電荷陷阱器件的擦除方法技術(shù)

一種電荷陷阱器件的擦除方法，所述方法包括以下步驟：將第一擦除電壓施加到電荷陷阱器件；將擦除驗證電壓施加到電荷陷阱器件；執(zhí)行當前第一失敗位檢查操作，所述當前第一失敗位檢查操作包括將基于擦除驗證電壓判定的擦除失敗的電荷陷阱器件的第一數(shù)目與第一參考值進行比較，并且基于比較結(jié)果來判定通過或失??；在當前第一失敗位檢查操作被判定成失敗時，判定在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作是否通過；以及在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作通過時，將第三擦除電壓設定成與在上一擦除循環(huán)期間利用的第二擦除電壓相同的電平。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種，所述方法包括以下步驟：將第一擦除電壓施加到電荷陷阱器件；將擦除驗證電壓施加到電荷陷阱器件；執(zhí)行當前第一失敗位檢查操作，所述當前第一失敗位檢查操作包括將基于擦除驗證電壓判定的擦除失敗的電荷陷阱器件的第一數(shù)目與第一參考值進行比較，并且基于比較結(jié)果來判定通過或失敗；在當前第一失敗位檢查操作被判定成失敗時，判定在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作是否通過；以及在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作通過時，將第三擦除電壓設定成與在上一擦除循環(huán)期間利用的第二擦除電壓相同的電平?！緦＠f明】相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2012年12月3日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請?zhí)枮?0-2012-0139018的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
本專利技術(shù)涉及一種半導體存儲器件，更具體而言，涉及一種包括電荷陷阱器件的非易失性存儲器件的擦除方法。
技術(shù)介紹
一般地，半導體存儲器件可以分成易失性存儲器件或非易失性存儲器件。易失性存儲器件在電源切斷時丟失其中儲存的數(shù)據(jù)，而非易失性存儲器件即使電流切斷也可以保留其中儲存的數(shù)據(jù)。非易失性存儲器件包括各種類型的存儲器單元。非易失性存儲器件可以根據(jù)存儲器單元的結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)為快閃存儲器件、利用鐵電電容器的鐵電RAM (FRAM)、利用隧穿磁阻(tunneling magneto-resistive, TMR)層的磁性RAM (MRAM)、利用硫族化物合金的相變存儲器件、利用過渡金屬氧化物的阻變存儲RAM(ReRAM)等。具有改善的可靠性的改進的半導體存儲器件是有利的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)一些實施例，一種包括電荷陷阱器件的非易失性存儲器件的擦除方法能防止由反向隧穿引起的特性減弱。在一個實施例中，一種包括以下步驟:將第一擦除電壓施加到電荷陷阱器件；將擦除驗證電壓施加到電荷陷阱器件；判定電荷陷阱器件的擦除狀態(tài)；執(zhí)行當前第一失敗位檢查操作，所述當前第一失敗位檢查操作包括將基于擦除驗證電壓被判定成擦除失敗的電荷陷阱器件的第一數(shù)目與第一參考值進行比較，并且基于比較結(jié)果判定通過或失敗；在當前第一失敗位檢查操作被判定成失敗時，判定在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行上一第一失敗位檢查操作是否通過通過；以及當在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作通過時，將第三擦除電壓設定成與在上一擦除循環(huán)期間使用的第二擦除電壓相同的電平。在另一個實施例中，一種包括以下步驟:將第一擦除電壓施加到電荷陷阱器件；執(zhí)行當前第一擦除驗證操作，所述當前第一擦除驗證操作包括將第一擦除驗證電壓施加到電荷陷阱器件，判定電荷陷阱器件的擦除狀態(tài)，以及根據(jù)基于第一擦除驗證電壓被判定成擦除失敗的電荷陷阱器件的第一數(shù)目來判定通過或失??；在當前第一擦除驗證操作被判定成失敗時，判定在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一擦除驗證操作是否通過；以及當在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一擦除驗證操作被判定成通過時，將第三擦除電壓設定成與上一擦除循環(huán)期間使用的第二擦除電壓相同的電平?！緦＠綀D】【附圖說明】結(jié)合附圖來描述本專利技術(shù)的特點、方面以及實施例，其中:圖1是根據(jù)一些實施例的非易失性存儲器件的電荷陷阱器件的簡化截面圖。圖2是用于解釋檢測根據(jù)一些實施例的非易失性存儲器件的反向隧穿效應的方法的簡化閾值電壓分布圖。圖3是說明根據(jù)一些實施例的擦除操作的簡化示圖。圖4是解釋在根據(jù)一些實施例的擦除方法期間施加的擦除電壓的簡化示圖。圖5示出根據(jù)一些實施例的擦除方法的簡化流程圖。圖6是說明根據(jù)一些實施例的擦除循環(huán)的簡化示圖。