一种隔离式sonos pflash开关单元结构
技术领域
1.本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种隔离式sonos pflash开关单元结构。
背景技术：
2.随着航空航天、电子对抗、通信领域等各大重点工程要求电子系统向多功能、高速率、小型化及低功耗方向发展，对高可靠、抗辐射可编程逻辑器件的需求愈发突出。
3.flash开关单元是实现可重构的flash型可编程逻辑器件及内核的基本组成单元，与sram、反熔丝开关单元相比。flash开关单元具有上电即运行、抗单粒子性能较强、可重构性等优势。flash型开关单元包括浮栅型(fg，floating gate)flash开关单元与电荷俘获型(cp，charge trapping)flash开关单元；其中，浮栅型flash开关单元通过浮栅存储电荷，电荷保持能力较差，且浮栅器件特征尺寸不易收缩，限制其向65nm以下工艺节点发展。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种隔离式sonos pflash开关单元结构，以解决背景技术中的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种隔离式sonos pflash开关单元结构，包括sonos pflash编程/
擦除管t11、sonos pflash编程/擦除管t12、pmos型选择管t21、pmos型隔离管t22和pmos型
信号传输管t3，其中，
6.
所述sonos pflash编程/擦除管t11的源端、所述pmos型选择管t21的源端、所述pmos型隔离管t22的漏端三端互连；所述pmos型选择管t21的漏端与所述sonos pflash编程/擦除管t12的源端连接；所述pmos型隔离管t22的源端与所述pmos型信号传输管t3的栅端连接；
7.所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21和所述pmos型隔离管t22位于同一n阱中。
8.在一种实施方式中，所述sonos pflash编程/擦除管t11和所述sonos pflash编程/擦除管t12共控制栅cg，所述sonos pflash编程/擦除管t11和t12采用带带隧穿编程方式和福勒－诺德海姆擦除方式实现其
电位传递与电位阻断功能。
9.在一种实施方式中，所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作时，在所述pmos型选择管t21的栅端加一电位使所述pmos型选择管t21处于关断状态，在所述pmos型隔离管t22的栅端加一电位使所述pmos型隔离管t22处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端加一负电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端加一正电位，采用带带隧穿编程方式使电子进入所述sonos pflash编程/擦除管t11的氮化物俘获层。
10.在一种实施方式中，所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作时，在所述pmos型选择管t21的栅端加一电位使所述pmos型选择管t21处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端加一负电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅
端加一正电位，采用带带隧穿编程方式使电子进入所述sonos pflash编程/擦除管t12的氮化物俘获层。
11.在一种实施方式中，所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作时，在所述pmos型隔离管t22的栅端加一电位使所述pmos型隔离管t22处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t11和t12所在n阱、所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端加一正电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12的栅端加一负电位，采用福勒－诺德海姆擦除方式使电子流出所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12的氮化物俘获层。
12.在一种实施方式中，所述pmos型信号传输管t3处于开态的第一种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端均接gnd电位，所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端均接-vcc电位，使-vcc电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的开态。
13.在一种实施方式中，所述pmos型信号传输管t3处于开态的第二种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端接gnd电位，所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端接-vcc电位，使-vcc电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的开态。
14.在一种实施方式中，所述pmos型信号传输管t3处于关态的第一种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端均接-vcc电位，所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端接gnd电位，使gnd电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的关态。
15.在一种实施方式中，所述pmos型信号传输管t3处于关态的第二种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端均接-vcc电位，所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端均接gnd电位，使gnd电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述
pmos型信号传输管t3的关态。
16.本发明提供的一种隔离式sonos pflash开关单元结构，采用间接耦合型结构，sonos pflash编程/擦除管采用带带隧穿编程方式和福勒－诺德海姆擦除方式分别实现其电位传递与电位阻断功能，可以减少隧道氧化层损伤，避免过擦除导致器件失效的异常现象，有利于提高其耐久性。本发明的隔离式sonos pflash开关单元结构通过sonos pflash编程/擦除管传递电位至信号传输管的栅端，控制信号传输管的开/关态；同时通过隔离管有效实现了信号传输管与sonos pflash编程/擦除管的隔离，增强其抗干扰能力。sonos pflash管作为编程/擦除管，其电荷保持寿命长，进一步增强了开关单元的可靠性；同时，其信号传输管可以采用低压mos管，可有效提升其驱动能力，增强其控制信号传输的速度。sonos pflash开关单元特征尺寸可进一步收缩，从而实现低功耗、高速、高可靠、高集成度的flash型可编程逻辑器件制备。
附图说明
