编程存储单元块的方法、非易失性存储器件和存储卡器件技术

提供了一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法。选择存储单元块的第一组存储单元。将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元中。仅检测第一组的每一个存储单元的阈值电平。通过将每一个检测的阈值电平与提供给每一个第一组存储单元的预定义目标电平相比较，验证第一组存储单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法。本专利技术还涉及适于执行这种方法的非易失性存储器件和存储卡器件。
技术介绍
非易失性存储器件用在各种装置和应用中。不像易失性存储器件，甚至当它们从电源断开连接时，它们都保持存储其中的数据。因此，它们特别用在移动装置中。有不同类型的非易失性存储器件。而只读存储器(ROM)和可编程ROM(PROM)器件的存储内容无法改变，可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)和闪速EEPROM存储器件允许重新编程其中包括的一些或所有存储单元。EEPROM和闪速EEPROM存储器件包括存储阵列，存储阵列包括具有电荷存储元件的多个晶体管，存储在电荷存储元件中的电荷量影响存储单元的阈值电平。因此，存储在电荷存储元件中的电荷量用于编码存储单元的逻辑编程状态。这种非易失性存储器件还包括控制器，控制器适于提供至少如下功能删除用于擦除一个存储单元或存储单元块的内容；编程用于将预定义数据值编程到一个存储单元或存储单元块；读取用于读取一个存储单元或存储单元块的内容。在删除和编程操作期间，经常重复验证受影响存储单元的阈值电平，以便确保存储单元未被过编程或过擦除。过编程或过擦除在此上下文意味着存储单元的阈值被推到高于或低于临界电平，以致于存储单元上的随后操作可能失败。过度的过编程或过擦除也可降低存储器件的总使用寿命。在验证期间，存储单元的实际阈值电平与指定的目标范围或电平相比较。超出这个目标范围的存储单元然后受到进一步编程或擦除操作。随后，如上所述，存储单元被再次验证，直到所有存储单元都被成功编程或擦除为止。在非易失性存储器件中验证编程和擦除操作的方法从以下文档可知美国专利No.6,477,087和美国专利No.6,816,411，其通过引用结合于本文中。而在常规EEPROM存储器件中，仅少数编程和验证操作需要用于成功编程，更高级的非易失性存储器件，例如包括多电平(MLC)或氮化物ROM(NROM)单元，经常需要更多的编程和验证周期。这是因为这些单元中的目标电平被规定在较窄界限内。此外，NROM单元的验证需要相当大的电流，这可能是关键性的，特别在移动应用中。这是由于如下事实在验证期间需被充电的位线在NROM单元中比在其他类型的EEPROM存储器件中更长，由此导致更高的位线电容。因此，存在对编程和验证存储单元的改进方法和器件的需要。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法。所述方法包括如下步骤选择存储单元块的第一组存储单元；将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元；仅检测第一组的每一个存储单元的阈值电平；以及通过将每一个检测的阈值电平与提供给每一个第一组存储单元的预定义目标电平相比较，验证第一组存储单元。通过仅检测预先选择和编程的每一个第一组存储单元的阈值电平，验证存储单元块的存储单元被限制到选择的第一组存储单元。限制验证有助于改进验证性能，并降低检测期间的电流消耗。根据第一方面的有利实施例，选择第一组存储单元的步骤包括选择要编程到第一逻辑值的所有存储单元作为第一组存储单元。通过仅选择要编程到第一逻辑值如低逻辑值的存储单元，要编程到不同逻辑值的存储单元未验证。根据第一方面的另一有利实施例，选择第一组存储单元的步骤包括检测存储单元块的每一个存储单元的第一阈值电平；通过将每一个检测的阈值电平与为存储单元块的每一个存储单元提供的预定义目标电平相比较，验证存储单元块；以及选择未成功验证的所有存储单元作为第一组存储单元。在初始检测和验证存储单元块的所有存储单元的阈值电平后，只有在初始验证中未成功验证的那些存储单元需被选择进行进一步编程和验证。根据第一方面的又一有利实施例，重复执行编程、检测和验证步骤，直到第一组存储单元的所有存储单元都已成功验证为止。通过重复执行编程、检测和验证步骤，第一组存储单元的存储单元可被递增地编程和验证到预定义阈值电平。根据第一方面的又一有利实施例，在验证第一组存储单元的步骤中，已成功验证的存储单元从第一组中移除。通过从第一组中移除已成功验证的存储单元，仍要编程和验证的第一组存储单元陆续减少。根据第一方面的又一有利实施例，第一组存储单元的至少一些存储单元被顺序验证。通过顺序验证存储单元，可降低所需读出放大器的数量。例如，单个读出放大器可用于检测多个存储单元的阈值电平。根据第一方面的又一有利实施例，第一组存储单元的至少一些存储单元被并行验证。通过并行验证第一组的至少一些存储单元，可更快速地执行验证操作。根据本专利技术的第二方面，提供一种非易失性存储器件。所述非易失性存储器件包括存储单元阵列，每个存储单元包括具有电荷存储元件的晶体管，存储在该电荷存储元件中的电荷量影响存储单元的阈值电平。所述非易失性存储器件还包括至少一列解码器，适于通过相应的字线选择包括存储单元块的存储单元阵列的列；至少一个写电路，适于通过相应的位线有选择地将至少一个编程脉冲编程到存储单元块的所选存储单元；至少一个读出放大器，适于通过相应的位线检测可连接到所述读出放大器的存储单元块的存储单元的阈值电平；比较器，适于将检测的阈值电平与目标阈值电平相比较；以及至少一个控制电路，适于防止所述存储单元块的存储单元阈值电平的不必要检测。通过给非易失性存储器件提供防止存储单元块的存储单元阈值电平不必要检测的控制电路，可以执行根据本专利技术第一方面的方法，以便改进非易失性存储器件的验证性能。根据第二方面的有利实施例，至少一个读出放大器可选择性地连接到多条位线，用以检测存储单元块的相应存储单元的阈值电平，对应于多条位线的存储单元的阈值电平被顺序检测，并且控制电路适于跳过存储单元的阈值检测，以便防止阈值电平的不必要检测。通过跳过不需验证的存储单元的阈值检测，可以加速存储单元块的存储单元的顺序验证。根据第二方面的有利实施例，存储器件包括至少两个读出放大器，并且所述至少两个读出放大器适于彼此独立地操作。通过独立地操作至少两个读出放大器，非易失性存储器件的验证操作可被加速，因为每个读出放大器可操作在可能的最高速度。本专利技术的另外细节和实施例在专利权利要求书中描述。下面将使用目前公开的优选但仍说明本专利技术实施利的如下附图更详细地描述本专利技术。附图说明为了更全面理解本专利技术及其优点，现在参考如下结合附图的说明书，附图中图1示出根据本专利技术实施例具有控制电路的非易失性存储器件的框图；图2示出非易失性存储器件存储单元的NOR型阵列的框图；图3示出根据本专利技术实施例的控制电路的更详细框图；图4A示出根据本专利技术第一实施例用于验证的第一示范方案；图4B示出根据本专利技术第二实施例用于验证的第二示范方案；图4C示出根据本专利技术第三实施例用于验证的第三示范方案；图4D示出根据本专利技术第四实施例用于验证的第四示范方案；图5A示出根据本专利技术第五实施例用于验证的第五示范方案；图5B示出根据本专利技术第六实施例用于验证的第六示范方案；图6示出根据第一实施例用于验证存储块的方法流程图；图7示出根据第二实施例用于验证存储块的方法流程图；图8示出根据第三实施例用于验证存储块的方法流程图；图9示出根据第四实施例用于验证存储块的方法流程图；图10示出根据第五实施例用于验证存储块的方法流程图；以及图11示出根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法，所述方法包括：选择所述存储单元块的第一组存储单元；将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元中；仅检测第一组的每一个所述存储单元的阈值电平；以及通过将每一个检测的阈值电平与提供给每一个第一组存储单元的预定义目标电平相比较，来验证第一组存储单元。

