专利名称：对非易失性存储器设备进行编程的方法
对非易失性存储器设备进行编程的方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2008年7月10日提交的韩国专利申请No. 10-2008-0066876的优先权，其全部内^ii过引用合并于此。
背景技术：
本发明涉及一种对非易失性存储器设备进行编程的方法。
近年来，对于可以以电子方式进行编程和擦除而无需以特定间隔重 写数据的刷新功能的非易失性存储器设备的需求日益增长。
非易失性存储器单元是能够进行电子编程/擦除操作的元件，并且被 配置为通过随着施加到100埃或更薄的薄氧化物层的强电场产生的电子 迁移而改变其阈值电压来执行编程和擦除操作。
非易失性存储器设备通常包括存储器单元阵列，其中，以矩阵形 式布置用于存储数据的单元；页面緩冲器，用于将数据写入到存储器单元 阵列的特定单元，或者读取特定单元中存储的数据。页面緩冲器包括比 特线对，其连接到特定存储器单元；寄存器，其用于临时存储待写入到存 储器单元阵列的数据，或者从存储器单元阵列读取特定单元的数据，并且 将读出的数据临时存储在该寄存器中；感测节点，其用于感测特定比特线 或特定寄存器的电压电平；比特线选择单元，其用于控制是否将特定比特 线连接到感测节点。
作为这种非易失性存储器设备的编程方法，增量阶跃脉冲编程 (ispp)方法是公知的。即，通过将编程起始电压恒定地增加阶跃电压 (step voltage)来执行编程操作。然而，随着编程和擦除操作次数增加， 存储器单元的编程速度增加。此外，即使施加低编程起始脉冲，存储器单 元的阈值电压的改变也增加。为了防止这种突变，在施加编程起始脉冲之 前施加虚编程脉冲的方法是公知的。然而，这种方法的问题在于，整个编 程时间增加。
发明内容
本发明针对一种对非易失性存储器设备进行编程的方法，其可以在 施加虚编程脉冲的同时缩短编程时间。
根据本发明 一方面的对非易失性存储器设备进行编程的方法包括
来执行编程^M乍；通过施加所述编程起始脉冲来执行编程操作；并且作为 所述编程操作的结果，IHt是否已经完成编程。
根据本发明另 一方面的对非易失性存储器设备进行编程的方法包 括通过施加阶跃形虚编程脉冲来执行编程操作，所述阶跃形虚编程脉冲 具有第二脉冲宽度并且已经增加第二阶跃电压；通过施加具有第一阶跃电
压和第一脉冲宽度的编程脉冲来执行编程操作；作为所述编程操作的结 果，^Ht是否已经完成编程。
图1是示出施加非易失性存储器设备的虚编程脉冲的典型方法的示
图2是示出根据本发明实施例施加非易失性存储器设备的虚编程脉 冲的方法的示图3是示出根据本发明另 一实施例施加非易失性存储器设备的虚编 程脉冲的方法的示图4A至图4E是示出根据本发明又一实施例施加非易失性存储器 i殳备的虚编程脉冲的方法的示图；以及
图5是示出根据本发明的非易失性存储器设备的编程方法的流程图。
具体实施例方式
现在，将参照附图描述根据本发明的特定实施例。然而，本发明不 限于所公开的实施例，而是可以通过各种方式来实现。提供实施例以使得 本发明的乂>开完整，并且允许本领域技术人员理解本发明的范围。本发明 由权利要求来限定。图1是示出施加非易失性存储器设备的虚编程脉冲的典型方法的示图。
作为对非易失性存储器设备进行编程的方法，ISPP方法是公知的。
ISPP方法是通过施加编程脉沖来执行编程的方法，所述编程脉沖^1在编 程起始电压的基础上增加阶跃电压。在施加一个编程脉冲之后，执行用于 检查根据对应脉冲的施加的编程是否已经完成的ai^操作。
