專利名稱：非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其數(shù)據(jù)擦除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其數(shù)據(jù)擦除方法。例如，本發(fā)明涉及一種NOR型閃速存儲(chǔ)器和NAN閃速存儲(chǔ)器，在這兩種存儲(chǔ)器中提供各包括多個(gè)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)塊，并且在一個(gè)存儲(chǔ)塊的單位(以存儲(chǔ)塊為單位)中進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，而且本發(fā)明還涉及適用于這些閃速存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擦除方法。
背景技術(shù)：
在非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，將電子注入到大量存儲(chǔ)單元(每個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)1位數(shù)據(jù))中或從大量存儲(chǔ)單元中除去電子，由此改變了存儲(chǔ)單元的閾值，并且儲(chǔ)存在每個(gè)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)表示“1”或“0”(在存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存多值數(shù)據(jù)的情況下，注入的電荷可以根據(jù)被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)而采用四個(gè)級(jí)中的一個(gè))。
一般情況下，在被稱為NOR型閃速存儲(chǔ)器的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，在編程(寫)時(shí)(其中電子注入到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元中)，可以指定以1位的單位進(jìn)行寫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。這是因?yàn)樵谥付ㄎ痪€和字線，并且電壓施加于位線和字線時(shí)，設(shè)置偏壓，從而只使上述存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程。然而，在實(shí)際非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品中，在編程的同時(shí)，即在對(duì)大量存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程的同時(shí)，寫大量位，以便以更高的速度進(jìn)行編程。
另一方面，在數(shù)據(jù)擦除操作中，偏壓施加于字線和阱區(qū)，由此在數(shù)據(jù)擦除處理時(shí)都擦除了彼此共享阱區(qū)的存儲(chǔ)單元(一般情況下，數(shù)據(jù)擦除處理是在由大量存儲(chǔ)單元構(gòu)成的一個(gè)存儲(chǔ)塊的單位中進(jìn)行的)。因此，非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)擦除處理包括下列一系列操作(步驟)，這將參照?qǐng)D1進(jìn)行說(shuō)明，圖1表示了常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)擦除操作中的一系列步驟的流程圖。
首先，在其中隨機(jī)地存在儲(chǔ)存表示“1”的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元(處于擦除狀態(tài))和存儲(chǔ)表示“0”的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元(處于編程(寫)狀態(tài))的存儲(chǔ)塊中，只對(duì)儲(chǔ)存表示“1”的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元進(jìn)行預(yù)編程(即，在數(shù)據(jù)擦除處理之前的寫操作)，其中將要處理的存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為等于或高于電壓編程校驗(yàn)(PV)電平(步驟S101)。圖11A表示沒(méi)有進(jìn)行上述預(yù)編程的存儲(chǔ)單元的閾值的分布，圖11B表示進(jìn)行了上述預(yù)編程的閾值的分布。
然后，作為數(shù)據(jù)擦除處理，擦除存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元(步驟S102)。在這個(gè)處理中，存儲(chǔ)單元的閾值都降低到等于或低于電壓擦除校驗(yàn)(EV)電平。圖11C表示進(jìn)行了上述數(shù)據(jù)擦除處理的存儲(chǔ)單元的分布。
然而，實(shí)際存儲(chǔ)單元的尺寸和厚度等是變化的。因此實(shí)際上，進(jìn)行上述數(shù)據(jù)擦除處理的上述存儲(chǔ)單元當(dāng)中，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)，其中它們的閾值低于電壓過(guò)擦除校驗(yàn)(OEV)電平。因此，在相對(duì)于電壓OEV電平確定為處于過(guò)擦除狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上進(jìn)行弱編程。
下面是常規(guī)非易失存儲(chǔ)器件的弱編程首先，作為校驗(yàn)處理，檢驗(yàn)每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值是否等于或高于電壓OEV電平(步驟S103)。當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平時(shí)，即該存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行弱編程(步驟A104)。這個(gè)弱編程不意味著通過(guò)施加使被儲(chǔ)存在該存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)表示“0”的高電壓而進(jìn)行的編程(寫)，即，意味著通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中的漏極和柵極施加低于該高電壓的電壓而進(jìn)行的編程(寫)。
在利用上述方式進(jìn)行弱編程之后，對(duì)上述存儲(chǔ)單元再次進(jìn)行檢驗(yàn)處理(步驟S103)。而且，在檢驗(yàn)出該存儲(chǔ)單元的閾值仍然低于電壓OEV電平時(shí)，仍然對(duì)該存儲(chǔ)單元再次進(jìn)行弱編程(步驟S104)。重復(fù)進(jìn)行檢驗(yàn)處理和弱編程，直到檢驗(yàn)出該存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平為止。然后，在檢驗(yàn)出該存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平時(shí)，將被處理的存儲(chǔ)單元從上述存儲(chǔ)單元改變?yōu)槠湎乱粋€(gè)存儲(chǔ)單元(步驟S105)。
在將存儲(chǔ)塊中處于過(guò)擦除狀態(tài)的所有存儲(chǔ)單元進(jìn)行了弱編程(步驟S106)之后，檢驗(yàn)所有存儲(chǔ)單元的閾值是否超過(guò)電壓EV電平(步驟S107)。然后，在不存在閾值超過(guò)電壓EV電平的存儲(chǔ)單元時(shí)，結(jié)束數(shù)據(jù)擦除處理。另一方面，當(dāng)存在其閾值超過(guò)電壓EV電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，該步驟再回到步驟S102(數(shù)據(jù)擦除處理)，并且從步驟S102開(kāi)始連續(xù)執(zhí)行這些步驟。如常規(guī)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)擦除操作中的步驟那樣，執(zhí)行這些一系列步驟。
然而，上述常規(guī)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件具有下列問(wèn)題數(shù)據(jù)擦除處理之后，有存在進(jìn)行了數(shù)據(jù)擦除操作使得其閾值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓OEV電平的異常存儲(chǔ)單元(這將在后面稱為異常存儲(chǔ)單元B)的情況。甚至在通過(guò)預(yù)編程而使存儲(chǔ)單元的第一閾值相等的情況下，也會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。認(rèn)為發(fā)生上述問(wèn)題主要是由于上述異常存儲(chǔ)單元的形狀或耦合比等的不正常造成的。
為了更具體地說(shuō)明，如果存在異常存儲(chǔ)單元B(其閾值異常地低)，則出現(xiàn)下列問(wèn)題在弱編程中，漏電流流進(jìn)異常存儲(chǔ)單元B中，結(jié)果是，即使在位于與該異常存儲(chǔ)單元B相同位線上的正常存儲(chǔ)單元A的實(shí)際閾值等于或高于電壓OEV電平時(shí)，也會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為正常存儲(chǔ)單元A的閾值低于其實(shí)際閾值。這是因?yàn)樵谠摯鎯?chǔ)單元中的電流量的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值。因此，對(duì)其閾值實(shí)際上等于或高于電壓OEV電平的正常存儲(chǔ)單元A進(jìn)行弱編程。此時(shí)，在寫操作時(shí)的漏電壓(漏極應(yīng)力)施加于異常存儲(chǔ)單元B中的漏極上，因此少量的電子注入到其中，增加了異常存儲(chǔ)單元B的閾值。通過(guò)這種方式，重復(fù)進(jìn)行弱編程，直到防止漏電流流入處于過(guò)擦除狀態(tài)的異常存儲(chǔ)單元B中為止。如果正常存儲(chǔ)單元A是其閾值接近于電壓EV電平的存儲(chǔ)單元，如圖3所示，當(dāng)由于存在異常存儲(chǔ)單元B而重復(fù)進(jìn)行弱編程時(shí)，其閾值超過(guò)電壓EV。
相應(yīng)地，在檢驗(yàn)處理中，檢驗(yàn)出正常存儲(chǔ)單元A的閾值超過(guò)電壓EV電平，并且將要進(jìn)行的處理返回至數(shù)據(jù)擦除處理。然而，在對(duì)異常存儲(chǔ)單元B再次進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理之后，其閾值大大降低，由于其特性未變(即，它們?nèi)Q于其形狀)，并且其擦除速度很高。在這種情況下，利用上述相同的方式多次重復(fù)進(jìn)行弱編程。通過(guò)這種方式，數(shù)據(jù)擦除操作進(jìn)入無(wú)限環(huán)路，因此不能結(jié)束。
