非易失性存储器设备及其操作方法与流程

本申请要求于2017年10月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2017-0132754的权益，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术：

本发明的构思涉及一种存储器设备，并且更具体地，涉及检测和修复有缺陷字线的非易失性存储器设备及其操作方法。

存储器设备可以用于存储数据，并且可以被分类为非易失性存储器设备和易失性存储器设备。作为非易失性存储器设备的实例，闪速存储器设备可以应用于便携式电话、数字照相机、个人数字助理(pda)、移动计算机设备、固定计算机设备和/或其他设备。近来，因为信息通信设备配备有多种功能，所以期望大容量且高度集成的存储器设备。

技术实现要素：

本发明的构思提供了一种非易失性存储器设备及其操作方法。

根据本发明构思的一些示例性实施例，提供了一种非易失性存储器设备的操作方法，所述非易失性存储器设备包括分别连接到多个字线的多个存储器单元，所述操作方法包括：将擦除检测电压施加到所述多个字线中的所选字线，以响应于编程命令对连接到所述所选字线的存储器单元执行擦除检测操作；在所述擦除检测操作之后，将编程电压施加到所述所选字线；以及对已经执行所述擦除检测操作的所述存储器单元中的欠擦除(undererased)单元的数目进行计数。

根据本发明构思的一些示例性实施例，提供了一种非易失性存储器设备的操作方法，所述非易失性存储器设备包括分别连接到多个字线的多个存储器单元，所述操作方法包括：响应于编程命令，将编程电压施加到所述多个字线中的所选字线；在施加所述编程电压之后，将擦除检测电压施加到所述所选字线，以对连接到所述所选字线的存储器单元中的禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作；以及对已经执行所述擦除检测操作的所述禁止编程的存储器单元中的欠擦除单元的数目进行计数。

根据本发明构思的一些示例性实施例，提供了一种非易失性存储器设备的操作方法，所述非易失性存储器设备包括分别连接到多个字线的多个存储器单元，所述操作方法包括：响应于编程命令，将编程电压施加到所述多个字线中的所选字线；通过使用编程验证电压，对连接到所述所选字线的存储器单元中的已编程的存储器单元执行编程验证操作；通过使用所述编程验证电压，对连接到所述所选字线的所述存储器单元中的禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作；以及对已经执行所述擦除检测操作的所述禁止编程的存储器单元中的欠擦除单元的数目进行计数。

根据本发明构思的一些示例性实施例，提供了一种非易失性存储器设备，所述非易失性存储器设备包括：存储器单元阵列，其包括分别连接到多个字线的多个存储器单元；页面缓冲器单元，其包括多个页面缓冲器，所述多个页面缓冲器分别连接到与所述多个字线中的所选字线连接的存储器单元，并且配置为在对所述所选字线执行编程操作之前或之中分别存储所述存储器单元的擦除检测结果；以及计数器，其连接到所述多个页面缓冲器，并且配置为从所述擦除检测结果来对欠擦除单元的数目进行计数。

附图简述

通过以下结合附图的详细描述，可以更清楚地理解本发明构思的示例性实施例，在附图中：

图1是示出根据实施例的存储器系统的框图；

图2a和图2b示出包括有缺陷字线的存储器设备的操作的实例；

图3是示出根据实施例的存储器设备的框图；

图4示出图3的第一存储器块的等效电路图；

图5是示出图3的第一存储器块的立体图；

图6a示出图4的存储器单元的阈值电压分布；

图6b示出形成图6a的阈值电压分布的编程方法；

图7是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图；

图8示出基于图7的操作方法的存储器单元的阈值电压分布；

图9是示出根据实施例的存储器设备的编程方法的流程图；

图10a和图10b是示出图9的编程方法的时序图(timingdiagram)；

图11a至图11c示出根据实施例的用于执行编程方法的编程序列；

图12和图13是根据一些示例实施例的示出存储器控制器与存储器设备之间的操作的流程图；

图14示出根据实施例的存储器设备；

图15是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图；

图16示出基于图15的操作方法的存储器单元的阈值电压分布；

图17是示出根据实施例的存储器设备的编程方法的流程图；

图18a和图18b是示出图17的编程方法的时序图；

图19是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图；

图20a是示出根据实施例的页面缓冲器的电路图；

图20b是示出应用于图20a的页面缓冲器的控制信号的时序图；

图21示出基于图19的操作方法的存储器单元的阈值电压分布；

图22示出根据实施例的存储器设备；

图23是示出根据实施例的存储器设备的编程方法的流程图；

图24是用于描述图22的页面缓冲器单元的基于图23的编程方法的操作的实例的时序图；

图25a和图25b是示出图23的编程方法的时序图；

图26是用于描述图22的页面缓冲器单元的基于图23的编程方法的操作的实例的时序图；

图27是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图；以及

图28是示出根据实施例的存储器设备被应用于固态驱动器(ssd)系统的实例的框图。

具体实施方式

上述方法的各种操作可以通过能够执行操作的诸如各种硬件、电路和/或(多个)模块的任何合适的装置来执行。结合本文公开的实施例所描述的方法或算法和功能的块或步骤可以直接体现为硬件。

在下文中，将参照附图详细地描述各实施例。

图1是示出根据实施例的存储器系统10的框图。

参考图1，存储器系统10可以包括存储器设备100和存储器控制器200。存储器设备100可以是或者可以包括非易失性存储器设备，并且可以实现为存储器芯片。存储器设备100可以包括存储器单元阵列110、页面缓冲器单元120和计数器130。在一些示例性实施例中，存储器系统10可以利用嵌入到电子设备中的内部存储器来实现，并且例如可以是或者可以包括嵌入式通用闪存(universalflashstorage,ufs)存储器设备、嵌入式多媒体卡(emmc)或固态驱动器(ssd)。在一些示例性实施例中，存储器系统10可以利用可附接到电子设备/从电子设备上可拆卸的外部存储器以及例如ufs存储卡、紧凑型闪存(cf)、安全数字(sd)、微型安全数字(micro-sd)、迷你安全数字(mini-sd)、极端数字(xd)或记忆棒来实现。

响应于来自主机host的读取/写入请求，存储器控制器200可以控制存储器设备100来读取存储在存储器设备100中的数据或存储器设备100中的编程数据。详细地说，存储器控制器200可以向存储器设备100提供命令cmd、地址addr和控制信号ctrl，以控制对存储器设备100的编程操作、读取操作和擦除操作。另外，可以在存储器控制器200与存储器设备100之间发送或接收要编程和读取的数据data。存储器控制器200可以包括错误校正码(ecc)引擎210，并且ecc引擎210可以校正从存储器设备100接收的数据中的错误。

存储器单元阵列110可以包括多个存储器单元，并且例如，多个存储器单元可以是闪速存储器单元。在下文中，将描述多个存储器单元是闪速存储器单元的实例。然而，本实施例不限于此。在其他实施例中，多个存储器单元可以是电阻式存储器单元，诸如电阻式随机存取存储器(reram)、相变随机存取存储器(pram)或磁性随机存取存储器(mram)。在一些示例性实施例中，存储器单元阵列110可以包括二维(2d)存储器单元阵列。在一些示例性实施例中，存储器单元阵列110可以包括包含多个nand串的三维(3d)存储器单元阵列，如以下参照图4和图5所述。

