專利名稱：用于改進編程速度的依據編程電壓的編程時間調節(jié)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉友非易失性存儲器系統(tǒng)，特定而言涉及具有編程時間控制的非易失 性存儲器系統(tǒng)。
背景技術：
典型地，非易失性存儲器的存儲器單元或電荷存儲元件(本文使用的兩術語可互換: 是一次并行地以一部分或整行單元來編程。向選定行的存儲器單元施加編程電壓脈沖， 直到所述行中選定單元的每一者的閾值電壓已被編程為編程循環(huán)中預定電壓范圍內的 值(可以是或可以不是單元的最后所需狀態(tài))。在每一編程循環(huán)中，以預定的時間間隔
(例如周期性時間間隔)施加一時間序列的電壓電平或振幅Vpgm的編程電壓脈沖， 其中與序列中的前一編程脈沖的振幅相比，每一編程脈沖的振幅以固定電壓步長 Vpgm(例如0.2伏特(V))遞增。以上述方式進行編程的存儲器單元或電荷存儲元件的陣 列實例是NAND單元陣列。
在編程電壓脈沖之間的時間周期中，執(zhí)行編程驗證操作。即，在每一編程脈沖之 后，讀取并行地被編程的每一電荷存儲元件(例如電荷存儲晶體管)的經編程電平，以 確定其是否不小于要被編程的驗證電壓電平。如果確定給定的電荷存儲元件的閾值電 壓已超過驗證電壓電平，那么可通過將特定電荷存儲元件連接的位線的電壓從低電壓 (典型是0伏特)升高到高或禁止電平(典型是Vdd)來停止所述電荷存儲元件的編程。并 行編程的其他電荷存儲元件的編程會繼續(xù)直到他們依序達到其驗證電壓電平。在每一 編程驗證操作之后，如果仍然有并行編程的一個或一個以上電荷存儲元件，其閾值電 壓仍然未達到驗證電壓電平，那么編程脈沖的振幅可以預定的步長大小而增加，并再 次施加于并行編程的電荷存儲元件，其再次后跟編程驗證操作。如果在下一編程操作 之后，增加的編程脈沖仍然不會使并行編程的全部電荷存儲元件的閾值電壓達到驗證 電壓電平，那么編程脈沖的振幅可在下一時間間隔期間以相同的預定步長大小仍然再 次增加，且重復此過程直到并行編程的全部電荷存儲元件的閾值電壓達到驗證電壓電 平為止。此標示特定編程循環(huán)的結束。
從以上說明顯而易見，以上編程過程需要用后跟編程驗證操作的編程脈沖重復地 編程單元。因此，此過程可能耗時。因此，需要施加每一編程脈沖的編程時間具有短 持續(xù)時間以使得存儲器單元或電荷存儲元件可在盡可能短時間內被編程為所需閾值電 壓。雖然可釆用較大或較少數目的脈沖以將元件編程為任何特定的閾值電壓，但是， 圖2A中圖解說明用來編程電荷存儲元件的編程脈沖的時間序列，其中顯示13個所述 連續(xù)脈沖。電壓脈沖可以例如15伏特的初始編程脈沖電平開始且針對每一脈沖以例如 0.2伏特的預定步長大小而增加。
在圖2A中，其圖解說明序列中用來編程電荷存儲元件的編程脈沖具有大致垂直 前緣與尾緣。實際上，編程脈沖的脈沖形狀是不同于所顯示的那些脈沖形狀，因為通 常電荷泵需要充電時間以將電壓輸出從參考電壓電平增加到所需Vpgm電平，且脈沖 需要時間周期以在脈沖的尾緣處降回到參考電平。在圖1和2B中對此進行圖解說明。
如圖1中所示，在時間t0處，電荷泵開始從例如接地電平的開始參考電平增加電 壓輸出，并將所述輸出施加于選定的控制柵極線或字線。然而，如圖l中所示，直到 時間tl電荷泵的輸出才達到有效改變晶體管閾值電壓的所需電壓電平Vpgm。在電荷 泵的輸出在時間tl處達到所需電壓電平之后，維持此電壓電平直到標示時間周期的結 束時間t2，在所述時間周期中電荷泵的輸出維持在所需編程電壓電平Vpgm。其后， 電荷泵輸出會在時間t3之前下降回到參考電平。因此，分配用于編程所述控制柵極線 或字線的總編程時間是三個時間周期中的二者的和t0-tl (或T)和tl-12，且在t3之 后存儲器進行到下一編程脈沖或編程驗證。時間周期t0-tl或T是電荷泵所需以傳遞所 需編程電壓電平Vpgm的充電時間。時間周期tl-t2是脈沖寬度，其是有效編程時間， 在此期間選定的控制柵極線或字線電壓斜坡上升到所需Vpgm電平，從而有效改變電
荷存儲元件的閾值電壓。
因此，關于圖2A，標示1到13的13個脈沖的每一者實際上具有類似于圖1所 示的形狀。如圖2A中所圖解說明，每次產生新的電荷泵脈沖時，需要由電荷泵傳遞 的Vpgm電平便會增加AVpgm，以使得所需編程電壓或Vpgm電平從脈沖1到脈沖 13趨于漸高，如圖2A中所示。如圖2B中所示，與較低Vpgm相比，較高Vpgm電 平需要較長充電時間。
在電荷泵控制的常規(guī)設計中，分配用于編程選定控制柵極線或字線的總編程時間 是固定的且不隨著所需增加編程電壓電平Vpgm而改變。此情況在圖2B中進行了描 述。因此，關于圖2A和圖2B，對于圖2A中的脈沖1而言，所需由電荷泵傳遞處于 Vpgml的電壓電平仍然相對較低以使得充電時間Tl相對較短，從而在傳統(tǒng)方案中留 下固定編程時間的大部分可用時間來供電荷泵使控制柵極線或字線斜坡上升到所需電 壓電平Vpgml。然而，對于脈沖5而言，需要由電荷泵傳遞的Vpgm5電平高于脈沖1 的Vpgml電平以使得需要較長充電時間T5，從而留下較短的可用時間來將在Vpgm5 電平處的斜坡上升電壓施加于選定控制柵極線或字線，以有效改變由所述線控制的電 荷存儲元件的閾值電壓。對于脈沖IO而言，所需電壓泵脈沖電平VpgmlO還要高以使 得需要還要長的充電時間TIO，從而留下還要小的固定編程時間的可用一部分供在 VpgmIO的電荷泵輸出來改變電荷存儲元件的閾值電壓。此表示隨著所需電荷泵脈沖 的編程電壓的增加，有效編程時間或脈沖寬度會變得越來越短，且因此，編程電荷存越無效。最終的結果是必須施加大量編程脈沖以對并 行編程的全部單元進行編程。因為其會減少存儲器系統(tǒng)的效能，所以這不是所需要的。 以上編程操作既適用于多電平電荷存儲元件，又適用于二元電平電荷存儲元件或 存儲器單元。對多電平電荷存儲元件的以上編程和編程驗證操作的圖解說明在美國專