實(shí)際上，當(dāng)相對(duì)于制造指標(biāo)檢查非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品時(shí)，如果用于擦除操作的時(shí)間超過(guò)了給定時(shí)間，則該產(chǎn)品被確定為有缺陷的。因此，根據(jù)常規(guī)方法，有缺陷的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品的比例增加。
此外，上述無(wú)限環(huán)路還發(fā)生在數(shù)據(jù)擦除處理在包括異常存儲(chǔ)單元(以下將稱為異常存儲(chǔ)單元C)的存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行的情況中，其中異常存儲(chǔ)單元的擦除速度非常低。在這種情況下，進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，使得異常存儲(chǔ)單元C的閾值等于或低于電壓EV電平，如圖4所示，結(jié)果是，該存儲(chǔ)塊中的大多數(shù)其它存儲(chǔ)單元的閾值等于或低于OEV電平。通過(guò)這種方式，由于位于與異常存儲(chǔ)單元C相同的位線上的存儲(chǔ)單元的閾值等于或低于電壓EV電平，因此在OFF時(shí)的漏電流很大。因而，在對(duì)每個(gè)上述存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理時(shí)，錯(cuò)誤地確定每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值都低于其實(shí)際閾值，并因此進(jìn)行了比需要次數(shù)更多次數(shù)的弱編程。此時(shí)，由于異常存儲(chǔ)單元C位于與上述存儲(chǔ)單元相同的位線上，異常存儲(chǔ)單元C的閾值增加了漏極應(yīng)力。然后，同樣地，對(duì)其它存儲(chǔ)單元進(jìn)行弱編程，結(jié)果是，異常存儲(chǔ)單元C的閾值進(jìn)一步增加超過(guò)電壓EV電平，如圖5所示。在這種狀態(tài)下，最后，在對(duì)異常存儲(chǔ)單元C進(jìn)行檢驗(yàn)處理時(shí)，檢驗(yàn)出異常存儲(chǔ)單元C的閾值超過(guò)電壓EV電平，并且正要進(jìn)行的處理返回至數(shù)據(jù)擦除處理。結(jié)果是，除了異常存儲(chǔ)單元C以外的大多數(shù)其它存儲(chǔ)單元的閾值變得再次等于或低于電壓OEV電平。因此，漏電流增加，并且利用與上述情況相同的方式，比實(shí)際需要次數(shù)更多次地進(jìn)行弱編程。通過(guò)這種方式，擦除操作進(jìn)入無(wú)限環(huán)路，并且不結(jié)束，因此增加了有缺陷的比例。
如上所述，在非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品中的擦除處理中，如果產(chǎn)生了其中重復(fù)進(jìn)行擦除處理和弱編程的無(wú)限環(huán)路，則該非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品被確定為有缺陷的。因此，如果采用常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的方法，有缺陷的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品的比例增加。此外，即使在非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品中不產(chǎn)生無(wú)限環(huán)路，當(dāng)比需要次數(shù)更多次地進(jìn)行弱編程時(shí)，擦除操作所需的時(shí)間增加，由此使產(chǎn)品的功能退化，并增加了測(cè)試該產(chǎn)品的時(shí)間。
Jpn.Pat.Appln.KOKAI公報(bào)No.8-255489公開(kāi)了下列技術(shù)在對(duì)存儲(chǔ)單元晶體管都進(jìn)行了數(shù)據(jù)擦除處理之后，確定相對(duì)于多個(gè)數(shù)字線中的每個(gè)是否存在處于過(guò)擦除狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元晶體管。如果確定存在處于過(guò)擦除狀態(tài)的存儲(chǔ)單元晶體管，則指定該存儲(chǔ)單元晶體管，并且只在該存儲(chǔ)單元晶體管上進(jìn)行弱編程(寫)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，適用于非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)擦除方法包括通過(guò)執(zhí)行編程操作將多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第一預(yù)定電壓電平或以上，該編程操作是通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元施加電壓進(jìn)行的；通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，只進(jìn)行一次弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；在只執(zhí)行一次弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上重復(fù)執(zhí)行弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，適用于非易失半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)擦除方法包括通過(guò)執(zhí)行編程操作將多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第一預(yù)定電壓電平或以上，該編程操作是通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元施加電壓進(jìn)行的；通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，只進(jìn)行一次第一弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)只執(zhí)行一次第一弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓而執(zhí)行第二弱編程；通過(guò)對(duì)第二弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，重復(fù)執(zhí)行第三弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種適用于非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的用于擦除存儲(chǔ)單元陣列中包含的存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)擦除方法，所述存儲(chǔ)單元陣列包括含有存儲(chǔ)塊的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括存儲(chǔ)單元，所述方法包括通過(guò)將電壓施加于存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元，將包含在存儲(chǔ)單元陣列中的存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為編程檢查電壓電平或以上；作為數(shù)據(jù)擦除處理，通過(guò)擦除該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元，將該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為擦除檢查電壓電平或以下，該擦除檢查電壓電平低于編程檢查電壓電平；相繼地檢驗(yàn)該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值，并且(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，所述過(guò)擦除檢查電壓電平低于擦除檢查電壓電平，在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上只執(zhí)行一次弱編程，其中施加低于編程中所施加電壓的電壓，并將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)當(dāng)檢驗(yàn)到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)所述另一存儲(chǔ)單元的閾值；相繼進(jìn)行檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，和(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，重復(fù)進(jìn)行檢驗(yàn)所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值和在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上的弱編程，直到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平為止，并且將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)在檢驗(yàn)到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，并在至少一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值高于擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為擦除檢查電壓電平或以下。
根據(jù)本發(fā)明另一方案的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)單元陣列，包括設(shè)置在其中的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)存儲(chǔ)單元；在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程的編程電路；和作為數(shù)據(jù)擦除處理而擦除所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的擦除電路；和分別向編程電路和擦除電路發(fā)布編程指令和擦除指令的控制電路，其中控制電路控制以下處理
通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加電壓而在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程，從而將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第一預(yù)定電壓電平或以上；通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)給所述存儲(chǔ)單元中閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，只在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一次弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；在只執(zhí)行一次弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下。
