CN103165621A - 电可擦可编程只读存储器 - Google Patents

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胡剑
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Abstract

本发明公开一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，至少包括：半导体衬底；于该半导体衬底上设置深N阱；于该深阱上设有P阱，该P阱上具有间隔设置的源极区域和漏极区域及沟道区，该沟道区位于该源极区域与该漏极区域之间；第一浮栅，设置于该沟道区和该源极区域上方，第二浮栅，设置于该沟道区和该漏极区域上方，该第一浮栅和该第二浮栅分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅和第二控制栅，分别设置于该第一浮栅和该第二浮栅上方；以及字线，位于该沟道区上方并位于该第一浮栅和第二浮栅之间，本发明通过在半导体衬底上增加一深n阱，为了实现位擦除，其可以将P-well相互隔开从而可以单独控制，避免了使用字线电压选择开关，减少了芯片的面积。

Description

电可擦可编程只读存储器
技术领域
本发明关于一种半导体存储器件，特别是涉及一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。
背景技术
在半导体存储装置中，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)(flash memory)是一种易失性存储器，且属于可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EPROM)。电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的优点是其可针对整个存储器区块进行擦除，且擦除速度快，约需一至两秒。因此，近年来，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)已运用于各种消费性电子产品中，例如：数码相机、数码摄影机、移动电话或笔记本电脑等。
一般而言，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)分分栅结构或堆叠栅结构或两种结构的组合。分栅式电可擦可编程只读存储器(EEPROM)由于其特殊的结构，相比堆叠栅电可擦可编程只读存储器(EEPROM)在编程和擦除的时候都体现出其独特的性能优势，因此分栅式结构由于具有高的编程效率，字线的结构可以避免“过擦除”等优点，应用尤为广泛。但是由于分栅式电可擦可编程只读存储器(EEPROM)相对于堆叠栅电可擦可编程只读存储器(EEPROM)多了一个字线从而使得芯片的面积也会增加，因此如何提高芯片性能的同时进一步减小芯片的尺寸是亟待解决的问题。
现有技术中减小芯片尺寸的常见做法是令两个存储单元共享一个字线。图1为现有技术中一种共享字线的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的结构示意图。如图1所示，现有技术的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)包括：半导体衬底100，其上设有P-well，在p_well上具有间隔设置的源极区域110和漏极区域120及沟道区130，沟道区130位于源极区域110和漏极区域120之间；第一位线BL0和第二位线BL1，分别连接于源极区域110和漏极区域120；第一浮栅310，设置于沟道区130和源极区域110上方；第二浮栅320，设置于沟道区130和漏极区域120上方，第一浮栅310和第二浮栅320分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅CG0和第二控制栅CG1，分别设置于第一浮栅310和第二浮栅320上方；字线WL，位于沟道区130上方并位于第一浮栅310和第二浮栅320之间。
对于该电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，擦除时，对于选中单元，控制控制栅电压CG0＝-7V，字线电压WL＝8V，位线电压BL0＝BL1＝0V，字线WL与CG0、CG1间的高压形成强电场，浮栅上的电子被拉至WL，从而实现被擦除；对于未选中单元，字线WL＝0V，没有高压，不会发生浮栅电子迁移即擦除。
可见，这种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)结构的字线电压WL需要在0V和8V之间选择，因此需要字线电压选择开关，从而使得芯片的面积增加，不利于芯片的设计。
发明内容
为克服上述现有技术存在的导致芯片面积增加的问题，本发明的主要目的在于提供一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，其通过在半导体衬底上增加一深n阱，其可以将P-well相互隔开从而可以单独控制，避免了使用字线电压选择开关，减少了芯片的面积。
为达上述及其它目的，本发明提供一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，至少包括：
半导体衬底；
于该半导体衬底上设置深N阱；
于该深阱上设有P阱，该P阱上具有间隔设置的源极区域和漏极区域及沟道区，该沟道区位于该源极区域与该漏极区域之间；
第一浮栅，设置于该沟道区和该源极区域上方，第二浮栅，设置于该沟道区和该漏极区域上方，该第一浮栅和该第二浮栅分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；
第一控制栅和第二控制栅，分别设置于该第一浮栅和该第二浮栅上方；以及字线，位于该沟道区上方并位于该第一浮栅和第二浮栅之间。
进一步地，该半导体衬底为P型衬底。
进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器(EEPROM)进行擦除操作时，对选中单元，该第一控制栅及该第二控制栅电压为0，该第一位线及该第二位线为0，对该字线施加的电压范围是[5～9V]，对该P阱施加的电压范围是[-5～-9V]，对该深N阱施加的电压范围是[5～8V]。
进一步地，对未选中单元，对P阱施加的电压范围是[5～8V]。
进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器(EEPROM)进行编程操作时，对选中单元，该第一控制栅施加电压范围为5～8V，该第二控制栅施加电压范围为3～5V，该第一位线施加电压范围为5～7V，及该第二位线施加电流范围为1～5uA，对该字线施加的电压范围是[1～2V]，对该P阱施加的电压0V，对该深N阱施加的电压范围是0V。
进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器(EEPROM)进行编程和读取操作时，对所有P阱施加的电压是0V，N阱施加的电压是0V
与现有技术相比，本发明一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)通过在半导体衬底上增加一深n阱以将P-well隔开，从而使得每个存储单元可以单独控制，避免了使用字线电压选择开关，减少了芯片的面积。
附图说明
图1为现有技术中一种共享字线的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的结构示意图；
图2为本发明较佳实施例的一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)单元结构示意图；
图3为图2之电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的电路示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图2为本发明较佳实施例的一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)单元结构示意图。如图2所示，本发明一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)单元，包括：半导体衬底10，在本发明较佳实施例中，半导体衬底10为P型衬底，其上设有深n-well(DNW)20，深n-well20上设有P-well(Pw)，p_well上具有间隔设置的源极区域210和漏极区域220及沟道区230；沟道区230，位于源极区域210和漏极区域220之间；第一位线BL0和第二位线BL1，分别连接于源极区域210和漏极区域220；第一浮栅310，设置于沟道区230和源极区域210上方；第二浮栅320，设置于沟道区230和漏极区域220上方，第一浮栅310和第二浮栅320分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅CG0和第二控制栅CG1，分别设置于第一浮栅310和第二浮栅320上方；字线WL，位于沟道区230上方并位于第一浮栅310和第二浮栅320之间。
擦除时，对选中单元，控制栅CG0＝CG1＝0，字线电压WL＝8V，P-well(Pw)接负电压，对该P阱施加的电压Vpw范围是[-5～-9V]，在本发明较佳实施例中，Vpw＝-6V，对该深N阱施加的电压范围是[5～8V]，在本发明较佳实施例中，深n-well接VDNW＝6V，位线BL0与BL1均接0V，对该字线施加的电压范围是[5～9V]，字线WL和深N阱间高压使得浮栅上的电子被拉至WL上，从而浮栅上因无电子而不含信息，即实现擦除；对未选中单元，对P阱施加的电压范围是[5～8V]，如P-well电压接Vpw＝6V，则字线WL和P-well间电压不足使浮栅电子移动而不被擦除。
在对该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，对选中单元，控制栅CG0施加电压范围为5～8V，CG1施加电压范围为3～5V，BL0施加电压范围为5～7V，及BL1施加电流范围为1～5uA，对字线WL施加的电压范围是[1～2V]，对P阱施加的电压0V，对深N阱施加的电压范围是0V，需要说明的是，在对本发明之电可擦可编程只读存储器(EEPROM)进行编程和读取操作时，对所有P阱施加的电压都是0V，N阱施加的电压都是0V。
图3为图2之电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的电路示意图。如图3所示，在相同的PW区的非选定单元，因是不同的行，WL＝0V，CG0＝CG1＝0V，BL0、BL1均接地，VPW＝-6V，VDNW＝6V，这样因WL＝0V而无足够高压故不会发生擦除
综上所述，本发明一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)通过在半导体衬底上增加一深n阱以将P-well隔开，从而使得每个存储单元可以单独控制，避免了使用字线电压选择开关，减少了芯片的面积。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (6)

