專利名稱：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體而言涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其操作方法，更具體而言涉及一種針對(duì)擦除操作而設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其操作方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可以包括儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元陣列，所述存儲(chǔ)器單元陣列可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元塊，存儲(chǔ)器單元塊又可以包括多個(gè)單元串，單元串中包括存儲(chǔ)器單元。不同的單元串中所包括的存儲(chǔ)器單元可以與多個(gè)字線連接，那些與同一字線連接的存儲(chǔ)器單元可以稱為頁(yè)。因此，一個(gè)存儲(chǔ)器單元塊可以包括與字線相同數(shù)目的頁(yè)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可以對(duì)選自多個(gè)存儲(chǔ)器單元塊中的一個(gè)存儲(chǔ)器單元塊執(zhí)行擦除操作。當(dāng)將接地電壓(約0V)施加到選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有字線(浮置)并且將擦除電壓施加到選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱時(shí)，可以執(zhí)行擦除操作。為了改善存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布，通過(guò)使用增量式步進(jìn)脈沖擦除(ISPE)過(guò)程逐漸地升高擦除電壓來(lái)執(zhí)行擦除操作。盡管ISPE擦除操作有助于改善存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布，但是由于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的集成密度提高，在改善被擦除的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布方面存在限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種可以改善擦除閾值電壓分布的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其操作方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種操作半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的方法，包括以下步驟:執(zhí)行整體擦除操作以使選中的存儲(chǔ)器單元塊中的與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都變得比第一目標(biāo)電平更低；執(zhí)行擦除操作以使與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓變得比第二目標(biāo)電平更低；以及執(zhí)行擦除操作以使與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓變得比第二目標(biāo)電平更低，其中所述第二目標(biāo)電平比所述第一目標(biāo)電平低。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括:存儲(chǔ)器單元塊，所述存儲(chǔ)器單元塊包括與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元；電路組，所述電路組被配置成對(duì)所述存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作；以及控制電路，所述控制電路被配置成在擦除操作期間控制電路組以擦除與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括:存儲(chǔ)器單元塊，所述存儲(chǔ)器單元塊包括與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元；電路組，所述電路組被配置成對(duì)存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作；以及控制電路，所述控制電路被配置成控制所述電路組以將所述存儲(chǔ)器單元塊中所包括的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都降低到最多第一目標(biāo)電平、將與偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓降低到最多第二目標(biāo)電平、以及將與奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓降低到最多第二目標(biāo)電平，其中所述第二目標(biāo)電平比所述第一目標(biāo)電平低。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)了解本發(fā)明的上述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擦除方法的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖；圖2是圖1的存儲(chǔ)器單元陣列的具體電路圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擦除方法的流程圖；以及圖4A至圖4C是示出采用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擦除方法的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，附圖示出本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以采用不同的方式來(lái)實(shí)施，而不應(yīng)理解為限于本文所提供的實(shí)施例。