根據(jù)本發(fā)明再一方案的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)單元陣列，包括設(shè)置在其中的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)存儲(chǔ)單元；在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程的編程電路；和作為數(shù)據(jù)擦除處理而擦除所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的擦除電路；和分別向編程電路和擦除電路發(fā)布編程指令和擦除指令的控制電路，其中控制電路控制以下處理通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加電壓而在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程，從而將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第一預(yù)定電壓電平或以上；通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)給一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，在其閾值低于第三預(yù)定電壓電平的所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上執(zhí)行第一弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；在第一弱編程之后，通過(guò)給一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，在其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上執(zhí)行第二弱編程；在執(zhí)行第二弱編程之后，通過(guò)給一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，在其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行第三弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值保持值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下。
根據(jù)本發(fā)明又一方案的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)單元陣列，包括設(shè)置在其中的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)存儲(chǔ)單元；在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程的編程電路；和作為數(shù)據(jù)擦除處理而擦除所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的擦除電路；和分別向編程電路和擦除電路發(fā)布編程指令和擦除指令的控制電路，其中控制電路控制以下處理通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加電壓而在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程，從而將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在編程檢查電壓電平或以上；通過(guò)對(duì)所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在擦除檢查電壓電平或以下，該擦除檢查電壓電平低于編程檢查電壓電平；相繼地檢驗(yàn)所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值，并且(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，所述過(guò)擦除檢查電壓電平低于擦除檢查電壓電平，在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上只執(zhí)行一次弱編程，其中施加低于編程中所施加電壓的電壓，并將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)當(dāng)檢驗(yàn)到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)所述另一存儲(chǔ)單元的閾值；相繼檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，和(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，重復(fù)進(jìn)行對(duì)所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值的檢驗(yàn)和在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上的弱編程，直到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平為止，并且將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)在檢驗(yàn)到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，并在至少一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值高于擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為擦除檢查電壓電平或以下。


圖1是常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)擦除操作的一系列步驟的流程圖。
圖2是表示在常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的一系列步驟中的數(shù)據(jù)擦除處理中被擦除的正常存儲(chǔ)單元A和異常存儲(chǔ)單元B的閾值的分布的示意圖。
圖3是表示由于常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的一系列步驟中的弱編程而導(dǎo)致正常存儲(chǔ)單元A和異常存儲(chǔ)單元B的閾值的變化的示意圖。
圖4是表示包括進(jìn)行了常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的一系列步驟中的數(shù)據(jù)擦除處理的異常存儲(chǔ)單元C的閾值的閾值的分布的示意圖。
圖5是表示由于常規(guī)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的一系列步驟中的異常存儲(chǔ)單元C的閾值的變化的示意圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7表示根據(jù)第一實(shí)施例的NOR型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的存儲(chǔ)單元陣列的布局。
圖8是NOR型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的存儲(chǔ)單元陣列的部分的電路圖。
圖9表示相對(duì)于存儲(chǔ)單元的閾值變化的NOR型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
圖10是根據(jù)第一實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的擦除操作中的一系列步驟的流程圖。
圖11A-11D是表示在非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的擦除操作中的一系列步驟中獲得的存儲(chǔ)單元的閾值的分布的示意圖。
圖12是表示進(jìn)行了擦除操作中的一系列步驟的正常存儲(chǔ)單元A和異常存儲(chǔ)單元B的閾值的分布的示意圖。
圖13是示意性地表示連接到相同位線的正常存儲(chǔ)單元A和異常存儲(chǔ)單元B。
圖14是表示在對(duì)其進(jìn)行擦除操作中的一系列步驟中的弱編程之前和之后相對(duì)于閾值變化的正常存儲(chǔ)單元A的特性的示意圖(在存在異常存儲(chǔ)單元B的情況下)。
圖15是表示包括進(jìn)行了擦除操作中的一系列步驟中的數(shù)據(jù)擦除處理的正常存儲(chǔ)單元A和異常存儲(chǔ)單元C的閾值的閾值的分布的示意圖。
圖16是示意性地表示連接到相同位線的正常存儲(chǔ)單元和異常存儲(chǔ)單元C。
圖17是表示在對(duì)其進(jìn)行擦除操作中的一系列步驟中的弱編程之前和之后相對(duì)于閾值變化的正常存儲(chǔ)單元A的特性的示意圖(在存在異常存儲(chǔ)單元的情況下)。
圖18是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的擦除操作中的一系列步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。在下列說(shuō)明中，附圖中的相同結(jié)構(gòu)元件分別用相同的參考標(biāo)記表示。
第一實(shí)施例下面將介紹根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
圖6是根據(jù)第一實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方框圖。
該非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括指令用戶接口(CUI)11、中央處理單元(CPU)12、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、輸入/輸出電路(I/O)14、解碼器15、讀出放大器16、存儲(chǔ)單元陣列17和寫/擦除電路18。
CUI 11接收從該器件外部輸入的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)和芯片起動(dòng)(enable)信號(hào)CE或?qū)懫饎?dòng)(enable)信號(hào)WE，處理它們，并將它們輸出到CPU 12。CPU 12控制非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作，如寫、擦除和讀操作。ROM 13是用于儲(chǔ)存將在CPU 12中使用的控制程序的存儲(chǔ)器。例如，當(dāng)給CPU 12供電時(shí)，將被儲(chǔ)存在EOM中的固件(控制程序)裝載到CPU 12中，并由CPU 12執(zhí)行預(yù)定處理。由此，CPU 12產(chǎn)生各種表，或者從CUI 11接收寫指令、讀指令或擦除指令，并響應(yīng)該指令而對(duì)存儲(chǔ)單元陣列17中的相關(guān)區(qū)域執(zhí)行訪問(wèn)。