3d存储器单元阵列可以是或者可以包括电路，该电路包括设置在硅衬底上的有源区，并且与每个存储器单元的操作相关联，并且可以以单片式配置在存储器单元阵列中的至少一个的物理级上，每个存储器单元阵列包括设置在衬底上或衬底中的电路。单片式可以表示构成阵列的级的层正好堆叠在该阵列的更低级的层上。在实施例中，3d存储器单元阵列可以包括在垂直方向上布置的多个nand串，以便将至少一个存储器单元设置在另一个存储器单元上。该至少一个存储器单元可以包括电荷陷阱层。美国专利公开号7,679,133、8,553,466、8,654,587和8,559,235以及美国专利申请号2011/0233648公开了3d存储器单元阵列的适当元件，该3d存储器单元阵列包括多个级，并且在该3d存储器单元阵列中，多个级之间共享字线和/或位线。在本说明书中，上述参考文献通过引用整体并入本文。

页面缓冲器单元120可以存储每个存储器单元的擦除检测结果，并且可以基于所存储的擦除检测结果来输出页面缓冲器信号。在实施例中，在编程操作中，当将擦除检测电压施加到所选字线时，擦除检测结果可以对应于分别连接到位线的每个感测节点的电压。在实施例中，擦除检测电压可以低于具有存储器单元的最低编程状态的验证电压(例如，图6a的vvfy1)。在实施例中，擦除检测电压可以与具有存储器单元的最低编程状态的验证电压相同，并且连接到将执行擦除检测的存储器单元的感测节点的展开(develop)时间可以短于连接到已编程的存储器单元的感测节点的展开时间。

计数器130可以从页面缓冲器单元120接收页面缓冲器信号，并且可以基于所接收的页面缓冲器信号来对关断(off)或欠擦除(undererased)单元的数目进行计数。在这种情况下，每个欠擦除单元的阈值电压可以大于擦除检测电压。在实施例中，欠擦除单元可以对应于未正常执行擦除操作的存储器单元。欠擦除单元可以是这样一个单元：在将擦除操作施加到单元之后，其仍具有大于擦除检测电压的阈值电压。在实施例中，欠擦除单元可以对应于已正常执行擦除操作但由于编程干扰而导致阈值电压已经增加的存储器单元。

如果所计数的欠擦除单元的数目大于参考位计数，则可以将所选字线确定为有缺陷字线。此时，存储器设备100可以结束对连接到有缺陷字线的存储器单元的编程操作，并且可以将连接到有缺陷字线的存储器单元作为失败块进行处理。在实施例中，存储器设备100可以向存储器控制器200提供失败消息。在实施例中，存储器设备100可以将通过将所计数的欠擦除单元的数目与参考位计数进行比较所获得的比较结果提供给存储器控制器200。如果所计数的欠擦除单元的数目小于或等于参考位计数，则存储器设备100可以不将所选字线确定为有缺陷字线。此时，存储器设备100可以连续地对连接到所选字线的存储器单元执行编程操作。

图2a示出了包括有缺陷字线的存储器设备的操作的实例。参考图2a，可以对存储器设备执行擦除操作，并且然后，通过将擦除验证电压ers_vfy施加到字线wl，可以执行擦除验证操作。字线wl中的有缺陷字线wla可能由于存储器设备的劣化和/或由编程/擦除周期的增加而导致的处理错误而出现。此时，可能不会对连接到有缺陷字线wla的存储器单元正常执行擦除操作，并且连接到有缺陷字线wla的每个存储器单元的阈值电压可能不会被充分降低到擦除验证电压ers_vfy或更低。

如果对字线wl执行擦除验证操作，则获得精确的擦除验证结果，但是随着字线wl数目的增加，擦除验证的次数增加，这可能导致擦除验证操作所花费的时间过度增加。因此，通过将擦除验证电压ers_vfy同时施加到字线wl，可以同时对字线wl执行擦除验证操作，或者可以将字线wl划分为两个或更多个组，并且可以对该两个或更多个组中的每一组执行擦除验证操作。在这种情况下，擦除验证操作所花费的时间减少，但擦除验证结果的准确度可能降低。例如，连接到有缺陷字线wla的存储器单元未被正常地擦除，而是可能根据擦除验证结果而被识别为擦除通过(erasepass)。

在擦除通过之后对连接到有缺陷字线wla的存储器单元执行编程操作的情况下，未被正常擦除的存储器单元可以被编程为第一编程状态p1至第七编程状态p7，并且可以根据编程验证结果通过编程操作。例如，处于编程状态p5的单元可以具有大于rd5的阈值电压。在编程通过之后对连接到有缺陷字线wla的存储器单元执行擦除操作的情况下，由于目标状态是擦除状态e的存储器单元的异常阈值电压分布，可能发生读取错误。例如，处于擦除状态e的单元可能与处于编程状态p1的单元重叠，并且rd1的电压可能无法将处于擦除状态e的单元与处于编程状态p1的单元区分开。详细地说，由于包括在存储器控制器(例如，图1的200)中的ecc引擎(例如，图1的210)，可能发生不可校正的读取错误(即，不可校正的ecc)。

图2b示出了包括有缺陷字线的存储器设备的操作的实例。参考图2b，基于对存储器设备的擦除操作的结果，连接到多个字线wl中的字线wlb的存储器单元的阈值电压可以非常接近擦除验证电压ers_vfy。然而，连接到字线wlb的存储器单元的阈值电压可能低于擦除验证电压ers_vfy，并且因此根据对存储器设备的擦除操作的结果可能执行擦除通过。在擦除通过之后对连接到与字线wlb相邻的字线的存储器单元执行编程操作的情况下，连接到字线wlb的存储器单元中的一些的阈值电压可能由于编程干扰而增加到擦除验证电压ers_vfy或更高。以这种方式，在已经正常执行擦除操作的存储器单元中可能发生由于编程干扰而导致阈值电压增加的渐进缺陷(progressivedefect)。

当发生渐进缺陷时，如以上参照图2a所描述的，连接到字线wlb的存储器单元可以被编程到第一编程状态p1至第七编程状态p7，并且可以根据编程验证结果通过编程操作。例如，处于擦除状态e的单元可能与处于编程状态p1的单元重叠，并且rd1的电压可能无法将处于擦除状态e的单元与处于编程状态p1的单元区分开。在编程通过之后对连接到字线wlb的存储器单元执行读取操作的情况下，由于目标状态是擦除状态e的存储器单元的异常阈值电压分布，可能发生读取错误。

图3是示出根据实施例的存储器设备100的框图。参考图3，存储器设备100可以包括存储器单元阵列110、页面缓冲器单元120、计数器130、通过/失败(p/f)检查单元140、控制逻辑150、电压生成器160和/或行解码器170。尽管未示出，但存储器设备100还可以包括数据输入/输出(i/o)电路或i/o接口。

