[发明专利]治愈非易失性存储器单元的隧穿电介质的结构和方法

说明书

技术领域

本公开总体上涉及非易失性存储器，更特别地，涉及治愈非易失性存储器单元的隧穿电介质。

背景技术

非易失性存储器（NVM）由于有限的称为持久性的周期次数和有限的称为数据保持力的NVM能保持数据的时间量而具有有限的寿命。数据保持力主要涉及NVM单元的浮置栅极中的电荷在浮置栅极中保持得有多好。存在一个点，在该点处足够的电荷泄漏到浮置栅极外，从而NVM单元的状态不能被可靠地检测。对于持久性类似地，在足够多的编程和擦除周期之后，电荷不易被置于浮置栅极中或从浮置栅极移除。治愈的基本概念是期望的，因为它能潜在地用于改善使用已有工艺制造的NVM。因此，无论治愈带来什么改善都增加了处理中的改善。此外，用于实现NVM的特定架构可以影响治愈技术能如何用来改善数据保持力和持久性。

因此，需要提供一种NVM，其改善了上面提出的一个或多个问题。

发明内容

示范性实施例提供一种半导体器件，包括：存储器单元的阵列，其中每个所述存储器单元包括：隧穿电介质；阱区域，包括第一电流电极、第二电流电极、以及在所述第一电流电极与所述第二电流电极之间的沟道区域；浮置栅极，其中所述隧穿电介质在所述沟道区域之上，所述浮置栅极在所述隧穿电介质之上；界面电介质，在所述浮置栅极之上；以及控制栅极，在所述界面电介质之上；以及控制器，耦合到所述存储器单元，其中所述控制器包括确定何时执行所述存储器单元的隧穿电介质中的治愈过程以及在所述治愈过程期间施加第一电压至所述存储器单元的第一电流电极以从隧穿电介质移除被俘获的电子和空穴的逻辑。

示范性实施例还提供一种方法，包括：执行治愈过程以减少半导体存储器单元的隧穿电介质中的被俘获的空穴和电子，其中所述隧穿电介质位于第一和第二电流电极与浮置栅极之间，当执行所述治愈过程时，施加治愈电压至所述存储器单元的第一电极，其中所述治愈电压足以移除至少一些所述被俘获的空穴和电子，同时足够低以避免将电子从所述浮置栅极移动到所述隧穿电介质。

示范性实施例还提供一种半导体器件，包括：非易失性存储器单元的阵列；以及控制器，耦合到所述阵列，其中所述控制器配置有操作来执行治愈过程以减少隧穿电介质中的被俘获的空穴和电子的逻辑，其中所述隧穿电介质位于所述存储器单元中具有电流电极和浮置栅极的阱区域之上，所述治愈过程包括施加第一电压到所述电流电极之一和施加第二电压到控制栅极和所述电流电极中的另一个。

附图说明

附图以示例的方式示出本发明且本发明不被附图所限制，附图中相似的附图标记表示相似的元件。图中的元件是基于简化和清楚的目的而示出的且不一定是按比例绘制的。

图1是根据一实施例的非易失性存储器（NVM）的框图；

图2是图1的NVM的NVM单元的截面图；

图3是图2NVM单元的一部分的一系列顺序截面图；

图4是实现特定擦除条件所需的擦除脉冲对编程/擦除周期的曲线图；

图5是实现特定编程条件所需的编程脉冲对编程/擦除周期的曲线图；以及

图6是示出用于编程、擦除和治愈的条件的表。

具体实施方式

隧穿电介质治愈利用比控制栅极电压、阱电压和源极电压更高的漏极电压实现。该方法在将俘获在隧穿电介质中的电子拉到隧穿电介质外方面是有效的，从而改善了持久性和数据保持力。

这里描述的半导体衬底可以是任何半导体材料或材料组合，例如砷化镓、硅锗、绝缘体上硅（SOI）、硅、单晶硅等，以及以上的组合。

这里使用时，术语“总线”用于指多个信号或导体，其可以用于传输一个或更多各种类型的信息，诸如数据、地址、控制或状态。这里论述的导体可以关于单个导体、多个导体、单向导体或双向导体来示出或描述。然而，不同的实施例可能改变导体的实现。例如，可以使用单独的单向导体而不是双向导体，反之亦可。此外，多个导体可以被串行地或以分时复用方式传输多个信号的单个导体替换。类似地，传输多个信号的单个导体可以分散到传输这些信号的子集的各种不同导体中。因此，对于传输信号而言，存在许多选项。