如图1所示，施加在编程起始电压11的基础上一致地增加阶跃电
压DVpgm的编程脉冲。虽然在附图中未示出，但在施加编程脉冲之后， 执行a^E操作'
同时，施加虚编程脉冲的方法已经是爿i^P的，其已对这种ISPP方 法进行了改进。在对非易失性存储器设备重复执行编程/擦除操作的情况 下，存在由于存储器单元的特性而导致编程速度变快的趋势。随着非易失 性存储器设备的编程/擦除次数增加，在ISPP时施加第一脉沖所伴随的阈 值电压的改变也增加。因此，通过考虑因如上所述的编程/擦除次数的增 加而导致的编程速度的改变，通过施加电压电平比传统编程起始电压11 的电压电平更低的编程脉冲来执行编程操作。在此，编程脉冲被定义为虚 编程脉冲12。
虚编程脉冲12被首次施加，并且具有比第一编程起始脉冲11低3 至4阶跃的电压电平。通过将多个虚编程脉冲增加阶跃电压来施加多个虚 编程脉冲。同时，当施加虚编程脉冲12时，不执行附加的IHE操作。
当编程/擦除次数少时，虽然施加了虚编程脉冲12，但阈值电压的 改变不大。然而，当编程/擦除次量大时，阈值电压的改变较大。同时， 根据上述方法，在施加传统编程起始电压ll之前，施加虚编程脉冲12， 从而阈值电压部分地上升。这样，可以防止阈值电压的突变，并且可以防 止由于阈值电压的突变而导致的阈值电压分布的扩展。然而，这种施加虚 编程脉冲的方法的问J^在于，增加了编程时间。
图2是示出根据本发明实施例施加非易失性存储器设备的虚编程脉 冲的方法的示图。
如附图所示，施加虚编程脉冲21,其具有比第一编程起始脉冲22 更宽的脉冲宽度。虚编程脉冲可以具有比第一编程起始脉沖22的电压电 平小一阶电压的电压电平。在此，阶跃电压范围可以从0,3V至1.0V。此 夕卜，虚编程脉沖的脉冲宽度可以是编程起始脉冲的脉冲宽度的n倍。虚编程脉冲的脉冲宽度可以是编程起始脉冲的脉冲宽度的3倍或4倍，并且具 有比编程起始脉冲低阶跃电压的电压值。
在此情况下，由于在施加虚编程脉冲之后施加一次性脉冲而没有如 图l那样的暂停时段，因此可以缩短编程时间。
应理解，本领域技术人员可以通过非易失性存储器设备中所包括的 典型ISPP脉冲控制器(未示出)来控制虚编程脉冲的脉沖宽度和电压值。 因此，为了简明，省略ISPP脉沖控制器的详细结构。
图3是示出根据本发明另 一实施例施加非易失性存储器设备的虚编 程脉冲的方法的示图。
如图3所示，在施加第一编程起始脉冲32之前施加虚编程脉冲31， 其中，虚编程脉冲的电压电平逐步上升。换句话说，图3的方法可以与施 加图1所示的虚编程脉冲的方法对应，但没有暂停时段。这种虚编程脉冲 31被称为阶跃形虚编程脉冲。
构成阶跃形虚编程脉冲的虚编程脉沖中的每一个可以具有与第一 编程起始脉冲32的脉冲宽度相同或不同的脉冲宽度。此外，虚编程脉冲 之间的电压差可以与在施加第一编程起始脉冲32之后所施加的编程脉冲 之间的阶跃电压相同或不同。应理解，可以使用ISPP脉冲控制器来进行 控制。
根据本发明实施例，构成阶跃形虚编程脉冲31的虚编程脉冲中的 每一个可以具有与编程起始脉冲的脉冲宽度相同的脉冲宽度(Wl )。此外， 虚编程脉冲之间的电压差可以与编程脉冲之间的阶跃电压(Vstepl )相同。
如图3所示，可以施加虚编程脉冲，所述虚编程脉冲中的每一个在 施加编程起始脉冲之前具有与编程起始脉冲32的脉沖宽度(Wl)相同的 脉冲宽度，并且当施加编程脉冲时具有与阶跃电压(Vstepl)相同的阶跃 电压。
