一种用于多电平闪烁单元的阈值电压分布方案，其中擦除阈值电压和至少一个编程阈值电压位于擦除电压域中。擦除电压域中的至少一个编程阈值电压降低了Vread电压电平，以最小化读出干扰效应，由于编程的状态之间的阈值电压距离被最大化，则延长了多电平闪烁单元的寿命长度。擦除电压域可以低于0V，而编程电压域大于0V。因此，用于编程验证和读出具有擦除电压域和编程电压域中的编程阈值电压的多电平闪烁单元的电路使用负和正的高电压。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于多电平闪烁单元的阈值电压分布方案，其中擦除阈值电压和至少一个编程阈值电压位于擦除电压域中。擦除电压域中的至少一个编程阈值电压降低了Vread电压电平，以最小化读出干扰效应，由于编程的状态之间的阈值电压距离被最大化，则延长了多电平闪烁单元的寿命长度。擦除电压域可以低于0V，而编程电压域大于0V。因此，用于编程验证和读出具有擦除电压域和编程电压域中的编程阈值电压的多电平闪烁单元的电路使用负和正的高电压。【专利说明】闪烁多电平阈值分布方案本申请为申请号为200780034118.4、申请日为2007年9月12日、专利技术名称为“闪烁多电平阈值分布方案”的申请的分案申请。_2] 相关申请的交叉引用本申请要求2006年9月13日提交的美国临时专利申请60/844154的优先权的权.、Mo
本专利技术总的涉及闪烁存储器，更具体地，本专利技术涉及闪烁存储器装置、用于闪烁存储器单元的编程的方法以及用于验证阈值电压的方法。
技术介绍
多种类型的消费电子设备产品依赖于用于保存由微控制器执行代码的数据或者软件的一些形式的大容量存储设备。这样的消费电子设备是丰富的，并且包括诸如个人数字助理(PDA)、便携式音乐播放器、便携式多媒体播放器(PMP)和数字照相机的装置。在PDA中，需要大容量存储设备用于存储应用和数据，而便携式音乐播放器和数字照相机需要大量的大容量存储设备用于保存音乐文件数据和/或图像数据。用于这样的便携式电子设备的大容量存储设备的解决方案优选尺寸小、功耗最低并且具有高存储密度。因为诸如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)的易失性存储器为了保持数据而需要不断地施加电力，所以将对存储器的选择限制到非易失性形式的存储器。如本领域内所公知的，便携式电子设备依赖于具有有限电源的电池。因此，优选电源移除之后仍保持数据的非易失性存储器。虽然许多消费产品使用商用闪烁存储器，而消费者在诸如具有微处理功能的蜂窝电话和装置的产品中间接使用闪烁存储器。更特别地，通常在消费电子设备中存在的专用集成电路(ASIC)能够具有集成闪烁存储器，以启用固件升级。无需多言，由于闪烁存储器在尺寸、存储密度和速度方面的最佳折衷，使其成为用于消费电子设备的优选非易失性大容量存储设备的解决方案，所以闪烁存储器用途十分广泛。图1是典型的闪烁存储器装置的框图。闪烁存储器10包括用于控制多种功能的闪烁电路的逻辑电路、用于存储地址和数据的寄存器、用于产生所需的编程和擦除电压的高电压电路和用于存取闪烁存储器阵列的核心存储器电路。闪烁存储器10的所示电路块的功能在本领域内应该是公知的。本领域内的普通技术人员将理解图1中所示的闪烁存储器10表示许多可能配置中的一个可能的闪烁存储器配置。读操作是对存储在存储器阵列的特定存储位置(称为地址)的数据的相对直接存取。在对存储器阵列的特定块的写操作之前，该特定块首先必须通过高电压擦除。写操作，更精确地称为编程操作，需要谨慎地施加高电压到所选择的存储位置，之后是编程验证操作以确保数据已经被正确编程。此外，由于使用了高电压，所以闪烁芯片必须被设计为相对容许对未选择的存储器单元的无意编程。图2是示出图1中所示的存储器单元阵列中使用的与非(NAND)单元串的电路示意图。图2是两个与非存储器单元串的电路示意图。每个与非存储器单元串包括32个串联的浮栅存储器单元50 (每个连接到各自的字线WLO到WL31)、连接到位线54和第一浮栅存储器单元50之间的串选择晶体管52和连接到公共电源线(CSL)58和最后一个浮栅存储器单元50之间的接地选择晶体管56。