專利名稱：多階單元存儲(chǔ)器的編程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多階單元(multi-level cell; MLC)存儲(chǔ)器的編程方法， 且特別是核計(jì)一種可在讀取操作中獲得較狹窄化(tightened)編程分布 (program distribution)的MLC存儲(chǔ)器編程方法。
背景技術(shù)：
圖U至圖ID示出了傳統(tǒng)MLC存儲(chǔ)器的編程過(guò)程中編程位達(dá)到預(yù)定編程 狀態(tài)的閾值電壓(threshold voltage; Vt)分布示意圖。如圖1A所示，存儲(chǔ) 器起初具有抹除態(tài)(erase-state)的Vt分布，而且存儲(chǔ)器的每一位編程至一 預(yù)定編程狀態(tài)(targeted program state)。預(yù)定編程狀態(tài)的Vt分布具有一編 程驗(yàn)證(program verify; PV)值(下限值)。為了使編程位具有較狹窄的Vt分 布，傳統(tǒng)上是另外設(shè)定一預(yù)編程驗(yàn)證(Pre-PV)值，其值小于上述的PV值，而 且執(zhí)行下列的兩階段式編程操作。
第一次粗略(rough)編程操作中，經(jīng)過(guò)幾次編程射擊(shot)后，存儲(chǔ)器的 位會(huì)被編程達(dá)到如圖IB所示的Vt分布A。圖IB中位于虛線區(qū)域的位是具有 Vt值不低于預(yù)定編程狀態(tài)的Pre-PV值。此時(shí)，存儲(chǔ)器系記錄通過(guò)Pre-PV值 (亦即具有Vt值不低于Pre-PV值)的位。然后，在Vt分布A中具有Vt值低 于Pre-PV值的位又進(jìn)一步編程至通過(guò)Pre-PV值，以產(chǎn)生如圖1C所示的Vt 分布B。
Vt分布B中所示的位是完全通過(guò)Pre-PV值，且存儲(chǔ)器記錄圖1C中虛線 區(qū)域所示通過(guò)PV值的位。然后，在第二次細(xì)微(fine)編程操作中，Vt分布B 中具有Vt值低于PV值的位更進(jìn)一步被編程而通過(guò)PV值，以產(chǎn)生如圖ID所 示的預(yù)定編程分布C,并完成整個(gè)編程流程。
然而，如圖1C所示，在第一次編程操作后， 一些Vt值接近而稍低于PV 值的編程較快速位(以虛線區(qū)域F表示)會(huì)在第二次編程操作中再次被編程達(dá) 到較高的Vt值，因而造成預(yù)定編程狀態(tài)的Vt分布變得非常寬，進(jìn)而增加位 錯(cuò)誤率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有關(guān)于一種MLC存儲(chǔ)器的編程方法。在每次編程操作中，當(dāng)至 少一編程位通過(guò)預(yù)定編程狀態(tài)的PV值時(shí)，位線(bit line)偏壓BL即降低一 固定值，而當(dāng)沒(méi)有任何編程位通過(guò)預(yù)定編程狀態(tài)的PV值時(shí)，在下一次編程操 作中將BL值增加一固定值。藉由判斷是否至少一個(gè)新位通過(guò)PV值，可狹窄 化編程分布并增加編程速度。
根據(jù)本發(fā)明，提出一種MLC存儲(chǔ)器的編程方法。MLC存儲(chǔ)器包括多個(gè)位。 每一位具有多個(gè)編程狀態(tài)，且每一編程狀態(tài)具有一 PV值。本方法包括(a) 使用一位線偏壓BL來(lái)編程該存儲(chǔ)器中具有閾值電壓Vt值小于一預(yù)定編程狀 態(tài)的PV值的位，以成為編程位，其中，位線偏壓BL值大于O; (b)當(dāng)存儲(chǔ)器 中所有位的Vt值皆不低于預(yù)定編程狀態(tài)的PV值時(shí)，結(jié)束本方法，否則繼續(xù) 下一步驟(c);以及(c)當(dāng)所有編程位的Vt值皆低于PV值時(shí)，設(shè)定BL-BL+K1 并重復(fù)該步驟(a)，而當(dāng)至少一編程位的Vt值不低于PV值時(shí)，設(shè)定BL=BL-K2 并重復(fù)該步驟(a),其中Kl及K2為固定的正值。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合 附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1A至圖ID示出了傳統(tǒng)MLC存儲(chǔ)器的編程過(guò)程中編程位達(dá)到預(yù)定編程 狀態(tài)的Vt分布示意圖。
