存储器结构及其操作方法技术

本发明专利技术公开一种存储器结构及其操作方法。上述存储器结构包括基底、栅极结构、电荷存储层与第一控制栅极。基底具有鳍部。部分栅极结构设置在鳍部上。栅极结构与鳍部彼此电性绝缘。电荷存储层耦合于栅极结构。电荷存储层与栅极结构彼此电性绝缘。第一控制栅极耦合于电荷存储层。第一控制栅极与电荷存储层彼此电性绝缘。上述存储器结构可具有较佳的数据保存能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
存储器结构及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体结构及其操作方法，尤其涉及一种存储器结构及其操作方法。

技术介绍

[0002]由于非易失性存储器(non
‑
volatile memory)具有存入的数据在断电后也不会消失的优点，因此许多电器产品中必须具备此类存储器，以维持电器产品开机时的正常操作。然而，在利用栅极(如，浮置栅极(floating gate))存储电荷的存储器中，由于位于栅极与基底之间的栅介电层通常较薄，因此存储在栅极中的电荷容易流失，进而降低存储器元件的数据保存能力(data retention capacity)。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种存储器结构及其操作方法，其可具有较佳的数据保存能力。
[0004]本专利技术提出一种存储器结构，包括基底、栅极结构、电荷存储层与第一控制栅极。基底具有鳍部。部分栅极结构设置在鳍部上。栅极结构与鳍部彼此电性绝缘。电荷存储层耦合于栅极结构。电荷存储层与栅极结构彼此电性绝缘。第一控制栅极耦合于电荷存储层。第一控制栅极与电荷存储层彼此电性绝缘。
[0005]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，电荷存储层未电连接至电压源。
[0006]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，电荷存储层与栅极结构之间的介电材料的厚度可大于栅极结构与鳍部之间的介电材料的厚度。
[0007]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，栅极结构可包括第一栅极与第二栅极。第一栅极设置在鳍部上。第一栅极与鳍部可彼此电性绝缘。第一栅极与第二栅极可彼此分离且彼此电连接。电荷存储层耦合于第二栅极。电荷存储层与第二栅极可彼此电性绝缘。
[0008]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，还可包括隔离结构。隔离结构设置在基底上，且位于鳍部周围。第二栅极、电荷存储层与第一控制栅极可设置在隔离结构上。
[0009]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，电荷存储层可位于第二栅极的一侧。
[0010]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，电荷存储层还可位于第二栅极的顶面上。
[0011]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，第一控制栅极与电荷存储层之间的总耦合面积(coupling area)可小于第二栅极与电荷存储层之间的总耦合面积。
[0012]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，可包括多个第二栅极与多个电荷存储层。多个第二栅极可彼此电连接。多个电荷存储层可彼此电连接。多个电荷存储层
耦合于多个第二栅极。
[0013]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，栅极结构可包括栅极。栅极设置在鳍部上。栅极与鳍部可彼此电性绝缘。电荷存储层可耦合于栅极。电荷存储层与栅极可彼此电性绝缘。
[0014]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，电荷存储层可位于栅极的顶面上。
[0015]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，还可包括第二控制栅极。第二控制栅极耦合于电荷存储层。第二控制栅极与电荷存储层可彼此电性绝缘。第一控制栅极与电荷存储层之间的总耦合面积可小于第二控制栅极与电荷存储层之间的总耦合面积。
[0016]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，基底可具有多个鳍部。第一栅极可跨设在多个鳍部上。
[0017]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，还可包括接触窗(contact)。接触窗电连接至鳍部中的掺杂区。接触窗与电荷存储层可源自于同一个材料层。
[0018]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，还可包括选择栅极。选择栅极设置在第一栅极的一侧的鳍部上。选择栅极与鳍部可彼此电性绝缘。
