用于读取非易失性存储单元的方法技术

一种方法，包括改变用于读取一组存储单元的读取参考电平，其作为不同组存储单元的阈值电压分布中的改变的函数。所述改变步骤包括确定与非易失性存储单元阵列的一组存储单元相关联的一组历史单元的历史读取参考电平，能够正确读取所述一组历史单元，根据第一读取参考电平选择存储器读取参考电平，以及读取所述非易失性存储阵列单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及非易失性存储单元，特别涉及读取所述非易失性存储单元的方法。
技术介绍
双位存储单元(dual bit memory cell)在本领域是公知的。现在参照图1，图1示出了一种这样的存储单元，即NROM(氮化物只读存储器)单元10，其在夹入导电层18和沟道20中间的氮化物基底层16中存储两个位12和14。在许多专利中说明了NROM单元，例如美国专利No.6,649,972，该专利转让给本专利技术的共同受让人，本文援引其公开内容。位12和14可被单独访问，因此可分别对其进行编程(通常标记为‘0’)、擦除(通常标记为‘1’)或者读取。读取位(12或14)的操作包括确定读取特定位时所观测到的阈值电压Vt是高于(编程)还是低于(擦除)读取参考电压电平RD。现在参照图2，图2示出存储芯片(其一般具有大量的形成为存储阵列的NROM单元)的编程和擦除状态的分布，该分布作为阈值电压Vt的函数。擦除位是其阈值电压已经减小到低于擦除阈值电压EV的位。因此，擦除分布30最右边的点一般位于擦除阈值电压EV附近(优选等于或者低于)。类似地，编程位是其阈值电压已经增加到高于编程阈值电压PV的位。因此，编程分布32最左边的点一般位于编程阈值电压PV附近(优选等于或者大于)。两个阈值电压PV和EV之间的差是操作窗口W0。读取参考电压电平RD一般位于窗口W0内，例如其可以由读取参考单元产生。读取参考单元通常(但不是一定)处于非原始(non-native)状态，如美国专利6,490,204所述，该专利转让给本专利技术的共同受让人且本文通过参考援引其公开内容。在这种情况下，读取参考单元的阈值电压可以位于图2的RD电平处。然后，利用比较电路(例如差动感应放大器)将来自正被读取的位的信号与读取参考电平产生的信号进行比较，该结果将可确定阵列单元是处于编程状态还是擦除状态。可选地，代替使用参考单元，读取参考信号可以是独立产生的电压或电流信号。产生读取参考信号的其它方法在本领是公知的。由于感应方案电路可能并不理想，并且其特性可能随不同的操作和环境状态而变化，所以一般需要裕度M0和M1以便分别正确地读取‘0’和‘1’。只要编程和擦除分布位于这些裕度之外，就可以实现可靠的读取。附图说明在说明书的结束部分，特别指出并清楚声明本专利技术的主题。然而，当参照附图阅读下面的详细说明时，可以更好地理解本专利技术的构成和操作方法以及目的、特点和优点，其中图1是现有技术的NROM单元的示意图；图2是NROM单元的存储芯片的编程和擦除状态分布示意图，该分布作为阈值电压Vt的函数；图3是在示例性存储阵列开始操作后一些点处的擦除和编程分布示意图；图4是作为图3所示擦除分布偏移的结果而产生的设计裕度减少的示意图；图5A、5B和5C是根据本专利技术构建并实施的、使用移动读取参考电平读取存储单元的方法的示意图，所述移动读取参考电平可以作为操作窗口中的改变的函数而移动；图6A、6B、6C和6D是历史单元和存储单元的可选位置的示意图，其用于实现图5A、5B和5C中的方法；图7是确定图6A、6B、6C和6D的历史单元和存储单元的历史读取参考电平和存储器读取参考电平的方法的示意图；图8是NROM阵列中不同大小的存储单元小组的编程阈值分布示意图；图9是平滑编程阈值分布和带有统计锯齿边缘的分布之间的比较示意图，其用于说明根据本专利技术的确定读取参考电平的可选方法；以及图10A和10B是编程和擦除阈值分布示意图，其说明根据本专利技术的减小编程校验电平的方法。应该理解，为了使说明简化和清晰，图中所示元件不一定按照比例绘制。例如，为了清晰，一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大。此外，在认为合适的位置，可能在附图中重复使用参考标记以表示相应或类似的元件。具体实施例方式在下面的详细说明中，为了全面理解本专利技术，提出了许多具体细节。然而，本领域技术人员将会理解可以在没有这些具体细节的情况下实施本专利技术。在其它实例中，没有详述公知的方法、过程以及部件以防止使本专利技术不够清晰。申请人已经意识到当单元经历多个擦除和编程循环时，操作窗口可能随时间改变。操作窗口可能缩小和/或偏移，这两种情况都可能影响读取操作的精度。现在参照图3，图3分别示出在示例性存储阵列开始操作后一些点处的擦除和编程分布40和42。尽管可以将每个位擦除到低于擦除电压EV的阈值电压，但是擦除分布40可能会显现得偏移为略微高于擦除电压EV。申请人已经意识到这可能是由单元中两个位之间存在一些相互影响的事实而引起的。如果两个位都被擦除，则每个位的阈值电压可能低于擦除电压EV(如擦除分布40中较小的分布44所示)。然而，如果对其中的一位进行编程而对另一位进行擦除，则擦除位的阈值电压可能由于另一位的编程状态而显现得更高。这由擦除分布40中第二小的分布46指示，其中一些位可能具有显现得高于擦除电压EV的阈值电压。一般将其称为“第二位效应”。另外，由于阻止层内部的电荷再分布以及向阻止层内的无意识电荷注入，擦除位可能显现得偏移为略微高于擦除电压EV。申请人还已经意识到在重复的编程和擦写循环后，编程分布42可能偏移为低于编程电压PV。这可能是由于在擦除/编程循环后单元的保持特性引起的。编程分布42的这种向下偏移取决于时间和温度，并且偏移速率还取决于单元在过去已经历的编程/擦除循环的次数。