多阶单元存储阵列的操作方法及集成电路技术

一种用以操作集成电路的多阶单元存储阵列于第一编程阶级，在第一编程阶级，将第一数据编程于该多阶单元存储阵列的第一多个多阶单元中。感测这些第一多个多阶单元的临界电压，并根据这些临界电压的读取而设定一调整码。在第二编程阶级，将第二数据编程于该多阶单元存储阵列的第二多个多阶单元中，这些第二多个多阶单元具有根据该调整码而设定的一组编程验证值。在又一实施例中，根据该调整码而设定用以读取这些第二多个多阶单元的一参考电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于多阶单元(multi-level cell， MLC)的一种存储元 件，更确切地说，本专利技术涉及一种用以编程与读取基于MLC的存储 元件的技术。
技术介绍
公知闪速存储单元在浮栅上储存电荷，该已储存的电荷改变存储 单元的临界电压(Vth)。在一读取操作中，施加读取电压至存储单元 的栅极，流过单元的电压指示该存储单元的编程状态，举例来说，在 一读取操作期间流过一第一电流值的存储单元可设定为'T'的数位 值，在一读取操作期间流过一第二电流值的存储单元可设定为O的 数位值。自该浮栅加入或移除电荷，可以编程或擦除该存储单元，亦 即将该已储存值自1改变至0。通过将该电荷保留于该浮栅直到擦除 该存储单元为止，可以不必持续施加电能而保留该数据状态。图1A示出了用于公知存储阵列的存储单元分布与临界电压Vth 的关系，在低Vt状态的存储单元具有在一第一范围102内的临界电 压，并且在高Vt状态的存储单元具有在一第二范围100内的临界电 压。通过量测单元的临界是否低于该范围的最大临界，可判断一单元 位于一低临界范围中，其中可定义该最大临界为擦除验证EV阶。通 过量测单元的临界是否高于该范围的最低临界，可判断一单元位于一 高临界范围中，其中可定义该最小临界为编程验证PV阶。实际上， 该擦除验证电压可能稍高于该范围的最大值，且该编程验证电压可稍 低于该范围的最小值，在公知的单阶单元(Singe-levelcdl， SLC)存储 器中，用以分辨在范围102中的低Vt单元与在范围100中的高Vt 单元的读取窗WL为介于一编程验证PV阶与一消除验证EV阶之间的差值。显示为虚线的此非编程、非擦除的SLCsVtINIT的分布可不 同于编程或擦除分布。MLCs已发展为可通过在浮栅上提供选择不同数量的电荷来指 示(或储存)多重数据{直。MLC相较于SLC增加了可储存在IC的相同 区域的数据数量，即存储密度。基本上，少量的负电荷些微地增加 MLC的Vth，且更多的负电荷进一步增加Vth。使用一读取操作可以 决定该存储单元已充电(或编程)至何种状态。图1B示出了用于一 MLC存储阵列的存储单元分布与Vth的关 系。该MLC具有四个阶级，L0为该擦除情况，且编程阶级L1、 L2 与L3分别为增加储存在此MLCs的电荷捕捉结构的负电荷的增加数 量，即已转换为对每一接序的编程阶级增加Vth的MLCs的电荷捕捉 结构的值。阶级之间的该读取窗WLO-l、 WLl-2、 WL2-3依据每一 编程阶级的Vth分布。在该MLC应用中，关于该四个阶的每一阶的 该数据值为设计选择，也就是说，L0到阶L3阶级可映对至(11,01,10,00)、 (u，oi,oo,io)、 (iuo，oo，oi)或其它。当然，为改善位错误数目，通常优选地形成类似在读取转换一阶时仅一位错误的(11,01，00,10)的映对。通常在读取包含MLCs的存储阵列时利用众所周知的方式，先施 加一读取电压(Vt)至选定字线中，且在由字线启动的一组MLCs中的这些位线上的一 电压或电流与一参考值相比较。该参考值通常使用具 有介于第一编程阶的最大Vth与第二编程阶的最小Vth间的选定的临 界电压的参考单元而产生。