專利名稱：驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件和驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，尤其涉及 驅(qū)動(dòng)在信號電荷方面具有良好保留特性的陷阱式非易失性存儲器的方 法。
背景技術(shù)：
在有關(guān)小型化閃存的技術(shù)中，直到0.13um代閃存的主流開發(fā)關(guān) 注的是使用浮柵(FG)式存儲器減小單元面積并使絕緣膜更薄。然而， 鑒于考慮到確保電荷保留特性方面的問題，給定的情況是難以使絕緣 膜變薄，所以在90納米代之后，在電荷捕獲中使用絕緣膜內(nèi)部的陷阱 的陷阱式存儲器已受到關(guān)注。陷阱式存儲器在依次具有薄型隧道氧化 物膜并在減少具有減薄的膜厚度的氧化膜方面優(yōu)于FG式存儲器，且與 FG式存儲器相比其具有更簡單的器件結(jié)構(gòu)等等。此外，利用電荷的位 置，F(xiàn)G式存儲器能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于每單元兩個(gè)或更多比特位的已寫入狀態(tài)， 這對減小每比特位的單元面積而言是有利的。例如，日本專利特開
No.2002- 222678和日本專利No. 3249811公開了現(xiàn)有技術(shù)的陷阱式存 儲器。
圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中典型陷阱式存儲器的平面圖。如圖1所 示，陷阱式存儲器具有設(shè)置于半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域的元件分離區(qū)9， 借此限定包括源區(qū)/漏區(qū)(位線Bl和B2) 4和5的每個(gè)有源區(qū)。多個(gè) 第一柵電極(字柵WG) l橫跨有源區(qū)。電荷積累膜(電荷陷阱層)7 夾在柵電極1和有源區(qū)之間。每個(gè)柵電極1包括柵極側(cè)壁2和側(cè)壁3。
圖2a和圖2b是分別沿圖1中的線I-I '和線II-II '截取的、現(xiàn)有技
術(shù)中的陷阱式存儲器的剖面圖。第一柵極絕緣膜6、電荷積累膜7和第
5二柵極絕緣膜8形成在包括元件分離區(qū)9的硅襯底10上。由第一柵電
極1、柵極側(cè)壁2以及側(cè)壁3組成的柵電極部分形成在第二柵極絕緣膜 8上。源區(qū)/漏區(qū)(位線Bl和位線B2) 4和5形成在硅襯底10上。這 里，電荷積累膜7中圍繞柵電極1的兩邊緣部分下端的區(qū)域?qū)⑹枪?jié)點(diǎn)1 和節(jié)點(diǎn)2的電荷積累區(qū)。
圖3是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對節(jié)點(diǎn)2進(jìn)行寫操作的操作流程的流 程圖。圖4示出了在寫入時(shí)分別施加到字柵WG、位線Bl和位線B2 的電壓脈沖。
在步驟l，當(dāng)位線B1作為基準(zhǔn)電壓時(shí)，正電壓被施加到位線B2， 通過讓正電壓施加到字柵WG，電子電流從位線Bl到位線B2流動(dòng)， 借此靠近位線B2產(chǎn)生的溝道熱電子(CHE)將被注入電荷積累膜。這 樣，節(jié)點(diǎn)2將處于已寫入狀態(tài)。如圖4所示，通過若干次施加電壓脈 沖來進(jìn)行寫入。在步驟2，在這一連接上，將確定的是每次施加電壓脈 沖時(shí)，寫入的量是否達(dá)到預(yù)定寫入量。例如，在日本專利特開No. 2005-44454和日本專利特開No. 2006-12382公開了現(xiàn)有技術(shù)中的此類 寫入方法和確定方法。
圖5是示出了檢測寫入電荷量的原理的圖。在寫入電荷量的檢測 中，將正電壓施加到位線B1，且通過將字柵WG掃引到正電壓，使得 電子電流從位線B2到位線B1流動(dòng)。此時(shí)，用于使電子電流的量達(dá)到 某個(gè)預(yù)定值的字柵WG電壓的閾值電壓將根據(jù)節(jié)點(diǎn)2中的寫入電荷量 而變化。發(fā)生這樣的情況是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)2附近的功函數(shù)將在由于電子積 累而引起的正方向中變化，這就難以形成反型層。可通過監(jiān)測閾值電 壓中的此類變化來獲得積累電荷的量。在這方面，通過反復(fù)注入電荷 直到閾值電壓達(dá)到預(yù)定值，如圖3所示，就有可能使得寫入電荷的量 達(dá)到預(yù)定量。現(xiàn)有技術(shù)中檢測寫入電荷量的方法在例如日本專利特開 No. 1995-153924也得以公開。隨著字柵WG的小型化出于改進(jìn)導(dǎo)通電流特性為目的而不斷發(fā)
展，就必須使擴(kuò)散層4、 5和襯底10之間的邊界中的雜質(zhì)濃度輪廓為 陡峭的形式，以免擊穿電流在位線B1和B2之間流動(dòng)。然而，如果雜 質(zhì)濃度輪廓形成為陡峭的形式，則電場將聚集在在襯底和擴(kuò)散層之間 的PN結(jié)附近，從而由CHE注入形成的積累電子分布輪廓將呈現(xiàn)為陡 峭的形式。如圖6所示，在積累電子分布輪廓呈現(xiàn)為陡峭的形式的情 況下，則由于在高溫保持試驗(yàn)中，積累電荷以這種方式擴(kuò)散來緩和自 電場，因此信號強(qiáng)度將在高溫保持試驗(yàn)中隨著時(shí)間的推移而變化，從 而導(dǎo)致數(shù)據(jù)容易丟失的問題。
