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      分柵式閃存的擦除方法與流程

      文檔序號:11557775閱讀:139來源:國知局
      本發(fā)明涉及存儲器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種分柵式閃存的擦除方法。

      背景技術(shù):
      閃存(FlashMemory)作為一種集成電路存儲器件,由于其具有高速、高密度、可微縮、斷電后仍然能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)等諸多優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于如便攜式電腦、手機(jī)、數(shù)碼音樂播放器等電子產(chǎn)品中。通常,依據(jù)構(gòu)成存儲單元的晶體管柵極結(jié)構(gòu)的不同,閃存可以分為兩種:堆疊柵式閃存和分柵式閃存。其中,分柵式閃存因?yàn)橛行У乇苊饬诉^擦除效應(yīng)以及具有更高的編程效率而得到了廣泛應(yīng)用。公開號為CN101465161A的中國發(fā)明專利提供了一種共享字線的分柵式閃存,并相應(yīng)提供了對所述分柵式閃存進(jìn)行讀取、編程和擦除處理的方法。對所述分柵式閃存進(jìn)行擦除處理時(shí),所述分柵式閃存中的隧穿氧化層承受了較大的電壓應(yīng)力,造成所述隧穿氧化層的退化,進(jìn)而降低整個(gè)閃存的耐久性。耐久性是衡量閃存可靠性的一個(gè)重要指標(biāo),是指經(jīng)過多次擦除處理后閃存仍不會失效。所述隧穿氧化層的退化速度越快,閃存的耐久性越低。為減緩所述隧穿氧化層的退化速度,提高所述分柵式閃存的耐久性,公布號為CN101853704A的中國發(fā)明專利提供了對所述分柵式閃存進(jìn)行擦除處理的另一種方法。該方法能夠降低所述隧穿氧化層的退化速度,改善所述分柵式閃存的耐久性。然而,隨著所述分柵式閃存的應(yīng)用越來越廣泛,減緩所述隧穿氧化層的退化速度、提高所述分柵式閃存的耐久性仍是一個(gè)亟待解決的問題。

      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
      本發(fā)明解決的是閃存中的隧穿氧化層退化速度快、閃存耐久性低的問題。為解決上述問題,本發(fā)明提供了一種分柵式閃存的擦除方法,所述分柵式閃存包括:第一控制柵、第二控制柵、源極區(qū)域、漏極區(qū)域和字線,所述分柵式閃存的擦除方法包括:在第一時(shí)刻與第二時(shí)刻之間,施加第一負(fù)電壓至所述第一控制柵和第二控制柵,所述第二時(shí)刻滯后于所述第一時(shí)刻;在所述第二時(shí)刻與第三時(shí)刻之間,施加第二負(fù)電壓至所述第一控制柵和第二控制柵,所述第三時(shí)刻滯后于所述第二時(shí)刻,所述第二負(fù)電壓的絕對值大于所述第一負(fù)電壓的絕對值,所述第二時(shí)刻與第三時(shí)刻之間的時(shí)間占所述第一時(shí)刻與第三時(shí)刻之間的時(shí)間的10%至20%;在所述第一時(shí)刻與第三時(shí)刻之間,施加正電壓至所述字線,施加0V電壓至所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域??蛇x的,所述第一負(fù)電壓的取值范圍為-5V至-7V??蛇x的,所述第二負(fù)電壓的取值范圍為-8V至-9V??蛇x的,所述第一時(shí)刻與第三時(shí)刻之間的時(shí)間的取值范圍為2ms至20ms??蛇x的,所述正電壓的取值范圍為7V至10V??蛇x的,所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間的時(shí)間根據(jù)所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓的絕對值確定??蛇x的,在所述第一負(fù)電壓確定時(shí),若所述第二負(fù)電壓的絕對值較大,則所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間的時(shí)間較短;若所述第二負(fù)電壓的絕對值較小,則所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間的時(shí)間較長??蛇x的,在所述第二負(fù)電壓確定時(shí),若所述第一負(fù)電壓的絕對值較大,則所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間的時(shí)間較短;若所述第一負(fù)電壓的絕對值較小,則所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間的時(shí)間較長。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):在第一時(shí)刻與第二時(shí)刻之間,施加絕對值較小的第一負(fù)電壓至第一控制柵和第二控制柵,降低了第一浮柵與字線之間以及第二浮柵與字線之間的壓差,即減小了隧穿氧化層承受的電壓應(yīng)力;在所述第二時(shí)刻與第三時(shí)刻之間,施加第二負(fù)電壓至所述第一控制柵和第二控制柵,所述第二負(fù)電壓的絕對值大于所述第一負(fù)電壓的絕對值,保證所述第一浮柵和第二浮柵中的電子全部通過所述字線流走。因此,本發(fā)明技術(shù)方案提供的分柵式閃存的擦除方法,在保證擦除效果的前提下,有效地減小了所述隧穿氧化層承受的電壓應(yīng)力,能夠減緩所述隧穿氧化層的退化速度,提高所述分柵式閃存的耐久性。附圖說明圖1是本發(fā)明涉及的分柵式閃存的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的分柵式閃存的擦除方法的流程圖;圖3是本發(fā)明實(shí)施例中對分柵式閃存施加的擦除電壓與擦除時(shí)間之間的關(guān)系示意圖;圖4是本發(fā)明實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)中對第一控制柵和第二控制柵施加的電壓對比示意圖。具體實(shí)施方式正如

