JP7105989B2 - 浮遊ゲートに容量結合されたゲートを有するメモリセルのプログラミング - Google Patents
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Description
本出願は、2018年8月24日出願の米国特許仮出願第62/722,776号、2018年10月17日出願の米国特許仮出願第62/746,962号及び2018年12月12日出願の米国特許出願第16/217,916号の利益を主張するものである。
本発明は、不揮発性メモリアレイに関する。
Vcg2=Vcg1+Vcgn-Vtcg 等式1
式中、Vcgnは、通常の読み出し動作中にメモリセルのプログラミング状態を読み取るために使用される制御ゲート28に対する公称読み出しバイアスである。Vcgnの非限定的な例は、2.5Vである。本発明者らによって、このプログラミング電圧の第2のパルスが、メモリセルを所望のプログラミング状態にする可能性が高いことが発見された。これを確認するために、第2の読み出し動作を実行することができる。所望のプログラミング状態が確認された場合、2つのプログラミングパルスのみで達成される。
Vcg3=Vcg2+Vcgn-Vtcg2 等式2
具体的には、第2のプログラミングパルスが印加され、メモリセルがオーバープログラミングされているか又はアンダープログラミングされていると判定された後、チャネル領域18を通る読み出し電流が測定又は検出されると、制御ゲート28の読み出し電圧が値の範囲にわたって掃引される、第2の掃引読み出し動作が実行される。この第2の掃引読み出し動作の目的は、チャネル領域18を通る目標読み出し電流Itを生成する制御ゲートの第2の目標電圧Vtcg2を決定することである。次いで、メモリセルに対して消去が行われ、プログラミング電圧の第3のパルスがメモリセルに印加され、このプログラミング電圧の第3のパルス中に等式2に従って電圧Vcg3が制御ゲートに印加される。この第2のプログラム反復(掃引読み出し、消去、第3のプログラミングパルス)は、メモリセルにおける二次的効果を補正できることが発見された。第2のプログラミングパルスの後の初期読み出し動作は、Vcgnを使用して実行されて、セルが適切にプログラミングされているかどうかを判定することができ、適切にプログラミングされていない場合には、掃引読み出し動作を実行して、Vtcg2を決定する。代替的に、第2のプログラミングパルスの後の初期読み出し動作は、掃引読み出し動作であってもよく、Itに達するために必要とされる制御ゲートの電圧がVcgnとは(正確に又は所定の範囲内で)異なる場合にのみ、第2のプログラム反復はトリガされる。第3のプログラミングパルスの後、読み出し動作が実行され、所望のプログラミング状態が達成されていないと判定される場合、等式2に関する上記プロセスは、所望のプログラミング状態が達成されるまで反復的に繰り返され得る(すなわち、等式Vcg(k)=Vcg(k-1)+Vcgn-Vtcg(k-1)を使用し、式中、kは、第1の反復繰り返しについては4、第2の反復繰り返しについては5、などとなる)。
Ve2=Ve1+Ven-Vte 等式3
式中、Venは、通常の読み出し動作中にメモリセルのプログラミング状態を読み取るために使用される消去ゲートに対する公称読み出しバイアスである。Venの非限定的な例は、2.5Vである。この第1の代替実施形態について、第1及び第2のプログラミングパルスに対する電圧及び電流の非限定的な例が、以下の表に提供される。
Ve2=Ve1+Ven-Vte 等式4
Vcg2=Vcg1+Vcgn-Vtcg 等式5
この第2の代替実施形態について、第1及び第2のプログラミングパルスに対する電圧及び電流の非限定的な例が、以下の表に提供される。
Claims (32)
- メモリデバイスであって、該メモリデバイスは、
行及び列に配置されたメモリセルであって、該メモリセルの各々は、
半導体基板に形成されたソース領域及びドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に前記基板のチャネル領域が延在している、ソース領域及びドレイン領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第1の部分から絶縁された浮遊ゲートであって、前記チャネル領域の前記第1の部分の伝導率を制御するための浮遊ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第2の部分から絶縁された選択ゲートであって、前記チャネル領域の前記第2の部分の伝導率を制御するための選択ゲートと、
前記浮遊ゲートの上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された制御ゲートと、
前記ソース領域の上方に配設され、前記ソース領域から絶縁され、前記浮遊ゲートに隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された消去ゲートと、を含む、メモリセルと、
制御回路であって、前記メモリセルのうちの1つに対して、
前記制御ゲートに印加された第1の電圧を含むプログラミング電圧の第1のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加し、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加の後に、前記制御ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る電流を検出することと、前記検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る目標電流に対応する前記制御ゲートに対する目標電圧を決定することと、を含む、読み出し動作を実行し、
前記第1の電圧、公称電圧及び前記目標電圧から決定される前記制御ゲートに印加された第2の電圧を含むプログラミング電圧の第2のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加し、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の後に、前記チャネル領域における任意の電流を検出しながら、前記制御ゲートに印加された前記公称電圧を含むそれぞれの読み出し電圧を前記ドレイン領域、前記選択ゲート及び前記制御ゲートに印加することによって、前記1つのメモリセルのプログラム状態を判定するように構成された制御回路と、を備える、メモリデバイス。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記制御ゲートに印加された前記第2の電圧は、前記第1の電圧と前記公称電圧の和から前記目標電圧を減算したものから決定される、請求項1に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、前記読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するように更に構成される、請求項1に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の後に、前記制御ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る第2の電流を検出することと、前記第2の検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る前記目標電流に対応する前記制御ゲートに対する第2の目標電圧を決定することと、を含む、第2の読み出し動作を実行し、
