发明名称 程式化非挥发性记忆体之系统及方法
摘要 揭露程式化非挥发性记忆体之系统及方法。此系统包括:复数个记忆体记忆胞,每一记忆体记忆胞具有一控制闸极、一汲极、一源极及一电荷储存装置之一场效电晶体;一施用与临限位准相关之预调电压至每一记忆体记忆胞中至源极、汲极及控制闸极之装置;一监测流经每一记忆体记忆胞通道电流之装置;以及,一终止施用至每一记忆体记忆胞之源极、汲极及控制闸极任一电压之装置,当监测电流之装置感测流经记忆体记忆胞通道之电流到达一参考电流时。
申请公布号 TW455837 申请公布日期 2001.09.21
申请号 TW087120928 申请日期 1998.12.16
申请人 LG半导体股份有限公司 发明人 崔雄林;徐石虎
分类号 G11B5/02;G11B5/09;G11B17/22 主分类号 G11B5/02
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种程式化非挥发记忆体的系统,包括: 复数个记忆体记忆胞,每一该记忆体记忆胞具有一 控制闸极、一汲极、一源极及一电荷储存装置之 一场效电晶体; 一施用与临限位准相关之预调电压至每一该记忆 体记忆胞中至该源极、该汲极及该控制闸极之装 置; 一监测流经每一该记忆体记忆胞通道电流之装置; 以及 一于该监测电流之装置感测流经该记忆体记忆胞 通道之电流到达一参考电流时终止施用至每一该 记忆体记忆胞之该源极、该汲极及该控制闸极任 一电压之装置。2.一种程式化非挥发记忆体的系 统,包括: 复数个记忆体记忆胞,每一该记忆体记忆胞具有一 控制闸极、一汲极、一源极及一电荷储存装置之 一场效电晶体; 一施用复数个与复数个临限位准相关之临限电压 中至少一个至每一该记忆体记忆胞中之该源极、 该汲极及该控制闸极之装置; 一监测流经每一该记忆体记忆胞通道电流之装置; 以及 一于该监测电流之装置感测流经该记忆体记忆胞 通道之电流到达复数个与该些临限位准相关之参 考电流中至少一个时终止该些施用至每一该记忆 体记忆胞之该源极、该汲极及该控制闸极之电压 中至少一个的装置。3.一种程式化非挥发记忆体 的系统,包括: 复数个记忆体记忆胞,每一该记忆体记忆胞具有一 控制闸极、一汲极、一源极及一电荷储存装置之 一场效电晶体; 一施用与一特定位准相关之电压至该些记忆体记 忆胞中至少选定一个之该源极、该汲极及该控制 闸极之装置; 一于该施用电压之装置施用电压时监测流经每一 该记忆体记忆胞通道电流之装置;以及 一于流经通道之电流到达复数个与该些特定临限 位准相关之参考电流中至少一个时终止施用至该 些记忆体记忆胞中至少选定一个之至少一个电压 的装置。4.一种程式化非挥发记忆体的系统,包括: 复数个记忆体记忆胞,每一该记忆体记忆胞具有一 控制闸极、一汲极、一源极及一电荷储存装置之 一场效电晶体; 一施用与复数个临限位准相关之复数个电压中至 少一个至该些记忆体记忆胞中至少选定一个之该 源极、该汲极及该控制闸极之装置; 一于该施用电压之装置施用电压时监测流经该些 记忆体记忆胞中至少选定一个的通道电流之装置; 以及 一于流经每一该记忆胞内通道之电流到达复数个 与该些特定临限位准相关之参考电流中至少一个 时终止施用至每一该记忆体记忆胞之电压的装置 。5.一种非挥发记忆体的程式化系统,用以改变一 记忆体状态成为一预调之特定状态,包括: 至少一记忆体记忆胞,每一该记忆体记忆胞具有一 源极、一汲极、一控制闸极及用以储存与一特定 记忆体相关之一特定电荷位准的一电荷储存装置, 以该特定电荷位准而言该电荷储存装置与该源极 、该汲极及该控制闸极具有静态电容关系; 一施用一电压至该汲极、该源极及该控制闸极之 装置,于至少一个该记忆体记忆胞中被选定的记忆 胞内之该汲极与该汲极之间通道引发一电流流动, 适当地移动电荷至每一个被选定的记忆胞内之该 储存装置,且与一特定记忆状态相关; 一于电荷移动至该每一个被选定的记忆胞的该电 荷储存装置期间监测流经每一该记忆胞的通道电 流之装置;以及 一于该监测电流装置发现流经每一个被选定的记 忆胞内通道之电流到达一参考电流时终止电荷移 动至该电荷储存装置之装置。