存储器单元阵列110可以通过位线bl连接到页面缓冲器单元120，并且可以通过字线wl、串选择线ssl和接地选择线gsl连接到行解码器170。存储器单元阵列110可以包括多个存储器块blk1至blkz，并且每个存储器块blk1至blkz可以包括多个存储器单元。每个存储器单元可以存储一个或多个位，并且具体地说，每个存储器单元可以用作单级单元(slc)、多级单元(mlc)或三级单元(tlc)。在实施例中，存储器块blk1至blkz中的一些可以是slc块，并且其他存储器块可以是mlc块或tlc块。

页面缓冲器单元120可以包括多个页面缓冲器pb1至pbm(其中，m是大于或等于二的整数)。在实施例中，每个页面缓冲器pb1至pbm可以连接到一个位线。在实施例中，每个页面缓冲器pb1至pbm可以连接到一个位线组，并且包括在一个位线组中的多个位线可以共享一个页面缓冲器。例如，四个位线可以构成一个位线组，并且可以共享一个页面缓冲器。计数器130可以基于页面缓冲器信号pbs对欠擦除单元的数目进行计数，以生成计数结果cr。在这种情况下，欠擦除单元的阈值电压可能高于擦除检测电压。p/f检查单元140可以基于计数结果cr来确定编程操作在存储器单元上是否通过，从而生成通过信号或失败信号p/f。

控制逻辑150可以基于命令cmd、地址addr和/或控制信号ctrl，输出用于在存储器单元阵列110中写入数据或从存储器单元阵列110读取数据的各种控制信号。因此，控制逻辑150可以总体上控制存储器设备100的各种操作。详细地说，控制逻辑150可以向电压生成器160提供电压控制信号ctrl_vol，向行解码器170提供行地址x_addr，向页面缓冲器单元120提供列地址y-addr，并且向计数器130提供计数控制信号ctrl_cnt。

电压生成器160可以基于电压控制信号ctrl_vol，生成用于对存储器单元阵列110执行编程操作、读取操作和擦除操作的各种类型的电压。更详细地说，电压生成器160可以生成字线电压vwl，例如编程电压、读取电压、通过电压、擦除验证电压或编程验证电压。另外，电压生成器160还可以基于电压控制信号ctrl_vol生成串选择线电压和接地选择线电压。此外，电压生成器160还可以生成将供应给存储器单元阵列110的擦除电压。

响应于行地址x_addr，行解码器170可以从存储器块blk1至blkz之中选择一个存储器块，从所选的一个存储器块的字线wl之中选择一个字线，并且从多个串选择线ssl之中选择一个串选择线。页面缓冲器单元120可以响应于列地址y-addr从多个位线bl之中选择一些位线。更详细地说，页面缓冲器单元120可以根据操作模式作为写入驱动器或感测放大器进行操作。

图4示出图3的第一存储器块blk1的等效电路图。

参考图4，第一存储器块blk1可以包括多个nand串ns11至ns33、多个字线wl1至wl8、多个位线bl1至bl3、多个接地选择线gsl1至gsl3、多个串选择线ssl1至ssl3以及公共源极线csl。nand串中的每一个(例如，ns11)可以包括串选择晶体管sst、多个存储器单元mc和接地选择晶体管gst。串选择晶体管sst可以连接到与其对应的串选择线ssl1至ssl3。多个存储器单元mc中的每一个可以连接到与其对应的字线wl1至wl8。接地选择晶体管gst可以连接到与其对应的接地选择线gsl1至gsl3。串选择晶体管sst可以连接到与其对应的位线bl1至bl3，并且接地选择晶体管gst可以连接到公共源极线csl。

图5是示出图3的第一存储器块blk1的立体图。

参考图5，第一存储器块blk1可以设置在相对于衬底sub的垂直方向上。衬底sub可以是第一导电类型(例如，p型)，并且在第一方向上延伸且掺杂有第二导电类型(例如，n型)杂质的公共源极线csl可以设置在衬底sub上。在第一方向上延伸的多个绝缘层il可以在第三方向上顺序地设置在衬底sub的位于两个相邻公共源极线csl之间的区域中，并且可以在第三方向上彼此间隔开一定的距离。

在第一方向上顺序地布置且在第三方向上穿过多个绝缘层il的多个柱p可以设置在衬底sub的位于两个相邻公共源极线csl之间的区域中。例如，多个柱p可以穿过多个绝缘层il接触衬底sub。更详细地说，每个柱p的表面层s可以包含第一导电类型的硅材料并且可以用作沟道区。每个柱p的内层i可以包含气隙或诸如氧化硅的绝缘材料。

沿着衬底sub的暴露表面设置的绝缘层il、柱p和电荷存储层cs可以设置在衬底sub的位于两个相邻公共源极线csl之间的区域中。电荷存储层cs可以包括隧穿绝缘层、电荷陷阱层和阻挡绝缘层。另外，包括选择线gsl和ssl以及字线wl1至wl8的栅极电极ge可以设置在电荷存储层cs的暴露表面上以及在衬底sub的位于两个相邻公共源极线csl之间的区域中。多个漏极或漏极接触dr可以分别设置在多个柱p上。例如，漏极或漏极接触dr可以包括掺杂有第二导电类型杂质的硅材料。在第二方向上延伸且在第一方向上彼此间隔开一定距离的位线bl1至bl3可以设置在漏极dr上。

图6a示出图4的存储器单元的阈值电压分布，并且图6b示出形成图6a的阈值电压分布的编程方法。参考图6a，横坐标轴表示阈值电压vth，并且纵坐标轴表示存储器单元的数目。在实施例中，每个存储器单元可以是tlc，并且具有擦除状态的存储器单元可以被编程为具有与第一编程状态p1至第七编程状态p7中的一个和擦除状态e对应的状态。在实施例中，每个存储器单元可以是mlc，并且具有擦除状态的存储器单元可以被编程为具有与第一编程状态p1至第三编程状态p3中的一个和擦除状态e对应的状态。在实施例中，每个存储器单元可以是slc，并且具有擦除状态的存储器单元可以被编程为具有擦除状态e或第一编程状态p1。

参考图6b，存储器设备可以执行多个编程循环(programloop)pl1至pln(其中n是大于或等于二的整数)来对存储器单元进行编程，以便使存储器单元具有第一编程状态p1至第七编程状态p7中的一个和擦除状态e。编程循环pl1至pln中的每一个可以包括施加编程脉冲vpgm1至vpgmn的编程过程和施加验证电压vvfy1至vvfy7的验证过程。在第一编程循环pl1中，可以将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线，并且随后，可以顺序地将验证电压vvfy1至vvfy7施加到所选字线。可以将已经基于验证电压vvfy1至vvfy7执行验证通过的存储器单元确定为具有目标编程状态，并且在第二编程循环pl2中，可以禁止编程。验证通过可以表示存储器单元基于对应的验证电压被读出为欠擦除单元。在第二编程循环pl2中，为了对除禁止编程的存储器单元之外的存储器单元进行编程，可以施加具有比第一编程脉冲的电压vpgm1大出编程电压电平δvpgm的电压vpgm2的第二编程脉冲，并且然后，可以与第一编程循环pl1的验证过程相同地执行验证操作。

