[发明专利]半导体器件

摘要

提供了一种包括具有高性能并且还具有高可靠度的非易失性存储器单元的半导体器件。非易失性存储器单元包括第一n阱、在第一方向上与第一n阱分离的第二n阱、形成于第一n阱中的选择晶体管、形成为在平面视图中与第一n阱的一部分和第二n阱的一部分重叠的浮置栅极电极、以及形成于浮置栅极电极的两侧上的第二n阱中的n导电类型半导体区。在写入操作中，‑7V被施加到被选择的非易失性存储器单元的漏极，‑8V被施加到选择晶体管的栅极电极，并且此外‑3V被施加到n导电类型半导体区，以便获得更高的写入速度。由此，区分被选择的非易失性存储单元与未被选择的非易失性存储器单元。

主权项

1.一种半导体器件，包括在具有第一导电类型的半导体衬底上形成的第一非易失性存储器单元和第二非易失性存储器单元，所述第一非易失性存储器单元包括：(a)第一阱，所述第一阱形成于所述半导体衬底的主表面上，并且具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型，并且第一有源区形成于所述第一阱中；(b)第二阱，所述第二阱形成于所述半导体衬底的所述主表面上，在第一方向上与所述第一阱分离，并且具有所述第二导电类型，并且第二有源区形成于所述第二阱中；(c)第一选择晶体管的第一栅极电极，所述第一栅极电极沿所述第一方向形成于所述半导体衬底之上，在平面视图中与所述第一有源区的一部分重叠；(d)第一浮置栅极电极，所述第一浮置栅极电极沿所述第一方向形成于所述半导体衬底之上，在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第一栅极电极分离，并且在所述平面视图中与所述第一有源区的一部分以及所述第二有源区的一部分重叠；(e)第一半导体区，所述第一半导体区在所述第一栅极电极与所述第一浮置栅极电极之间形成于所述第一阱中，并且具有第一导电类型；(f)第二半导体区，所述第二半导体区通过夹着所述第一栅极电极而在所述第一半导体区的相对侧上形成于所述第一阱中，并且具有所述第一导电类型；(g)第三半导体区，所述第三半导体区通过夹着所述第一浮置栅极电极而在所述第一半导体区的相对侧上形成于所述第一阱中，并且具有所述第一导电类型；(h)第四半导体区，所述第四半导体区在所述第一浮置栅极电极的一个横向侧上形成于所述第二阱中，并且具有所述第二导电类型；以及(i)第五半导体区，所述第五半导体区在所述第一浮置栅极电极的另一个横向侧上形成于所述第二阱中，并且具有所述第二导电类型，所述第二非易失性存储器单元包括：(j)第二选择晶体管的第二栅极电极，所述第二栅极电极沿所述第一方向形成于所述半导体衬底之上，在所述第一浮置栅极电极的相对侧上在所述第二方向上与所述第一栅极电极分离，并且在所述平面视图中与所述第一有源区的一部分重叠；(k)第二浮置栅极电极，所述第二浮置栅极电极沿所述第一方向形成于所述半导体衬底之上，在所述第一栅极电极的相对侧上在所述第二方向上与所述第二栅极电极分离，并且在所述平面视图中与所述第一有源区的一部分以及所述第二有源区的一部分重叠；(l)第六半导体区，所述第六半导体区在所述第二栅极电极与所述第二浮置栅极电极之间形成于所述第一阱中，并且具有第一导电类型；(m)所述第二半导体区，所述第二半导体区通过夹着所述第二栅极电极而在所述第六半导体区的相对侧上形成于所述第一阱中；(n)第七半导体区，所述第七半导体区通过夹着所述第二浮置栅极电极而在所述第六半导体区的相对侧上形成于所述第一阱中，并且具有第一导电类型；(o)所述第四半导体区，所述第四半导体区在所述第二浮置栅极电极的一个横向侧上形成于所述第二阱中；(p)第八半导体区，所述第八半导体区在所述第二浮置栅极电极的另一个横向侧上形成于所述第二阱中，并且具有所述第二导电类型，其中所述第一浮置栅极电极、所述第一栅极电极、所述第二栅极电极和所述第二浮置栅极电极沿所述第二方向顺序布置，所述第一非易失性存储器单元和所述第二非易失性存储器单元共享所述第二半导体区和所述第四半导体区，并且电压单独地并且独立地被施加到所述第一栅极电极、所述第二栅极电极、所述第一阱、所述第二半导体区、所述第三半导体区、所述第四半导体区和所述第七半导体区。