编程双单元存储器件以在各单元中储存多个数据状态的方法技术

本发明专利技术公开了一种编程多级别、双单元存储器件（６）的方法。所述方法包括将第一电荷储存单元（３８、４０）及第二电荷储存单元（３８、４０）独立地编程到各自的数据状态，所述数据状态选自空白编程级别或多个带电荷编程级别中的一个。本发明专利技术还公开了一种用多个参考电流来读取所述多级别、双单元存储器件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及非易失性存储器件的领域，更具体地，涉及一种在双单元电荷俘获介电快闪存储器件(dual cell charge trapping dielectricflash memory device)的每个电荷储存区(charge storing region)中储存多个数据状态(multiple data states)的方法。
技术介绍
现代集成电路制造的一种普遍趋势是增加诸如快闪存储单元(memory unit)的集成电路存储单元中每单位面积所储存的数据量。存储单元通常包括相对较大数目的核心存储器件(有时被称为核心存储器单元(memory cells))。例如，诸如电荷俘获介电快闪存储器件的传统双单元存储器件可将数据储存在“双位(double-bit)”配置中。也就是，可用存储器件的第一“面”上的存储器单元来储存一个位(即，一个二进制数据值具有两个状态，诸如逻辑一及和逻辑零)，并可用存储器件的第二“面”上的互补(complimentary)存储器单元来储存第二位。例如，可通过热电子注入来完成对这种存储器件的编程。热电子注入涉及通过在指定的持续时间内将适当的电压施加到存储器件的栅极及漏极中的每一极而“脉冲调制(pulsing)”该器件。在编程脉冲期间，通常将源极接地。可通过将适当的电压施加到栅极、源极和/或漏极中的每一极，并将漏极至源极的电流(作为器件阀电压(threshold voltage)的指示)与参考值比较以确定每个存储器单元是在编程状态或未编程状态(a programmed or an unprogrammed state)，而完成存储器件的读取。虽然传统的电荷俘获介电快闪存储器件能在每个存储器件中储存两个单位(single-bit)的二进制数据值，但仍然有在存储器核心的每单位面积中储存更多数据的进一步需求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，本专利技术涉及一种编程电荷俘获介电存储器件的方法，该电荷俘获介电存储器件具有邻近第一导电区的第一电荷储存单元以及邻近第二导电区的第二电荷储存单元。该方法包括编程第一电荷储存单元以储存第一电荷量，该第一电荷量对应于选自空白编程级别(blank program level)或多个带电荷编程级别(chargedprogram level)中的一个带电荷编程级别的第一单元数据状态；以及编程第二电荷储存单元以储存第二电荷量，该第二电荷量对应于选自空白编程级别或多个带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的第二单元数据状态。根据本专利技术的另一方面，本专利技术涉及一种编程并随后读取电荷俘获介电存储器件的方法，该电荷俘获介电存储器件具有邻近第一导电区的第一电荷储存单元以及邻近第二导电区的第二电荷储存单元。该方法包括编程该存储器件，包括编程第一电荷储存单元以储存第一电荷量，该第一电荷量对应于选自空白编程级别或多个带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的第一单元数据状态；以及编程第二电荷储存单元以储存第二电荷量，该第二电荷量对应于选自空白编程级别或多个带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的第二单元数据状态。该方法还包括，通过将第一导电区至第二导电区的电流与多个参考电流比较以确定被读取的电荷储存单元(read charge storing cell)所编程到的数据状态，而读取电荷储存单元中的一个电荷储存单元。附图说明参阅以下说明和附图，本专利技术的上述特征及其它特征将显而易见，其中图1是具有多个核心存储器件的示例性存储单元的示意方块图，可将根据本专利技术的编程方法应用到该多个核心存储器件；图2是可包含核心存储器件的存储单元的一部分核心存储器阵列的示意方块图；图3是核心存储器阵列沿图2中线3-3的示例性核心存储器件的示意剖面图；图4是包含用来对核心存储器件的电荷储存单元进行多级别单元(multi-level cell，MLC)编程的相对编程级别阀电压分布的分布图；以及图5是代表从核心存储器件读取所选择的电荷储存单元的方法的流程图。具体实施例方式在下文的详细说明中，类似的组件具有相同的参考数字，而不论它们是否显示在本专利技术的不同实施例中。为了以清楚且简洁的方式来示意本专利技术，并不必按照比例来绘制附图，并且某些特征可能是以稍加示意的形式来显示的。参阅图1，显示了示例性存储单元2的示意方块图。存储单元2可包含核心存储器阵列4，该核心存储器阵列4具有多个存储器件，诸如双单元、非易失性、快闪可电擦除及可编程的存储器件。例如，存储器件可以是将在下文中更详细说明的电荷俘获介电快闪存储器件。核心存储器阵列4的存储器件可包含多个核心存储器件6以及相关的动态参考存储器件(dynamic reference memory devices)8。在一个实施例中，可配置阵列4使得动态参考存储器件8形成在核心存储器件6的矩阵内。