[發明專利]使用單晶體管的高密度半導體存儲單元和存儲器陳列

有效

• 申請號: 03809184.4
• 申請日: 2003-04-22
• 公開（公告）號: CN101095238A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: J·Z·彭;D·方
• 申請（專利權）人: 基洛帕斯技術公司
• 主分類號: H01L29/94
• 分類號: H01L29/94;H01L31/062
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳立明;梁永

1.一種用在具有列位線和行字線的存儲器陣列中的可編程存儲單元，該存儲單元包括：

晶體管，具有柵極、在襯底上和柵極之間的柵極電介質，以及第一和第二摻雜半導體區，其形成在所述襯底中與所述柵極相鄰，并相互隔開從而限定在其間和所述柵極下的溝道區，所述柵極由所述列位線之一形成；以及

耦合到晶體管的第二摻雜半導體區的行字線段，所述行字線段連接到所述行字線之一。

2.權利要求1的存儲單元，其中所述列位線通過列位線段連接到所述柵極。

3.權利要求1的存儲單元，其中所述柵極不與所述第一和第二摻雜半導體區中的任何一個重疊。

4.權利要求1的存儲單元，其中晶體管的柵極電介質在鄰近第一和第二摻雜半導體區處比在所述溝道區處更厚。

5.權利要求1的存儲單元，其中柵極和所述第二摻雜半導體區橫向地分開距離D。

6.權利要求5的存儲單元，其中所述距離D足以防止與所述第一或第二摻雜半導體區的短路。

7.權利要求1的存儲單元，其中所述第一摻雜半導體區是浮置的。

8.權利要求1的存儲單元，還包括當所述存儲單元已經被編程時，在所述溝道區中的所述襯底內形成的被編程的摻雜區。

9.一種操作可編程存儲器陣列的方法，所述存儲器陣列包括多個行字線、多個列位線、以及位于行線和列線的各個交叉點的多個存儲單元，所述存儲單元包括晶體管，晶體管具有柵極、在柵極和襯底上之間的柵極電介質、第一和第二半導體摻雜區，其形成在所述襯底中與所述柵極相鄰，并相互隔開從而限定在其間和所述柵極下的溝道區，所述柵極由所述列位線之一形成，以及耦合到晶體管的第二摻雜半導體區的行字線段，所述行字線段連接到所述行字線之一，該方法包括：

向被選擇的列位線之一和被選擇的晶體管的柵極施加第一電壓；以及

向被選擇的行字線之一施加第二電壓；

其中第一電壓和第二電壓跨越所述被選擇的晶體管的柵極電介質上形成電勢差，以使得在所述被選擇的晶體管的所述溝道區中的所述襯底內形成被編程的摻雜區。

10.權利要求9的方法，還包括在不對應于所述被選擇的晶體管的行字線上施加第三電壓。

11.權利要求9的方法，其中通過在所述被選擇的晶體管的柵極上施加第四電壓、并監測從所述柵極流到所述被選擇的列位線的電流流動，來讀取所述被選擇的晶體管。

12.權利要求11的方法，還包括在不對應于所述被選擇的晶體管的行字線上施加第五電壓。

13.一種可編程存儲器陣列，包括多個行字線、多個列位線、以及位于行字線和列位線的各個交叉點處的多個存儲單元，每個存儲單元包括：

晶體管，具有柵極、在該柵極和襯底上之間的柵極電介質、以及第一和第二半導體摻雜區，其形成在所述襯底中與所述柵極相鄰，并相互隔開從而限定在其間和所述柵極下的溝道區，所述柵極由所述列位線之一形成；以及

耦合到晶體管的第二摻雜半導體區的行字線段，所述行字線段連接到所述行字線之一。

14.權利要求13的存儲器陣列，其中所述列位線通過列位線段連接到所述柵極。

15.權利要求13的存儲器陣列，其中所述晶體管的柵極不與所述各個晶體管的所述第一和第二摻雜半導體區中的任何一個重疊。

16.權利要求13的存儲器陣列，其中晶體管的柵極電介質在靠近各個第一和第二摻雜半導體區處比在所述溝道區處更厚。

17.權利要求13的存儲器陣列，其中所述晶體管具有其柵極，所述第二摻雜半導體區橫向地分開距離D。

18.權利要求17的存儲器陣列，其中所述距離D足夠防止從柵極到所述第一或第二摻雜半導體區的短路。

19.權利要求13的存儲器陣列，其中晶體管的第一摻雜半導體區是浮置的。

20.權利要求13的存儲器陣列，其中所述存儲單元還包括當所述存儲單元已經被編程時，形成于所述溝道區中的所述襯底內的被編程的摻雜區。