[发明专利]使用不同电压的用于非易失性存储装置的检验操作

说明书

技术领域

本发明涉及用于非易失性存储器的技术。

背景技术

半导体存储器已越来越普遍运用在各种电子装置中。举例来说，蜂窝式电话、数码 相机、个人数字助理、移动计算装置、非移动计算装置和其它装置中均使用非易失性半 导体存储器。电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器是最普遍的非易失 性半导体存储器。

EEPROM和快闪存储器两者均利用在半导体衬底中定位在沟道区上方且与沟道区 绝缘的浮动栅极。所述浮动栅极定位在源极区与漏极区之间。控制栅极提供在浮动栅极 上方且与浮动栅极绝缘。晶体管的阈值电压受浮动栅极上所保留的电荷量控制。也就是 说，在接通晶体管以准许在其源极与漏极之间传导之前必须施加到控制栅极的最小电压 量受浮动栅极上的电荷电平控制。

当编程EEPROM或快闪存储器装置(例如NAND快闪存储器装置)时，通常将编 程电压施加到控制栅极且使位线接地。来自沟道的电子被注入到浮动栅极中。当电子在 浮动栅极中积累时，浮动栅极变成带负电荷的，且存储器单元的阈值电压上升，使得存 储器单元处于已编程状态。关于编程的更多信息可参阅题为“用于非易失性存储器的源 极侧自增压技术(Source Side Self Boosting Technique for Non-Volatile Memory)”的第 6,859,397号美国专利、题为“对已编程存储器的检测(Detecting Over Programmed Memory)”的第6,917,542号美国专利和题为“编程非易失性存储器(Programming Non-Volatile Memory)”的第6,888,758号美国专利，所有引用的三个专利的全文均以引 用的方式并入本文中。

在许多情况下，将编程电压施加到控制栅极作为一连串脉冲(称为编程脉冲)，其 中所述脉冲的量值对于每一脉冲而增加。在编程脉冲之间，执行一组一个或一个以上检 验操作，以确定正被编程的存储器单元是否已达到其目标电平。如果存储器单元已达到 其目标电平，那么停止编程所述存储器单元。如果存储器单元尚未达到其目标电平，那 么将继续编程所述存储器单元。

快闪存储器系统的一个实例使用NAND结构，其包括在两个选择栅极之间串联布置 多个晶体管。所述串联的晶体管和所述选择栅极被称为NAND串。

在典型的NAND快闪存储器装置中，按某种顺序编程存储器单元，其中首先编程紧 邻源极侧选择栅极的字线上的存储器单元。随后，编程相邻字线上的存储器单元，接着 编程下一相邻字线上的存储器单元，以此类推，直到编程紧邻漏极侧选择栅极的最后字 线上的存储器单元为止。

随着编程NAND串中的更多存储器单元，在非选定字线下方的沟道区域的传导性将 减小，因为经编程的存储器单元的阈值电压高于处于经擦除状态的存储器单元的阈值电 压。此增加的沟道电阻改变存储器单元的IV特性。当正在编程(且检验)特定存储器 单元时，高于选定字线的字线上的所有存储器单元仍处于经擦除状态。因此，在那些字 线下方的沟道区域非常好地进行传导，从而导致在实际检验操作期间产生相对较高的单 元电流。然而，在所述NAND串的所有存储器单元均已被编程到其所需状态之后，随着 大部分单元将被编程到已编程状态中的一者(同时较少数目(平均25％)将保持经擦除 状态)，位于那些字线下方的沟道区域的传导性通常减小。结果，IV特性改变，因为与 在编程期间执行的先前检验操作相比将有较小电流流动。所减低的电流造成存储器单元 的阈值电压的虚假移位，这可在读取数据时导致错误。此效应称为向后模式效应。

发明内容

本文描述用于减少来自向后模式效应的错误的技术。当在编程非易失性存储元件期 间(或在一些情况下，在编程之后的读取操作期间)执行数据感测操作(包括检验操作) 时，将第一电压用于已受到编程操作的非选定字线，且将第二电压用于尚未受到编程操 作的非选定字线。