[發明專利]記憶體陣列的擦除方法

有效

• 申請號: 201110187321.3
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102855935A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃竣祥
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/16
• 分類號: G11C16/16;G11C16/04
• 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

技術領域

本發明涉及一種記憶體陣列的操作方法，特別是涉及一種在記憶體陣列中針對選定記憶胞的擦除方法。

背景技術

半導體記憶體可分為揮發性記憶體與非揮發性記憶體，而非揮發性記憶體即使在電源關閉時也能夠儲存資料，例如快閃記憶體(Flash?Memory)。快閃記憶體現已經發展為高密度儲存的應用，像是數字相機的記憶卡、MP播放器的記憶體、以及通用串行總線(USB)的記憶裝置。另外，快閃記憶體的應用也延伸到個人電腦的儲存裝置上，像是固態硬盤(SSD)。因此，對于快閃記憶體而言，未來還有許多可預期的市場領域。

圖1是NAND型快閃記憶體陣列100的示意圖。請參閱圖1所示，NAND型快閃記憶體陣列100包括多個記憶胞串，例如：記憶胞串150_1～150_2。每個記憶胞串包括有相互串聯的選擇晶體管、多個記憶胞及接地晶體管。每個記憶胞分別連結至對應的字元線。選擇晶體管與接地晶體管的柵極端分別耦接至串選擇線SSL與接地選擇線GSL，以分別通過串選擇線SSL及接地選擇線GSL來施加電壓至選擇晶體管與接地晶體管的柵極端。例如，記憶胞串150_1包括選擇晶體管SW11、記憶胞101～132及接地晶體管SW12，且記憶胞101～132分別耦接至字元線WL1～WL32。選擇晶體管SW11與SW21的一端分別耦接至位元線BL1與BL2，并提供接地電壓GND至接地晶體管SW12與SW22的另一端。

在傳統NAND型快閃記憶體陣列100的擦除方法中，通常會以一個記憶區塊為單位，例如將記憶胞串150_1～150_2視為同一記憶區塊，施加20V電壓于記憶區塊中所有的記憶胞(例如虛框160內的記憶胞)的基底(substrate)(亦即，基底電壓Vs等于20V)，并將位元線BL1～BLN浮接(floating)。接著，通過串選擇線SSL及接地選擇線GSL將電源電壓Vcc施加于選擇晶體管SW11及接地晶體管SW12的柵極端或使其浮接，致使記憶胞串150_1～150_2的兩端皆為浮接。之后，再將接地電壓GND提供至字元線WL1～WL32，使每個記憶胞的柵極與基底之間形成一個高電壓降。如此一來，記憶胞的浮動柵內的電子將能穿透記憶胞的氧化層而注入至基底，進而擦除記憶胞。此種擦除方法可稱作福勒-諾德哈姆穿隧(Fowler-Nordheim?tunneling)方法，或稱為FN擦除方法。

一般來說，現有快閃記憶體陣列通常使用上述的FN穿隧方法進行擦除操作，然而FN穿隧方法必須施加較大的壓降才能實現，例如：施加大于20V以上的壓降才能建立足夠的垂直電場。此外，快閃記憶體在程序化-擦除循環(programming-erasing?cycle；P/E?cycle)操作上具有次數限制，例如：商業上的快閃記憶體通常保證可具有十萬次的程序化-擦除能力。然而，傳統的FN穿隧方法僅能以整個記憶區塊為單位進行擦除。藉此，另一個缺點在于，FN擦除操作無法指定單一記憶胞進行擦除操作。換句話說，快閃記憶體陣列可以提供選定記憶胞的隨機讀取與寫入操作，卻無法任意的進行隨機擦除。

因此，如何針對選定記憶胞進行擦除，并同時降低其操作電壓，便是快閃記憶體在擦除操作上所面臨的一大挑戰。

由此可見，上述現有的記憶體陣列的擦除方法在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般方法又沒有適切的方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的記憶體陣列的擦除方法，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有的記憶體陣列的擦除方法存在的缺陷，而提供一種新的記憶體陣列的擦除方法，所要解決的技術問題是使其利用記憶胞的自我升壓或以直接施加電壓的方式，利用帶對帶熱空穴注入法來擦除選定記憶胞，藉以降低擦除方法中所施加的操作電壓，非常適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種記憶體陣列的擦除方法，此記憶體陣列包括多個記憶胞串，每個記憶胞串則包括連接至多條字元線的多個記憶胞。記憶體陣列的擦除方法包括下列步驟。提供第一電壓至記憶體陣列的基底。提供第二電壓至選定記憶胞的一字元線，并提供多個導通電壓至其余的字元線。以及，分別提供第三電壓與第四電壓至選定記憶胞的第一源極/漏極區與第二源極/漏極區，以利用帶對帶熱空穴注入法來擦除選定記憶胞，其中第三電壓不等于第四電壓。