[发明专利]为闪存装置设定编程起始偏压的方法和使用它的编程方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种闪存装置，并更特别地，涉及一种使用增量步幅脉冲编程(ISPP)方案为NAND闪存装置设定编程起始偏压的方法、以及一种使用该编程起始偏压设定方法编程NAND闪存装置的方法。

背景技术

通常，NAND闪存包括一串以串联连接的单元。该串可以包括一串或更多串选择晶体管。通过如Fowler-Nordheim(F-N)隧道效应(tunneling)的隧道效应，执行用于编程和/或擦除NAND闪存装置的操作。特别地，用于编程NAND闪存装置的操作使用栅极与通道(channel)间的耦合。例如，要被编程的单元在栅极与通道间有相对大的电压差，而不被编程的单元在栅极与通道间有相对小的电压差。用于编程NAND闪存装置的操作还包含单元阈值电压分布。

通常，使用增量步幅脉冲编程(ISPP)方案调整该单元阈值电压分布。如图1所示，根据该一般ISPP方案，以ΔV的步幅增量的起始偏压开始，通过顺续地施加偏压执行编程。即，首先用第一偏压V_ISPP1作为起始偏压执行编程，然后用第二偏压V_ISPP2执行，该第二偏压通过对第一偏压V_ISPP1增加ΔV而得到。重复此过程直到施加最后偏压V_ISPPn。在每个编程时段间用相对低的验证偏压V_verify执行编程验证处理。在现有技术中执行这样的ISPP编程抑制过编程(over-programming)的发生是已知的。过编程为因为部分编程单元阈值电压分布超过读取电压而使单元的读取操作失败的现象。

然而，如图2所示，由于多种原因，使用该ISPP方案不可能避免单元阈值电压分布的扩大。特别地，单元阈值电压分布220、230和240(其相比于理想的单元阈值电压分布210是加宽的)可能由于如验证对读取偏移、编程速度、背样式(back pattern)依赖以及移动栅极耦合的寄生效应(parasiticeffect)。另外，由于编程与擦除循环，所以该单元阈值电压分布可移至右边。单元阈值电压分布的加宽或右移可能引起过编程现象，导致装置的故障。

发明内容

本发明的实施例涉及一种使用ISPP方案为闪存装置设定编程起始偏压的方法，以防止过编程现象的发生，即使由于寄生效应或循环单元阈值电压分布已经被加宽或移到右边。

本发明的实施例也涉及一种用于使用上面的编程起始偏压设定方法编程闪存装置的方法。

在一个实施例中，用于根据ISPP方案为闪存装置设定编程起始偏压以执行编程操作的方法包括：使用第一编程电压执行预编程以改变选择的晶体管的阈值电压分布；检测该改变的阈值电压分布的最大阈值电压电平；计算该检测得的最大阈值电压电平与目标最大阈值电压电平之间的差异；以及设定起始偏压为通过将计算的差异加入第一编程电压所得到的电压。

在另一实施例中，用于根据ISPP方案编程闪存装置以执行编程操作的方法包括：使用第一编程电压执行预编程以改变选择的晶体管的阈值电压分布；探测该改变的阈值电压分布的最大阈值电压电平；计算该测得的最大阈值电压电平与目标最大阈值电压电平之间的差异；设定起始偏压为通过将计算的差异加入第一编程电压所得到的电压；以及通过交替增加编程偏压和用于编程验证的验证偏压到选择的晶体管来执行编程，该编程偏压是从起始偏压开始增加预定电平。

附图说明

图1是图示一般增量步幅脉冲编程(ISPP)方案的波形图；

图2是图示由于寄生效应的单元阈值电压分布的加宽曲线图；

图3是图示根据本发明用于为闪存装置设定编程起始偏压的方法的流程图；

图4图示根据本发明根据在编程方法中使用的增量步幅脉冲编程(ISPP)方案的脉冲波形；

图5和图6是阈值电压分布图，图示根据本发明用于设定编程起始偏压的方法。

具体实施方式

图3是图示根据本发明用于为闪存装置设定编程起始偏压的方法与使用它的编程方法的流程图。图4是图示根据本发明根据在编程方法中使用的增量步幅脉冲编程(ISPP)方案的脉冲波形。

如图3和4所示，首先以第一偏压V1(步骤S310)执行预编程。用来执行预编程的第一偏压V1具有大约13V到22V的范围中的电平(例如，16V)。如果预编程以该方式执行，则选择的晶体管具有单元阈值电压分布510，其具有如图5所示的大小与宽度。形成该单元阈值电压分布510以便包括0V。例如，当以第一偏压V1在13V到22V的范围中的电平(例如，16V)执行预编程时，该单元阈值电压分布510的右边部分如图5中所示超过0V。