[發明專利]浮柵型阻變存儲單元結構及其操作方法有效
| 申請號： | 201410129502.4 | 申請日： | 2014-04-01 |
| 公開（公告）號： | CN103928610A | 公開（公告）日： | 2014-07-16 |
| 發明（設計）人： | 袁方;張志剛 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | H01L45/00 | 分類號： | H01L45/00;H01L27/24;G11C11/56 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 張大威 |
| 地址： | 100084 北京*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 浮柵型阻變 存儲 單元 結構 及其 操作方法 | ||
1.一種浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，包括：
半導體襯底；
形成在所述半導體襯底之下的背電極；
形成在所述半導體襯底之上的隧穿介質層；
形成在所述隧穿介質層之上的浮柵；
形成在所述浮柵之上的阻變存儲介質層；以及
形成在所述阻變存儲介質層之上的上電極。
2.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述隧穿介質層的材料為HfO2、Al2O3或SiO2中的一種或多種的組合。
3.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述阻變存儲介質層的材料為Nb2O5、Ta2O5、TiO2、HfO2、Al2O3、ZrO2、La2O5、Si3N4、LaAlO3、ZrSiO4或HfSiO4中的一種或多種的組合。
4.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述浮柵的材料為多晶硅。
5.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述背電極和上電極的材料分別為Al、Pt、Cu、Ag、TiN或ITO中的一種或多種的組合。
6.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述隧穿介質層的厚度為3-20nm。
7.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述阻變存儲介質層的厚度為5-100nm。
8.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述浮柵的厚度為80-150nm。
9.根據權利要求1所述的浮柵型阻變存儲單元結構，其特征在于，所述背電極、浮柵和上電極的厚度分別為30-500nm。
10.一種浮柵型阻變存儲單元結構的操作方法，其特征在于，所述浮柵型阻變存儲單元結構為權利要求1-9任一項所述的浮柵型阻變存儲單元結構，
當操作為初始化操作時，對所述上電極加初始化電壓，所述浮柵和所述背電極接地，其中，所述初始化電壓的正負號由所述上電極和所述阻變存儲介質層的材料組合決定；
當操作為編程操作時，對所述上電極加編程電壓，所述浮柵和所述背電極接地，其中所述編程電壓與所述初始化電壓正負號相同，所述編程電壓的絕對值小于所述初始化電壓的絕對值。
11.根據權利要求10所述的浮柵型阻變存儲單元結構的操作方法，其特征在于，當操作為擦除操作時：對所述上電極加擦除電壓，所述浮柵浮空，對所述背電極加輔助擦除電壓或接地，其中，所述擦除電壓和所述初始化電壓的正負號相反，所述輔助擦除電壓與所述初始化電壓的正負號相同。
12.根據權利要求10所述的浮柵型阻變存儲單元結構的操作方法，其特征在于，當操作為讀取操作時：對所述上電極加讀取電壓，所述浮柵接地，所述背電極浮空或接地，其中所述讀取電壓為正電壓，所述讀取電壓的值小于所述編程電壓的絕對值。
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