[發明專利]1.5T SONOS快速閃存存儲器單元結構

無效

• 申請號: 200810044175.7
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101764132A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 陳廣龍;楊斌
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造器件，具體涉及一種存儲器單元結構，尤其涉及一種1.5T(1.5管)SONOS(硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅)快速閃存存儲器單元結構。

背景技術

目前在主流的2T?FLASH?NVM(雙晶體管結構的快速存取非易失性存儲器)單元存儲器的單元面積比較大，由此導致特別是在較大存儲容量的產品中用于數據存儲部分的芯片面積很大，增加了制造成本。

如圖1和圖2所示，現有的雙晶體管結構的快速存取非易失性存儲器的存儲單元由一個SONOS(硅POLY?GATE-氧化物ODIXE-氮化物NITRIDE-氧化物ODIXE-硅SILICON)晶體管(FET)以及一個FLASH?NPASS?FET(閃存單元選擇場管)構成。其中，SONOS管具有門柵極(SONOS?GATE)，而NPASS管具有門柵極(NPASS?GATE)。SONOS管的漏端(DRAIN)作為字線端——WORD?LINE，NPASS管的源端(SOURCE)作為位線端——BIT?LINE。SONOSFET(晶體管)和FLASH?NPASS?FET(閃存單元選擇場管)共用的N+型源漏摻雜區作為SONOS和NPASS區域電流通道。在讀取存儲器狀態時，電流從DRAIN端(字線端——WORD?LINE)流向源端(位線端——BIT?LINE)。而在讀取數據的狀態，通過選擇管來的開關來定義和讀取被選中的SONOS管的狀態。通常的選擇管都采用MOSFET(MOS場效應晶體管)，因此其往往會占很大的面積，使得整個FLASH?CELL(快速存儲器單元)的面積都很大，導致在使用大存儲容量的芯片面積變得很大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種1.5T?SONOS快速閃存存儲器單元結構，在盡量保持現有雙晶體管結構的快速存取非易失性存儲器以及器件的電學特性情況下，能減小現有存儲單元的面積，節省制造成本。

為解決上述技術問題，本發明提供一種1.5T?SONOS快速閃存存儲器單元結構，該存儲器單元由一個SONOS晶體管和一個閃存單元選擇場管構成，其中SONOS晶體管和閃存單元選擇場管共用一個門柵極，該門柵極為存儲單元的字線端，位于該門柵極左邊的N型源漏注入區域為存儲單元的位線端，位于該門柵極右邊的N型源漏注入區域為源線端，SONOS晶體管為ONO介質層柵氧結構，閃存單元選擇場管為氧化物介質層柵氧結構。

所述的門柵極是一層全部覆蓋在包括ONO介質層和氧化物介質層上的整體多晶硅。

所述SONOS介質對應結構為多晶硅門-氧化層-氮氧化物-氧化層-硅襯底，其中ONO介質層的厚度在80～200埃之間，所述閃存單元選擇場管的氧化物介質層對應于作為標準化的MOS晶體管的柵氧，其厚度在30～300埃之間。

所述閃存單元選擇場管的氧化物介質層的厚度為110埃。

在所述位線端和源線端的兩個N型源漏注入區域之間的溝道注入表面形成一種SONOS晶體管和閃存單元選擇場管的N型耗盡型溝道，該N型耗盡型溝道是一種相對于源漏注入更輕的N型注入，其能調節SONOS晶體管和閃存單元選擇場管的開啟電壓。

和現有技術相比，本發明具有以下有益效果：通過共用SONOS?FET和FLASH?NPASS?FET的門柵極，實現了減少多余字線門柵，由于該復用門柵結構比通常2T?NOR?FLASH?NVM少用一個控制端，并占用更少的CELLSIZE(存儲器單元面積)，能大幅的節約芯片的面積，節省制造成本。此外，通過形成耗盡型N溝道消除兩個SONOS?FET和FLASH?NPASS?FET的共用源漏端，完成了簡化存儲器單元結構和減小存儲器單元面積，但同時能實現非易失性快速存儲器的基本讀寫操作。

附圖說明

圖1是現有的雙晶體管結構的快速存取非易失性存儲器的版圖；

圖2是現有的雙晶體管結構的快速存取非易失性存儲器單元的剖面示意圖；

圖3是本發明1.5T?SONOS快速閃存存儲器單元結構的剖面示意圖；

圖4是本發明1.5T?SONOS快速閃存存儲器單元結構的版圖；

圖5是本發明1.5T?SONOS快速閃存存儲器的陣列結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。