用于非易失性存储器的电力节省和快速读取序列制造技术

提供一种存储器设备和操作方法。所述设备包含连接到多个字线且布置于串中且被配置成保持阈值电压的存储器单元的页。控制电路耦合到所述字线和串，且识别具有小于用于在页读取中的存储器状态之间定界的一系列的主要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元。所述控制电路还识别具有小于所述系列的次要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元。所述控制电路将接近零电压供应到被识别为具有小于所述主要和次要分界阈值电压中的至少一个的阈值电压的所述存储器单元的串以禁止传导电流，同时识别具有小于三级分界阈值电压的阈值电压的存储器单元。器单元。器单元。

【技术实现步骤摘要】
用于非易失性存储器的电力节省和快速读取序列


[0001]本申请涉及非易失性存储器设备和非易失性存储器设备的操作。

技术介绍

[0002]本章节提供关于与本公开相关联的技术的背景信息，且因此不一定是现有技术。
[0003]为了改善存储器装置的读取和编程性能，并行地读取或编程阵列中的多个电荷存储元件或存储器晶体管。因此，通常一起读取或编程存储器元件的“页”。读取和验证操作都是通过执行一个或多个感测循环来执行，其中页的每一存储器单元的传导电流或阈值电压是相对于分界值确定的。大体来说，如果存储器被分割成n个状态，那么将存在至少n
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1个感测编次或电平来解析所有可能的存储器状态。在许多实施方案中，每一感测循环还可以涉及两个或更多个遍次或电平。
[0004]功率消耗是存储器装置的一个重要问题。通过大规模并行感测，具有传导电流的存储器单元的数目将变得复杂。因此，需要在感测操作期间具有减少的功率消耗的高性能和高容量非易失性存储器设备。

