一种镜像分栅SONOS存储器的动态编程方法与流程

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一种镜像分栅sonos存储器的动态编程方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种镜像分栅sonos存储器的动态编程方法。

背景技术：

2.图1显示为现有技术中的镜像分栅sonos存储器结构示意图。由左右镜像对称的两个sonos存储管和中间的选择管组成，其中的两个存储管共用一个选择管，并且采用分栅结构，省去了选择管的源漏结以及相应的接触孔，从而缩减了存储单元面积，得到了广泛的研究。对于这种镜像分栅sonos，传统的编程方式是采用fn隧穿方式，即在被编程的存储管栅极和阱之间加一个较大的电压，使电子在强电场作用下fn隧穿道到电荷存储介质ono中，并被保存到ono中，从而改变该存储管的阈值电压，实现编程的目的。
3.但传统的fn隧穿编程效率不高，并且多次编程会对该点ono造成不可逆的损伤，缩短了sonos的寿命。

技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，用于解决现有技术中fn隧穿编程效率不高，并且多次编程会对点ono造成不可逆的损伤，缩短了sonos寿命的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，至少包括：
6.步骤一、提供镜像分栅sonos存储器，所述镜像分栅sonos存储器包括：
7.左右镜像对称的第一、第二存储管、位于所述第一、第二存储管之间的选择管；位于所述第一存储管远离所述第二存储管一侧的源端；位于所述第二存储管远离所述第一存储管一侧的漏端；
8.所述第一、第二存储管以及所述选择管分别包括：栅极和位于所述栅极下方的沟道；其中所述第一、第二存储管与其各自的沟道上表面之间还分别设有ono叠层结构；
9.步骤二、对所述第二存储管进行第一次编程时，使所述第一存储管的栅极下方的沟道导通；
10.步骤三、使所述选择管的栅极下方的沟道导通；
11.步骤四、使被编程的所述第二存储管的栅极下方的沟道导通；
12.步骤五、在所述源端施加零电压，在所述漏端施加大于漏端的所述零电压的电压vd，使所述源端和漏端之间产生横向电场；所述第一、第二存储管与所述选择管沟道都被开启，热电子在所述横向电场中获得能量并被加速，在到达所述第二存储管的沟道中时，由于受纵向电场的影响，所述热电子被注入并保存到所述第二存储管的ono叠层结构中。
13.优选地，步骤一中的所述ono叠层结构为氧化硅-氮化硅-氧化硅结构。
14.优选地，步骤二中使所述第一存储管的沟道导通的方法为：在所述第一存储管的
栅极施加一个大于所述第一存储管阈值电压的正电压vwls1。
15.优选地，步骤三中使所述选择管的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述选择管的栅极施加一个大于所述选择管阈值电压的正电压vwl。
16.优选地，步骤四中使被编程的所述第二存储管的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述第二存储管的栅极施加一个大于所述第二存储管阈值电压的正电压vwls2。
17.优选地，步骤二中所述正电压vwls1的值为2v。
18.优选地，步骤三中所述正电压vwl的值为1.8v。
19.优选地，步骤四中所述正电压vwls2的取值范围为4～5v。
20.优选地，步骤五中所述电压vd的取值范围为3～4v。
21.优选地，该动态编程方法还包括：步骤六、对所述第二存储管进行循环编程时，分别调节所述正电压vwls1、正电压vwl以及所述正电压vwls2的值，使各自的值不同于对所述第二存储管在第一次编程时各自的值，使热电子注入发生在所述ono叠层结构的不同位置。
22.如上所述，本发明的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，具有以下有益效果：本发明中对镜像分栅sonos采用的动态编程法，比传统的fn隧穿编程效率更高，并且通过动态改变漏极和栅极的电压，可以将热电子注入分散在ono电荷存储层的不同位置，从而降低多次编程对ono的损伤，改善sonos的循环寿命。
附图说明
23.图1显示为现有技术中的镜像分栅sonos存储器结构示意图；
24.图2显示为本发明的镜像分栅sonos存储器结构示意图；
25.图3显示为本发明中镜像分栅sonos存储器的动态编程方法流程图。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
27.请参阅图2至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
28.本发明提供一种镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，如图3所示，图3显示为本发明中镜像分栅sonos存储器的动态编程方法流程图，该方法至少包括以下步骤：
29.步骤一、提供镜像分栅sonos存储器，所述镜像分栅sonos存储器包括：
30.左右镜像对称的第一、第二存储管、位于所述第一、第二存储管之间的选择管；位于所述第一存储管远离所述第二存储管一侧的源端；位于所述第二存储管远离所述第一存储管一侧的漏端；
31.所述第一、第二存储管以及所述选择管分别包括：栅极和位于所述栅极下方的沟道；其中所述第一、第二存储管与其各自的沟道上表面之间还分别设有ono叠层结构；
32.本发明进一步地，本实施例的步骤一中的所述ono叠层结构为氧化硅-氮化硅-氧化硅结构。
