包括可变电阻材料的半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供包括可变电阻材料的半导体器件及其制造方法。该半导体器件包括：绝缘衬底；沟道层，在绝缘衬底上；栅极，从沟道层的上表面至少部分地延伸到沟道层中；源极和漏极，在沟道层上分别在栅极的相对两侧；栅绝缘层，围绕栅极且将栅极与沟道层、源极和漏极电绝缘；以及可变电阻材料层，在绝缘衬底与栅极之间。

【技术实现步骤摘要】
示例实施例涉及包括可变电阻材料的半导体器件和/或制造该半导体器件的方法，更具体地，涉及包括可变电阻材料的半导体器件、制造该半导体器件的方法和/或包括该半导体器件的非易失性存储器。
技术介绍
在电场和/或磁场中或根据所施加的电流/电压而具有可变电阻的材料正以各种方式应用于非易失性存储器或逻辑电路中。例如，在磁隧道结(MTJ)器件中，使用根据磁化方向而处于高电阻态和低电阻态的可变电阻材料。此外，电阻随机存取存储器(RRAM)通常使用过渡金属氧化物，过渡金属氧化物具有根据所施加的电压而变化的电阻。 存储器或逻辑电路需要开关器件用于施加各种电压(例如，设定电压、复位电压或读取电压)到可变电阻材料。存储器或逻辑电路通常具有这样的结构，其中例如一个开关器件和一种可变电阻材料彼此串联连接。晶体管通常用作开关器件。然而，二极管也可以用作开关器件。例如，一个晶体管和一种可变电阻材料彼此连接的结构可以被称为1TR-1R结构。近来，已经在尝试将开关器件和可变电阻材料结合为一个器件的技术。在该情形下，这个器件可以同时执行开关功能和存储功能。
技术实现思路
示例实施例涉及包括可变电阻材料的半导体器件和/或制造该半导体器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：绝缘衬底；沟道层，在所述绝缘衬底上；栅极，从所述沟道层的上表面至少部分地延伸到所述沟道层的内部；源极和漏极，在所述沟道层上分别在所述栅极的相对两侧；栅绝缘层，围绕所述栅极且将所述栅极与所述沟道层、所述源极和所述漏极电绝缘；以及可变电阻材料层，在所述绝缘衬底和所述栅极之间。

【技术特征摘要】
2011.07.29 KR 10-2011-00761661.一种半导体器件，包括 绝缘衬底； 沟道层，在所述绝缘衬底上； 栅极，从所述沟道层的上表面至少部分地延伸到所述沟道层的内部； 源极和漏极，在所述沟道层上分别在所述栅极的相对两侧； 栅绝缘层，围绕所述栅极且将所述栅极与所述沟道层、所述源极和所述漏极电绝缘；以及 可变电阻材料层，在所述绝缘衬底和所述栅极之间。2.如权利要求I所述的半导体器件，其中所述可变电阻材料层直接接触所述栅极。3.如权利要求I所述的半导体器件，其中所述栅绝缘层设置在所述可变电阻材料层和所述栅极之间。4.如权利要求I所述的半导体器件，其中所述可变电阻材料层具有倒圆的底表面，所述可变电阻材料层的倒圆的底表面的中心部分接触所述绝缘衬底，所述倒圆的底表面的外周部分接触所述沟道层。5.如权利要求I所述的半导体器件，其中所述沟道层由掺杂有第一导电掺杂剂的单晶半导体形成，所述源极和所述漏极由掺杂有第二导电掺杂剂的单晶半导体形成，该第二导电掺杂剂与所述第一导电掺杂剂电性相反。6.如权利要求I所述的半导体器件，其中所述可变电阻材料层包括具有氧空位缺陷的第一可变电阻材料层以及具有比所述第一电阻材料层少的氧空位缺陷的第二可变电阻材料层。7.如权利要求6所述的半导体器件，其中所述第一可变电阻材料层和所述第二可变电阻材料层在电流流动的路径上依次设置。8.