專利名稱：對非易失性存儲設備進行編程的方法
技術領域：
—個或更多個實施例涉及對非易失性存儲設備進行編程的方法。
背景技術：
近來，對能夠被電編程及電擦除的、并且不需要以特定時間段重寫數(shù)據(jù)的刷新功 能的非易失性存儲設備的需求日益增長。 非易失性存儲單元通過在施加到薄氧化層上的相對強的電場使電子遷移時的閾
值電壓變化，而使得電編程/擦除操作可行，并進行編程操作及擦除操作。 非易失性存儲設備通常包括存儲單元陣列，其中以矩陣形式布置有用于存儲數(shù)
據(jù)的單元；以及頁面緩存器，其用于將數(shù)據(jù)寫入到存儲單元陣列中的特定單元中，或讀取存
儲在存儲單元陣列中的特定單元中的數(shù)據(jù)。頁面緩存器包括位線對，其連接到特定存儲單
元；寄存器，其用于對要被寫入到存儲單元陣列中的數(shù)據(jù)進行暫時的存儲，或從存儲單元陣
列中讀取特定單元中的數(shù)據(jù)并對所讀取的數(shù)據(jù)進行暫時的存儲；感測節(jié)點，其用于對特定
位線或特定寄存器的電壓電平進行檢測；位線選擇單元，其用于控制是否將特定位線連接
到感測節(jié)點。 已經(jīng)知道，非易失性存儲設備的編程速度隨著編程/擦除周期的數(shù)量的增加而增
大。這是因為，隨著編程/擦除周期的數(shù)量的增加，在每個存儲單元的浮柵處俘獲的電荷增
加，因此每個單元的閾值電壓增大。因此，盡管使用步增脈沖編程(ISPP)方法來向單元施
加相對小的編程脈沖，但是可以將單元編程成具有目標閾值電壓或更大的電壓。 可以考慮在ISPP方法中設定并施加低編程起動電壓的方法。如果在編程/擦除
周期的數(shù)量相對小時使用這種方法，則用于對操作進行編程的時間增加。這是因為，在較低
的編程起動電壓的情況下，要施加的脈沖的數(shù)量增加。

發(fā)明內(nèi)容
—個或更多個實施例旨在提供一種對非易失性存儲設備進行編程的方法，該方法 能夠取決于編程/擦除周期的數(shù)量的增加來可變地設定編程起動電壓。 —個或更多個實施例旨在提供一種對非易失性存儲設備進行編程的方法，該方法 包括通過向第一頁施加編程脈沖來對該第一頁進行編程操作；通過向所述第一頁施加驗 證電壓來對所述編程操作進行驗證操作；如果作為所述驗證操作的結(jié)果針對所述第一頁的 編程操作未完成，則將從所述第一頁的閾值電壓中選擇的電壓設定為最高閾值電壓；通過 在增大所述編程脈沖的電壓電平的同時對所述第一頁重復地進行編程操作及驗證操作來 完成針對所述第一頁的編程操作；將針對所述第一頁的編程起動電壓與所述驗證電壓和所述最高閾值電壓之間的差的總和設定為針對第二頁的編程起動電壓；以及基于所設定的針 對所述第二頁的編程起動電壓來進行針對所述第二頁的編程操作。 —個或更多個實施例旨在提供一種對非易失性存儲設備進行編程的方法，該方法 通過施加偽編程脈沖來對由編程/擦除周期的數(shù)量的增加而引起的編程速度的增大進行 補償，該方法包括通過向第一頁施加編程脈沖來對該第一頁進行編程操作；通過向所述 第一頁施加驗證電壓來對所述編程操作進行驗證操作；如果作為所述驗證操作的結(jié)果針對 所述第一頁的編程操作未完成，則將從所述第一頁的閾值電壓中選擇的電壓設定為最高閾 值電壓；通過在增大所述編程脈沖的電壓電平的同時對所述第一頁重復地進行編程操作及 驗證操作來完成針對所述第一頁的編程操作；將針對所述第一頁的編程起動電壓與所述驗 證電壓和所述最高閾值電壓之間的差的總和設定為針對第二頁的編程起動電壓；以及基于 所設定的針對所述第二頁的編程起動電壓來進行針對所述第二頁的編程操作。


圖1是示出根據(jù)實施例的非易失性存儲設備的總體構(gòu)造的圖； 圖2是示出取決于在已知的非易失性存儲設備中進行的編程/擦除周期的數(shù)量的
增加的、閾值電壓的改變的圖； 圖3是示出對非易失性存儲設備進行編程的已知方法的概念的圖； 圖4是示出根據(jù)實施例的對非易失性存儲設備進行編程的示例性方法的流程以及 圖5是示出根據(jù)實施例的對非易失性存儲設備進行編程的方法中設定最高閾值 電壓的示例性方法的概念的圖。
具體實施例方式
