[发明专利]利用双区块编程的非易失性存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术。

背景技术

半导体存储器已经变得越来越广泛用于各种电子装置。例如，在蜂窝电话、数字照相机、个人数字助理、移动计算装置、非移动计算装置以及其它装置中使用非易失性半导体存储器。当在消费类电子装置中使用半导体存储器时，期望最小化半导体存储器所使用的功率量，以便节省主机电子装置的电池。另外，消费者通常希望半导体存储器以足够的速度运行，使得存储器不减慢主机电子装置的操作。

附图说明

图1是存储器系统的一个实施例的框图。

图2是存储器单元的一个实施例的简化透视图。

图3是描绘可逆电阻切换元件的I-V特性的图。

图4A是三维存储器阵列的一个实施例的一部分的简化透视图。

图4B是三维存储器阵列的一个实施例的一部分的简化透视图。

图5A描绘了存储器系统的俯视图。

图5B描绘了三维存储器的一个实施例的层的子组。

图6描绘了存储器阵列的一种示例结构。

图7描绘了存储器阵列的两个存储条（stripe）的结构的一个实施例。

图8描绘了隔区（bay）的一个实施例。

图9是数据线以及用于将位线经由数据线连接至列控制电路系统的选择电路的一个实施例的示意图。

图10是选择电路的一个实施例的示意图。

图11是复用器电路的一个实施例的示意图。

图12描绘了存储器阵列的一部分。

图13描绘了存储器阵列和支持电路系统的一部分。

图14描绘了存储器阵列和支持电路系统的一部分。

图15是描述用于对数据进行编程的处理的一个实施例的流程图。

图16描绘了存储器阵列的一部分。

具体实施方式

公开了一种非易失性存储系统，该非易失性存储系统减小了对数据进行编程所需的功率量，并且允许对非易失性存储系统中的更多存储器单元同时编程。在一个示例实施例中，非易失性存储系统包括多个区块的非易失性存储元件。在一些设计中，当区块被选择用于编程时，将部分地选择其它相邻区块，以使得相邻区块的某一部分将具有反向偏置的存储器单元。尽管相邻区块中的这些反向偏置的存储器单元不会经历编程以使得其改变数据状态，但是这些存储器单元将经历反向偏置存储器单元电流。如果足够的存储器单元被反向偏置，那么非易失性存储系统将消耗比所需功率多的功率。为了减缓该情形，提出了对共享字线驱动器的两个相邻区块同时编程。与被选择用于编程的存储器单元的数量相比，这样的方案减少了反向偏置的、未选择/部分选择的存储器单元的数量，这有助于系统的功耗。当由于字线驱动器可以位于两个区块之间而所选择的所有存储器单元两端的总有效IR压降会更有限（例如，在正对存储器单元进行编程中）时，对共享字线驱动器的两个相邻区块同时编程还允许对更多存储器单元同时编程。将在下面更详细地讨论这些概念。

图1是描绘可以实现本文所描述的技术的存储器系统100的一个示例的框图。存储器系统100包括存储器阵列102，存储器阵列102可以是存储器单元的二维或三维阵列。在一个实施例中，存储器阵列102是整体式三维存储器阵列。存储器阵列102的阵列端子线包括被构成为行的各层的字线以及被构成为列的各层的位线。然而，也可以实现其它定向。

整体式三维存储器阵列是多个存储器级在没有插入衬底的情况下形成在单个衬底（诸如晶片）之上的存储器阵列。形成一个存储器级的层直接沉积或生长在一个或多个现有级的层之上。相反，如在Leedy，美国专利第5,915,167号，“Three Dimensional Structure Memory（三维结构存储器）”中，已通过在分离的衬底上形成存储器级并且将存储器级粘附在彼此上面来构造堆叠式存储器。可以在接合之前使衬底变薄或将其从存储器级中移除，但由于存储器级最初形成在分离的衬底之上，因此这样的存储器不是真正的整体式三维存储器阵列。

存储器系统100包括行控制电路系统120，行控制电路系统120的输出108连接至存储器阵列102的相应字线。出于本文的目的，连接可以是直接连接或间接连接（例如，经由一个或多个其它部件）。行控制电路系统120从系统控制逻辑电路130接收一组M个行地址信号以及一个或多个不同控制信号，并且通常可以包括诸如行解码器122、阵列驱动器124以及用于读取操作和编程操作两者的区块选择电路系统126的电路。