專利名稱：半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可用作存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件以及包括這種存儲(chǔ)單元陣列的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置如DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)獲得了長足的進(jìn)步。隨著對(duì)小型化、大容量存儲(chǔ)裝置的需求不斷增長，存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)單元的集成密度越來越高。在高密度的集成中，雙端口器件用作存儲(chǔ)單元是有利的。特別是在矩陣尋址的存儲(chǔ)裝置中，各存儲(chǔ)單元位于沿不同方向排列的位線與字線的交叉處。如果存儲(chǔ)單元為雙端口器件，則存儲(chǔ)單元與位線、字線的連接將得到簡化，從而有利于高密度集成。
但是，目前常用的雙端口器件如相變電阻器和鐵電器件尚存在各種問題，例如需要大功率或者與常規(guī)的Si半導(dǎo)體工藝不兼容等。有鑒于此，需要提供一種可用作存儲(chǔ)單元的新穎雙端口半導(dǎo)體器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可用作存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件及包括這種存儲(chǔ)單元陣列的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，該半導(dǎo)體器件易于制作，且能夠降低生成成本。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用作存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件，包括依次設(shè)置的第一 P型半導(dǎo)體層、第一 N型半導(dǎo)體層、第二 P型半導(dǎo)體層和第二 N型半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，可以通過在第一 P型半導(dǎo)體層與第二 N型半導(dǎo)體層之間施加大于穿通電SVm的正向偏置，在該半導(dǎo)體器件中存儲(chǔ)第一數(shù)據(jù)狀態(tài)。進(jìn)一步優(yōu)選地，可以通過在第一 P型半導(dǎo)體層與第二 N型半導(dǎo)體層之間施加處于該半導(dǎo)體器件的反向擊穿區(qū)的反向偏置，在該半導(dǎo)體器件中存儲(chǔ)第二數(shù)據(jù)狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，包括存儲(chǔ)單元陣列，其中每一存儲(chǔ)單元包括上述半導(dǎo)體器件；沿第一方向排列的多條字線；以及沿不同于第一方向的第二方向排列的多條位線，其中，每一存儲(chǔ)單元連接到相應(yīng)的字線和相應(yīng)的位線。優(yōu)選地,可以通過一條位線和一條字線，向與該位線和字線相連的存儲(chǔ)單元施加大于穿通電壓Vm的正向偏置，來在該存儲(chǔ)單元中寫入第一數(shù)據(jù)。優(yōu)選地,可以通過一條位線和一條字線，向與該位線和字線相連的存儲(chǔ)單元施加處于該存儲(chǔ)單元的反向擊穿區(qū)的反向偏置，來在該存儲(chǔ)單元中寫入第二數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選地,可以通過一條位線和一條字線，向與該位線和字線相連的存儲(chǔ)單元施加大于臨界電壓Vcrit且小于穿通電壓Vm的讀取偏置，來讀取該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)流過存儲(chǔ)單元的電流相對(duì)較大時(shí)，確定該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有第一數(shù)據(jù)；而當(dāng)流過存儲(chǔ)單元的電流相對(duì)較小時(shí)，確定該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有第二數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，且因此制造成本低。當(dāng)其用作存儲(chǔ)單元時(shí)，作為雙端口器件可以容易地形成存儲(chǔ)單元陣列，并因此可以改善半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)單元的集成密度。


