[发明专利]操作半导体存储器件的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年4月29日提交的韩国专利申请No.10-2010-0039892的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种操作半导体存储器件的方法，更具体而言，涉及一种操作用于储存数据的半导体存储器件的方法。

背景技术

NAND快闪存储器件是非易失性存储器件的一个例子。为了提高NAND快闪存储器件的数据储存容量，在一个存储单元中储存2比特的数据。存储单元具有根据其中所储存的数据的比特而变化的阈值电压。也就是说，要改变存储单元的阈值电压来储存数据。存储单元的阈值电压是通过编程操作来改变的。

图1是示出NAND快闪存储器件的存储块的电路图。

参见图1，所述NAND快闪存储器件包括多个存储块。存储块中的每个包括多个串ST。串ST与相应位线BL0至BLk耦合，并与公共源极CS耦合。单元串ST中的每个包括与位线(例如，位线BL1)耦合的漏极选择晶体管、与公共源极CS耦合的源极选择晶体管、以及在漏极选择晶体管与源极选择晶体管之间串联耦合的存储单元。串联耦合的存储单元构成存储串，并且漏极选择晶体管成为用于将存储串与位线耦合的单元串连接元件。存储块的漏极选择晶体管的栅极与漏极选择线DSL耦合，并且其源极选择晶体管的栅极与源极选择线SSL耦合。存储单元的栅极与相应字线WL0至WLn耦合。另外，与一个字线(例如，WL0)耦合的存储单元构成页PG。一个页PG可分成包括与偶数编号的位线相耦合的存储单元的偶数页，以及包括与奇数编号的位线相耦合的存储单元的奇数页。将用于编程操作的编程电压和编程通过电压(program pass voltage)施加至字线WL0至WLn。根据待储存到相应的存储单元中的数据，选择性地将接地电压和编程禁止电压(program inhibition voltage)施加至位线BL0至BLk。以下描述如何通过用于将2比特的数据储存到存储单元中的最低有效位(下文称之为“LSB”)编程操作和最高有效位(下文称之为“MSB”)编程操作来改变存储单元的阈值电压。

图2A和图2B是示出根据编程操作的存储单元的阈值电压的移动的图。

参见图2A，在编程操作之前，将全部的存储单元设置为擦除状态。也就是说，存储单元的阈值电压下降到小于0V，并且将储存在存储单元中的数据复位为“11”。接着，对从存储单元之中选择的存储单元执行LSB编程操作。这里，选择了其中根据外部的输入数据而储存了为“0”的LSB数据的存储单元。通过LSB编程操作，所选择的存储单元的阈值电压变为大于0V，并且所选择的存储单元的LSB数据从“1”变为“0”。

参见图2B，对从全部的存储单元之中选择的存储单元执行MSB编程操作。这里，选择了其中根据外部的输入数据而储存了为“0”的MSB数据的存储单元。通过MSB编程操作，所选择的存储单元的阈值电压根据所选择的存储单元的LSB数据和MSB数据而升高至三个不同的电平PV1、PV2和PV3。存储单元的MSB数据从“1”变为“0”。更具体而言，在所选择的存储单元之中，LSB数据保持在“1”而MSB数据变为(被储存为)“0”的存储单元的阈值电压升高至大于0V的第一编程电平PV1。在所选择的存储单元之中，LSB数据变为(被储存为)“0”而MSB数据保持为“1”的存储单元的阈值电压升高至大于第一编程电平PV1的第二编程电平PV2。在所选择的存储单元之中，LSB数据和MSB数据都变为(被储存为)“0”的存储单元的阈值电压升高至大于第二编程电平PV2的第三编程电平PV3。

为了LSB编程操作或MSB编程操作，将编程电压施加至所选择的字线，而将编程通过电压施加至未选择的字线。但是，为了在MSB编程操作中将存储单元的阈值电压升高至三个不同的编程电平PV1至PV3，要多次向所选择的字线施加编程电压。也就是说，要向所选择的字线施加用于将阈值电压升高至第一编程电平PV1的编程脉冲、用于将阈值电压升高至第二编程电平PV2的编程脉冲、以及用于将阈值电压升高至第三编程电平PV3的编程脉冲。由于如以上所述在单次MSB编程操作中施加了多个编程脉冲，因此可能会增大编程操作时间。

发明内容

本发明的示例性实施例涉及一种操作半导体存储器件的方法，其能够提高将存储单元的阈值电压升高至不同电平的编程操作的速度，以及能够通过防止由于在编程操作期间所施加的电压的变化而产生的编程操作中的错误，来改善半导体存储器件的电特性和可靠性。