[发明专利]非挥发存储单元

说明书

技术领域

本发明是有关于一种可多次编程(multiple time programming,MTP)的非挥发存储单元，尤指一种与一般互补金属氧化物半导体制程完全兼容的逻辑式可多次编程的非挥发存储单元。

背景技术

在将不同的电路区块整合至单一集成电路的趋势中，非挥发性存储器区块亦朝整合至逻辑功能区块的方向发展。然而，许多非挥发性存储器制程需要堆栈闸极结构，并无法整合在一般的逻辑制程中。举例来说，一般半导体制程只需使用单一多晶硅层且无特殊捕捉电荷的结构。

美国专利第7,382,658,7,391,647,7,263,001,7,423,903及7,209,392号教导多种组成存储单元的结构。美国专利第7,382,658号教导P型存取晶体管，其闸极与N型金属氧化物半导体电容之一个电极共享。美国专利第7,391,647教导P型存取晶体管，其闸极与N型金属氧化物半导体电容的一个电极共享，且P型存取晶体管的闸极是与P型金属氧化物半导体电容的一个电极共享。美国专利第7,263,001号教导P型存取晶体管，其闸极是与两个P型金属氧化物半导体电容的一个电极共享。美国专利第7,423,903教导P型场效晶体管，其通过热信道电子注入(channel hot electron injection)进行写入操作，以及N型场效晶体管用以通过傅勒-诺德翰穿隧(Fowler-Nordheim tunneling)进行抹除。美国专利第7,209,392教导N型金属氧化物半导体场效晶体管，其与P型金属氧化物半导体场效晶体管共享闸极，且毎一个晶体管连接各自的存取晶体管。

请参考图1，图1是为美国专利第7,209,392号中的非挥发性存储单元的示意图。该非挥发性存储单元包括第一P型金属氧化物半导体晶体管T₁，第二P型金属氧化物半导体晶体管T₂，第一N型金属氧化物半导体晶体管T₃及第二N型金属氧化物半导体晶体管T₄。第一P型金属氧化物半导体晶体管T₁与第一N型金属氧化物半导体晶体管T₃是分别为第二P型金属氧化物半导体晶体管T₂与第二N型金属氧化物半导体晶体管T₄的存取晶体管，第一P型金属氧化物半导体晶体管T₁与第一N型金属氧化物半导体晶体管T₃是由控制电压V_SG所控制。第一P型金属氧化物半导体晶体管T₁与第一N型金属氧化物半导体晶体管T₃的输入端是接收选择线电压V_SL，第二P型金属氧化物半导体晶体管T₂的输入端是接收第一位线电压V_BL1，第二N型金属氧化物半导体晶体管T₄的输入端是接收第二位线电压V_BL2。第二N型金属氧化物半导体晶体管T₄与第二P型金属氧化物半导体晶体管T₂共享浮动闸极。

发明内容

本发明的一实施例提供一种非挥发存储单元。该非挥发存储单元包括耦合装置和第一选择晶体管。该耦合装置是形成于第一导电区；该第一选择晶体管是串联于第一浮动闸极晶体管和第二选择晶体管，其中该第一选择晶体管、该第一浮动闸极晶体管和该第二选择晶体管皆形成于第二导电区。该耦合装置的电极和该第一浮动闸极晶体管的闸极是为一体成型的浮动闸极；其中该第一导电区、该第二导电区皆形成于第三导电区；其中该第一导电区、该第二导电区和该第三导电区皆是掺杂井。

本发明提供一种非挥发存储单元。该非挥发存储单元可与一般互补金属氧化物半导体制程完全兼容，且仅需要较小的布局区域，并能在不降低循环速度下展现良好的写入与抹除速度、耐用性与数据保存性。

附图说明

图1是为美国专利第7,209,392号中的非挥发性存储单元的示意图。

图2是为本发明的一实施例说明非挥发性存储单元的示意图。

图3是为说明图2中非挥发性存储单元的电路图的示意图。

图4是为本发明还一实施例说明非挥发性存储单元的示意图。

图5是为说明图4中非挥发性存储单元的电路图的示意图。

图6是为说明图2与图3的非挥发存储单元的写入、抹除与读取电压的一实施例的示意图。

图7是为说明第4与图5非挥发存储单元的写入、抹除、读取电压与写入抑制操作的一实施例的示意图。