      背景技術(shù):
      中所描述的,對分柵式閃存進(jìn)行擦除處理時(shí),所述分柵式閃存中的隧穿氧化層承受了較大的電壓應(yīng)力,造成所述隧穿氧化層的退化,進(jìn)而降低整個(gè)閃存的耐久性。本技術(shù)方案的發(fā)明人經(jīng)過研究,提供了一種分柵式閃存的擦除方法。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明涉及的分柵式閃存的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1,所述分柵式閃存包括:半導(dǎo)體襯底100,所述半導(dǎo)體襯底100上具有間隔設(shè)置的源極區(qū)域200和漏極區(qū)域300;字線400,設(shè)置于所述源極區(qū)域200和漏極區(qū)域300之間;第一存儲位單元500,位于所述字線400和所述源極區(qū)域200之間,所述第一存儲位單元500包括間隔設(shè)置的第一控制柵510和第一浮柵520;第二存儲位單元600,位于所述字線400和所述漏極區(qū)域300之間,所述第二存儲位單元600包括間隔設(shè)置的第二控制柵610和第二浮柵620;其中,所述兩個(gè)存儲位單元與所述字線400之間以及所述字線400和所述半導(dǎo)體襯底100之間均由隧穿氧化層700隔開。通常,對圖1所示的分柵式閃存進(jìn)行擦除處理時(shí),通過在所述字線400與所述第一存儲位單元500之間以及在所述字線400與所述第二存儲位單元600之間形成壓差,從而在所述分柵式閃存中形成溝道,所述第一浮柵520和所述第二浮柵620上的電子通過該溝道到達(dá)所述字線400,從所述字線400流走,實(shí)現(xiàn)所述分柵式閃存的擦除。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的分柵式閃存的擦除方法的流程圖。參考圖2,所述分柵式閃存的擦除方法包括:步驟S21:在第一時(shí)刻與第二時(shí)刻之間,施加第一負(fù)電壓至所述第一控制柵和第二控制柵,所述第二時(shí)刻滯后于所述第一時(shí)刻;步驟S22:在所述第二時(shí)刻與第三時(shí)刻之間,施加第二負(fù)電壓至所述第一控制柵和第二控制柵,所述第三時(shí)刻滯后于所述第二時(shí)刻,所述第二負(fù)電壓的絕對值大于所述第一負(fù)電壓的絕對值,所述第二時(shí)刻與第三時(shí)刻之間的時(shí)間占所述第一時(shí)刻與第三時(shí)刻之間的時(shí)間的10%至20%;步驟S23:在所述第一時(shí)刻與第三時(shí)刻之間,施加正電壓至所述字線,施加0V電壓至所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中對所述分柵式閃存施加的擦除電壓與擦除時(shí)間之間的關(guān)系示意圖,橫軸表示擦除時(shí)間,單位:ms,縱軸表示施加的擦除電壓,單位:V。為更好地對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行理解,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的所述分柵式閃存的擦除方法進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖1和圖3,在第一時(shí)刻t1與第二時(shí)刻t2之間,施加至所述第一控制柵510上的電壓為第一負(fù)電壓V1,施加至所述第二控制柵610上的電壓為所述第一負(fù)電壓V1;在所述第二時(shí)刻t2與第三時(shí)刻t3之間,施加至所述第一控制柵510上的電壓為第二負(fù)電壓V2,施加至所述第二控制柵610上的電壓為所述第二負(fù)電壓V2,所述第二負(fù)電壓V2的絕對值大于所述第一負(fù)電壓V1的絕對值;在所述第一時(shí)刻t1和所述第三時(shí)刻t3之間,施加至所述字線400上的電壓始終為正電壓V3,施加至所述源極區(qū)域200和所述漏極區(qū)域300上的電壓始終為0V電壓V4。具體地,所述第一時(shí)刻t1為開始施加擦除電壓的時(shí)刻,所述第三時(shí)刻t3為結(jié)束施加擦除電壓的時(shí)刻,所述第一時(shí)刻t1與所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間即為擦除時(shí)間。所述擦除時(shí)間可以根據(jù)具體的電路結(jié)構(gòu)、器件參數(shù)等進(jìn)行設(shè)定,在本實(shí)施例中,所述擦除時(shí)間的取值范圍為2ms至20ms。所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間占所述擦除時(shí)間的10%至20%。