確切地說(shuō)，提供這些實(shí)施例使得本說(shuō)明書(shū)清楚且完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擦除方法的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖。參見(jiàn)圖1，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可以包括存儲(chǔ)器單元陣列110以及對(duì)控制電路組130-180進(jìn)行控制的控制電路120，所述控制電路組130-180被配置成對(duì)存儲(chǔ)器單元陣列110中所包括的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行編程操作、讀取操作或擦除操作，以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置選中的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓電平。在NAND快閃器件中，電路組可以包括電壓發(fā)生電路130、行譯碼器140、頁(yè)緩沖器組150、列選擇電路160、輸入/輸出(I/O)電路170、以及通過(guò)/失敗判定電路180。存儲(chǔ)器單元陣列110可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元塊，每個(gè)存儲(chǔ)器單元塊可以包括多個(gè)單元串，單元串中包括存儲(chǔ)器單元，存儲(chǔ)器單元又可以與多個(gè)字線連接。與同一字線連接的存儲(chǔ)器單元可以稱為頁(yè)。每個(gè)存儲(chǔ)器單元塊的具體配置將參照?qǐng)D2描述。 控制電路120可以響應(yīng)于命令信號(hào)CMD而在內(nèi)部輸出編程操作信號(hào)PGM、讀取操作信號(hào)READ或擦除操作信號(hào)ERASE，以及用于對(duì)頁(yè)緩沖器組150中所包括的頁(yè)緩沖器進(jìn)行控制所需的頁(yè)緩沖器信號(hào)PB SIGNALS?？刂齐娐?20可以響應(yīng)于地址信號(hào)ADD而在內(nèi)部輸出行地址信號(hào)RADD和列地址信號(hào)CADD。另外,控制電路120可以在編程操作或擦除驗(yàn)證操作期間響應(yīng)于由通過(guò)/失敗判定電路180輸出的檢查信號(hào)CS來(lái)判定選中的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓是否達(dá)到目標(biāo)電平，以及判定要再次執(zhí)行編程操作或擦除操作還是編程操作或擦除操作完成。具體地，控制電路120可以根據(jù)編程操作、讀取操作或擦除操作來(lái)控制電路組130、140、150、160、170和180。具體地，在擦除操作期間，控制電路120可以控制電路組130、140、150、160、170和180，使得在對(duì)偶數(shù)字線組或奇數(shù)字線組中所包括的存儲(chǔ)器單元進(jìn)行擦除之后對(duì)其余的字線組中所包括的存儲(chǔ)器單元進(jìn)行擦除。
電壓發(fā)生電路130可以響應(yīng)于作為控制電路120的內(nèi)部命令信號(hào)的操作信號(hào)PGM、READ和ERASE而將對(duì)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程、讀取或擦除所需的操作電壓輸出至全局線。當(dāng)要對(duì)存儲(chǔ)器單元編程時(shí)，電壓發(fā)生電路130可以將編程操作所需的操作電壓(例如，Vpgm、Vpass和Vread)輸出至全局線。行譯碼器140可以響應(yīng)于控制電路120的行地址信號(hào)RADD而將電壓發(fā)生電路130所產(chǎn)生的操作電壓傳送至選中的存儲(chǔ)器單元塊的局部線DSL、SSL和WL[n:0]。頁(yè)緩沖器組150可以檢測(cè)存儲(chǔ)器單元的編程狀態(tài)或擦除狀態(tài)，并且可以包括分別與存儲(chǔ)器單元陣列110的位線BL連接的多個(gè)頁(yè)緩沖器。頁(yè)緩沖器組150可以響應(yīng)于控制電路120所輸出的頁(yè)緩沖器信號(hào)PB SIGNALS而將用于在存儲(chǔ)器單元陣列110的存儲(chǔ)器單元中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)所需的電壓施加至相應(yīng)的位線BL。具體地，頁(yè)緩沖器組150可以在存儲(chǔ)器單元的編程操作、擦除操作或讀取操作期間對(duì)位線BL預(yù)充電，或者鎖存與存儲(chǔ)器單元的閾值電壓電平相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)(可以根據(jù)位線BL的電壓上的變化而檢測(cè)到)。例如，在編程操作期間，頁(yè)緩沖器組150可以根據(jù)輸入至鎖存器的數(shù)據(jù)而將諸如OV的編程允許電壓或諸如Vcc的編程禁止電壓施加至位線BL。在讀取操作期間，頁(yè)緩沖器組150可以檢測(cè)位線BL根據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)而變化的電壓，并且讀取儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)。在擦除操作期間，頁(yè)緩沖器組150可以將諸如Vcc的擦除允許電壓施加至位線BL。列選擇電路160可以響應(yīng)于控制電路120所輸出的列地址信號(hào)CADD而經(jīng)由列線CL來(lái)選擇頁(yè)緩沖器組150中所包括的頁(yè)緩沖器、經(jīng)由列線CL來(lái)接收鎖存在選中的頁(yè)緩沖器中的數(shù)據(jù)、以及將鎖存的數(shù)據(jù)傳送至通過(guò)/失敗判定電路180。為了在編程操作期間將外部施加的數(shù)據(jù)DATA輸入到頁(yè)緩沖器組150的頁(yè)緩沖器，I/O電路170可以在控制電路120的控制下將數(shù)據(jù)DATA傳送到列選擇電路160。