串选择晶体管52的栅极接收串选择信号SSL，而接地选择晶体管56的栅极接收接地选择信号GSL。块的与非存储器单元串共用公共字线、串选择SSL和接地选择GSL信号线。本领域内公知所示的与非存储器串的结构和布置。如前所述，根据本领域内的公知技术，首先擦除存储器阵列的与非存储器单元串。能够选择性地擦除与非存储器单元串的每一个块；从而可以同时擦除一个或者多个块。当成功擦除后，所有擦除的浮栅存储器单元50将具有负阈值电压。事实上，所有擦除的存储器单元50被设置为缺省逻辑状态，诸如例如逻辑“ I”。编程的存储器单元50将它们的阈值电压改变为正阈值电压，因此表示相反的“ O ”逻辑状态。图3为典型闪烁存储器单元的横截面示意图。本领域内公知这样的单元的结构。通常，控制栅极60连接到字线，而浮栅62通过氧化物绝缘体61与所有其他节点隔离。电子(电荷载流子)通过浮栅62和衬底68之间的薄隧道氧化物63注入到浮栅62和具有源极64和漏极66的衬底68或从其流出。图4是具有电荷陷阱的氮化物ROM单元的横截面示意图。本领域内也公知这样的单元。在氮化物ROM单元中，浮栅被消除，并且数据被置于非导电层72 (例如控制栅极70和具有源极74和漏极76的衬底78之间的氮化硅)的“保持腔”或者“电荷陷阱”中。最近，硅纳米晶体也已经被用作电荷陷阱。总的来说，通过施加高电压到单元的栅极同时保持其源极和漏极端子接地来编程该单元。高电场使得存储器单元通道中的电子穿过栅极氧化物并且嵌入浮栅(公知为Fowler-Nordheim (F-N)隧道)中，从而增加了存储器单元的有效阈值电压。由于一直增加的对于尺寸降低的需求以及增加数据存储的密度的期望，多电平FLASH (闪烁)单元现在被广泛使用。如名称所述，多电平单元每单元具有多于两个逻辑状态。存储两位信息的单个单元具有对应于浮栅(或者电荷陷阱)中存储的电荷电平的不同电平的四个逻辑状态。通常，能够存储N个二进制位的数据的多电平单元将具有2的N次方个状态或者逻辑电平。但是，每一个浮栅晶体管具有阈值电压的某个总的范围，其中该晶体管可以被实际操作。该总的范围被划分为被限定用于存储器单元的状态的数量，包括考虑到一个状态与另一个状态的清晰区分。制造过程中的误差和装置的老化亦可以导致阈值电压的偏移。通过移动一个状态靠近下一个状态，这些偏移可以削弱单元状态的强度。同样，由于多电平被压缩到一个固定的总的范围内(例如，固定的电源电压范围)，所以对这些偏移的允许量降低。图5是对于多电平闪烁存储器单元的阈值电压(Vt)分布图。同样示出中间参考电压。这个特定图示出能够存储2位数据的闪烁存储器单元的阈值。因此，每个多电平闪烁存储器单元必须存储四个阈值电压的一个。在这个现有技术的方案中，由负阈值电压表示的擦除状态位于擦除电压域内。所有的擦除的存储器单元将缺省具有这个负阈值电压。剩余的三个状态必须被编程，并且它们对应的阈值电压为正数值并位于编程电压域内。在此例中，擦除电压域在O以下，而编程电压域在O伏特之上。这个方案的问题是每一个状态所要求的分布的紧密度和这些状态之间的距离。编程典型地通过页面完成，意味着连接到同一字线的块中的所有的存储器单元50被选择在同时通过写数据(逻辑“O”)被编程。剩余的存储器单元因此在编程期间未被选择。由于在编程之前存储器单元开始于擦除的状态(逻辑“ 1”)，仅用逻辑“O”编程的存储器单元应该经历对于促进F-N隧穿必须的高电场。但是，由于存储器阵列的物理连接，沿着同一字线的所有的存储器单元接收同样的高电压编程电平。结果，有可能擦除的存储器单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于验证耦合到位线的闪烁存储器单元的编程状态的方法，包括：使用负的参考电压驱动连接到所述闪烁存储器单元的字线；如果所述位线的电压电平响应于处于所述负的参考电压的字线而改变，则确定未能将所述闪烁存储器单元编程到所述编程状态。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：金镇祺，
申请(专利权)人：莫塞德技术公司，
类型：发明
国别省市：
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