專(zhuān)利名稱(chēng)：非易失性存儲(chǔ)器以及其編程與讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種非易失性存儲(chǔ)胞的結(jié)構(gòu)和使用方法，例如是一種編程和讀取在存儲(chǔ)器陣列中的非易失性存儲(chǔ)胞的方法。特別來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是針對(duì)ー種位于硅覆絕緣結(jié)構(gòu)(silicon on insulator, SOI)上且沒(méi)有選擇晶體管的非易失性存儲(chǔ)胞的結(jié)構(gòu)和使用方法，例如是一種編程和讀取在存儲(chǔ)器陣列中的非易失性存儲(chǔ)胞的方法，且此非易失性存儲(chǔ)器胞不具有選擇晶體管。
背景技術(shù)：
非易失性存儲(chǔ)器(non-volatile memory,NVM)是目前普遍用來(lái)存儲(chǔ)信息的ー種電子媒介。非易失性存儲(chǔ)器其中ー個(gè)重要的特點(diǎn)在于，存儲(chǔ)在此非易失性存儲(chǔ)器的信息并不會(huì)隨著電源被切斷而消失。這在許多不同種類(lèi)的電腦或電子產(chǎn)品來(lái)講是相當(dāng)重要的?？删幊淌街蛔x存儲(chǔ)器(programmable read-only memory, PR0M)是目前常用的 一種非易失性存儲(chǔ)器，其使用了字元線以及位元線的交錯(cuò)陣列結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，具有熔絲(fuse)、反熔絲(anti-fuse)或紫外線抹除(UV_erasable)的浮動(dòng)?xùn)艠O可作為可編程式唯讀存儲(chǔ)器，并可應(yīng)用在字元線/位元線陣列中。現(xiàn)今的可編程式只讀存儲(chǔ)器例如是浮柵雪崩注入型金屬氧化物半導(dǎo)體(floating gate avalanche injection metal oxidesemiconductor transistor, FAM0S)就常被用來(lái)存儲(chǔ)信息。一般而言，PROM不能被重復(fù)地電性編程。根據(jù)可編程的次數(shù)，非易失性存儲(chǔ)器可分為多次可編程存儲(chǔ)器(multi-timeprogrammable memory, MTP)以及單次可編程存儲(chǔ)器(,one-time programmable memory,0PM)。由于單次可編程存儲(chǔ)器僅可容許一次的編程，其大多應(yīng)用在需要大量存取功能的電子元件中，且由于不需要抹除的功能，因此相較于多次可編程存儲(chǔ)器，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，制作過(guò)程以及成本也較低廉。在非易失性存儲(chǔ)器中，有種利用“薄介電層崩潰(thin dielectric layerbreakdown)效應(yīng)”來(lái)運(yùn)作的單次可編程存儲(chǔ)器。這種單次可編程存儲(chǔ)器具有一薄介電層(也就是柵極介電層)所包圍的資料存儲(chǔ)單元(即可編程單元)。當(dāng)對(duì)此薄介電層施加電壓時(shí)，薄介電層會(huì)產(chǎn)生崩潰效應(yīng)，無(wú)論是軟性崩潰(soft breakdown)或硬性崩潰(hardbreakdown),藉以改變讀取電流的值。后續(xù)，讀取存儲(chǔ)單元的電流由檢測(cè)放大器(senseamplifier)來(lái)偵測(cè)存儲(chǔ)胞中的信息是“ I”或“O”。使用“薄氧化層崩潰效應(yīng)”的單次可編程存儲(chǔ)器具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，其制作エ藝可以相容于現(xiàn)有的CMOS制作エ藝，因此可與CMOS電路或系統(tǒng)同時(shí)制作。其次，由于薄氧化層崩潰是通過(guò)氧化層的纖維成型(filamentformation)來(lái)操作，因此是非?？煽康拇鎯?chǔ)信息方式。這種纖維成型是ー種物理變化，但很難利用一般檢測(cè)工具來(lái)偵測(cè)。一旦此存儲(chǔ)単元被編程，它幾乎不可能再借由光學(xué)例如紫外線或其他電子手段來(lái)抹除。這也意味著，通過(guò)介電層崩潰效應(yīng)，存儲(chǔ)在NVM存儲(chǔ)器內(nèi)的信息是穩(wěn)定且不容易改變的。美國(guó)專(zhuān)利第6，956，258號(hào)公開(kāi)了ー種半導(dǎo)體存儲(chǔ)胞，每個(gè)存儲(chǔ)胞被一超薄介電層所包圍，例如是柵極氧化層。通過(guò)對(duì)超薄介電層施加電壓，可在柵極介電層中發(fā)生崩潰效應(yīng)而改變讀取電流的值。然而，這樣的設(shè)計(jì)卻存在著ー些缺陷。首先，所有的存儲(chǔ)胞都位于非絕緣的基底上，且彼此之間沒(méi)有被電絕緣分開(kāi)，故要存取ー特定存儲(chǔ)胞時(shí)，容易被周?chē)拇鎯?chǔ)胞影響。此外，此篇專(zhuān)利所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)需要ー額外的選擇晶體管才能運(yùn)作，也増加了此半導(dǎo)體存儲(chǔ)胞，甚至是外圍控制電路整體結(jié)構(gòu)以及操作方法的復(fù)雜度。美國(guó)專(zhuān)利第7，623，368號(hào)公開(kāi)了ー種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，是針對(duì)設(shè)置在深N井上的一柵極氧化層的崩潰效應(yīng)來(lái)運(yùn)作。但這樣的結(jié)構(gòu)仍是需要一選擇晶體管(也被稱(chēng)為PASS晶體管)才能運(yùn)作，増加了此半導(dǎo)體存儲(chǔ)胞，甚至是外圍控制電路的整體結(jié)構(gòu)以及操作方法的復(fù)雜度。美國(guó)專(zhuān)利第7，642，138與7，880，211號(hào)公開(kāi)了ー種具有不同厚度柵極氧化層的反熔絲存儲(chǔ)胞。反熔絲存儲(chǔ)胞具有一厚柵極氧化層部份以及ー薄柵極氧化層部份，其中薄柵極氧化層部份是作為氧化層崩潰區(qū)域。然而，這樣具有不同厚度的柵極氧化層的制作エ藝十分復(fù)雜(尤其是形成厚柵極氧化層部份以及薄柵極氧化層部份)，因此也增加了整體結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器胞以及周邊電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。此外，必須增加或調(diào)整許多額外的步 驟，以形成這樣具有不同厚度的柵極氧化層，Ahn等人最近公開(kāi)了ー種氧化層破裂(oxide rupture)型存儲(chǔ)胞的修正結(jié)構(gòu),其有 Al2O3 反溶絲以及 p-CuOx/n_InZnOx 晶體管(發(fā)表在 IEEE Electron Device Letters,Vol. 30, No. 5, May 2009)。這種單次可編程存儲(chǔ)胞是一種可堆全氧化式(stackableall-oxide-based)NVM存儲(chǔ)胞,其操作并不需要額外的選擇晶體管。Ahn等人使用了ニ極體選擇技藝，以區(qū)分目標(biāo)/非目標(biāo)的存儲(chǔ)胞。然而，Ahn提出的結(jié)構(gòu)相較于現(xiàn)有的CMOS制作エ藝還需增加額外的步驟來(lái)形成氧化崩潰熔絲層于CMOS結(jié)構(gòu)上，故并不完全相容于目前的線上流程。