前記第2の電圧と前記公称電圧の和から前記第2の目標電圧を減算したものから決定される前記制御ゲートに印加された第3の電圧を含むプログラミング電圧の第3のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加するように更に構成される、請求項1に記載のメモリデバイス。 - 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、前記第2の読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第3のパルスの前記印加の前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するように更に構成される、請求項4に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、
前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの2つ以上に位置するメモリセルを含む第1の複数の前記メモリセルに前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを同時に印加し、
前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの1つのみに位置するメモリセルを含む第2の複数の前記メモリセルに前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを同時に印加する
ように更に構成される、請求項1に記載のメモリデバイス。 - メモリデバイスであって、該メモリデバイスは、
行及び列に配置されたメモリセルであって、該メモリセルの各々は、
半導体基板に形成されたソース領域及びドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に前記基板のチャネル領域が延在している、ソース領域及びドレイン領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第1の部分から絶縁された浮遊ゲートであって、前記チャネル領域の前記第1の部分の伝導率を制御するための浮遊ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第2の部分から絶縁された選択ゲートであって、前記チャネル領域の前記第2の部分の伝導率を制御するための選択ゲートと、
前記浮遊ゲートの上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された制御ゲートと、
前記ソース領域の上方に配設され、前記ソース領域から絶縁され、前記浮遊ゲートに隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された消去ゲートと、を含む、メモリセルと、
制御回路であって、前記メモリセルのうちの1つに対して、
前記消去ゲートに印加された第1の電圧を含むプログラミング電圧の第1のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加し、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加の後に、前記消去ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る電流を検出することと、前記検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る目標電流に対応する前記消去ゲートに対する目標電圧を決定することと、を含む、読み出し動作を実行し、
前記第1の電圧、公称電圧及び前記目標電圧から決定される前記消去ゲートに印加された第2の電圧を含むプログラミング電圧の第2のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加し、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の後に、前記チャネル領域における任意の電流を検出しながら、前記消去ゲートに印加された前記公称電圧を含むそれぞれの読み出し電圧を前記ドレイン領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加することによって、前記1つのメモリセルのプログラム状態を判定するように構成された制御回路と、を備える、メモリデバイス。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記消去ゲートに印加された前記第2の電圧は、前記第1の電圧と前記公称電圧の和から前記目標電圧を減算したものから決定される、請求項7に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、前記読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するように更に構成される、請求項7に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の後に、前記消去ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る第2の電流を検出することと、前記第2の検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る前記目標電流に対応する前記消去ゲートに対する第2の目標電圧を決定することと、を含む、第2の読み出し動作を実行し、
前記第2の電圧と前記公称電圧の和から前記第2の目標電圧を減算したものから決定される前記消去ゲートに印加された第3の電圧を含むプログラミング電圧の第3のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加するように更に含む構成される、請求項7に記載のメモリデバイス。 - 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、前記第2の読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第3のパルスの前記印加の前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するように更に構成される、請求項10に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、
前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの2つ以上に位置するメモリセルを含む第1の複数の前記メモリセルに前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを同時に印加し、
前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの1つのみに位置するメモリセルを含む第2の複数の前記メモリセルに前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを同時に印加するように更に構成される、請求項7に記載のメモリデバイス。 - メモリデバイスであって、該メモリデバイスは、
行及び列に配置されたメモリセルであって、該メモリセルの各々は、
半導体基板に形成されたソース領域及びドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に前記基板のチャネル領域が延在している、ソース領域及びドレイン領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第1の部分から絶縁された浮遊ゲートであって、前記チャネル領域の前記第1の部分の伝導率を制御するための浮遊ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第2の部分から絶縁された選択ゲートであって、前記チャネル領域の前記第2の部分の伝導率を制御するための選択ゲートと、