图7是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图。参考图7，根据实施例的操作方法可以在执行存储器设备的编程操作中执行擦除检测操作，并且因此可以对应于检查有缺陷字线的方法，并且例如可以包括由图3的存储器设备100按时间顺序执行的过程。以上参照图1至图6b给出的描述可以应用于本实施例。

在操作s110中，存储器设备100可以接收编程命令cmd。例如，存储器设备100可以从存储器控制器200接收编程命令cmd。另外，存储器设备100还可以从存储器控制器200接收地址addr和数据。以这种方式，可以在接收编程命令之后执行用于检查有缺陷字线的擦除检测操作，并且存储器设备100可以在执行编程操作中执行擦除验证操作。

在操作s120中，通过将擦除检测电压施加到所选字线，可以对连接到所选字线的存储器单元执行擦除检测操作。例如，行解码器170可以将擦除检测电压施加到多个字线wl中的与地址addr对应的所选字线。在实施例中，擦除检测电压的电压电平可以低于具有存储器单元的最低编程状态(例如，图6a的vvfy1)的验证电压。在实施例中，擦除检测电压的电压电平可以大于具有存储器单元的擦除状态的验证电压电平(例如，图2的ers_vfy)。

在操作s130中，可以将编程电压施加到所选字线。例如，行解码器170可以将第一编程脉冲(例如，vpgml)施加到多个字线wl中的与地址addr对应的所选字线。在操作s140中，存储器设备100可以对已经执行擦除检测操作的存储器单元中的欠擦除单元的数目进行计数。在实施例中，操作s130和操作s140可以基本上同时执行。然而，本实施例不限于此，并且在一些示例性实施例中，操作s140可以在操作s130之后执行。另外，在一些示例性实施例中，操作s130可以在操作s140之后执行。在下文中，将参照图8更详细地描述操作s140。

图8示出基于图7的操作方法的存储器单元的阈值电压分布。

参考图8，在编程操作之前，连接到正常字线的存储器单元可以具有正常擦除状态81，并且连接到有缺陷字线的存储器单元可以具有异常擦除状态82。具有异常擦除状态82的存储器单元的阈值电压可以大于具有正常擦除状态81的存储器单元的阈值电压。在操作s120中，可以将擦除检测电压rd_e施加到所选字线，并且在操作s140中，存储器设备100可以对欠擦除单元的数目进行计数。当擦除检测电压rd_e被施加到具有正常擦除状态81的存储器单元时，欠擦除单元的数目可以是0。当擦除检测电压rd_e被施加到具有异常擦除状态82的存储器单元时，欠擦除单元的数目可以对应于异常擦除状态82中的阴影区域。

再次参考图7，在操作s150中，存储器设备100可以确定欠擦除单元的数目是否大于参考位计数。详细地说，参考位计数可以对应于这样一个值：其中在对连接到所选字线的存储器单元连续地执行编程操作之后，在每个已编程的存储器单元的读取结果中未出现读取错误(即，uecc)。在实施例中，参考位计数可以对应于由ecc引擎210可校正的位的数目。在实施例中，参考位计数可以改变。例如，当擦除检测电压的电压电平降低时，参考位计数可以增加，并且当擦除检测电压的电压电平增加时，参考位计数可以减少。当确定欠擦除单元的数目大于参考位数时，可以执行操作s160，否则可以执行操作s170。

在操作s160中，可以结束对连接到所选字线的存储器单元的编程操作。详细地说，存储器设备100可以将连接到所选字线的存储器块作为失败块进行处理，并且可以向存储器控制器200发送失败消息。在操作s170中，可以连续地执行对连接到所选字线的存储器单元的编程操作。详细地说，存储器设备100可以执行后续的编程循环。

图9是示出根据实施例的存储器设备的编程方法的流程图。图10a和图10b是示出图9的编程方法的时序图。在下文中，将参照图1和图9至图10b来描述根据实施例的编程方法。该编程方法可以对应于图7的实现方式实例，并且以上参照图7和图8给出的描述可以应用于本实施例。

在操作s210中，可以执行数据设置操作(datasetupoperation)。例如，存储器设备100可以从存储器控制器200接收编程命令cmd和编程数据data，并且可以将所接收的编程数据data加载到页面缓冲器单元120中。在操作s220中，可以将擦除检测电压rd_e施加到所选字线。在操作s230中，存储器设备100可以确定循环计数是否是第一编程循环pl1。当确定循环计数是第一编程循环pl1时，在操作s240中，存储器设备100可以将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线以执行编程，并且同时可以对欠擦除单元的数目进行计数。

在操作s250中，存储器设备100可以确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目是否大于参考位计数ref。当确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目大于参考位计数ref时，如图10a所示，存储器设备100可以结束编程操作并且可以将存储器块作为失败块进行处理。当确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目小于或等于参考位计数ref时，可以执行操作s260，并且如图10b所示，存储器设备100可以连续地执行编程操作。

在操作s260中，存储器设备100可以确定编程操作是否在所有编程状态上通过。当确定编程操作在所有编程状态上通过时，可以结束编程操作，并且否则可以执行操作s270。在操作s270中，存储器设备100可以顺序地将多个编程验证电压vvfy施加到所选字线，以对每个编程状态执行编程验证操作。在操作s280中，循环计数可以增加一。在操作s290中，例如，在第二编程循环pl2中，存储器设备100可以将第二编程脉冲vpgm2施加到所选字线以执行编程，并且同时可以执行p/f检查操作。

图11a示出根据实施例的正常编程序列。

参考图11a，存储器设备100可以通过i/o线iox从存储器控制器200接收第一命令cmd1、地址addr、包括最低有效位(leastsignificantbit,lsb)数据的数据data、第二命令cmd2、以及指示第一数据锁存器的锁存器地址l-addr。在这种情况下，第一命令cmd1可以是一种存储器操作，并且第二命令cmd2可以表示继续与第一命令cmd1相关联的数据输出流。存储器设备100可以向存储器控制器200发送具有低电平(例如，逻辑低电平)的就绪/繁忙信号rnbx，并且当就绪/繁忙信号rnbx保持低电平时，存储器设备100可以将lsb数据转储到第一数据锁存器中。

随后，存储器设备100可以通过i/o线iox从存储器控制器200接收第一命令cmd1、地址addr、包括中心有效位(centersignificantbit，csb)数据的数据data、第二命令cmd2、以及指示第二数据锁存器的锁存器地址l-addr。存储器设备100可以向存储器控制器200发送具有低电平的就绪/繁忙信号rnbx，并且当就绪/繁忙信号rnbx保持低电平时，存储器设备100可以将csb数据转储到第二数据锁存器。

随后，存储器设备100可以通过i/o线iox从存储器控制器200接收第一命令cmd1、地址addr、包括最高有效位(mostsignificantbit，msb)数据的数据data、第二命令cmd2、以及指示第三数据锁存器的锁存器地址l-addr。存储器设备100可以向存储器控制器200发送具有低电平的就绪/繁忙信号rnbx，并且当就绪/繁忙信号rnbx保持低电平时，存储器设备100可以将msb数据转储到第三数据锁存器。

