專利名稱：擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法及應(yīng)用此方法的快閃存儲(chǔ)器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種快閃存儲(chǔ)器裝置以及從其中擦除數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
NAND型EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)或快閃存儲(chǔ)器已開發(fā)用于固態(tài)大容量?jī)?chǔ)存應(yīng)用上，這些應(yīng)用有便攜式音樂播放器、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)等，被認(rèn)為是硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的替代物。
參見圖1，其顯示電可檫除可編程只讀存儲(chǔ)器的電路圖，此電路包括形成在芯片基板上的儲(chǔ)存單元陣列。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)出圖1是一部分NAND快閃存儲(chǔ)器陣列的電路圖，雖未顯示如列解碼器和行解碼器、檢測(cè)電路和其它控制電路，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)上述元件是熟悉的。
示列性實(shí)施例的存儲(chǔ)器陣列劃分為很多存儲(chǔ)器“塊”。每一塊有幾“頁”。一頁有很多存儲(chǔ)器“單元”。例如，1Gb存儲(chǔ)器有1024塊，且一塊有64頁。每頁有2K字節(jié)(即16K位)。字線包含一頁或多頁。每塊在位線方向提供一個(gè)或兩個(gè)單元串。一個(gè)單元串有16位、32位或64位。
圖1的存儲(chǔ)器陣列包括多個(gè)平行位線BL0、BL1、BL2直到BLn，其連接到由存儲(chǔ)器陣列的各條位線和字線的交集所界定的存儲(chǔ)器單元。在上述的存儲(chǔ)器中，各個(gè)單元是浮動(dòng)?xùn)趴扉W存儲(chǔ)器單元，雖然仍有其它單元結(jié)構(gòu)(如SONOS或分柵快閃存儲(chǔ)器單元)用于一些EEPROM中。平行字線WL0、WL1、WL2...WL15在基板上形成，使得各個(gè)快閃存儲(chǔ)器單元形成控制柵。選擇晶體管結(jié)合每一條位線，并連接到信號(hào)SS和GS。
選定塊信號(hào)BK用來選擇存儲(chǔ)器單元的一塊并偏壓NMOS導(dǎo)通/驅(qū)動(dòng)晶體管的柵端子。在編程和擦除期間，驅(qū)動(dòng)晶體管為偏壓字線WL0到WL15在其漏極端子分別接收通用字線信號(hào)GWL0、GWL1...直至GWL15。CS標(biāo)明共源線。通過一側(cè)上的SS選擇晶體管，單元串連接到位線并通過GS晶體管連接到共源線CS。
圖1的表格顯示圖1的快閃存儲(chǔ)器的編程和擦除條件。擦除條件具有特別的提示。在擦除期間，將一串選定塊中的所有字線接地，并且單元井電壓VW升到約20V。這個(gè)大電壓差迫使儲(chǔ)存在浮動(dòng)?xùn)艃?nèi)的電子逃入單元井。非選定塊與偏壓在高電壓的選定塊分享共同單元井。在非選定塊中的相應(yīng)字線是浮動(dòng)的。因?yàn)樵趩卧透?dòng)控制柵(即浮動(dòng)字線)之間的耦合因子大約為98％，所以這些非選定塊的字線電壓耦合到大約單元井(NMOS存儲(chǔ)器單元的P井)的電壓電平，即大約20V。當(dāng)對(duì)非選定塊信號(hào)BK設(shè)為0V時(shí)，這些非選定塊的相應(yīng)字線導(dǎo)通晶體管被斷開。因此，非選定塊的驅(qū)動(dòng)晶體管經(jīng)歷從源節(jié)點(diǎn)(即字線電壓節(jié)點(diǎn))到柵節(jié)點(diǎn)(即塊選擇節(jié)點(diǎn))大約20V的電壓應(yīng)力。如果導(dǎo)通晶體管的柵氧化物厚度約為300，那么所產(chǎn)生的電場(chǎng)約6.7MV/cm(20V/300)，這對(duì)高密度NAND快閃存儲(chǔ)器的可靠性引起關(guān)注。例如，在目前1G字節(jié)NAND快閃存儲(chǔ)器裝置中1024塊，每塊64頁，每條字線兩頁，并且每條字線分成兩線以減少RC延遲而言，存在64K個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管(1024×32×2)能被施加電壓應(yīng)力。