利案號6,522,580中進行了描述，其以全文引用方式并入本文中。
以上問題的一個解決方案是增加分配用于編程的固定時間以便即使處于高編程 電壓，所分配的增加的編程時間也允許處于所需高Vpgm電平的電荷泵輸出即使在增 加的充電時間之后保持在所述電平充分的時間，來改變電荷存儲元件閾值電壓。如以 上所述，為增加效能，需要最小化其中施加編程脈沖的每一編程循環(huán)的編程時間。因 為僅需在高編程電壓(即，在高Vpgm電平)而不在低編程電壓分配較長的編程時間， 因此在編程循環(huán)期間增加用于全部電荷泵脈沖的產生和施加的固定編程時間不是所需 的，因為其也增加了總的編程時間。因此，需要提供減少以上困難的非易失性存儲器 系統(tǒng)。

發(fā)明內容
理想地，當要求電荷泵供應低到適中的編程脈沖電壓輸出時，在編程循環(huán)的開始 部分期間，需要所分配的編程時間周期盡可能的短。隨著編程循環(huán)進展，當需要較高 振幅的編程電壓時，需要使用較長的編程時間周期來代替最初使用的較短的時間周期。
本發(fā)明基于當要求電荷泵供應高的編程脈沖電壓輸出時，可增加分配用于電壓泵 脈沖的編程時間周期的認知。在一個實施例中，多次調節(jié)分配用于施加電壓泵脈沖的 編程時間為減少用于將電荷存儲元件編程為預定狀態(tài)(即，元件在閾值電壓的預定范圍 內的狀態(tài))的脈沖數目的值。在本實施例的一個實施案中，依據特定編程循環(huán)期間已由 電荷泵產生的編程脈沖數目控制所分配的編程時間。在本實施例的另一實施案中，依 據電荷泵提供的脈沖的一個或多個振幅來控制所分配的編程時間，而不使用電荷泵的 任何輸出。
在不同的實施例中，響應于指示由電荷泵提供的脈沖的一個或多個振幅的至少一 個指示器信號產生分配用于施加電壓泵脈沖的至少一個編程時間。在本實施例中，在 不使用電荷泵的任何輸出的振幅的情況下產生一個或多個指示器信號。在本實施例的 一個實施案中，所述一個或多個指示器信號由編程電壓控制邏輯提供，所述編程電壓 控制邏輯還控制電荷泵提供的泵脈沖電壓電平，且其控制所分配的編程時間。在本實 施例的另一實施案中，所述一個或多個指示器信號指示在特定編程循環(huán)中已由所述電 荷泵產生的編程脈沖數目。


圖1是用于圖解說明本發(fā)明的一個方面的由電荷泵產生的電壓泵脈沖的時序圖。圖2A是用于圖解說明本發(fā)明的一個方面處于增加的電壓(Vpgm)電平的13個電壓 泵脈沖的時間序列的時序圖。
圖2B是用于圖解說明本發(fā)明的一個方面的圖解說明處在較高電壓電平的電壓泵 脈沖需要較長的充電時間的三個電壓泵脈沖的時序圖。
圖3圖解說明包括主機裝置和連接到所述主機裝置的快閃EEPROM系統(tǒng)的系統(tǒng) 的方框圖。
圖4是用以圖解說明本發(fā)明的一個實施例的圖3的快閃EEPROM系統(tǒng)的控制器 和電壓產生部分的方框圖。
圖5是用以圖解說明本發(fā)明的實施例的圖4中的控制邏輯的編程時間控制電路和 某些組件的示意性電路圖。
圖6是用以圖解說明本發(fā)明的另一實施例的圖4中的控制邏輯的編程時間控制電 路和某些組件的示意性電路圖。 '
圖7是相對于編程一 NAND單元以使得所述單元達到目標閾值電壓Vt所需的電 壓泵脈沖數目而繪制的電荷存儲元件的目標閾值電壓Vt的曲線圖。具有正斜率的虛線 指示處于恒定脈沖寬度(即，恒定有效的編程時間)的編程速度，且實曲線指示處于分 配用于編程的恒定編程時間的編程速度。
圖8是用于圖解說明本發(fā)明的處于不同電壓電平但具有相同脈沖寬度的三個電壓 泵脈沖的曲線圖。
圖9是用以說明本發(fā)明具體實施例的使用三個不同選項依據所需編程電壓而增加 編程時間來實現(xiàn)閾值電壓的曲線圖。
為簡化說明，相同組件在此專利中以相同的編號標示。
具體實施例方式
圖3是快閃存儲器系統(tǒng)20的方框圖(其可以呈插入卡或模塊的形式)，所述快閃存 儲器系統(tǒng)20通過系統(tǒng)總線15與主機裝置IO(例如計算機、照相機、蜂窩式電話、個 人數字助理、游戲控制器、及例如MP3播放器的媒體播放器)通信?？扉W存儲器系統(tǒng) 20包括快閃EEPROM模塊30和控制器40，其又包括存儲器41和處理器43?？刂破?40解譯從主機計算機10接收的命令，并以主機計算機10明了的方式將他們轉換成用 于快閃EEPROM模塊30的對應的讀取、寫入和其他操作。
