[发明专利]应用于双边偏压非易失性存储器的方法与装置

说明书

本申请是分案申请，母案的申请号：200710148920.8，申请日：2007年9月12日，名称：应用于双边偏压非易失性存储器的方法与装置。

技术领域

本发明涉及非易失性存储器技术领域，更确切地说，涉及在非易失性存储器上增加电子的操作，尤其涉及应用于双边偏压非易失性存储器的方法与装置。

背景技术

福勒-诺德汉(Fowler-Nordheim)隧穿是一众所周知的电荷传输机制，将电子自一非易失性存储器单元的源极与漏极移动至一电荷捕捉结构。然而，由于福勒-诺德汉隧穿需要相对较强的电场，也就是说福勒-诺德汉隧穿需要在该栅极、该源极、漏极与衬底本体间存在有相当大的电位差。因此有需要在无需采用如此强的电场与高电压的情况下，可以将电子自一非易失性存储器单元的源极与漏极移动至电荷捕捉结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种用来操作非易失性存储单元的方法，该非易失性存储单元具有用以储存电荷的一电荷捕捉结构，以及包括一栅极区域、源极区域与漏极区域，以及一本体区域的电压终端。该方法所包括的步骤将描述于下。

为响应增加电子至该电荷捕捉结构的一指令，故执行施加一第一固定偏压安排至该电压终端的步骤，以致该第一固定偏压安排包括相对该本体区域而正偏压该源极区域与漏极区域，且该第一固定偏压安排包括相对于该源极区域与漏极区域而正偏压该栅极区域。

在部分实施例中，相对于该本体区域而正偏压该源极区域与漏极区域，导致空穴自该源极区域与漏极区域流动至该本体区域。该第一固定偏压安排通过不超过约6V相对于该本体区域而正偏压该源极区域与漏极区域。

在一些实施例中，相对于该源极区域与该漏极区域而正偏压该栅极区域，将导致电子自该本体区域流动至该电荷捕捉结构。在部分实施例中，这些电子是产生于该本体区域中，该第一固定偏压安排通过不超过约11V相对于该源极区域与漏极区域而正偏压该栅极区域。

在一些实施例中，该偏压安排包括以一相同电压而偏压该源极区域与漏极区域，并且将该本体区域接地。

有些实施例模拟福勒-诺德汉操作，且该第一固定偏压安排具有相对于福勒-诺德汉操作来说至少一较低强度电压。

在有些实施例中，为响应增加空穴至该电荷捕捉结构的一指令，一第二偏压安排被提供至该电压终端，以致该第二偏压安排包括相对于该本体区域而正偏压该源极区域与漏极区域，且该第二偏压安排包括相对于该源极区域、漏极区域与本体区域而负偏压该栅极区域。

本发明的另一目的在于提供具有一非易失性存储器的集成电路，以及执行如上所述的偏压步骤的控制电路。

附图说明

图1为现有技术的一非易失性存储器单元的简化示意图，显示该非易失性存储器单元经由福勒-诺德汉隧穿增加电子至非易失性存储器单元的电荷捕捉结构，且其相关于1)该栅极区域和该源极区域与漏极区域之间，以及2)在该栅极区域与该衬底本体区域之间的高电位差。

图2为双边偏压(DSB)程序化的非易失性存储器单元的简化示意图，显示经由产生该些电子的该热空穴撞击离子化而增加电子至该非易失性存储器单元的电荷捕捉结构，且其相关于1)该栅极区域和该源极区域与漏极区域之间，以及2)在该栅极区域与该衬底本体区域之间的高电位差。同样地，毋须施加任何衬底偏压，故简化了存储器设计。

图3为双边偏压(DSB)擦除的非易失性存储器单元的简化示意图，其经由同步双边能隙至能隙的热空穴而增加空穴至该非挥性存储器单元的该电荷捕捉结构。

图4A至图4C为程序化与擦除一非易失性存储器单元的一例示流动的示意图，其包括了在图4A中增加电子至非易失性存储器单元的电荷捕捉结构的源极侧与漏极侧两者，紧接着在图4B中通过选择性地增加空穴至该电荷捕捉结构的源极侧，并接着在图4C通过选择性地增加空穴至该电荷捕捉结构的漏极侧。

图5为阈值电压相对于双边偏压程序化的非易失性存储器单元的电荷捕捉结构的右部份与左部份的程序化时间的关系图，其是在该漏极电压与源极电压的三种不同偏压情形下。

图6为阈值电压相对于非易失性存储器单元的电荷捕捉结构的右部份与左部份的擦除时间的双边偏压擦除关系图，其是在该漏极电压与源极电压的三种不同偏压情形下。

图7为阈值电压相对于双边偏压操作的非易失性存储器单元的电荷捕捉结构的右部份与左部份的擦除或程序化设定的关系图。