诸如外部参考10的其它存储器件也可形成存储单元2的一部分。外部参考10与核心存储器阵列4分离，并可包含例如擦除校验(eraseverify)参考单元、编程校验参考单元以及软性编程(soft programming)参考单元。本领域的技术人员将理解，存储单元2的用户可用核心存储器件6来储存诸如数据或可执行代码的信息。可用动态参考8来协助读取核心存储器件6。更具体而言，动态参考8用作核心存储器件6的数据级别行为的指示。逻辑电路12可控制存储单元2的各种操作，例如包括编程、校验、读取及擦除。另外参阅图2，显示了存储单元2中核心存储器阵列4的一部分或扇区(sector)14的俯视示意方块图。扇区14可包括核心存储器件6以及一个或多个动态参考器件8。扇区14可包含用介电堆叠(dielectricstack)20配置的字线16及位线18，以在操作上形成(operatively form)核心存储器件6以及动态参考器件8。将适当的电压施加到字线16及位线18可寻址扇区14的存储器件6、8，因而可编程、读取、校验和/或擦除每个存储器件。可用位线接触22通过介电堆叠20来建立至位线18的电连接。另外参阅图3，用剖面显示扇区14的一部分，以示意核心存储器阵列4的存储器件的示例性配置。图3的剖面显示了两个核心存储器件6。可将每一个核心存储器件6以及动态参考存储器件8实施为虚拟接地(virtual ground)、双单元、非易失性、快闪可电擦除及可编程的存储器件。应了解，所示意的存储器件6是为示例的目的而显示的，且可用替代的结构(例如，以堆叠栅极配置，以凹陷栅极配置(recessed gatearrangement)等)来实施。此外，可修改核心存储器件6相对于动态参考8的相对位置。示例性的存储器件6实施成电荷俘获介电类型的快闪存储器件，其每一个存储器件都包含可独立编程及读取的一对互补电荷俘获区。在此为了讨论的简化，仅说明一个核心存储器件6的配置。然而，其余的核心存储器件6及动态参考存储器件8可具有相应的结构及操作。在所示意的实施例中，核心存储器件6包含P型半导体基片22。在基片22内，以埋入位线的形式来形成位线18。可通过将N型掺杂剂注入到基片22中或是形成金属或含金属的化合物(例如，硅化物位线18)来形成位线18(在此也被称为导电区)。对每个器件6而言，相邻的一对位线18形成用来在各种编程及读取操作期间作为源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编程电荷俘获介电存储器件（６）的方法，所述电荷俘获介电存储器件（６）具有邻近第一导电区（１６）的第一电荷储存单元（３８，４０）以及邻近第二导电区（１６）的第二电荷储存单元（３８，４０），所述方法包括：编程所述第一电荷储存单元以储 存第一电荷量，所述第一电荷量对应于选自空白编程级别或多个带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的第一单元数据状态；以及编程所述第二电荷储存单元以储存第二电荷量，所述第二电荷量对应于选自所述空白编程级别或所述多个带电荷编程级别中的一个带 电荷编程级别的第二单元数据状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-15 10/413,8001.一种编程电荷俘获介电存储器件(6)的方法，所述电荷俘获介电存储器件(6)具有邻近第一导电区(16)的第一电荷储存单元(38，40)以及邻近第二导电区(16)的第二电荷储存单元(38，40)，所述方法包括编程所述第一电荷储存单元以储存第一电荷量，所述第一电荷量对应于选自空白编程级别或多个带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的第一单元数据状态；以及编程所述第二电荷储存单元以储存第二电荷量，所述第二电荷量对应于选自所述空白编程级别或所述多个带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的第二单元数据状态。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电荷储存单元中的一个电荷储存单元的每个数据状态都建立了所述存储器件的可区别的阀电压。3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，在将所述第一电荷储存单元编程到所述带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的期间，将偏压电位施加到所述第二导电区。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在将所述第二电荷储存单元编程到所述带电荷编程级别中的一个带电荷编程级别的期间，将偏压电位施加到所述第一导电区。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述多个带电荷编程级别包括最低编程级别、中间编程级别和最高编程级别。6.一种编程并随后读取电荷俘获介电存储器件(6)的方法，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：DG汉密尔顿，K坦派柔，E夏，Y何，
申请(专利权)人：先进微装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]