因此，需要改進(jìn)快閃存儲(chǔ)器擦除步驟，以及一種改進(jìn)的快閃存儲(chǔ)器，其考慮到在非選定塊的驅(qū)動(dòng)晶體管上的電壓應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
在一種擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法中，快閃存儲(chǔ)器單元組織成可選定的儲(chǔ)存塊，其擦除步驟包括施加擦除脈沖電壓到至少一個(gè)選定和至少一個(gè)非選定儲(chǔ)存塊的共同偏壓的單元井上，所述方法包括以下步驟將擦除脈沖電壓提高到低于目標(biāo)擦除脈沖電壓的第一中間電壓；在第一時(shí)期將擦除脈沖電壓維持在第一中間電壓；在第一時(shí)期后，將擦除脈沖電壓提高到目標(biāo)擦除脈沖電壓；并在擦除操作期間，將擦除脈沖電壓維持在目標(biāo)擦除脈沖電壓。
這個(gè)方法能在此實(shí)施示范擦除方法的快閃存儲(chǔ)器裝置中實(shí)施。在梯度上升到目標(biāo)擦除電壓期間，通過調(diào)節(jié)單元井電壓，非選擇儲(chǔ)存塊的字線驅(qū)動(dòng)晶體管能受保護(hù)免于不希望有的電壓應(yīng)力，這對(duì)快閃存儲(chǔ)器裝置，特別對(duì)增加的存儲(chǔ)器密度的關(guān)注將與日俱增。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1是具有多個(gè)NAND存儲(chǔ)器單元及為其編程/擦除偏壓條件的現(xiàn)有技術(shù)快閃存儲(chǔ)器的一部分的電路圖。
圖2A和圖2B說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例的擦除方法。
圖3是說明圖2的示例性實(shí)施例的擦除方法的定時(shí)圖。
圖4執(zhí)行圖2和圖3擦除方法的一示例性實(shí)施例電路的電路圖。
主要元件標(biāo)記說明BL0、BL1、BL2位線WL0、WL1、WL2、WL15字線SS、GS信號(hào)GWL0、GWL1、GWL15通用字線信號(hào)BKS選定塊信號(hào)VWT峰值電壓VW單元井電壓VWM1中間電壓
VWM2中間電壓Vop、SDC控制信號(hào)VR參考電壓輸入VD電阻分壓器輸入10電路12電荷泵電路14運(yùn)算放大器16鎖存電路18、20、22計(jì)時(shí)器電路R1、R2、R3、R4、R5、R6電阻Q8、Q9、Q10NMOS晶體管t1、ters、t2時(shí)間CLK時(shí)鐘脈沖信號(hào)TX1、TX2、TX3計(jì)時(shí)器的輸出信號(hào)VopL信號(hào)ERASE擦除INV1、INV2、INV3、INV4反相器Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6晶體管Q20、Q21晶體管具體實(shí)施方式
圖2A及圖2B為用于快閃存儲(chǔ)器(例如在圖1中所顯示的)的一種改進(jìn)的擦除方法的信號(hào)，其顯示對(duì)于選擇(圖2A)和非選擇(圖2B)儲(chǔ)存塊的各種節(jié)點(diǎn)的偏壓條件。
通過提高選定塊信號(hào)BKS到VCC來選擇用于擦除的儲(chǔ)存塊。在擦除過程期間擦除控制信號(hào)ERASE設(shè)于VCC。用現(xiàn)有技術(shù)的擦除方法，通用字線信號(hào)GWL0-GWL15接地(即設(shè)于0V)，意味著字線WL0-WL15設(shè)于0V。然而，不同于上文描述的現(xiàn)有技術(shù)的擦除方法，在下文更詳細(xì)地描述一示例性實(shí)施例的擦除方法中，單元井電壓VW通過至少一步增量提高到其峰值電壓VWT(例如20V)。
