具有监视存储器单元的非易失性存储器设备及其驱动方法

专利名称：具有监视存储器单元的非易失性存储器设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及非易失性^f诸器设备和驱动该设备的方法。更M地，本发明涉及 的电平，以及驱动非易失性务賭器单设备的相关方法。
技术背景伴随着移动消费电子产品和各种相关应用程序的M，对闪存的需求不断增力口， 闪存是一种常见的非易失'^^诸器。闪存是电可擦P^^可编程的非易失'^##器设 备，其在电源被中断时也可以保留所^(诸的数据。可以^^]比将同样数量的数据存 储到其他常规^4#介质中更少的能量将给定数量的数据^f诸到闪存中，常规^(诸介 质例如是磁盘务賭器(即硬盘驱动器或HDD )。闪存对已存储数据的访问也比基于冊D 的^f诸器系统更决。可以根据組A^f诸器单元和位线之间的逻辑连接关系将常规闪存分为NOR类型 和NAND类型。通过将至少两个单元晶体管并^J'j每条位线而组成NOR闪存，并且使 用沟道热电子方法^f诸数椐以及使用福勒"i若德海姆(F-N)隧道方法4察除lt据。通 过将至少两个单元晶体管串4^J'J每条位线W勾成NAND闪存，并JH賴F-N Pi^i方法 ##和擦除数据。通常，NOR闪存支持高密度集成的能力稍差并且消4C4交多的电流， 但^U是供了相对较高的工作i1^。另一方面，NAND闪存可以被高密度集成并且比N0R 闪存消库財目对更少的单元电流。提出了各种多电平单元(MLC)体系结构和相关才封乍方法来增加闪存的^lt据器单元可以存储至少两位数据。相反地，使用了单电平存储单元(SLC)的闪存，每 个刷诸单元仅賴一位。图1A是示出用于SLC的示例性阈值电压分布的图表。由于SLC只^^诸一位数据， 因此限定的阔值电压只需要指示两种数据状态[O]和[l]。为了读取由SLC类型闪存 的存储器单元存储的数据值，可以向与存储器单元关联的字线提供单独的读取电压。 读取电压具有一数值，该数值在两个阈值电压分布之间的某处，并JLl以用于区分 所刷诸的数据值。图1B是示出用于MLC的示例性阈值电压分布的图表。更M地，图1B示出了 在单独^^诸器单元中务賭两位数据的情况。由于MLC务賭两位数据，因此限定的阈 值电压必须指示四种数据状态，
、
、 [lO]和[ll]。因此，为了从MLC类型 的闪存的^f诸器单元中读取数据，需要三个读取电压。态中的一个，该阔值电压分布保证了在数据状态之间的较大区分(或者读取)余量。 相反地，用于MLC类型闪存中的存储器单元的M数据状态之间的读取余量大大减 少。也;t^:说，指示不同数据状态的M邻近阈值电压分布相对彼此靠近。一般而言，闪存单元的阈值电压根据在其浮栅上务賭的电荷(也就是电子)数 量进行变化。不幸的是，在浮栅上^^诸的电子趋于在经过一段时间后消散或者"泄 漏'，。在极端情况中，电荷泄漏可以实际上改变已编程务賭器单元的阈值电压，从而 改变已存储的数据值。由于前面提到的减少的读取余量，MLC存储器系统特别容易受 到与电荷泄漏相关的问题的影响。特定^^诸器单it^一段时间保持电荷的能力被称 为其记忆特性。存储器单元的记忆特性是一种可靠的分类指标。图2是示出作为电荷泄漏的结果的、对图1B的示例性阈值电压分布进行可能改 变的图表。在随着时间的推移已存储的电子乂Ai孚栅消散时，阈值电压分布趋于移动 或者拓宽。在某些点，这样的阈值电压分布移动或者拓宽充分地增加了4射吴数据区 分的可能性。例如，如果旨在区分数据值[10]和
的固定读取电压Vread[l]被提 供给图2的MLC,由于电荷泄漏，用于数据