17.图1为本发明提供的一种隔离式sonos pflash开关单元结构示意图；
18.图2为本发明中pmos型信号传输管t3处于开态的第一种信号传输路径示意图；
19.图3为本发明中pmos型信号传输管t3处于开态的第二种信号传输路径示意图；
20.图4为本发明中pmos型信号传输管t3处于关态的第一种信号传输路径示意图；
21.图5为本发明中pmos型信号传输管t3处于关态的第二种信号传输路径示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种隔离式sonos pflash开关单元结构作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
23.本发明提供一种隔离式sonos pflash开关单元结构，如图1所示，包括sonos pflash编程/擦除管t11和t12、pmos型选择管t21、pmos型隔离管t22和pmos型信号传输管t3。
24.请继续参阅图1，所述sonos pflash编程/擦除管t11的源端、所述pmos型选择管t21的源端、所述pmos型隔离管t22的漏端三端互连；所述pmos型选择管t21的漏端与所述sonos pflash编程/擦除管t12的源端连接；所述pmos型隔离管t22的源端与所述pmos型信号传输管t3的栅端连接。所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21和所述pmos型隔离管t22位于同一n阱b1中，所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端同为cg，即共控制栅端；sonos pflash编程/擦除管t11和t12均采用带带隧穿编程方式和福勒－诺德海姆擦除方式分别实现其电位传递与电位阻断功能。
25.所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作时，在所述pmos型选择管t21的栅端sg1加一电位使所述pmos型选择管t21处于关断状态，在所述pmos型隔离管t22的栅端sg2加一电位使所述pmos型隔离管t22处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端d1加一负电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端cg加一正电位，采
用带带隧穿编程方式使电子进入所述sonos pflash编程/擦除管t11的氮化物俘获层。
26.所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作时，在所述pmos型选择管t21的栅端sg1加一电位使所述pmos型选择管t21处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端d2加一负电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端cg加一正电位，采用带带隧穿编程方式使电子进入所述sonos pflash编程/擦除管t12的氮化物俘获层。
27.所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12同时进行擦除操作时，在所述pmos型隔离管t22的栅端sg2加一电位使所述pmos型隔离管t22处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端d1、n阱b1、所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端d2加一正电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12的共控制栅端cg加一负电位，采用福勒－诺德海姆擦除方式使电子流出所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12的氮化物俘获层。
28.如图2所示，所述pmos型信号传输管t3处于开态的第一种操作方法步骤为：(1)对sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端d2、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端cg、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端cg均接gnd电位，所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端d1、所述pmos型选择管t21的栅端sg1、所述pmos型隔离管t22的栅端sg2均接-vcc电位，使-vcc电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的开态。
29.如图3所示，所述pmos型信号传输管t3处于开态的第二种操作方法步骤为：(1)对sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端d1、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端cg、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端cg均接gnd电位，所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端d2、所述pmos型选择管t21的栅端sg1、所述pmos型隔离管t22的栅端sg2均接-vcc电位，使-vcc电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现pmos型信号传输管t3的开态。
30.如图4所示，所述pmos型信号传输管t3处于关态的第一种操作方法步骤为：1)对sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端d2、所述pmos型选择管t21的栅端sg1、所述pmos型隔离管t22的栅端sg2均接-vcc电位，所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端d1、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端cg、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端cg接gnd电位，使gnd电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的关态。
31.如图5所示，所述pmos型信号传输管t3处于关态的第二种操作方法步骤为：(1)对sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端d1、所述pmos型选择管t21的栅端sg1、所述pmos型隔离管t22的栅端sg2均接-vcc电位，所述sonos pflash编程/擦除
管t12的漏端d2、所述sonos pflash编程/擦除t12的栅端cg、所述sonos pflash编程/擦除t11的栅端cg均接gnd电位，使gnd电位通过所述sonos pflash编程/擦除t12、所述pmos型选择管t21、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现pmos型信号传输管t3的关态。
