[发明专利]闪存单元及闪存装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储器抗辐照加固领域，特别是涉及一种抗单粒子效应的闪存单元及闪存装置。

背景技术

闪存存储器以其低成本、高可靠性、低功耗等性能优势，已经在非易失存储器领域占据主导地位。随着航天科技的发展，航天器的数据存储介质应用也由一些传统的非易失存储器转向闪存型存储器，以闪存为主要存储介质的大容量固态存储设备已经成为当今航天设备数据存储的主流方案之一。

现有的闪存单元的结构主要包括：衬底、源区、漏区及沟道上方的堆叠的介质层/浮栅层/介质层/控制栅层结构和包裹四层堆叠结构的介质层。现有闪存单元的浮栅层为一体的多晶硅浮栅结构，通过闪存单元的控制栅加高电压，使载流子在电场的加速下具有一定能量，利用量子遂穿效应越过介质层，并保存在浮栅层中，完成数据读写操作，闪存单元存储内容取决于浮栅层所存储的电荷数量。单粒子效应是一种电离辐射效应，采用该结构的闪存单元由于其浮栅层为一体结构，在高能粒子射入闪存单元时(即单粒子效应发生时)，常规闪存单元对高能粒子在源区或漏区产生的局域化效应不具备免疫能力，浮栅层存储的电荷数量发生变化造成存储的数据发生变化或丢失。

现有技术一般采用ECC(Error Correction Circuit)电路，对发生单粒子效应的个别闪存单元进行纠错，但同时也带来如下几个问题：

1.需在原电路基础上增加ECC电路，增大闪存存储器电路整体面积，增加成本。

2.纠错能力有限，只能对少量(通常1-2位)的出错位进行纠错。

3.并不是闪存单元本身抗单粒子能力的提升，对提升大规模闪存存储器的抗单粒子性能帮助有限。

发明内容

本发明旨在提供一种闪存单元及闪存装置，提升闪存单元本身的抗单粒子效应的能力。

为了实现上述目的，本发明的一个方面的一个实施例提供了一种闪存单元，包括：衬底；位于衬底上的第一介质层；位于第一介质层上、具有多个浮栅的浮栅层；所述多个浮栅中相邻浮栅间的隔离层；位于浮栅层上的第二介质层；位于包含第一介质层/浮栅层/第二介质层的三层堆叠结构上的控制栅层；包裹第一介质层/浮栅层/第二介质层/控制栅层的四层堆叠结构的外介质层；以及位于所述三层堆叠结构两侧的源区和漏区。

可选地，所述多个浮栅中的每个为条状。

可选地，所述隔离层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可选地，所述闪存单元还包括场氧化区。

可选地，在源区和漏区之间形成沟道区，所述多个浮栅中的每个浮栅以及每个隔离层平行于所述沟道区，

本发明的另一个方面的一个实施例提供了一种闪存装置,包括如上所述的闪存单元。

由于本发明提供的闪存单元，通过相邻浮栅间的隔离层将常规闪存单元的浮栅层分隔为多个独立的浮栅来存储电荷。当单粒子效应发生时，由于该效应为局域化效应，因此高能粒子只能对个别临近粒子入射区域的浮栅存储的电荷产生影响，其他浮栅因隔离层的存在，不会受到来自单粒子效应的影响，消除了单粒子效应对整个浮栅层中存储电荷的影响，提高了闪存单元本身的抗单粒子性能。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是现有技术闪存单元结构示意图；

图2是图1现有技术闪存单元结构AA’方向剖面示意图；

图3是图1现有技术闪存单元结构BB’方向剖面示意图；

图4是本发明一个实施例抗单粒子效应闪存单元结构示意图；

图5是本发明一个实施例闪存单元结构AA’方向剖面示意图；

图6是本发明一个实施例闪存单元结构BB’方向剖面示意图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是现有技术闪存单元示意图。包括：衬底100，位于衬底100上的第一介质层105-2，位于第一介质层105-2上的浮栅层106，位于浮栅层106上的第二介质层105-1，位于由第一介质层105-2/浮栅层106/第二介质层105-1组成的三层堆叠结构上的控制栅层107，包裹整个第一介质层105-2/浮栅层106/第二介质层105-1/控制栅层107的四层堆叠结构的外介质层105，以及衬底100内位于三层堆叠结构两侧的源区101和漏区102，和场氧化区104(结合图3所示)。