列選擇電路160可以將接收到的數(shù)據(jù)DATA順序地傳送到頁(yè)緩沖器組150的頁(yè)緩沖器，并且頁(yè)緩沖器可以將接收到的數(shù)據(jù)DATA儲(chǔ)存在相應(yīng)的內(nèi)部鎖存器中。在讀取操作期間，I/O電路170可以經(jīng)由列選擇電路160向外部輸出從頁(yè)緩沖器組150的頁(yè)緩沖器傳送的數(shù)據(jù)DATA。通過(guò)/失敗判定電路180可以根據(jù)在編程操作或擦除操作之后所執(zhí)行的驗(yàn)證操作期間輸入的數(shù)據(jù)而將判定結(jié)果作為檢查信號(hào)CS輸出至每個(gè)單元串，或者輸出與選中的字線連接的存儲(chǔ)器單元的編程操作或擦除操作的通過(guò)/失敗信號(hào)(PFS)。圖2是圖1的存儲(chǔ)器單元陣列110的具體電路圖。參見(jiàn)圖2，由于存儲(chǔ)器單元陣列110可以包括具有相同配置的多個(gè)存儲(chǔ)器單元塊，因此僅介紹多個(gè)存儲(chǔ)器單元塊中的一個(gè)。存儲(chǔ)器單元塊可以包括多個(gè)單元串STe和STo。一些單元串STe和STo可以指定作為儲(chǔ)存編程數(shù)據(jù)的主串，而一些其余的串STe和STo可以指定作為儲(chǔ)存用于操作所需的數(shù)據(jù)的標(biāo)記串。每個(gè)標(biāo)記串中所包括的單元可以具有與存儲(chǔ)器單元相同的配置。為了簡(jiǎn)便，圖2僅示出了主串。單元串STe和STo可以根據(jù)布置順序而分為偶數(shù)編號(hào)的單元串STe或奇數(shù)編號(hào)的單元串STo，并且它們可以具有相同的配置。各偶數(shù)單元串STe和奇數(shù)單元串STo可以包括與公共源極線CSL連接的源極選擇晶體管SST、多個(gè)存儲(chǔ)器單元R)至Fn、以及與偶數(shù)位線BLe或奇數(shù)位線BLo連接的漏極選擇晶體管DST。與偶數(shù)單元串STe連接的位線可以稱為偶數(shù)位線BLe，而與奇數(shù)單元串STo連接的位線可以稱為奇數(shù)位線BLo。偶數(shù)單元串STe和奇數(shù)單元串STo中所包括的源極選擇晶體管SST的柵極可以共同連接至源極選擇線SSL，偶數(shù)單元串STe和奇數(shù)單元串STo中所包括的存儲(chǔ)器單元至Fn的柵極可以分別共同連接至字線WLO至WLn，偶數(shù)單元串STe和奇數(shù)單元串STo中所包括的漏極選擇晶體管DST的柵極可以共同連接至漏極選擇線DSL。在字線WLO至WLn之中，偶數(shù)編號(hào)的字線WLO、WL2、…以及WLn可以稱為偶數(shù)字線WLe，而奇數(shù)編號(hào)的字線WL1、WL3、…以及WLn-1可以稱為奇數(shù)字線WLo。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，選中的存儲(chǔ)器單元塊中的所有偶數(shù)字線WLe可以歸為一組并且被指定作為第一字線組，其余的奇數(shù)字線WLo可以歸為另一組并且可以被指定作為第二字線組，可以對(duì)第一字線組和第二字線組中的每個(gè)執(zhí)行擦除操作。現(xiàn)在將描述具體的擦除方法。圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擦除方法的流程圖。參見(jiàn)圖3，擦除操作可以包括順序地執(zhí)行選中的存儲(chǔ)器單元塊的整體擦除操作310、選中的存儲(chǔ)器單元塊的第一字線組擦除操作320、以及選中的存儲(chǔ)器單元塊的第二字線組擦除操作330。第一字線組擦除操作320和第二字線組擦除操作330可以按照相反的順序執(zhí)行。可以通過(guò)在長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)連續(xù)地將擦除電壓施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱來(lái)執(zhí)行各擦除操作310、3 20和330，或者利用逐漸升高擦除電壓的增量步進(jìn)脈沖擦除(ISPE)過(guò)程來(lái)執(zhí)行各擦除操作310、320和330以減小閾值電壓的分布寬度。整體擦除操作310可以包括重復(fù)第一擦除步驟S301、第一擦除驗(yàn)證步驟S302以及擦除電壓升高步驟S303直到選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都變得比第一目標(biāo)電平更低。下面將詳細(xì)描述各步驟S301、S302和S303。在第一擦除步驟S301中，可以選中要擦除的存儲(chǔ)器單元塊，可以將具有接地電平的電壓施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有字線(參見(jiàn)圖2的WLe和WLo )，并且可以將擦除電壓施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱。在第一擦除驗(yàn)證步驟S302中，驗(yàn)證選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓以檢查電壓是否低于第一目標(biāo)電平，所述第一目標(biāo)電壓電平可以設(shè)置在約OV至約-1V的范圍內(nèi)，但是優(yōu)選地設(shè)置為約0V。具體地，可以對(duì)所有位線(參見(jiàn)圖2的BLe和BLo)預(yù)充電，可以將第一驗(yàn)證電壓施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有字線(參見(jiàn)圖2的WLe和WLo)，并且通過(guò)在位線BLe和BLo中檢查存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓以檢查電壓是否低于第一目標(biāo)電平。當(dāng)至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓不低于第一目標(biāo)電平并且在第一擦除驗(yàn)證步驟S302中判定驗(yàn)證結(jié)果為失敗時(shí)，可以將擦除電壓升高步進(jìn)電壓那么大并且可以將其施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱以再次執(zhí)行第一擦除步驟S301。