[發明專利]一種嵌入式非揮發存儲器單元及其工作方法、存儲陣列

有效

• 申請號: 201010199022.7
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101859602A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 唐粕人;黃如;蔡一茂;許曉燕
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10;G11C16/26
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

1.一種嵌入式非揮發存儲器單元的工作方法，其特征在于，將選擇晶體管的柵極作為存儲器單元的浮柵，將選擇晶體管的源、漏電極分別作為存儲器單元的源、漏電極，其中：

a)信息擦除方法為：將選擇晶體管的襯底電極上加一正電壓脈沖，將選擇晶體管的源、漏電極浮置；

b)信息編程方法為：將選擇晶體管的襯底電極和源電極接零電壓，漏電極接一正電壓，產生熱電子進行編程；

c)信息讀取方法為：將選擇晶體管的漏電極接一偏置電壓，源電極襯底電極接零電位。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述選擇晶體管為NMOS晶體管。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述NMOS晶體管的漏端斜注入有N型雜質；所述NMOS晶體管為低閾值或負閾值NMOS晶體管。

4.如權利要求2或3所述的方法，其特征在于步驟a)中通過襯底的一個正電壓脈沖進行信息擦除，所述正電壓脈沖的脈沖幅度為4～8V；步驟b)中所述編程方法為溝道熱電子編程，所述正電壓為4～7V；步驟c)中所述偏置電壓為0～2.5V的正電壓。

5.一種嵌入式非揮發存儲器單元的工作方法，其特征在于，將選擇晶體管的柵極作為存儲器單元的浮柵，將選擇晶體管的源、漏電極分別作為存儲器單元的源、漏電極，其中：

a)信息擦除方法為：將選擇晶體管的襯底電極和源電極上加一nV正電壓，漏電極浮置或加一nV正電壓；

b)信息編程方法為：將選擇晶體管的襯底電極和源電極接負電壓，漏電極接一正偏置電壓，產生熱電子進行編程；

c)信息讀取方法為：將選擇晶體管的漏電極接一偏置電壓，襯底電極和源電極接一負偏置電壓。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述選擇晶體管為低閾值或負閾值NMOS晶體管。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述NMOS晶體管的漏端斜注入有N型雜質。

8.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于步驟a)中采用Fowler-Nordheim隧穿方法進行信息擦除，所述nV正電壓為6～12V；步驟b)中所述編程方法為溝道熱電子編程，所述負電壓為-2～0V，所述正偏置電壓為3～6V；步驟c)所述負偏置電壓為-2～0V，所述漏電極偏置電壓為0～1V。

9.一種嵌入式非揮發存儲器單元，其特征在于包括一襯底層(101)、一深N阱層(102)、N阱層(104)、一P阱層(103)；其中P阱層(103)上制作存儲單元或陣列，N阱層(104)環繞P阱層(103)，深N阱層(102)位于N阱層(104)和P阱層(103)的下方，并與N阱層(104)相連。

10.如權利要求9所述的存儲器，其特征在于所述存儲器單元的晶體管為NMOS晶體管或負閾值NMOS晶體管；所述N阱層(104)頂部設有深N阱引出n+注入層(106)；所述N阱層(104)與該選擇晶體管的源極或漏極之間設有一P阱引出p+注入層(107)；所述選擇晶體管的浮柵(109)下方設有一厚柵氧化層(108)。

11.一種嵌入式非揮發存儲陣列，其特征在于包括若干存儲單元，每一存儲單元包括一選擇管和一非揮發存儲單元；其中每一存儲單元內，選擇管的柵極與存儲陣列的字線連接，選擇管的源/漏端與非揮發存儲單元的源/漏端連接，選擇管的另一源/漏端與存儲陣列的公共源端連接，非揮發存儲單元的另一源/漏端與存儲陣列的位線連接。

12.如權利要求11所述的存儲陣列，其特征在于所述選擇管為NMOS晶體管；所述非揮發存儲單元為低閾值或負閾值NMOS晶體管；所述非揮發存儲單元的漏端增加一步斜注入N型雜質。