專利名稱：保護(hù)非易失性存儲(chǔ)器單元免于過(guò)度擦除的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種半導(dǎo)體元件，具體涉及非易失性存儲(chǔ)器的編程及擦除操作。
背景技術(shù)：
圖1A及圖1B都顯示一種電荷陷獲存儲(chǔ)器單元，包括一襯底170、第一載流終端(current-carrying terminal)150、第二載流終端160、底氧化層140、電荷陷獲結(jié)構(gòu)130、頂氧化層120及柵極110。圖1A及圖1B顯示在電荷陷獲結(jié)構(gòu)的不同部分進(jìn)行高門限狀態(tài)建立的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元。代表性的頂氧化層包含厚度約為50至100埃的二氧化硅及氮氧化硅，或其他包含如三氧化二鋁的類似的高介電常數(shù)材料。代表性的底氧化層包含厚度約為30至100埃的二氧化硅及氮氧化硅，或其他類似的高介電常數(shù)材料。代表性的電荷陷獲結(jié)構(gòu)包含厚度約30至90埃的氮化硅，或其他包含如三氧化二鋁、二氧化鉿的金屬氧化物及其他的類似的高介電常數(shù)材料。電荷陷獲結(jié)構(gòu)可以是電荷陷獲材料的不連續(xù)袋或粒子組，或圖中所示的一連續(xù)層。
圖1A中，電荷陷獲結(jié)構(gòu)130的右半部進(jìn)行一編程操作，以建立一低門限狀態(tài)。柵極110的電壓為-5伏特(V)，漏極160的電壓為5伏特，源極150的電壓為0伏特，襯底170的電壓為0伏特。因此，電荷陷獲結(jié)構(gòu)130的右半部具有被陷獲的電荷133。圖1B中，電荷陷獲結(jié)構(gòu)130的左半部進(jìn)行一編程操作，以建立一低門限狀態(tài)。柵極110的電壓為-5伏特(V)，漏極160的電壓為0伏特，源極150的電壓為5伏特，襯底170的電壓為0伏特。因此，電荷陷獲結(jié)構(gòu)130的左半部具有被陷獲的電荷133。
圖2A中，非易失性存儲(chǔ)器單元進(jìn)行一擦除操作。柵極210的電壓為-8伏特(V)，漏極260的電壓為10伏特，源極250的電壓為10伏特，襯底270的電壓為10伏特。因此，電子從柵極210移向電荷陷獲結(jié)構(gòu)230，且從電荷陷獲結(jié)構(gòu)230移向襯底270。圖2B中，非易失性存儲(chǔ)器單元進(jìn)行具有相反電壓極性的一擦除操作。柵極210的電壓為10伏特(V)，漏極260的電壓為-8伏特，源極250的電壓為-8伏特，襯底270的電壓為-8伏特。因此，電子從襯底270移向電荷陷獲結(jié)構(gòu)230，且從電荷陷獲結(jié)構(gòu)230移向柵極210。該擦除操作也可以在漏極260和/或源極250具有浮動(dòng)電壓的情形下執(zhí)行。
圖3顯示擦除一非易失性存儲(chǔ)器單元的示例性流程圖。在步驟310，接收擦除非易失性存儲(chǔ)器單元的指令。在步驟320，響應(yīng)于擦除指令，在非易失性存儲(chǔ)器單元的終端施加用來(lái)擦除非易失性存儲(chǔ)器單元的一偏壓安排。在步驟330，執(zhí)行一擦除確認(rèn)測(cè)試，以確認(rèn)進(jìn)行了足夠數(shù)量的擦除。若擦除確認(rèn)測(cè)試失敗，則在非易失性存儲(chǔ)器單元的這些終端再次施加偏壓安排。若通過(guò)擦除確認(rèn)測(cè)試，則擦除程序成功而且已完成(步驟340)。
圖4A、4B及4C顯示對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)及擦除狀態(tài)，在不同的門限電壓下，非易失性存儲(chǔ)器單元數(shù)目的相對(duì)分布圖。圖4A顯示，在擦除操作之前，對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)410，一些非易失性存儲(chǔ)器單元具有介于3.5伏特至4伏特的門限電壓，以及對(duì)應(yīng)于擦除狀態(tài)420，一些非易失性存儲(chǔ)器單元具有介于5伏特至6伏特的門限電壓。圖4B顯示對(duì)那些具有對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)410的門限電壓的非易失性存儲(chǔ)器單元，以及對(duì)那些具有對(duì)應(yīng)于擦除狀態(tài)420的門限電壓的非易失性存儲(chǔ)器單元，兩者都執(zhí)行擦除操作。結(jié)果是原本在編程狀態(tài)410的非易失性存儲(chǔ)器單元偏移至擦除狀態(tài)415。相似的情況，原本在擦除狀態(tài)420的非易失性存儲(chǔ)器單元偏移至擦除狀態(tài)425。圖4C顯示在擦除操作之后，在擦除狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元門限電壓的真實(shí)分布，其為分布415及分布425的總和，或在5伏特至7伏特的分布430。因?yàn)椴脸僮鞑粌H使在編程狀態(tài)410的非易失性存儲(chǔ)器單元偏移，也使得在擦除狀態(tài)420的非易失性存儲(chǔ)器單元偏移，編程及擦除循環(huán)的結(jié)果是造成在擦除狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元的門限電壓成為不希望出現(xiàn)的寬分布430。
