KR20050040054A - Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer - Google Patents

Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer Download PDF

Info

Publication number
KR20050040054A
KR20050040054A KR1020030075186A KR20030075186A KR20050040054A KR 20050040054 A KR20050040054 A KR 20050040054A KR 1020030075186 A KR1020030075186 A KR 1020030075186A KR 20030075186 A KR20030075186 A KR 20030075186A KR 20050040054 A KR20050040054 A KR 20050040054A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nonvolatile memory
charge storage
storage layer
memory device
semiconductor substrate
Prior art date
Application number
KR1020030075186A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기철
배금종
고광욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020030075186A priority Critical patent/KR20050040054A/en
Publication of KR20050040054A publication Critical patent/KR20050040054A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B43/00EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
    • H10B43/30EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66833Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a charge trapping gate insulator, e.g. MNOS transistors

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

전하저장층으로서 산화막을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법을 제공한다. 상기 비휘발성 메모리 소자는 반도체 기판, 채널 영역을 사이에 두고 상기 반도체 기판 내에 형성된 소오스/드레인, 상기 채널 영역을 덮는 게이트 전극, 상기 반도체 기판과 상기 게이트 전극 사이에 개재된 산화막 전하저장층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 비휘발성 메모리 소자는 상기 채널영역과 소오스/드레인 사이의 상기 반도체 기판 내에 형성된 적어도 하나의 포켓 이온주입 영역을 더 포함할 수도 있다. 상기 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법은, 상기 산화막 전하저장층에 스트레스를 가하는 것과, 스트레스가 가해진 상기 산화막 전하저장층에 전하를 주입하는 단계를 포함한다.A program method of a nonvolatile memory device having an oxide film as a charge storage layer is provided. The nonvolatile memory device may include a semiconductor substrate, a source / drain formed in the semiconductor substrate with a channel region interposed therebetween, a gate electrode covering the channel region, and an oxide charge storage layer interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode. Can be. The nonvolatile memory device may further include at least one pocket ion implantation region formed in the semiconductor substrate between the channel region and the source / drain. The program method of the nonvolatile memory device may include applying stress to the oxide charge storage layer and injecting charge into the stressed oxide charge storage layer.

Description

전하저장층으로서 산화막을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법{Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer}Programming method of a nonvolatile memory device having an oxide film as a charge storage layer {programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer}

본 발명은 비휘발성 메모리 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전하저장층으로서 산화막을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile memory device, and more particularly, to a method of programming a nonvolatile memory device having an oxide film as a charge storage layer.

비휘발성 메모리 소자는 휘발성 메모리 소자와 달리 전원이 공급되지 않아도 이전 상태의 정보(previous data)가 유지되는 특성을 갖는다. DRAM(dynamic random access memory)과 같은 휘발성 메모리 소자는 데이터 유지를 위한 리프레시(refresh) 작동이 필요하여 전력소모가 크다. 이에 반하여, 플래시 메모리(flash memory)/EEPROM(electrical erasable programmable read only memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자는 대용량 저전력 소모의 소자로서, 주로 파일 시스템, 메모리 카드, 휴대용 장치 등에 사용된다.Unlike a volatile memory device, a nonvolatile memory device retains previous data even when power is not supplied. Volatile memory devices, such as dynamic random access memory (DRAM), require a refresh operation for data retention, which consumes a lot of power. In contrast, nonvolatile memory devices such as flash memory / electric erasable programmable read only memory (EEPROM) are large-capacity low power consumption devices, and are mainly used in file systems, memory cards, portable devices, and the like.

일반적으로, 비휘발성 메모리 소자는 반도체 기판과 게이트 전극 사이에 전하저장층(charge storage layer)을 갖는다. 전하저장층을 이루는 물질에 따라, 비휘발성 메모리 소자는 플로팅 게이트 계열의 메모리 소자와 MNOS 계열의 메모리 소자로 구분된다. 또한 구조에 따라, 비휘발성 메모리 소자는 스택 게이트 타입(stack gate type), 노치드 게이트 타입(notched gate type) 및 나노-도트 타입(nano dot type)으로 분류되기도 한다.Generally, nonvolatile memory devices have a charge storage layer between a semiconductor substrate and a gate electrode. According to the material of the charge storage layer, the nonvolatile memory device is classified into a floating gate memory device and an MNOS memory device. In addition, depending on the structure, the nonvolatile memory device may be classified into a stack gate type, a notched gate type, and a nano-dot type.

플로팅 게이트 계열의 비휘발성 메모리 소자는, 반도체 기판 상에 적층된 터널 유전막, 플로팅 게이트, 게이트간 절연막 및 컨트롤 게이트를 포함하는 구조를 갖는다. 전하가 저장되는 상기 플로팅 게이트는 전도막으로 이루어진다.The floating gate-based nonvolatile memory device has a structure including a tunnel dielectric film, a floating gate, an inter-gate insulating film, and a control gate stacked on a semiconductor substrate. The floating gate in which charge is stored is made of a conductive film.

MNOS 계열의 비휘발성 메모리 소자는, MNOS(metal nitride oxide semiconductor) 또는 MONOS(metal oxide nitride oxide semiconductor) 구조를 갖는다. 즉, 반도체 기판과 게이트 전극 사이에 전하저장층으로서 역할하는 유전막을 갖는다. MNOS 계열의 비휘발성 메모리 소자는 유전막 내부의 트랩 사이트(trap site)를 이용하여 정보를 저장한다. 특히, 게이트가 폴리실리콘막으로 이루어지는 경우 SONOS(silicon oxide nitride oxide semiconductor) 구조를 갖는다. 찬(Chan) 등은 "SONOS(실리콘 산화막 질화막 산화막 실리콘)형 메모리 소자들(SONOS (Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon) type memory devices)"을 소개한 바 있다(IEEE Electron Device Letters, Vol. 8, No. 3, p. 93, 1987).The MNOS series nonvolatile memory device has a metal nitride oxide semiconductor (MNOS) or metal oxide nitride oxide semiconductor (MONOS) structure. That is, a dielectric film serving as a charge storage layer is provided between the semiconductor substrate and the gate electrode. Nonvolatile memory devices of the MNOS series store information by using trap sites inside the dielectric layer. In particular, when the gate is made of a polysilicon film, it has a silicon oxide nitride oxide semiconductor (SONOS) structure. Chan et al. Introduced "SONOS (Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon) type memory devices" (IEEE Electron Device Letters, Vol. 8, No. 1). 3, p. 93, 1987).

