存储器装置及操作存储器的方法制造方法及图纸

一种操作每一存储单元单一位的存储器的方法，包括由设定一第一范围阈值电压中的阈值电压，擦除一存储单元群组，建立一第一逻辑值。在擦除后，第一写入包括编程第一选择的存储单元，由设定一第二范围阈值电压中的阈值电压以建立一第二逻辑值，及保存一感测状态参数以指示一第一读取电压。在第一写入后，第二写入包括编程第二选择的存储单元，由设定一第三范围阈值电压中的阈值电压以建立该第二逻辑值，及保存该感测状态参数以指示一第二读取电压。在包括第一写入及第二写入的一些写入达到写入存储单元组的一临界数量后，存储单元组可被擦除。

【技术实现步骤摘要】
存储器装置及操作存储器的方法
本专利技术涉及一种高密度存储器装置，特别是涉及闪存装置的操作。
技术介绍
用于集成电路存储器(integratedcircuitmemory)的存储器技术正朝向越来越小的工艺时代(Technologynode)发展，也在单一集成电路上配置越来越大的存储器阵列。正在推行的技术包括在一单一芯片上的多层的存储单元。执行在具有多层的存储单元的一三维(three-dimensional，3D)闪存上的操作包括读取、写入及擦除。一闪存通常被配置为可以在一个时间由一区块擦除(blockerase)擦除一个区块。当一个区块被擦除，在此区块中的存储单元被设定为一逻辑值，例如为“1”。在一个区块被擦除后，在此区块中的存储单元可被编程(program)为一不同的值，例如为“0”。一旦一存储单元被编程为“0”，此存储单元通过包括此已编程的存储单元的区块的一区块擦除可被改变回“1”。一但一区块中的一些存储单元，例如在一区块中的一已选择的位线(byte)或字线(word)上的存储单元，在一第一编程操作期间被编程为“0”，已知在擦除状态中的相同区块中一不同位线(byte)或字线(word)上的其他存储单元，仍可在一第二编程操作期间被编程为“0”，不需此区块一预擦除(pre-erase)。然而，高密度闪存的一个一般问题是一存储单元区块的尺寸通常是非常大的。若区块的预先擦除需要每次已被编程为0的区块中的一单一存储单元需要被改变回为1，这是不方便的。当闪存的密度提升，堆叠(stack)中的层数增加，导致(leadto)更大的区块尺寸以及擦除操作中的更多不便。因此，期待提供一个技术，允许多个写入操作改变一相同的存储单元，从一逻辑值至一不同的逻辑值，以及在每一擦除操作后亦然。
技术实现思路
提供操作每一存储单元单一位的存储器的一个方法。此方法包括施加一次擦除、多次写入编程操作。一存储单元可具有一足够大的完整的阈值电压范围以被用作为多阶存储单元(multiplelevelmemorycell，MLC)。当这样的一存储单元被用作每一存储单元单一位的存储单元时，在一擦除操作后，存储单元可被编成多次，以及每次只有完整阈值电压范围的一局部且增量较高的范围被使用，直到一最后的写入操作达到完整阈值电压范围的最大值，及需要另一擦除操作。利用此操作方法，所需的区块擦除操作的数量可被减少，因为区块擦除操作是慢的而增进操作速度，以及因为擦除循环的数量减少而增进持久性。此一次擦除、多次写入的编程操作可用于各种存储单元类型、存储器结构、编程速度以及数据储存密度。提供操作每一存储单元单一位的存储器的示例方法。一存储单元组被擦除，通过设定在一第一阈值电压范围中的阈值电压，建立该组的这些存储单元中的一第一逻辑值，在存储单元组被擦除后，该感测状态参数可被设定以指示该第一读取电压以感测存储单元逻辑值。在存储单元组被擦除之后，一第一写入操作包括编程此组中第一选择的存储单元，通过设定一第二阈值电压范围中的阈值电压建立一第二逻辑值。第二阈值电压范围不同于第一阈值电压范围。