[发明专利]存储器单元结构和方法

权利要求书

1.一种存储器单元，其包含：

晶体管，其包括电荷存储节点；

电介质材料，其定位于所述晶体管的所述电荷存储节点与沟道区之间，所述沟道区定位于源极区与漏极区之间；以及

二极管的第一电极，所述第一电极耦合到所述电荷存储节点。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述二极管为金属-绝缘体二极管，所述金属-绝缘体二极管具有定位于所述第一电极与第二电极之间的至少第一绝缘体材料和第二绝缘体材料。

3.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述二极管包括定位于所述第一电极与第二电极之间的至少三种绝缘体材料的堆叠。

4.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述电荷存储节点是所述晶体管的浮动栅极。

5.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述二极管的第二电极耦合到对应于所述存储器单元的字线。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元，其中所述源极区和所述漏极区中的至少一者耦合到对应于所述存储器单元的位线。

7.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元，其中所述存储节点包括从包括以下各者的群组选择的材料：

金属材料；

多晶硅材料；以及

纳米晶体材料。

8.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元，其包括通过所述二极管的导电路径，所述导电路径将电荷提供到所述存储节点。

9.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元，其包括通过所述二极管的导电路径，所述导电路径从所述存储节点移除电荷。

10.一种存储器单元，其包含：

晶体管，其具有通过电介质材料而与沟道区分离的浮动栅极；以及

二极管的第一电极，所述第一电极耦合到所述浮动栅极。

11.根据权利要求10所述的存储器单元，其中所述二极管为从包括以下各者的群组选择的二极管：

金属-绝缘体二极管；

PIN二极管；

齐纳二极管；

肖特基二极管；以及

共振隧穿二极管RTD。

12.根据权利要求10所述的存储器单元，其中所述二极管为金属-绝缘体二极管，所述金属-绝缘体二极管包括定位于所述金属-绝缘体二极管的所述第一电极与第二电极之间的绝缘体堆叠的第一绝缘体材料和第二绝缘体材料。

13.根据权利要求12所述的存储器单元，其包括通过所述绝缘体堆叠的导电路径，电荷通过所述导电路径被提供到所述浮动栅极并从所述浮动栅极移除。

14.根据权利要求12所述的存储器单元，其中所述绝缘体堆叠包括定位于所述第一电极与所述第二电极之间的至少第三绝缘体材料。

15.根据权利要求10到14中任一权利要求所述的存储器单元，其中所述二极管经配置以使得其响应于具有约4V的量值的第一所施加电压而提供至少1×10⁴A/cm²的第一电流密度。

16.根据权利要求15所述的存储器单元，其中所述二极管经配置以使得其响应于具有约2V的量值的第二所施加电压而提供不超过1×10²A/cm²的第二电流密度。

17.根据权利要求12所述的存储器单元，其中所述绝缘体堆叠为ONO(氧化物-氮化物-氧化物)堆叠。

18.根据权利要求10到14中任一权利要求所述的存储器单元，其中将所述沟道区与所述浮动栅极分离的所述电介质材料的厚度小于约60埃。

19.一种操作存储器单元的方法，所述方法包含：

用第一电压偏置二极管以经由所述二极管将电荷添加到晶体管的电荷存储节点；以及

用第二电压偏置所述二极管以经由所述二极管从所述电荷存储节点移除电荷；

其中所述二极管的第一电极耦合到所述电荷存储节点；且

其中所述第一电压和所述第二电压不足以提供电荷通过所述晶体管的所述电荷存储节点与沟道区之间的电介质材料的隧穿。