請(qǐng)看圖2B所示的非選定塊的信號(hào)電壓，信號(hào)BKU最初導(dǎo)通(即設(shè)于VCC)以暫時(shí)導(dǎo)通非選定塊的字線驅(qū)動(dòng)晶體管，而非如選定塊信號(hào)BKS在整個(gè)擦除周期都導(dǎo)通。因?yàn)轵?qū)動(dòng)晶體管導(dǎo)通，所以通用字線信號(hào)GWL0-GWL15傳遞到字線WL0-WL15。因此，在此期間WL0-WL15驅(qū)動(dòng)到0V。在此期間，井電壓VW也升到中間電壓VWM1，例如5V。因?yàn)樵谧志€中存在一些RC延遲，字線最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)需要一定量的時(shí)間以延遲由啟動(dòng)的驅(qū)動(dòng)晶體管驅(qū)動(dòng)的耦合到字線的任何電壓，從單元井到電壓0V。因此，非選定塊信號(hào)BKU保持導(dǎo)通足夠長(zhǎng)的時(shí)間以容許此電壓延遲，然后才斷開。在一示例性的實(shí)施例中，VW在VWM1的期間僅若干微秒，例如大約在5-20μs之間。
為了避免在非選定塊的擦除及減小在字線驅(qū)動(dòng)晶體管上的壓力，VWM1可約在3V到6V之間。應(yīng)力電場(chǎng)將從6.7MV/cm(20V/300)降到約在5.7MV/cm(17V/300)到4.7MV/cm(14V/300)之間。單元井電壓的梯度向上和梯度向下的時(shí)限比單元井電壓停在其峰電壓VWT的期間要短得多。更高的電壓VWT有更大的擦除效率。單元井保持在VWT的時(shí)期在毫秒級(jí)，而單元井電壓梯度向上和向下的發(fā)生在微秒級(jí)。
應(yīng)了解，在t1后BKU被斷開時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管斷開并且字線浮動(dòng)。單元井電壓VW然后升到其目標(biāo)電壓VWT，例如20V。在這個(gè)實(shí)施例中，浮動(dòng)字線將耦合到近似VWT-VWM1，如果VWM1是5V的話，或約15V。當(dāng)井電壓升到VWM1時(shí)，字線最初將耦合到約VWM1，但這個(gè)耦合電壓通過字線驅(qū)動(dòng)晶體管放電到0V。為簡(jiǎn)單起見，這個(gè)耦合/放電周期未在圖2B中顯示，并且當(dāng)BKU導(dǎo)通時(shí)，字線電壓顯示為0V。在這點(diǎn)后，單元井電壓VW從VWM1提高到VWT。假定VWM1是5V且VWT是20V，那么這兩個(gè)電壓差是15V。驅(qū)動(dòng)晶體管在此時(shí)間段期間是斷開的。因此，浮動(dòng)字線從在時(shí)間t1末端的約0V連接到約15V。驅(qū)動(dòng)晶體管上的電場(chǎng)應(yīng)力減到5MV/cm(15V/300)，這是可接受的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)晶體管的VGS降到約15V而不是20V。VWM1被選擇提供一可接受的電場(chǎng)值，并且因此依賴于(例如)峰目標(biāo)單元井電壓VWT和驅(qū)動(dòng)晶體管的柵電介質(zhì)層氧化物的厚度。
在此期間，即當(dāng)VW在VWT時(shí)，非選定塊的快閃存儲(chǔ)器單元從單元井(20V)到控制柵(15V)僅偏壓大約5V。在此偏壓下，擦除擾動(dòng)可忽略。單元井電壓VW維持在VWT直至擦除結(jié)束，然后下降至VSS。
當(dāng)VWT減小時(shí)，BKU在一時(shí)期內(nèi)保持較低以提供足夠的擦除時(shí)間。然而，如果VW直接下降至VSS而不導(dǎo)通BKU，那么浮動(dòng)字線可耦合到一負(fù)電壓。特別因?yàn)樵谧志€側(cè)的驅(qū)動(dòng)晶體管的PN接合面將導(dǎo)通，所以這將保持字線約在-0.5V，而不是VW通過VWM1以后一路降落到-VWM1。負(fù)電壓(例如-0.5V)的可能性至少引起鎖住相關(guān)的關(guān)注，即金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的PN接合面的不希望的導(dǎo)通。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)VW達(dá)到中間電壓VWM2時(shí)(例如5V)，即VWM2達(dá)到或高于VWM1時(shí)，BKU又導(dǎo)通。使BKU變高又導(dǎo)通非選定塊的驅(qū)動(dòng)晶體管，這反過來驅(qū)動(dòng)字線到0V，即通用字線電壓。當(dāng)VW達(dá)到VWM2時(shí)，在字線WL0-WL15的耦合電壓近似是(VWT-VWM1)-(VWT-VWM2)，即VWM2-VWM1，這被設(shè)計(jì)在0V或最好高于0V。如果VWM1是5V，那么VWM2可以是5V或更高，因此避免了任何鎖住的關(guān)注。在示例性的實(shí)施例中，VWM2高于VWM1。例如，在實(shí)施例中VWM2可以約在5V到8V之間以保證非選定字線有大于0V的電壓。