因此，還需要一種新穎的非易失性存儲(chǔ)器，可以具有較高存儲(chǔ)胞的密度、較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并和相鄰的存儲(chǔ)胞具有良好的電性絕緣，以避免存儲(chǔ)胞在運(yùn)作時(shí)，例如進(jìn)行編程或讀取時(shí)，任何可能的干擾。以半導(dǎo)體制作エ藝的觀點(diǎn)來(lái)看，使用前端元件(front end deviceelement)エ藝是優(yōu)選的方式。尤其在硅覆絕緣(SOI)エ藝中，目前并沒(méi)有太多的發(fā)明或創(chuàng)作是針對(duì)OTP非易失性存儲(chǔ)器在硅覆絕緣結(jié)構(gòu)上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了ー種非易失性存儲(chǔ)胞的結(jié)構(gòu)和使用方法，例如是一種編程和讀取在存儲(chǔ)器陣列中的非易失性存儲(chǔ)器胞的方法。本發(fā)明所提出的非易失性存儲(chǔ)胞具有若干突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，本發(fā)明提出的非易失性存儲(chǔ)胞的制作方法完全相容于現(xiàn)有CMOS以及SOI的制作エ藝。此外，本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞是架構(gòu)在SOI結(jié)構(gòu)，以確保各存儲(chǔ)胞在運(yùn)作時(shí)能獨(dú)立且不受其他存儲(chǔ)胞的影響。還有，本發(fā)明并不需要另外ー柵極氧化層厚度，因?yàn)楸景l(fā)明的柵極氧化層具有均勻的厚度。最后，本發(fā)明的存儲(chǔ)器陣列并不需要選擇晶體管。本發(fā)明的第一方面是提供了一種非易失性存儲(chǔ)胞結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞包含一基底、一第一隔離結(jié)構(gòu)、一第一硅摻雜區(qū)(即第一摻雜區(qū))、一柵極、一柵極介電層、一第二硅摻雜區(qū)(即第二摻雜區(qū))以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)。第一隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在基底上，第ー摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，故基底、第一隔離結(jié)構(gòu)以及第一摻雜區(qū)一起形成了ー娃覆絕緣結(jié)構(gòu)。柵極設(shè)置在第一摻雜區(qū)上。柵極介電層設(shè)置在柵極以及第一摻雜區(qū)之間。第二摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，且直接接觸第一摻雜區(qū)。第二隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中第二隔離結(jié)構(gòu)圍繞且直接接觸第一摻雜區(qū)以及第ニ摻雜區(qū)。本發(fā)明的第二方面是提供了一種非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法。首先提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞，并從多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞選擇ー個(gè)作為一目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞。各該非易失性存儲(chǔ)胞包含一基底、一第一隔離結(jié)構(gòu)、一柵極、一柵極介電層、一第二摻雜區(qū)以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)。第一隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在基底上，第一摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，故基底、第一隔離結(jié)構(gòu)以及第一摻雜區(qū)一起形成了ー硅覆絕緣結(jié)構(gòu)。柵極設(shè)置在第一摻雜區(qū)上。柵極介電層設(shè)置在柵極以及第一摻雜區(qū)之間。第二摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，且直接接觸第一摻雜區(qū)。第二隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中第二隔離結(jié)構(gòu)圍繞且直接接觸第一摻雜區(qū)以及第ニ摻雜區(qū)。接著進(jìn)行ー編程步驟，包含對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的柵極施加ー編程電壓以及非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的柵極施加1/2編程電壓。并且，對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的第二摻雜區(qū)施加O伏特電壓以及對(duì)非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的第二摻雜區(qū)施加一編程電壓。在這樣情況下，目標(biāo)位元線以及目標(biāo)字元線的交叉處即是欲編程的存儲(chǔ)胞，而其柵極 是連接至編程電壓，其第二摻雜區(qū)連接至O伏持。本發(fā)明的第三方面是提供了另ー種非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法。首先提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞，并從多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞選擇ー個(gè)作為一目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞。各該非易失性存儲(chǔ)胞包含一基底、一第一隔離結(jié)構(gòu)、一柵極、一柵極介電層、一第二摻雜區(qū)以及ー第ニ隔離結(jié)構(gòu)。第一隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在基底上，第一摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，故基底、第一隔離結(jié)構(gòu)以及第一摻雜區(qū)一起形成了ー硅覆絕緣結(jié)構(gòu)。柵極設(shè)置在第一摻雜區(qū)上。柵極介電層設(shè)置在柵極以及第一摻雜區(qū)之間。第二摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，且直接接觸第一摻雜區(qū)。第二隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中第二隔離結(jié)構(gòu)圍繞且直接接觸第一摻雜區(qū)以及第ニ摻雜區(qū)。