[发明专利]借助非易失性存储器的循环的开始编程电压偏移

说明书

本申请为200680019739.0号、申请日为2006年5月26日、发明名称为“借助非易失性存储器的循环的开始编程电压偏移”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对非易失性存储器进行编程。

背景技术

半导体存储器已经变得更普及以供在各种电子装置中使用。举例来说，在蜂窝式电话、数码相机、个人数字助理、移动计算装置、非移动计算装置和其它装置中使用非易失性半导体存储器。电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器是最普及的非易失性半导体存储器之一。

EEPROM和快闪存储器两者都利用浮动栅极，其定位在半导体衬底中的沟道区域上方并与其绝缘。所述浮动栅极定位在源极区域与漏极区域之间。控制栅极提供在浮动栅极上方并与其绝缘。晶体管的阈值电压由保留在浮动栅极上的电荷的量来控制。也就是说，在晶体管接通以允许其源极与漏极之间传导之前必须施加到控制栅极的电压的最小量由浮动栅极上的电荷的电平来控制。

当对EEPROM或快闪存储器装置(例如“与非”快闪存储器装置)进行编程时，通常将编程电压施加到控制栅极，且位线接地。将来自沟道的电子注射到浮动栅极中。当电子在浮动栅极中累积时，浮动栅极变成带负电荷，且存储器单元的阈值电压升高，使得存储器单元处于编程状态下。可在题为“Source Side Self Boosting Technique For Non-Volatile Memory”的第6,859,397号美国专利中，且在2003年7月29日申请的题为“Detecting Over Programmed Memory”的第2005/0024939号美国专利申请公开案中找到关于编程的更多信息；所述两个申请案全文以引用的方式并入本文中。

一些EEPROM和快闪存储器装置具有用于存储两个范围的电荷的浮动栅极，且因此存储器单元可在两个状态(擦除状态和编程状态)之间被编程/擦除。此类快闪存储器装置有时被称为双态快闪存储器装置。

通过识别由禁止范围隔开的多个不同的容许/有效编程的阈值电压范围，来实施多状态(也称为多层级)快闪存储器装置。每个不同的阈值电压范围对应于在存储器装置中编码的数据位组的预定值。

通常，在编程操作期间施加到控制栅极的编程电压是作为一系列脉冲而施加的。在一个实施例中，脉冲的量值随每个连续脉冲而增加预定的步距(例如0.2v、0.3v、0.2v或其它步距)。图1展示可施加到快闪存储器单元的控制栅极(或，在一些情况下，导引栅极)的编程电压信号Vpgm。所述编程电压信号Vpgm包含一系列脉冲，其量值随着时间而增加。在编程脉冲之间的周期中，执行检验操作。也就是说，在连续的编程脉冲之间读取并行编程的单元组中的每个单元的编程电平，以确定其等于还是大于所述单元正被编程到的检验电平。对于多状态快闪存储器单元阵列，存储器单元可执行每个状态的检验步骤，以允许确定所述单元是否已达到其数据相关检验电平。举例来说，能够在四个状态下存储数据的多状态存储器单元可能需要针对三个比较点执行检验操作。

编程电压Vpgm的量值的选择是一种折衷。太高的值将导致一些存储器单元被过度编程，而太低的值将导致较长的编程时间。通常，非易失性存储器的用户希望存储器快速地编程。

在现有技术装置中，针对尚未相当多地使用的新装置(也称为新生装置)和频繁使用的装置使用同一编程信号。然而，随着非易失性存储器装置经历许多编程循环，电荷变得被捕获在浮动栅极与沟道区域之间的绝缘物中。此电荷捕获使阈值电压偏移到较高电平，这允许存储器单元较快速地编程。如果将编程信号的量值设置得太高，那么即使其不会导致新生装置的过度编程，随着所述装置变得较频繁地被使用，所述装置也可能经历过度编程。因此，新装置将使它们的编程电压设置得足够低，以在所述装置变旧时避免过度编程。编程电压的量值的此降低将降低新生装置对数据进行编程的速度。

发明内容

本文所述的技术提供一种用于在不增加过度编程的风险的情况下，更快地对数据进行编程的解决方案。为了实现此结果，使用一组编程特征来对新装置进行编程，而在使用所述装置之后，使用另一组编程特征来对所述装置进行编程。

在一个实施例中，所述系统在第一周期期间，使用具有第一初始值的增加编程信号来对一组非易失性存储元件进行编程，且随后在第二周期期间，使用具有第二初始值的增加编程信号来对所述组非易失性存储元件进行编程，其中所述第二周期在所述第一周期之后，且所述第二初始值与所述第一初始值不同。