[發(fā)明專利]半導(dǎo)體存儲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710248647.X
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107785051B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 妹尾真言;須藤直昭
• 申請（專利權(quán)）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34;G11C16/14
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體存儲裝置，改善數(shù)據(jù)的高溫保持特性。本發(fā)明的閃速存儲器包括擦除存儲單元陣列的選擇存儲單元的擦除部件，擦除部件還包含：施加部件，在開始選擇存儲單元的擦除動作之前，對監(jiān)控用存儲單元施加監(jiān)控用擦除脈沖；校驗(yàn)部件，進(jìn)行施加有監(jiān)控用擦除脈沖的監(jiān)控用存儲單元的校驗(yàn)；以及決定部件，基于校驗(yàn)部件的校驗(yàn)結(jié)果來決定ISPE條件。擦除部件依照所決定的ISPE條件來擦除存儲單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非易失性的半導(dǎo)體存儲裝置，尤其涉及閃速存儲器(flashmemory)的編程(program)及擦除。

背景技術(shù)

閃速存儲器作為存儲元件(storage device)而被廣泛利用于數(shù)碼照相機(jī)(digital camera)、智能手機(jī)(smartphone)等電子設(shè)備中。在此類市場中，對于閃速存儲器要求小型化、大容量化，且要求高速化、低功耗化。進(jìn)而，對于閃速存儲器，還要求一定的數(shù)據(jù)可復(fù)寫數(shù)次或數(shù)據(jù)保持特性等。

典型的閃速存儲器中，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行編程時(shí)，使電子蓄積于浮動?xùn)艠O(floatinggate)中，使存儲單元(memory cell)的閾值電壓向正方向偏移(shift)，在擦除數(shù)據(jù)時(shí)，從浮動?xùn)艠O釋放電子，使存儲單元的閾值電壓向負(fù)方向偏移。此種編程及擦除必須以存儲單元的閾值進(jìn)入“0”、“1”的分布寬度內(nèi)的方式受到控制。而且，在存儲單元存儲多個(gè)位的情況下，必須進(jìn)一步以進(jìn)入“00”、“01”、“10”、“11”的分布寬度內(nèi)的方式進(jìn)行控制。

閃速存儲器中，已知的是，若推進(jìn)存儲單元的小型化，則耐久(endurance)特性或數(shù)據(jù)保持特性的劣化將變得顯著(專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)1)。圖1是表示編程/擦除的循環(huán)(cycle)特性的圖表，縱軸為存儲單元的閾值，橫軸為編程/擦除的循環(huán)數(shù)。其中ΔV_SS為次臨界斜率降低(subthreshold slope(SS)degradation)，ΔV_MG為中間隙電壓偏移(midgapvoltage(VMG)shifts)。由該圖1亦可明確的是，在10-1000循環(huán)附近為止，編程/擦除的存儲單元的閾值Vt幾乎不會發(fā)生變化，但從超過數(shù)千次左右開始，閾值Vt逐漸向正方向偏移。推測其原因之一是：隨著編程/擦除的循環(huán)數(shù)的增加，電子被柵極氧化膜捕獲(trap)，因電子的穿隧(tunneling)，柵極氧化膜其自身發(fā)生劣化。專利文獻(xiàn)1中，將反映編程/擦除的循環(huán)特性的、編程時(shí)的脈沖(pulse)的電壓信息與擦除時(shí)的脈沖的電壓信息存儲于備用(spare)區(qū)域中，基于該信息來進(jìn)行編程及擦除，由此抑制對存儲單元的過剩的應(yīng)力(stress)，或者實(shí)現(xiàn)擦除時(shí)間的縮短。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利第5583185號公報(bào)

[非專利文獻(xiàn)1]NAND閃速存儲元件的新的編程/擦除循環(huán)劣化機(jī)制，阿爾伯特·費(fèi)路西等人，閃速核心技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，三星電子有限公司，IEDM09-823，P34.2.1-2.4(The newprogram/Erase Cycling Degradation Mechanism of NAND Flash Memory Devices,Albert Fayrushin,et al.Flash Core Technology Lab,Samsung Electronics Co,Ltd,IEDM09-823,P34.2.1-2.4)

[發(fā)明所要解決的問題]

如上所述，伴隨編程/擦除的循環(huán)數(shù)增加，當(dāng)柵極絕緣膜等發(fā)生劣化，編程/擦除的存儲單元的閾值Vt朝正方向偏移時(shí)，存儲單元在高溫下的數(shù)據(jù)保持特性(HighTemperature Data Retention，HTDR)發(fā)生惡化。因此，期望伴隨循環(huán)數(shù)的增加而使存儲單元的閾值盡可能不會上升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決此種問題，提供一種改善高溫下的數(shù)據(jù)保持特性的半導(dǎo)體存儲裝置。