也就是说，构成阶跃形虚编程脉冲31的虚编程脉冲可以包括第 一脉冲，其比编程起始脉冲低n倍阶跃电压；第二脉冲，其比编程起始脉 冲低(n-l)倍阶跃电压；……；第(n-l)脉冲，其比编程起始脉冲低两 倍阶跃电压；第n脉冲，其比编程起始脉冲低该阶跃电压。虚编程脉沖中 的每一个可以具有与编程起始脉冲的脉沖宽度相同的脉冲宽度。
换句话说，阶跃形虚编程脉冲可以包括第一脉冲，其比编程起始 脉沖低n倍阶跃电压；第二脉冲至第n脉冲(n是大于二的整数)，其比所述第一脉冲高一倍至(n-l)倍阶跃电压。构成阶跃形虚编程脉沖的虚 编程脉冲中的每一个可以具有与编程起始脉冲的脉冲宽度相同的脉沖宽 度。
同时，可以通过控制每一脉冲的脉冲宽度和各个脉冲之间的电压差 而将阶跃形虚编程脉冲形成为各种形式的虚编程脉冲。
图4A至图4E是示出根据本发明又一实施例施加非易失性存储器 i殳备的虚编程脉冲的方法的示图。
首先，图4A示出每一虚编程脉冲的脉冲宽度(W2)大于编程起始 脉冲的脉冲宽度(Wl)并且虚编程脉冲之间的电压差(Vstep2)大于编 程脉冲的阶跃电压(Vstepl)的示例。
图4B示出每一虚编程脉冲的脉冲宽度(W3 )小于编程起始脉沖的 脉冲宽度(Wl)并且虚编程脉冲之间的电压差(Vstep3)小于编程脉冲 的阶跃电压(Vstepl)的示例。
在此，如果使脉冲宽度(W3)和电压差(Vstep3)最小，则可以 形成如图4C所示线性增加的虚编程脉冲。
图4D示出每一虚编程脉冲的脉冲宽度(W2 )大于编程起始脉冲的 脉冲宽度(W1)、但虚编程脉冲之间的电压差(Vstep3)小于编程脉冲的 阶跃电压(Vstepl)的示例。
图4E示出每一虚编程脉冲的脉冲宽度(W3 )小于编程起始脉冲的 脉冲宽度(Wl)、但虚编程脉冲之间的电压差(Vst印2)大于编程脉冲的 阶跃电压(Vstepl)的示例。
如上所述，可以通过不同地控制每一虚编程脉冲的脉冲宽度和虚编 程脉冲之间的电压差来形成各种形式的虚编程脉冲。
图5是示出根据本发明的对非易失性存储器设备进行编程的方法的 流程图。首先，在步骤510，施加虚编程脉冲，以执行编程操作。虚编程 脉冲可以具有如图2、图3或图4所示的形式。在施加虚编程脉冲之后， 不执行附加IHE操作。除了将虚编程脉冲施加到选定的字线之外，执行与 典型编程操作相同的编程操作。
接下来，在步骤520，施加正常编程电压，从而执行编程操作。在 施加虚编程脉冲之后立即施加编程起始脉冲。编程起始脉冲是伴随有!Hi 操作的第一编程脉冲。其后，可以根据是否已经完成^￡操作而通过将编程起始脉冲增加n倍阶跃电压来执行编程操作。在此，所施加的编程脉冲 被称为正常编程电压。
在施加正常编程电压之后，在步骤530，执行a^操作，以检查是 否已经完成编程。即，当将外部输入的数据全部编程到所指定的存储器单 元中时，编程:^作结束，而无需附加的措施。
然而，当存在尚未被编程的单元时，在步骤540，将编程电压增加 阶跃电压。然后通it^加已经增加了阶跃电压的编程脉沖而重复执行编程 操作(步骤520 )。
如上所述，在执行正常编程之前，施加虚编程脉冲，但省略虚编程 脉冲之间的暂停时段而将其作为一个脉沖施加。因此，可以缩短整个编程 时间。
根据本发明的配置，可以在施加虚编程脉冲的时段中使得虚编程脉 沖的暂停时段最小，因此，可以缩短整个编程操作所用时间。此外，由于
施加了虚编程脉冲，可以防止因编程/擦除次数增加而导致的在编程操作 时阈值电压的突变。
