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반도체 기판상에 터널 절연막, 제 1 전하 포획층, 전하 격리층, 제 2 전하 포획층, 블로킹 절연막이 순차적으로 형성된 메모리층; 및상기 블로킹 절연막상에 형성된 게이트 전극층을 포함하고,상기 제 1 전하 포획층 및 상기 제 2 전하 주입층에 전하가 주입되지 않은 상태에서는 제 1 레벨을 나타내고,상기 제 1 전하 포획층에만 전하가 주입된 경우에는 제 2 레벨을 나타나며,상기 제 2 전하 포획층에만 전하가 주입된 경우에는 제 3 레벨을 나타내고,상기 제 1 전하 포획층과 상기 제 2 전하 포획층에 모두 전하가 주입된 경우에는 제 4 레벨을 나타냄으로써, 멀티 비트로 프로그램 가능하고,상기 제 3 레벨을 나타내기 위해서상기 블로킹 절연막을 통해서 상기 게이트 전극층으로부터 상기 제 2 전하 포획층으로 전하가 주입되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 제 2 전하 포획층은 상기 제 1 전하 포획층 이상의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전하 포획층은 3 내지 150 nm 의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전하 포획층은 4 내지 160 nm 의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전하 포획층은 질화막, 고유전상수를 갖는 물질, 및 비정질 폴리 실리콘 물질 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전하 포획층은 텅스텐, 몰리브덴, 코발트, 니켈, 백금, 로듐, 팔라듐 및 이리듐으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나의 금속 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전하 포획층은 실리콘, 게르마늄, 실리콘과 게르마늄의 혼합물, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나의 반도체 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 제 4 레벨을 나타내기 위해서상기 터널 절연막을 통해서 상기 반도체 기판으로부터 상기 제 1 전하 포획층 및 상기 제 2 전하 포획층으로 전하가 주입되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자
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제 1 항 내지 제 7 항, 및 제 10 항 중 어느 한 항의 메모리 소자를 프로그램하는 방법으로서, 상기 게이트 전극층에 양의 제 1 전압을 인가하여 상기 기판으로부터 상기 제 1 전하 포획층으로 전하를 주입하여 01 상태를 저장하는 단계;상기 게이트 전극층에 음의 제 2 전압을 인가하여 상기 게이트 전극층으로부터 상기 제 2 전하 포획층으로 전하를 주입하여 10 상태를 저장하는 단계; 및상기 게이트 전극층에 상기 제 1 전압보다 큰 양의 제 2 전압을 인가하여 상기 기판으로부터 상기 제 1 전하 포획층 및 상기 제 2 전하 포획층으로 전하를 주입시켜 11 상태를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자 프로그램 방법
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