CN101930800B - 抹除非易失性存储器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抹除非易失性存储器的方法，该方法利用源极以及漏极与衬底接触正向偏置，将衬底接触的多数载流子注入到衬底，再利用衬底与栅极间的电场加速多数载流子，使多数载流子获得能量后克服氧化层能障，以抹除非易失性存储器。
Description
技术领域
本发明涉及一种抹除非易失性存储器的方法，特别涉及一种利用衬底接触以抹除非易失性存储器的方法。
背景技术
近年来，由于非易失性存储器(nonvolatile memory)被广泛地运用于各种电子产品上，对于其性能的要求也越来越高，各样式的闪存(flash typenonvolatile memory)也被发展出来，其中包括了浮栅(floating gate)以及硅-氮化硅-氧化硅-硅(SONOS)等存储器类型，而该些存储器的操作方式，对使用上的性能表现有相当大的影响。其中，抹除非易失性存储器的方法，更是一个重要的环节。
目前一般的闪存(flash type nonvolatile memory)有二种主要抹除方式，即FN穿隧(Fowler-Nordheim tunneling)以及能带对能带热空穴(band-to-band hot hole)抹除方式。然而，上述提及的方法中，FN穿隧抹除存储单元(cell)所需的电压较大，且抹除速度较慢，为了改善FN穿隧的抹除速度及电压，需减少穿隧氧化层的厚度，但其存储器的保存能力(retention)却又会劣化。而能带对能带热空穴抹除方式只能将热空穴注入到漏极端附近的储存层，无法将整个储存层中的电子完全复合(recombination)，导致沟道中的启始电压(threshold voltage)不均匀，造成操作特性的退化以及可靠度(reliability)的问题。因此，已知的抹除非易失性存储器的方法，仍有问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在提供一种抹除非易失性存储器的方法，该非易失性存储器为一快闪非易失性存储器，其利用一非易失性存储器的源极以及漏极与衬底接触正向偏置，将衬底接触的多数载流子注入到衬底(例如：以N沟道而言P+衬底接触的多数载流子为空穴)。再利用衬底与栅极间的电场加速多数载流子，使多数载流子获得能量后克服氧化层能障，以抹除该非挥发性记体。可大幅减少抹除所需的电压以及时间，且该方法与该非易失性存储器的穿遂氧化层厚度关系较小，可利于采用较厚的穿遂氧化层以兼顾该非易失性存储器的抹除特性并维持该非易失性存储器的保存能力。
为达前述目的本发明一种抹除非易失性存储器的方法，其中该非挥发性记体为一快闪非易失性存储器，包括一衬底、一栅极、一源极、一漏极、一电荷储存层位于该栅极以及该衬底间，以及一重掺杂的衬底接触位于该衬底的底部或侧面。该抹除非易失性存储器的方法包含：对该栅极施加一第一电压，对该源极施加一第二电压，对该漏极施加一第三电压，以及对该衬底接触施加一第四电压，以抹除该非易失性存储器。以N沟道为例，其中该第一电压为负电压，该第二电压以及该第三电压为接地，该第四电压为正电压。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例操作电压示意图；以及
图2为本发明第二较佳实施例操作电压示意图。
【主要组件符号说明】
非易失性存储器(20)
衬底(21)
栅极(22)
源极(23)
漏极(24)
衬底接触(25)
电荷储存层(26)
栅极绝缘层(27)
具体实施方式
有关本发明为达上述目的，所采用的技术手段及其功效，现举较佳实施例，并配合附图加以说明如下：
请参考图1，为本发明第一较佳实施例操作电压示意图。如图1所示，本发明一种抹除非易失性存储器的方法，其中该非挥发性记体为一非易失性存储器(20)，以N型沟道为例，其包括一P型衬底(21)、一栅极(22)、一重掺杂N型源极(23)、一重掺杂N型漏极(24)、一重掺杂P型衬底接触(25)位于该衬底(21)的底部，以及一电荷储存层(26)位于该栅极(22)以及该衬底(21)间，该非易失性存储器可为浮栅(floating gate)类型或硅-氮化硅-氧化硅-硅(SONOS)类型的快闪非易失性存储器。该抹除非易失性存储器的方法包含下列步骤：对该栅极(22)施加一第一电压，该第一电压可为-12V至-15V，本实施例以-15V为例；对该源极(23)施加一第二电压，该第二电压为接地；对该漏极(24)施加一第三电压，该第三电压为接地；以及对该衬底接触(25)施加一第四电压，该第四电压为10V至15V，本实施例以10V为例。其中该非易失性存储器(20)的该源极(23)以及漏极(24)与该衬底接触(25)的正向偏置，将该衬底接触(25)的多数载流子注入到该衬底(21)，以本实施例而言多数载流子为空穴。再利用该衬底(21)与栅极(22)间的电场加速空穴，产生衬底热空穴。使空穴获得能量后克服氧化层能障，并到达该电荷储存层(26)，以抹除该快闪非挥发性记体(20)。以本实施例数据为例，在栅极(22)施加-15V的电压以及在衬底接触(25)施加10V的电压，抹除所需时间约为10ms。
请参考图2，为本发明具有第二较佳实施例操作电压示意图。本实施例的一种抹除非易失性存储器的方法与第一较佳实施例基本方法相同，为简化说明，相同构件以相同件号标示。两实施例的不同处在于本实施例的非易失性存储器(20)的衬底接触(25)位于衬底(21)的侧面，第一较佳实施例提及的操作方法亦可于本实施例的结构上实施。同样地将空穴注入到衬底(21)后，利用衬底(21)与栅极(22)间的电场增加空穴速度，产生衬底热空穴。使空穴获得能量后克服氧化层能障，并到达该电荷储存层(26)，以抹除该非挥发性记体(20)。
以上所述仅为举例性的，而并非用以限制本发明的保护范围。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在后附的权利要求所界定的范围中。
Claims (6)
1.一种抹除非易失性存储器的方法，该非易失性存储器为一快闪非易失性存储器，包括一衬底、一栅极、一源极、一漏极、一电荷储存层位于该栅极以及该衬底间，以及一重掺杂的衬底接触，该方法包括下列步骤：
对该栅极施加一第一电压，对该源极施加一第二电压，对该漏极施加一第三电压，以及对该衬底接触施加一第四电压，使得该源极以及该漏极与该衬底接触产生一正向偏置，该正向偏置将衬底接触的多数载流子注入到该衬底，再利用该衬底与该栅极间的电场加速多数载流子，使多数载流子获得能量后克服氧化层能障，到达该电荷储存层，以抹除该快闪非易失性存储器；
其中该第一电压为负电压，该第二电压以及该第三电压为接地，该第四电压为正电压。
2.如权利要求1所述的一种抹除非易失性存储器的方法，其特征在于，该第四电压通过该衬底接触施加于该衬底。
3.如权利要求2所述的一种抹除非易失性存储器的方法，其特征在于，该衬底接触位于该衬底的底部。
4.如权利要求2所述的一种抹除非易失性存储器的方法，其特征在于，该衬底接触位于该衬底的侧面。
5.如权利要求1所述的一种抹除非易失性存储器的方法，其特征在于，该快闪非易失性存储器为浮栅类型或硅-氮化硅-氧化硅-硅类型存储器。
6.如权利要求1所述的一种抹除非易失性存储器的方法，其特征在于，该快闪非易失性存储器为N型沟道或P型沟道的非易失性存储器。
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