接著進(jìn)行ー編程步驟，包含對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的柵極施加ー編程電壓以及非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的柵極施加O伏特電壓。并且，對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的第二摻雜區(qū)施加O伏特電壓以及對(duì)非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的第二摻雜區(qū)施加一 1/2編程電壓。在這樣情況下，目標(biāo)位元線以及目標(biāo)字元線的交叉處即是欲編程的存儲(chǔ)胞。本發(fā)明的第四方面是提供了一種非易失性存儲(chǔ)胞的讀取方法。首先提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞，各該非易失性存儲(chǔ)胞包含一基底、一第一隔離結(jié)構(gòu)、一柵極、一柵極介電層、一第二摻雜區(qū)以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)。第一隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在基底上，第一摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，故基底、第一隔離結(jié)構(gòu)以及第一摻雜區(qū)一起形成了一硅覆絕緣結(jié)構(gòu)。柵極設(shè)置在第一摻雜區(qū)上。柵極介電層設(shè)置在柵極以及第一摻雜區(qū)之間。第二摻雜區(qū)設(shè)在第一隔離結(jié)構(gòu)上，且直接接觸第一摻雜區(qū)。第二隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中第二隔離結(jié)構(gòu)圍繞且直接接觸第一摻雜區(qū)以及第ニ摻雜區(qū)。接著進(jìn)行ー讀取步驟，包含對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的柵極施加一標(biāo)準(zhǔn)電壓以及非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的柵極施加O伏特電壓。并且，對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的第二摻雜區(qū)施加O伏特電壓以及對(duì)非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的第二摻雜區(qū)施加標(biāo)準(zhǔn)電壓。在這樣情況下，目標(biāo)位元線以及目標(biāo)字元線的交叉處即是欲讀取的存儲(chǔ)胞。


圖I所示為本發(fā)明非易失性存儲(chǔ)胞結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施例。圖2所示為本發(fā)明非易失性存儲(chǔ)胞結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施例。圖3所示為本發(fā)明非易失性存儲(chǔ)胞中具有一選擇性電阻或ー選擇性電容的等效電路圖。圖4與圖5所示為本發(fā)明存儲(chǔ)器陣列中字元線和位元線串接各非易失性存儲(chǔ)胞的示意圖。圖6與圖7所示為本發(fā)明一種非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法的示意圖。圖8與圖8A所示為本發(fā)明一種存儲(chǔ)器陣列的上視圖。圖9與圖10所示為本發(fā)明另ー種非易失性存儲(chǔ)器的編程方法的示意圖。
圖11與圖12所示為本發(fā)明另ー種非易失性存儲(chǔ)器的讀取方法的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下100 非易失性存儲(chǔ)胞 135 第二摻雜區(qū)100’ 目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞 136 第二重?fù)诫s區(qū)101 存儲(chǔ)器陣列140 柵極110 基底141 柵極介電層120 第一隔離結(jié)構(gòu)145 方向121 硅覆絕緣146 方向130 半導(dǎo)體層150 第二隔離結(jié)構(gòu)131 第一摻雜區(qū)16，161，字元線162，163，164132 第一重?fù)诫s區(qū)17，170，位元線171，172，173133P-N 接面
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的第一方面是提供了一種反熔絲式的非易失性存儲(chǔ)胞結(jié)構(gòu)。圖I所示為本發(fā)明非易失性存儲(chǔ)胞結(jié)構(gòu)的ー實(shí)施例。如圖I所示，本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞100包含一基底110、一第一隔離結(jié)構(gòu)120、一半導(dǎo)體層130、一第一摻雜區(qū)131、ー柵極140、ー柵極介電層141、一第二摻雜區(qū)135以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)150?；?10包含各種半導(dǎo)體材質(zhì)，例如是硅。第一隔離結(jié)構(gòu)120可以是ー電絕緣體，例如是ニ氧化娃(silicon dioxide)或藍(lán)寶石(sapphire),且設(shè)置在基底110上。半導(dǎo)體層130設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)120上并包含不同摻雜形態(tài)的半導(dǎo)體材質(zhì)，例如是摻雜硅(doped Si)?；?10、第一_離結(jié)構(gòu)120和半導(dǎo)體層130 —起形成了ー娃覆絕緣(siliconon insulator)結(jié)構(gòu) 121。第一摻雜區(qū)131和第二摻雜區(qū)135在部份的半導(dǎo)體層130中，且彼此直接接觸。舉例來(lái)說(shuō)，第一摻雜區(qū)131是位于部份的半導(dǎo)體層130中，第二摻雜區(qū)135亦設(shè)置在半導(dǎo)體層130中且相鄰于第一摻雜區(qū)131。
如圖2所示，于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)131可以選擇性地包含一第一重?fù)诫s區(qū)132。第一重?fù)诫s區(qū)132直接接觸第二摻雜區(qū)135，使得第一重?fù)诫s區(qū)132位于第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)132之間。此外，第二摻雜區(qū)135亦可選擇性地包含一第二重?fù)诫s區(qū)136，第二重?fù)诫s區(qū)136直接接觸第二隔離結(jié)構(gòu)150，也就是說(shuō)，第二重?fù)诫s區(qū)136被第二摻雜區(qū)135以及第ニ隔離結(jié)構(gòu)150包圍。柵極140可以包含摻雜多晶硅(doped poly-silicon)。摻雜多晶硅的摻質(zhì)形態(tài)可以和第一重?fù)诫s區(qū)132相同。在本發(fā)明的ー個(gè)實(shí)施態(tài)樣，在進(jìn)行離子注入エ藝時(shí)，第一重?fù)诫s區(qū)132可以通過(guò)遮罩來(lái)定義，并利用相同的離子同時(shí)注入在存儲(chǔ)胞柵極140的多晶硅以及第一重?fù)诫s區(qū)132中。于本發(fā)明另ー優(yōu)選實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)131、第二摻雜區(qū)135以及其各自包含的第一重?fù)诫s區(qū)132和第二重?fù)诫s區(qū)136可以具有一摻質(zhì)梯度漸層(gradient)。這樣的梯度漸層配置可有效提高P-N接面(P-N junction，又稱(chēng)P-N結(jié))間的崩潰電流強(qiáng)度，亦可以同時(shí)降低接面的電阻。