6.如申请专利范围 第5项所述之系统,其中该电荷储存装置包括至少 一个浮置闸极。7.如申请专利范围第5项所述之系 统,其中该电荷储存装置包括一氧层与一氮层之一 介面。8.如申请专利范围第5项所述之系统,其中该 记忆体记忆胞包括该电荷储存装置至少位于该源 极与该汲极之间的通道一部分上方。9.如申请专 利范围第5项所述之系统,其中该记忆体记忆胞包 括该控制闸极存于该电荷储存装置之上、一侧或 之下。10.如申请专利范围第5项所述之系统,其中 该监测电流之装置亦监测该电荷储存装置之电压 。11.如申请专利范围第5项所述之系统,其中该监 测电流之装置监测储存于该电荷储存装置内的至 少一个电荷位准。12.如申请专利范围第5项所述之 系统,其中该监测电流装置监测由该电荷储存装置 所引起而位于该源极与该汲极间之通道内一电荷 反转层的导电特性。13.如申请专利范围第5项所述 之系统,其中该监测电流装置包括一将该参考电流 与该源极及该汲极之间的流动电流作比较之电路 。14.如申请专利范围第5项所述之系统,其中该监 测电流装置连接至该些电压源中至少一个,且连接 至该汲极用以改变该记忆体记忆胞的状态。15.如 申请专利范围第5项所述之系统,其中该监测电流 装置连接至该些电压源中至少一个,且连接至该源 极用以改变该记忆体记忆胞的状态。16.如申请专 利范围第5项所述之系统,其中施用电压至该汲极 及该源极之装置施用一高电压至该汲极及施用一 低电压置该源极,用以改变该记忆体记忆胞的状态 。17.如申请专利范围第5项所述之系统,其中在作 用之前,施用至该控制闸极的电压被更换。18.如申 请专利范围第5项所述之系统,其中在作用之前,施 用至该汲极的电压被更换。19.如申请专利范围第5 项所述之系统,其中储存于该电荷储存装置内之电 荷包括负电荷。20.如申请专利范围第5项所述之系 统,其中电荷至该电荷储存装置的移动方式包括负 电荷射入该电荷储存装置。21.如申请专利范围第5 项所述之系统,其中该参考电流具有至少一个固定 电流値,相当于储存于该电荷储存装置内之电荷中 至少一个。22.如申请专利范围第5项所述之系统, 其中该参考电流包括一临限电流値。23.如申请专 利范围第5项所述之系统,其中终止电荷移动至该 电荷储存装置之装置,终止施用至该源极、该汲极 与该控制闸极之电压中至少一个。24.一种非挥发 记忆体的程式化系统,包括: 至少一个电性可程式化记忆体记忆胞,每一该记忆 体记忆胞具有一源极、一汲极、一控制闸极及用 以储存与复数个记忆体记忆胞状态相关之复数个 电荷位准的一电荷储存装置,该些电荷位准控制存 在于该源极与该汲极之间通道的一电流流动,该电 荷储存装置与该源极、该汲极及该控制闸极具有 静态电容关系; 一分别施用电压至至少一个该记忆体记忆胞的任 一被选定记忆胞内之该汲极、该源极及该控制闸 极之装置,该些电压足以引起一电荷向至少一个该 记忆体记忆胞中被选定的记忆胞内之该电荷储存 装置移动,并且该些电压与复数个临限电压线性相 关; 一于电荷移动至该每一个被选定的记忆胞的该电 荷储存装置期间监测一电流之装置;以及 一于该监测电流装置发现流经每一个被选定的记 忆胞内通道之电流到达一参考电流时终止电荷移 动至该电荷储存装置之装置, 藉此,改变该些记忆体记忆胞的状态成为复数个相 对应复数个临限电压之电荷状态。25.一种程式化 非挥发记忆体的系统,包括: 一记忆体记忆胞,具有一控制闸极、一汲极、一源 极及一电荷储存装置,该电荷储存装置以静态电容 相关连接至该源极、该汲极及该控制闸极; 一施用电压至该汲极、该源极及该控制闸极之装 置,该些电压足以引起一电流于该汲极与该源极间 之一通道内流动及一电荷移动向该电荷储存装置; 以及 一当与施用至该控制闸极的电压及一参考电流相 关而储存于该电荷储存装置内之电荷总量被监测 到时终止电荷移动至该电荷储存装置之装置,同时 该些电压作用至该汲极、该源极及该控制闸极。 26.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该记忆 体记忆胞内之该电荷储存装置为挥发性。