[發明專利]使用高K電介質中的空穴捕集的存儲器

無效

• 申請號: 200680029934.1
• 申請日: 2006-06-15
• 公開（公告）號: CN101243554A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 倫納德·福布斯;凱·Y·阿恩
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L29/51
• 分類號: H01L29/51;H01L29/792;H01L21/28;H01L21/336;G11C16/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方

技術領域

本發明涉及非易失性存儲器裝置，且更明確地說，涉及空穴捕集存儲器裝置。

背景技術

快閃存儲器是非易失性的，這意味著其以不需要電力來維持芯片中的信息的方式在半導體上存儲信息。快閃存儲器是基于浮動柵極雪崩注入金屬氧化物半導體(FAMOS晶體管)，所述FAMOS晶體管本質上是互補金屬氧化物半導體(CMOS)場效應晶體管(FET)，其中額外的導體懸置在所述柵極與源極/漏極端子之間。當前快閃存儲器裝置被制成兩種形式：或非快閃和與非快閃。所述名稱指的是存儲單元陣列中所使用的邏輯類型。另外，快閃存儲器在晶體管(稱為“單元”)陣列中存儲信息，所述晶體管的每一者傳統上存儲一位或一位以上信息。

快閃單元類似于標準的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)晶體管，不同之處只是其具有兩個柵極而不是只有一個。一個柵極是控制柵極(CG)，這與其它MOS晶體管中相同，但第二個柵極是浮動柵極(FG)，其周圍由氧化物層隔離。FG處于CG與襯底之間。因為FG由其絕緣氧化物層隔離，所以放置在其上的任何電子在那里被捕集且因此存儲信息。

當電子被捕集在FG上時，它們修改(部分抵消)來自CG的電場，這修改所述單元的閾值電壓(Vt)。因此，當通過在CG上放置特定電壓來“讀取”所述單元時，電流將在單元的源極與漏極連接之間流動或不流動，這取決于所述單元的Vt。感測此電流的存在或不存在，并將其轉譯成1或0，從而再現所存儲的數據。

一種不同的非易失性存儲器(氮化物只讀存儲器(NROM))利用氧化物-氮化物-氧化物(ONO)柵極電介質的固有物理特征和編程與擦除操作的已知機制在每個單元產生兩個單獨的物理位。NROM單元是基于局部的負電荷捕集。所述單元是n溝道MOSFET裝置，其中所述柵極電介質由ONO堆疊取代。兩個空間上分離的窄電荷分布存儲在結邊緣上方的氮化物層中。通過溝道熱電子注入來編程NROM單元。

NROM存儲器裝置已經由于其優于傳統浮動柵極快閃裝置的優點(包括較低編程電壓、較好縮放性和改進的周期性耐用度)而受到較多關注。NROM單元的優點是可忽略的由于直接穿隧的抑制而引起的垂直保持力損耗。另外，在浮動柵極技術中，電子電荷存儲在導電層中，且柵極下方的任何輕微氧化物缺陷或氧化物捕集的電荷可能引起泄漏并損失所有存儲的電荷。然而，NROM技術使用氮化物絕緣體作為保持材料，因此只有氧化物中有較大缺陷(相當于單元大小)才能使保持力降級。

發明內容

無

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的存儲器的方框圖。

圖2是現有技術晶體管的橫截面。

圖3是具有埋入P-N結的一個實施例的晶體管的橫截面。

圖4是具有多層電介質的一個實施例的晶體管的橫截面。

具體實施方式

在以下對本發明的詳細描述中，參看附圖，所述附圖形成本文的一部分且其中以說明方式展示其中可實踐本發明的不同實施例。充分詳細地描述這些實施例，以使得所屬領域的技術人員能夠實施本發明。在不脫離本發明范圍的情況下，可利用其它實施例，且可作出各種結構、邏輯和電氣改變。

以下描述中所使用的術語晶片和襯底包括具有暴露表面的任何結構，根據本發明在所述暴露表面上沉積一層，例如以形成集成電路(IC)結構。術語襯底理解為包括半導體晶片。術語襯底還用于指在處理期間的半導體結構，且可包括已經在其上制造的其它層。晶片和襯底兩者包括摻雜和未摻雜的半導體、由基底半導體或絕緣體支撐的外延半導體層以及其它半導體結構。術語導體理解為包括半導體，且術語絕緣體被界定為包括與稱為導體的材料相比導電性較差的任何材料。

如所屬領域的技術人員認識到的，本文描述的類型的存儲器裝置通常被制造為含有多種半導體裝置的集成電路。所述集成電路由襯底支撐。通常在每個襯底上多次重復集成電路。進一步處理襯底以將集成電路分離成電路小片，如此項技術中眾所周知。

例如上方、下方、橫向和鄰近等相對術語不限于特定的坐標系。這些術語用于描述組件之間的相對位置，且不希望是限制性的。因而，可在位于彼此上方、下方、橫向和鄰近處的組件之間定位額外組件。另外，提供附圖以幫助理解詳細描述，不希望具有精確的比例，且已經被簡化。

因此，不應以限制意義看待以下詳細描述，且本發明的范圍僅由所附權利要求書連同此權利要求書所授權的等效物的全部范圍界定。