存储器编程方法及系统技术方案

本申请提供了一种存储器及其编程方法，存储器包括多个存储单元，所述方法包括：对多个存储单元进行第一级编程，使多个存储单元中的第一部分存储单元和第二部分存储单元分别处于第一存储态和第二存储态；对第二部分存储单元进行第二级编程；以及响应于完成对第二部分存储单元的第二级编程，执行对第一部分存储单元的第二级编程，其中，处于第一存储态的第一部分存储单元的阈值电压小于所述第二存储态的第二部分存储单元的阈值电压。的第二部分存储单元的阈值电压。的第二部分存储单元的阈值电压。

【技术实现步骤摘要】
存储器编程方法及系统


[0001]本申请涉及半导体设计及制造领域，更具体地，涉及一种三维存储器(3D NAND)及其编程方法。

技术介绍

[0002]闪存存储器件具有可多次编程、存储密度高、功耗较低、容量大、读写速度快、适用于大量数据的存储等特点，在非易失性类存储领域中显现出强劲的市场竞争力，也得到了越来越广泛的应用。例如，闪存存储器件已经大量广泛应用于智能手机、云端储存、电脑固态硬盘等领域。
[0003]闪存存储器已经广泛使用NAND闪存芯片来处理数据。随着存储密度的提升，每个存储单元的存储位数逐渐增加，根据每个存储单元的存储位数不同，可将存储器划分成单级单元SLC(single
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level cell)闪存存储器、多级单元MLC(multi
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level cell)闪存存储器、三级单元TLC(triple
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level cell)闪存存储器、四级单元QLC(quad
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level cell)闪存存储器以及五级单元PLC(penta
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level cell)闪存存储器等。以四级单元QLC(quad
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level cell)闪存存储器为例，QLC闪存存储器每个存储单元能够存储四个比特，即可具有十六个存储状态的能力。
[0004]不同的存储状态可具有不同的阈值电压分布，NAND闪存芯片的写、读、擦除等基本操作是基于浮栅结构的充/放电来控制存储单元的阈值电压，使得需要存储的数据处于指定的阈值电压区间。通过写操作将存储单元充电完成后所处的不同的阈值电压区间，在数据读取时，就可以根据不同的阈值电压区间映射处不同的数据值。
[0005]每个存储状态的阈值电压具有一定的区间分布，相邻存储状态的阈值电压的分布之间不重叠的部分称之为读取窗口，阈值电压分布区间越小，读窗口越大，在读取数据的过程中，产生误判的概率越低。为了压缩每个存储状态的阈值电压的分布宽度，提高读取窗口的宽度，现在主流的做法是对每个存储状态进行多次编程操作，即多级编程。
[0006]多级编程方法采用递进步长脉冲编程(Incremental Step Pulse Programming，简称ISPP)方法进行编程，利用逐步增大的编程电压对闪存存储器件的存储单元进行编程，但是编程干扰与编程电压强相关，一般编程电压越大，编程干扰就越严重。在对选择的存储单元进行编程时，随着编程次数的增加以及施加到存储单元的编程电压的增大，编程存储单元对周围的非编程存储单元之间的干扰也越来越严重，尤其是阈值电压较低的存储状态的存储单元，更容易受到编程电压的影响。一般情况下，各个存储状态的编程顺序都是从阈值电压较低的存储状态(也称为低存储状态)到阈值电压较高的存储状态(也称为高存储状态)，因此相邻的低存储状态的存储单元受到的编程干扰就无法避免，导致低态的读取窗口变小。

