[发明专利]非挥发内存的重置方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体组件的操作方法，且特别是有关于一种非挥发内存(non-volatile memory)的重置方法(reset method)，其是利用双边偏压(Double-Side Bias，DSB)-频带穿隧热电洞(Band-to-Band Tunneling Hot Hole，BTBTHH)效应来进行的。

背景技术

闪存之类的可电除可程序化非挥发内存在使用时，一般包括将电子注入电荷储存层的操作及除去电荷储存层中的电子的操作，后者的操作例如是将电子驱赶出电荷储存层，或是将电洞注入电荷储存层中与电子结合。

此种非挥发内存的抹除-程序化操作的常见模式有二。其一是先除去所有记忆胞的电荷储存层中的电子以进行抹除，再将电子注入部分记忆胞的电荷储存层中以进行程序化。其二则是先将电子注入所有记忆胞的电荷储存层中以进行抹除，再除去部分记忆胞的电荷储存层中的电子以进行程序化。

在以上任一种操作模式中，由于抹除是对所有的记忆胞进行，所以抹除前即在抹除态的记忆胞会有过度抹除的现象。因此，对除去电荷储存层中的电子以抹除的非挥发内存而言，其在多次抹除/程序化操作之后部分记忆胞的电荷储存层中会有不少正电荷，而导致漏电的问题；对以电子注入法进行抹除者而言，其在多次抹除/程序化操作后则会有部分记忆胞的电荷储存层中有过多电子，而导致过高的启始电压(threshold voltage，Vt)。如此容易使后续的读写操作产生错误。

因此，当此种非挥发内存使用一段时间之后，必须进行重置(reset)操作，以使各个记忆胞具有相近的启始电压。现有非挥发内存的重置操作通常是使各记忆胞的启始电压在高Vt储存态或低Vt储存态的预设启始电压附近。然而，在进行现有的重置操作后，各记忆胞的启始电压之间的差异值(variation)仍不够小，使得后续读写操作时仍有产生错误的可能性。

发明内容

本发明的目的即是提供一种非挥发内存重置方法，其利用双边偏压-频带穿隧热电洞效应来进行重置。

本发明的重置方法所适用的非挥发内存包括第一导电型基底上的多个记忆胞，每一记忆胞包括部分基底、控制闸、此部分基底及控制闸间的电荷储存层，以及此部分基底中的二第二导电型源/漏极区。上述电荷储存层例如是浮置闸(floating gate)、电荷捕陷(charge-trapping)层或纳米晶粒(nano-crystal)层。当电荷储存层为电荷补陷层或纳米晶粒层时，每一记忆胞可具有分别靠近二源/漏极区的二数据储存区。另外，此非挥发内存例如是具有一虚拟接地陈列(virtual ground array)结构。

此重置方法是利用双边偏压-频带穿隧热电洞效应来进行，包括在基底上施加第一电压，并在每一记忆胞的两源/漏极区上施加第二电压(此即所谓双边偏压)，其与第一电压的差足以产生频带穿隧热电洞；并包括控制各控制闸上所施加的闸电压以及该些闸电压的施加时间，以使各记忆胞所具有的启始电压收敛至一可容许范围内。

在本发明一实施例中，各控制闸上所施加的闸电压等于施加至基底的第一电压。当前述第一导电型为P型、第二导电型为N型时，第二电压高于第一电压，此时第一、第二电压例如分别为0V、5V～7V。

在另一实施例中，上述闸电压包括交替施加的第三电压及第四电压，其中第三电压高于第一电压，且第四电压低于该第一电压。第三第四电压的较佳施加方式是，第一第三电压的差等于第一第四电压的差，且每一次施加第三电压的时间等于每一次施加第四电压的时间。第一、第三、第四电压例如分别为0V、5V～7V、-5V～-7V。

本发明的重置方法并不是如现有方法般将各记忆胞的启始电压调整到高或低Vt储存态的预设启始电压附近，而是使各记忆胞的启始电压收敛(converge)到高、低Vt储存态的预设启始电压之间的一个范围内。由于调整重置操作时间即可使此范围窄于现有重置方法所能得到的启始电压分布范围，所以后续在使用该非挥发内存时，较不容易产生数据读写错误的问题。