專利名稱：對nand閃存器件進行編程的方法
對MND閃存器件進行編程的方法
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2006年9月29日提交的韓國專利申請第2003-96243 號的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種對NAND多電平單元閃存器件進行編程的方法，更具 體而言涉及一種減小單元間干擾的編程方法。
半導(dǎo)體存儲器通常被分成易失性存儲器件和非易失性存儲器件。在易 失性存儲器件中，當(dāng)停止電源的供應(yīng)時則數(shù)據(jù)被擦除。在非易失性存儲器 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 N0R閃存和NAND閃存。N0R閃存具有極好的隨機存取時間特性，因為存儲 單元獨立地連接到位線和字線。而在MND閃存中對一個單元串需要僅僅 一個接觸，因為存儲單元是串聯(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)在存儲單元中存儲1位數(shù)據(jù)時使用單電平單元(以下稱作"SLC")。 多電平單元(以下稱作"MLC")被用于在存儲單元中存儲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MLC進行了積 極研究。
MLC通常具有至少四個闊值電壓電平，并也具有四個或者更多與閾值 電壓電平相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)。
典型MLC具有四個數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)，例如"11"、 "10", "00"和"01"。 在此，當(dāng)四個數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)相應(yīng)于其中一個閾值電壓電平時，2位數(shù)據(jù)可 以被存儲在存儲單元中。
通過Fowler-Nordheim暖道現(xiàn)象來編程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?xùn)排c溝道之間形成了高電場。
圖l是圖示了對普通閃存器件進扦編程的方法的枧團。MLC存儲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)存儲二進制值'10，時MSB和LSB 分別是l和0。
因此，在將LSB編程至'11'的狀態(tài)下，數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)'11'被轉(zhuǎn)換 成數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)'10，。隨后，為了對MSB編程，檢測LSB的編程結(jié)果， 并接著根據(jù)檢測結(jié)果對MSB進行編程。
例如，如果LSB被檢測為1，則數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)為'11，。因此，在對 MSB進行編程的情況下，數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)變成'01，。另一方面，如果LSB 壽皮檢測為0,則數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)為'10，。因此，在編程MSB的情況下，數(shù) 據(jù)存儲狀態(tài)變?yōu)?00'。
然而，由于MLC具有比SLC更多的閾值電壓電平(即，四個而不是兩 個)，閾值電壓狀態(tài)之間的讀取裕量(read margin)對于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M仰閃存 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 通過電壓Vpass的增加會出現(xiàn)讀取擾動。
在一個實施例中， 一種對NAND閃存器件進行編程的方法包括提供一 種閃存器件，其中N個字線設(shè)置在漏極選擇線和源極選擇線之間，每個字 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字線的低級數(shù)據(jù)位；以及執(zhí)行 MSB編程操作，用于存儲從鄰近源極選擇線的第一字線到鄰近漏極選擇線 的第N字線的高級數(shù)據(jù)位。LSB編程操作包括選擇給定的字線，和對耦 合到所選字線的第 一位線的第 一存儲單元進行編程，并且接著對耦合到所 選字線的第二位線的第二存儲單元進行編程，其中選擇給定字線的步驟和
編程第一存儲單元的步驟重復(fù)進行直到第N字線^皮處理。第一位線是偶數(shù) 位線，而第二位線是奇數(shù)位線。
在一個實施例中，MSB編程搡作包括選擇給定位線、對扭備到所選 字線的第 一位線的第 一存儲單元進行編程，并且接著對耦合到所選字線的 第二位線的第二存儲單元進行編程，其中選擇給定字線的步驟和編程第一 存儲單元的步驟重復(fù)進行直到第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。