因此，需要在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器單元上執(zhí)行一擦除操作時(shí)，能同時(shí)降低處于擦除狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元的門限電壓偏移分布的傾向。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施例為一電荷陷獲集成電路，包括一電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列及與此陣列連接的邏輯。每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有與一門限電壓、一編程狀態(tài)及一擦除狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)電荷陷獲結(jié)構(gòu)。門限電壓的值決定存儲(chǔ)器單元處于編程狀態(tài)或在擦除狀態(tài)。邏輯通過(guò)執(zhí)行若干個(gè)動(dòng)作，響應(yīng)擦除電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的指令。邏輯施加一個(gè)偏壓安排，以對(duì)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元編程，其中電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有編程狀態(tài)之外的門限電壓。之后，此邏輯施加另一偏壓安排，以在電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立擦除狀態(tài)。
在一些實(shí)施例中，通過(guò)與一個(gè)門限電壓、一個(gè)編程電壓及一擦除電壓相關(guān)的電荷陷獲部分結(jié)構(gòu)的不同電荷陷獲部分，每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有使此電荷陷獲結(jié)構(gòu)的電荷陷獲本質(zhì)區(qū)域化(不同于一個(gè)浮動(dòng)?xùn)诺木鶆螂姾蓛?chǔ)存)的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯識(shí)別若干個(gè)門限電壓在編程狀態(tài)之外的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的非易失性存儲(chǔ)器單元，且編程偏壓安排對(duì)具有門限電壓在編程狀態(tài)之外的任一電荷陷獲部分進(jìn)行編程，且擦除偏壓安排在此電荷陷獲部分建立擦除狀態(tài)。在另一實(shí)施例中，編程偏壓陣列對(duì)若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中所有的電荷陷獲部分進(jìn)行編程，且擦除偏壓陣列在所有電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的所有電荷陷獲部分建立擦除狀態(tài)。
在一些實(shí)施例中，每個(gè)電荷陷獲部分不僅與一擦除狀態(tài)及一編程狀態(tài)相關(guān)，而是與多個(gè)編程狀態(tài)相關(guān)。多個(gè)編程狀態(tài)包括一個(gè)最大編程狀態(tài)及其他、較小編程狀態(tài)。在一實(shí)施例中，編程偏壓安排對(duì)處于擦除狀態(tài)或處于任一較小編程狀態(tài)的門限電壓的任一電荷陷獲部分進(jìn)行編程。在另一實(shí)施例，編程偏壓安排對(duì)所有電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的所有電荷陷獲部分進(jìn)行編程。
在一些實(shí)施例中，編程偏壓安排加入空穴至若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的電荷陷獲結(jié)構(gòu)，且擦除偏壓安排加入電子至若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的電荷陷獲結(jié)構(gòu)。通過(guò)帶一帶熱空穴傳導(dǎo)效應(yīng)而加入空穴。通過(guò)隧穿電子而加入電子。在其他實(shí)施例中，編程偏壓安排加入電子至電荷陷獲結(jié)構(gòu)，且擦除偏壓安排加入空穴至電荷陷獲結(jié)構(gòu)。
擦除非易失性存儲(chǔ)器單元的不同實(shí)施例響應(yīng)于多個(gè)擦除指令重復(fù)擦除，成功地防止了在非易失性存儲(chǔ)器單元中的門限電壓偏移。舉例來(lái)說(shuō)，在100次編程及擦除循環(huán)之后，在電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的擦除狀態(tài)的門限電壓的改變不大于約0.7伏特的大小。
此技術(shù)的其他方面包括執(zhí)行前述擦除的方法的實(shí)施例以及制造一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器電路的方法。


圖1A及1B顯示在電荷陷獲結(jié)構(gòu)的不同部分進(jìn)行編程的一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元。
圖2A及2B顯示在電荷陷獲結(jié)構(gòu)的不同部分進(jìn)行擦除的一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元。
圖3顯示不進(jìn)行預(yù)編程來(lái)擦除一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器單元的示例性流程圖。
圖4A、4B及4C顯示在不進(jìn)行預(yù)編程來(lái)擦除的操作期間，對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)及擦除狀態(tài)，在不同的門限電壓下，電荷陷獲存儲(chǔ)器單元數(shù)目的相對(duì)分布圖。
圖5顯示進(jìn)行預(yù)程編程來(lái)擦除一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器單元的示例性流程圖。
圖6A、6B及6C顯示在進(jìn)行預(yù)編程來(lái)擦除的操作期間，對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)及擦除狀態(tài)，在不同的門限電壓下，電荷陷獲存儲(chǔ)器單元數(shù)目的相對(duì)分布圖。