進(jìn)一步,所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的具體時(shí)間可以根據(jù)所述第一負(fù)電壓V1和所述第二負(fù)電壓V2的絕對值大小而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)置或調(diào)整。在所述第一負(fù)電壓V1確定時(shí),所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間隨所述第二負(fù)電壓V2的絕對值增大而減小,即若所述第二負(fù)電壓V2的絕對值較大,則所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間較短;若所述第二負(fù)電壓V2的絕對值較小,則所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間較長。在所述第二負(fù)電壓V2確定時(shí),所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間隨所述第一負(fù)電壓V1的絕對值增大而減小,即若所述第一負(fù)電壓V1的絕對值較大,則所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間較短;若所述第一負(fù)電壓V1的絕對值較小,則所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間的時(shí)間較長。所述第一負(fù)電壓V1、所述第二負(fù)電壓V2和所述正電壓V3可以根據(jù)進(jìn)行擦除操作時(shí),所述字線400和所述第一存儲位單元500之間以及所述字線400和所述第二存儲位單元600之間所需的壓差確定。在本實(shí)施例中,所述第一負(fù)電壓V1的取值范圍為-5V至-7V,所述第二負(fù)電壓V2的取值范圍為-8V至-9V,所述正電壓V3的取值范圍為7V至10V。為更好地說明本發(fā)明技術(shù)方案的原理和效果,圖4給出了本發(fā)明實(shí)施例和現(xiàn)有中對所述第一控制柵510和所述第二控制柵610施加的電壓對比示意圖,橫軸表示擦除時(shí)間,單位:ms,縱軸表示施加的擦除電壓,單位:V。參考圖4,現(xiàn)有技術(shù)中,在所述第一時(shí)刻t1和所述第三時(shí)刻t3之間,施加至所述第一控制柵510上的電壓始終為第三負(fù)電壓V5,施加至所述第二控制柵610上的電壓始終為所述第三負(fù)電壓V5,即在所述第二時(shí)刻t2,施加至所述第一控制柵510和所述第二控制柵610上的電壓未發(fā)生變化。本發(fā)明技術(shù)方案中,在所述第二時(shí)刻t2,施加至所述第一控制柵510和所述第二控制柵610上的電壓由所述第一負(fù)電壓V1切換至所述第二負(fù)電壓V2,所述第一負(fù)電壓V1的絕對值小于所述第三負(fù)電壓V5的絕對值,所述第二負(fù)電壓V2的絕對值大于所述第三負(fù)電壓V5的絕對值。在所述第一時(shí)刻t1和所述第二時(shí)刻t2之間,施加至所述第一控制柵510上的第一負(fù)電壓V1耦合至所述第一浮柵520,施加至所述第二控制柵610上的第一負(fù)電壓V1耦合至所述第二浮柵620,在所述第一浮柵520與所述字線400之間以及在所述第二浮柵620與所述字線400之間形成溝道,所述第一浮柵520和所述第二浮柵620上的電子通過所述字線400流走。由于所述第一負(fù)電壓V1的絕對值小于所述第三負(fù)電壓V5的絕對值,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明技術(shù)方案中耦合至所述第一浮柵520和所述第二浮柵620上的電壓減小,在所述第一浮柵520與所述字線400之間以及在所述第二浮柵620與所述字線400之間形成的電場強(qiáng)度降低。到所述第二時(shí)刻t2,所述第一浮柵520和所述第二浮柵620上可能還存在少量未擦除的電子。為保證所述分柵式閃存的擦除效果,在所述第二時(shí)刻t2和所述第三時(shí)刻t3之間,施加絕對值大于所述第三負(fù)電壓V5的絕對值的第二負(fù)電壓V2至所述第一控制柵510和所述第二控制柵610,使存在于所述第一浮柵520和所述第二浮柵620上少量未擦除的電子也通過所述字線400流走。本發(fā)明技術(shù)方案中,由于對所述第一控制柵510和所述第二控制柵610施加的所述第一負(fù)電壓V1的絕對值小于現(xiàn)有技術(shù)中施加的所述第三負(fù)電壓V5的絕對值,且施加所述第一負(fù)電壓V1的時(shí)間占整個(gè)擦除時(shí)間的80%~90%;對所述第一控制柵510和所述第二控制柵610施加的所述第二負(fù)電壓V2的絕對值大于現(xiàn)有技術(shù)中施加的所述第三負(fù)電壓V5的絕對值,且施加所述第二負(fù)電壓V2的時(shí)間占整個(gè)擦除時(shí)間的10%~20%。因此,與現(xiàn)有技術(shù)相比,對所述分柵式閃存進(jìn)行擦除處理的整個(gè)過程中,在所述第一浮柵520與所述字線400之間以及在所述第二浮柵620與所述字線400之間形成的電場強(qiáng)度降低,所述隧穿氧化層700承受的電壓應(yīng)力減小,因此,能夠減緩所述隧穿氧化層700的退化速度,提高所述分柵式閃存的耐久性。綜上所述,本發(fā)明技術(shù)方案提供的分柵式閃存的擦除方法,在保證擦除效果的前提下,有效地減小了所述隧穿氧化層承受的電壓應(yīng)力,能夠減緩所述隧穿氧化層的退化速度,提高所述分柵式閃存的耐久性。雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
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