圖2示出了依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種MLC存儲(chǔ)器編程方法流程圖。 圖3示出了依照本發(fā)明較佳實(shí)施例字符線偏壓操作的示意圖。 圖4示出了依照本發(fā)明較佳實(shí)施例位線偏壓操作的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種MLC存儲(chǔ)器的編程方法。未通過(guò)預(yù)定編程狀態(tài)PV值的存 儲(chǔ)器位是利用位線偏壓BL來(lái)加以編程。當(dāng)至少一個(gè)編程位通過(guò)PV值時(shí)，偏 壓值BL降低一固定值，而當(dāng)沒(méi)有任何編程位通過(guò)PV值時(shí)，偏壓值BL則增加 一固定值。然后，再使用新的偏壓值BL來(lái)編程未通過(guò)PV值的位。因此，可 增加編程速度并狹窄化編程分布，以降低存儲(chǔ)器的位錯(cuò)誤率。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，其示出了依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種MLC存儲(chǔ)器編程 方法流程圖。MLC存儲(chǔ)器，例如是一種具有氧化層-氮化層-氧化層 (oxide—ni tride—oxide; 0N0)結(jié)構(gòu)，且為電荷4翁獲(charge trapped)的閃存。
MLC存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，例如是1024 x 256個(gè)存儲(chǔ)單元，且每個(gè) 存儲(chǔ)單元具有一個(gè)以上的位，例如是0N0結(jié)構(gòu)的二個(gè)位。每個(gè)位具有數(shù)個(gè)編 程狀態(tài)，例如是ll、 10、 OO及Ol。每一個(gè)編程狀態(tài)具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的PV值。 例如，編程狀態(tài)Ol、 OO及IO的PV值分別為5. IV、 4.3V及3.5V。下列的步 驟說(shuō)明將存儲(chǔ)器位編程至預(yù)定編程狀態(tài)01、 00或10的流程。
首先，在步驟200中，檢查是否存儲(chǔ)器的所有位皆通過(guò)PV值，亦即具有 Vt值不低于預(yù)定編程狀態(tài)01、 00或10的PV值5. IV、 4. 3V或3. 5V。如果所 有位皆通過(guò)PV值，則結(jié)束本流程。如果并非所有位皆通過(guò)PV值，則繼續(xù)步 驟210。在步驟210中，利用大于0的位線偏壓值BL，例如是2V-3V，來(lái)進(jìn) 行編程操作，以編程未通過(guò)預(yù)定編程狀態(tài)PV值的存儲(chǔ)器位。接著，在步驟 220中，檢查是否步驟210中所有的編程位通過(guò)PV值(5. IV、 4. 3V或3. 5V)。 如果所有的編程位都通過(guò)PV值的話，則結(jié)束本流程。如果并非所有的編程位 都通過(guò)PV值，則繼續(xù)步驟230。在步驟230中，檢查是否至少一個(gè)編程位通 過(guò)PV 4直，亦即至少——#斤4立通過(guò)(&1 least one new bit pass; ALONBP)的事 件被觸發(fā)。如果沒(méi)有ALONBP事件觸發(fā)的話，則進(jìn)行步驟240以設(shè)定BL=BL+K1， 其中K1為固定的正值，例如是50mV,并且使用此新的位線偏壓值BL來(lái)重復(fù) 步驟210。步驟240系用以加速編程較慢的位以節(jié)省編程時(shí)間。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，其示出了依照本發(fā)明較佳實(shí)施例字符線(word line)偏壓操 作的示意圖。例如，對(duì)應(yīng)編程狀態(tài)01、 00及10分別使用字符線偏壓9. 5V、 8. 5V及7. 5V。從編程操作一開(kāi)始到第一次ALONBP事件觸發(fā)之間，每一編程 位的字符線系具有一 固定的電壓降。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，其示出了依照本發(fā)明較佳實(shí)施例位線偏壓操作的示意圖。 編程操作一開(kāi)始是使用一初始位線偏壓值BL(以BL ini表示)，而且在觸發(fā) 第一次ALONBP事件之前可能已進(jìn)行了好幾次的編程操作而每次是將BL值累 加固定值Kl(未顯示在圖中)。BL ini值系加以選擇來(lái)開(kāi)啟編程操作。對(duì)每一 編程狀態(tài)01、 OO或10而言，BL ini值例如是2V-3V。 一般來(lái)說(shuō)，第一次ALONBP 事件觸發(fā)所使用的位線偏壓BL(以BL1表示)小于第一預(yù)設(shè)電壓值 Vpl (6V-7V)。接著，當(dāng)ALONBP事件觸發(fā)時(shí)，進(jìn)行步驟250以設(shè)定BL=BL-K2，其中K2 為固定的正值，例如是50mV，并以新的位線偏壓BL來(lái)重復(fù)步驟210。步驟 250系用以利用較低的位線偏壓BL來(lái)編程較快的位，因而可以有效狹窄化Vt 分布。如圖3所示，在第一次ALONBP事件觸發(fā)后，每一個(gè)編程位的字符線具 有一固定電壓，例如是對(duì)應(yīng)狀態(tài)01的5. 3V,對(duì)應(yīng)狀態(tài)00的4. 5V以及對(duì)應(yīng) 狀態(tài)10的3. 5V。
