專利名稱：堆疊柵極閃存陣列的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種堆疊柵極閃存陣列的設計及制造方法，且特別是關于一種可避免由不穩(wěn)定位產(chǎn)生漏電流的影響的堆疊柵極閃存陣列的設計及制造的方法。
背景技術：
現(xiàn)有的半導體存儲器的種類，基本上可粗分為非易失性存儲器，以及易失性隨機存取存儲器(RAM)兩種。其中非易失性存儲器是指在電源中斷后仍可保存原有儲存的數(shù)據(jù)，依其功能不同可分為只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、可電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、屏蔽式只讀存儲器(Mask ROM)以及閃存(Flash memory)等。而易失性存儲器則是指所儲存的數(shù)據(jù)會隨電源的中斷而消失，如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)，以及動態(tài)隨機存取存儲器DRAM)。
現(xiàn)有的只讀存儲器只能讀不能寫，在關閉電源后，存儲器中的數(shù)據(jù)不會消失，可永久保存。對于可擦除可編程只讀存儲器，其中原有的數(shù)據(jù)或程序可利用紫外線照射來加以消除，使用者可以重復使用該存儲器。對于可電擦除可編程只讀存儲器，其特性是需用一個電壓來擦除數(shù)據(jù)，再加以程序化，其數(shù)據(jù)儲存方式與可擦除可編程的只讀存儲器相似。對于屏蔽式只讀存儲器，其數(shù)據(jù)是由制造廠商在存儲器制造過程中寫入，寫入之后就不能再修改。
對于閃存，其制造技術是由可擦除可編程只讀存儲器和可電擦除可編程只讀存儲器演化而來的，它綜合了可擦除可編程只讀存儲器快速規(guī)劃的能力和可電擦除可編程只讀存儲器的可電擦除方式，所以不需要照射紫外線來消除數(shù)據(jù)。在計算機正常使用中，靜態(tài)隨機存取存儲器、動態(tài)隨機存取存儲器以及閃存都可隨時更改數(shù)據(jù)，但一旦關機后，靜態(tài)隨機存取存儲器以及動態(tài)隨機存取存儲器里的數(shù)據(jù)都會消失，而閃存的數(shù)據(jù)則依然存在，因此閃存兼具只讀存儲器的非易失性與隨機存取存儲器可存取性的優(yōu)點，因此閃存已成為當前非易失性存儲器的主流。其存儲格陣列的設計方式也是當前重要的課題。
圖1是現(xiàn)有的堆疊柵極閃存陣列的電路圖。請參照圖1。一種現(xiàn)有的堆疊柵極(Stack-Gate)閃存陣列，包括一個2N行2M列的由晶體管所構成的存儲格，以一組位線(“BL”)包括圖中的BL0到BL2M-1、一組字線(“WL”)包括圖中的WL0到WL2N-1，以及共源極線(“SL”)將這些存儲格連結起來。當其中連結到某一個特定位線(例如說BL1)與某一個特定字線(例如說WL1)的一個存儲格102被過擦除(overerase)而使存儲格102具有不穩(wěn)定位時，存儲格102會產(chǎn)生一個漏電流，使得其它與位線BL1連結的存儲格(例如存儲格104與存儲格106等等)，即使各自連結到不同字線WL0與WL2，也會受到存儲格102的漏電流的影響，而具有錯誤的數(shù)據(jù)，造成該堆疊柵極閃存陣列中所存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤。對于具有不穩(wěn)定位的存儲格102，產(chǎn)生漏電流的原因是因為存儲格102的閾值電壓變?yōu)樨撝怠?br> 當上述的堆疊柵極閃存陣列在讀取動作時，其速度就如同一般的只讀存儲器。但是當其陣列中有一個不穩(wěn)定位產(chǎn)生漏電流時，此時若要執(zhí)行寫入動作，則必須將存儲格原本的數(shù)據(jù)擦除，然后再寫入新的數(shù)據(jù)，但因為上述現(xiàn)有的陣列是共源極線，所以其擦除方式是一次擦除所有位格的數(shù)據(jù)，所以需耗費較長的時間，此為現(xiàn)有堆疊柵極閃存陣列的一個缺點。