1.一种电可擦可编程只读存储器，至少包括：
半导体衬底；
于该半导体衬底上设置深N阱；
于该深阱上设有P阱，该P阱上具有间隔设置的源极区域和漏极区域及沟道区，该沟道区位于该源极区域与该漏极区域之间；
第一浮栅，设置于该沟道区和该源极区域上方，第二浮栅，设置于该沟道区和该漏极区域上方，该第一浮栅和该第二浮栅分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；
第一控制栅和第二控制栅，分别设置于该第一浮栅和该第二浮栅上方；以及字线，位于该沟道区上方并位于该第一浮栅和第二浮栅之间。
2.如权利要求1所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：该半导体衬底为P型衬底。
3.如权利要求1所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：在对该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，对选中单元，该第一控制栅及该第二控制栅电压为0，该第一位线及该第二位线为0，对该字线施加的电压范围是[5～9V]，对该P阱施加的电压范围是[-5～-9V]，对该深N阱施加的电压范围是[5～8V]。
4.如权利要求1所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：在对该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，对未选中单元，对P阱施加的电压范围是[5～8V]。
5.如权利要求1所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：在对该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，对选中单元，该第一控制栅施加电压范围为5～8V，该第二控制栅施加电压范围为3～5V，该第一位线施加电压范围为5～7V，及该第二位线施加电流范围为1～5uA，对该字线施加的电压范围是[1～2V]，对该P阱施加的电压0V，对该深N阱施加的电压范围是0V。
6.如权利要求1所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：在对该电可擦可编程只读存储器(EEPROM)进行编程和读取操作时，对所有P阱施加的电压是0V，N阱施加的电压是0V。
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