一种P型共源分栅SONOS存储器阵列及其操作方法与流程

    技术2025-02-12  49


    本发明涉及半导体集成电路制造领域,具体涉及一种p型共源分栅sonos存储器阵列及其操作方法。


    背景技术:

    1、分栅型sonos存储器,因省去了传统两管sonos存储器中存储管和选择管中间共用的源端,可缩减存储单元面积,而受到了广泛关注。如图1所示,n型分栅sonos存储器使用n型沟道和p阱(pw),由于sonos在擦写(erase)过程中需要在p阱加正压,因此为了隔离p阱和p型衬底,通常还需要引入深n阱(dnw),在工艺制造过程中就需要使用深n阱的光罩来定义深n阱注入区域。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供一种p型共源分栅sonos存储器阵列及其操作方法,用于达到既节省面积又可节省工艺成本的目的。

    2、本发明提供一种p型共源分栅sonos存储器阵列,所有存储单元共用一条sl,包括:

    3、p型衬底;

    4、n阱,位于所述p型衬底中;

    5、第一、第二和第三多晶硅栅,所述第一、第二和第三多晶硅栅之间没有源、漏极,只有隔离侧墙,位于所述n阱上方;以及

    6、源极和漏极,位于所述多晶硅栅两侧的所述n阱中且均为p型掺杂;

    7、所述第一多晶硅栅包括ono介质层和位于所述ono介质层上方的第一多晶硅栅极;所述第二多晶硅栅包括栅氧层和位于所述栅氧层上方的第二多晶硅栅极;所述第三多晶硅栅包括ono介质层和位于所述ono介质层上方的第三多晶硅栅极。

    8、优选地,所述p型衬底为p型硅衬底。

    9、优选地,所述第一、第二和第三多晶硅栅极均为p型多晶硅栅极。

    10、优选地,所述ono介质层为三层的叠层结构,包括隧穿氧化层、电荷存储层和阻挡氧化层。

    11、本发明还提供一种p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,包括:

    12、对所述p型共源分栅sonos存储器阵列进行擦除操作时,n阱接地,选中行的第一多晶硅栅极接第一正压vpos,非选中行的第一多晶硅栅极接地,第二多晶硅栅极接地,源极和漏极均float;

    13、对所述p型共源分栅sonos存储器阵列进行写操作时,n阱接第一正压vpos,第二多晶硅栅极接第一正压vpos,选中行的第一多晶硅栅极接地,非选中行的第一多晶硅栅极接第二正压vposu,漏极接第三正压vbl,对写“1”的单元,源极接vpos;对写“0”的单元,源极接第三正压vbl;

    14、对所述p型共源分栅sonos存储器阵列进行读取操作时,对选中单元的源极加第四正压vlim,第二多晶硅栅极接地,其余端接第五正压vpwr,读取源极端的电流即可获得选中单元的状态。

    15、优选地,所述第一正压vpos为7~12v,所述第二正压vposu为6~10v,所述第三正压vbl为3.5~6v,第四正压vpwr为1.5~2.5v,所述第五正压vlim为1~1.8v。

    16、优选地,写入时靠近共源线sl端的sonos始终处于开启状态“0”,而远离共源端的sonos可以写“1”或写“0”。

    17、优选地,在写入“0”后,存储电荷状态未改变,沟道表面聚集电子,sonos处于开启状态。

    18、优选地,在写入“1”后,存储电荷状态改变,sonos处于关断状态。

    19、优选地,在擦除时,沟道表面聚集空穴,sonos处于开启状态。

    20、本发明的p型共源分栅sonos存储器阵列存在以下优点:

    21、1)使用分栅型结构,一个存储单元由两个共接的存储管和一个选择管组成,这种结构可配合工艺降低存储器的总尺寸;

    22、2)该存储阵列使用p型sonos及p型选择管,为工艺节省了一张深n阱光罩版;

    23、3)该存储阵列所有存储单元共享一条sl,有利于节省存储阵列面积;

    24、4)这种存储阵列在操作时,相邻共源的两行sonos始终处于开启状态“0”,而远离共源端的sonos可以写“1”或写“0”。



    技术特征:

    1.一种p型共源分栅sonos存储器阵列,其特征在于,所有存储单元共用一条sl,包括:

    2.根据权利要求1所述的p型共源分栅sonos存储器阵列,其特征在于,所述p型衬底为p型硅衬底。

    3.根据权利要求1所述的p型共源分栅sonos存储器阵列,其特征在于,所述第一、第二和第三多晶硅栅极均为p型多晶硅栅极。

    4.根据权利要求1所述的p型共源分栅sonos存储器阵列,其特征在于,所述ono介质层为三层的叠层结构,包括隧穿氧化层、电荷存储层和阻挡氧化层。

    5.一种如权利要求1-4所述的p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,其特征在于,包括:

    6.根据权利要求5所述的p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,其特征在于,所述第一正压vpos为7~12v,所述第二正压vposu为6~10v,所述第三正压vbl为3.5~6v,第四正压vpwr为1.5~2.5v,所述第五正压vlim为1~1.8v。

    7.根据权利要求5所述的p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,其特征在于,写入时靠近共源线sl端的sonos始终处于开启状态“0”,而远离共源端的sonos可以写“1”或写“0”。

    8.根据权利要求5所述的p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,其特征在于,在写入“0”后,存储电荷状态未改变,沟道表面聚集电子,sonos处于开启状态。

    9.根据权利要求5所述的p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,其特征在于,在写入“1”后,存储电荷状态改变,sonos处于关断状态。

    10.根据权利要求5所述的p型共源分栅sonos存储器阵列的操作方法,其特征在于,在擦除时,沟道表面聚集空穴,sonos处于开启状态。


    技术总结
    本发明提供一种P型共源分栅SONOS存储器阵列,所有存储单元共用一条SL,包括P型衬底;位于P型衬底内的N阱;位于N阱上挨着的呈分栅结构的第一、第二和第三多晶硅栅,第一和第三多晶硅栅包括ONO介质层和位于ONO介质层上方的第一多晶硅栅极;第二多晶硅栅包括栅氧层和位于栅氧层上方的第二多晶硅栅极;以及源极和漏极。本发明还提供一种P型共源分栅SONOS存储器阵列的操作方法,在N阱、第一、第二和第三多晶硅栅极、源极和漏极施加各操作电压,以实现写入、擦除和读取操作。本发明的P型共源分栅SONOS存储器阵列所有存储单元共用一条SL,既比传统的SONOS存储阵列节省面积,在工艺制造中,又比N沟道SONOS存储器省了一张深N阱的光罩,节约了工艺成本。

    技术研发人员:王宁,张可钢
    受保护的技术使用者:上海华虹宏力半导体制造有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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