33.如图2所示，图2显示为本发明的镜像分栅sonos存储器结构示意图；该步骤一中提供镜像分栅sonos存储器，所述镜像分栅sonos存储器包括：左右镜像对称的第一存储管01、第二存储管02、位于所述第一、第二存储管之间的选择管03；位于所述第一存储管01远离所述第二存储管02一侧的源端；位于所述第二存储管02远离所述第一存储管01一侧的漏端；所述第一、第二存储管以及所述选择管03分别包括：栅极(图2中三个独立的阴影部分结构)和位于所述栅极下方的沟道；其中所述第一、第二存储管与其各自的沟道上表面之间还分别设有ono叠层结构04；本实施例的步骤一中的所述ono叠层结构为氧化硅-氮化硅-氧化硅结构。
34.步骤二、对所述第二存储管进行第一次编程时，使所述第一存储管的栅极下方的沟道导通；
35.本发明进一步地，本实施例的步骤二中使所述第一存储管的沟道导通的方法为：在所述第一存储管的栅极施加一个大于所述第一存储管阈值电压的正电压vwls1。
36.本发明进一步地，本实施例的步骤二中所述正电压vwls1的值为2v。
37.如图2所示，该步骤二对所述第二存储管进行第一次编程时，使所述第一存储管01的栅极下方的沟道导通；本实施例的步骤二中使所述第一存储管01的沟道导通的方法为：在所述第一存储管01的栅极施加一个大于所述第一存储管01阈值电压的正电压vwls1；本实施例中所述正电压vwls1的值为2v。
38.步骤三、使所述选择管的栅极下方的沟道导通；
39.本发明进一步地，本实施例的步骤三中使所述选择管的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述选择管的栅极施加一个大于所述选择管阈值电压的正电压vwl。
40.本发明进一步地，本实施例的步骤三中所述正电压vwl的值为1.8v。
41.如图2所示，步骤三使所述选择管的栅极下方的沟道导通；本实施例的步骤三中使所述选择管03的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述选择管03的栅极施加一个大于所述选择管03阈值电压的正电压vwl。本实施例的所述正电压vwl的值为1.8v。
42.步骤四、使被编程的所述第二存储管的栅极下方的沟道导通；
43.本发明进一步地，本实施例的步骤四中使被编程的所述第二存储管的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述第二存储管的栅极施加一个大于所述第二存储管阈值电压的正电压vwls2。
44.本发明进一步地，本实施例的步骤四中所述正电压vwls2的取值范围为4～5v。
45.如图2所示，该步骤四中使被编程的所述第二存储管02的栅极下方的沟道导通；本实施例的步骤四中使被编程的所述第二存储管02的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述第二存储管02的栅极施加一个大于所述第二存储管02阈值电压的正电压vwls2；本实施例中所述正电压vwls2的取值范围为4～5v。
46.步骤五、在所述源端施加零电压，在所述漏端施加大于漏端的所述零电压的电压vd，使所述源端和漏端之间产生横向电场；所述第一、第二存储管与所述选择管沟道都被开启，热电子在所述横向电场中获得能量并被加速，在到达所述第二存储管的沟道中时，由于受纵向电场的影响，所述热电子被注入并保存到所述第二存储管的ono叠层结构中。
47.本发明进一步地，本实施例的步骤五中所述电压vd的取值范围为3～4v。
48.进一步地，本实施例的该动态编程方法还包括：步骤六、对所述第二存储管进行循环编程时，分别调节所述正电压vwls1、正电压vwl以及所述正电压vwls2的值，使各自的值不同于对所述第二存储管在第一次编程时各自的值，使热电子注入发生在所述ono叠层结构的不同位置。也就是说，在给定漏极电压和栅极电压情况下，热电子的注入发生在存储管的指定位置，多次编程会对该点的ono叠层结构造成不可逆的损伤，因此，本发明采用动态编程法，即每一次编程时对被编程的存储管栅极和漏极的电压进行微调，使热电子注入发生在ono的不同位置，从而改善sonos的循环寿命。例如，栅极电压分3个挡位，漏极电压分3个挡位时，热电子注入将发生在ono的9个位置，可将sonos的循环寿命提升9倍。在其他实施例中，图2中电压为举例，所述第一、第二存储管栅极电压和漏极电压可根据ono叠层结构的厚度的不同进行调整。
49.本发明的上述方法同样也适用对所述第一存储管的编程。对所述第一存储管编程时的步骤包括：
50.步骤一、提供镜像分栅sonos存储器，所述镜像分栅sonos存储器包括：左右镜像对称的第一、第二存储管、位于所述第一、第二存储管之间的选择管；位于所述第一存储管远离所述第二存储管一侧的源端；位于所述第二存储管远离所述第一存储管一侧的漏端；所述第一、第二存储管以及所述选择管分别包括：栅极和位于所述栅极下方的沟道；
51.其中所述第一、第二存储管与其各自的沟道上表面之间还分别设有ono叠层结构；
52.步骤二、对所述第一存储管进行第一次编程时，使所述第二存储管的栅极下方的沟道导通；
53.步骤三、使所述选择管的栅极下方的沟道导通；
54.步骤四、使被编程的所述第一存储管的栅极下方的沟道导通；
55.步骤五、在所述源端施加零电压，在所述漏端施加大于漏端的所述零电压的电压vd，使所述源端和漏端之间产生横向电场；所述第一、第二存储管与所述选择管沟道都被开启，热电子在所述横向电场中获得能量并被加速，在到达所述第一存储管的沟道中时，由于受纵向电场的影响，所述热电子被注入并保存到所述第一存储管的ono叠层结构中。