通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中圖I中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖及其等效電路圖；圖2示出了在半導(dǎo)體器件的陽極與陰極之間施加正向偏置時(shí)流過半導(dǎo)體器件的電流；
圖3示出了在半導(dǎo)體器件的陽極與陰極之間施加反向偏置時(shí)流過半導(dǎo)體器件的電流；圖4示出了半導(dǎo)體器件的電流(It)-電壓(Vt)特性圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)合有半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的示意圖；以及圖6示出了圖5所示的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中與一條位線相連的各存儲(chǔ)單元的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式以下，通過附圖中示出的具體實(shí)施例來描述本發(fā)明。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知知識(shí)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。需要指出的是，附圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚的目的，放大了某些細(xì)節(jié)，并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖I中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖及其等效電路圖。如圖1(a)所示，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括依次設(shè)置的第一 P型半導(dǎo)體層101、第一 N型半導(dǎo)體層102、第二 P型半導(dǎo)體層103和第二 N型半導(dǎo)體層104。第一 P型半導(dǎo)體層101 (或者從中弓I出的接觸部)構(gòu)成該半導(dǎo)體器件的陽極200，而第二 N型半導(dǎo)體層104 (或者從中引出的接觸部)構(gòu)成該半導(dǎo)體器件的陰極300。因此，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件構(gòu)成具有陽極200和陰極300兩個(gè)端子的p-n-p-n半導(dǎo)體器件。這里需要指出的是，在圖I中示出了第一 P型半導(dǎo)體層101處于頂部而第二 N型半導(dǎo)體層104處于底部的結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，與圖I中所示結(jié)構(gòu)相反，從上到下依次是第二 N型半導(dǎo)體層、第二 P型半導(dǎo)體層、第一 N型半導(dǎo)體層和第一 P型半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)也是可行的。例如，這些半導(dǎo)體層可以由Si通過摻雜而形成。具體地，例如通過在Si中摻雜P、As等來形成N型半導(dǎo)體層，通過在Si中摻雜B、In等來形成P型半導(dǎo)體層。因此，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可以與常規(guī)Si半導(dǎo)體工藝相兼容，從而非常容易制造，且不需要添置專門的設(shè)備并因此降低了生產(chǎn)成本。當(dāng)然，這些半導(dǎo)體層的材料也不限于Si，也可以包括其他半導(dǎo)體材料如SiGe、SiC等。摻雜劑也不限于上述摻雜劑，可以包括其他的N型摻雜劑(如Sb)和P型摻雜劑(如Ga)。在此，各半導(dǎo)體層的成分、摻雜劑種類和摻雜濃度不必彼此相同。例如，第一 P型半導(dǎo)體層可以通過摻雜B來形成，而第二 P型半導(dǎo)體層可以通過摻雜In來形成，反之亦然；第一 N型半導(dǎo)體層可以通過摻雜P來形成，而第二 N型半導(dǎo)體層可以通過摻雜As來形成，反之亦然。摻雜濃度例如可以是IO16 1021/cm3。圖1(a)中所示的半導(dǎo)體器件例如可以通過依次淀積第二 N型半導(dǎo)體層、第二 P型半導(dǎo)體層、第一 N型半導(dǎo)體層和第一 P型半導(dǎo)體層，并對(duì)它們進(jìn)行構(gòu)圖(例如，通過光刻)來形成。各層的厚度可在Inm 10 ii m之間(優(yōu)選地在IOnm I y m之間)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到各種方式來形成如此構(gòu)造的半導(dǎo)體器件。圖1(b)和1(c)中分別示出了圖1(a)所示半導(dǎo)體器件的等效電路圖。如圖1(b)所示，該半導(dǎo)體器件等效于兩個(gè)連接在一起的晶體管Ql和Q2。