日本專利特開No. 2006 - 12382公開了一種技術(shù)，其中在降低存儲 器柵極電壓的同時(shí)進(jìn)行CHE或者SSI (源極側(cè)注入)，此后，在將高 壓施加為存儲器柵極電壓的同時(shí)進(jìn)行CHE的附加注入，從而能在寬范 圍內(nèi)將電子注入到電荷積累層中。在此方法中，電子注入的位置將在 朝著源極擴(kuò)散層/漏極擴(kuò)散層的某個(gè)方向上偏移，由此較后的寫入將受 到較前的寫入中所積累的電荷的嚴(yán)重影響，導(dǎo)致在較后的電荷注入中 的電荷注入速度大幅度降低以及寫入速度減慢的問題。這將導(dǎo)致例如 需要11 V高柵極電壓的進(jìn)一步的問題。此外，由于原則上難以在比較 前的電荷注入位置更接近源極擴(kuò)散層/漏極擴(kuò)散層的位置處監(jiān)測電荷的 量，因此在每芯片的積累電荷分布中的變化將不可能被減少。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供驅(qū)動(dòng)不使用高柵極電壓就能夠進(jìn)行 穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保持的半導(dǎo)體器件的方法。
按照根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其中，該半導(dǎo)體器件 包括陷阱式非易失性存儲單元，該陷阱式非易失性存儲單元包括層疊 的絕緣膜以及形成在該層疊的絕緣膜上的第一柵電極，該層疊的絕緣 膜包含形成在半導(dǎo)體襯底上的電荷積累層，所述半導(dǎo)體襯底上形成有
源區(qū)、漏區(qū)和阱區(qū)，所述方法包括在兩種或更多的不同寫入條件下、在單存儲節(jié)點(diǎn)上多次進(jìn)行電荷注入，所述寫入條件是將施加到阱上的 阱電壓、施加到漏極的漏極電壓以及施加到第一柵極的柵極電壓的組
該陷阱式非易失性存儲單元可以是以下類型，該類型還包括通過 柵極絕緣膜形成在半導(dǎo)體襯底上的第二柵電極，其中，該柵極絕緣膜 通過絕緣膜鄰近第一柵電極或者通過絕緣膜夾在一對第一柵電極之 間。
按照根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，相對于其中源極/漏極 周圍的耗盡層擴(kuò)展的極性而言，在較后的電荷注入中施加的漏極電壓 高于較前的電荷注入中施加的漏極電壓，或者在較后的電荷注入中施 加的阱電壓高于較前的電荷注入中施加的阱電壓。在較后的電荷注入 中施加的漏極電壓比較前的電荷注入中施加的漏極電壓高1V或更多， 或者在較后的電荷注入中施加的阱電壓和較前的電荷注入中施加的阱
電壓之間的電壓差為1V或更大。
利用根據(jù)本發(fā)明的電荷注入法，在電荷積累層中形成與圖8所示 的相似的梯形電子分布是可能的，且因此防止劣化電荷保留特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法包括利用對應(yīng)于每種 寫入條件的閾值檢測條件為每種電荷注入確定是否相對于每種寫入條 件己寫入預(yù)定電荷量的操作。
驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法還包括在第一寫入條件下注入電荷，然 后利用與電荷注入時(shí)方向相反的溝道電流來檢測在第一寫入條件下由 電荷注入寫入的寫入電荷的量，并交替地重復(fù)第一寫入條件下的電荷 注入和對寫入電荷量的檢測，直到寫入電荷量達(dá)到第一預(yù)定寫入量； 以及在其中漏極電壓高于第一寫入條件下的漏極電壓或者阱電壓在源 極/漏極周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上變化的第二寫入條件下注入電荷，該電荷注入是在與第一寫入條件下進(jìn)行的電荷注入方向相同的方向上 進(jìn)行的，然后利用與電荷注入時(shí)方向相同的溝道電流來檢測在第二寫 入條件下的電荷注入中寫入的寫入電荷的量，并交替地重復(fù)第二寫入 條件下的電荷注入和對寫入電荷量的檢測，直到該寫入電荷量達(dá)到第 二預(yù)定寫入量。
可替換地，驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法還包括在第一寫入條件下注 入電荷，然后利用與電荷注入時(shí)方向相同的溝道電流來檢測在第一寫 入條件下由電荷注入寫入的寫入電荷的量，并交替地重復(fù)第一寫入條 件下的電荷注入和對寫入電荷量的檢測，直到寫入電荷量達(dá)到第一預(yù) 定寫入量；以及在其中漏極電壓高于第一寫入條件下的漏極電壓或者 阱電壓在源極/漏極周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上變化的第二寫入條件下 注入電荷，該電荷注入是在與第一寫入條件下進(jìn)行的電荷注入方向相 同的方向上進(jìn)行的，然后，當(dāng)夾斷點(diǎn)相對于第一寫入條件下的電荷注 入，比在寫入電荷檢測條件中更接近源極時(shí)，利用與電荷注入時(shí)方向 相同的溝道電流來檢測由第二寫入條件下的電荷注入寫入的寫入電荷 的量，并交替地重復(fù)第二寫入條件下的電荷注入和對寫入電荷量的檢 測，直到寫入電荷量達(dá)到第二預(yù)定寫入量。
利用這種檢測寫入電荷量的方法，在每種寫入電壓條件下精確地 監(jiān)測寫入電荷量是可能的，借此，可消除元件之間電氣特性中的變化， 且能使得積累電荷分布的形狀變得均勻。
根據(jù)本發(fā)明，在向陷阱式非易失性存儲單元的一個(gè)存儲單元寫入 的情況下，該陷阱式非易失性存儲單元包括包含形成在半導(dǎo)體襯底 上的電荷積累層的層疊的絕緣膜，其中，在所述半導(dǎo)體襯底中形成有 源區(qū)、漏區(qū)以及阱區(qū)；以及形成在該層疊的絕緣膜上的第一柵電極， 其中，在兩種或更多不同寫入條件下多次進(jìn)行電荷寫入，寫入條件為 施加到阱的阱電壓、施加到漏極的漏極電壓以及施加到第一柵極的柵 極電壓的組合。因此，使得積累電荷分布的形狀成為梯形是可能的，且由此極大地改善電荷保留特性。此外，為每個(gè)存儲節(jié)點(diǎn)降低寫入電 荷量和分布形狀的不均勻度是可能的。而且，通過設(shè)置使得將可以改 變漏極電壓或者阱電壓，因此沒必要再使用高柵極電壓。
