半导体存储器件、具有其的存储系统及其操作方法_2

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之中的编程电压施加操作时,地址解码器120可以将接收到的地址ADDR之中的行地址解码。根据解码的行地址,地址解码器120可以将从电压发生单元150产生的编程电压Vpgm施加至多个字线WL之中选中的字线。地址解码器120可以将通过电压Vpass施加至其余未被选中的字线。另外,当执行编程操作之中的验证操作时,地址解码器120可以将从电压发生单元150产生的验证电压Vverify施加至选中的字线。此外,地址解码器可以将通过电压Vpass施加至其余未被选中的字线。
[0031]地址解码器120可以被配置成将来自地址ADDR的列地址解码。地址解码器120可以将解码的列地址Yi传送至读取/写入电路130。
[0032]半导体存储器件100的编程操作可以基于逐页的方式来执行。在请求读取和编程操作时接收到的地址ADDR可以包括:区块地址、行地址以及列地址。地址解码器120可以根据区块地址和行地址来选择一个存储区块和一个字线。列地址可以通过地址解码器120来解码,然后被提供至读取/写入电路130。
[0033]地址解码器120可以包括:区块解码器、行解码器、列解码器、地址缓冲器等。
[0034]读取/写入电路130可以包括多个页缓冲器PB1至PBm。多个页缓冲器PB1至PBm可以经由位线BL1至BLm与存储器单元阵列110电耦接。多个页缓冲器PB1至PBm中的每个可以在编程操作时,接收并暂时地储存编程数据。多个页缓冲器PB1至PBm中的每个可以根据编程数据,利用编程允许电压或者编程禁止电压来控制相应位线的电位。可以通过根据验证操作的结果来将电压增加至设定电压,而重新设定编程允许电压。此外,多个页缓冲器PB1至PBm中的每个可以通过感测相应存储器单元的编程状态来执行验证操作。
[0035]读取/写入电路130可以响应于控制逻辑140的控制来操作。
[0036]在一个实施例中,读取/写入电路130可以包括页缓冲器(或者页寄存器)、列选择电路等。
[0037]控制逻辑140可以与地址解码器120、读取/写入电路130以及电压发生单元150电耦接。控制逻辑140可以通过半导体存储器件100的输入/输出缓冲器来接收命令CMD和控制信号CTRL。命令CMD可以从控制器200(参见图1)中提供。控制逻辑140可以被配置成响应于命令CMD来控制半导体存储器件100的所有操作。此外,控制逻辑140可以控制地址解码器120、读取/写入电路130以及电压发生单元150,以在编程操作期间输出编程电压、验证电压以及编程允许电压。
[0038]电压发生单元150可以在编程操作期间产生编程电压Vpgm、验证电压Vverify以及通过电压Vpass。电压发生单元150可以每当执行编程操作之中的编程电压施加操作时,根据控制逻辑140的控制来产生多个编程电压Vpgm。在编程电压施加操作的每个中,可以产生被增加步进电压值那么多的编程电压Vpgm。此外,步进电压值每次可以不同。另外,具有不同的电位电平的验证电压可以在每个验证操作中产生。
[0039]参见图3,示出用于描述半导体存储器件的流程图。
[0040]还参见图4,示出了用于描述半导体存储器件的操作的阈值电压分布图。
[0041]在图1至图4中,半导体存储器件的操作被描述如下。
[0042](1)施加第一编程电压(S310)
[0043]编程数据可以被输入并暂时地储存在读取/写入电路130的每个页缓冲器(PB1至PBm)中。可以根据暂时储存的编程数据,利用编程允许电压或者编程禁止电压电平来控制位线BL1至BLm的电位。编程允许电压可以被设定成0V。
[0044]电压发生单元150可以根据控制逻辑140的控制来产生第一编程电压Vpgml和通过电压Vpass。通过电压发生单元150产生的第一编程电压Vpgml可以通过地址解码器120被施加至多个字线WL之中选中的字线。另外,通过电压Vpass可以通过地址解码器120被施加至多个字线WL之中未选中的字线。
[0045](2)设定验证电压(S320)
[0046]具有在通过第一编程电压Vpgml而被改变的存储器单元的阈值电压分布之中的最大阈值电压值Max Vt的存储器单元的阈值电压可以被设定成第四验证电压Vverify4。
[0047](3)第一验证操作(S330)
