专利名称：对闪存器件进行编程的方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种对闪存器件进行编程的方法，并且更具体地涉及一种对闪存器件进行编程的方法，其中可以将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制成具有窄的宽度。
背景技术：
近些年，对这样的半导体存储器件的需求增加，所述半导体存储器件可以进行电编程和擦除并且不需要有每隔一段时间重写数据的刷新功能。另外，为了开发具有能够存储大量数据的大容量的存储器件，已经开发了存储器单元的高度集成技术。为了提高存储器单元的集成度，已经开发了NAND闪存器件，其中多个单元串联以形成一串，并且两串共享一个接触。
NAND闪存器件包括多个单元块和用于驱动这些单元的多个电路。每个单元块包括多个单元串。图1是用于说明包括单元串的构造的一部分的电路图。
单元串101和102中的每个包括串联的用于存储数据的多个单元。漏极选择晶体管110和源极选择晶体管120分别形成在单元串101和102与漏极之间，以及单元串101和102与源极之间。另外，单元连接到字线WL0到WL31。漏极选择晶体管110和源极选择晶体管120分别连接到漏极选择线DSL和源极选择线SSL。单元串101和102中每个的数目与位线BL的数目相同。因此，漏极选择晶体管110和源极选择晶体管120的数目也与位线BL的数目相同。
同时，每个单元包括栅，其中隧道氧化物层、浮动栅、电介质层和控制栅层压在半导体衬底的预定区域中。所述单元还包括设置在栅的两侧的结区。
在以上构造的NAND闪存器件中，通过控制存储器单元的阈值电压同时借助F-N隧穿将电子注入到浮动栅中和从浮动栅中放出电子来执行编程和擦除。例如，为了对所选单元进行编程，使用ISPP方法将编程电压施加到所选字线WL，将约10V的通过电压施加到未选字线WL，将接地电压Vss施加到所选位线BL，并将电源电压Vcc施加到未选位线BL。此时，漏极选择线DSL被施加了电源电压Vcc，源极选择线SSL被施加了接地电压Vss，公共源极线CSL被施加了电源电压Vcc，且P阱被施加了接地电压Vss。
同时，在擦除操作中，通过施加约20V的擦除电压到三重P阱和0V到所选块的整个字线，来去除注入到浮动栅中的电子。在此情形中，电子被注入到所编程的单元的浮动栅中。因此，所编程的单元具有正的阈值电压。相反地，电子从擦除的单元的浮动栅中放出。因此，擦除的单元具有负的阈值电压。
但是，由重复编程(over-program)问题和读取裕度决定的器件性能依赖于NAND闪存器件的编程单元的阈值电压的分布。使用ISPP方法通过施加编程电压来控制编程单元的阈值电压分布。在多级单元中单元阈值电压分布是很重要的因素。
但是，如果使用ISPP方法执行编程，可以将单元阈值电压分布控制成窄的宽度，但是在基于单元的单元串内的单元阈值电压中出现了不同。这是由背图案依赖性(BPD，Back Pattern Dependency)现象和干扰现象引起的，而没有涉及串单元中固有的特性。更特定地，从源极选择线连接到字线WL0到WL30的单元与连接到相邻于漏极选择线的字线WL31的单元在阈值电压上略有不同。
图2是示出当在1MB的NAND闪存器件上执行ISPP方法时单元阈值电压分布的曲线。在图2中，“A”表示连接到第一字线WL0的单元的阈值电压分布，“B”表示连接到第二字线WL1的单元的阈值电压分布，“C”表示连接到最后字线WL31的单元的阈值电压分布，以及“D”表示连接到从第一字线WL0到最后字线WL31的字线的单元的阈值电压分布。
如图2中所示，最后被编程的、连接到最后字线W31的单元，不受依赖于相邻单元阈值电压的访问单元的阈值电压扭曲现象的影响(即干扰现象)，而具有初始的单元阈值电压。因此，该单元决定了芯片的单元阈值电压分布的其余单元分布。分布中的差别在单级单元中约为0.3V而在多级单元中约为0.15V。
如上所述的分布较广的单元阈值电压使单级单元或多级单元的读取裕度降低，并且对器件的可靠性，如循环特性和保持特性产生了不良影响。
发明内容
因此，本专利解决了上面的问题，并且公开了一种对闪存器件进行编程的方法，其中通过将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制成具有窄的宽度，可以提高器件的可靠性。
另外，一种对闪存器件进行编程的方法，其中通过此方式将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制成具有窄宽度，即在编程和编程验证之后在连接到最后字线的单元上执行再编程，可以提高器件的可靠性。
描述了一种对闪存器件进行编程的方法，包括在所选存储器单元上执行编程和编程验证，并且如果所编程的单元是连接到最后字线的单元，则执行再编程。
可以通过将编程电压施加到连接到所选单元的字线和将通过电压施加到连接到未选单元的字线来执行编程。
可以通过将接地电压施加到连接到所选单元的位线和将电源电压施加到连接到未选单元的位线来执行编程。
可以通过将验证电压施加到连接到所选单元的字线并将电源电压施加到没有连接到所选单元的字线来执行编程验证。
验证电压可以低于电源电压，优选地为0到1V。
可以通过将低于电源电压的电压施加到连接到所选单元的位线并将接地电压施加到连接到未选单元的位线来执行编程验证。
可以通过最后的字线施加再编程电压并通过除最后字线之外的字线来施加电源电压而执行再编程。
该再编程电压可以等于或高于编程验证时的电压，优选地为1到1.5V。
可以通过对连接到所选单元的位线施加电压并将接地电压施加到未连接到所选单元的位线来执行再编程。
施加到连接到所选单元的位线的电压可以高于电源电压，优选为5V。
再编程可以执行150μs或更少。
也描述了一种对闪存器件进行编程的方法，包括通过所选单元的字线施加编程电压来执行编程；验证已经在其上执行该编程的单元的编程状态；重复执行该编程，同时增加作为验证结果而没有编程的单元的编程电压，并且如果作为验证结果该编程的单元连接到最后的字线，则通过最后的字线施加再编程电压并通过位线施加电压来执行再编程。
图1是一般的NAND闪存器件的单元串的示意电路图；图2是示出传统编程中基于字线的单元阈值电压分布的曲线；图3是说明根据本发明实施例对闪存器件进行编程的方法的流程图；图4是单元串的示意电路图，用于说明在根据本发明实施例对闪存器件进行编程的方法中在主编程时的偏置条件；图5是单元串的示意电路图，用于说明在根据本发明实施例对闪存器件进行编程的方法中在编程验证时的偏置条件；图6是单元串的示意电路图，用于说明在根据本发明实施例的对闪存器件进行编程的方法中在再编程时的偏置条件。
图7是为了对根据传统方法的编程单元和根据本发明方法的阈值电压分布进行比较而示出的曲线。
具体实施例方式
现在将参照附图描述各实施例。因为各实施例是为了本领域普通技术人员能够理解而提供的，所以它们可以以各种方式被修改并且本专利的范围不受后面描述的各实施例的限制。
图3是说明根据本发明实施例对闪存器件进行编程的方法的流程图。图4到6是单元串的示意电路图，分别用于说明在根据本发明实施例对闪存器件进行编程的方法中在主编程、编程验证和再编程时的偏置条件。下面将参照图4到6描述根据本发明实施例的对闪存器件进行编程的方法。
参见图3，在S10在所选单元上执行编程。为了对所选单元M201进行编程，如图4中所示，对所选字线WL施加了编程电压Vpgm，对未选字线WL施加了约10V的通过电压Vpass，对所选位线BL施加了接地电压Vss，并对未选位线BL施加了电源电压Vcc。此时，漏极选择线DSL被施加了电源电压Vcc，源极选择线SSL被施加了接地电压Vss，公共源极线CSL被施加了电源电压Vcc，且P阱被施加了接地电压Vss。
在所选单元上执行编程后，在S20执行编程验证。为了执行所选单元M301的编程验证，如图5中所示，所选字线WL被施加了约0到1V的验证电压，未选字线WL被施加了电源电压Vcc，所选位线BL被施加了约1V的电压，且未选位线BL被施加了接地电压Vss。此时，漏极选择线DSL和源极选择线SSL被施加了电源电压Vcc，且公共源极线CSL和P阱被施加了接地电压Vss。
如果在S20没有成功地执行编程，则在S10再次执行采用ISPP方法的编程同时增加编程电压。
如果在S20已成功地执行编程，则在S30确定单元是否是连接到最后字线的单元。
如果在S30确定该单元是连接到最后字线的单元，则在S40执行再编程。为了执行所选单元M401的再编程，如图6中所示，对所选字线WL施加了再编程电压Vrepgm，其大于或等于验证时的电压，优选地大约1到1.5V，对未选字线WL施加了电源电压Vcc，对所选位线BL施加了高于电源电压Vcc的电压，其优选地为约5V的电压，并且对未选位线BL施加了接地电压Vss。此时，漏极选择线DSL和源极选择线SSL被施加了电源电压Vcc，且公共源极线CSL和P阱被施加以接地电压Vss。
同时，执行再编程约150μs或更短。如果这样做，则将已在沟道拐角处生成的热载流子注入到浮动栅中以补充浮动栅中缺少的电子。因此，由于该单元具有增加的阈值电压，单元的阈值电压分布变得与其他单元相同。
如果在S30确定该单元不是连接到最后字线的单元，则编程结束。
图7是一曲线图，示出了当使用传统方法执行编程时连接到最后字线的单元的阈值电压分布A、以及根据本发明实施例的连接到最后字线的单元的阈值电压分布B和C。
从曲线“A”可以看到，当根据传统方法执行编程时，连接到最后字线的单元的阈值电压分布具有1.4V的宽度。从曲线“B”也可以看到，当根据本发明实施例在再编程时施加1.2V电压时，连接到最后字线的单元的阈值电压分布具有1.2V的宽度。此外，从曲线“C”可以看到，当根据本发明实施例在再编程时施加1.1V电压时，连接到最后字线的单元的阈值电压分布具有1.0V的宽度。
如上所述，在NAND闪存器件的编程时，在编程和编程验证完成之后可以在连接到最后字线的单元上执行再编程。因此，可以将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制为与其它单元一样、具有窄的宽度。因此可以确保芯片的读取裕度并提高成品率。因此，可以通过如上述地将阈值电压分布控制为具有窄的宽度而提高器件的持久性和可靠性。
尽管已经关于各实施例进行了前面的描述，但应理解，在不脱离本专利和所附权利要求的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本专利进行变化和修改。
权利要求
1.一种对闪存器件进行编程的方法，包括在所选存储器单元上执行编程和编程验证；以及如果所述被编程的单元是连接到最后字线的单元，则执行再编程。
2.如权利要求1的方法，其中通过将编程电压施加到连接到所述所选单元的字线并将通过电压施加到连接到未选单元的字线来执行所述编程。
3.如权利要求1的方法，其中通过将接地电压施加到连接到所述所选单元的位线并将电源电压施加到连接到未选单元的位线来执行所述编程。
4.如权利要求1的方法，其中通过将验证电压施加到连接到所述所选单元的字线并将电源电压施加到未连接到所述所选单元的字线来执行所述编程验证。
5.如权利要求4的方法，其中通过将低于所述电源电压的电压施加到连接到所述所选单元的位线并将接地电压施加到连接到所述未选单元的位线来执行所述编程验证。
6.如权利要求4的方法，其中所述验证电压低于所述电源电压。
7.如权利要求6的方法，其中所述验证电压是在0到1V的范围中。
8.如权利要求1的方法，其中通过经所述最后字线来施加再编程电压并经除所述最后字线之外的字线来施加电源电压而执行所述再编程。
9.如权利要求8的方法，其中所述再编程电压大于或等于在所述编程验证时的电压。
10.如权利要求8的方法，其中所述再编程电压在1到1.5V的范围中。
11.如权利要求8的方法，其中通过向连接到所述所选单元的位线施加电压并将接地电压施加到未连接到所述所选单元的位线来执行所述再编程。
12.如权利要求11的方法，其中施加到连接到所述所选单元的所述位线的所述电压高于所述电源电压。
13.如权利要求11的方法，其中施加到连接到所述所选单元的所述位线的所述电压是5V。
14.如权利要求1的方法，其中所述再编程执行150μs或更少。
15.一种对闪存器件进行编程的方法，包括通过经所选单元的字线来施加编程电压而执行编程；验证其上已经执行所述编程的所述单元的编程状态；重复执行所述编程同时增加作为验证结果而没有被编程的单元的所述编程电压；以及如果作为所述验证的结果，所述被编程的单元连接到最后字线，则通过所述最后字线来施加再编程电压并经位线来施加电压而执行再编程。
全文摘要
在NAND闪存器件的编程时，在编程和编程验证完成后，在连接到最后字线的单元上执行再编程。因此，可以将连接到最后字线的单元的阈值电压分布控制为与其它单元一样具有窄的宽度。因此可以保证芯片的读取裕度并提高成品率。通过如上述地将阈值电压分布控制为具有窄的宽度，可以提高器件的持久性和可靠性。
文档编号G11C16/10GK101071642SQ20061014527
公开日2007年11月14日 申请日期2006年11月24日 优先权日2006年5月10日
发明者李珉圭 申请人:海力士半导体有限公司