【技术特征摘要】
US 2006-4-12 11/4026491.一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法，所述方法包括选择所述存储单元块的第一组存储单元；将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元中；仅检测第一组的每一个所述存储单元的阈值电平；以及通过将每一个检测的阈值电平与提供给每一个第一组存储单元的预定义目标电平相比较，来验证第一组存储单元。2.如权利要求1所述的方法，其中选择第一组存储单元包括选择要编程到第一逻辑值的所有存储单元作为第一组存储单元。3.如权利要求1所述的方法，其中选择第一组存储单元包括检测所述存储单元块的每一个所述存储单元的第一阈值电平；通过将每一个第一检测的阈值电平与提供给所述存储单元块的每一个所述存储单元的预定义目标电平相比较，来验证所述存储单元块；以及选择未成功验证的所有存储单元作为第一组存储单元。4.如权利要求1所述的方法，其中重复执行所述编程、检测和验证步骤，直到第一组存储单元的所有存储单元都已成功验证为止。5.如权利要求4所述的方法，其中在验证第一组存储单元的所述步骤中，已成功验证的存储单元从第一组中移除，以便当第一组为空时，第一组存储单元的所有存储单元都已成功验证。6.如权利要求1所述的方法，其中第一组存储单元的至少一些存储单元被顺序验证。7.如权利要求1所述的方法，其中第一组存储单元的至少一些存储单元被并行验证。8.一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法，所述方法包括选择要编程到编程状态的存储单元块的存储单元作为第一组；以及当第一组包含至少一个存储单元时，执行如下步骤将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元中；仅检测第一组的每一个所述存储单元的阈值电平；将每一个检测的阈值电平和与所述编程状态相关联的预定义目标电平相比较；以及重新分配第一组，以使它仅包含阈值电平低于与所述编程状态相关联的所述预定义目标电平的存储单元。9.如权利要求8所述的方法，其中使用如下步骤将所述存储单元块准备用于编程将所述存储单元块的所有存储单元编程到所述编程状态；以及将所述存储单元块的所有存储单元编程到擦除状态。10.一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法，所述方法包括选择所述存储单元块的第一组存储单元；以及当第一组包含至少一个存储单元时，执行如下步骤将至少一个编程脉冲编程到第一组的所有存储单元中；仅检测第一组的每一个所述存储单元的阈值电平；以及如果所述存储单元的所检测电平位于预定义目标范围内，则从第一组中移除所述存储单元。11.一种用于编程非易失性存储器件的存储单元块的方法，所述方法包括选择要编程的所述存储单元块的第一组存储单元；将至少一个编程脉冲并行编程到第一组的所有存储单元中；及用预定义阈值电平顺序验证所述存储单元块的存...

【专利技术属性】
技术研发人员：U奥古斯丁，K塞德尔，
申请(专利权)人：奇梦达闪存有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]