[發(fā)明專利]一種提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)擦除速度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610147627.5
• 申請(qǐng)日: 2006-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN101207157A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘燦;繆威權(quán);陳良成;劉鑒常
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/792
• 分類號(hào): H01L29/792;H01L27/115;G11C16/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)擦寫技術(shù)，尤其涉及非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擦除方法。

背景技術(shù)

非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(nonvolatile?memory)是一種常用的半導(dǎo)體器件，根據(jù)材料、結(jié)構(gòu)的不同，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器可分為很多種類。以氮只讀存儲(chǔ)器(NROM)為例，其具有如圖1所示的器件結(jié)構(gòu)，它包括：襯底(substrate)1、形成于襯底1中的源極(Source)2和漏極(Drain)3，以及形成于襯底1上方的柵極(Gate)4，其中，柵極4和襯底1之間還具有三個(gè)相疊加的絕緣層51、52、53，中間一層52為捕陷電荷層(cha?rge-trapping?layer)，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，上下兩側(cè)的絕緣層51、53用于鎖住中間層52的電荷，此外，還有一溝道(channel)(圖中未示出)形成于絕緣層53下方、源極2和漏極3之間。補(bǔ)陷電荷層52的兩端均可捕陷電荷，存儲(chǔ)在補(bǔ)陷電荷層52左端的電荷被認(rèn)為是該NROM的第一比特(bit)數(shù)據(jù)61，存儲(chǔ)在右端的電荷被認(rèn)為是該NROM的第二比特?cái)?shù)據(jù)62。

現(xiàn)有的擦除NROM數(shù)據(jù)的方法是在柵極4上加負(fù)電壓，在源極2和漏極3上加正電壓，通過逐漸降低閾值電壓(threshold?voltage)，達(dá)到擦除數(shù)據(jù)的目的。然而，現(xiàn)有的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擦除方法耗時(shí)較長(zhǎng)，因此，需要一種能夠提高數(shù)據(jù)擦除速度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)擦除速度的方法，在不需要引入額外的制造工藝或編程技術(shù)的前提下，有效提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擦除效率。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)擦除速度的方法，所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器包括襯底，形成于襯底中的源極和漏極，以及形成于襯底上方的柵極，其中，柵極和襯底之間還具有三個(gè)相疊加的絕緣層，中間一層用于捕陷電荷，兩邊的絕緣層用于鎖住中間層的電荷，其實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)在于，所述的方法在數(shù)據(jù)擦除過程中在襯底上加載一負(fù)電壓。

在上述的提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)擦除速度的方法中，所述方法在數(shù)據(jù)擦除過程中還在源極上加載一負(fù)電壓。

由于本發(fā)明在對(duì)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器執(zhí)行數(shù)據(jù)擦除的過程中在襯底上加載了負(fù)電壓，有效加快了數(shù)據(jù)擦除速度，若同時(shí)在源極上也加載負(fù)電壓，則可以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)擦除速度。此外，采用本發(fā)明的方法，無須引入新的制造工藝或編程技術(shù)，因此不會(huì)對(duì)器件性能、制造成本產(chǎn)生影響。

附圖說明

通過以下實(shí)施例并結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為：

圖1為氮只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施例的數(shù)據(jù)擦除方法與現(xiàn)有方法的擦除速度對(duì)比圖；

圖3為本發(fā)明另一具體實(shí)施例的數(shù)據(jù)擦除方法與現(xiàn)有方法的數(shù)據(jù)擦除速度對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

以下將對(duì)本發(fā)明的提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)擦除速度的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明的方法主要用于非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擦除，該非揮發(fā)性存儲(chǔ)器具有類似于圖1所示的NROM的結(jié)構(gòu)，其包括襯底1，形成于襯底1中的源極2和漏極3，以及形成于襯底1上方的柵極4。其中，柵極4和襯底1之間還具有三個(gè)相疊加的絕緣層51、52、53，中間一層52用于捕陷電荷，兩邊的絕緣層51、53用于鎖住中間層52的電荷，于本發(fā)明一具體實(shí)施例中，該提高非揮發(fā)性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)擦除速度的方法是在數(shù)據(jù)擦除過程中在襯底1上加載負(fù)電壓。

下面結(jié)合圖2和表1，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明本發(fā)明的有益效果。

圖2顯示了分別采用現(xiàn)有方法(襯底電壓為0)和本發(fā)明一具體實(shí)施例的方法(襯底上加負(fù)電壓)對(duì)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除的時(shí)間消耗情況。圖中，縱坐標(biāo)DVtR表示閾值電壓變化值，單位為伏特(V)；橫坐標(biāo)t表示數(shù)據(jù)擦除耗時(shí)，單位為微秒(μs)。圖中共有5條曲線，每條曲線上均有數(shù)個(gè)小方點(diǎn)，每個(gè)小方點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖(pulse)，用于標(biāo)識(shí)時(shí)間消耗，相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔為0.5μs，通過計(jì)算每條曲線上小方點(diǎn)的數(shù)量可以得出數(shù)據(jù)擦除過程的耗時(shí)t。

為了說明方便，在圖2中畫了一條虛線分別穿過該5條曲線，根據(jù)虛線與曲線相交的次序，該5條曲線從右到左分別對(duì)應(yīng)表1中的5組數(shù)據(jù)，其中，最右側(cè)的一條曲線對(duì)應(yīng)了現(xiàn)有技術(shù)的情況(Vb＝0)，其余四條曲線均對(duì)應(yīng)了襯底加載負(fù)電壓，即本發(fā)明的情況。從圖2和表1可以看出，當(dāng)襯底電壓為-1V時(shí)，擦寫耗時(shí)比現(xiàn)有方法縮短2μs，速度提高18％；當(dāng)襯底電壓為-3V時(shí)，擦寫耗時(shí)進(jìn)一步減小到7.5μs，比現(xiàn)有方法的擦寫速度提高32％。