[发明专利]使用源极偏压执行非挥发性内存单元写入动作的方法

说明书

本发明是关于一种使用源极偏压执行非挥发性内存单元写入动作的方法，可将记忆单元中寄生电容所产生的不良效应去除，且简化偏压电路、增加组件可靠度及减少干扰。

过去十年来，非挥发性闪存技术有着长足的进步。许多能够做出更快速及更高密度闪存装置的数组结构及写入/抹去技术不断地被提出。近年来，Chisel(Channel Initiated Secondary Electron)写入技术因具有数项显著的优点而倍受重视。其中一个优点是，Chisel写入法具有控制V_th的功能，且在快速写入后自行关闭并在极短时间到达饱和状态V_th，使得其能够校正过度抹除之位，且不需写入检查(programming verify)的动作，亦适用于多层闪存。另一优点为其需要较小的电流/功率即可达到所需的写入速度，所以适用于低功率的应用中。再者，其使用了一非门极偏压(back gate bias)，因而解决了在体积缩小时会造成的击穿(punch through)及源极耦合激活的问题。

图1是一使用Chisel写入法的非挥发性内存单元结构的示意图。其包括一P型基底P_SUB、一深N型井区DNW、一P型井区PW、一浮置栅极FG、一控制栅极CG、一做为漏极用的N⁺掺杂区D、一做为源极用的N⁺掺杂区S、一做为基体用的P⁺掺杂区B及四个偏压端点Vg、Vd、Vb、Vs。另外，表1列出了一传统上使用Chisel写入法的非挥发性记忆单元的各项偏压值。其中，Vdp、Vgp、Vsp、Vbp分别代表漏极写入电压值、栅极写入电压值、源极写入电压值及基体写入电压值，而Vdr、Vgr、Vsr、Vbr分别代表的漏极读取电压值、栅极读取电压值、源极读取电压值及基体读取电压值。特别的是，在表1中可以看出在进行写入时需要一back-gate偏压，即V_bp-V_sp＝-2~-3V，且V_bp亦小于零。而在读取时，V_br为零。表1

漏极偏压栅极偏压源极偏压基体偏压写入Vdp＝3.3VVgp＝5VVsp＝0VVbp＝-2~-3V读取Vdr＝1.2~1.5VVgr＝3.3VVsr＝0VVbr＝0V