前記浮遊ゲートの上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された制御ゲートと、
前記ソース領域の上方に配設され、前記ソース領域から絶縁され、前記浮遊ゲートに隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された消去ゲートと、を含む、メモリセルと、
制御回路であって、前記メモリセルのうちの1つに対して、
前記制御ゲートに印加された第1の電圧及び前記消去ゲートに印加された第2の電圧を含む、プログラミング電圧の第1のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加し、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加の後に、前記制御ゲート及び前記消去ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る電流を検出することと、前記検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る目標電流に対応する前記制御ゲートに対する第1の目標電圧及び前記消去ゲートに対する第2の目標電圧を決定することと、を含む、読み出し動作を実行し、
前記第1の電圧、第1の公称電圧及び前記第1の目標電圧から決定される前記制御ゲートに印加された第3の電圧、並びに、前記第2の電圧、第2の公称電圧及び前記第2の目標電圧から決定される前記消去ゲートに印加された第4の電圧を含む、プログラミング電圧の第2のパルスを前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加し、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスの前記印加及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の後に、前記チャネル領域における任意の電流を検出しながら、前記制御ゲートに印加された前記第1の公称電圧及び前記消去ゲートに印加された前記第2の公称電圧を含む、それぞれの読み出し電圧を前記ドレイン領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートに印加することによって、前記1つのメモリセルのプログラム状態を判定するように構成された制御回路と、を備える、メモリデバイス。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記制御ゲートに印加された前記第3の電圧は、前記第1の電圧と前記第1の公称電圧の和から前記第1の目標電圧を減算したものから決定され、前記消去ゲートに印加された前記第4の電圧は、前記第2の電圧と前記第2の公称電圧の和から前記第2の目標電圧を減算したものから決定される、請求項13に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、前記1つのメモリセルに対して、前記読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスの前記印加の前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するように更に構成される、請求項13に記載のメモリデバイス。
- 前記制御回路は、
前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの2つ以上に位置するメモリセルを含む第1の複数の前記メモリセルに前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを同時に印加し、
前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの1つのみに位置するメモリセルを含む第2の複数の前記メモリセルに前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを同時に印加するように更に構成される、請求項13に記載のメモリデバイス。 - 行及び列に配置されたメモリセルを含むメモリデバイスを動作させる方法であって、
前記メモリセルの各々は、
半導体基板に形成されたソース領域及びドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に前記基板のチャネル領域が延在している、ソース領域及びドレイン領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第1の部分から絶縁された浮遊ゲートであって、前記チャネル領域の前記第1の部分の伝導率を制御するための浮遊ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第2の部分から絶縁された選択ゲートであって、前記チャネル領域の前記第2の部分の伝導率を制御するための選択ゲートと、
前記浮遊ゲートの上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された制御ゲートと、
前記ソース領域の上方に配設され、前記ソース領域から絶縁され、前記浮遊ゲートに隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された消去ゲートと、を含み、
前記方法は、前記メモリセルのうちの1つに対して、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第1のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第1のパルスは前記制御ゲートに印加された第1の電圧を含む、プログラミング電圧の第1のパルスを印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを前記印加するステップの後に読み出し動作を実行するステップであって、前記読み出し動作は、前記制御ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る電流を検出するステップと、前記検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る目標電流に対応する前記制御ゲートに対する目標電圧を決定するステップと、を含む、読み出し動作を実行するステップと、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第2のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第2のパルスは前記制御ゲートに印加された第2の電圧を含み、前記第2の電圧は前記第1の電圧、公称電圧及び前記目標電圧から決定される、プログラミング電圧の第2のパルスを印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップ及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの後に、前記チャネル領域における任意の電流を検出しながら、前記ドレイン領域、前記選択ゲート及び前記制御ゲートにそれぞれの読み出し電圧を印加することによって、前記1つのメモリセルのプログラム状態を判定するステップであって、前記読み出し電圧は、前記制御ゲートに印加された前記公称電圧を含む、判定するステップと、を含む、方法。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記制御ゲートに印加された前記第2の電圧は、前記第1の電圧と前記公称電圧の和から前記目標電圧を減算したものから決定される、請求項17に記載の方法。