以上述方式，可以重復(fù)步驟S301、S302和S303直到選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都比第一目標(biāo)電平低，此時(shí)可以執(zhí)行第一字線組擦除操作320或第二字線組擦除操作330。第一字線組擦除操作320可以包括在選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有字線之中選擇字線，并且對(duì)與選中的字線連接的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作和擦除驗(yàn)證操作。第一字線組可以包括選中的存儲(chǔ)器單元塊的字線中的偶數(shù)字線WLe。第一字線組擦除操作320可以包括重復(fù)第二擦除步驟S304、第二擦除驗(yàn)證步驟S305以及擦除電壓升高步驟S306直到與第一字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于第二目標(biāo)電平，所述第二目標(biāo)電平比第一目標(biāo)電平低。下面將詳細(xì)描述各步驟S304、S305和S306。在第二擦除步驟S304中，為了僅擦除與偶數(shù)位線(參見(jiàn)圖2的WLe)連接的存儲(chǔ)器單元，可以將具有接地電平的電壓施加至偶數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLe)，并且其余的奇數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLo)可以浮置。之后，可以通過(guò)將擦除電壓施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱來(lái)降低與第一字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元的閾值電壓。在第二擦除驗(yàn)證步驟S305中，驗(yàn)證與第一字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓以檢查電壓是否低于第二目標(biāo)電平，所述第二目標(biāo)電平可以設(shè)置在比第一目標(biāo)電平更低的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，考慮到整體擦除操作310的第一目標(biāo)電平與第二目標(biāo)電平之間的余量，第二目標(biāo)電平可以設(shè)置成比約-2V更低的電平。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在本實(shí)施例中第二目標(biāo)電平被設(shè)置為約-2V。然而，第二目標(biāo)電平可以根據(jù)存儲(chǔ)器件而在更低的第一目標(biāo)電平的條件下有所不同。具體地，第二擦除驗(yàn)證步驟S305可以包括對(duì)所有位線(參見(jiàn)圖2的BLe和BLo)預(yù)充電、將與第二目標(biāo)電平相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證電壓(例如，約-2V)施加至偶數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLe)、將驗(yàn)證通過(guò)電壓(例如，約5V)施加至其余的奇數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLo)、以及通過(guò)在位線BLe和BLo上檢查與偶數(shù)字線WLe連接的存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證與第一字線組連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓是否低于第二目標(biāo)電平。當(dāng)在第二擦除驗(yàn)證步驟S305中判定出與第一字線組連接的存儲(chǔ)器單元中的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓不低于第二目標(biāo)電平時(shí)，可以將擦除電壓升高步進(jìn)電壓那么大并且可以將其施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱以對(duì)第一字線組的存儲(chǔ)器單元再次執(zhí)行第二擦除步驟S304。以上述方式，可以重復(fù)步驟S304、S305和S306直到與存儲(chǔ)器單元塊的第一字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于第二目標(biāo)電平，此時(shí)可以對(duì)其余的字線組執(zhí)行第二字線組擦除操作330?？梢詫?duì)除連接到偶數(shù)字線WLe之外的與奇數(shù)字線WLo連接的所有存儲(chǔ)器單元執(zhí)行第二字線組擦除操作330，可以對(duì)與第二字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作和擦除驗(yàn)證操作。第二字線組擦除操作330可以包括重復(fù)第三擦除步驟S307、第三擦除驗(yàn)證步驟S308和擦除電壓升高步驟S309直到與第二字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于第二目標(biāo)電平。下面將詳細(xì)描述各步驟S307、S308和S309。在第三擦除步驟S307中，為了僅對(duì)與奇數(shù)字線WLo連接的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作和擦除驗(yàn)證操作，將具有接地電平的電壓施加至奇數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLo)，并且其余的偶數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLe)可以浮置。之后，可以將擦除電壓施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱以降低與第二字線組連接的所有存儲(chǔ)器單元的閾值電壓。在第三擦除驗(yàn)證步驟S308中，驗(yàn)證第二字線組的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓以檢查電壓是否低于第二目標(biāo)電平，所述第二目標(biāo)電平可以被設(shè)置成與第二字線組擦除操作320的目標(biāo)電平相同的電平。