圖1是示出了作為現(xiàn)有技術(shù)中典型陷阱式存儲器的簡單晶體管式 存儲器的非易失性存儲器元件的平面圖2a是沿圖1中的線I-I'截取的剖面圖2b是沿圖i中的線n-ir截取的剖面圖3是示出了對現(xiàn)有技術(shù)中的非易失性存儲器進(jìn)行寫操作的流程
圖4是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方法在寫入時(shí)將電壓脈沖施加到 非易失性存儲器的各個(gè)部分的圖5是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方法而檢測寫入到非易失性存 儲器的電荷量的圖6是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方法相對于寫入到非易失性存儲 器的電荷的積累電荷密度分布的圖示；
圖7是示出了在根據(jù)第一示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法 中施加到非易失性存儲器的各個(gè)部分的電壓脈沖的圖8是示出了相對于利用圖7所示的電壓脈沖而積累到非易失性
存儲器的節(jié)點(diǎn)的電荷(電子)的積累電荷(電子)密度分布的圖示；
圖9是示出了在根據(jù)另一示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法
中施加到非易失性存儲器的各個(gè)部分的電壓脈沖的圖10是示出了在根據(jù)第二示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方
法中、在某些寫入條件下將電荷寫入節(jié)點(diǎn)的操作的流程圖ll是示出了在依照圖IO的流程圖對該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行寫入的情況下、
施加到非易失性存儲器的各個(gè)部分的電壓脈沖的圖12a是用于說明對應(yīng)于第一寫入條件的寫入量檢測條件A的圖，
用于說明圖10和圖11的寫入量檢測操作；
圖12b是用于說明對應(yīng)于第二寫入條件的寫入量檢測條件B的圖，用于說明圖10和圖11的寫入量檢測操作；
圖13a是用于說明對應(yīng)于第一寫入條件的寫入量檢測條件A'的 圖，用于說明圖10和圖11的寫入量檢測操作的另一示例；
圖13b是用于說明對應(yīng)于第二寫入條件的寫入量檢測條件B'的
圖，用于說明圖10和圖11的寫入量檢測操作的另一示例；
圖14是當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的寫入方法執(zhí)行寫入的情況下，表示寫 入周期(編程時(shí)間)與閾值電壓VT的關(guān)系的寫入特性的圖示；
圖15是當(dāng)按照根據(jù)第一示例的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行寫入 的情況下，表示寫入周期(編程時(shí)間)與閾值電壓VT的關(guān)系的寫入特 性的圖示；
圖16a是示出了若干種寫入條件的圖16b是示出了在利用圖16a所示的每種條件執(zhí)行寫入之后，在 以150° C的溫度進(jìn)行烘焙處理的情況下，閾值電壓的變化的圖示； 圖17是示出了本發(fā)明適用的TWINMONOS式非易失性存儲器元
件的平面圖18a是沿圖17中的線I-I'截取的剖面圖isb是沿圖n中的線n-n'截取的剖面圖19是示出了在根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法中，施加到 TWINMONOS式存儲器的各個(gè)部分的電壓脈沖的一個(gè)示例的圖20是示出了在根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法中，施加到 TWINMONOS式存儲器的各個(gè)部分的電壓脈沖的另一示例的圖；以及
圖21是示出了在根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法中，施加到 TWINMONOS式存儲器的各個(gè)部分的電壓脈沖的又一示例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例。假定以與圖1和圖2相 同的方式將電荷寫入普通陷阱式非易失性存儲器的存儲節(jié)點(diǎn)2。
圖7是示出了在使用根據(jù)第一示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的 方法將電荷寫入存儲節(jié)點(diǎn)2的情況下，分別施加到字柵WG、位線B1、
11位線B2和阱(WELL)的電壓脈沖的圖。
如圖7所示，在把將成為源極的位線B1和阱作為基準(zhǔn)電壓的同時(shí)， 通過將正電壓施加到將成為漏極的位線B2和第一柵電極(WG)上， 電子電流將在柵電極下面的反型層中從源極朝著漏極流動(dòng)。此時(shí)，由 于相對于阱在漏區(qū)周圍的區(qū)域被反向偏壓，耗盡層將形成在漏區(qū)周圍， 因此將形成強(qiáng)電場區(qū)。此后，由漏區(qū)周圍的強(qiáng)電場效應(yīng)產(chǎn)生的溝道熱 電子被注入到電荷積累層7，而部分已注入的溝道熱電子將積累在電荷 積累層7中。由此，存儲節(jié)點(diǎn)2能從擦除狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐褜懭霠顟B(tài)。
根據(jù)定義，已寫入狀態(tài)是以下狀態(tài)，在該狀態(tài)中，在通過以位線 B2和阱作為基準(zhǔn)電壓的同時(shí)將正電壓施加到位線Bl和字柵WG，而 與寫入的情況相反的以位線B2作為源極，使得電子電流從位線B2到 位線Bl放電的情況下，由于積累在靠近位線B2的電荷積累層7中的 電子使得在該區(qū)域中的功函數(shù)以正方向偏移的效果，而使得溝道電流 成為某個(gè)規(guī)定電流值或者低于某個(gè)規(guī)定電流值。
