專(zhuān)利名稱(chēng)：多比特快閃存儲(chǔ)器件及其編程和讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，更特別地涉及能夠在單個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ) 多比特?cái)?shù)據(jù)的多比特快閃存儲(chǔ)器件及其編程和讀取方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件大體上可以分類(lèi)為易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件和非易失性 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件處理讀取和寫(xiě)入速度快，但是其缺點(diǎn)在于，當(dāng)停 止外部電源時(shí)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就失效了。另一方面，非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件 即使在外部電源中斷時(shí)也能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)。因此，非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件用 于存儲(chǔ)無(wú)論電源是否中斷都必須被保存的數(shù)據(jù)。非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的
例子包括掩模型只讀取存儲(chǔ)器(MROM)、可編程只讀取存儲(chǔ)器(PROM)、 可擦可編程只讀取存儲(chǔ)器(EPROM)以及電可擦可編程只讀取存儲(chǔ)器 (EEPROM )。
通常，對(duì)于普通使用者檢索存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)講，MROM, PROM和EPROM 具有寫(xiě)入和刪除相對(duì)不太方{更的系統(tǒng)。然而，由于在EEPROM中可以電地 寫(xiě)入和刪除，所以其應(yīng)用被擴(kuò)展用于需要穩(wěn)定地更新的系統(tǒng)編程中和輔助存 儲(chǔ)器件中。具體地，由于快閃存儲(chǔ)器EEPROM比傳統(tǒng)EEPROM更高度的集 成，其可被用作一大容量輔助存儲(chǔ)器件。在快閃存儲(chǔ)器EEPROM中，與其 他快閃存儲(chǔ)器EEPROM相比，與非型快閃存儲(chǔ)器EEPROM (在下文中為與 非型快閃存儲(chǔ)器)尤其被高度地集成。
在快閃存儲(chǔ)器件中，與存儲(chǔ)在每個(gè)存儲(chǔ)單元的比特個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)而確定可 以被存儲(chǔ)在每個(gè)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)狀態(tài)。于其中在單個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)l比 特?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元被稱(chēng)為單比特單元或單電平單元(SLC)。而于其中在 單個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)多比特?cái)?shù)據(jù)(例如多于2比特)的存儲(chǔ)器單元被稱(chēng)為多 比特單元、多電平單元(MLC)或多狀態(tài)單元。近來(lái)，隨著對(duì)更高度集成的需求的增長(zhǎng)，能夠在單個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)多比特?cái)?shù)據(jù)的多電平快閃存儲(chǔ)器成 為研究熱點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
i'——'范性實(shí)施例沙.
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，對(duì)快閃存儲(chǔ)器件進(jìn)行編程的方法可被配置為在每單
位單元中編程多個(gè)比特，其中依據(jù)用于在被選中編程的比特的最在前(the most previous )的比特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置被選中比特的編程條件。
在另 一個(gè)示范性實(shí)施例中，對(duì)快閃存儲(chǔ)器件進(jìn)行編程的方法可以被配置 為對(duì)每單位單元編程多個(gè)比特，并且依據(jù)用于在被選中進(jìn)行編程的比特的最 先前的比特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置被選中比特的讀取電壓。
在又一個(gè)示范性實(shí)施例中，快閃存儲(chǔ)器件可以包括配置為在每單元編 程多個(gè)比特的存儲(chǔ)單元陣列；以及被配置為依據(jù)對(duì)在該單元中將被編程的比 特的最先前的比特的編程是被跳過(guò)或未被跳過(guò)，對(duì)將被編程的比特設(shè)置編程 條件的控制電路。
在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括快閃存儲(chǔ)器件；和被配 置為控制該快閃存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)控制器，其中該快閃存儲(chǔ)器件包括權(quán)利要求 15所描述的快閃存儲(chǔ)器件。
在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)可以包括主機(jī);快閃存儲(chǔ)器件； 和被配置為依據(jù)來(lái)自主機(jī)的請(qǐng)求控制該快閃存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)控制器，其中該 快閃存儲(chǔ)器件包括權(quán)利要求15所描述的快閃存儲(chǔ)器件。
包括附圖以提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，并且其被并入且組成該說(shuō)明書(shū) 的一部分。附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且與描述一起用于解釋本 發(fā)明的原理。在附圖中
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件的配置；
圖2和圖3是圖1的單元陣列的配置的示例；
圖4示出圖2的快閃存儲(chǔ)單元的編程狀態(tài)的散布(dispersion);
圖5示出針對(duì)圖2的快閃存儲(chǔ)單元的每一比特的頁(yè)地址分配結(jié)果的示
例；圖6是示出依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖7示出依據(jù)圖6的編程的方法的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；
圖8是依據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖9示出依據(jù)圖8的編程的方法的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；
圖10是描述了依據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖ll描述了依據(jù)圖10的編程的方法的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；
圖12是一個(gè)流程圖，其描述了一種讀取依據(jù)圖IO的方法被編程的第i+l
個(gè)比特值的方法；
圖13是示出依據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖14示出了依據(jù)圖13的編程方法的存儲(chǔ)單元的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；
圖15是一個(gè)流程圖，其描述了一種依據(jù)圖13所描述的方法被編程的第
i+l個(gè)比特值的讀取方法；
圖16示出圖1的本發(fā)明的包括快閃存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)系統(tǒng)； 圖17是一個(gè)包括本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件的計(jì)算系統(tǒng)的配置。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖在下文中更充分地描述本發(fā)明，附圖中展示了本發(fā)明的 實(shí)施例。然而本發(fā)明可以體現(xiàn)為許多不同的形式，不應(yīng)該解讀取為局限于這 里所闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)徹底和完整，以及 把本發(fā)明的范圍充分地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在圖中，為了清楚起見(jiàn)層和 區(qū)域的厚度被放大。全文中，相似的數(shù)字指代相似的元件。
