[發明專利]編程存儲單元塊的方法、非易失性存儲器件和存儲卡器件

無效

• 申請號: 200710097200.3
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號: CN101055764A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: U·奧古斯丁;K·塞德爾
• 申請（專利權）人: 奇夢達閃存有限責任公司
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10;G11C16/34;G11C16/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;王小衡

技術領域

本發明涉及一種用于編程非易失性存儲器件的存儲單元塊的方法。本發明還涉及適于執行這種方法的非易失性存儲器件和存儲卡器件。

背景技術

非易失性存儲器件用在各種裝置和應用中。不像易失性存儲器件，甚至當它們從電源斷開連接時，它們都保持存儲其中的數據。因此，它們特別用在移動裝置中。

有不同類型的非易失性存儲器件。而只讀存儲器(ROM)和可編程ROM(PROM)器件的存儲內容無法改變，可擦除PROM(EPROM)、電可擦除PROM(EEPROM)和閃速EEPROM存儲器件允許重新編程其中包括的一些或所有存儲單元。

EEPROM和閃速EEPROM存儲器件包括存儲陣列，存儲陣列包括具有電荷存儲元件的多個晶體管，存儲在電荷存儲元件中的電荷量影響存儲單元的閾值電平。因此，存儲在電荷存儲元件中的電荷量用于編碼存儲單元的邏輯編程狀態。

這種非易失性存儲器件還包括控制器，控制器適于提供至少如下功能：

刪除：用于擦除一個存儲單元或存儲單元塊的內容；

編程：用于將預定義數據值編程到一個存儲單元或存儲單元塊；

讀取：用于讀取一個存儲單元或存儲單元塊的內容。

在刪除和編程操作期間，經常重復驗證受影響存儲單元的閾值電平，以便確保存儲單元未被過編程或過擦除。過編程或過擦除在此上下文意味著存儲單元的閾值被推到高于或低于臨界電平，以致于存儲單元上的隨后操作可能失敗。過度的過編程或過擦除也可降低存儲器件的總使用壽命。

在驗證期間，存儲單元的實際閾值電平與指定的目標范圍或電平相比較。超出這個目標范圍的存儲單元然后受到進一步編程或擦除操作。隨后，如上所述，存儲單元被再次驗證，直到所有存儲單元都被成功編程或擦除為止。

在非易失性存儲器件中驗證編程和擦除操作的方法從以下文檔可知：美國專利No.6,477,087和美國專利No.6,816,411，其通過引用結合于本文中。

而在常規EEPROM存儲器件中，僅少數編程和驗證操作需要用于成功編程，更高級的非易失性存儲器件，例如包括多電平(MLC)或氮化物ROM(NROM)單元，經常需要更多的編程和驗證周期。這是因為這些單元中的目標電平被規定在較窄界限內。

此外，NROM單元的驗證需要相當大的電流，這可能是關鍵性的，特別在移動應用中。這是由于如下事實：在驗證期間需被充電的位線在NROM單元中比在其他類型的EEPROM存儲器件中更長，由此導致更高的位線電容。

因此，存在對編程和驗證存儲單元的改進方法和器件的需要。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于編程非易失性存儲器件的存儲單元塊的方法。所述方法包括如下步驟：選擇存儲單元塊的第一組存儲單元；將至少一個編程脈沖編程到第一組的所有存儲單元；僅檢測第一組的每一個存儲單元的閾值電平；以及通過將每一個檢測的閾值電平與提供給每一個第一組存儲單元的預定義目標電平相比較，驗證第一組存儲單元。

通過僅檢測預先選擇和編程的每一個第一組存儲單元的閾值電平，驗證存儲單元塊的存儲單元被限制到選擇的第一組存儲單元。限制驗證有助于改進驗證性能，并降低檢測期間的電流消耗。

根據第一方面的有利實施例，選擇第一組存儲單元的步驟包括選擇要編程到第一邏輯值的所有存儲單元作為第一組存儲單元。

通過僅選擇要編程到第一邏輯值如低邏輯值的存儲單元，要編程到不同邏輯值的存儲單元未驗證。

根據第一方面的另一有利實施例，選擇第一組存儲單元的步驟包括：檢測存儲單元塊的每一個存儲單元的第一閾值電平；通過將每一個檢測的閾值電平與為存儲單元塊的每一個存儲單元提供的預定義目標電平相比較，驗證存儲單元塊；以及選擇未成功驗證的所有存儲單元作為第一組存儲單元。

在初始檢測和驗證存儲單元塊的所有存儲單元的閾值電平后，只有在初始驗證中未成功驗證的那些存儲單元需被選擇進行進一步編程和驗證。

根據第一方面的又一有利實施例，重復執行編程、檢測和驗證步驟，直到第一組存儲單元的所有存儲單元都已成功驗證為止。

通過重復執行編程、檢測和驗證步驟，第一組存儲單元的存儲單元可被遞增地編程和驗證到預定義閾值電平。

根據第一方面的又一有利實施例，在驗證第一組存儲單元的步驟中，已成功驗證的存儲單元從第一組中移除。

通過從第一組中移除已成功驗證的存儲單元，仍要編程和驗證的第一組存儲單元陸續減少。