在半导体衬底上的非易失性存储器制造技术

技术编号:14934305 阅读:199 留言:0更新日期:2017-03-31 16:17
本实用新型专利技术涉及在半导体衬底上的非易失性存储器。一种非易失性存储器(MEM1)包括存储器单元(C1,j)的行和列,存储器单元的列包括成对的双生存储器单元(C1,j、C2,j1),双生存储器单元包括共用的选择栅极(CSG1,2)。根据本实用新型专利技术,存储器单元的每列设置有两个位线(B1,j、B2,j+1)。相同列的相邻的双生存储器单元没有连接到相同的位线,而相同列的非双生存储器单元连接到相同的位线。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及存储器,并且更特别地涉及双生存储器单元互连结构。
技术介绍
图1表示了包括在美国专利申请20130228846中描述的类型的存储器单元Mi,j、Mi,j+1、Mi-1,j、Mi-1,j+1的存储器平面(plane)结构MA0。排(rank)‘i’的存储器单元Mi,j、Mi,j+1属于存储器平面的物理页PGi并被连接到字线WLi-1,i和栅极控制线CGLi。排‘i-1’的存储器单元Mi-1,j、Mi-1,j+1属于存储器平面的排‘i-1’的物理页PGi-1并被连接到字线WLi-1,i和栅极控制线CGLi-1。排‘j’的存储器单元Mi,j、Mi-1,j可经由位线Bj读写访问,并且排‘j-1’的存储器单元Mi,j+1、Mi-1,j+1可经由位线Bj+1读写访问。每个存储器单元包括浮置栅极晶体管(FG),分别为Ti,j、Ti,j+1、Ti-1,j、Ti-1j+1。晶体管Ti,j、Ti-1,j的漏极(D)区域被连接到位线Bj并且晶体管Ti,j+1、Ti-1,j+1的漏极端子被连接到位线Bj+1。晶体管Ti,j、Ti,j+1的控制栅极CG被连接到栅极控制线CGLi并且浮置栅极晶体管Ti-1,j、Ti-1,j+1的控制栅极CG被连接到栅极控制线CGLi-1。每个浮置栅极晶体管具有经由选择晶体管ST连接到源极线的它的源极(S)端子。存储器单元Mi,j和Mi-1,j的选择晶体管ST具有共用的选择栅极CSG并且两个存储器单元相应地被称为‘双生’。类似地,存储器单元Mi,j+1和Mi-1,j+1为双生存储器单元并且它们的选择晶体管ST具有共用的选择栅极CSG。每个选择栅极CGS是掩埋在存储器平面MA0被嵌入其中的衬底中的竖直栅极,源极线SL同样是被掩埋的。双生存储器单元的这些共用的选择栅极CSG被连接到字线WLi-1,i。这样的存储器单元可以经由沟道被擦除或被编程,即通过将衬底置于正擦除或负编程电压,通过Fowler-Nordheim效应引起从它们的浮置栅极提取电荷或向它们的浮置栅极注入电荷。更具体地,擦除存储器单元通过将施加到衬底的正电压与施加到其浮置栅极晶体管的控制栅极的负电压组合来实施,而双生存储器单元的浮置栅极晶体管的控制栅极接收正擦除抑制电压用于阻止其被同时擦除。类似地,对存储器单元编程可以通过将施加到有关位线和衬底的负电压与施加到它的浮置栅极晶体管的控制栅极的正电压组合来执行,而双生存储器单元的浮置栅极晶体管的控制栅极接收负编程抑制电压用于阻止其被同时编程。也可以通过热电子注入,通过引起电流在位线中流动来对存储器单元进行编程。最后,存储器单元通过向它的浮置栅极晶体管的控制栅极CG施加正电压并且向对应的位线施加正电压来被读取,而被连接到相同位线的双生存储器单元在它的控制栅极上接收负读取抑制电压,用于阻止其被同时读取(前述申请的图9)。因此,该包括了双生存储器单元的常规存储器平面结构需要提供能够将正读取电压施加到需要被读取的存储器单元的同时将负电压读取抑制电压施加到它的双生存储器单元的字线解码器。
技术实现思路
可以希望对该存储器平面结构和双生存储器单元做出改进,使得其可以在不将负读取抑制电压施加到双生存储器单元的情况下读取存储器单元。本技术的实施例涉及一种在半导体衬底上的非易失性存储器,包括存储器单元的行和列,存储器单元的列包括成对的双生存储器单元,每个双生存储器单元包括浮置栅极晶体管和选择晶体管,所述选择晶体管包括与双生存储器单元的选择晶体管共用的选择栅极;位线,每个位线连接到相同列的存储器单元的浮置栅极晶体管的导电端子;栅极控制线,横向于所述位线,连接到相同行的浮置栅极晶体管的控制栅极;以及,存储器单元的每列两个位线,并且其中相同列的两个相邻的双生存储器单元没有连接到相同的位线,而相同列的两个相邻的非双生存储器单元连接到相同的位线。根据一个实施例,针对存储器单元的两个相邻列,存储器包括:三个位线,被布置并被叠加在存储器单元的第一列上方并且在三个不同的互连层级上;以及第四位线,被布置在存储器单元的第二列上方。根据一个实施例,存储器包括:第一位线,排列在第一位线轴线上、在存储器单元的第一列上方延伸,并通过第一导电路径连接到第一列的浮置栅极晶体管,第一导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在隔离层上的导电线的部分;第二位线,排列在第一位线轴线上,并通过第二导电路径连接到第一列的浮置栅极晶体管,第二导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在隔离层上的导电线的部分;第三位线,排列在第一位线轴线上,并通过第三导电路径连接到存储器单元的第二列的浮置栅极晶体管,第三导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在隔离层上的导电线的部分;以及第四位线,排列在第二位线轴线上、在存储器单元的第二列上方延伸,并通过第四导电路径连接到浮置栅极晶体管,第四导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在隔离层上的导电线的部分。根据一个实施例,存储器包括第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层、第四隔离层和第五隔离层,第一位线在第二隔离层之上延伸,第二位线在第三隔离层之上延伸,第三位线在第五隔离层之上延伸,以及第四位线在第五隔离层之上延伸。根据一个实施例,第一导电路径包括:过孔,排列在第一位线轴线上、穿过第一隔离层;导电线的部分,排列在第一位线轴线上、被布置在第一隔离层上;以及过孔,排列在第一位线轴线上、穿过第二隔离层。根据一个实施例,第二导电路径包括:过孔,排列在第一位线轴线上、穿过第一隔离层;导电线的部分,从第一位线轴线一直延伸到第二位线轴线、被布置在第一隔离层上;过孔,排列在第二位线轴线上、穿过第二隔离层;导电线的部分,排列在第二位线轴线上、布置在第二隔离层上;过孔,排列在第二位线轴线上、穿过第三隔离层;以及,导电线的部分,从第二位线轴线一直延伸到第一位线轴线、布置在第三隔离层上。根据一个实施例,第三导电路径包括:过孔,排列在第二位线轴线上、穿过第一隔离层;导电线的部分,排列在第一位线轴线上、布置在第一隔离层上;过孔,排列在第一位线轴线上、穿过第二隔离层;导电线的部分,排列在第二位线轴线上,布置在第二隔离层上;过孔,排列在第二位线轴线上、穿过第三隔离层;导电线的部分,排列在第二位线轴线上、布置在第三隔离层上;过孔,排列在第二位线轴线上、穿过第四隔离层;导电线的部分,从第二位线轴线一直延伸到第一位线轴线,布置在第四隔离层上;以及过孔,排列在第一位线轴线上、穿过第五隔离层。根据一个实施例,第四导电路径包括:过孔,排列在第二位线轴线上、穿过第一隔离层;导电线的部分本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种在半导体衬底上的非易失性存储器,包括存储器单元的行和列,存储器单元的所述列包括成对的双生存储器单元,每个双生存储器单元包括浮置栅极晶体管和选择晶体管,所述选择晶体管包括与双生存储器单元的所述选择晶体管共用的选择栅极,‑位线,每个位线连接到相同列的存储器单元的浮置栅极晶体管的导电端子,‑栅极控制线,横向于所述位线,连接到相同行的浮置栅极晶体管的控制栅极,其特征在于,存储器单元的每列包括两个位线,并且相同列的两个相邻的双生存储器单元没有连接到相同的位线,而相同列的两个相邻的非双生存储器单元连接到相同的位线。

