[發(fā)明專利]閃存器件以及擦除閃存器件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710306291.7
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101241760A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李政禹;金大漢
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G11C16/14
• 分類號: G11C16/14;G11C16/34
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 錢大勇

相關(guān)申請的交叉引用

本申請請求2006年12月19日提交的申請?zhí)枮?0-2006-0130220的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，此處通過引用包含其技術(shù)主題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲器件的操作，具體而言，本發(fā)明涉及閃存器件以及擦除閃存器件的方法。

背景技術(shù)

一般將半導(dǎo)體存儲器件劃分為易失性半導(dǎo)體存儲器件和非易失性半導(dǎo)體存儲器件。易失性半導(dǎo)體存儲器件具有較快的讀寫速度，但是在不施加外部電源時，其存儲內(nèi)容就會丟失。相反，甚至在不施加外部電源時，非易失性半導(dǎo)體存儲器件仍能保持存儲的內(nèi)容。因此，使用非易失性半導(dǎo)體存儲器件來存儲下述內(nèi)容：無論有無電源都必須保持所述內(nèi)容。非易失性半導(dǎo)體存儲器件的例子是掩碼只讀存儲器(MROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、以及電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)。

通常，因為在MROM、PROM和EPROM中的擦除和寫操作相對困難，所以普通用戶可能不能更新存儲器內(nèi)容。相反地，因為可以在EEPROM中執(zhí)行電擦除和寫操作，所以EEPROM越來越廣泛地應(yīng)用于需要持續(xù)更新的系統(tǒng)編程和輔助存儲器件中。與通常的EEPROM相比，閃存EEPROM特別地，具有較高的集成度。因此，在高容量的輔助存儲器件中，閃存EEPROM特別有用。在各種類型的閃存EEPROM中，與其它類型的閃存EEPROM相比，NAND類型的閃存EEPROM(在下文中，稱為NAND閃存)具有更高的集成度。與此相反，NOR類型的閃存EEPROM(在下文中，稱為NOR閃存)具有相對較低的集成度，但是其能夠執(zhí)行快速讀寫操作。

將NOR閃存器件的單元陣列劃分為存儲器區(qū)域(例如，存儲區(qū)和存儲塊)。根據(jù)這些存儲器區(qū)域來執(zhí)行NOR閃存器件的編程和擦除操作。例如，在擦除操作期間，通常按存儲塊來擦除閃存器件。特別地，在NOR閃存器件中，將6至10V的擦除電壓施加到一批存儲塊，并且將預(yù)先確定的-10V的負電壓施加到字線以用于擦除。存儲單元的位線和公共源極線保持浮置狀態(tài)，以及當(dāng)滿足上述偏置條件時，通過Fowler-Nordheim(F-N)隧道效應(yīng)來移除在浮置柵極上注入的電子。

在NOR閃存器件中，擦除操作特別重要。過擦除(over-erased)的單元可能降低在相鄰存儲單元中的讀操作的可靠性。此外，當(dāng)在擦除操作后執(zhí)行一系列的編程操作時，被過擦除的單元可能通過中斷相鄰存儲單元的平滑編程操作而導(dǎo)致編程失敗。因此，被過擦除的存儲單元可能在讀操作期間引起錯誤，和/或中斷對相鄰存儲單元的編程操作。

圖1是在常規(guī)NOR閃存器件中的被過擦除的單元的閾值電壓分布的圖。參考圖1，已擦除的存儲單元的閾值電壓相應(yīng)于電壓分布10。理想的已擦除的存儲單元的閾值電壓分布在閾值電壓V_1b和閾值電壓V₂之間(即分布11)。具有在閾值電壓V_1a和閾值電壓V_1b之間的閾值電壓分布(即分布12(由陰影線表示))的存儲單元是被過擦除的單元。具有在閾值電壓分布20中的閾值電壓的存儲單元是編程的單元。盡管編程的存儲單元的閾值電壓分布與分布20相對應(yīng)，但是無論何時存儲單元存儲多位數(shù)據(jù)，在多個閾值電壓分布的一個中可以包括編程的存儲單元。

圖2是顯示由于被過擦除的存儲單元導(dǎo)致的局限性的電路圖。參考圖2，存儲單元MC<0>至MC<4>連接到同一位線BL上。假定存儲單元MC<0>至MC<4>也連接到同一公共源極線CSL上。在圖2中，存儲單元MC<0>、MC<1>、MC<3>和MC<4>是被過擦除的存儲單元(由陰影線表示)。存儲單元MC<2>被編程為非擦除狀態(tài)的其它閾值電壓狀態(tài)。在讀操作期間，選擇存儲單元MC<2>，以便將讀電壓(大約4.5V)施加到選擇的存儲單元MC<2>的字線Sel?WL上。將0V電壓施加到其余的同時未被選擇的存儲單元MC<0>、MC<1>、MC<3>和MC<4>的未選擇的字線Unsel?WL上。