在另一實施例中，對MND閃存器件進行編程的方法包括提供閃存 器件，其中字線設(shè)置在漏極選擇線和源極選擇線之間，其中鄰近源極選擇 線設(shè)置第一字線而鄰近漏極選擇線設(shè)置最后的字線；和選擇字線來編程耦 合到所選字線的存儲單元，以對所選第一字線執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇 數(shù)LSB編程操作。選擇每個字線直到所有字線被選到，使得可對所有字線 執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB編程操作。執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作以將 低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到分配給所選字線的偶數(shù)位線的存儲單元中。執(zhí)行 奇數(shù)LSB編程操作以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到被分配給所選字線的奇 數(shù)位線的存儲單元。
在另一實施例中，從第一字線順序地選擇字線，直到最后的字線被選 到。該方法還包括執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作，用于將高級數(shù)據(jù)位存儲在耦 合到所選字線的偶數(shù)位線的存儲單元；和執(zhí)行奇數(shù)MSB編程操作，用于將 高級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到所選字線的奇數(shù)位線的存儲單元中，其中對每個 所選的字線執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作和奇數(shù)MSB編程操作，直到對所有所選 的字線執(zhí)行了偶數(shù)MSB編程操作和奇數(shù)MSB編程操作。LSB編程操作使用 一種遞增增加字線電壓的方法，字線電壓小于用于MSB編程操作的字線電 壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征是提供了一種對MND閃存進行編程的方法，該方法減 小了單元間的干擾。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對NAND閃存器件進行編程的方法包括 提供閃存器件，其中字線設(shè)置在漏極選擇線和源極選擇線之間；執(zhí)行LSB 編程操作，用于存儲從字線中的鄰近源極選擇線的第 一字線到字線中的鄰
近漏極逸棒線的笫二字線的低級數(shù)據(jù)位；以及執(zhí)行MSB編程操作，用于存 儲從第一字線到第二字線的高級數(shù)據(jù)位。在此，當(dāng)執(zhí)行LSB編程操作或者 MSB編程採作時，對耦舍到與一個字線耦舍的存儲羊元的偶數(shù)位線和奇數(shù) 位線中的 一個位線的存儲單元進行的編程在對耦合到與該字線耦合的存 儲單元的其它位線的存儲單元編程之后。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例對MND閃存器件進行編程的方法包括提 供一種閃存器件，其中字線設(shè)置在漏極選擇線與源極選擇線之間；執(zhí)行偶 數(shù)LSB編程操作，用于將低級數(shù)據(jù)位存儲在這樣的存儲單元中，所述存儲 單元耦合到與鄰近源極選擇線的第一字線耦合的存儲單元的偶數(shù)位線；執(zhí) 行奇數(shù)LSB編程操作，用于將低級數(shù)據(jù)位存儲在這樣的存儲單元中，所述 存儲單元耦合到與第一字線耦合的存儲器的奇數(shù)位線；從第一字線到鄰近 漏極選擇線的第二字線重復(fù)執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB奇數(shù)編程操 作，由此將低級數(shù)據(jù)存儲在每個耦合到字位的存儲單元中；執(zhí)行偶數(shù)MSB 編程操作，用于將高級數(shù)據(jù)位存儲到這樣的存儲單元中，所述存儲單元耦 合到與第一字線耦合的存儲單元的偶數(shù)位線；執(zhí)行奇數(shù)MSB編程操作，用 于將高級數(shù)據(jù)位存儲在這樣的存儲單元中，所述存儲單元耦合到與第一字
線耦合的存儲單元的奇數(shù)位線；以及從第一字線到鄰近漏極選擇線的第二 字線重復(fù)執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作和奇數(shù)MSB編程操作，由此將高級數(shù)據(jù)位
存儲在每個耦合到字線的存儲單元中。
才艮據(jù)本發(fā)明的另 一實施例的對具有多電平單元的閃存器件進行編程 的方法，其中高級數(shù)據(jù)位和低級數(shù)據(jù)位相應(yīng)于四個閾值電壓分布，所述方 法包括對低級數(shù)據(jù)位和高級數(shù)據(jù)位進行編程，其中兩位數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)即 "11"、 "01"、 "10"以及"00"分別與第一到第四閾值電壓電平相應(yīng)。
