存储器装置、其操作方法以及存储器系统与流程

本文描述的本公开的一个或更多个实施方式涉及存储器装置，并且更具体地，涉及用于在非易失性存储器装置中编程数据的设备和方法。

背景技术：

1、数据处理系统包括存储器系统或数据储存装置。可以将数据处理系统开发成在数据储存装置中存储更大容量的数据，在数据储存装置中更快地存储数据，并且更快地读取存储在数据储存装置中的数据。存储器系统或数据储存装置可以包括用于存储数据的非易失性存储器单元和/或易失性存储器单元。

技术实现思路

1、本公开的实施方式可以提供能够提高存储器装置的数据输入/输出速度的设备和方法。

2、此外，本公开的实施方式可以施加单个编程脉冲来将数据编程到存储器装置中以将阈值电压从特定编程状态增加到另一编程状态，并且使用电流感测电路(csc)来检查存储器装置中包括的非易失性存储器单元的阈值电压分布。因此，可以减少执行验证操作以验证编程状态的次数和时间。

3、具体地，在根据本公开的实施方式的存储器装置中，编程操作可以包括多个单位操作。首先，存储器装置可以执行增量步进脉冲编程(ispp)操作以将能够存储多位数据的非易失性存储器单元的阈值电压从擦除状态增加到多个编程状态当中具有最低阈值电压的第一编程状态。在本文中，增量步进脉冲编程(ispp)操作可以包括重复施加编程脉冲以引发阈值电压的逐渐增加。存储器装置可以确定与对应于多个编程状态的阈值电压之差相对应的编程脉冲，然后将单个编程脉冲施加到非易失性存储器单元。通过施加单个编程脉冲，非易失性存储器单元可以具有突然达到另一编程状态的阈值电压，该另一编程状态比第一编程状态具有更高的阈值电压电平。通过该过程，存储器装置可以减少编程操作期间的验证操作的次数，由此减少在验证操作期间发生的内部电流消耗(icc)。

4、在实施方式中，一种存储器装置可以包括：单元阵列，该单元阵列包括非易失性存储器单元，每个非易失性存储器单元能够存储对应于擦除状态和多个编程状态的多位数据；以及控制电路，该控制电路被配置为执行用于将多位数据编程到至少两个非易失性存储器单元中的至少两个部分编程操作，至少两个部分编程操作包括增量步进脉冲编程ispp操作以及单个脉冲编程操作，该ispp操作将至少两个非易失性存储器单元的阈值电压从擦除状态增加到多个编程状态当中的第一编程状态，并且单个脉冲编程操作将至少两个非易失性存储器单元当中的至少一个非易失性存储器单元的阈值电压从第一编程状态增加到多个编程状态当中高于第一编程状态的另一编程状态。

5、控制电路可以被配置为：针对ispp操作将编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元以将至少两个非易失性存储器单元的阈值电压从擦除状态逐渐增加到对应于多位数据的多个编程状态当中具有最低阈值电压电平的第一编程状态，执行用于确定至少两个非易失性存储器单元是否具有对应于第一编程状态的阈值电压的第一验证操作，基于第一验证操作的结果而将单个第一编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元当中的第一非易失性存储器单元，以将第一非易失性存储器单元的阈值电压增加到高于第一编程状态的第二编程状态，第一编程脉冲对应于第一编程状态和第二编程状态之差，并且基于第一验证操作的结果而将单个第二编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元当中的第二非易失性存储器单元，以将第二非易失性存储器单元的阈值电压增加到高于第二编程状态的第三编程状态，第二编程脉冲对应于第一编程状态和第三编程状态之差。

6、至少两个非易失性存储器单元可以包括要被编程为具有对应于第一编程状态、第二编程状态和第三编程状态的阈值电压的非易失性存储器单元。可以基于至少两个非易失性存储器单元当中具有对应于第一编程状态的阈值电压的非易失性存储器单元的比率是否等于或大于参考量(reference)来确定第一验证操作的结果。