举例来说，参考单元提供一参考电流(IREF) 至比较来自MLC(IMLC)的电流与来自该参考单元的电流的一感测放 大器。假使IMLC高于IREF，则该感测放大器提供第一输出，且假 使IMLC低于IREF，该感测放大器提供一第二输出。一典型的读取操作为以页为主的(page-based),举例来说， 一个二 十亿位(gaga-bit， Gb)存储元件(或在IC中的存储阵列)可配置于 128,000个两个千位组(kilobyte，KB)页中。整页可能包括太多的MLCs而因为元件的电流限制而无法同时地编程。因此，可将一页次分 (subdivide)为区块来加以用于编程、擦除与读取。 一区块对页的一部份进行编程与其它操作较为便利。举例来说，可次分一个2KB页为 16个区块，每一区块具有128位组。图2示出了一系统图200以说明公知程序与读取顺序。的一编程 模式202的示意图， 一使用者经由输入缓冲器204输入一编程模式 202至一静态随机存取存储器(SRAM)缓冲器206。来自在SRAM中 一来自区块的数据编程进入为MLC存储阵列212的页211内的一槽 中(slot)。在编程后，通过使用一数据传输区块216(例如感测放大器 阵列)读取回该编程值214以执行程序验证操作。 一代表性实施例包 括用以验证操作平行地操作于在64个单元数据区块中的64个感测放 大器。对于储存两位数据的单元来说，64个感测放大器用于感测每 一单元的四个Vth分布的每一个。该编程验证结果可用以更新在 SRAM缓冲器206中的数据。假使读取结果符合在SRAM中的编程 模式，则清除该数据，假使读取结果不符合，则不符合位的该数据仍 然保持设置不符合位的该数据。假使在己编程区块之后，仍设有任何 位被设置的话，则使用剩余在SRAM中的数据施加另一编程脉冲至 这些多阶位单元，直到达成成功地编程所有四个Vth阶级或是达到最 大的可尝试数目为止。重复该过程直到编程整个区块，且之后重复每一区块直到编程整 页。许多其它的顺序也是可能的，但通常编程一区块至该所期望的阶 级(如图1B中Ll、 L2与L3)且在读取时验证以确认MLCs提供这些 所期望的阶级，每一区块将执行此过程直到整页通过编程验证。在读 取操作期间，使用者通过读取214储存在MLC存储阵列212 中的数据而获得页内容。通过每次64个单元区块将结果写入至 SRAM缓冲器206直到读取一完整区块。该页数据被传输至输出缓冲 器218，且之后传输该输出数据220至该使用者。在存储阵列的大小增加时，在一阵列中增加跨越阵列与跨页的该 过程与操作变异也会增加，其会接着增加Vth分布的宽度。较宽的 Vth分布降低给定电压余裕空间(headroom)阶级之间的界线。因此希 望能在MLC中的多阶的Vth分布之间提供较大界线，而改善信赖度 与读取和编程操作的可靠性与速度。
技术实现思路
用以操作一集成电路的一多阶单元存储阵列的方法，基于在阵列 对数据区块或在阵列对一页的临界电压分布可更窄于整个阵列的了 解，通过更精确地判断数据的临界电压分布为编程或读取，小于整个 阵列的四群单元，例如在一页中平行地读取区块，达成改进效能的目 的。在此所述的方法编程包括关于第一编程阶级的第一数据、关于第 二编程阶级的第二数据、关于第三编程阶级的第三数据与关于第四编 程阶级的第四数据的一数据组为一区域多阶单元。第一数据在一第一 编程阶级被编程于多阶单元存储阵列的为第一多个多阶单元中，例如 于多阶单元的一区块。于第一编程阶级的临界电压的范围内感测(或 检测)第一多个多阶单元的临界电压。且在第一编程阶级的范围中， 根据该最大临界电压设定一调整码。在这些多个单元的分布中，该已 感测最大临界值指定这些多个单元的最大临界电压，且其可低于阵列 的最大分布。