如权利要求6所述的半导体器件，其中所述第一可变电阻材料层和所述第二可变电阻材料层彼此相邻地在所述绝缘衬底上，且接触所述绝缘衬底和所述栅极两者。9.一种半导体器件，包括 沟道层； 源极和漏极，分别在所述沟道层的上部分上； 可变电阻材料层，在所述源极和所述漏极之间在所述沟道层的中心上部分中； 栅极，在所述可变电阻材料层之上；以及 栅绝缘层，围绕所述栅极。10.如权利要求9所述的半导体器件，其中所述栅绝缘层围绕所述栅极的至少下表面。11.如权利要求10所述的半导体器件，其中所述栅绝缘层在所述栅极的下表面和所述沟道层之间以及在所述栅极的下表面和所述可变电阻材料层之间。12.如权利要求10所述的半导体器件，其中， 所述可变电阻材料层直接接触所述栅极，且 所述栅绝缘层在所述栅极的下表面与所述沟道层之间。13.如权利要求9所述的半导体器件，还包括 绝缘层，在所述沟道层的两个侧表面上以使所述半导体器件与相邻单元的另一半导体器件电绝缘。14.如权利要求9所述的半导体器件，还包括 钝化层，覆盖所述源极和所述漏极且围绕所述栅极和所述栅绝缘层中的一个。15.如权利要求10所述的半导体器件，还包括 源极电极和漏极电极，延伸穿过所述钝化层且分别电连接到所述源极和所述漏极。16.如权利要求9所述的半导体器件，其中所述可变电阻材料层至少部分地延伸到所述沟道层中，并且所述可变电阻材料层从所述沟道层突出。17.如权利要求9所述的半导体器件，其中， 所述沟道层掺杂有第一导电掺杂剂，且 所述源极和所述漏极掺杂有第二导电掺杂剂，该第二导电掺杂剂与所述第一导电掺杂齐U电性相反。18.如权利要求17所述的半导体器件，还包括 掺杂区，在所述沟道层的围绕所述可变电阻材料层的下部的部分中，该掺杂区用第一导电掺杂剂以比所述沟道层的其余部分高的掺杂浓度来掺杂而形成。19.如权利要求9所述的半导体器件，其中所述可变电阻材料层包括具有氧空位缺陷的第一可变电阻材料层以及具有比所述第一可变电阻材料层少的氧空位缺陷的第二可变电阻材料层。20.如权利要求19所述的半导体器件，其中所述第一可变电阻材料层和所述第二可变电阻材料层沿电流在所述源极和所述漏极之间流动的路径依次设置。21.如权利要求19所述的半导体器件，其中所述可变电阻材料层包括第一可变电阻材料层、第二可变电阻材料层和第三可变电阻材料层，所述第一可变电阻材料层、第二可变电阻材料层和第三可变电阻材料层沿电流在所述源极和所述漏极之间流动的路径依次设置，且 所述第一可变电阻材料层和所述第三可变电阻材料层是相同的。22.一种制造半导体器件的方法，该方法包括 制备一结构，该结构包括 绝缘衬底， 形成在所述绝缘衬底上的沟道层，以及 分别设置在所述沟道层的上部分上的源极和漏极； 通过部分蚀刻所述源极和所述漏极之间的所述沟道层，在所述沟道层中形成凹陷区； 在所述凹陷区的整个内壁上形成第一栅绝缘层； 部分地去除形成在所述凹陷区的底表面上的所述第一栅绝缘层以及所述沟道层以暴露所述绝缘衬底的表面； 在所述凹陷区中的所述绝缘衬底的表面上形成可变电阻材料层；以及 通过在所述凹陷区中沉积栅极电极材料来形成栅极。23.如权利要求22所述的方法，其中所述制备一结构包括 制备晶体管，该晶体管包括 所述绝缘衬底， 形成在所述绝缘衬底上的所述沟道层， 分别设置在所述沟道层的上表面上的所述源极和所述漏极，部分形成在该沟道层的上表面上在所述源极和所述漏极之间的临时栅极， 围绕该临时栅极的下表面的绝缘层，以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：田尚勋，柳寅敬，金昌桢，金英培，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：