相對于根據(jù)本示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法而言，寫入時(shí)位線B2的電 壓將處于兩個(gè)電平，即，當(dāng)以較低的位線B2電壓進(jìn)行首次寫入，此后 再以較高的位線B2電壓進(jìn)行寫入。如前所述，溝道熱電子由漏極附近 的強(qiáng)電場效應(yīng)產(chǎn)生，因此，當(dāng)位線B2的電壓升高時(shí)，漏極(位線B2) 區(qū)域周圍的耗盡層將在朝著源極(位線B1)的方向上進(jìn)一步擴(kuò)展，而 產(chǎn)生溝道熱電子的位置也將在朝著源極的方向上偏移。因此，在利用 根據(jù)如圖7所示的本示例性實(shí)施例驅(qū)動(dòng)方法時(shí)，獲得在電荷積累層7 中聚積成如圖8所示的梯形的電子分布密度(即積累電子密度分布) 是可能的。在梯形積累電子密度分布中，信號強(qiáng)度的劣化能在髙溫保 持試驗(yàn)中保持為很小。
優(yōu)選的是將較后的寫入中的位線B2電壓設(shè)置為比較前的寫入中 的位線B2電壓高IV或更多。通過將位線B2電壓設(shè)置為相對于較前
12的寫入中的位線B2電壓具有IV或更大的電壓差，充分地將較前的寫
入中的電荷分布峰值與較后的寫入中的電荷分布峰值分開是可能的，
這將允許形成理想梯形積累電荷分布。
盡管位線B2電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閳D7中的更高電壓，但在第二寫入中將位 線B2電壓改變?yōu)楦碗妷阂彩强赡艿?，此后，也可形成類似的積累電 荷密度分布。然而，在第二寫入中降低位線B2電壓的情況下，此后由 于在第一寫入中積累的電子的影響，流入反型層的電子電流量將大量 減少，因此在寫入的時(shí)候必須大量升高字柵WG的電壓。因此，在本 示例性實(shí)施例中，位線B2電壓將變?yōu)楦叩碾妷?。在較后的電子注入 中升高位線B2電壓的情況下，由較前的電子注入所產(chǎn)生的電子積累區(qū) 將進(jìn)入比夾斷點(diǎn)(pinch-off point)更接近耗盡層的區(qū)域，借此可防止 流入反型層的電子電流量減少。
此外，如圖9所示，通過在電子注入時(shí)，負(fù)方向改變阱電壓而不 改變位線B2電壓來改變漏極(B2)區(qū)域周圍的耗盡層也是可能的，這 將允許獲得與改變位線B2電壓的情況下相同的效果。
通常，難以通過施加短期脈沖來改變具有大容量的阱區(qū)的電勢。 因此，為了在第一寫入條件下精確地控制電荷注入周期，首先將某個(gè) 電壓施加到阱，接著在足以使阱電壓穩(wěn)定的某個(gè)時(shí)段過去之后，將某 個(gè)電壓脈沖施加到位線B2和字柵WG。然后，為了在第二寫入條件下 精確地控制電荷注入，在使用第一阱電壓進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)寫入操作之 后，將第二電壓施加到阱，接著在足以使阱電壓穩(wěn)定的某個(gè)時(shí)段過去 之后，將某個(gè)電壓脈沖施加到位線B2和字柵WG。
在通過改變阱電壓來進(jìn)行寫入的情況下，優(yōu)選的是將較后的寫入 中的阱電壓設(shè)置為比較前的寫入中的阱電壓高1V或更多。通過將阱電 壓設(shè)置為相對于較前的寫入中阱電壓具有1V或更大的電壓差，充分地 將較前的寫入中的電荷分布峰值與較后的寫入中的電荷分布峰值分開
13是可能的，這將允許形成理想梯形積累電荷分布。
接下來將描述根據(jù)第二示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法。 在本示例性實(shí)施例中，也假定將電荷以與圖1和圖2所示相同的方式
寫入普通陷阱式非易失性存儲器的存儲節(jié)點(diǎn)2中。
圖IO是示出了在某些寫入條件下，將電荷寫入節(jié)點(diǎn)2的操作流程 的流程圖。圖11是示出了在根據(jù)圖10所示的操作流程進(jìn)行寫入的情 況下，分別施加到字柵WG、位線Bl、位線B2和阱的電壓的變化的 圖。
在本示例性實(shí)施例中，如圖10和圖11所示，將在步驟ll、在第 一寫入條件下進(jìn)行一次或多次電子注入，且在每次電子注入之后，在
步驟12中檢査確定注入電子的量是否已達(dá)到預(yù)定值。如果檢查結(jié)果顯 示注入電子的量已達(dá)到第一預(yù)定值，則在步驟13、在其中位線B2電壓 改變?yōu)楦哂诘谝粚懭霔l件下電壓的第二寫入條件中進(jìn)行電子注入。在 第二寫入條件下同樣進(jìn)行一次或多次電子注入，且在每次電子注入之 后，在步驟14中檢査以確定所注入電子的量是否已達(dá)到第二預(yù)定值。
利用在第一寫入條件下注入電子的情況和在第二寫入條件下注入 電子的情況之間的不同寫入量檢測條件，將在第一寫入條件和第二寫 入條件中每個(gè)條件下的注入電子量調(diào)整為期望量是可能的。由此，可
降低積累電子分布密度和元件之間的分布形式的不均勻度，借此可消 除寫入時(shí)電氣特性的變化。
在圖11中，寫入周期由施加電壓脈沖到字柵WG的周期控制，當(dāng) 電壓脈沖施加到字柵WG的同時(shí)，將某個(gè)電壓施加到位線B2。然而， 寫入周期由施加電壓脈沖到位線B2的周期控制也是可能的，當(dāng)電壓脈 沖施加到位線B2的同時(shí)，將某個(gè)電壓施加到字柵WG。接下來，將參照圖12a和圖12b詳細(xì)描述檢査(檢測)寫入電荷 的量的方法。
相對于在第一寫入條件下的電荷注入而言，利用與寫入時(shí)方向相 反的溝道電流來檢測寫入電荷的量，如圖12a所示。在這種情況下，寫 入電荷C1將極大地影響溝道電流，借此，用于使溝道電流達(dá)到某個(gè)電 流值所必須的字柵WG的閾值電壓將根據(jù)寫入電荷C1的值升高。因此， 利用字柵WG的閾值電壓來監(jiān)測寫入電荷C1的量是可能的。