圖3是上述示例性實(shí)施例的擦除協(xié)議的控制信號(hào)圖，圖4是說明圖3控制信號(hào)圖的示例性實(shí)施例的執(zhí)行電路10的電路圖，用以產(chǎn)生改進(jìn)的單元井電壓信號(hào)VW。圖3顯示ERASE(擦除)控制脈沖在擦除過程期間高。如上所述，BKU從擦除操作開始是較高直到單元井電壓VW開始從第一中間電壓VWM1上升到目標(biāo)電壓VWT。信號(hào)BKU在單元井電壓降低于第二中間電壓VWM2以后也再次轉(zhuǎn)高。在整個(gè)擦除過程中，通用字線信號(hào)GWL0-GWL15維持在0V。正如上文所解釋的，字線WL0-WL15在BKU斷開后并當(dāng)單元井電壓VW維持在其目標(biāo)電壓VWT時(shí)耦合升到約VWT-VWM1。單元井電壓VW維持在電壓VWM1一個(gè)時(shí)期“t1”，這個(gè)時(shí)期足夠長(zhǎng)能使字線充分放電任何耦合的電壓到0V通用字線電壓。一般地講，時(shí)間t1僅少許微秒，而擦除信號(hào)(ERASE)持續(xù)少許毫秒的時(shí)間，如2ms。然后，字線電壓跟蹤單元井電壓的下降直至VSS到BKU再導(dǎo)通為止，驅(qū)動(dòng)字線到通用字線電壓0V。時(shí)間“t2”(信號(hào)BKU第二次導(dǎo)通的時(shí)期)也是幾微秒。剩余信號(hào)的定時(shí)結(jié)合圖4的電路圖一起描述。
圖4是用以產(chǎn)生圖3的信號(hào)波形VW和各種計(jì)時(shí)器信號(hào)的示例性實(shí)施例的電路10的電路/系統(tǒng)圖。電路10包括電荷泵電路12，其通過NMOS放電路徑Q4/Q5和Q6/Q5耦合。通過控制信號(hào)Vop和SDC分別導(dǎo)通放電路徑。運(yùn)算放大器14產(chǎn)生控制信號(hào)Vop，該運(yùn)算放大器有參考電壓輸入VR和電阻分壓器輸入VD。電路10包括三個(gè)電阻分壓器，其分別通過晶體管Q1、Q2和Q3選擇性地耦合到節(jié)點(diǎn)VD，這些晶體管分別回應(yīng)控制信號(hào)“非TX1”、“TX1和非TX2”以及“TX2”。第一電阻分壓器包括電阻R1和R2；第二電阻分壓器包括R3和R4；以及第三電阻分壓器包括電阻R5和R6。每一分壓器分別通過NMOS晶體管Q8、Q9、Q10在單元井電壓VW和接地電壓(VSS)之間連接。NMOS Q7回應(yīng)控制信號(hào)SDC接地節(jié)點(diǎn)VD。在一個(gè)實(shí)施例中，電路10也包括下文更詳細(xì)描述的三個(gè)計(jì)時(shí)器電路18、20和22。
在一示例性的實(shí)施例中，電阻R1至R6有以下的比例R2/(R1+R2)×VWM1＝VD＝VRR4/(R3+R4)×VWT＝VD＝VRR6/(R5+R6)×VWM2＝VD＝VR
電阻可被設(shè)計(jì)在約百萬歐姆以控制通過這些電阻的電流在約10μA。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，假定VWM1是5V，VWT是20V，VWM2是5V且VR是1.2V。如果每一個(gè)分壓器的底電阻R2、R4、R6設(shè)置在200KΩ，那么電阻R1、R3和R5分別是0.633MΩ、3.13MΩ和0.633MΩ。
正如下文更詳細(xì)所描述的，當(dāng)分壓器被耦合到節(jié)點(diǎn)VD時(shí)，電荷泵電路12接通并且放電路徑Q4/Q5在使用中，分壓器、電荷泵和運(yùn)算放大器起穩(wěn)壓電源的作用，根據(jù)需要，例如維持電壓VW在電壓電平VWM1或VWT。