具體地，第一 P型半導(dǎo)體層101、第一 N型半導(dǎo)體層102和第二 P型半導(dǎo)體層103構(gòu)成了一個(gè)PNP型晶體管Q1，而第一 N型半導(dǎo)體層102、第二 P型半導(dǎo)體層103和第二 N型半導(dǎo)體層104構(gòu)成了一個(gè)NPN型晶體管Q2。第一 P型半導(dǎo)體層101構(gòu)成晶體管Ql的發(fā)射極，第一 N型半導(dǎo)體 層102構(gòu)成晶體管Ql的基極，第二 P型半導(dǎo)體層103構(gòu)成晶體管Ql的集電極。另外，第一N型半導(dǎo)體層102構(gòu)成晶體管Q2的集電極，第二 P型半導(dǎo)體層103構(gòu)成晶體管Q2的基極，第二 N型半導(dǎo)體層104構(gòu)成晶體管Q2的發(fā)射極。如圖1(c)所示，該半導(dǎo)體器件也可以等效于三個(gè)連接在一起的二極管(PN結(jié))J1、J2和J3。具體地，第一 P型半導(dǎo)體層101和第一 N型半導(dǎo)體層102構(gòu)成了第一 PN結(jié)Jl ；第二 p型半導(dǎo)體層103和第一 N型半導(dǎo)體層102構(gòu)成了第二 PN結(jié)J2，該第二 PN結(jié)J2的方向與第一 PN結(jié)Jl的方向相反；第二 P型半導(dǎo)體層103和第二 N型半導(dǎo)體層104構(gòu)成了第三PN結(jié)J3，該第三PN結(jié)J3的方向與第一 PN結(jié)Jl的方向相同。在以下的描述中，同等地使用圖1(b)和圖1(c)所示的等效電路。即，針對(duì)圖1(b)所示電路的圖示和描述同樣適用于圖1(c)所示電路，反之亦然。以下，將描述圖I所示半導(dǎo)體器件的(直流)電流電壓特性。圖2示出了在陽極200與陰極300之間施加正向偏置(即，陽極200的電勢高于陰極300的電勢)時(shí)的情況。當(dāng)在陽極200與陰極300之間所施加的正向偏置電壓不太大(具體地，使得Ql和Q2在此偏置下電流放大倍數(shù)之積小于1，因而達(dá)不到正反饋)時(shí)，第一PN結(jié)Jl和第三PN結(jié)J3處于較小的正向偏置，而第二 PN結(jié)J2處于反向偏置并因此第二PN結(jié)J2中僅存在較小的反向電流。因此，陽極200與陰極300之間的電流較小，如圖2(c)所示，其中的箭頭表示電流。當(dāng)正向偏置電壓逐漸增大，具體地，當(dāng)正向偏置電壓大于臨界電壓Vcrit時(shí)，可以存在如下兩種情況a)與前述正向偏置電壓較小(具體地，小于臨界電壓Vcrit)的情況類似，結(jié)Jl和結(jié)J3都處于較小的正向偏置，晶體管Ql和Q2的電流放大倍數(shù)之積小于1，因此整個(gè)p-n-p-n半導(dǎo)體器件的正向電流仍為較小值；b)結(jié)Jl和J3兩者中至少有一個(gè)正向偏置較大，晶體管Ql和Q2的電流放大倍數(shù)之積大于或等于I，從而形成正反饋，此時(shí)p-n-p-n半導(dǎo)體器件的正向電流為較大值(參見圖2(b)，其中的箭頭表示電流)。這樣，在同一偏置電壓下，p-n-p-n半導(dǎo)體器件可以有兩種穩(wěn)態(tài)電流，對(duì)應(yīng)兩種存儲(chǔ)狀態(tài)。這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換通過以下描述的操作來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，利用這兩種存儲(chǔ)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。通過理論分析及實(shí)驗(yàn)研究表明，這兩種狀態(tài)取決于該器件內(nèi)部積累的電荷是否足以使兩端的PN結(jié)(結(jié)Jl和/或J3)處于正向偏置狀態(tài)從而導(dǎo)致形成正反饋。具體地，當(dāng)在該半導(dǎo)體器件中積累的電荷使得兩端的PN結(jié)正向偏置(具體地，在第一 P型半導(dǎo)體層101中積累空穴且在第一 N型半導(dǎo)體層102中積累電子使得結(jié)Jl正向偏置和/或在第二 P型半導(dǎo)體層103中積累空穴且在第二 N型半導(dǎo)體層104中積累電子使得結(jié)J3正向偏置)時(shí)，那么該器件在處于臨界電壓Vcrit與穿通電壓Vm之間的偏置電壓下表現(xiàn)出較大的穩(wěn)態(tài)電流；而在該半導(dǎo)體器件內(nèi)并沒有積累電荷或者積累的電荷不足以使結(jié)Jl和J3正向偏置時(shí)，那么該器件在處于臨界電壓Vcrit與穿通電壓Vm之間的偏置電壓下表現(xiàn)出較小的穩(wěn)態(tài)電流。例如，可以通過向器件施加大的正向電壓脈沖(例如，大于穿通電壓Vm)，來使得其中積累的電荷足以使結(jié)Jl和J3正向偏置。當(dāng)正向偏置電壓大于穿通電壓Vm時(shí),結(jié)Jl和J3都處于較大的正向偏置,且Ql和Q2的電流放大倍數(shù)之積總是大于等于I。