JP4846979B2

Multi-state non-volatile integrated circuit memory systems that employ dielectric storage elements

Abstract

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JP4846979B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 44

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Expired 31 October 2022, 3.9 years ago.

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12 claims: 3 independent, 9 dependent

  1. 1
    不揮発性メモリセルアレイにおいて、個々のメモリセルからなるソース/ドレイン領域(152,153;185,186,187;341,343)間の半導体基板(163;183;257;301)の表面上の電荷 格納 誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の 中の水平で同一平面上の 複数の隣接領域(171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)にデータを表す電荷レベルを格納する方法であって、 ソース側注入、ホットエレクトロン注入、ファウラー-ノルドハイムトンネリング、およびバリスティック注入からなるグループの中から選択された少なくとも2つの異なるメカニズムによって、前記複数の隣接領域(171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)のうちの第1および第2の領域に電荷を格納するステップを含み、 前記第1および第2の領 域の うちの個々の領域に3以上の電荷レベルを格納し、それによって、前記第1および第2の領 域の うちの個々の領域に2以上のビットデータを格納する方法。
  2. 2
    請求項1記載の方法において、 個々のメモリセルからなるソース/ドレイン領域(152,153;185,186,187;341,343)間の少なくとも1つの導電性制御ゲート(157,160;189~194;241~244;317~323,353,355)と半導体基板(163;183;257;301)の表面との間に誘電体が挟持され、 ソース側注入により前記複数の隣接領域(171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)のうちの第1の領域に電荷を格納するステップと、ホットエレクトロン注入により前記複数の隣接領域(171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)のうちの第2の領域に電荷を格納するステップとをさらに有する方法。
  3. 3
    導電性 制御 ゲート(157,160;189~194;241~244;317~323;353;355)と、ソース/ドレイン領域(152,153;185,186,187;341,343)間の表面にわたって延在する半導電性チャネル内の 半導体 基板(163;183;257;301)の表面との間に配置された電荷格納誘電体 (165;201;245,246,247,248,249;297;306) を個々に有するメモリセルアレイを含むタイプの不揮発性メモリであって、 少なくとも前記導電性 制御 ゲート(157,160;189~194;241~244;317~323;353;355)と接続可能な電圧源とソース/ドレイン領域(152,153;185,186,187;341,343)とを含み、ソース側注入、ホットエレクトロン注入、ファウラー-ノルドハイムトンネリング、およびバリスティック注入からなるグループの中から選択されたメカニズムによって個々のアドレス指定されたメモリセルのチャネルにわたる電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の 中の水平で同一平面上の複数の隣接領域 (171~174;211~214;265~267;269~272;327~330) のうちの少なくとも2つの重ならない領域 に電荷が 半導体 基板(163;183;257;301)から注入される大きさで電圧を供給して、プログラムされるべきデータに従って3以上のレベルのうちの1つのレベルにチャネルのそれぞれの少なくとも2つの部分のしきい値を調整するレベルにし、それによって前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の 中の前記複数の隣接領域 (171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)の うちの少なくとも2つの規定された重ならない領域の 個々の領 域が そのような2以上のビットデータを格納することができるプログラミング回路と、 読み出し用回路であって、 前記少なくとも導電性 制御 ゲート(157,160;189~194;241~244;317~323;353;355)と接続可能な電圧源と、 前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の 中の前記複数の隣接領域 (171~174;211~214;265~267;269~272;327~330) のうちの重ならない領域 に格納された電荷レベルを測定し、それによって前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の 中の前記複数の隣接領域(171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)のうちの 個々の規定された領域から2以上のビットデータを読み出すための個々のアドレス指定されたメモリセルのソース/ドレイン領域 (152,153;185,186,187;341,343) のうちの少なくとも一方の領域と接続可能なセンス増幅器と、を含む読み出し用回路と、 を備えるメモリ。
  4. 4
    請求項3記載のメモリにおいて、 前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)は、窒化シリコンを含むメモリ。
  5. 5
    請求項3~4のいずれか記載のメモリにおいて、 前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)は、シリコン・リッチ・シリコン二酸化物を含むメモリ。
  6. 6
    請求項3~5のいずれか記載のメモリにおいて、 前記電荷は、4つのしきい値レベルの範囲に注入されるメモリ。
  7. 7
    請求項3~5のいずれか記載のメモリにおいて、 前記電荷は、5以上のしきい値レベルの範囲に注入されるメモリ。
  8. 8
    請求項3~7のいずれか記載のメモリにおいて、 個々のメモリセルは、少なくともソース/ドレイン領域(152,153;185,186,187;341,343)間のチャネルに沿って連続して延在する前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)をさらに含むメモリ。
  9. 9
    請求項3記載のメモリにおいて、 前記 導電性制御 ゲート(157,160;189~194;241~244;317~323;353;355)は、その下に前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の中 の前記複数の隣接領域 (171~174;211~214;265~267;269~272;327~330) のうちの少なくとも2つの規定された重ならない領域 を有するチャネルの別個のセグメントにわたって配置された少なくとも2つのゲートを含むメモリ。
  10. 10
    請求項9記載のメモリにおいて、 前記電荷格納誘電体(165;201;245,246,247,248,249;297;306)の中の 前記複数の隣接 領域(171~174;211~214;265~267;269~272;327~330)のうちの少なくとも1つの領域は、少なくとも2つのゲー トの それぞれの下に配置されるメモリ。
  11. 11
    請求項9記載のメモリにおいて、 前記少なくとも2つのゲー トは 、チャネルに対して垂直な方向に延在する長さを有する導電性ラインから形成された少なくとも2つのゲー トを 含むメモリ。
  12. 12
    請求項9記載のメモリにおいて、 前記少なくとも2つのゲー トは 、チャネルに対して垂直な方向に延在する長さを有する導電性ラインから形成された少なくとも1つのゲー トと 、チャネルと平行する方向に延在する長さを有する導電性ラインから形成された少なくとも1つのゲー トと を含むメモリ。
Independent claims12