一种存储装置及其操作方法、包括存储装置的存储系统制造方法及图纸

本申请提供一种存储装置及其操作方法、包括存储装置的存储系统。所述存储装置包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括多条字线，每条所述字线对应一个存储单元集，每个所述存储单元集包括多个存储单元，所述方法包括：对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行编程操作，使得所述第一存储单元集中的所述存储单元分别处于擦除状态和多个编程状态中的任意一种状态；在所述编程操作之后，对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操作；所述第一存储单元子集为所述第一存储单元集中在编程操作后处于擦除状态的存储单元。单元。单元。

【技术实现步骤摘要】
一种存储装置及其操作方法、包括存储装置的存储系统


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种存储装置及其操作方法、包括存储装置的存储系统。

技术介绍

[0002]随着存储器件不断缩小到较小的管芯尺寸以降低制造成本并增加存储密度，由于工艺技术限制和可靠性问题，对平面存储单元的缩放面临挑战。三维(3D)存储器架构可以解决平面存储单元中的密度和性能限制。
[0003]目前，通常使用步进脉冲编程(Increment Step Pulse Program，ISPP)方法对三维存储器进行编程，在编程过程中，对存储单元的字线施加编程电压，然后施加验证电压以判断存储单元的编程电压是否达到阈值电压，如果达到阈值电压，则对于该存储单元的编程操作结束；如果未达到阈值电压，则基于编程电压增加ΔV(即，编程电压增加的步长)继续施加，然后施加验证电压以判断存储单元上所增加的编程电压是否达到阈值电压，重复上述循环直至所有需要编程的存储单元的阈值电压均达到预期存储状态为止，即所有需要编程的存储单元均通过验证。
[0004]然而，现有的步进脉冲编程方法仍然存在数据可靠性不够高等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供一种存储装置及其操作方法、包括存储装置的存储系统。
[0006]为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面，本申请提供一种存储装置的操作方法，所述存储装置包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括多条字线，每条所述字线对应一个存储单元集，每个所述存储单元集包括多个存储单元，所述方法包括：
[0008]对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行编程操作，使得所述第一存储单元集中的所述存储单元分别处于擦除状态和多个编程状态中的任意一种状态；
[0009]在所述编程操作之后，对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操作；所述第一存储单元子集为所述第一存储单元集中在编程操作后处于擦除状态的存储单元。
[0010]第二方面，本申请还提供一种存储装置，所述存储装置包括：
[0011]存储单元阵列，所述存储单元阵列包括多条字线，每条所述字线对应一个存储单元集，每个所述存储单元集包括多个存储单元；以及
[0012]耦合至所述存储单元阵列的外围电路，所述外围电路被配置为：
[0013]对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行编程操作，使得所述第一存储单元集中的所述存储单元分别处于擦除状态和多个编程状态中的任意一种状态；
[0014]在所述编程操作之后，对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操
作；所述第一存储单元子集为所述第一存储单元集中在编程操作后处于擦除状态的存储单元。
[0015]第三方面，本申请还提供一种存储系统，包括控制器和上述技术方案中所述的存储装置；所述控制器耦合至所述存储装置，且用于控制所述存储装置。
[0016]本申请提供一种存储装置及其操作方法、包括存储装置的存储系统。所述存储装置包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括多条字线，每条所述字线对应一个存储单元集，每个所述存储单元集包括多个存储单元，所述方法包括：对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行编程操作，使得所述第一存储单元集中的所述存储单元分别处于擦除状态和多个编程状态中的任意一种状态；在所述编程操作之后，对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操作；所述第一存储单元子集为所述第一存储单元集中在编程操作后处于擦除状态的存储单元。本申请提供的存储装置的操作方法中，通过在编程操作之后，对在编程操作后处于擦除状态的第一存储单元子集，即目标状态为擦除状态的第一存储单元子集执行擦除操作，使得第一存储单元子集的阈值电压分布的上界值降低，以增大读取窗口，提高读取数据的可靠性。
附图说明
[0017]图1为根据本申请的一些实施例示出的具有存储装置的示例性系统的块图；
[0018]图2A为根据本申请的一些实施例示出的具有存储装置的示例性存储器卡的示图；
[0019]图2B为根据本申请的一些实施例示出的具有存储装置的示例性固态驱动器(SSD)的示图；
[0020]图3为根据本申请的一些实施例示出的包括外围电路的示例性存储装置的示意图；
[0021]图4为根据本申请的一些实施例示出的包括NAND存储单元串的示例性存储单元阵列的截面的侧视图；
[0022]图5为根据本申请的一些实施例示出的包括存储单元阵列和外围电路的示例性存储装置的块图；
[0023]图6A为根据本申请的一些实施例的存储装置的操作方法的流程示意图一；
[0024]图6B为根据本申请的一些实施例的步进脉冲编程方法所施加的字线电压的示意时序图一；
[0025]图6C为根据本申请的一些实施例示出的存储单元的阈值电压分布的示意图一；
[0026]图7为根据本申请的一些实施例的一种存储装置的操作方法实现流程示意图；
[0027]图8A为根据本申请的一些实施例的存储装置的操作方法的流程示意图二；
[0028]图8B为根据本申请的一些实施例的步进脉冲编程方法所施加的字线电压的示意时序图二；
[0029]图8C为根据本申请的一些实施例示出的存储单元的阈值电压分布的示意图二；