因此，p-n-p-n半導(dǎo)體器件將一直處于大電流導(dǎo)通狀態(tài)。圖3示出了在陽極200與陰極300之間施加反向偏置電壓(即，陽極200的電勢低于陰極300的電勢)時(shí)的情況。此時(shí)，該半導(dǎo)體器件表現(xiàn)出的電學(xué)特性類似于單個(gè)反向 偏置的二極管。具體地，當(dāng)反向偏置電壓較小時(shí)，在陽極200與陰極300之間只存在較小的反向電流，參見圖3(b);而當(dāng)反向偏置電壓增大到一定程度時(shí)，將出現(xiàn)類似擊穿現(xiàn)象的電流急劇增大，參見圖3(c)。圖4示出了該半導(dǎo)體器件的電流(It)-電壓(Vt)特性圖。如圖4所示，對(duì)于Vt >0 (即，正向偏置)，在Vt較小時(shí)，電流It很小，幾乎不變化；當(dāng)Vt大于等于臨界電壓Vcrit且小于穿通電壓、時(shí)，p-n-p-n半導(dǎo)體器件上出現(xiàn)同一偏置電壓下可以有兩種穩(wěn)態(tài)電流的情況，此時(shí)為p-n-p-n半導(dǎo)體器件作為存儲(chǔ)單元的工作狀態(tài)。當(dāng)Vt大于等于穿通電壓Vm時(shí)，p-n-p-n半導(dǎo)體器件保持為正向?qū)顟B(tài)。對(duì)于Vt < 0( S卩，反向偏置)，在￥:(絕對(duì)值)較小時(shí)，反向電流It很小，幾乎不變化；在Vt (絕對(duì)值)增大到一定程度后,反向電流It急劇增大。在以下描述中,將電流It急劇增大的Vt范圍稱作該半導(dǎo)體器件的反向擊穿區(qū)。這里需要指出的是，發(fā)生擊穿并不意味著PN結(jié)被損壞。實(shí)際上，當(dāng)發(fā)生反向擊穿時(shí)，只要注意控制反向電流的數(shù)值，不使其過大以避免過熱，則當(dāng)反向電壓降低時(shí)，PN結(jié)的性能可以恢復(fù)。由于如上所述，該半導(dǎo)體器件在一定的偏置區(qū)間(如臨界電壓Vcrit到穿通電壓Vm的區(qū)間)可以具有兩種穩(wěn)態(tài)電流，因此可以將該半導(dǎo)體器件用作存儲(chǔ)單元，其中可以利用穩(wěn)態(tài)電流的狀態(tài)來表示數(shù)據(jù)狀態(tài)。例如，該半導(dǎo)體器件在同一偏置下表現(xiàn)出較大穩(wěn)態(tài)電流的狀態(tài)可以表示數(shù)據(jù)“1”，而表現(xiàn)出較小穩(wěn)態(tài)電流的狀態(tài)可以表示數(shù)據(jù)“O”。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，也可以是該半導(dǎo)體器件在同一偏置下表現(xiàn)出較小穩(wěn)態(tài)電流的狀態(tài)表示數(shù)據(jù)“ I”而表現(xiàn)出較大穩(wěn)態(tài)電流的狀態(tài)表示數(shù)據(jù)“O”。在此，例如，可以通過在陽極200與陰極300之間施加一個(gè)大的正向電壓脈沖(例如，高于穿通電SVm)，使得在第一 P型半導(dǎo)體層101中積累空穴且在第一 N型半導(dǎo)體層102中積累電子以使結(jié)Jl正向偏置和/或在第二 P型半導(dǎo)體層103中積累空穴且在第二 N型半導(dǎo)體層104中積累電子以使結(jié)J3正向偏置(從而在施加處于臨界電壓Vcrit與穿通電壓Vm之間的偏置時(shí)出現(xiàn)較大的穩(wěn)態(tài)電流)，并因此表示相應(yīng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)如“I”。另外，例如可以通過在在陽極200與陰極300之間施加一個(gè)大的反向偏置(處于反向擊穿區(qū))，使得大的反向電流通過該半導(dǎo)體器件，以有效清除其中可能存在的電荷(從而在施加處于臨界電壓Vcrit與穿通電壓Vm之間的偏置時(shí)出現(xiàn)較小的穩(wěn)態(tài)電流)，并因此表示相應(yīng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)如 “O，，。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用在半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中的實(shí)施例。具體地，如圖5所示，該存儲(chǔ)裝置包括用作存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件100的陣列，其中每一半導(dǎo)體器件100包括依次設(shè)置的第一 P型半導(dǎo)體層、第一 N型半導(dǎo)體層、第二 P型半導(dǎo)體層和第二 N型半導(dǎo)體層。