技术实现思路

[0005]这部分提供对本公开的整体概述，并且并非是其完整范围或所有其特征的全面公开内容。
[0006]本公开的一目标是提供解决和克服上述缺点的一种存储器设备和一种操作存储器设备的方法。
[0007]因此，本公开的一方面是提供一种包含存储器单元的页的设备。存储器单元中的每一个连接到多个字线中的一个。存储器单元还布置于一个或多个串中且被配置成保持对应于多个存储器状态中的一个的阈值电压。控制电路耦合到所述多个字线和所述一个或多个串。控制电路被配置成识别具有小于一系列多个分界阈值电压中的主要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元，所述分界阈值电压用于在辨别存储器单元的页的页位的页读取中的所述多个存储器状态之间定界。控制电路还被配置成识别具有小于所述系列中的次要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元。控制电路将接近零电压供应到被识别为具有小于所述页读取中的所述主要和次要分界阈值电压中的至少一个的所述阈值电压的所述存储器单元的所述一个或多个串以禁止传导电流，同时识别具有小于所述系列的三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元。
[0008]根据本公开的另一方面，还提供一种控制器，其与包含存储器单元的页的存储器设备通信。存储器单元中的每一个连接到多个字线中的一个。存储器单元布置于一个或多个串中且被配置成保持对应于多个存储器状态中的一个的阈值电压。控制器被配置成识别具有小于一系列多个分界阈值电压的主要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元，所述分界阈值电压用于在辨别存储器单元的页的页位的页读取中的所述多个存储器状态之间定界。控制器还被配置成识别具有小于所述系列中的次要分界阈值电压的阈值电压的存储器
单元。控制器指示所述存储器设备将接近零电压供应到被识别为具有小于所述页读取中的所述主要和次要分界阈值电压中的至少一个的所述阈值电压的所述存储器单元的所述一个或多个串以禁止传导电流，同时识别具有小于所述系列的三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元。
[0009]根据本公开的额外方面，提供一种操作存储器设备的方法。存储器设备包含存储器单元页。存储器单元中的每一个连接到多个字线中的一个。存储器单元布置于一个或多个串中且被配置成保持对应于多个存储器状态中的一个的阈值电压。所述方法包含步骤：识别具有小于一系列多个分界阈值电压的主要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元，所述分界阈值电压用于在辨别存储器单元的页的页位的页读取中的所述多个存储器状态之间定界。方法继续步骤：识别具有小于所述系列的次要分界阈值电压的阈值电压的存储器单元。所述方法还包含步骤：将接近零电压供应到被识别为具有小于页读取中的主要和次要分界阈值电压中的至少一个的阈值电压的存储器单元的所述一个或多个串以禁止传导电流，同时识别具有小于所述系列的三级分界阈值电压的阈值电压的存储器单元。
[0010]其它适用范围将因本文提供的描述而变得显而易见。此概述中的描述和具体实例预期仅出于说明的目的，并且并不希望限制本公开的范围。
附图说明
[0011]本文中所描述的附图仅出于说明选定实施例而非所有可能实施方案的目的，并且并不希望限制本公开的范围。
[0012]图1是示出根据本公开的方面的存储器装置的一个实施例的示意图；
[0013]图2是示出根据本公开的方面的快闪非易失性存储器单元的一个实施例的示意图；
[0014]图3是示出根据本公开的方面的针对存储器单元的浮动栅极在任何一个时间可以选择性地存储的八个不同电荷电平在源极
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漏极电流与控制栅极电压之间的关系的一个实施例的示意图；
[0015]图4是示出根据本公开的方面的具有可在八个存储器状态中操作的存储器单元的存储器阵列的阈值电压分布的一个实施例的示意图；
[0016]图5是示出根据本公开的方面的用于感测用于读取操作或验证操作的存储器单元的传导电流的感测块的一个实施例的示意图；
[0017]图6是示出根据本公开的方面的感测存储器装置的存储器状态的方法的一个实施例的流程图；
[0018]图7A是示出根据本公开的方面的利用图6的方法的读取操作的一个实施例的示意性读取电平图表；
[0019]图7B是示出根据本公开的方面的在遵循图7A的读取电平图表的读取方案的读取操作期间在读取电平期间锁定或禁止传导单元的一个实施例的图表；
[0020]图8是示出根据本公开的方面的由八个存储器状态表示的3位格雷编码的另一实施例的示意图；
[0021]图9A是示出根据本公开的方面的辨别图8的格雷码的读取操作的一个实施例的示意性读取电平图表；
[0022]图9B是示出根据本公开的方面的在遵循图9A的读取电平图表的读取方案的读取操作期间在读取电平期间锁定或禁止传导单元的一个实施例的图表；
[0023]图10(A)
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10(I)是示出根据本公开的方面的在并行施加于作为存储器页的部分的NAND存储器单元的3
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遍次读取期间图5中示出的感测模块的操作的时序图；
[0024]图11示出根据本公开的方面的当读取中间页时用于正常读取和反向读取的施加于选定字线的实例一系列读取电压；
[0025]图12是示出根据本公开的方面的针对用于正常读取和反向读取的下部页、中间页和上部页中的每一个所感测的数据状态的序列或系列的表；
[0026]图13是示出根据本公开的方面的第一验证阶段和第二编程
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验证阶段的实例时序的表；
[0027]图14示出根据本公开的方面的实例存储器结构，其包含与多个电介质层交替的多个导电层或字线和竖直地延伸通过所述层以形成存储器单元的存储器孔；
[0028]图15示出根据本公开的方面的具有在中间页的正常读取期间施加于选定字线的所述系列的读取电压中的读取电压的存储器单元串的群组；