如上所描述，根據(jù)本發(fā)明的實施例對NAND閃存進行編程的方法改變 編程操作，并且因此減小了單元間的干擾。由此，MLC可具有與干擾的減 小相一致的足夠的閾值電壓電平裕量，從而減小了讀取裕量。


圖l是圖示對普通的閃存器件進行編程的方法的視圖2A是圖示普通閾值電壓分布的視圖2B是圖示由于千擾增加而增加閾值電壓分布的視圖3是示意地圖示使用多電平單元(MLC)的儲存單元陣列的視圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例對NAND閃存器件進行編程的方 法的視圖；以及
圖5是圖示了利用增加讀取裕量的方法對由'10，單元的干擾增加的 閾值電壓分布進行補償?shù)倪^程的視圖。
具體實施例方式
圖3是示意地圖示使用多電平單元(MLC)的儲存單元陣列的視圖。 在漏極選擇線DSL與源極選擇線SSL之間形成多個字線WL0、 WL1…WL31。
首先，執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作(0)以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到偶 數(shù)位線BLe的存儲單元中，偶數(shù)位線BLe耦合到鄰近源極選擇線SSL的字 線WLO。
其次，執(zhí)行奇數(shù)LSB編程操作(1)以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到奇 數(shù)位線BLo的存儲單元中，奇數(shù)位線BLo耦合到字線WLO。
從字線WLO至字線WL31重復(fù)執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB編程 操作(0至63)。由此，低級數(shù)據(jù)位被存儲在所有耦合到字線WLO、 WL1… WL31的存儲單元中。即，從鄰近源極選擇線SSL的字線WL0到鄰近漏極 選擇線DSL的字線WL31執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB編程操作(0 至63)。
然后，執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作(64 )以將高級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到偶 數(shù)位線BLe的存儲單元，偶數(shù)位線BLe耦合到字線WLO。
執(zhí)行奇數(shù)MSB編程操作(65 )以將高級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到奇數(shù)位線 BLo的存儲單元，奇數(shù)位線BLo耦合到字線WLO。
從字線WL0到字線WL31重復(fù)執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作和奇數(shù)MSB編程 操作(64至127 )。由此，高級數(shù)據(jù)位被存儲在所有耦合到字線WLO、 WL1… WL31的存儲單元。換句話說，從字線WL0到字線WL31以升序執(zhí)行偶數(shù)MSB 編程操作和奇數(shù)MSB編程操作(64至127 )。
在執(zhí)行上述編程操作的情況下，連接到相同的字線的相鄰存儲單元之 間的干擾"B"可被減小。由于這些相鄰存儲單元共享相同的字線，所以 相同的電壓施加到這些存儲單元。編程電壓通過字線被施加到存儲單元。
因此，可使分配給相同字線的存儲單元之間的干擾最小。
圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例對MM)閃存器件進行編程的方 法的視圖。2位數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)具有以下狀態(tài)'11， 、 '01，、 (10，以及'00，。 即，閾值電壓電平以以下次序'11，、 '01， 、 '10，以及'00，從高到低走 向。因此，當(dāng)對LSB編程時'11，轉(zhuǎn)變成'10，。此外，當(dāng)對MSB進行編
程時，'ir轉(zhuǎn)變成'or或者'io，轉(zhuǎn)變成'oo'。
當(dāng)利用上述編程操作對MND閃存進行編程時，'11，單元和'10，單 元之間的千擾略微增加。然而，如果'11，單元被擦除，則對'11，單元 的干擾可忽略，因為在讀取線和'11，單元之間形成了足夠的裕量。此外， 在執(zhí)行上述編程操作的情況下，在圖3中A方向上的單元之間減小了干擾 (即相應(yīng)單元分配給不同的字線)。
以下，闡述了兩種用于對由上述操作引起的'10，單元的干擾進行補 償?shù)姆椒?。首先，通過'10，單元的干擾而增加的閾值電壓分布可通過增 加間隔來補償。這一點將參照附圖5詳細闡述。
圖5是圖示利用增加附加讀取裕量的方法來對由'10，單元的干擾增 加的閾值電壓分布進行補償?shù)倪^程的視圖。為了補償'10，單元的閾值電 壓分布，增加了在'10，狀態(tài)和'00，狀態(tài)之間的附加讀取裕量'a，。