圖4圖解說明(作為實例)與電荷泵電壓脈沖產生有關的快閃EEPROM系統(tǒng)20 的若干部分的簡化方框圖。在此專利中，術語"電壓泵脈沖"、"泵脈沖"、"電荷 泵電壓脈沖"、"編程脈沖"和"編程脈沖(program pulses)"可互換使用。如圖4 所示，通過主機10向控制器40施加供應電壓Vsys，且經由可選電壓調節(jié)器45;可能 不同的電壓電平Vdd被施加到模塊30。處理器43向模塊30施加命令和數據且電荷泵 32響應于來自控制邏輯58的控制信號從電壓Vdd產生編程脈沖。實際上，在非易失性存儲器30的控制邏輯58中通常有足夠的邏輯以控制存儲器的詳細操作，從而減輕 處理器43的責任。通常，解碼模塊56由使用預定義協(xié)議解譯來自處理器43的命令的 充分邏輯組成，且控制邏輯58由專用定序器、脈沖計數器和Vpgm控制邏輯(其中某 些參數可能存儲在陣列54的單獨ROM (未顯示)中且在啟動時讀出)組成。在每一 編程循環(huán)的開始時將控制邏輯58中的脈沖計數器重設定為0，且從0開始計數定序器 所啟動的編程脈沖數目。使用脈沖計數器的脈沖計數輸出，定序器決定它幵始編程驗 證的回路及/或以編程失敗狀態(tài)而終止編程回路的回路?？刂七壿?8中的Vpgm控制 邏輯計算每一編程脈沖的Vpgm電平。然而，本發(fā)明并非取決于以上電路區(qū)塊的物理 位置、或他們如何連接、及可如何使用其他布置。向存儲器單元陣列54施加編程脈沖。 陣列54包含存儲器單元的行和列。為簡化說明，存儲器陣列的行與列控制、以及其他 控制的各種控制電路已從圖4省略。
電路52依據來自控制邏輯58指示脈沖的振幅的脈沖信號控制由電荷泵32所產 生的脈沖的編程時間。編程時間控制電路52產生編程時間控制信號66或74，并將此 信號供應給控制邏輯58，以導致調節(jié)分配用于將來自電荷泵32的電壓泵脈沖施加給 陣列54中電荷存儲元件的編程時間以減少將電荷存儲元件編程為預定電荷狀態(tài)所需 的脈沖數目，例如將電荷存儲晶體管編程為在特定預定范圍內的閾值電壓。將這些編 程時間控制信號供應給控制邏輯58以控制分配用于電壓泵脈沖施加給陣列54的編程 時間長度。
圖5是圖4的編程時間控制方案的一個實施例的示意性電路圖。電路52'是圖4 的電路52的一個實施案。脈沖計數器64和定序器68是圖4的控制邏輯58的若干部 分。如以上所解釋，在每一編程循環(huán)的開始時將邏輯58中的脈沖計數器64重設定為 0，且從O開始計數定序器所啟動的編程脈沖數目。脈沖計數器64輸出脈沖計數信號 64a，其指示從此編程循環(huán)開始的編程脈沖計數。將此脈沖計數信號供應給編程時間控 制邏輯電路52'，其可包含實施查找表的邏輯電路。此查找表提供對應于來自計數器 64的脈沖計數數目的編程時間值。
如圖2A中所述，電荷泵以超過前一編程脈沖的電壓電平的電壓增量Avpgm來增 加編程脈沖的電壓電平，以使得如果已知已在特定編程循環(huán)中提供的編程脈沖總數目， 那么可從此數目計算所需Vpgm電平。從圖1及以上關于其的論述，可清楚地知道對 于所需任何給定編程電壓電平Vpgm而言，存在充電時間(tO-tl)加上所需有效編程時間 或加上脈沖寬度(tl-t2)總和的對應值，且所需的Vpgm值越高，充電時間(tO-tl)就會越 大。為補償當Vpgm增加時充電時間(tO-tl)值的增加，對應的編程時間增加對應的量， 所述量可通過計算或校準的方式獲得。通過如此調節(jié)對應于任何Vpgm值的編程時間， 然后其可達到對應于一組Vpgm值的一組編程時間且因此一組對應的脈沖計數值，以 在編程電壓維持在針對不同Vpgm和脈沖計數值的所需Vpgm期間維持大致恒定有效 的編程時間(或脈沖寬度)。
通過上述過程，對于每一脈沖計數而言，將會有唯一對應編程時間，其考慮具有對應于此脈沖計數的特定Vpgm值的任何特定編程脈沖所需的充電時間。然后，以編 程時間控制信號輸出66將此編程時間值提供給定序器68，所述定序器68又在線53 上將所述編程時間控制信號供應給電荷泵32。電荷泵32然后為編程時間周期提供對 應于信號53的下一泵脈沖。然后重復此過程以產生一個或一個以上用于控制來自泵 32的一個或一個以上泵脈沖的編程時間的編程時間控制信號。此泵脈沖編程時間控制 的效果在圖7和圖8中進行圖解說明。
圖7是電荷存儲元件的閾值電壓(在垂直軸上)的曲線圖，所述閾值電壓通過施加 脈沖編程脈沖序列(例如圖2A所示那些)中的對應電壓泵脈沖數目(在水平軸上)來實 現(xiàn)。要實現(xiàn)的特定電荷狀態(tài)的目標閾值電壓Vt顯示為水平虛線82。虛傾斜線84圖解 說明可實現(xiàn)的電荷存儲元件的閾值電壓，其中當編程電壓Vpgm增加時，脈沖寬度或 有效編程時間(在該時間期間脈沖電壓維持在所需編程電壓)維持在恒定值，以實現(xiàn)最 適宜編程速度。然而，如果分配相同的時間量用于編程脈沖，不論所需電壓電平Vpgm 如何(如在常規(guī)編程控制中執(zhí)行)，那么對應于脈沖數目可實現(xiàn)的電荷存儲元件的閾 值電壓顯示為實線曲線86。如圖7所圖解說明，線82是在其與線84相交的右邊的一 點處與曲線86相交，此指示用恒定編程時間分配所實現(xiàn)的編程速度需要施加更多的編 程脈沖且因此與維持恒定的有效編程時間或脈沖寬度的速度相比較慢。