圖7是解釋在根據(jù)一些實施例的擦除方法中施加的擦除電壓的簡化示圖。圖8是示出根據(jù)一些實施例的擦除方法的簡化流程圖?！揪唧w實施方式】在下文中，將經(jīng)由示例性實施例，參照附圖來描述根據(jù)本專利技術(shù)的非易失性存儲器件的擦除方法。下面將參照附圖更詳細地描述本專利技術(shù)的示例性實施例。然而，本專利技術(shù)可以用不同的方式實施，而不應解釋為限于本文所提供的實施例。確切地說，提供這些實施例使得本說明書清楚且完整，并向本領域技術(shù)人員充分傳達本專利技術(shù)的范圍。附圖并非按比例繪制，在某些情況下，為了清楚地示出實施例的特征可能對比例做夸大處理。在本說明書中，使用了特定的術(shù)語。這些術(shù)語用于描述本專利技術(shù)，而不用于限制本專利技術(shù)的意義或限定本專利技術(shù)的范圍。在本說明書中，“和/或”表示包括了布置在“和/或”之前和之后的一個或更多個部件。另外，“連接/耦接”表示一個部件直接與另一個部件耦接或經(jīng)由另一個部件間接耦接。在本說明書中，只要不在句子中特意提及，單數(shù)形式可以包括復數(shù)形式。另外，在說明書中使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示存在或增加一個或多個部件、步驟、操作以及元件。根據(jù)一些實施例，一種快閃存儲器件可以包括具有層疊的柵結(jié)構(gòu)的存儲器單元。層疊的柵結(jié)構(gòu)可以包括順序?qū)盈B在存儲器單元的溝道區(qū)之上的隧道氧化物層、浮柵電極、柵電介質(zhì)層以及控制柵電極。在層疊的柵結(jié)構(gòu)的存儲器單元中，可以將隧道氧化物層形成具有大的厚度，以改善存儲器單元的壽命。然而，隨著諸如快閃存儲器件的非易失性存儲器件的集成度增加，隧道氧化物層的厚度已經(jīng)逐步地減小。因此，電荷可能會經(jīng)由隧道氧化物層泄漏，由此降低存儲器單元的可靠性。為了解決這個問題，已經(jīng)對新概念的存儲器元件進行了積極的研究和開發(fā)。在存儲器元件之中，更多地關(guān)注具有硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)結(jié)構(gòu)的電荷陷講器件(charge trap device, CTD)為單位單元的非易失性存儲器件。具有SONOS結(jié)構(gòu)的電荷陷阱器件可以包括順序?qū)盈B的硅襯底、隧道層、電荷陷阱層、阻擋層以及控制柵電極。在硅襯底中可以形成有溝道區(qū)。在一些實施例中，電荷陷阱層可以由氮化物形成。可以通過注入或消除電子的機制來對電荷陷阱器件進行編程或擦除。當在半導體襯底與控制柵電極之間形成高電場以便擦除電荷陷阱器件時，會發(fā)生反向隧穿。具體地，可以經(jīng)由用于將電荷陷阱層與控制柵電極電分開的阻擋層，而將控制柵電極的電子引入到電荷陷阱層中。當反向隧穿發(fā)生時，即使施加擦除電壓，電荷陷阱器件可能不會被擦除而是被編程。因而，電荷陷阱器件的擦除特性降低。圖1是根據(jù)一些實施例的非易失性存儲器件的電荷陷阱器件(CTD)的簡化截面圖。參見圖1，在N襯底100之上形成有P阱101。在一些實施例中，當利用三層阱結(jié)構(gòu)時，可以將N襯底100改變成P襯底。在一些實施例中，可以在P襯底之上形成N阱，并且可以在N阱之上形成P阱101。在P阱101之上，形成η+源極/漏極雜質(zhì)區(qū)102和103。η+源極/漏極雜質(zhì)區(qū)102和103由形成在P阱101內(nèi)部的溝道區(qū)而彼此隔離開。在η+源極/漏極雜質(zhì)區(qū)102和103之間的溝道區(qū)之上形成有隧道層110。在一些實例中，隧道層Iio可以具有由諸如氧化硅(SiO2)的絕緣體形成的單層或多層結(jié)構(gòu)。在隧道層110之上形成有電荷陷阱層120。在一些實例中，電荷陷阱層120可以由氮化硅形成。電荷陷阱層120將從溝道區(qū)經(jīng)由隧道層110注入的電荷捕獲。在電荷陷阱層120之上形成有阻擋層130。在一些實例中，阻擋層130可以具有由諸如SiO2、氧化物-氮化物-氧化物(ONO)層、和/或氧化鋁(Al2O3)的絕緣體形成的單層或多層結(jié)構(gòu)。在阻擋層130之上形成有控制柵電極140。在一些實例中，控制本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電荷陷阱器件的擦除方法，所述方法包括以下步驟：將第一擦除電壓施加到所述電荷陷阱器件；將擦除驗證電壓施加到所述電荷陷阱器件；判定所述電荷陷阱器件的擦除狀態(tài)；執(zhí)行當前的第一失敗位檢查操作，所述當前的第一失敗位檢查操作包括將基于所述擦除驗證電壓判定為擦除失敗的電荷陷阱器件的第一數(shù)目與第一參考值進行比較，并且基于比較的結(jié)果來判定通過或失敗；在當前的第一失敗位檢查操作被判定成失敗時，判定在上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作是否通過；以及在所述上一擦除循環(huán)期間執(zhí)行的上一第一失敗位檢查操作通過時，將第三擦除電壓設定成與在所述上一擦除循環(huán)期間使用的第二擦除電壓相同的電平。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白侊虎，
申請(專利權(quán))人：愛思開海力士有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國;KR