輸入/輸出電路14向外部器件/從外部器件輸入/輸出數(shù)據(jù)。與之響應(yīng)，解碼器15選擇連接到由地址信號(hào)表示的存儲(chǔ)單元的字線16。讀出放大器16讀取儲(chǔ)存在該存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，并將其輸出到輸入/輸出電路14和CPU 12。寫/擦除電路18在存儲(chǔ)單元中寫數(shù)據(jù)或擦除儲(chǔ)存在其中的數(shù)據(jù)。
在存儲(chǔ)單元陣列17中，提供各包括多個(gè)存儲(chǔ)單元的多個(gè)存儲(chǔ)塊。作為存儲(chǔ)單元17的例子，圖7示出了NOR型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的存儲(chǔ)單元陣列的一部分。在圖7所示的部分中，形成控制柵極線(字線)CG9、CG10、CG11、CG12和CG13，并形成平行于控制柵極線的源極線SL10、SL11和SL12。此外，形成垂直于控制柵極線的有源區(qū)AR11-AR16。在控制柵極線和有源區(qū)彼此交叉的區(qū)域中，形成存儲(chǔ)單元M11(1)-M11(6)、M12(1)-M12(6)、M13(1)-M13(6)和M14(1)-M14(6)。此外，在控制柵極線CG10和CG11之間以及控制柵極線CG12和CG13之間的漏極區(qū)上形成接觸插塞BC。
圖8是圖7中的存儲(chǔ)單元陣列的區(qū)域D的電路圖。
相對(duì)于區(qū)域D，存儲(chǔ)單元M11(1)、M11(2)、M12(1)和M12(2)包括含有浮柵的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。控制柵極線CG10連接到存儲(chǔ)單元M11(1)和M11(2)的柵極上。同樣地，控制柵極線CG11連接到M12(1)和M12(2)的柵極上。
存儲(chǔ)單元M11(1)的電流通路的一端(漏極)連接到存儲(chǔ)單元M12(1)的電流通路的一端(漏極)，并且位線BL10連接到這些電流通路的接觸點(diǎn)上。同樣地，存儲(chǔ)單元M11(2)的電流通路的一端(漏極)連接到存儲(chǔ)單元M12(2)的電流通路的一端(漏極)，并且位線BL11連接到這些電流通路的接觸點(diǎn)上。此外，源極線SL10連接到存儲(chǔ)單元M11(1)的電流通路的另一端和存儲(chǔ)單元M11(2)的另一端。同樣地，源極線SL 11連接到存儲(chǔ)單元M12(1)的另一端和存儲(chǔ)單元M12(2)的另一端。
圖9表示相對(duì)于存儲(chǔ)單元的閾值改變的NOR型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。通過(guò)向該存儲(chǔ)單元中注入或從該存儲(chǔ)單元消除電子而改變?cè)摯鎯?chǔ)單元的閾值，由此被儲(chǔ)存在該存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)表示“1”或“0”，如圖9所示(應(yīng)該注意被儲(chǔ)存在一個(gè)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)1位數(shù)據(jù))。如果該存儲(chǔ)單元是用于儲(chǔ)存例如2位數(shù)據(jù)(多值數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)單元，則注入的電荷可以根據(jù)被儲(chǔ)存數(shù)據(jù)而采用四級(jí)之一。
接下來(lái)，將介紹根據(jù)第一實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的擦除操作。
用于控制擦除操作的控制程序被儲(chǔ)存在ROM 13中。CPU 12讀取控制程序，并執(zhí)行以下擦除操作圖10是根據(jù)第一實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的擦除操作的一系列步驟的流程圖。
首先，在存儲(chǔ)單元陣列17中，在其中隨機(jī)地設(shè)置儲(chǔ)存表示“1”(擦除狀態(tài))的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元和儲(chǔ)存表示“0”(編程(寫)狀態(tài))的數(shù)據(jù)的那些存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)塊中，進(jìn)行預(yù)編程(擦除之前的編程)，從而使儲(chǔ)存表示“1”的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于第一預(yù)定閾值(即電壓編程檢驗(yàn)(PV)電平)(步驟S1)。由此，將上述存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為等于或高于電壓PV。為了使該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元中的電子的狀態(tài)均勻化而執(zhí)行上述預(yù)編程，原因如下如果該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元中的電子的狀態(tài)不均勻，即，在該存儲(chǔ)塊中存在它的表示“1”的數(shù)據(jù)和表示“0”的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元，在作為上述預(yù)編程之后的數(shù)據(jù)擦除處理而擦除存儲(chǔ)單元之后，這些存儲(chǔ)單元當(dāng)中的多個(gè)存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)或欠擦除狀態(tài)。因而，該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值顯著不同。圖11A和11B分別表示在預(yù)編程之前獲得的和在預(yù)編程之后獲得的存儲(chǔ)單元的閾值的分布。
接著，在預(yù)編程之后，對(duì)該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理(步驟S2)。在這個(gè)擦除處理中，從該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元中消除電子。由此，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為等于或小于第二閾值(即，電壓擦除檢驗(yàn)(EV)電平)。圖11C表示在上述擦除處理之后獲得的存儲(chǔ)單元的閾值的分布。
然而，實(shí)際存儲(chǔ)單元的尺寸和膜厚等是變化的。因而，在對(duì)實(shí)際存儲(chǔ)單元進(jìn)行上述擦除處理之后，實(shí)際存儲(chǔ)單元當(dāng)中的大量實(shí)際存儲(chǔ)單元變得處于過(guò)擦除狀態(tài)，即，它們的閾值變得太低。處于過(guò)擦除狀態(tài)下的存儲(chǔ)單元在讀取時(shí)產(chǎn)生漏電流。如果更大量的存儲(chǔ)單元變得處于過(guò)擦除狀態(tài)，則漏電流流入位線，由此在讀取時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此，對(duì)處于過(guò)擦除狀態(tài)和其閾值低于第三預(yù)定閾值(即，電壓過(guò)擦除檢驗(yàn)(OEV)電平)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行弱編程。就是說(shuō)，如果一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于第三閾值(電壓OEV電平)，在該一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元中進(jìn)行弱編程。
上述弱編程分為第一和第二弱編程處理。
首先，將介紹第一弱編程處理。
在第一弱編程處理中，作為檢驗(yàn)處理，檢驗(yàn)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值是否等于或高于電壓OEV(步驟S3)。然后，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平時(shí)，即，該存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)，則對(duì)該存儲(chǔ)單元進(jìn)行弱編程(步驟S4)。應(yīng)該注意，弱編程不意味著施加高電壓以便設(shè)置該存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)為“0”，即，意味著通過(guò)給該存儲(chǔ)單元的漏極和柵極施加低于上述高電壓的電壓而進(jìn)行編程(寫)。例如，在普通編程(寫)中，柵極電壓Vg＝9V，并且漏極電壓Vd＝5V，而在弱編程中，柵極電壓Vg＝2到8V，漏極電壓Vd＝5V。就是說(shuō)，弱編程中的柵極電壓低于正常編程中的柵極電壓。
在常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行弱編程之后，進(jìn)行上述檢驗(yàn)處理，并在該存儲(chǔ)單元的閾值仍然低于電壓OEV電平時(shí)，在存儲(chǔ)單元上再次進(jìn)行弱編程。重復(fù)進(jìn)行這些步驟(即，檢驗(yàn)處理和弱編程)，直到存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平為止。另一方面，在第一實(shí)施例中，在弱編程在該存儲(chǔ)單元上執(zhí)行之后，不再次進(jìn)行檢驗(yàn)處理，并確定該存儲(chǔ)單元的地址是否是該存儲(chǔ)塊中的最后地址(步驟S5)。然后，確定它是否是最后地址，通過(guò)增加地址數(shù)而將被檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元從上述存儲(chǔ)單元改變?yōu)槠浜蟮拇鎯?chǔ)單元(步驟S6)，并將該步驟返回至步驟S3。然后，重復(fù)進(jìn)行步驟S3-S6，直到檢驗(yàn)到該地址是最后地址為止。第一弱編程處理包括上述步驟S3-S6。
通過(guò)這種方式，在第一弱編程處理(步驟S3-S6)中，對(duì)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理，從而檢驗(yàn)每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平，并在檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平時(shí)，只對(duì)該存儲(chǔ)單元進(jìn)行一次弱編程。通過(guò)這種方式，在第一弱編程中，在一個(gè)存儲(chǔ)單元上進(jìn)行弱編程的次數(shù)是1次。因而，當(dāng)?shù)谝蝗蹙幊烫幚斫Y(jié)束時(shí)，存在其閾值仍然低于電壓OEV電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元。因此，進(jìn)行第二弱編程處理。