如圖4所示，在步驟250中，在第一次AL0NBP事件觸發(fā)后，位線偏壓 BL降低固定值K2以達(dá)到BL2值。當(dāng)步驟210中未通過(guò)PV值的存儲(chǔ)器位以新 的位線偏壓BL2來(lái)進(jìn)行編程時(shí)，在步驟230中，判斷出沒(méi)有任何編程位通過(guò) PV值。于是，在步驟240中位線偏壓值由BL2增加固定值Kl至一 BL3值， 而且未通過(guò)PV值的位在步驟210中又再被編程以產(chǎn)生第二次AL0NBP事件。 接著，在步驟250中位線偏壓值BL3降低固定值K2至一BL4值。然后，在步 驟210中，在第二次AL0NBP事件觸發(fā)后，再使用位線偏壓值BL4來(lái)編程未通 過(guò)PV值的位。結(jié)果在步驟230中判斷出沒(méi)有任何編程位通過(guò)PV值。于是， 在步驟240中，位線偏壓值BL4又增加固定值K1以達(dá)到一BLS值，以產(chǎn)生第 三次AL0NBP事件。
在第三次AL0NBP事件觸發(fā)后，在步驟250中，位線偏壓值由BL5降低固 定值K2達(dá)到一BL6值。然而，BL6值小于第二預(yù)設(shè)電壓Vp2，例如是2V-3V。 在本實(shí)施例中，第二預(yù)設(shè)電壓Vp2等于BLini值。因此，在步驟"Q中，在 第三次AL0NBP事件后未通過(guò)PV值的位是利用第二預(yù)設(shè)電壓Vp2作為位線偏 壓值BL。在觸發(fā)幾次的AL0NBP事件之后，本實(shí)施例是以三次為例，存儲(chǔ)器 中大部份的編程較快速位被編程通過(guò)PV值。在接下來(lái)的AL0NBP事件，例如 是第四次及第五次AL0NBP事件，剩下較慢的位則繼續(xù)被編程一直到存儲(chǔ)器中 所有的位皆通過(guò)PV值。
當(dāng)步驟240中增加固定值Kl后的位線偏壓值BL大于第一預(yù)設(shè)電壓 Vpl (例如是6V-7V)時(shí)，第一預(yù)設(shè)電壓Vpl設(shè)定為下一次編程操作的位線偏壓 值BL。上限值Vpl可預(yù)防剩余較慢的位突然被編程到較高的Vt值，因使用 太大的位線偏壓而加寬編程分布。
藉由判斷是否有AL0NBP事件被觸發(fā)，編程較快的位可使用較小的位線偏 壓BL來(lái)編程通過(guò)PV值，而編程較慢的位可使用較大的位線偏壓BL來(lái)編程通 過(guò)PV值。因此，編程分布可更狹窄化，并提高編程速度。
藉由適當(dāng)?shù)木幊炭刂疲梢源_保本發(fā)明的編程位Vt分布可以更狹窄化，
其分布寬度約為300mV-400mV,且相鄰兩編程狀態(tài)10及00、 OO及IO、或10 及11之間的讀取區(qū)間(read margin)大約是400mV-500mV。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的MLC存儲(chǔ)器編程方法具有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 相較于現(xiàn)有技藝的方法，本發(fā)明的存儲(chǔ)器編程方法對(duì)存儲(chǔ)器中編程較 慢的位以較大的位線偏壓來(lái)進(jìn)行編程，因此可提高編程操作的編程速度。
2、 由于存儲(chǔ)器中編程較快的位是以較小的位線偏壓來(lái)進(jìn)行編程。因此， 編程位的Vt分布可以更狹窄化以提供較大的讀取區(qū)間，因而大大降低讀取操 作的位錯(cuò)誤率。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定 本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視本申請(qǐng)的 申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多階單元存儲(chǔ)器的編程方法，該多階單元存儲(chǔ)器包括多個(gè)位，該多階單元存儲(chǔ)器具有多個(gè)編程狀態(tài)，各所述編程狀態(tài)具有一編程驗(yàn)證值，該方法包括a)使用一位線偏壓BL來(lái)編程該存儲(chǔ)器中具有閾值電壓值小于一預(yù)定編程狀態(tài)的該P(yáng)V值的位，以成為編程位，其中，該位線偏壓BL值大于0；b)當(dāng)該存儲(chǔ)器中所有所述位的Vt值皆不低于該預(yù)定編程狀態(tài)達(dá)到該P(yáng)V值時(shí)，結(jié)束本方法，否則繼續(xù)下一步驟c)；以及c)當(dāng)所述編程位的Vt值皆低于該P(yáng)V值時(shí)，設(shè)定BL＝BL+K1并重復(fù)該步驟a)，而當(dāng)所述編程位其中至少一編程位的Vt值不低于該P(yáng)V值時(shí)，設(shè)定BL＝BL-K2并重復(fù)該步驟a)，其中，K1及K2為固定的正值。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該多階單元存儲(chǔ)器是具有氧化層氮 化層-氧化層結(jié)構(gòu)的 一 電荷捕獲存儲(chǔ)器。