一个晶体管的智能写入制造技术

公开了一个晶体管的智能写入。逐列(逐个单元)地选择性地增加字线上特定非易失性存储单元的阈值电压。在某些单元上执行选择性编程，同时在其他单元上执行编程禁止，这使得全部单元具有在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于一个晶体管器件(“IT S0N0S”)的智能写入。
技术介绍
由于使用了额外的选择晶体管，所以双晶体管的硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅存储(memory)器件(“2T SONOS”)能够忍受单个存储单元的擦除阈值电压(Vt)分布中的较大变化。在这类器件中，没必要由列基础(basis)来调整列上的擦除阈值电压。但是，擦除阈值电压分布没有紧密到足以使一个晶体管(“IT S0N0S”)器件具有功能。由于给定存储行内SONOS器件特性的大的变化，现有技术并不能显著地将扇区内擦除阈值电压的分布变紧密。对于许多先进技术(130nm及以下)来说，随机掺杂波动是Vt变化的重要来源。对于这些技术来说，WL内的Vt分布自然是非常宽的——事实上几乎可以和整个芯片内的Vt分布一样宽。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例公开了一种处理，包括通过在单元的第一子集上执行选择性软编程(soft program),同时在该单元的第二子集上执行编程禁止,逐个单元地选择性地增加同一字线上多个非易失性存储单元中特定存储单元的阈值电压；以及重复该选择性软编程，直到全部单元具有落在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。本专利技术的另一实施例公开了一种非易失性机器存储电路，包括多个存储单元；以及逻辑，用以通过在单元的第一子集上执行选择性软编程，同时在该单元的第二子集上执行编程禁止，逐个单元地选择性地增加字线上的单元的第一子集的阈值电压；在该单元的第一子集上重复选择性软编程，直到字线上的全部单元具有落在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。本专利技术的又一实施例公开了一种方法，包括通过在单元的第一子集上重复执行选择性软编程，同时在同一字线上单元的第二子集上执行编程禁止，逐个单元地选择性地增加同一字线上的特定非易失性存储单元的阈值电压；改变单元的第一子集的软编程的重复之间的软编程电压电平和软编程间隔中的一个或两个；以及重复该选择性软编程，直到全部单元具有落在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。附图说明附图中，为了易于理解和便利，相同的附图标记和缩写标识具有相同或相似功能的元件或动作。为了易于识别任何特定元件或动作的详述，附图标记中的最高有效位或数位指代首次引入该元件的图号。图1例示了单晶体管SONOS存储单元阵列的实施例。图2例示了一种情况，其中大块擦除操作之后，SONOS晶体管的擦除阈值具有扩展到比-1. 2V更负的禁带(forbidden region)的固有阈值电压分布。图3例示了应用已擦除单元阈值调整处理之后的同一单元。图4和5例示了已选和未选字线(WL)的单个单元电流与SONOS阈值电压相比的示例。图6和7例示了沿着WL的单元阈值分布调整的示例性处理和电路。图8和9例示了存储阵列中SONOS晶体管的阈值电压调整处理的实施例。图10和11例示了存储阵列中SONOS晶体管的阈值电压调整处理的第三实施例。图12例示了根据在此描述实施例的阈值电压调整处理的示例性脉冲序列。图13例示了含有机器存储系统实施例的机器的示例。具体实施例方式序言对“一个实施例”或“实施例”的引用并不必然指代同一实施例(尽管也可以如此)。除非上下文明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词“包含”等将被解释为与排他或穷举意义相反的包括意义，也就是说“包含但不限于”的意义。使用单数或复数的词还分别包含复数或单数，除非明确地限定到单个或多个。此外，当在本申请中使用时，词“在此”、“以上”、“以下”和相似意思的词是整体地引用本申请而不是引用本申请的任一特定部分。当权利要求书使用词“或”来引用两个项或者多个项的列表时，该词覆盖了该词的下列所有解释列表中的任一项、列表中的所有项以及列表中各项的任意组合，除非明确地限定到一个或另一个。“逻辑”指的是可能被应用来影响设备操作的机器存储电路、机器可读介质，和/或通过其材料和/或材料-能量配置而包含控制和/或程序信号、和/或设置和值(例如电阻、阻抗、电容、电感、额定电流/电压等)的电路。磁介质、电子电路、电和光存储器(易失性的和非易失性的)以及固件是逻辑的示例。本领域技术人员将认识到，逻辑可分布于一个或多个设备中，和/或可由组合存储器、介质、处理电路和控制器、其他电路等组成。因此，为了清楚和正确起见，可能不总是在设备和系统的图示中明确地例示逻辑，尽管其实质上存在于其中。可通过分布于一个或多个设备中的逻辑实现在此所述的技术和过程。逻辑的特定分布和选择是将根据实现而变化的设计决定。在此应用到电压/信号电平的诸如“目标”、“阈值”、“最小”、“最大”的限制术语并非指绝对值，而是指位于指定限制的任意一端范围内的值。