ETOX闪存的擦除方法和装置与流程

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种带隧穿氧化层可擦除可编程只读存储器(eprom tunnel oxide，etox)闪存(flash)的擦除方法。本发明还涉及一种etox闪存的擦除装置。

背景技术：

1、现有etox闪存中包括存储阵列，存储阵列中包括多个存储单元，现有etox闪存的擦除方法中，为了保证对各存储单元的擦除深度的一致性较好，在擦除之前往往需要增加预编程的步骤，通过预编程，使得各区域的存储单元中的浮栅中都预先存入一定的存储电荷如电子，这样在擦除时，能使各存储单元的擦除深度都接近，这样能提高擦除效果。

2、现有etox闪存的擦除方法，擦除操作之前的预编程操作完全采用编程操作的条件进行，编程操作需要沟道热电子注入效应(chei)来实现，要实现沟道热电子注入，需要在栅极加高压，漏极加高压，源极输入编程电流，编程电流经过漏极高压形成的耗尽区中的电场加速后会形成热电子，并注入到浮栅中。其中，栅极高压和漏极高压的大小不同，且都需要通过电荷泵提供，而且还需要提供编程电流，故编程操作需要消耗由电荷泵产生的电流。但是电荷泵的驱动能力有限，需要增加电荷泵的驱动能力势必会增加电荷泵的面积，但是芯片的面积越小，则集成度和成本越低，故使得电荷泵的驱动能力不可能无限增加。这样，受限于电荷泵驱动能力，每次编程的存储单元数量有限，比如每次仅能对8、16或32位的存储单元进行编程。

3、但是擦除操作和编程操作的原理不同，擦除操作不需要采用chei效应实现，一次擦除操作能对一块较大区域的存储单元进行擦除。这样，当在擦除操作之前插入预编程操作时，一个擦除的区域块需要循环进行多次预编程操作才能实现预编程，故预编程操作所要花费的时间较长，会导致整个擦除过程所花时间较长。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种etox闪存的擦除方法，能大幅度减少预编程时间，从而提高擦除速度。为此，本发明还提供一种etox闪存的擦除装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的etox闪存的擦除方法中，etox闪存的存储阵列由多个存储单元组成。

3、所述存储单元的栅极结构包括依次叠加的隧穿介质层、浮栅、控制栅介质层和控制栅，所述栅极结构覆盖在第二导电类型的阱区表面，被所述栅极结构所覆盖的所述阱区表面用于形成沟道区；在所述栅极结构两侧的半导体衬底表面自对准形成有第一导电类型重掺杂的源区和漏区。

4、擦除流程包括：

5、步骤一、进行预编程流程，所述预编程流程包括：

6、步骤11、选定待擦除区域，将所述待擦除区域作为待预编程区域。

7、步骤12、采用隧穿效应对所述待预编程区域中的所有所述存储单元同时进行预编程操作；所述预编程操作中，预编程电压使电子采用fn隧穿方式从所述阱区穿过所述隧穿介质层注入到所述浮栅中。