另外，該存儲(chǔ)裝置還包括沿第一方向排列的多條字線WLO、WLl*"WLn(圖中為清楚起見僅示出了三條位線)，其中n為自然數(shù)；以及沿與第一方向不同的第二方向(例如，垂直于第一方向)排列的多條位線BL0、BLl "BLm(圖中為清楚起見僅示出了三條位線)，其中m為自然數(shù)。每一存儲(chǔ)單元(半導(dǎo)體器件100)連接至相應(yīng)的位線BLi (i = 0,1, ---,m)和字線WLj(j = 0，1，…，n)。例如，在圖5所示的實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元(半導(dǎo)體器件100)位于相應(yīng)的位線BLi和相應(yīng)的字線WLj之間的交叉處，且其陽極連接至位線BLi，而陰極連接至字線WLj。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，存儲(chǔ)單元的陽極連接至相應(yīng)的字線WLj而陰極連接至相應(yīng)的位線BLi，也是可以的。 本領(lǐng)域技術(shù)人員知道多種手段來制造圖5所示的存儲(chǔ)裝置。例如，可以在半導(dǎo)體襯底上(可形成有相關(guān)的電路)淀積一層金屬層，并對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖(例如，通過光刻)以形成沿第一方向延伸的多條字線WLO、WLl*" WLn。接著，再依次淀積第二 N型半導(dǎo)體層、第二P型半導(dǎo)體層、第一 N型半導(dǎo)體層和第一 P型半導(dǎo)體層，然后對(duì)它們進(jìn)行構(gòu)圖(例如，通過光刻)，以形成按矩陣形式排列的多個(gè)堆疊，這些堆疊分別形成相應(yīng)的半導(dǎo)體器件或存儲(chǔ)單元。然后，再淀積另一金屬層，并對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖(例如，通過光刻)以形成沿第二方向延伸的多條位線BL0、BLl "BLm。當(dāng)然，在這些步驟之間還可以存在淀積層間絕緣層的步驟。例如，在形成字線WL0、WLl" WLn后，可以先淀積一層絕緣層(圖中未示出)，然后進(jìn)行平坦化以露出字線WLO、WLl "WLn，接著再淀積半導(dǎo)體層；在形成存儲(chǔ)單元之后，可以先淀積另一絕緣層(圖中未示出)，然后進(jìn)行平坦化以露出各存儲(chǔ)單元，接著再淀積位線層?？梢钥闯?，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置特別易于制造，且與常規(guī)Si半導(dǎo)體工藝相兼容，從而可以大大降低生產(chǎn)成本。在以上實(shí)施例中，字線層位于底部而位線層位于頂部。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，位線層位于底部而字線層位于頂部也是可以的。圖6示出了圖5所示的存儲(chǔ)裝置中與一條位線BLi相連的各存儲(chǔ)單元的等效電路圖。如圖6所示，相應(yīng)的存儲(chǔ)單元100連接在該位線BLi與相應(yīng)的字線WLO、WLl*"WLn之間。如上所述，例如可以通過在位線BLi與字線WLj之間施加大的正電壓脈沖，以在連接在它們之間的存儲(chǔ)單元100中存儲(chǔ)足以使結(jié)Jl和/或J3正向偏置的電荷，從而在該存儲(chǔ)單元100中存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)如“I”。另外,例如可以通過在位線BLi與字線WLj之間施加一個(gè)大的反向偏置，以清除連接在它們之間的存儲(chǔ)單元100中可能存在的電荷，從而在該存儲(chǔ)單元100中存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)如“O”。另外，在對(duì)存儲(chǔ)單元100進(jìn)行讀取時(shí)，例如可以通過在相應(yīng)的位線BLi與字線WLj之間施加臨界電壓Vcrit與穿通電壓Vm之間的偏置電壓例如約為Vcrit的電壓，并根據(jù)該存儲(chǔ)單元100中流過的電流來判斷其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。具體地，參見圖4所示的半導(dǎo)體器件的電學(xué)特性，在Vcrit的偏置電壓下，如果流過存儲(chǔ)單元100的電流較大(圖4中示出為11)，則判斷該存儲(chǔ)單元100中存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)如“I”;如果流過存儲(chǔ)單元100的電流較小(圖4中示出為10)，則判斷該存儲(chǔ)單元100中存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)如“O”。優(yōu)選地，可以在位線BLi與字線WLj之間施加略大于臨界電壓Vcrit的電壓偏置。此時(shí)，存儲(chǔ)單元100中流過的電流不會(huì)改變其中存儲(chǔ)的電荷，起到了保持?jǐn)?shù)據(jù)的作用。