下文中將參照附圖、結(jié)合一個或更多個實施例來對本公開內(nèi)容進行詳細的描述。
提供附圖以使本領域普通技術人員可以理解本公開內(nèi)容的一個或更多個實施例的范圍。
圖1是示出根據(jù)示例性實施例的非易失性存儲設備的整體構(gòu)造的圖。 非易失性存儲設備100包括存儲單元陣列102、頁面緩存器108、X解碼器104及Y
解碼器106、高電壓發(fā)生器110、命令接口邏輯單元112、命令寄存器114、地址寄存器/計數(shù)
器116、數(shù)據(jù)寄存器118及10緩存單元120。下面對非易失性存儲設備的操作進行描述。 首先，在命令接口邏輯單元112的片選使能信號/CE被禁用并且寫入使能信號/
WE被觸發(fā)時，命令接口邏輯單元112通過10緩存單元120及命令寄存器114來接收命令信
號，并根據(jù)命令來生成編程命令、擦除命令、讀取命令等。此處，命令信號包括用于確定非易
失性存儲設備的操作模式的頁面編程設置碼。 同時，將從命令接口邏輯單元112輸出的操作狀態(tài)信號/R/B禁用達某一時間段。 外部存儲控制器(未示出)接收操作狀態(tài)信號/R/B，并且非易失性存儲設備檢測操作狀態(tài) (例如，編程操作、擦除操作或讀取操作)。即，在操作狀態(tài)信號/R/B被禁用的同時，進行針 對存儲單元陣列中的一頁的編程操作、擦除操作或讀取操作。 地址寄存器/計數(shù)器116經(jīng)由10緩存單元120來接收地址信號，并生成行地址信 號及列地址信號。地址信號與多頁中的一頁相對應，其中每頁包括多個存儲單元。數(shù)據(jù)寄
5存器118對經(jīng)由10緩存單元120而接收到的各種數(shù)據(jù)進行暫時的存儲，并將該數(shù)據(jù)傳送給 Y解碼器106。 高電壓發(fā)生器110響應于編程命令、擦除命令或讀取命令而產(chǎn)生偏置電壓，并將 該偏置電壓提供給頁面緩存器108、X解碼器104等。 X解碼器104響應于行地址信號而將從高電壓發(fā)生器110接收到的偏置電壓提供 給存儲單元陣列102(即，多個存儲單元陣列中的一個存儲單元陣列)。Y解碼器106響應 于列地址信號，通過頁面緩存器來向由存儲單元陣列的塊所共用的位線(未示出)提供數(shù) 據(jù)信號。 頁面緩存器108將經(jīng)由10緩存單元120及Y解碼器106而接收到的數(shù)據(jù)信號鎖
存，并將該數(shù)據(jù)信號輸出給由存儲單元陣列的塊所共用的位線(未示出)。 圖2是示出取決于已知的非易失性存儲設備中的編程/擦除周期的數(shù)量的增加
的、閾值電壓的改變的圖。 如圖2所示，隨著編程/擦除周期的數(shù)量的增加，編程狀態(tài)的閾值電壓及擦除狀態(tài) 的閾值電壓增大。這是因為，隨著對存儲單元進行的編程/擦除周期的數(shù)量的增加，在非易 失性存儲單元的浮柵處俘獲的電荷增加，因此即使對于擦除狀態(tài)，閾值電壓也增大。結(jié)果， 盡管施加相同的編程脈沖，但是隨著對存儲單元進行的編程/擦除周期的數(shù)量的增加，閾 值電壓的改變進一步增大。閾值電壓的改變與編程速度有關。即，在施加相同的編程脈沖 時，如果閾值電壓的改變大，則認為編程速度快。 從圖2中可以看到，在對存儲單元進行的編程/擦除周期的數(shù)量為10K時的編程 狀態(tài)的閾值電壓高于在編程/擦除周期的數(shù)量為10時的編程狀態(tài)的閾值電壓。即使在擦 除狀態(tài)也是相同的情況。使用了一種對取決于編程/擦除周期的數(shù)量的、編程速度的改變 進行補償?shù)木幊谭椒ā?圖3是示出對非易失性存儲設備進行編程的已知方法的概念的圖。 如圖3所示，使用ISPP方法來進行編程操作。更詳細地說，在施加編程脈沖之后，
進行驗證操作。每次重復地進行驗證操作時，通過使編程電壓增大步長電壓(Vst印)來重
復地進行編程操作。此處，考慮到編程速度取決于編程/擦除周期的數(shù)量而改變，增加了施
