[發明專利]P溝道非易失性存儲元件的操作方法

有效

• 申請號: 201010265408.3
• 申請日: 2006-06-09
• 公開（公告）號: CN101964209A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 呂函庭
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/02
• 分類號: G11C16/02;H01L27/115
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

本申請是申請號為200610083597.6的名稱為“P溝道非易失性存儲元件的操作方法”的發明專利申請的分案申請，原申請的申請日是2006年06月09日。

技術領域

本發明是有關于一種存儲元件，且特別是有關于一種可以應用價帶-導帶穿隧誘發熱電子注入(band-to-band?tunneling?induced?hot?electron?injection)而編程非易失性存儲元件的方法。

背景技術

非易失性內存(Non-volatile?memory，“NVM”)指的是即使從含有NVM單元的設備中去除電源后仍能夠持續地存儲信息的半導體內存。NVM包括光罩式只讀存儲器(Mask?ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除編程只讀存儲器(EPROM)、可電除可編程只讀存儲器(EEPROM)和閃存(Flash?memory)。非易失性內存廣泛地用于半導體工業且研發來防止編程數據丟失的一類內存。通常，可基于設備的最終用途要求對非易失性內存進行編程、讀出和/或擦除，且可長時間地存儲編程數據。

閃存通常包括排列成行列狀的存儲單元數組。每個存儲單元包括一個MOS晶體管，MOS晶體管具有柵極、漏極、源極以及由漏極與源極之間定義的溝道。柵極對應于字線，而漏極/源極對應于內存數組的位線。目前閃存的柵極通常為雙柵極結構，包括了控制柵極與浮置柵極，其中，浮置柵極夾在兩層介電層之間而阻陷載子如電子，以“編程”此存儲單元。換句話說，在現有存儲單元中第一介電層是形成于溝道上，浮置柵極形成于第一介電層上，第二介電層形成于浮置柵極上，而控制柵極最后形成于第二介電層上。

當進行編程時，在選定的字線與位線施加一組編程偏壓。對應于選定字線與位線的一個或多個存儲單元在編程狀態下被施以偏壓。就單一存儲單元來說，其源極與漏極施加了不同的偏壓，而沿著其溝道形成了電場，使得電子借此獲得足夠的能量以穿隧第一介電層，進入浮置柵極并存儲于其中。由于浮置柵極中存儲了電子，更改了存儲單元的閾值電壓。閾值電壓的改變決定了存儲單元是否受到編程。

讀取存儲單元要施加讀取偏壓，并且由感應組件讀取通過存儲單元的電流。假若存儲單元受到編程，或有電子存儲于其浮置柵極之中，它的電流大小不同于那些未受編程的存儲單元。因此，根據量測到的電流大小，感應組件便能夠決定每個存儲單元的狀態。

欲擦除快閃存儲單元中的訊息，需要對其施加擦除偏壓，迫使存儲的電子透過已知的機制，如F-N穿隧，自浮置柵極中穿隧而出。

然而，目前的非易失性內存存有某些問題，例如：高耗電與編程、讀取干擾。高耗電是由于誘使電子穿隧的編程或擦除操作需要高電壓。編程與讀取干擾與鄰近的非選定存儲單元產生的漏電流有關。

干擾發生在，當內存數組中的選定存儲單元進行了讀取或編程，而與之共享同一條字線或位線的非選定已編程的存儲單元因為選定存儲單元的電子穿隧，而導致漏電流。存儲于非選定存儲單元的浮置柵極中的電子流失，會導致“編程”的狀態變為“擦除”的狀態。

因此，在存儲單元設計與包含此種存儲單元數組的組件的技術中，需要能夠避免上述問題而操作這些存儲單元的方法。

發明內容

本發明包括操作存儲元件的方法，此存儲元件包括具有n型導電襯底，以及多數個形成于其上的存儲單元，每個存儲單元包括控制柵極、源極區、漏極區、源極與漏極區之間所定義的溝道區、溝道區上提供的電荷存儲層、電荷存儲層與溝道區之間提供的多層穿隧介電結構，以及電荷存儲層與控制柵極之間提供的絕緣層，其中源極區與漏極區為p導電型，控制柵極對應于字線，源極區對應于第一位線，漏極區對應于第二位線。非易失性存儲單元可依照本發明的方法而操作，其中，電荷存儲層包括電荷陷入材質，提供各存儲單元第一位部分與第二位部分，各自存儲一位的訊息。

本發明一實施例包括一種操作本發明的p溝道內存的方法，在存儲單元的字線施加正偏壓，在存儲單元的位線施加負偏壓，并且在存儲單元的另一條位線施加接地偏壓。在較佳實施例中，在編程操作時，可以在數組中一個或多個其它的字線施加負偏壓，以減輕潛在的編程干擾效應。