随后，存储器设备100可以接收第一命令cmd1、地址addr以及包括第二命令cmd2的确认命令。在这种情况下，第一命令cmd1可以是一种存储器操作，并且第二命令cmd2可以指示编程操作。存储器设备100可以向存储器控制器200发送具有低电平的就绪/繁忙信号rnbx，并且当就绪/繁忙信号rnbx保持低电平时，存储器设备100可以执行编程操作。

图11b示出根据实施例的在数据输入间隔中执行的擦除检测操作中未检测到有缺陷字线的实例。参考图11b，根据本实施例的编程序列对应于图11a的修改实例，并且详细地说，与图11a的不同在于擦除检测操作是在lsb数据被转储的间隔中开始的。在本实施例中，存储器设备100可以从第一时间t1到第二时间t2将就绪/繁忙信号rnbi保持在低电平下，在第一时间t1转储lsb数据，并且开始对连接到所选字线的存储器单元的擦除检测操作以便检查有缺陷字线。当擦除检测操作的结果是基于地址addr的所选字线不是有缺陷字线时，存储器设备100可以在第三时间t3开始编程操作。

图11c示出根据实施例的在数据输入间隔中执行的擦除检测操作中检测到有缺陷字线的实例。参考图11c，根据本实施例的编程序列可以对应于图11b的修改实例，并且详细地说，在接收到确认命令之后的操作可以与图11b不同。在本实施例中，当擦除检测操作的结果是基于地址addr的所选字线是有缺陷字线时，存储器设备100可以在第三时间t3向存储器控制器200发送表示编程失败的低电平就绪/繁忙信号rnbi，并且可以结束编程操作。

图12是示出根据实施例的存储器控制器与存储器设备之间的操作的流程图。详细地说，根据本实施例的操作可以对应于编程/擦除周期小于或等于参考值的情况。在操作s310中，存储器控制器200可以生成编程命令。在操作s320中，存储器控制器200可以确定编程/擦除周期是否大于参考值。当确定编程/擦除周期不大于参考值时，可以执行操作s330至s390。例如，操作s330至s390可以对应于图11a的实施例。

在操作s330中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送命令cmd、地址addr和lsb数据。例如，命令cmd可以包括图11a所示的第一命令cmd1和第二命令cmd2。在操作s340中，存储器设备100可以将lsb数据转储到第一数据锁存器中。在操作s345中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送就绪信号。例如，就绪信号可以对应于具有高电平(例如，逻辑高电平)的就绪/繁忙信号rnbx。

在操作s350中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送命令cmd、地址addr和csb数据。在操作s360中，存储器设备100可以将csb数据转储到第二数据锁存器中。在操作s365中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送就绪信号。例如，当存储器单元中的每一个是slc时，可以省略操作s350至s365。在操作s370中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送命令cmd、地址addr和msb数据。在操作s380中，存储器设备100可以将msb数据转储到第三数据锁存器中。在操作s385中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送就绪信号。在操作s390中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送确认命令和地址addr。在操作s395中，存储器设备100可以执行编程操作。

图13是示出根据实施例的存储器控制器与存储器设备之间的操作的流程图。详细地说，根据本实施例的操作可以对应于编程/擦除周期大于参考值的情况。参考图13，在操作s310中，存储器控制器200可以生成编程命令。在操作s320中，存储器控制器200可以确定编程/擦除周期是否大于参考值。当确定编程/擦除周期大于参考值时，可以执行操作s410至s490。例如，操作s410至s490可以对应于图11a和图11c的实施例。

在操作s410中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送命令cmd、地址addr和lsb数据。例如，命令cmd可以包括图11b所示的第一命令cmd1和第二命令cmd2。在操作s420中，存储器设备100可以将lsb数据转储到第一数据锁存器中，执行用于检查有缺陷字线的擦除检测操作，并且对欠擦除单元的数目计数。在这种情况下，可以在操作s420至s460之间的特定的(或者可替代地，任意的)间隔中执行擦除检测操作和对欠擦除单元的数目进行计数的操作。在操作s425中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送就绪信号。例如，就绪信号可以对应于具有高电平的就绪/繁忙信号rnbx。另外，存储器设备100可以连续地将就绪/繁忙信号rnbi保持在低电平下，以便执行擦除检测操作。

在操作s430中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送命令cmd、地址addr和csb数据。在操作s440中，存储器设备100可以将csb数据转储到第二数据锁存器中。在操作s445中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送就绪信号。例如，当存储器单元中的每一个是slc时，可以省略操作s430到s445。在操作s450中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送命令cmd、地址addr和msb数据。在操作s460中，存储器设备100可以将msb数据转储到第三数据锁存器中。在操作s465中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送就绪信号。在操作s470中，存储器控制器200可以向存储器设备100发送确认命令和地址addr。

在操作s480中，存储器设备100可以确定所计数的欠擦除单元的数目是否大于参考位计数。当确定所计数的欠擦除单元的数目大于参考位计数时，可以执行操作s485，并且否则可以执行操作s490。在操作s485中，存储器设备100可以向存储器控制器200发送失败消息。在操作s490中，存储器设备100可以执行编程操作。

图14示出根据实施例的存储器设备100a。

参考图14，存储器设备100a可以对应于图3的存储器设备100的实例。例如，用于执行编程操作的所选字线可以是wl1。在编程执行间隔中，可以将编程电压施加到所选字线wl1，可以将接地电压gnd施加到第一位线bl1，并且可以将电力供应电压vdd施加到第二位线bl2。因此，连接到第一位线bl1的第一存储器单元mc1可以被编程，并且连接到第二位线bl2的第二存储器单元mc2可以被禁止编程。在这种情况下，第一存储器单元mc1可以被称为已编程的存储器单元，并且第二存储器单元mc2可以被称为禁止编程的存储器单元。在编程验证间隔中，可以将擦除检测电压rd_e施加到所选字线wl1，并且然后，可以将第一编程验证电压vvfy1施加到所选字线wl1。在下文中，将参照图15和图16来描述存储器设备100a的操作方法。

图15是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图。参考图15，根据实施例的操作方法可以对应于通过在存储器设备的编程操作中执行擦除检测操作来检查有缺陷字线的方法，并且例如可以包括由图14的存储器设备100a来按时间顺序执行的过程。

在操作s510中，存储器设备100a可以接收编程命令。在操作s520中，存储器设备可以将编程电压施加到所选字线。另外，可以将接地电压gnd施加到第一位线bl1，并且可以将电力供应电压vdd施加到第二位线bl2。因此，所选择的存储器单元mc1可以被编程，并且未选择的存储器单元mc2可以被禁止编程。

在操作s530中，通过将擦除检测电压rd_e施加到所选字线wl1，存储器设备100a可以对连接到所选字线的存储器单元执行擦除检测操作。例如，存储器设备100a可以将擦除检测电压rd_e施加到所选字线wl1。在实施例中，擦除检测电压rd_e的电压电平可以低于具有存储器单元的最低编程状态的验证电压(例如，vvfy1)。