下面將介紹第二弱編程處理。
在步驟S5中，當(dāng)確定存儲(chǔ)單元的地址是否是該存儲(chǔ)塊中的最后地址時(shí)，重新設(shè)置地址數(shù)，并且將被檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元返回至由該存儲(chǔ)塊中的第一地址表示的存儲(chǔ)單元(步驟S7)。然后，再次檢驗(yàn)該存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平(步驟S8)。當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平時(shí)，即，該存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行弱編程(步驟S9)，然后對(duì)其再次進(jìn)行檢驗(yàn)處理(步驟S8)。就是說(shuō)，在這種情況下，該步驟返回至步驟S8。然而，如果檢驗(yàn)到上述存儲(chǔ)單元的閾值仍然低于電壓OEV電平，則對(duì)該存儲(chǔ)單元進(jìn)一步再次進(jìn)行弱編程(步驟S9)。通過(guò)這種方式，重復(fù)進(jìn)行檢驗(yàn)處理和弱編程，直到檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平為止。在檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平的情況下，確定該存儲(chǔ)單元的地址是否是該存儲(chǔ)塊中的最后地址(步驟S10)。當(dāng)確定該存儲(chǔ)單元的地址不是最后地址時(shí)，通過(guò)增加地址數(shù)而將被檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元從上述存儲(chǔ)單元改變?yōu)槠浜蟮拇鎯?chǔ)單元(步驟S11)，并將該步驟返回至步驟S8。通過(guò)這種方式，重復(fù)進(jìn)行步驟S8-S11，直到確定該存儲(chǔ)單元的地址是最后地址為止。通過(guò)這種方式，在第二弱編程處理中，依次對(duì)該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理，如果存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平，在該存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行弱編程，直到該存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平為止。
接著，當(dāng)在步驟S10中確定存儲(chǔ)單元的地址是該存儲(chǔ)塊中的最后地址時(shí)，即，完成該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元上的第二弱編程處理時(shí)，存儲(chǔ)單元的閾值都等于或高于電壓OEV電平。然而，有可能存在具有超過(guò)電壓OEV電平的閾值的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元。因此，相對(duì)于它們是否等于或低于電壓EV電平而依次檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值(步驟S12)。當(dāng)確定該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的閾值不超過(guò)電壓EV電平時(shí)，數(shù)據(jù)擦除操作結(jié)束。由此，該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的閾值落入電壓EV電平和電壓OEV電平之間的范圍內(nèi)，如圖11D所示。如果只存在其閾值高于電壓EV電平的一個(gè)存儲(chǔ)單元，則將步驟返回至步驟S2(數(shù)據(jù)擦除處理)，并且對(duì)所有存儲(chǔ)單元執(zhí)行從步驟S2開(kāi)始的步驟。
在第一實(shí)施例中，在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元當(dāng)中，對(duì)處于過(guò)擦除狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元只進(jìn)行一次的弱編程，由此大大降低了產(chǎn)生無(wú)限環(huán)路的概率，這種無(wú)限環(huán)路在“相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明”部分中介紹過(guò)。這是第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
假設(shè)存在具有普通特性的正常存儲(chǔ)單元A和其擦除速度很高的異常存儲(chǔ)單元B，如圖12所示，并且正常存儲(chǔ)單元A和異常存儲(chǔ)單元B連接到相同位線，如圖13所示。在這種情況下，異常存儲(chǔ)單元B的閾值低于電壓OEV電平，正常存儲(chǔ)單元A的閾值高于電壓OEV電平，如圖14所示。然而，由于正常存儲(chǔ)單元A位于與異常存儲(chǔ)單元B相同的位線上，因此錯(cuò)誤地確定正常存儲(chǔ)單元A處于閾值低于電壓OEV電平的過(guò)擦除狀態(tài)，這是由于在異常存儲(chǔ)單元B截止(OFF)時(shí)的漏電流造成的，如圖14所示。在這種情況下，在第一實(shí)施例中，只進(jìn)行一次第一弱編程處理，并且被處理的存儲(chǔ)單元從正常存儲(chǔ)單元A改變?yōu)槠浜蟮拇鎯?chǔ)單元，因此防止正常存儲(chǔ)單元A的過(guò)編程(過(guò)寫)。而且，對(duì)其閾值低于電壓OEV電平的所有存儲(chǔ)單元的每個(gè)存儲(chǔ)單元只進(jìn)行一次弱編程。因此，無(wú)須說(shuō)明，也對(duì)異常存儲(chǔ)單元B進(jìn)行弱編程，由此減少了截止時(shí)的漏電流。由此，當(dāng)進(jìn)行下一弱編程時(shí)，不會(huì)錯(cuò)誤地確定位于與異常存儲(chǔ)單元B相同的位線上的正常存儲(chǔ)單元A處于其閾值低于電壓OEV電平的過(guò)擦除狀態(tài)，如圖14中的線G所示。因而，不會(huì)進(jìn)行多于所需次數(shù)的弱編程，由此防止發(fā)生無(wú)限環(huán)路。
接著，假設(shè)存在正常存儲(chǔ)單元A和其擦除速度很低的異常存儲(chǔ)單元C，如圖15所示，并且它們連接在相同的位線上，如圖16所示。通過(guò)這種方式，在存在其擦除速度很低的異常存儲(chǔ)單元C的情況下，在數(shù)據(jù)擦除處理中，包括正常存儲(chǔ)單元A的其它存儲(chǔ)單元比所需程度更大程度地被擦除，并且其它存儲(chǔ)單元中的大量存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)，即，它們的閾值變得等于或低于電壓OEV電平。相應(yīng)地，當(dāng)對(duì)正常存儲(chǔ)單元A進(jìn)行檢驗(yàn)處理時(shí)，在截止時(shí)的漏電流的量很大，并且錯(cuò)誤地確定正常存儲(chǔ)單元A的閾值低于正常存儲(chǔ)單元A的實(shí)際閾值，其中正常存儲(chǔ)單元A的閾值由圖17中的線I表示為其明顯閾值。然而，在第一實(shí)施例中，在將被檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元從正常存儲(chǔ)單元A改變?yōu)槠浜蟮拇鎯?chǔ)單元之前，進(jìn)行第一弱編程處理的次數(shù)只是一次，因此不會(huì)將該編程執(zhí)行多于所需次數(shù)的次數(shù)。因而，減少了進(jìn)行弱編程的次數(shù)，結(jié)果是，減少了對(duì)異常存儲(chǔ)單元C產(chǎn)生的漏極應(yīng)力，因此大大減少了由于編程而使異常存儲(chǔ)單元C的閾值等于或高于EV電平的概率。結(jié)果是，防止了無(wú)限環(huán)路。應(yīng)該注意的是，圖17中的線H表示沒(méi)有進(jìn)行弱編程的正常存儲(chǔ)單元A的實(shí)際特性，并且圖17中的線J表示進(jìn)行了一次弱編程的正常存儲(chǔ)單元A的明顯特性。
通過(guò)這種方式，第一實(shí)施例提供了用于在存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元上進(jìn)行弱編程的裝置，防止擦除操作中的一系列步驟中的暫停，這種暫停是由于無(wú)限環(huán)路造成的。此外，認(rèn)為在用常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的方法制造的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品中，當(dāng)多次進(jìn)行寫和讀操作時(shí)，存儲(chǔ)單元的特性改變，例如，它們的擦除速度變高或低，并產(chǎn)生無(wú)限環(huán)路，這在該產(chǎn)品的發(fā)貨之前進(jìn)行的測(cè)試中是不會(huì)發(fā)生的。另一方面，根據(jù)第一實(shí)施例，可以減少這種有缺陷的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的比例。此外，在第一實(shí)施例中，由于減少了不必進(jìn)行弱編程的次數(shù)，因此可以縮短用于擦除操作所需的時(shí)間。
第二實(shí)施例下面介紹根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。根據(jù)第二實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方框圖與圖6中的相同，并因此省略其說(shuō)明。
下面介紹根據(jù)第二實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)擦除操作。
在第二實(shí)施例中，在ROM13中儲(chǔ)存用于控制擦除操作的控制程序，與第一實(shí)施例一樣。CPU 12從ROM 13讀取控制程序，并執(zhí)行以下擦除操作
圖18是表示根據(jù)第二實(shí)施例的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的擦除操作中的一系列步驟的流程圖。
首先，在存儲(chǔ)單元陣列17中，在其中隨機(jī)地設(shè)置儲(chǔ)存表示“1”(擦除狀態(tài))的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元和儲(chǔ)存表示“0”(編程狀態(tài))的數(shù)據(jù)的那些存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)塊中，進(jìn)行預(yù)編程(擦除之前的編程)，從而使儲(chǔ)存表示“1”的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于第一預(yù)定閾值(即電壓編程檢驗(yàn)(PV)電平)(步驟S1)。由此，將該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為等于或高于電壓PV電平。
然后，作為數(shù)據(jù)擦除處理，擦除該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元(步驟S2)。由于數(shù)據(jù)擦除處理，存儲(chǔ)單元的閾值都設(shè)置為等于或低于第二預(yù)定閾值(電壓擦除檢驗(yàn)(EV)電平)。