已经提出了在此公开的实施例，以允许本领域技术人员易于实现本 发明，并且本领域技术人员可以通过这些实施例的组合来实现本发明。因 此，本发明的范围并非受限于如上所述的实施例，并且应理解，本发明的 范围仅由所附权利要求及其等同物来限定。
权利要求
1.一种对非易失性存储器设备进行编程的方法，包括通过施加具有比编程起始脉冲的脉冲宽度更宽的脉冲宽度的虚编程脉冲来执行编程操作；通过施加所述编程起始脉冲来执行编程操作；以及作为所述编程操作的结果，验证是否已经完成编程。
2.根据权利要求1所述的编程方法，其中，所述虚编程脉冲的脉冲 宽JLA所述编程起始脉沖的脉冲宽度的n倍，"n"是正整数。
3.根据权利要求2所述的编程方法，其中，所述虚编程脉冲的电压 值比所述编程起始脉冲的电压值低阶跃电压。
4.根据权利要求l所述的编程方法，还包括作为所述验证的结果， 如果确定尚未完成所述编程，则通过将在紧邻之前的编程操作中施加的编 程脉冲增加阶跃电压而再次执行编程操作。
5.根据权利要求l所述的编程方法，还包括作为所述IHE的结果， 如果确定已经完成所述编程，则结束所述编程^Mt。
6.根据权利要求4所述的编程方法，还包括根据所述發汪结果再 次执行所述编程操作，直到完成所述编程，并且重复执行所述验汪。
7. 根据权利要求2所述的编程方法，其中，"n"是3或4。
8. —种对非易失性存储器i殳备进行编程的方法，包括 通过施加阶跃形虚编程脉冲来执行编程操作；通过施加具有第一阶跃电压和第一脉沖宽度的编程脉冲来执行编程操作；作为所述编程操作的结果，iHi是否已经完成编程。
9. 根据权利要求8所述的编程方法，其中，所述阶跃形虚编程脉冲 具有第二脉冲宽度的阶跃以及第二阶跃电压。
10. 根据权利要求9所述的编程方法，其中，所述阶跃形虚编程脉冲的所述第二阶跃电压与所述编程脉冲的所述第一阶跃电压相同。
11. 根据权利要求9所述的编程方法，其中，所述阶跃形虚编程脉冲 的所述第二脉冲宽度与所述编程脉冲的所述第 一脉冲宽度相同。
12. 根据权利要求9所述的编程方法，其中，所述阶跃形虚编程脉冲包括第一脉冲和第二至第n脉冲，所述第一脉 冲比所述编程起始脉冲低n倍阶跃电压，所述第二至第n脉冲比所述第一 脉冲高一倍至(n-l)倍，n是正整数，以及所述虚编程脉冲中的每一个的所述第二脉冲宽度与所述第 一脉冲宽 度相同。
13. 根据权利要求9所述的编程方法，还包括作为所述验证的结果， 如果确定尚未完成所述编程，则通过将在紧邻之前的编程^Mt中施加的编 程脉冲增加所述阶跃电压而再次执行所述编程操作。
14.根据权利要求9所述的编程方法，还包括作为所述IHE的结果， 如果确定已经完成所述编程，则结束所述编程操作。
15.根据权利要求13所述的编程方法，还包括根据所述验证结果 再次执行所述编程^Mt，直到完成所述编程，并且重复执行所述發汪。
全文摘要
一种对非易失性存储器设备进行编程的方法。根据一种编程方法，通过施加具有比编程起始脉冲的脉冲宽度更宽的脉冲宽度的虚编程脉冲来执行编程操作。通过施加该编程起始脉冲来执行编程操作。然后，作为编程操作的结果，验证是否已经完成编程。根据另一编程方法，通过施加具有第二脉冲宽度并且已经增加了第二阶跃电压的阶跃形虚编程脉冲来执行编程操作。通过施加具有第一阶跃电压和第一脉冲宽度的编程脉冲来执行编程操作。然后，作为编程操作的结果，验证是否已经完成编程。
文档编号G11C16/12GK101625898SQ200910007649
公开日2010年1月13日 申请日期2009年1月5日 优先权日2008年7月10日
发明者王钟铉 申请人:海力士半导体有限公司