[發(fā)明專利]對(duì)NAND閃存器件進(jìn)行編程的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610156447.3
• 申請(qǐng)日: 2006-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN101154450A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸成濟(jì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海力士半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G11C16/10
• 分類號(hào): G11C16/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊生平;楊紅梅

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2006年9月29日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第2003-96243號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種對(duì)NAND多電平單元閃存器件進(jìn)行編程的方法，更具體而言涉及一種減小單元間干擾的編程方法。

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器通常被分成易失性存儲(chǔ)器件和非易失性存儲(chǔ)器件。在易失性存儲(chǔ)器件中，當(dāng)停止電源的供應(yīng)時(shí)則數(shù)據(jù)被擦除。在非易失性存儲(chǔ)器件中，即使停止電源的供應(yīng)，數(shù)據(jù)還是被保存。

最近，非易失性閃存器件已被廣泛地使用。兩種主要的閃存器件是NOR閃存和NAND閃存。NOR閃存具有極好的隨機(jī)存取時(shí)間特性，因?yàn)榇鎯?chǔ)單元獨(dú)立地連接到位線和字線。而在NAND閃存中對(duì)一個(gè)單元串需要僅僅一個(gè)接觸，因?yàn)榇鎯?chǔ)單元是串聯(lián)連接的，因此NAND閃存具有極好的集成的特性。最近，對(duì)高密度閃存的需求增加，并因此具有高集成度的NAND閃存已被廣泛使用為可選的閃存器件。

當(dāng)在存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)1位數(shù)據(jù)時(shí)使用單電平單元(以下稱作“SLC”)。多電平單元(以下稱作“MLC”)被用于在存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)2位或者更多位數(shù)據(jù)。最近，由于需要具有高集成度的閃存器件，所以已對(duì)MLC進(jìn)行了積極研究。

MLC通常具有至少四個(gè)閾值電壓電平，并也具有四個(gè)或者更多與閾值電壓電平相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)。

典型MLC具有四個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)，例如“11”、“10”，“00”和“01”。在此，當(dāng)四個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)相應(yīng)于其中一個(gè)閾值電壓電平時(shí)，2位數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。

通過(guò)Fowler-Nordheim隧道現(xiàn)象來(lái)編程MLC。編程電壓被施加到所選單元的柵極行并且地電壓Vss被提供給所選單元的溝道。因此，在被編程的單元的浮動(dòng)?xùn)排c溝道之間形成了高電場(chǎng)。

圖1是圖示了對(duì)普通閃存器件進(jìn)行編程的方法的視圖。MLC存儲(chǔ)2位或者更多位數(shù)據(jù)，其中這些位被分成最高有效位(在此稱作“MSB”)和最低有效位(在此稱作“LSB”)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)二進(jìn)制值‘10’時(shí)MSB和LSB分別是1和0。

因此，在將LSB編程至‘11’的狀態(tài)下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)‘11’被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)‘10’。隨后，為了對(duì)MSB編程，檢測(cè)LSB的編程結(jié)果，并接著根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)MSB進(jìn)行編程。

例如，如果LSB被檢測(cè)為1，則數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)為‘11’。因此，在對(duì)MSB進(jìn)行編程的情況下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)變成‘01’。另一方面，如果LSB被檢測(cè)為0，則數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)為‘10’。因此，在編程MSB的情況下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)變?yōu)椤?0’。

然而，由于MLC具有比SLC更多的閾值電壓電平(即，四個(gè)而不是兩個(gè))，閾值電壓狀態(tài)之間的讀取裕量(read?margin)對(duì)于MLC變得更為重要。

通常，導(dǎo)致相鄰單元間干擾和閾值電壓變化的因素出現(xiàn)在NAND閃存中。隨著閃存器件集成變高和密度增加，閾值電壓的變化增加。閃存器件的器件特性也惡化了。

此外，比較圖2B中的A與圖2A中的A，由于干擾，單元的閾值電壓分布增加，并且因此需要增加圖2B中的通過(guò)電壓(pass?voltage)Vpass，使得單元具有與圖2A和2B中的B和C所示的相同讀取裕量。然而，由于通過(guò)電壓Vpass的增加會(huì)出現(xiàn)讀取擾動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種對(duì)NAND閃存器件進(jìn)行編程的方法包括提供一種閃存器件，其中N個(gè)字線設(shè)置在漏極選擇線和源極選擇線之間，每個(gè)字線分配有第一位線和第二位線；執(zhí)行LSB編程操作，用于存儲(chǔ)從鄰近源極選擇線的第一字線到鄰近漏極選擇線的第N字線的低級(jí)數(shù)據(jù)位；以及執(zhí)行MSB編程操作，用于存儲(chǔ)從鄰近源極選擇線的第一字線到鄰近漏極選擇線的第N字線的高級(jí)數(shù)據(jù)位。LSB編程操作包括：選擇給定的字線，和對(duì)耦合到所選字線的第一位線的第一存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程，并且接著對(duì)耦合到所選字線的第二位線的第二存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程，其中選擇給定字線的步驟和編程第一存儲(chǔ)單元的步驟重復(fù)進(jìn)行直到第N字線被處理。第一位線是偶數(shù)位線，而第二位線是奇數(shù)位線。

在一個(gè)實(shí)施例中，MSB編程操作包括：選擇給定位線、對(duì)耦合到所選字線的第一位線的第一存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程，并且接著對(duì)耦合到所選字線的第二位線的第二存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程，其中選擇給定字線的步驟和編程第一存儲(chǔ)單元的步驟重復(fù)進(jìn)行直到第N字線被處理。LSB編程操作使用一種遞增增加字線電壓的方法，該字線電壓小于用于MSB編程操作的字線電壓。