本发明专利技术公开了一种设备，该设备包括存储器和读/写(R/W)单元。该存储器包括耦接到公共电荷俘获层的多个栅极。该R/W单元被配置为通过生成并读取公共电荷俘获层中的一组带电区域来对存储器进行编程和读取，其中该一组中的至少给定区域并非唯一地与栅极中的任何单个栅极相关联。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及存储器设备，并且更具体地涉及用于在非易失性存储器单元中存储数据的方法和系统。
技术介绍
多种类型的基于电荷捕获(CT)的存储器设备诸如基于硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)的非易失性存储器(NVM)设备在本领域中是已知的。例如美国专利8,395,942描述了一种在隧穿介质层上方形成多个电荷存储区域并使用该多个电荷存储区域作为掩模来底切沟道的方法，该美国专利的公开内容以引用方式并入本文。美国专利6,151,249描述了具有通过增强型晶体管和耗尽型晶体管共同耦接的位线和源极线的NAND型EEPROM，该美国专利的公开内容以引用方式并入本文。美国专利申请公开2010/0252877描述了一种非易失性存储器设备，该非易失性存储器设备包括被设置在基板上的字线、跨在字线上方的有源区、以及介于字线与有源区之间的电荷俘获层，该美国专利申请公开的公开内容以引用方式并入本文。美国专利5,768,192描述了一种利用非对称电荷俘获的非易失性半导体存储器单元，该美国专利的公开内容以引用方式并入本文。该专利描述了对具有被置于两个二氧化硅层之间的俘获介质的可编程只读存储器(PROM)进行编程和读取，其中该俘获介质极大地缩短了传统PROM设备的编程时间。美国专利8,068,370描述了一种具有非对称隧穿势垒的电荷俘获浮栅，该美国专利的公开内容以引用方式并入本文。美国专利7,209,386描述了一种多栅极存储器单元，该多栅极存储器单元包括半导体主体和串联地设置在该半导体主体上的多个栅极，该美国专利的公开内容以引用方式并入本
文。该半导体主体上的电荷存储结构包括多个栅极中的栅极下方的电荷俘获位置。
技术实现思路
本文所述的本专利技术的实施方案提供了一种包括存储器和读/写(R/W)单元的设备。该存储器包括耦接到公共电荷俘获层的多个栅极。该R/W单元被配置为通过生成并读取公共电荷俘获层中的一组带电区域来对存储器进行编程和读取，其中该一组中的至少给定区域并非唯一地与栅极中的任何单个栅极相关联。在一些实施方案中，该R/W单元被配置为通过同时向多个栅极施加编程电压来生成给定区域。在其他实施方案中，该R/W单元被配置为通过设置被施加至多个栅极的相应电压幅值来控制给定区域相对于栅极的位置。在另外的实施方案中，该R/W单元被配置为通过同时向多个栅极施加读取电压来从给定区域读取数据。在一个实施方案中，该给定区域是在设备的制造过程期间被生成的。在另一个实施方案中，该R/W单元被配置为生成给定区域，以用于改善电荷水平表示所存储的数据的相邻带电区域中的电荷保持。在另外一个实施方案中，该R/W单元被配置为通过改变给定区域中的电荷量来修改设备的热系数。在一些实施方案中，该R/W单元被配置为在存储器的寿命期间修改给定区域中的电荷量。在其他实施方案中，该R/W单元被配置为通过在给定区域中生成表示数据的电荷水平来在给定区域中存储数据。在另外的实施方案中，该R/W单元被配置为通过将给定区域定位在表示数据的公共电荷俘获层中的位置处来在给定区域中存储数据。在一个实施方案中，该R/W单元被配置为生成第一数量的带电区域，该第一数量大于在公共电荷俘获层上方形成的栅极的第二数量。在另一个实施方案中，该R/W单元被配置为生成具有第一平均间距的带电区域，该第一平均间距小于在公共电荷俘获层上方形成的栅极之间的第二平均间距。在另外一个实施方案中，该R/W单元被配置为通过向并非栅极的晶体管端子施加编程电压来生成带电区域。根据本专利技术的一个实施方案，还提供了一种方法，该方法包括提供包括耦接到公共电荷俘获层的多个栅极的存储器。通过生成并读取公共电荷俘获层中的一组带电区域来对存储器进行编程和读取，其中该一组中的至少给定区域并非唯一地与任何单个栅极相关联。结合附图根据下文对本专利技术的实施方案的详细描述将更加完全地理解本专利技术，在附图中：附图说明图1是示意性地示出了根据本专利技术的实施方案的存储器系统的框图；图2-4是根据本专利技术的实施方案的基于SONOS的NVM的剖视图。图5A和5B是根据本专利技术的实施方案的示出单级单元(SLC)NVM中的阈值电压水平的示意图；图5C是根据本专利技术的实施方案的示出具有中间带电区域的SLC NVM中的阈值电压水平的示意图；和图6是根据本专利技术的实施方案的示出具有中间带电区域的一组SLCNVM存储器单元中的阈值电压分布的示意图。具体实施方式概述在各种存储应用程序中使用非易失性存储器(NVM)设备，并且要求该NVM设备提供高存储容量和高操作可靠性。NVM的结构可如传统二维(2D)NAND闪存存储器设备中那样是平面的，或者可如新的三维(3D)闪存结构中所提出的那样是垂直的。下文描述的本专利技术实施方案提供一种用于在存储器设备中存储数据的改进的方法和系统。在一些实施方案中，本专利技术所公开的技术通过使用并非唯一地与任何单个控制栅极相关联的附加带电区域来改善基于电荷俘获(CT)的NVM设备中的存储器存储。基于CT的NVM设备包括在公共CT层上方形成的多个控制栅极。该控制栅极连接到向控制栅极施加适当的电压以编程或读取存储器中的数据的读/写(R/W)单元。在一些实施方案中，该R/W单元生成并读取电荷俘获层内的并非唯一地与任何单个控制栅极关联的带电区域。换句话讲，本专利技术所公开的技术
