[發明專利]包含非自對準水平和垂直控制柵極的存儲器單元

有效

• 申請號: 201810150720.4
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN108198816B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: F·拉羅薩;S·尼埃爾;J·德拉洛;A·雷尼耶
• 申請（專利權）人: 意法半導體(魯塞)公司
• 主分類號: H01L27/11521
• 分類號: H01L27/11521;H01L27/11524;H01L29/423;H01L21/336;H01L29/788;G11C16/04;G11C16/14;H01L21/28;H01L21/306;H01L21/3205;H01L21/3213
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;鄭振

本公開涉及一種包含非自對準水平和垂直控制柵極的存儲器單元，其包括在被制作于襯底中的溝槽中延伸的垂直選擇柵極、在襯底上方延伸的浮置柵極、以及在浮置柵極上方延伸的水平控制柵極，其中浮置柵極還在垂直選擇柵極的一部分上方延伸非零重疊距離。主要應用于制作可由熱電子注入編程的分柵式存儲器單元。

本申請是于申請日2014年10月30日提交的、申請號為201410598228.5、發明名稱為“包含非自對準水平和垂直控制柵極的存儲器單元”的分案申請。

技術領域

本公開涉及分柵式存儲器單元，每個分柵式存儲器單元均包含選擇晶體管部和浮置柵極晶體管部。選擇晶體管部包括選擇柵極，而浮置柵極晶體管部包括浮置柵極和控制柵極。

背景技術

所謂的“分柵式”存儲器單元傳統上由熱電子注入(或者“熱載流子注入”)進行編程。相比于隧道效應編程，熱電子編程具有時間短的優點，比隧道效應編程大約短100倍。相比于隧道效應編程的若干毫秒而言，通過熱電子注入的存儲器單元的編程時間通常在若干微秒的量級。

在熱電子編程期間，存儲器單元的兩個晶體管部彼此合作以將電荷注入浮置柵極。選擇晶體管部具有導電溝道(其中有電流出現)，其包括高動能電子，稱作“熱電子”。當該電流到達浮置柵極晶體管部的導電溝道時，在由施加至控制柵極的電壓創建的橫向電場的影響下，注入區出現在高能電子被注入浮置柵極的位置。

圖1示出了在存儲器陣列的字線WL_i中的傳統的分柵式存儲器單元C1_i,j的布置。存儲器單元的選擇晶體管ST部的選擇柵極SG連接至選擇線SL_i，而浮置柵極晶體管FGT部的控制柵極CG連接至控制柵極線CGL_i。選擇晶體管部的漏極D連接至位線LB_j，以及浮置柵極晶體管FGT部的源極S連接至源極線SCL_i。選擇SL_i、控制柵極CGL_i以及源極SCL_i線并行且鏈接至字線的所有存儲器單元。位線BLj橫切于線SL_i、CGL_i、SCL_i并且還連接至屬于其他字線(未示出)的存儲器單元。

選擇線SL_i接收選擇電壓VS_i，控制柵極線CGL_i接收柵極電壓VG_i，以及源極線SCL_i接收源極電壓VSC。電壓VG通常為高，例如10V，以在浮置柵極晶體管FGT部的溝道中產生支持(favor)將電子注入浮置柵極的橫向電場。電壓VSC足夠高，例如4V，以保證存儲器單元的傳導性。電壓VS通常設置為大于選擇晶體管部的閾值電壓的值，例如，在1V和3V之間。編程電流經過存儲器單元和位線BL_j。在與電流相反的方向上流動(circulate)的電子流經過選擇晶體管部的溝道，直到電子流到達進入浮置柵極晶體管部的溝道的注入點。

盡管具有良好的注入性能，分柵式存儲器單元具有比傳統的閃存單元占用更多的半導體表面、以及由熱電子注入進行編程但僅包含一個控制柵極的缺點。