技术实现思路

[0007]本申请提供了一种可至少部分解决现有技术中存在的上述问题的存储器编程方
法及系统。
[0008]根据本申请的一个方面，提供一种存储器的编程的方法，所述存储器包括多个存储单元，所述方法可包括：对所述多个存储单元进行第一级编程，使所述多个存储单元中的第一部分存储单元和第二部分存储单元分别处于第一存储态和第二存储态；对所述第二部分存储单元进行所述第二级编程；以及响应于完成了对所述第二部分存储单元的第二级编程，执行对所述第一部分存储单元的第二级编程，其中，处于所述第一存储态的第一部分存储单元的阈值电压小于处于所述第二存储态的第二部分存储单元的阈值电压。
[0009]在本申请一个实施方式中对所述第二部分存储单元进行第二级编程可包括：对处于所述第二存储态的第二部分存储单元施加第二编程电压脉冲，其中，所述第二编程电压脉冲为步进式电压脉冲。
[0010]在本申请一个实施方式中，对所述第一部分存储单元进行第二级编程可包括：对处于所述第一存储态的第一部分存储单元施加第一编程电压脉冲，其中，所述第一编程电压脉冲为步进式电压脉冲，所述第二编程电压脉冲大于等于所述第一编程电压脉冲。
[0011]在本申请一个实施方式中，所述方法还可包括：对所述多个存储单元的阈值电压进行验证，以确认所述多个存储单元的存储状态。
[0012]在本申请一个实施方式中，所述三维存储器可为四级单元闪存存储器，所述四级单元闪存存储器包括十六个存储状态。
[0013]在本申请一个实施方式中，所述第一存储态和所述第二存储态都可包括多个存储状态，对所述第二部分存储单元进行所述第二级编程包括：对所述第二部分存储单元按阈值电压由小到大的顺序依次进行编程；执行对所述第一部分存储单元的第二级编程包括：对所述第一部分存储单元按阈值电压由小到大的顺序依次进行编程。
[0014]本申请另一方面提供了一种存储器，所述三维存储器可包括：存储单元阵列，包括多个存储单元；外围控制电路，可被配置为：对所述多个存储单元进行第一级编程，使所述多个存储单元中的第一部分存储单元和第二部分存储单元分别处于第一存储态和第二存储态；对所述第二部分存储单元进行所述第二级编程；以及响应于完成了对所述第二部分存储单元的第二级编程，执行对所述第一部分存储单元的第二级编程，其中，处于所述第一存储态的第一部分存储单元的阈值电压小于处于所述第二存储态的第二部分存储单元的阈值电压。
[0015]在本申请一个实施方式中，所述外围控制电路还可被配置为：对处于所述第二存储态的第二部分存储单元施加第二编程电压脉冲，其中，所述第二编程电压脉冲为步进式电压脉冲。
[0016]在本申请一个实施方式中，所述外围控制电路还可被配置为：对处于所述第一存储态的第一部分存储单元施加第一编程电压脉冲，其中，所述第一编程电压脉冲为步进式电压脉冲，所述第二编程电压脉冲大于等于所述第一编程电压脉冲。
[0017]在本申请一个实施方式中，所述外围控制电路还被配置为：对所述多个存储单元的阈值电压进行验证，以确认所述多个存储单元的存储状态。
[0018]在本申请一个实施方式中，所述三维存储器可为四级单元闪存存储器，所述四级单元闪存存储器包括十六个存储状态。
[0019]在本申请一个实施方式中，所述第一存储态和所述第二存储态都包括多个存储状
态，所述外围控制电路还可被配置为：对所述第二部分存储单元进行所述第二级编程包括：对所述第二部分存储单元按阈值电压由小到大的顺序依次进行编程；执行对所述第一部分存储单元的第二级编程包括：对所述第一部分存储单元按阈值电压由小到大的顺序依次进行编程。
[0020]本申请还提供了一种存储器系统，所述存储器系统可包括：如上述的存储器；以及控制器，与所述存储器电连接，并被配置为控制所述存储器。
[0021]在本申请一个实施方式中，其中，所述存储器系统可为固态硬盘或存储卡。
[0022]在本申请一个实施方式中，其中，所述存储器可为三维存储器。
[0023]根据本申请实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的编程方法，所述存储器包括多个存储单元，其特征在于，所述方法包括：对所述多个存储单元进行第一级编程，使所述多个存储单元中的第一部分存储单元和第二部分存储单元分别处于第一存储态和第二存储态；对所述第二部分存储单元进行所述第二级编程；以及响应于完成对所述第二部分存储单元的第二级编程，执行对所述第一部分存储单元的第二级编程，其中，处于所述第一存储态的第一部分存储单元的阈值电压小于处于所述第二存储态的第二部分存储单元的阈值电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述第二部分存储单元进行第二级编程包括：对处于所述第二存储态的第二部分存储单元施加第二编程电压脉冲，其中，所述第二编程电压脉冲为步进式电压脉冲。3.根据权利要求2所述的方法，其中，对所述第一部分存储单元进行第二级编程，包括：对处于所述第一存储态的第一部分存储单元施加第一编程电压脉冲，其中，所述第一编程电压脉冲为步进式电压脉冲，所述第二编程电压脉冲大于等于所述第一编程电压脉冲。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：对所述多个存储单元的阈值电压进行验证，以确认所述多个存储单元的存储状态。5.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其中，所述三维存储器为四级单元闪存存储器，所述四级单元闪存存储器包括十六个存储状态。6.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其中，所述第一存储态和所述第二存储态都包括多个存储状态，对所述第二部分存储单元进行所述第二级编程包括：对所述第二部分存储单元按阈值电压由小到大的顺序依次进行编程；执行对所述第一部分存储单元的第二级编程包括：对所述第一部分存储单元按阈值电压由小到大的顺序依次进行编程。7.一种三维存储器，其特征在于，所述三维存储器包括：存储单元阵列，包括多个存储单元；外围控制电路，被配置为：对所述多个存储单元进行第一级编程，使所述多个存储单元中的第一部分存储单元和第二部分存储单...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵园园，黄莹，刘红涛，蒋颂敏，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：