),Vt(3),…,W及Vt(2腳的狀態(tài)。然而,應(yīng)注意的是,處理電路750 并不限于將闊值電壓分類成兩種狀態(tài),且處理電路750也可根據(jù)不同的應(yīng)用將闊值電壓分 類成=種狀態(tài)。
[0114] 圖12為本發(fā)明的一個范例中的地址數(shù)據(jù)與感應(yīng)到的相應(yīng)半導(dǎo)體單元的闊值電壓 Vt值之間的關(guān)系示意圖,圖12在左邊示出了地址數(shù)據(jù)并在右邊示出了感應(yīng)到的相應(yīng)半導(dǎo) 體單元的闊值電壓,其中示出了由于隨機滲雜物波動而導(dǎo)致的闊值電壓Vt的波動。在此 一范例實施例中,假設(shè)為n型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(Metal-Oxide-Semicon化Ctor Field-EffectTransistor;簡稱MOS陽T) (P型通道),其闊值電壓在0. 5V到0. 8V周圍波 動。此差異源自存在于娃基板的表面上的源極邊緣周圍的負離子。一般認為,0.5V對應(yīng)于 負離子不存在于在娃基板的表面上的源極邊緣周圍的情況,而0. 8V對應(yīng)于負離子存在于 在娃基板的表面上的源極邊緣周圍的情況。
[0115] 圖13為在二維(2D)平面區(qū)域上的地址結(jié)構(gòu)示意圖(也即映射表),其中地址1, 地址W及地址2N被映射在棋盤狀圖案中。
[0116] 圖14為一個示范性實施例的在負離子隨機滲雜的情況下半導(dǎo)體單元的闊值電壓 Vt值的分布示意圖。右邊的峰值對應(yīng)于負離子存在于在娃基板的表面上的源極邊緣周圍的 情況。具有較高闊值電壓Vt的尾部源自存在于娃基板的表面上的源極邊緣周圍的第二個 或更多的負離子。其他的峰值對應(yīng)于負離子不存在于娃基板的表面上的源極邊緣周圍的情 況。屬于右邊的峰值的半導(dǎo)體單元在棋盤上被示出成黑色化,而其他半導(dǎo)體單元在棋盤上 被示出成白色W。
[0117] 圖16為根據(jù)一個示范性實施例的表示半導(dǎo)體單元的闊值電壓Vt分布的在棋盤狀 圖案上的黑白分布的示意圖。通過感應(yīng)到的闊值電壓的分布來確定棋盤狀圖案(也就是映 射表)上的黑白布置。因為裝置中負離子的位置在半導(dǎo)體單元間波動,所W棋盤狀圖案關(guān) 于隨機滲雜波動而波動。
[0118] 在此實施例中,負離子可由正離子取代。圖15為根據(jù)一個示范性實施例的在正離 子隨機滲雜的情況下感應(yīng)到的半導(dǎo)體單元的闊值電壓Vt值的分布示意圖,如圖15中所說 明,即使在此種情況下,右邊的峰值也為黑色化且另一個峰值為白色W。W下實施例基本不 變,只要黑白棋盤狀圖案(說明在圖16中)W類似的方式由隨機滲雜波動RDF而形成。
[0119] 用P型場效應(yīng)晶體管(FieldEffectTransistor;簡稱陽T) (n通道)取代n型 FET(p通道)也是有可能的。如圖16中所說明,即使在此種情況下,右邊的峰值也為黑色 化且另一個峰值為白色W。W下實施例基本不變,只要黑白棋盤狀圖案(圖16)W類似的 方式由隨機滲雜波動RDF而制成。
[0120] <第二實施例:元件結(jié)構(gòu)〉 陽121] 圖17為根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實施例的元件結(jié)構(gòu)示意圖,所述元件結(jié)構(gòu)具 有作為唯一的柵極的共用字線(wordline,簡稱WL),連接至共用字線WL上的多個罐片 式FET,字線的形狀為板形,而每一個罐片式FET可滿足通道寬度W(也就是德布洛伊長度 值化))大約IOnm的條件,且通道長度L比IOnm大得多。應(yīng)注意的是,字線在通常的罐片式 FET系統(tǒng)中可W為獨立的。在字線與通道之間存在柵極絕緣層。
[0122] <第^實施例柵極型〉
