[发明专利]非易失性存储器阵列的最后字线的数据保持的改进

说明书

技术领域

本发明涉及关于非易失性存储的技术。

背景技术

半导体存储器已更普遍地应用于各种电子设备中。例如，在个人导航设备、蜂窝电话、数码相机、个人数字助理、移动计算设备、非移动计算设备和其它设备中使用了非易失性半导体存储器。电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪速存储器是其中最流行的非易失性半导体存储器。

EEPROM和闪速存储器二者皆利用了位于半导体衬底的沟道区之上且与沟道区隔离的浮置栅极。浮置栅极和沟道区位于源区与漏区之间。在浮置栅极之上设有控制栅极，且控制栅极与浮置栅极隔离。晶体管的阈值电压受浮置栅极上保持的电荷量控制。也就是说，在晶体管导通以允许在其源极与漏极之间导电之前必须施加至控制栅极的最小电压受浮置栅极上的电荷水平的控制。

一些EEPROM或闪速存储器设备具有被称为“NAND结构”的结构，在NAND结构中，存储器单元分组为NAND串，其中每一NAND串与比特线关联。当对EEPROM或闪速存储器设备(例如NAND闪速存储器设备)进行编程时，通常将编程电压施加至控制栅极且比特线接地。来自沟道的电子被注入浮置栅极。当电子在浮置栅极中累积时，浮置栅极变为负向充电，并且存储器单元的阈值电压上升，从而存储器单元处于被编程状态。在题为“Source Side SelfBoosting Technique for Non-Volatile Memory(用于非易失性存储器的源侧自提升技术)”的美国专利6,859,397、题为“Detecting Over Programmed Memory(被编程存储器上的检测)”的美国专利6,917,542以及题为“Programming Non-VolatileMemory(非易失性存储器的编程)”的美国专利6,888,758中可以找到更多关于编程的信息，所有这三篇引用的专利通过引用而整体并入本文。

在很多情况下，编程电压作为脉冲序列(称为编程脉冲)被施加到控制栅极，其中，所述脉冲的幅值随着每一脉冲增加。在编程脉冲之间，执行一组(一个或多个)验证操作，以确定正被编程的一个或多个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，则对于该存储器单元停止编程。如果存储器单元尚未达到其目标电平，则对于该存储器单元继续编程。

基于邻近浮置栅极中所存储电荷的电场的耦合导致可能出现浮置栅极上所存储的表观电荷(apparent charge)的偏移。第5,867,429号美国专利中描述了这种现象，该专利通过引用全部并入本文。该问题在已于不同时间经过编程的邻近存储器单元的集合之间最明显。例如，对第一存储器单元进行编程，以将电荷电平赋予该存储器单元的与一组数据对应的浮置栅极。随后，对一个或多个邻近存储器单元进行编程，以将电荷电平赋予所述邻近存储器单元的与第二组数据对应的浮置栅极。在对所述邻近存储器单元中的一个或多个进行编程之后，由于邻近存储器单元上的与第一存储器单元耦合的电荷的作用，所以从第一存储器单元读取的电荷电平显现为与所编程的电荷电平不同。来自邻近存储器单元的耦合可将正被读取的表观电荷电平偏移足够的量，足以导致对所存储数据的错误读取。注意，浮置栅极耦合问题可以由邻近浮置栅极之间的耦合(浮置栅极对浮置栅极的耦合)以及从一个存储器单元的沟道到邻近存储器单元的浮置栅极(沟道对浮置栅极)的耦合引起。

除了存储更多电荷之外，因为多态设备在状态之间通常具有比二进制设备的阈值电压裕量更小的阈值电压裕量，所以对于多态设备，浮置栅极耦合的作用得到更多关注。此外，在多态设备的最低状态与最高状态之间的存储电荷的差很可能大于在二进制存储器设备的被擦除状态与被编程状态之间的存储电荷的差。在邻近浮置栅极之间耦合的电压的幅值基于在邻近浮置栅极上存储的电荷的数量。

在一些实现中，每一NAND串连接到多个数据字线和一个或多个哑元字线。NAND串上的每一存储器单元连接到所述字线之一。特定字线连接到多个NAND串。例如，NAND串可具有存储用户数据的64个存储器单元(其中每一个连接到单独的字线)和不存储用户数据的一个或多个哑元存储器单元(其连接到哑元字线)。连接到哑元字线的哑元存储器单元并不用于数据存储。在使用哑元字线的存储器阵列中，数据存储器单元中的一些在每一侧具有另一数据存储器单元。然而，在NAND串的末尾的存储器单元在一侧具有数据存储器单元而在另一侧具有哑元存储器单元。这可导致在最后字线上的存储器单元受到的浮置栅极耦合的量不同。

发明内容