加偽編程脈沖的時間段。 在編程/擦除周期的數(shù)量為1時，基于第一起動電壓Vstartl來進行ISPP操作。 然而，在編程/擦除周期的數(shù)量為IOK時，由于編程速度快，因此需要基于比第一起動電壓 Vstartl低的第二起動電壓Vstart2來進行ISPP操作。因此，即使在首次進行編程/擦除 操作時，也以第二起動電壓Vstart2來進行ISPP操作。在編程/擦除周期的數(shù)量為1至 IOK之間的數(shù)時，由于編程起動電壓低，因此實質(zhì)上可能未發(fā)生編程效果。因此，在編程/擦 除周期的數(shù)量為1至IOK之間的數(shù)時，從施加第二起動電壓Vstart2時起直到施加第一起 動電壓Vstartl之前所施加的編程脈沖可能成為偽編程脈沖。針對編程/擦除周期的數(shù)量 成為IOK或更多的情況做準備，施加了偽編程脈沖。然而，在這種情況下，在編程/擦除周 期的數(shù)量成為IOK之前，編程時間被延長。 圖4是示出根據(jù)實施例的對非易失性存儲設備進行編程的方法的流程圖，圖5是 示出根據(jù)實施例的對非易失性存儲設備進行編程的方法中設定最高閾值電壓的方法的概 念的圖。
首先，在步驟410中，通過對第一頁施加編程起動脈沖來對第一頁進行編程操作。
根據(jù)實施例，基于ISPP起動電壓來進行編程操作。旨在基于針對第一頁的編程操 作的狀態(tài)來對針對第二頁的編程起動脈沖的值進行控制。
然后，在步驟412中，對編程操作進行驗證操作。 在步驟414中，進行驗證操作，以驗證要被編程的所有的單元是否都已被編程成 具有驗證電壓或更大的電壓。該驗證操作是使用已知的非易失性存儲設備的驗證操作來進 行，因此省略對其的詳細描述。 作為驗證操作的結(jié)果，要被編程的所有的單元都已被編程成具有驗證電壓或更大 的電壓，并進行針對下一頁(即，第二頁)的編程操作。 然而，如果作為驗證操作的結(jié)果要被編程的所有的單元并未都被編程成具有驗證 電壓或更大的電壓，則在步驟416中，設定最高閾值電壓。 下面參照圖5來描述設定最高閾值電壓的方法。在編程/擦除周期的數(shù)量相對少 的早期階段，編程速度相對不快。因此，在僅施加一個編程脈沖的情況下，可能不存在被編 程成具有驗證電壓或更大的電壓的單元。換言之，如果作為基于驗證電壓(Vver)而進行 的驗證操作的結(jié)果不存在被編程成具有驗證電壓(Vver)或更大的電壓的單元，則減小驗 證電壓(Vver)并重復地進行驗證操作。如果如上所述基于重復地減小的驗證電壓(Vver) 來重復地進行驗證操作，則可能檢測到被編程成具有減小的且被重新設定的驗證電壓(Va) 或更大的電壓的單元，因此該單元的閾值電壓可以用于設定最高閾值電壓。
同時，在已進行的編程/擦除周期的數(shù)量相對大時，編程速度快。因此，在僅施加 一個編程脈沖的情況下，可能存在被編程成具有驗證電壓或更大的電壓的單元。換言之，如 果作為基于驗證電壓(Vver)而進行的驗證操作的結(jié)果存在被編程成具有驗證電壓(Vver) 或更大的電壓的單元，則增大驗證電壓(Vver)，并重復地進行驗證操作。如果如上所述基于 增大的驗證電壓(Vver)來再次進行驗證操作，則可能還檢測到具有比增大的且被重新設 定的驗證電壓(Vb)高的閾值電壓的單元，因此在該情況下施加的驗證電壓可以用于設定 最高閾值電壓。另選的是，可能不存在具有比增大的并被重新設定的驗證電壓(Vb)高的閾 值電壓的單元，因此在施加該驗證電壓(Vb)之前施加的驗證電壓可以被用于設定最高閾 值電壓。 返回參照圖4，在步驟416之后，在步驟418中，進行針對第一頁的編程操作。
由于僅利用編程起動脈沖不能完成編程，因此使編程電壓增大步長電壓(Vst印)， 并重復地進行編程操作。 接下來，在步驟420中，進行針對編程操作的驗證操作。 與步驟412中的驗證操作中相似的是，驗證要被編程的所有的單元是否都已被編 程成具有驗證電壓或更大的電壓。 如果作為驗證操作的結(jié)果要被編程的所有的單元并未都被編程成具有驗證電壓 或更大的電壓，則在步驟424中，使編程電壓增大步長電壓，并重復地進行編程操作。