一感测状态参数被保存以指示一第一读取电压以感测一存储单元逻辑值，其中该第一读取电压可以在第一阈值电压范围及第二阈值电压范围之间。在第一写入操作后，一第二写入操作包括编程此组中第二选择的存储单元，通过设定一第三阈值电压范围中的阈值电压建立该第二逻辑值。第三阈值电压范围不同于第二阈值电压范围。感测状态参数被保存以指示一第二读取电压以感测存储单元逻辑值，其中该第二读取电压可以在第二阈值电压范围及第三阈值电压范围之间。在第二写入操作后表示第一逻辑值的一阈值电压范围可与第二阈值电压范围重叠。更多的写入操作可以相似于在存储单元组上的第一及第二写入操作的方式被执行。在包括第一及第二写入操作的一些写入操作达到写入存储单元组的临界数量后，存储单元组可被擦除，以及感测状态可被设定以配置存储单元组的存储单元逻辑值，利用位于第一阈值电压范围及第二阈值电压范围之间的第一读取电压设置。第一写入操作包括利用位于第一阈值电压范围及第二阈值电压范围之间及高于第一读取电压的一第一编程验证电压编程以设定第二阈值电压范围中的阈值电压。第二写入操作包括利用位于第二阈值电压范围及第三阈值电压范围之间及高于第二读取电压的一第二编程验证电压编程以设定第三阈值电压范围中的阈值电压。第二编程验证电压有比第一编程验证电压高的电压规模(voltagemagnitude)。此方法包括施加多个编程脉冲及各别的编程验证脉冲，这些编程验证脉冲在一脉冲编程序列中的这些编程脉冲之后，递增地增加这些编程脉冲的编程电压以编程该组中的这些存储单元。在一实施例中，第二写入操作的脉冲编程序列有比第一写入操作的脉冲编程程序多的脉冲步阶(pulsestep)。在另一实施例中，脉冲编程序列在第二写入操作以比第一写入操作高的编程电压开始。在另一实施例中，比第一写入操作中大的电压步阶(voltagestep)被用在第二写入操作中，递增地增加脉冲编程序列中的编程脉冲的编程电压。在一实施例中，第二写入操作的第三阈值电压范围有不同于第一写入操作的第二阈值电压范围的宽度。在另一实施例中，在第二写入操作后，表示第一逻辑值的一阈值电压范围有一宽度，该宽度大于第一阈值电压范围。在一实施例中，第二写入操作包括编程有第一阈值电压范围中的阈值电压的组中的存储单元，以设定它们在第二阈值电压范围中的阈值电压，以及编程第二选择的存储单元以设定它们在第三阈值电压范围的阈值电压。当读取已利用如本文所述的一次擦除、多次写入编程操作编程的存储单元组中的存储单元时，一读取电压被决定以响应存储单元组的已保存感测装态参数。存储单元组的一重写计数可被增加，响应写入存储单元组的要求，若重写计数达到存储单元组的一重写阈值，存储单元组被擦除，存储单元组的重写计数被复位，以及随后存储单元组被写入。若重写计数低于重写阈值，随后存储单元组被写入，未擦除存储单元组以及未复位存储单元组的重写计数。再者，存储单元组的一感测状态参数可被保存在存储器中的一感测状态参数表中，指示一读取电压，在此读取电压感测组中的存储单元的一存储单元逻辑值。一感测状态参数可以被保存在一感测状态参数表中，此感测状态参数表可在控制存储器且在存储器外部的一控制器中，及/或耦接控制存储器且在存储器外部的一控制器的一主机系统中，以指示一读取电压，在此读取电压感测组中的存储单元的一存储单元逻辑值。本专利技术的其它方面和优点将在随后的附图及说明书中进行阐述。附图说明图1绘示根据本专利技术的实施例利用存储单元及偏压电路的一集成电路存储器的方块图，用于如本文所述的一次擦除、多次写入编程程序。图2绘示先前技术中用于编程每一存储单元单一位的存储器的一次擦除、一次写入编程程序。图3绘示用于编程每一存储单元单一位的存储器的一次擦除、多次写入编程程序的一第一实施例。图4绘示用于编程每一存储单元单一位的存储器的一次擦除、多次写入编程程序的一第二实施例。