可以理解當(dāng)一個(gè)元件或者層涉及"在…上"，"連接到"或"耦接到"另 一個(gè)元件或?qū)?，其可以是直接在另一元件上，連接到或耦合于另一元件，或 者層，或者可以出現(xiàn)插入的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件涉及"直接在...上"，"直 接地連接到"或"直接地耦接到，'另一個(gè)元件或?qū)樱瑒t沒(méi)有插入的元件或?qū)印?如這里使用的，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括相關(guān)列出項(xiàng)目中的一個(gè)或者多個(gè)的任意和 所有組合。
應(yīng)該理解，盡管這里使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等等來(lái)描述不同的元件、 組件、區(qū)域、層和/或部分，-f旦這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該 局限于這些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅被用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分 與另一個(gè)區(qū)域、層或部分。因此，在不背離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，以下討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或者部分可以被稱(chēng)為第二元件、組件、區(qū)域、 層或者部分。
在這里可以使用空間上相對(duì)的術(shù)語(yǔ)，例如"在...之下"，"在...下面"， "在...底部"，"下面的"，"在...之上"，"在...頂部"，"上面的"等等，以易 于說(shuō)明書(shū)描述圖中所示的一個(gè)元件或特征相對(duì)于其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng) 該理解，附加于圖中所示的方位，空間相對(duì)的術(shù)語(yǔ)試圖包括使用中或操作中 的器件的不同方位。例如，如果圖中的器件被倒置，則被描述為在其它元件 或特征的"下面"或"之下"的元件，將位于其它元件或特征的"上面"。 因此，示范性術(shù)語(yǔ)"在...下面"可以包括上面和下面的兩個(gè)方向。器件可以
以其它方式(被旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方向)被定向，在這里使用的空間上 相對(duì)的描述符作相應(yīng)的解釋。同樣，如這里所使用的，"橫向"涉及與垂直 方向基本正交的方向。
這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述具體的實(shí)施例的目的，而并不意在限 制本發(fā)明。如這里所使用的單數(shù)形式"一"，"一個(gè)"和"該"也意味著包括 復(fù)數(shù)的形式，除非上下文中清楚指示其他方面。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū) 中使用術(shù)語(yǔ)"包括"和/或"包括"時(shí)，其指定了一定特征、整體、步驟、操 作、元件和/或組件的存在，但并不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整 體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
這里，參考示意性說(shuō)明本發(fā)明的理想化實(shí)施例(以及中間結(jié)構(gòu))的交叉 部分，描述本發(fā)明的示范實(shí)施例。如此，例如，作為加工技術(shù)和/或公差的結(jié) 果，根據(jù)該說(shuō)明的形狀的變化是可被預(yù)料的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng) 解讀取為限制于這里所說(shuō)明的區(qū)域的具體形狀，而是包括在形狀上存在的由 于例如制造產(chǎn)生的偏差。例如，以矩形所說(shuō)明的注入?yún)^(qū)域?qū)⒌湫偷卦谄溥吘?處具有圓的或彎曲的特征和/或注入濃度的梯度，而并非從注入的區(qū)域到非注 入的區(qū)域的二元變化。類(lèi)似的，由注入形成的隱埋區(qū)可能導(dǎo)致在隱埋區(qū)和通 過(guò)其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域的一些注入。因此，在圖中所說(shuō)明的區(qū)域本 質(zhì)上是示意性的，并且它們的形狀并不是意在說(shuō)明一個(gè)器件的區(qū)域的實(shí)際形 狀以及不是意在限制本發(fā)明的范圍。
除非另外地定義，這里使用的所有的術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有 與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的意思相同的含義。相應(yīng)地，這 些術(shù)語(yǔ)可以包括在某一時(shí)間后創(chuàng)建的等效的術(shù)語(yǔ)。還應(yīng)該理解，那些例如在通常使用的字典里面定義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)該解釋為具有與本說(shuō)明書(shū)和相關(guān)技術(shù)的 上下文中意思一致的含義，而不應(yīng)該解釋為理想化的或者過(guò)于形式化的意 思，除非在本文中特意如此規(guī)定。
圖1是依據(jù)本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件100的配置。圖2和圖3是圖1所示 的單元陣列110的配置的示例。
參考圖1、 2和3,本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件100包括存儲(chǔ)了 N比特?cái)?shù)據(jù) 信息(N等于1或者更大的正數(shù))的存儲(chǔ)單元陣列110。每單元存儲(chǔ)N比特 數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)單元被稱(chēng)為多電平單元(MLC)。該存儲(chǔ)單元陣列110可以 包括用于存儲(chǔ)一般數(shù)據(jù)的主區(qū)域和用于存儲(chǔ)附加信息(例如，標(biāo)志信息、糾 錯(cuò)碼、器件號(hào)碼、制造者號(hào)碼以及頁(yè)信息)的備用區(qū)域。主區(qū)域可以存儲(chǔ)N 比特?cái)?shù)據(jù)，而備用區(qū)域可以存儲(chǔ)10比特?cái)?shù)據(jù)或N比特?cái)?shù)據(jù)。
單元陣列110包括排列為多個(gè)行(或字線)和多個(gè)列(或位線)的存儲(chǔ) 單元。包含在單元陣列110中的多個(gè)存儲(chǔ)單元配置為多個(gè)存儲(chǔ)塊(MB)。包 含在每一個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)單元可以具有如圖2所示的與非(NAND)串結(jié) 構(gòu)，或者也可以具有如圖3所示的或非(NOR)結(jié)構(gòu)。如將被詳細(xì)描述的， 本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件100的工作特性可以應(yīng)用于所有圖2的NAND型存 儲(chǔ)單元和所有圖3的NOR型存儲(chǔ)單元。另外，本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件100
件，而且還可以應(yīng)用于電荷擷取(trap )快閃存儲(chǔ)器(CTF )，在CTF中電荷 存儲(chǔ)層由多個(gè)絕緣層組成。
在本發(fā)明中，具有NAND型串結(jié)構(gòu)的多電平單元(MLC)快閃存儲(chǔ)器 件將作為本發(fā)明應(yīng)用的一個(gè)示范來(lái)描述。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是，將被描述的快閃存儲(chǔ)器件并不局限于本發(fā)明的快閃存儲(chǔ) 器件的特定形式、或編程或讀取特性，也不局限于圖2所示的快閃存儲(chǔ)單元。
參考圖2，存儲(chǔ)塊MB包括多個(gè)串111，其配置為分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)列或 位線^。-S4-，。串ill的每一個(gè)包括串選擇晶體管SST、多個(gè)存儲(chǔ)單元 ^-^"以及地選擇晶體管GST。在每一個(gè)串111中，串選擇晶體管SST 的漏極連接到對(duì)應(yīng)的位線，地選擇晶體管GST的源極連接到公共源極線 CSL。多個(gè)存儲(chǔ)單元^。-!串聯(lián)連接在串選擇晶體管SST的源極和地選擇 晶體管GST的漏極之間。排列在相同行的存儲(chǔ)單元的控制柵極共同連接到 對(duì)應(yīng)的字線肌。-肌m-!。串選擇晶體管SST由通過(guò)串選擇線SSL提供的電壓控制，地選擇晶體管GST由通過(guò)地選擇線GSL提供的電壓控制。存儲(chǔ)單元 ^。 -^m—,由通過(guò)對(duì)應(yīng)的字線肌。-肌w提供的電壓控制。連接到每一個(gè)字線 Wl。 _『k—t的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)等于一 頁(yè)或者多頁(yè)的數(shù)據(jù)。