然而，如果作為驗證操作的結(jié)果要被編程的所有的單元都已被編程成具有驗證電 壓或更大的電壓，則在步驟426中，在進行針對第二頁的編程操作之前設定針對第二頁的 編程起動電壓。 這里，對第一頁與第二頁之間的關系進行描述。第一頁及第二頁被包含在公共的
7存儲單元塊(即，擦除操作的單位)中，并且已進行的擦除操作的次數(shù)可能相同。此外，取 決于存儲設備是否是NAND型非易失性存儲設備，第一頁及第二頁中的每頁可能成為編程 操作的單位。因此，可以看到，第一頁與第二頁的編程/擦除周期的數(shù)量大致上相同，并且 具有取決于編程/擦除周期的數(shù)量的、近似相同的特性。因此，基于在步驟416中所設定的 第一頁的特性來設定第二頁的編程起動脈沖。 通過將驗證電壓與最高閾值電壓之間的差加到針對第一頁的編程起動電壓上來 獲得針對第二頁的編程起動電壓。 即，針對第二頁的編程起動電壓可以由下式來表示。 針對第二頁的編程起動電壓=針對第一頁的編程起動電壓+(驗證電壓_最高閾 值電壓) 如圖5中的(a)所示，在由于編程/擦除周期的數(shù)量相對小因此最高閾值電壓低 于驗證電壓的情況下，針對第二頁的編程起動電壓高于針對第一頁的編程起動電壓。因此， 在編程/擦除周期的數(shù)量相對小的早期階段，基于比偽編程脈沖高的編程起動電壓來進行 ISPP操作。 如圖5中的(b)所示，在由于編程/擦除周期的數(shù)量相對大因此最高閾值電壓高 于驗證電壓的情況下，針對第二頁的編程起動電壓低于針對第一頁的編程起動電壓。因此， 在編程/擦除周期的數(shù)量增加時，基于比偽編程脈沖低的編程起動電壓來進行ISPP操作。
接下來，在步驟430中，基于所設定的編程起動電壓來進行針對第二頁的編程操 作。 在針對第二頁的編程操作中，通過進行上述步驟來設定針對第一頁及第二頁中的 每頁的編程起動電壓。通過重復地進行上述操作來完成針對包含在同一存儲單元塊中的多 頁中的每頁的編程操作。 可以根據(jù)上述操作來可變地設定編程起動電壓。具體地說，在編程/擦除周期的 數(shù)量相對小的早期階段，將編程起動電壓設定成相對高，因此能夠?qū)哂新木幊趟俣鹊?單元的特性進行補償。在編程/擦除周期的數(shù)量相對大的后續(xù)操作中，將編程起動電壓設 定成相對低，因此能夠?qū)哂锌斓木幊趟俣鹊膯卧奶匦赃M行補償。
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權利要求
一種對非易失性存儲設備進行編程的方法，包括通過向第一頁施加編程脈沖來對該第一頁進行編程操作；通過向所述第一頁施加驗證電壓來對所述編程操作進行驗證操作；如果作為所述驗證操作的結(jié)果針對所述第一頁的編程操作尚未完成，則將從所述第一頁的閾值電壓中選擇的電壓設定為最高閾值電壓；通過在增大所述編程脈沖的電壓電平的同時對所述第一頁重復地進行編程操作及驗證操作來完成針對所述第一頁的編程操作；將針對所述第一頁的編程起動電壓與所述驗證電壓和所述最高閾值電壓之間的差的總和設定為針對第二頁的編程起動電壓；以及基于所設定的針對所述第二頁的編程起動電壓來進行針對所述第二頁的編程操作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述設定最高閾值電壓的步驟包括 如果已對其進行了所述編程操作的存儲單元中的任一存儲單元都未被編程成具有所述驗證電壓或更大的電壓，則減小所述驗證電壓，并基于減小的驗證電壓來進行驗證操 作；重復地減小所述驗證電壓，直到通過基于減小的驗證電壓來重復地進行驗證操作而檢 測到被編程成具有減小的驗證電壓或更大的電壓的單元為止；以及如果檢測到被編程成具有減小的驗證電壓或更大的電壓的單元，則將在相對應的時間 點施加的驗證電壓設定為所述最高閾值電壓。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述設定最高閾值電壓的步驟包括 如果已對其進行了所述編程操作的存儲單元中的任一存儲單元被編程成具有所述驗證電壓或更大的電壓，則增大所述驗證電壓，并基于增大的驗證電壓來進行驗證操作；重復地增大所述驗證電壓，直到通過基于增大的驗證電壓來重復地進行驗證操作而未檢測到被編程成具有增大的驗證電壓或更大的電壓的單元為止；以及如果未檢測到被編程成具有增大的驗證電壓或更大的電壓的單元，則將在相對應的時間點之前施加的驗證電壓設定為所述最高閾值電壓。