[發明專利]存儲器元件的增進擦除并且避免過度擦除的方法

無效

• 申請號: 201210076518.4
• 申請日: 2004-09-29
• 公開（公告）號: CN102623060A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉振欽;潘正圣
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

本申請是申請號為“200410080625.X”，申請日為“2004年9月29日”，發明名稱為“存儲器元件的增進抹除并且避免過度抹除的方法及其結構”的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種存儲器元件，特別是涉及一種存儲器元件的增進擦除并且避免過度擦除的方法及其結構。

背景技術

一般的半導體元件包括多個形成于基底上或是基底中的單一構件。此構件例如是一個存儲器元件，其用來儲存電子數據(Data)之用，其可以是通過電子處理器來執行計算機程序或是通過處理器來操作邏輯數據。一般來說，不需要通過周邊電源供應即可儲存電子數據的存儲器元件稱為非易失性存儲器(Non-Volatile?Memory)元件。只讀存儲器(Read-Only?Memory)是一種常用于電子設備中的非易失性存儲器，其中這些電子設備例如是具有微處理器的數字電子設備或是便攜式電子元件，此便攜式電子元件例如是手機。

一般來說，只讀存儲器元件是布局于數個存儲器數組中。每一個存儲器包括有一個晶體管，且此晶體管包括有并列于一條相交的位線與一條字符線之間的金屬氧化半導體場效晶體管(MOSFET)。通過這些存儲器晶體管，可以將數據的位值(Bit?Value)或是編碼經由個別存儲器的物理性質或是電性質永久儲存(直到刻意擦除)。一般來說，一個只讀存儲器的非易失(Non-Volatile)特性可使得儲存于其中的數據其僅提供讀取的用。

可程序化的非易失性只讀存儲器是非易失性存儲器的一種特定形式，在這樣存儲器中，邏輯數據位不只可以讀取，還可被寫入(例如：程序化)存儲器中。一般來說，多個存儲器所組成的族群稱為一個字符，多個字符所組成的族群稱為一個頁(Page)，多個頁所組成的族群稱為一個扇區，其中數據可以通過字符或是頁來讀取或是程序化(例如：寫入)的動作，而整個扇區一般是用來進行擦除之用。

公知的三種非易失性存儲器的形式為可擦除可程序化的只讀存儲器(Erasable?Programmable?ROMs，EPROMs)、可電除可程序化的只讀存儲器(Electrically?Erasable?Programmable?ROMs，EEPROMs)以及快閃(Flash)可電除可程序化的只讀存儲器，其中快閃(Flash)可電除可程序化的只讀存儲器又稱為閃存，這些存儲器都可以通過一種或是二種的方式來進行寫入動作。第一種寫入方式是通過溝道熱電子(Channel?Hot?Electron，CHE)注入來達成，即通過注入電子來改變位于晶體管的浮置柵極的電壓值。第二種寫入的方式是應用一種Fowler-Nordheim(F-N)穿隧的場發射機制(Field?Emission?mechanism)。Fowler-Nordheim(F-N)穿隧為在高電場的作用下電子穿過能量勢壘(Barrier)的過程。這個量子力學穿隧過程對于此薄層的能量勢壘來說是相當重要的機制，而此能量勢壘例如是存在于高度摻雜的半導體的金屬半導體接面(Juction)或是氧化半導體接面中。F-N穿隧可以通過使用一個橫跨此具有絕緣性質的能量勢壘的電場，并且使得電子穿過其中而達成的。此外，上述存儲器的擦除則可以利用F-N穿隧或是使其暴露在紫外光下達成的。可電除可程序化的只讀存儲器EPROMs則是可以利用溝道電子CHE進行寫入，并利用紫外光進行擦除。可電除可程序化的只讀存儲器EEPROMs則是可以利用F-N穿隧來進行寫入及擦除的動作。閃存則是可以利用溝道電子CHE進行寫入，并利用F-N穿隧進行擦除。

公知一種具有浮置柵極的閃存元件(例如：具有浮置柵極EEPROM)包括有一晶體管，且其具有特定的可程序化的閾值電壓值(Threshold?Voltage，Vt)。晶體管的閾值電壓值可以沿著最大閾值電壓極限值與最低閾值電壓極限值之間的模擬量表進行設定或是程序化，而達到所欲設定的數值，其中最大閾值電壓極限值與最低閾值電壓極限值是由所設計的晶體管參數來決定。一般來說，晶體管包括一個位于半導體基底上的堆疊式柵極結構，此堆疊式柵極結構包括位于基底上，且厚度相對較薄的穿隧氧化層(例如：氧化硅)。此外，此堆疊式柵極結構還包括有位于穿隧氧化層上、材質為經摻雜的多晶硅的浮置柵極，以及位于浮置柵極上的多晶硅間介電層(Interpoly?Dielectric)。最后，還有位于多晶硅間介電層上、材質為經摻雜的多晶硅的控制柵極。另外，此晶體管還包括有源極區與漏極區，其與堆疊式柵極結構的側壁自行對準(Self-Aligned)的。