[发明专利]提高存储单元擦除速度的方法以及存储单元擦除方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种提高存储单元擦除速度的方法以及采用了该提高存储单元擦除速度的方法的存储单元擦除方法及存储单元操作方法。

背景技术

闪存（Flash Memory）以其便捷，存储密度高，可靠性好等优点成为非挥发性存储器中研究的热点。从二十世纪八十年代第一个闪存产品问世以来，随着技术的发展和各类电子产品对存储的需求，闪存被广泛用于手机，笔记本，掌上电脑和U盘等移动和通讯设备中。

闪存为一种非易变性存储器，其运作原理是通过改变晶体管或存储单元的临界电压来控制门极通道的开关以达到存储数据的目的，使存储在存储器中的数据不会因电源中断而消失，而闪存为电可擦除且可编程的只读存储器的一种特殊结构。如今闪存已经占据了非挥发性半导体存储器的大部分市场份额，成为发展最快的非挥发性半导体存储器。

一般地，存储单元都是利用FN隧穿来进行存储信息的擦除。具体地说，FN隧穿是MOS（金属—绝缘体—半导体）结构在高电场下的一种基本的隧穿过程，是在高电场下载流子遂穿过绝缘体的禁带到达其导带或价带的过程。因此，在现有技术中，单个存储单元的存储信息的擦除所需要的时间大概是在毫秒（ms，10^-3s）级。

但是，随着半导体制造技术的发展以及电子产品的更新换代，毫秒（ms，10^-3s）级的存储单元信息擦除速度已经满足不了人们的需求。因此，希望能够提供一种能够提高存储单元擦除速度的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效地提高存储单元擦除速度的方法以及采用了该提高存储单元擦除速度的方法的存储单元擦除方法及存储单元操作方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种提高存储单元擦除速度的方法，其中存储单元是一个MOS晶体管，其包括布置在衬底中或者衬底中的阱中的漏极和源极、以及布置在衬底上的处于漏极和源极之间的栅极氧化层和栅极多晶硅，所述方法包括：在对存储单元进行擦除时，MOS晶体管的衬底或者衬底中的阱施加第一电压的偏置电压，MOS晶体管的漏极悬空，MOS晶体管的源极施加第二电压的偏置电压，MOS晶体管的栅极多晶硅上施加第三电压的偏置电压；并且，其中第二电压为正电压，第三电压为负电压，并且第一电压的电压值介于第二电压和第三电压之间。

优选地，所述提高存储单元擦除速度的方法用于提高闪存单元擦除速度的方法。

在所述偏置电压下,器件由于栅极与漏极的高压差产生的高电场,产生衬底价带到漏极导带电荷隧穿，这些隧穿的负电荷被漏端收集，正电荷在栅极负压的吸引下，加速形成热空穴栅极电流,由于产生这些栅极电流在10^-6秒量级，该方法擦除速度在10^-6秒量级，而普通的存储器件FN隧穿擦除速度在10^-3秒，因此根据本发明的第一方面所提供的提高存储单元擦除速度的方法可以用于提高闪存单元擦除速度的方法。

由于衬底价带到漏极导带的隧穿电流很小，因而产生所需电压功耗很低,便于芯片面积微型化设计，从而产品更有市场竞争力。

优选地，第一电压为0V。

优选地，第二电压的电压绝对值和第三电压的电压绝对值相等。

优选地，第二电压为6V，第三电压为-6V。

根据本发明的第二方面，提供了一种采用了根据本发明第一方面所述的提高存储单元擦除速度的方法的存储单元擦除方法。

根据本发明的第三方面，提供了一种采用了根据本发明第二方面所述的存储单元擦除方法的存储单元操作方法。

通过采用根据本发明所述的提高存储单元擦除速度的方法，可以采用GIDL（栅极引起的漏端漏电流）来执行存储单元的信息擦除，而栅极引起的漏端漏电流的产生时间是在微秒（us，10^-6s）级，远远小于现有技术采用FN隧穿擦除存储单元信息所花费的时间（ms，10^-3s），从而有效地实现了提高存储单元擦除速度的有益效果。

并且，通过采用根据本发明所述的提高存储单元擦除速度的方法，不仅可以提高存储单元擦除速度，而且，由于在编程时浮栅注入电子，为负电位，阈值电压较高，而擦除时注入空穴，为正电位，阈值电压较低，这样使得擦除和编程的电位差较大，从而增大了阈值电压窗口。由于增加了阈值电压的窗口，所以一方面可以提高存储器件的耐久性可靠性能，另一方面可以降低设计的难度，提高设计的便利性。

附图说明