한편, 비휘발성 메모리 소자의 프로그램은 CHEI(channel hot electron injection) 방법을 이용하는데, 프로그램 과정에서 소모되는 전류는 셀 하나당 수십 ㎂ 내지 수백 ㎂에 이른다. 아울러, 비휘발성 메모리 소자는 데이터 기록에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.On the other hand, the program of the nonvolatile memory device uses a channel hot electron injection (CHEI) method, the current consumed in the programming process is several tens of watts to hundreds of watts per cell. In addition, the nonvolatile memory device has a disadvantage in that it takes a long time to write data.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전하저장층으로서 산화막을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method of programming a nonvolatile memory device having an oxide film as a charge storage layer.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명은, 전하저장층으로서 산화막을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 상기 산화막에 스트레스를 가한 후 상기 산화막에 전하를 주입하여 프로그램을 실시하는 프로그램 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object provides a program method for performing a program by applying a charge to the oxide film after applying stress to the oxide film of a nonvolatile memory device having an oxide film as a charge storage layer.

본 발명의 일 양태에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법이 적용되는 비휘발성 메모리 소자는, 반도체 기판과 게이트 전극 사이에 개재된 산화막 전하저장층 및 상기 게이트 전극 양단의 상기 반도체 기판 내에 형성된 소오스/드레인을 포함한다. 상기 프로그램 방법은, 상기 산화막 전하저장층에 스트레스를 가하는 것과 스트레스가 가해진 상기 산화막 전하저장층에 전하를 주입하는 것을 포함한다.A nonvolatile memory device to which the method of programming a nonvolatile memory device according to an aspect of the present invention is applied includes an oxide film charge storage layer interposed between a semiconductor substrate and a gate electrode and a source / drain formed in the semiconductor substrate across the gate electrode. It includes. The program method includes applying stress to the oxide charge storage layer and injecting charge into the stressed oxide charge storage layer.

본 발명의 다른 양태에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법이 적용되는 비휘발성 메모리 소자는, 반도체 기판, 채널 영역을 사이에 두고 상기 반도체 기판 내에 형성된 소오스/드레인, 상기 채널 영역을 덮는 게이트 전극, 상기 반도체 기판과 상기 게이트 전극 사이에 개재된 산화막 전하저장층 및 상기 채널영역과 소오스/드레인 사이의 상기 반도체 기판 내에 형성된 적어도 하나의 포켓 이온주입 영역을 포함한다. 상기 프로그램 방법은, 상기 산화막 전하저장층에 스트레스를 가하는 것과 상기 스트레스가 가해진 상기 산화막 전하저장층에 전하를 주입하는 것을 포함한다.A nonvolatile memory device to which a method for programming a nonvolatile memory device according to another aspect of the present invention is applied includes a semiconductor substrate, a source / drain formed in the semiconductor substrate with a channel region therebetween, a gate electrode covering the channel region, and And an oxide charge storage layer interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode and at least one pocket ion implantation region formed in the semiconductor substrate between the channel region and the source / drain. The program method includes applying stress to the oxide charge storage layer and injecting charge into the stressed oxide charge storage layer.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In the drawings, lengths, thicknesses, and the like of layers and regions may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 프로그램 방법이 적용되는 비휘발성 메모리 소자의 구조를 보이는 단면도들이다.1A and 1B show a program according to the present invention Sectional views showing the structure of a nonvolatile memory device to which the method is applied.

도 1a를 참조하면, 비휘발성 메모리 소자는 제1 도전형의 반도체 기판(10) 상에 적층된 산화막 전하저장층(oxide charge storage layer)(20) 및 게이트 전극(30) 그리고 상기 게이트 전극(30) 양단의 상기 반도체 기판(10) 내에 형성되어 소오스/드레인을 이루는 제2 도전형의 확산영역들(diffusion regions)(40a, 40b)을 포함한다. 상기 확산영역들(40a, 40b)의 상기 반도체 기판(10) 표면에는 채널영역(11)이 마련된다. 상기 채널영역(11)과 상기 확산영역들(40a, 40b) 중 적어도 어느 하나 사이의 반도체 기판(10) 내에는 제1 도전형의 포켓 이온주입영역(50a)이 형성된다. 즉, 도 1b를 참조하면, 비휘발성 메모리 소자는 채널영역(11)과 각 확산영역(40a, 40b) 사이의 반도체 기판(10) 내에 형성된 제1 도전형의 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)을 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 1A, a nonvolatile memory device includes an oxide charge storage layer 20, a gate electrode 30, and the gate electrode 30 stacked on a first conductive semiconductor substrate 10. And second diffusion regions 40a and 40b formed at both ends of the semiconductor substrate 10 to form a source / drain. The channel region 11 is provided on the surface of the semiconductor substrate 10 of the diffusion regions 40a and 40b. A pocket ion implantation region 50a of a first conductivity type is formed in the semiconductor substrate 10 between the channel region 11 and at least one of the diffusion regions 40a and 40b. That is, referring to FIG. 1B, the non-volatile memory device may include pocket ion implantation regions 50a and 50b of first conductivity type formed in the semiconductor substrate 10 between the channel region 11 and each of the diffusion regions 40a and 40b. ) May be included.

도 1a 및 도 1b에 보이는 각 비휘발성 메모리 소자는 다음과 같은 구성적 특징을 갖는다.Each nonvolatile memory device shown in FIGS. 1A and 1B has the following structural features.

