[发明专利]编程存储单元块的方法、非易失性存储器件和存储卡器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法。本发明还涉及适于执行这种方法的非易失性存储器件和存储卡器件。

背景技术

非易失性存储器件用在各种装置和应用中。不像易失性存储器件，甚至当它们从电源断开连接时，它们都保持存储其中的数据。因此，它们特别用在移动装置中。

有不同类型的非易失性存储器件。而只读存储器(ROM)和可编程ROM(PROM)器件的存储内容无法改变，可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)和闪速EEPROM存储器件允许重新编程其中包括的一些或所有存储单元。

EEPROM和闪速EEPROM存储器件包括存储阵列，存储阵列包括具有电荷存储元件的多个晶体管，存储在电荷存储元件中的电荷量影响存储单元的阈值电平。因此，存储在电荷存储元件中的电荷量用于编码存储单元的逻辑编程状态。

这种非易失性存储器件还包括控制器，控制器适于提供至少如下功能：

删除：用于擦除一个存储单元或存储单元块的内容；

编程：用于将预定义数据值编程到一个存储单元或存储单元块；

读取：用于读取一个存储单元或存储单元块的内容。

在删除和编程操作期间，经常重复验证受影响存储单元的阈值电平，以便确保存储单元未被过编程或过擦除。过编程或过擦除在此上下文意味着存储单元的阈值被推到高于或低于临界电平，以致于存储单元上的随后操作可能失败。过度的过编程或过擦除也可降低存储器件的总使用寿命。

在验证期间，存储单元的实际阈值电平与指定的目标范围或电平相比较。超出这个目标范围的存储单元然后受到进一步编程或擦除操作。随后，如上所述，存储单元被再次验证，直到所有存储单元都被成功编程或擦除为止。

在非易失性存储器件中验证编程和擦除操作的方法从以下文档可知：美国专利No.6,477,087和美国专利No.6,816,411，其通过引用结合于本文中。

而在常规EEPROM存储器件中，仅少数编程和验证操作需要用于成功编程，更高级的非易失性存储器件，例如包括多电平(MLC)或氮化物ROM(NROM)单元，经常需要更多的编程和验证周期。这是因为这些单元中的目标电平被规定在较窄界限内。

此外，NROM单元的验证需要相当大的电流，这可能是关键性的，特别在移动应用中。这是由于如下事实：在验证期间需被充电的位线在NROM单元中比在其他类型的EEPROM存储器件中更长，由此导致更高的位线电容。

因此，存在对编程和验证存储单元的改进方法和器件的需要。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法。所述方法包括如下步骤：选择存储单元块的第一组存储单元；将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元；仅检测第一组的每一个存储单元的阈值电平；以及通过将每一个检测的阈值电平与提供给每一个第一组存储单元的预定义目标电平相比较，验证第一组存储单元。

通过仅检测预先选择和编程的每一个第一组存储单元的阈值电平，验证存储单元块的存储单元被限制到选择的第一组存储单元。限制验证有助于改进验证性能，并降低检测期间的电流消耗。

根据第一方面的有利实施例，选择第一组存储单元的步骤包括选择要编程到第一逻辑值的所有存储单元作为第一组存储单元。

通过仅选择要编程到第一逻辑值如低逻辑值的存储单元，要编程到不同逻辑值的存储单元未验证。

根据第一方面的另一有利实施例，选择第一组存储单元的步骤包括：检测存储单元块的每一个存储单元的第一阈值电平；通过将每一个检测的阈值电平与为存储单元块的每一个存储单元提供的预定义目标电平相比较，验证存储单元块；以及选择未成功验证的所有存储单元作为第一组存储单元。

在初始检测和验证存储单元块的所有存储单元的阈值电平后，只有在初始验证中未成功验证的那些存储单元需被选择进行进一步编程和验证。

根据第一方面的又一有利实施例，重复执行编程、检测和验证步骤，直到第一组存储单元的所有存储单元都已成功验证为止。

通过重复执行编程、检测和验证步骤，第一组存储单元的存储单元可被递增地编程和验证到预定义阈值电平。

根据第一方面的又一有利实施例，在验证第一组存储单元的步骤中，已成功验证的存储单元从第一组中移除。

通过从第一组中移除已成功验证的存储单元，仍要编程和验证的第一组存储单元陆续减少。