提供治愈非易失性存储器单元的隧穿电介质的结构和方法。半导体器件包括存储器单元（18）的阵列（12）。每个存储器单元包括隧穿电介质（26）、包括第一电流电极（28）和第二电流电极（30）的阱区域、以及控制栅极（20）。第一和第二电流电极与隧穿电介质（26）的一侧相邻，控制栅极与隧穿电介质的另一侧相邻。控制器（16）耦合到存储器单元（18）。控制器（16）包括一逻辑以确定何时执行存储器单元（18）中的隧穿电介质（26）的治愈过程且在治愈过程中施加第一电压至存储器单元（18）的第一电流电极（28）以从隧穿电介质（26）去除俘获的电子和空穴。
【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及非易失性存储器，更特别地，涉及治愈非易失性存储器单元的隧穿电介质。
技术介绍
非易失性存储器(NVM)由于有限的称为持久性的周期次数和有限的称为数据保持力的NVM能保持数据的时间量而具有有限的寿命。数据保持力主要涉及NVM单元的浮置栅极中的电荷在浮置栅极中保持得有多好。存在一个点，在该点处足够的电荷泄漏到浮置栅极外，从而NVM单元的状态不能被可靠地检测。对于持久性类似地，在足够多的编程和擦除周期之后，电荷不易被置于浮置栅极中或从浮置栅极移除。治愈的基本概念是期望的，因为它能潜在地用于改善使用已有工艺制造的NVM。因此，无论治愈带来什么改善都增加了处理中的改善。此外，用于实现NVM的特定架构可以影响治愈技术能如何用来改善数据保持力和持久性。因此，需要提供一种NVM，其改善了上面提出的一个或多个问题。
技术实现思路
示范性实施例提供一种半导体器件，包括:存储器单元的阵列，其中每个所述存储器单元包括:隧穿电介质；阱 区域，包括第一电流电极、第二电流电极、以及在所述第一电流电极与所述第二电流电极之间的沟道区域；浮置栅极，其中所述隧穿电介质在所述沟道区域之上，所述浮置栅极在所述隧穿电介质之上；界面电介质，在所述浮置栅极之上；以及控制栅极，在所述界面电介质之上；以及控制器，耦合到所述存储器单元，其中所述控制器包括确定何时执行所述存储器单元的隧穿电介质中的治愈过程以及在所述治愈过程期间施加第一电压至所述存储器单元的第一电流电极以从隧穿电介质移除被俘获的电子和空穴的逻辑。示范性实施例还提供一种方法，包括:执行治愈过程以减少半导体存储器单元的隧穿电介质中的被俘获的空穴和电子，其中所述隧穿电介质位于第一和第二电流电极与浮置栅极之间，当执行所述治愈过程时，施加治愈电压至所述存储器单元的第一电极，其中所述治愈电压足以移除至少一些所述被俘获的空穴和电子，同时足够低以避免将电子从所述浮置栅极移动到所述隧穿电介质。示范性实施例还提供一种半导体器件，包括:非易失性存储器单元的阵列；以及控制器，耦合到所述阵列，其中所述控制器配置有操作来执行治愈过程以减少隧穿电介质中的被俘获的空穴和电子的逻辑，其中所述隧穿电介质位于所述存储器单元中具有电流电极和浮置栅极的阱区域之上，所述治愈过程包括施加第一电压到所述电流电极之一和施加第二电压到控制栅极和所述电流电极中的另一个。附图说明附图以示例的方式示出本专利技术且本专利技术不被附图所限制，附图中相似的附图标记表示相似的元件。图中的元件是基于简化和清楚的目的而示出的且不一定是按比例绘制的。图1是根据一实施例的非易失性存储器(NVM)的框图；图2是图1的NVM的NVM单元的截面图；图3是图2NVM单元的一部分的一系列顺序截面图；图4是实现特定擦除条件所需的擦除脉冲对编程/擦除周期的曲线图；图5是实现特定编程条件所需的编程脉冲对编程/擦除周期的曲线图；以及图6是示出用于编程、擦除和治愈的条件的表。 具体实施例方式隧穿电介质治愈利用比控制栅极电压、阱电压和源极电压更高的漏极电压实现。该方法在将俘获在隧穿电介质中的电子拉到隧穿电介质外方面是有效的，从而改善了持久性和数据保持力。这里描述的半导体衬底可以是任何半导体材料或材料组合，例如砷化镓、硅锗、绝缘体上硅(SOI)、硅、单晶硅等，以及以上的组合。这里使用时，术语“总线”用于指多个信号或导体，其可以用于传输一个或更多各种类型的信息，诸如数据、地址、控制或状态。这里论述的导体可以关于单个导体、多个导体、单向导体或双向导体来示出或描述。然而，不同的实施例可能改变导体的实现。例如，可以使用单独的单向导体而不是双向导体，反之亦可。此外，多个导体可以被串行地或以分时复用方式传输多个信号的单个导体替换。类似地，传输多个信号的单个导体可以分散到传输这些信号的子集的各种不同导体中。因此，对于传输信号而言，存在许多选项。图1所示的是非易失性存储器(NVM) 10，其具有NVM阵列12、存储器控制器14和治愈控制器16。存储器控制器14和阵列12通过总线连接。治愈控制器16通过总线连接到存储器控制器14。存储器控制器14利用总线输入和输出数据并且接收来自总线的控制信号和来自总线的地址。存储器控制器14利用控制、地址和I/O信号控制将什么数据写入到NVM阵列12和从NVM阵列12读取什么数据。写入通常被称为对NVM进行编程，在NVM12是闪存的情况下，NVM单元以大块为单位被擦除，为编程做准备。因此，写数据包括擦除和编程二者，因此通常称为编程/擦除周期。治愈控制器16监视存储器控制器14的操作，并且指示存储器控制器14何时进行治愈操作。图2所示的是代表NVM阵列12的存储器单元的NVM单元18。NVM单元18是浮置栅极型NVM单元，其具有控制栅极20、在控制栅极20之下的界面电介质22、在界面电介质22之下的浮置栅极24、在浮置栅极24之下的隧穿电介质26、在隧穿电介质26之下的半导体层32中的沟道区域、半导体层32中的实质上对齐到浮置栅极24的第一侧的源极28、以及实质上对齐到浮置栅极24的第二侧的漏极。