[發(fā)明專利]對非易失性電荷存儲存儲器單元編程的襯底電子注入技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580044069.3
• 申請日: 2005-08-05
• 公開（公告）號: CN101120416A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬治·薩瑪奇薩
• 申請（專利權(quán)）人: 桑迪士克股份有限公司
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉國偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再編程的非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)和操作，特別是涉及通過改良的襯底熱電子注入技術(shù)來對快閃半導(dǎo)體存儲器單元編程。本文參考的所有專利、專利申請案、文章和其它公開案、文獻和數(shù)據(jù)的全文針對所有目的而以引用的方式并入本文中。

背景技術(shù)

如今有許多商業(yè)上成功的非易失性存儲器產(chǎn)品正在被使用，尤其是以小型記憶卡和快閃存儲器驅(qū)動器的形式。一陣列的個別存儲器單元形成在具有導(dǎo)電性浮動?xùn)艠O的半導(dǎo)體晶片上，大多數(shù)柵極一般由摻雜多晶硅材料制成，根據(jù)待存儲在單元中的數(shù)據(jù)而在其上存儲某一水平的電子電荷。浮動?xùn)艠O位于源極區(qū)與漏極區(qū)之間的至少一部分溝道上，且柵極電介質(zhì)位于浮動?xùn)艠O與襯底之間。存儲器單元的閾值電壓由浮動?xùn)艠O上的電荷量控制。

目前最普遍的有兩類存儲器單元陣列，NOR和NAND，兩者主要的不同之處在于存儲器單元連接在一起的方式。在NOR陣列中，個別單元的漏極連接與共同位線并聯(lián)而連接在一起。在第5,070,032號、第5,095,344號、第5,315,541號、第5,343,063號、第5,661,053號和第6,281,075號美國專利中給出NOR存儲器單元陣列的實例、其在存儲器系統(tǒng)中的使用和制造其的方法。

在NAND配置中，八個、十六個或更多的存儲器單元以彼此串聯(lián)的形式連接成串，通過所述串的每一末端處的選擇晶體管，所述串選擇性地連接在個別位線與共同電位之間。字線越過多串存儲器單元而延伸。通過參考第5,570,315號、第5,774,397號、第6,046,935號、第6,373,746號、第6,456,528號、第6,522,580號、第6,771,536號和第6,781,877號美國專利和第2003/0147278A1號美國專利申請案公開案可獲得NAND快閃存儲器單元陣列的實例及其作為存儲器系統(tǒng)的一部分的操作。

具有用以使電子從襯底通過柵極電介質(zhì)并移動到浮動?xùn)艠O上的各種編程技術(shù)。在Brown和Brewer所編輯的書“Nonvolatile?Semiconductor?Memory?Technology”，IEEE出版社，1.2部分，第9-25頁(1998)中描述了最普通的編程機制。一種稱為“Fowler-Nordheim穿隧(Fowler-Nordheim?tunneling)”(1.2.1部分)的技術(shù)使電子在通過控制柵極與襯底溝道之間的電壓差而建立的高場的影響下穿過浮動?xùn)艠O電介質(zhì)。另一種通常稱為“熱電子注入”(1.2.3部分)的漏極區(qū)中的溝道熱電子注入的技術(shù)將電子從單元的溝道注入鄰近單元漏極的浮動?xùn)艠O區(qū)中。另一種稱為“源極側(cè)注入”(1.2.4部分)的技術(shù)以在遠(yuǎn)離漏極的溝道區(qū)中創(chuàng)造用于電子注入的條件的方式沿著存儲器單元溝道的長度控制襯底表面電位。在Kamiya等人的文章“EPROM?Cell?with?High?Gate?Injection?Efficiency”，IEDM?Technical?Digest，1982年，第741-744頁中和第4,622,656號和第5,313,421號美國專利中也描述了源極側(cè)注入。如Ogura等人的“Low?Voltage，Low?Current，High?SpeedProgram?Step?Split?Gate?Cell?with?Ballistic?Direct?Injection?for?EEPROM/Flash”，IEDM，1998年，第987-990頁所述，在另一種稱為“彈道注入”的編程技術(shù)中，在短溝道內(nèi)產(chǎn)生高場以將電子直接加速到電荷存儲元件上。