專利名稱：一種對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路和非易失性存儲器芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法。
背景技術(shù)：
非易失性存儲器是一個發(fā)展很快的領(lǐng)域，現(xiàn)在用于非易失性存儲器芯片中的存儲器件多采用浮柵結(jié)構(gòu)存儲器件，對該浮柵結(jié)構(gòu)存儲器件進(jìn)行擦除多采用電可擦除方式。在擦除時，是在浮柵上加上負(fù)偏壓，同時在襯底上加上正偏壓，進(jìn)而將浮柵上的電子移除，實現(xiàn)對該浮柵結(jié)構(gòu)存儲器件的擦除。對浮柵存儲器件進(jìn)行擦除存在的一個問題是過擦除現(xiàn)象。當(dāng)浮柵上的電子被移除過多時，就會出現(xiàn)過擦除，此時浮柵上就會存在一定量的正電荷，使得存儲器件處于微開啟的狀態(tài)，在器件溝道中會有漏電流存在。這樣會引起誤讀現(xiàn)象，而且會對下一次編程造成阻礙，因為如果要編程完全，需要往浮柵上加入比正常情況下更多的電子以中和浮柵上存在的正電荷。對于存在過擦除現(xiàn)象的存儲單元，需要進(jìn)行軟編程，即將浮柵上多余的正電荷除去，使存儲單元恢復(fù)到正常的情況。軟編程時在柵極端加上比編程時低的正電壓，在漏極端加上一定的正電壓，這樣溝道中流過一定的電流，其中的一些電子會被捕獲到浮柵上，進(jìn)而中和過擦除時在浮柵上留下的正電荷?，F(xiàn)有常用的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法如圖1所示，首先對需要擦除的存儲單元進(jìn)行預(yù)編程，然后進(jìn)行擦除操作，之后針對位元(Byte)進(jìn)行擦除驗證，軟編程和軟編程驗證也是Byte-by-Byte。該方法具體描述如下(I)對所選中的塊(Sector)進(jìn)行預(yù)編程，即在存儲單元的柵端和漏端分別加適當(dāng)?shù)恼妷?如分別為7V和4V)，使存儲單元溝道中流過電流，電流中的電子被浮柵捕獲，因而將選中的所有存儲單元編程至0 ;(2)對所有的存儲單元進(jìn)行擦除，即在存儲單元的柵端加適當(dāng)?shù)呢?fù)壓(如-9V)，襯底加適當(dāng)?shù)恼齺?如7V)，將浮柵上的電子除去，因而將所有存儲單元擦除至I ;(3)對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證，即以Byte為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加適當(dāng)?shù)恼龎?如分別加5V和IV)，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功。如果擦除成功，則將Byte地址置零，轉(zhuǎn)入過擦除驗證，否則對Sector再次進(jìn)行擦除。如果對同一個Sector的擦除次數(shù)超過一定的次數(shù)如MAX(S)次，為了防止對一些正常單元造成損害，一般認(rèn)為擦除出錯，則產(chǎn)生錯誤信息，退出擦除；(4)以Byte為單位進(jìn)行過擦除驗證(即軟編程驗證)，即以Byte為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加適當(dāng)?shù)恼龎?如分別加5V和IV)，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功。如果通過，則轉(zhuǎn)入下一個Byte地址；否則對該Byte進(jìn)行軟編程，再轉(zhuǎn)過擦除驗證；如果對同一 Byte的軟編程次數(shù)超過Maxu次，則返回錯誤信息，進(jìn)入下一個Byte地址,直至選中的Sector中最后那個Byte。
對于存儲容量小的存儲芯片來說，這種方法可靠性高，而且時間也在合理的范圍內(nèi)，是一種不錯的選擇。但是當(dāng)存儲容量變大時，這種方法操作起來將消耗較長的時間，這對于存儲器芯片的使用將是嚴(yán)重的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有擦除方法時間過長的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，以縮短擦除時間，并保證芯片的可靠性。(二)技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，將存儲器芯片的共源極從接地方式改為接限流裝置，該方法包括對存儲單元中的塊進(jìn)行預(yù)編程；對所有的存儲單元進(jìn)行擦除；對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證；以及以位線為單位進(jìn)行軟編程驗證。上述方案中，所述將存儲器芯片的共源極從接地方式改為接限流裝置，是將存儲器芯片的存儲單元的源端連接于限流裝置的漏端。上述方案中，所述對存儲單元中的塊進(jìn)行預(yù)編程包括在存儲單元的柵端和漏端分別加正電壓，使存儲單元溝道中流過電流，電流中的電子被浮柵捕獲，因而將存儲單元編程至O。所述在存儲單元的柵端加正電壓為7V，在存儲單元的漏端加正電壓為4V。上述方案中，所述對所有的存儲單元進(jìn)行擦除包括在存儲單元的柵端加負(fù)壓，在襯底加正壓，將浮柵上的電子除去，因而將所有的存儲單元擦除至I。所述在存儲單元的柵端加負(fù)壓為-9V，在襯底加正壓為7V。