的拓宽的阈值电压分布的^^可以落 到读取电压Vread [1]之下。以移动或拓宽的阈值电压为特征的存储器单元更可禽腿 成4射吴的数据解释。在常规闪存中，即使当用于^^诸器单元的一个或多个阈值电压 的分布由于电荷泄漏而改变时，也例行地使用固定读取电压来区分务賭的数据值。 该方法有可能51起错误的数据读取。发明内容本发明提供一种非易失'&^f诸器设备，该存储器设备享有用于组成存储器单元的改进的数才射科寺，并且最小^l^射卖取误差的产生，以及驱动该##器设备的相 关方法。在一个实施例中，本发明提[种驱动包括多电平单元阵列和监^L4储器单元 的非易失'性^f诸器设备的方法，该方法包括；使用第一读取电压对监^W^诸器单元 ^/f亍初步读取操作，确定初始^f诸在监^4^诸器单元中的数据是否与在初步读取操作过程中从监^4储器单元中读取的数据相同，并且当初始存储在监^4储器单元 中的数据与^^第"^卖取电压从监一J^f诸器单元中读取的数据不同的时候，将主读 取电压设置为与第一读取电压的电平不同的一个电平。在另一个实施例中，本发明提供一种驱动包括一个多电平单元阵列的非易失性 ^f诸器设备的方法，该方法包括向与第一编程单元以及务賭器单元阵列中相应的 第一监^^賭器单7U目关联的第一字线;^口第一读取电压，使用第一读取电压对第 一编程单元和第 一监一J^賭器单元4似ti卖取操作，确定在第 一监护u^賭器单元中初 始^(诸的数据与^^第 一读取电压从第 一监^WH诸器单元读取的数据是否相同，并 且当在监一J^f诸器单元中初始^f诸的数据与^^第^"i卖取电压从第 一监一J^f诸器单 元中读取的数据不同的时候，通过将主读取电压设置到与第"^i卖取电压的电平不同 的电平以及通过向第一字线提供主读取电压来^^于对第一编程单元的主读取操作。在另一个实施例中，本发明提供了一种包括多电平单元的非易失性^i诸器设备， 该非易失性^^诸器设备包括 一个包括监^WH诸器单元的存储器单元阵列、 一个产 生^;。于务賭器单元阵列的字线电压的字线电压产生单元、 一个^i^]第一读取电压 从监一Ji^诸器单iU翻"斤读取的数据以及将所读取的数据与参考数据进行比较并且 产生相应的比较信号的数据比较单元，以及一个响应比较信号来限定字线电压电平 的控制器。


图1A是示出单电平单元的阈值电压分布的图表； 图1B是示出多电平单元的阈值电压分布的图表；图2是示出根据常规非易失性^H诸器设备的多电平单元中的电子泄漏而改变的阈值电压的图表；图3是根据本发明的一个实施例的非易失，fi^f诸器设备的框图；图4是示出 一个例子的图表，在该例子中响应阈值电压分布的变化设置主读取电压；图5A、 5B和5C是示出包括监一踏储器单元的存储器单元阵列的结构的框图； 图6是概括了根据本发明一个实施例驱动非易失性##器设备的方法的流程图； 图7是扭ii舌了根据本发明另一个实施例驱动非易失性^^诸器设备的方法的流悉 图；并且图8是概括了根据本发明又一个实施例驱动非易失性^(诸器设备的方法的^f呈图。M实施方式下面将参照附带的附图对本发明进行更详尽的描述，其中示出了本发明的M 实施例。图3是根据本发明一个实施例的非易失'^^f诸器设备100的框图。如图3中示 出的，非易失性4^诸器设备100包括^^诸器单元阵列110、字线电压产生单元130、 数据比较单元140和控制器150。为了4似亍编程、读取、擦除等操作，非易失'^^(诸 器设备100还包括感测单元121、多路复用器(MUX) 122、数据输出单元123、地址 产生单元124、行解码器即X-解码器160和输入/输出緩沖器U0。存储器单元阵列110包括主务賭器单元阵列和监^/i^诸器单元。利用对于每个列和相应的监^L^賭器单元进行编程。例如，当主务賭器单元阵列以及相应的监视 ^^诸器单元中的每个务f诸器单元是务賭两位数据的MLC时，可以使用四个阈值电压 中的一个对每个存储器单元进行编程。务賭器单元阵列110包括至少一个监^4储器单元。由于M浮柵泄漏电荷， 存储器单元阵列110中的务賭器单元的阈值电压可以随时间发生改变。当感测到监 *#^诸器单元的阈值电压变化时，该变^f皮视为存储器单元阵列110中存储器单元 的阈值电压中类似变化的指示。例如，当连接到非易失'^^1诸器设备100的单独字线上的一个或多个主^i诸器 单元被定义为"编程单元"时，可以与编程单^目关地识别相应的监一旨賭器单元。 此后，#[賴术语"监^^f诸器单元"指示一个或多个物理单元，该物理单力于应 于主务賭器单元阵列中定义的编程单元或者与主务賭器单元阵列的一些其他部分相 对应。