泵電路12是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的。在一個(gè)實(shí)施例中，泵電路12包括一個(gè)兩相位或者四相位的泵電路。
當(dāng)擦除時(shí)期開始時(shí)，圖4中的信號(hào)ERASE(對(duì)應(yīng)于圖3中信號(hào)ERASE)較高。有三個(gè)計(jì)時(shí)器18、20和22計(jì)時(shí)間t1、ters和t2。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算器包括波紋計(jì)時(shí)器，雖然其它種類的計(jì)時(shí)器很容易替代。時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK是具有固定周期的系統(tǒng)時(shí)鐘。當(dāng)發(fā)送至計(jì)時(shí)器的輸入信號(hào)在較高狀態(tài)時(shí)，計(jì)時(shí)器將啟動(dòng)以計(jì)其指派的時(shí)間。這些計(jì)時(shí)器的輸出信號(hào)(TX1、TX2和TX3)在較低狀態(tài)起始。當(dāng)擦除操作開始時(shí)，ERASE活動(dòng)并且通過ERASE和非TX2啟動(dòng)VW泵電路。從圖3可見，信號(hào)非TX1在信號(hào)BKU第一導(dǎo)通期間是接通的。在此時(shí)間期間，圖4的泵電路12起作用。泵電路12提供擦除脈沖電壓VW。VW逐漸升到VWM1，晶體管Q1由信號(hào)非TX1導(dǎo)通，從電阻分壓器R1、R2到圖4的比較器/運(yùn)算放大器14的輸入節(jié)點(diǎn)(圖4中標(biāo)識(shí)的節(jié)點(diǎn)VD)通過電阻分壓器信號(hào)與參考電壓VR比較?；貞?yīng)此比較，運(yùn)算放大器14輸出信號(hào)Vop。當(dāng)VW達(dá)到VWM1時(shí)，信號(hào)Vop將變高，并觸發(fā)計(jì)時(shí)器18開始計(jì)時(shí)，這在下文更詳細(xì)地描述。Vop是較低，直到VW達(dá)到VWM1。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，充電泵12繼續(xù)升高電壓VW直到一個(gè)放電路徑被激發(fā)，即通過高Vop或下文描述的高信號(hào)SDC來激發(fā)。
由于串聯(lián)NMOS晶體管Q4和Q5的VW泄漏路徑將放電VW，故Vop信號(hào)將在高與低之間觸發(fā)。只要VW降到低于VWM1，Vop就觸發(fā)到低位以斷開這個(gè)泄漏路徑。如在鎖存電路16中所示，第一正Vop將被鎖住為VopL信號(hào)，并且計(jì)時(shí)器18開始計(jì)時(shí)。因此，VW在一時(shí)間期間“t1”被調(diào)節(jié)在VWM1，此后計(jì)時(shí)器18導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)TX1。如上文結(jié)合圖2B所解釋的，時(shí)間t1經(jīng)設(shè)置以等待非選定字線穩(wěn)定到0V，因?yàn)槊恳粭l字線的最遠(yuǎn)端對(duì)字線驅(qū)動(dòng)晶體管有RC延遲。由于ERASE較低，所以最初將信號(hào)VopL設(shè)置為較低狀態(tài)。ERASE的較低狀態(tài)將導(dǎo)通Q21晶體管并通過兩個(gè)反相器INV2和INV4將VopL設(shè)于較低狀態(tài)。當(dāng)ERASE導(dǎo)通和Q21斷開時(shí)，INV2和INV3將鎖住這個(gè)狀態(tài)。一旦Vop較高，由于Q20導(dǎo)通，所以電源信號(hào)VCC傳到VopL，并且VopL鎖在較高狀態(tài)直到ERASE再次斷開。