此外，由于閃存的電氣充放電特性，使得其讀寫次數(shù)有物理上的限制。對一個閃存區(qū)塊的讀寫，制造廠商會在內(nèi)部韌體做到讀寫次數(shù)的計數(shù)，當達到讀寫指定的最高次數(shù)時，就會把那一塊區(qū)塊標定為不再使用的區(qū)域，所以閃存陣列有可能在極度頻繁的使用下，容量越用越小。此時對于閃存的使用管理，是一個重要的課題，包括如壞區(qū)塊的位置記錄與取代，以及讀寫次數(shù)的計數(shù)，還有讀出數(shù)據(jù)的錯誤偵測與更正等。因為一般閃存的讀寫可用次數(shù)，約在十萬次左右，故減少上述擦除次數(shù)可增加存儲器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的就是提供一種堆疊柵極閃存陣列電路設計及制造方法，避免因不穩(wěn)定字節(jié)產(chǎn)生的漏電流所造成的數(shù)據(jù)錯誤。
本發(fā)明的另一個目的是提供堆疊柵極閃存陣列電路設計及制造方法，它可以減少擦除次數(shù)并增加該閃存的使用壽命。
為了達成前述的目的，本發(fā)明提出一種堆疊柵極閃存陣列電路設計及制造方法，來避免上述錯誤情形的發(fā)生。在本發(fā)明中，現(xiàn)有的一個存儲格的一位線被分為兩獨立的位線，而現(xiàn)有的兩字線則透過一個獨立的晶體管的柵極被連結在一起。如此當在新式的堆疊柵極閃存陣列電路中，某存儲格發(fā)生漏電流的情形時，對于其它與該存儲格具有相同位線、不同字線的存儲格，因為位線已分開，而且連結兩字線的該晶體管也會阻斷該漏電流的傳遞，因此該漏電流不會影響到其它存儲格。因此在新式的堆疊柵極快閃陣電路中，在執(zhí)行寫入或擦除動作時，不會有由不穩(wěn)定位產(chǎn)生的漏電流影響陣列的情形發(fā)生。
本發(fā)明采用上述發(fā)明的一種新式堆疊柵極閃存陣列電路設計及制造方法，因此可避免因不穩(wěn)定字節(jié)產(chǎn)生的漏電流所造成的數(shù)據(jù)錯誤的影響，也可減少擦除次數(shù)并增加該閃存的使用壽命。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下圖1是現(xiàn)有的堆疊柵極閃存陣列電路圖；圖2是依照本發(fā)明一較佳實施例的堆疊柵極閃存陣列電路圖；以及圖3是依照本發(fā)明一較佳實施例的堆疊柵極閃存裝置電路圖。
圖式標記說明102、104、106、204存儲格202獨立的晶體管組200堆疊柵極閃存陣列300堆疊柵極閃存裝置
302 304解碼器BL位線WL字線BLS位信號WLS字信號具體實施方式
圖2是依照本發(fā)明的一個較佳實施例的堆疊柵極閃存陣列電路圖，請參照圖2。
一種新式的堆疊柵極閃存陣列200，包括一個2N行2M列的由晶體管所構成的存儲格，以一組位線(BL)包括圖2中的BL0到BL2M+1-1、一組字線(WL)包括圖中的WL0到WL2N-1-1、一組2N-1行獨立晶體管組202以及共源極線SL將這些存儲格連結起來。對于每一列(例如第1列)，其中第1行與第4行、第5行與第8行乃至于第4A+1行與第4A+4行(A等于0、1、2、3等等)一直到第2N-3行與第2N行的存儲格，所有這些存儲格的漏極互相連結成為一個位線(例如第1列的存儲格依此方法形成的位線為BL0)，同時，對于此列(例如第1列)，其中第2行存儲格與第3行、第6行與第7行乃至于第4A+2行與第4A+3行，一直到第2N-2行與第2N-1行的存儲格，所有這些存儲格的漏極互相連結成為一個位線(例如第1列的存儲格依此方法形成的位線為BL1)。
在此陣列中，所有同一行的存儲格的柵極皆互相連結，其中第1行存儲格的柵極與第2行存儲格的柵極，共同連接到行獨立晶體管組202其中的第1個晶體管的柵極。以此類推，此陣列中的第3行與第4行存儲格的柵極，共同連接到獨立的晶體管組202其中的第2個晶體管的柵極。此陣列中的第2B-1行與第2B行(B等于1、2、3等等到2N-2)存儲格的柵極，共同連接到獨立的晶體管組202其中的第B個晶體管的柵極。