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述設定針對第二頁的編程起動電壓的步驟包括在所述驗證電壓高于所述最高閾值電壓時，按照使得針對所述第二頁的編程起動電壓 高于針對所述第一頁的編程起動電壓的方式來設定針對所述第二頁的編程起動電壓；以及在所述驗證電壓低于所述最高閾值電壓時，按照使得針對所述第二頁的編程起動電壓 低于針對所述第一頁的編程起動電壓的方式來設定針對所述第二頁的編程起動電壓。
5. —種通過施加偽編程脈沖來對非易失性存儲設備進行編程以便對由編程/擦除周 期的數(shù)量的增加而引起的編程速度的增大進行補償?shù)姆椒?，該方法包括通過向第一頁施加編程脈沖來對該第一頁進行編程操作； 通過向所述第一頁施加驗證電壓來對所述編程操作進行驗證操作；如果作為所述驗證操作的結(jié)果針對所述第一頁的編程操作尚未完成，則將從所述第一 頁的閾值電壓中選擇的電壓設定為最高閾值電壓；通過在增大所述編程脈沖的電壓電平的同時對所述第一頁重復地進行編程操作及驗 證操作來完成針對所述第一頁的編程操作；將針對所述第一頁的編程起動電壓與所述驗證電壓和所述最高閾值電壓之間的差的 總和設定為針對第二頁的編程起動電壓；以及基于所設定的針對所述第二頁的編程起動電壓來進行針對所述第二頁的編程操作。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述設定最高閾值電壓的步驟包括 如果已對其進行了所述編程操作的存儲單元中的任一存儲單元都未被編程成具有所述驗證電壓或更大的電壓，則重復地減小所述驗證電壓，直到通過基于減小的驗證電壓來 重復地進行驗證操作而檢測到被編程成具有該驗證電壓或更大的電壓的單元為止；以及如果檢測到被編程成具有減小的驗證電壓或更大的電壓的單元，則將在相對應的時間 點施加的驗證電壓設定為所述最高閾值電壓。
7. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述設定最高閾值電壓的步驟包括 如果已對其進行了所述編程操作的存儲單元中的任一存儲單元被編程成具有所述驗證電壓或更大的電壓，則重復地增大所述驗證電壓，直到通過基于增大的驗證電壓來重復 地進行驗證操作而未檢測到被編程成具有該驗證電壓或更大的電壓的單元為止；以及如果未檢測到被編程成具有增大的驗證電壓或更大的電壓的單元，則將在相對應的時 間點之前施加的驗證電壓設定為所述最高閾值電壓。
8. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述設定針對第二頁的編程起動電壓的步驟包括在所述驗證電壓高于所述最高閾值電壓時，按照使得針對所述第二頁的編程起動電壓 高于針對所述第一頁的編程起動電壓的方式來設定針對所述第二頁的編程起動電壓；以及在所述驗證電壓低于所述最高閾值電壓時，按照使得針對所述第二頁的編程起動電壓 低于針對所述第一頁的編程起動電壓的方式來設定針對所述第二頁的編程起動電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及對非易失性存儲設備進行編程的方法。根據(jù)所述對非易失性存儲設備進行編程的方法，通過向第一頁施加編程脈沖來對該第一頁進行編程操作。通過向所述第一頁施加驗證電壓來對所述編程操作進行驗證操作。如果針對所述第一頁的編程操作未完成，則將從所述第一頁的閾值電壓中選擇的電壓設定為最高閾值電壓。通過在增大編程脈沖的電壓電平的同時對所述第一頁重復地進行編程操作及驗證操作來完成針對所述第一頁的編程操作。將針對所述第一頁的編程起動電壓與所述驗證電壓和所述最高閾值電壓之間的差的總和設定為針對第二頁的編程起動電壓。
文檔編號G11C16/06GK101783177SQ20091014249
公開日2010年7月21日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者樸成濟, 金志桓 申請人:海力士半導體有限公司