專利名稱：存儲(chǔ)器的擦除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器擦除方法，采取動(dòng)態(tài)的方法在經(jīng)過(guò)不同的編程/擦除 循環(huán)次數(shù)后使用不同的擦除工作電壓。
背景技術(shù)：
目前存儲(chǔ)器技術(shù)正向提高集成度以及縮小元件尺寸的方向發(fā)展，用戶使用 存儲(chǔ)器時(shí)，經(jīng)常要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行保存和刪除信息并更新資料，因此就涉及到存 儲(chǔ)器的編程和擦除問(wèn)題，除要求存儲(chǔ)器具備高存儲(chǔ)能力，低功耗及高可靠性夕卜， 對(duì)存儲(chǔ)器的耐久性(可以經(jīng)受編程/擦除循環(huán)的總次數(shù))也提出了高要求。例如，
閃存一般要求耐久性在為1萬(wàn)次到IO萬(wàn)次以上，有些特殊應(yīng)用(如智能卡，微 控制器)甚至需要高于IOO萬(wàn)次的耐久性。
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圖1，圖1為現(xiàn)有一種分柵結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器擦除狀態(tài)示意圖，具體的擦
除情況為分別在漏端1、襯底2、控制柵3、源端5設(shè)置條件為0V、 0V， 12V、 0V，于是在浮柵和控制柵之間形成電勢(shì)差，浮柵內(nèi)的電子在高電場(chǎng)下， 通過(guò)Fowler-Nordheim隧穿，穿過(guò)浮柵4和控制柵3之間的隧穿氧化層6(tunnel oxide),逃逸到控制柵3，于是完成擦除過(guò)程。同時(shí)，在擦除過(guò)程中，襯底2和 控制柵3之間同樣存在電勢(shì)差，因此會(huì)有部分電子A^襯底2通過(guò)字線氧化層7 (WLoxide)隧穿到控制斥冊(cè)3。
經(jīng)過(guò)若干次編程和擦除后，由于電荷陷阱的產(chǎn)生以及部分電子^t氧化層俘 獲(trap)，隧穿氧化層6和字線氧化層7的特性會(huì)發(fā)生退化。隧穿氧化層6特性 的退化會(huì)造成擦除效率的降低，導(dǎo)致擦除后浮柵4的電勢(shì)相比隧穿氧化層6退 化之前變低，進(jìn)而減小了擦除狀態(tài)的器件讀取(read-out)電流。而字線氧化層7的退化會(huì)增加字線晶體管的閾值電壓，同樣降低了擦除狀態(tài)的器件讀取電流。 因此在大量的編程和擦除循環(huán)之后，編程和擦除狀態(tài)之間的電流區(qū)別會(huì)變得越 來(lái)越小，最終導(dǎo)致讀取器件時(shí)無(wú)法區(qū)分存儲(chǔ)在浮柵里的信息，造成器件的耐久 性失效。而且由于隨著器件特征尺寸的等比例減小，隧穿氧化層和字線氧化層 的厚度都會(huì)隨之變薄，而擦除電壓基本維持不變，從而使得擦除時(shí)其中的電場(chǎng) 強(qiáng)度隨之增加，隧穿氧化層和字線氧化層中的退化更加嚴(yán)重。
因此，有必要尋找一種解決方案，提高使用存儲(chǔ)器的耐久性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種存儲(chǔ)器的擦除方法，提高存儲(chǔ)器的耐 久性。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)器的擦除方法，在存儲(chǔ)器開(kāi)始 使用時(shí)，給定一個(gè)編程/擦除循環(huán)的初始工作電壓，隨著循環(huán)次數(shù)的增多而改變 擦除的工作電壓。
進(jìn)一步的，隨著編程/擦除循環(huán)次數(shù)的增多而增加擦除循環(huán)的工作電壓。 進(jìn)一步的，每當(dāng)編程/擦除循環(huán)次數(shù)達(dá)到一預(yù)設(shè)次數(shù)后，在原有的工作電壓
上增加一電壓值。其中，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為5萬(wàn)次，所述電壓值的范圍為 0.01V 0.5V,并且較佳的，^"述電壓值為O.IV。
進(jìn)一步的，擦除的初始工作電壓的范圍為6V 20V,較佳的，擦除的初始工 作電壓為11.5V。
與現(xiàn)有存儲(chǔ)器擦除方法相比，本發(fā)明的存儲(chǔ)器擦除方法在開(kāi)始使用時(shí)給定 一個(gè)比較低的擦除工作電壓，隨著編程/擦除循環(huán)次數(shù)的增多，再逐步增大擦除 工作電壓，從而減緩了器件的性能的退化，提高存儲(chǔ)器的耐久性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的存儲(chǔ)器擦除方法作進(jìn)一步的詳細(xì) 說(shuō)明。圖1為現(xiàn)有一種分柵結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器擦除狀態(tài)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中編程/擦除循環(huán)試驗(yàn)結(jié)杲趨勢(shì)圖。
l沐實(shí)施方式
為了體現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例中采用的方法的效果，本實(shí)施例中選用三組同樣結(jié) 構(gòu)0.18微米制程工藝的分柵閃存進(jìn)行測(cè)試。
第一組，在剛開(kāi)始使用的時(shí)候，給定分柵閃存設(shè)定的初始擦除的工作電壓 為11.5V,然后每進(jìn)行編程/擦除循環(huán)5萬(wàn)次后增加O.IV。 一直增加到50萬(wàn)次編 程/擦除循環(huán)。
第二組和第三組，其擦除的工作電壓不變，其中，第二組其擦除的工作電 壓設(shè)為12.5V,第三組其擦除的工作電壓設(shè)為11.5V,第二組和第三組與第一組 一樣，都增加到50萬(wàn)次編程/擦除循環(huán)。
請(qǐng)參閱圖2,圖2為本發(fā)明實(shí)施例中編程/擦除循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)圖。在完 成上述試驗(yàn)后，對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)果整理，其中，橫坐標(biāo)表示編程/擦除循環(huán)次數(shù)， 從坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始其編程/擦除循環(huán)次數(shù)沿橫坐標(biāo)正方向(向右)增加；縱坐標(biāo)表 示分柵閃存性能(擦除狀態(tài)存儲(chǔ)單元的讀取電流)下降的百分比，坐標(biāo)原點(diǎn)處 表示分柵閃存性能下降100%,從0%所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)點(diǎn)開(kāi)始，其分柵閃存性能 沿縱坐標(biāo)負(fù)方向(向下)依次下降。
