[發明專利]向半導體存儲裝置的數據的寫入方法以及半導體存儲裝置

有效

• 申請號: 201110446167.7
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102543191A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 佐伯勝利
• 申請（專利權）人: 拉碧斯半導體株式會社
• 主分類號: G11C16/08
• 分類號: G11C16/08;G11C16/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 閆小龍;王忠忠

技術領域

本發明涉及向半導體存儲裝置的副存儲區域的基準數據的寫入方法以及寫入了該基準數據的半導體存儲裝置。

背景技術

如果對處理數字信息的各種電子裝置中所使用的存儲器進行大致區分，則能夠分類為硬盤驅動器、DVD、CD這樣的需要物理動作的存儲裝置和使用了不需要物理動作的半導體存儲器的存儲裝置。并且，根據存儲保持方法，能夠將半導體存儲器分為兩種。具體地說，能夠分類為當切斷電源時存儲信息丟失的易失性半導體存儲器和即使將電源切斷存儲信息也被保存的非易失性存儲器。

關于非易失性存儲器，在一個存儲單元中具有一個電荷蓄積部，使在該電荷蓄積部未蓄積電荷的狀態或者蓄積了小于預定量的電荷的狀態(未寫入狀態)為“1”、使在該電荷蓄積部蓄積了預定量以上的電荷的狀態(寫入狀態)為“0”，由此，保存存儲信息。在這樣的存儲單元中，例如存在具有n型的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor)結構并且在MOSFET的柵極氧化膜中埋入有由與其他部分電絕緣的多晶硅構成的浮置柵極(FG：Floating?Gate)的存儲單元。此外，作為其他的存儲單元，存在具有n型MOSFET結構并且MOSFET的柵極氧化膜具有氮化膜被氧化膜夾著(即，將氧化膜、氮化膜、氧化膜依次層疊)的結構。特別是，這樣的結構被稱為MONOS(Metal?Oxide?Nitride?Oxide?Silicon)結構或者SONOS(Silicon?Oxide?Nitride?Oxide?Silicon)結構。并且，該浮置柵極以及氮化膜相當于電荷蓄積部。關于向這樣的存儲單元的數據寫入、讀出以及擦除，以下，以MONOS結構的存儲單元為例進行說明。并且，?在以下的數據寫入、讀出以及擦除中，關于漏極(漏極端子以及漏極區域)以及源極(源極端子以及源極區域)，在進行所存儲的數據的讀出時所決定的漏極以及源極在寫入以及擦除中也定義為漏極以及源極。即，在數據寫入、讀出以及擦除中，在進行所存儲的數據的讀出時所決定的漏極以及源極始終恒定，在數據寫入以及擦除中也不將漏極與源極反過來定義。

在將數據“0”寫入到氮化膜中的情況下，對源極端子以及柵極端子施加正電壓，使漏極端子為接地電壓。由此，在溝道中從漏極區域向源極區域移動的電子在源極區域附近獲得較高的動能而成為熱電子，該熱電子被施加在柵極上的正電壓提拉到柵極端子正下方，該被提拉的電子被氮化膜保持。在氮化膜中保持預定量以上的熱電子，由此，寫入數據“0”。

在讀出存儲在氮化膜中的數據的情況下，將正電壓施加到漏極端子以及柵極端子上，使源極端子為接地電壓。此時，在氮化膜中未蓄積電荷的情況或者蓄積了小于預定量的電荷的情況(即，氮化膜存儲數據“1”的情況)下，得到比較大的讀出電流。另一方面，在氮化膜中蓄積了預定量以上的電荷的情況(即，氮化膜存儲數據“0”的情況)下，由于所蓄積的電荷的影響，讀出電流比存儲數據“1”的狀態小。這樣，根據氮化膜內有無電荷，讀出電流的大小產生差異，所以，通過判定讀出電流的大小，能夠進行數據讀出。作為判定讀出電流的大小的詳細方法，在非易失性存儲器的預定的存儲單元中，以蓄積有存儲了數據“1”的存儲單元的氮化膜中所蓄積的電荷量和存儲了數據“0”的存儲單元的氮化膜中所蓄積的電荷量的中間的電荷量(即，上述的預定量)的方式預先進行數據的寫入。并且，對在該預先進行了寫入的存儲單元(以下，也稱為副存儲區域、參照單元或者參考單元)中流過的電流和在其他存儲單元(即，讀出對象的存儲單元(以下，也稱為主存儲區域)?)中流過的電流進行比較，在其他存儲單元中流過的電流比在參照單元中流過的電流大的情況下，判定為在該其他存儲單元中存儲有數據“0”，在其他存儲單元中流過的電流比在參照單元中流過的電流小的情況下，判定為在該其他存儲單元中存儲有數據“1”。

在將氮化膜中存儲的數據擦除的情況下，將正電壓施加到源極端子，將接地電壓或者負電壓施加到柵極端子，使漏極端子為開放（open）狀態。由此，在源極區域附近產生的熱空穴注入到氮化膜，在氮化膜中蓄積的電荷被中和，由此，進行數據的擦除。

在專利文獻1中公開了具有如下結構的存儲單元：在柵極電極的漏極端子側以及源極端子側設置有氮化膜被氧化膜夾著而形成的電荷蓄積部。

[專利文獻1]：日本特開2005-64295號公報。