以一頁(yè)為單元執(zhí)行NAND型快閃存儲(chǔ)器件的編程或者讀取操作，并且 以塊為單元執(zhí)行被編程數(shù)據(jù)的刪除操作，該塊包括多頁(yè)。與每一頁(yè)的編程操 作或刪除操作相關(guān)的信息被存儲(chǔ)在分配于備用區(qū)域(或主區(qū)域的一部分)的 標(biāo)志單元中。其被稱(chēng)為標(biāo)志信息(FL)。如果是其中每單元存儲(chǔ)N比特?cái)?shù)據(jù) 的多電平單元的話，則對(duì)每一個(gè)比特的編程^^喿作可#皮獨(dú)立地4丸4亍直至最多N
次。在連接到相同字線肌。-肌"的單元處，以頁(yè)為單位執(zhí)行對(duì)多電平單元 的每一個(gè)比特的編程操作。與每一個(gè)比特對(duì)應(yīng)的頁(yè)編程信息(以下稱(chēng)為標(biāo)志 信息FL)被獨(dú)立地存儲(chǔ)在每一個(gè)對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元中。標(biāo)志單元可以由多電 平單元MLC和/或單電平單元SLC組成，該單電平單元SLC具有與圖2的 NAND串結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。以及該標(biāo)志單元可以在單元陣列110的備用區(qū)域 形成，或者在單元陣列110的主區(qū)域形成。標(biāo)志單元的形式和個(gè)數(shù)可以依照 單元陣列110的結(jié)構(gòu)而變化。
再參照?qǐng)D1，控制電路150控制與快閃存儲(chǔ)器件100的編程、刪除和讀 取操作相關(guān)的所有操作。根據(jù)控制電路150的控制，要被編程的數(shù)據(jù)通過(guò)一 緩存(未示出)加載在寫(xiě)入/讀取電路130處。在存儲(chǔ)單元被編程的間隔期間， 控制電路150控制譯碼電^各120、電壓產(chǎn)生電路160和寫(xiě)入/讀取電^各130， 以使得分別將編程電壓Vpgm提供給被選中的字線、將通過(guò)電壓Vpass提供 給未被選中的字線以及將OV電壓提供給塊體(bulk )，在該塊體上形成存儲(chǔ) 單元。根據(jù)增量步進(jìn)脈沖編程(ISPP)產(chǎn)生該編程電壓Vpgm。當(dāng)重復(fù)編程 循環(huán)時(shí)，編程電壓Vpgm的電平逐步地增加，每次增加同樣的預(yù)定增加的電 壓量(AV)。依據(jù)外部的(例如存儲(chǔ)控制器)或內(nèi)部的(例如控制電路150) 的控制，在每一編程循環(huán)中使用的多個(gè)編程電壓Vpgm的電源、電壓電平以 及電壓電源周期可以變化為或修正為多種的形式。特別地在本發(fā)明中，基于 在前比特的編程發(fā)展?fàn)顟B(tài)調(diào)整當(dāng)前比特的編程電壓的電平和與該編程電壓 對(duì)應(yīng)的讀取電壓的電平。對(duì)每一個(gè)比特的編程發(fā)展?fàn)顟B(tài)可以通過(guò)使用標(biāo)志信 息FL來(lái)驗(yàn)證。標(biāo)志信息用于提供關(guān)于在選中的存儲(chǔ)單元中的執(zhí)行第n個(gè)比 特的編程的信息，或者關(guān)于對(duì)被跳過(guò)的第n個(gè)比特的編程操作的信息。
在圖1中，電壓產(chǎn)生電路160產(chǎn)生要提供給每一個(gè)字線的字線電壓(例如，編程電壓Vpgm 、讀取電壓Vread或通過(guò)電壓Vpass )，以及要提供給塊 體(例如阱區(qū))的電壓，在該塊體中形成存儲(chǔ)單元。通過(guò)在控制電路150處 的控制來(lái)執(zhí)行電壓產(chǎn)生電路160的電壓產(chǎn)生操作。譯碼電路120響應(yīng)控制電 路150處的控制而選擇存儲(chǔ)單元陣列110中的一個(gè)存儲(chǔ)塊(或扇區(qū))以及選 擇該被選中的存儲(chǔ)塊的一條字線。譯碼電路120響應(yīng)控制電路150處的控制
字線電壓。
由控制電路150控制寫(xiě)入/讀取電路130，如讀取出放大器或?qū)懭腧?qū)動(dòng)器 一樣，根據(jù)操作模式來(lái)操作。例如，如果是驗(yàn)證/普通讀取操作，則該寫(xiě)入/ 讀取電路130就如讀取出放大器一樣執(zhí)行從存儲(chǔ)單元陣列110中讀取數(shù)據(jù)。 如果是普通讀取操作，從該讀取/寫(xiě)入電路130讀取出的數(shù)據(jù)被輸出到外部
(例如，存儲(chǔ)控制器或主機(jī))，并且將在驗(yàn)證/讀取操作期間讀取的數(shù)據(jù)提供 給通過(guò)/失敗驗(yàn)證電路(未示出)。
如果是編程操作，則該寫(xiě)入/讀取電路130就如寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器一樣操作，其 根據(jù)要被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元陣列IIO中的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)位線。該寫(xiě)入/讀取電路130 在編程操作期間從緩沖器接收用于存儲(chǔ)單元陣列IIO的數(shù)據(jù)的輸入，并依據(jù) 該輸入的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)位線。為了操作這個(gè)，寫(xiě)入/讀取電路130可以由分別與列
(或位線)或列對(duì)(或位線對(duì))對(duì)應(yīng)的多個(gè)頁(yè)緩沖器(未示出)組成。由寫(xiě) 入/讀取電路130執(zhí)行的編程操作和讀取操作響應(yīng)于控制電路150處的控制以
獨(dú)立地操作構(gòu)成多電平單元MLC的每一個(gè)比特。在這種情況下，使用于編 程/讀取操作的編程/讀取電壓可以在當(dāng)前比特要被編程/讀取前，依據(jù)對(duì)在前
比特的編程是否被執(zhí)行而變化。
圖4說(shuō)明圖2的快閃存儲(chǔ)器單元的編程狀態(tài)的散布。它是3比特多電平 單元的編程狀態(tài)散布的一個(gè)示例。然而，這是一個(gè)可應(yīng)用本發(fā)明的示例，圖 4所說(shuō)明的編程狀態(tài)的散布可以被定義成其他的形式。
參考圖4，可以在單個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)N比特(例如，3比特)，并且通 過(guò)頁(yè)編程操作可以獨(dú)立地編程每一個(gè)比特，該頁(yè)編程操作也是獨(dú)立地執(zhí)行。 這里，獨(dú)立的頁(yè)編程算法可以應(yīng)用到與每一個(gè)比特對(duì)應(yīng)的每一個(gè)頁(yè)編程操 作。每一個(gè)頁(yè)編程算法意味應(yīng)用于在ISPP編程算法的每一個(gè)編程循環(huán)中的 編程算法。
例如，第l個(gè)比特(即最低有效比特；LSB)的編程可以由第一個(gè)頁(yè)編程算法來(lái)執(zhí)行。在第一個(gè)頁(yè)編程算法中，依據(jù)加載到頁(yè)緩沖器的數(shù)據(jù)值，僅 僅最低有效比特值被編程為"1"或者"0"。其中，兩個(gè)較高的比特保持刪 除狀態(tài)(即"11")。結(jié)果，通過(guò)第一個(gè)頁(yè)編程算法，存儲(chǔ)單元獲得"111"
的數(shù)據(jù)狀態(tài)或"110"的數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一個(gè)。存儲(chǔ)單元處于"111"狀態(tài)意味 處于刪除狀態(tài)，而處于"110"狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的閾值電壓意味一單元被編
程到高于處于"111"狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的閾電壓的電壓。
第2個(gè)比特的編程可以由第二個(gè)頁(yè)編程算法來(lái)執(zhí)行。在第二個(gè)頁(yè)編程算 法中，依據(jù)加載到頁(yè)緩沖器的數(shù)據(jù)值，僅僅被選存儲(chǔ)單元的第2個(gè)比特的值 被編程為"1"或者"0"。其中，第1個(gè)比特的值和第3個(gè)比特的值保持在 前的狀態(tài)。換句話說(shuō)，在處于"111"狀態(tài)的存儲(chǔ)單元中，僅僅第2個(gè)比特 的值可以由編程算法編程為"1"或者"0",用以轉(zhuǎn)換到編程狀態(tài)"111"或 "101"中的任一個(gè)；處于"110"狀態(tài)的存儲(chǔ)單元具有要被編程為"l"或者 "0，，的第2個(gè)比特的值，用以轉(zhuǎn)換到編程狀態(tài)"100"或"110"中的任一個(gè)。 隨后，第3個(gè)比特(即最高有效比特；MSB)的編程可以由第三頁(yè)編程 算法來(lái)執(zhí)行。在第3個(gè)比特的編程算法中，依據(jù)加載到頁(yè)緩沖器的數(shù)據(jù)值， 僅僅被選存儲(chǔ)單元的第3個(gè)比特的值被編程為"l"或者"0"。其中，第l個(gè) 比特的值和第2個(gè)比特的值保持在前的狀態(tài)。結(jié)果，該存儲(chǔ)單元被編程為 "111"、 "011"、 "001"、 "101"、 "100"、 "000"、 "010"或"110"中的一個(gè)。
