[发明专利]使用用于非易失性存储器的受控弱升压的多状态编程

权利要求书

1.一种存储器装置，包括：

一个或多个NAND串，其具有沿字线连接的存储器单元，并且其中每个NAND串的存储器单元通过相应的选择栅极连接到相应的位线；和

控制电路，连接到所述字线和位线，所述控制电路被配置为将连接到第一字线的多个存储器单元从初始状态同时编程到多个目标状态中的相应的一个目标状态；

位线偏置电路，被配置为将与沿所述第一字线的未选择的存储器单元相对应的位线偏置到编程禁止电平，并且将与沿所述第一字线的选择的存储器单元相对应的位线偏置到低电源电平；

字线偏置电路，被配置为将包括第一字线的一组多于一条字线上的电压同时从低电源电平提高到第一电压电平；

其中，当所述字线偏置电路正将所述一组多于一条字线上的电压同时从所述低电源电平提高到所述第一电压电平时，所述位线偏置电路还被配置为将与选择的存储器单元相对应的位线上的电压从所述低电源电平提高到第二电压电平，所述第二电压电平基于所述一组多于一条字线上的、取决于相应的选择的存储器单元的目标状态的上升电压的电平，所述第二电压电平具有足以截止相应的选择栅极的量，所述选择的存储器单元通过所述相应的选择栅极连接到相应的位线；和

编程电路，被配置为随后将编程脉冲发送到所述第一字线，

其中，所述字线偏置电路以梯级波形将所述第一字线和一个或多个附加的字线上的电压从所述低电源电平提高到所述第一电压电平，其中所述梯级波形具有介于所述低电源电平和所述第一电压电平之间的多个步阶；

其中位线偏置电路将与选择的存储器单元相对应的位线从所述低电源电平提高到在所述多个步阶中的取决于选择的存储器单元的目标状态的一个步阶处的所述第二电压电平，并且

所述多个步阶的数量与所述目标状态的数量相同。

2.如权利要求1所述的存储器装置，其中所述一组多于一条字线包括所述第一字线和与所述第一字线相邻的字线。

3.如权利要求1所述的存储器装置，其中所述第二电压电平介于所述低电源电平和所述编程禁止电平之间。

4.如权利要求1所述的存储器装置，其中所述编程脉冲是一系列编程脉冲中的一个编程脉冲，并且所述编程还包括在偏置所述位线之前的编程验证，并且其中沿所述第一字线的未选择的存储器单元包括已经验证为被编程为相应的目标状态的一个或多个存储器单元。

5.如权利要求4所述的存储器装置，将与沿所述第一字线的选择的存储器单元相对应的位线从所述低电源电平提高到所述第二电压电平的步阶还取决于验证的结果。

6.如权利要求1所述的存储器装置，其中所述梯级波形取决于所述第一字线在所述NAND串内的位置。

7.如权利要求1所述的存储器装置，其中NAND串是其中所述存储器单元在硅衬底上方以多个物理级布置的单片三维半导体存储器器件的存储器阵列的部分并且包括电荷存储介质。

8.一种操作存储器装置的方法，包括：

将沿非易失性存储器阵列的第一字线的多个选择的存储器单元从初始状态编程到多个目标状态中的相应的一个目标状态，所述非易失性存储器阵列由多个NAND串形成，在所述NAND串中所述存储器单元沿包括所述第一字线的多条字线连接，并且其中每个NAND串的所述存储器单元通过选择栅极连接到相应的位线，所述编程包括：

将一个或多个编程脉冲的序列施加到所述存储器阵列的第一字线；以及

在每个编程脉冲之前，偏置存储器阵列，其中所述偏置存储器阵列包括：

将与沿所述第一字线的选择的存储器单元相对应的位线设置为低电源电平，并且将与沿所述第一字线的未选择的存储器单元相对应的位线设置为编程禁止电平；

随后将从所述低电源电平上升到第一电压电平的波形同时施加到包括所述第一字线的一组多于一条字线；以及

对于与沿所述第一字线的选择的存储器单元相对应的每条位线，将所述位线从所述低电源电平提高到基于选择的存储器单元的目标状态的波形的电平处的第二电压电平，所述第二电压电平足以截止相应的选择栅极，

其中，所述第一字线和一个或多个附加的字线上的电压以梯级波形从所述低电源电平提高到所述第一电压电平，其中所述梯级波形具有介于所述低电源电平和所述第一电压电平之间的多个步阶；

其中与选择的存储器单元相对应的位线从所述低电源电平提高到在所述多个步阶中的取决于选择的存储器单元的目标状态的一个步阶处的所述第二电压电平，并且

所述多个步阶的数量与所述目标状态的数量相同。