打破了控制栅极与存储器单元或带电区域之间的传统的一对一关系。这个概念例如可用于提高数据存储密度以及用于降低随时间推移的电荷耗散。在一些实施方案中，可应用本专利技术所公开的技术来改善存储器单元电荷保持(从而改善可靠性)，方法是对相邻存储器单元之间的带电区域进行编程。在这些实施方案中，该带电区域不存储数据，而是形成相邻存储器单元之间的CT层中的边界。在其他实施方案中，作为对位于控制栅极下方的传统存储器单元的替代或补充，该带电区域可被编程以提高基于CT的NVM设备的存储器容量。在一个实施方案中，该R/W单元通过同时向多个控制栅极施加编程电压来生成不与给定控制栅极相关联的带电区域。以类似的方式执行来自此类区域的读出。在另选的实施方案中，该带电区域中的一些或全部带电区域可在设备制造过程期间形成。在其他实施方案中，数据值由电荷区域在电荷俘获层中的位置来表示(作为对电荷区域中的电荷量的替代或添加)。该R/W单元可例如通过调节被施加到相邻栅极的电压之间的关系来在不同位置中生成电荷区域。所施加的总电压可保持恒定。在另选的实施方案中，不同位置和不同电荷量的组合生成附加区域。这个组合进一步提高了存储器设备的存储密度。系统描述图1是根据本专利技术的实施方案的示意性地示出包括存储器设备23和存储器控制器45的存储器系统22的框图。存储器设备23包括控制栅极48的多个级联44。每个级联44中的第一个控制栅极或最后一个控制栅极连接到相应的位线52。各个级联中的对应的控制栅极48的控制栅极连接到相应的字线56。在本文所述的实施方案中，通过在公共隔离层中生成带电区域以便形成相应存储器单元来将数据存储在存储器中。一个典型的示例是CT NAND闪存存储器。本文所述的技术可与各种其他类型的存储器一起使用，诸如CT NOR闪存、或各种类型的硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)存储器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，包括：存储器，所述存储器包括耦接到公共电荷俘获层的多个栅极；和读/写(R/W)单元，R/W单元被配置为通过生成并读取所述公共电荷俘获层中的一组带电区域来对所述存储器进行编程和读取，其中所述一组中的至少给定区域并非唯一地与所述栅极中的任何单个栅极相关联。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 US 61/927,593;2014.08.12 US 14/457,3801.一种设备，包括：存储器，所述存储器包括耦接到公共电荷俘获层的多个栅极；和读/写(R/W)单元，R/W单元被配置为通过生成并读取所述公共电荷俘获层中的一组带电区域来对所述存储器进行编程和读取，其中所述一组中的至少给定区域并非唯一地与所述栅极中的任何单个栅极相关联。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为通过同时向多个栅极施加编程电压来生成所述给定区域。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述R/W单元被配置为通过设置被施加至所述多个栅极的相应电压幅值来控制所述给定区域相对于所述栅极的位置。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为通过同时向多个栅极施加读取电压来从所述给定区域读取数据。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述给定区域是在所述设备的制造过程期间被生成的。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为生成所述给定区域，以用于改善其电荷水平表示存储的数据的相邻带电区域中的电荷保持。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为通过改变所述给定区域中的电荷量来修改所述设备的热系数。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为在所述存储器的寿命期间修改所述给定区域中的电荷量。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为通过在所述给定区域中生成表示数据的电荷水平来在所述给定区域中存储所述数据。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述R/W单元被配置为通过将所述给定区域定位在...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·黎萨尔，A·P·迈尔，Y·舒尔，E·格吉，B·鲍姆，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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