[0029]图16示出根据本公开的方面的的具有在中间页的反向读取期间施加于选定字线的所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，其包括：存储器单元的页，所述存储器单元中的每一个连接到多个字线中的一个且布置于一个或多个串中且被配置成保持对应于多个存储器状态中的一个的阈值电压；以及控制电路，其耦合到所述多个字线和所述一个或多个串且被配置成：识别具有小于一系列多个分界阈值电压中的主要分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元，所述多个分界阈值电压用于在辨别所述存储器单元的所述页的页位的页读取中的所述多个存储器状态之间定界，识别具有小于所述系列的次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元，以及将接近零电压供应到被识别为具有小于所述页读取中的所述主要和次要分界阈值电压中的至少一个的所述阈值电压的所述存储器单元的所述一个或多个串以禁止传导电流，同时识别具有小于所述系列的三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述系列的所述次要分界阈值电压低于所述主要分界阈值电压，且所述系列的所述三级分界阈值电压高于所述次要分界阈值电压，且所述主要分界阈值电压被选择为最小化所述多个字线中的所述一个从高于所述主要分界阈值电压的初始字线电压向下斜变到所述主要分界阈值电压的时间量。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个串中的每一个连接到耦合到所述控制电路的多个位线中的一个，且所述控制电路还被配置成将所述多个位线中的所述一个接地以禁止被识别为具有小于所述页读取中的所述次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元的所述一个或多个串的所述传导电流，进而减少所述设备在操作期间消耗的电流和电力。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制电路还被配置成：将对应于所述主要分界阈值电压的主要读取电压施加到所述多个字线中的选定一个，同时将读取通过电压施加到所述多个字线中的未选定字线，且感测一个或多个串的所述存储器单元的所述传导电流以识别具有小于所述主要分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元；将对应于所述次要分界阈值电压的次要读取电压施加到所述多个字线中的选定字线，同时将所述读取通过电压施加到所述多个字线中的所述未选定字线，且感测所述一个或多个串的所述存储器单元的所述传导电流以识别具有小于所述次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元；以及将对应于所述三级分界阈值电压的三级读取电压施加到所述多个字线中的选定一个，同时将所述读取通过电压施加到所述多个字线中的所述未选定字线，且感测所述一个或多个串的所述存储器单元的所述传导电流以识别具有小于所述三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制电路还被配置成：记录被识别为具有小于所述次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元；以及禁止被识别为具有小于所述次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元的所述一个或多个串的所述传导电流，同时识别具有小于所述系列的所述三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制电路还被配置成：记录被识别为具有小于所述主要分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元作为第一群组；记录被识别为具有小于所述次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元作为第二群组；以及禁止所述第一群组和所述第二群组中的所述存储器单元的所述一个或多个串的所述传导电流，同时识别具有小于所述系列的所述三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述页读取选自由以下组成的群组：下部页读取和中间页读取和上部页读取，且所述系列的所述多个分界阈值电压是基于所述多个存储器状态的编码方案。8.一种控制器，其与包含存储器单元的页的存储器设备通信，所述存储器单元中的每一个连接到多个字线中的一个且布置于一个或多个串中且被配置成保持对应于多个存储器状态中的一个的阈值电压，所述控制器被配置成：识别具有小于一系列多个分界阈值电压中的主要分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元，所述多个分界阈值电压用于在辨别所述存储器单元的所述页的页位的页读取中的所述多个存储器状态之间定界；识别具有小于所述系列的次要分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元；以及指示所述存储器设备将接近零电压供应到被识别为具有小于所述页读取中的所述主要和次要分界阈值电压中的至少一个的所述阈值电压的所述存储器单元的所述一个或多个串以禁止传导电流，同时识别具有小于所述系列的三级分界阈值电压的所述阈值电压的所述存储器单元。9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述系列的所述次要分界阈值电压低于所述主要分界阈值电压，且所述系列的所述三级分界阈值电压高于所述次要分界阈值电压，且所述主要分界阈值电压被选择为最小化所述多个字线中的所述一个从高于所述主要分界阈值电压的初始字线电压向下斜变到所述主要分界阈值电压的时间量。10.根据权利要求8所述的控制器，其中所述控制器还被配置成：指示所述存储器设备将对应于所述主要分界阈值电压的主要读取电压施加到所述多个字线中的选定一个，同时指示所述存储器设备将读取通过电压施加到所述多个字线中的未选定字线，且指示所述存储器设备感测一个或多个串的所述存储器单元的所述传导电流以识别具有小于所述主要分界阈值电压的所述阈值电压的所述一个或多个串的所述存储器单元；指示所述存储器设备将对应于所述次要分界阈值电压的次要读取电压施加到所述多个字线中的选定一个，同时指示所述存储器设备将所述读取通过电压施加到所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦杰，吴建志，李嘉，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：