[发明专利]一种智能电能表专用EEPROM存储芯片

权利要求书

1.一种智能电能表专用EEPROM存储芯片，其特征在于，所述存储芯片包括由纳米晶存储单元构成的存储阵列，其中：

所述纳米晶存储单元包括：半导体衬底材料及在其衬底区域重掺杂形成的源导电区和漏导电区，覆盖于所述源导电区和漏导电区之间沟道表面的隧穿介质层，所述隧穿介质层上覆盖的纳米晶存储层，包围或覆盖所述纳米晶存储层的隔离介质层，以及，所述隔离介质层之上覆盖的晶体管控制栅；

所述存储阵列采用EEPROM、NOR Flash、DiNOR、DuSNOR或其他可实现对阵列中每个存储单元进行随机寻址、编程和擦除操作的架构。

2.如权利要求1所述的存储芯片，其特征在于，所述纳米晶存储单元还包括晶体管选择栅和选择栅介质层，其中：

所述选择栅介质层覆盖于所述源导电区和漏导电区之间的沟道表面，且位于所述晶体管选择栅的下方，所述晶体管控制栅与晶体管选择栅由包围所述纳米晶电荷存储层的隔离介质层分裂隔开形成1.5T存储结构；

或，

所述选择栅介质层覆盖于所述源导电区和漏导电区之间的沟道表面，且位于所述晶体管选择栅的下方；所述晶体管控制栅与晶体管选择栅具有共同的源导电区，互相串联形成2T存储结构。

3.如权利要求1所述的存储芯片，其特征在于：

所述纳米晶存储层为单层纳米晶材料或多层纳米晶材料堆叠而成；所述纳米晶材料包括半导体纳米晶材料Si或Ge，金属纳米晶材料Au、Ru、WTi或上述金属的合金，化合物纳米晶材料TiN或HfO₂，或上述纳米晶材料与电荷陷阱材料Si₃N₄、SiON、HfO₂、ZrO₂、ZrSiO、HfAlO、HfON进行任意堆叠组合形成的复合电荷俘获材料；所述纳米晶材料的颗粒直径为5～20nm，密度为5E¹²～1E¹³/cm²；

和/或，

所述晶体管控制栅为金属、金属氮化物、金属硅化物、金属硅氮化合物、金属碳化物、金属碳氮化合物和/或多晶硅中的一种或者几种的组合而成。

4.如权利要求1所述的存储芯片，其特征在于，所述隧穿介质层为单层或多层结构，其中，单层隧穿介质层由SiO₂、SiON、HfSiO或HfSiON材料构成；多层隧穿介质层的第一层隧穿介质由SiO₂或者HfSiO、HfLaON材料构成，第二层隧穿介质由Si₃N₄或SiO_xN_y材料构成，第三层隧穿介质由SiO₂或者HfSiO、HfLaON、HfAlO材料构成，三层隧穿介质堆叠形成两边高、中间低的隧穿势垒结构，或堆叠形成两边低、中间高的冠状隧穿势垒结构。

5.如权利要求1所述的存储芯片，其特征在于，所述隔离介质层由单层SiO₂材料构成，或者由SiO₂、Si₃N₄、SiO₂(ONO)三层介质层材料堆叠而成，或者将上述材料与高K材料Al₂O₃、HfO₂、HfAl_xO_y、HfSi_xO_y、ZrO₂、ZrSi_xO_y、La₂O₃、Y₂O₃、LaAl_xO_y、Ta₂O₅、TiO₂中的任一种或几种组合构成。

6.如权利要求2所述的存储芯片，其特征在于：

所述晶体管选择栅为金属、金属氮化物、金属硅化物、金属硅氮化合物、金属碳化物、金属碳氮化合物和/或多晶硅中的一种或者几种的组合而成；

和/或，

所述选择栅介质层为SiO₂、SiON、HfSiO或HfSiON。