[0030]图9为根据本申请的一些实施例的一种存储装置的局部结构示意图；
[0031]图10A为根据本申请的一些实施例的一种选定的存储单元在不同编程操作中最低态和多个编程状态的阈值电压分布示意图；
[0032]图10B为根据本申请的一些实施例的一种选定的存储单元在不同编程操作中最低
态的阈值电压分布示意图；
[0033]图11为根据本申请的一些实施例的另一种存储装置的操作方法实现流程示意图；
[0034]图12为根据本申请的一些实施例的又一种存储装置的操作方法实现流程示意图；
[0035]图13为根据本申请的一些实施例的另一种选定的存储单元在不同编程操作中最低态的阈值电压分布示意图；
[0036]图14为根据本申请的一些实施例的存储装置的电路示意图；
[0037]图15为根据本申请的一些实施例的存储装置的操作方法所述施加的电压波形图；
[0038]图中包括：100、系统；102、存储系统；104、存储装置；106、控制器；108、主机；202、存储器卡；204、存储器卡连接器；206、固态驱动器(SSD)；208、SSD连接器；300、存储装置；301、存储单元阵列；302、外围电路；304、存储块；306、存储单元；308、NAND存储单元串；310、源极选择栅极(SSG)；312、漏极选择栅极(DSG)；313、DSG线；314、源极线(SL)；315、SSG线；316、位线；318、字线；320、存储页；402、衬底；404、存储堆叠层；406、栅极导电层；4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储装置的操作方法，其特征在于，所述存储装置包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括多条字线，每条所述字线对应一个存储单元集，每个所述存储单元集包括多个存储单元，所述方法包括：对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行编程操作，使得所述第一存储单元集中的所述存储单元分别处于擦除状态和多个编程状态中的任意一种状态；在所述编程操作之后，对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操作；所述第一存储单元子集为所述第一存储单元集中在编程操作后处于擦除状态的存储单元。2.根据权利要求1所述的存储装置的操作方法，其特征在于，对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行编程操作，包括：对所述存储装置中选定字线对应的第一存储单元集执行第一类子编程操作；在所述擦除操作之后，所述方法还包括：对所述第一存储单元集执行第二类子编程操作，以完成对所述第一存储单元集的编程。3.根据权利要求2所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：在对所述第一存储单元集执行第一类子编程操作之后，对与所述选定字线相邻的字线对应的第二存储单元集执行所述第一类子编程操作；对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操作，包括：在对所述第二存储单元集执行所述第一类子编程操作之后，对所述第一存储单元子集执行擦除操作。4.根据权利要求1至3中任一项所述的存储装置的操作方法，其特征在于，对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集执行擦除操作，包括：对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集对应的位线施加擦除电压，对所述第一存储单元集中除所述第一存储单元子集以外的其他存储单元对应的位线施加第一电压；所述第一电压小于所述擦除电压。5.根据权利要求4所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述存储单元阵列包括多个存储单元串，每个所述存储单元串包括上选择晶体管、多个所述存储单元和下选择晶体管，每个所述存储单元串分别连接到位线和共源极；所述方法还包括：在所述第一存储单元集中的第一存储单元子集对应的位线上的电压上升至第一预设电压之后，对与选定上选择晶体管相连接的选定串选择线施加第二电压或者对与选定上选择晶体管相连接的选定串选择线浮置；其中，所述选定上选择晶体管为与所述第一存储单元集中的所述第一存储单元子集对应的上选择晶体管；所述第一预设电压小于所述擦除电压；所述第二电压小于所述擦除电压。6.根据权利要求5所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集对应的位线施加擦除电压的同时，对与未选定上选择晶体管相连接的未选定串选择线施加第三电压或者对与未选定上选择晶体管相连接的未选定串选择线浮置；其中，所述未选定上选择晶体管为与所述第一存储单元集中除所述第一存储单元子集以外的其他存储单元对应的上选择晶体管；所述第三电压等于所述擦除电压。
7.根据权利要求5所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述第一存储单元集中的第一存储单元子集对应的位线施加擦除电压的同时，对所述第一存储单元集中的与所述下选择晶体管相连接的地选择线施加第四电压或者对所述第一存储单元集中的与所述下选择晶体管相连接的地选择线浮置；其中，所述第四电压等于所述擦除电压。8.根据权利要求5所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第一存储单元集中的第一存储单元子集对应的位线上的电压上升至第二预设电压之后，对所述存储单元阵列中除所述第一存储单元集以外的其他存储单元的字线和虚设存储单元集的虚设字线均施加第五电压或者对所述存储单元阵列中除所述第一存储单元集以外的其他存储单元的字线和虚设存储单元集的虚设字线浮置；其中，所述第二预设电压小于所述擦除电压；所述第五电压小于所述擦除电压。9.根据权利要求8所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述第二预设电压大于所述第一预设电压。10.根据权利要求1所述的存储装置的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述擦除操作之后不执行擦除验证操作。11.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红涛，闵园园，关蕾，黄莹，赵向南，
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：