[發(fā)明專利]2T納米晶存儲(chǔ)器陣列及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210048730.X
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN103295633A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琴;楊瀟楠;王永;張滿紅;霍宗亮;劉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G11C16/06
• 分類號(hào): G11C16/06;H01L27/115
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種存儲(chǔ)器陣列，特別是一種2T納米晶存儲(chǔ)器陣列及其操作方法。

背景技術(shù)

隨著科技日新月異的發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域也得到了前所未有的開發(fā)，其中存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)目前占整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的四分之一。用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分為易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在電源中斷時(shí)易于丟失數(shù)據(jù)，而非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器即使在電源中斷時(shí)仍可保存數(shù)據(jù)，且非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器相對(duì)比較小，因此非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器已廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)、存儲(chǔ)卡等領(lǐng)域。

閃存存儲(chǔ)器(Flash?Memory)由于具有可多次進(jìn)行信息的存入、讀取、擦除等動(dòng)作，且存入的信息在斷電后也不會(huì)消失的優(yōu)點(diǎn)，所以已成為個(gè)人電腦和數(shù)碼相機(jī)底片、個(gè)人隨身電子記事本等電子設(shè)備所廣泛采用的一種非易失性存儲(chǔ)器。

現(xiàn)有FLASH存儲(chǔ)器的組成核心，是基于連續(xù)多晶硅薄膜浮柵結(jié)構(gòu)的硅基非易失性存儲(chǔ)器，采用連續(xù)的多晶硅薄膜作為存儲(chǔ)介質(zhì)。這樣的存儲(chǔ)器是一個(gè)導(dǎo)電的整體，因此，當(dāng)尺寸縮小，氧化層減薄時(shí)，由于其是一個(gè)導(dǎo)電的整體，當(dāng)某一點(diǎn)出現(xiàn)漏電時(shí)，存儲(chǔ)器整體的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，導(dǎo)致數(shù)據(jù)保持性不佳。

同時(shí)，由于一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)(1T)的存儲(chǔ)器無法克服過擦除的問題，需要很復(fù)雜的外圍電路算法來克服過擦除，而2個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)(2T)的存儲(chǔ)器可以通過選擇晶體管關(guān)斷未被選擇的存儲(chǔ)單元，來克服過擦除問題，所以有著更為廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)于2T結(jié)構(gòu)，有一個(gè)很致命的缺點(diǎn)在于只能使用FN(Fowler-Nordheim)隧穿編程，不能實(shí)現(xiàn)熱電子注入(CHE)編程，而CHE編程相對(duì)于FN隧穿編程具有更大的存儲(chǔ)窗口以及更好的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明所述解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定性的2T納米晶存儲(chǔ)器陣列及其操作方法，以提高編程效率，擴(kuò)大存儲(chǔ)窗口，提高編程可靠性。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供一種2T納米晶存儲(chǔ)器陣列，包括2T納米晶存儲(chǔ)器、源線、襯底，位線和字線，所述位線和字線均具有多條，所述多條位線平行排列，所述多條字線也平行排列，且所述多條位線與所述多條字線垂直排列，所述2T納米晶存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)單元和選擇晶體管，所述存儲(chǔ)單元采用納米晶作為存儲(chǔ)介質(zhì)。

作為一種優(yōu)選方式，整個(gè)存儲(chǔ)器陣列的襯底連接在一起，整個(gè)存儲(chǔ)器的位線也連接在一起。

作為一種優(yōu)選方式，還包括與所述多條字線平行排列的多條選擇晶體管字線，用于選中所要進(jìn)行操作的所述存儲(chǔ)單元。

作為一種優(yōu)選方式，還包括與所述多條字線平行排列的多條中間線，用于連接相鄰的兩個(gè)選擇晶體管。

本發(fā)明還提供一種2T納米晶存儲(chǔ)器陣列的數(shù)據(jù)寫入方法所述2T納米晶存儲(chǔ)器陣列包括源線、襯底、多條位線、多條字線，多條選擇晶體管字線和多條中間線，所述多條位線、多條選擇晶體管字線和多條中間線均平行排列，且相互之間平行排列；所述多條字線也平行排列，且與所述多條字線垂直排列；整個(gè)存儲(chǔ)器陣列的襯底連接在一起，整個(gè)存儲(chǔ)器的位線也連接在一起；所述數(shù)據(jù)寫入方法包括如下步驟：在襯底上施加0V電壓；對(duì)于選中單元的位線，施加0V電壓；對(duì)于未選中的位線，施加第一寫入電壓；對(duì)于選中單元的字線，施加第二寫入電壓；對(duì)于未選中的字線，施加0V電壓；對(duì)于選中單元的中間線，施加第三寫入電壓；對(duì)于未選中的中間線，施加第四寫入電壓；所有的源線浮空；對(duì)于所有的選擇晶體管字線，施加0V電壓。

作為一種優(yōu)選方式，所述第一寫入電壓為7V，第二寫入電壓為9V。

作為一種優(yōu)選方式，所述第三寫入電壓為7V，第四寫入電壓為4V。

本發(fā)明還提供另一種2T納米晶存儲(chǔ)器陣列的數(shù)據(jù)寫入方法所述2T納米晶存儲(chǔ)器陣列包括源線、襯底、多條位線、多條字線，多條選擇晶體管字線和多條中間線，所述多條位線、多條選擇晶體管字線和多條中間線均平行排列，且相互之間平行排列；所述多條字線也平行排列，且與所述多條字線垂直排列；整個(gè)存儲(chǔ)器陣列的襯底連接在一起，整個(gè)存儲(chǔ)器的位線也連接在一起；所述數(shù)據(jù)寫入方法包括如下步驟：在襯底上施加0V電壓；對(duì)于選中單元的位線，施加0V電壓；對(duì)于未選中的位線，施加第五寫入電壓；對(duì)于選中單元的字線，施加第六寫入電壓；對(duì)于未選中的字線，施加0V電壓；所有的源線浮空；所有的中間線浮空；對(duì)于所有的選擇晶體管字線，施加0V電壓。