[发明专利]非挥发性存储器及非挥发性存储器的制造方法

说明书

技术领域

以下发明是涉及一种非挥发性存储器及非挥发性存储器的制造方法，特别是，涉及一种在较低的电压中，用于执行记录、删除、及读取操作的单一的多晶硅型EEPROM(Single Polysilicon EEPROM)的结构、制造方法及操作方法。

技术背景

一般情况下，经常使用双层多晶硅(Dual Polysilicon)EEPROM或闪存(Flash Memory)来作为利用硅半导体工程的非挥发性存储器(Non Volatile Memory)元件。其中，双层多晶硅EEPROM是将两层的多晶硅积层作为浮栅(Floating Gate)和控制栅(Control Gate)来使用。该积层栅极类型的存储器元件，虽然信元尺寸较小，但是电路及制造工程复杂，从而不适合作为低密度及低价格的存储器元件。

在利用射频认可标签（RFID Tag）芯片的多个领域中，需要相对来说具较小存储容量及价格低廉的存储器元件。为此，一般使用与CMOS工程兼容的单一的多晶硅(Single Poilysilicon)EEPROM。

单一的多晶硅EEPROM元件的程序可通过两种方法被执行。第一种方法是利用信道热电子注射(Channel Hot Electron Injection)。利用信道热电子注射的程序方法是在场效应晶体管MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)的源电极与漏电极之间的信道区域中形成较强的电场，使因较强的电场具较高运动能源的电子中的一部分通过二氧化硅膜的位垒从而被注入至浮栅。被注入至浮栅的电子因绝缘膜的位垒被绝缘，结果，MOS的阈电压可提高。

第二种方法是利用F-N隧穿(Fowler-Nordheim Tunneling)。利用F-N隧穿的程序方法是在栅极与源电极/漏电极/阱电极之间的二氧化硅膜认可出较高的电场时，利用隧穿电流针对电场指数函数性地增加的现象。较高的电场可引发MOS中电子的F-N隧穿现象，从而电子被注入至浮栅，由此MOS的阈电压升高。

发明内容

技术课题

提供一种非挥发性存储器的制造方法，其不需要附加的工程，仅通过CMOS工程便可制成。

提供一种在较低的电压也可运作的非挥发性存储器，其利用制备在两个被隔离的阱(well)上的控制MOS电容器与隧穿(Tunneling)MOS电容器。

提供一种非挥发性存储器的制造方法，使控制MOS电容器的阱区域与相邻的存储单元的控制MOS电容器的阱区域共享，或是使隧穿MOS电容器的阱区域与相邻的存储单元的隧穿MOS电容器的阱区域共享，从而可减少存储单元的面积。

提供一种非挥发性存储器的运作方法，如上述的隧穿MOS电容器，使共享的阱区域的电压保持一致，并使源电压及漏电压不同于相邻的单元，从而可仅在选择的存储单元中写入数据或删除数据。

提供一种非挥发性存储器的制造方法，将读取操作时所需的MOS晶体管包含在隧穿MOS电容器的阱区域中，或是将隧穿MOS电容器作为读取操作的MOS晶体管来使用，从而可减少存储单元的面积。

技术方案

根据一个实施例的非挥发性存储器，可包括：深阱(Deep Well)，其配备在基板上；第1阱，其配备在所述深阱区域内；第2阱，其配备在所述深阱区域内与所述第1阱隔离；第1场效应晶体管（以下称：第1MOSFET），其配备在所述第1阱上；第2场效应晶体管（以下称：第2MOSFET），其配备在所述第2阱上。

根据一个实施例的非挥发性存储器，可将第1MOSFET（控制MOS）的阱区域与相邻的存储单元的第1MOSFET的阱区域共享，或是将第2MOSFET（隧穿MOS）的阱区域与相邻的存储单元的第2MOSFET的阱区域共享，从而可减少存储单元的面积。

根据一个实施例的非挥发性存储器，将第2MOSFET中共享的阱区域的电压相一致地保持，并使源/漏的电压与相邻的存储单元不同，从而可在共享阱区域的同时，仅将数据记录在选择的存储单元中，或是将数据删除。

根据一个实施例的将数据存储在存储单元的方法，相一致地保持被共享的阱区域的电压，并与源/漏的电压不同，以F-N隧穿方式来使用数据。此外，相一致地保持被共享的阱和源的电压，并与漏的电压不同，以信道热电子注入方式来记录数据。