這樣的頁(yè)尋址方法不僅可以用于單電平快閃存儲(chǔ)器件，也可以用于多電平快 閃存儲(chǔ)器件。如果是存儲(chǔ)有多個(gè)數(shù)據(jù)比特的多電平單元，則用于每一個(gè)數(shù)據(jù) 比特編程的每一個(gè)頁(yè)地址可以獨(dú)立于其他數(shù)據(jù)比特來(lái)分配。
圖5說(shuō)明圖2的快閃存儲(chǔ)單元的每一個(gè)比特的頁(yè)地址分配結(jié)果的示例。 參照?qǐng)D5，頁(yè)地址可以連續(xù)分配，其用于在編程操作期間，每一個(gè)快閃 存儲(chǔ)單元中從最低有效比特(LSB)到最高有效比特(MSB)的編程中。在 這種情況下，可以指定頁(yè)地址。在第i個(gè)或小于第i個(gè)的比特是在相鄰的存 儲(chǔ)單元中編程的條件下，配置頁(yè)地址以在^皮選中的存儲(chǔ)單元處編程第i+l個(gè) 比特。然而，根據(jù)頁(yè)地址的分配情形，在一些存儲(chǔ)單元中可以跳過(guò)對(duì)一個(gè)中 間比特的頁(yè)地址分配，如圖5所示。地址分配的跳過(guò)導(dǎo)致跳過(guò)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元 中對(duì)應(yīng)比特的編程操作。參照?qǐng)D5,在存儲(chǔ)單元M0和M3中，總共3個(gè)地址可被分配，其范圍 從配置為編程第1個(gè)比特的地址到配置為編程第3個(gè)比特的地址。在存儲(chǔ)單 元MO和M3中，從第1個(gè)比特到第3個(gè)比特的這3個(gè)比特將被依次地編程。 在這種情況下，編程狀態(tài)的散布將與圖4所示的第一個(gè)到第三個(gè)頁(yè)編程算法 的編程狀態(tài)的變換結(jié)果相同。在存儲(chǔ)單元M2中，可以不分配配置為編程第 3個(gè)比特的地址，而僅僅分配配置為編程第1個(gè)和第2個(gè)比特的地址。因此， 在存儲(chǔ)單元M2中僅僅第1個(gè)比特和第2個(gè)比特將被依次地編程。在這種情 況下，編程狀態(tài)的散布將與圖4所示的第一個(gè)和第二個(gè)編程算法的編程狀態(tài) 的變換結(jié)果相同。換句話說(shuō)，如果形成多電平單元的多個(gè)比特中最在前的一 個(gè)比特的編程沒(méi)有^皮跳過(guò)(例如，如果是存^f諸單元MO、 M3和M2的話)， 則該編程狀態(tài)的散布將與圖4所示的編程狀態(tài)的變換結(jié)果相同。
然而，在存儲(chǔ)單元M1中，也可以不分配配置為編程第2個(gè)比特的地址， 而可以僅僅分配配置為編程第l個(gè)和第3個(gè)比特的地址。在這種情況下，在 存儲(chǔ)單元M1中，將跳過(guò)對(duì)第2個(gè)比特的編程，而將在第l個(gè)比特被編程后 執(zhí)行第3比特的編程。每一個(gè)比特的編程操作與最在前的比特的編程狀態(tài)緊 密相關(guān)。如果執(zhí)行第3個(gè)比特的編程，而不考慮被跳過(guò)的第2個(gè)比特的編程， 可能會(huì)引致圖4的編程狀態(tài)從期望的形式變化到非期望的形式。這意味著在 第3個(gè)比特的編程期間如果不考慮被跳過(guò)的第2個(gè)比特的編程，則可能會(huì)出 現(xiàn)一些問(wèn)題。更簡(jiǎn)要地，如果不考慮被跳過(guò)的第i個(gè)比特(例如，第2個(gè)比 特)的編程而執(zhí)行第(i+l)個(gè)比特(例如，第3個(gè)比特)的編程，則在第
(i+l)個(gè)比特(例如，第3個(gè)比特)的編程期間，該存儲(chǔ)單元的一個(gè)或多 個(gè)LSB (最低有效比特)的數(shù)據(jù)比特(例如，第1個(gè)比特或第2個(gè)比特的數(shù) 據(jù)比特)可能從"1"變?yōu)?0"或從"0"變?yōu)?1"。這使閾值電壓的分布 和/或?qū)?yīng)的編程狀態(tài)變化為不期望的形式。因此，如果在第(i+l)個(gè)比特
(例如第3個(gè)比特)的編程中不考慮被跳過(guò)的第i個(gè)比特(例如第2個(gè)比特) 的編程，則在對(duì)第(i+l)個(gè)比特(例如第3個(gè)比特)的編程操作中可能發(fā) 生編程錯(cuò)誤。為了避免上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新的編程電壓和/或讀取 的方法，其中編程狀態(tài)的散布不變化(或其編程狀態(tài)的變換可被精確地反映 到讀取操作)，即使跳過(guò)對(duì)中間比特的編程操作。依據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例 的編禾呈方法和讀耳又方法如下。
圖6是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖。圖6說(shuō)明在多電平單元中依據(jù)是否執(zhí)行第i個(gè)比特的編程而對(duì)第(i+l )個(gè)比特編程的方
法的示例。圖7說(shuō)明依據(jù)圖6的編程方法的編程狀態(tài)的變換。圖7是依據(jù)本 發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例，在跳過(guò)對(duì)3比特的多電平單元中的第2個(gè)比特的編程的 情況下，第3個(gè)比特的編程狀態(tài)的變換示例。將在下面描述的編程和讀取特 性并不局限于3比特多電平單元，其也可以應(yīng)用于多電平單元的其它多種形 式。
參照?qǐng)D6，依據(jù)本發(fā)明的編程快閃存儲(chǔ)器件的方法是當(dāng)執(zhí)行第(i+l) 個(gè)比特的編程時(shí)，初始檢查與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特(例如第2個(gè)) 對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元的狀態(tài)(SIOOO)。標(biāo)志信息FL存儲(chǔ)在標(biāo)志單元中，并指示 第i個(gè)比特是否被編程(即，指示第i個(gè)頁(yè)編程算法是否被執(zhí)行)。例如，如 果被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特被編程，則在對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元中的標(biāo)志信 息FL被設(shè)置為一預(yù)定值(例如"1"或"0")。如果被選中的存儲(chǔ)單元的第 i個(gè)比特未^皮編程，則在對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元中的標(biāo)志信息FL將不#皮{殳置。
作為S1000的識(shí)別結(jié)果，如果與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特對(duì)應(yīng)的 標(biāo)志信息FL被設(shè)置為一預(yù)定值，則執(zhí)行第(i + 1 )個(gè)(例如，第3個(gè))頁(yè) 編程算法(S1100)。在S1100，應(yīng)用普通第(i+l)個(gè)頁(yè)編程算法的ISPP編 程條件(例如，編程電壓電平Vpgm,編程電壓Vpgm的供給次數(shù)，增加的 電壓量(AV)，編程電壓的供給周期)。在這種情況下，不跳過(guò)中間比特的 編程操作。因此，第(i+l)個(gè)比特的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換與圖4所示的第(i+l) 個(gè)比特的編程狀態(tài)相對(duì)應(yīng)作為期望的形式。
作為S1000的識(shí)別結(jié)果，如果與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特(例如 第2個(gè))對(duì)應(yīng)的標(biāo)志信息FL沒(méi)有被設(shè)置為一預(yù)定值，則執(zhí)行第i個(gè)頁(yè)編程 算法，該算法將被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特編程為"1" (S1200)。換句 話說(shuō)，在步驟S1200，將被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特一律編程為數(shù)據(jù)值 "1",而不要考慮要被編程的數(shù)據(jù)值。在步驟S1200，應(yīng)用第i個(gè)頁(yè)編程算 法的ISPP編程條件。依據(jù)外部的(例如，存儲(chǔ)控制器)或內(nèi)部的(例如， 控制電路150)的控制，該ISPP編程條件可以變化或修改成多種形式。從在 步驟S1200執(zhí)行的編程操作獲得的第i個(gè)比特的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換等于圖7所 示的1201和1202。隨后，該過(guò)程移至步驟S1100以執(zhí)行普通第(i+l )個(gè)(例 如，第3個(gè))頁(yè)編程算法。在該第(i+l)個(gè)頁(yè)編程算法中，依據(jù)加載到頁(yè) 緩沖器的編程數(shù)據(jù)值，將被選中的存儲(chǔ)單元的第(i+l )個(gè)比特的值編程為"o"或"r，。作為在步驟siioo執(zhí)行的編程算法的結(jié)果，第(i+i)個(gè)比特