圖7顯示不進(jìn)行預(yù)編程而重復(fù)擦除操作，一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的門限電壓相對(duì)于編程及擦除次數(shù)的圖。
圖8顯示進(jìn)行預(yù)編程的重復(fù)擦除操作，一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的門限電壓相對(duì)于編程及擦除次數(shù)的圖。
圖9顯示預(yù)編程一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列的偏壓安排示例。
圖10顯示一個(gè)門限電壓的示意圖，其表示兩個(gè)門限電壓。
圖11A為兩階狀態(tài)操作的示意圖。
圖11B、11C及11D為對(duì)于多階單元操作的多階門限狀態(tài)示意圖。
圖12為一集成電路實(shí)施例的示意圖。
圖號(hào)說(shuō)明110、210柵極 120、220頂氧化層130、230電荷陷獲結(jié)構(gòu) 133 電荷140、240底氧化層 150、250第一載流終端160、260第二載流終端 170、270襯底1200存儲(chǔ)器陣列 1201列解碼器1202字線1202 1203行解碼器1204位線 1205 總線1206方塊 1207數(shù)據(jù)總線1208偏壓安排供應(yīng)電壓1209偏壓安排狀態(tài)器1211數(shù)據(jù)輸入線1212數(shù)據(jù)輸出線1250集成電路具體實(shí)施方式
圖5公開根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，擦除一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器單元的示例性流程圖。在步驟510，接收擦除非易失性存儲(chǔ)器單元的指令。在步驟520，響應(yīng)于擦除指令，在非易失性存儲(chǔ)器單元的終端施加用于對(duì)非易失性存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程的偏壓安排。在一個(gè)實(shí)施例中，用于編程的偏壓安排施加在整個(gè)區(qū)段(sector)，不論區(qū)段中哪些單元是在編程狀態(tài)，哪些單元是在擦除狀態(tài)。這樣的方式具有簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)，如可將涉及管理區(qū)段中單元是否處于擦除狀態(tài)的數(shù)據(jù)通訊的需求降低。在其他實(shí)施例中，用于編程的偏壓安排僅施加于擦除狀態(tài)的單元，這避免已處于編程狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元的門限電壓的分布會(huì)有些微的偏移。在步驟530，響應(yīng)于擦除指令，施加用于編程的偏壓安排之后，用于擦除非易失性存儲(chǔ)器單元的偏壓安排施加于非易失性存儲(chǔ)器單元的終端。在步驟540，執(zhí)行一擦除確認(rèn)測(cè)試，以確認(rèn)執(zhí)行了足夠數(shù)量的擦除。若擦除確認(rèn)測(cè)試失敗，則再次施加用于擦除非易失性存儲(chǔ)器單元的偏壓安排。若通過(guò)擦除確認(rèn)測(cè)試，則擦除過(guò)程成功并且已完成(步驟540)。
在其他實(shí)施例，識(shí)別門限電壓在編程狀態(tài)之外的非易失性存儲(chǔ)器單元。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)正常的操作期間，對(duì)一個(gè)跟蹤特定狀態(tài)(如編程或擦除)的存儲(chǔ)器進(jìn)行存取，以識(shí)別門限電壓在編程狀態(tài)之外的非易失性存儲(chǔ)器單元。在其他示例中，執(zhí)行一個(gè)讀取程序，以識(shí)別處于擦除狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元，和/或處于編程狀態(tài)，但是因?yàn)榉抢硐胄袨槎哂虚T限電壓在編程狀態(tài)之外的非易失性存儲(chǔ)器單元。識(shí)別門限電壓在編程狀態(tài)之外的非易失性存儲(chǔ)器單元的優(yōu)點(diǎn)在于在擦除過(guò)程中，而不是在對(duì)所有非易失性記憶體進(jìn)行編程的過(guò)程中，一些非易失性存儲(chǔ)器單元的子集可能被編程，以避免將已編程的單元再次編程。
圖6A、6B及6C顯示對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)及擦除狀態(tài)，在不同的門限電壓下，非易失性存儲(chǔ)器單元數(shù)目的相對(duì)分布圖。圖6A顯示，在擦除操作之前，對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)610，一些非易失性存儲(chǔ)器單元具有介于3.5伏特至4伏特的門限電壓，以及對(duì)應(yīng)于擦除狀態(tài)620，一些非易失性存儲(chǔ)器單元具有介于5伏特至6伏特的門限電壓。圖6B顯示對(duì)那些具有對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)610的門限電壓的非易失性存儲(chǔ)器單元，以及對(duì)那些具有對(duì)應(yīng)于擦除狀態(tài)620的門限電壓的非易失性存儲(chǔ)器單元，兩者皆執(zhí)行編程操作。結(jié)果是原本處于編程狀態(tài)610的非易失性存儲(chǔ)器單元稍微偏移至編程狀態(tài)615。相似的情況，原本處于擦除狀態(tài)620的非易失性存儲(chǔ)器單元偏移至編程狀態(tài)625。圖6C顯示對(duì)那些對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)615且具有門限電壓的非易失性存儲(chǔ)器單元，以及對(duì)那些對(duì)應(yīng)于編程狀態(tài)625且具有門限電壓的非易失性存儲(chǔ)器單元，都執(zhí)行擦除操作。在擦除操作之后，在擦除狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元門限電壓的分布630在5伏特至6伏特，代表在擦除之后，在擦除狀態(tài)的單元門限電壓分布，來(lái)自分布615及625的總和。因?yàn)橹暗木幊滩僮?，使得處于擦除狀態(tài)的單元的門限電壓偏移至編程狀態(tài)，因此，擦除操作不會(huì)使在擦除狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器單元過(guò)度偏移。