在操作s540中，存储器设备100a可以对禁止编程的存储器单元中的欠擦除单元的数目进行计数。例如，禁止编程的存储器单元可以对应于目标状态是擦除状态的存储器单元。例如，计数器130可以从页面缓冲器单元120接收页面缓冲器信号，并且可以基于所接收的页面缓冲器信号来对欠擦除单元的数目进行计数。在实施例中，该操作方法还可以包括在操作s540与操作s550之间执行的将编程验证电压施加到所选字线wl1以对连接到所选字线wl1的存储器单元执行编程验证操作的过程。

在操作s550中，存储器设备100a可以确定欠擦除单元的数目是否大于参考位计数。详细地说，参考位计数可以对应于这样一个值：其中在对连接到所选字线wl1的存储器单元连续地执行编程操作之后，在每个已编程的存储器单元的读取结果中未出现读取错误(即，uecc)。当确定欠擦除单元的数目大于参考位计数时，可以执行操作s560，并且否则可以执行操作s570。在操作s560中，存储器设备100a可以结束对连接到所选字线wl1的存储器单元的编程操作。详细地说，存储器设备100a可以将连接到所选字线wl1的存储器块作为失败块进行处理。在操作s570中，可以连续地执行对连接到所选字线wl1的存储器单元的编程操作。详细地说，存储器设备100a可以执行后续的编程循环。

图16示出基于图15的操作方法的存储器单元的阈值电压分布。

参考图16，在编程操作之前，连接到正常字线的存储器单元可以具有正常擦除状态161，并且连接到有缺陷字线的存储器单元可以具有异常擦除状态162。当将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线时，具有正常擦除状态161的存储器单元中的已编程的存储器单元可以具有第一编程状态164，并且禁止编程的存储器单元可以保持正常擦除状态161。当将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线时，具有异常擦除状态162的存储器单元中的已编程的存储器单元可以具有第二编程状态163，并且禁止编程的存储器单元可以保持异常擦除状态162。当将擦除检测电压rd_e施加到具有异常擦除状态162的存储器单元时，欠擦除单元的数目可以对应于在异常擦除状态162中的阴影区域。

图17是示出根据实施例的存储器设备的编程方法的流程图。图18a和图18b是示出图17的编程方法的时序图。在下文中，将参照图14和图17至图18b来描述根据实施例的编程方法。所述编程方法可以对应于图15的实现方式实例，并且以上参照图15和图16给出的描述可以应用于本实施例。

在操作s610中，可以执行数据设置操作。在操作s620中，存储器设备可以确定循环计数是否是第一编程循环pl1。当确定循环计数是第一编程循环pl1时，在操作s630中，存储器设备可以将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线以执行编程。在操作s640中，可以将擦除检测电压rd_e施加到所选字线。在操作s650中，存储器设备可以顺序地将多个编程验证电压vvfy施加到所选字线，以对每个编程状态执行编程验证操作。在实施例中，操作s650可以在操作s640之后执行。在实施例中，操作s640可以在操作s650之后执行。在操作s655中，循环计数可以增加一。

在操作s660中，存储器设备可以确定循环计数是否是第二编程循环pl2。当确定循环计数是第二编程循环pl2时，在操作s670中，存储器设备可以将第二编程脉冲vpgm2施加到所选字线以执行编程，并且同时可以对欠擦除单元的数目进行计数。在操作s675中，存储器设备可以确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目是否大于参考位计数ref。当确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目大于参考位计数ref时，如图18a所示，存储器设备可以结束编程操作并且可以将存储器块作为失败块进行处理。当确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目小于或等于参考位计数ref时，可以执行操作s680，并且如图18b所示，存储器设备可以连续地执行编程操作。

在操作s680中，存储器设备可以确定编程是否在所有编程状态上通过。当确定编程在所有编程状态上通过时，可以结束编程操作，并且否则可以执行操作s650。在操作s650中，存储器设备可以顺序地将多个编程验证电压vvfy施加到所选字线，以对每个编程状态执行编程验证操作。在操作s655中，循环计数可以增加一。在操作s660中，存储器设备可以确定循环计数是否是第二编程循环pl2。在操作s690中，例如，在第三编程循环pl3中，存储器设备可以将第三编程脉冲vpgm3施加到所选字线以执行编程，并且同时可以检查编程操作的通过/失败。

图19是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图。参考图19，根据实施例的操作方法可以对应于通过在存储器设备的编程操作中执行擦除检测操作来检查有缺陷字线的方法，并且例如可以包括由图14的存储器设备100a按时间顺序执行的过程。

在操作s710中，存储器设备可以接收编程命令。在操作s720中，存储器设备可以将编程电压施加到所选字线。例如，存储器设备100a可以将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线wl1。另外，可以将接地电压gnd施加到第一位线bl1，并且可以将电力供应电压vdd施加到第二位线bl2。因此，所选择的存储器单元mc1可以被编程，并且未选择的存储器单元mc2可以被禁止编程。在操作s730中，可以通过使用编程验证电压和第一展开时间来对禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作。在操作s740中，可以通过使用编程验证电压和第二展开时间来对已编程的存储器单元执行编程验证操作。在实施例中，第一展开时间可以短于第二展开时间。

在操作s750中，存储器设备可以对禁止编程的存储器单元中的欠擦除单元的数目进行计数。例如，禁止编程的存储器单元可以对应于目标状态是擦除状态的存储器单元。在操作s760中，存储器设备可以确定欠擦除单元的数目是否大于参考位计数。当确定欠擦除单元的数目大于参考位计数时，可以执行操作s770，并且否则可以执行操作s780。在操作s770中，存储器设备可以结束对连接到所选字线的存储器单元的编程操作。详细地说，存储器设备可以将连接到所选字线的存储器块作为失败块进行处理。在操作s780中，可以连续地执行对连接到所选字线的存储器单元的编程操作。详细地说，存储器设备可以执行后续的编程循环。

图20a是示出根据实施例的页面缓冲器pb的电路图。

参考图20a，页面缓冲器pb可以对应于图14的第一页面缓冲器pb1和第二页面缓冲器pb2中的一个。页面缓冲器pb可以包括连接到感测节点so的预充电电路pc、感测锁存器sl、第一数据锁存器dl1至第三数据锁存器dl3以及高速缓存锁存器cl。第一数据锁存器dl1至第三数据锁存器dl3的数目可以基于存储在存储器单元中的数据位而变化。另外，页面缓冲器pb还可以包括位线选择晶体管tr1、位线电压控制晶体管tr2、预充电晶体管tr3以及多个监测晶体管tr4至tr8。

在实施例中，页面缓冲器pb可以对已经在编程操作中进行编程的存储器单元执行编程验证操作，并且可以对禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作。详细地说，页面缓冲器pb可以将在编程验证操作中通过位线bl感测到的数据存储在感测锁存器sl中。在这种情况下，已编程的存储器单元的第二展开时间可以长于禁止编程的存储器单元的第一展开时间。