상기 산화막 전하저장층(20)은 SiO막, SiON막, AlO막, ZrO막, AlO막, HfO막 및 LaAlO막 중 적어도 어느 하나의 층으로 이루어질 수 있다. 아울러, 엠비드디 소자(embeded device)에 적용되는 비휘발성 메모리 소자의 산화막 전하저장층은 고전압 트랜지스터의 게이트 유전막과 동일한 물질로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 산화막 전하저장층을 구비하는 반도체 장치의 제조 공정에서는 사진 식각 공정 단계 등을 생략할 수 있어 원가절감 측면에서 유리한 점이 있다.The oxide charge storage layer 20 may be formed of at least one of a SiO film, a SiON film, an AlO film, a ZrO film, an AlO film, an HfO film, and a LaAlO film. In addition, the oxide charge storage layer of the nonvolatile memory device applied to the embedded device may be formed of the same material as the gate dielectric layer of the high voltage transistor. Accordingly, the photolithography step may be omitted in the manufacturing process of the semiconductor device including the oxide charge storage layer, which is advantageous in terms of cost reduction.

한편, 종래 전하저장층으로서 질화막을 구비하는 비휘발성 메모리 소자는 전하저장층을 이루는 질화막 계열의 유전막 상, 하에 터널 산화막(tunnel oxide)과 블러킹 산화막(blockling layer)을 구비한다. 이에 반하여, 도 1a 및 도 1b에 보이는 바와 같이 본 발명에 따른 프로그램 방법이 적용되는 비휘발성 메모리 소자는 상기 터널 산화막과 블러킹 산화막을 구비하지 않음으로써 공정의 단순화를 이룰 수 있다. 아울러, 로직 (logic)에 임베디드(embeded)하기가 쉬워지는 장점이 있다.Meanwhile, a nonvolatile memory device having a nitride film as a conventional charge storage layer includes a tunnel oxide and a blocking oxide layer on and under a nitride film-based dielectric layer forming a charge storage layer. On the contrary, as shown in FIGS. 1A and 1B, the nonvolatile memory device to which the program method according to the present invention is applied may be simplified by not including the tunnel oxide film and the blocking oxide film. In addition, there is an advantage that it is easy to be embedded in logic.

상기 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)은 프로그램/이레이즈 효율을 높이기 위한 것이다. 상기 반도체 기판(10)과 동일한 도전형을 갖는 상기 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)의 농도는 상기 반도체 기판(10)에 비해 상대적으로 높다. 상기 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)의 형성에 따라 쇼트 채널 효과(short channel effect)를 억제할 수 있다. 즉, 상기 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)에 의해 국부적으로 임계 전압이 상승되어 펀치 쓰루(punch-through)를 방지할 수 있다. 또한, 상기 포켓 이온주입 영역들(50a, 50b)에 의해 프로그램 모드에서 열전자의 발생을 최적화시킬 수 있다. 포켓 이온주입 영역들(50a, 50b)에 의해 확산영역들(40a, 40b)과 인접한 산화막 전하저장층 부분들에서의 전기장이 집중되어 전자주입에 의한 프로그램 효율을 증가시킬 수 있는 것이다.The pocket ion implantation regions 50a and 50b are intended to increase program / erase efficiency. The concentration of the pocket ion implantation regions 50a and 50b having the same conductivity type as that of the semiconductor substrate 10 is relatively higher than that of the semiconductor substrate 10. Short channel effects may be suppressed according to the formation of the pocket ion implantation regions 50a and 50b. That is, the threshold voltage is locally raised by the pocket ion implantation regions 50a and 50b to prevent punch-through. In addition, the generation of hot electrons in the program mode may be optimized by the pocket ion implantation regions 50a and 50b. The pocket ion implantation regions 50a and 50b may concentrate electric fields in portions of the oxide charge storage layer adjacent to the diffusion regions 40a and 40b to increase program efficiency due to electron injection.

도 1a 및 도 1b의 비휘발성 메모리 소자는 다음의 과정에 따라 제조될 수 있다. 즉, 제1 도전형의 반도체 기판(10) 상에 산화막 전하저장층(20)을 형성한다. 이어서, 상기 산화막 전하저장층(20) 상에 전도막을 증착하고 패터닝하여 게이트 전극(30)을 형성한다. 다음으로, 게이트 전극(30) 양단의 상기 반도체 기판(10) 내에 이온을 주입하여 소오스/드레인을 이루는 확산영역들(40a, 40b)을 형성한다.The nonvolatile memory device of FIGS. 1A and 1B may be manufactured according to the following procedure. That is, the oxide film charge storage layer 20 is formed on the first conductive semiconductor substrate 10. Subsequently, a conductive film is deposited and patterned on the oxide charge storage layer 20 to form a gate electrode 30. Next, ions are implanted into the semiconductor substrate 10 across the gate electrode 30 to form diffusion regions 40a and 40b forming a source / drain.

상기 확산영역들(40a, 40b)의 형성 전 또는 후, 상기 게이트 전극(30)의 일단 또는 양단의 상기 반도체 기판(10) 내에 상기 확산영역들(40a, 40b) 중 어느 하나와 접하는 적어도 하나의 포켓이온주입영역(50a, 50b)을 형성한다. 상기 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)은 상기 반도체 기판(10)과 동일한 도전형으로 형성한다. 예를 들어, 상기 반도체 기판(10)이 P형 일 경우 B 또는 BF를 주입하여 상기 포켓 이온주입영역들(50a, 50b)을 형성할 수 있다. 한편, 상기 이온주입시 상기 반도체 기판(10) 표면의 법선을 중심으로 0도 내지 45도 범위에서 이온을 주입하여 형성한다. 이때, 수 KeV 내지 수백 KeV의 에너지로 이온을 주입할 수 있다. 보다 구체적으로 5 KeV 내지 200 KeV의 에너지로 이온을 주입할 수 있다.At least one contacting any one of the diffusion regions 40a and 40b in the semiconductor substrate 10 at one end or both ends of the gate electrode 30 before or after the formation of the diffusion regions 40a and 40b. Pocket ion implantation regions 50a and 50b are formed. The pocket ion implantation regions 50a and 50b are formed to have the same conductivity type as the semiconductor substrate 10. For example, when the semiconductor substrate 10 is P type, B or BF may be implanted to form the pocket ion implantation regions 50a and 50b. On the other hand, the ion implantation is formed by implanting ions in the range of 0 degrees to 45 degrees around the normal of the surface of the semiconductor substrate 10. At this time, ions may be implanted with energy of several KeV to several hundred KeV. More specifically, ions may be implanted at an energy of 5 KeV to 200 KeV.