控制栅极20还实质上对齐到源极28和漏极30。沟道区域位于源极28和漏极30之间。半导体层32可以形成在半导体衬底中。实现半导体层32的期望特性的有效方式是将衬底掺杂到期望的导电类型和浓度以用于形成NVM单元。实现这的一种途径是用P型衬底开始，在P型衬底中形成N型阱，然后在N阱内形成P阱，由此该P阱与衬底隔离。因此，半导体层32可以称为阱，并且因为典型优选的是导电类型为P，所以更具体而言称为P阱32。端子被连接到控制栅极20、源极28、漏极30和P阱32，从而选定的控制栅极电压VCG、选定的源极电压VS、选定的漏极电压VD和选定的阱电压VPW可以分别施加到它们。图3所示的是执行编程/擦除周期时隧穿电介质26的阶段34、阶段36和阶段38。在阶段34，最小编程/擦除周期被执行并且隧穿电介质26中没有可辨别的电荷俘获。在大量例如20，000次编程/擦除周期被执行之后，发生电荷俘获，其开始影响持久性和数据保持力，如阶段36所示。在执行治愈周期之后，电荷俘获已经显著减小，如图3的阶段38所示。图4所示的是实现NVM阵列的擦除所需的擦除脉冲数对编程/擦除周期数以及第一治愈、第二治愈和第三治愈的结果的曲线图。随着擦除开始，每个周期的脉冲数非常缓慢地增加，然后开始以指数方式增加。在证据表明可以是大约20，000周期的点处，执行第一治愈，其将每周期的脉冲数带到与开始几乎相同的水平。虚线示出在没有第一治愈时每周期的擦除脉冲将继续增加。在第一治愈之后出现与开始时类似的情形，其中每周期的擦除脉冲稍微增加，然后再次开始以指数方式增加。然后在大约再过另20，000周期之后执行第二治愈。在需要时这可以缩短以确保每周期的擦除脉冲与第一治愈的时刻的大约相同。然后执行第三治愈，有与第一和第二治愈类似的结果。图5所示的是实现单元NVM阵列12的编程所需的编程脉冲数对编程/擦除周期数以及第一治愈、第二治愈和第三治愈的结果的曲线图。随着编程开始，每周期的脉冲数非常缓慢地增加，然后开始以指数方 式增加。在与擦除类似的证据表明可以是大约20，000周期的点处，执行第一治愈，其将每周期的脉冲数带到与开始时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件，包括：存储器单元的阵列，其中每个所述存储器单元包括：隧穿电介质；阱区域，包括第一电流电极、第二电流电极、以及在所述第一电流电极与所述第二电流电极之间的沟道区域；浮置栅极，其中所述隧穿电介质在所述沟道区域之上，所述浮置栅极在所述隧穿电介质之上；界面电介质，在所述浮置栅极之上；以及控制栅极，在所述界面电介质之上；以及控制器，耦合到所述存储器单元，其中所述控制器包括确定何时执行所述存储器单元的隧穿电介质中的治愈过程以及在所述治愈过程期间施加第一电压至所述存储器单元的第一电流电极以从隧穿电介质移除被俘获的电子和空穴的逻辑。
【技术特征摘要】
2012.01.30 US 13/361,1911.一种半导体器件,包括: 存储器单元的阵列，其中每个所述存储器单元包括:隧穿电介质；阱区域，包括第一电流电极、第二电流电极、以及在所述第一电流电极与所述第二电流电极之间的沟道区域；浮置栅极，其中所述隧穿电介质在所述沟道区域之上，所述浮置栅极在所述隧穿电介质之上；界面电介质，在所述浮置栅极之上；以及控制栅极，在所述界面电介质之上；以及 控制器，耦合到所述存储器单元，其中所述控制器包括确定何时执行所述存储器单元的隧穿电介质中的治愈过程以及在所述治愈过程期间施加第一电压至所述存储器单元的第一电流电极以从隧穿电介质移除被俘获的电子和空穴的逻辑。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述控制器还包括: 在所述治愈过程期间施加另一电压至所述第二电流电极和控制栅极的逻辑。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述控制器包括在所述治愈过程期间施加另一电压至所述阱区域的逻辑。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中: 所述治愈过程利用在所述第一电流电极与所述阱区域之间的结处的升高的温度。5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括: 在阈值数量的编程和擦除周期之后执行所述治愈过程的逻辑。6.根据权利要求5所述的半导体器件，还包括: 在相继减小数量的编程和擦除周期之后执行随后的治愈过程的逻辑。7.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括: 当需要阈值数量的脉冲以擦除所述存储器单元时执行所述治愈过程的逻辑。8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括: 一旦需要阈值数量的脉冲以编程所述存储器单元就执行所述治愈过程的逻辑。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述控制器还操作来在所述存储器单元已经运行特定数量的编程/擦除周期之后执行所述治愈过程。10.一种方法，包括: 执行治愈过程以减少半导体存储器单元的...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆甫臣，王艳卓，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：
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