27.一种 程式化非挥发记忆体的系统,包括: 一记忆体阵列,复数个记忆体记忆胞,每一该记忆 胞具有一控制闸极、一汲极、一源极及一电荷储 存装置,该电荷储存装置以静态电容相关连接至该 源极、该汲极及该控制闸极; 一监测该记忆体记忆胞内该电荷储存装置所储存 的电荷总量之装置,当与该些临限电压线性相关之 电压施用至该记忆体阵列内该些记忆体记忆胞的 该些汲极、该些源极及该些控制闸极时,该电荷总 量改变成为相对应复数个临限电压的复数个电荷 状态之一来终止向该电荷储存装置移动之电荷, 藉此,程式化成为具有复数个记忆体记忆胞。28.一 种程式化非挥发记忆体系统使用之程式化方法,该 非挥发性记忆体包括非挥发性记忆体记忆胞,每一 记忆胞具有一汲极、一源极、一控制闸极及一电 荷储存装置,该电荷储存装置以静态电容相关连接 至该源极、该汲极及该控制闸极,用以依据该电荷 储存装置内所储存的电荷来控制该源极与该汲极 间通道内所流动的电流,该程式化方法下列步骤: 施用电压至该汲极、该源极及该控制闸极,该些电 压与一临限位准相关且足以引起一电荷向该电荷 储存装置移动; 监测该源极及该汲极间通道内所流动的电流;以及 当监测通道流动之电流到达相对应一预调临限电 压之一参考电流时,终止施用至该源极、该汲极及 该控制闸极的电压中至少一个。29.一种程式化非 挥发记忆体系统使用之程式化方法,该非挥发性记 忆体包括复数个非挥发性记忆体记忆胞,每一记忆 胞具有一源极、一汲极、一控制闸极及一电荷储 存装置,该电荷储存装置以静态电容相关连接至该 源极、该汲极及该控制闸极,依据该电荷储存装置 内所储存的电荷来控制该源极与该汲极间通道内 所流动的电流,该程式化方法下列步骤: 施用电压至该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定 之至少一个之该汲极、该源极及该控制闸极,该些 电压与一预调临限电压相关;以及 当监测该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定之至 少一个的该源极及该汲极间通道所流动之电流到 达相对应一预调临限电压之一参考电流时,终止施 用至该源极、该汲极及该控制闸极的电压中至少 一个。30.一种程式化非挥发记忆体系统使明之程 式化方法,该非挥发性记忆体包括复数个非挥发性 记忆体记忆胞,每一记忆胞具有一源极、一汲极、 一控制闸极及一电荷储存装置,该电荷储存装置以 静态电容相关连接至该源极、该汲极及该控制闸 极,依据该电荷储存装置内所储存的电荷来控制该 源极与该汲极间通道内所流动的电流,该程式化方 法下列步骤: 施用与复数个临限位准相关之复数个临限电压中 至少一个至该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定 的至少一个的该汲极、该源极及该控制闸极,并且 施用固定电压至该汲极、该源极及该控制闸极中 其余的二电极; 监测该些记忆体记忆胞中被选定的至少一个的通 道内所流动的电流;以及 当监测该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定之至 少一个的通道所流动之电流到达一参考电流时,终 止施用至该源极、该汲极及该控制闸极的电压中 至少一个。31.一种程式化非挥发记忆体系统使用 之程式化方法,该非挥发性记忆体包括非挥发性记 忆体记忆胞,每一记忆胞具有一源极、一汲极、一 控制闸极及一电荷储存装置,该电荷储存装置以静 态电容相关连接至该源极、该汲极及该控制闸极, 依据该电荷储存装置内所储存的电荷来控制该源 极与该汲极间通道内所流动的电流,该程式化方法 下列步骤: 分别施用电压至该汲极、该源极及该控制闸极,该 些电压足以用来程式化; 监测该通道内所流动的电流;以及 当监测该通道内所流动的电流到达相对应复数个 临限位准的复数个参考电流之一时,终止施用至该 源极、该汲极及该控制闸极的电压中至少一个。 32.