圖7顯示一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器單元的電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)顯著不同的部分，這兩個(gè)顯著不同的部分儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的能力是各自獨(dú)立的，圖中示出了其門限電壓相對(duì)于編程及擦除循環(huán)次數(shù)的分布圖。這兩個(gè)比特都重復(fù)地擦除，模擬非易失性存儲(chǔ)器單元的這兩個(gè)比特處于擦除狀態(tài)，而在響應(yīng)于擦除指令時(shí)，并未預(yù)編程。因?yàn)樵陧憫?yīng)于擦除指令時(shí)并未執(zhí)行預(yù)編程，比特1(710)的門限電壓在100次循環(huán)后，從約4伏特偏移至接近6伏特，而比特2(720)的門限電壓在100次循環(huán)后，也從約4.5伏特偏移至接近6伏特。
圖8也顯示一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器單元的電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)顯著不同的部分，這兩個(gè)顯著不同部分儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的能力是各自獨(dú)立的，圖中示出了其門限電壓相對(duì)于編程及擦除循環(huán)次數(shù)的分布圖。這兩個(gè)位皆重復(fù)地擦除，模擬非易失性存儲(chǔ)器單元的這兩個(gè)位處于擦除狀態(tài)，但是響應(yīng)于擦除指令時(shí)，在擦除之前會(huì)先預(yù)編程。因?yàn)轫憫?yīng)于擦除指令會(huì)先預(yù)編程，位1(810)的門限電壓向上偏移減少了許多，在100次循環(huán)后，從約4伏特偏移至些微超過(guò)4伏特，比特2(820)的門限電壓也是向上偏移減少了許多，在100次循環(huán)后，從約4伏特偏移至約4.5伏特。
圖9顯示供預(yù)編程一非易失性存儲(chǔ)器單元陣列的一個(gè)偏壓安排的示例，非易失性存儲(chǔ)器單元以虛擬接地陣列(virtual ground array)排列而相互連接。位線BL1的電壓(VBL1910)、位線BL3的電壓(VBL3930)及位線BL5的電壓(VBL5950)皆為0伏特。位線BL2的電壓(VBL2920)、位線BL4的電壓(VBL4940)皆為5伏特。字線WL1的電壓(VWL1901)及字線WL2的電壓(VWL2902)皆為0伏特。字線WL3的電壓(VWL3903)、字線WL4的電壓(VWL4904)及字線WL5的電壓(VWL5905)皆為-8伏特。通過(guò)選擇性施加電壓至字線，預(yù)編程被限制在非易失性記憶體的區(qū)域960。通過(guò)選擇性施加電壓至位線，預(yù)編程被限制在虛線區(qū)域970的部分電荷陷獲結(jié)構(gòu)。通過(guò)切換施加于位線的電壓，區(qū)域960中的非易失性存儲(chǔ)器單元的電荷陷獲結(jié)構(gòu)的其余部分可以被預(yù)編程。
圖10為門限電壓的概要圖，其表示兩個(gè)門限狀態(tài)。高門限狀態(tài)1010定義為具有最小門限電壓1015的門限電壓的范圍，低門限狀態(tài)1020定義為具有最大門限電壓1025的門限電壓的范圍。
在一個(gè)實(shí)施例中，電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有各自獨(dú)立的門限狀態(tài)的顯著不同部分。在其他實(shí)施例中，通過(guò)在電荷陷獲結(jié)構(gòu)的不同區(qū)域建立低門限狀態(tài)1020，使低門限狀態(tài)1020儲(chǔ)存在電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中。通過(guò)使一部份電荷陷獲結(jié)構(gòu)的門限電壓提高為高門限狀態(tài)1010，且使其他部分的電荷陷獲結(jié)構(gòu)的門限電壓提高為高門限狀態(tài)1010，使高門限狀態(tài)1010儲(chǔ)存在電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中。
圖11A、11B、11C及11D為分別對(duì)應(yīng)1位、2位、3位及4位的門限狀態(tài)示意圖。圖11A顯示兩階門限狀態(tài)操作示意圖，有2個(gè)狀態(tài)，第1狀態(tài)1101及第0狀態(tài)1102。圖11B顯示四階門限狀態(tài)操作示意圖，有4個(gè)狀態(tài)，第11狀態(tài)1111、第10狀態(tài)1112、第01狀態(tài)1111及第00狀態(tài)1114。圖11C顯示八階門限狀態(tài)操作示意圖，有8個(gè)狀態(tài)，顯示4個(gè)狀態(tài)，第111狀態(tài)1121、第110狀態(tài)1122、第001狀態(tài)1123及第000狀態(tài)1124。圖11D顯示十六階門限狀態(tài)操作示意圖，有16個(gè)狀態(tài)，顯示4個(gè)狀態(tài)，第1111狀態(tài)1131、第1110狀態(tài)1132、第0001狀態(tài)1133及第0000狀態(tài)1134。