32.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
技术特征：
1.一种隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，包括sonos pflash编程/擦除管t11、sonos pflash编程/擦除管t12、pmos型选择管t21、pmos型隔离管t22和pmos型信号传输管t3，其中，所述sonos pflash编程/擦除管t11的源端、所述pmos型选择管t21的源端、所述pmos型隔离管t22的漏端三端互连；所述pmos型选择管t21的漏端与所述sonos pflash编程/擦除管t12的源端连接；所述pmos型隔离管t22的源端与所述pmos型信号传输管t3的栅端连接；所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21和所述pmos型隔离管t22位于同一n阱中。2.如权利要求1所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述sonos pflash编程/擦除管t11和所述sonos pflash编程/擦除管t12共控制栅cg，所述sonos pflash编程/擦除管t11和t12采用带带隧穿编程方式和福勒－诺德海姆擦除方式实现其电位传递与电位阻断功能。3.如权利要求2所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作时，在所述pmos型选择管t21的栅端加一电位使所述pmos型选择管t21处于关断状态，在所述pmos型隔离管t22的栅端加一电位使所述pmos型隔离管t22处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端加一负电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端加一正电位，采用带带隧穿编程方式使电子进入所述sonos pflash编程/擦除管t11的氮化物俘获层。4.如权利要求3所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作时，在所述pmos型选择管t21的栅端加一电位使所述pmos型选择管t21处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端加一负电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端加一正电位，采用带带隧穿编程方式使电子进入所述sonos pflash编程/擦除管t12的氮化物俘获层。5.如权利要求4所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12同时进行擦除操作时，在所述pmos型隔离管t22的栅端加一电位使所述pmos型隔离管t22处于关断状态，在所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t11和t12所在n阱、所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端加一正电位，同时在所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12的栅端加一负电位，采用福勒－诺德海姆擦除方式使电子流出所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12的氮化物俘获层。6.如权利要求5所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述pmos型信号传输管t3处于开态的第一种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端均接gnd电位，所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端均接-vcc电位，使-vcc电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的开态。7.如权利要求6所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述pmos型信
号传输管t3处于开态的第二种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端接gnd电位，所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端接-vcc电位，使-vcc电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的开态。8.如权利要求7所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述pmos型信号传输管t3处于关态的第一种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t11进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端均接-vcc电位，所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端接gnd电位，使gnd电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t11、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的关态。9.如权利要求8所述的隔离式sonos pflash开关单元结构，其特征在于，所述pmos型信号传输管t3处于关态的第二种操作方法步骤为：(1)对所述sonos pflash编程/擦除管t11、t12进行擦除操作；(2)对所述sonos pflash编程/擦除管t12进行编程操作；(3)所述sonos pflash编程/擦除管t11的漏端、所述pmos型选择管t21的栅端、所述pmos型隔离管t22的栅端均接-vcc电位，所述sonos pflash编程/擦除管t12的漏端、所述sonos pflash编程/擦除管t12的栅端、所述sonos pflash编程/擦除管t11的栅端均接gnd电位，使gnd电位通过所述sonos pflash编程/擦除管t12、所述pmos型选择管t21、所述pmos型隔离管t22传递至所述pmos型信号传输管t3的栅端，由此实现所述pmos型信号传输管t3的关态。
技术总结
本发明公开一种隔离式SONOS pFLASH开关单元结构，属于微电子领域，包括SONOS pFLASH编程/擦除管T11和T12、pMOS型选择管T21、pMOS型隔离管T22和pMOS型信号传输管T3；T11的源端、T21的源端、T22的漏端三端互连；T21的漏端与T12的源端连接；T22的源端与T3的栅端连接；T11、T12、T21和T22位于同一n阱中。本发明采用间接耦合型结构，SONOSpFLASH编程/擦除管采用带带隧穿编程方式和福勒－诺德海姆擦除方式分别实现其电位传递与电位阻断功能，可以减少隧道氧化层损伤，避免过擦除导致器件失效的异常现象，有利于提高其耐久性。有利于提高其耐久性。有利于提高其耐久性。
技术研发人员：
赵伟 魏敬和 刘国柱 魏轶聃 魏应强 隋志远 刘美杰 周颖
受保护的技术使用者：
中国电子科技集团公司第五十八研究所
技术研发日：
2022.08.17
技术公布日：
2022/10/25
