[发明专利]使用自升压对闪存器件编程的方法

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2008年4月11日提出的申请号为10-2008-0033603的韩国申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。 

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器件的操作，且特别地，涉及一种使用自升压对闪存器件编程的方法。 

背景技术

闪存器件特别是NAND闪存器件已被越来越多地用作数据存储介质。闪存器件以相对低的成本提供高的存储密度。最近，为增加小芯片的存储容量，开发了能够在一个存储单元中存储多于2位数据的多位单元。这种类型的存储单元总称为多层单元(MLC)。单层单元(SLC)包括一个具有两种状态(即编程/擦除)的存储单元。MLC可以在一个存储单元中存储2位、3位、4位或者更多位的数据。因此，MLC可以实现SLC存储容量两倍以上的存储容量。MLC通常具有两个或者更多个阈值电压分布，并且还具有对应于阈值电压分布的两个或者更多个数据存储状态。 

利用佛洛-诺罕隧穿效应(Fowler-Nordheim Tunneling)来擦除和编程NAND闪存器件。在编程期间，给选择的存储单元的字线施加预定编程电压，且给位线施加地电压。为防止对未选择的存储单元编程，给位线施加电源电压。当给选择的存储单元的字线施加编程电压以及给位线施加地电压时，在浮栅和存储单元的沟道之间形成高电场。通过该电场产生隧穿效应，其中沟道电子穿过浮栅和沟道之间的隧道氧化层。通过在浮栅中积聚电子，存储单元的阈值电压(Vt)增加。 

根据过编程问题和读取容限，NAND闪存器件中的处于编程状态的存储单元的阈值电压(Vt)分布是影响器件特性的重要因素。通过增量 步进脉冲编程(ISPP)法来编程MLC闪存器件，其中根据编程循环逐步增加编程电压。ISPP法精确地控制存储单元的阈值电压分布。当重复程序周期的编程循环时，编程电压(Vpgm)根据ISPP法而逐步增加。每个编程循环包括编程期和编程验证期。编程电压(Vpgm)被增加预定的阶跃电压(ΔV1)，并且对于每个编程循环保持编程时间为恒定值。 

在MLC闪存器件中，由于已编程存储单元的阈值电压被设置成在第一读取电压和通过电压(Vpass)之间被互相隔开，因此对已编程存储单元的阈值电压的控制是非常重要的因素。然而，很难控制由存储单元之间的串扰引起的干扰特性。而且，随着相应于单元尺寸的减少而导致的耦合率减少，沟道升压下降，因此变得更难确保编程干扰特性。当沟道升压不充分时，产生编程干扰。特别地，当沟道升压太高时，由于产生栅致漏极泄漏(GIDL)导致的热载流子注入(HCI)，第一字线也受到干扰。 

发明内容

本发明的实施方式致力于一种对闪存器件编程的方法，该方法通过改变施加给未选择的存储单元字线的通过电压来控制沟道升压电平以确保器件特性。 

在一个实施方式中，对闪存器件编程的方法是通过施加编程电压给选择的存储单元以及施加通过电压给未选择的存储单元、以增量步进脉冲编程(ISPP)的方式对闪存器件编程。通过相对于在ISPP的在前编程循环期间的在前通过电压而增加所述通过电压，其中所述通过电压被增加以使得在所述未选择的存储单元的沟道电压和字线电压之间保持预定范围的差距来执行所述编程。 

相对于编程电压的电平增加通过电压。优选地，当编程电压的电平高于1.9V时，通过电压被增加第一阶跃电压。 

相对于针对选择的存储单元而执行编程循环的次数来改变通过电压。优选地，在执行了编程循环总数目的一半之后，通过电压被增加第一阶跃电压。 

在又一个实施方式中，使用增量步进脉冲编程ISPP对闪存器件编 程的方法包括通过施加编程电压给选择的存储单元以及施加通过电压给未选择的存储单元而对选择的存储单元编程；验证选择的存储单元；当编程没有通过时，确定编程电压是否高于第一电压；以及当编程电压高于第一电压时，通过分别将逐渐增加第一阶跃电压的编程电压施加给选择的存储单元以及将相对于在ISPP的在前编程循环期间的在前编程电压增加第二阶跃电压的通过电压施加给未选择的存储单元而重复对选择的存储单元进行编程和验证，直到编程通过为止。