由多个阈值电压中的一个编程的单独监^L^f诸器单元或者由阈值电压编程的 多个监^L4^诸器单元可以充当"监^L^诸器单元"。监^L4储器单元可以被设置在务賭器单元阵列IIO的任意合理部分。例如，监*^賭器单元可以被设置在务賭器阵列110的特定分区。感测单元121感测并JU丈大/A4i渚器单元阵列110读取的数据，并且输出该经 感测并放大的数據。丽X122从感测单元121接收所感测并且放大的数据，多路复用 所接收到的数据，并且向数据输出单元123输出多路复用的数据。数据输出单元123 向输入/输出緩沖器170输出从MUX 122接收到的数据。输入/输出緩冲器170緩沖 所接^^的数据并且向外部输出所緩冲的数据。地址产生单元124向感测单元121、 MUX 122、数据输出单元123等提供地址以便^U亍前面描述的一系列^^乍。字线电压产生单元130产生施加于字线的电压，该字线至少与务賭器单元阵列器160响应所接/RiiJ的地址信号(未示出)，向存储器单元阵列110的字线提供字线 电压。数据比较单元140接收指向^^诸在监^WH诸器单元中的数据的读取操作结果， 并且将读出的数据与参考数据(即预先确定的数据值)进行比较。更具体地，由于 可以识别出关于初始存储在监^L4储器单元中的数提的信息，数据比较单元"0可 以包括关于参考输出值的信息，该参考输出值与读取初始存储的数据的理想结勤目 对应。数据比较单元140通过将从监^L^(诸器单元中读取数据的结果与参考输出值 比较来确定从监一^f诸器单元读出的数据是否与初始^f诸的数据一致，并且输出与 比较结斜目对应的比较信号。控制器150从数据比较单元140接收比较信号并且响应比较信号来控制字线电 压产生单元130。特别是，当字线电压产生单元130在^/口于存储器单元阵列110 的读取#1乍过程中产生读取电压时，控制器150响应比较信号控制字线电压产生单-元130来改变读取电压的电平。下面将参照图4描述具有这样结构的、用于非易失性^^诸器设备100的读取操 作。在图4示出的本发明的实施例中，假设根据四个定义的编程单元来设置多个四 个(4 )监^L^诸器单元，四个定义的编程单元分别与数据状态ll、 10、 Ol和OO关 联。图4是示出一个例子的图表，该例子中响应阈值电压分布中所感测到的变化而 设置读取电压。例如，需要三个(3)读取电压来区分^^诸在存储器单元阵列110的 MLC中的两位数据。下面将描述一种设置可以区分数据状态10和01的读取电压的方 法。首先，在#^于主读取1斜乍之前在监*4储器单元上#^亍初步读取操作。纟i^亍一种用于响应监一踏储器单元的阅值电压中所感测到的变化而设置读取电压的模式。 当输入读取电压设置模式后，字线电压产生单元130产生第一渎取电压，Vread[l],该第^i卖取电压被提供给务賭器单元阵列110的第一字线。因此，在连 接到第一字线的存储器单元上^^1S卖取操作。根据地址产生单元124产生的地址，施加于与第一字线关联的监#踏賭器单元 的读取操作的结果经由感测单元121、 MUX 122和数据输出单元123提供给数据比较 单元140。更M地，^n于初始存储有01数据的监^4储器单元的读取操作的结 果被提供给数据比较单元140。数据比较单元140包括关于与初始存4诸在j!^旨賭器 单元中的01数据相对应的参考输出数值的信息。数据比较单元140确定从监*4# 器单元中读出的数据是否与初始##在监一旨賭器单元中的数据相同，并且将对应 于确定结果的比较信号输出给控制器150。如图4中示出的，当监^L^j诸器单元的阈值电压由于例如电荷泄漏改变为小于 第"-^取电压Vread[l]的数值时，读出数据值被确定为不同于参考输出数值。控制 器150响应于比较信号控制字线电压产生单元130。在控制器150的控制下，字线电 压产生单元130产生带有与第一读取电压Vread [1]不同电平的第二读取电压 Vread[2]。第二读取电压Vread[2]被提供给务賭器单元阵列110的第一字线。随后，使用第二读取电压Vread[2],对连接到第一字线的存储器单元4Afri卖取 4剁乍。数据比较单元140确定^^第二读取电压Vread[2]从监^L4^诸器单元读出的 数据是否与初始##在监*4#器单元中的数据相同。