柵極140設(shè)置在第一摻雜區(qū)131并覆蓋在第一摻雜區(qū)131上。若第一摻雜區(qū)131具有第一重?fù)诫s區(qū)132，柵極140可完全覆蓋在第一摻雜區(qū)131上并側(cè)向地延伸覆蓋在部份的第一重?fù)诫s區(qū)132上。換句話說(shuō)，柵極140可以覆蓋在第一摻雜區(qū)131以及部份的第一重?fù)诫s區(qū)132上。但需注意的是，柵極140并不會(huì)覆蓋在第二摻雜區(qū)135上。柵極介電層141設(shè)置在第一摻雜區(qū)131以及柵極140之間，如此一來(lái)，柵極140、柵極介電層141以及第一摻雜區(qū)131會(huì)形成ー選擇性的電容結(jié)構(gòu)或是ー選擇性的電阻結(jié)構(gòu)，端視此易失性存儲(chǔ)胞100是否處于編程的狀態(tài)。此外，第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)135彼此直接接觸，因此形成了一 P-N接面(即ニ極管diode)，僅允許単一方向的電流通過(guò)。也就是說(shuō)，此接面僅容許ー個(gè)方向的電流而會(huì)阻擋另一方向的電流通過(guò)。第一摻雜區(qū)131以及第ニ摻雜區(qū)135的交界位于每個(gè)半導(dǎo)體層130中，使得每個(gè)半導(dǎo)體層130中至少會(huì)形成一 P-N接面。若第二摻雜區(qū)135是P型摻質(zhì)，第一摻雜區(qū)131可以是N型摻質(zhì)。圖3所示為本發(fā)明非易失性存儲(chǔ)器100中具有ー選擇性電阻串聯(lián)于一二極管，或是ー選擇性電容串聯(lián)于一二極管的等效電路圖，端視易失性存儲(chǔ)胞是否處于編程的狀態(tài)。本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞基本上是ー種單次可編程存儲(chǔ)胞。編程原理是在柵極140以及第一摻雜區(qū)131之間形成一加壓電場(chǎng)，使得柵極介電層141產(chǎn)生崩潰效應(yīng)，因此這也是ー種反熔絲型(anti-fusing)的非易失性存儲(chǔ)胞。通過(guò)特殊的高壓氧化層崩潰機(jī)制(稱(chēng)為編程步驟)，電流即可穿過(guò)柵極氧化層141，這乃是利用高壓電場(chǎng)氧化崩潰機(jī)制所產(chǎn)生的纖維成形機(jī)制。未編程的存儲(chǔ)胞的介電層不會(huì)有崩潰電流的產(chǎn)生。當(dāng)存儲(chǔ)器在編程時(shí)，非易失性存儲(chǔ)胞100會(huì)呈現(xiàn)ー電阻串接ニ極管的結(jié)構(gòu)。另ー方面，若存儲(chǔ)胞沒(méi)有在編程時(shí)，非易失性存儲(chǔ)胞100則會(huì)呈現(xiàn)ー電容串接ニ極管的結(jié)構(gòu)。第二隔離結(jié)構(gòu)150設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)120上。例如，第二隔離結(jié)構(gòu)150可以是一淺溝渠_離(shallow trench isolation, STI)或者其他類(lèi)型的場(chǎng)效_離裝置。此外,第ニ隔離結(jié)構(gòu)150會(huì)完全包圍第一摻雜區(qū)131、選擇性的第一重?fù)诫s區(qū)132、第二摻雜區(qū)135以及選擇性的第二重?fù)诫s區(qū)136，以定義出非易失性存儲(chǔ)胞150的區(qū)域。第二隔離結(jié)構(gòu)150同樣的會(huì)直接接觸第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)135 (如圖I所示)，因此每個(gè)相鄰的非易失性存儲(chǔ)胞150會(huì)同時(shí)被第一隔離結(jié)構(gòu)120與第二隔離結(jié)構(gòu)150隔離且使其電性絕緣。
值得注意的是，本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞100并未設(shè)置有選擇晶體管，也就是說(shuō)，本發(fā)明其中ー個(gè)特點(diǎn)即是在于省略了傳統(tǒng)存儲(chǔ)胞中選擇晶體管的配置。一旦省略了傳統(tǒng)的選擇晶體管，本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞100的操作方式可以更加簡(jiǎn)單。除此之外，在省略選擇晶體管的情況下，晶胞的尺寸也可以縮小而更多的元件可以形成在基底上，故本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞的密度可以大幅提升。請(qǐng)參考圖4至圖5，所示為本發(fā)明存儲(chǔ)器陣列101中字元線和位元線串接各非易失性存儲(chǔ)胞的示意圖。如圖4所示，多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞100以及多條字元線16和多條位元線17交互排列以形成本發(fā)明的存儲(chǔ)器陣列101。舉例來(lái)說(shuō)，非易失性存儲(chǔ)胞100會(huì)對(duì)應(yīng)一條字元線161以及一條位元線171。其他的非易失性存儲(chǔ)胞則是各自連接對(duì)應(yīng)的字元線162/163/164以及對(duì)應(yīng)的位元線172/173。如圖4和圖5所示，本發(fā)明的存儲(chǔ)器陣列101具有均勻的布局和平面配置，這也是本發(fā)明的其中ー個(gè)特點(diǎn)。本發(fā)明的第二方面是提供了一種非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法。圖6與圖7所示為一種編程本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞的方法示意圖。首先如圖6所示，提供多個(gè)非易失性存 儲(chǔ)胞100、多條字元線16以及多條位元線17，彼此相互串接。接著，選擇一目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100以進(jìn)行編程，例如是非易失性存儲(chǔ)胞101’。如圖7所示，非易失性存儲(chǔ)胞101’包含一基底110、一第一隔離結(jié)構(gòu)120、一半導(dǎo)體層130、一第一摻雜區(qū)131、ー柵極140、ー柵極介電層141、一第二摻雜區(qū)135以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)150。非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100中的柵極140電性連接字元線162/163/164其中一條，非目標(biāo)非易失性目標(biāo)存儲(chǔ)胞100中的第二摻雜區(qū)135電性連接位元線172/173其中一條。