圖8是處于三個不同Vpgm值的三個不同編程脈沖的曲線圖。借助于實施例(例 如圖5和6中所示的那些實施例)，可控制所述三個脈沖的編程時間以使得其有效地 具有相同脈沖寬度，如圖8中所圖解說明。如圖8中以圖表方式所示，當所需編程電 壓電平Vpgm增加時，所分配的編程時間量也相應地增加，以使得有效編程時間或脈 沖寬度保持大致恒定。此允許實現(xiàn)最適宜編程速度，使用最少數目的編程脈沖使電荷 存儲元件沿著圖7的虛線84達到目標閾值電壓Vt。
因此，當編程電壓Vpgm從一個編程脈沖增加到下-個編程脈沖時，在每次脈沖
的振幅增加時便增加分配用于施加電壓泵脈沖的編程時間時實現(xiàn)最適宜編程速度(如 圖7和圖9中的線84所圖解說明，且在圖9中標示為選項1)。以此方式，可維持編
程脈沖的有效脈沖寬度大致恒定以實現(xiàn)最適宜的編程速度。
然而，每次編程電壓增加時就必須調節(jié)所分配的編程時間需要頻繁的編程時間調 節(jié)。對于某些應用而言，可不必每次增加編程電壓(例如在施加每一脈沖之后)時就增 加通過施加泵脈沖而分配的編程時間。例如，代替在施加每一脈沖之后增加分配用于 施加電壓泵脈沖的編程時間，此可在每X數目的脈沖之后進行，其中X是等于或大于 2的整數。在圖9中，此通過圖9中的虛線92和所標示的選項2來圖解說明。在選項 2中，在施加每X個脈沖之后，增加分配用于施加電壓泵脈沖的編程時間。
作為另一選項，圖9中所標示的選項3，分配用于施加電壓泵脈沖的編程時間維 持在恒定值，直到在編程循環(huán)中已施加Y數目的泵脈沖為止。因此，如圖9中所示， 在施加Y數目的脈沖之前，在選項3中和在圖7的常規(guī)方法中獲得的曲線86中可實 現(xiàn)的閾值電壓是相同的。然而， 一旦在Y數目的脈沖之后增加分配用于施加泵脈沖的編程時間之后，選項3的曲線94就會偏離曲線86，以使得在與常規(guī)方法相比較時， 實現(xiàn)目標閾值Vt所需的脈沖總數目減少，如圖9中所圖解說明。如圖9中所示，與曲 線86與線82相交的點相比，曲線94在更接近垂直軸的點處與水平線82相交。
仍然作為不同于以上選項的另一可能選項，僅在己施加Y數目的脈沖之后，而不 是在此發(fā)生之前，每次編程電壓增加(例如在施加每一脈沖之后)時，可增加所分配的 編程時間。因此，此選項是先前選項1和3的組合。此組合的閾值電壓對脈沖數目的 曲線圖將會沿常規(guī)方法的曲線86向上到直到已向電荷存儲晶體管施加Y數目的脈沖 的點，但是在此點之后，沿著大致具有與圖9中的線84相同的斜率的線(未顯示)。因 為當Vpgm電平相對較低時充電時間可能不明顯，因此在每一編程脈沖之后增加此 Vpgm電平的編程時間的效果并不明顯，以使得通過在傳統(tǒng)方法上增加編程時間無法 獲得明顯的編程效率(如圖7和圖9中的曲線86所圖解說明)。然而，當所需Vpgm 電平相對較高時，在每一編程脈沖之后，增加此Vpgm電平的編程時間的效果將會明 顯。因此，僅在已施加Y數目的脈沖之后，在每一編程脈沖之后增加此Vpgm電平的 編程時間將可獲得明顯的編程效率，同時減少調節(jié)編程時間的次數。
仍然作為不同于以上選項的另一可能選項，在施加Y數目的泵脈沖之后，但不是 在此發(fā)生之前，每次己施加X數目的編程脈沖之后可增加所分配的編程時間，其中X 是等于或大于2的整數。因此，此選項是先前選項2和3的組合。此選項具有類似于 當選項1和3組合時的優(yōu)點，但是也具有額外的優(yōu)點，即可進一步減少編程時間調節(jié) 的數目。此組合的閾值電壓對脈沖數目的曲線圖將會沿著傳統(tǒng)方法的曲線86向上到直 到已向電荷存儲晶體管施加Y數目的脈沖的點，但在此點之后會沿著具有大致與圖9 的曲線92相同的形狀和斜率的曲線(未顯示)。
代替計數來自電荷泵的脈沖數目，可依據所需Vpgm電平來調節(jié)編程時間，但是 完全不響應于泵脈沖的任何計數。圖6的電路52"是圖4的電路52的另一實施例。 圖6的實施例包括編程控制邏輯72(在圖4的邏輯電路58中)，其以指示器信號72a向 編程時間控制邏輯52"提供編程電壓電平(Vpgm電平)。類似于圖5的編程時間控制 邏輯52'，編程時間控制邏輯52"也實施查找表。邏輯52"提供編程時間控制信號 74，所述編程時間控制信號74指示對應于輸入Vpgm電平72a的編程時間。將此編程 控制時間信號74提供給定序器68(在圖4的邏輯電路58中)，其沿著線53將此信號提 供給電荷泵32。邏輯72還沿著信號線98(未在圖4中顯示)將相同的Vpgm電平信號 72a提供給電荷泵32，以使得電荷泵產生具此Vpgm電壓電平的電壓泵脈沖。電路52" 還可用來實施在圖9中所圖解說明的三種不同選項，除了代替在施加一個或-一個以上 脈沖之后增加編程時間，根據邏輯72要求的Vpgm電平來增加編程時間以外。在圖6 實施例的一個實施案中，針對每n個遞增增加而增加編程時間(g卩，nAVpgm)，其中n 為等于或大于l的整數。在n值為l的情況下，編程速度將與在每一泵脈沖之后增加 編程時間的情況相同，艮卩，沿著圖7和圖9中的線84。在n值大于l的情況下，編程 速度將與在每n個泵脈沖之后增加編程時間的情況相同，g卩，沿著圖9中的虛線92。在m個遞增增加之后僅一次增加編程時間的情況下，結果也由圖9中的選項3和線94 圖解說明。
