[发明专利]具有横向耦合结构和单层栅极的非易失性存储器件

说明书

本申请公开具有横向耦合结构和单层栅极的非易失性存储器件。一种非易失性存储器件包括多个单位单元。多个单位单元中的每一个都包括：第一有源区，其被设置在衬底中沿第一方向延伸；浮置栅极，其沿第二方向延伸以跨越第一有源区；第一选择栅极，其被设置为与浮置栅极的第一侧表面相邻以跨越第一有源区；第二选择栅极，其被设置为与浮置栅极的与第一选择栅极相背离的第二侧表面相邻以跨越第一有源区；第一介电层，其被设置在浮置栅极和第一选择栅极之间；以及第二电介层，其被设置在浮置栅极和第二选择栅极之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月23日提交的申请号为10-2018-0022198的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开的各种实施例一般涉及非易失性存储器件，并且更具体地涉及具有横向耦合结构和单层栅极的非易失性存储器件。

背景技术

即使在电源中断时，非易失性存储器件也保留它们存储的数据。已经提出了各种单元结构和单元阵列方案来改善非易失性存储器件的性能。典型非易失性存储器件的单位存储单元可以采用层叠栅极结构，其包括按顺序层叠在半导体衬底上的栅极绝缘层(也称为隧道绝缘层)、浮置栅极、栅极间介电层和控制栅极。

近来，随着半导体器件的制造技术的发展，电子系统变得越来越小，片上系统(SOC)产品已被展示为并利用作为高性能数字系统的重要器件。每个SOC产品可包括在单个芯片中执行各种功能的多个半导体器件。例如，SOC产品可以包括集成在单个芯片中的至少一个逻辑器件和至少一个存储器器件。因此，可能需要嵌入式非易失性存储器件的制造工艺来将非易失性存储器件嵌入SOC产品中。

为了将非易失性存储器件嵌入SOC产品中，非易失性存储器件的工艺技术必须与SOC产品中包括的逻辑器件的工艺技术兼容。通常，逻辑器件采用具有单栅极结构的晶体管，而非易失性存储器件采用具有层叠栅极结构(即双栅极结构)的单元晶体管。因此，可能需要复杂的工艺技术来制造包括易失性存储器件和逻辑器件的SOC产品。因此，采用单层栅极单元结构的非易失性存储器件作为嵌入式非易失性存储器件的候选者是非常有吸引力的。也就是说，用于制造逻辑器件的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺技术可以容易地应用于采用单层栅极来制造非易失性存储器件。因此，如果SOC产品被设计为包括采用单层栅极单元结构的非易失性存储器件，则可以使用CMOS工艺技术容易地制造SOC产品。

发明内容

根据实施例，非易失性存储器件包括多个单位单元。多个单位单元中的每一个包括：第一有源区，其设置在衬底中以沿第一方向延伸；浮置栅极，其沿第二方向延伸以跨越第一有源区；第一选择栅极，其设置为与浮置栅极的第一侧表面相邻，以跨越第一有源区；第二选择栅极，其设置为与浮置栅极的与第一选择栅极相背离的第二侧表面相邻，以跨越第一有源区；第一介电层，其设置在浮置栅极的第一侧表面和第一选择栅极的第一侧表面之间；以及第二介电层，其设置在浮置栅极的第二侧表面和第二选择栅极的第一侧表面之间。

根据实施例，非易失性存储器件包括多个单位单元，所述多个单位单元分别位于多个行和多个列的相交点处。多个单位单元中的每一个包括第一选择晶体管、第二选择晶体管和存储晶体管。第一选择晶体管具有耦合到源极线的源极端子、耦合到第一结端子的漏极端子、以及耦合到字线的第一选择栅极端子。第二选择晶体管具有耦合到第二结端子的源极端子、耦合到位线的漏极端子、以及耦合到字线的第二选择栅极端子。存储晶体管具有浮置单层栅极的浮置栅极端子、耦合到第一结端子的源极端子、以及耦合到第二结端子的漏极端子。垂直电容性组件被设置成具有耦合到浮置栅极端子的第一端子和耦合到擦除端子的第二端子。第一横向耦合电容性组件被设置成具有耦合到第一选择栅极端子的第一端子和耦合到浮置栅极端子的第二端子。第二横向耦合电容性组件被设置成具有耦合到第二选择栅极端子的第一端子和耦合到浮置栅极端子的第二端子。