[0123] 圖18為根據(jù)本發(fā)明的第S示范性實施例的另一個元件結(jié)構(gòu)示意圖,所述元件結(jié) 構(gòu)具有纏繞罐片W形成多個S柵極半導(dǎo)體單元的共用WL。存在連接至共用柵極上的多個 罐片式FET。WL如所示般纏繞罐片從而使元件結(jié)構(gòu)為=柵極。每一個罐片式FET可滿足通 道寬度W(也就是德布洛伊長度值化))在10皿周圍的條件,且通道長度L比10皿大得多。 柵極絕緣層也圍繞罐片層且被共用字線WL圍繞。應(yīng)注意的是,字線在典型的罐片式FET系 統(tǒng)中可W為獨立的。
[0124] 圖11中的每一個感應(yīng)放大器S/A讀取如圖11中所示的相應(yīng)半導(dǎo)體單元的闊值電 壓Vt。2N個半導(dǎo)體單元和2N個感應(yīng)放大器S/A利用共用字線WL作分組,如圖12、圖17W 及圖18中所示,且也利用共用源極線化作分組,如圖11中所示。感應(yīng)到的在組中的半導(dǎo) 體單元的闊值電壓標記為Vt(1),Vt(2),…,Vt(2腳,其中每一個Vt(n)對應(yīng)于地址n,如圖 11中所示,其中n為從1到2N。此對應(yīng)關(guān)系在圖12中示出,且闊值電壓的分布分成兩個峰 值,也就是較高闊值電壓Vt峰值(黑色BL)和較低闊值電壓Vt峰值(白色W),如圖14中 所示。如果圖11和圖12中所示的地址映射到2D區(qū)域上面,如圖13中所示,而獲得關(guān)于隨 機滲雜波動的白黑棋盤狀圖案,如圖16中所示。 陽125] 為了讀取闊值電壓,如圖11、圖17W及圖18中所示,通過共用字線WL施加讀取 電壓。此讀取電壓可能高于較低闊值電壓Vt峰值(W)的較高尾部且低于較高闊值電壓Vt峰值度L)的較低尾部,如圖19中所示(圖19為一個示范性實施例的闊值電壓Vt分布中 的讀取電壓與較低闊值電壓Vt峰值(W)W及較高闊值電壓Vt峰值度L)之間的關(guān)系示意 圖)。
[01%] 圖20為本發(fā)明的第四實施例的具有波動的讀取電壓、較低闊值電壓Vt峰值(W) W及較高闊值電壓Vt峰值度L)之間的關(guān)系示意圖,由于字線偏移電阻的波動,可能需要注 意讀取電壓的波動,如圖20中所示。然而,在本發(fā)明的示范性實施例中,字線為如圖11、圖 17化及圖18中所示的共用字線札,且偏移電阻非常小。 陽127] 更重要的感應(yīng)課題是如下文所描述的隨機電報噪聲(Randomtelegraphnoise; 簡稱RTN),圖21為一個示范性實施例的引起隨機電報噪聲RTN的原因的示意圖,在圖21中 示意性地說明所述隨機電報噪聲。如果存在接口淺陷阱(interhceshallowtrap),則電 子將被運些陷阱反復(fù)捕獲或從運些陷阱中發(fā)射出來。此捕獲-去捕獲(trap-detrap)現(xiàn)象 迅速且隨機地產(chǎn)生,且因此感應(yīng)到的闊值電壓是波動的。在本發(fā)明的此示范性實施例中,波 動幅度是可檢測的(約為200mV)但卻比由在源極側(cè)存在的離子造成的闊值電壓偏移小得 多。 陽128] 圖22為一個示范性實施例的當(dāng)電子由接口陷阱(interhcetrap)捕獲時的能帶 圖,在圖22中,電子被接口陷阱捕獲。應(yīng)注意的是,此陷阱靠近接口但仍在氧化物中。與在 通道內(nèi)部的源極邊緣上的離子的影響相比,源極邊緣周圍的峰值阻障(peakbarrier)的堆 積減少。因此,此陷阱對通過通道的電流傳輸?shù)挠绊懸∮谌鐖D10中所述的通道內(nèi)部的源 極側(cè)上的離子對通過通道的電流傳輸?shù)挠绊憽?陽129] 圖23為一個示范性實施例的由于隨機電報噪聲RTN而使半導(dǎo)體單元從W的峰值 過渡到W與化之間的間隔窗(gapwindow)的示意圖,如圖23中所說明,半導(dǎo)體單元可能 從W的峰值過渡到峰值W與峰值化之間的間隔窗,但因為由隨機電報噪聲RTN造成的闊值 電壓Vt偏移的幅度較小而不能直接從W峰值轉(zhuǎn)移到化峰值。
