用于动态页编程的更新设计制造技术

一种闪存阵列，其具有被分成连接到字线（１２、２０２、２０８）的区段的多个双位存储单元（１０、２１０、２１２、２１４、２１６、２２０、２２２）以及一对参考单元（２１８），此参考单元与各区段逻辑地相关。一种将需要改变的区段或者多个区段字再编程的方法，包括将允许的改变输入到闪存阵列；在各区段中读取受到改变的字或者多个字；对各区段中将受到改变的字或者多个字中的位进行编程；将在受到改变的字或者多个字中的先前受到编程的位更新；将在各区段中改变的字或者多个字中先前受到编程的位更新；将在各区段中剩余字或者多个字中先前受到编程的位更新；以及将在已经被改变的区段中的各对参考单元中先前受到编程的位（１０、２１０、２１２、２１４、２１６、２２０、２２２）予以更新。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及存储系统，而且更特别地关于具有参考单元的存储系统结构，以及确保数据单元与参考单元有相同期龄的一种方法。
技术介绍
闪存是一种在不耗电力的情形下可重写并且可维持其内容的电子存储介质。闪存器件一般具有100K至300K写入次数的寿命。不像可将单一字节擦除的动态随机存取存储器(DRAM)器件以及静态随机存取存储器(SRAM)器件，闪存器件典型地在固定多位区块或者扇区中被擦除和写入。从电可擦除只读存储器(EEPROM)芯片技术发展而来的闪存技术，其可在位置上予以擦除。闪存器件比较便宜且较密实，这意味着闪存器件在每单元区域可维持更多数据。此新类型的EEPROM(电可擦除只读存储器)已经显示为一重要的非易失性存储器，其结合了可擦除可编程只读存储器(EPROM)的密度与EEPROM的电可擦除能力的优点。传统的闪存器件是以单元结构建构的，其中在每个单元中存储单一位的信息。在此种单一位存储器架构中，各单元基本上包括金属氧化物半导体(MOS)晶体管结构，其在衬底或者P阱中具有源极、漏极和沟道，并且具有覆盖沟道的堆叠的栅极结构。堆叠栅极可能进一步包括形成在衬底或者P阱的表面上的薄栅极介电层(有时称为隧道氧化物层)。堆叠栅极还包括覆盖该隧道氧化物的多晶硅浮栅，以及覆盖该浮栅的层间介电层。层间电介质经常是多层绝缘体，譬如具有两个氧化物层夹着氮化物层的氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层。最后，将多晶硅控制栅极则覆盖在层间介电层上。该控制栅极连接到与一行这样的单元关联的字线，以在典型的NOR组态中形成此单元的扇区。此外，这些单元的漏极区域通过导电的位线而彼此连接。形成在源极与漏极区域之间的单元的沟道，根据通过附着到该堆叠栅极结构的字线而施加到该堆叠栅极结构的电压在沟道内形成的电场，在源极与漏极之间传导电流。在NOR组态中，在一列内的晶体管的各漏极端连接到相同的位线。此外，在一列中各快闪单元的堆叠栅极结构连接到相同的字线。基本上，各单元的源极端连接到共同的源极端。在操作上，使用外围译码器与控制电路经过各自的位线与字线对各快闪单元寻址，以对该单元编程(写入)、读取和擦除。通过将程序化电压施加到控制栅极，将源极连接到地面以及将漏极连接到程序化电压，来对单一位堆叠的栅极闪存单元进行编程。最后通过该隧道氧化物的高电场导致一种现像，称为″Fowler-Nordheim″隧道效应。在Fowler-Nordheim隧道效应期间内，因为浮栅被层间介电质与隧道氧化物所围绕，所以在隧道区域中的电子经过栅极氧化物，而进入浮栅，并且在浮栅中被捕获。由于捕获了电子，所以该单元的该临限电压则会增加。由捕获的电子所产生的该单元临限电压的此种改变(以及因此的沟道导电性)，使得该单元被编程。为了将典型的单一位堆叠栅极闪存单元擦除，将电压施加到源极，将控制栅极维持在负电位，并且允许漏极浮动。在这些条件下，形成一个穿过浮栅与源极之间的隧道氧化物的电场。在浮栅中捕获的电子流动朝向并且聚集在覆盖源极区域上的浮栅部分。随后该电子依靠穿过隧道氧化物的Fowler-Nordheim隧道效应从浮栅逸出并进入源极区域内。当电子从浮栅被移除时，该单元被擦除。在传统的单一位闪存器件中，将执行擦除确认，以决定在一区块中或者单元组中的每个单元是否已经被适当地擦除。现有的单一位擦除确认方法提供用于位或者单元擦除的确认，以及将增补擦除脉冲施加到各个最初的确认失效的单元。之后，再度确认该单元的擦除状态，而且会持续该过程，直到将该单元或者位成功地擦除或者将该单元以不能使用来标示为止。近来，已经引入双位闪存单元，其允许在单一存储单元中存储两位的信息。单一位堆叠栅极结构采用的传统的编程与擦除确认方法，不适用于此种双位器件。双位闪存结构并没有应用浮栅，譬如ONO闪存器件在ONO层上应用多晶硅层，来提供字线连接。已经发展的传统单一位闪存器件的技术，并不能良好的用于新双位闪存单元。双位闪存单元使用令人认为是虚拟接地架构的结构，其中一位的源极可用作邻近位的漏极。在读取操作期间内，最靠近被读取单元的接合是接地端，而该单元的另一边则为漏极端。这被称为反向读取。在编程和擦除期间使用V漏极电压取代接地电压，将漏极切换返回到最近接合处，其用于读取与确认操作。已经出现的另一问题是在该单元循环之后的电荷耗损。