CN103413808A - 电可擦可编程只读存储器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开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N阱，该N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，通过本发明，不仅可以减少芯片面积，而且降低了编程时的功耗，同时在读操作时避免了位线耦合问题。
Description
技术领域
本发明关于一种半导体存储器件，特别是涉及一种镜像位P型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 Programmable Read-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。
发明内容
为克服上述现有技术存在的问题，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），其不仅可以减少芯片面积，而且降低了编程时的功耗，同时在读操作时避免了位线耦合问题。
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，至少包括：
半导体衬底；
于该半导体衬底上设置N阱，该N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，组阵时，于X方向，每行的字线连接在一起，控制栅极连接在一起，于Y方向，每列的偶数行的漏极连接在一起形成位线BL<i-1>，每列的奇数行源极接在一起形成位线BL<i>。
进一步地，该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，选中单元的控制栅电压为5－10V，漏极及源极为-5－-9V，未选中单元的控制栅为0V。
进一步地，对于位线未选中单元，漏极及源极为0V。
进一步地，该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，控制栅电压为－8V，漏极、源极及N阱为10V。
进一步地，对于擦除操作，X方向未选中时，源极、漏极及N阱电压均为0V；Y方向未选中时，控制栅电压为0V。
进一步地，该电可擦可编程只读存储器进行读操作时，源极和N阱接电源电压Vcc，对选中单元，其控制栅、字线、漏极电压的取值分别为Vcc－1.2、Vcc-1.5及Vcc－1。
进一步地，Vcc取值为1－3V。
进一步地，该电可擦可编程只读存储器为镜像位P型电可擦可编程只读存储器。
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P型半导体衬底上实现了一种镜像位P型的电可擦可编程只读存储器，不仅可以减少芯片面积，而且降低了编程时的功耗，同时在读操作时避免了位线耦合问题。
附图说明
图1为本发明一种电可擦可编程只读存储器（EEPROM）的单元结构示意图；
图2为本发明较佳实施例的阵列结构示意图；
图3为按区块（Sector）组阵的示意图
图4为本发明较佳实施例中编程/擦除/读操作的真值表。
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1为本发明一种电可擦可编程只读存储器（EEPROM）的单元结构示意图。如图1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（P_sub），其上设置N-Well（N阱）20，N-Well20上具有间隔设置的源极区域（S）110和漏极区域（D）120及沟道区130；沟道区130，位于源极区域（S）110和漏极区域（D）120之间；第一位线BL_L和第二位线BL_R，分别连接于源极区域110和漏极区域120；第一浮栅FG_L，设置于沟道区130和源极区域110上方；第二浮栅FG_R，设置于沟道区130和漏极区域120上方，第一浮栅FG_L和第 二浮栅FG_R分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅CG_L和第二控制栅CG_R，分别设置于第一浮栅FG_L和第二浮栅FG_R上方；字线WL，位于沟道区130上方并位于第一浮栅FG_L和第二浮栅FG_R之间。
图2为本发明较佳实施例的阵列结构示意图。如图2所示，对于图1之EEPROM单元，组阵时，X方向，每行的字线连接在一起WL<i>，控制栅极连接在一起形成CG_L<i>及CG_R<i>，Y方向，每列的0、2、4…等偶数行的漏极接在一起形成位线BL<i-1>,每列的1、3、5…等奇数行的源极接在一起形成位线BL<i>。图3是按区块（Sector）组阵的示意图，擦除时选中CG（Y方向）和BL（X方向）的区块执行擦除操作，CG（Y方向）或BL（X方向）未选中的区块不会发生擦除动作。
图4为本发明较佳实施例中编程/擦除/读操作的真值表。以下将配合图4对本发明较佳实施例的编程、擦除及读操作逐一作一说明。
编程时，假设选中左侧单元，选中单元控制栅（第一控制栅CG_L）为5－8V，在本发明较佳实施例中，选中单元控制栅（第一控制栅CG_L）为8V，漏极D（第二位线BL_R）、源极S（第一位线BL_L）电压为-5－-9V，在本发明较佳实施例中，漏极D（第二位线BL_R）、源极S（第一位线BL_L）均为7V，电子由浮栅下方的半导体材料向控制栅运行，部分驻留于浮栅FG_L形成和信息对应的电子；而未选中单元控制栅（第二控制栅CG_R）＝0V（Y方向），半导体材料和控制栅极间场强不足达到电子迁移所需强度，其存储信息不变；同样另一些单元因位线未选中（X方向），漏极D、源极S即BL（BL_L和BL_R）为0，场强不足以形成电子迁移，对CG（Y方向）和BL（X方向）均未选中单元，既无电流也无电压，不影响其他单元。
擦除时，CG＝－8V，漏极D、源极S（位线BL）及N-Well为10V，浮栅下方材料到控制栅间形成高电场，浮栅上电子被拉至位线或N-Well，从而实现擦除；X方向未选中时，源极S（位线BL_L）、漏极D（输出位线）及N-Well电压均为0V，CG和衬底间电压不足以形成足够场强而补形成电子迁移而不会 发生擦除操作；Y方向未选中时，CG电压为0V，CG和衬底间电压也不足以形成足够场强而补形成电子迁移而不会发生擦除操作。
读出时，源极S（位线BL_L）和N－Well均接至Vcc，在本发明较佳实施例中，Vcc取值为1－3V选中单元，控制栅CG_L、字线WL、漏极D（输出位线）均低于Vcc，合理的取值分别为Vcc－1.2、Vcc-1.5、Vcc－1，源极S与漏极D间形成沟道并有电流通过，此电流值和浮栅FG_L的电子量相关，经读出放大器处理后还原为编程写入的信息；而未选中单元，若CG未选中（Y方向），则不形成沟道；若BL未选中（X方向），则因无电压差而无电流；若CG（Y方向）和BL（X方向）均未选中单元，则既无沟道亦无电压差，所储存信息不影响选中单元读出。
综上所述，本发明一种电可擦可编程只读存储器（EEPROM）通过在P型半导体衬底上实现了一种镜像位P型的电可擦可编程只读存储器，不仅可以减少芯片面积，而且降低了编程时的功耗，同时在读操作时避免了位线耦合问题。
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 (10)
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N阱，该N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：组阵时，于X方向，每行的字线连接在一起，控制栅极连接在一起，于Y方向，每列的偶数行的漏极连接在一起形成位线BL<i-1>，每列的奇数行源极接在一起形成位线BL<i>。
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：该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，选中单元的控制栅电压为5-10V，漏极及源极均为-5--9V，未选中单元的控制栅为0V。
5.如权利要求4所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：对于位线未选中单元，漏极及源极为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：该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，控制栅电压为-8V，漏极、源极及N阱为10V。
7.如权利要求6所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：对于擦除操作，X方向未选中时，源极、漏极及N阱电压均为0V；Y方向未选中时，控制栅电压为0V。
8.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：该电可擦可编程只读存储器进行读操作时，源极和N阱接电源电压Vcc，对选中单元，其控制栅、字线、漏极电压的取值分别为Vcc-1.2、Vcc-1.5及Vcc-1。
9.如权利要求8所述的一种电可擦可编程只读存储器，其特征在于：Vcc的取值为1-3V。
10.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：该电可擦可编程只读存储器为镜像位P型电可擦可编程只读存储器。
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