[发明专利]非挥发性存储器单元以及非挥发性存储器阵列

说明书

本发明公开一种非挥发性存储器单元以及非挥发性存储器阵列，其中该非挥发性存储器单元，包括浮动栅晶体管、选择晶体管以及耦合结构。浮动栅晶体管位于P型阱区，包括耦接至由第一多晶硅层所形成的浮动栅极的栅极端、耦接至位线的漏极端以及耦接至第一节点的源极端。选择晶体管位于P型阱区，包括耦接至字符线的选择栅极的栅极端、耦接至第一节点的漏极端以及耦接至源极线的源极端。浮动栅晶体管以及选择晶体管为N型晶体管。耦合结构由将第一多晶硅层延伸而与控制栅极相重叠而形成，其中控制栅极为N型阱区内的P型掺杂区，其中控制栅极耦接至控制线。

技术领域

本发明涉及一种非挥发性存储器单元以及一种非挥发性存储器阵列，特别是涉及一种电子抹除式可复写(electrically erasable programmable，EEP)非挥发性存储器单元以及一种电子抹除式可复写非挥发性存储器阵列。

背景技术

半导体存储器装置已经普遍用于各种电子装置。举例来说，非挥发性存储器广泛用于移动电话、数字相机、个人数字助理、移动运算装置及其他应用。

一般来说，非挥发性存储器有两种类型：多次可编程(multi-time programmable，MTP)存储器以及单次可编程(one-time programmable，OTP)存储器。多次可编程存储器可被读取许多次，以及写入许多次。举例来说，电子抹除式可复写只读存储器(electricallyprogrammable and electrically erasable read-only memory，EEPROM)以及闪存存储器是设计用以配备一些对应的电路，以支持不同的操作，如编程、抹除以及读取。单次可编程存储器与电路完美的配合，而仅有编程以及读取的功能，故单次可编程存储器并不需要执行抹除程序的电路。

目前，已经提出了许多降低额外处理成本的单多晶硅非挥发性存储器装置设计。单多晶硅非挥发性存储器利用单层多晶硅，形成存储电荷的浮动栅极。由于单多晶硅非挥发性存储器相容于一般的CMOS制作工艺，因此适用于嵌入式存储器，混合信号电路中的嵌入式非挥发性存储器以及微控制器(如系统整合芯片(System on Chip，SOC))。

发明内容

本发明的一些实施例提出了一种非挥发性存储器单元，该非挥发性存储器单元具有低功率损耗、能够页面或位组(byte)编程且适合各种类型的基板。本发明的一些实施例还将提出的多个非挥发性存储器单元整合为非挥发性存储器阵列，非挥发性存储器阵列操作于读取模式、编程模式或抹除模式的对应操作，已详加叙述。

本发明提出一种非挥发性存储器单元，包括一浮动栅晶体管、一选择晶体管以及一耦合结构。上述浮动栅晶体管位于一P型阱区，包括一栅极端、一漏极端以及一源极端，其中上述栅极端耦接至一浮动栅极，上述漏极端耦接至一位线，上述源极端耦接至一第一节点，其中上述浮动栅极由一第一多晶硅层所形成。上述选择晶体管位于上述P型阱区，包括一栅极端、一漏极端以及一源极端，其中上述栅极端耦接至一选择栅极，上述漏极端耦接至上述第一节点，上述源极端耦接至一源极线，其中上述选择栅极耦接至一字符线，其中上述浮动栅晶体管以及上述选择晶体管为N型晶体管。上述耦合结构由将上述第一多晶硅层延伸而与一控制栅极相重叠而形成，其中上述控制栅极为一N型阱区内的一P型掺杂区，其中上述控制栅极耦接至一控制线。