[发明专利]具有辅助栅极的非易失性存储单元结构及其存储器数组

权利要求书

1.一种非易失性存储器数组，其特征在于，包含：

多个非易失性存储单元，其中各非易失性存储单元包含：

一半导体衬底，其中具有一第一N型阱区；

一第一氧化物定义区及一第二氧化物定义区，设置在所述半导体衬底内；

一P型金氧半选择晶体管，设置在所述第一氧化物定义区上，其中所述P型金氧半选择晶体管包含一选择栅极、一第一P⁺源极掺杂区，位于所述第一N型阱区，以及一第二P⁺源极掺杂区与所述第一P⁺源极掺杂区分隔开；

一P型金氧半浮动栅极晶体管，与所述P型金氧半选择晶体管串联，并且设置在所述第一氧化物定义区上，其中所述P型金氧半浮动栅极晶体管包含一浮动栅极，覆盖所述第一氧化物定义区、所述第二P⁺源极掺杂区，以及一第三P⁺源极掺杂区与所述第二P⁺源极掺杂区分隔开，其中所述P型金氧半浮动栅极晶体管是所述非易失性存储单元的电荷贮存元件；以及

一辅助栅极，自所述浮动栅极凸出延伸至所述第二氧化物定义区的一边缘，使得所述辅助栅极与所述第二氧化物定义区电容耦合，其中所述辅助栅极与所述浮动栅极由单层多晶硅一体构成；

多条字线，沿着一第一方向延伸，其中各所述字线电连接至各所述多个非易失性存储单元中的所述P型金氧半选择晶体管的所述选择栅极；

多条位线，沿着一第二方向延伸，其中各所述位线电连接至各所述多个非易失性存储单元中的所述P型金氧半浮动栅极晶体管的所述第三P⁺源极掺杂区；以及

多条源极线，其中所述源极线电连接至各所述多个非易失性存储单元中的所述P型金氧半选择晶体管的所述第一P⁺源极掺杂区。

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述第一氧化物定义区及所述第二氧化物定义区设置在所述第一N型阱区内。

3.根据权利要求1所述的非易失性存储器数组，其特征在于，借由所述N型阱区的一偏压来控制一耦合至所述辅助栅极的一感应电压。

4.根据权利要求1所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。

5.根据权利要求1所述的非易失性存储器数组，其特征在于，在所述半导体衬底内另包含一P型阱区及一第三氧化物定义区。

6.根据权利要求5所述的非易失性存储器数组，其特征在于，另包含一擦除栅极，从所述浮动栅极连续延伸并且横越所述第一N型阱区和所述P型阱区的接合处。

7.根据权利要求6所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述擦除栅极的一末端重叠所述第三氧化物定义区，使得所述擦除栅极与所述第三氧化物定义区电容耦合。

8.根据权利要求5所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述第一氧化物定义区设置在所述第一N型阱区内，而所述第二氧化物定义区设置在所述P型阱区内。

9.根据权利要求8所述的非易失性存储器数组，其特征在于，另包含一第二N型阱区，其中所述第三氧化物定义区设置在所述第二N型阱区内。

10.根据权利要求5所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述第一氧化物定义区及所述第二氧化物定义区设置在所述第一N型阱区内，以及所述第三氧化物定义区设置在所述P型阱区内。

11.根据权利要求5所述的非易失性存储器数组，其特征在于，另包含多条擦除线，用以将一擦除线电压电容耦合至各所述多个非易失性存储单元中的所述辅助栅极。

12.根据权利要求11所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述擦除线沿着所述第一方向延伸。

13.根据权利要求11所述的非易失性存储器数组，其特征在于，各所述擦除线电连接至所述第三氧化物定义区中的一掺杂区。

14.根据权利要求11所述的非易失性存储器数组，其特征在于，所述擦除线、所述位线及所述源极线形成于一金属内连架构中。