[发明专利]一种双位SONOS存储器及其编译、擦除和读取方法

摘要

本发明公开了一种双位SONOS存储器，包括P型硅衬底，衬底中具有N型掺杂的源端、漏端和N沟道；以及建立在源、漏端之间衬底上的栅极结构，栅极结构自下而上依次包括第一二氧化硅层、氮化硅层、第二二氧化硅层和多晶硅控制栅，氮化硅层包括靠近漏端侧的第一存储位和靠近源端侧的第二存储位，用于存储电荷；采用低功耗的带带隧穿热空穴注入编译、沟道FN电子隧穿擦除方式，利用背栅偏压协助热空穴注入，可使传统SONOS器件结构拥有更小的栅长，解决了现有沟道热电子注入编译功耗高的问题，双位存储的SONOS可拥有更高的存储密度和存储容量，在当下大容量存储器流行的市场中有着极大优势。

主权项

一种双位SONOS存储器，其特征在于，包括：P型硅衬底，所述衬底中具有N型掺杂的源端、漏端和N沟道；以及建立在所述源端、漏端之间的所述衬底上的栅极结构，所述栅极结构自下而上依次包括第一二氧化硅层、氮化硅层、第二二氧化硅层和多晶硅控制栅，所述氮化硅层包括靠近漏端侧的第一存储位和靠近源端侧的第二存储位，用于存储电荷；其中，当所述第一存储位编译时，通过对所述控制栅施加负的栅极电压，对所述漏端施加正的漏端电压，对所述源端接地，对所述衬底施加负的衬底偏压，在所述控制栅与漏端之间交叠区耗尽层产生的电势差使漏端电子能带弯曲，引起空穴的从价带量子隧穿到导带的带带隧穿效应，隧穿到导带的空穴在负的衬底偏压引起的耗尽区的电场作用下被加速，在靠近漏端处的耗尽层边缘获得足够的能量克服衬底硅与第一二氧化硅层之间势垒，注入到氮化硅层的第一存储位导致阈值电压降低完成编译；当所述第二存储位编译时，通过对所述控制栅施加负的栅极电压，对所述源端施加正的源端电压，对所述漏端接地，对所述衬底施加负的衬底偏压，在所述控制栅与源端之间交叠区耗尽层产生的电势差使源端电子能带弯曲，引起空穴的从价带量子隧穿到导带的带带隧穿效应，隧穿到导带的空穴在负的衬底偏压引起的耗尽区的电场作用下被加速，在靠近源端处的耗尽层边缘获得足够的能量克服衬底硅与第一二氧化硅层之间势垒，注入到氮化硅层的第二存储位导致阈值电压降低完成编译。