的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換等于圖7所示的1101和1102。圖7所示的1101和1102 的編程狀態(tài)與圖4所示的第(i+l)個(gè)比特的編程狀態(tài)相對(duì)應(yīng)作為期望的形 式。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的編程方法是在執(zhí)行第(i+l)個(gè)頁(yè)編程算法之 前初始驗(yàn)證是否執(zhí)行了第i個(gè)比特的編程。接著依據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，正常地執(zhí)行 第(i+l)個(gè)頁(yè)編程算法，或者在第i個(gè)比特被編程為"1"后，執(zhí)行第(i+l) 個(gè)頁(yè)編程算法。根據(jù)該編程方法，編程的轉(zhuǎn)換可以逐步地進(jìn)行，并且即使在 中間比特的編程被跳過(guò)的情況下，也可以獲得期望的編程狀態(tài)(例如，圖4) 而沒(méi)有編程錯(cuò)誤。從第(i+l)個(gè)頁(yè)編程開(kāi)始，而不考慮被跳過(guò)的第i個(gè)比特 的編程的快速編程的狀態(tài)變化，可能增加來(lái)自相鄰存儲(chǔ)單元之間的電荷耦合 的感應(yīng)。為了避免這個(gè)情況，如果中間比特的編程^皮跳過(guò)，則本發(fā)明的編程 方法就在該中間比特處寫(xiě)入假數(shù)據(jù)(即1 )。從而，編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可以逐步 地執(zhí)行。在該編程方法中，來(lái)自電荷耦合的感應(yīng)可以被降低，并且即使中間 比特的編程被跳過(guò)，也可以準(zhǔn)確地執(zhí)行稍后將要執(zhí)行的一比特的編程。參照 圖7所示，可以看到，即使中間比特的編程被跳過(guò)，第(i+l)個(gè)比特的編 程狀態(tài)仍與圖4所示的第(i+l)個(gè)比特的編程狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。在這種情況下， 在普通讀取操作期間，可以讀取依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的編程方法編程的 數(shù)據(jù)值而不需要單獨(dú)的電壓調(diào)節(jié)。
圖8是依據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖。圖8說(shuō)明依據(jù)在 多電平單元中是否執(zhí)行第i個(gè)比特的編程來(lái)編程第(i+l)個(gè)比特的方法的示 例。圖9說(shuō)明依據(jù)圖8的編程方法的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。圖9是在如果一3比 特多電平單元的第2個(gè)比特的編程被跳過(guò)時(shí)，依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的第 3個(gè)比特的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的示例。將在下面描述的編程和讀取特性并不局 限于3比特多電平單元，其也可以應(yīng)用于多電平單元的其它多種形式。
參照?qǐng)D8，依據(jù)本發(fā)明編程快閃存儲(chǔ)器件的方法是當(dāng)執(zhí)行對(duì)第(i+l) 個(gè)比特的編程時(shí)，初始檢查與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特(例如第2個(gè)) 對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元的狀態(tài)(S2000)。作為步驟S2000的識(shí)別結(jié)果，如果與被選 中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志信息FL被設(shè)置為一預(yù)定值，則執(zhí)行 第(i+l)個(gè)(例如第3個(gè))頁(yè)編程算法(S2100)。在步驟S2100,應(yīng)用普通 第(i+l)個(gè)頁(yè)編程算法的ISPP編程條件。在這種情況下，不跳過(guò)中間比特的編程操作，因此，步驟中的編程狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖4所示。
作為步驟S2000的識(shí)別結(jié)果，如果與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特(例 如第2個(gè))對(duì)應(yīng)的標(biāo)志信息FL沒(méi)有被設(shè)置為一預(yù)定值，則在第i+l個(gè)頁(yè)編 程算法的ISPP編程條件中設(shè)置編程條件(S2200)。接著通過(guò)使用在步驟 S2200設(shè)置的編程條件，執(zhí)行第i個(gè)(例如，第2個(gè))頁(yè)編程算法(S2300 )。 基本上，在步驟S2300編程的數(shù)據(jù)是被選中的存儲(chǔ)單元的第(i+l)個(gè)比特 (參見(jiàn)圖9的2301和2302 ),并且等于或少于第i個(gè)的一比特的值保持在前 的狀態(tài)(參見(jiàn)圖9的2001和2002 )。
正如本領(lǐng)域的人員所公知的，用于第(i+l )個(gè)頁(yè)編程算法的編程電壓 Vpgm的電平高于用于第i個(gè)頁(yè)編程算法的編程電壓Vpgm的電平。因此， 在步驟S2300執(zhí)行的第i個(gè)頁(yè)編程算法的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，高于從普通第i 個(gè)頁(yè)編程算法獲得的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。換句話說(shuō)，依據(jù)本發(fā)明的編程方法， 由于該更高的ISPP編程條件，第(i-l)個(gè)編程狀態(tài)值(例如，第1個(gè))直 接轉(zhuǎn)換到第(i+l )個(gè)編程狀態(tài)值(例如，第3個(gè))。所獲得的第(i+l )個(gè)編 程狀態(tài)值(例如，第3個(gè))直接與圖4的編程狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。因此，在普通讀 取操作期間，可以讀取依據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的編程操作編程的數(shù)據(jù)值而 不需要單獨(dú)的電壓調(diào)節(jié)。
圖IO是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的編程方法的流程圖。圖10是依 據(jù)在多電平單元中是否執(zhí)行第i個(gè)比特的編程而對(duì)第(i+l )個(gè)比特編程的方 法的示例。圖11說(shuō)明依據(jù)圖10的編程方法的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。圖11是如 果一 3比特多電平單元的第2個(gè)比特的編程被跳過(guò)時(shí)，依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí) 施例的第3個(gè)比特的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的示例。將在下面描述的編程和讀取特 性并不局限于3比特多電平單元，其也可以應(yīng)用于多電平單元的其它多種形 式。
