[发明专利]新颖的低功率非易失性存储器和栅极堆叠

权利要求书

1.一种非易失性存储器单元，其包括：

第一和第二源极/漏极区，其形成在衬底中、通过沟道区耦合；

非对称带隙隧道绝缘体层，其含有形成在所述沟道区和/或第一和第二源极/漏极区上的两个或两个以上子层，其中所述两个或两个以上子层包括具有增加的导带偏移的若干层；

捕获层，其形成在所述隧道绝缘体层上；

电荷阻挡层，其形成在所述捕获层上；以及

控制栅极，其形成在所述电荷阻挡层上。

2.根据权利要求1和44所述的非易失性存储器单元，其中一个或一个以上非易失性存储器单元形成在非易失性存储器装置的非易失性存储器阵列中，所述非易失性存储器装置包括：

非易失性存储器阵列，其含有形成为多行和多列的多个非易失性存储器单元；

存储器接口；以及

控制电路，其耦合到所述存储器接口和所述非易失性存储器阵列。

3.根据权利要求2所述的非易失性存储器单元，其中所述非易失性存储器装置的所述接口是同步存储器接口。

4.根据权利要求2所述的非易失性存储器单元，其中所述非易失性存储器装置适合在数据正被写入到所述存储器阵列时将所述写入数据高速缓存在写入高速缓冲存储器中。

5.根据权利要求2所述的非易失性存储器单元，其中所述非易失性存储器装置的所述存储器阵列的所述多个非易失性存储器单元进一步设置成NOR结构的存储器阵列和NAND结构的存储器阵列之一。

6.根据权利要求2、3、4和5所述的非易失性存储器单元，其中所述非易失性存储器装置包含在系统中，所述系统包括：

处理器，其耦合到至少一个非易失性存储器装置，其中所述至少一个非易失性存储器装置包括：

含有形成为多行和多列的多个非易失性存储器单元的非易失性存储器阵列；

存储器接口；以及

耦合到所述存储器接口和所述非易失性存储器阵列的控制电路。

7.根据权利要求6所述的非易失性存储器单元，其中所述系统适合利用所述非易失性存储器作为通用存储器，并实现易失性存储器(RAM)和非易失性存储器(ROM)两者的短期和长期存储功能。

8.根据权利要求6所述的非易失性存储器单元，其中所述系统适合用读取高速缓存、写入高速缓存、存储器交叉和多层级存储器结构中的一者来存取所述非易失性存储器。

9.根据权利要求1、2、6和44所述的非易失性存储器单元，其中所述隧道绝缘体层的所述两个或两个以上子层包括具有增加的导带偏移的两个或两个以上介电材料子层，其中所述两个或两个以上介电材料子层中的每一者是从氧化物、混合氧化物、氮化物、氮氧化物、混合氮氧化物和硅酸盐中的一者选出的。

10.根据权利要求1、2、6和44所述的非易失性存储器单元，其中所述隧道绝缘体层的所述两个或两个以上子层是从以下中的一者选出的：Al₂O₃、Pr₂O₃、TiO₂、SiO₂、HfO₂、ZrO₂、SiN、AIN、HfN、富含氧的SiON(折射率大约为1.5)、富含氮的SiON(折射率大约为1.8)、Hf和Al的混合氧化物、Hf和Ti的混合氧化物、Hf和Si的混合氧化物以及Hf和Si的混合氮氧化物。

11.根据权利要求9所述的非易失性存储器单元，其中所述隧道绝缘体层的所述两个或两个以上子层包括两个子层，其中第一和第二子层是SiO₂和Pr₂O₃、SiO₂和TiO₂以及SiO₂和HfO₂中的一者。