본 발명에 따라 포켓 이온주입영역 및 산화막 전하저장층을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램(program)/리드(read)/이레이즈(erase)는 다음과 같이 이루어진다.According to the present invention, a program / read / erase of a nonvolatile memory device having a pocket ion implantation region and an oxide film charge storage layer is performed as follows.

이하, 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법으로 보이는 도 9를 참조하여 프로그램 방법을 설명한다.Hereinafter, a program method will be described with reference to FIG. 9, which is viewed as a program method of a nonvolatile memory device according to the present invention.

먼저, 산화막 전하저장층에 스트레스를 인가한다(100). 본 발명의 실시예에서는, 게이트 전극 및 드레인에 각각 -5 V 및 4 V의 전압을 인가하여 400 ㎳ 동안 산화막 전하저장층에 스트레스를 인가한다.First, stress is applied to the oxide charge storage layer (100). In an embodiment of the present invention, a voltage of −5 V and 4 V is applied to the gate electrode and the drain, respectively, to apply stress to the oxide charge storage layer for 400 kV.

이어서, 다음과 같이 산화막 전하저장층 내에 전하를 주입한다(200).Subsequently, a charge is injected into the oxide charge storage layer as follows (200).

본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램은 CHEI 방법을 이용한다. 즉, 소오스와 드레인 사이에 전위차를 발생시킨다. 이에 따라 발생한 수평전기장(lateral electric field)에 의해 채널이 형성되고, 채널을 따라 상기 소오스로부터 드레인으로 전자가 이동한다. 채널을 따라 이동할 때 전자는 에너지를 얻게 되는데, 반도체 기판과 전하저장층 사이의 장벽을 넘을 수 있을 만큼 에너지를 얻은 열전자들(hot electrons)은 전하저장층에 주입되어 포획(trap) 된다. 이러한 열전자의 주입 가능성은 전자가 가장 큰 에너지를 얻는 드레인 근처에서 가장 높아진다. 프로그램에 따라 산화막 전하저장층에 전자가 주입되면 임계전압이 상승된다. The program of the nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention uses the CHEI method. That is, a potential difference is generated between the source and the drain. A channel is formed by the generated lateral electric field, and electrons move from the source to the drain along the channel. As it travels along the channel, electrons get energy, and hot electrons that are energized enough to cross the barrier between the semiconductor substrate and the charge storage layer are injected and trapped in the charge storage layer. The likelihood of injecting these hot electrons is highest near the drain where the electrons get the most energy. According to the program, when electrons are injected into the oxide charge storage layer, the threshold voltage is increased.

비휘발성 메모리 셀당 1 비트(bit) 또는 2 비트(bit)를 프로그램할 수 있다.One or two bits can be programmed per nonvolatile memory cell.

예를 들어, 하나의 비휘발성 메모리 셀당 1-비트(bit)를 구현하고자 할 때에, 도 1a를 참조하면, 게이트 전극(30), 소오스로서 역할하는 제1 확산영역(40a) 및 드레인으로서 역할하는 제2 확산영역(40b)에 각각 4 V, 1 V 및 4.5 V의 전압을 인가하여 CHEI 방법으로 산화막 전하저장층(20)의 일영역에 전자를 주입시킨다.For example, to implement 1-bit per one nonvolatile memory cell, referring to FIG. 1A, the gate electrode 30, the first diffusion region 40a serving as a source, and serving as a drain, may be used. Voltages of 4 V, 1 V, and 4.5 V are respectively applied to the second diffusion region 40b to inject electrons into one region of the oxide charge storage layer 20 by the CHEI method.

하나의 비휘발성 메모리 셀당 2-비트를 구현하고자 할 때에, 도 1b를 참조하면, CHEI 방법으로 상기 확산영역들(40a, 40b)에 인접한 산화막 전하저장층(20)의 분리된 좌, 우 비트영역(L, R) 내에 전자를 주입할 수 있다. 각 영역은 1-비트를 정의한다. 좌-비트 영역(L)에 프로그램할 때, 제1 확산영역(40a)이 드레인으로 역할하고 제2 확산영역(40b)은 소오스로서 역할한다. 반대로, 우-비트 영역(R)에 프로그램할 때, 제1 확산영역(40a)이 소오스로서 역할하고 제2 확산영역(40b)은 드레인으로서 역할한다.When implementing two bits per one nonvolatile memory cell, referring to FIG. 1B, separate left and right bit regions of the oxide charge storage layer 20 adjacent to the diffusion regions 40a and 40b by the CHEI method. Electrons can be injected into (L, R). Each area defines 1-bit. When programming to the left-bit region L, the first diffusion region 40a serves as a drain and the second diffusion region 40b serves as a source. In contrast, when programming to the right-bit region R, the first diffusion region 40a serves as a source and the second diffusion region 40b serves as a drain.

이하, 리드 방법을 설명한다.Hereinafter, the read method will be described.

비휘발성 메모리 소자의 리드는 전술한 프로그램 방법과 유사하다. 다만, 게이트 전극에 프로그램시 보다 낮은 전압을 인가한다. 프로그램된 비휘발성 메모리 소자는 임계전압이 증가한다. 따라서, 증가된 임계전압 보다 낮은 전압이 인가되면 전류가 흐르지 않아 프로그램 된 것으로 인식된다.The readout of the nonvolatile memory device is similar to the program method described above. However, a lower voltage is applied to the gate electrode during programming. The programmed nonvolatile memory device has an increased threshold voltage. Thus, if a voltage lower than the increased threshold voltage is applied, no current flows and is recognized as programmed.