在本發(fā)明一個較佳實施例中的堆疊柵極閃存陣列，所有同一行的存儲格的源極皆互相連結，其中第1行存儲格的源極與第2行存儲格的源極，共同連接到行獨立晶體管組202其中的第1個晶體管的漏極。以此類推，此陣列中的第3行與第4行存儲格的源極，共同連接到獨立的晶體管組202其中的第2個晶體管的漏極。此陣列中的第2C-1行與第2C行(C等于1、2、3等等到2N-2)存儲格的源極，共同連接到獨立的晶體管組202其中的第C個晶體管的漏極。之后所有獨立的晶體管組202的晶體管的源極互相連結到共源極線SL。
在圖2的陣列中，當某存儲格，例如說第3行第2列的存儲格204變成不穩(wěn)定位時，因為存儲格204連接到位線BL3與字線WL1，此漏電流只會在與位線BL3連接的存儲格之間傳遞，但此時因為與各字線WL1以外連接的存儲格皆經(jīng)由獨立的晶體管組202的某一個晶體管互相隔開，因此該漏電流無法在連接到位線BL3上的存儲格之間傳遞，因此該漏電流不會影響到其它存儲格。因此在新式的陣列中，在執(zhí)行寫入或擦除動作時，不會有由不穩(wěn)定位產(chǎn)生的漏電流影響陣列的情形發(fā)生。
因此，當上述的陣列中有一個不穩(wěn)定位產(chǎn)生一個漏電流時，此漏電流并不會影響到其它的存儲格，此時若要執(zhí)行寫入動作，則不須將存儲格原本的數(shù)據(jù)擦除，即可執(zhí)行寫入新的數(shù)據(jù)，所以可以節(jié)省許多擦除時間，此為本發(fā)明堆疊柵極閃存陣列的一個優(yōu)點。
圖3是本發(fā)明的堆疊柵極閃存裝置電路圖，依照本發(fā)明一個較佳實施例。以下，請參照圖3。
在圖3中，繪示圖2中的堆疊柵極閃存200的應用方法與裝置。在一個存儲器裝置300中，對所有堆疊柵極閃存陣列200的位線組及字線組，分別均需一組位線解碼器302，以及一組字線解碼器304。位線解碼器302，用以耦接一個位信號BLS，解碼后經(jīng)由多個條位線BL0到BL2M-1-1其中之一，輸出一個位對選擇信號。字線解碼器304，用以耦接一個字符信號WLS，解碼后經(jīng)由多個條字線WL0到WL2N-1-1其中之一，輸出一個字選擇信號。如此，通過位線解碼器302的位對選擇信號，用以選擇堆疊柵極閃存陣列200中的一列，并通過字線解碼器304的字選擇信號，選擇堆疊柵極閃存陣列200中一行的一晶體管，用以進行堆疊柵極閃存陣列200的讀取與程序化的操作。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有的發(fā)明，需要兩倍的位線解碼器302以及半數(shù)的字線解碼器304。當位線解碼器302在芯片中所占的面積小于字線解碼器304所占的面積時，本發(fā)明所制造出的存儲器芯片面積小于由現(xiàn)有技術所制造出的存儲器芯片面積。
如上所述，依照本發(fā)明所提出的堆疊柵極閃存陣列及裝置，當其陣列中有一個不穩(wěn)定位產(chǎn)生一個漏電流時，此漏電流并不會影響到其它的存儲格，此時若要執(zhí)行寫入動作，則不須將存儲格原本的數(shù)據(jù)擦除，即可執(zhí)行寫入新的數(shù)據(jù)，所以可以節(jié)省許多擦除時間，此為本發(fā)明堆疊柵極閃存陣列的一個優(yōu)點。
另外，對本發(fā)明的堆疊柵極閃存裝置，它的位線解碼器以及字線解碼器，相對于現(xiàn)有的發(fā)明，需要兩倍的位線解碼器以及半數(shù)的字線解碼器。當位線解碼器在芯片中所占的面積小于字線解碼器所占的面積時，本發(fā)明所制造出的存儲器芯片面積小于由現(xiàn)有技術所制造出的存儲器芯片面積，此為本發(fā)明堆疊柵極閃存陣列的另一個優(yōu)點。