另一方面，相對于利用比第一寫入條件更高的漏極電壓的第二寫 入條件下的電荷寫入而言，利用與電荷寫入時(shí)方向相同的溝道電流來 檢測寫入電荷的量，如圖12b所示。在這種情況下，由于寫入電荷C1 將進(jìn)入比夾斷點(diǎn)更接近漏極的區(qū)域，因此它對溝道電流的影響很小， 而在第二電荷寫入條件下寫入的寫入電荷C2將對溝道電流產(chǎn)生更大影 響。因此，利用讓溝道電流以與寫入情況下的相同方向流動(dòng)所必須的 字柵WG的閾值電壓來監(jiān)測寫入電荷C2的量是可能的。
接下來將參照圖13a和圖13b詳細(xì)描述檢測寫入電荷的量的另一 方法。
相對于第一寫入條件下的電荷注入而言，利用與寫入情況下的方 向相同的溝道電流來檢測寫入電荷的量，如圖13a所示。也就是說，當(dāng) 字柵WG電壓作為用于讓溝道電流達(dá)到某個(gè)電流值的閾值電壓時(shí)，通 過確定字柵WG的閾值電壓是否已經(jīng)達(dá)到某個(gè)預(yù)定值來確定寫入電荷 的量是否已經(jīng)達(dá)到第一預(yù)定量。此時(shí)，漏極電壓將降到足夠低，從而 夾斷點(diǎn)將被定位為比寫入電荷C1的分布中心更接近漏極。
另一方面，相對于在其中漏極電壓高于第一寫入條件下的漏極電 壓，或者阱電壓在源極/漏極周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上變化的第二寫 入條件下的電荷寫入而言，以下述方式檢測寫入電荷的量。同樣，這種情況下，利用與寫入時(shí)方向相同的溝道電流來檢測寫入電荷的量， 如圖13b所示。更具體來說，當(dāng)字柵WG作為用于讓溝道電流達(dá)到某 個(gè)電流值的閾值電壓時(shí)，溝道電流在夾斷點(diǎn)朝著源極偏移的同時(shí)，以 與第一電荷寫入和第二電荷寫入相同的方向流動(dòng)，通過確定字柵WG 的閾值電壓是否已經(jīng)達(dá)到某個(gè)預(yù)定值來確定寫入電荷的量是否己經(jīng)達(dá) 到第二預(yù)定量。通過在源極/漏極周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上改變漏極 電壓或者阱電壓，夾斷點(diǎn)能朝著源極偏移。在夾斷點(diǎn)比第一寫入條件 下的電荷分布中心更接近源極，且同時(shí)比第二寫入條件下的電荷分布 中心更接近漏極的情況下，則溝道電流將受到第二寫入條件下寫入的
電荷的嚴(yán)重影響。因此，利用字柵WG的閾值電壓來監(jiān)測寫入電荷C2 的量是可能的。
利用上述的該寫入操作流程，降低寫入電荷量和相對于每個(gè)存儲 節(jié)點(diǎn)的分布形狀的不均勻度是可能的。此外，通過使積累電荷分布成 形為梯形，使用極少的變動(dòng)而大幅度改進(jìn)電荷保留特性是可能的。
(第一示例)
接下來將詳細(xì)描述把根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法應(yīng)用到 SONOS式非易失性存儲器的情況的具體示例。用于評估的器件結(jié)構(gòu)與 圖1和圖2所示的相同。在這種情況下，由ISSG (現(xiàn)場蒸汽生成)形 成的氧化物膜被用作第一柵極絕緣膜6， CVD-Si3N4膜被用作電荷積 累膜7，且通過氧化CVD氮化膜的上部所形成的氧化物膜被用作第二 柵極氧化物膜8。直接位于柵電極1下面的上氧化物膜、氮化物膜和下 氧化物膜的膜厚分別為4nm、 4nm和5nm。
圖14示出了當(dāng)位線Bl作為源極而位線B2作為漏極且在漏極電 壓(VD)為4V、字柵WG電壓(VG)為6V、源電壓(VS)為0V而 阱電壓(VWELL)為0V時(shí)的寫入條件(現(xiàn)有技術(shù)中的寫入條件)下 對節(jié)點(diǎn)2進(jìn)行寫入(電荷注入)時(shí)的寫入特征。以下述檢測方法(檢 測條件A)進(jìn)行閾值電壓(VT)的檢測，其中與寫入情況相反，位線Bl作為漏極(VD=1.2V)而位線B2作為源極(VS=0V)，且使得溝 道電流為5E-6A的字柵WG電壓檢測為閾值電壓(VT)。從圖14可 以看出，在作為源極邊緣部分的節(jié)點(diǎn)2附近的積累電荷量在檢測閾值 電壓時(shí)隨著寫入周期的增加而增加，且閾值電壓VT變得更高。
接著，圖15示出了當(dāng)首先在第一寫入條件下進(jìn)行電荷寫入4微秒， 此后在第二寫入條件下將另外的電荷注入到節(jié)點(diǎn)2時(shí)的寫入特性。在 用于此情況的第一寫入條件下，漏極電壓(VD)為4V，字柵WG電 壓(VG)為6V，源電壓(VS)為0V且阱電壓(VWELL)為0V。在 用于此情況的第二寫入條件下，漏極電壓(VD)為5V，字柵WG電 壓(VG)為6V，源電壓(VS)為OV且阱電壓(VWELL)為0V。在 這種情況下，利用下列條件進(jìn)行閾值電壓檢測檢測條件A，其中位 線B1作為漏極(VD=1.2V)而位線B2作為源極(VS=0V)，而從溝 道電流檢測出字柵WG的閾值電壓，該溝道電流從位線B2流向位線 Bl;檢測條件B，其中位線B2作為漏極(VD=1.2V)而位線Bl作為 源極(VS=0V)，而從溝道電流檢測出字柵WG的閾值電壓，該溝道 電流從位線Bl流向位線B2。
如圖15所示，其示出了利用檢測條件A檢測到的閾值電壓VT通 過附加寫入?yún)s幾乎沒有變化，而利用檢測條件B檢測到的閾值電壓VT 通過附加寫入而升高了。在檢測條件A下閾值電壓VT幾乎沒有表現(xiàn) 出任何變化的原因在于由于節(jié)點(diǎn)2的積累電荷區(qū)比夾斷點(diǎn)更接近源 極，第一寫入條件下的積累電荷已經(jīng)極大地影響了閾值電壓VT，由此 第二寫入條件下的積累電荷幾乎不可檢測。另一方面，在檢測條件B 下，由于夾斷點(diǎn)定位于第一寫入條件下的積累電荷分布中心和第二寫 入條件下的積累電荷分布中心之間，因此精確地檢測到第二寫入條件 下寫入的積累電荷量是可能的。由此，將第二寫入條件下寫入的積累 電荷的量控制為期望量是可能的。