예를 들어, 하나의 비휘발성 메모리 셀당 1-비트(bit)를 구현될 때에, 도 1a를 참조하면, 리드시 게이트 전극(30)에 프로그램 전압 보다 상대적으로 낮은 전압을 인가한다. 비휘발성 메모리 소자가 프로그램 되어 있는 경우에는 문턱전압이 증가되어 있는 상태이므로, 비휘발성 메모리 소자는 '턴 오프(turn off)' 되어 전류가 흐르지 않는다. 이와 반대로, 비휘발성 메모리 소자가 프로그램 되어 있지 않은 경우는 상대적으로 낮은 문턱전압을 갖고 있으므로 '턴 온(turn on) '되어 전류가 흐른다. 도 1b에 보이는 바와 같이 리드 방향은 프로그램 방향과 같은 방향이 될 수 있다.For example, when implementing 1-bit per one nonvolatile memory cell, referring to FIG. 1A, a voltage lower than a program voltage is applied to the gate electrode 30 during read. When the nonvolatile memory device is programmed, since the threshold voltage is increased, the nonvolatile memory device is 'turned off' and no current flows. On the contrary, when the nonvolatile memory device is not programmed, it has a relatively low threshold voltage and thus is 'turned on' so that current flows. As shown in FIG. 1B, the read direction may be the same direction as the program direction.

한편, 하나의 비휘발성 메모리 셀당 2-비트가 구현될 할 때에, 도 1b를 참조하면, 각 리드 방향은 프로그램 방향과 역방향(reverse direction)이 될 수 있다. 즉, 좌-비트 영역(L)에 저장된 정보를 읽을 경우, 제1 확산영역(40a)은 드레인으로서 역할하고, 제2 확산영역(40b)은 소오스로서 역할한다. 우-비트 영역(R)에 저장된 정보를 읽을 경우에는 이와 반대가 된다. 즉, 제1 확산영역(40a)이 소오스로서 역할하고, 제2 확산영역(40b)은 드레인으로서 역할한다.Meanwhile, when two bits per one nonvolatile memory cell are implemented, referring to FIG. 1B, each read direction may be reverse to the program direction. That is, when reading information stored in the left-bit region L, the first diffusion region 40a serves as a drain and the second diffusion region 40b serves as a source. The opposite is true when information stored in the right-bit area R is read. That is, the first diffusion region 40a serves as a source and the second diffusion region 40b serves as a drain.

이하, 이레이즈 방법을 설명한다.Hereinafter, the erase method will be described.

셀당 1-비트를 구현하는 비휘발성 메모리 소자의 이레이즈는 게이트 전극에 음의 전압을 인가하여 실시한다. 이때, 두 확산영역들(40a, 40b) 중 어느 하나에 양의 전압을 인가하여 실시한다. 또는 상기 상기 확산영역들(40a, 40b)을 플로팅시킬 수도 있다.Erasing a nonvolatile memory device that implements 1-bit per cell is performed by applying a negative voltage to the gate electrode. In this case, a positive voltage is applied to any one of the two diffusion regions 40a and 40b. Alternatively, the diffusion regions 40a and 40b may be floated.

한편, 셀당 2-비트를 구현하는 비휘발성 메모리 소자의 이레이즈는 게이트 전극에 음의 전압을 인가하고, 두 확산영역들(40a, 40b)에 양의 전압을 인가하여 실시한다. 이때, 상기 확산영역들(40a, 40b)에 순차적으로 양의 전압을 인가할 수 있다. Meanwhile, erasure of a nonvolatile memory device implementing 2-bits per cell is performed by applying a negative voltage to the gate electrode and applying a positive voltage to the two diffusion regions 40a and 40b. In this case, positive voltages may be sequentially applied to the diffusion regions 40a and 40b.

한편, 확산영역과 채널영역 사이의 반도체 기판 내에 포켓 이온주입영역을 구비함에 따라 프로그램 효율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, since the pocket ion implantation region is provided in the semiconductor substrate between the diffusion region and the channel region, the program efficiency can be improved.

도 2a 및 도 2b는 각각 포켓 이온주입 영역을 구비하지 않은 비휘발성 메모리 소자와 포켓 이온주입영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 시간에 따른 전류-전압(I-V) 관계를 보이는 그래프이다. 2A and 2B are graphs showing a current-voltage (I-V) relationship according to program time of a nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region and a nonvolatile memory device having a pocket ion implantation region, respectively.

도 2a 및 도 2b의 결과는 게이트 전극, 드레인 및 소오스에 각각 4 V, 4.5 V 및 1 V의 전압을 인가하여 얻었다. 그리고, 임계전압은 드레인에 1 ㎂의 전류가 흐를 때를 기준으로 측정하였다. 도 2a에 보이는 바와 같이 포켓 이온주입 영역을 구비하지 않는 비휘발성 메모리 소자는 프로그램 시간에 따라 임계전압이 거의 변하지 않았다. 이에 반하여, 도 2b에 보이는 바와 같이 포켓 이온주입 영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자는 프로그램 시간에 따라 임계전압이 변하였다. 한편, 도 2b에 보이는 결과는 프로그램 후, 역방향 리드(reverse read)로 얻은 것이다. The results in FIGS. 2A and 2B were obtained by applying voltages of 4 V, 4.5 V and 1 V to the gate electrode, drain and source, respectively. The threshold voltage was measured based on the time when a current of 1 mA flows in the drain. As shown in FIG. 2A, in the nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region, the threshold voltage hardly changed with the program time. In contrast, as shown in FIG. 2B, in the nonvolatile memory device having the pocket ion implantation region, the threshold voltage is changed according to the program time. On the other hand, the result shown in FIG. 2B is obtained by reverse read after a program.

한편, 도 2a 및 도 2b에 보이는 바와 같이, 산화막 전하저장층 및 포켓 이온주입영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자는 5 V 이하의 낮은 게이트 전압에서도 프로그램될 수 있었다.Meanwhile, as shown in FIGS. 2A and 2B, the nonvolatile memory device including the oxide charge storage layer and the pocket ion implantation region could be programmed even at a gate voltage lower than 5V.