類似于以上針對圖5實施例的選項1和3與選項2和3的組合，可針對圖6的實 施例實施類似的組合。因此，可針對每n個遞增增加(即，nAVpgm)而增加編程時 間，其中n為等于或大于1的整數，但是僅在Y個遞增增加之后而不是在此發(fā)生之前。 在n值為1的情況下，編程速度將與以上針對圖5實施例的選項1和3組合的情況相 同。在n值大于l的情況下，編程速度將與以上針對圖5實施例的選項2和3組合的 情況相同。這些組合具有大致與以上針對關于圖5實施例的對應組合所解釋的優(yōu)點相 同的優(yōu)點。
在圖6實施例的另一實施案中，編程時間以特定Vpgm值增加，其中這些值可經 選擇以使系統(tǒng)最優(yōu)化，且可對應于選項l-3和如以上所解釋的其組合。在選項1下， 每次Vpgm增加時，可增加編程時間。在選項2下，可將編程時間設定為對應于特定 Vpgm值的值，其中這些值可對應于選項2中每X數目的脈沖。另一選擇為，可將編 程時間設定為對應于特定Vpgm值的值，其中這些值并不對應于選項2中每X數目的 脈沖。在選項3下，在編程循環(huán)中可保持編程時間恒定，直到Vpgm超過特定預定值 為止；在該點，編程時間會增加到保持不變的另一值，直到編程循環(huán)結束。
從以上可知，明顯地，在響應于來自圖6邏輯72的Vpgm電平產生編程控制信 號的情況下，因此可提供編程控制信號而無需利用電荷泵32的輸出。在圖6的實施例 中，并不將泵脈沖供應給電路52"。此在圖5的實施例中也是如此，其中并不將泵脈 沖供應給電路52'。因此，電路52'不會利用或否則測量或感測來自電荷泵輸出的脈 沖數目或振幅的；代替地，其僅從由邏輯58中的計數器64提供的脈沖計數來推測所 需編程時間。在不必測量來自電荷泵輸出的編程脈沖數目或振幅的情況下調節(jié)編程時 間的優(yōu)點可簡化編程時間控制的實施。
盡管以上參照各種實施例描述了本發(fā)明，但是應了解在不背離本發(fā)明的范圍的條 件下可作出變化和修改，所述本發(fā)明的范圍僅由所附權力要求書及其等效物界定。在 此提到的所有參考均以引用方式并入本文中。
權利要求
1、一種用于對非易失性存儲器系統(tǒng)進行編程的方法，所述系統(tǒng)包含多個電荷存儲元件；所述方法包含在用于對所述多個電荷存儲元件進行編程的編程循環(huán)期間，借助于電荷泵順序地提供編程脈沖，其中所述脈沖中的至少某些脈沖的每一者的振幅相對于先前脈沖而增加；及響應于指示由所述電荷泵提供的所述脈沖的不同振幅的信號產生多個編程時間控制信號，所述編程時間控制信號致使分配用于向所述電荷存儲元件施加所述編程脈沖的編程時間被多次調節(jié)到減少用于將所述多個電荷存儲元件編程為預定狀態(tài)的脈沖數目的值。
2、 如權利要求1所述的方法，其中所述產生產生多個指示器信號，所述指示器 信號指示所述電荷泵在所述編程循環(huán)期間提供到所述電荷存儲元件的所述脈沖的數目 或振幅，在不使用所述電荷泵的任何輸出的振幅的情況下產生所述指示器信號。
3、 如權利要求2所述的方法，其中所述多個指示器信號指示所述電荷泵在所述編程循環(huán)期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖數目。
4、 如權利要求3所述的方法，其中響應于所述指示器信號產生所述編程時間控 制信號，以致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間針對所述電荷泵在所述編 程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的每n數目的編程脈沖而增加，其 中n是正整數。
5、 如權利要求4所述的方法，其中n具有值l。
6、 如權利要求4所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間在已提供預定數目的脈 沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后，針對所述電荷泵提供的每n數目的編程脈沖 而增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
7、 如權利要求6所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間直到已提供所述預定數 目的編程脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后才增加分配用于施加所述編程脈沖 的所述編程時間。
8、 如權利要求3所述的方法，其中響應于所述電荷泵的輸出而產生所述多個指 示器信號。
9、 如權利要求2所述的方法，其中所述多個指示器信號指示所述電荷泵在所述 編程循環(huán)期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的振幅，且其中不響應于所述電荷 泵的任何輸出而產生所述多個指示器信號。
10、 如權利要求9所述的方法，其中響應于所述指示器信號而產生的所述編程時 間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間針對所述電荷泵在所述編 程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的振幅的每n個遞增增 加而增加，其中n是正整數。
