一種電子捕獲存儲(chǔ)單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電子捕獲存儲(chǔ)單元，包含溝道（26）以及相鄰兩個(gè)溝道之間的絕緣層（25），并且還包含溝道控制柵（27），位于絕緣層（25）中，并且為電的良導(dǎo)體。本發(fā)明通過(guò)加入溝道控制柵，控制一條物理意義上的溝道靠近溝道控制柵的兩側(cè)，即第一存儲(chǔ)單元和第二存儲(chǔ)單元分別打開(kāi)和關(guān)閉，這樣一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)兩位信息，因此，存儲(chǔ)密度變高，單位存儲(chǔ)成本降低。
【專利說(shuō)明】一種電子捕獲存儲(chǔ)單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及存儲(chǔ)單元領(lǐng)域，尤其涉及一種電子捕獲存儲(chǔ)單元。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電子捕獲（Charge Trap)存儲(chǔ)技術(shù)，尤其S0N0S存儲(chǔ)技術(shù)中，可以用一個(gè)物理存 儲(chǔ)單元來(lái)存儲(chǔ)兩位信息，如下所示。
[0003] 圖la是現(xiàn)有技術(shù)的電子捕獲存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖lb是沿著圖la的A-A' 線的剖視圖；圖lc是沿著圖la的B-B'線的剖視圖；圖Id是沿著圖lb的C-C'線的剖視 圖，其中，圖Id為存儲(chǔ)單元沿著C-C'線的整體剖視圖。
[0004] 如圖la至圖Id所示，現(xiàn)有技術(shù)電子捕獲存儲(chǔ)單元包含控制柵11、存儲(chǔ)單元13、控 制柵11和存儲(chǔ)單元13之間的絕緣電介質(zhì)12、隧道絕緣電介質(zhì)14、溝道16以及相鄰兩個(gè)溝 道之間的絕緣層15。從圖lc和圖Id可以看出，現(xiàn)有技術(shù)具有一個(gè)溝道16,在存儲(chǔ)單元13 里具有兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元131和132。
[0005] 該存儲(chǔ)技術(shù)運(yùn)用熱電子注入原理，由于電子不可以自由地在存儲(chǔ)單元13的材料 中自由移動(dòng)，通過(guò)在寫過(guò)程中變換存儲(chǔ)單元的源極和漏極的位置，通過(guò)熱電子注入的原理， 可以分別把電子選擇存入一個(gè)物理存儲(chǔ)單元13分為位于控制柵11兩側(cè)的兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單 元131和132中，每個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元可以用來(lái)存儲(chǔ)一位信息，這樣一個(gè)物理存儲(chǔ)單元13就 可以用來(lái)存儲(chǔ)兩位信息。
[0006] 為了增加存儲(chǔ)密度，降低單位存儲(chǔ)成本，不斷地降低節(jié)點(diǎn)，但是隨著節(jié)點(diǎn)的不斷縮 小，工藝上也越來(lái)越困難，而且通過(guò)縮小節(jié)點(diǎn)降低單位存儲(chǔ)單元成本的方法越來(lái)越困難，現(xiàn) 有技術(shù)一個(gè)物理存儲(chǔ)單元只能存儲(chǔ)兩位信息，存儲(chǔ)密度不夠高，導(dǎo)致單位存儲(chǔ)成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 由此，本發(fā)明提出一種電子捕獲存儲(chǔ)單元，能夠提高電子捕獲存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)密 度。
[0008] 本發(fā)明提供了一種電子捕獲存儲(chǔ)單元，包含溝道（26 )以及相鄰兩個(gè)所述溝道之間 的絕緣層（25),還進(jìn)一步包含：
[0009] 溝道控制柵（27)，位于所述絕緣層（25)中，并且為電的良導(dǎo)體。
[0010] 優(yōu)選地，所述溝道控制柵（27)用于控制位于所述溝道（26)兩側(cè)的所述第一存儲(chǔ) 溝道（261)和所述第二存儲(chǔ)溝道（262)的打開(kāi)和關(guān)閉。
[0011] 優(yōu)選地，每個(gè)所述絕緣層（25)中的所述溝道控制柵（27)的個(gè)數(shù)為1。
[0012] 優(yōu)選地，一個(gè)所述溝道控制柵（27)，用于控制一側(cè)的溝道的所述第二存儲(chǔ)溝道 (262)的打開(kāi)和關(guān)閉，并且控制另一側(cè)的溝道的所述第一存儲(chǔ)溝道（261)的打開(kāi)和關(guān)閉。
[0013] 優(yōu)選地，每個(gè)所述絕緣層（25)中的所述溝道控制柵（27)的個(gè)數(shù)為2。
[0014] 優(yōu)選地，一個(gè)所述溝道控制柵用于控制一側(cè)的溝道的所述第二存儲(chǔ)溝道（262)的 打開(kāi)和關(guān)閉，另一個(gè)所述溝道控制柵用于控制另一側(cè)的溝道的所述第一存儲(chǔ)溝道（261)的 打開(kāi)和關(guān)閉。
[0015] 優(yōu)選地，所述溝道控制柵（27)為Cu，W，Al，Ta金屬，或者為TiNx，WN X， CoSix，NiSix，TiSixK合物。
