[发明专利]存储器单元结构,存储器件及集成电路

权利要求书

1.一种用于存储器件的存储器单元结构，包含：

衬底；

具有浮置栅极节点的读取晶体管；

连接至该浮置栅极节点且具有第一编程端子的隧穿电容器；

连接至该浮置栅极节点且具有第二编程端子的耦合电容器叠柱， 所述耦合电容器叠柱中相邻的耦合电容器之间具有中间节点，其中， 每个所述中间节点与该衬底隔离并且是在所述存储器件的工作期间具 有浮置电压的浮置节点，该耦合电容器叠柱由串联布置在该浮置栅极 节点及该第二编程端子之间的至少两个耦合电容器形成，该耦合电容 器叠柱具有比该隧穿电容器更大的电容；

在编程操作期间，在该第一编程端子及该第二编程端子间建立电 压差，以造成发生电荷隧穿通过该隧穿电容器，以致在该编程操作后， 电荷储存在该浮置栅极节点中；及

在读取操作期间，该读取晶体管被激活以产生指示储存在该浮置 栅极节点中的电荷的输出信号。

2.如权利要求1所述的存储器单元结构，其中该读取晶体管、该 隧穿电容器及在该耦合电容器叠柱中的至少第一耦合电容器形成在该 衬底上。

3.如权利要求1所述的存储器单元结构，其中多于一种类型的电 容器用于形成该耦合电容器叠柱的耦合电容器，以允许耦合电容器的 物理重叠。

4.如权利要求1所述的存储器单元结构，其中该耦合电容器叠柱 中的第一耦合电容器形成在衬底上，并且在该耦合电容器叠柱中的该 第一耦合电容器及第二耦合电容器间的中间节点与该衬底隔离。

5.如权利要求4所述的存储器单元结构，其中该第二耦合电容器 是金属-绝缘体-金属(MIM)电容器。

6.如权利要求5所述的存储器单元结构，其中该第一耦合电容器 是金属氧化物半导体(MOS)电容器，该MIM电容器是形成在该MOS电容 器上方的一个或多个层中。

7.如权利要求6所述的存储器单元结构，其中该MIM电容器至少 部分地物理覆盖在该MOS电容器上。

8.如权利要求1所述的存储器单元结构，其中该耦合电容器叠柱 中的每个耦合电容器具有大致相同的电容。

9.一种包含存储器单元阵列的存储器件，每个存储器单元包含至 少一个存储器单元结构，并且每个存储器单元结构包含：

衬底；

具有浮置栅极节点的读取晶体管；

连接至该浮置栅极节点且具有第一编程端子的隧穿电容器；

连接至该浮置栅极节点且具有第二编程端子的耦合电容器叠柱， 所述耦合电容器叠柱中相邻的耦合电容器之间具有中间节点，其中， 每个所述中间节点与该衬底隔离并且是在所述存储器件的工作期间具 有浮置电压的浮置节点，该耦合电容器叠柱由串联布置在该浮置栅极 节点及该第二编程端子之间的至少两个耦合电容器形成，该耦合电容 器叠柱具有比该隧穿电容器更大的电容；

在编程操作期间，在该第一编程端子及该第二编程端子间建立电 压差，以造成发生电荷隧穿通过该隧穿电容器，以致在该编程操作后 电荷储存于该浮置栅极节点中；及

在读取操作期间，该读取晶体管被激活以产生指示储存在该浮置 栅极节点中的电荷的输出信号。

10.如权利要求9所述的存储器件，其中：

每个存储器单元包含第一存储器单元结构及第二存储器单元结 构；

在该编程操作期间，建立在该第一存储器单元结构及该第二存储 器单元结构的第一及第二编程端子间的电压差使得在该编程操作后， 正电荷储存于该第一存储器单元结构的浮置栅极节点中，并且负电荷 储存于该第二存储器单元结构的浮置栅极节点中；及

在该读取操作期间，由该第一及第二存储器单元结构的读取晶体 管产生的输出信号间的差异指示储存在该存储器单元中的数据值。

11.一种集成电路，包含：

用于执行数据处理操作的处理电路；及

用于储存由该处理电路访问的数据的存储器件；

该存储器件包含存储器单元阵列，每个存储器单元包含至少一个 存储器单元结构，并且每个存储器单元结构包含：

衬底

具有浮置栅极节点的读取晶体管；

连接至该浮置栅极节点且具有第一编程端子的隧穿电容器；

连接至该浮置栅极节点并且具有第二编程端子的耦合电容器叠 柱，所述耦合电容器叠柱中相邻的耦合电容器之间具有中间节点，其 中，每个所述中间节点与该衬底隔离并且是在所述存储器件的工作期 间具有浮置电压的浮置节点，该耦合电容器叠柱由串联布置在该浮置 栅极节点及该第二编程端子间的至少两个耦合电容器形成，该耦合电 容器叠柱具有比该隧穿电容器更大的电容；

在编程操作期间，在该第一编程端子及该第二编程端子间建立电 压差，以造成发生电荷隧穿通过该隧穿电容器，以致在该编程操作后 电荷储存在该浮置栅极节点中；以及

在读取操作期间，该读取晶体管被激活以产生指示储存在该浮置 栅极节点中的电荷的输出信号。