上述方案中，所述對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證包括以位線為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加正壓，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功，如果擦除成功，則將位線地址置零，轉(zhuǎn)入過擦除驗證，否則對塊再次進(jìn)行擦除；如果對同一個塊的擦除次數(shù)超過一定的次數(shù)，則認(rèn)為擦除出錯，產(chǎn)生錯誤信息，退出擦除。所述在存儲單元的柵端加正電壓為5V，在存儲單元的漏端加正電壓為IV。上述方案中，所述以位線為單位進(jìn)行軟編程驗證包括以位線為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加正壓，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功，如果擦除成功，則轉(zhuǎn)入下一個位線地址；否則對該位線進(jìn)行軟編程，再轉(zhuǎn)過擦除驗證；如果對同一條位線的軟編程次數(shù)超過設(shè)定的最大次數(shù)，則返回錯誤信息，進(jìn)入下一個位線地址，直至選中的塊中最后一條位線。所述在存儲單元的柵端加正電壓為5V，在存儲單元的漏端加正電壓為IV。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明相對現(xiàn)有常用的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，不需要對電路做大的改動，只需要將原有存儲器陣列的共源極從接地方式改為接限流裝置，限流裝置如圖3所示，存儲單元320的源端與限流裝置322的漏端相連，這易于實現(xiàn)。2、在有效縮短擦除時間的同時，由于限流裝置的使用，使得雖然同時對多個單元進(jìn)行擦除，也不會使流過存儲單元的電流(鏡像作用使該電流與限流裝置中的電流成比例)過大而使存儲單元被破壞，這使得擦除操作的可靠性也得到了保證，所以特別適用大容量存儲器芯片。


圖1是現(xiàn)有常用的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法流程圖；圖2是依照本發(fā)明實施例的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法流程圖；圖3是依照本發(fā)明實施例的限流裝置的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其基本思想是在擦除驗證、軟編程和軟編程驗證時都針對一條位線(Bit line)，并將存儲器芯片的共源極從接地方式改為接限流裝置，具體包括對存儲單元中的塊進(jìn)行預(yù)編程；對所有的存儲單元進(jìn)行擦除；對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證；以及以位線為單位進(jìn)行軟編程驗證。為使擦除驗證和軟編程驗證時流過存儲單元的電流過大而使單元和電路受損，在存儲單元的源端加入限流裝置。為了保證軟編程的可靠性，在存儲單元的源端添加限流裝置，使軟編程電流不超過某一數(shù)值，這樣在恒定電流的情況下，存在過擦除現(xiàn)象的單元相對于沒有存在過擦除現(xiàn)象的單元，將流過更多的電流，使軟編程主要集中于存在過擦除現(xiàn)象的單元上。在字線方向加入適當(dāng)?shù)目刂齐娐?，使得在擦除驗證、軟編程驗證和軟編程時選中所有的字線。圖2是依照本發(fā)明實施例的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法流程圖，該方法具體描述如下(I)對所選中的塊(Sector)進(jìn)行預(yù)編程，即在存儲單元的柵端和漏端分別加適當(dāng)?shù)恼妷?如分別為7V和4V)，使存儲單元溝道中流過電流，電流中的電子被浮柵捕獲，因而將選中的所有存儲單元編程至0 ;(2)對所有的存儲單元進(jìn)行擦除，即在存儲單元的柵端加適當(dāng)?shù)呢?fù)壓(如-9V)，襯底加適當(dāng)?shù)恼齺?如7V)，將浮柵上的電子除去，因而將所有存儲單元擦除至I ;(3)對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證，即以位線(Bit line)為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加適當(dāng)?shù)恼龎?如分別加5V和IV)，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功。如果擦除成功，則將Bitline地址置零，轉(zhuǎn)入過擦除驗證，否則對Sector再次進(jìn)行擦除。如果對同一個Sector的擦除次數(shù)超過一定的次數(shù)如MAX(S)次，一般認(rèn)為擦除出錯，則產(chǎn)生錯誤信息，退出擦除；(4)以Bit line為單位進(jìn)行過擦除驗證(即軟編程驗證)，即以Bit line為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加適當(dāng)?shù)恼龎?如分別加5V和IV)，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功。如果通過，則轉(zhuǎn)入下一個Bit line地址；否則對該Bit line進(jìn)行軟編程，再轉(zhuǎn)過擦除驗證；如果對同一條Bitline的軟編程次數(shù)超過設(shè)定的最大次數(shù)(Maxu),則返回錯誤信息,進(jìn)入下一個Bit line地址,直至選中的Sector中最后一條Bitline。
