[发明专利]存储单元结构及其操作方法

权利要求书

1. 一种存储单元结构，包括：

一硅衬底；

一捕捉层，位于该硅衬底上；

一第一掺杂区与一第二掺杂区，分别位于该捕捉层两侧的该硅衬底内；

一栅极，位于该捕捉层上；

一第一氧化层，位于该栅极与该捕捉层之间；

一高界面捕捉密度材料层，位于该硅衬底与该捕捉层之间，其中该高界面捕捉密度材料层与该硅衬底之间的界面捕捉密度在10¹¹～10¹³cm^-2eV^-1之间；以及

一第二氧化层，位于该高界面捕捉密度材料层与该捕捉层之间。

2. 如权利要求1所述的存储单元结构，其中，该高界面捕捉密度材料层与该硅衬底之间的界面捕捉密度为10¹²cm^-2eV^-1。

3. 如权利要求1所述的存储单元结构，其中，该高界面捕捉密度材料层的厚度在10～70埃之间。

4. 如权利要求1所述的存储单元结构，其中，该高界面捕捉密度材料层的材料包括氮化硅。

5. 如权利要求1所述的存储单元结构，其中，该高界面捕捉密度材料层的材料包括二氧化铪、二氧化锆、氮氧化锆、氮氧化铪、硅酸铪、硅酸锆、氮氧硅铪、三氧化二铝、二氧化钛、五氧化钽、三氧化二镧、二氧化钸、硅酸铋、氧化钨、氧化钇、铝酸镧、钛酸钡锶、钛酸钡、锆酸铅、钽酸钪铅、铌酸锌铅、锆钛酸铅或铌酸镁铅。

6. 如权利要求1所述的存储单元结构，其中，该硅衬底是p型硅衬底，且该第一掺杂区与该第二掺杂区是n型掺杂区。

7. 一种存储单元的操作方法，适用于一存储单元，该存储单元具有一硅衬底、位于该硅衬底上的一捕捉层、分别位于该捕捉层两侧的该硅衬底内的一第一掺杂区与一第二掺杂区、位于该捕捉层上的一栅极、位于该栅极与该捕捉层之间的一第一氧化层、位于该硅衬底与该捕捉层之间的一高界面捕捉密度材料层以及位于该高界面捕捉密度材料层与该捕捉层之间的一第二氧化层，其中该高界面捕捉密度材料层与该硅衬底之间的界面捕捉密度在10¹¹～10¹³cm^-2eV^-1之间，该操作方法包括：

程序化该存储单元时，于该栅极上施加一第一正电压，于该第二掺杂区施加一第二正电压，并使该第一掺杂区为0伏特，以利用信道热电子方式程序化该存储单元一侧的位元；

抹除该存储单元时，于该栅极上施加一第一负电压，于该第二掺杂区施加一第三正电压，并使该第一掺杂区为0伏特，以利用价带对价带热电洞方式抹除该存储单元该侧的位元。

8. 如权利要求7所述的存储单元的操作方法，其中，该第一掺杂区是源极，且该第二掺杂区是漏极。

9. 如权利要求7所述的存储单元的操作方法，其中，该第一掺杂区是漏极，且该第二掺杂区是源极。

10. 如权利要求7所述的存储单元的操作方法，其中，该第一正电压大于该第二正电压。

11. 一种存储单元的操作方法，适用于一存储单元，该存储单元具有一硅衬底、位于该硅衬底上的一捕捉层、分别位于该捕捉层两侧的该硅衬底内的一第一掺杂区与一第二掺杂区、位于该捕捉层上的一栅极、位于该栅极与该捕捉层之间的一第一氧化层、位于该硅衬底与该捕捉层之间的一高界面捕捉密度材料层以及位于该高界面捕捉密度材料层与该捕捉层之间的一第二氧化层，其中该高界面捕捉密度材料层与该硅衬底之间的界面捕捉密度在10¹¹～10¹³cm^-2eV^-1之间，该操作方法包括：

程序化该存储单元时，于该栅极上施加一第四正电压，并使该第一掺杂区与该第二掺杂区为0伏特，以利用富勒-诺德汉方式程序化该存储单元；

抹除该存储单元时，于该栅极上施加一第二负电压，并使该第一掺杂区与该第二掺杂区为0伏特，以利用富勒-诺德汉方式抹除该存储单元。

12. 如权利要求11所述的存储单元的操作方法，其中，该第一掺杂区是源极，且该第二掺杂区是漏极。