目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’中的柵極140電性連接字元線161，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’中的第二摻雜區(qū)135則電性連接位元線171。這些非易失性存儲(chǔ)胞100、字元線16以及位元線17—起形成了存儲(chǔ)器陣列101。關(guān)于基底110、第一隔離結(jié)構(gòu)120、半導(dǎo)體層130、第一摻雜區(qū)131、柵極140、柵極介電層141、第二摻雜區(qū)135以及第ニ隔離結(jié)構(gòu)150的詳細(xì)實(shí)施方式，請(qǐng)參考圖I以及圖2的內(nèi)文描述。如圖7所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)131可以選擇性地包含一第一重?fù)诫s區(qū)132。第一重?fù)诫s區(qū)132直接接觸第二摻雜區(qū)135，使得第一重?fù)诫s區(qū)132設(shè)置在第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)132之間。此外，第二摻雜區(qū)135亦可選擇性地包含一第二重?fù)诫s區(qū)136，第二重?fù)诫s區(qū)136直接接觸第二隔離結(jié)構(gòu)150，也就是說(shuō)，第二重?fù)诫s區(qū)136會(huì)被第二摻雜區(qū)135以及第ニ隔離結(jié)構(gòu)150包圍。在編程步驟中，非易失性存儲(chǔ)胞100的柵極140會(huì)施加ー編程電壓(programmingvoltage, Vpp)或1/2的編程電壓。舉例來(lái)說(shuō)，欲進(jìn)行編程的目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’的柵極140會(huì)施加ー編程電壓，而其余的非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的柵極140則是施加1/2的編程電壓。編程電壓的數(shù)值可隨著柵極氧化層141的厚度來(lái)作調(diào)整。若柵極介電層141的厚度約為125埃(angstrom)而非易失性存儲(chǔ)胞100的臨界電壓是6伏特，則編程電壓大約是在25-30伏持。于另ー實(shí)施例中，若柵極介電層141的厚度為20埃而非易失性存儲(chǔ)胞100是次微米裝置(例如45納米)，則編程電壓大約是在5-7伏特之間。同吋，非易失性存儲(chǔ)胞100中的第二摻雜區(qū)135會(huì)施加編程電壓或O伏特電壓(即接地)。舉例來(lái)說(shuō)，欲進(jìn)行編程的目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’的第二摻雜區(qū)135會(huì)接地，而其余的非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的第二摻雜區(qū)135則是施加編程電壓。如此ー來(lái)，在目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’中，字元線161 (施以Vpp)和位元線171 (接地)會(huì)產(chǎn)生ー電壓差大體上為編程電壓Vpp，而會(huì)被編程。非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的字元線162/163/164(施以l/2Vpp)以及位元線172/173(施以Vpp)之間產(chǎn)生1/2電壓差，而不會(huì)被編程。前述的操作方式是在同一條字元線上，通過(guò)不同電壓的位元線來(lái)進(jìn)行編程。由于僅有目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’具有足夠的偏壓(Vpp)可進(jìn)行編程，其他的非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100僅具有最高為l/2Vpp的偏壓，故無(wú)法進(jìn)行氧化層破裂步驟。這是由于目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’的柵極140施加Vpp，而第二摻雜區(qū)135是接地。當(dāng)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’的兩端具有足夠的編程電壓，會(huì)使得其柵極介電層141產(chǎn)生破裂，而將目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’從原先的電容態(tài)樣轉(zhuǎn)變成電阻態(tài)樣，如圖3所示。這種物理性的編程機(jī)制可使資料永久地被存儲(chǔ)在目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’中。于本發(fā)明另ー優(yōu)選實(shí)施例中，若編程電壓Vpp過(guò)高而容易使得第一摻雜區(qū)131以及第ニ摻雜區(qū)135之間的P-N接面被破壞時(shí)，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整第一摻雜區(qū)131以及第ニ摻雜區(qū)135的配置。圖8和圖8A所示為本發(fā)明一種存儲(chǔ)器陣列的上視圖。如圖8所示，存儲(chǔ)器陣列101包含有ー柵極140以及多個(gè)半導(dǎo)體層130，其各自獨(dú)立且直接接觸柵極140。每 個(gè)半導(dǎo)體層130的末端則電性連接至位元線170。半導(dǎo)體層130被分為兩個(gè)區(qū)域，即第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)135。第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)135的交界處位于半導(dǎo)體層130中，使得每個(gè)半導(dǎo)體層130具有至少ー P-N接面。需注意的是，本發(fā)明P-N接面的延伸方向可平行于柵極140延伸方向(即方向145),而亦可垂直于柵極140延伸方向(方向146)。如圖8所示，若從方向145看過(guò)去，每個(gè)半導(dǎo)體層130設(shè)只有ー組P-N接面133。這樣的配置可以在半導(dǎo)體層130中形成一超級(jí)接面(super junction)。超級(jí)接面可以有效避免在非易失性存儲(chǔ)胞100中的P-N接面被破壞，特別是在編程電壓Vpp過(guò)高的時(shí)候。在必要的情況下，如圖8A所示，每個(gè)半導(dǎo)體層130可以具有兩組以上的P-N接面(以方向145的角度來(lái)看)，例如多組的P-N接面，以徹底避免過(guò)大的編程電壓破壞了非易失性存儲(chǔ)胞100中的P-N接面133。本發(fā)明的第三方面是提供了另一種非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法。請(qǐng)參考圖9至圖10，所示為本發(fā)明一種編程非易失性存儲(chǔ)器的方法。首先，如圖9所示，提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞100、多條字元線16以及多條位元線17，彼此相互串接。