然而，如上所述，實(shí)際存儲(chǔ)單元的尺寸和膜厚等是變化的。因而，在不進(jìn)行檢驗(yàn)而對(duì)實(shí)際存儲(chǔ)單元進(jìn)行上述擦除處理之后，實(shí)際存儲(chǔ)單元當(dāng)中的大量實(shí)際存儲(chǔ)單元變得處于過(guò)擦除狀態(tài)，即它們的閾值變得太低。處于過(guò)擦除狀態(tài)的存儲(chǔ)單元在讀取時(shí)產(chǎn)生漏電流。如果更大量的存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)，則漏電流流入位線，因此在讀取時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此，對(duì)處于過(guò)擦除狀態(tài)并且其閾值低于第三預(yù)定閾值(電壓過(guò)擦除檢驗(yàn)(OEV)電平)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行弱編程。就是說(shuō)，如果一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于第三預(yù)定閾值(電壓OEV電平)，則在該一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上進(jìn)行弱編程。
弱編程分為三個(gè)處理，即，第一弱編程處理、編程數(shù)設(shè)置處理和第二弱編程處理。
首先，介紹第一弱編程處理。
在第一弱編程處理中，變量X被初始化設(shè)置為“1”(步驟S21)。然后，對(duì)該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元依次進(jìn)行檢驗(yàn)處理，即，檢驗(yàn)該存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值是否等于或高于電壓OEV電平(步驟S3)。如果存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平，即，存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)，則對(duì)其進(jìn)行弱編程(步驟S4)。這種弱編程不意味著通過(guò)施加用于使存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)表示“0”的高電壓而進(jìn)行的編程，即，意味著通過(guò)給存儲(chǔ)單元中的漏極和柵極施加低于該高電壓的電壓來(lái)進(jìn)行的編程，如參照第一實(shí)施例所述的。
在常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器單元中，進(jìn)行弱編程之后，對(duì)存儲(chǔ)單元再次進(jìn)行檢驗(yàn)處理，并且檢驗(yàn)該存儲(chǔ)單元的閾值是否等于或高于電壓OEV電平。另一方面，在第二實(shí)施例中，進(jìn)行弱編程之后，不再次對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理，而是確定存儲(chǔ)單元的地址是否是該存儲(chǔ)塊中的最后地址(步驟S5)。當(dāng)確定它不是最后地址時(shí)，通過(guò)增加地址數(shù)而將檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元從上述存儲(chǔ)單元改變?yōu)槠浜蟮拇鎯?chǔ)單元(步驟S6)，并且將該步驟返回至步驟S3。然后，重復(fù)進(jìn)行步驟S3-S6，直到檢驗(yàn)到該地址是最后地址為止。這些步驟構(gòu)成第一弱編程處理。
在由步驟S3-S6構(gòu)成的第一弱編程處理中，對(duì)該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元依次進(jìn)行檢驗(yàn)處理(即，檢驗(yàn)每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值是否等于或高于電壓OEV電平)。然后，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平時(shí)，對(duì)該存儲(chǔ)單元只進(jìn)行一次弱編程。然而，在第一弱編程處理中，在一個(gè)存儲(chǔ)單元上進(jìn)行弱編程的次數(shù)只是1。因此，此時(shí)，存在其閾值低于電壓OEV電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元。
然后，將介紹編程數(shù)設(shè)置處理。這是用于設(shè)置執(zhí)行編程的次數(shù)的處理。
在編程數(shù)設(shè)置處理中，當(dāng)在步驟S5中檢驗(yàn)出存儲(chǔ)單元的地址是最后地址時(shí)，變量X增加(步驟S22)，并且確定增加的變量X是否等于或小于設(shè)置值N(N＝1或更大的自然數(shù))(步驟S23)。在確定在步驟S3-S6中執(zhí)行第一弱編程的次數(shù)時(shí)使用該設(shè)置值N。應(yīng)該注意的是，“X”是正整數(shù)(1，2，3，......N)。
在步驟S23中，當(dāng)確定增加的變量X等于或小于設(shè)置值N時(shí)，重復(fù)執(zhí)行步驟S3-S6中的第一弱編程，直到變量X超過(guò)設(shè)置值N為止。
接著，將介紹第二弱編程。
在步驟S23中，當(dāng)變量X超過(guò)設(shè)置值N時(shí)，將被檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元返回至由該存儲(chǔ)塊中的第一地址表示的存儲(chǔ)單元(步驟S7)。然后，從由第一地址表示的存儲(chǔ)單元開(kāi)始依次對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理(為了檢驗(yàn)每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平)(步驟S8)。當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值低于電壓OEV電平時(shí)，即，存儲(chǔ)單元處于過(guò)擦除狀態(tài)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行弱編程(步驟S9)。之后，將該步驟返回至步驟S8，并對(duì)上述存儲(chǔ)單元再次進(jìn)行檢驗(yàn)處理(步驟S8)。當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元的閾值仍然低于電壓OEV電平時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)單元再次進(jìn)行弱編程(步驟S9)。通過(guò)這種方式，重復(fù)進(jìn)行檢驗(yàn)處理和弱編程，直到該存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平為止。當(dāng)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平時(shí)，確定該存儲(chǔ)單元的地址是否是最后地址(步驟S10)。當(dāng)確定了該存儲(chǔ)單元的地址不是最后地址時(shí)，通過(guò)增加地址數(shù)而將被檢驗(yàn)的存儲(chǔ)單元從上述存儲(chǔ)單元改變?yōu)槠浜蟮拇鎯?chǔ)單元(步驟S11)，并將該步驟返回至步驟S8。通過(guò)這種方式，重復(fù)執(zhí)行步驟S8-S11，直到確定存儲(chǔ)單元的地址是最后地址為止。如上所述，在第二弱編程中，對(duì)該存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理，并且重復(fù)執(zhí)行弱編程，直到其閾值等于或高于電壓OEV電平為止，如出現(xiàn)情況時(shí)。
接著，在步驟S10中，確定存儲(chǔ)單元的地址是最后地址，即，在完成在所有存儲(chǔ)單元上進(jìn)行的第二弱編程之后，所有存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于電壓OEV電平，但是有可能存在其閾值超過(guò)電壓EV電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元。因此，確定每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值是否等于或低于電壓EV電平(步驟12)。然后，在該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的閾值等于或低于電壓EV電平之后，擦除操作結(jié)束。由此，所有存儲(chǔ)單元的閾值都落入電壓EV和OEV電平之間的范圍內(nèi)。如果存在其閾值高于電壓EV的一個(gè)存儲(chǔ)單元，將該步驟返回至步驟S2(數(shù)據(jù)擦除處理)，并且再次從步驟S2開(kāi)始執(zhí)行各個(gè)步驟。
第二實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于對(duì)該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行檢驗(yàn)處理和對(duì)這些存儲(chǔ)單元只進(jìn)行一次弱編程的步驟重復(fù)了很多次。應(yīng)該注意的是，在第一實(shí)施例中，在一個(gè)存儲(chǔ)單元上執(zhí)行弱編程的次數(shù)只是一次。
根據(jù)第二實(shí)施例，獲得以下優(yōu)點(diǎn)
如果存在具有高擦除速度的異常存儲(chǔ)單元B，如圖2所示，則存在以下情況當(dāng)只執(zhí)行一次弱編程時(shí)，不能減少在截止時(shí)的漏電流。另一方面，在第二實(shí)施例中，由于步驟S3-S6中的弱編程執(zhí)行了很多次，即，該存儲(chǔ)塊中的處于過(guò)擦除狀態(tài)的存儲(chǔ)單元都進(jìn)行了很多次的弱編程，異常存儲(chǔ)單元B設(shè)置為編程狀態(tài)，以便其閾值設(shè)置在較高值。這個(gè)特征可以減少無(wú)限環(huán)路(乒乓模式)的發(fā)生，其中無(wú)止境地重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理和弱編程。應(yīng)該注意的是，與常規(guī)非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件不同，在第二實(shí)施例中，執(zhí)行弱編程的次數(shù)是有限的，并且在第一實(shí)施例中用于擦除操作所需的時(shí)間比第二實(shí)施例中的所需時(shí)間短。