아울러, 포켓 이온주입 영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자에 상대적으로 높은 전압, 예를 들어 게이트 전극, 소오스 및 드레인에 각각 8 V, 6 V 및 0 V의 전압을 인가하여 10 ㎲ 동안 프로그램을 실시하였을 경우 문턱전압이 1.0 V 정도 변하였다. 또한, 포켓 이온주입 영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 기판, 게이트 전극, 소오스 및 드레인에 각각 -1 V, 8 V, 6 V 및 0 V의 전압을 인가하여 10 ㎲ 동안 프로그램을 실시하였을 경우 문턱전압이 2.0 V 정도 변하였다. 이로부터, 기판에 음의 전압을 인가함으로써 프로그램 효율을 보다 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.In addition, a relatively high voltage may be applied to a nonvolatile memory device having a pocket ion implantation region, for example, a voltage of 8 V, 6 V, and 0 V is applied to the gate electrode, the source, and the drain, respectively, for 10 ㎲. In this case, the threshold voltage changed by about 1.0 V. In addition, thresholds are applied when a voltage of -1 V, 8 V, 6 V, and 0 V is applied to the substrate, the gate electrode, the source, and the drain of the nonvolatile memory device having the pocket ion implantation region, respectively, for 10 s. The voltage changed by 2.0 V. From this, it can be seen that the program efficiency can be further improved by applying a negative voltage to the substrate.

또한, 확산영역과 채널영역 사이의 반도체 기판 내에 포켓 이온주입영역을 구비함에 따라 이레이즈 효율도 향상시킬 수 있다.In addition, since the pocket ion implantation region is provided in the semiconductor substrate between the diffusion region and the channel region, the erase efficiency can also be improved.

도 3은 포켓 이온주입 영역을 구비하지 않는 비휘발성 메모리 소자의 이레이즈 시간에 따른 I-V 변화를 보이는 그래프이다. 도 3에 보이는 결과는 게이트 전극 및 드레인에 각각 -4 V 및 4 V의 전압을 인가하여 얻었다. 포켓 이온주입 영역을 구비하지 않은 비휘발성 메모리 소자는, 도 3에 보이는 바와 같이, 이레이즈 시간에 따라 임계전압의 변화가 거의 변하지 않았고, 게이트 전압이 2.5 V 이상이 될 때 전류 구동성(current drivability)이 감소되었다.FIG. 3 is a graph showing I-V variation with erase time of a nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region. The results shown in FIG. 3 were obtained by applying voltages of −4 V and 4 V to the gate electrode and the drain, respectively. In the nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region, as shown in FIG. 3, the change of the threshold voltage hardly changed with the erase time, and the current drivability is increased when the gate voltage becomes 2.5 V or more. ) Is reduced.

도 4는 포켓 이온주입 영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 전(1), 프로그램(2) 및 1 초 동안 이레이즈(3)한 경우의 I-V 변화를 보이는 그래프이다. 포켓 이온주입영역을 구비하지 않은 비휘발성 메모리 소자와 달리, 포켓 이온주입영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자는, 도 4에 보이는 바와 같이, 2.45 V(드레인 전류 1 ㎂ 기준)의 프로그램 임계전압에서 1.2 V의 이레이즈 임계전압으로 1.25 V의 전압 변화가 발생하였다.FIG. 4 is a graph showing I-V changes when a nonvolatile memory device having a pocket ion implantation region is preprogrammed (1), programmed (2), and erased (3) for 1 second. Unlike the nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region, the nonvolatile memory device having the pocket ion implantation region is 1.2 at a program threshold voltage of 2.45 V (drain current of 1 mA) as shown in FIG. A voltage change of 1.25V occurred with the erase threshold voltage of V.

이와 같이, 산화막 전하저장층을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 및 이레이즈의 효율을 높이기 위해서 포켓 이온주입 영역이 필요함을 알 수 있다.As such, it can be seen that a pocket ion implantation region is required to increase the efficiency of programming and erasing the nonvolatile memory device including the oxide charge storage layer.

전술한 바와 같이, 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 이전에 전하저장층을 이루는 산화막에 스트레스를 가함으로써 프로그램 효율을 향상시킬 수 있다. 도 5는 프로그램을 실시하기 전 가해지는 스트레스 조건에 따른 프로그램 속도 변화를 보이는 그래프이다.As described above, the program efficiency can be improved by applying stress to the oxide film forming the charge storage layer prior to the program of the nonvolatile memory device. 5 is a graph showing a change in program speed according to a stress condition applied before executing a program.

도 5는 게이트 전극 및 드레인에 각각 -5 V 및 4 V의 전압을 인가하여 400 ㎳ 동안 이레이즈 스트레스를 가한 경우(A)와 게이트 전극 및 드레인에 각각 -4 V 및 3 V의 전압을 인가하여 400 ㎳ 동안 이레이즈 스트레스를 가한 경우(B)를 함께 보이고 있다. 상대적으로 높은 전압을 인가한 경우(A), 프로그램 속도가 빠름을 알 수 있었다.FIG. 5 shows a case in which an erase stress is applied for 400 kV by applying voltages of -5 V and 4 V to the gate electrode and drain (A) and voltages of -4 V and 3 V respectively to the gate electrode and drain. Erasing stress was applied for 400 ms (B). When a relatively high voltage was applied (A), the program speed was found to be fast.

도 6은 게이트 전극 및 드레인에 각각 -5 V 및 4 V의 전압을 인가하여 400 ㎳ 동안 스트레스를 가한 경우 프로그램 속도를 I-V 곡선으로 나타낸 것이다. 한편, 도 6에 보이는 바와 같이, 전술한 조건에 따라 전하저장층으로서 산화막만을 구비하는 비휘발성 메모리 소자에 스트레스를 가한 다음 프로그램을 실시함으로써 1 ㎳의 프로그램 시간에서 약 4 V의 임계전압을 얻을 수 있었다.FIG. 6 shows the program speed as an I-V curve when stress is applied for 400 kV by applying voltages of -5 V and 4 V to the gate electrode and the drain, respectively. On the other hand, as shown in Fig. 6, a stress voltage is applied to a nonvolatile memory device having only an oxide film as a charge storage layer under the above-described conditions, and then a program is performed to obtain a threshold voltage of about 4 V at a program time of 1 kHz. there was.