[0130] 圖24為一個示范性實施例的由于隨機電報噪聲RTN而使半導(dǎo)體單元從W與化之 間的間隔窗過渡到W的峰值的示意圖,如圖24中所說明,由于隨機電報噪聲RTN半導(dǎo)體單 元可能從W峰值與化峰值之間的間隔窗過渡到峰值W。此可當(dāng)作是圖23的反向過程。 陽131] 圖25為一個示范性實施例的由于隨機電報噪聲RTN而使半導(dǎo)體單元從化的峰值 過渡到W與化之間的間隔窗的示意圖,如圖25中所說明,半導(dǎo)體單元可能從峰值化過渡 到峰值W與峰值化之間的間隔窗,但因為由隨機電報噪聲RTN造成的闊值電壓Vt偏移的 幅度較小而不能直接從峰值化轉(zhuǎn)移到峰值W。
[0132] 圖26為一個示范性實施例的由于隨機電報噪聲RTN而使半導(dǎo)體單元從W與化之 間的間隔窗過渡到化的峰值的示意圖,如圖26中所說明,由于隨機電報噪聲RTN半導(dǎo)體單 元可能從峰值W與峰值化之間的間隔窗過渡到峰值化。此可當(dāng)作是圖25的反向過程。 陽133] RTN的另一個重要特征是闊值電壓Vt反復(fù)地發(fā)生變化,圖27為一個示范性實施例 的由于RTN而使闊值電壓Vt從在W中的電壓改變成低于讀取電壓的在間隔窗中的電壓并 朝向W回復(fù)的示意圖,圖28為一個示范性實施例的闊值電壓Vt從在W中的電壓改變成高 于讀取電壓的在間隔窗中的電壓并朝向W回復(fù)的示意圖,如圖27和28中所示。圖27說明 闊值電壓Vt從峰值W內(nèi)部的電壓改變成低于讀取電壓的間隔窗中的電壓并朝向峰值W回 傳的情況。應(yīng)注意的是,回傳值的幅度一般與第一個闊值電壓Vt改變的幅度不同。圖28 說明闊值電壓Vt從峰值W內(nèi)部的電壓改變成高于讀取電壓的間隔窗中的電壓并朝向峰值 W回傳的情況。應(yīng)注意的是,回傳值的幅度一般與第一個闊值電壓Vt改變的幅度不同。 [0134] 此外,圖29為一個示范性實施例的闊值電壓Vt從在W內(nèi)部朝向間隔窗改變的若 干種情況的示意圖。闊值電壓Vt偏移的幅度一般彼此之間不同。圖30為一個示范性實施 例的闊值電壓Vt從在間隔窗內(nèi)部改變至W的若干種情況的示意圖。圖31為一個示范性實 施例的闊值電壓Vt從在化內(nèi)部朝向間隔窗改變的若干種情況的示意圖。圖32為一個示 范性實施例的闊值電壓Vt從在間隔窗內(nèi)部改變至化的若干種情況的示意圖。在上述附圖 (圖29至圖32)中,闊值電壓Vt偏移的幅度一般彼此之間不同且由RTN導(dǎo)致的闊值電壓 Vt偏移大于由共用字線WL的較低薄層電阻造成的讀取偏壓的波動。 陽135] 因此,由隨機電報噪聲造成的闊值電壓Vt波動得到了緩解。在本發(fā)明中,用于去 除隨機電報噪聲RTN的影響的基本構(gòu)想是通過對闊值電壓進行反復(fù)讀取。因為歸因于RTN的闊值電壓Vt偏移在每一次感應(yīng)中會發(fā)生改變,如圖27和圖28所示,所W反復(fù)感應(yīng)可去 除RTN的影響。此反復(fù)感應(yīng)的步驟可在所有的半導(dǎo)體單元晶體管中執(zhí)行。
[0136] 圖33為本發(fā)明的一個實施例的半導(dǎo)體單元晶體管(比特)的疊代感應(yīng)的流程示 意圖。首先,選定待感應(yīng)的半導(dǎo)體單元晶體管。隨后,給定連續(xù)感應(yīng)的疊代的數(shù)目(腳,其中 N通常超過10。也給定讀取電壓和參考電流(Ir)。讀取電壓可能高于峰值W的右邊尾部值 且低于峰值化的左邊尾部值,如圖27到圖32中所示。參考電流一般可通過考慮技術(shù)節(jié)點 (也就是通道長度L)而確定。疊代計數(shù)(i,jW及k)在初始條件下都設(shè)為零。接著,感應(yīng) 到所說明的半導(dǎo)體單元晶體管(比特)的漏極電流(Id),且第一個疊代計數(shù)(i)增加一, 也就是i=i+1。隨后,將漏極電流(Id)與參考電流(Ir)做比較。如果Id的絕對值大于 Ir的絕對值,則第二個疊代計數(shù)(j)增加一。否則,第S個疊代計數(shù)化)增加一。隨后,將 第一疊代計數(shù)(i)與連續(xù)感應(yīng)的疊代的數(shù)目(腳做比較。如果KN,步驟回到漏極電流的感 應(yīng),且第一疊代計數(shù)(i)再次增加一。否則,將第二疊代計數(shù)(j)與第=疊代計數(shù)化)做比 較。如果j〉k,則感應(yīng)到的半導(dǎo)體單元的闊值電壓屬于圖14、圖19、圖20,W及圖23到圖32 中所示的峰值W(白色)