[发明专利]对闪存器件进行编程的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种对闪存器件进行编程的方法，并且更具体地涉及一种对闪存器件进行编程的方法，其中可以将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制成具有窄的宽度。

背景技术

近些年，对这样的半导体存储器件的需求增加，所述半导体存储器件可以进行电编程和擦除并且不需要有每隔一段时间重写数据的刷新功能。另外，为了开发具有能够存储大量数据的大容量的存储器件，已经开发了存储器单元的高度集成技术。为了提高存储器单元的集成度，已经开发了NAND闪存器件，其中多个单元串联以形成一串，并且两串共享一个接触。

NAND闪存器件包括多个单元块和用于驱动这些单元的多个电路。每个单元块包括多个单元串。图1是用于说明包括单元串的构造的一部分的电路图。

单元串101和102中的每个包括串联的用于存储数据的多个单元。漏极选择晶体管110和源极选择晶体管120分别形成在单元串101和102与漏极之间，以及单元串101和102与源极之间。另外，单元连接到字线WL0到WL31。漏极选择晶体管110和源极选择晶体管120分别连接到漏极选择线DSL和源极选择线SSL。单元串101和102中每个的数目与位线BL的数目相同。因此，漏极选择晶体管110和源极选择晶体管120的数目也与位线BL的数目相同。

同时，每个单元包括栅，其中隧道氧化物层、浮动栅、电介质层和控制栅层压在半导体衬底的预定区域中。所述单元还包括设置在栅的两侧的结区。

在以上构造的NAND闪存器件中，通过控制存储器单元的阈值电压同时借助F-N隧穿将电子注入到浮动栅中和从浮动栅中放出电子来执行编程和擦除。例如，为了对所选单元进行编程，使用ISPP方法将编程电压施加到所选字线WL，将约10V的通过电压施加到未选字线WL，将接地电压Vss施加到所选位线BL，并将电源电压Vcc施加到未选位线BL。此时，漏极选择线DSL被施加了电源电压Vcc，源极选择线SSL被施加了接地电压Vss，公共源极线CSL被施加了电源电压Vcc，且P阱被施加了接地电压Vss。

同时，在擦除操作中，通过施加约20V的擦除电压到三重P阱和0V到所选块的整个字线，来去除注入到浮动栅中的电子。在此情形中，电子被注入到所编程的单元的浮动栅中。因此，所编程的单元具有正的阈值电压。相反地，电子从擦除的单元的浮动栅中放出。因此，擦除的单元具有负的阈值电压。

但是，由重复编程(over-program)问题和读取裕度决定的器件性能依赖于NAND闪存器件的编程单元的阈值电压的分布。使用ISPP方法通过施加编程电压来控制编程单元的阈值电压分布。在多级单元中单元阈值电压分布是很重要的因素。

但是，如果使用ISPP方法执行编程，可以将单元阈值电压分布控制成窄的宽度，但是在基于单元的单元串内的单元阈值电压中出现了不同。这是由背图案依赖性(BPD，Back Pattern Dependency)现象和干扰现象引起的，而没有涉及串单元中固有的特性。更特定地，从源极选择线连接到字线WL0到WL30的单元与连接到相邻于漏极选择线的字线WL31的单元在阈值电压上略有不同。

图2是示出当在1MB的NAND闪存器件上执行ISPP方法时单元阈值电压分布的曲线。在图2中，“A”表示连接到第一字线WL0的单元的阈值电压分布，“B”表示连接到第二字线WL1的单元的阈值电压分布，“C”表示连接到最后字线WL31的单元的阈值电压分布，以及“D”表示连接到从第一字线WL0到最后字线WL31的字线的单元的阈值电压分布。

如图2中所示，最后被编程的、连接到最后字线W31的单元，不受依赖于相邻单元阈值电压的访问单元的阈值电压扭曲现象的影响(即干扰现象)，而具有初始的单元阈值电压。因此，该单元决定了芯片的单元阈值电压分布的其余单元分布。分布中的差别在单级单元中约为0.3V而在多级单元中约为0.15V。

如上所述的分布较广的单元阈值电压使单级单元或多级单元的读取裕度降低，并且对器件的可靠性，如循环特性和保持特性产生了不良影响。

发明内容

因此，本专利解决了上面的问题，并且公开了一种对闪存器件进行编程的方法，其中通过将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制成具有窄的宽度，可以提高器件的可靠性。

另外，一种对闪存器件进行编程的方法，其中通过此方式将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制成具有窄宽度，即在编程和编程验证之后在连接到最后字线的单元上执行再编程，可以提高器件的可靠性。