具體地，第三擦除驗(yàn)證步驟S308可以包括對(duì)所有位線(參見(jiàn)圖2的BLe和BLo)預(yù)充電、將與第二目標(biāo)電平相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證電壓(例如，約-2V)施加至奇數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLo)、將驗(yàn)證通過(guò)電壓(例如，約5V)施加至其余的偶數(shù)字線(參見(jiàn)圖2的WLe)、以及通過(guò)在位線BLe和BLo中檢查與奇數(shù)字線WLo連接的存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證與第二字線組連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓是否低于第二目標(biāo)電平。當(dāng)在第三擦除驗(yàn)證步驟S308中判定出與第二字線組連接的存儲(chǔ)器單元中的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓不低于第二目標(biāo)電平時(shí)，可以將擦除電壓升高步進(jìn)電壓那么大并且可以將其施加至選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱以對(duì)第二字線組的存儲(chǔ)器單元再次執(zhí)行第三擦除步驟S307。以上述方式，可以重復(fù)步驟S307、S308和S309直至存儲(chǔ)器單元塊的第二字線組中所包括的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于第二目標(biāo)電平，此時(shí)可以完成選中的存儲(chǔ)器單元塊的擦除操作。圖4A至圖4C是示出根據(jù)基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擦除方法的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的曲線圖。圖4A示出在參照?qǐng)D3描述的整體擦除步驟310中存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布，圖4B示出在參照?qǐng)D3描述的第一字線組擦除步驟320中存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布，圖4C示出在參照?qǐng)D3描述的第二字線組擦除步驟330中存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布。參見(jiàn)圖4A，當(dāng)如以上參照?qǐng)D3所述完成了選中的存儲(chǔ)器單元塊的整體擦除步驟310時(shí)，選中的存儲(chǔ)器單元塊中所包括的每個(gè)存儲(chǔ)器單元E/0可以具有低于第一目標(biāo)電平的第一閾值電壓分布401。選中的存儲(chǔ)器單元塊中的與偶數(shù)字線WLe連接的存儲(chǔ)器單元E的閾值電壓和與奇數(shù)字線WLo連接的存儲(chǔ)器單元0的閾值電壓可以沿著具有最低閾值電壓的第一電平與具有最高閾值電壓的第一目標(biāo)電平之間的第一閾值電壓分布401分布。參見(jiàn)圖4B，當(dāng)如以上參照?qǐng)D3所述完成了第一字線組擦除步驟320時(shí)，選中的存儲(chǔ)器單元塊的存儲(chǔ)器單元中的與偶數(shù)字線WLe連接的存儲(chǔ)器單元E可以具有低于第一閾值電壓分布401的第二閾值電壓分布402。在這種情況下，與奇數(shù)字線WLo連接的存儲(chǔ)器單元0的閾值電壓可以保持第一閾值電壓分布401,或者可以分布在第一閾值電壓分布401與第二閾值電壓分布402之間。在與偶數(shù)字線WLe連接的存儲(chǔ)器單元E的第二閾值電壓分布402中，具有最低閾值電壓的單元的閾值電壓電平可以稱為第二電平，而具有最高閾值電壓的單元的閾值電壓可以稱為第二目標(biāo)電平。由于在擦除操作期間所有存儲(chǔ)器單元都受到具有相同電平的擦除電壓的影響，因此電壓電平較高的單元可以比電壓電平較低的單元在閾值電壓上具有更大的變化寬度。具有最高電平的單元之間的閾值電壓的差(可以等于第一目標(biāo)電平減去第二目標(biāo)電平所得的值)可以大于具有最低電平的單元之間的閾值電壓的差(可以等于第一電平減去第二電平所得的值)。因此，第一字線組的存儲(chǔ)器單元E的閾值電壓分布402可以具有比第二字線組的存儲(chǔ)器單元0的閾值電壓分布401更小的寬度。參見(jiàn)圖4C，當(dāng)如以上參照?qǐng)D3所述完成了第二字線組擦除操作330時(shí)，選中的存儲(chǔ)器單元塊的存儲(chǔ)器單元之中的與奇數(shù)字線WLo連接的存儲(chǔ)器單元0也可以具有閾值電壓分布402。因此，選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有存儲(chǔ)器單元都可以具有寬度比第一閾值電壓分布401更小的第二閾值電壓分布402。當(dāng)被擦除的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布的寬度如上述那樣減小時(shí)，可以在后續(xù)的編程操作期間減小閾值電壓的變化寬度，由此在編程操作期間改善閾值電壓分布。根據(jù)本發(fā)明，可以將存儲(chǔ)器單元塊的多個(gè)字線分組，并且可以對(duì)每個(gè)字線組執(zhí)行擦除操作，由此改善擦除閾值電壓的分布。因此，可以在后續(xù)的編程操作期間改善存儲(chǔ)器單兀的編程閾值電壓分布。在附圖和說(shuō)明書(shū)中，公開(kāi)了本發(fā)明的各種實(shí)施例，盡管采用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是使用這些術(shù)語(yǔ)僅是一般性和描述性的意義，而沒(méi)有限制性的目的。至于本發(fā)明的范圍，在所附權(quán)利要求中闡述。