[發明專利]半導體存儲器件及其操作方法

有效

• 申請號: 201110462213.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102543197A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 朱錫鎮
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: G11C16/26
• 分類號: G11C16/26;G11C16/06
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年12月20日提交的韓國專利申請號為10-2010-0130512的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

示例性實施例總體而言涉及一種集成電路，更具體而言涉及一種半導體存儲器件及其操作方法。

背景技術

非易失性存儲器件即使在斷電的情況下也能保留其中所儲存的數據。非易失性存儲器件包括快閃存儲器件。快閃存儲器件根據存儲器單元陣列的結構可以分為NOR快閃存儲器件和NAND快閃存儲器件。快閃存儲器件的柵包括例如隧道絕緣層、浮柵、電介質層和控制柵。

在NAND快閃存儲器件的情況中，通過F-N隧穿來執行編程操作和擦除操作。此外，在編程操作下浮柵積累有電子，在擦除操作下積累在浮柵中的電子被放電到襯底。另外，當執行讀取操作時，檢測根據積累在浮柵中的電子的量而移位的存儲器單元的閾值電壓，且基于所檢測到的閾值電壓來讀取數據。

在檢測存儲器單元的閾值電壓的操作中，可能會出現隨機電報噪聲(RTN)現象，因而存儲器單元的閾值電壓可能會根據電子是被捕獲在存儲器單元的浮柵中還是從存儲器單元的浮柵中釋放出來而發生變化。換言之，由于RTN現象，即便儲存在存儲器單元中的數據沒有改變，所檢測到的存儲器單元的閾值電壓仍可能會發生變化。RTN現象造成難以使存儲器單元的閾值電壓的分布寬度變窄，因為在編程過程中所驗證的存儲器單元的閾值電壓發生移位。

發明內容

本發明的示例性實施例涉及一種半導體存儲器件及其操作方法，所述半導體存儲器件能夠通過從同一存儲器單元重復地讀取數據設定的數目并且將讀取數據的平均值確定作為存儲器單元的數據，來使所述存儲器單元的閾值電壓的分布寬度變窄。

根據本發明的一個方面，一種半導體存儲器件包括：頁緩沖器，所述頁緩沖器被配置成儲存從存儲器單元讀取的數據；計數器電路，所述計數器電路被配置成在將讀取操作重復執行設定的次數時對每個讀取操作的讀取數據中的第一數據或第二數據的數目進行計數；以及控制邏輯，所述控制邏輯被配置成基于計數數目來確定讀取操作的數目并確定所述存儲器單元的所述讀取數據。

根據本發明的一個方面，一種半導體存儲器件的數據讀取方法包括以下步驟：響應于讀取命令，利用第一讀取電壓來對第一存儲器單元重復執行讀取操作設定的次數；對重復執行讀取操作時所讀取的數據中的第一數據或第二數據的數目進行計數；以及基于第一或第二數據的計數數目，來確定儲存在所述存儲器單元中的數據。

根據本發明的另一個方面，一種半導體存儲器件的數據讀取方法包括以下步驟：使用第一讀取電壓來將讀取操作重復執行設定的次數，以便讀取儲存在存儲器單元中的最高有效位(MSB)數據；對每個讀取操作的讀取數據中的第一數據或第二數據的數目進行計數；以及基于第一數據或第二數據的計數數目來確定第一讀取數據。

附圖說明

圖1示出存儲器單元的閾值電壓的分布；

圖2示出根據半導體存儲器件的集成度而出現的RTN現象；

圖3A示出用于說明本發明的一個實施例的半導體存儲器件；

圖3B示出當對圖3A的存儲器單元進行編程時存儲器單元的閾值電壓的分布；

圖4示出圖3A的頁緩沖器；

圖5A和圖5B是說明根據本發明的一個實施例的半導體存儲器件的讀取操作的流程圖；

圖6和圖7示出根據讀取數目補償RTN的效果；以及

圖8示出根據本發明的一個實施例的半導體存儲器件的一部分。

具體實施方式

下文將結合附圖來描述本發明的一些示例性的實施例。提供附圖以使本領域普通技術人員理解本發明實施例的范圍。

圖1示出存儲器單元的閾值電壓分布，圖2示出根據半導體存儲器件的集成度而產生的RTN現象。

從圖1可以看出，已被編程的存儲器單元的閾值電壓的分布得寬。

當對存儲器單元進行編程時，會產生存儲器單元的閾值電壓移動的隨機電報噪聲(RTN)現象，由此使閾值電壓的分布加寬。從存儲器單元的閾值電壓可以根據電子是否被捕獲在存儲器單元的浮柵中或從存儲器單元的浮柵釋放而變化這一事實可以解釋RTN現象。RTN現象已成為就致力于實現更高度集成和尺寸更小的半導體存儲器件而言的根源問題。如圖2所示，RTN現象發生的概率隨集成度的提高而提高。

圖3A示出用于說明本發明的一個實施例的半導體存儲器件。