【技术特征摘要】
2015.05.11 FR 15541631.一种在半导体衬底上的非易失性存储器,包括存储器单元的行和列,存储器单元的
所述列包括成对的双生存储器单元,每个双生存储器单元包括浮置栅极晶体管和选择晶体
管,所述选择晶体管包括与双生存储器单元的所述选择晶体管共用的选择栅极,
-位线,每个位线连接到相同列的存储器单元的浮置栅极晶体管的导电端子,
-栅极控制线,横向于所述位线,连接到相同行的浮置栅极晶体管的控制栅极,
其特征在于,存储器单元的每列包括两个位线,并且相同列的两个相邻的双生存储器
单元没有连接到相同的位线,而相同列的两个相邻的非双生存储器单元连接到相同的位
线。
2.根据权利要求1所述的存储器,其特征在于,针对存储器单元的两个相邻列,包括:三
个位线,被布置并被叠加在存储器单元的第一列上方并且在三个不同的互连层级上;以及
第四位线,被布置在存储器单元的第二列上方。
3.根据权利要求1所述的存储器,其特征在于,包括:
-第一位线,排列在第一位线轴线上、在存储器单元的第一列上方延伸,并通过第一导
电路径连接到所述第一列的所述浮置栅极晶体管,所述第一导电路径包括穿过隔离层的过
孔和布置在所述隔离层上的导电线的部分,
-第二位线,排列在所述第一位线轴线上,并通过第二导电路径连接到所述第一列的浮
置栅极晶体管,所述第二导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在所述隔离层上的导电线
的部分,
-第三位线,排列在所述第一位线轴线上,并通过第三导电路径连接到存储器单元的第
二列的浮置栅极晶体管,所述第三导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在所述隔离层上
的导电线的部分,以及
-第四位线,排列在第二位线轴线上、在存储器单元的所述第二列上方延伸,并通过第
四导电路径连接到浮置栅极晶体管,所述第四导电路径包括穿过隔离层的过孔和布置在所
述隔离层上的导电线的部分。
4.根据权利要求3所述的存储器,其特征在于,包括第一隔离层、第二隔离层、第三隔离
层、第四隔离层和第五隔离层,并且其中:
-所述第一位线在所述第二隔离层之上延伸,
-所述第二位线在所述第三隔离层之上延伸,
-所述第三位线在所述第五隔离层之上延伸,以及
-所述第四位线在所述第五隔离层之上延伸。
5.根据权利要求4所述的存储器,其特征在于,所述第一导电路径包括:
排列在所述第一位线轴线上、穿过所述第一隔离层...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·拉罗萨S·尼埃尔A·雷尼耶
申请(专利权)人:意法半导体鲁塞公司
类型:新型
国别省市:法国;FR

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