非易失性存储器及其读取方法技术

本发明专利技术公开了一种非易失性存储器及其读取方法。读取方法包括：擦除存储单元串的多个存储单元；设定存储单元中的目标存储单元，设定初始电压，依据步阶值以递增初始电压来产生多个编程电压，并使目标存储单元分别依据编程电压以依序执行多个编程动作，并在编程动作中验证目标存储单元以获得第一验证电流；依据判断第一验证电流以及第一参考电流以设定对应的编程电压为目标电压；以及，依据目标电压对目标存储单元外的多个其他存储单元进行编程动作，并使存储单元串为读取参考存储单元串。

Nonvolatile memory and its reading method

【技术实现步骤摘要】
非易失性存储器及其读取方法
本专利技术是有关于一种非易失性存储器及其读取方法，且特别是有关于一种可提升读取数据的稳定度的非易失性存储器及其读取方法。
技术介绍
已知的
中，提出一种所谓的累积电压向量阵列乘法(voltage-accumulationvector-matrixmultiplication)结构的非易失性存储器的读取机制。以下参照图1绘示的已知技术的存储单元的特性曲线图。在图1中，曲线110、120表示多个被编程为低阈值电压状态的存储单元的特性曲线，曲线130则表示被编程为高阈值电压状态的存储单元的特性曲线。而曲线120、130用以分别表示在一存储单元串中的部分存储单元(被编程为低阈值电压状态)以及另一部份存储单元(被编程为高阈值电压状态)的特性曲线。此外，已知技术并依据曲线120、130设定工作电压VS1、VS2，并依据工作电压VS1、VS2来对存储单元施加输入电压，以执行存储单元的读取动作。在已知技术中，对应工作电压VS1、VS2，曲线110～130分别具有工作点WP1～WP4，其中有三个工作点WP1、WP3、WP4对应存储单元的高电阻值状态，一个工作点WP2对应存储单元的低电阻值状态。值得注意的，在本已知技术中，存储单元串的累积电压主要依据被编程为高电阻值的存储单元来决定。由曲线130可以得知，当曲线130对应的存储单元因工艺漂移，或其他任意因素而产生所提供的电阻值的变化(如偏移VAR)时，将降低累积电压的线性度，并影响到读取动作的准确度。
技术实现思路
本专利技术提供一种非易失式存储器及其读取方法，提高累积电压的线性度。本专利技术的非易失式存储器的读取方法，包括擦除存储单元串的多个存储单元；设定存储单元中的目标存储单元，设定初始电压，依据步阶值以递增初始电压来产生多个编程电压，并使目标存储单元分别依据编程电压以依序执行多个编程动作，并在编程动作中验证目标存储单元以获得第一验证电流；依据判断第一验证电流以及第一参考电流以设定对应的编程电压为目标电压；以及，依据目标电压对目标存储单元外的多个其他存储单元进行编程动作，并使存储单元串为读取参考存储单元串。本专利技术的非易失性存储器包括存储单元阵列以及控制器。存储单元阵列包括多个存储单元串，各存储单元串包括多个存储单元。控制器耦接存储单元阵列。控制器用以擦除这些存储单元串的其中之一选中存储单元串的这些存储单元；设定选中存储单元串的存储单元中的目标存储单元，设定初始电压，依据步阶值以递增初始电压来产生多个编程电压，并使目标存储单元分别依据编程电压以依序执行多个编程动作，并在编程动作中验证目标存储单元以获得第一验证电流；依据判断第一验证电流以及第一参考电流以设定对应的编程电压为目标电压；以及，依据目标电压对目标存储单元外的多个其他存储单元进行编程动作，并使存储单元串为读取参考存储单元串。基于上述，本专利技术实施例通过针对被选定的目标存储单元进行编程动作，并在编程动作的过程中，依据目标电压的验证电流，来找出存储单元串的工作电压(工作点)。如此一来，本专利技术实施例的存储单元串的特性曲线中，对应至高电阻状态的工作点的数量可以减少，可提升存储单元串中，在不同的存储单元的被编程状态下，累积电压的线性度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1绘示已知技术的存储单元的特性曲线图。图2绘示本专利技术一实施例的非易失式存储器的读取方法的流程图。图3A至图3C绘示本专利技术实施例的非易失式存储器的读取方法的动作波形图。图4A绘示本专利技术实施例的多个存储单元的特性曲线示意图。图4B绘示本专利技术图4A实施例的曲线图的局部放大示意图。图5绘示本专利技术另一实施例的存储单元的特性曲线示意图。图6绘示本专利技术另一实施例的非易失性存储器的示意图。图7绘示本专利技术实施例的存储单元串的实施方式的示意图。【符号说明】110、120、130、310～350：曲线VS1、VS2：工作电压WP1～WP4、WP31～WP34：工作点VAR：偏移S210～S240：读取步骤410～430：特性曲线A41：区域RG1：范围R1～R5：阻值600：非易失性存储器610：存储单元阵列620：控制器611～61N、700：存储单元串GSW、SSW：选择开关MC1～MCn：存储单元BL：位线IV1～IVn：输入电压WL1～WLn：位线IS：电流具体实施方式请参照图2，图2绘示本专利技术一实施例的非易失式存储器的读取方法的流程图。本实施例可应用于累积电压向量阵列乘法结构的非易失性存储器。其中，步骤S210擦除存储单元串的多个存储单元。接着，步骤S220设定存储单元串中的多个存储单元中的一个或多个以作为目标存储单元。步骤S220另设定初始电压，依据一个步阶值来递增初始电压来依序产生多个编程电压，并使目标存储单元依据上述的编程电压依序进行编程动作。上述的编程动作可通过逐步递增脉冲写入(Incremental-step-pulseprogramming，ISPP)的方式来执行。在步骤S220中，目标存储单元可依据逐次递增的编程电压以执行编程动作，以进行其阈值(threshold)电压的调整动作。在本实施例中，随着编程电压的逐渐上升，目标存储单元的阈值电压可逐渐升高。此外，步骤S220并随着多次的编程动作，分别针对目标存储单元执行验证动作，并分别产生多个验证电流。在关于验证动作的细节，在执行目标存储单元的验证动作时，可针对目标存储单元的输入端施加一输入电压，在目标存储单元所连接的位线上提供一验证电压，并通过量测流通目标存储单元上的电流以获得验证电流。接着，步骤S230依据判断第一验证电流以及第一参考电流以设定目标电压。其中，第一参考电流为一预设电流。步骤S230针对第一验证电流以及第一参考电流进行比较，并依据比较结果来进行目标电压的设定动作。其中，随着编程动作逐次的执行，目标存储单元的阈值电压随之提高。如此一来，随着每次编程动作所执行的验证动作中，所获得的第一验证电流也逐渐下降。在步骤S230中，在当第一验证电流小于第一参考电流时，可设定此时的编程电压为目标电压。在另一方面，当目标变压完成设定的同时，步骤S230可依据存储单元的输入电压来设定一第一工作电压。接着，步骤S240依据上述步骤设定的目标电压来对存储单元串中，目标存储单元外的多个其他存储单元进行编程动作，并使存储单元串成为读取参考存储单元串。关于上述步骤的动作细节，请参照图3A至图3C的本专利技术实施例的非易失式存储器的读取方法的动作波形图。其中，以存储单元串具有5个存储单元为示例，存储单元的输入电压以及电流的关系特性曲线分别为曲线310～350。在图3A中，对应步骤S210，所有的5个存储单元均被擦除，并均具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非易失式存储器的读取方法，包括：/n擦除一存储单元串的多个存储单元；/n设定这些存储单元中的一目标存储单元，设定一初始电压，依据一步阶值以递增该初始电压来产生多个编程电压，并使该目标存储单元分别依据这些编程电压以依序执行多个编程动作，并在这些编程动作中验证该目标存储单元以获得一第一验证电流；以及/n依据判断该第一验证电流以及一第一参考电流以设定对应的编程电压为一目标电压；以及/n依据该目标电压对该目标存储单元外的多个其他存储单元进行编程动作，并使该存储单元串为一读取参考存储单元串。/n