以上參照本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明予以了說明。但是，這些實(shí)施例僅僅是為了說明的目的，而并非為了限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求及其等價(jià)物限定。不脫離本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替代和修改，這些替代和修改都應(yīng)落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用作存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件，包括 依次設(shè)置的第一 P型半導(dǎo)體層、第一 N型半導(dǎo)體層、第二 P型半導(dǎo)體層和第二 N型半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中， 通過在第一 P型半導(dǎo)體層與第二 N型半導(dǎo)體層之間施加大于穿通電壓Vm的正向偏置，在該半導(dǎo)體器件中存儲(chǔ)第一數(shù)據(jù)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中， 通過在第一P型半導(dǎo)體層與第二N型半導(dǎo)體層之間施加處于該半導(dǎo)體器件的反向擊穿區(qū)的反向偏置，在該半導(dǎo)體器件中存儲(chǔ)第二數(shù)據(jù)狀態(tài)。
4.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，包括 存儲(chǔ)單元陣列，其中每一存儲(chǔ)單元包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件； 沿第一方向排列的多條字線；以及 沿不同于第一方向的第二方向排列的多條位線， 其中，每一存儲(chǔ)單元連接到相應(yīng)的字線和相應(yīng)的位線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中， 通過一條位線和一條字線，向與該位線和字線相連的存儲(chǔ)單元施加大于穿通電壓Vbq的正向偏置，來在該存儲(chǔ)單元中寫入第一數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中， 通過一條位線和一條字線，向與該位線和字線相連的存儲(chǔ)單元施加處于該存儲(chǔ)單元的反向擊穿區(qū)的反向偏置，來在該存儲(chǔ)單元中寫入第二數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中， 通過一條位線和一條字線，向與該位線和字線相連的存儲(chǔ)單元施加大于臨界電壓Vcrit且小于穿通電壓Vm的讀取偏置，來讀取該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 其中，當(dāng)流過存儲(chǔ)單元的電流相對(duì)較大時(shí)，確定該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有第一數(shù)據(jù)；而當(dāng)流過存儲(chǔ)單元的電流相對(duì)較小時(shí)，確定該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有第二數(shù)據(jù)。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。該半導(dǎo)體器件可以用作存儲(chǔ)單元，且包括依次設(shè)置的第一P型半導(dǎo)體層、第一N型半導(dǎo)體層、第二P型半導(dǎo)體層和第二N型半導(dǎo)體層?？梢酝ㄟ^在第一P型半導(dǎo)體層與第二N型半導(dǎo)體層之間施加大于穿通電壓VBO的正向偏置，在該器件中存儲(chǔ)第一數(shù)據(jù)狀態(tài)。也可以通過在第一P型半導(dǎo)體層與第二N型半導(dǎo)體層之間施加處于該半導(dǎo)體器件的反向擊穿區(qū)的反向偏置，在該器件中存儲(chǔ)第二數(shù)據(jù)狀態(tài)。因此，可以有效地將該半導(dǎo)體器件用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括由上述半導(dǎo)體器件構(gòu)成的存儲(chǔ)單元的陣列。
文檔編號(hào)G11C11/4063GK102768850SQ20111011425
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者朱慧瓏, 梁擎擎, 童小東, 鐘匯才 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所