[發明專利]具有分段字線的熱輔助閃存

有效

• 申請號: 201310046386.5
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103247337B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 呂函庭;郭明昌;謝志昌;張國彬;蕭逸璿
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于閃存技術領域，具體涉及具有分段字線的熱輔助閃存。

背景技術

閃存為一種類型的非易失性集成電路存儲器技術。典型的閃存單元由一場效晶體管FET結構及一阻擋介電層所構成，FET結構具有由一通道隔開的源極及漏極，以及與通道隔開一電荷儲存結構的柵極，電荷儲存結構包括一隧道介電層、電荷儲存層(浮動柵或介電)及一阻擋介電層。依據早期已知的電荷捕捉存儲器設計(被稱為SONOS裝置)，源極、漏極及通道被形成于一硅襯底(S)中，隧道介電層是由氧化硅(O)所組成，電荷儲存層是由氮化硅(N)所組成，阻擋介電層是由氧化硅(O)所組成，而柵極包括多晶硅(S)。更多先進的閃存技術已被發展，使用帶隙工程隧穿介電材料于介電電荷捕捉單元中。一種帶隙工程單元技術被稱為BE-SONOS，如Hang-Ting Lue等人說明于″Scaling Evaluation of BE-SONOS NAND Flash Beyond20nm″，2008 Symposium on VLSI technology，Digest of Papers，June 2008，and in H.T.Lue et al.，IEDM Tech.Dig.，2005，pp.547-550。

理想上是可以提供改善閃存的操作速度及耐久性的技術。

發明內容

本發明說明一種存儲器裝置，其包括用于對裝置上的閃存單元進行熱退火的資源。可應用一種用于操作閃存的方法，其包括執行讀取、編程及擦除操作；及不是穿插在讀取、編程及擦除操作之間，就是在讀取、編程及擦除操作期間，對陣列中的存儲器單元的電荷捕捉結構進行熱退火。討論于下的實驗結果顯示出，通過修理在編程及擦除循環期間所累積的損壞，適當的退火操作可改善耐久性。舉例而言，通過周期性地對陣列中的存儲器單元進行退火，可大幅地改善裝置的有效耐久性，包括達成1百萬循環及更多的耐久性循環性能。又，通過在操作期間(例如在擦除操作期間)施加退火，可改善被影響的操作的性能。在譬如一擦除操作期間，熱退火可輔助電子釋放，并藉以改善擦除速度。

集成電路存儲器可利用字線驅動器及字線終端電路來實施，其因應于譯碼器電路及可選的其他控制電路以驅動對應的字線上電流。此電流可導致選擇的字線的電阻式加熱，其被傳送至介電電荷捕捉結構以供退火操作用。此種及其他技術可被應用以允許退火操作的彈性運送。

又，可使用一電路來實施一存儲器，此電路通過施加一第一偏壓至陣列中的字線上的一第一組隔開的位置，同時施加一不同于第一偏壓的第二偏壓至字線上的一第二組隔開的位置來操作，第一組隔開的位置是穿插在第二組隔開的位置的位置之間，藉以在導致字線之加熱的第一與第二組的位置中的位置之間引發電流。

說明于此的技術是適合與BE-SONOS存儲器技術及其他閃存技術一起使用。

附圖說明

圖1A至圖1C是為了熱退火操作而配置的介電電荷捕捉存儲器單元的簡化立體圖。

圖2是為了熱退火操作而配置的介電電荷捕捉單元的簡化布局圖。

圖3是為了熱退火操作而配置的共通源極型NAND型存儲器陣列的示意圖。

圖4是為了熱退火操作而配置的包括分段字線，閃存陣列的一集成電路存儲器的方塊圖。

圖5為包括在行之間的絕緣充填溝道的NAND陣列的存儲器單元的布局圖。

圖6為沿著一字線而通過使用n通道裝置的類似圖5的NAND陣列的剖面圖。

圖7為沿著垂直于一條通過包括上與下選擇晶體管的單元通道的字線的NAND串行的簡化剖面圖。

圖8顯示為熱退火而配置的存儲器單元的替代結構，包括為熱隔離而配置在薄膜半導體本體上的介電電荷捕捉存儲器單元。

圖9為用于施加熱退火循環的一種控制順序的簡化流程圖。

圖10為用于施加熱退火循環的另一種控制順序的簡化流程圖。

圖11為用于施加熱退火循環的又另一種控制順序的簡化流程圖。

圖12為漏極電流對控制柵電壓的曲線圖，顯示施加熱退火的實驗結果。

圖13為門限電壓對編程/擦除循環次數的曲線圖，顯示施加熱退火的實驗結果。

圖14為在第一循環順序之后，關于編程與擦除單元的門限電壓分布的曲線圖。

圖15為在跟隨一熱退火的一第二循環順序之后，關于編程與擦除單元的門限電壓分布的曲線圖。

圖16為在十個循環與退火順序之后，關于編程與擦除單元的門限電壓分布的曲線圖。