由于圖4中所示的操作，與現(xiàn)有技術(shù)中的閾值電壓分布相比，'01， 單元和'00，單元的閾值電壓分布(b)減小一半，并且與現(xiàn)有技術(shù)的閾 值電壓分布相比，增加了閾值電壓分布(c)。在此，由于'01，單元和'00， 單元的閾值電壓分布(b)減小了一半，所以與現(xiàn)有技術(shù)的讀取裕量相比 即使'10，狀態(tài)和'00，狀態(tài)之間的"a"裕量增加，也可減小所有讀取 裕量。
第二，由'10，單元的干擾增加的閾值電壓分布通過使用遞增步長脈 沖編程(在此稱作"ISPP")方法來補償。'10，單元的閾值電壓分布通過 使用ISPP方法來補償，該ISPP方法以遞增步長增加字線電壓、編程并且 接著驗證'10，單元的編程，即對LSB進行編程以便補償'10，單元的閾 值電壓分布。換句話說，由'10，單元的干擾增加的閾值電壓分布通過以 下方式來減小(1)施加字線電壓以編程LSB，其中所施加的電壓小于被 用于編程MSB的電壓，通過施加的字線電壓遞增增加進行編程，以及驗證 該編程。
本說明書中任何對"一個實施例"、"實施例"、"示例實施例"等等的 提及意味著結(jié)合實施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、或者特點被包括在本 發(fā)明的至少一個實施例中。本說明書中的不同位置的這秤短語的出現(xiàn)不必 都參照相同的實施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實施例來描述特定特征、結(jié)構(gòu)、 或者特點時，應(yīng)j人為在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)結(jié)合其它實施例實現(xiàn) 這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點。
雖然參照多個其說明性的實施例來對這些實施例進行了描述，但應(yīng)理 解的是，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)想到的多種其它修改方案和實施例落入本 公開內(nèi)容的原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地說，在本公開內(nèi)容、附圖和所 附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，組件部分和/或主題組合的設(shè)置中的可能的不同的 變形方案和修改方案都是可能的。除了組件部分和/或設(shè)置中的變形方案 和修改方案之外，可替換的應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種對NAND閃存器件進行編程的方法，所述方法包括提供閃存器件，其中N個字線被設(shè)置在漏極選擇線和源極選擇線之間，每個字線被分配有第一位線和第二位線；執(zhí)行LSB編程操作，用于從鄰近所述源極選擇線的第一字線到鄰近所述漏極選擇線的第N字線存儲低級數(shù)據(jù)位；以及執(zhí)行MSB編程操作，用于從鄰近所述源極選擇線的所述第一字線到鄰近所述漏極選擇線的所述第N字線存儲高級數(shù)據(jù)位，其中所述LSB編程操作包括選擇給定字線，以及對耦合到所選字線的第一位線的第一存儲單元以及然后對耦合到所選字線的第二位線的第二存儲單元進行編程，其中重復(fù)所述選擇給定字線的步驟和對第一存儲單元進行編程的步驟直到第N字線已被處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一位線是偶數(shù)位線，而 所述第二位線是奇數(shù)位線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一位線是奇數(shù)位線，而 所述第二位線是偶數(shù)位線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述MSB編程操作包括 選擇給定的字線，以及對耦合到所選字線的所述第 一位線的第 一存儲單元以及然后對耦合 到所選字線的所述第二位線的第二存儲單元進行編程，其中重復(fù)所述選擇給定字線的步驟和所述對第 一存儲單元進行編程 的步驟直到第N字線已被處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述LSB編程操作使用遞增字 線電壓的方法，所述字線電壓小于用于所迷MSB編程操作的字線電壓。
6. —種對MND閃存器件進行編程的方法，所述方法包括 提供閃存器件，其中字線被設(shè)置在漏極選擇線與源極選擇線之間，其中鄰近所迷源極逸擇線提供第一字線并且鄰近所述漏極選擇線提供最后字線；選擇字線泉編程親會到所逸字線的存儲單元，以對所逸第 一字線執(zhí)秄偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB編程操作；其中每個所述字線被選擇直到所有所述字線已被選擇，使得對所有所 述字線可以執(zhí)行所述偶數(shù)LSB編程操作和所述奇數(shù)LSB編程操作，其中執(zhí) 行所述偶數(shù)LSB編程操作以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到分配給所選字線 的偶數(shù)位線的存儲單元中，以及其中執(zhí)行所述奇數(shù)LSB編程操作以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到分配 給所選字線的奇數(shù)位線的存儲單元中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述第一字線順序地選擇所 述字線直到所述最后的字線被選擇。