接著選定其中一個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞100作為后續(xù)欲編程的目標(biāo)，例如是非易失性存儲(chǔ)胞100’。如圖10所示，非易失性存儲(chǔ)胞101’包含一基底110、一第一隔離結(jié)構(gòu)120、一半導(dǎo)體層130、一第一摻雜區(qū)131、ー柵極140、ー柵極介電層141、一第二摻雜區(qū)135以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)150。非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100中的柵極140電性連接字元線162/163/164其中一條，非目標(biāo)存儲(chǔ)胞100中的第二摻雜區(qū)135電性連接位元線172/173其中一條。目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’中的柵極140電性連接字元線161，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’中的第二摻雜區(qū)135則電性連接位元線171。這些非易失性存儲(chǔ)胞100、字元線16以及位元線17 —起形成了存儲(chǔ)器陣列101。關(guān)于基底110、第一隔離結(jié)構(gòu)120、半導(dǎo)體層130、第一摻雜區(qū)131、柵極140、柵極介電層141、第二摻雜區(qū)135以及第ニ隔離結(jié)構(gòu)150的詳細(xì)實(shí)施方式，請(qǐng)參考圖I以及圖2的內(nèi)文描述。如圖10所示，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)131可以選擇性地包含一第一重?fù)诫s區(qū)132。第一重?fù)诫s區(qū)132直接接觸第二摻雜區(qū)135，使得第一重?fù)诫s區(qū)132設(shè)置在第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)132之間。此外，第二摻雜區(qū)135亦可選擇性地包含一第二重?fù)诫s區(qū)136，第二重?fù)诫s區(qū)136直接接觸第二隔離結(jié)構(gòu)150，也就是說(shuō)，第二重?fù)诫s區(qū)136會(huì)被第二摻雜區(qū)135以及第ニ隔離結(jié)構(gòu)150包圍。如圖9所示，在編程步驟中，非易失性存儲(chǔ)胞100的柵極140會(huì)施加ー編程電壓Vpp或O伏特電壓(即接地)。舉例來(lái)說(shuō)，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’的柵極140會(huì)施加一編程電壓Vpp，而非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的柵極140則會(huì)接地(或者于另ー實(shí)施例中，施加1/2編程電壓Vpp)。編程電壓的數(shù)值可隨著柵極氧化層141的厚度來(lái)作調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō)，若柵極介電層141的厚度約為125埃而存儲(chǔ)胞100的臨界電壓是6伏特，則編程電壓大約是在25-30伏特。于另外一種情況下，若柵極介電層141的厚度為20埃而存儲(chǔ)胞100是次微米裝置(例如45納米)，則編程電壓大約是在5-7伏特之間。同時(shí)，非易失性存儲(chǔ)胞100中的第二摻雜區(qū)135會(huì)施加1/2編程電壓(l/2Vpp)或者接地。舉例來(lái)說(shuō)，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’的第二摻雜區(qū)135會(huì)接地，而非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的第二摻雜區(qū)135則是施加1/2編程電壓。前述的操作方式是在同一條字元線上，通過(guò)不同電壓的位元線來(lái)進(jìn)行編程。 如圖9所示，在目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’中，字元線161 (施以Vpp)和位元線171 (接地)會(huì)產(chǎn)生ー電壓差大體上為編程電壓Vpp，而會(huì)被編程。非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的字元線162/163/164 (接地)以及位元線172/173(施以l/2Vpp)之間產(chǎn)生1/2電壓差，而不會(huì)被編程。當(dāng)對(duì)目標(biāo)存儲(chǔ)胞100’施以足夠的編程電壓(Vpp)，會(huì)使得柵極介電層141破裂，而將目標(biāo)存儲(chǔ)胞100’從原先的電容態(tài)樣轉(zhuǎn)變成電阻態(tài)樣，如圖3所示。這種物理性的編程機(jī)制可使資料永久地被存儲(chǔ)在目標(biāo)存儲(chǔ)胞100’中。于本發(fā)明另ー優(yōu)選實(shí)施例中，若編程電壓Vpp過(guò)高而容易使得第一摻雜區(qū)131以及第ニ摻雜區(qū)135之間的P-N接面被破壞時(shí)，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整第一摻雜區(qū)131以及第ニ摻雜區(qū)135的配置。圖8和圖8A所示為本發(fā)明一種存儲(chǔ)器陣列的上視圖。如圖8所示，存儲(chǔ)器陣列101包含有ー柵極140以及多個(gè)半導(dǎo)體層130，其各自獨(dú)立且直接接觸柵極140。每個(gè)半導(dǎo)體層130的末端則電性連接至位元線170。半導(dǎo)體層130被分為兩個(gè)區(qū)域，即第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)135。第一摻雜區(qū)131以及第二摻雜區(qū)135的交界處位于半導(dǎo)體層130中，使得每個(gè)半導(dǎo)體層130具有至少ー P-N接面。需注意的是，本發(fā)明P-N接面的延伸方向可平行于柵極140延伸方向(即方向145),而亦可垂直于柵極140延伸方向(方向146)。如圖8所示，若從方向145看過(guò)去，每個(gè)半導(dǎo)體層130設(shè)只有ー組P-N接面133。這樣的配置可以在半導(dǎo)體層130中形成一超級(jí)接面(super junction)。超級(jí)接面可以有效避免在非易失性存儲(chǔ)胞100中的P-N接面被破壞，特別是在編程電壓Vpp過(guò)高的時(shí)候。在必要的情況下，如圖8A所示，每個(gè)半導(dǎo)體層130可以具有兩組以上的P-N接面(以方向145的角度來(lái)看)，例如多組的P-N接面，以徹底避免過(guò)大的編程電壓破壞了非易失性存儲(chǔ)胞100中的P-N接面133。本發(fā)明的第四方面是提供了一種非易失性存儲(chǔ)胞的讀取方法。請(qǐng)參考圖11與圖12，所示為本所示為本發(fā)明一種非易失性存儲(chǔ)胞的方法。首先如圖11所示，提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞100。如圖12所示，非易失性存儲(chǔ)胞100包含一基底110、一第一隔離結(jié)構(gòu)120、一半導(dǎo)體層130、一第一摻雜區(qū)131、ー柵極140、ー柵極介電層141、一第二摻雜區(qū)135以及ー第二隔離結(jié)構(gòu)150。