非易失性存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非易失性存储装置，包括形成在分离的区域中具有不同尺寸并以低电压进行操作的两个或更多个电容器，所述非易失性存储装置包括：导电半导体基底，由第一导电材料形成；导电分离层，设置在导电半导体基底的至少一部分上并由与第一导电材料不同的第二导电材料形成，将导电半导体基底的内部分成第一区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域。

【技术实现步骤摘要】

本示例性实施例的各方面涉及一种能够以低电压进行操作的非易失性存储装置。
技术介绍
当向非易失性半导体存储装置的供电停止时，存储器数据仍被保持在非易失性存 储装置中。诸如便携式多媒体再现装置、数字相机、个人数字助理(PDA)等小尺寸便携式电 子产品的需求日益增加，因而，海量存储、高集成度的非易失性半导体存储装置正得到快速 发展。这种非易失性半导体存储装置分为可编程只读存储器(PR0M)、可擦除PROM(EPROM) 以及电EPROM(EEPROM)。此外，闪速存储装置是示例性的存储装置。闪速存储装置以块为单位执行擦除操作和重写操作，能够实现高集成度并且能够 保持数据。因而，闪速存储装置不仅代替为系统中的主存储装置，而且应用于一般的动态随 机存储器(DRAM)接口。除此之外，闪速存储装置能够实现高集成度以及海量存储，并且能 够减少制造成本，因而，可代替为辅助存储装置，例如硬盘驱动器。厚度约7nm的隧穿绝缘层、电荷存储层、厚度约13nm的阻挡绝缘层以及控制栅极 顺序堆叠在包括在形成于半导体基底上的闪速存储装置中的存储单元中。闪速存储装置通 过热电子注入或Fowler-Nordheim(F-N)隧穿执行写入操作，并通过F-N隧穿执行擦除操作。在这点上，通过将施加于控制栅极的电压结合到阻挡绝缘层，改变电荷存储层的 电压并产生穿过薄的隧穿绝缘层的隧穿电流，注入并擦除电子。当闪速存储装置使用厚度 约7nm的隧穿氧化物和厚度约13nm结合氧化物的绝缘层时，为了执行写入和擦除操作，向 控制栅极或半导体基底施加约20V的高电压。闪速存储装置必须包括一种新型的晶体管， 该新型的晶体管具有能够耐受高电压的厚绝缘层，这增加了制造复杂度和成本。闪速存储单元的特性根据隧穿绝缘层的厚度(在30nm技术节点中为35nm)、电荷 存储层及半导体基底的面积、电荷存储层和控制栅极的面积和/或阻挡绝缘层的厚度而改 变。闪速存储单元的核心特性包括编程速度、擦除速度、编程单元的分布和/或擦除单元的 分布。除此之外，闪速存储单元的可靠性特性包括编程和擦除的耐久性以及数据保持性。图5是示出施加于现有技术的非易失性存储装置控制栅极的电压关于电流的曲 线图。参照图5，流过具有与厚度为7nm的隧穿绝缘层的厚度相同的厚度的绝缘层的漏电 流量变成了指示隧穿特性的轴。在约7. 8V和约9. 4V之间的区域中的直线指示F-N隧穿特 性，该区域是用于引起隧穿的电压区域。漏电流在具有7nm的厚度的绝缘层中流动，因而为 了避免隧穿电流，不向绝缘层施加高于7V的电压。
技术实现思路
示例性实施例提供一种非易失性存储装置，包括形成在分离的区域中具有不同尺 寸并以低电压进行操作的两个或更多个电容器。根据示例性实施例的一方面，提供了一种非易失性存储装置，包括导电半导体基 底，由第一导电材料形成；第二导电分离层，设置在导电半导体基底的至少一部分上并由与 第一导电材料不同的第二导电材料形成，将导电半导体基底的内部分成第一区域和第二区 域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电荷存储层，设置 在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域。第二导电分离层可包括基层，设置在导电半导体基底的下部上；侧壁，围绕导电半 导体基底的第一区域和第二区域，其中，基层围绕导电半导体基底的第一区域和第二区域。与第二区域相比，在导电半导体基底和电荷存储层之间设置的绝缘层的更大的一 部分可被设置在第一区域上。根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种非易失性存储装置，包括导电半导 体基底；分离层，设置在导电半导体基底的至少一部分上，并将导电半导体基底的内部分成 第一区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域； 电荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域。分离层可包括基层，设置在导电半导体基底的下部上；侧壁，围绕导电半导体基 底的第一区域和第二区域，其中，基层围绕导电半导体基底的第一区域和第二区域。基层和/或侧壁可由绝缘材料形成。基层和侧壁可由绝缘材料形成。基层和/或侧壁可由与形成导电半导体基底的第一导电材料不同的第二导电材 料形成。与第二区域相比，在导电半导体基底和电荷存储层之间设置的绝缘层的更大的一 部分可被设置在第一区域上。根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种非易失性存储装置，包括导电半 导体基底，由第一导电材料形成；基层，设置在导电半导体基底的下部上；分离层，包括围 绕导电半导体基底的第一区域和第二区域的侧壁，其中，基层围绕导电半导体基底的第一 区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电 荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域，其 中，基层和侧壁由与第一导电材料不同的第二导电材料形成。根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种非易失性存储装置，包括导电半 导体基底，由第一导电材料形成；基层，设置在导电半导体基底的下部上；分离层，包括围 绕导电半导体基底的第一区域和第二区域的侧壁，其中，基层围绕导电半导体基底的第一 区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电 荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域，其 中，基层由与第一导电材料不同的第二导电材料形成，侧壁由绝缘材料形成。根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种非易失性存储装置，包括导电半 导体基底，由第一导电材料形成；基层，设置在导电半导体基底的下部上；分离层，包括围 绕导电半导体基底的第一区域和第二区域的侧壁，其中，基层围绕导电半导体基底的第一区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电 荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域，其 中，基层由绝缘材料形成，侧壁由与第一导电材料不同的第二导电材料形成。根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种非易失性存储装置，包括导电半 导体基底，由第一导电材料形成；基层，设置在导电半导体基底的下部上；分离层，包括围 绕导电半导体基底的第一区域和第二区域的侧壁，其中，基层围绕导电半导体基底的第一 区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电 荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域，其 中，基层和侧壁由绝缘材料形成。附图说明通过参照附图对示例性实施例进行详细描述，上述方面和其他方面将会变得更加 明显，附图中图1是示出根据示例性实施例的非易失性存储装置的示意性剖视图；图2是示出根据示例性实施例的图1的非易失性存储装置的示意性透视图；图3是根据示例性实施例的图1的非易失性存储装置的等效电路图；图4是根据示例性实施例的能够对施加于控制栅极节点和数据线节点的电压进 行分配的电平移位器的电路图；图5是示出施加于现有技术的非易失性存储装置的控制栅极的电压关于电流的 曲线图。具体实施例方式现在将参照附图更加充分地描述示例性实施例。然而，本专利技术构思可以以许多不 同的形式具体实施，且不应被解释为仅限于在此阐述的示例性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储装置，包括：导电半导体基底，由第一导电材料形成；导电分离层，由与第一导电材料不同的第二导电材料形成并设置在导电半导体基底的至少一部分上，导电分离层将导电半导体基底的内部分成第一区域和第二区域；绝缘层，设置在第一区域和第二区域上以接触第一区域和第二区域；电荷存储层，设置在绝缘层上；控制栅极，电连接到第一区域；数据线，电连接到第二区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金志洪，权奇元，
申请(专利权)人：三星泰科威株式会社，成均馆大学产学协作体，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]