圖12為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)集成電路的簡(jiǎn)單框圖。集成電路1250包括一個(gè)存儲(chǔ)器陣列1200，在一半導(dǎo)體襯底上使用區(qū)域電荷陷獲存儲(chǔ)器單元來(lái)執(zhí)行。一列解碼器1201與沿存儲(chǔ)器陣列1200列排列的若干個(gè)字線1202連接，一行解碼器1203與沿存儲(chǔ)器陣列1200行排列的若干個(gè)位線1204連接。地址通過(guò)總線1205提供至行解碼器1203及列解碼器1201。在方塊1206中的感測(cè)放大器及數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)通過(guò)數(shù)據(jù)總線1207與行解碼器1203連接。通過(guò)數(shù)據(jù)輸入線1211，從集成電路1250上的輸入/輸出端口或其他內(nèi)接或外接集成電路1250的數(shù)據(jù)來(lái)源，將數(shù)據(jù)提供給方塊1206中的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。通過(guò)從方塊1206中的感測(cè)放大器通過(guò)數(shù)據(jù)輸出線1212，將數(shù)據(jù)提供給集成電路1250上的輸入/輸出端口，或給其他內(nèi)接或外接集成電路1250的數(shù)據(jù)目的。偏壓安排狀態(tài)器1209控制施加偏壓安排供應(yīng)電壓1208，如擦除確認(rèn)和編程確認(rèn)的電壓，以及用來(lái)執(zhí)行預(yù)編程，以響應(yīng)于存儲(chǔ)器單元的電荷陷獲結(jié)構(gòu)的擦除區(qū)段的電壓。
盡管本發(fā)明的公開參照前述的優(yōu)選實(shí)施例及詳細(xì)的例示，應(yīng)該理解的是這些實(shí)施例僅供說(shuō)明而非限定。值得注意的是，在不脫離本發(fā)明的精神及下列的權(quán)利要求范圍的情況下，可對(duì)于這些技術(shù)進(jìn)行修改或組合。
權(quán)利要求
1.一種擦除電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的方法，包括響應(yīng)于擦除若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的指令，其中每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有與一個(gè)門限電壓、一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)電荷陷獲結(jié)構(gòu)施加一個(gè)第一偏壓安排，以對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程；以及施加一個(gè)第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，其中相較于在該編程狀態(tài)，該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)在該擦除狀態(tài)具有一個(gè)較高的凈電子電荷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括識(shí)別該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中具有在該編程狀態(tài)之外的該門限電壓的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元，其中，所述施加該第一偏壓安排，對(duì)所述若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，是針對(duì)其中具有在該編程狀態(tài)之外的該門限電壓的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加該第一偏壓安排，對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中所有該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的任意一個(gè)該第一電荷陷獲部分及任意一個(gè)該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)擦除狀態(tài)及若干個(gè)編程狀態(tài)相關(guān)，該若干個(gè)編程狀態(tài)包括一個(gè)編程最多的狀態(tài)及若干個(gè)編程較少的狀態(tài)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)具有該門限電壓在該擦除狀態(tài)及任意一個(gè)該若干個(gè)編程較少的狀態(tài)之一的任意一個(gè)該第一電荷陷獲部分與任意一個(gè)該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)擦除狀態(tài)及若干個(gè)編程狀態(tài)相關(guān)，該若干個(gè)編程狀態(tài)包括一個(gè)編程最多的狀態(tài)及若干個(gè)編程較少的狀態(tài)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加該第一偏壓安排對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，通過(guò)加入空穴至該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)進(jìn)行；以及所述施加該第二偏壓安排在