一种程式化非挥发记忆体系统使用之程式化方 法,该非挥发性记忆体包括复数个非挥发性记忆体 记忆胞,每一记忆胞具有一源极、一汲极、一控制 闸极及一电荷储存装置,该电荷储存装置以静态电 容相关连接至该源极、该汲极及该控制闸极,依据 该电荷储存装置内所储存的电荷来控制该源极与 该汲极间通道内所流动的电流,该程式化方法下列 步骤: 分别施用电压至至少一个被选定的非挥发性记忆 体记忆胞之该汲极、该源极及该控制闸极,该些电 压足以用来程式化; 监测至少一个被选定的非挥发性记忆体记忆胞的 通道内所流动的电流;以及 当监测至少一个被选定的非挥发性记忆体记忆胞 的通道内所流动之电流到达相对应复数个临限位 准的复数个参考电流中至少一个时,终止施用至该 源极、该汲极及该控制闸极的电压中至少一个。 33.一种程式化非挥发记忆体系统使用之程式化方 法,该非挥发性记忆体包括复数个非挥发性记忆体 记忆胞,每一记忆胞具有一源极、一汲极、一控制 闸极及一电荷储存装置,该电荷储存装置以静态电 容相关连接至该源极、该汲极及该控制闸极,依据 该电荷储存装置内所储存的电荷来控制该源极与 该汲极间通道内所流动的电流,该程式化方法下列 步骤: 分别施用相对应复数个临限位准的复数个电压中 至少一个至该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定 的至少一个之该汲极、该源极及该控制闸极;以及 当监测该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定的至 少一个的通道内所流动之电流到达相对应复数个 临限位准的复数个参考电流中至少一个时,终止施 用至该源极、该汲极及该控制闸极的电压中至少 一个。34.一种程式化非挥发记忆体系统使用之程 式化方法,该程式化系统有选择记忆胞的能力,并 且该非挥发性记忆体包括一记忆体阵列包括二个 或二个以上的记忆体记忆胞,每一记忆胞具有一源 极、一汲极、一控制闸极及一电荷储存装置的一 场效电晶体,该电荷储存装置以静态电容相关连接 至该源极、该汲极及该控制闸极,依据储存于该电 荷储存装置内的电荷总量来决定该记忆体记忆胞 的临限电压,该程式化方法下列步骤: 设定与复数个临限电压呈线性比例的电压; 施用与复数个临限电压呈线性比例的该些电压至 该些非挥发性记忆体记忆胞中被选定的至少一个 的该汲极、该源极及该控制闸极之一,并且施用足 以程式化的固定电压至该汲极、该源极及该控制 闸极中其余的工电极;以及 当每一被选定的记忆胞的通道内所流动之电流到 达一参考电流时,强制终止每一记忆胞的程式化, 藉此程式化该被选定的记忆胞。35.一种程式化非 挥发记忆体系统使用之程式化方法,该程式化系统 有选择记忆胞的能力,并且该非挥发性记忆体包括 一记忆体阵列包括复数个记忆体记忆胞,每一记忆 胞具有一源极、一汲极及一控制闸极一场效电晶 体及一电荷储存装置,该电荷储存装置以静态电容 相关连接至该源极、该汲极及该控制闸极,该程式 化方法下列步骤: 设定与复数个临限电压呈线性比例的电压; 施用与复数个临限电压呈线性比例的该些电压中 至少一个至该些记忆体记忆胞中被选定的至少一 个;以及 当监测得被选定的记忆胞内之该电荷储存装置到 达与相对应施用至该控制闸极的电压之一临限电 压相关的一电荷位准时,强制终止每一记忆胞的程 式化,藉此程式化该被选定的记忆胞。36.一种程式 化非挥发记忆体系统使用之程式化方法,该程式化 系统有选择记忆胞的能力,并且该非挥发性记忆体 包括一记忆体阵列包括复数个记忆体记忆胞,每一 记忆胞具有一源极、一汲极及一控制闸极的一场 效电晶体及一电荷储存装置,该电荷储存装置以静 态电容相关连接至该源极、该汲极及该控制闸极, 该程式化方法下列步骤: 设定与复数个临限电压呈线性比例的电压,且设定 与该些临限电压相关在该些记忆体记忆胞内该源 极及该汲极内流动的固定电流値;以及 施用与复数个临限电压呈线性比例的该些电压中 至少一个至该些记忆体记忆胞中被选定的至少一 个之该控制闸极,并且强制终止使用该些固定电流 値的每一记忆胞之程式化,藉此程式化该被选定的 记忆胞。37.