8、进一步的改进是，所述预编程流程还包括：

9、步骤13、进行第一次校验以校验预编程深度。

10、如果所述第一次校验通过，则结束所述预编程流程。

11、如果所述第一次校验未通过，则返回到步骤12中，且重复进行的步骤12中根据校验结果调节所述预编程电压和预编程时间。

12、进一步的改进是，在步骤一之前，还包括：

13、进行测试以得到第一预编程电压和第一预编程时间，所述第一预编程电压和所述第一预编程时间保证进行一次步骤12的所述预编程操作时就能通过预编程深度校验。

14、将所述第一预编程电压和所述第一预编程时间存储在所述闪存中的第一选定区域的所述存储单元中。

15、步骤一中，在步骤11完成后以及进行步骤12之前，还包括：

16、从所述第一选定区域的所述存储单元中导入所述第一预编程电压和所述第一预编程时间。

17、之后，再进行步骤12，步骤12中采用所述第一预编程电压和所述第一预编程时间进行所述预编程操作。

18、步骤12完成后，结束所述预编程流程。

19、进一步的改进是，所述擦除流程还包括：

20、步骤二、对待擦除区域进行擦除操作并进行第二次校验。

21、所述待擦除区域为完成了步骤一的所述待预编程区域。

22、进一步的改进是，所述擦除流程还包括：

23、步骤三、对所述待擦除区域进行过擦除校正。

24、进一步的改进是，所述擦除流程还包括：

25、步骤四、对非擦除区域进行过擦除校正。

26、进一步的改进是，所述擦除流程还包括：

27、步骤五、对非擦除区域进行写入深度校正。

28、进一步的改进是，所述存储阵列包括多个区块，各所述区块包括多个擦除块，所述擦除块中包括多个所述存储单元；所述待擦除区域从所述擦除块中选择。

29、进一步的改进是，步骤12中的所述预编程电压所形成的电场方向和步骤二的所述擦除操作的擦除电压所形成的电场方向相反。

30、为解决上述技术问题，本发明提供的etox闪存的擦除装置中，etox闪存的存储阵列由多个存储单元组成。

31、所述存储单元的栅极结构包括依次叠加的隧穿介质层、浮栅、控制栅介质层和控制栅，所述栅极结构覆盖在第二导电类型的阱区表面，被所述栅极结构所覆盖的所述阱区表面用于形成沟道区；在所述栅极结构两侧的半导体衬底表面自对准形成有第一导电类型重掺杂的源区和漏区。

32、擦除装置包括所述流程控制模块，用以控制擦除流程。

33、所述流程控制模块包括预编程流程控制模块，用以控制预编程流程。

34、所述擦除流程包括：

35、步骤一、进行预编程流程，所述预编程流程包括：

36、步骤11、选定待擦除区域，将所述待擦除区域作为待预编程区域。

37、步骤12、采用隧穿效应对所述待预编程区域中的所有所述存储单元同时进行预编程操作；所述预编程操作中，预编程电压使电子采用fn隧穿方式从所述阱区穿过所述隧穿介质层注入到所述浮栅中。

38、进一步的改进是，所述预编程流程还包括：

39、步骤13、进行第一次校验以校验预编程深度。

40、如果所述第一次校验通过，则结束所述预编程流程。

41、如果所述第一次校验未通过，则返回到步骤12中，且重复进行的步骤12中根据校验结果调节所述预编程电压和预编程时间。

42、进一步的改进是，在步骤一之前，还包括：

43、进行测试以得到第一预编程电压和第一预编程时间，所述第一预编程电压和所述第一预编程时间保证进行一次步骤12的所述预编程操作时就能通过预编程深度校验；

44、将所述第一预编程电压和所述第一预编程时间存储在所述闪存中的第一选定区域的所述存储单元中。

45、步骤一中，在步骤11完成后以及进行步骤12之前，还包括：

46、从所述第一选定区域的所述存储单元中导入所述第一预编程电压和所述第一预编程时间。

47、之后，再进行步骤12，步骤12中采用所述第一预编程电压和所述第一预编程时间进行所述预编程操作。

48、步骤12完成后，结束所述预编程流程。

49、进一步的改进是，所述擦除流程还包括：

50、步骤二、对待擦除区域进行擦除操作并进行第二次校验。

51、所述待擦除区域为完成了步骤一的所述待预编程区域。

52、步骤三、对所述待擦除区域进行过擦除校正。

53、步骤四、对非擦除区域进行过擦除校正。

54、步骤五、对非擦除区域进行写入深度校正。

55、进一步的改进是，所述存储阵列包括多个区块，各所述区块包括多个擦除块，所述擦除块中包括多个所述存储单元；所述待擦除区域从所述擦除块中选择。

56、进一步的改进是，擦除装置还包括：检测模块、修复模块和电压控制模块。

57、所述第一次校验、所述第二次校验、步骤三中的过擦除校正中的校验、步骤四中的过擦除校正中的校验和步骤五中的写入深度校正中的校验通过所述检测模块实现。

58、步骤三中的过擦除校正中的修复、步骤四中的过擦除校正中的修复和步骤五中的写入深度校正中的修复通过所述修复模块实现。

59、所述电压控制模块接收所述检测模块或所述修复模块的指令后，进行电压产生和控制并将电压配置到对应的所述存储单元。

60、进一步的改进是，步骤12中的所述预编程电压所形成的电场方向和步骤二的所述擦除操作的擦除电压所形成的电场方向相反。

61、本发明在擦除流程的预编程流程的预编程操作中，采用fn隧穿方式实现将电子注入到浮栅中，这样，预编程操作和擦除操作一样都是fn隧穿效应实现，和沟道热电子注入效应相比，fn隧穿效应不需要效应电荷泵产生的电流，故也就不会受到电荷泵驱动能力的限制，故本发明的预编程操作所能同时作用的区域大于采用沟道热电子注入效应进行预编程时所能同时作用的区域，故能大大加快预编程操作的速度，能大幅度减少预编程时间，从而提高擦除速度。

62、本发明的待预编程区域能直接选定为后续擦除操作所对应的待擦除区域，能进一步提升擦除速度。

63、本发明通过预先进行测试从而得到进行一次预编程操作就满足要求的第一预编程电压和第一预编程时间，能进一步减少预编程时间并进一步提高擦除速度。