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，通過(guò)加入電子至該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加該第一偏壓安排對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，通過(guò)加入帶-帶熱空穴至該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；以及所述施加該第二偏壓安排在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，通過(guò)隧穿電子至該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加該第一偏壓安排對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行，通過(guò)加入電子至該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；以及所述施加該第二偏壓安排在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，通過(guò)加入空穴至該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在100次編程及擦除循環(huán)之后，在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中，在該擦除狀態(tài)的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該門限電壓的改變不大于約0.7伏特。
12.一種電荷陷獲集成電路，包含一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列，每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有與一個(gè)門限電壓、一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)電荷陷獲結(jié)構(gòu)；以及與該陣列連接的邏輯，該邏輯響應(yīng)一指令以通過(guò)執(zhí)行以下步驟來(lái)擦除該陣列中若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元施加一個(gè)第一偏壓安排，以對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，其中該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有在該編程狀態(tài)之外的該門限電壓；以及施加一個(gè)第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，其中相較于在該編程狀態(tài)，該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)在該擦除狀態(tài)具有一較高的凈電子電荷。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述施加該第一偏壓安排，對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有在該編程狀態(tài)之外的該門限電壓。
14.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述施加該第一偏壓安排，對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中所有該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程。
15.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的任意一個(gè)該第一電荷陷獲部分及任意應(yīng)該該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一編程狀態(tài)及一擦除狀態(tài)相關(guān)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)擦除狀態(tài)及若干個(gè)編程狀態(tài)相關(guān)，該若干個(gè)編程狀態(tài)包含一編程最多的狀態(tài)及若干個(gè)編程較少的狀態(tài)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)具有該門限電壓在該擦除狀態(tài)及任意一個(gè)該若干個(gè)編程較少的狀態(tài)之一的任意一個(gè)該第一電荷陷獲部分與任意一個(gè)該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一電荷陷獲部分及一個(gè)第二電荷陷獲部分，每個(gè)該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分與一個(gè)門限電壓及一個(gè)擦除狀態(tài)及若干個(gè)編程狀態(tài)相關(guān)，該若干個(gè)編程狀態(tài)包括一個(gè)編程最多的狀態(tài)及若干個(gè)編程較少的狀態(tài)，所述施加該第一偏壓安排包括施加該第一偏壓安排，以對(duì)在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分進(jìn)行編程；以及所述施加該第二偏壓安排包括施加該第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該第一電荷陷獲部分及該第二電荷陷獲部分，建立該擦除狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述施加該第一偏壓安排對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，通過(guò)加入空穴至該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；以及所述施加該第二偏壓安排在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，通過(guò)加入電子至該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