换言之，限制值必然容忍特定设计的容限内的某些变化和波动，对于应用在此所公开的技术和设计的领域中的技术人员而言，那些容限将是显而易见的。应用到软编程循环方法的术语“调制”意味着一个值(软编程操作的电压电平或者时间间隔)在响应于某些控制变量的周期(例如但不限于多个当前周期)之间变化。还可以使用术语“改变”，但应给定同样的含义。术语“逐个单元地(cell by cell basis) ”意味着可被选择性地应用到同一字线上单个存储单元的处理。在此使用SONOS晶体管提供处理示例和存储器。然而，所述处理并不限于SONOS工艺，并且可以根据某些处理参数(诸如对于本领域技术人员而言易于确定的示例性电压电平/间隔)的变化而被应用到诸如浮栅的其他存储晶体管工艺。综述SONOS (硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅)是非易失性的、电荷捕获的半导体存储器工艺，其较之于传统浮栅闪存提供了若干优点，包括免除了较低电压处的单点故障和编程。与导电栅极上存储电荷的浮栅器件相比，SONOS器件在电介质层中捕获电荷。使用被称为改进型福勒-诺德海姆(Fowler-Nordheim)隧穿的量子机械效应来编程和擦除SONOS晶体管。SONOS晶体管是绝缘栅场效应晶体管(IGFET)，其具有位于传统控制栅极和晶体管的主体或衬底中的沟道之间的附加电介质层。该电介质层包括沟道之上的薄隧穿层，隧穿层之上的电荷捕获层，以及位于电荷捕获层和控制栅极之间的阻挡层。可使用CMOS(互补金属-氧化物-半导体)制造方法将SONOS晶体管制作为P型或N型IGFET。通过在控制栅极和衬底之间施加适当极性、大小和持续时间的电压来编程或擦除SONOS晶体管。正的栅极-衬底电压导致电子从沟道隧穿以对电荷捕获电介质层进行充电，负的栅极-沟道电压导致空穴从沟道隧穿到电荷捕获电介质层。在一种情况下，晶体管的阈值电压上升；而在另一种情况下，晶体管的阈值电压下降。阈值电压是在漏源端子之间施加电压时使得晶体管传导电流的栅源电压。对于给定数量的已捕获电荷，阈值电压改变的方向取决于晶体管是N型还是P型FET。典型的N型SONOS晶体管具有大约+10伏的编程电压以及大约_10伏的擦除电压。在将这些电压应用到SONOS上大约10毫秒后，编程阈值电压大于+1伏而擦除阈值小于-1伏。在编程或擦除操作完成之后，可通过将栅源电压设置为零、在漏源端子之间施加小电压并感测流过晶体管的电流来读取SONOS的状态。在编程态，因为栅源电压将低于编程阈值电压Vtp，所以N型SONOS晶体管将关闭(OFF)。在擦除态，因为栅源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：通过在单元的第一子集上执行选择性软编程，同时在所述单元的第二子集上执行编程禁止，逐个单元地选择性地增加同一字线上多个非易失性存储单元中的特定存储单元的阈值电压；以及重复所述选择性软编程，直到全部所述单元具有落在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。

【技术特征摘要】
2011.09.29 US 13/248,2411.一种方法，包括 通过在单元的第一子集上执行选择性软编程，同时在所述单元的第二子集上执行编程禁止，逐个单元地选择性地增加同一字线上多个非易失性存储单元中的特定存储单元的阈值电压；以及 重复所述选择性软编程，直到全部所述单元具有落在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。2.如权利要求1的方法,进一步包括 逐步增加存储单元的所述第一子集的选择性软编程的重复之间的软编程脉冲间隔。3.如权利要求1的方法,进一步包括 从具有设定为所述单元的目标阈值电压的容限模式字线电压的单元中读回数据。4.如权利要求3的方法，进一步包括 重复擦除所述字线中的单元，直到每一个单元具有低于所述目标阈值电压的阈值电压，或者直到已经应用了最大数量的擦除。5.如权利要求1的方法,进一步包括 在对所述单元进行软编程之后，从具有设定为比目标阈值电压更负的值的容限模式字线电压的所述单元中读回数据。6.如权利要求1的方法,进一步包括 逐步增加存储单元的所述第一子集的所述选择性软编程的重复之间的软编程脉冲电压电平。7.—种非易失性机器存储电路,包括 多个存储单元；以及 逻辑，用以 通过在单元的第一子集上执行选择性软编程，同时在所述单元的第二子集上执行编程禁止，逐个单元地选择性地增加字线上单元的所述第一子集的阈值电压；以及 在单元的所述第一子集上重复所述选择性软编程，直到所述字线上全部所述单元具有落在最小可接受值和最大可接受值之间的阈值电压。8.如权利要求7的非易失性机器存储电路，进一步包括改变单元的所述第一子集的所述软编程的重复之间的软编程脉冲电压电平的逻辑。9.如权利要求7的非易失性机器存储电路，进一步包括在大块擦除字线上的所述单元之后，从具有设定为所述单元的目标阈值电压的容限模式字线电压的单元中读回数据的逻辑。10.如权利要求7的非易失性机器存储电路，进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：范卡特拉曼·普拉哈卡，斐德列克·杰能，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：