如图4中示出的，当第二读取电压Vread[2]小于监一J^f诸器单元的阈值电压时， 读出的数据值净皮确定为与初始务賭的数据值相同。控制器150响应于比较信号将第 二读取电压Vread [2]设置为为主读取电压。控制器150控制字线电压产生单元130， 以便第二读取电压Vread[2]被提供给务賭器单元阵列IIO的第一字线。因此， <賴 第二读取电压Vread[2]，来#^亍对连接到第一字线的^^*器单元的主读取#1乍。另一方面，如图4中示出的，当第二读取电压Vread[2]比监^y^(诸器单元的阈 值电压更大时，读出数据值被确定为与初始存储的数据值不同。在这种情况下，控 制器150控制字线电压产生单元130产生带有与第二读取电压Vread [2]不同电平的 第3读取电压Vread [3](未示出)。可以使用第3读取电压Vread [3]等重复进行前 面描述的过程。当最终根据该迭代过程的结果确定相对于第n个读取电压Vread [n]、 施加于监^WH诸器单元的读取操作，与初始##在监纟旨賭器单元中的数据值的读 取才喿作相同时，控制器150将第n个读取电压Vread[n]设置为期望的读取电压。此后，使用第n个读取电压Vread [n],对连接到第一字线的主存储器单元^L^S卖取操 作。另一方面，当由于从监4WH渚器单元的电荷泄漏，监一踏储器单元的阈值电压 具有比第一读取电压Vread [1]更高的数值时，使用第一读取电压Vread [1]从监#￡4 储器单元读取的数据值被确定为与初始存储在监一踏储器单元中的数据值相同。控 制器150响应比较信号将第—卖取电压Vread[l]设置为期望的读取电压。此后，被 设置为主读取电压的第一读取电压Vread[l]被提供给务賭器单元阵列110的第一字 线，从而使对连接到第一字线的主务賭器单元阵列^Lfri卖取操作。当完成了对连接到第一字线的主#^诸器单元的读取操作时，重复前面描述的过 程，从而允许用于连接到第二字线的存储器单元的读取操作。换言之，字线电压产 生单元130产生第一读取电压Vread [1]。第一读取电压Vread [1]被提供给^^诸单元 阵列110的第二字线。因此，使用第一读取电压Vread[l]来执行指向连接到第二字 线的存储器单元的读取，喿怍。当;^口于连接到第二字线的监^L^诸器单元的读取4斜乍的结果被提供给数据比 较单元140时，数据比较单元140确定该结果是否与在监^L^储器单元中初始存储 的数据值相同。当读取操作的结果被确定为与初始^f诸在监^L4^诸器单元中的数据 值相同时，控制器150响应由数据比较单元140产生的比较信号将第一读取电压 Vread[l]设置为期望的读取电压。另一方面，当读取操作的结果被确定为与在监视 存储器单元中初始存储的数据值不同时，控制器"0响应由数据比较单元"0产生 的比较信号将主读取电压设置为与第一读取电压Vread [1]的电平不同的一个电平。 此后， <錢限定的读取电压来^^于指向连接到第二字线的务賭器单元的读取搡怍。当存储器单元阵列110包括N条字线时，为从第3到第n条字线分别设置读取 电压的操作可以以类似的方式遵从前面描述的过程。此后，使用适当卩艮定的读取电 压来^U于指向分别连接到第3到第n条字线的^f诸器单元的读取纟斜乍。因此，包括MLC的非易失,^^诸器设备100需要多个除当限定的读取电压。在 本发明的一个实施例中，为每一个所需要的读取电压限定主读取电压。为了实现上 述目标，多个监^L4^诸器单iti皮设置为对应于每个编程单元并通过各阈值电压编程， 所述阈值电压^A可以存储在MLC中的各种数据状态。例如，当每个MLC^^诸2位数据时，初始^f诸了数据值11、 10、 Ol和OO的监 4J^賭器单元被设置为对应于单独的编程单元。这种情况下，初始^i诸数据值10的 监一i^^诸器单元接受读取操作，并且使用前面的数据比较操作来设置用于读耳^f诸器单元阵列中存储有数据值10的务賭器单元的主读取电压。初始^^诸有数据值01 的监^^賭器单元接受读取操怍，并JU^]数据比较4斜乍来设置对应于01数据的主 读取电压。初始存储有数据值00的监^L4储器单元接受读取操作，并JU賴数据比 较^ft来设置对应于数据00的主读取电压。在^^相对高的阈值电压编程的#^诸器单元中，可能W孚栅泄漏出更多的^f诸 电荷。因此，在本发明的特定实施例中，只有由最高阈值电压编程的监^L^储器单 元可以被设置为对应于单独的编程单元。例如，w^诸有初始数值00的监一J^f诸器单 元可以被设置为对应于每个编程单元。在这种情况下，初始^H诸有数据00的监^L4 储器单元接受读取操作，并iHt^数据比较操作设置对应于OO数据的主读取电压。在前面描述的实施例中，监碎旨賭器单iU皮设置为对应于务賭器单元阵列110 的编程单元，以便感测单元中的阈值电压的改变表示相应编程单元的阈值电压中的 改变。但是，存储器单元阵列IIO的结构并不是固有地局限于该实施例。例如，监^L4储器单元可以被设置在存储器单元阵列IIO的分区中，以便在监 碎旨賭器单元阈值电压中的变化可以体现整个务賭器单元阵列110的阈值电压的变 化。在这种情况下，为了读取预定数据，根据施加于监^L4^诸器单元的读取操作的 结果设置主读取电压，并且将主读取电压提供给^^诸器单元阵列IIO的全部字线。 因此设置在存储器单元阵列110中的监—旨賭器单元可以是多个单元，该多个单元可以由多个阈值电压编程，该多个阈值电压^4如上面描述的多个电平。可选择地，因此设置在务賭器阵列110中的监^Li^诸器单元可以是^^数据00或者被视为对于电荷泄漏特别敏感的一些其他教据状态编程的单独单元。图5A、 5B和5C是描述用于包括监^L4^诸器单元的存储器单元阵列110的不同 的可能结构的框图。图5A描述了包括与编程单元的数量相对应数量的监^^元的存 储器单元阵列110。如图5A示出的，^f诸器单元阵列IIO可以包括N个编程单元，0 到N-1，以力t应于N个编程单元的N个监一J^储器单元MCO到MC(N-1)。字线WLO 到WL (N-1)被连接到各个编程单元以及与编程单^目对应的监*4储器单元。当图 5A的务賭器单元阵列IIO被安装后，使用来自监浮旨賭器单元MCO的读取数据的结 果来设置用于字线WLO的主读取电压，并且该主读取电压被提供给字线WLO从而在 编程单元0上4Afr^取操怍。这样，用于N编程单元的主读取电压被设置并提供给 相应的字线WLO到WL (N-l )，从而扭行对N个编程单元的读取操作。图5B描述了务賭器单元阵列110的另一个例子。如图5B中示出的，务賭器单元阵列110包括连接到字线WLO到WL (N-1)的N个编程单元0到(N-l ),以及连接 到监视字线RL的监#旨賭器单元。图5B的务賭器单元阵列110被安装时，通过向 监视字线RL供应读取电压从监一踏储器单元读取数悟，并JU賴该读取操作的结果 设置主读取电压。主读取电压^皮施加于字线WLO到WL (N-l),并且相应地在N个编 程单元0到(N-1)上#^橫取才封乍。图5C示出了存储器单元阵列110的另一个例子。如图5C示出的，存储器单元 阵列110包括连"l妾到字线WLO到WL (N-1)的N个编程单元0到(N-l),以及连接到 字线WLO到WL (N-1)中的一些字线(例如，连接到字线WL (N-1))的监^L4^诸器 单元。在这种情况下，通过向字线WL (N-1);^口读取电压来从监一旨賭器单元中读 取数据，并且使用读取的结果设置主读取电压。向字线WLO到WL (N-l ) ;^o主读取 电压，并且相应地在N个编程单元Q到(N-l )上^Lfri^取操作。图6是概括了根据本发明一个实施例驱动非易失性^(诸器设备的方法的流程图。 如图6中示出的，首先选择用于设置主读取电压的模式(SllO)。为了选择'^i也^^亍 用于设置主读取电压的模式，可以安装诸如熔丝切断，连接选择或者预定指令之类的常^f莫式改变组件。当选定模式时，向存储器单元阵列施加第一读取电压(S120)。第一读取电压被 施加于包含在存储器单元阵列中的监一旨賭器单元的栅极，并勤目应地，从监*# 储器单元中读取数据(Sl 30 )。由于关于初始存储在监一旨賭器单元中的数据的信息可以被探知，4狄预定读 取电压/A^口于监^WH诸器单元的读取才剁乍得到的数据值也可以被探知。