【技术实现步骤摘要】
基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管及制备方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管及制备方法。
技术介绍
信息技术的高速发展使数据规模呈指数型增长，庞大的数据量对数据的处理和存储能力提出了更高的要求。传统的计算架构中存储单元与计算单元分离，使数据传输过程中产生较多的功耗与延迟，出现冯·诺依曼瓶颈。神经形态计算是一种基于人工神经网络的类脑计算系统，可实现存算一体的计算方式，且具有高能效，低功耗的优点。电子突触器件作为构建神经网络的基础，成为实现神经形态计算的关键。相变材料因其在不同晶相下的电阻率可以相差2-3个数量级，与CMOS工艺兼容等优异特性成为电子突触器件的理想材料。基于相变存储单元的神经形态计算已经可以完成较为复杂的图片识别和处理任务。但是目前应用的电路中每个存储单元都由一个相变存储器和MOSFET选通端构成，器件面积较大，不利于存储密度的提高；并且每个存储单元的读出值大小依赖于相变材料的电阻率变化，存储单元的信息储存窗口局限于相变存储器的电导值；同时，读操作会对...
【技术保护点】
1.一种基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管，其特征在于，包括：/nSOI衬底；/n所述SOI衬底的顶层硅通过刻蚀形成纳米线结构、源区和漏区，所述源区和所述漏区分别设置与所述纳米线结构的两端，其中，所述纳米线结构、所述源区和所述漏区表面覆盖有第一绝缘栅介质层，所述源区上侧设置有源电极，所述漏区上侧设置有漏电极；/n所述纳米线结构表面覆盖有相变栅介质层，所述相变栅介质层设置于所述第一绝缘栅介质层上侧；所述相变栅介质层垂直于所述纳米线结构轴线方向，所述相变栅介质层两端覆盖于所述SOI衬底上侧；/n所述相变栅介质层上侧设置有第二绝缘栅介质层，所述第二绝缘栅介质层两端分别设置有第...
【技术特征摘要】
1.一种基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管，其特征在于，包括：
SOI衬底；
所述SOI衬底的顶层硅通过刻蚀形成纳米线结构、源区和漏区，所述源区和所述漏区分别设置与所述纳米线结构的两端，其中，所述纳米线结构、所述源区和所述漏区表面覆盖有第一绝缘栅介质层，所述源区上侧设置有源电极，所述漏区上侧设置有漏电极；
所述纳米线结构表面覆盖有相变栅介质层，所述相变栅介质层设置于所述第一绝缘栅介质层上侧；所述相变栅介质层垂直于所述纳米线结构轴线方向，所述相变栅介质层两端覆盖于所述SOI衬底上侧；
所述相变栅介质层上侧设置有第二绝缘栅介质层，所述第二绝缘栅介质层两端分别设置有第一接触孔和第二接触孔，所述第一接触孔和所述第二接触孔分别位于所述纳米线结构两侧；
所述第二绝缘栅介质层一端上侧设置有主栅电极，所述主栅电极通过所述第一接触孔与所述相变栅介质层连接，且所述主栅电极覆盖于所述纳米线上侧；所述第二绝缘栅介质层另一端上侧设置有副栅电极，所述副栅电极通过所述第二接触孔与所述相变栅介质层连接。
2.根据权利要求1所述的基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管，其特征在于，所述相变栅介质层的材料为Ge2Sb2Te5、SbTe、GeTe、SiSbTe或GeSb。
3.根据权利要求1所述的基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管，其特征在于，所述源区、所述漏区和所述纳米线结构的掺杂类型为N型或P型。
4.根据权利要求1所述的基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管，其特征在于，所述纳米线结构长度为100～2000nm，截面长度尺寸范围10～100nm，截面宽度尺寸范围10～100nm。
5.根据权利要求1所述的基于相变材料存储栅的无结硅纳米线晶体管，其特征在于，所述第一绝缘栅介质层和第二绝缘栅介质层的材料包括以下之一：SiO2、氮氧化物、TiO2、HfO2、Si3N4、ZrO2、Ta2O5或钛酸锶钡BST。
6.根据权利要求1所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨冲，韩伟华，陈俊东，张晓迪，郭仰岩，杨富华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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