[0016] 優(yōu)選地，所述電子捕獲存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元（23)為斷開(kāi)的。
[0017] 優(yōu)選地，所述電子捕獲存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元（23)為連續(xù)的。
[0018] 優(yōu)選地，所述電子捕獲存儲(chǔ)單元為S0N0S存儲(chǔ)單元。
[0019] 本發(fā)明通過(guò)加入溝道控制柵，控制一條物理意義上的溝道靠近溝道控制柵的兩 偵牝即第一存儲(chǔ)單元和第二存儲(chǔ)單元分別打開(kāi)和關(guān)閉，這樣一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的虛擬存儲(chǔ)單元 可以存儲(chǔ)兩位信息，因此，存儲(chǔ)密度變高，單位存儲(chǔ)成本降低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖la是現(xiàn)有技術(shù)的電子捕獲存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖lb是沿著圖la的A-A'線的剖視圖；
[0022] 圖lc是沿著圖la的B-B'線的剖視圖；
[0023] 圖Id是沿著圖lb的C-C'線的剖視圖；
[0024] 圖2a是本發(fā)明第一實(shí)施例的電子捕獲存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2b是沿著圖2a的A-A'線的剖視圖；
[0026] 圖2c是沿著圖2a的B-B'線的剖視圖；
[0027] 圖2d是沿著圖2b的C-C'線的剖視圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的電子捕獲存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明的電子捕獲斷開(kāi)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0030] 圖5是本發(fā)明的電子捕獲連續(xù)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案?？梢岳斫獾?是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明 的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。
[0032] 圖2a是本發(fā)明第一實(shí)施例的電子捕獲存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b是沿著圖2a 的A-A'線的剖視圖；圖2c是沿著圖2a的B-B'線的剖視圖；圖2d是沿著圖2b的C-C'線 的剖視圖，其中，圖2d為存儲(chǔ)單元沿著C-C'線的整體剖視圖。
[0033] 如圖2a_圖2d所示，本發(fā)明提供了一種電子捕獲存儲(chǔ)單元，包含控制柵21、存儲(chǔ) 單元23、控制柵21和存儲(chǔ)單元23之間的絕緣電介質(zhì)22、隧道絕緣電介質(zhì)24、溝道26以及 相鄰兩個(gè)溝道之間的絕緣層25,而且還包含溝道控制柵27,溝道控制柵27位于絕緣層25 中，并且為電的良導(dǎo)體。其中，存儲(chǔ)單元23為不導(dǎo)電的，溝道控制柵27可以為Cu，W，Al，Ta 等金屬，或者為TiNx，WNX，C〇Six，NiSi x，TiSix等化合物。優(yōu)選地，電子捕獲存儲(chǔ)單元可以為 S0N0S存儲(chǔ)單元。
[0034] 從圖2b、圖2c和圖2d可以看出，本發(fā)明具有一個(gè)物理意義上的溝道26,但是具有 存儲(chǔ)意義上的兩個(gè)溝道261和262,現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元被劃分為兩個(gè)虛擬存 儲(chǔ)單元，也就是一個(gè)物理存儲(chǔ)單元具有四個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元。其中，溝道控制柵27用于控制 位于溝道26兩側(cè)的第一存儲(chǔ)溝道261和第二存儲(chǔ)溝道262的打開(kāi)和關(guān)閉。
[0035] 溝道26為物理意義上的一條通道，通過(guò)在溝道控制柵27上加控制電壓，可以控制 溝道26靠近溝道控制柵27的左右兩側(cè)的打開(kāi)和關(guān)閉，這樣一條物理意義上的溝道26就 被劃分為存儲(chǔ)意義上的兩條溝道，如圖2d所示，分別為第一存儲(chǔ)溝道261和第二存儲(chǔ)溝道 262。于是，現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元(如圖lc中的131或132所示）就被劃分為兩個(gè) 虛擬存儲(chǔ)單元(如圖2a中231或232所示)，如圖2c所示，兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元231分別為第 一存儲(chǔ)單元2311和第二存儲(chǔ)單元2312,兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元232分別為第三存儲(chǔ)單元2321 和第四存儲(chǔ)單元2322。因此，從圖2上可以看出，一個(gè)物理存儲(chǔ)單元23就具有為四個(gè)存儲(chǔ) 意義上的虛擬存儲(chǔ)單元，而每位虛擬存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)一位信息，而該物理存儲(chǔ)單元23就 可以用來(lái)存儲(chǔ)四位信息。
