[发明专利]一种非挥发性存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非挥发性存储器，尤其涉及一种栅介质材料的介电常数可调的非挥发性存储器。

背景技术

半导体存储器技术可以分为挥发性和非挥发性存储器技术。非挥发性存储器由于掉电后数据仍然能够保持，因此在移动存储媒介方面具有更大的优势。当前非挥发性存储器的典型器件结构为浮栅型存储器，其概念早在1967年就被贝尔实验室的D.Kahng和S.M.Sze提出。随后，F.Masuoka等人在1984年发明了浮栅型Flash存储器。1988年，Intel和Toshiba分别推出NAND型和NOR型Flash存储器，非挥发性浮栅Flash存储器进入了一个飞速发展时期。经过多年的发展，Flash存储器的市场规模迅速壮大，从1987的微小市场份额到2007年的238亿美元；而由于技术的发展，Flash存储器的价格也由1987年的$80,000/G降到2008底的不到$1.50/G，平均每年降价超过40％。到目前为止，浮栅型Flash存储器占据了非挥发性存储器90％以上的市场，成为主流的非挥发性存储器技术。

随着摩尔定律的不断发展，微电子技术工艺节点不断向前推进。然后，在2005版国际半导体技术线路图(ITRS)中预测的Flash存储器隧穿氧化层EOT在未来好几个技术代中一直在6-8nm左右，无法实现工艺尺寸的缩小。限制Flash存储器隧穿氧化层无法缩小的主要原因是：如果隧穿氧化层减小到6nm以下，经过反复地擦写后隧穿氧化层很容易发生漏电；由于Flash存储器的电荷是存储在浮栅导体上的，只要隧穿氧化层有一处发生漏电，浮栅上的(可动)电荷将全部可以沿着漏电通道泄露出去，因此所存储的信息也随之丢失。为了满足非挥发性存储器10年的数据保持特性要求，Flash存储器在隧穿氧化层方面很难进一步缩小。

在浮栅Flash存储器等采用电荷进行存储的存储器技术中，随着工艺尺寸的缩小，由于电荷泄露给器件所带来的影响将会越来越大，并将严重地恶化存储器器件特性。为此，开发新型的非电荷存储机制的存储器技术十分重要。

发明内容

本发明针对上述现有浮栅Flash存储器在器件尺寸缩小时所遇到的问题，提供了一种制造工艺简单、制造成本低、兼容CMOS工艺的非电荷存储机制的栅介质介电常数可调非挥发性存储器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种非电荷存储机制的栅介质介电常数可调非挥发性存储器，其基本器件结构包括：

一种非挥发性存储器，其特征包括：衬底、源漏、侧墙、介电常数可调栅介质和栅电极。

上述方案中，所述非挥发性存储器的介电常数可调栅介质在电信号或者光信号或者热信号下其材料的介电常数是可变的。

上述方案中，所述介电常数可调栅介质材料的介电常数在电信号或者光信号或者热信号下发生变化后可以稳定的保持，并且当施加相对应的电信号或者光信号或者热信号后材料的介电常数又可以变回到初始值。

上述方案中，所述的介电常数可调栅介质发生介电常数变化的可以是整层栅介质，也可以是多层叠层栅介质中的某一层或者某几层。

上述方案中，所述的介电常数可调栅介质的材料为无机材料或者有机材料。

上述方案中，所述的非挥发性存储器的栅电极材料为金属、多晶硅、金属氮化物或者金属硅化物。

附图说明

图1是本发明传统浮栅Flash存储器器件结构示意图。

图2是本发明传统浮栅Flash存储器存储特性示意图。

图3是本发明栅介质介电常数可调非挥发性存储器器件结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种非挥发性存储器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

实施例

如图3所示为本发明实施例的一种非挥发性存储器器件结构示意图，其包括衬底(301)、源漏(302)、侧墙、介电常数可调栅介质(303)和栅电极(304)。上述所述介电常数可调栅介质(303)在电信号、光信号或者热信号下其材料的介电常数会发生变化，从而使得器件的电学输出特性发生改变，从而实现不同数据的存储。