用于减少编程错误的多位闪存设备的编程方法技术

一种通过从第一分布到第二分布选择性地改变存储器单元的阈值电压分布、编程闪存设备的多个存储器单元的方法，所述方法包括：选择至少一个要编程的存储器单元；以及编程所述至少一个选择的存储器单元到高于验证电压的电压，其中所述验证电压是包括在第一分布中的各阈值电压之一，或者高于包括在第一分布中的各阈值电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各实施例涉及一种半导体存储器设备，尤其涉及一种可由多位 闪存设备使用的编程方法。
技术介绍
半导体存储器设备通常分类为易失性半导体存储器设备和非易失性半导体存储器设备。易失性半导体存储器设备具有相对快的读/写速度，但是当外 部电源中断时丢失存储的数据。非易失性半导体存储器设备即使没有外部电 源也保留存储的数据。因此，非易失性半导体存储器设备用来存储那些不管 是否有电源都必须保留的数据。非易失性半导体存储器设备的示例包括掩模只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储 器(EPROM)、以及电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。通常，因为MROM、 PROM和EPROM的擦除和写操作相对困难，所以 普通用户不能更新存储器数据。擦除和写操作可以使用EEPROM电实现。因 此，EEPROM通常更广泛地用在系统编程或辅助存储器设备中，它们需要持 续更新。闪速EEPROM通常具有比其他类型的EEPROM更高的集成度。因 此，闪速EEPROM可能对于大容量辅助存储器设备是有利的。更具体地， NAND型闪速EEPROM (在下文中，称为NAND闪存)通常可以实现比其 他类型的闪速EEPROM更高的集成度。当1位数据被存储在存储器单元中时，存储器单元具有对应于数据1 和数据0的两个阈值电压分布之一。另一方面，当2位数据被存储在存储 器单元中时，存储器单元被编程为包括在四个阈值电压分布之一中的阈值电 压。同样地，当3位数据被存储在存储器单元中时，存储器单元编程为包括 在八个阈值电压分布之一中的阈值电压。用于在一个存储器单元中存储4位 数据的多种技术正在被开发。通常，存储多位数据的存储器单元具有多个阈值电压状态之一。因此， 在使用 一般编程方案和一般电路技术的多位闪存设备中，难以在各阈值电压状态之间提供足够的读取余量(margin)。多位闪存单元可以具有对应于在有 限的阈值电压范围内存储的k位的2个阈值电压状态。就是说，多位闪存单 元可以被密集地编程，以便包括对应于在有限的阈值电压范围内存储的k位 的2k个阈值电压状态。因此，必须减少多位闪存单元的各阈值电压状态之间 的间隔(即，读取余量)。例如，为了存储4位数据，多位存储器单元中的每个编程操作的阈值电 压分布可以具有16个阈值电压状态。为了编程4位数据，数据可以基于4页 顺序地输入存储器单元。更具体地，例如在第三页数据被编程后，存储器单 元可以具有八个阈值电压分布0到7之一。通过从第三页数据的编程产生的 阈值电压分布0到7,第四页数据可以编程为对应于第四页数据的各位值的 阈值电压分布。在第三页数据的编程后，如果第四页数据对应于逻辑'T，， 则存储器单元可以被设置为编程禁止。设置为编程禁止的存储器单元的阈值 电压在第四页数据的编程后不可以改变。另一方面，如果第四页数据是逻辑 0,则存储器单元的阈值电压可以被编程为状态8。这样，当第四页数据 是逻辑0时，在编程第三页数据后分别属于阈值电压状态0到7的存储器 单元的各阈值电压，通过编程操作分别变成阈值电压状态8到15。在编程操作后，编程为阈值电压状态8到15的存储器单元可以被编程验 证。编程验证操作可以按照阈值电压状态8到15的排列顺序执行。例如，验 证读取操作可以顺序地执行来检测存储器单元是否被编程为状态10到15。 通过对每个状态的验证读取操作确定为编程通过的存储器单元可以被设置为 编程禁止。通过验证读取操作确定为编程失败的存储器单元可以被设置为重 新编程。图1图示在多位存储器单元编程操作期间可能出现的电荷损失问题的图。图1图示由第三页数据的编程创建的阈值电压分布30和35、以及由第 四页数据的编程创建的阈值电压分布40和60。在正常情况下，阈值电压分 布55应该以阈值电压分布50的形式创建。然而，闪存设备可能包括在沟道 和浮动栅极之间的绝缘层中具有缺陷的存储器单元。此外，由于通过劣化或 热温压(HTS)的浮动栅极的电荷损耗，存储器单元的阈值电压可以被减少。因此，可以通过第三页数据的编程创建异常的阈值电压分布55,而不是 正常阈值电压分布50。特别地，由于电荷损耗，可能存在其阈值电压减少低于对应于状态9的第一验证电压Vpre2的存储器单元。这样的存储器单元具 有包括在分布70内的阈值电压。第三页数据被编程为对应于分布70的阈值 电压的存储器单元在第四页数椐编程之后可能具有2位误差。也就是说，对 应于分布70的存储器单元包括根据第四页数据的编程应该编程为数据 0101的存储器单元。然而，在第四页数据的编程操作期间，在一次编程 循环后可以将包括在分布70中的存储器单元设置为编程禁止。也就是说，因 为包括在分布70中的存储器单元具有在第 一验证电压Vpre2和第二验证电压 Vfy2之间的阈值电压，所以它们被确定为编程通过，然后被设置为编程禁止。 此时，设置为编程禁止的存储器单元的阈值电压固定在分布70中。因此，必 须被编程为数据0101的存储器单元的阈值电压在对应于数据0011的 阈值电压范围内(Vfy2《Vth《Vpre2)。因此，根据第四页数据的编程，包括 在分布70中的存储器单元包括应该编程为数据0101但是代替具有对应于 数据0011的阈值电压的存储器单元。