采用第一實(shí)施例還是采用第二實(shí)施例取決于要擦除的存儲(chǔ)單元的特性。就是說(shuō)，存儲(chǔ)單元的特性必須被確定以便選擇第一實(shí)施例或第二實(shí)施例。根據(jù)情況，可以在制造測(cè)試中通過(guò)使用任選ROM等來(lái)選擇第一或第二實(shí)施例的步驟。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在數(shù)據(jù)擦除時(shí)，可以防止在其中無(wú)止境地重復(fù)進(jìn)行擦除和編程的無(wú)限環(huán)路。因此，與常規(guī)方法相比，本發(fā)明可以減少有缺陷非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品的比例，并防止非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品的功能退化和縮短了用于測(cè)試產(chǎn)品的時(shí)間。
此外，這些實(shí)施例可以單獨(dú)或組合地投入實(shí)際使用。此外，這些實(shí)施例含有處于不同水平的各種發(fā)明方案。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇組合前面關(guān)于這些實(shí)施例公開(kāi)的結(jié)構(gòu)元件，可以提取處于不同水平的大量發(fā)明。
附加的優(yōu)點(diǎn)和修改形式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很容易實(shí)現(xiàn)的。因此，本發(fā)明在其較寬的方面不限于這里所示和所述的具體細(xì)節(jié)和示意性的實(shí)施例。因而，在不脫離由所附權(quán)利要求和它們的等效形式所限定的一般發(fā)明概念的精神或范圍的情況下可以做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種適用于非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)擦除方法，包括通過(guò)執(zhí)行編程，將多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第一預(yù)定電壓電平或以上，該編程是通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元施加電壓進(jìn)行的；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將所述存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于所述第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，只進(jìn)行一次弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；在所述存儲(chǔ)單元中在只執(zhí)行一次弱編程之后其閾值仍然低于所述第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)擦除方法，其中每個(gè)存儲(chǔ)單元包括含有控制柵、浮柵、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且在弱編程中，比在編程中所施加電壓低的電壓施加于所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵和漏極中的至少一個(gè)上，從而升高所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值，升高的程度小于編程中的升高程度。
3.一種適用于非易失半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)擦除方法，包括通過(guò)執(zhí)行編程，將多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第一預(yù)定電壓電平或以上，該編程是通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元施加電壓進(jìn)行的；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將所述存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中其閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，只進(jìn)行一次第一弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中在第一弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓而執(zhí)行第二弱編程；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中在第二弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，重復(fù)執(zhí)行第三弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)據(jù)擦除方法，其中在第一弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上執(zhí)行多次第二弱編程。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)據(jù)擦除方法，其中每個(gè)存儲(chǔ)單元包括含有控制柵、浮柵、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且在弱編程中，比在編程中所施加電壓低的電壓被施加于所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵和漏極中的至少一個(gè)上，從而升高所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值，升高的程度小于編程中的升高程度。
6.一種適用于非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)擦除方法，用于擦除存儲(chǔ)單元陣列中包含的存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元陣列包括含有所述存儲(chǔ)塊的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括存儲(chǔ)單元，所述數(shù)據(jù)擦除方法包括通過(guò)將電壓施加于包含在存儲(chǔ)單元陣列中的存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元，將該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為編程檢查電壓電平或以上；通過(guò)擦除該存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元作為數(shù)據(jù)擦除處理，將該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為擦除檢查電壓電平或以下，該擦除檢查電壓電平低于所述編程檢查電壓電平；相繼地檢驗(yàn)該存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值，并且(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，所述過(guò)擦除檢查電壓電平低于所述擦除檢查電壓電平，在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上只執(zhí)行一次施加低于編程中所施加電壓的電壓的弱編程，并將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)當(dāng)檢驗(yàn)到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于所述過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)所述另一存儲(chǔ)單元的閾值；相繼進(jìn)行檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，和(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于所述過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，重復(fù)進(jìn)行對(duì)所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值的檢驗(yàn)和在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上的弱編程，直到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述過(guò)擦除檢查電壓電平為止，并且將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)在檢驗(yàn)到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于所述過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，并在至少一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值高于所述擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為擦除檢查電壓電平或以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的數(shù)據(jù)擦除方法，其中每個(gè)存儲(chǔ)單元包括含有控制柵、浮柵、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且在弱編程中，比在編程中所施加電壓低的電壓施加于所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵和漏極中的至少一個(gè)上，從而升高所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值，升高的程度小于編程中的升高程度。
8.一種非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)單元陣列，包括設(shè)置在其中的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)存儲(chǔ)單元；在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程的編程電路；和作為數(shù)據(jù)擦除處理而擦除所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的擦除電路；和分別向編程電路和擦除電路發(fā)布編程指令和擦除指令的控制電路，其中控制電路控制以下處理通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加電壓而在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程，從而將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第一預(yù)定電壓電平或以上；通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，只在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一次弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；在所述存儲(chǔ)單元中在只執(zhí)行一次弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下的處理步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中每個(gè)存儲(chǔ)單元包括含有控制柵、浮柵、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且在弱編程中，比在編程中所施加電壓低的電壓施加于所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵和漏極中的至少一個(gè)上，從而升高所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值，升高的程度小于編程中的升高程度。