[0036] 具體地，每條物理意義上的溝道26兩側(cè)都分別有一個(gè)溝道控制柵27。如果在一側(cè) 的溝道控制柵施加高電壓，另外一側(cè)的溝道控制柵施加低電壓，這樣，一條物理意義上的溝 道26就被劃分為存儲(chǔ)意義上的兩條溝道，分別為第一存儲(chǔ)溝道261和第二存儲(chǔ)溝道262。 一條存儲(chǔ)溝道對(duì)應(yīng)兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元，例如，第一存儲(chǔ)溝道261對(duì)應(yīng)第一存儲(chǔ)單元2311和 第三存儲(chǔ)單元2321，第二存儲(chǔ)溝道262對(duì)應(yīng)第二存儲(chǔ)單元2312和第四存儲(chǔ)單元2322。
[0037] 如果要對(duì)第一存儲(chǔ)溝道261和其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元(第一存儲(chǔ)單元2311和 第三存儲(chǔ)單元1321)進(jìn)行操作（寫，讀，擦除）就在鄰近第一存儲(chǔ)溝道261的溝道控制柵上 施加高電壓，在鄰近第二存儲(chǔ)溝道262的溝道控制柵上施加低電壓。如果要對(duì)第二存儲(chǔ)溝 道262和其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元(第二存儲(chǔ)單元2312和第四存儲(chǔ)單元1322)進(jìn)行操作 (寫，讀，擦除)，就在鄰近第二存儲(chǔ)溝道262的溝道控制柵上施加高電壓，在鄰近第一存儲(chǔ)溝 道261的溝道控制柵上施加低電壓。也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)不同溝道控制柵施加一定規(guī)則的電 壓，來(lái)控制相鄰的存儲(chǔ)溝道以及對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的操作。
[0038] 其中，每個(gè)絕緣層25中的溝道控制柵27的個(gè)數(shù)為1，則每個(gè)溝道控制柵27用于控 制相鄰一側(cè)的溝道的第二存儲(chǔ)溝道262的打開(kāi)和關(guān)閉，并且控制相鄰另一側(cè)的溝道的第一 存儲(chǔ)溝道261的打開(kāi)和關(guān)閉。
[0039] 在加入溝道控制柵27之后，可以通過(guò)在溝道控制柵上加控制電壓，控制一條物 理意義上的溝道的兩側(cè)，即第一存儲(chǔ)溝道和第二存儲(chǔ)溝道分別打開(kāi)和關(guān)閉，這樣一條溝道 在存儲(chǔ)意義上就被分成了兩條，由此一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)定義的虛擬存儲(chǔ)單元就可以存儲(chǔ)兩位信 息。因此，存儲(chǔ)密度變高，單位存儲(chǔ)成本降低。
[0040] 圖3本發(fā)明第二實(shí)施例的電子捕獲存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，每個(gè)絕 緣層25中的溝道控制柵27的個(gè)數(shù)為2,則其中一個(gè)溝道控制柵用于控制相鄰一側(cè)的溝道的 第二存儲(chǔ)溝道262的打開(kāi)和關(guān)閉，另一個(gè)溝道控制柵用于控制相鄰另一側(cè)的溝道的第一存 儲(chǔ)溝道261的打開(kāi)和關(guān)閉。在該實(shí)施例中，除了具有兩個(gè)溝道控制柵外，其他結(jié)構(gòu)部分以及 原理與第一實(shí)施例相同。
[0041] 具體地，每條物理意義上的溝道26兩側(cè)都分別有兩個(gè)溝道控制柵27。如果在一 側(cè)的最鄰近的一個(gè)溝道控制柵施加高電壓，另外一側(cè)的最鄰近的一個(gè)溝道控制柵施加低電 壓，這樣，一條物理意義上的溝道26就被劃分為存儲(chǔ)意義上的兩條溝道，分別為第一存儲(chǔ) 溝道261和第二存儲(chǔ)溝道262。一條存儲(chǔ)溝道對(duì)應(yīng)兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元，例如，第一存儲(chǔ)溝道 261對(duì)應(yīng)第一存儲(chǔ)單元2311和第三存儲(chǔ)單元2321，第二存儲(chǔ)溝道262對(duì)應(yīng)第二存儲(chǔ)單元 2312和第四存儲(chǔ)單元2322。
[0042] 如果要對(duì)第一存儲(chǔ)溝道261和其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元(第一存儲(chǔ)單元2311和 第三存儲(chǔ)單元1321)進(jìn)行寫，讀，擦除，就在最鄰近第一存儲(chǔ)溝道261的溝道控制柵上施加 高電壓，在最鄰近第二存儲(chǔ)溝道262的溝道控制柵上施加低電壓。如果要對(duì)第二存儲(chǔ)溝道 262和其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)虛擬存儲(chǔ)單元(第二存儲(chǔ)單元2312和第四存儲(chǔ)單元1322)進(jìn)行寫，讀， 擦除，就在最鄰近第二存儲(chǔ)溝道262的溝道控制柵上施加高電壓，在最鄰近第一存儲(chǔ)溝道 261的溝道控制柵上施加低電壓。也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)不同溝道控制柵施加一定規(guī)則的電壓， 來(lái)控制相鄰的存儲(chǔ)溝道以及對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的操作。