在計(jì)時(shí)器18計(jì)到時(shí)間t1后，如圖3所示，開通計(jì)時(shí)器信號(hào)TX1，晶體管Q1截止，并且信號(hào)TX1和非TX2導(dǎo)通。信號(hào)TX1和非TX2觸發(fā)單元井電壓VW到其目標(biāo)電壓VWT的導(dǎo)通。有信號(hào)TX1和非TX2接通，晶體管Q2導(dǎo)通以從電阻分壓器R3、R4傳遞電阻分壓器信號(hào)到運(yùn)算放大器14的輸入節(jié)點(diǎn)VD。在這個(gè)時(shí)間期間，VW將被調(diào)節(jié)在VWT。Vop將在高與低之間觸發(fā)以執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)。導(dǎo)通TX1觸發(fā)計(jì)時(shí)器20以開始計(jì)時(shí)，并且計(jì)到時(shí)間“ters”期滿為止。在時(shí)間ters后，然后信號(hào)TX2啟動(dòng)，觸發(fā)VW從電壓電平VWT到VSS梯度下降。
當(dāng)TX2活動(dòng)時(shí)，擦除操作將結(jié)束或者大致結(jié)束，并且泵電路12被停用。晶體管Q2截止，從運(yùn)算放大器輸入節(jié)點(diǎn)VD斷開電阻分壓器R3、R4。啟動(dòng)信號(hào)TX2，因此NMOS Q3導(dǎo)通以容許檢測(cè)何時(shí)單元井電壓VW放電到電阻分壓器R5、R6設(shè)置的電壓電平VWM2。在VW達(dá)到VWM2前，Vop輸出信號(hào)較高，當(dāng)來自第三電阻分壓器的VD超過VR時(shí)，那么泄漏路徑Q4、Q5導(dǎo)通以放電VW。當(dāng)VW達(dá)到VWM2時(shí)，VD降落到VR下并且Vop將切換為較低。Vop的低電平和信號(hào)TX2的高電平觸發(fā)另一個(gè)計(jì)時(shí)器(計(jì)時(shí)器22)起作用，即開始計(jì)時(shí)，非選定塊信號(hào)BKU活動(dòng)并且字線通過字線驅(qū)動(dòng)器晶體管短路到接地。
存在RC延遲以等待字線最遠(yuǎn)端放電到接地電壓，雖然為簡(jiǎn)明起見未在圖中顯示。因此，這個(gè)計(jì)時(shí)器22計(jì)時(shí)間“t2”解決這個(gè)RC延遲。在t2期間，信號(hào)SDC啟動(dòng)以通過NMOS串聯(lián)晶體管Q6和Q5放電VW。通過導(dǎo)通晶體管Q7，拉VD信號(hào)到接地電壓。因此Vop保持在低態(tài)，因?yàn)檫\(yùn)算放大器14的節(jié)點(diǎn)VD的電壓低于參考電壓VR。
當(dāng)計(jì)時(shí)器22計(jì)到時(shí)間t2時(shí)啟動(dòng)信號(hào)TX3。TX3的啟動(dòng)斷開了ERASE和SDC。時(shí)間t2定時(shí)至少取決于兩個(gè)因素。一個(gè)因素是放電單元井電荷所需的時(shí)間，VW×Cw，其中Cw是單元井電容。最好選擇晶體管Q5和Q6的大小以在幾微秒之內(nèi)放電此電荷。另一因素是放電字線的時(shí)間，字線被VW的放電耦合下來。RC延遲大約5到20μs，所以t2定時(shí)大約10-20μs。接通信號(hào)TX3用來斷開ERASE信號(hào)，例如使用簡(jiǎn)單的開關(guān)電路(圖中未示出)。然后擦除控制信號(hào)ERASE斷開，并且ERASE的斷開狀態(tài)斷開了信號(hào)TX1、TX2和TX3。因此，信號(hào)TX3是脈沖信號(hào)。在實(shí)施例中，信號(hào)ERASE可由狀態(tài)機(jī)產(chǎn)生。
圖4的電路很容易實(shí)現(xiàn)快閃存儲(chǔ)器裝置來執(zhí)行此示例性實(shí)施例的擦除方法。在梯度上升到目標(biāo)擦除電壓期間通過調(diào)節(jié)單元井電壓，保護(hù)非選擇的儲(chǔ)存塊的字線驅(qū)動(dòng)晶體管能免除不希望的電壓應(yīng)力，這對(duì)快閃存儲(chǔ)器裝置的關(guān)注與日俱增，特別對(duì)于增長(zhǎng)的存儲(chǔ)器密度。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述快閃存儲(chǔ)器單元組織成為可選擇儲(chǔ)存塊，所述擦除步驟包括施加擦除脈沖電壓到至少一個(gè)選定和至少一個(gè)非選定儲(chǔ)存塊的共同偏壓?jiǎn)卧?