[发明专利]非易失性存储装置及其编程方法

说明书

技术领域

示例实施例涉及非易失性存储装置及其编程方法。其它的示例实施例涉及电子在电荷捕获层之间移动并穿过衬垫氧化物层的非易失性存储装置。示例实施例还涉及非易失性存储装置的编程方法，所述方法包括电子穿过衬垫氧化物层在非易失性存储装置的电荷捕获层之间移动。

背景技术

非易失性存储装置即使在没有电源的情况下也保存存储的数据，在这样的非易失性存储装置中，数据可以被电擦除和编程。例如，这样的非易失性存储装置包括闪速存储器。

闪速存储器通过存储电荷来存储数据。构成闪速存储器的存储单元可以由单元晶体管组成，其中，每个单元晶体管包括控制栅极、电荷存储层、源极和漏极。闪速存储器通过调节电荷存储层的电荷来改变在存储单元中写入的数据值。

由于电荷存储层中的负电荷导致单元晶体管的阈值电压为负(-)的模式被称为擦除模式。电子被注入到电荷存储层并且单元晶体管的阈值电压为正(+)的模式被称为编程模式。

可以通过调节电荷存储层的电荷来改变单元晶体管的阈值电压。为了调节电荷存储层的电荷，可以将热电子注入到电荷存储层或可以将热电子从电荷存储层出射。如果热电子被注入或出射，则电荷存储层中的氧化物会劣化。

发明内容

示例实施例涉及非易失性存储装置及其编程方法。其它的示例实施例涉及电子在电荷捕获层之间移动并穿过衬垫氧化物层的非易失性存储装置。示例实施例还涉及非易失性存储装置的编程方法，所述方法包括电子移动穿过非易失性存储装置的电荷捕获层之间的衬垫氧化物层。

根据示例实施例，提供了一种非易失性存储装置，所述装置包括：电荷捕获层，形成(或设置)在半导体基底上并存储电子；衬垫氧化物层，形成(或设置)在第一电荷捕获层上；第二电荷捕获层，形成(或设置)在衬垫氧化物层上并存储电子。在写入数据的编程模式下，电子可以穿过衬垫氧化物层在第一电荷捕获层的第一边缘和第二电荷捕获层的第一边缘之间移动，和/或电子可以穿过衬垫氧化物层在第一电荷捕获层的第二边缘和第二电荷捕获层的第二边缘之间移动。电子可以在第一电荷捕获层的第一边缘和第二电荷捕获层的第一边缘之间以及第一电荷捕获层的第二边缘和第二电荷捕获层的第二边缘之间单独地移动。

第一电荷捕获层的第一边缘和第二电荷捕获层的第一边缘可以与第一半导体基底位置对应。所述装置可以包括形成在第一半导体基底位置中的第一掺杂区。

第一电荷捕获层的第二边缘和第二电荷捕获层的第二边缘可以与第二半导体基底位置对应。所述装置可以包括形成在第二半导体基底位置中的第二掺杂区。

可以将小于控制栅极电压的第一电压施加到第一掺杂区，以将电子从第一电荷捕获层的第一边缘移动到第二电荷捕获层的第一边缘。可以将第一电压施加到第二掺杂区，以将电子从第一电荷捕获层的第二边缘移动到第二电荷捕获层的第二边缘。可以将第一电压施加到与半导体基底的中心对应的第三半导体基底位置，以将电子从第一电荷捕获层的第一边缘移动到第二电荷捕获层的第一边缘以及将电子从第一电荷捕获层的第二边缘移动到第二电荷捕获层的第二边缘。

第一电压可以为地电压。第一半导体基底位置、第二半导体基底位置以及第三半导体基底位置中没有施加第一电压的位置可以被浮置。

在读取写入非易失性存储装置中的数据的读取模式下，可以通过比较沿半导体基底的第一方向流动的第一电流和沿与第一方向相反的第二方向流动的第二电流来检测数据值。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述将更清楚地理解示例实施例。图1至图7D示出这里描述的非限制示例实施例。

图1是示出了根据示例实施例的非易失性存储装置的剖视图的示图；

图2A至图2D是示出了图1中示出的非易失性存储装置的编程和读取操作的剖视图的示图；

图3是示出了参照图2A至图2D描述的编程和读取操作的结果的表；

图4A和图4B是在图1中示出的非易失性存储装置的编程操作中移动的电子的能带图；

图5A和图5B是示出了将电子注入到图1示出的非易失性存储装置的第一电荷捕获层和第二电荷捕获层的方法的剖视图的示图；

图6是示出了根据示例实施例的非易失性存储装置的剖视图的示图；

图7A至图7D是在图6中示出的非易失性存储装置的编程操作中移动的电子的能带图。

具体实施方式

现在，将参照示出了一些示例实施例的附图来更充分地描述各种示例实施例。在附图中，为了清晰起见，可以夸大层和区域的厚度。