在一特定实施例中，该调整码为两位值(例如00、 01、 10、 11)，指定该第一编程阶的四个可能最大临界电压，根据该调整 码使用该第二编程阶级的一编程验证值，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以操作一集成电路的一多阶单元（ＭＬＣ）存储阵列的方法，包括：在第一编程阶级，将第一数据编程于所述多阶单元存储阵列的第一多个多阶单元中；感测所述第一多个多阶单元的临界电压；根据所述临界电压的读取而设定一调整码；以及在第二编程阶级，将第二数据编程于所述多阶单元存储阵列的第二多个多阶单元中，所述第二多个多阶单元具有根据所述调整码而设定的一组编程验证值。

【技术特征摘要】
US 2006-11-2 11/555,8491、一种用以操作一集成电路的一多阶单元(MLC)存储阵列的方法，包括在第一编程阶级，将第一数据编程于所述多阶单元存储阵列的第一多个多阶单元中；感测所述第一多个多阶单元的临界电压；根据所述临界电压的读取而设定一调整码；以及在第二编程阶级，将第二数据编程于所述多阶单元存储阵列的第二多个多阶单元中，所述第二多个多阶单元具有根据所述调整码而设定的一组编程验证值。2、 如权利要求1所述的方法，其中所述第一多个多阶单元位于 所述多阶单元存储阵列的一页的一第一区块中，且所述第二多个多阶 单元位于所述第一区块中。3、 如权利要求1所述的方法，其中进一步包括下列步骤 在第一编程阶级，将第三数据编程于所述多阶单元存储阵列的第三多个多阶单元中；感测所述第三多个多阶单元的第二临界电压； 根据所述第二临界电压的读取而设定一第二调整码；以及 在第二编程阶级，将第四数据编程于所述多阶单元存储阵列的第四多个多阶单元中，所述第四多个多阶单元具有根据所述调整码设定的一组第二编程验证值。4、 如权利要求3所述的方法，其中所述第一多个多阶单元位于 所述多阶单元存储阵列的一页的一第一区块中，且所述第二多个多阶 单元位于所述第一区块中，所述第三多个多阶单元位于所述页的一第 二区块中，且所述第四多个多阶单元位于所述第二区块中。5、 如权利要求1所述的方法，还包括储存所述调整码于所述多 阶单元存储阵列中的步骤。6、 如权利要求5所述的方法，其中所述调整码是使用一单阶单 元技术而储存的。7、 如权利要求5所述的方法，其中所述第一数据储存在所述多 阶单元存储阵列的一第一区块中，且所述调整码储存在所述第一区块 中。8、 如权利要求5所述的方法，其中所述第一编程阶级位于一第 一编程验证阶级与一第一擦除验证阶级间延伸的一第一页编程阶级 范围中，所述第一页编程阶级范围划分为多个子范围，所述第一多个 多阶单元的临界值提供具有一第一高界线的一第一区块临界电压分 布，其发生在所述第一页编程阶级范围中的一个子范围中，所述调整 码根据所述子范围而设定。9、 如权利要求8所述的方法，其中所述第一页编程阶级范围划 分为四个子范围。10、 如权利要求8所述的方法，其中所述第一页编程阶级范围的 一第一子范围具有一第一子范围宽度，且一第二子范围具有所述第一 子范围宽度。11、 如权利要求l所述的方法，还包括下列步骤 根据所述调整码，设定一第一参考电压；以及 使用所述第一参考电压，读取所述第二多个多阶单元。12、 如权利要求3所述的方法，还包括下列步骤 根据所述调整码，设定一第一参考电压；以及使用所述第一参考电压，读取所述第二多个多阶单元； 根据所述第二调整码，设定一第二参考电压；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文乔，张钦鸿，张坤龙，洪俊雄，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]