[发明专利]三维存储设备、包括其的存储系统及对其进行编程的方法

说明书

提供了一种用于对三维(3D)存储设备进行编程的方法。3D存储设备具有多个存储串，多个存储串具有垂直堆叠的存储单元，且每个存储单元可通过字线和位线寻址。对3D存储设备进行编程的方法包括以下步骤：在所选字线上施加编程电压；在第一组未选字线上施加第一通过电压；以及在第二组未选字线上施加第二通过电压，其中，第二通过电压不同于第一通过电压。

技术领域

本公开内容总体上涉及半导体技术领域，具体而言，涉及编程三维(3D)存储器的方法。

背景技术

随着存储设备缩小到较小的管芯尺寸以降低制造成本并增加存储密度，由于工艺技术的局限性和可靠性问题，平面存储单元的缩放面临挑战。三维(3D)存储器架构可以解决平面存储单元中的密度和性能限制。

在3D NAND闪存存储器中，多层存储单元可以垂直堆叠，使得每单位面积的存储密度可以大大增加。垂直堆叠的存储单元可形成存储串，其中存储单元的沟道在每个存储串中连接。在操作期间，可以同时编程和读取共享相同字线的存储页中的存储单元。然而，并非将同一存储页中的所有存储单元都选择编程到同一逻辑状态。那些未选存储单元可遭受编程干扰。类似地，同一存储串中的未选存储单元可能遭受通过干扰(pass disturb)。因此，需要一种抑制编程干扰和通过干扰两者以改进3D NAND存储器的性能和可靠性的方法。

发明内容

本公开内容描述了用于三维(3D)存储设备的编程方法和电路的实施例。

本公开内容的一方面提供了一种用于对三维(3D)存储设备进行编程的方法。3D存储设备具有多个存储串，多个存储串具有垂直堆叠的存储单元，且每个存储单元可通过字线和位线寻址。对3D存储设备进行编程的方法包括以下步骤：在所选字线上施加编程电压；在第一组未选字线上施加第一通过电压；以及在第二组未选字线上施加第二通过电压，其中，第二通过电压不同于第一通过电压。

在一些实施例中，该方法还包括确定用于连接到第一组未选字线的第一未选存储单元集合的第一最大通过电压，以抑制第一未选存储单元集合上的通过干扰；以及确定用于连接到第二组未选字线的第二未选存储单元集合的第二最大通过电压，以抑制第二未选存储单元集合上的通过干扰。

在一些实施例中，确定第一最大通过电压包括测量第一未选存储单元集合的阈值电压的偏移；以及当第一未选存储单元集合的阈值电压的偏移小于最大允许偏移时，将第一最大通过电压设置为第一通过电压。

在一些实施例中，方法还包括当第一未选存储单元集合的阈值电压的偏移大于最大允许偏移时，将第一通过电压减小预定值。

在一些实施例中，测量第一未选存储单元集合的阈值电压的偏移包括测量处于擦除状态的第一未选存储单元集合的阈值电压。

在一些实施例中，确定第二最大通过电压包括测量第二未选存储单元集合的阈值电压的偏移；以及当第二未选存储单元集合的阈值电压的偏移小于最大允许偏移时，将第二最大通过电压设置为第二通过电压。

在一些实施例中，方法还包括当第二未选存储单元集合的阈值电压的偏移大于最大允许偏移时，将第二通过电压减小预定值。

在一些实施例中，测量第二未选存储单元集合的阈值电压的偏移包括测量处于擦除状态的第二未选存储单元集合的阈值电压。

在一些实施例中，施加第一通过电压和施加第二通过电压包括初始地施加具有预先给定值的电压以抑制第四未选存储单元集合上的编程干扰，其中，第四未选存储单元集合连接到所选字线。

在一些实施例中，方法还包括当第四未选存储单元集合的阈值电压的偏移小于最大允许偏移时，确定具有预先给定值的电压。

在一些实施例中，该方法还包括将所选位线连接到地以对连接到所选位线和所选字线的所选存储单元进行编程；以及在未选位线上施加禁止电压，以禁止对连接到未选位线的未选存储单元进行编程。