一种程式化非挥发记忆体系统使用之 程式化方法,该程式化系统有选择记忆胞的能力, 并且该非挥发性记忆体包括一记忆体阵列包括复 数个记忆体记忆胞,每一记忆胞具有一源极、一汲 极及一控制闸极的一场效电晶体及一电荷储存装 置,该电荷储存装置以静态电容相关连接至该源极 、该汲极及该控制闸极,该程式化方法下列步骤: 设定与复数个临限电压呈线性比例的电压,且设定 与该些临限电压相关在该些记忆体记忆胞内该源 极及该汲极内流动的固定电流値;以及 施用与复数个临限电压呈线性比例的该些电压中 至少一个至该些记忆体记忆胞中被选定的记忆胞 之该源极、该汲极及该控制闸极,并且强制终止使 用该些固定电流値的每一记忆胞之程式化,藉此程 式化该被选定的记忆胞。38.一种程式化非挥发记 忆体系统使用之程式化方法,该程式化系统有选择 记忆胞的能力,并且该非挥发性记忆体包括一记忆 体阵列包括复数个记忆体记忆胞,每一记忆胞具有 一源极、一汲极及一控制闸极的一场效电晶体及 一电荷储存装置,该电荷储存装置以静态电容相关 连接至该源极、该汲极及该控制闸极,该程式化方 法下列步骤: 设定与该些临限电压相关在该些记忆体记忆胞内 该源极及该汲极内流动的复数个固定电流値;以及 施用与复数个临限电压呈线性比例的该些电压中 至少一个至该些记忆体记忆胞中被选定的记忆胞 之该源极、该汲极及该控制闸极,并且强制终止使 用该些固定电流値的每一记忆胞之程式化,藉此程 式化该被选定的记忆胞。39.一种程式化非挥发记 忆体系统使用之程式化方法,该程式化系统有选择 记忆胞的能力,并且该非挥发性记忆体包括一记忆 体阵列包括复数个记忆体记忆胞,每一记忆胞具有 一源极、一汲极及一控制闸极的一场效电晶体及 一电荷储存装置,该电荷储存装置以静态电容相关 连接至该源极、该汲极及该控制闸极,该程式化方 法下列步骤: 施用与复数个临限电压相关的电压至该些记忆体 记忆胞中被选定的记忆胞之该源极、该汲极及该 控制闸极;以及 强制终止使用与该特定临限电压相关之一参考电 流的每一记忆胞之程式化,藉此程式化该被选定的 记忆胞。图式简单说明: 第一图a是一电路方块图,依照第一示范习知技艺 方法之一种非挥发性记忆体记忆胞; 第一图b是一曲线图,用以解释第一图a非挥发性记 忆体的程式化原则; 第二图a解释一曲线图,显示当程式化/抹除的次数 增加时,依照一第二示范的习知技艺程式化及抹除 重复之方法,程式化/抹除窗会渐渐变小; 第二图b绘示一曲线图,显示第二示范习知技艺方 法中临限电压分布; 第三图绘示依照本发明第一较佳实施例之一种自 动确认及程式化非挥发性记忆体之系统; 第四图a-第四图g绘示第三图中任一节点的波形; 第五图绘示一流程图,显示依照本发明第一较佳实 施例之一种单一位准的程式化过程; 第六图举例说明具有电荷储存装置之记忆体记忆 胞的电容性等效电路; 第七图a绘示一曲线图,显示当本发明之一第二实 施例程式化方法应用至具有电荷储存装置之记忆 体记忆胞时,其临限电压的分布; 第七图b绘示一曲线图,显示当本发明第一实施例 程式化方法被用于具有电荷储存装置之记忆体记 忆胞时,临限电压分布相较于程式化/抹除的次数; 第八图绘示一方块电路图,表示依照本发明第二实 施例之一种自动确认及程式化非挥发性记忆体之 系统,其同时使用变动电压及电流侦测; 第九图a-第九图h绘示第八图中任一节点的波形,显 示使用变动控制闸极电压之多阶程式化过程; 第十图绘示一流程图,显示第八图使用变动控制闸 极电压之多阶程式化过程; 第十一图a绘示一曲线图,显示被程式化之临限电 压位准相较于与临限电压相关之作用控制闸极电 压; 第十一图b绘示一曲线图,显示每一位准程式化从 开始至结束汲极电流的变化; 第十二图a绘示一曲线图,显示被程式化之临限电 压位准相较于与临限电压相关之作用汲极电压; 第十二图b绘示一曲线图,显示被程式化之临限电 压位准相较于与临限电压相关之作用源极电压; 第十二图c绘示一曲线图,显示被程式化之临限电 压位准相较于与临限电压相关之作用参考电流; 第十三图a绘示一曲线图,显示当本发明方法应用 于抹除操作时程式化及抹除临限电压分布;以及 第十三图b绘示一曲线图,显示当本发明方法应用 于抹除操作时依照多次程式化/抹除之临限电压的 变化。
地址 韩国