為了使上述方案中的擦除驗證、過擦除驗證和軟編程可靠性提高，本發(fā)明提出了在存儲單元的源端加限流裝置的解決方案。圖3是依照本發(fā)明實施例的限流裝置的示意圖，其中器件第一晶體管310、過第二晶體管312和限流裝置322起到鏡像作用，存儲單元320的源端與限流裝置322的漏端連接。這是一個電流鏡結(jié)構(gòu)，通過Vload控制第一晶體管310的電流，通過第二晶體管312和限流裝置322組成的電流鏡將第一晶體管310的電流鏡像到限流裝置322中；限流裝置322的漏端接存儲單元320的源端。根據(jù)鏡像電路的原理可知流過存儲單元320的電流與流過第一晶體管310的電流成比例，因而采用這樣一種結(jié)構(gòu)可以通過控制第一晶體管310的電流而有效地控制流過存儲單元320的電流，可以保護(hù)電路和存儲單元，同時由于電流是恒定的，所以在軟編程的時候，電流更趨向流過存在過擦除現(xiàn)象的單元，使得軟編程效率和可靠性都得到提高。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，將存儲器芯片的共源極從接地方式改為接限流裝置，該方法包括對存儲單元中的塊進(jìn)行預(yù)編程；對所有的存儲單元進(jìn)行擦除；對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證；以及以位線為單位進(jìn)行軟編程驗證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述將存儲器芯片的共源極從接地方式改為接限流裝置，是將存儲器芯片的存儲單元的源端連接于限流裝置的漏端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述對存儲單元中的塊進(jìn)行預(yù)編程包括在存儲單元的柵端和漏端分別加正電壓，使存儲單元溝道中流過電流，電流中的電子被浮柵捕獲，因而將存儲單元編程至O。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述在存儲單元的柵端加正電壓為7V，在存儲單元的漏端加正電壓為4V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述對所有的存儲單元進(jìn)行擦除包括在存儲單元的柵端加負(fù)壓，在襯底加正壓，將浮柵上的電子除去，因而將所有的存儲單元擦除至I。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述在存儲單元的柵端加負(fù)壓為-9V，在襯底加正壓為7V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證包括以位線為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加正壓，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功，如果擦除成功，則將位線地址置零，轉(zhuǎn)入過擦除驗證，否則對塊再次進(jìn)行擦除；如果對同一個塊的擦除次數(shù)超過一定的次數(shù)，則認(rèn)為擦除出錯，產(chǎn)生錯誤信息， 退出擦除。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述在存儲單元的柵端加正電壓為5V，在存儲單元的漏端加正電壓為IV。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述以位線為單位進(jìn)行軟編程驗證包括以位線為單位，在存儲單元的柵端和漏端分別加正壓，通過讀取流過存儲單元中的電流判斷是否擦除成功，如果擦除成功，則轉(zhuǎn)入下一個位線地址；否則對該位線進(jìn)行軟編程， 再轉(zhuǎn)過擦除驗證；如果對同一條位線的軟編程次數(shù)超過設(shè)定的最大次數(shù)，則返回錯誤信息， 進(jìn)入下一個位線地址，直至選中的塊中最后一條位線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，其特征在于，所述在存儲單元的柵端加正電壓為5V，在存儲單元的漏端加正電壓為IV。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對存儲器芯片進(jìn)行擦除的方法，將存儲器芯片的共源極從接地方式改為接限流裝置，該方法包括對存儲單元中的塊進(jìn)行預(yù)編程；對所有的存儲單元進(jìn)行擦除；對擦除之后的存儲單元進(jìn)行驗證；以及以位線為單位進(jìn)行軟編程驗證。利用本發(fā)明，在有效縮短擦除時間的同時，由于限流裝置的使用，使得雖然同時對多個單元進(jìn)行擦除，也不會使流過存儲單元的電流過大而使存儲單元被破壞，這使得擦除操作的可靠性也得到了保證，所以特別適用大容量存儲器芯片。
文檔編號G11C16/34GK103000224SQ201110274850
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉明, 陳映平, 冀永輝, 謝常青 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所