[發明專利]對閃存器件進行編程的方法

有效

• 申請號: 200610145272.6
• 申請日: 2006-11-24
• 公開（公告）號: CN101071642A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 李珉圭
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊生平;楊紅梅

技術領域

本發明一般地涉及一種對閃存器件進行編程的方法，并且更具體地涉及一種對閃存器件進行編程的方法，其中可以將連接到最后字線的單元的閾值電壓分布控制成具有窄的寬度。

背景技術

近些年，對這樣的半導體存儲器件的需求增加，所述半導體存儲器件可以進行電編程和擦除并且不需要有每隔一段時間重寫數據的刷新功能。另外，為了開發具有能夠存儲大量數據的大容量的存儲器件，已經開發了存儲器單元的高度集成技術。為了提高存儲器單元的集成度，已經開發了NAND閃存器件，其中多個單元串聯以形成一串，并且兩串共享一個接觸。

NAND閃存器件包括多個單元塊和用于驅動這些單元的多個電路。每個單元塊包括多個單元串。圖1是用于說明包括單元串的構造的一部分的電路圖。

單元串101和102中的每個包括串聯的用于存儲數據的多個單元。漏極選擇晶體管110和源極選擇晶體管120分別形成在單元串101和102與漏極之間，以及單元串101和102與源極之間。另外，單元連接到字線WL0到WL31。漏極選擇晶體管110和源極選擇晶體管120分別連接到漏極選擇線DSL和源極選擇線SSL。單元串101和102中每個的數目與位線BL的數目相同。因此，漏極選擇晶體管110和源極選擇晶體管120的數目也與位線BL的數目相同。

同時，每個單元包括柵，其中隧道氧化物層、浮動柵、電介質層和控制柵層壓在半導體襯底的預定區域中。所述單元還包括設置在柵的兩側的結區。

在以上構造的NAND閃存器件中，通過控制存儲器單元的閾值電壓同時借助F-N隧穿將電子注入到浮動柵中和從浮動柵中放出電子來執行編程和擦除。例如，為了對所選單元進行編程，使用ISPP方法將編程電壓施加到所選字線WL，將約10V的通過電壓施加到未選字線WL，將接地電壓Vss施加到所選位線BL，并將電源電壓Vcc施加到未選位線BL。此時，漏極選擇線DSL被施加了電源電壓Vcc，源極選擇線SSL被施加了接地電壓Vss，公共源極線CSL被施加了電源電壓Vcc，且P阱被施加了接地電壓Vss。

同時，在擦除操作中，通過施加約20V的擦除電壓到三重P阱和0V到所選塊的整個字線，來去除注入到浮動柵中的電子。在此情形中，電子被注入到所編程的單元的浮動柵中。因此，所編程的單元具有正的閾值電壓。相反地，電子從擦除的單元的浮動柵中放出。因此，擦除的單元具有負的閾值電壓。

但是，由重復編程(over-program)問題和讀取裕度決定的器件性能依賴于NAND閃存器件的編程單元的閾值電壓的分布。使用ISPP方法通過施加編程電壓來控制編程單元的閾值電壓分布。在多級單元中單元閾值電壓分布是很重要的因素。

但是，如果使用ISPP方法執行編程，可以將單元閾值電壓分布控制成窄的寬度，但是在基于單元的單元串內的單元閾值電壓中出現了不同。這是由背圖案依賴性(BPD，Back?Pattern?Dependency)現象和干擾現象引起的，而沒有涉及串單元中固有的特性。更特定地，從源極選擇線連接到字線WL0到WL30的單元與連接到相鄰于漏極選擇線的字線WL31的單元在閾值電壓上略有不同。

圖2是示出當在1MB的NAND閃存器件上執行ISPP方法時單元閾值電壓分布的曲線。在圖2中，“A”表示連接到第一字線WL0的單元的閾值電壓分布，“B”表示連接到第二字線WL1的單元的閾值電壓分布，“C”表示連接到最后字線WL31的單元的閾值電壓分布，以及“D”表示連接到從第一字線WL0到最后字線WL31的字線的單元的閾值電壓分布。

如圖2中所示，最后被編程的、連接到最后字線W31的單元，不受依賴于相鄰單元閾值電壓的訪問單元的閾值電壓扭曲現象的影響(即干擾現象)，而具有初始的單元閾值電壓。因此，該單元決定了芯片的單元閾值電壓分布的其余單元分布。分布中的差別在單級單元中約為0.3V而在多級單元中約為0.15V。

如上所述的分布較廣的單元閾值電壓使單級單元或多級單元的讀取裕度降低，并且對器件的可靠性，如循環特性和保持特性產生了不良影響。

發明內容

因此，本專利解決了上面的問題，并且公開了一種對閃存器件進行編程的方法，其中通過將連接到最后字線的單元的閾值電壓分布控制成具有窄的寬度，可以提高器件的可靠性。

另外，一種對閃存器件進行編程的方法，其中通過此方式將連接到最后字線的單元的閾值電壓分布控制成具有窄寬度，即在編程和編程驗證之后在連接到最后字線的單元上執行再編程，可以提高器件的可靠性。