[发明专利]一种基于纳米晶的非挥发性存储器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种基于纳米晶的非挥发性存储器。

背景技术

目前，随着科技日新月异的发展，半导体技术领域也得到了前所未有的开发，其中存储器产业目前占整个半导体产业的四分之一。用于存储数据的半导体存储器分为挥发性半导体存储器和非挥发性半导体存储器，挥发性半导体存储器在电源中断时易于丢失数据，而非挥发性半导体存储器即使在电源中断时仍可保存数据，且非挥发性半导体存储器相对比较小，因此非挥发性半导体存储器已广泛地应用于移动通信系统、存储卡等领域。

现有的非挥发性半导体存储器例如快闪存储器(Flash Memory)，由于具有可多次进行信息的存入，读取，擦除等动作，且存入的信息在断电后也不会消失的优点，所以已成为个人电脑和数码相机底片、个人随身电子记事本等电子设备所广泛采用的一种非挥发性存储器。

目前的快闪存储器基本采用浮置栅(Floating gate)与控制栅所组成的堆叠栅、源极/漏极以及位于堆叠栅一侧的选择晶体管所构成，这样的存储器是一个导电的整体，因此，当尺寸缩小，氧化层减薄时，由于其是一个导电的整体，当某一点出现漏电时，存储器整体的数据就会丢失，因此采用现有技术的存储器数据保持性会变差。

因此，在进行本发明创造过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有非挥发性半导体存储器采用作为存储介质，某一点的漏电会使存储器整体的数据丢失，因此数据保持性不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种能够提高数据保持的稳定性的基于纳米晶的非挥发性存储器。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于纳米晶的非挥发性存储器，包括衬底上定义的一个有源区，所述有源区上方横跨配置多条用于选择地址的字线、以及用于选中读取单元的选择栅，所述有源区上还设置多条用于读取数据的位线，所述位线与所述字线垂直排列，每条字线和有源区之间配置独立的纳米晶。

通过本发明提供的基于纳米晶的非挥发性存储器，由于纳米晶是独立的，因此可以防止由于某一点漏电而影响到存储器整体的数据，提高了存储器的数据保持的稳定性。

附图说明

图lA为本发明基于纳米晶的非挥发性存储器的结构示意图的正视图；

图1B为本发明基于纳米晶的非挥发性存储器的结构示意图的俯视图；

图2为本发明基于纳米晶的非挥发性存储器进行写入的原理示意图；

图3为本发明基于纳米晶的非挥发性存储器进行擦除的原理示意图；

图4为本发明基于纳米晶的非挥发性存储器进行读取的原理示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种基于纳米晶的非挥发性存储器。

为使本发明的技术方案更加清楚明白，以下参照附图并列举实施例，对本发明进一步详细说明。

请一同参阅图1A和图1B，为本发明实施例基于纳米晶的非挥发性存储器的结构示意图的正视图和俯视图。

所述非挥发性存储器包括衬底(未标号)，该衬底可以采用硅基底、埋氧层和顶层硅作为衬底材料。其中，硅基底起到支撑作用，埋氧层起到绝缘隔离的作用，顶层硅可以形成该非挥发性存储器的源、漏和沟道。

所述衬底上定义有一个有源区10，所述有源区10上方横跨配置有多条字线，所述字线与字线互相平行排列。例如图1A和图1B中的字线WLS1和WLS2。所述字线主要用于地址的选择。

每个字线和有源区之间分别配置有纳米晶20。所述纳米晶20呈颗粒状。

所述有源区10上方还设置有多条位线，所述位线与位线之间平行排列，位于字线的一侧，并且与字线垂直排列。所述位线可以由衬底上的导电层所形成。例如图1A和图1B中的位线BL1和BL2。所述位线主要用于读取数据。

所述有源区10上方还横跨配置有多条选择栅，所述选择栅位于字线的另一侧，例如图中的选择栅WL1和WL2。所述选择栅主要用于选中读取单元。

从上述结构可以看出，由于每一个字线下方的纳米晶都是相对独立的，可以防止由于某一点漏电而影响存储器整体的数据，所以本发明提供的存储器的数据保持特性更稳定。

下面具体说明本发明基于纳米晶的非挥发性存储器的工作原理。

请继续参阅图2，为本发明基于纳米晶的非挥发性存储器进行写入的原理示意图。

如图所示，将存储器根据字线、位线、选择栅的连接关系，划分为单元A、单元B、单元C、以及单元D。

写入过程主要包括：