非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100中的柵極140電性連結(jié)字元線162/163/164其中一條，非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100中的第二摻雜區(qū)135電性連接位元線172/173其中一條。目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’的柵極140電性連接字元線161，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’的第二摻雜區(qū)135則電性連接位元線171。這些非易失性存儲(chǔ)胞100、字元線16以及位元線17 —起形成了存儲(chǔ)器陣列101。關(guān)于基底110、第一隔離結(jié)構(gòu)120、半導(dǎo)體層130、第一摻雜區(qū)131、柵極140、柵極介電層141、第二摻雜區(qū)135以及第ニ隔離結(jié)構(gòu)150的詳細(xì)實(shí)施方式，請(qǐng)參考圖I以及圖2的內(nèi)文描述。接著，將非易失性存儲(chǔ)胞100的柵極140施加ー標(biāo)準(zhǔn)電壓(VDD)或O伏特(即接地)。舉例來(lái)說(shuō)，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’的柵極140會(huì)施加ー標(biāo)準(zhǔn)電壓VDD，而其余的非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的柵極140則是接地。本實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)電壓是指施加在晶片上的ー標(biāo)準(zhǔn)電壓源，例如是5伏持。同時(shí)，非易失性存儲(chǔ)胞100的第二摻雜區(qū)135會(huì)施加標(biāo)準(zhǔn)電壓VDD或O伏特電壓(接地)。舉例來(lái)說(shuō)，目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞101’的第二摻雜區(qū)135會(huì)接地，而非目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100的第二摻雜區(qū)135則是施加標(biāo)準(zhǔn)電壓VDD。如此ー來(lái)，即可對(duì)目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’進(jìn)行ー讀取步驟，其中目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’的柵極140施加了標(biāo)準(zhǔn)電壓VDD 而第二摻雜區(qū)135接地。標(biāo)準(zhǔn)電壓VDD是足夠讀取非易失性存儲(chǔ)胞100中的資料，但并不足以使柵極介電層140產(chǎn)生破裂。若有顯著的電流被偵測(cè)到，即代表此目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’已經(jīng)被編程過(guò)。相反地，若沒(méi)有偵測(cè)到顯著的電流，則是代表此目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’尚未被編程過(guò)。也就是說(shuō)，唯有被編程過(guò)的目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’在讀取步驟中才會(huì)偵測(cè)到電流。一旦目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞100’被編程后，其柵極氧化層141就會(huì)破裂，使其從電容形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮栊螒B(tài)。這是因?yàn)楫?dāng)柵極氧化層141破裂時(shí)，第一摻雜區(qū)131、柵極氧化層141以及柵極140會(huì)形成電阻結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生了一條新的電路途徑。另ー方面，由于第一摻雜區(qū)131和第二摻雜區(qū)135會(huì)形成ニ極管，故僅能允許ー個(gè)方向的電流通過(guò)，而會(huì)阻擋另一方向的電流。因此，即便其他非易失性存儲(chǔ)胞100之間具有偏壓，但還是不會(huì)有電流的產(chǎn)生。本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)胞特別適合應(yīng)用在硅覆絕緣結(jié)構(gòu)上，井能進(jìn)行編程和讀取步驟。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞，設(shè)置于ー硅覆絕緣結(jié)構(gòu)上，其特征在于包含一基底;一第一隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上；一第一摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上；ー柵極，設(shè)置于該第一摻雜區(qū)上；ー柵極介電層，設(shè)置于該第一摻雜區(qū)以及該柵極之間；一第二摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中該第二摻雜區(qū)與該第一摻雜區(qū)直接接觸并與該第一摻雜區(qū)形成一 P-N接面；以及一第二隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中該第二隔離結(jié)構(gòu)包圍且直接接觸該 第一摻雜區(qū)以及該第二摻雜區(qū)。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞，其特征在于該第二摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū)且該第一摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū)。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞，其特征在于該第一摻雜區(qū)包含一第一重?fù)诫s區(qū)，且該第一重?fù)诫s區(qū)與該第二摻雜區(qū)直接接觸。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞，其特征在于該第二摻雜區(qū)包含一第二重?fù)诫s區(qū)，且該第二重?fù)诫s區(qū)與該第二隔離結(jié)構(gòu)直接接觸。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞，其特征在于該可編程式非易失性存儲(chǔ)胞是利用氧化崩潰現(xiàn)象進(jìn)行編程，且該可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的編程狀態(tài)是取決于該柵極介電層是否破裂。
6.如權(quán)利要求3所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞，其特征在于該第一重?fù)诫s區(qū)和該柵極具有相同的摻質(zhì)類(lèi)型。
