[发明专利]对非易失性存储设备中的耦合的补偿

说明书

对相关申请案的交叉参考

本申请案涉及与本申请案同一天申请的Jian Chen的代理人案号为SAND-01040US0、题为“Compensating For Coupling During Read Operations Of Non-Volatile Memory”的美国专利申请案，所述申请案的全文以引用的形式并入本文中。

本申请案涉及与本申请案同一天申请的Yan Li和Jian Chen的代理人案号为SAND-01045US0、题为“Read Operation For Non-Volatile Storage That IncludesCompensation For Coupling”的美国专利申请案，所述申请案的全文以引用的形式并入本文中。

技术领域

本发明涉及非易失性存储器技术。

背景技术

半导体存储器更加普遍地用于各种电子装置中。举例来说，非易失性半导体存储器用于蜂窝式电话、数码相机、个人数字助理、移动计算装置、非移动计算装置及其它装置。电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器是最盛行的非易失性存储器。

EEPROM和快闪存储器利用浮动栅极，所述浮动栅极位于半导体衬底中的沟道区上方且与其绝缘。浮动栅极位于源极区与漏极区之间。控制栅极提供在浮动栅极上且与其绝缘。通过保持在浮动栅极上的电荷量来控制晶体管的阈值电压。也就是说，由浮动栅极上的电荷电平来控制必须在开启晶体管之前施加到控制栅极以允许其源极与漏极之间导通的电压的最小量。

当对EEPROM或快闪存储器装置(例如NAND快闪存储器装置)编程时，通常向控制栅极施加编程电压，且将位线接地。将来自沟道的电子注入浮动栅极中。当电子在浮动栅极中积累时，浮动栅极变成负性充电的，且存储器单元的阈值电压升高，使得存储器单元处于编程状态。关于编程的更多信息参看2003年3月5日申请的题为“Self-Boosting Technique”的第10/379,608号美国专利申请案以及2003年7月29日申请的题为“Detecting Over Programmed Memory”的第10/629,068号美国专利申请案，所述两个申请案的全文均以引用的形式并入本文中。

有些EEPROM和快闪存储器装置具有浮动栅极，所述浮动栅极用来存储两个范围的电荷，且因此，存储器单元可在两种状态(擦除状态和编程状态)之间编程/擦除。此种快闪存储器装置有时被称为双态快闪存储器装置。

通过识别由禁止范围分离的多个不同的允许/有效编程阈值电压范围来实施多态快闪存储器装置。每种不同的阈值电压范围对应于在存储器装置中编码的数据位组的预定值。

由于基于邻近的浮动栅极上存储的电荷的电场的耦合，存储在浮动栅极上的视在电荷中可能会发生偏移。第5,867,429号美国专利中描述了这种浮动栅极到浮动栅极的耦合现象，所述专利的全文以引用的形式并入本文中。邻近的浮动栅极到目标浮动栅极可能包含位于同一位线上的相邻浮动栅极、位于同一字线上的相邻浮动栅极或从目标浮动栅极跨越的浮动栅极，因为其均位于相邻位线和相邻字线上。

浮动栅极到浮动栅极的耦合在已在不同时刻编程的邻近存储器单元组之间最为显著。举例来说，将第一存储器单元编程，以向其浮动栅极添加对应于一组数据的电荷电平。随后，将一个或一个以上邻近存储器单元编程，以向其浮动栅极添加对应于第二组数据的电荷电平。在编程了邻近存储器单元中的一者或一者以上之后，从第一存储器单元读取的电荷电平显得与所编程的不同，原因在于邻近的存储器单元上的电荷与第一存储器单元的耦合效应。来自邻近存储器单元的耦合可使正被读取的视在电荷电平偏移充分的量，从而导致错误地读取所存储的数据。

对于多态装置而言，浮动栅极到浮动栅极的耦合效应是更大的问题，因为在多态装置中所允许的阈值电压范围和禁止范围比双态装置中窄。因此，浮动栅极到浮动栅极的耦合可导致存储器单元从允许的阈值电压范围偏移到禁止范围。

随着存储器单元的大小不断缩小，由于短沟道效应、较大的氧化物厚度/耦合比变化和较多的沟道掺杂物波动，所以预期阈值电压的自然编程和擦除分布增加，从而减少邻近状态之间的可用分离。这种效应对于多态存储器比对于只使用两种状态的存储器(双态存储器)要显著得多。此外，字线之间的空间和位线之间的空间的减少也将增加邻近的浮动栅极之间的耦合。

因此，需要减少浮动栅极之间的耦合效应。

发明内容