도 7a는 낮은 프로그램 전압 조건에서의 인듀런스(endurance) 측정 결과를 보이는 그래프이다. 프로그램은 상대적으로 낮은 전압 조건 즉, 게이트 전극, 드레인 및 소오스에 각각 4 V, 4. 5V 및 1 V 전압을 인가하고 10 ㎲ 동안 프로그램을 실시하였다. 이레이즈는 게이트 및 드레인에 각각 -4 V 및 4 V의 전압을 인가하여 2 ㎳ 동안 실시하였다. 6 V 이하의 낮은 전압 조건임에도 불구하고 10 만회 싸이클(cycle)에서 0.7 V의 양호한 임계전압 윈도우(window)를 얻을 수 있었다. 또한, 산화막을 전하저장층으로 사용하는 경우 오버-이레이즈(over-erase) 문제가 발생하지 않아 인듀런스 효율이 저하되지 않음을 알 수 있다.7A is a graph showing endurance measurement results under low program voltage conditions. The program was programmed for 10 kV with 4 V, 4.5 V and 1 V applied to relatively low voltage conditions, namely the gate electrode, drain and source. Erasure was performed for 2 kV by applying voltages of -4 V and 4 V to the gate and the drain, respectively. A good threshold voltage window of 0.7 V was obtained in 100,000 cycles despite the low voltage conditions below 6 V. In addition, when the oxide film is used as the charge storage layer, an over-erase problem does not occur and thus the endurance efficiency does not decrease.

도 7b는 높은 프로그램 전압 조건에서의 인듀런스 측정 결과를 보이는 그래프이다. 프로그램은 상대적으로 높은 전압 조건 즉, 게이트 전극, 드레인 및 소오스에 각각 6 V, 5 V 및 0.5 V 전압을 인가하고 100 ㎲ 동안 프로그램을 실시하였다. 이레이즈는 게이트 및 드레인에 각각 -5 V 및 4 V의 전압을 인가하여 1 ㎳ 동안 실시하였다. 상기 조건에서 1. 3 V 이상의 임계전압 윈도우를 얻을 수 있을 것으로 예상되었다. 또한, 상기 조건에서 인듀런스 말기에서 프로그램 임계전압의 강하(drop)나 이레이즈 임계전압의 과도한 상승이 관찰되지 않았다. 이러한 특성은 2 V 이하의 낮은 리드 전압 조건에 적합한 것으로 여겨진다.7B is a graph showing endurance measurement results under high program voltage conditions. The program was programmed for 100 kV with 6 V, 5 V, and 0.5 V applied to relatively high voltage conditions, namely the gate electrode, drain, and source. Erasure was performed for 1 kHz by applying voltages of -5 V and 4 V to the gate and drain, respectively. It was expected that under these conditions a threshold voltage window of greater than 1.3 V could be obtained. In addition, under the above conditions, no drop of the program threshold voltage or excessive rise of the erase threshold voltage was observed at the end of the endurance. This property is believed to be suitable for low read voltage conditions of 2 V or less.

도 8은 베이크 리텐션(bake retention) 특성을 보이는 그래프이다. 도 8의 결과(1) 및 결과(3)은 동일한 초기 임계전압 및 서로 다른 베이크 온도 즉, 85 ℃ , 125 ℃ 조건으로부터 얻은 것이다. 도 8의 결과(2) 및 결과(3)은 서로 다른 초기 임계전압 및 동일한 베이크 온도 즉, 85 ℃ 조건에서 얻은 것이다. 도 8의 결과로부터 초기 전압이 3.3 V 내지 3. 8 V인 경우 85 ℃ 및 125 ℃ 베이크 조건에서 10년 후 임계전압이 1.5 V으로 감소될 것으로 예상된다. 이로부터, 초기 임계전압을 5 V 정도로 상향하면 베이크 특성이 좀더 개선될 수 있을 것으로 기대된다.8 is a graph showing bake retention characteristics. Results (1) and (3) of FIG. 8 are obtained from the same initial threshold voltage and different bake temperatures, i. Results (2) and (3) of Figure 8 are obtained at different initial threshold voltages and the same bake temperature, i.e. 85 ° C. From the results of FIG. 8, it is expected that the threshold voltage will decrease to 1.5 V after 10 years at 85 ° C. and 125 ° C. bake conditions when the initial voltage is 3.3 V to 3. 8 V. FIG. From this, it is expected that the baking characteristic can be further improved by increasing the initial threshold voltage to about 5V.

전술한 본 발명은, 산화막 전하저장층을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법에 있어서, 상기 산화막에 스트레스를 가한 후 상기 산화막 내에 전하를 주입하여 프로그램을 실시함으로써 프로그램 효율을 향상시킬 수 있다.In the above-described method of programming a nonvolatile memory device having an oxide film charge storage layer, program efficiency can be improved by applying a charge to the oxide film after applying stress to the oxide film to perform a program.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 프로그램 방법이 적용되는 비휘발성 메모리 소자의 구조를 보이는 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a structure of a nonvolatile memory device to which a program method according to the present invention is applied.

도 2a는 포켓 이온주입 영역을 구비하지 않는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 시간에 따른 I-V 특성을 보이는 그래프이다.2A is a graph showing I-V characteristics according to program time of a nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region.

도 2b 포켓 이온주입영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 시간에 따른 I-V 특성을 보이는 그래프이다.2B is a graph showing I-V characteristics according to program time of a nonvolatile memory device having a pocket ion implantation region.

도 3은 포켓 이온주입 영역을 구비하지 않은 비휘발성 메모리 소자의 이레이즈 시간에 따른 I-V 변화를 보이는 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing I-V variation with erase time of a nonvolatile memory device having no pocket ion implantation region.

도 4는 포켓 이온주입 영역을 구비하는 비휘발성 메모리 소자의 I-V 변화를 보이는 그래프이다.4 is a graph showing I-V variation of a nonvolatile memory device having a pocket ion implantation region.

도 5는 프로그램을 실시하기 전 산화막에 가해지는 스트레스 조건에 따른 프로그램 속도 변화를 보이는 그래프이다.5 is a graph showing a change in program speed according to a stress condition applied to an oxide film before the program is executed.

도 6은 산화막에 스트레스를 가한 후 실시되는 프로그램 속도 변화를 보이는 그래프이다. 6 is a graph showing a change in program speed after stress is applied to an oxide film.

도 7a는 낮은 프로그램 전압 조건에서의 인듀런스 측정 결과를 보이는 그래프이다.7A is a graph showing the results of endurance measurements under low program voltage conditions.

도 7b는 높은 프로그램 전압 조건에서의 인듀런스 측정 결과를 보이는 그래프이다.7B is a graph showing endurance measurement results under high program voltage conditions.