雖然本發(fā)明已以一個較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本專業(yè)技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行適當?shù)母鼊优c潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍由后附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種堆疊柵極閃存陣列，其包括多個晶體管，這些晶體管以多行與多列的方式排列，其中，在所述每一列中的這些晶體管，每兩個相鄰的晶體管為一個晶體管對，其中在該晶體管對中的兩個晶體管的一個源/漏極相互耦接，而該晶體管對中的一個晶體管的另一個源/漏極耦接至一第一位線，另外一個晶體管的另一個源/漏極耦接至一第二位線；以及多個行獨立晶體管，其中每一行獨立晶體管對應于由在同一所述列中的晶體管對中的一個，其中每一行獨立晶體管的一個漏/源極耦接到對應于該行獨立晶體管的該晶體管對的源/漏極相互耦接的一個接點，其中對應于該行獨立晶體管的該晶體管對中的一個晶體管的一個柵極耦接到一字線，而對應于該行獨立晶體管的該晶體管對中的另一個晶體管的柵極經(jīng)由對應的該行獨立晶體管的柵極耦接到該字線。
2.一種堆疊柵極閃存陣列，其包括多個晶體管列，每一列中每兩個相鄰的晶體管為一個晶體管對，其中在該晶體管對中的兩個晶體管的一個源/漏極相互耦接，而該晶體管對中的一個晶體管的另一個源/漏極耦接至一第一位線，另外一個晶體管的另一個源/漏極耦接至一第二位線；以及多個行獨立晶體管，其中所有這些行獨立晶體管的一源/漏極耦接到一個共源極線，每一個該行獨立晶體管對應于由在同一所述列中的晶體管對中的一個，其中每一個行獨立晶體管的一個漏/源極耦接到對應于該行獨立晶體管的晶體管對的該源/漏極相互耦接的接點，其中對應于該行獨立晶體管的晶體管對中的一個晶體管的柵極耦接到一字線，而對應于該行獨立晶體管的晶體管對中的另一個晶體管的柵極經(jīng)由對應的該行獨立晶體管的柵極耦接到該字線。
3.一種堆疊柵極閃存裝置，包括一位線解碼器，用以耦接一位信號，解碼后經(jīng)由多條位線中的一個來輸出一個位對選擇信號；一字線解碼器，用以耦接一字信號，解碼后經(jīng)由多條字線中的一個來輸出一個字選擇信號；一堆疊柵極閃存陣列，其中包括多個晶體管列，每一列中每兩個相鄰的晶體管為一個晶體管對，其中在該晶體管對中的所述兩個晶體管的一源/漏極相互耦接，而該晶體管對中的一個晶體管的另一個源/漏極耦接至一第一位線，另外一個晶體管的另一個源/漏極耦接至一第二位線；以及多個行獨立晶體管，其中所有這些行獨立晶體管的一個源/漏極耦接到一個共源極線，每一個該行獨立晶體管對應于在同一所述列中的一個晶體管對，其中每一個行獨立晶體管的一個漏/源極耦接到對應于該行獨立晶體管的一個該晶體管對的該源/漏極相互耦接的一接點，其中對應于該行獨立晶體管之一的該晶體管對中的一個晶體管的一個柵極耦接到一字線，而對應于該行獨立晶體管的該晶體管對中的另一個晶體管的柵極經(jīng)由對應的該行獨立晶體管的柵極耦接到該字線，其中通過該位線解碼器的該位對選擇信號，用以選擇所述晶體管列中的一列，并通過該字線解碼器的該字選擇信號選擇一個該行獨立晶體管與其對應的該晶體管對中的一個晶體管，用以進行該堆疊柵極閃存裝置的讀取與程序化的操作。
全文摘要
一種堆疊柵極閃存陣列，當其中具有某一個特定位線及字線的某一個存儲格被過擦除而使該存儲格具有不穩(wěn)定位時，其它與此存儲格具有相同位線、不同字線的存儲格不會受到此存儲格的漏電流的影響，從而不會使整個堆疊柵極閃存陣列中所存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤。在此陣列中，存儲格的一個位線被分為兩獨立的位線，而兩相鄰的字線則通過一個晶體管的柵極被連結成一行。如此在此陣列中，某存儲格發(fā)生漏電流的情形時，對于其它與該存儲格具有相同位線、不同字線的存儲格，因為位線已分開，而且連結兩相鄰字線的晶體管也會阻斷該漏電流，因此該漏電流不會影響到其它存儲格。因此在新式的陣列中，在執(zhí)行寫入或擦除操作時，不會有不穩(wěn)定位產(chǎn)生的漏電流影響陣列。
文檔編號G11C11/34GK1553506SQ0314318
公開日2004年12月8日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權日2003年6月5日
發(fā)明者黃仲盟 申請人:華邦電子股份有限公司