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非易失性存儲(chǔ)單元及其控制方法與流程

文檔序號(hào):11834674閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,包括:

于一非易失性存儲(chǔ)單元的一電荷捕捉介電層上施加一電荷密度來(lái)改變?cè)摲且资源鎯?chǔ)單元的一浮柵的一第一電荷密度,藉以控制該非易失性存儲(chǔ)單元的寫入與擦除;

其中,該電荷密度比位于該電荷捕捉介電層的一第二電荷密度還大,且該浮柵和該非易失性存儲(chǔ)單元皆是平面結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括以該寫入操作通過改變?cè)摰谝浑姾擅芏?,使其從一凈正電荷密度?net positive charge density value)變成一更負(fù)值(more negative),來(lái)增加該非易失性存儲(chǔ)單元的一閾值電壓(threshold voltage)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括該擦除操作通過改變?cè)摰谝浑姾擅芏?,使其變成具有更正?more positive)的一凈正電荷密度值,來(lái)降低該非易失性存儲(chǔ)單元的一閾值電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,以一初始寫入操作(initial program operation)改變?cè)摲且资源鎯?chǔ)單元的一初始狀態(tài)(initial state),使該電荷捕捉介電層具有該第二電荷密度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,以一初始擦除操作(initial erase operation)改變?cè)摲且资源鎯?chǔ)單元的一初始狀態(tài),使該電荷捕捉介電層具有該第二電荷密度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,在該非易失性存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一初始寫入操作,使該電荷捕捉介電層具有一負(fù)值電荷密(negative charge density),并使該浮柵具有一非負(fù)值電荷密度(nonnegative charge density)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該非易失性存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一初始擦除操作,使該電荷捕捉介電層具有一負(fù)值電荷密,并使該浮柵具有一正值電荷密度(positive charge density)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,其中該非易失性存儲(chǔ)單元包括:

一半導(dǎo)體基材,具有位于該半導(dǎo)體基材中具有一源極區(qū)和一漏極區(qū)的一表面,其中該源極區(qū)和該漏極區(qū)被一通道區(qū)所分離;

多層疊層結(jié)構(gòu)(multilayer stack),位于通道區(qū)上方,且該多層疊層結(jié)構(gòu)包括位于該半導(dǎo)體基材的該表面上方,且位于該通道區(qū)上方,的一第一隧穿勢(shì)壘結(jié)構(gòu)(tunneling barrier);位于該隧穿勢(shì)壘結(jié)構(gòu)上方,且位于該通道區(qū)上方的一浮柵;以及

一電荷捕捉介電層,位于該浮柵的上方,且位于通道區(qū)上方;以及

一上方導(dǎo)體層,位于該多層疊層結(jié)構(gòu)上方,且位于該通道區(qū)上方。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,其中該電荷捕捉介電層是該多層疊層結(jié)構(gòu)中唯一的一電荷捕捉層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,其中該非易失性存儲(chǔ)單元上的該寫入操作和該擦除操作,改變?cè)摲且资源鎯?chǔ)單元的該電荷捕捉介電層的該第二電荷密度不超過50%。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該非易失性存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一額外的寫入操作,通過施加具有一第二寫入電壓強(qiáng)度(voltage magnitude)的一第二寫入偏壓安排(bias arrangement)來(lái)改變?cè)撾姾刹蹲浇殡妼拥脑摰诙姾擅芏?,其中該第二寫入電壓?qiáng)度大于該寫入操作的一第一寫入電壓強(qiáng)度。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該非易失性存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一額外的寫入操作,通過施加具有一第二寫入持續(xù)時(shí)間(program duration)的一第二寫入偏壓安排來(lái)改變?cè)撾姾刹蹲浇殡妼拥脑摰诙姾擅芏?,其中該第二寫入持續(xù)時(shí)間大于該寫入操作的一第一寫入持續(xù)時(shí)間。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括:在該非易失性存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一額外的擦除操作,通過施加具有一第二擦除電壓強(qiáng)度的一第二擦除偏壓安排來(lái)改變?cè)撾姾刹蹲浇殡妼拥脑摰诙姾擅芏?,其中該第二擦除電壓?qiáng)度大于該擦除操作的一第一擦除電壓強(qiáng)度。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的控制方法,更包括: 在該非易失性存儲(chǔ)單元上進(jìn)行一額外的擦除操作,通過施加具有一第二擦除持續(xù)時(shí)間(program duration)的一第二擦除偏壓安排來(lái)改變?cè)撾姾刹蹲浇殡妼拥脑摰诙姾擅芏?,其中該第二擦除持續(xù)時(shí)間大于該擦除操作的一第一擦除持續(xù)時(shí)間。

15.一種非易失性存儲(chǔ)單元,包括:

一半導(dǎo)體基材,具有一表面與位于該半導(dǎo)體基材中且被一通道區(qū)所分離的一源極區(qū)和一漏極區(qū);

一多層疊層結(jié)構(gòu),位于該通道區(qū)上方,該多層疊層結(jié)構(gòu)包括位于該半導(dǎo)體基材的該表面上方,且位于該通道區(qū)上方的一第一隧穿勢(shì)壘結(jié)構(gòu);位于該隧穿勢(shì)壘結(jié)構(gòu)上方且位于該通道區(qū)的上方的一浮柵;以及位于該浮柵上方,且位于該通道區(qū)的上方的一電荷捕捉介電層;其中,該浮柵和該電荷捕捉介電層是平面結(jié)構(gòu);

一上方導(dǎo)體層,位于該多層疊層結(jié)構(gòu)上方,且位于該通道區(qū)的上方;以及

控制電路,通過于該電荷捕捉介電層上施加比一第二電荷密度還大的一電荷密度,來(lái)使該寫入操作與該擦除操作改變?cè)摳诺囊坏谝浑姾擅芏?,進(jìn)而控制該非易失性存儲(chǔ)單元上的一寫入操作和一擦除操作。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中被該控制電路所控制的該寫入操作,是通過改變?cè)摰谝浑姾擅芏?,使其從一凈正電荷密度值變成一更?fù)值,來(lái)增加該非易失性存儲(chǔ)單元的一閾值電壓。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中被該控制電路所控制的該擦除操作,是通過改變?cè)摰谝浑姾擅芏?,使其變成具有更正值的一凈正電荷密度值,?lái)降低該非易失性存儲(chǔ)單元的一閾值電壓。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中該非易失性存儲(chǔ)單元在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,具有一初始狀態(tài);且此一控制電路在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,控制一初始寫入操作以改變?cè)摲且资源鎯?chǔ)單元的該初始狀態(tài),使得該電荷捕捉介電層具有該第二電荷密度。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中該非易失性存儲(chǔ)單元在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,具有一初始狀態(tài);且此一 控制電路在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,控制一初始擦除操作以改變?cè)摲且资源鎯?chǔ)單元的該初始狀態(tài),使得該電荷捕捉介電層具有該第二電荷密度。

20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中該非易失性存儲(chǔ)單元在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,具有一初始狀態(tài);且此一控制電路在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,控制一初始寫入操作,使該電荷捕捉介電層具有一負(fù)值電荷密度,并使該浮柵具有一非負(fù)值電荷密度。

21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中該非易失性存儲(chǔ)單元在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,具有一初始狀態(tài);且此一控制電路在該擦除操作和該寫入操作任一者之前,控制一初始擦除操作,使該電荷捕捉介電層具有一負(fù)值電荷密度,并使該浮柵具有一正值電荷密度。

22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非易失性存儲(chǔ)單元,其中該電荷捕捉介電層是該多層疊層結(jié)構(gòu)中唯一的一電荷捕捉層。

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