參照?qǐng)D10,依據(jù)本發(fā)明的編程快閃存儲(chǔ)器件的方法是當(dāng)執(zhí)行第(i+l) 個(gè)比特的編程時(shí)，初始檢查與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特(例如第2個(gè)) 對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元的狀態(tài)(S3000)。作為步驟S3000的識(shí)別結(jié)果，如果與被選 中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志信息FL纟皮設(shè)置為一預(yù)定值，則#1行 第(i+l)個(gè)(例如第3個(gè))頁(yè)編程算法(S3100)。在步驟S3100，應(yīng)用普通 第(i+l )個(gè)頁(yè)編程算法的ISPP編程條件。在這種情況下，不跳過(guò)中間比特 的編程操作，因此，步驟中的編程狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖4所示。作為步驟S3000的識(shí)別結(jié)果，如果與被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特(例 如第2個(gè))對(duì)應(yīng)的標(biāo)志信息FL沒(méi)有祐:設(shè)置為一預(yù)定值，則在第i個(gè)頁(yè)編程 算法的ISPP編程條件中設(shè)置編程條件(S3200)。依據(jù)外部的(例如，存儲(chǔ) 控制器)或內(nèi)部的(例如，控制電路150)的控制，該ISPP編程條件可以變 化或修改成多種形式。接著通過(guò)使用在步驟S3200設(shè)置的編程條件，執(zhí)行第 i個(gè)(例如，第2個(gè))頁(yè)編程算法(S3300)。在步驟S3300的編程中使用的 數(shù)據(jù)是從頁(yè)緩沖器加載的要在第(i+l)個(gè)比特處編程的數(shù)據(jù)。依據(jù)該編程 方法，所加載的要在第(i+l )個(gè)比特編程的數(shù)據(jù)，在被選中的存儲(chǔ)單元的 所有的第(i+l )個(gè)比特和第i個(gè)比特中被編程(參見(jiàn)圖11的3201及3202)。 結(jié)果，第(i+l )個(gè)比特和第i個(gè)比特具有相等的值，并且第(i-l )個(gè)比特的 值保持在前的編程狀態(tài)(參見(jiàn)圖11的3001和3002)。
依據(jù)本發(fā)明的上面的編程方法，利用第i個(gè)頁(yè)編程算法的ISPP條件，對(duì) 被選中的存儲(chǔ)單元的第(i+l )個(gè)比特編程。在這種情況下，要編程的第(i+l ) 個(gè)比特被編程到期望的值，但是其編程狀態(tài)被轉(zhuǎn)換以使得與編程算法的編程 狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。因此，通過(guò)使用在普通讀取操作期間讀取第i個(gè)比特時(shí)所使用 的電壓，讀取被編程的第(i+l)個(gè)比特的數(shù)據(jù)值。依據(jù)外部的(例如，存 儲(chǔ)控制器)或內(nèi)部的(例如，控制電路150)的控制，讀取電壓的調(diào)節(jié)可以 修改為多種形式。
圖12是說(shuō)明讀取依據(jù)圖10的方法而被編程的第(i+l)個(gè)比特的值的 方法的流程圖。圖12所示的讀取方法作為被編程的多電平單元的第(i+l) 個(gè)比特的普通讀取方法的流程圖來(lái)示出。
參照?qǐng)D12，為了讀取被選中的存儲(chǔ)單元的第(i+l)個(gè)比特值，檢查標(biāo) 志單元的狀態(tài)，標(biāo)志單元的狀態(tài)()與要被讀取的比特(即第(i+l ) 個(gè)比特)和最在前的比特(即第i個(gè)比特)相對(duì)應(yīng)(S4000 )。作為步驟S4000 的識(shí)別結(jié)果，如果與第i+l個(gè)比特和第i個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元的狀態(tài) "w，",均被設(shè)置為一預(yù)定值，則執(zhí)行對(duì)第(i+l)個(gè)比特的普通讀取操作而
不4務(wù)改讀耳又電壓(S4100)。
作為步驟S4000的識(shí)別結(jié)果，如果與第(i+l)個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元 的狀態(tài)"'"被設(shè)置為一預(yù)定值(即，如果標(biāo)志單元的狀態(tài)凡'與第i個(gè)比特對(duì) 應(yīng)，其為沒(méi)有設(shè)置的最在前的比特)，則該讀取電壓被重置為第i個(gè)比特的普 通讀取電壓，接著使用該電壓執(zhí)行對(duì)第(i+l)個(gè)比特的讀取4喿作(S4200)。依照該數(shù)據(jù)讀取操作，可以執(zhí)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)讀取操作。
5] 13是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的編程方法的流移岡岡13是第
(i+l)個(gè)比特的編程方法的示例。圖14說(shuō)明依據(jù)圖13的編程方法的存儲(chǔ) 單元的編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。圖14是說(shuō)明如果一 3比特多電平單元中的第2個(gè) 比特的編程^皮跳過(guò)時(shí)，依據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的第3個(gè)比特的編程狀態(tài)的 轉(zhuǎn)換的示例。
參照?qǐng)D13和圖14,在執(zhí)行第(i+l )個(gè)比特(如，第3個(gè)比特)的編程 期間，依據(jù)本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件的編程方法直接執(zhí)行對(duì)第(i+l)個(gè)比特 的編程而不考慮是否執(zhí)行了被選中的存儲(chǔ)單元的在前比特(例如第2個(gè)比特) 的編程(S5000)。在這種情況下，不進(jìn)行該編程電壓的另外的調(diào)節(jié)，并且使 用當(dāng)前編程算法(即第(i+l)個(gè)頁(yè)編程算法)所需要的相同的ISPP編程條 件。在圖14中的5101至5103示出了該編程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
在執(zhí)行了第(i+l )個(gè)頁(yè)編程算法之后，確定與標(biāo)志單元對(duì)應(yīng)的標(biāo)志信 息FL。如在前執(zhí)行的頁(yè)編程算法的情況一樣，執(zhí)行該標(biāo)志信息FL的設(shè)置操 作。例如，如果被選中的存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特被編程，則在對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單 元中標(biāo)志信息FL將被設(shè)置為一預(yù)定值(例如"1"或"0");如果被選中的 存儲(chǔ)單元的第i個(gè)比特沒(méi)有^:編程，則在對(duì)應(yīng)標(biāo)志單元中標(biāo)志信息FL將不 被設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的編程方法，如果第2個(gè)比特的編程^皮跳過(guò)，則第3個(gè)比特 的編程狀態(tài)的散布將與圖4的編程狀態(tài)的散布不同。即使已經(jīng)改變?cè)摼幊虪?態(tài)的散布分布，然而，如果依據(jù)是否已經(jīng)執(zhí)行在前比特的編程而調(diào)節(jié)讀取電 壓，仍可以準(zhǔn)確地讀取在第(i+l )個(gè)比特中被編程的值。因此，當(dāng)執(zhí)行對(duì) 使用以上特性被編程的比特的讀取操作時(shí)，依據(jù)對(duì)在前比特的編程是否執(zhí)行 來(lái)調(diào)節(jié)當(dāng)前要被讀取的比特的讀取電壓。依據(jù)外部(例如，存儲(chǔ)控制器)或 內(nèi)部(例如，控制電路150)的控制，讀取電壓可以修改為多種形式。
圖15是說(shuō)明依據(jù)圖13所示的方法被編程的第(i+l)個(gè)比特的值的讀 取方法的流程圖。在被編程的多電平單元的第(i+l )個(gè)比特的普通讀取方 法的流程圖中示出圖15的讀取方法。
參照?qǐng)D15,為了讀取在被選中的存儲(chǔ)單元中的第(i+l)個(gè)比特的值， 檢查標(biāo)志單元的狀態(tài)，標(biāo)志單元的狀態(tài)(凡w，^')與要被讀取的比特(即 第(i+l)個(gè)比特)和最在前的比特(即第i個(gè)比特)相對(duì)應(yīng)(S6000 )。作為步驟S6000的識(shí)別結(jié)果，如果與第(i+l )個(gè)比特和第i個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單
二丄厶、1 l-去.,. JJr 、丄as A /士 m.i _1上 ,' 人，,lJ"一 /畫(huà)丄,2 、土 tr— jji t zucrji八；vi^ ' t久M^且/V JX&'I且,^'Jr)/^1J" 丄T丄'I — PU1T MV百"1^坎a入4水'l'F町J
不修改讀取電壓(S6100)。在這種情況下，使用相同的被-定義用以讀取第
(i+l)個(gè)比特的普通讀取電壓。
作為步驟S6000的識(shí)別結(jié)果，如果與第(i+l)個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志單元 的狀態(tài)^"'被設(shè)置為一預(yù)定值(即，如果標(biāo)志單元的狀態(tài)凡'與第i個(gè)比特相
