减少多层快闪存储器中软写的方法和系统技术方案

在读或校验中，减少多层快闪存储器的软写的系统和方法包括存储单元。第一和第二参考单元与所述存储单元耦合，并设置成接收第一和第二电压。电流比较电路与所述第一和第二参考单元以及所述存储单元耦合，并设置成将流过所述存储单元的电流与流过第一和第二参考单元的电流进行比较，当所述第一参考单元接收第一电压时测定所述存储单元是否持有第一范围的值，并且如果所述存储单元不持有所述第一范围的值，则当第二参考单元接收第二电压时测定所述存储单元是否持有第二范围的值，从而减少读操作过程中的软写。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非易失性存储器，特别是涉及减少多层快闪存储器中软写的方法和设备。
技术介绍
非易失性存储器是利用给存储器供电或不供电保存数据的存储器类型。多数计算机和电子系统使用带有储存在非易失性存储器中的位的二进制数系统。在适当条件下流过存储器的两个明显差异的电流电平代表各个位，可由1或0表示。一些存储器是单层的，在每个存储单元中储存信息的一个位。为了测定存储单元的值，通过存储单元的电流与参考单元比较。流过存储单元的电流高于流过参考单元的电流则代表1位值(举例来说，数字1)，而流过存储单元的电流低于流过参考单元的电流则代表其它位值(举例来说，数字0)。另一些存储器是多层的，在每个存储单元中具有不止一个位。多个位需要超过2个电流电平来代表位，进一步减少了读存储单元的误差幅度。多层存储器的误差幅度比单层存储器的误差幅度受到更多的限制。附图说明图1A阐述了用于M行和P位线的矩阵阵列的现有电路(M和P是整数)。矩阵存储阵列1包括MxP单元的阵列，在读操作中，行解码器2选择字线WLS3。列解码器和极化电路4为N个总单元6选择位线BL1-BLN5(N为整数)。所有选择的单元6属于同一个字线3，并且每一个具有自己的位线5。当从极化电路11出来的参考位线9选择了列时，参考字线7选择参考单元8的一个行。一般，参考字线7都处在同样的电压电平VXR，这也是字线WLS3用的电压。矩阵阵列1用的参考位线9和位线5一般在1V左右。字线3是不工作的，保持在0V，而未选的位线5是浮动的。施加给单元6的电压VXR比三个参考单元8的门限值电压高。在单个位存储单元的情况下，N个所选单元6中每一个的电流与一个参考单元8进行比较，或在两个位储存单元情况下与三个参考单元8进行比较。对于单位存储单元，需要一个参考单元以区分由0或1定义的两个电流值。当选择的单元6具有的电流值高于参考单元8除以因数R(比率)的值时，所选单元6保持1值。否则，所选单元6保持0值。图1B是单位存储器的矩阵单元用电压门限值分布的曲线图。结合图1A说明图1B。参考单元8具有在该点开始工作的门限值电压(Vtr)13。为了读所选单元6和/或参考单元8的门(gate)，读电压VXR15必须高于门限值电压Vtr13。每一次读操作，在总是使相同的参考单元8极化的同时，选择N个不同的单元6。如果从存储单元读出的电流(或它的比率/乘积)高于所述参考单元的值，则所述存储单元的值是1，否则是0。在两位矩阵单元中，三个读参考单元用来区分称为11，10，01和00的四个不同电流状态。每一个存储单元可以有四个不同的电流值。电流值对应门限值。如果是两位存储单元，则有代表四个电流状态的四个门限值分布，在“修改”操作中分布在所述三个参考单元周围(见图1D)。例如，图1C阐述了简化的现有存储电路10。存储单元12-1到12-n(统称为存储单元12)通过漏极极化电路14-1到14-n(统称为极化电路14)连接到电流比较电路16。三个参考单元18A，18B和18C(统称为参考单元18)为两位存储单元组成了参考单元矩阵。在存储器读过程中，使能信号发送给漏极极化14，同时通过行解码器(图中未示)将电压VX施加给存储单元12的门。Id_单元电流流过存储单元12和漏极极化电路14。参考单元18具有处于电压VX的门，而使能信号发送给漏极极化20A、20B和20C(统称为漏极极化20)。不同的电流(Id_ref1，Id_ref2和Id_ref3)流过参考单元18。电流比较电路16将不同的电流与所选单元的各自Id_单元电流(流过存储单元14)进行比较并对每个矩阵所选的单元判定属于所述四个不同的电流状态Id_单元电流中的哪一个。基于比较的结果，所述电流比较电路16对存储在每个存储单元12中两位值作了判定。在两位单元中，所述值可以是00，01，10或11中的一个。为了打开所有的参考单元18，必须使用足够高的电压VX，例如5.75 6V，其比单位存储器的电压大约高1V。图2是阐述多层存储器中矩阵单元的电压门限值分布的曲线图。VXR30一般是施加给图1C中存储单元12和全部参考单元18的门的电压电平。四个矩阵单元分布是在两位存储单元内的，即11，10，01和00，在修改操作中测定。所述三个读参考电压门限值是Vtr1 32A，Vtr232B，Vtr3 32C。图1C中的VX应该高到足以打开所有的参考单元18，并高到足以施加电流以便在说分配的时间内读所述单元。更高的电压电平提高了电流比较电路16访问和读取时间，但是如果其太高则可能对所选的参考和存储单元进行软编程或软写。高的门电压和极化的漏极可能导致软写，尤其在可擦除单元中。这会引起来自所述存储单元的误读。具有高的电压电平VXR30，可能会使参考单元32的门限值电压上升，包括分布11，10和01的单元，特别是属于具有最低的电压门限值电平的低门限值分布11的参考单元32A和矩阵单元。此外，所述各电压门限值电平分布之间的间隔，和读参考门限值与矩阵单元门限值分布之间的间隔会减少，如果电流比较电路16不能分辩各单元之间的差异也会引起存储器读的失败。矩阵单元分布和参考门限值之间的距离确定了读误差范围。所以，如果例如在几个读操作之后，参考单元VTR1被软写，则减少了正确读属于分布10的单元的范围。虽然软写问题在单层存储器中很重要，由于各电压门限值之间减少的距离，软写问题在多层存储器中变得很重要。比起两位存储器，需要更高的门电压来激活更多个单元工作构成了这个问题。因此，需要一种减少多层快闪存储器中参考单元和矩阵单元的软写的系统和方法。本专利技术实现了这种需要。