，所述擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法包括以下步驟(a)將擦除脈沖電壓提高到低于目標(biāo)擦除脈沖電壓的第一中間電壓；(b)將擦除脈沖電壓維持在所述第一中間電壓持續(xù)第一時(shí)期；(c)在步驟(b)后，將擦除脈沖電壓提高到所述目標(biāo)擦除脈沖電壓；以及(d)在擦除操作期間內(nèi)將擦除脈沖電壓維持在所述目標(biāo)擦除脈沖電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是進(jìn)一步包括以下步驟在步驟(a)和(b)期間，啟動(dòng)與非選定儲(chǔ)存塊中的字線相關(guān)聯(lián)的選擇晶體管來選擇字線；以及施加通用字線電壓到選定的所述字線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述的通用字線電壓是接地電壓或接近接地電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是進(jìn)一步包括以下步驟在步驟(a)和(b)期間，在非選定儲(chǔ)存塊中選擇字線以施加通用字線電壓到所述字線；以及在步驟(c)和(d)期間，浮動(dòng)所述字線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是進(jìn)一步包括以下步驟在步驟(d)后，從所述目標(biāo)擦除脈沖電壓降低擦除脈沖電壓；當(dāng)擦除脈沖電壓達(dá)到低于所述目標(biāo)擦除脈沖電壓的第二中間電壓時(shí)檢測(cè)；以及回應(yīng)檢測(cè)，在非選定儲(chǔ)存塊中選擇字線以施加通用字線電壓到所述字線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述第二中間電壓大于或等于所述第一中間電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述通用字線電壓是接地電壓或者接近接地電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述通用字線電壓是接地電壓或者接近接地電壓，并且所述第一時(shí)期足夠長(zhǎng)以使所述字線大體上停在所述通用字線電壓。
9.一種快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是包括多個(gè)快閃存儲(chǔ)器單元，設(shè)置在共享共同偏壓的單元井的多個(gè)可選擇儲(chǔ)存塊中，其中通過施加擦除脈沖電壓到所述共同偏壓?jiǎn)卧畞聿脸x定塊中的快閃存儲(chǔ)器單元；以及擦除脈沖發(fā)生電路，其包括耦合到單元井電壓節(jié)點(diǎn)的電荷泵電路，所述電荷泵電路在所述單元井電壓節(jié)點(diǎn)處提供所述擦除脈沖電壓；以及響應(yīng)調(diào)節(jié)所述擦除脈沖電壓的控制信號(hào)的電壓調(diào)節(jié)器電路，所述調(diào)節(jié)器電路在第一時(shí)期內(nèi)將所述擦除脈沖電壓維持在小于目標(biāo)擦除脈沖電壓的第一中間電壓并在所述第一時(shí)期后的擦除操作期間內(nèi)將所述擦除脈沖電壓維持在所述目標(biāo)擦除脈沖電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是進(jìn)一步包括連接在所述電荷泵電路和接地節(jié)點(diǎn)之間的放電路徑，其中所述電壓調(diào)節(jié)器電路包括運(yùn)算放大器，其輸出耦合到所述放電路徑的控制節(jié)點(diǎn)，所述運(yùn)算放大器具有輸入節(jié)點(diǎn)和參考電壓節(jié)點(diǎn)；第一電阻分壓器，其連接在所述單元井電壓節(jié)點(diǎn)和接地節(jié)點(diǎn)之間，并具有輸出節(jié)點(diǎn)選擇性地耦合到所述運(yùn)算放大器的輸入節(jié)點(diǎn)，在所述第一時(shí)期內(nèi)所述第一電阻分壓器耦合到所述運(yùn)算放大器，以及第二電阻分壓器，其連接在所述單元井電壓節(jié)點(diǎn)和接地節(jié)點(diǎn)之間，并具有輸出節(jié)點(diǎn)選擇性地耦合到所述運(yùn)算放大器的輸入節(jié)點(diǎn)，所述第二電阻分壓器耦合到所述運(yùn)算放大器，并在所述第一時(shí)期后的擦除操作期間內(nèi)將擦除脈沖電壓維持在所述目標(biāo)擦除脈沖電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是進(jìn)一步包括產(chǎn)生控