11、 如權利要求IO所述的方法，其中n具有值l。
12、 如權利要求10所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間已發(fā)生預定數目的編 程脈沖的振幅的遞增增加之后，針對所述電荷泵提供的編程脈沖的振幅的每n個遞增 增加而增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
13、 如權利要求12所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間直到己發(fā)生所述預定 數目的編程脈沖的振幅的遞增增加之后才增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間。
14、 如權利要求2所述的方法，其中不響應于所述電荷泵的輸出而產生所述多個 指示器信號。
15、 如權利要求2所述的方法，其中所述電荷泵響應于所述多個指示器信號而產 生所述編程脈沖。
16、 一種用于對非易失性存儲器系統(tǒng)進行編程的方法，所述系統(tǒng)包含多個電荷存 儲元件；所述方法包含在用于對所述多個電荷存儲元件進行編程的編程循環(huán)期間，借助于電荷泵順序地 提供編程脈沖，其中所述脈沖中的至少某些脈沖的每一者的振幅相對于先前脈沖而增加；及產生至少一個指示器信號，所述指示器信號指示所述電荷泵提供的所述脈沖的振 幅，所述指示器信號是在不使用所述電荷泵的任何輸出的振幅的情況下產生的；響應于所述指示器信號產生一個或一個以上編程時間控制信號，從而致使分配用 于向所述電荷存儲元件施加所述編程脈沖的至少一個編程時間被調節(jié)到減少用于將所 述多個電荷存儲元件編程為預定狀態(tài)的脈沖數目的值。
17、 如權利要求16所述的方法，其中所述至少一個指示器信號指示所述電荷泵 在所述編程循環(huán)期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的數目或振幅。
18、 如權利要求17所述的方法，其中響應于所述至少一個指示器信號而產生的 所述編程時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間針對所述電荷 泵在所述編程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的每n數目的編程脈沖 而增加，其中n是正整數。
19、 如權利要求18所述的方法，其中n具有值1。
20、 如權利要求18所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間在已提供預定數目的 脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后，針對所述電荷泵提供的每n數目的編程脈 沖增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
21、 如權利要求20所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間直到己提供所述預定 數目的脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后才增加分配用于施加所述編程脈沖的 所述編程時間。
22、 如權利要求16所述的方法，其中響應于所述電荷泵的輸出而產生所述至少 一個指示器信號。
23、 如權利要求16所述的方法，其中所述至少一個指示器信號指示所述電荷泵提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的振幅。
24、 如權利要求23所述的方法，其中響應于所述指示器信號而產生的所述編程 時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間針對所述電荷泵在所述 編程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的振幅的每n個遞增 增加而增加，其中n是正整數。
25、 如權利要求24所述的方法，其中n具有值l。
26、 如權利要求24所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間已發(fā)生預定數目的編 程脈沖的振幅的遞增增加之后，針對所述電荷泵提供的編程脈沖的振幅的每n個遞增 增加而增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
27、 如權利要求26所述的方法，其中在所述編程循環(huán)期間直到已發(fā)生編程脈沖 的振幅的所述預定數目的遞增增加之后才增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間。
28、 如權利要求16所述的方法，其中不響應于所述電荷泵的輸出而產生所述至 少一個指示器信號。
