[发明专利]非易失性存储单元的编程

说明书

技术领域

本发明总体上涉及非易失性存储器，并且更具体地，涉及一种对非易失性存储单元编程的方法。

背景技术

非易失性存储器(NVM)包括存储单元，该存储单元在存储逻辑值的同时在从存储器移除电源之后仍保持该值。

某些类型的NVM单元利用诸如浮动栅等的电荷存储结构以存储表示存储在单元中的逻辑值(或对于某些类型的NVM单元来说，多个值)的电荷。对于某些类型的NVM单元来说，电荷存储结构中存储的电荷电平影响电压读期间的单元的晶体管的电压阈值。在一个示例中，具有高电压阈值的单元被认为存储逻辑“1”以及具有低电压阈值的单元被认为存储逻辑“0”。由于存储单元的电荷存储结构中存储的电荷电平，在存储单元的读期间可以使用常规存储电路(例如，读出放大器)以区别高电压阈值和低电压阈值。

通过将电荷添加到电荷存储结构而将逻辑值保存在存储单元中。在将值写入NVM的一个示例中，首先擦除NVM的所有单元。然后通过将电荷添加到单元的电荷存储结构而对将存储逻辑值(例如，逻辑1)的单元编程。没有电荷将被添加到预期存储另一逻辑值(例如，逻辑0)的单元。因此，这些单元的电荷存储结构将保持在擦除电荷电平。

编程NVM单元的一种类型一般称为热载流子注入。对于热载流子注入，以相对高的电压来偏置NVM存储单元的电流电极(例如，源极或漏极)并以相对高的电压来偏置偏置栅极(例如，选择栅极或控制栅极)。其他电流电极(例如，其他的源极或漏极)耦合到电流源或相对低的电压。在该条件下，电子经过沟道区移动到偏置的电流电极，并且电子被注入到电荷存储结构以对电荷存储结构充电。

使用常规热载流子注入编程的一个问题在于它损害NVM单元存储逻辑值的能力。因此，单元的可编程次数和仍保持可操作的次数可能是有限的。

所需要的是改进的对非易失性存储单元编程的方法。

附图说明

通过参照随附的附图，将更好地理解本发明，并且它的很多目的、特点和优势对于本领域技术人员变得显而易见。

图1是一种类型的非易失性存储单元的局部侧视图。

图2是根据本发明的一个实施例的对非易失性存储单元编程的时序图。

图3是根据本发明的另一个实施例的对非易失性存储单元编程的时序图。

图4是另一类型的非易失性存储单元的局部侧视图。

除非额外注明，图中不同附图使用的相同附图标记表示相同组件。这些图并不一定按比例绘制。

具体实施方式

下面提出执行本发明的模式的详细说明。本说明书用于解释本发明而不是限制。

图1是可以根据图2和3的时序图中提出的实施例被编程的非易失性存储单元110的一个实施例的局部侧视图。在所示实施例中，存储单元110是集成电路108的非易失性存储阵列(未示出)中实施的NVM单元。在一个实施例中，存储阵列可以是独立的存储电路。在其他实施例中，该存储阵列可用处理器(未示出)或在集成电路中以其他类型的电路来实施。

在所示实施例中，存储单元110是具有由电介质材料(未在图1中示出)从基底112分离的电荷存储结构114(例如，浮动栅)的分离栅极存储单元。单元110还包括通过电介质材料从电荷存储结构114分离的部分以及通过电介质材料从基底112分离的部分的选择栅极116。在一个实施例中，栅极116可在电荷存储结构114上扩展更远(到图1视图中的左面)并用作控制栅极。单元110包括漏极120和源极118，两者在所示的实施例中位于基底112中。在一个实施例中，源极118和漏极120由基底112的掺杂区形成。存储单元110包括其他未示出的常规结构或特征，诸如侧壁隔离层、硅化接触层、势垒层、插塞和/或层间电介质。

在一个实施例中，使用掺杂的多晶硅来实现选择栅极116和电荷存储结构114，但在其他实施例中两者都可以由不同物质制成。在一个实施例中，栅极116和/或电荷存储结构114可以由金属或其他导电材料制成。在其他实施例中，电荷存储结构114由诸如氮化物或二氧化铪的电荷俘获电介质制成。在一个实施例中，电荷存储结构114可以包括纳米晶或者其他电荷存储材料。在一个实施例中，电荷存储结构114可以包括增强电场的几何形状(例如，尖角区域或弯曲区域)以便在擦除操作中去除电子。