도 8은 베이크 리텐션 특성을 보이는 그래프이다. 8 is a graph showing bake retention characteristics.

도 9는 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 순서도이다.9 is a program flowchart of a nonvolatile memory device according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 *Explanation of reference numerals for the main parts of the drawing

10: 반도체 기판 20: 전하저장층10: semiconductor substrate 20: charge storage layer

30: 게이트 전극 40a, 40b: 확산영역30: gate electrode 40a, 40b: diffusion region

50a, 50b: 포켓 이온주입영역50a, 50b: pocket ion implantation region

Claims (7)

반도체 기판과 게이트 전극 사이에 개재된 산화막 전하저장층(oxide charge storage layer) 및 상기 게이트 전극 양단의 상기 반도체 기판 내에 형성된 소오스/드레인을 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법에 있어서, 상기 프로그램 방법은,A method of programming a nonvolatile memory device comprising an oxide charge storage layer interposed between a semiconductor substrate and a gate electrode and a source / drain formed in the semiconductor substrate across the gate electrode. , 상기 산화막 전하저장층에 스트레스를 가하는 단계; 및Applying stress to the oxide charge storage layer; And 스트레스가 가해진 상기 산화막 전하저장층에 전하를 주입하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.And injecting charge into the stressed oxide charge storage layer. 반도체 기판, 채널 영역을 사이에 두고 상기 반도체 기판 내에 형성된 소오스/드레인, 상기 채널 영역을 덮는 게이트 전극, 상기 반도체 기판과 상기 게이트 전극 사이에 개재된 산화막 전하저장층(oxide charge storage layer) 및 상기 채널영역과 소오스/드레인 사이의 상기 반도체 기판 내에 형성된 적어도 하나의 포켓 이온주입 영역을 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법에 있어서, 상기 프로그램 방법은,A semiconductor substrate, a source / drain formed in the semiconductor substrate with a channel region interposed therebetween, a gate electrode covering the channel region, an oxide charge storage layer interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode, and the channel. A program method for a nonvolatile memory device comprising at least one pocket ion implantation region formed in the semiconductor substrate between a region and a source / drain, wherein the program method comprises: 상기 산화막 전하저장층에 스트레스를 가하는 단계; 및Applying stress to the oxide charge storage layer; And 스트레스가 가해진 상기 산화막 전하저장층에 전하를 주입하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.And injecting charge into the stressed oxide charge storage layer. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반도체 기판 및 상기 포켓 이온주입 영역은 동일한 도전형을 갖는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.And said semiconductor substrate and said pocket ion implantation region have the same conductivity type. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 산화막 전하저장층은, SiO막, SiON막, AlO막, ZrO막, AlO막, HfO막 및 LaAlO막 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.And the oxide charge storage layer comprises at least one of a SiO film, a SiON film, an AlO film, a ZrO film, an AlO film, an HfO film, and a LaAlO film. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 스트레스를 가하는 단계에서, 상기 게이트에 음의 전압을 인가하고 상기 드레인에 양의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.And in the stressing step, applying a negative voltage to the gate and a positive voltage to the drain. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 전하를 주입하는 단계에서, 상기 소오스 및 드레인에 양의 전압을 인가하고, 상기 소오스와 드레인 사이에 전위차를 발생시키는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법. And injecting the charge, applying a positive voltage to the source and the drain, and generating a potential difference between the source and the drain. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 전하를 주입하는 단계에서, 상기 반도체 기판에 음의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.And injecting the charge, applying a negative voltage to the semiconductor substrate.
KR1020030075186A 2003-10-27 2003-10-27 Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer KR20050040054A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030075186A KR20050040054A (en) 2003-10-27 2003-10-27 Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030075186A KR20050040054A (en) 2003-10-27 2003-10-27 Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050040054A true KR20050040054A (en) 2005-05-03

Family

ID=37241964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030075186A KR20050040054A (en) 2003-10-27 2003-10-27 Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050040054A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230049237A (en) * 2021-10-06 2023-04-13 서울시립대학교 산학협력단 Short-term flash memory device and array

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230049237A (en) * 2021-10-06 2023-04-13 서울시립대학교 산학협력단 Short-term flash memory device and array

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7471568B2 (en) Multi-level cell memory structures with enlarged second bit operation window
US7042045B2 (en) Non-volatile memory cell having a silicon-oxide nitride-oxide-silicon gate structure
US6949788B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method for operating the same
US7471564B2 (en) Trapping storage flash memory cell structure with inversion source and drain regions
US7483309B2 (en) Programming and erasing method for charge-trapping memory devices
KR20060120078A (en) Flash memory programming using gate induced junction leakage current
KR100474850B1 (en) Silicon/Oxide/Nitride/Oxide/Silicon nonvolatile memory with vertical channel and Fabricating method thereof
US6963107B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory apparatus and the operation method
KR100558004B1 (en) Programing method of a non-volatile memory device including a charge storage layer between a gate electrode and a semiconductor substrate
US7136306B2 (en) Single bit nonvolatile memory cell and methods for programming and erasing thereof
US7394127B2 (en) Non-volatile memory device having a charge storage oxide layer and operation thereof
KR100513309B1 (en) Erasing methods of a non-volatile memory device including discrete charge trap sites
JP4490630B2 (en) Method for erasing nonvolatile memory
US7561470B2 (en) Double-side-bias methods of programming and erasing a virtual ground array memory
US7852680B2 (en) Operating method of multi-level memory cell
CN101345262A (en) Semiconductor structure and process for reducing the second bit effect of a memory device
US7684252B2 (en) Method and structure for operating memory devices on fringes of control gate
KR20050040054A (en) Programming method of a nonvolatile memory device including an oxide layer as a charge storage layer
JP2009038370A (en) Non-volatile memory devices and programming methods thereof including moving electrons through pad oxide layers between charge trap layers
Habhab et al. 40nm SONOS Embedded Select in Trench Memory
KR100806087B1 (en) Nonvolatile memory and manufacturing method thereof
KR100253959B1 (en) Semiconductor device, nonvolatile semiconductor storage device and a method of using the same
KR20050045753A (en) Method of reading a non-volatile memory cell having a trapping dielectric layer

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid