[发明专利]利用超薄介质击穿现象的半导体存储器单元和存储器阵列

权利要求书

1.可用于存储器阵列、具有选线和存取线的一种可编程只读存储器单元，其特征是该存储器单元包括：

具有一个栅极、在栅极下有一层栅介质、在栅介质和栅极下面具有在空间上分开并在其间形成一沟道区的第1和第2掺杂半导体区的一种MOS场效应晶体管；

具有一个导电结构、在导电结构下有一层超薄介质、在超薄介质和导电结构下面有第1掺杂半导体区的一种MOS数据存储元件。MOS数据存储元件的第1掺杂半导体区与MOS场效应晶体管的第1掺杂半导体区连接在一起；

一选线段与MOS场效应晶体管的栅极连接在一起；

第1存取线段与MOS场效应晶体管的第2掺杂半导体区连接在一起；

第2存取线段与MOS数据存储元件的导电结构连接在一起。

2.按权利要求1所述的存储器单元，其特征是：每一个MOS数据存储元件在其超薄介质和导电结构的下面和邻接MOS数据存储元件的第1掺杂区的地方都有一个反型—启动区。

3.按权利要求1所述的存储器单元，其特征是：每一个MOS数据存储元件在其超薄介质和导电结构的下面都有一个第2掺杂区并与MOS数据存储元件的第1掺杂区集成在一起。

4.按权利要求1所述的存储器单元，其特征是：MOS场效应晶体管的栅介质和MOS数据存储元件的超薄介质通过一公共的超薄栅氧化层形成。

5.按权利要求1所述的存储器单元，其特征是：MOS场效应晶体管的栅介质厚于MOS数据存储元件的超薄介质。

6.可用于存储器阵列、具有选线和存取线的一种可编程只读存储器单元，其特征是该存储器单元包括：在两条存取线之间与一个数据存储元件串联在一起的一个选择晶体管，该选择晶体管的栅极又与选线中的一条连在一起；数据存储元件具有用于物理数据存储的一层超薄介质。

7.按权利要求6所述的存储器单元，其特征是：数据存储元件是一种MOS半晶体管。

8.按权利要求6所述的存储器单元，其特征是：数据存储元件是一种MOS电容。

9.操作一种可编程只读存储器阵列的方法，其特征是：该可编程存储器阵列包括：大量的行线、大量的列线、至少一条源线、位于行线和列线各个交叉点的大量存储器单元；每一个存储器单元包括：在一条列线和至少一条源线之间与一个MOS数据存储元件串联在一起的一个MOS场效应晶体管，该MOS晶体管的栅极又与一条行线连在一起；和一个具有超薄介质用于物理数据存储的MOS数据存储元件；该操作方法包括：

给选择的一条行线加上第1个电压是栅极与该选择的行线连在一起的每一个MOS场效应晶体管导通；

给被选上的一条列线加上第2个电压；

给至少一条源线加上第3个电压；

第2个电压和第3个电压使与被选上的行线和被选上的列线连在一起的存储器单元的超薄介质的两端产生一个电位差足以击穿存储器单元的超薄介质。

10.按权利要求9所述的操作一种可编程只读存储器阵列的方法，其特征是：超薄介质的击穿是一种硬击穿。

11.按权利要求9所述的操作一种可编程只读存储器阵列的方法，其特征是：超薄介质的击穿是一种软击穿。

12.按权利要求9所述的操作一种可编程只读存储器阵列的方法，其特征是：第1个电压约为2.5V，第2个电压约为7V，第3个电压约为0V。

13.按权利要求9所述的操作一种可编程只读存储器阵列的方法，其特征是：第1个电压约为7V，第2个电压约为7V，第3个电压约为0V。

14.按权利要求9所述的操作一种可编程只读存储器阵列的方法，其特征是：第1个电压约为2.5V，第2个电压约为2.5V，第3个电压约为-4.5V。