- 前記1つのメモリセルに対して、前記読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するステップを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 前記1つのメモリセルに対して、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップ及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの後に第2の読み出し動作を実行するステップであって、前記第2の読み出し動作は、前記制御ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る第2の電流を検出するステップと、前記第2の検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る前記目標電流に対応する前記制御ゲートに対する第2の目標電圧を決定するステップと、を含む、第2の読み出し動作を実行するステップと、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第3のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第3のパルスは、前記制御ゲートに印加された第3の電圧を含み、前記第3の電圧は、前記第2の電圧と前記公称電圧の和から前記第2の目標電圧を減算したものから決定される、プログラミング電圧の第3のパルスを印加するステップと、を更に含む、請求項17に記載の方法。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記第2の読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第3のパルスを印加するステップの前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するステップを更に含む、請求項20に記載の方法。
- 前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを第1の複数の前記メモリセルに同時に印加するステップであって、前記第1の複数のメモリセルは、前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの2つ以上に位置するメモリセルを含む、前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを同時に印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを第2の複数の前記メモリセルに同時に印加するステップであって、前記第2の複数のメモリセルは、前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの1つのみに位置するメモリセルを含む、前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを同時に印加するステップと、を更に含む、請求項17に記載の方法。 - 行及び列に配置されたメモリセルを含むメモリデバイスを動作させる方法であって、
前記メモリセルの各々は、
半導体基板に形成されたソース領域及びドレイン領域であって前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に前記基板のチャネル領域が延在している、ソース領域及びドレイン領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第1の部分から絶縁された浮遊ゲートであって、前記チャネル領域の前記第1の部分の伝導率を制御するための浮遊ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第2の部分から絶縁された選択ゲートであって、前記チャネル領域の前記第2の部分の伝導率を制御するための選択ゲートと、
前記浮遊ゲートの上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された制御ゲートと、
前記ソース領域の上方に配設され、前記ソース領域から絶縁され、前記浮遊ゲートに隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された消去ゲートと、を含み、
前記方法は、前記メモリセルのうちの1つに対して、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第1のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第1のパルスは前記消去ゲートに印加された第1の電圧を含む、プログラミング電圧の第1のパルスを印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップの後に読み出し動作を実行するステップであって、前記読み出し動作は、前記消去ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る電流を検出するステップと、前記検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る目標電流に対応する前記消去ゲートに対する目標電圧を決定するステップと、を含む、読み出し動作を実行するステップと、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第2のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第2のパルスは前記消去ゲートに印加された第2の電圧を含み、前記第2の電圧は前記第1の電圧、公称電圧及び前記目標電圧から決定される、プログラミング電圧の第2のパルスを印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップ及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの後に、前記チャネル領域における任意の電流を検出しながら、前記ドレイン領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにそれぞれの読み出し電圧を印加することによって、前記1つのメモリセルのプログラム状態を判定するステップであって、前記読み出し電圧は、前記消去ゲートに印加された前記公称電圧を含む、判定するステップと、を含む、方法。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記消去ゲートに印加された前記第2の電圧は、前記第1の電圧と前記公称電圧の和から前記目標電圧を減算したものから決定される、請求項23に記載の方法。
