[发明专利]非易失性存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件，且特别涉及一种非易失性存储器。

背景技术

非易失性存储器元件由于具有可进行多次数据存入、读取、抹除等动作，且存入的数据在断电后也不会消失的优点，因此已成为个人电脑和电子设备所广泛采用的一种存储器元件。

目前业界较常使用的快闪存储器阵列包括或非栅(NOR)型阵列结构和与非栅(NAND)型阵列结构。由于与非栅(NAND)型阵列的非易失性存储器结构是使各存储单元串接在一起，其集成度与面积利用率比或非栅(NOR)型阵列的非易失性存储器好，已经广泛地应用在多种电子产品中。

常规的与非栅(NAND)型非易失性存储器中，在基底中设置有存储单元阱区(cell well)。由于此存储单元阱区的电阻极高，进而影响元件的操作速率与效能。因此，在常规的与非栅(NAND)型非易失性存储器中，通常会形成多个阱区延伸(well pick-up)结构以降低阱区的电阻。

目前业界常用的阱区延伸结构会占去部分字线或位线的面积，降低元件的集成度，不利于元件微缩化的发展。而且，阱区延伸结构的多半只设置在存储单元区块的四个角落，此种设计布局无法有效降低阱区的电阻，延缓了元件的操作速度与效能，且还会导致阱区中央的电阻高于与四个角落的电阻，更增添了元件电性特征不一致的风险。

发明内容

有鉴于此，依照本发明实施例的目的就是在提供一种具有阱区延伸结构的非易失性存储器，可以在原有的虚拟位线位置形成阱区延伸结构，不会占据额外布局空间。

依照本发明实施例的另一目的是提供一种阱区延伸结构，利用原有的多个虚拟位线形成多个阱区延伸结构，还可以降低阱区的电阻，加快元件的操作速度。

本发明提出一种非易失性存储器，包括基底、多个NAND型存储单元区块、多个虚拟选择栅极线与多个阱区延伸结构。基底中设置有第一导电型阱区。多个NAND型存储单元区块设置于基底上，且在行方向上成镜像配置。这些NAND型存储单元区块各包括多个存储单元行、多条选择栅极线、多条源极线与多条位线。这些存储单元行配置成一行/列阵列，在列的方向上每隔N行存储单元行(N为正整数)设置有两行虚拟存储单元行，各存储单元行包括：设置于第一导电型阱区中的第二导电型源极区与第二导电型漏极区；两个选择晶体管，设置于第二导电型源极区与第二导电型漏极区之间的基底上；以及多个存储单元，串联连接于两个选择晶体管之间。选择栅极线设置于基底上，在列方向平行排列，各选择栅极线电连接选择晶体管。源极线设置于基底上，在列方向平行排列，各源极线通过源极线插塞与第二导电型源极区电连接。位线设置于基底上，在行方向平行排列并与第二导电型漏极区电连接，其中分别连接这些虚拟存储单元行的位线作为虚拟位线。

多个虚拟选择栅极线，在每相邻两个NAND型存储单元区块的这些源极线之间设置有两条虚拟选择栅极线。多个阱区延伸结构，设置于两条虚拟选择栅极线之间的基底上，且位于这些虚拟位线下方，并电连接这些虚拟位线与第一导电型阱区。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中N为256。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中两条虚拟选择栅极线分隔相邻的两个这些NAND型存储单元区块。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中相邻的两个这些NAND型存储单元区块共用这些阱区延伸结构。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中各阱区延伸结构还包括第一导电型延伸掺杂区与阱区延伸导体层。第一导电型延伸掺杂区设置于两条虚拟选择栅极线之间的基底中；阱区延伸导体层则设置于两条虚拟选择栅极线之间的基底上，经由第一导电型延伸掺杂区电连接第一导电型阱区。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中阱区延伸导体层的材料包括铝、铜、钨或其合金。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，还包括设置于阱区延伸导体层与虚拟位线之间的阱区延伸插塞。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中阱区延伸插塞的材料包括钨、铜、铝或掺杂多晶硅。

依照本发明的实施例所述的非易失性存储器，其中第一导电型为P型，第二导电型为N型。

依照本发明的实施例所述的的非易失性存储器，其中各NAND型存储单元区块还包括多条字线，设置于基底上，在列方向平行排列，各字线电连接多个存储单元。