10.一種非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)單元陣列，包括設(shè)置在其中的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)存儲(chǔ)單元；在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程的編程電路；和作為數(shù)據(jù)擦除處理而擦除所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的擦除電路；和分別向編程電路和擦除電路發(fā)布編程指令和擦除指令的控制電路，其中控制電路控制以下處理通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加電壓而在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程，從而將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第一預(yù)定電壓電平或以上；通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在第二預(yù)定電壓電平或以下，該第二預(yù)定電壓電平低于第一預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中其閾值低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上執(zhí)行第一弱編程，所述第三預(yù)定電壓電平低于第二預(yù)定電壓電平；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中在第一弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上執(zhí)行第二弱編程；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元中在執(zhí)行第二弱編程之后其閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元施加低于在編程中所施加電壓的電壓，在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行第三弱編程，直到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值保持值被設(shè)置為等于或高于所述第三預(yù)定電壓電平為止；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元是否包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，當(dāng)檢驗(yàn)到存儲(chǔ)單元包括其閾值高于第二預(yù)定電壓電平的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為第二預(yù)定電壓電平或以下的處理步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元在第一弱編程之后的閾值仍然低于第三預(yù)定電壓電平時(shí)，重復(fù)多次進(jìn)行第二弱編程。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中每個(gè)存儲(chǔ)單元包括含有控制柵、浮柵、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且在弱編程中，比在編程中所施加電壓低的電壓施加于所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵和漏極中的至少一個(gè)上，從而升高所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值，升高的程度小于編程中所述每個(gè)存儲(chǔ)單元閾值的升高程度。
13.一種非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)單元陣列，包括設(shè)置在其中的多個(gè)存儲(chǔ)塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)存儲(chǔ)單元；在一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程的編程電路；和作為數(shù)據(jù)擦除處理而擦除所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的所有存儲(chǔ)單元的擦除電路；和分別向編程電路和擦除電路發(fā)布編程指令和擦除指令的控制電路，其中控制電路控制以下處理通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加電壓而在存儲(chǔ)單元上進(jìn)行編程，從而將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在編程檢查電壓電平或以上；通過(guò)對(duì)所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除處理，將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在擦除檢查電壓電平或以下，該擦除檢查電壓電平低于編程檢查電壓電平；相繼地檢驗(yàn)所述一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元的閾值，并且(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，所述過(guò)擦除檢查電壓電平低于擦除檢查電壓電平，在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上只執(zhí)行一次施加低于編程中所施加電壓的電壓的弱編程，并將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)當(dāng)檢驗(yàn)到所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)所述另一存儲(chǔ)單元的閾值；相繼檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，和(i)在檢驗(yàn)出已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò)的一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值低于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，重復(fù)進(jìn)行對(duì)所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值的檢驗(yàn)和在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元上的弱編程，直到所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值被設(shè)置為等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平為止，并且將待執(zhí)行的處理改變?yōu)闄z驗(yàn)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元后面的另一存儲(chǔ)單元的閾值，和(ii)在所述一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值等于或高于過(guò)擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的操作改變?yōu)闄z驗(yàn)所述另一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值；和檢驗(yàn)存儲(chǔ)單元的閾值，并在至少一個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值高于擦除檢查電壓電平時(shí)，將待執(zhí)行的處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置為擦除檢查電壓電平或以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中每個(gè)存儲(chǔ)單元包括含有控制柵、浮柵、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且在弱編程中，比在編程中所施加電壓低的電壓施加于所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵和漏極中的至少一個(gè)上，從而升高所述每個(gè)存儲(chǔ)單元的閾值，升高的程度小于編程中的升高程度。
全文摘要
在非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)擦除方法中，對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行以下處理通過(guò)給其施加電壓而執(zhí)行編程，將存儲(chǔ)單元的閾值給定值或以上；擦除這些存儲(chǔ)單元，從而將它們的閾值設(shè)置為更低的值或以下；通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)單元施加更低的電壓，在其閾值低于進(jìn)一步低值的存儲(chǔ)單元上只進(jìn)行一次弱編程；當(dāng)其閾值仍然低于進(jìn)一步低值時(shí)，在該存儲(chǔ)單元上重復(fù)進(jìn)行弱編程，直到該值達(dá)到進(jìn)一步更低值或以上為止；檢驗(yàn)是否存在其閾值高于低值的存儲(chǔ)單元；和在檢驗(yàn)到存在上述存儲(chǔ)單元時(shí)，將處理返回至將存儲(chǔ)單元的閾值設(shè)置在低值或以下的處理。
文檔編號(hào)G11C16/14GK1770328SQ200510107609
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者渡部浩, 加藤秀雄, 葛西央倫, 成毛清實(shí), 佐佐木啟行 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