[發(fā)明專利]具有電容耦合到浮柵的柵極的存儲器單元的編程有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201980054776.2 | 申請日： | 2019-07-10 |
| 公開（公告）號： | CN112639977B | 公開（公告）日： | 2021-11-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | V·馬克夫;A·柯多夫 | 申請（專利權(quán)）人： | 硅存儲技術(shù)股份有限公司 |
| 主分類號： | G11C11/56 | 分類號： | G11C11/56;G11C16/04;G11C16/10 |
| 代理公司： | 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100 | 代理人： | 陳斌 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 電容 耦合 到浮柵 柵極 存儲器 單元 編程 | ||
一種存儲器設(shè)備，該存儲器設(shè)備具有存儲器單元，每個存儲器單元包括：源極區(qū)和漏極區(qū)，該源極區(qū)和漏極區(qū)之間具有溝道區(qū)；浮柵，該浮柵處于第一溝道區(qū)部分上方；選擇柵，該選擇柵處于第二溝道區(qū)部分上方；控制柵，該控制柵處于浮柵上方；和擦除柵，該擦除柵處于源極區(qū)上方。控制電路被配置為針對存儲器單元中的一個存儲器單元：施加第一編程電壓脈沖，該第一編程電壓脈沖包括施加到控制柵的第一電壓；執(zhí)行讀取操作，該讀取操作包括針對不同的控制柵電壓檢測通過溝道區(qū)的電流，以使用對應(yīng)于通過溝道區(qū)的目標(biāo)電流的所檢測到的電流來確定目標(biāo)控制柵電壓；以及施加第二編程電壓脈沖，該第二編程電壓脈沖包括施加到控制柵的第二電壓，該第二電壓由第一電壓、標(biāo)稱電壓和目標(biāo)電壓確定。
本申請要求于2018年8月24日提交的美國臨時申請第62/722,776號、于2018年10月17日提交的美國臨時申請第62/746,962號以及于2018年12月12日提交的美國專利申請第16/217,916號的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及非易失性存儲器陣列。
背景技術(shù)
分裂柵極非易失性存儲器單元和此類單元陣列是熟知的。例如，圖1中示出了具有四個柵極的常規(guī)分裂柵極存儲器單元10。每個存儲器單元10包括形成于半導(dǎo)體襯底12中的源極區(qū)14和漏極區(qū)16，溝道區(qū)18在其間延伸。浮柵20形成在溝道區(qū)18的第一部分上方并且與其絕緣(并且控制其導(dǎo)電性)，并且優(yōu)選地形成在源極區(qū)14的一部分上方。選擇柵22(也稱為字線柵極)設(shè)置在溝道區(qū)18的第二部分上方并且與其絕緣(并且控制其導(dǎo)電性)，并且還與浮柵20橫向地相鄰。控制柵28設(shè)置在浮柵20上方并且與其絕緣。擦除柵30設(shè)置在源極區(qū)14上方并且與其絕緣。優(yōu)選地，存儲器單元10成對形成，其中每對共享共同擦除柵30和共同源極區(qū)14，并且這些對首尾相接地布置，使得每個漏極區(qū)16由兩個相鄰的存儲器單元對共享。
通過將高正電壓置于擦除柵30上來擦除存儲器單元10(其中從浮柵20去除電子)，這導(dǎo)致浮柵20上的電子經(jīng)由福勒-諾德海姆隧穿從浮柵20通過中間絕緣體遂穿到擦除柵30(在圖1中通過從浮柵20延伸到擦除柵30的箭頭以圖形方式示出)。通過使擦除柵30中的凹口包繞浮柵20的上邊緣來提高擦除效率。
通過在選擇柵22、控制柵28、擦除柵30和源極區(qū)14上施加適當(dāng)?shù)恼妷阂约霸诼O16上施加電流源來對存儲器單元10進(jìn)行編程(其中電子被放置在浮柵20上)。電子將沿著溝道區(qū)18從漏極16流動到源極14。當(dāng)電子到達(dá)選擇柵22和浮柵20之間的間隙時，電子將加速并且變熱。由于來自浮柵20的吸引靜電力(這是由于控制柵28上的正電壓電容耦合到浮柵20而引起的)，因此受熱電子中的一些受熱電子將被注入通過浮柵下方的柵極氧化物絕緣體并且注入到浮柵20上，如圖1所示。該編程技術(shù)被稱為熱電子注入，并且在圖1中通過沿著溝道區(qū)18延伸并且進(jìn)入浮柵20的箭頭以圖形方式示出。
通過在漏極區(qū)16、選擇柵22(其接通選擇柵22下方的溝道區(qū)部分)和控制柵28(其電容耦合到浮柵20)上施加正讀取電壓來讀取存儲器單元10。如果浮柵20帶正電(即，電子被擦除以及電容耦合到控制柵28上的正電壓)，則溝道區(qū)在浮柵20下方的部分也通過電容耦合電壓被接通，并且電流將流過溝道區(qū)18，該溝道區(qū)被感測為擦除狀態(tài)或“1”狀態(tài)。如果浮柵20帶負(fù)電(即，通過電子進(jìn)行了編程)，則溝道區(qū)在浮柵20下方的部分被大部分或完全關(guān)斷(即，來自控制柵28的電容耦合電壓不足以克服存儲在浮柵20上的負(fù)電荷)，并且電流將不會(或者有很少的電流)流過溝道區(qū)18，該溝道區(qū)被感測為編程狀態(tài)或“0”狀態(tài)。
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