圖16a示出了寫入條件A (現(xiàn)有技術(shù)中的寫入方法)，其中
17VG/VD= 6V/4V且寫入周期為2微秒；寫入條件B，其中VG/VD= 6V/4V 且用于初始寫入的寫入周期為2微秒，VG/VD:6.5V/4.5V且用于后繼 寫入的寫入周期為l微秒；寫入條件C，其中VG/VD二 6V/4V且用于 初始寫入的寫入周期為4微秒，VG/VD^ 6V/5V且用于后繼寫入的寫入 周期為2微秒；以及寫入條件D，其中VG/VD= 6V/4V且用于初始寫 入的寫入周期為4微秒，VG/VD: 6V/7V且用于后繼寫入的寫入周期為 l微秒。圖16b示出了在寫入條件A到條件D下進(jìn)行寫入情況下,以溫 度150° C的烘焙處理下閾值電壓VT中的變化。
如圖16b所示，在寫入條件B下，與現(xiàn)有技術(shù)(寫入條件A)的 寫入方法相比，閾值電壓VT的變化沒有顯示出減少的效果。另一方面， 與用于第一寫入的寫入條件相比，寫入條件C和D下的漏極電壓增加 1V或更多，可見閾值電壓VT變化的減少效果，這表明電荷保留特性 已經(jīng)得以改善。
在寫入條件B下沒有顯示出效果的原因是由于第二寫入條件下的 漏極電壓的增加量小到0.5V,所以寫入電荷分布中心沒有偏移太多， 由此積累電子分布沒有呈現(xiàn)出理想的梯形。然而，通過讓源極/漏極的 雜質(zhì)濃度的輪廓變得更平緩，夾斷點(diǎn)將能更容易地移動(dòng)，這使得即便 是所施加電壓的變化小于1V也能使電荷保留特性得以改善。
如上所述，已經(jīng)證明利用根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法能 以良好的可控性使得積累電荷分布的形狀成為梯形，并因此改善電荷 保留特性。
(第二示例)
現(xiàn)在將詳細(xì)描述把根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法應(yīng)用到 TWINMONOS式陷阱存儲器的情況。
圖17是示出了 TWINMONOS式陷阱存儲器的平面圖。圖18a是
18沿圖17中線i-r截取的剖面圖，而圖18b是沿圖17中線n-n'截取的剖面圖。
在TWINMONOS式陷阱存儲器的情況下，控制柵極12 (CG1和 CG2)通過柵間絕緣膜13分別設(shè)置在字柵(WG)的兩側(cè)。控制柵極 12構(gòu)成一對第一柵電極而夾在控制柵極12之間的字柵11構(gòu)成第二電 極。
在每個(gè)控制柵極12下面形成有第一柵極絕緣膜6、電荷積累膜7 和第二柵極絕緣膜8。位于控制柵極CG1下面的電荷積累區(qū)為節(jié)點(diǎn)1， 而位于控制柵極CG2下面的電荷積累區(qū)為節(jié)點(diǎn)2。
此外，用于字柵的柵極絕緣膜14形成在字柵11的下面。
圖19是示出了當(dāng)把根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法應(yīng)用到 圖18的陷阱存儲器時(shí)，將電荷寫入到存儲節(jié)點(diǎn)2的情況下，分別施加 到字柵WG、控制柵極CG1和CG2、位線Bl和B2以及阱的電壓脈沖 的圖。
如圖19所示，在把將成為源極的位線B1和阱作為基準(zhǔn)電壓時(shí)， 通過將正電壓施加到將成為漏極的位線B2、第一柵電極CG1和CG2 以及字柵WG，電子電流將在柵電極下面的反型層中從源極朝著漏極流 動(dòng)。由于相對于阱，漏區(qū)周圍的該區(qū)域反向偏壓，耗盡層將形成在漏 區(qū)周圍，因此將形成強(qiáng)電場區(qū)。此時(shí)，由漏區(qū)附近的強(qiáng)電場效應(yīng)產(chǎn)生 的溝道熱電子被注入到電荷積累7，而部分已注入的溝道熱電子將積累 在電荷積累層7中。由此，節(jié)點(diǎn)2能從擦除狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐褜懭霠顟B(tài)。
在本示例性實(shí)施例中，在以較低的位線B2電壓進(jìn)行首次寫入，此 后以較高的位線B2電壓進(jìn)行寫入時(shí)，寫入時(shí)位線B2的電壓將處于兩 個(gè)電平。如前所述，由于漏極附近的強(qiáng)電場效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生溝道熱電子。因此，當(dāng)位線B2的電壓升高時(shí)，漏極(位線B2)區(qū)域附近的耗盡層 將在朝著源極(位線B1)的方向上進(jìn)一步擴(kuò)展，而將要產(chǎn)生溝道熱電 子的位置也在朝著源極的方向上偏移。因此，利用圖19所示的用于寫 入的電壓脈沖，形成具有如圖8所示的梯形積累電子密度分布是可能 的。
盡管位線B2電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閳D19中的更高的電壓，但在第二寫入中 將位線B2電壓改變?yōu)楦偷碾妷阂彩强赡艿模撕?，也可形成類似?積累電荷密度分布。然而，在第二寫入中降低位線B2電壓的情況下， 此后由于在第一寫入中積累的電子的影響，流入反型層的電子電流量 將大量減少，因此在寫入的時(shí)候必須大量升高字柵極電壓VG。因此， 如相對于第一示例性實(shí)施例的情況所說明的，在本示例性實(shí)施例中， 位線B2電壓也將變?yōu)楦叩碾妷?。在較后的電子注入中升高位線B2 電壓的情況下，由較前的電子注入產(chǎn)生的電子積累區(qū)將進(jìn)入比夾斷點(diǎn) 更接近耗盡層的區(qū)域，借此可防止流入反型層的電子電流量減少。