[0048]第一验证操作的通过或失败可以根据存储器单元的阈值电压是否高于或等于、或低于第一验证电压Vverifyl来判断。例如,当全部的存储器单元都具有高于或等于第一验证电压Vverifyl的阈值电压时,可以判断为通过。此外,当存储器单元中的某些具有低于第一验证电压Vverifyl的阈值电压时,可以判断为失败。第一验证电压Vverifyl优选地可以是在第一编程电压施加步骤(S310)之后,存储器单元的阈值电压分布中、最多数的存储器单元的阈值电压值。更具体地,优选地可以是阈值电压分布宽度(W)的1/2。
[0049](4)施加第二编程电压(S340)
[0050]如果因为某些存储器单元具有低于第一验证电压Vverifyl的阈值电压而判断第一验证操作(S330)的结果为失败,则编程操作可以通过施加第二编程电压Vpgm2至选中的字线来执行。读取/写入电路130的页缓冲器PB1至PBm中的每个可以将与具有高于或等于第一验证电压Vverifyl的阈值电压的存储器单元电親接的位线的电位,控制成编程禁止电压电平。页缓冲器PB1至PBm中的每个也可以将与具有低于第一验证电压Vverifyl的阈值电压的存储器单元电耦接的位线的电位,控制成编程允许电压电平。编程允许电压可以被设定成0V。
[0051]第二编程电压Vpgm2可以是被增加比第一编程电压Vpgml大第一步进电压Λ VI的电压。第一步进电压Λ VI优选地可以是施加有第一编程电压Vpgml的存储器单元的阈值电压的分布的1/2。例如,如果阈值电压分布宽度1是1,80011^,则第一步进电压八¥1值可以被设定成0. 9V。另外,第一步进电压Λ VI值可以是通过将第四验证电压Vverify4减去第一验证电压Vverifyl获得的值。
[0052]在第二编程电压施加步骤(S340)被执行之后,优选地可以是从验证操作(S330)再次执行。
[0053](5)验证操作(S350)
[0054]如果从第一验证操作(S330)中判断为通过,则第二验证操作的通过或失败可以根据存储器单元的阈值电压是否高于或等于第二验证电压VVerify2来判断。例如,如果全部的存储器单元都具有高于或等于第二验证电压VVerify2的阈值电压,则可以判断为通过。此外,当存储器单元中的某些具有低于第二验证电压Vverify〗的阈值电压时,则可以判断为失败。第二验证电压Vverify2可以被设定成具有在第一验证电压Vverifyl与第四验证电压VverifH之间的中间值。更具体地,优选地可以是阈值电压分布宽度W的1/4。
[0055](6)施加第三编程电压(S360)
[0056]如果因为某些存储器单元具有低于第二验证电压Vverify〗的阈值电压而判断出第二验证操作(S350)的结果为失败,则第三编程电压Vpgm3可以被施加至选中的字线以执行编程操作。读取/写入电路130的页缓冲器PB1至PBm中的每个可以将与具有高于或者等于第二验证电压Vverify2的阈值电压的存储器单元电耦接的位线的电位,控制成编程禁止电压电平。另外,页缓冲器PB1至PBm中的每个可以将与具有低于第二验证电压Vverify2的阈值电压的存储器单元电耦接的位线的电位,控制成编程允许电压电平。编程允许电压可以是等于或高于0V的设定电压。例如,设定电压可以是0.9V。页缓冲器PB1至PBm中的每个在施加第一编程电压(S310)之后,可以将与在具有低于第二验证电压Vverify2的阈值电压的存储器单元之中的、具有在第一验证电压Vverifyl与第二验证电压Vverify2之间的阈值电压的存储器单元电耦接的位线,控制成编程允许电压电平。另外,页缓冲器PB1至PBm中的每个可以将与在低于第二验证电压Vverify2的阈值电压的存储器单元之中的、作为第二编程电压施加(S330)步骤的结果而具有从低于第一验证电压Vverifyl的位置至在第一验证电压Vverifyl与第二验证电压VVerify2之间的位置移动的阈值电压的存储器单元电耦接的位线,控制成编程允许电压电平。因此,存储器单元中的每个的编程速度可以采用大体相同的方式来控制。
[0057]第三编程电压Vpgm3可以是被增加比第二编程电压Vpgm2大第二步进电压Λ V2的电压。第二步进电压Λ V2可以被设定成第一步进电压Λ VI的1/2。例如,如果第一步进电压Λ VI为0.9V,则第二步进电压Λ V2值可以被设定成0.45V。
[0058]优选地可以是在执行第三编程电压施加(S360)步骤之后,从验证操作(S350)步骤重新执行。
[0059](7)验证操作(SWO)
[0060]如果第二验证操作(S350)的结果被判断为通过,则第三验证操作的通过或失败可以根据存储器单元的阈值电压是否高于或等于、或低于第三验证电压VVerify3而判断出。例如,如果全部的存储器单元都具有高于或等于第三验证电压VVerify3的阈值电压,则可以
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