[发明专利]具有擦除元件的单层多晶硅非易失性存储单元结构

权利要求书

1.一种单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，包含：

一硅覆绝缘衬底，包含一硅基底、一埋入氧化层及一半导体层；

一第一氧化物定义区域及一第二氧化物定义区域，位于所述半导体层；

一绝缘区域，位于所述半导体层，所述绝缘区域隔离所述第一氧化物定义区域与所述第二氧化物定义区域；

一电荷收集区域，与所述第一氧化物定义区域接壤，其中所述电荷收集区域在所述单层多晶硅非易失性存储单元操作时收集累积在所述半导体层中的多余电子及空穴；

一P型金氧半选择晶体管，设于所述第一氧化物定义区域；

一P型金氧半浮置栅极晶体管，设于所述第一氧化物定义区域，并串接所述P型金氧半选择晶体管，其中所述P型金氧半浮置栅极晶体管包含一浮置栅极，位于所述第一氧化物定义区域上；以及

一浮置栅极延伸，由所述浮置栅极连续地延伸至所述第二氧化物定义区域，并与所述第二氧化物定义区域电容耦合。

2.根据权利要求1所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述P型金氧半选择晶体管包含一选择栅极、一选择栅极氧化层，介于所述选择栅极与所述半导体层之间、一P⁺源极掺杂区，及一P⁺漏极/源极掺杂区，其中所述P⁺源极掺杂区耦合至一源极线。

3.根据权利要求2所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述P型金氧半浮置栅极晶体管包含一浮置栅极、一浮置栅极氧化层，介于所述浮置栅极与所述半导体层之间、所述P⁺漏极/源极掺杂区，及一P⁺漏极掺杂区，其中所述P型金氧半选择晶体管与所述P型金氧半浮置栅极晶体管共享所述P⁺漏极/源极掺杂区。

4.根据权利要求1所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，另包含：

一N型阱，位于所述半导体层，其中所述N型阱完全重叠所述第一氧化物定义区域。

5.根据权利要求3所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，另包含：

一离子阱，位于所述半导体层，其中所述离子阱完全重叠所述第二氧化物定义区域；以及

一重掺杂区域，位于所述第二氧化物定义区域内的所述离子阱中。

6.根据权利要求5所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述离子阱包含一N型阱或一P型阱。

7.根据权利要求5所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述重掺杂区域是一N⁺掺杂区。

8.根据权利要求5所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述重掺杂区域是一P⁺掺杂区。

9.根据权利要求5所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述浮置栅极跨越所述第一氧化物定义区域与所述第二氧化物定义区域之间的所述绝缘区域，并且与所述第二氧化物定义区域部分重叠以电容耦合所述重掺杂区域。

10.根据权利要求5所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，所述第二氧化物定义区域、所述重掺杂区域、所述浮置栅极氧化层，及与所述重掺杂区域电容耦合的所述浮置栅极延伸，共同构成一擦除元件。

11.根据权利要求5所述的单层多晶硅非易失性存储单元结构，其特征在于，操作时，所述选择栅极耦合至一选择栅极电压，所述P型金氧半选择晶体管的P⁺源极掺杂区耦合至一源极线电压，所述P⁺漏极/源极掺杂区及所述浮置栅极为电性浮置，而所述P型金氧半浮置栅极晶体管的所述P⁺漏极掺杂区耦合至一位线电压V_BL，所述重掺杂区域耦合至一擦除线电压。