[发明专利]编程脉冲持续期的智能控制

说明书

技术领域

本发明涉及非易失性存储的技术。

背景技术

半导体存储器变得更加普遍地用于各种各样的电子设备。例如，非易失 性半导体存储器用于蜂窝电话、数字照相机、个人数字助理、移动计算设备、 非移动计算设备、和其他设备中。电可擦除可编程只读存储器(EEPROM) 和闪存存储器属于最普遍的非易失性半导体存储器。

EEPROM和闪存存储器两者都利用位于半导体衬底中的沟道区域上方 且与该沟道区域绝缘的浮置栅极。浮置栅极位于源极和漏极区域之间。控制 栅极被提供在浮置栅极之上且与该浮置栅极绝缘。由保留在浮置栅极上的电 荷量来控制晶体管的阈值电压。也就是说，在晶体管被导通以使得它的源极 和漏极之间导电之前必须施加到控制栅极的最小电压量，由浮置栅极上的电 荷水平控制。从而，通过改变浮置栅极上的电荷水平以改变阈值电压，能够 编程和/或擦除存储器单元(其能够包括一个或多个晶体管)。

每个存储器单元能够存储数据(模拟或数字)。当存储一个比特的数字 数据(称为二进制存储器单元)时，将存储器单元的可能的阈值电压划分为 赋以逻辑数据“1”和“0”的两个范围。在NAND(与非)类型的闪存存储 器的一个示例中，在擦除存储器单元之后，阈值电压为负，并被定义为逻辑 “1”。在编程之后，阈值电压为正，并被定义为逻辑“0”。当阈值电压为负 并且通过将0伏施加到控制栅极来尝试读取时，存储器单元将导通以表示正 在存储逻辑1。当阈值电压为正并且通过将0伏施加到控制栅极来尝试读取 操作时，存储器单元将不导通，这表示存储逻辑0。

存储器单元还能够存储多级别信息(被称为多状态存储器)。在存储多 级别数据的情况下，将可能的阈值电压的范围划分为数据级别的数目。例如， 如果存储四个级别的信息，则将存在赋至数据值“11”、“10”、“01”和“00” 的四个阈值电压范围。在NAND类型的存储器的一个示例中，在擦除操作 之后的阈值电压为负并被定义为“11”。正阈值电压用于“10”、“01”和“00” 的状态。如果在每个存储器单元中存储八个级别的信息(或状态)(例如， 用于三比特的数据)，则将存在赋至数据值“000”、“001”、“010”、“011”、 “100”、“101”、“110”和“111”的八个阈值电压范围。编程到存储器单元 中的数据和存储器单元的阈值电压电平之间的特定关系取决于针对存储器 单元所采用的数据编码方案。例如，通过引用将其全部内容合并于此的美国 专利No.6222762和美国专利申请公开No.2004/0255090两者描述了针对多状 态闪存存储器单元的各种各样的数据编码方案。在一个实施例中，使用格雷 (Gray)码赋值来将数据值赋至阈值电压范围，使得如果浮置栅极的阈值电 压错误地移位到它的相邻物理状态，则仅仅一个比特将受到影响。在一些实 施例中，能够针对不同的字线改变数据编码方案，能够随着时间改变数据编 码方案，或者能够反转针对随机字线的数据比特来减小数据样式敏感性和存 储器单元上的均匀磨损(even wear)。能够使用不同的编码方案。

当编程EEPROM或诸如NAND闪存存储器设备之类的闪存存储器设备 时，典型地，将编程电压施加到控制栅极，并且位线接地。来自沟道的电子 注入到浮置栅极。当电子在浮置栅极中累积时，浮置栅极变得充负电，并且 存储器单元的阈值电压升高，使得存储器单元处于被编程的状态中。能够在 名称为“Source Side Self Boosting Technique For Non-Volatile Memory”的美 国专利6859397和名称为“Detecting Over Programmed Memory”的美国专利 申请公开2005/0024939中找到关于编程的更多信息，通过引用这两者，将其 全部内容合并于此。

典型地，在编程操作期间施加到控制栅极的编程电压被作为一系列脉冲 施加。在许多实现方式中，随着每个相继的脉冲，以预定的步长来增大脉冲 的幅度。