29、 如權利要求16所述的方法，其中所述至少一個指示器信號和所述一個或一 個以上編程時間控制信號致使分配用于向所述電荷存儲元件施加所述編程脈沖的所述 編程時間在所述編程循環(huán)期間僅一次被調節(jié)到較高值，以便減少用于將所述多個電荷 存儲元件編程到預定狀態(tài)的脈沖的數目。
30、 一種非易失性存儲器系統(tǒng)，其包含 多個電荷存儲元件；電荷泵，其在用于對所述多個電荷存儲元件進行編程的編程循環(huán)期間順序地提供 編程脈沖，其中所述脈沖中的至少某些脈沖的每一者的振幅相對于先前脈沖而增加； 及裝置，其響應于指示所述電荷泵所提供的所述脈沖的不同振幅的信號而產生多個 編程時間控制信號，所述編程時間控制信號致使分配用于向所述電荷存儲元件施加所 述編程脈沖的編程時間多次被調節(jié)到減少用于將所述多個電荷存儲元件編程為預定狀 態(tài)的脈沖數目的值。
31、 如權利要求30所述的系統(tǒng)，所述裝置包括第一電路，其產生指示所述電荷泵所提供的所述脈沖的振幅的多個指示器信號，所述指示器信號是在不使用所述電荷泵的任何輸出的振幅的情況下產生的；及第二編程時間控制電路，其響應于所述指示器信號而產生多個編程時間控制信 號，從而致使分配用于向所述電荷存儲元件施加所述編程脈沖的編程時間被調節(jié)到減 少用于將所述多個電荷存儲元件編程為預定狀態(tài)的脈沖數目的值。
32、 如權利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述多個指示器信號指示所述電荷泵在所 述編程循環(huán)期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的數目。
33、 如權利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述第二編程時間控制電路響應于所述指 示器信號而產生的所述編程時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間針對所述電荷泵在所述編程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的每 n數目的編程脈沖而增加，其中n是正整數。
34、 如權利要求33所述的系統(tǒng)，其中n具有值l。
35、 如權利要求33所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間在已提供預定數目的 脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后，針對所述電荷泵提供的每n數目的編程脈 沖增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
36、 如權利要求35所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間直到已提供所述預定 數目的編程脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后才增加分配用于施加所述編程脈 沖的所述編程時間。
37、 如權利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述第一電路響應于所述電荷泵的輸出而 產生所述多個指示器信號。
38、 如權利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述第一電路不響應于所述電荷泵的任何 輸出而產生所述多個指示器信號。
39、 如權利要求38所述的系統(tǒng)，其中所述第二編程時間控制電路響應于所述指 示器信號而產生的所述編程時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間針對所述電荷泵在所述編程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的編 程脈沖的振幅的每n個遞增增加而增加，其中n是正整數。
40、 如權利要求39所述的系統(tǒng)，其中n具有值l。
41、 如權利要求39所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間己發(fā)生預定數目的編 程脈沖的振幅的遞增增加之后，針對所述電荷泵提供的編程脈沖的振幅的每n個遞增 增加而增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
42、 如權利要求41所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間直到已發(fā)生所述預定 數目的編程脈沖的振幅的遞增增加之后才增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間。
43、 如權利要求38所述的系統(tǒng)，其中所述電荷泵響應于所述多個指示器信號而 產生所述編程脈沖。
