[發明專利]半導體存儲器有效
| 申請號: | 201210069785.9 | 申請日: | 2012-03-16 |
| 公開(公告)號: | CN102683387A | 公開(公告)日: | 2012-09-19 |
| 發明(設計)人: | 大場竜二 | 申請(專利權)人: | 株式會社東芝 |
| 主分類號: | H01L29/06 | 分類號: | H01L29/06;H01L27/115 |
| 代理公司: | 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038 | 代理人: | 曹瑾 |
| 地址: | 日本*** | 國省代碼: | 日本;JP |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 半導體 存儲器 | ||
1.一種半導體存儲器,該半導體存儲器包括:
具有溝道區的半導體襯底;
第一隧道絕緣膜,形成在所述半導體襯底的所述溝道區上;
第一細粒層,形成在所述第一隧道絕緣膜上,所述第一細粒層包括滿足庫侖阻塞條件的多個第一導電細粒;
第二隧道絕緣膜,形成在所述第一細粒層上;
第二細粒層,形成在所述第二隧道絕緣膜上,所述第二細粒層包括滿足所述庫侖阻塞條件的多個第二導電細粒,其中,所述多個第二導電細粒的平均顆粒直徑大于所述多個第一導電細粒的平均顆粒直徑;
第三隧道絕緣膜,形成在所述第二細粒層上;
第三細粒層,形成在所述第三隧道絕緣膜上,所述第三細粒層包括滿足所述庫侖阻塞條件的多個第三導電細粒,其中,所述多個第三導電細粒的平均顆粒直徑小于所述多個第二導電細粒的平均顆粒直徑;
第四隧道絕緣膜,形成在所述第三細粒層上;
電荷存儲膜,形成在所述第四隧道絕緣膜上;
塊絕緣膜,形成在所述電荷存儲膜上;以及
柵極電極,該柵極電極形成在所述塊絕緣膜上。
2.根據權利要求1所述的半導體存儲器,
其中,所述第二隧道絕緣膜或所述第三隧道絕緣膜被形成為使得其隧穿電阻低于具有2nm厚度的氧化硅膜的隧穿電阻。
3.根據權利要求1所述的半導體存儲器,
其中,所述第一導電細粒、所述第二導電細粒以及所述第三導電細粒由硅納米晶體制成。
4.根據權利要求1所述的半導體存儲器,其中,所述第一至第四隧道絕緣膜由氧化硅膜制成。
5.根據權利要求1所述的半導體存儲器,其中,
所述第一細粒層、所述第二細粒層以及所述第三細粒層被形成為滿足由下式表示的關系
min(ΔE,ΔE2)-ΔE1>kBT,
其中:ΔE1是用于對所述第二細粒層中的一個電子充電的平均能量;ΔE是用于對所述第一細粒層中的一個電子充電的平均能量;ΔE2是用于對所述第三細粒層中的一個電子充電的平均能量;kB是玻爾茲曼常數;而T(K)是溫度。
6.根據權利要求1所述的半導體存儲器,其中,
所述第一細粒層、所述第二細粒層以及所述第三細粒層被形成為滿足由下式表示的關系:
min(ΔE,ΔE2)-ΔE1>0.1eV;或
min(ΔE,ΔE2)-ΔE1>0.2eV,
其中:ΔE1是用于對所述第二細粒層中的一個電子充電的平均能量;ΔE是用于對所述第一細粒層中的一個電子充電的平均能量;而ΔE2是用于對所述第三細粒層中的一個電子充電的平均能量。
7.根據權利要求1所述的半導體存儲器,其中,
所述第一導電細粒、所述第二導電細粒以及所述第三導電細粒被形成為滿足由下式表示的關系
d1>max(d,d2)/(1-kBT/[q/{2πε·max(d,d2)}]),
其中:d1是所述第二導電細粒的平均顆粒直徑;d是所述第一導電細粒的平均顆粒直徑;d2是所述第三導電細粒的平均顆粒直徑;kB是玻爾茲曼常數;T(K)是溫度;而q是基本電荷。
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