7.一種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法，其特征在于包含提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞，并從該等非易失性存儲(chǔ)胞中選擇ー個(gè)作為一目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞，其中各該非易失性存儲(chǔ)胞包含一基底;一第一隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上；一第一摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上；ー柵極，設(shè)置于該第一摻雜區(qū)上；ー柵極介電層，設(shè)置于該第一摻雜區(qū)以及該柵極之間；一第二摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中該第二摻雜區(qū)與該第一摻雜區(qū)直接接觸并與該第一摻雜區(qū)形成一 P-N接面；以及一第二隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中該第二隔離結(jié)構(gòu)包圍且直接接觸該第一摻雜區(qū)以及該第二摻雜區(qū)；以及進(jìn)行ー編程步驟，包含對(duì)該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的該柵極施加一編程電壓以及對(duì)該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的該第二摻雜區(qū)施加O伏特的電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法，其特征在于還包含將除了該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞以外的該等非易失性存儲(chǔ)胞的該柵極施加一小于該編程電壓的電壓；以及將除了該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞以外的該等非易失性存儲(chǔ)胞的該第二摻雜區(qū)施加一小于該編程電壓的電壓。
9.如權(quán)利要求7所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法，其特征在于該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞進(jìn)行編程時(shí)，其氧化層會(huì)破裂，以從ー電容形態(tài)轉(zhuǎn)變成為ー電阻形態(tài)。
10.如權(quán)利要求7所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法，其特征在于該等非易失性存儲(chǔ)胞的各該第二摻雜區(qū)分別電性連結(jié)至一位元線，且該等非易失性存儲(chǔ)胞的各該柵極分別電性連接至一字元線。
11.如權(quán)利要求7所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的編程方法，其特征在于該第ニ摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū)且該第一摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū)。
12.—種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的讀取方法，其特征在于包含提供多個(gè)非易失性存儲(chǔ)胞，并從該等非易失性存儲(chǔ)胞中選擇ー個(gè)作為一目標(biāo)非易失性 存儲(chǔ)胞，其中各該非易失性存儲(chǔ)胞包含一基底;一第一隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上；一第一摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上；ー柵極，設(shè)置于該第一摻雜區(qū)上；ー柵極介電層，設(shè)置于該第一摻雜區(qū)以及該柵極之間；一第二摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上，該第二摻雜區(qū)與該第一摻雜區(qū)直接接觸并與該第一摻雜區(qū)形成一 P-N接面；以及一第二隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該第一隔離結(jié)構(gòu)上，該第二隔離結(jié)構(gòu)包圍且直接接觸該第一摻雜區(qū)以及該第二摻雜區(qū)；以及進(jìn)行ー讀取步驟，包含對(duì)該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的該柵極施加一標(biāo)準(zhǔn)電壓以及對(duì)該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞的該第二摻雜區(qū)施加O伏特的電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的讀取方法，其特征在于還包含將除了該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞以外的該等非易失性存儲(chǔ)胞的該柵極施加一小于該標(biāo)準(zhǔn)電壓的電壓；以及將除了該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞以外的該等非易失性存儲(chǔ)胞的該第二摻雜區(qū)施加一小于該標(biāo)準(zhǔn)電壓的電壓。
14.如權(quán)利要求12所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的讀取方法，其特征在于若偵測(cè)到電流訊號(hào)，則判斷該目標(biāo)非易失性存儲(chǔ)胞為已編程。
15.如權(quán)利要求12所述的ー種可編程式非易失性存儲(chǔ)胞的讀取方法，其特征在于該第ニ摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū)且該第一摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種非易失性存儲(chǔ)胞的結(jié)構(gòu)。一第一隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置于一基底以及一半導(dǎo)體層之間，以形成一硅覆絕緣結(jié)構(gòu)。第一摻雜區(qū)位于部份的半導(dǎo)體層中。一柵極設(shè)置在第一摻雜區(qū)上。一柵極介電層設(shè)置在柵極以及第一摻雜區(qū)之間。一第二摻雜區(qū)設(shè)置在半導(dǎo)體層中并位于第一摻雜區(qū)以外的區(qū)域。第二隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)上，其中第二隔離結(jié)構(gòu)包圍且直接接觸第一摻雜區(qū)以及第二摻雜區(qū)。
文檔編號(hào)G11C16/10GK102820303SQ201110410839
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者陳信銘, 盧皓彥, 王世辰, 楊青松 申請(qǐng)人:力旺電子股份有限公司