技术实现思路
在读或校验中，减少多层快闪存储器的软写的系统和方法包括存储单元。参考单元的第一组和第二组与所述存储单元耦合，并设置成接收第一和第二电压。电流比较电路与参考单元的所述第一和第二组以及所述存储单元耦合，并设置成将流过所述存储单元的电流与流过参考单元的所述第一组的电流进行比较，并测定所述存储单元是否持有第一范围的值。所述参考单元的第一组接收第一电压，如果所述存储单元不持有所述第一范围的值，则所述系统测定所述存储单元是否持有第二范围的值。只有所述参考单元的第二组接收到所述第二电压，从而减少读操作过程中的软写。每一组参考单元包括更多参考单元中的一个。参考单元组的个数可以变化并根据多层单元的类型和每单元位的个数改变。对于两位存储单元，一个可能的方案是参考单元的第一组可包括两个参考单元，而参考单元的第二组可以包括单个参考单元。根据在此揭示的方法和系统，本专利技术在存储器读或校验过程中，通过施加一个比现有系统更低的电压而减少多层快闪存储器的软写。在两位存储单元中，有三个读参考单元，其中所述第一和第二读参考单元在第一读操作中使用，而所述第三读参考单元在第二读操作中使用。所述最初的两个读参考单元设置成在第一阶段接收低于现有系统中电压的第一门电压，而如果第一状态没有产生所述存储器值，则所述第三读参考单元设置成在第二读阶段期间接收更高门电压(例如，施加给现有系统中参考单元的门电压)。在存储器读的第一阶段，第一和第二读参考电流与所有所选的阵列存储单元比较(哪一个的门接收第一阶段门电压和哪一个的漏极被极化)来判定是否所有的所选存储单元持有第一范围的值(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在读操作过程中减少多层快闪存储器中软写的方法，包括：施加第一电压给所述多层快闪存储器中的存储单元；施加所述第一电压之后，测定所述存储单元是否持有第一范围的值；以及如果所述存储单元不持有所述第一范围的值，则施加第二 电压给所述存储单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IT 2004-12-29 MI2004A002538;US 2005-6-2 11/144,1741.一种在读操作过程中减少多层快闪存储器中软写的方法，包括施加第一电压给所述多层快闪存储器中的存储单元；施加所述第一电压之后，测定所述存储单元是否持有第一范围的值；以及如果所述存储单元不持有所述第一范围的值，则施加第二电压给所述存储单元。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二电压高于所述第一电压。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括施加第二电压之后，测定所述存储单元是否持有第二范围的值，其中所述第二范围的值不同于所述第一范围的值。4.如权利要求2所述的方法，进一步包括施加所述第一电压给与所述存储单元耦合的第一参考单元；以及如果所述存储单元不持有所述第一范围的值，则施加所述第二电压给与所述存储单元耦合的第二参考单元。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括当施加所述第一电压给所述第一参考单元时，使所述第二参考单元的漏极极化，从而减少测定所述存储单元是否持有所述第二范围值所需的时间量。6.如权利要求5所述的方法，进一步包括当施加所述第二电压给所述第二参考单元时，使所述第一参考单元浮动。7.如权利要求4所述的方法，进一步包括当施加所述第二电压给所述第二参考单元时，使所述第一参考单元浮动。8.一种多层快闪存储器包括设置成存储一范围的值的存储单元；与所述存储单元耦合的第一和第二参考单元，并且设置成在读操作过程中，接收第一和第二电压；以及与所述第一和第二参考单元及所述存储单元耦合的电流比较电路，并且所述电流比较电路设置成将流过所述存储单元的电流和流过所述第一和第二参考单元的电流进行比较，以测定当所述第一参考单元接收所述第一电压时，所述存储单元是否持有第一范围的值，并且如果所述存储单元不持有所述第一范围的值，则当所述第二参考单元接收所述第二电压时，测定所述存储单元是否持有第二范围的值，从而在所述读操作过程中减少软写。9.如权利要求8所述的多层快闪存储器，其特征在于，所述第二电压高于所述第一电压。10.如权利要求9所述的多层快闪存储器，其特征在于，所述第二范围的值不同于所述第一范围的值。11.如权利要求9所述的多层快闪存储器，其特征在于，所述存储单元进一步设置成接收所述第一和第二电压。12.如权利要求11所述的多层快闪存储器，其特征在于，所述电流比较电路进一步设置成当所述第一参考单元接收所述第一电压时，使所述第二参考单元的漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伦佐巴塔瑞达，法比奥塔萨卡斯尔，西蒙妮巴托利，乔治奥多尼，
申请(专利权)人：爱特梅尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]