CN102623057B - 电可擦可编程只读存储器结构以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电可擦可编程只读存储器结构以及电子设备。根据本发明的电可擦可编程只读存储器结构，其包括：在行方向和列方向布置的存储单元结构矩阵；其中，同一列的存储单元结构的源极和漏极通过第一金属层依次连接；并且其中，同一行的存储单元结构的字线以及同一行的存储单元结构的控制栅极分别通过第二金属层连接在一起；其中，通过填充了导电材料的接触孔将存储单元结构的有源区接连至第一金属层；并且，所述填充了导电材料的接触孔在存储单元结构矩阵的行方向和列方向均交叉布置。通过利用根据本发明的电可擦可编程只读存储器结构，可以有效地提高存储器的操作速度，减小存储器的尺寸，并且提高存储的耐用性。

Description

电可擦可编程只读存储器结构以及电子设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种电可擦可编程只读存储器结构以及采用了该电可擦可编程只读存储器结构的电子设备。
背景技术
EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，电可擦可编程只读存储器是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。
电可擦可编程只读存储器EEPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以字节(Byte)为最小修改单位，不必将资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM(Erasable Programmable ROM，可擦除可编程只读存储器)擦除装置和编程器的束缚。
随着电可擦可编程只读存储器EEPROM应用的广泛以及电子设备的进一步小型化以及对电子设备性能的高要求，越来越希望提供更加小型化的更加耐用的电可擦可编程只读存储器结构。并且，还希望能够提高电可擦可编程只读存储器EEPROM的操作速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种更加小型化的更加耐用的电可擦可编程只读存储器结构。
根据本发明的第一方面，提供了一种电可擦可编程只读存储器结构，其包括：在行方向和列方向布置的存储单元结构矩阵；其中，同一列的存储单元结构的源极和漏极通过第一金属层依次连接；并且其中，同一行的存储单元结构的字线以及同一行的存储单元结构的控制栅极分别通过第二金属层连接在一起；其中，通过填充了导电材料的接触孔将存储单元结构的有源区接连至第一金属层；并且，所述填充了导电材料的接触孔在存储单元结构矩阵的行方向和列方向均交叉布置。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，所述电可擦可编程只读存储器结构是闪存装置结构。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，在对所述电可擦可编程只读存储器结构中的待读取存储单元结构进行读取时，所述待读取存储单元结构的控制栅极的电压为0V，所述待读取存储单元结构的字线上的电压为3V，所述待读取存储单元结构的源极电压为0V，所述待读取存储单元结构的漏极电压为1V。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，在对所述电可擦可编程只读存储器结构中的待擦除存储单元结构进行擦除时，所述待擦除存储单元结构的控制栅极的电压为-7V，所述待擦除存储单元结构的字线上的电压为8V，所述待擦除存储单元结构的源极电压为0V，所述待擦除存储单元结构的漏极电压为0V。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，在对所述电可擦可编程只读存储器结构中的待编程存储单元结构进行编程时，所述待编程存储单元结构的控制栅极CG的电压为8V，所述待编程存储单元结构的字线上的电压为1.5V，所述待编程存储单元结构的源极电压为5V，所述待编程存储单元结构的漏极电压为编程电压。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，所述编程电压为0.4V。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，所述存储单元结构具有两个存储单元，其中只采用所述两个存储单元的一个存储单元来存储信息，而另一个存储单元弃用。
优选地，在电可擦可编程只读存储器结构中，两个存储单元的控制栅极是连在一起的，控制栅极和字线是平行的，控制栅极与字线和源漏极是垂直的，源漏极是相间的。
根据本发明的第二方面，提供了一种配置了根据本发明第一方面所述的电可擦可编程只读存储器结构的电子设备。
通过利用根据本发明的电可擦可编程只读存储器结构，可以有效地提高存储器的操作速度，减小存储器的尺寸，并且提高存储的耐用性。由此，对于采用了根据本发明的电可擦可编程只读存储器结构的电子设备，也可以提高电子设备的耐用性，减小电子设备的尺寸，并且提高电子设备的操作速度。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构。
图2示意性地示出了根据本发明实施例的读取操作、擦除操作以及编程操作的示例电压。
图3示意性地示出了根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构中使用的存储单元结构的示例。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图1示意性地示出了根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构。
如图1所示，根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构包括在行方向和列方向布置的存储单元结构矩阵(图1中的黑色方块表示存储单元结构)。
在本发明的具体优选实施例中，电可擦可编程只读存储器结构的这种存储单元结构具有两个存储单元，但是，只采用了其中的一个存储单元来存储信息，而另一个存储单元是不用的(即，弃用)；也就是说，两个存储单元中的一个处于工作状态；而另一存储单元处于非工作状态。优选地，两个存储单元的控制栅极是连在一起的，控制栅极和字线是平行的，控制栅极与字线和源漏极是垂直的，源漏极是相间的。后面将参考图3来具体解释本发明实施例可采用的存储单元结构的具体结构示例。
其中，同一列(竖排)的存储单元结构的源极和漏极通过第一金属层M1依次连接；即，通过第一金属层M1，同一列存储单元结构中的上一个存储单元结构的源极与下一个存储单元结构的漏极相连。参见图1，其中的虚线框示出了并排布置的第一金属层M1。
并且，其中，同一行(横排)的存储单元结构的字线(WL1、WL2、WL3、WL4)以及同一行(横排)的存储单元结构的控制栅极(CG1、CG2、CG3、CG4)分别通过第二金属层M2连接在一起；即，同一行的存储单元结构的控制栅极通过第二金属层M2连接在一起，并且同一行的存储单元结构通过第二金属层M2共用字线。参见图1，其中的点线框示出了并排布置的第二金属层M2。