制信號(hào)以用于在非選定塊中選擇字線的構(gòu)件，其在所述第一時(shí)期內(nèi)施加通用字線電壓到所述字線；以及在所述第一時(shí)期后在所述非選定塊中取消選擇所述字線的構(gòu)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是進(jìn)一步包括在所述擦除操作期間后用以從所述目標(biāo)擦除脈沖電壓降低擦除脈沖電壓的構(gòu)件；當(dāng)擦除脈沖電壓達(dá)到小于所述目標(biāo)擦除脈沖電壓的第二中間電壓時(shí)用于檢測(cè)的構(gòu)件；以及響應(yīng)在所述非選定塊中選擇字線的檢測(cè)，產(chǎn)生控制信號(hào)以施加所述通用字線電壓到所述字線的構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是所述第二中間電壓大于或者等于所述第一中間電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是所述通用字線電壓是接地電壓或者接近接地電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的快閃存儲(chǔ)器裝置，其特征是所述第一時(shí)期足夠長(zhǎng)以使字線大體上落到所述通用字線電壓。
16.一種擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述快閃存儲(chǔ)器單元組織在可選擇的儲(chǔ)存塊中，所述擦除步驟包括施加擦除脈沖電壓到至少一個(gè)選定和至少一個(gè)非選定儲(chǔ)存塊的共同偏壓?jiǎn)卧?，所述方法包括以下步驟使用與非選定儲(chǔ)存塊相關(guān)聯(lián)的字線驅(qū)動(dòng)晶體管，并將非選定儲(chǔ)存塊中的字線耦合到通用字線電壓；當(dāng)所述字線耦合到所述通用字線電壓時(shí)，提高擦除脈沖電壓到低于目標(biāo)擦除脈沖電壓的第一中間電壓并且在第一時(shí)期內(nèi)將擦除脈沖電壓維持在所述第一中間電壓，所述第一時(shí)期足夠使所述字線大體上在所述通用字線電壓；以及在所述第一時(shí)期后，使用所述字線驅(qū)動(dòng)晶體管，以取消所述字線與所述通用字線電壓的耦合，將擦除脈沖電壓提高到所述目標(biāo)擦除脈沖電壓并且在擦除操作期間內(nèi)將擦除脈沖電壓維持在所述目標(biāo)擦除脈沖電壓；在所述擦除操作期間內(nèi)保護(hù)與非選定儲(chǔ)存塊相關(guān)聯(lián)的字線驅(qū)動(dòng)晶體管免于不希望的電壓應(yīng)力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述通用字線電壓是接地電壓或者接近接地電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是進(jìn)一步包括以下步驟在所述擦除操作期間后，從所述目標(biāo)擦除脈沖電壓降低擦除脈沖電壓；當(dāng)擦除脈沖電壓達(dá)到低于所述目標(biāo)擦除脈沖電壓的第二中間電壓時(shí)檢測(cè)；以及回應(yīng)檢測(cè)，在非選定儲(chǔ)存塊中選擇字線并且施加所述通用字線電壓到所述字線。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法，其特征是所述第二中間電壓大于或者等于所述第一中間電壓。
全文摘要
在一種擦除快閃存儲(chǔ)器單元的方法中，快閃存儲(chǔ)器單元組織成可選定的儲(chǔ)存塊，擦除步驟包括施加擦除脈沖電壓到至少一個(gè)選定和至少一個(gè)非選定儲(chǔ)存塊的共同偏壓的單元井上，所述方法包括以下步驟將擦除脈沖電壓提高到低于目標(biāo)擦除脈沖電壓的第一中間電壓；在第一時(shí)期內(nèi)將擦除脈沖電壓維持在第一中間電壓；在第一時(shí)期后，將擦除脈沖電壓提高到目標(biāo)擦除脈沖電壓；并在擦除操作期間內(nèi)，將擦除脈沖電壓維持在目標(biāo)擦除脈沖電壓。
文檔編號(hào)G11C16/06GK101034591SQ20061005865
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者陳宗仁 申請(qǐng)人:晶豪科技股份有限公司