7、控制电路还可以被配置为在施加第一编程脉冲和第二编程脉冲之后执行用于确定至少两个非易失性存储器单元是否具有对应于第二编程状态和第三编程状态的阈值电压的第二验证操作。

8、控制电路还可以被配置为在基于第二验证操作的结果而确定第一非易失性存储器单元的阈值电压未能具有对应于第二编程状态的阈值电压时，向第一非易失性存储器单元施加编程脉冲以逐渐增加第一非易失性存储器单元的阈值电压。

9、控制电路还可以被配置为在基于第二验证操作的结果而确定第二非易失性存储器单元的阈值电压未能具有对应于第三编程状态的阈值电压时，向第二非易失性存储器单元施加编程脉冲以逐渐增加第二非易失性存储器单元的阈值电压。

10、第二验证操作可以包括用于确定至少两个非易失性存储器单元是否具有对应于第一编程状态的阈值电压的验证操作。控制电路还可以被配置为在作为验证操作的结果而确定至少两个非易失性存储器单元中的一些非易失性存储器单元未能具有对应于第一编程状态的阈值电压时，向至少两个非易失性存储器单元中的一些非易失性存储器单元施加编程脉冲以将至少两个非易失性存储器单元中的一些非易失性存储器单元的阈值电压逐渐增加到第一编程状态。

11、存储器装置还可以包括页缓冲器，该页缓冲器被配置为临时存储来自多个非易失性存储器单元中的一个非易失性存储器单元的多位数据。页缓冲器可以包括多个锁存器。锁存器的数量可以等于或大于多位数据的位数。存储器装置还可以包括：验证电路，该验证电路联接到页缓冲器并且被配置为验证多位数据是否存储在多个非易失性存储器单元中的每一个中。

12、验证电路可以包括：多个电流感测电路，多个电流感测电路被配置为执行针对第一编程状态、第二编程状态和第三编程状态的验证操作，以输出关于第一编程状态、第二编程状态和第三编程状态中的每一个的通过信号或失败信号；以及第一组件，第一组件被配置为在多个电流感测电路输出通过信号时输出编程成功。

13、在另一实施方式中，一种用于操作存储器装置的方法可以包括：接收要编程到多个非易失性存储器单元中的多位数据；将编程脉冲施加到多个非易失性存储器单元当中处于擦除状态的至少两个非易失性存储器单元，以将至少两个非易失性存储器单元的阈值电压从擦除状态逐渐增加到第一编程状态，第一编程状态是对应于多位数据的多个编程状态当中的最低编程状态；执行用于确定至少两个非易失性存储器单元是否具有对应于第一编程状态的阈值电压的第一验证操作；基于第一验证操作的结果而将单个第一编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元当中的第一非易失性存储器单元，以将第一非易失性存储器单元的阈值电压增加到高于第一编程状态的第二编程状态，第一编程脉冲对应于第一编程状态和第二编程状态之差；以及基于第一验证操作的结果而将单个第二编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元当中的第二非易失性存储器单元，以将第二非易失性存储器单元的阈值电压增加到高于第二编程状态的第三编程状态，第二编程脉冲对应于第一编程状态和第三编程状态之差。

14、至少两个非易失性存储器单元可以包括要被编程为具有对应于第一编程状态、第二编程状态和第三编程状态的阈值电压的非易失性存储器单元。可以基于至少两个非易失性存储器单元当中具有对应于第一编程状态的阈值电压的非易失性存储器单元的比率是否等于或大于参考量来确定第一验证操作的结果。

15、该方法还可以包括在施加第一编程脉冲和第二编程脉冲之后执行针对第二编程状态和第三编程状态的第二验证操作。

16、该方法还可以包括当基于第二验证操作的结果而确定第一非易失性存储器单元未能具有对应于第二编程状态的阈值电压时，向第一非易失性存储器单元施加编程脉冲以逐渐增加第一非易失性存储器单元的阈值电压。

17、该方法还可以包括当基于第二验证操作的结果而确定第二非易失性存储器单元未能具有对应于第三编程状态的阈值电压时，向第二非易失性存储器单元施加编程脉冲以逐渐增加第二非易失性存储器单元的阈值电压。