【技术特征摘要】
20181130 US 62/773,198;20190225 US 16/285,0481.一种非易失式存储器的读取方法，包括：
擦除一存储单元串的多个存储单元；
设定这些存储单元中的一目标存储单元，设定一初始电压，依据一步阶值以递增该初始电压来产生多个编程电压，并使该目标存储单元分别依据这些编程电压以依序执行多个编程动作，并在这些编程动作中验证该目标存储单元以获得一第一验证电流；以及
依据判断该第一验证电流以及一第一参考电流以设定对应的编程电压为一目标电压；以及
依据该目标电压对该目标存储单元外的多个其他存储单元进行编程动作，并使该存储单元串为一读取参考存储单元串。


2.根据权利要求1所述的读取方法，更包括：
设定该目标电压的输入电压为一第一工作电压。


3.根据权利要求1所述的读取方法，其中依据判断该第一验证电流以及该第一参考电流以设定该目标电压的步骤包括：
比较该第一验证电流以及该第一参考电流，并在递增的该第一验证电流大于该第一参考电流时，依据对应的编程电压来设定该目标电压。


4.根据权利要求1所述的读取方法，其中这些存储单元的至少一第一存储单元被编程为第一阻值状态，这些存储单元的多个第二存储单元被编程为第二阻值状态，这些第二存储单元依据该输入电压提供多个读出阻值，并产生多位阶的一读出数据，
其中该至少一第一存储单元的阻值低于这些第二存储单元的阻值。


5.一种非易失性存储器，包括：
一存储单元阵列，包括多个存储单元串，各该存储单元串包括多个存储单元；以及
一控制器，耦接该存储单元阵列，用以：
擦除这些存储单元串的其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：林昱佑，李峰旻，李明修，
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