44、 一種非易失性存儲器系統(tǒng)，其包含 多個電荷存儲元件；電荷泵，其在用于對所述多個電荷存儲元件進行編程的編程循環(huán)期間順序地提供 編程脈沖，其中所述脈沖中的至少某些脈沖的每一者的振幅相對于先前脈沖而增加； 及第一電路，其產生指示所述電荷泵所提供的所述脈沖的振幅的至少一個指示器信 號，所述指示器信號是在不使用所述電荷泵的任何輸出的振幅的情況下產生的；第二編程時間控制電路，其響應于所述指示器信號而產生一個或一個以上編程時間控制信號，從而致使分配用于施加所述編程脈沖的至少一個編程時間被調節(jié)到減少 用于將所述多個電荷存儲元件編程為預定狀態(tài)的脈沖數目的值。
45、 如權利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個指示器信號指示所述電荷泵 在所述編程循環(huán)期間提供到所述電荷存儲元件的編程脈沖的數目。
46、 如權利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述第二編程時間控制電路響應于所述至 少一個指示器信號而產生的所述編程時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的 所述編程時間針對所述電荷泵在所述編程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲 元件的每n數目的編程脈沖而增加，其中n是正整數。
47、 如權利要求46所述的系統(tǒng)，其中n具有值l。
48、 如權利要求46所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間在已提供預定數目的 脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后，針對所述電荷泵提供的每n數目的編程脈 沖而增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
49、 如權利要求48所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間直到已提供所述預定 數目的脈沖用于編程所述多個電荷存儲元件之后才增加分配用于施加所述編程脈沖的 所述編程時間。
50、 如權利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述第一電路響應于所述電荷泵的輸出而 產生所述至少一個指示器信號。
51、 如權利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述第一電路不響應于所述電荷泵的任何 輸出而產生所述至少一個指示器信號。
52、 如權利要求51所述的系統(tǒng)，其中所述第二編程時間控制電路響應于所述指 示器信號而產生的所述編程時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間針對所述電荷泵在所述編程循環(huán)的至少一部分期間提供到所述電荷存儲元件的編 程脈沖的振幅的每n個遞增增加而增加，其中n是正整數。
53、 如權利要求52所述的系統(tǒng)，其中n具有值l。
54、 如權利要求52所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間已發(fā)生預定數目的編 程脈沖的振幅的遞增增加之后，針對所述電荷泵提供的編程脈沖的振幅的每n個遞增 增加而增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間。
55、 如權利要求54所述的系統(tǒng)，其中在所述編程循環(huán)期間直到已發(fā)生所述預定 數目的編程脈沖的振幅的遞增增加之后才增加分配用于施加所述編程脈沖的所述編程 時間。
56、 如權利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述電荷泵響應于所述一個或一個以上編 程時間控制信號而產生所述編程脈沖。
57、 如權利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個指示器信號和所述一個或一 個以上編程時間控制信號致使分配用于施加所述編程脈沖的所述編程時間在所述編程 循環(huán)期間僅一次被調節(jié)到較高值，以便減少用于將所述多個電荷存儲元件編程為預定 狀態(tài)的脈沖數目。
全文摘要
在非易失性存儲器系統(tǒng)中，依據所需泵脈沖電壓電平來調節(jié)分配用于編程脈沖的編程時間周期，以便減少將電荷存儲元件編程為所需閾值電壓所需的迭代泵脈沖的總數目。例如，可隨著所需泵脈沖電壓電平的增加而增加編程時間周期。此允許將編程脈沖的所述編程時間周期增加到對增加的充電時間進行補償的值，所述增加的充電時間是較高振幅編程脈沖達到所需編程電壓所需的。
文檔編號G11C16/34GK101421796SQ200780013665
公開日2009年4月29日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權日2006年3月28日
發(fā)明者三輪徹, 李希強 申請人:桑迪士克股份有限公司