[發明專利]一種精確的多值存儲單元的編程方法有效
| 申請號： | 201110260402.1 | 申請日： | 2011-09-05 |
| 公開（公告）號： | CN102385930A | 公開（公告）日： | 2012-03-21 |
| 發明（設計）人： | 徐躍;閆鋒;濮林;紀小麗 | 申請（專利權）人： | 南京大學 |
| 主分類號： | G11C16/34 | 分類號： | G11C16/34 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 | 代理人： | 陳建和 |
| 地址： | 210093 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 精確 存儲 單元 編程 方法 | ||
1.一種精確的多值存儲單元編程方法，其特征是編程操作包括下面的步驟：首先將處于擦除狀態的單元以較低的編程脈沖電壓，通過連續的多個脈沖ISPP方法編程到閾值電壓最低位的編程狀態；驗證編程后的閾值電壓是否達到第一級編程驗證電壓VPV1，如果達到，則停止編程，記錄第一級編程最后的編程脈沖電壓V1max；否則繼續進行第一級編程操作；以第一級編程狀態最后的編程脈沖電壓V1max為初始電壓進行ISSP方式的編程；驗證編程后的閾值電壓是否達到第二級編程驗證電壓VPV2；如果達到，則停止編程，記錄下第二級編程最后的編程電壓V2max；否則繼續進行第二級編程操作；然后以第二級編程操作最后的編程脈沖電壓V2max為初始電壓進行ISPP方式的編程；驗證編程后的閾值電壓是否達到第三級編程驗證電壓VPV3；如果達到，則停止編程，記錄下第三級編程最后的編程電壓V3max；否則繼續進行第三級編程操作，繼續相同操作，直到完成所有比特的存儲。
2.根據權利要求1所述的準確的多值存儲單元編程方法，其特征是不同編程狀態的存儲單元分別進行擦除操作；然后執行擦除驗證操作，如果單元的閾值電壓小于擦除驗證電壓VEV，則停止擦除操作。
3.根據權利要求1所述的精確的多值存儲單元編程方法，其特征是如果要將存儲單元從擦除狀態編程到閾值電壓次高位的第二級編程狀態，則先進行前面所述閾值電壓最低位的第一級編程操作，將存儲單元先編程到第一級狀態；如果要將存儲單元從擦除狀態編程到閾值電壓最高位的第三級編程狀態，則先進行前面所述第一級和第二級編程狀態的操作，然后以第二級編程操作最后的編程脈沖電壓V2max為初始電壓進行ISSP方式的編程。
4.根據權利要求1所述的精確的多值存儲單元編程方法，其特征是針對局部俘獲型非揮發性存儲器，上述多值單元的每一個編程狀態的編程操作均可采用襯底正偏壓抑制第二代熱電子注入的CHE編程方法，或者采用脈沖激發的襯底熱電子注入（PASHEI）的編程方法實現電荷局部的存儲。
5.根據權利要求4所述的精確的多值存儲單元編程方法，其特征是當采用襯底正偏壓CHE編程方法，器件的襯底接～2V的正偏壓，漏極接3V～5V的正偏壓，柵極接5V～8V的正偏壓，源極接地；由于襯底接正偏壓，抑制了襯底的第二代熱電子的產生，使熱電子僅在漏結附近注入到存儲層，提高了局部存儲的性能；
在進行閾值電壓最低位的第一級編程時，漏極編程脈沖電壓從某個最小值開始逐漸遞增，當編程后的閾值電壓大于第一級編程驗證電壓VPV1時則停止編程操作，同時記錄下此時最大的漏極脈沖編程電壓Vd1max；若編程狀態是閾值電壓次高位的第二級編程狀態時，則繼續執行編程操作；漏極編程脈沖電壓從Vd1max開始逐漸遞增，當編程后的閾值電壓大于第二級編程驗證電壓VPV2時則停止編程操作，同時記錄下此時最大的漏極脈沖編程電壓Vd2max；若編程狀態是閾值電壓最高位的第三級編程狀態時，則繼續執行編程操作；漏極編程脈沖電壓從Vd2max開始逐漸遞增，當編程后的閾值電壓大于第二級編程驗證電壓VPV3時則停止編程操作，同時記錄下此時最大的漏極脈沖編程電壓Vd3max；繼續相同操作，直到完成所有比特的存儲。
6.根據權利要求4所述的精確的多值存儲單元編程方法，其特征是采用脈沖激發的襯底熱電子注入的編程方法進行多值存儲，該編程方法分為兩個階段：在第一階段將器件的漏極接～-2V的負偏壓，柵極接～0.2V的正偏壓，襯底和源極接地；由于P型襯底和漏區之間的PN結處于正偏，則襯底和漏區之間產生大量的電子-空穴對；緊接著器件進入第二編程階段，漏極的電壓在最短的時間內迅速變成2.5V～4V，柵極的正偏壓增加到～5V，襯底和源極依然接地；從編程第一階段轉到第二階段，襯底和漏極之間的PN結迅速地由正偏變成反偏，則在漏結形成了較寬的耗盡區；與此同時第一編程階段在襯底收集的電子在電場作用下漂移到漏結的耗盡區并與晶格發生碰撞電離產生大量的電子-空穴對；一部分產生的電子獲得足夠的能量后越過Si/SiO2的勢壘注入到漏結上方的存儲層中；通過微小的改變漏極上電壓大小，可控制注入到存儲層中電荷的數量，從而實現多值存儲；在進行閾值電壓最低位的第一級編程狀態時，第二階段漏極脈沖編程電壓從較低值開始逐漸遞增，當編程后的閾值電壓大于第一級編程驗證電壓VPV1時則停止編程操作，同時記錄下最大的漏極編程電壓V’1dmax；若編程狀態是閾值電壓次高位的編程狀態時，則繼續執行編程操作；漏極編程脈沖電壓從V’d1max開始逐漸遞增，當編程后的閾值電壓大于第二級編程驗證電壓VPV2時則停止編程操作，同時記錄下最大的漏極編程電壓V’d2max；若編程狀態是閾值電壓最高位的第三級編程狀態時，則繼續執行編程操作；漏極編程脈沖電壓從V’d2max開始逐漸遞增，當編程后的閾值電壓大于第三級編程驗證電壓VPV3時則停止編程操作，同時記錄下此時最大的漏極脈沖編程電壓V’d3max；繼續相同操作，直到完成所有比特的存儲。
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