驱动非易失性存储器装置的方法_3

文档序号:8320343阅读:来源:国知局
中在选择的CTF存储器单元的浅区SI和深区Dl 二者中俘获电子。应该注意,在浅区SI中俘获的至少一些电子很可能将随时间变得不利地“重排”,而在深区Dl中俘获的电子不太可能类似地重排。因此,与在深区Dl中俘获的电子相比,在浅区SI中俘获的电子更加可能产生选择的CTF存储器单元的阈电压分布的尾区(例如,上尾区和/或下尾区)。
[0056]参照图7中的(a),假设在第一编程循环(SllO)之后在示例性CTF存储器中俘获总Cl的电子,这些总电子中的al将在浅区SI中被俘获,而总电子中的bl将在深区Dl中俘获。如果在第一编程循环之后执行与第一编程循环相似的后续的编程循环,则在浅区SI中俘获的电子的数量可减少以变为与在深区Dl中俘获的电子的数量大致成比例。也就是说,根据连续执行的、相似地正向偏置的编程循环,随着在浅区SI中俘获的电子的数量增加,在深区Dl中俘获的电子的数量可最低程度地增加。因此,在执行第一编程循环时在深区Dl中俘获的电子的数量将接近于最大,而不考虑在浅区SI中俘获的电子的数量。
[0057]现在,参照图1、图4和图7中的(b),在执行逆向漂移期间,选择的CTF存储器单元的阈电压相对于在第一编程循环期间获得的正向漂移沿着逆向漂移。结果,通过第一编程循环在CTF存储器单元的存储器层中俘获的一些电子将逃逸。因此,与弱擦除操作能力非常相似,逆向漂移步骤导致在CTF存储器单元中俘获的电子的总量从Cl减小至c2。但是,主要是通过第一编程循环在浅区SI中俘获的电子容易响应于逆向漂移步骤从CTF存储器单元逃逸。相对而言,在逆向漂移步骤中,在深区Dl中少得多的俘获的电子从CTF存储器单元逃逸。因此,在图7示出的示例中,差(al_a2)大于差(bl_b2)。
[0058]因此,执行逆向漂移步骤(S120)往往使得在CTF存储器单元的浅区SI中俘获的电子的数量最小化。
[0059]现在,参照图1、图4和图7中的(C),在执行第二编程循环之后,在浅区SI中俘获的电子的数量从a2增加至a3。然而,在深区D3中俘获的电子的数量更大程度地从b2增加至b30
[0060]因此,根据图7示出的示例,通过第一编程循环在CTF存储器的存储器层中俘获的第一电子总量Cl可大于通过第二编程循环在CTF存储器单元的存储器层中俘获的第二电子总量c2。然而,在第二编程循环之后,在CTF存储器单元的深区Dl中俘获的电子的数量可更好地匹配期望的目标值,其中可根据期望俘获的电子的特定范围或者针对相应阈电压分布的推定范围建立“目标值”。
[0061]由于在逆向漂移步骤之后在浅区SI中俘获的电子的数量极大地减少了,因此第一编程循环的比率al/bl (例如,1:10)可高于第二编程循环的比率a3/b3 (例如,1:15)。
[0062]作为上述存储器单元调节效果的结果,用于被编程非易失性存储器单元的期望的阈电压分布将不会随时间不利地导致阈电压分布扩散或下降而改变。也就是说,在第二编程循环之后,在深区Dl中俘获的电子的数量不大可能随时间改变。
[0063]在本发明构思的特定实施例中,可逐字线地(或逐页地)不同地执行正向和/或逆向漂移步骤。也就是说,连接至第一字线的非易失性存储器单元可正向/逆向漂移一个等级,而连接至第二字线的非易失性存储器单元利用不同定义的、对应控制信号正向/逆向漂移另一个等级。
[0064]此外,可逐块地执行逆向漂移步骤,并且可逐块地不同地执行逆向漂移步骤。也就是说,在第一块中连接的所有非易失性存储器单元可逆向漂移第一等级,而连接至与第一块不同的第二块的非易失性存储器单元逆向漂移与第一等级不同的第二等级。
[0065]在该上下文中,阈电压漂移的特定“等级”可表达为相对正电压变化,或相对负电压变化。
[0066]此外,逆向漂移步骤的等级和实质可随着对于非易失性存储器装置的编程模式而变化。例如,根据第一编程模式编程的特定非易失性存储器单元可逆向漂移第一等级,而根据第二编程模式编程的非易失性存储器单元可逆向漂移与第一等级不同的第二等级。例如,第一编程模式可应用于SLC,而第二编程模式应用于MLC。
[0067]此外,可根据不同组的存储器单元的材料性质(例如,耗损级别状态)不同地控制逆向漂移。也就是说,具有第一退化状态的第一非易失性存储器单元可比具有第二和较小退化状态的第二非易失性存储器单元逆向漂移更大的等级。在本发明构思的特定实施例中,可通过图1的存储器控制器1200中的控制逻辑(例如,编程/擦除操作计数器)来计算不同的耗损级别。一旦针对特定组的存储器单元执行的编程/擦除操作的数量超过阈值,就可认为(例如)CTF存储器单元的存储器层(例如,氮化物层)明显耗损。
