[发明专利]存储器装置及操作存储器的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种存储器，且特别是有关于一种存储器装置及操作 存储器的方法。

背景技术

存储器是一种用来储存信息或数据的半导体元件。随着计算机微处理 器的功能越来越强大，通过软件执行的程序与操作也随之增加。因此，对 于具有高储存容量存储器的需求也逐渐增加。

在各种存储器产品中，非易失性存储器(non-volatile memory)允许多次 的数据编程(programming)、读取(reading)以及擦除(erasing)操作，且甚至在 存储器的电源中断之后还能够保存储存于其中的数据。由于这些优点，非 易失性存储器已成为个人计算机与电子设备中广泛使用的存储器。

熟知的关于电荷储存结构(charge storage structure)的电子可编程可擦 除(electrically programmable and erasable)非易失性存储器技术如电子可擦 除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory， EEPROM)以及闪存(flash memory)已经使用于各种现代化应用。闪存设计 成具有存储单元阵列，其可以独立地编程与读取。一般的闪存存储单元将 电荷储存于浮置栅极(floating gate)。所储存的电荷改变了存储单元的阈值 电压(threshold voltage，Vt)。在读取操作中，施加读取电压于存储单元的 栅极，且不论存储单元是否开启(turn on)(例如，传导电流)。存储单元开启 表示存储单元的编程状态。举例来说，在读取操作期间传导电流的存储单 元可指定为“1”，而在读取操作期间没有传导电流的存储单元可指定为“0”。 施加电荷至浮置栅极或从浮置栅极移除电荷以编程及擦除存储单元，也就 是将储存的数值由“1”改变为“0”或由“0”改变为“1”。

另一种存储器为使用电荷捕捉结构(charge-trapping structure)(例如，一 层非导体SiN材料)，而非使用于浮置栅极元件中的导体栅极材料。当电 荷捕捉存储单元编程时，电荷被捕捉且不会移动穿过非导体层。通过电荷 捕捉层来保留持电荷直到存储单元被擦除，保持数据状态而不持续施加电 功率。电荷捕捉存储单元可以被操作成为二端存储单元(two-sided cell)。也 就是说，由于电荷不会移动穿过非导体电荷捕捉层，因此电荷可以位于不 同的电荷捕捉处。

随着存储单元的数量增加，存储单元的阈值电压分布范围因此变大。 图1与图2分别为一般的1-兆位(megabite)存储器与1-十亿位(gigabite)存 储器的阈值电压分布图。这些存储器具有多个存储单元，而每一个存储单 元可储存二位(bit)的数据。水平轴表示存储单元的阈值电压，而垂直轴表 示存储单元的数量。1-megabiyte存储器的阈值电压分布包括分布区域21 至24。SW1为位于分布区域21的高边界与分布区域22的低边界之间的 感测窗(sensing window)。同样地，SW2为位于分布区域22与23之间的 感测窗。SW3为位于分布区域23与24之间的感测窗。分布区域25至28 为1-gigabiyte存储器的阈值电压分布区域。感测窗SW4至SW6为 1-gigabyte存储器的感测窗。如图1与图2所示，分布区域25至28的范 围大于分布区域21至24的范围，其导致1-gigabiyte存储器的感测窗SW4 至SW6窄于1-megabiyte存储器的感测窗SW1至SW3。因此，当存储器 的容量变大时，存储器的存储单元的阈值电压的差异也变大，且存储器的 感测窗也变窄，导致了在读取存储器时对存储器的存储单元的个别状态进 行感测处理变得困难。

发明内容

因此，本发明提供一种操作存储器的方法。在结束编程存储器的多个 存储单元至不同的电平之后，可以通过比较具有不同电平的存储单元的阈 值电压来识别存储单元的位。

本发明另提供一种存储器装置。此存储器装置具有存储器与控制器。 控制器编程存储器的多个存储单元至不同的电平，且通过比较具有不同电 平的存储单元的阈值电压来识别存储单元的位。