图5绘示用于编程每一存储单元单一位的存储器的一次擦除、多次写入编程程序的一第三实施例。图6绘示用于编程每一存储单元单一位的存储器的一次擦除、多次写入编程程序的一第四实施例。图7绘示在一擦除操作后，用于写入一存储单元组的一临界数量的推导。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作存储器的方法，包括：通过设定一第一阈值电压范围中的阈值电压，擦除一存储单元组，该存储单元组建立一第一逻辑值在该存储单元组中；在所述的擦除之后，第一写入包括编程该存储单元组中第一选择的存储单元，通过设定一第二阈值电压范围中的阈值电压以建立一第二逻辑值，该第二阈值电压范围不同于该第一阈值电压范围，以及保存一感测状态参数以指示一第一读取电压；在所述的第一写入之后，第二写入包括编程该存储单元组中第二选择的存储单元，通过设定一第三阈值电压范围中的阈值电压以建立该第二逻辑值，该第三阈值电压范围不同于该第一阈值电压范围及该第二阈值电压范围，以及保存该感测状态参数以指示一第二读取电压；以及在包括所述的第一写入及所述的第二写入达到写入该存储单元组的一临界数量后，擦除该存储单元组。

【技术特征摘要】
2015.11.25 US 62/259,6601.一种操作存储器的方法，包括：通过设定一第一阈值电压范围中的阈值电压，擦除一存储单元组，该存储单元组建立一第一逻辑值在该存储单元组中；在所述的擦除之后，第一写入包括编程该存储单元组中第一选择的存储单元，通过设定一第二阈值电压范围中的阈值电压以建立一第二逻辑值，该第二阈值电压范围不同于该第一阈值电压范围，以及保存一感测状态参数以指示一第一读取电压；在所述的第一写入之后，第二写入包括编程该存储单元组中第二选择的存储单元，通过设定一第三阈值电压范围中的阈值电压以建立该第二逻辑值，该第三阈值电压范围不同于该第一阈值电压范围及该第二阈值电压范围，以及保存该感测状态参数以指示一第二读取电压；以及在包括所述的第一写入及所述的第二写入达到写入该存储单元组的一临界数量后，擦除该存储单元组。2.如权利要求1项所述的方法，包括在所述的擦除后，设定该感测状态参数以指示该第一读取电压以感测一存储单元逻辑值，其中表示该第一逻辑值的一阈值电压范围在所述的第二写入后与该第二阈值电压范围重叠。3.如权利要求1项所述的方法，其中所述的第一写入包括使用该第一阈值电压范围及该第二阈值电压范围之间且高于该第一读取电压的一第一编程验证电压编程以设定在该第二阈值电压范围中的阈值电压；以及所述的第二写入包括使用该第二阈值电压范围及该第三阈值电压范围之间且高于该第二读取电压的一第二编程验证电压编程以设定在该第三阈值电压范围中的阈值电压。4.如权利要求1项所述的方法，包括：在所述的第二写入之后，第三写入包括编程该存储单元组中第三选择的存储单元，通过设定一第四阈值电压范围中的阈值电压以建立该第二逻辑值，该第四阈值电压范围不同于该第一阈值电压范围、该第二阈值电压范围及该第三阈值电压范围，以及保存该感测状态参数以指示一第三读取电压。5.如权利要求1项所述的方法，包括：施加多个编程脉冲及各别的编程验证脉冲，这些编程验证脉冲在一脉冲编程序列中的这些编程脉冲之后，递增地增加用于编程该存储单元组中的存储单元的这些编程脉冲的编程电压。6.如权利要求5项所述的方法，其中用于该第二写入的该脉冲编程序列具有比用于该第一写入的该脉冲编程序列多的脉冲步阶；所述的第二写入在比所述的第一写入高的编程电压启动该脉冲编程序列；以及在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永骏，张育铭，林秉贤，李祥邦，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71