56.进一步地，对第一存储管编程时，该动态编程方法还包括：步骤六、对所述第一存储管进行循环编程时，分别调节所述正电压vwls1、正电压vwl以及所述正电压vwls2的值，使各自的值不同于对所述第一存储管在第一次编程时各自的值，使热电子注入发生在所述ono叠层结构的不同位置。也就是说，在给定漏极电压和栅极电压情况下，热电子的注入发生在存储管的指定位置，多次编程会对该点的ono叠层结构造成不可逆的损伤，因此，本发明采用动态编程法，即每一次编程时对被编程的存储管栅极和漏极的电压进行微调，使热电子注入发生在ono的不同位置，从而改善sonos的循环寿命。例如，栅极电压分3个挡位，漏极电压分3个挡位时，热电子注入将发生在ono的9个位置，可将sonos的循环寿命提升9倍。在其他实施例中，图2中电压为举例，所述第一、第二存储管栅极电压和漏极电压可根据ono叠层结构的厚度的不同进行调整。
57.综上所述，本发明中对镜像分栅sonos采用的动态编程法，比传统的fn隧穿编程效率更高，并且通过动态改变漏极和栅极的电压，可以将热电子注入分散在ono电荷存储层的不同位置，从而降低多次编程对ono的损伤，改善sonos的循环寿命。所以，本发明有效克服
了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
58.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于，至少包括：步骤一、提供镜像分栅sonos存储器，所述镜像分栅sonos存储器包括：左右镜像对称的第一、第二存储管、位于所述第一、第二存储管之间的选择管；位于所述第一存储管远离所述第二存储管一侧的源端；位于所述第二存储管远离所述第一存储管一侧的漏端；所述第一、第二存储管以及所述选择管分别包括：栅极和位于所述栅极下方的沟道；其中所述第一、第二存储管与其各自的沟道上表面之间还分别设有ono叠层结构；步骤二、对所述第二存储管进行第一次编程时，使所述第一存储管的栅极下方的沟道导通；步骤三、使所述选择管的栅极下方的沟道导通；步骤四、使被编程的所述第二存储管的栅极下方的沟道导通；步骤五、在所述源端施加零电压，在所述漏端施加大于漏端的所述零电压的电压vd，使所述源端和漏端之间产生横向电场；所述第一、第二存储管与所述选择管沟道都被开启，热电子在所述横向电场中获得能量并被加速，在到达所述第二存储管的沟道中时，由于受纵向电场的影响，所述热电子被注入并保存到所述第二存储管的ono叠层结构中。2.根据权利要求1所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤一中的所述ono叠层结构为氧化硅-氮化硅-氧化硅结构。3.根据权利要求1所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤二中使所述第一存储管的沟道导通的方法为：在所述第一存储管的栅极施加一个大于所述第一存储管阈值电压的正电压vwls1。4.根据权利要求3所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤三中使所述选择管的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述选择管的栅极施加一个大于所述选择管阈值电压的正电压vwl。5.根据权利要求4所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤四中使被编程的所述第二存储管的栅极下方的沟道导通的方法为：在所述第二存储管的栅极施加一个大于所述第二存储管阈值电压的正电压vwls2。6.根据权利要求3所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤二中所述正电压vwls1的值为2v。7.根据权利要求4所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤三中所述正电压vwl的值为1.8v。8.根据权利要求5所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤四中所述正电压vwls2的取值范围为4～5v。9.根据权利要求1所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：步骤五中所述电压vd的取值范围为3～4v。10.根据权利要求5所述的镜像分栅sonos存储器的动态编程方法，其特征在于：该动态编程方法还包括：步骤六、对所述第二存储管进行循环编程时，分别调节所述正电压vwls1、正电压vwl以及所述正电压vwls2的值，使各自的值不同于对所述第二存储管在第一次编程时各自的值，使热电子注入发生在所述ono叠层结构的不同位置。

技术总结

本发明提供一种镜像分栅SONOS存储器的动态编程方法，提供镜像分栅SONOS存储器，镜像分栅SONOS存储器包括：左右镜像对称的第一、第二存储管、位于第一、第二存储管之间的选择管；第一、第二存储管与其各自的沟道上表面之间还分别设有ONO叠层结构；对第二存储管进行第一次编程时，使第一存储管的栅极下方的沟道导通；使选择管的栅极下方的沟道导通；使第二存储管的栅极下方的沟道导通；在源端施加零电压，在漏端施加大于漏端的零电压的电压，使源端和漏端之间产生横向电场；第一、第二存储管与选择管沟道都被开启，热电子在横向电场中获得能量并被加速，在到达第二存储管的沟道中时，由于受纵向电场的影响，热电子被注入并保存到第二存储管的ONO叠层结构中。存储管的ONO叠层结构中。存储管的ONO叠层结构中。