结果数据 值是参考输出值，并且被^^诸在非易失4^##器设备中。通过^^]参考输出电压将 初始存储在监一踏储器单元中的数据与使用第一读取电压从监^4储器单元中读取始务賭的凄t据相同(S150)。当确定从监*#^诸器单元读取的数据与初始^(诸的数据相同时，用于从监一踏 储器单元读取数据的第一读取电压被设置为主读取电压，并JLA读取电压被施加于 存储器单元阵列(S161)。通过^^主读取电压从包括M储器单元阵列中的主单元 中读耳又凄t据(S162)。另一方面，当确定从监^L4^诸器单元中读取的数据与初始务賭的数据不同时， 具有与第一读取电压的电平不同的电平的读取电压被没置为主读取电压(S171)。主读取电压随后被^/a到存储器单元阵列(S172)。随后^^1主读取电压执行从主单元读耳又凄丈据的4^ft (S173)。可以预先设置带有与第一读取电压的电平不同的电平的读取电压。当确定从监 *4#器单元读取的数据与初始存储的数据不同时，预先设置的读取电压可以被设置为主读耳又电压。可选地，可以预先设置"n"个读取电压，并JU似亍使用"n"个读取电压中的 第一读取电压来指向监^L^f诸器单元的读取才刻乍以及数据比较^f乍。当确定，从监 ^4储器单元读取的数据与初始务賭的数据不同时，使用第二读取电压寺Afri卖取操 作和比较操作 重复该过程，以便找到用于读取搡怍的读取电压，该读取操作得到 与初始存储的数据值相同的数据值。确认的读取电压随后可以被设置为主读取电压。图7是相ii舌了根据本发明另一个实施例马区动非易失性^f诸器的方法的^^呈图。 如图7中示出的，首先选择用于设置主读取电压的模式(S120)。值"n"被设置为1 (S220 )。随后向存储器单元阵列施加读取电压Vread[l] (SBO)。当读取电压Vread [1]被经由字线^口于务賭器单元时，从连接到字线的监*# 储器单元读取数据(S240 )。卩ff吏用读取电压Vread [1]从监浮踏储器单元读取的数据 与初始存储在监^L^诸器单元中的数据进行比较(S250 )。随后根据比较确定，从监 浮J^(诸器单元读取的数据是否与初始^f诸的数据相同(S260 )。当确定从监^L4i诸器单元读出的数据与初始^f渚的数据相同时，读取电压 Vread[l]被设置为主读取电压(S271 )。主读取电压被;^;口于存储器单元阵列(S271 )。元中读取数据(S273 )。另一方面，当根据比较确定，从监^^诸器单元读取的数据与初始^f诸的数据 不同时，"n，，增加(S281)，并且向存储器单元阵列施加读取电压Vread[2]。此后， 4頓读取电压Vread [2],所描述的方法返回到步骤S230到S260。当确定JM读取 电压Vread [2]从监*4储器单元读取的数据与初始存储的数据相同时，读取电压 Vread[2]被设置为主读取电压。另一方面，当确定利用读取电压Vread[2]从监^L4 储器单元读取的数据与初始存储的数据不同时，使用读取电压Vread [3]等重复前面 描述的过程。图8是概括了根据本发明另一个实施例驱动非易失性^^诸器的方法的流程图。 首先，选择用于设置主读取电压的模式(S310)。数值V，被设定为l (S320 )。将 第一读取电压;^口于务賭器单元阵列的第一字线(S330)。对应于编程单元的主单iU皮连接到第一字线，并iL^应于主单元的监#旨賭器单元被连接到第一字线。随着第一读取电压被;^口于字线，/Ai^接到字线的主单元 和监^4^诸器单元读取数据(S340 )。此后，将从监*##器单元读取的数据与初始^^诸在监^L^f诸器单元中的数据 进行比较(S350 )。随后根据比较确定，从监^踏储器单元读取的数据是否与初始存 储的数据相同(S360 )。当确定从监浮旨賭器单元读取的数据与初始存储的数据相同时，从主务賭器单 元读取的数据被输出到外部(S371)。因此，可以省略向第一字线提供第一读取电压 的才剁乍和^^单元再次读取数据的纟封乍。另一方面，当确定从监^L4J诸器单元读取的数据与初始务賭的数据不同时，具 有与第一读取电压的电平不同的电平的读取电压被设置为主读取电压(S381)。