[0019]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，还可包括第二控制栅极。第二控制栅极耦合于电荷存储层。第二控制栅极与电荷存储层可彼此电性绝缘。
[0020]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，还可包括耦合栅极。耦合栅极耦合于电荷存储层。耦合栅极与电荷存储层可彼此电性绝缘。
[0021]依照本专利技术的一实施例所述，在上述存储器结构中，第一控制栅极与电荷存储层之间的总耦合面积可小于耦合栅极与电荷存储层之间的总耦合面积。
[0022]本专利技术提出一种存储器结构的操作方法，包括对上述存储器结构进行编程操作。编程操作可包括以下步骤。使电荷自第一控制栅极注入(inject)电荷存储层。
[0023]本专利技术提出一种存储器结构的操作方法，包括对上述存储器结构进行擦除操作。擦除操作可包括以下步骤。使电荷从电荷存储层中经由第一控制栅极排出(eject)。
[0024]基于上述，在本专利技术所提出的存储器结构及其操作方法中，由于电荷可存储在耦合于栅极结构的电荷存储层中，因此可防止存储在电荷存储层中的电荷流失，进而提升存储器元件的数据保存能力。
[0025]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0026]图1A为根据本专利技术一实施例的存储器结构的上视图；
[0027]图1B为沿着图1A中的I
‑
I
’
剖面线的剖视图；
[0028]图1C为沿着图1A中的II
‑
II
’
剖面线的剖视图；
[0029]图1D为沿着图1A中的III
‑
III
’
剖面线的剖视图；
[0030]图1E为沿着图1A中的IV
‑
IV
’
剖面线的剖视图；
[0031]图2为根据本专利技术一实施例的存储单元阵列的示意图；
[0032]图3A为根据本专利技术另一实施例的存储器结构的上视图；
[0033]图3B为沿着图3A中的V
‑
V
’
剖面线的剖视图；
[0034]图3C为沿着图3A中的VI
‑
VI
’
剖面线的剖视图；
[0035]图4A为根据本专利技术另一实施例的存储器结构的上视图；
[0036]图4B为沿着图4A中的VII
‑
VII
’
剖面线的剖视图。
[0037]附图标号说明：
[0038]10,20,30:存储器结构
[0039]100:基底
[0040]102:栅极结构
[0041]104:电荷存储层
[0042]106,186:控制栅极
[0043]108:隔离结构
[0044]110,112:栅极
[0045]114,120,136,140,180,188,196:介电层
[0046]116,122,142,182,190,198:顶盖层
[0047]118,124,144,184,192,200:间隙壁...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器结构，其特征在于，包括：基底，具有鳍部；栅极结构，其中部分所述栅极结构设置在所述鳍部上，且所述栅极结构与所述鳍部彼此电性绝缘；电荷存储层，耦合于所述栅极结构，其中所述电荷存储层与所述栅极结构彼此电性绝缘；以及第一控制栅极，耦合于所述电荷存储层，其中所述第一控制栅极与所述电荷存储层彼此电性绝缘。2.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，所述电荷存储层未电连接至电压源。3.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，所述电荷存储层与所述栅极结构之间的介电材料的厚度大于所述栅极结构与所述鳍部之间的介电材料的厚度。4.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，所述栅极结构包括：第一栅极，设置在所述鳍部上，其中所述第一栅极与所述鳍部彼此电性绝缘；以及第二栅极，其中所述第一栅极与所述第二栅极彼此分离且彼此电连接，所述电荷存储层耦合于所述第二栅极，且所述电荷存储层与所述第二栅极彼此电性绝缘。5.根据权利要求4所述的存储器结构，其特征在于，还包括：隔离结构，设置在所述基底上，且位于所述鳍部周围，其中所述第二栅极、所述电荷存储层与所述第一控制栅极设置在所述隔离结构上。6.根据权利要求4所述的存储器结构，其特征在于，所述电荷存储层位于所述第二栅极的一侧。7.根据权利要求6所述的存储器结构，其特征在于，所述电荷存储层还位于所述第二栅极的顶面上。8.根据权利要求4所述的存储器结构，其特征在于，所述第一控制栅极与所述电荷存储层之间的总耦合面积小于所述第二栅极与所述电荷存储层之间的总耦合面积。9.根据权利要求4所述的存储器结构，其特征在于，包括多个所述第二栅极与多个所述电荷存储层，其中多个所述第二栅极彼此电连接，多个所述电荷存储层彼此电连接，且多个所述电荷存储层耦合于多个所述第二栅极。10.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，所述栅极结构包括：栅极，设置在所述鳍部上，其中所述栅极与所述鳍...

【专利技术属性】
技术研发人员：许家荣，萧婉匀，孙文堂，
申请(专利权)人：力旺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：