[发明专利]三维非易失性NOR型闪存

权利要求书

1.一种基本非易失性存储组，其特征在于，包括：

多个场效应晶体管，所述场效应晶体管沿着垂直或斜交于基底平面的任意方向堆叠并通过共享源极和漏极电路上并联起来；

一片半导体鳍，所述半导体鳍的侧壁或主体为同一基本存储组内的场效应晶体管提供相应的导电沟道；

同一基本非易失性存储组内的所有所述场效应晶体管共享的源极和漏极位于所述导电沟道的两端；

每个所述场效应晶体管有一个或者多个侧栅极；

电荷捕捉结构，所述电荷捕捉结构夹在所述场效应晶体管的侧栅极和所述导电沟道之间，作为所述场效应晶体管的存储材料。

2.根据权利要求1所述的基本非易失性存储组，其特征在于，所述半导体鳍为硅鳍或锗鳍。

3.根据权利要求1所述的基本非易失性存储组，其特征在于，将所述一片半导体鳍替换成一个半导体层/绝缘体层相间的多层堆栈或者替换成两片分离的半导体鳍来为同一基本存储组内的场效应晶体管提供并联导电沟道。

4.根据权利要求1至3任一所述的基本非易失性存储组，其特征在于，所述侧栅极结构由一个或多个导体层/绝缘体层相间的堆栈组成。

5.一种基本非易失性存储组，其特征在于，包括：

多个场效应晶体管，所述场效应晶体管沿着平行于基底平面的任意方向排列并通过共享源极和漏极电路上并联起来；

一片半导体鳍，所述半导体鳍的侧壁或主体为同一基本存储组内的场效应晶体管提供相应的导电沟道；

同一基本非易失性存储组内的所有所述场效应晶体管共享的源极和漏极位于所述导电沟道的上方或者下方；

每个所述场效应晶体管有一个或者多个侧栅极；

电荷捕捉结构，所述电荷捕捉结构夹在所述场效应晶体管的侧栅极和所述导电沟道之间作为所述场效应晶体管的存储材料。

6.根据权利要求5所述的基本非易失性存储组，其特征在于，将所述一片半导体鳍替换成沿平行于基底平面方向排列的半导体层/绝缘体层交替相间结构，或者替换成轻掺杂半导体层/重掺杂半导体层交替相间结构，来为同一基本存储组内的场效应晶体管提供并联导电沟道。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的基本非易失性存储组，其特征在于，所述电荷捕捉结构由一夹层结构组成，所述夹层结构包括隧穿介质层、电荷存储层和阻断介质层。

8.根据权利要求7所述的基本非易失性存储组，其特征在于，所述隧穿介质层为二氧化硅、Al₂O₃、HfO₂、或者由二氧化硅层/氮化硅层/二氧化硅层构成的复合材料；所述电荷存储层为氮化硅、纳米级的金属或半导体晶体；所述阻断介质层为二氧化硅、Al₂O₃、或HfO₂ 。

9.根据权利要求5、6或8所述的基本非易失性存储组，其特征在于，所述侧栅极结构由一个或多个导体层/绝缘体层交替相间的排列组成。

10.根据权利要求1、2、3、5、6或8所述的基本非易失性存储组，其特征在于，其中每一所述场效应晶体管所储存的信息可通过NOR门逻辑读取。

11.一种NOR闪存模块，所述闪存模块由权利要求1至10中任一种所述的基本非易失性存储组的阵列构成，其特征在于，包括：至少一行、至少一列或者至少一面内的全部或部分基本非易失性存储组的漏极连结起来形成局部位线，以及相应的这些所述基本非易失性存储组的源极连结起来形成局部源线，同时不连结在同一局部位线或源线上的多个基本非易失性存储组的栅极连结起来形成字线。

12.一种闪存器件，所述闪存器件由权利要求11所述的NOR闪存模块的阵列构成，其特征在于，在芯片级别上用额外的选择晶体管将多个所述NOR闪存模块的局部位线连接到全局位线以及将这些所述NOR闪存模块的局部源线连结到全局源线，每个所述NOR闪存模块能够被选择性地寻址来对任一所述场效应晶体管进行读取/写入/擦除操作。