随后将主读取电压^口于第一字线(S382 )。因此，#^亍用于连接到第一字线的主务賭器 单元的读才喿作(S383)。当完成了/Ai^接到第一字线的主单元读取数据的操作时，确U否已完成从包 含在存储器单元阵列中的全部编程单元读取数据(S390 )。当确定尚未完成从全部编 程单元读取数据时，值"n，，增加(S391)。随后第一读取电压被^>于存储器单元 阵列的第二字线(S330 )并且针对第二字线，所描述的方法返回到从操作SMO到 S390。对从第3到第n条字线重复前面描述的过程，并因此完成了对整个存储器单 元阵列的数据读取。如上面描述的，在数据读取操作中，即使例如当存储器单元的l'司值电压的电平 由于电荷泄漏而改变时，根据本发明一个实施例的非易失性4^诸器设备可以#4射吴 的产生最小化。当参照M实施例特定地示出和描^l^发明时，本领域的技术人员应当理解， 在不背离后附权利要求所定义的本发明的范围的情况下可以做出形式和细节方面的 各种变化。
权利要求
1.一种驱动包括多电平单元阵列和监视存储器单元的非易失性存储器设备的方法，该方法包括使用第一读取电压对监视存储器单元执行初始读取操作；在初始读取操作过程中，确定初始存储在监视存储器单元中的数据与从监视存储器单元中读取的数据是否相同；以及当初始存储在监视存储器单元中的数据与相对于第一读取电压从监视存储器单元中读取的数据不同时，将主读取电压设置为与第一读取电压的电平不同的电平。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括^^主读取电压对务賭器单元阵列纟;y亍 主读取樹乍。
3. 如权利要求2所述的方法，其中设置主读取电压包括当初始存储在监一踏储器单元中的数据与相对于第 一读取电压从监碎旨賭器单 元中读取的数据不同时，^^]具有与第"^卖取电压的电平不同电平的第二读取电压 来#^于监*4^诸器单元上的读取操作；以及确定初始^i诸在监一^^诸器单元中的数据与相对于第二读取电压从监碎旨賭器 单元读取的数据是否相同。
4. 如权利要求3所述的方法，其中设置主读取电压还包括使用不同的读取电压重复进行指向监^L4储器单元的读取操作，以及将相对于 不同读取电压从监^4#器单元嚴得的读取数据与初始存储在监*4#器单元中的 数据进行比较，直到读取数据与初始存储的数据相同；以及限定与读取电压有关的主读取电压，该读取电压与重复的读取操作中的一次及 其相应的读取电压相关联。
5. 如权利要求l所述的方法其中一但确定初始存储在监^L4储器单元中的数 据与相对于第^H卖取电压从监^J^f诸器单元中读取的数据相同，就将主读取电压设 置为第1取电压。
6. 如权利要求1所述的方法，其中监^L^诸器单it^皮设置为与务賭器单元阵列 的编程单iti目对应；以及重复4Mf初始读取操作，从而根据施加于监一旨賭器单元的重复4W于的初始读 取搡怍的不同结果，将具有不同电压电平的不同主读取电压;^>于各编程单元。
7. 如权利要求l所述的方法，其中监^L4^诸器单元被设置在务賭器单元阵列的分区中；以及才艮据施加于监^L4储器单元的初始读取操作的结果，将单独的主读取电压^ 口 于各编程单元。
8. 如权利要求l所述的方法，其中监^L^诸器单元包括适于存储与限定的多个 电平相对应的多个数据值的多个单元；并且对分别与多个数据值相关联的多个读取电压中的f个4似亍设置主读取电压的 剩乍。
9. 如权利要求l所述的方法，其中监^L^f诸器单元包括^^诸第一数据值的^(诸 器单元，该第一数据值选自分别与P艮定的多个电平相对应的多个数据值中；以及相对于与第 一数据关联的读取电压来4似于设置主读取电压的操作。
10. 如权利要求l所述的方法，还包括 在l^亍初始读取纟斜乍之前选择主读取电压设置模式。