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該多階單元存儲(chǔ)器是一閃存。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該多階單元存儲(chǔ)器具有四個(gè)編程狀 態(tài)11、 10、 00及01。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該固定正值K1為50mV。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該固定正值K2為50mV。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，在編程操作一開(kāi)始到至少一編程位 通過(guò)該P(yáng)V值之間，各所述編程位的一字符線具有一固定電壓降。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，該步驟a)在于第一次出現(xiàn)至少一 編程位具有Vt值不低于該預(yù)定編程狀態(tài)的該P(yáng)V值之前，對(duì)應(yīng)該預(yù)定編程狀 態(tài)01、 00及10的所述編程位的該位線偏壓BL分別為9. 5V、 8. 5V及7. 5V。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在該步驟a)中在第一次出現(xiàn)至少 一編程位具有Vt值不低于該預(yù)定編程狀態(tài)的該P(yáng)V值之后，所述編程位的該 位線偏壓BL是一 固定電壓。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，各所述編程位的一初始位偏壓系 加以選擇以開(kāi)啟編程操作。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該步驟a)中對(duì)應(yīng)該預(yù)定編程狀 態(tài)，各所述編程位的該初始位線偏壓是2V-3V。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該步驟c)更包括 當(dāng)該位線偏壓BL值大于一第一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，設(shè)定該第一預(yù)設(shè)電壓為該位線偏壓BL。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該第一預(yù)設(shè)電壓為6V-7V。
14. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該步驟d)更包括 當(dāng)該位線偏壓BL值小于一第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，設(shè)定該第二預(yù)設(shè)電壓為該位線偏壓BL。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，該第二預(yù)設(shè)電壓為2V-3V。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，各所述編程狀態(tài)的Vt分布寬度約 為300mV-400mV。
17. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，相鄰的所述編程狀態(tài)的一讀取區(qū) 間約為400mV-500mV。
18. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，在該步驟a)之前，該方法更包括 判斷是否該存儲(chǔ)器的所有位皆具有Vt值不低于該預(yù)定編程狀態(tài)的該P(yáng)V值， 若是，則結(jié)束本方法，若不是，則繼續(xù)該步驟a)。
全文摘要
一種MLC存儲(chǔ)器的編程方法，MLC存儲(chǔ)器包括多個(gè)位，每一位具有多個(gè)編程狀態(tài)，每一編程狀態(tài)具有一編程驗(yàn)證(PV)值。本方法包括a)使用位線偏壓BL來(lái)編程存儲(chǔ)器中具有閾值電壓(Vt)值小于一預(yù)定編程狀態(tài)的PV值的位；b)當(dāng)存儲(chǔ)器中所有位的Vt值皆不低于預(yù)定編程狀態(tài)的PV值時(shí)，結(jié)束本方法，否則繼續(xù)步驟c)；以及c)當(dāng)所有編程位的Vt值皆低于PV值時(shí)，則設(shè)定BL＝BL+K1并重復(fù)步驟(a)，而當(dāng)至少一編程位的Vt值不低于PV值時(shí)，則設(shè)定BL＝BL-K2并重復(fù)步驟a)其中，K1及K2為固定的正值。
文檔編號(hào)G11C16/10GK101354919SQ200710138320
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者何信義, 林永豐, 鄒年凱, 黃怡仁 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司