[发明专利]堆叠式非易失性存储设备中的选择栅极晶体管的阈值电压调节

说明书

技术领域

本发明涉及用于配置3D非易失性存储设备的技术。

背景技术

近来，已经提出了使用有时被称为位成本可扩展(BiCS)架构的3D堆叠式存储结构的超高密度存储设备。例如，3D NAND堆叠式存储设备可以由交替的导电层和介电层的阵列形成。在该层中钻有存储空穴以同时限定很多存储层。然后通过使用适当的材料填充存储空穴来形成NAND串。直的NAND串在一个存储空穴中延伸，而管状或U形NAND串(P-BiCS)包括一对存储单元的竖直列，该竖直列在两个存储空穴中延伸并且通过底部背栅接合。存储单元的控制栅极由导电层提供。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，该概述并不是关于本发明的穷举性概述，它并非意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为后文的具体实施方式部分的铺垫。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制3D堆叠式非易失性存储设备的方法，所述3D堆叠式非易失性存储设备包括多个NAND串，每个NAND串包括在所述NAND串的漏极端处的选择栅极漏极晶体管。所述方法包括：对所述选择栅极漏极晶体管执行调节处理，所述对所述选择栅极漏极晶体管执行调节处理包括,针对每个选择栅极漏极晶体管：读取处于下控制栅极电压Vth_min和处于上控制栅极电压Vth_max的所述选择栅极漏极晶体管，所述下控制栅极电压Vth_min和所述上控制栅极电压Vth_max限定所述选择栅极漏极晶体管的阈值电压的可接受范围；如果所述读取指示所述选择栅极漏极晶体管的阈值电压低于所述下控制栅极电压Vth_min，则对所述选择栅极漏极晶体管编程以将所述阈值电压升高至在所述可接受范围内；以及如果所述读取指示所述选择栅极漏极晶体管的阈值电压高于所述上控制栅极电压Vth_max，则擦除所述选择栅极漏极晶体管以将所述阈值电压降低至在所述可接受范围内。其中，被选中用于编程的所述选择栅极漏极晶体管之一位于所述NAND串之一中。所述NAND串之一包括：在所述NAND串之一的源极端处的选择栅极源极晶体管、以及在所述选择栅极漏极晶体管之一与所述选择栅极源极晶体管之间的存储单元，并且所述NAND串之一的漏极端与位线通信。所述对所述选择栅极漏极晶体管之一编程包括：在使所述存储单元和所述选择栅极源极晶体管的控制栅极的电压浮动的同时向所述选择栅极漏极晶体管之一的控制栅极施加编程脉冲；以及向所述位线施加足够低以使得能够对所述选择栅极漏极晶体管之一编程的电压。未被选中用于编程的、所述选择栅极漏极晶体管中的另一选择栅极漏极晶体管位于所述NAND串中的另一NAND串。所述NAND串中的另一NAND串的漏极端与所述位线通信。在将所述编程脉冲施加至所述选择栅极漏极晶体管之一的控制栅极的同时，浮动或驱动所述选择栅极漏极晶体管中的另一选择栅极漏极晶体管的控制栅极的电压。