此外，其中，通过填充了导电材料的接触孔(由图1中的标有叉的圆圈部分标示)将存储单元结构的有源区(源极S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8或漏极D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8)接连至第一金属层M1，如图1中的灰色部分所示。
更具体地说，在图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构中，填充了导电材料的接触孔在横向以及纵向(即存储单元结构矩阵的两个排布方向：行方向和列方向)均交叉布置。
由此，形成了一个电可擦可编程只读存储器结构。
通过对图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构进行测试，
图2示意性地示出了根据本发明实施例的读取操作、擦除操作以及编程操作的示例电压。
如图2所示，在对图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构中的某个具体存储单元结构进行读取时，该待读取存储单元结构的控制栅极CG的电压为0V，该待读取存储单元结构的字线上的电压为3V，该待读取存储单元结构的源极电压为0V，该待读取存储单元结构的漏极电压为1V。
在对图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构中的某个具体存储单元结构进行擦除时，该待擦除存储单元结构的控制栅极CG的电压为-7V，该待擦除存储单元结构的字线上的电压为8V，该待擦除存储单元结构的源极电压为0V，该待擦除存储单元结构的漏极电压为0V。
在对图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构中的某个具体存储单元结构进行编程时，该待编程存储单元结构的控制栅极CG的电压为8V，该待编程存储单元结构的字线上的电压为1.5V，该待编程存储单元结构的源极电压为5V，该待编程存储单元结构的漏极电压为编程电压Vdp，例如大小为0.4V的编程电压Vdp。
并且，在上述操作电压下，通过对图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构进行测试发现，擦除时间可达到大约10ms，并且编程时间可达到为大约10us，由此可以看出，图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构的操作速度非常快。
并且，通过图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构的布置及连接，可以有效地减小存储器器件的尺寸。
而且，通过测试可以发现，图1所示的根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构变得更加耐用。
图3示意性地示出了根据本发明实施例的电可擦可编程只读存储器结构中使用的存储单元结构的示例。
如图3所示，存储单元结构是一个共享字线的分栅式闪存结构，其可包括：半导体衬底100，其上具有间隔设置的源极区域200和漏极区域300；字线400，设置于所述源极区域200和漏极区域300之间；第一存储位单元500，位于所述字线400与所述源极区域200之间；第二存储位单元600，位于所述字线400与所述漏极区域300之间，其中所述两个存储位单元500、600与所述字线400之间由隧穿氧化层700隔开，所述两个存储位单元500、600分别具有第一控制栅510、第一浮栅520和第二控制栅610、第二浮栅620，所述两个控制栅510、520具有间隔地分别设置于所述两个浮栅610、620上。
并且，在将图3所示的存储单元结构结构用于图1所示的电可擦可编程只读存储器结构时，可以仅仅使用在将图3所示的存储单元结构结构的半个结构，即仅仅将图1所示的存储单元结构结构用作单个存储单元结构，而不是包含两个存储单元结构的共享字线的分栅式闪存结构。关于图3所示的存储单元结构的具体细节可参考本发明人于2008年12月30日提出的申请号为“200810204971.2”、公开号为“CN101465161”的中国专利申请“共享字线的分栅式闪存”。
根据本发明的的优选实施例，上述电可擦可编程只读存储器结构是一个闪存装置结构。
根据本发明的另一优选实施例，本发明还提供了一种配置了上述电可擦可编程只读存储器结构的电子设备。由此，对于采用了根据本发明的电可擦可编程只读存储器结构的电子设备，也可以提高电子设备的耐用性，减小电子设备的尺寸，并且提高电子设备的操作速度。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，包括：在行方向和列方向布置的存储单元结构矩阵；其中，同一列的存储单元结构的源极和漏极通过第一金属层依次连接，同一行的存储单元结构的字线以及同一行的存储单元结构的控制栅极分别通过第二金属层连接在一起，通过填充了导电材料的接触孔将存储单元结构的有源区接连至第一金属层，并且，所述填充了导电材料的接触孔在存储单元结构矩阵的行方向和列方向均交叉布置，所述存储单元结构具有两个存储单元，所述两个存储单元的控制栅极和字线是平行的。
2.根据权利要求1所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，所述电可擦可编程只读存储器结构是闪存装置结构。
3.根据权利要求1或2所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，在对所述电可擦可编程只读存储器结构中的待读取存储单元结构进行读取时，所述待读取存储单元结构的控制栅极的电压为0V，所述待读取存储单元结构的字线上的电压为3V，所述待读取存储单元结构的源极电压为0V,所述待读取存储单元结构的漏极电压为1V。
4.根据权利要求1或2所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，在对所述电可擦可编程只读存储器结构中的待擦除存储单元结构进行擦除时，所述待擦除存储单元结构的控制栅极的电压为-7V，所述待擦除存储单元结构的字线上的电压为8V，所述待擦除存储单元结构的源极电压为0V,所述待擦除存储单元结构的漏极电压为0V。
5.根据权利要求1或2所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，在对所述电可擦可编程只读存储器结构中的待编程存储单元结构进行编程时，所述待编程存储单元结构的控制栅极CG的电压为8V，所述待编程存储单元结构的字线上的电压为1.5V，所述待编程存储单元结构的源极电压为5V,所述待编程存储单元结构的漏极电压为编程电压。
6.根据权利要求5所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，所述编程电压为0.4V。
7.根据权利要求1或2所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，只采用所述两个存储单元的一个存储单元来存储信息，而另一个存储单元弃用。
8.根据权利要求7所述的电可擦可编程只读存储器结构，其特征在于，所述两个存储单元的控制栅极是连在一起的，所述两个存储单元的控制栅极与字线分别和源漏极是垂直的，源漏极是相间的。
9.一种配置了根据权利要求1至8之一所述的电可擦可编程只读存储器结构的电子设备。
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