11. 一种驱动包括多电平单元阵列的非易失性存储器设备的方法，该方法包括 向与第 一编程单元和务賭器单元阵列中相应的第 一监视存储器单元相关联的第一字线施加第一读取电压；使用第 一读取电压针对第 一编程单元和第 一监视存储器单元元读取操作； 确定初始存储在第一监视储器单元中的数据与相对于第一读取电压从第一监视存储器单元读取的数据是否相同；以及当初始存储在监视储器单元中的数据与相对于第一读取电压从第一监视存诸器单元中读取的数据不同时，通过将主读取电压设置为与第一读取电压的电平不同的电平和通过向第 一字线提供主读取电压知第 一编程单元执行主读取操作。
12. 如权利要求ll所述的方法，还包括当确定了初始存储在第一监视存储器单元中的数据与相对于第一读取电压从第 一监视存储器单元中读取的数据相同时，输出存储在第一编程单元中的、通过从第 一编程单元和第 一监视存储器单元中读取数据而获得的数据。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括向与第二编程单元和务賭器单元阵列中相应的第二监视存储器单元相关联的第二字线施加第一渎取电压；使用第一读取电压对第二编程单元和第二监碎旨賭器单元读取操作；以及 确定初始存储在第二监视存储诸器单元中的数据与相对于第一读取电压从第二监视存储器单元中读取的数据是否相同。
14. 如权利要求13所述的方法，还包括一但确定初始存储在第二监一旨賭器单元中的数据与相对于该第二第—卖取电 压从第二监浮旨賭器单元中读取的数据不同，就^j^主读取电压对第二编程单元执 行主读取操作，该主读取电压具有与第一读取电压的电平不同的电平；并且一但确定初始存储在第二监^WH渚器单元中的数据与相对于第一读取电压从第 二监^L^f诸器单元中读取的数据相同，舒u^出从第二编程单元读取的数据。
15. 如权利要求14所述的方法，其中顺序i似A^"应于^^诸器单元阵列中第3到 第n个编程单元的监浮旨賭器单元中读取数据，并B匕后，将A^十应于第3到第n 个编程单元的每个各自监^L4^诸器单元中读取的M数据与初始^f诸^^应于第3 到第n个编程单元的每个各自监^L4储器单元中的数据进行比较；以及根据各自比较，为第3到第n个编程单元中的每"HS殳置主读取电压。
16. —种包括多电平单元的非易失'f4^[渚器设备，该非易失'^H诸器设备包括 务賭器单元阵列，其包括监*4^诸器单元；字线电压产生单元，其产生施加于^^诸器单元阵列的字线电压； 数据比较单元，该单元接收相对于第一读取电压从监^L^賭器单元中读取的数 据，并将该读取数据与参考数据进行比较，以及产生相应的比较信号；以及控制器，其响应比较信号来限定字线电压电平。
17. 如权利要求16所述的非易失,^^诸器，其中参考数据是初始4^诸在监*4储器单元中的数据。
18. 如权利要求17所述的非易失4^^诸器，其中一但确定读取数据与参考数据相同，控制器就将^>于存储器单元阵列的主读取操作过程中使用的主读取电压 p艮定为与第"""^卖取电压相同。
19. 如权利要求18所述的非易失'^^诸器，其中一但确定读取数据与参考数据 不相同，控制器就将^>于存储器单元阵列的主读取才刻乍过程中^^的主读取电压限定为与第"""^取电压不同。
20. 如权利要求17所述的非易失性^f诸器，其中监秒u4^诸器单元包括多个监视务賭器单元，该监^^诸器单元分别被设置为与存储器单元阵列的不同編程羊tU目 7寸应；以及字线电压包括由控制器分别相对于不同编程单元中的每一个限定的多个字线电压。
21.如权利要求17所述的非易失性^#器，其中监^4^诸器单it^皮设置在存储单元阵列的分区中。
全文摘要
公开了一种非易失性存储器设备和驱动数据的相关方法。该非易失性存储器设备包括多电平单元阵列和监视存储器单元。该驱动方法包括使用第一读取电压对监视存储器单元执行初始读取操作，确定初始存储在监视存储器单元中的数据与在初始读取操作中从监视存储器单元读取的数据是否相同，并且当初始存储在监视存储器单元中的数据与使用第一读取电压从监视存储器单元中读取的数据不相同时，将主读取电压设置为与第一读取电压电平不同的电平。
文档编号G11C16/06GK101246744SQ20081008564
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者姜相求, 林瀛湖 申请人:三星电子株式会社