從圖2所示的結(jié)果趨勢(shì)圖可以看出，第二組和第三組的分柵閃存隨著編程/ 擦除循環(huán)的增加，分柵閃存的性能隨之而嚴(yán)重下降，最大降幅甚至接近40%。
而第一組的趨勢(shì)則顯示在最初的若干次編程/擦除循環(huán)有明顯的下降之后， 隨著循環(huán)次數(shù)的增加，其性能變動(dòng)不大。從而減緩了器件的性能退化，提高了 存儲(chǔ)器的耐久性。
由于存儲(chǔ)器剛開(kāi)始使用時(shí)，隧穿氧化層和字線氧化層的性能還沒(méi)有發(fā)生退 化。因此，存儲(chǔ)器單元的擦除效率較高，使用一個(gè)較低的擦除電壓即可完成擦 除，達(dá)到所需的讀取電流的要求。同時(shí)，使用較低的擦除電壓同時(shí)降低了字線
5氧化層中的電場(chǎng)強(qiáng)度，減慢了字線氧化層的退化。
經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的編程/擦除循環(huán)后，隧穿氧化層出現(xiàn)了 一定程度的性能退化， 存儲(chǔ)器單元的擦除效率降低。此時(shí)，適當(dāng)提高擦除電壓能夠補(bǔ)償擦除效率的降 低，維持穩(wěn)定的擦除狀態(tài)讀取電流。
雖然字線氧化層中的電場(chǎng)也同時(shí)增大，字線氧化層的退化速度會(huì)加快。但 是由于存儲(chǔ)器單元擦除效率P爭(zhēng)低對(duì)讀取電流的影響更大，因此增加擦除電壓最 終仍然能保證讀取電流的穩(wěn)定，延緩器件耐久性的退化。
當(dāng)然，上述實(shí)施例只是其存儲(chǔ)器使用的一種情況，實(shí)際使用的時(shí)候，應(yīng)針 對(duì)不同的制程工藝以及不同的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)來(lái)選擇合適的擦除初始工作電壓，可
以在6V 20V范圍內(nèi)選擇合適的初始電壓來(lái)進(jìn)行工作。
增加的電壓值可以在0.01V 0.2V范圍內(nèi)選擇。應(yīng)針對(duì)不同的制程工藝以及 不同的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)來(lái)選擇合適的電壓增值，避免增加過(guò)大，加速器件性能惡化； 也避免增加過(guò)小，使得在WL oxide里集聚的電荷足夠多時(shí)，無(wú)法正常工作。
另外，在選擇編程/擦除循環(huán)次數(shù)而增加電壓值的時(shí)候，具體次數(shù)也根據(jù)實(shí) 際器件來(lái)選擇，比如可以選擇每5萬(wàn)次編程/擦除循環(huán)增加一個(gè)電壓值，也可以 選擇每l萬(wàn)次編程/擦除循環(huán)增加一個(gè)電壓值，當(dāng)然也可以選擇第一次增加電壓 值的循環(huán)次數(shù)為5萬(wàn)，第二次增加的間隔是10萬(wàn)次后再增加電壓值。此類變化 的方法均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè) 的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中 描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā) 明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1. 一種存儲(chǔ)器的擦除方法，在存儲(chǔ)器開(kāi)始使用時(shí)，給定一個(gè)擦除的初始工作電壓，其特征在于隨著編程/擦除循環(huán)次數(shù)的增多而改變擦除的工作電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于隨著編程/擦除循 環(huán)次數(shù)的增多而增加擦除的工作電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于每當(dāng)編程/擦除循 環(huán)次數(shù)達(dá)到一預(yù)設(shè)次數(shù)后，在原有的工作電壓上增加一電壓值。
4. 如權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)次數(shù)為 5萬(wàn)次。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于所述電壓值 的范圍為0.01V 0.5V。
6. 如權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于所述電壓值為 O.IV。
7. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于擦除的初始工作 電壓的范圍為6V 20V。
8. 如權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器的擦除方法，其特征在于擦除的初始工作 電壓為11.5V。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種存儲(chǔ)器的擦除方法，在存儲(chǔ)器開(kāi)始使用時(shí)，給定一個(gè)擦除的初始工作電壓，隨著編程/擦除循環(huán)次數(shù)的增多而改變擦除循環(huán)的工作電壓。隨著編程/擦除循環(huán)次數(shù)的增多而增加擦除的工作電壓，每循環(huán)次數(shù)到一定值后增加一個(gè)電壓值。與現(xiàn)有存儲(chǔ)器擦除方法相比，本發(fā)明的存儲(chǔ)器擦除方法在開(kāi)始使用的給定一個(gè)比較低的擦除工作電壓，隨著編程/擦除循環(huán)次數(shù)的增多，再逐步增大擦除工作電壓，從而減緩了器件性能的退化，提高存儲(chǔ)器的耐久性。
文檔編號(hào)G11C16/06GK101477835SQ20081020496
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者董耀旗 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司