[0043] 在加入兩個(gè)溝道控制柵27之后，可以通過(guò)在溝道控制柵上加控制電壓，控制一條 物理意義上的溝道的兩側(cè)，即第一存儲(chǔ)溝道和第二存儲(chǔ)溝道分別打開(kāi)和關(guān)閉，這樣一條溝 道在存儲(chǔ)意義上就被分成了兩條，由此一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)定義的虛擬存儲(chǔ)單元就可以存儲(chǔ)兩位 信息。因此，存儲(chǔ)密度變高，單位存儲(chǔ)成本降低。
[0044] 圖4是本發(fā)明的電子捕獲單元的存儲(chǔ)單元為斷開(kāi)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的 電子捕獲單元的存儲(chǔ)單元為連續(xù)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，電子捕獲存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單 元23可以為斷開(kāi)的。如圖5所示，電子捕獲存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元23可以為連續(xù)的。本發(fā) 明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的電子捕獲存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元可以為連續(xù)的，也可以為斷開(kāi) 的。
[0045] 以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子捕獲存儲(chǔ)單元，包含溝道（26)以及相鄰兩個(gè)所述溝道之間的絕緣層（25)， 其特征在于，還包含： 溝道控制柵（27)，設(shè)置在所述絕緣層（25)中，并且為電的良導(dǎo)體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述溝道控制柵（27)用于 控制位于所述溝道（26)兩側(cè)的所述第一存儲(chǔ)溝道（261)和所述第二存儲(chǔ)溝道（262)的打開(kāi) 和關(guān)閉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，每個(gè)所述絕緣層（25)中的 所述溝道控制柵（27)的個(gè)數(shù)為1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于， 每個(gè)所述溝道控制柵（27)，用于控制相鄰一側(cè)的溝道的所述第二存儲(chǔ)溝道（262)的打 開(kāi)和關(guān)閉，并且控制相鄰另一側(cè)的溝道的所述第一存儲(chǔ)溝道（261)的打開(kāi)和關(guān)閉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，每個(gè)所述絕緣層（25)中的 所述溝道控制柵（27)的個(gè)數(shù)為2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于， 一個(gè)所述溝道控制柵用于控制相鄰一側(cè)的溝道的所述第二存儲(chǔ)溝道（262)的打開(kāi)和關(guān) 閉，另一個(gè)所述溝道控制柵用于控制相鄰另一側(cè)的溝道的所述第一存儲(chǔ)溝道（261)的打開(kāi) 和關(guān)閉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述溝道控制柵 (27)為 Cu，W，Al，Ta 金屬，或者為 TiNx，WNX，CoSix，NiSix，TiSi x 化合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電子捕獲存 儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元（23)為斷開(kāi)的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電子捕獲存 儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元（23)為連續(xù)的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電子捕獲存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電子捕獲存 儲(chǔ)單元為SONOS存儲(chǔ)單元。
【文檔編號(hào)】H01L29/792GK104143552SQ201310164838
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】吳楠, 馮駿 申請(qǐng)人:北京兆易創(chuàng)新科技股份有限公司