- 前記1つのメモリセルに対して、前記読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記1つのメモリセルに対して、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップ及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの後に第2の読み出し動作を実行するステップであって、前記第2の読み出し動作は、前記消去ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る第2の電流を検出するステップと、前記第2の検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る前記目標電流に対応する前記消去ゲートに対する第2の目標電圧を決定するステップと、を含む、第2の読み出し動作を実行するステップと、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第3のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第3のパルスは、前記消去ゲートに印加された第3の電圧を含み、前記第3の電圧は、前記第2の電圧と前記公称電圧の和から前記第2の目標電圧を減算したものから決定される、プログラミング電圧の第3のパルスを印加するステップと、を更に含む、請求項23に記載の方法。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記第2の読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第3のパルスを印加するステップの前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するステップを更に含む、請求項26に記載の方法。
- 前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを第1の複数の前記メモリセルに同時に印加するステップであって、前記第1の複数のメモリセルは、前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの2つ以上に位置するメモリセルを含む、前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを同時に印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを第2の複数の前記メモリセルに同時に印加するステップであって、前記第2の複数のメモリセルは、前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの1つのみに位置するメモリセルを含む、前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを同時に印加するステップと、を更に含む、請求項23に記載の方法。 - 行及び列に配置されたメモリセルを含むメモリデバイスを動作させる方法であって、
前記メモリセルの各々は、
半導体基板に形成されたソース領域及びドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に前記基板のチャネル領域が延在している、ソース領域及びドレイン領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第1の部分から絶縁された浮遊ゲートであって、前記チャネル領域の前記第1の部分の伝導率を制御するための浮遊ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の上方に配設され、前記チャネル領域の前記第2の部分から絶縁された選択ゲートであって、前記チャネル領域の前記第2の部分の伝導率を制御するための選択ゲートと、
前記浮遊ゲートの上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された制御ゲートと、
前記ソース領域の上方に配設され、前記ソース領域から絶縁され、前記浮遊ゲートに隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁された消去ゲートと、を含み、
前記方法は、前記メモリセルのうちの1つに対して、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第1のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第1のパルスは前記制御ゲートに印加された第1の電圧及び前記消去ゲートに印加された第2の電圧を含む、プログラミング電圧の第1のパルスを印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップの後に読み出し動作を実行するステップであって、前記読み出し動作は、前記制御ゲート及び前記消去ゲートに印加された異なる電圧に対する前記チャネル領域を通る電流を検出するステップと、前記検出された電流を使用して、前記チャネル領域を通る目標電流に対応する前記制御ゲートに対する第1の目標電圧及び前記消去ゲートに対する第2の目標電圧を決定するステップと、を含む、読み出し動作を実行するステップと、
前記ソース領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにプログラミング電圧の第2のパルスを印加するステップであって、前記プログラミング電圧の前記第2のパルスは、前記制御ゲートに印加された第3の電圧及び前記消去ゲートに印加された第4の電圧を含み、前記第3の電圧は、前記第1の電圧、第1の公称電圧及び前記第1の目標電圧から決定され、前記第4の電圧は、前記第2の電圧、第2の公称電圧及び前記第2の目標電圧から決定される、プログラミング電圧の第2のパルスを印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを印加するステップ及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの後に、前記チャネル領域における任意の電流を検出しながら、前記ドレイン領域、前記選択ゲート、前記消去ゲート及び前記制御ゲートにそれぞれの読み出し電圧を印加することによって、前記1つのメモリセルのプログラム状態を判定するステップであって、前記読み出し電圧は、前記制御ゲートに印加された前記第1の公称電圧及び前記消去ゲートに印加された前記第2の公称電圧を含む、判定するステップと、を含む、方法。 - 前記1つのメモリセルに対して、
前記制御ゲートに印加された前記第3の電圧は、前記第1の電圧と前記第1の公称電圧の和から前記第1の目標電圧を減算したものから決定され、
前記消去ゲートに印加された前記第4の電圧は、前記第2の電圧と前記第2の公称電圧の和から前記第2の目標電圧を減算したものから決定される、請求項29に記載の方法。 - 前記1つのメモリセルに対して、前記読み出し動作の後、及び前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを印加するステップの前に、正電圧を前記消去ゲートに印加することを含む消去動作を実行するステップを更に含む、請求項29に記載の方法。
- 前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを第1の複数の前記メモリセルに同時に印加するステップであって、前記第1の複数のメモリセルは、前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの2つ以上に位置するメモリセルを含む、前記プログラミング電圧の前記第1のパルスを同時に印加するステップと、
前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを第2の複数の前記メモリセルに同時に印加するステップであって、前記第2の複数のメモリセルは、前記メモリセルの前記行のうちの2つ以上、及び前記メモリセルの前記列のうちの1つのみに位置するメモリセルを含む、前記プログラミング電圧の前記第2のパルスを同時に印加するステップと、を更に含む、請求項29に記載の方法。
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