存储目标数据的第一数据锁存器dl1可以基于存储在感测锁存器sl中的感测数据来设置。例如，当感测数据表示编程完成时，可以将第一数据锁存器dl1改变为从以下描述的编程循环中选择的针对存储器单元的编程禁止设置。高速缓存锁存器cl可以临时存储从外部提供的输入数据。在编程操作中，可以将存储在高速缓存锁存器cl中的目标数据存储在第一数据锁存器dl1至第三数据锁存器dl3中。

图20b是示出应用于图20a的页面缓冲器pb的控制信号的时序图。

参考图20a和图20b，在时间t1处，可以在低电平(例如，0v)下提供预充电控制信号load，以便为感测节点so预充电。因此，预充电晶体管tr3可以导通，并且感测节点so的电压电平可以增加到预充电电平(例如，vpre2)。另外，位线电压控制信号blshf可以被移位到电力供应电压电平(例如，vdd)，以便对连接到感测节点so的位线bl进行预充电。因此，位线电压控制晶体管tr2可以导通，并且位线bl的电压电平可以增加到某一位线电压。可以执行对位线bl的预充电操作，直到预充电晶体管tr3断开。此时，可以在低电平(例如0v)下提供位线钳位控制信号blclamp、接地控制信号sognd和监测控制信号mon1，并且可以在电力供应电压电平(例如，vdd)下提供位线设置控制信号blsetup。

在时间t2处，可以执行对感测节点so的展开操作。为了展开感测节点so，预充电控制信号load和监测控制信号mon1可以被移位到电力供应电压电平(例如，vdd)。因此，感测节点so的电压可以基于所选存储器单元的阈值电压而降低，并且感测节点so的电压可以存储在感测锁存器sl中。在时间t3处，可以基于存储在感测锁存器sl中的数据，将数据锁存在数据锁存器dl中。

图21示出基于图19的操作方法的存储器单元的阈值电压分布。参考图21，在编程操作之前，连接到正常字线的存储器单元可以具有正常擦除状态211，并且连接到有缺陷字线的存储器单元可以具有异常擦除状态212。当将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线时，连接到所选字线的存储器单元中的已编程的存储器单元可以具有第一编程状态213，并且禁止编程的存储器单元可以保持正常擦除状态211或异常擦除状态212。

在实施例中，可以通过使用第一编程验证电压vvfy1和第一展开时间dvs1来对禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作。随后，可以对禁止编程的存储器单元中的欠擦除单元的数目进行计数，并且欠擦除单元可以对应于在异常擦除状态212中的阴影区域。在实施例中，可以通过使用第一编程验证电压vvfy1和第二展开时间dvs2来对已编程的存储器单元执行编程验证操作。

图22示出根据实施例的存储器设备100b。

参考图22，存储器设备100b可以对应于图3的存储器设备100的实例。页面缓冲器单元120a可以包括第一页面缓冲器121和第二页面缓冲器122。第一页面缓冲器121可以包括预充电电路1211、连接单元1212和锁存器1213。连接单元1212可以将第一位线bl1连接到第一感测节点so1。第二页面缓冲器122可以包括预充电电路1221、连接单元1222和锁存器1223。连接单元1222可以将第二位线bl2连接到第二感测节点so2。例如，预充电电路1211和1221中的每一个可以对应于图20a的预充电电路pc和第三晶体管tr3，每个连接单元1212和1222可以对应于图20a的第一晶体管tr1和第二晶体管tr2，并且锁存器1213和1223中的每一个可以对应于图20a的第四第二晶体管tr4至第八第二晶体管tr8、感测锁存器sl、第一数据锁存器dl1至第三数据锁存器dl3以及高速缓存锁存器cl。页面缓冲器单元120a的元件(例如预充电电路1211和1221、连接单元1212和1222、锁存器1213和1223以及计数器130)可以以硬件实现。

在编程间隔中，可以将编程电压施加到所选字线wl1，可以将接地电压gnd施加到第一位线bl1，并且可以将电力供应电压vdd施加到第二位线bl2。因此，连接到第一位线bl1的第一存储器单元mc1可以被编程，并且连接到第二位线bl2的第二存储器单元mc2可以被禁止编程。在编程验证间隔中，可以将第一编程验证电压vvfy1施加到所选字线wl1。在实施例中，连接到第一存储器单元mc1的第一页面缓冲器121可以通过在第二展开时间dlv2期间展开第一感测节点so1来对第一存储器单元mc1执行编程验证操作。在实施例中，连接到第二存储器单元mc2的第二页面缓冲器122可以通过在第二展开时间dlv2期间展开第二感测节点so2来对第二存储器单元mc2执行擦除检测操作。在下文中，将参照图23至图25b来详细描述存储器设备100b的操作方法。

图23是示出根据实施例的存储器设备的编程方法的流程图。图24是用于描述图22的页面缓冲器单元的基于图23的编程方法的操作的实例的时序图。图25a和图25b是示出图23的编程方法的时序图。根据实施例的操作方法例如可以包括由图22的存储器设备100b按时间顺序执行的过程。在下文中，将参照图23至图25b来描述根据实施例的编程方法。该编程方法可以对应于图19的实现方式实例，并且以上参照图19至图21给出的描述可以应用于本实施例。

在操作s810中，可以执行数据设置操作。在操作s820中，存储器设备可以确定循环计数是否是第一编程循环pl1。当确定循环计数是第一编程循环pl1时，在操作s830中，存储器设备可以将第一编程脉冲vpgm1施加到所选字线以执行编程。在操作s840中，存储器设备可以确定编程操作是否在所有编程状态上通过。当确定编程操作在所有编程状态上通过时，可以结束编程操作，并且否则可以执行操作s845。在操作s845中，存储器设备可以确定循环计数是否是第一编程循环pl1。

当确定循环计数是第一编程循环pl1时，在操作s850中，存储器设备可以通过使用第一编程验证电压vvfy1来对已编程的存储器单元执行编程验证操作，并且同时可以对禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作。例如，将第一编程验证电压vvfy1施加到所选字线的编程验证间隔可以对应于预充电间隔、展开间隔和感测间隔。在预充电间隔中，第一位线bl1和第二位线bl2可以利用某一位线电压进行预充电，并且第一感测节点so1和第二感测节点so2可以利用预充电电压(例如，图20a的vpre2)进行预充电。

在展开间隔中，连接到已编程的存储器单元mc1的第一页面缓冲器121可以不同于连接到禁止编程的存储器单元mc2的第二页面缓冲器122。在实施例中，连接到禁止编程的存储器单元mc2的第二感测节点so2可以在第一展开时间dvl1期间展开。在实施例中，连接到已编程的存储器单元mc1的第一感测节点so1可以在第二展开时间dvl2期间展开。在实施例中，第二展开时间dvl2可以长于第一展开时间dvl1。