这些偏移的分布的结果可能使操作窗口缩小为不同的操作窗口Wm。申请人已经意识到所述不同的操作窗口Wm可能与初始窗口W0对齐，也可能不对齐。图3示出了示例性窗口Wm，其中心从初始窗口W0的中心偏移。申请人已经意识到所述变化中的一个或者两个可能会对读取操作的质量产生影响。现在参照图4，图4对此进行了说明。图4与图3类似，但是其增加了读取参考电平RD和与其相关联的设计裕度M1。现有技术要求根据预期的编程和擦除裕度损失来定位读取参考电平RD。一般地，编程裕度损失更大，因此在图4中，读取参考电平RD被定位为更靠近擦除校验电平EV，以确保在出现保持性损失后能正确地读取编程状态位。读取参考电平RD和擦除校验电平EV之间的距离是被提供用于确保正确读取擦除状态位的总擦除裕度。在总擦除裕度中，需要裕度M1以补偿电路缺陷进而确保正确读取擦除位。若擦除位的初始位置低于EV电平(一般在擦除操作后)且提供大于M1的裕度，则能够可靠地读取‘1’位。遗憾的是，如图4所示，由于擦除分布40可能已经偏移为高于擦除阈值电压EV，从而可能无法再保持裕度M1。在擦除分布46中可能有一些由紧密条纹表示的位，由于其阈值电压不低于裕度M1，因而其可能被错误地读取(即，读取为编程)。现在参照图5A、5B和5C，其共同说明根据本专利技术构建和实施的、使用移动读取参考电平MRL读取存储单元的方法，所述移动读取参考电平MRL可以作为操作窗口中的改变的函数而移动。根据本专利技术的优选实施方式，紧接在擦除和编程操作之后(图5A)，可将移动读取电平MRL设置在擦除分布50A和编程分布52A之间的读取电平RD1处，在RD1处，擦除分布50A此时略微高于擦除阈值电压EV(由于第二位效应)，而编程分布52A此时全部或者几乎全部高于编程阈值电压PV。可以根据读取电平RD1定义适当的裕度M1和M0，以克服电路和感应方案缺陷进而确保正确地检测位的状态。在图5A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：基于一组历史单元的多个编程阈值电压电平确定存储器读取参考电平，所述一组历史单元与属于非易失性存储单元阵列的一组存储单元相关联；以及利用所述存储器读取参考电平读取所述阵列的所述多个存储单元。

【技术特征摘要】
US 2005-8-17 11/205,4111.一种方法，其包括基于一组历史单元的多个编程阈值电压电平确定存储器读取参考电平，所述一组历史单元与属于非易失性存储单元阵列的一组存储单元相关联；以及利用所述存储器读取参考电平读取所述阵列的所述多个存储单元。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括得到多个历史读取参考电平；相对于所述多个历史读取参考电平中的至少一个，读取所述一组历史单元；以及根据对历史读取参考电平的所述读取，选择存储器读取参考电平。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述历史读取参考电平等于所述存储器读取参考电平。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述历史读取参考电平不等于所述存储器读取参考电平。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述不等于取决于在所述一组历史单元的读出和与其相关联的所述存储阵列单元的读出之间保持的预定裕度。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述历史读取参考电平的数量与所述存储器读取参考电平的数量不同。7.根据权利要求2所述的方法，还包括得到多个读取参考单元，并以与所述多个读取参考单元的字线不同的电平激活所述多个历史单元的字线。8.根据权利要求1所述的方法，包括使所述一组历史单元在与所述相关联的多个存储单元实质相同的多个条件下，经历实质相同的多个事件。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述一组历史单元中单元的数量接近所述相关联的存储单元的数量。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个事件包括编程和擦除，并且其中所述多个条件包括所述编程和所述擦除的定时。11.根据权利要求10所述的方法，其中对所述多个存储阵列单元的多个小组执行所述擦除。12.根据权利要求10所述的方法，其中调整所述定时，以使所述多个历史单元经历的所述多个事件之间的时延与所述相关联的多个存储单元经历的所述多个事件之间的第二时延相匹配。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述历史单元和所述存储单元是NROM(氮化物只读存储器)单元。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述历史单元和所述存储单元是以如下多个模式中的一个模式操作的NROM单元每单元一位模式、每单元两位模式和多电平模式。15.根据权利要求2所述的方法，还包括在相互之间的短时间间隔内，对至少一个所述历史单元和至少一个与其相关联的所述存储单元执行编程。16.根据权利要求2所述的方法，还包括在所述存储器读取参考电平已经改变后，改变用于对所述阵列执行编程的编程校验电平。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿萨夫沙皮尔，盖伊科亨，埃利卢斯基，
申请(专利权)人：赛芬半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[]