對(duì)應(yīng)，該第i個(gè)比特是沒(méi)有被設(shè)置的最在前的比特)，則使用設(shè)置的以與圖 15的編程狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的讀取電壓執(zhí)行對(duì)該第(i+l)個(gè)比特的讀取操作 (S6200)。依據(jù)圖14所示的編程狀態(tài)定義該讀取電壓的電平。依據(jù)圖13至 15中所示的編程方法和讀取方法，由于在編程操作期間，編程可以由統(tǒng)一的 控制方法執(zhí)行而不考慮是否跳過(guò)了中間比特的編程，編程才乘作的控制系統(tǒng)簡(jiǎn) 單。另外，由于當(dāng)前將被讀取的比特的讀取電壓是依據(jù)在前比特的編程是否 被執(zhí)行而調(diào)節(jié)的，可以進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)讀取操作。
圖16說(shuō)明包括圖l的本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件100的存儲(chǔ)系統(tǒng)1000的配置。
參照?qǐng)D16,本發(fā)明的存儲(chǔ)系統(tǒng)1000包括快閃存儲(chǔ)器件IOO和存儲(chǔ)控制 器200?？扉W存儲(chǔ)器件100的配置與圖1所示的基本相同。因此，為了簡(jiǎn)潔 起見(jiàn)省略相同配置的描述。配置存儲(chǔ)控制器以便控制快閃存儲(chǔ)器件100。配 置快閃存儲(chǔ)器件100以便依據(jù)上述編程方法之一和依據(jù)上述讀取方法之一執(zhí) 行編程和/或讀取操作。通過(guò)在存儲(chǔ)控制器200或在快閃存儲(chǔ)器件100中的控 制電路150的控制，選擇將在編程和讀取中使用的編程電壓和讀取電壓。依 據(jù)在被選中的存儲(chǔ)單元中執(zhí)行的每一個(gè)比特的編程是否^皮執(zhí)行，通過(guò)存儲(chǔ)控 制器200中的控制電路150的控制，確定要在編程和讀取中使用的編程電壓 和讀取電壓。利用存儲(chǔ)在標(biāo)志單元中的標(biāo)志信息FL來(lái)確定被選中的存儲(chǔ)單 元中的每一個(gè)比特的編程操作是否被完成。
圖16的快閃存儲(chǔ)系統(tǒng)1000可以包括存儲(chǔ)卡和/或存儲(chǔ)卡系統(tǒng)。在這種情 況下，存儲(chǔ)控制器200可以被配置為能夠通過(guò)不同的接口協(xié)議(例如，USB、 MMC、 PCI畫(huà)E、 ATA (高級(jí)技術(shù)附件Advanced Technology Attachment)、串 行ATA、并行ATA、 SCSI、 SAS (串行連接SCSI)、 ESDI以及IDE (集成 驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備))中的之一，與外部源(例如，主機(jī))通信。眾所周知，快 閃存儲(chǔ)器件是非易失性存儲(chǔ)器件，其能夠在即使停止電源供給的情況下也能夠保留所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。由于這個(gè)特性，快閃存儲(chǔ)器件被更加廣泛地使用，不
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'i入t尸yj ^uys"^r'問(wèn),f r f tv i"V"^m卞'i裕ka 4卞'i艱門(mén)、「巨—^ w、 w^5、i^疋？r工吧"y、， 給都必須保留的信息。具有此類(lèi)特性的快閃存$#器件可以應(yīng)用在移動(dòng)i殳備 中，例如，蜂窩電話、PDA數(shù)字照相機(jī)、便攜游戲控制臺(tái)或MP3P，以及也 可以用于家庭應(yīng)用中，例如，HDTV、 DVD、；洛由器或GPS。
圖17是包括本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件100的計(jì)算系統(tǒng)的配置。
參照?qǐng)D17,本發(fā)明的計(jì)算系統(tǒng)2000包括電連接到總線400的快閃存儲(chǔ) 器件100以及存儲(chǔ)控制器200、諸如基帶芯片組的調(diào)制解調(diào)器300、微處理 器500和用戶接口 600。圖17的快閃存儲(chǔ)器件IOO被配置為與圖l所示的基 本相同。由微處理器500處理或?qū)⑻幚淼腘比特?cái)?shù)據(jù)(N是1或更大的正數(shù))， 通過(guò)快閃存儲(chǔ)器件100中的存儲(chǔ)控制器被存儲(chǔ)。
配置快閃存儲(chǔ)器件100以便依據(jù)上述所述編程方法之一和所述讀取編程 方法之一來(lái)執(zhí)行編程或讀取操作。通過(guò)在存儲(chǔ)控制器200中或在快閃存儲(chǔ)器 件100中的控制電路150的控制，來(lái)選擇將在編程和讀取中使用的編程電壓 和讀取電壓。依據(jù)在被選中的存儲(chǔ)單元中執(zhí)行的每一個(gè)比特的編程是否被執(zhí) 行，通過(guò)在存儲(chǔ)控制器200中的控制電路150的控制，確定將在編程和讀取 中使用的編程電壓和讀取電壓。利用存儲(chǔ)在標(biāo)志單元中的標(biāo)志信息FL來(lái)確 定被選中的存儲(chǔ)單元的每一個(gè)比特的編程操作是否被完成。
如果依據(jù)本發(fā)明的計(jì)算系統(tǒng)是用于移動(dòng)設(shè)備，則可以提供用于供給計(jì)算 系統(tǒng)的工作電壓的額外的電池700。盡管未在圖中示出，對(duì)本領(lǐng)域的人員來(lái) 講應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是依據(jù)本發(fā)明的計(jì)算系統(tǒng)中也可以提供更進(jìn)一步的設(shè) 備，例如應(yīng)用芯片組，照相機(jī)圖像處理器(CIS)或移動(dòng)DRAM。存儲(chǔ)控制 器200和快閃存儲(chǔ)器件IOO可以形成，例如，使用用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性 存儲(chǔ)器的SSD (固態(tài)驅(qū)動(dòng)/硬盤(pán)Solid State Drive/Disk )。
依據(jù)本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件和/或存儲(chǔ)控制器可以使用不同的封裝形式 來(lái)裝配。依據(jù)本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件和/或存儲(chǔ)控制器可以使用下述封裝，例 如，PoP(層疊封裝)、球柵陣列(BGA)、芯片尺寸級(jí)封裝(CSP)、塑膠引 線載體封裝(PLCC)、塑料雙列直插封裝(PDIP)、壓模晶片封裝、壓模晶 片形式、板上芯片(COB)、雙列直插式陶乾封裝(CERDIP)，塑料公制四 方扁平封裝(MQFP)，薄四方扁平封裝(TQFP)、小外形(SOIC)，收縮型 小外形封裝(SSOP)，薄小外形封裝(TSOP)、薄四方扁平封裝(TQFP)、系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP ),多芯片封裝(MCP )、晶圓級(jí)制造封裝(WFP )、晶圓級(jí)<formula>formula see original document page 21</formula>、;已'i王大犯1" T ， 口J k乂15UW升^]吧 荷存儲(chǔ)層的不同的單元結(jié)構(gòu)中的一者來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元。具有電荷存儲(chǔ)層的單 元結(jié)構(gòu)包括使用電荷擷取層的電荷擷取快閃存結(jié)構(gòu)、其中在層中堆疊多個(gè)陣 列的堆疊快閃結(jié)構(gòu)、不包括源極/漏極的快閃結(jié)構(gòu)以及針型快閃結(jié)構(gòu)，這對(duì)于 本領(lǐng)域的人員是顯而易見(jiàn)的。
如上所述，即使在多電平單元(MLC)中被編程的多比特?cái)?shù)據(jù)的至少一
個(gè)比特的編程操作被跳過(guò)的情況下，下一個(gè)比特的編程也可以被準(zhǔn)確地執(zhí)行 而不受到影響。
另外，即使在多電平單元(MLC)中被編程的多比特?cái)?shù)據(jù)的至少一個(gè)比 特的編程操作被跳過(guò)的情況下，由于依據(jù)在多電平單元(MLC)中被編程的 每一個(gè)多比特?cái)?shù)據(jù)的編程是否被執(zhí)行來(lái)控制讀取操作，下一個(gè)比特的讀取操 作也可以被準(zhǔn)確地執(zhí)行。
盡管已經(jīng)連同在附圖中示出的本發(fā)明的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但其并不 局限于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的這些實(shí)施例可以被應(yīng)用到 其他類(lèi)型的存儲(chǔ)器件。以上公開(kāi)的主題內(nèi)容被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性 的，并且所附權(quán)利要求意欲覆蓋所有落入本發(fā)明真正的精神和范圍的此類(lèi)的 修改、改進(jìn)和其它實(shí)施例。因此，在法律允許的最大限度內(nèi)，通過(guò)對(duì)下面的 權(quán)利要求和它們的等價(jià)物的最大允許的解釋來(lái)確定本發(fā)明的范圍，并且其不 應(yīng)該由前述具體的描述來(lái)限制或局限。