首先，将描述对连接到禁止编程的存储器单元mc2的第二感测节点so2的擦除检测操作。例如，如果第二感测节点so2的电压对应于实线曲线图241，则在第一展开时间dvl1期间，第二感测节点so2的电压可以下降到参考电压vref或更低，并且因此，禁止编程的存储器单元mc2可以被感测为导通单元。另外，如果第二感测节点so2的电压对应于虚线曲线图242，则在第一展开时间dvl1期间，第二感测节点so2的电压可以不下降到参考电压vref或更低，并且因此，禁止编程的存储器单元mc2可以被感测为欠擦除单元。

接下来，将描述对连接到已编程的存储器单元mc1的第一感测节点so1的编程验证操作。例如，如果第一感测节点so1的电压对应于实线曲线图241，则在第二展开时间dvl2期间，第一感测节点so1的电压可以下降到参考电压vref或更低，并且因此，已编程的存储器单元mc1可以被感测为导通单元。另外，如果第一感测节点so1的电压对应于虚线曲线图242，则在第二展开时间dvl2期间，第一感测节点so1的电压可以下降到参考电压vref或更低，并且因此，已编程的存储器单元mc1可以被感测为导通单元。

如上所述，根据本实施例，用于对已编程的存储器单元的编程验证操作的第二展开时间dvl2可以比用于对禁止编程的存储器单元的擦除检测操作的第一展开时间dvl1更长，并且因此，禁止编程的存储器单元中的具有低于第一编程验证电压vvfy1的阈值电压的存储器单元可以被确定为欠擦除单元。因此，获得与将低于第一编程验证电压vvfy1的擦除检测电压应用于擦除检测操作相同的效果。

在操作s865中，循环计数可以增加一。在操作s810中，可以确定循环计数是否是第一编程循环pl1，并且在操作s870中，可以确定循环计数是否是第二编程循环pl2。当确定循环计数是第二编程循环pl2时，在操作s880中，可以通过将第二编程脉冲vpgm2施加到所选字线来执行编程，并且同时可以对欠擦除单元的数目进行计数。在操作s885中，存储器设备可以确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目是否大于参考位计数ref。当确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目大于参考位计数ref时，如图25a所示，存储器设备可以结束编程操作，并且可以将存储器块作为失败块进行处理。当确定所计数的欠擦除单元cntcell的数目小于或等于参考位计数ref时，可以执行操作s840，并且如图25b所示，存储器设备可以连续地执行编程操作。

在操作s840中，存储器设备可以确定编程操作是否在所有编程状态上通过。当确定编程操作在所有编程状态上通过时，可以结束编程操作，并且否则可以执行操作s845。当确定循环计数是第二编程循环pl2时，在操作s860中，存储器设备可以顺序地将多个编程验证电压vvfy施加到所选字线，以对每个编程状态执行编程验证操作。在操作s865中，循环计数可以增加一。在操作s820中，可以确定循环计数是否是第一编程循环pl1，并且在操作s870中，可以确定循环计数是否是第二编程循环pl2。当确定循环计数是第三编程循环pl3时，在操作s890中，存储器设备可以将第三编程脉冲vpgm3施加到所选字线以执行编程，并且同时可以检查编程操作的通过/失败。

图26是用于描述图22的页面缓冲器单元的基于图23的编程方法的操作的实例的时序图。在下文中，将参照图23和图26来描述页面缓冲单元的操作。在实施例中，通过使用第一编程验证电压vvfy1，可以对已编程的存储器单元执行编程验证操作，并且同时可以对禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作。例如，将第一编程验证电压vvfy1施加到所选字线的编程验证间隔可以对应于第一预充电间隔、第一展开间隔、第一感测间隔、第二预充电间隔、第二展开间隔和第二感测间隔。在第一预充电间隔中，第一位线bl1和第二位线bl2可以利用某一位线电压进行预充电，并且第一感测节点so1和第二感测节点so2可以利用预充电电压(例如，图20a的vpre2)进行预充电。

在第一展开时间间隔中，第一感测节点so1和第二感测节点so2可以在第一展开时间dvl1期间展开。例如，可以将通过第一感测节点so1感测到的数据存储在包括在锁存器1213中的第一感测锁存器中，并且可以将通过第二感测节点so2感测到的数据存储在包括在锁存器1223中的第一感测锁存器中。在第一感测间隔中，在锁存器1213和1223中的每一个中，可以基于存储在第一感测锁存器中的数据来设置数据锁存器。在第二预充电间隔中，第一感测节点so1和第二感测节点so2可以利用预充电电压vpre2进行预充电。

在第二展开时间间隔中，第一感测节点so1和第二感测节点so2可以在第二展开时间dvl2期间展开。在这种情况下，第二展开时间dvl2可以长于第一展开时间dvl1。例如，可以将通过第一感测节点so1感测到的数据存储在包括在锁存器1213中的第二感测锁存器中，并且可以将通过第二感测节点so2感测到的数据存储在包括在锁存器1223中的第二感测锁存器中。在这种情况下，多个锁存器中的一个可以用作第二感测锁存器。在第二感测间隔中，在锁存器1213和1223中的每一个中，可以基于存储在第二感测锁存器中的数据来设置数据锁存器。

在实施例中，连接到已编程的存储器单元mc1的第一页面缓冲器121可以基于存储在第二感测锁存器中的数据来确定编程通过/失败。在实施例中，连接到禁止编程的存储器单元mc2的第二页面缓冲器122可以基于存储在第一感测锁存器中的数据来执行擦除检测操作。因此，即使当将相同的第一编程验证电压vvfy1施加到所选字线时，也获得以下结果：对已编程的存储器单元执行编程验证操作并且对禁止编程的存储器单元执行擦除检测操作。

图27是示出根据实施例的存储器设备的操作方法的流程图。参考图27，根据实施例的操作方法可以对应于通过在存储器设备的编程操作中执行擦除检测操作来检查有缺陷字线的方法，并且例如可以包括由图14的存储器设备100a按时间顺序执行的过程。以上参照图1至图26给出的描述可以应用于本实施例。

在操作s910中，存储器设备可以接收编程命令。在操作s920中，存储器设备可以确定编程/擦除周期是否大于参考值。当确定编程/擦除周期大于参考值时，可以执行操作s930，并且否则可以执行操作s970。在操作s930中，可以在执行编程操作之前或之中执行擦除检测操作。在操作s940中，可以对欠擦除单元的数目进行计数。在操作s950中，存储器设备可以确定欠擦除单元的数目是否大于参考位计数。当确定欠擦除单元的数目大于参考位计数时，可以执行操作s960，并且否则可以执行操作s970。

图28是示出根据实施例的存储器设备被应用于ssd系统1000的实例的框图。参考图28，ssd系统1000可以包括主机1100和ssd1200。ssd1200可以通过信号连接器向主机1100发送信号或从主机1100接收信号，并且可以通过电力连接器进行供电。ssd1200可以包括ssd控制器1210，辅助电力供应1220以及多个存储器设备1230、1240和1250。存储器设备1230、1240和1250各自可以是垂直堆叠的nand闪速存储器。在这种情况下，ssd1200可以通过使用以上参照图1至图27所描述的实施例来实现。

虽然已经参照本发明的实施例具体地示出和描述了本发明的构思，但将理解的是，在不脱离以下权利要求书的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。