此外，如圖20所示，通過在電子注入時(shí)負(fù)向改變阱電壓而不改變 位線B2電壓，使得改變漏極(位線B2)區(qū)域附近的耗盡層也是可能 的，這將允許獲得與改變位線B2電壓的情況下相同的效果。
通常，難以通過施加短期脈沖來改變具有大容量的阱區(qū)的電勢。 因此，為了在第一寫入條件下精確地控制電荷注入周期，首先將某個(gè) 電壓施加到阱，接著在阱電壓穩(wěn)定之后，將某個(gè)電壓脈沖施加到位線 B2和控制柵極CG2。然后，為了在第二寫入條件下精確地控制電荷注 入周期，在第一阱電壓下進(jìn)行一次或多次寫入操作之后，將第二電壓 施加到阱，接著在足以使阱電壓穩(wěn)定的某個(gè)時(shí)段過去之后，將某個(gè)電 壓脈沖施加到位線B2和控制柵極CG2。
可根據(jù)與如圖IO所示的相同的操作流程進(jìn)行至節(jié)點(diǎn)2的寫入。在 這種情況下，如圖21所示，在第一寫入條件下將進(jìn)行一次或多次電子注入，在每次電子注入之后，確定注入電子的量是否已經(jīng)達(dá)到第一預(yù) 定值。在注入電子的量已經(jīng)達(dá)到第一預(yù)定值之后，在位線B2電壓高于
第一寫入條件的位線B2電壓的第二寫入條件下進(jìn)行電子注入。在第二
寫入條件下也將進(jìn)行一次或多次電子注入，在每次電子注入之后，檢 查注入電子的量是否已經(jīng)達(dá)到第二預(yù)定值。此時(shí)，分別利用在第一寫 入條件下注入電子之后和第二寫入條件下注入電子之后的不同寫入量 檢測條件，將在第一寫入條件和第二寫入條件中每個(gè)條件下的注入電 子量調(diào)整為期望量是可能的。換言之，可降低積累電子分布密度和元 件之間的分布形式的不均勻度，借此可消除寫入時(shí)電氣特性的變化。
在圖21中，寫入周期由施加電壓脈沖到控制柵極CG2的周期控 制，在某個(gè)電壓施加到位線B2、字柵WG和控制柵極CG1之后，將該 電壓脈沖施加到控制柵極CG2。然而，寫入周期由施加電壓脈沖到控 制柵極CG1的周期控制也是可能的，在某個(gè)電壓施加到位線B2、字柵 WG和控制柵極CG2之后，將該電壓脈沖施加到控制柵極CG1。否則， 寫入周期由施加電壓脈沖到字柵WG的周期控制也是可能的，在某個(gè) 電壓施加到位線B2、控制柵極CG1和控制柵極CG2之后，將該電壓 脈沖施加到字柵WG。另外，寫入周期由施加電壓脈沖到位線B2的周 期控制也是可能的，在某個(gè)電壓施加到字柵WG、控制柵極CG1和控 制柵極CG2之后，將該電壓脈沖施加到位線B2。
就檢測寫入電荷量而言，相對于在第一寫入條件下的電荷注入， 利用與寫入時(shí)方向相反的溝道電流來檢測寫入電荷的量。然后，相對
于利用比第一寫入條件更高的漏極電壓的第二寫入條件下的電荷寫入 而言，利用與電荷寫入時(shí)相同的并基于閾值電壓的方向的溝道電流來 檢測在第二電荷寫入條件下寫入的寫入電荷的量。在這種情況下，由 于在第一寫入條件下寫入的寫入電荷進(jìn)入比夾斷點(diǎn)更接近漏極的區(qū) 域，因此它對溝道電流的影響很小，而在第二電荷寫入條件下寫入的 寫入電荷將對溝道電流產(chǎn)生更大的影響。因此，利用控制柵極CG2的 閾值電壓來監(jiān)測寫入電荷C2的量是可能的。
21接下來將描述檢測寫入電荷的量的另一方法。
相對于第一寫入條件下的電荷注入，利用與寫入情況下的相同方 向的溝道電流來檢測寫入電荷的量。也就是說，當(dāng)控制柵極CG2電壓 作為用于讓溝道電流達(dá)到某個(gè)電流值的閾值電壓時(shí)，確定控制柵極
CG2的閾值電壓是否已經(jīng)達(dá)到某個(gè)預(yù)定值。此時(shí)，漏極電壓將降到足
夠低，從而夾斷點(diǎn)將被定位為比在第一寫入條件下寫入的寫入電荷的 分布中心更接近漏極。
對于在漏極電壓高于第一寫入條件下的漏極電壓或者阱電壓在源 極/漏極周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上變化的第二寫入條件下寫入的電 荷，在夾斷點(diǎn)朝著源極偏移的同時(shí)，利用與第一電荷寫入和第二電荷
寫入情況下的方向相同的溝道電流來確定控制柵極CG2的閾值電壓是 否已經(jīng)達(dá)到某個(gè)預(yù)定值。通過在源極/漏極周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上 改變漏極電壓或者阱電壓，夾斷點(diǎn)能朝著源極偏移。在夾斷點(diǎn)比第一 寫入條件下的電荷分布中心更接近源極，且其比第二寫入條件下的電 荷分布中心更接近漏極的情況下，則溝道電流將受到第二寫入條件下 寫入的電荷的嚴(yán)重影響。因此，利用控制柵極CG2的閾值電壓來監(jiān)測 第二寫入條件下寫入的寫入電荷的量是可能的。
如上所述，即便是在將根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體非易失性存儲器 的方法應(yīng)用到TWINMONOS式存儲的情況下，也可能形成梯形積累電 荷分布，借此改善電荷保留特性。
本發(fā)明也適用于缺乏其中一個(gè)控制柵極的MONOS式存儲器(即， 第二柵電極設(shè)置為通過絕緣膜靠近第一柵電極的陷阱式非易失性存儲 單元)。
2權(quán)利要求