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種操作半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的方法，所述方法包括以下步驟: 執(zhí)行整體擦除操作以使選中的存儲(chǔ)器單元塊中的與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于第一目標(biāo)電平； 執(zhí)行擦除操作以使與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓低于第二目標(biāo)電平；以及 執(zhí)行擦除操作以使與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓低于所述第二目標(biāo)電平， 其中，所述第二目標(biāo)電平比所述第一目標(biāo)電平更低。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述整體擦除操作包括:重復(fù)第一擦除步驟、第一擦除驗(yàn)證步驟、以及擦除電壓升高步驟，直到所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于所述第一目標(biāo)電平。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一擦除步驟包括:將具有接地電平的電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有字線，并且將擦除電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一擦除驗(yàn)證步驟包括:對(duì)所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有位線預(yù)充電、將第一驗(yàn)證電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有字線、以及通過(guò)在所述位線中檢查所有存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓是否都低于所述第一目標(biāo)電平。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述擦除電壓升高步驟包括:當(dāng)在所述第一擦除驗(yàn)證步驟中判定出所述存儲(chǔ)器單元中的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓不低于所述第一目標(biāo)電平時(shí)，將擦除電壓升高步進(jìn)電壓那么大。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作的步驟包括:重復(fù)第二擦除步驟、第二擦除驗(yàn)證步驟、以及擦除電壓升高步驟，直到與所述偶數(shù)字線連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于所述第二目標(biāo)電平。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二擦除步驟包括:將具有接地電平的電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的偶數(shù)字線、將其余的奇數(shù)字線浮置、以及將擦除電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二擦除驗(yàn)證步驟包括:對(duì)所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有位線預(yù)充電、將與所述第二目標(biāo)電平相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證電壓施加至所述偶數(shù)字線、將驗(yàn)證通過(guò)電壓施加至所述其余的奇數(shù)字線、以及通過(guò)在所述位線中檢查與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓是否低于所述第二目標(biāo)電平。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述擦除電壓升高步驟包括:當(dāng)在所述第二擦除驗(yàn)證步驟中判定出與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元中的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓不低于所述第二目標(biāo)電平時(shí)，將擦除電壓升高步進(jìn)電壓那么大。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作的步驟包括:重復(fù)第三擦除步驟、第三擦除驗(yàn)證步驟、以及擦除電壓升高步驟，直到與所述奇數(shù)字線連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于所述第二目標(biāo)電平。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第三擦除步驟包括:將具有接地電平的電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的奇數(shù)字線、將其余的偶數(shù)字線浮置、以及將擦除電壓施加至所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的阱。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第三擦除驗(yàn)證步驟包括:對(duì)所述選中的存儲(chǔ)器單元塊的所有位線預(yù)充電、將與所述第二目標(biāo)電平相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證電壓施加至所述奇數(shù)字線、將驗(yàn)證通過(guò)電壓施加至所述其余的偶數(shù)字線、以及通過(guò)在所述位線中檢查與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓是否低于所述第二目標(biāo)電平。