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2007年10月23日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?10-2007-0106724的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過(guò)引用包含于此。
權(quán)利要求
1、一種編程快閃存儲(chǔ)器件的方法，該快閃存儲(chǔ)器件被配置為在每單位單元中編程多個(gè)比特，其中依據(jù)被選中編程的比特的最在前的比特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置該被選中的比特的編程條件。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述編程條件包括編程電壓Vpgm 的電平、編程電壓Vpgm的供給次數(shù)、增加的電壓量AV或編程電壓供 給周期中的至少一個(gè)，其可應(yīng)用于增量步進(jìn)脈沖編程ISPP的每一個(gè)編程 循環(huán)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，當(dāng)對(duì)該單元的第i+l個(gè)比特編 程而設(shè)置編程條件時(shí)，i是一個(gè)正數(shù)，該方法包括識(shí)別標(biāo)志信息以確定該單元的第i個(gè)比特的編程是否被跳過(guò)； 如果該第i個(gè)比特的編程未被跳過(guò)，則應(yīng)用用于該第i+l個(gè)比特編程算法的編程條件，以編程該單元的第i+l個(gè)比特；以及如果該第i個(gè)比特的編程被跳過(guò)，在該第i個(gè)比特處統(tǒng)一地編程一預(yù)定的數(shù)據(jù)，并且應(yīng)用用于該第i+l個(gè)比特編程算法的編程條件，以編程該單元的該第i+l個(gè)比特。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，將第i+l個(gè)比特的普通讀取電 壓施加到該被編程的第i+l個(gè)比特。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，當(dāng)對(duì)該單元的第i+l個(gè)比特編 程而設(shè)置編程條件時(shí)，i是一個(gè)正數(shù)，該方法包括識(shí)別標(biāo)志信息以確定該單元的第i個(gè)比特的編程是否^皮跳過(guò)； 如果該第i個(gè)比特的編程未被跳過(guò)，則應(yīng)用用于該第i+l個(gè)比特編程算法的編程條件，以編程該單元的第i+l個(gè)比特；以及如果該第i個(gè)比特的編程被跳過(guò)，則應(yīng)用用于該第i+l個(gè)比特編程算法的編程條件，以編程該單元的第i+l個(gè)比特。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，如果第i個(gè)比特的編程未被跳過(guò)，通 過(guò)第i+l個(gè)頁(yè)編程算法對(duì)第i+l個(gè)比特編程，以及如果第i個(gè)比特的編程 -故跳過(guò)，通過(guò)第i個(gè)頁(yè)編程算法對(duì)第i+l個(gè)比特編程。
7、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中通過(guò)使用用于第i+l個(gè)比特的普通讀:f又電壓來(lái)讀fU亥-故編程的第i+i個(gè)比特。
8、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中如果第i個(gè)比特的編程被跳過(guò)， 則第i個(gè)比特被編程為與第i+l個(gè)比特相同的值。
9、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中如果第i個(gè)比特的編程被跳過(guò)， 則通過(guò)使用用于第i個(gè)比特的普通讀取電壓來(lái)讀取該被編程的第i+l個(gè)比 特。
10、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)對(duì)該單元的第i+l個(gè)比特編程 而設(shè)置編程條件時(shí)，i是一個(gè)正數(shù)，該方法包括應(yīng)用該第i+l個(gè)比特編程算法的編程條件，以編程該單元的第i+l個(gè) 比特，而不考慮該單元的第i個(gè)比特的編程是否被跳過(guò)，其中，在該單元 處執(zhí)行該第i+l個(gè)頁(yè)編程算法。
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，如果該第i個(gè)比特的編程未 被跳過(guò)，則使用用于該第i+l個(gè)比特的普通讀取電壓來(lái)讀取該被編程的第 i+l個(gè)比特，以及如果該第i個(gè)比特的編程被跳過(guò)，則使用被定義以與該 第i+l個(gè)比特的編程狀態(tài)對(duì)應(yīng)的讀取電壓來(lái)讀取該被編程的第i+l個(gè)比 特。
12、 一種編程快閃存儲(chǔ)器件的方法，該快閃存儲(chǔ)器件被配置為在每 單位單元中編程多個(gè)比特，以及依據(jù)對(duì)被選中編程的比特的最在前的比 特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置被選中的比特的讀取電壓。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)對(duì)該單元的第i+l個(gè)比特編 程而設(shè)置編程條件時(shí)，i是一個(gè)正數(shù)，該方法包括識(shí)別標(biāo)志信息以確定對(duì)該單元的第i個(gè)比特的編程是否被跳過(guò)； 如果該第i個(gè)比特的編程未被跳過(guò)，則將該第i+l個(gè)比特的普通讀取電壓設(shè)置為該單元的第i+l個(gè)比特的讀取電壓；以及如果該第i個(gè)比特的編程^皮跳過(guò)，則將該第i個(gè)比特的普通讀取電壓設(shè)置為該單元的第i+l個(gè)比特的讀取電壓。
14、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，當(dāng)對(duì)該單元的第i+l個(gè)比特 編程而設(shè)置編程條件時(shí)，其中i是正數(shù)，該方法包括識(shí)別標(biāo)志信息以確定對(duì)該單元的第i個(gè)比特的編程是否被跳過(guò)；如果該第i個(gè)比特的編程未被跳過(guò)，則將該第i+l個(gè)比特的普通讀取電壓設(shè)置為該單元的第i+l個(gè)比特的讀取電壓；以及如果該第i個(gè)比特的編程^皮跳過(guò)，則將定義為與第i+l個(gè)比特的編程 狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的讀取電壓設(shè)置為該單元的第i+l個(gè)比特的讀取電壓。
15、 一種快閃存儲(chǔ)器件，包括被配置為在每單元中對(duì)多個(gè)比特編程的存儲(chǔ)單元陣列；以及 控制電路，被配置為依據(jù)在該單元中將要被編程的比特的最先前的 比特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置將要被編程的比特的編程條件。
16、 如權(quán)利要求15所述的快閃存儲(chǔ)器件，其中，所述編程條件包括 編程電壓Vpgm的電平、編程電壓Vpgm的供給次數(shù)、增加的電壓量AV 或編程電壓供給周期中的至少一個(gè)，其可應(yīng)用到增量步進(jìn)脈沖編程ISPP 的每一個(gè)編禾呈循環(huán)。
17、 如權(quán)利要求15所述的快閃存儲(chǔ)器件，其中，所述控制電路依據(jù) 將要從該單元讀取的比特的最先前的比特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置將要 讀取的比特的讀取電壓。
18、 一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括 快閃存儲(chǔ)器件；以及存儲(chǔ)控制器，被配置用來(lái)控制該快閃存儲(chǔ)器件，其中該快閃存儲(chǔ)器 件包括權(quán)利要求15所述的快閃存儲(chǔ)器件。
19、 一種計(jì)算系統(tǒng)，包括 主機(jī)；快閃存儲(chǔ)器件；以及存儲(chǔ)控制器，被配置用來(lái)依據(jù)來(lái)自主機(jī)的請(qǐng)求控制該快閃存儲(chǔ)器件， 其中該快閃存儲(chǔ)器件包括權(quán)利要求15所述的快閃存儲(chǔ)器件。
全文摘要
本發(fā)明的快閃存儲(chǔ)器件被配置用來(lái)對(duì)每單位單元中多個(gè)比特編程，其中依據(jù)被選中進(jìn)行編程的比特的最在前的比特的編程是否被跳過(guò)來(lái)設(shè)置被選中比特的編程條件。結(jié)果，即使在中間比特的編程被跳過(guò)時(shí)，也可以準(zhǔn)確地進(jìn)行編程和讀取操作。
文檔編號(hào)G11C16/10GK101430933SQ200810177840
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者姜東求, 李承宰, 蔡?hào)|赫 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社