1. 一種驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件包括陷阱式非易失性存儲單元，所述陷阱式非易失性存儲單元包括層疊的絕緣膜以及形成在所述層疊的絕緣膜上的第一柵電極，所述層疊的絕緣膜包含形成在半導(dǎo)體襯底上的電荷積累層，在所述半導(dǎo)體襯底中形成了源區(qū)、漏區(qū)和阱區(qū)，所述驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法的特征在于包括在兩個(gè)或更多不同寫入條件下、在單存儲節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行多次電荷注入，所述寫入條件是施加到所述阱的阱電壓、施加到所述漏區(qū)的漏極電壓以及施加到所述第一柵極的柵極電壓的組合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 所述陷阱式非易失性存儲單元還包括通過柵極絕緣膜形成在所述半導(dǎo)體襯底上的第二柵電極，所述第二柵電極通過絕緣膜鄰近所述第 一柵電極或者通過絕緣膜夾在一對所述第一柵電極之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特 征在于，在較后的電荷注入中施加的漏極電壓高于在較前進(jìn)行的電荷注入 中施加的漏極電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特 征在于，相對于源區(qū)/漏區(qū)周圍的耗盡層擴(kuò)展的極性而言，在較后的電荷注 入中施加的阱電壓高于在較前進(jìn)行的電荷注入中施加的阱電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 在較后的電荷注入中施加的漏極電壓比在較前進(jìn)行的電荷注入中施加的漏極電壓高1V或更多。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 在較后的電荷注入中施加的阱電壓和在較前進(jìn)行的電荷注入中施加的阱電壓之間的電壓差為iv或更大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特 征在于還包括利用對應(yīng)于每個(gè)寫入條件的閾值檢測條件，為每次電荷注入確定 相對于所述寫入條件，預(yù)定量的電荷是否已經(jīng)被寫入存儲器中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于還包括在第一寫入條件下注入電荷，然后利用與所述電荷注入時(shí)的方向 相反的方向的溝道電流來檢測在所述第一寫入條件下由所述電荷注入 寫入的寫入電荷量，并交替地重復(fù)在所述第一寫入條件下的所述電荷 注入和對所述寫入電荷量的檢測，直到所述寫入電荷量達(dá)到第一預(yù)定 寫入量；以及在使漏極電壓高于所述第一寫入條件下的漏極電壓或者阱電壓在 源區(qū)/漏區(qū)周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上變化的第二寫入條件下注入電 荷，所述電荷注入是在與所述第一寫入條件下的所述電荷注入的情況 下的方向相同的方向上進(jìn)行的，然后利用與所述電荷注入時(shí)的方向相 同的方向的溝道電流來檢測在所述第二寫入條件下的所述電荷注入中 寫入的寫入電荷量，以及交替地重復(fù)所述第二寫入條件下的所述電荷 注入和對所述寫入電荷量的檢測，直到所述寫入電荷量達(dá)到第二預(yù)定 寫入量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于還 包括在第一寫入條件下注入電荷，然后利用與所述電荷注入時(shí)的方向 相同的方向的溝道電流來檢測在所述第一寫入條件下由所述電荷注入 寫入的寫入電荷量，以及交替地重復(fù)所述第一寫入條件下的所述電荷寫入和對所述寫入電荷量的檢測，直到所述寫入電荷量達(dá)到第一預(yù)定 寫入量；以及在使漏極電壓高于所述第一寫入條件下的漏極電壓或者阱電壓在 源區(qū)/漏區(qū)周圍的耗盡層擴(kuò)展的方向上變化的第二寫入條件下注入電 荷，所述電荷注入是在與所述第一寫入條件下的所述電荷注入的情況 下的方向相同的方向上進(jìn)行的，然后當(dāng)夾斷點(diǎn)比在相對于所述第一寫 入條件下的電荷注入的寫入電荷檢測條件中朝向更接近所述源區(qū)偏移 時(shí)，利用與所述電荷注入時(shí)的方向相同的方向的溝道電流來檢測由所 述第二寫入條件下的電荷注入寫入的寫入電荷量，并交替地重復(fù)所述 第二寫入條件下的電荷注入和對所述寫入電荷量的檢測，直到所述寫 入電荷量達(dá)到第二預(yù)定寫入量。
10. —種驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件包括在電荷陷 阱層中局部地積累信號電荷的陷阱式存儲單元，所述驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件 的方法的特征在于包括以形成梯形積累電荷分布的方式注入電荷。
11. 一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括在電荷陷阱層中局部 地積累信號電荷的陷阱式存儲單元，所述半導(dǎo)體器件的特征在于包括:在所述電荷陷阱層中寫入所述信號電荷，使得在所述信號電荷被 寫入所述電荷陷阱層中的狀態(tài)下，自漏區(qū)邊緣部分的電子密度分布將 朝著源區(qū)形成梯形形狀。
全文摘要
一種陷阱式非易失存儲單元設(shè)置有層疊的絕緣層以及形成在所述層疊的絕緣層上的第一柵電極，該層疊的絕緣層包括形成在半導(dǎo)體襯底上的電荷積累層，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有源區(qū)/漏區(qū)/阱區(qū)。在所述陷阱式非易失存儲單元上進(jìn)行寫入時(shí)，通過將施加到阱的阱電壓、將施加到漏區(qū)的漏極電壓以及將施加到第一柵極的柵極電壓的組合，在兩個(gè)或更多的不同寫入條件下為一個(gè)存儲節(jié)點(diǎn)多次施加電荷。因此，在所述電荷積累層中形成梯形電子分布，且抑制了保留特性的劣化現(xiàn)象。
文檔編號H01L29/788GK101501839SQ20078002931
公開日2009年8月5日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者寺井真之 申請人:日本電氣株式會(huì)社