[0068]在特定实施例中,可根据擦除的上存储器单元确定非易失性存储器单元的退化状态。术语“擦除的上存储器单元”是指位于擦除分布中的上区的存储器单元。由于位于上区中的这一特定存储器单元,随着时间的流逝,可将其归类为弱单元。因此,如果存在大量的擦除的上存储器单元,则可认为非易失性存储器单元已经极大退化。
[0069]图8包括(a)和(b),其示出了对比性的阈电压分布,并用于进一步解释根据本发明构思的特定实施例的驱动非易失性存储器装置的方法。
[0070]尽管表达不同,但是图8的说明性本质在概念上与先前关于图7提供的描述相关。在此,X轴表示能量,而I轴表示存储器单元的数量。
[0071]参照图7和图8中的(a),在执行图4的第一编程循环之后获得初始阈电压分布。在执行第一编程循环之后,将利用低于CTF存储器单元中的参考能级ES的能级俘获第一数量al的电子。在此,电子的第一数量al可在很大程度上等于在CTF单元的浅区SI中俘获的电子的数量。按照相似的方式,以高于参考能级ES的能级俘获的数量bl的电子。在此,电子的数量bI可等于在CTF单元的深区Dl中俘获的电子的数量。
[0072]参照图7和图8中的(b),在执行图4的第二编程循环之后获得最终阈电压分布。在第二编程循环之后,将以低于CTF存储器单元中的参考能级ES的能级俘获第三数量a3的电子。在此,电子的第三数量a3可等于在CTF单元的浅区S3中俘获的电子的数量。按照相似的方式,以高于参考能级ES的能级可俘获数量b3的电子。在此,电子的数量b3可等于在CTF存储器单元的深区D3中俘获的电子的数量。
[0073]因此,电子的第一数量al可大于电子的第三数量a3。
[0074]如上所述,通过执行第一编程循环,接着执行逆向漂移步骤(例如,弱擦除),然后执行第二编程循环,在浅区S3中俘获的电子的数量可减少或最小化。因此,对于进行编程的存储器单元,也减少了电子随时间不利地重排的可能性。
[0075]图9包括(a)和(b),其为进一步示出根据本发明构思的特定实施例的驱动非易失性存储器装置的方法构思图。
[0076]图9中的(a)示出了图4的第一编程循环的结果,图9中的(b)示出了图4的逆向漂移之后的第二编程循环的结果。与第一编程循环关联的第一阈电压窗口(WINDOW1)明显比与第二编程循环关联的第二阈电压窗口(WINDOW2)更宽。在此,阈电压窗口 WINDOW1和WINDOW2分别表不最低阈电压分布(E)与最高阈电压分布(Pj)之间的总电压范围。
[0077]如上所述,执行第一编程循环主要最大化在深区Dl中俘获的电子的数量。因此,阈电压分布E至Pj的对应宽度相对较宽,而相邻的阈电压分布E至Pj之间的分离间隔也非常宽。结果,第一窗口 (WINDOffl)非常宽。
[0078]相比之下,在逆向漂移步骤之后执行第二编程循环使在深区D3中俘获的电子的数量更好地匹配目标值。因此,执行根据本发明构思的特定实施例的驱动方法允许非常精确地控制单独阈电压分布的轮廓、分离间隔和所得总窗口。因此,第二阈电压窗口(WINDOW2)整体紧凑得多或窄得多。
[0079]图10、图11、图12、图13和图14分别是可配置为利用根据本发明构思的各个实施例的驱动方法操作的存储器系统和/或合并的电子装置的示图。
[0080]图10是示出利用根据本发明构思的实施例的非易失性存储器装置的蜂窝电话的框图。
[0081]参照图10,蜂窝电话包括压缩/解压(ADPCM编解码器)电路1202、扬声器1203、麦克风1204、用于将数字数据时分复用的TDMA电路1206、设置无线信号的载波频率的PLL电路1210和用于发送或接收无线信号的RF电路1211。
[0082]此外,蜂窝电话可包括各种存储器装置,例如,可包括非易失性存储器装置1207、ROM 1208和SRAM 1209。非易失性存储器装置1207可为根据本发明构思的实施例的非易失性存储器装置,并且可存储例如ID编号。ROM 1208可存储程序,并且SRAM 1209可用作系统控制微计算机1212的工作区,或可暂时存储数据。在此,系统控制微计算机1212可为可控制非易失性存储器装置1207的写操作和读操作的处理器。
[0083]图11是示出利用根据本发明构思的实施例的非易失性存储器装置的存储卡的框图。例如,
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