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述擦除電壓升高步驟包括:當(dāng)在所述第三擦除驗(yàn)證步驟中判定出與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元中的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓不低于所述第二目標(biāo)電平時(shí)，將擦除電壓升高步進(jìn)電壓那么大。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一目標(biāo)電平被設(shè)置在OV至-1V的范圍內(nèi)，所述第二目標(biāo)電平被設(shè)置在比-1V更低的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以相反的順序來(lái)執(zhí)行與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的擦除操作以及與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的擦除操作。
16.—種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件,包括: 存儲(chǔ)器單元塊，所述存儲(chǔ)器單元塊包括與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元; 電路組，所述電路組被配置成對(duì)所述存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作；以及控制電路，所述控制電路被配置成在所述擦除操作期間控制所述電路組以擦除與所述偶數(shù)字線和所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元。
17.一種半導(dǎo)體存 儲(chǔ)器件，包括: 存儲(chǔ)器單元塊，所述存儲(chǔ)器單元塊包括與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元; 電路組，所述電路組被配置成對(duì)所述存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作；以及控制電路，所述控制電路被配置成控制所述電路組以將所述存儲(chǔ)器單元塊中所包括的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都降低到最多第一目標(biāo)電平、將與所述偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓降低到最多第二目標(biāo)電平、將與所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓降低到最多所述第二目標(biāo)電平，其中，所述第二目標(biāo)電平比所述第一目標(biāo)電平更低。
18.如權(quán)利要求17所述的器件，其中，所述控制電路控制所述電路組以在對(duì)與所述偶數(shù)字線或所述奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行擦除操作之前還對(duì)所述存儲(chǔ)器單元塊中所包括的所有存儲(chǔ)器單元執(zhí)行整體擦除操作。
19.如權(quán)利要求18所述的器件，其中，所述控制電路控制所述電路組以使在所述整體擦除操作期間所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于所述第一目標(biāo)電平，并且所述控制電路控制所述電路組以使與選中的字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓低于所述第二目標(biāo)電平， 其中，所述第二目標(biāo)電平比所述第一目標(biāo)電平更低。
20.如權(quán)利要求17所述的器件，其中，所述電路組包括: 電壓發(fā)生電路，所述電壓發(fā)生電路被配置成響應(yīng)于與所述控制電路的內(nèi)部命令信號(hào)相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)來(lái)產(chǎn)生用于編程操作、讀取操作或擦除操作所需的操作電壓，以及將所述操作電壓輸出至全局線； 行譯碼器，所述行譯碼器被配置成將所述電壓發(fā)生電路產(chǎn)生的操作電壓傳送至選中的存儲(chǔ)器單元塊的局部線； 頁(yè)緩沖器組，所述頁(yè)緩沖器組被配置成檢測(cè)所述存儲(chǔ)器單元的編程狀態(tài)或擦除狀態(tài)，在所述編程操作、所述讀取操作或所述擦除操作期間對(duì)與所述存儲(chǔ)器單元塊連接的位線預(yù)充電，或者根據(jù)所述位線的電壓上的變化來(lái)鎖存與檢測(cè)到的所述存儲(chǔ)器單元的閾值電壓電平相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)； 列選擇電路，所述列選擇電路被 配置成選擇所述頁(yè)緩沖器組中所包括的多個(gè)頁(yè)緩沖器；以及 輸入/輸出電路，所述輸入/輸出電路被配置成將外部輸入的數(shù)據(jù)傳送到所述列選擇電路，或者向外部輸出從所述列選擇電路傳送的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其操作方法。所述方法包括以下步驟執(zhí)行整體擦除操作以使選中的存儲(chǔ)器單元塊中的與偶數(shù)字線和奇數(shù)字線連接的所有存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓都低于第一目標(biāo)電平；執(zhí)行擦除操作以使與偶數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓低于第二目標(biāo)電平，所述第二目標(biāo)電平比第一目標(biāo)電平更低；執(zhí)行擦除操作以使與奇數(shù)字線連接的存儲(chǔ)器單元的每個(gè)閾值電壓低于第二目標(biāo)電平。
文檔編號(hào)G11C16/06GK103177760SQ20121046010
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者盧侑炫 申請(qǐng)人:愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司