18、该方法还可以包括：在第二验证操作期间执行针对第一编程状态的验证操作；以及当作为第二验证操作期间的验证操作的结果而确定至少两个非易失性存储器单元中的一些非易失性存储器单元未能具有对应于第一编程状态的阈值电压时，将编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元中的一些非易失性存储器单元以将至少两个非易失性存储器单元中的一些非易失性存储器单元的阈值电压逐渐增加到第一编程状态。

19、在另一实施方式中，一种存储器系统可以包括：控制器，该控制器被配置为从外部装置接收数据，确定存储数据的位置，并且生成要存储在位置中的多位数据；以及存储器装置，该存储器装置被配置为：从控制器接收根据位置的多位数据，将编程脉冲施加到多个非易失性存储器单元当中处于擦除状态的至少两个非易失性存储器单元以将至少两个非易失性存储器单元的阈值电压从擦除状态逐渐增加到第一编程状态，第一编程状态是对应于多位数据的多个编程状态当中的最低编程状态，执行用于确定至少两个非易失性存储器单元是否具有对应于第一编程状态的阈值电压的第一验证操作，基于第一验证操作的结果而将单个第一编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元当中的第一非易失性存储器单元，以将第一非易失性存储器单元的阈值电压增加到高于第一编程状态的第二编程状态，第一编程脉冲对应于第一编程状态和第二编程状态之差，并且基于第一验证操作的结果而将单个第二编程脉冲施加到至少两个非易失性存储器单元当中的第二非易失性存储器单元，以将第二非易失性存储器单元的阈值电压增加到高于第二编程状态的第三编程状态，第二编程脉冲对应于第一编程状态和第三编程状态之差。

20、存储器装置还可以被配置为在关于多位数据的编程操作完成时，将完成信号发送到控制器。

21、至少两个非易失性存储器单元可以包括要被编程为具有对应于第一编程状态、第二编程状态和第三编程状态的阈值电压的非易失性存储器单元。可以基于至少两个非易失性存储器单元当中具有对应于第一编程状态的阈值电压的非易失性存储器单元的比率是否等于或大于参考量来确定第一验证操作的结果。

22、存储器装置还可以被配置为在施加第一编程脉冲和第二编程脉冲之后执行针对第二编程状态和第三编程状态的第二验证操作。

23、存储装置还可以被配置为：当作为第二验证操作的结果而确定第一非易失性存储器单元未能具有对应于第二编程状态的阈值电压时，向第一非易失性存储器单元施加编程脉冲以逐渐增加第一非易失性存储器单元的阈值电压；并且当基于第二验证操作的结果而确定第二非易失性存储器单元未能具有对应于第三编程状态的阈值电压时，向第二非易失性存储器单元施加编程脉冲以逐渐增加第二非易失性存储器单元的阈值电压。

24、在另一实施方式中，一种存储器装置的操作方法可以包括：对联接到字线的存储器单元执行第一编程循环；以及作为第一编程循环的结果，当存储器单元当中根据参考验证电压的导通单元的数量大于参考数量时，对存储器单元依次执行第二编程循环和第三编程循环。每个第一编程循环可以包括：向字线施加第一编程脉冲，并且验证导通单元的数量是否大于参考数量，其中，随着第一编程循环根据增量步进脉冲编程(ispp)方案进行，第一编程脉冲增加默认量。第二编程循环可以包括：向字线依次施加预定数量的第二编程脉冲，并且在依次施加第二编程脉冲之后，依次验证存储器单元是否具有相应的目标编程状态，其中，相对于第一编程循环中的最后一个第一编程循环的第一编程脉冲，第二编程脉冲的电平相差预定量。第三编程循环可以包括：向字线依次施加预定数量的第三编程脉冲，并且在依次施加第三编程脉冲之后，依次验证存储器单元是否具有相应的目标编程状态，并且其中，相对于第一编程循环中的最后一个第一编程循环的第一编程脉冲，第三编程脉冲的电平相差默认量。