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作，用于將高級數(shù)據(jù)位存儲到耦合到所選字線的 偶數(shù)位線的所述存儲單元中；執(zhí)行奇數(shù)MSB編程操作，用于將高級數(shù)據(jù)位存儲到耦合到所選字線的 奇數(shù)位線的存儲單元中，其中對每個所選字線執(zhí)行所述偶數(shù)MSB編程操作和所述奇數(shù)MSB編程 操作，直到對所有所選字線已執(zhí)行了所述偶數(shù)MSB編程操作和所述奇數(shù) MSB編程操作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述LSB編程操作使用遞增增 加字線電壓的方法，所述字線電壓小于用于MSB編程操作的字線電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述奇數(shù)LSB編程之前進行 所述偶數(shù)MSB編程操作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述奇數(shù)MSB編程操作之前 執(zhí)行偶數(shù)MSB編程操作。
12. —種對具有多電平單元的閃存器件進行編程的方法，其中高級數(shù) 據(jù)位和低級數(shù)據(jù)位與第一、第二、第三和第四閾值電壓電平相應(yīng)，所述方 法包括對低級數(shù)據(jù)位和高級數(shù)據(jù)位進行編程，其中2位數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)包括第一、第二、第三、和第四狀態(tài)，這些狀態(tài)與所述第一、第二、第三、和第 四閾值電壓電平分別相應(yīng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所速的方法，其中所速數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)包括"U"， 其通過對"11"的低級數(shù)據(jù)位進行編程而被從"11"轉(zhuǎn)換到"10"。
14. 據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)包括"10"， 其中通過對低級數(shù)據(jù)位進行編程而增加的"10"的閾值電壓通過遞增增加 字線電壓來補償，其中所述字線電壓低于用于對高級數(shù)據(jù)位進行編程的字 線電壓。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中通過對低級數(shù)據(jù)位進行編程 而增加的"10"的閾值電壓通過確保"10"與"00"之間的讀取裕量來補 償。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在對高級數(shù)據(jù)位進行編程時， 根據(jù)對低級數(shù)據(jù)位的編程將數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)從"11"轉(zhuǎn)換到"01"。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在對高級數(shù)據(jù)位進行編程時， 根據(jù)對低級數(shù)據(jù)位的編程將數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)從"10"轉(zhuǎn)換到"00"。
全文摘要
一種對NAND閃存器件進行編程的方法包括提供閃存器件，其中字線被設(shè)置在漏極選擇線和源極選擇線之間，其中鄰近源極選擇線提供第一字線而鄰近漏極選擇線提供最后字線；選擇字線來編程耦合到所選字線的存儲單元，以對所選第一字線執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB編程操作；選擇每個字線直到所有字線已被選擇，使得對所有字線可以執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作和奇數(shù)LSB編程操作；執(zhí)行偶數(shù)LSB編程操作以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到分配給所選字線的偶數(shù)位線的存儲單元中；執(zhí)行奇數(shù)LSB編程操作以將低級數(shù)據(jù)位存儲在耦合到分配給所選字線的奇數(shù)位線的存儲單元中。
文檔編號G11C16/10GK101154450SQ20061015644
公開日2008年4月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者樸成濟 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司