[发明专利]一种非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法

权利要求书

1.非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法，其特征是对局部俘获型多值单元的存储操作采用下面的步骤：

1）、首先将局部俘获型存储单元从阈值电压为2V～3V初始状态擦除到阈值电压-2V～-1V的初始状态；擦除后使局部俘获型存储单元左右两边存储位的阈值电压相同，且存储位的存储层中存储的电荷沿着沟道均匀的分布；

2）、存储单元的阈值电压调整到预定值-2V～-1V，以这个预定值为多值存储的初始状态，对局部俘获存储单元进行多值存储的编程操作；采用衬底正偏压抑制第二代热电子注入的CHE编程方法，或者采用脉冲激发的衬底热电子注入（PASHEI）的编程方法实现电荷局部的存储；

3）通过改变栅极或漏极的编程电压，或者改变栅极或漏极编程时间，实现8种以上的编程状态，将器件阈值电压分为8个以上的区间。

2.根据权利要求1所述的非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法，其特征是步骤1）中采用双边带-带遂穿热空穴注入(BBHH)的擦除方法，即在源、漏极同时加一个正偏电压，栅极加一个负偏电压，衬底接地，将沟道区域和源、漏结上方存储层的电荷均匀地擦除。

3.根据权利要求1所述的非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法，其特征是步骤1）之后防止过擦除现象的发生，即消除擦除后单元的阈值电压小于预定的负值；采用双边的碰撞电离产生衬底热电子注入(IIHE)的编程方法，即在源、漏极同时加一个正偏电压，栅极加一个正偏电压，衬底接地，将衬底碰撞电离产生的热电子均匀地注入到存储层中，使沟道区的阈值电压分布处处相同。

4.根据权利要求1所述的非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法，其特征是步骤2）中当采用衬底正偏压CHE编程方法，存储单元的衬底接～2V的正偏压，漏极接3V～5V的正偏压，栅极接5V～8V的正偏压，源极接地；

当采用脉冲激发的衬底热电子注入（PASHEI）的编程方法，该编程方法分为前后两个连续的阶段；在第一阶段将存储单元的漏极接～-2V的负偏压，栅极接～0.2V的正偏压，衬底和源极接地；在第二阶段，将存储单元的漏极接2.5V～4V正偏压，栅极接4V～5V正偏压，衬底和源极接地。

5.权利要求2所述的非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法，其特征是、双边的带-带遂穿热空穴注入(BBHH)的擦除方法，即在源、漏极同时加一个正偏电压，栅极加一个负偏电压的电压范围：双边的BBHH擦除方式实现；存储单元的栅极加上-4V～-8V的电压，源极和漏极同时加上4V～6V的偏压，衬底接地；则源极和漏极的耗尽区会产生带-带的空穴，空穴在栅极反向电场作用下获得足够能量通过隧穿层注入到存储层中并和电子复合；当注入过量的空穴，存储单元的阈值电压变为负值；

或使用-FN的擦除操作：当衬底接地，栅极上加一个负偏电压-8V～-12V，源极和漏极接地，当存储单元隧穿层的电场大于10MV/cm，则衬底的空穴通过FN遂穿到达存储层；当注入过量的空穴，存储单元的阈值电压能实现负值，且沟道区阈值电压有相同的分布。

6.根据权利要求3所述的非挥发性快闪存储器高密度多值存储的操作方法，其特征是双边的碰撞电离产生衬底热电子注入(IIHE)的编程方法，即在源、漏极同时加一个正偏电压，栅极加一个正偏电压的电压范围：通过双边的IIHE编程方式来实现；存储单元的栅极加上4V～8V的电压，源极和漏极同时加上4V～6V的偏压，衬底接地；来自源极和漏极的空穴在电场作用下向衬底运动，在加速的运动过程会产生大量的电子和空穴对；电子在栅极正向电场下向栅极运动，获得足够能量后，通过遂穿层后到达存储层，使存储单元阈值电压增高；双边的IIHE编程能使存储层中的电荷均匀分布，沟道区的阈值电压相同；

或使用FN的编程操作：当衬底接地，栅极上加一个正偏电压8V～12V，源极和漏极接地，则衬底的电子向沟道表面表面运动，当遂穿层的电场达到10MV/cm时电子通过FN遂穿到达存储层，使存储单元的阈值电压增加。