20.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述施加該第一偏壓安排對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，通過(guò)加入帶-帶熱空穴至該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；以及所述施加該第二偏壓安排在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，通過(guò)隧穿電子至該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
21.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述施加該第一偏壓安排對(duì)具有該門限電壓在該編程狀態(tài)之外的該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，通過(guò)加入電子至該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；以及所述施加該第二偏壓安排在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，通過(guò)加入空穴至該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
22.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中在100次編程及擦除循環(huán)之后，在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中，在該擦除狀態(tài)的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該門限電壓的改變不大于約0.7伏特的大小。
23.一種制造一電荷陷獲集成電路的方法，包括制造一個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元陣列，每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有與一個(gè)門限電壓、一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)的一電荷陷獲結(jié)構(gòu)；將邏輯與該陣列連接，該邏輯響應(yīng)一個(gè)指令以通過(guò)執(zhí)行以下步驟來(lái)擦除該陣列中該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元施加一個(gè)第一偏壓安排，以對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，其中該電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有該在該編程狀態(tài)之外的門限電壓；以及施加一個(gè)第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，其中相較于在該編程狀態(tài)，該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)在該擦除狀態(tài)具有一較高的凈電子電荷。
全文摘要
本發(fā)明公開一種響應(yīng)于一擦除指令，保護(hù)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元免于過(guò)度擦除的方法及裝置。擦除電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的方法，包括響應(yīng)擦除若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的指令，其中每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元具有與一個(gè)門限電壓、一個(gè)編程狀態(tài)及一個(gè)擦除狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)電荷陷獲結(jié)構(gòu)施加一個(gè)第一偏壓安排，以對(duì)該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的電荷陷獲存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程；以及然后施加一個(gè)第二偏壓安排，以在該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元建立該擦除狀態(tài)，其中相較于在該編程狀態(tài)，該若干個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)電荷陷獲存儲(chǔ)器單元的該電荷陷獲結(jié)構(gòu)在該擦除狀態(tài)具有一個(gè)較高的凈電子電荷。
文檔編號(hào)G11C16/06GK1929030SQ20061011485
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者廖意瑛, 葉致鍇, 蔡文哲, 盧道政 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司