본 발명은 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명은 종래의 SONOS 구조의 비휘발성 메모리 소자의 블로킹 절연막을, 평상시에 고저항 상태를 유지하다가 문턱전압 이상의 전압이 인가되는 동안에만 저저항 상태로 변화되고 인가되는 전압을 제거하면 다시 고저항 상태로 환원되는 문턱전압 스위칭 물질로 대체하고, 게이트 전극층에 문턱 전압 이상의 전압 펄스를 인가하여, 게이트 전극층으로부터 문턱전압 스위칭 물질로 이루어진 절연막을 통해서 전하 포획층으로 전하를 주입하여 프로그램을 수행한다. 따라서, 본 발명의 비휘발성 메모리 소자는 프로그램시에 터널링을 이용하지 않을뿐만 아니라, 문턱전압 스위칭 물질의 저항 상태를 저저항 상태로 변환하여 프로그램을 수행한 후, 전하 포획층에 포획된 전하를 유지하기 위해서, 문턱전압 스위칭 물질의 저항 상태를 다시 고저항 상태로 변환하기 위한 별도의 전압 펄스를 인가하지 않아도 되므로, 종래의 SONOS 구조의 비휘발성 메모리 소자에 비해서 신속한 프로그램이 가능하다. 또한, 본 발명의 비휘발성 메모리 소자는 프로그램시에 터널링 방식을 이용하지 않으므로, 전하 포획층과 기판 사이의 절연막을 두께를 충분히 두껍게 형성하여 10년 이상의 데이터 보유 특성을 확보할 수 있으므로, 기존의 SONOS 구조의 비휘발성 메모리 소자에 비하여 신뢰성이 높다.
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