从数据0011和数据0101的 比较中可见，这样的存储器单元有2位误差。图2图示了在(例如，第四页数据)编程后可能出现的过编程问题的图。 参照图2,根据第三页数据的编程，存储器单元的阈值电压形成阈值电 压分布30和50。分布30 (或状态1 )对应于3位数据011。分布50(或 状态2)对应于3位数据]01。通过第四页数据的编程，包括在分布30中 的存储器单元具有分布30和40之一的阈值电压。通过第四页数据的编程， 包括在分布50中的正常存储器单元有分布50和60之一的阄值电压。由第四 页数据的编程产生的阔值电压分布40通过过编程存储器单元可以以阈值电 压分布45的形式创建。阈值电压分布45包括第一验证电压Vpre2用于验证 对阈值电压分布40的编程，以及超过第二验证电压Vfy2的阅值电压分布80。 对应于分布80的存储器单元是必须被编程为数据0011的存储器单元。然 而，通过第四页数据的编程验证操作，对应于分布80的存储器单元没有被设 置为编程禁止。相反地，包括在分布80中的存储器单元是被误解为包括在分 布50中的存储器单元，因此，能够编程为对应于数据0101的阈值电压分 布60。 '如参照图l和2的所述，在第四页数据编程操作后由于电荷损耗或过编 程，存储器单元可能具有至少2位误差。这种误差导致在使用来自阈值电压 分布的参考值(例如，分布的平均值)的相对间隔执行读取操作(碎片读取)的存储器设备上的大负荷。这种误差(例如，2位误差)可能导致读取操作中纠 错的负荷。当由编程操作产生的阈值电压有相对大的间隔时，即使误差小于 2位误差也可能导致根据软判断执行的读取操作上的大负荷。储的数据的阈值电压分布之间的小间隔。对于密集的阈值电压分布编程电压 的步长大小可以减少，但是步长大小的减少极大地降低编程速度。需要用于解决由于如例如具有密集阈值电压分布的多位闪存设备中的电 荷损耗和过编程的问题的(各)技术。
技术实现思路
因此本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过从第一分布到第二分布选择性地改变存储器单元的阈值电压分布、编程闪存设备的多个存储器单元的方法，所述方法包括：　　　　选择至少一个要编程的存储器单元；以及　　　　编程所述至少一个选择的存储器单元到高于验证电压的电压，　　　　其中所述验证电压是包括在第一分布中的各阈值电压之一，或者高于包括在第一分布中的各阈值电压。

【技术特征摘要】
KR 2007-1-10 2971/071.一种通过从第一分布到第二分布选择性地改变存储器单元的阈值电压分布、编程闪存设备的多个存储器单元的方法，所述方法包括选择至少一个要编程的存储器单元；以及编程所述至少一个选择的存储器单元到高于验证电压的电压，其中所述验证电压是包括在第一分布中的各阈值电压之一，或者高于包括在第一分布中的各阈值电压。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述验证电压是包括在第一分布中 的各阈值电压之一或者第一分布的最大电压。3. 根据权利要求1所述的方法，其中第 一分布和第二分布之间的间隔小于在在前的页数据编程期间定义的第 二分布和第三分布之间的间隔，并且在在前的页数据编程期间，第一分布对应于第一状态，并且第三分布对 应于紧接着第 一状态的第二状态。4. 根据权利要求1所述的方法，其中验证电压是第二验证电压，并且在第二验证电压和第一分布的最大电压 之间的第一电压差，小于第二分布的最大电压和相应的第一验证电压之间的 第二电压差，第一验证电压对应于在在前的页数据编程期间定义的第一分布的电压和 第三分布的电压之间的电压，并且在在前的页数据编程期间，第一分布对应于第一状态并且第三分布对应 于紧接着第 一状态的第二状态。5. 根据权利要求1所述的方法 存设备的一个存储器单元中。6. 根据权利要求5所述的方法 据的编程创建。7. 根据权利要求6所述的方法 有效位MSB页数据的编程创建。8. 根据权利要求5所述的方法 至少一个存储器单元被编程来从第一分布到第二分布改变其阈值电压分布的,其中至少2个或更多多位数据存储在闪 ，其中第二分布通过在多位数据中的页数 ,其中第二分布通过在多位数据中的最高 ,其中闪存设备还包括存储器单元，在当时段期间，该存储器单元从第三分布编程到高于第二分布的第四分布。9. 根据权利要求8所述的方法，其中第一分布和第二分布之间的间隔不同于第二分布和第三分布之间的间隔。10. 根据权利要求9所述的方法，其中第一分布和第二分布之间的间隔 小于第二分布和第三分布之间的间隔。11. 根据权利要求8所述的方法，其中设置验证电压使得第一分布和第 二分布之间的间隔不同于第二分布和第三分布之间的间隔。12. —种编程多位闪存设备的方法，该多位闪存设备包括具有包括在多 个电压分布状态之一中的阈值电压的存储器单元，所述方法包括编程存储器单元使得其阈值电压从初始状态改变；并且 验证阈值电压是否已经被编程到高于对应于目标状态的验证电压的电压，其中验证电压是包括在初始状态内的各阈值电压之一，或高于包括在初 始状态内的各阈值电压。13. 根据权利要求12所述的方法，其中各电压分布状态之间的电压间隔 被设置为相互不同。14. 根据权利要求12所述的方法，其中目标状态是通过存储在存储器单 元中的多位数据的一位的编程而创建的阔值电压分布。15. 根据权利要求14所述的方法，其中目标状态通过在多位数据中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承宰，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]