本专利技术者已经确定，双位操作的主要挑战源自于在以下两种情形下的电荷耗损与新增位(complimentary bit)干扰的结合1.在BOL(有效期开始)的CBD(新增位干扰)；以及2.在EOL(有效期结束或者烘烤后)循环后的电荷耗损。测试数据指示出该CBD在靠近BOL处较高，而且这些分布在循环与烘烤(EOL)之后覆加在编程Vt上。该两分布的重叠阻止了对于双重操作的正确工作的正常读取感应设计。换句话说，我们无法决定出在CB或者NB的数据是一或者零，因为当这些分布彼此接近时，我们无法可靠地决定该数据是一或者零。这是由于从该单元读取的数据与静态性参考的比较。另一问题则是，编程单元的电荷耗损(循环后)以及CBD并非处于1对1的关系。循环后的CBD单元仅损失它的编程单元所损耗的全部Vt的大约60％。因此，在循环与烘烤之后，无法使用读取CBD与零的正常感应方法。由于在循环与烘烤之后，不良的CBD至零窗口，所以必须发展和探究读取的替代性方法。在许多读取替代性方法中，发展出一种方法，称为″平均动态参考方法″，其被判定为最佳的方法，并且解决了许多相关于双位操作的问题。该平均动态参考方法将双位存储单元的可使用寿命延长到设计寿命。该平均动态参考方法使用″平均的″两参考单元，而且将平均电流与被读取单元的电流进行比较。这些参考单元与该阵列同时循环。这意味着这些参考单元是相同″期龄″的，是因为它们已经持续了与相较的数据单元相同数目的周次。为了确保这些参考单元与这些数据单元相同期龄，于是就发展出一种方法，在将该扇区阵列单元再循环时，将这些参考单元再循环。因此，所需要的则是将这些参考单元与这些数据单元维持“同步”(相同期龄)的一种结构与方法。
技术实现思路
根据本专利技术，前述的与其它的目标与优点，是通过闪存阵列以及将受到改变的字中的位再编程与更新的一种方法而得到。根据本专利技术一个方面，将多个双位闪存单元分成区段，并且连接到与各区段逻辑相关的一对参考单元的共同字线。根据本专利技术另一方面，将所允许的改变输入到该存储阵列，该阵列读取受到改变的字或多个字。受到编程的位在受到改变的各区段中被编程，而且在字或者多个字中没受到改变的位也被再编程。在本专利技术的另一个方面中，对该区段的剩余字或者多个字中先前编程的位进行编程。在本专利技术另一个方面中，对该参考单元中先前编程的位进行编程。对受到改变的位再编程并且将先前编程位更新的所述闪存阵列与方法，提供了一种确保该参考单元与数据单元是相同期龄的闪存阵列与方法。依据以下详细说明结合附图的考虑可较佳地理解本专利技术。本领域技术人员将从以下说明而变得容易了解，其仅通过实施本专利技术的最佳具体实施例的说明而来显示与说明本专利技术的具体实施例。诚如所将理解到的是，本专利技术能够有其它的具体实施例，而且它的许多细节能够以种种明显的态样来修改，所有均不脱离本专利技术的范围。因此，该附图与详细说明在特性上将视为是说明性，而非限制性。附图说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闪存阵列，包含：复数个双位闪存（１０、２１０、２１２、２１４、２１６、２２０、２２２），其连接到一共同字线（１２、２０２、２０８）；该连接到共同字元线（１２、２０２、２０８）的复数个双位闪存单元（１０、２１０、２１２、２１４、２１６、２２０、２２２）被分成区段；一对参考单元（２１８），其与各区段逻辑相关；一对位线（３２、３４），其连接到各区段中的各闪存单元，以及一对位线（３２、３４），其连接到该对参考单元（２１８）；一位线控制器／译码器（２０６），其连接到与该闪存单元连接的该对位线（３２、３４）以及该对位线（３２、３４）；以及一字线控制器（２０４），其连接到该共同字线（１２、２０２、２０８）。

【技术特征摘要】
US 2002-4-8 10/119,2731.一种闪存阵列，包含复数个双位闪存(10、210、212、214、216、220、222)，其连接到一共同字线(12、202、208)；该连接到共同字元线(12、202、208)的复数个双位闪存单元(10、210、212、214、216、220、222)被分成区段；一对参考单元(218)，其与各区段逻辑相关；一对位线(32、34)，其连接到各区段中的各闪存单元，以及一对位线(32、34)，其连接到该对参考单元(218)；一位线控制器/译码器(206)，其连接到与该闪存单元连接的该对位线(32、34)以及该对位线(32、34)；以及一字线控制器(204)，其连接到该共同字线(12、202、208)。2.一种对双位闪存阵列中双位闪存单元(10、210、212、214、216、220、222)进行再编程与更新的方法，其中复数个双位闪存单元(10、210、212、214、216、220、222)连接到一共同字线(12、202、208)以及被划分成区段，其中一对参考单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宾宽，钟成智，陈伯苓，
申请(专利权)人：斯班逊有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]