半导体存储器设备和操作半导体存储器设备的方法技术

本公开的实施例涉及半导体存储器设备和操作半导体存储器设备的方法。一种操作半导体存储器设备的方法包括用于编程多个存储器单元中的所选择的存储器单元的多个编程循环。多个编程循环中的每个编程循环包括：设置与所选择的存储器单元连接的位线的状态；将编程电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线；以及使用第一预验证电压、大于第一预验证电压的第二预验证电压和大于第二预验证电压的主验证电压对所选择的存储器单元执行验证操作。通过执行验证操作来确定第一编程允许单元、第二编程允许单元、第三编程允许单元和编程禁止单元。元。元。

【技术实现步骤摘要】
半导体存储器设备和操作半导体存储器设备的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年5月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10
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2021
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0067942的优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及电子设备，并且更具体地，涉及半导体存储器设备和操作半导体存储器设备的方法。

技术介绍

[0004]半导体存储器设备可以以其中串被水平地布置在半导体衬底上的二维结构形成，或者可以以其中串被竖直地堆叠在半导体衬底上的三维结构形成。三维半导体存储器设备是被设计用于解决二维存储器设备的集成度限制的半导体存储器设备，并且可以包括被竖直地堆叠在半导体衬底上的多个存储器单元。同时，控制器可以控制半导体存储器设备的操作。

技术实现思路

[0005]根据本公开的实施例，一种操作半导体存储器设备的方法可以包括用于编程多个存储器单元中的所选择的存储器单元的多个编程循环。多个编程循环中的每个编程循环可以包括：设置与所选择的存储器单元连接的位线的状态；将编程电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线；以及使用第一预验证电压、大于第一预验证电压的第二预验证电压和大于第二预验证电压的主验证电压对所选择的存储器单元执行验证操作。可以通过执行验证操作来确定第一编程允许单元、第二编程允许单元、第三编程允许单元和编程禁止单元。
[0006]根据本公开的另一实施例，一种操作半导体存储器设备的方法可以包括用于编程多个存储器单元中的所选择的存储器单元的多个编程循环，多个存储器单元中的每个存储器单元存储N个位。多个编程循环中的每个编程循环可以包括：设置与所选择的存储器单元连接的位线的状态；将编程电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线；以及使用对应于第一编程状态到第(2
N
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1)编程状态中的第i编程状态的第一预验证电压、第二预验证电压和主验证电压来执行对应于第i编程状态的验证操作。此处，N可以为大于1的自然数，并且i可以为大于0且小于2
N
的自然数。
[0007]根据本公开的另一实施例，一种操作半导体存储器设备的方法可以包括用于编程多个存储器单元中的所选择的存储器单元的多个编程循环。多个编程循环中的每个编程循环可以包括：设置与所选择的存储器单元连接的位线的状态；将编程电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线；对所选择的存储器单元执行验证操作，以将编程允许单元与编程禁止单元区分开；以及通过将不同的编程允许电压施加到与编程允许单元连接的相应位线来控制来自所选择的存储器单元的相应编程允许单元的阈值电压移动宽度。
附图说明
[0008]图1是图示根据本公开的实施例的包括半导体存储器设备和控制器的存储器系统的框图。
[0009]图2是图示图1的半导体存储器设备的框图。
[0010]图3是图示图2的存储器单元阵列的实施例的示图。
[0011]图4是图示图3的存储器块BLK1到BLKz中的任何一个存储器块BLKa的电路图。
[0012]图5是图示图3的存储器块BLK1到BLKz中的任何一个存储器块BLKb的另一实施例的电路图。
[0013]图6是图示在图2的存储器单元阵列110中包括的多个存储器块BLK1到BLKz中的任何一个存储器块BLKc的实施例的电路图。
[0014]图7是图示由在存储器单元阵列中包括的存储器单元形成的页和单元串的示图。
[0015]图8是图示根据本公开的实施例的操作半导体存储器设备的方法的流程图。
[0016]图9是图示图8的步骤S110的实施例的流程图。
[0017]图10是图示在单级单元(SLC)的编程操作之后的阈值电压分布的曲线图。
[0018]图11是图示图9的步骤S210的实施例的流程图。
[0019]图12是图示图9的步骤S250的实施例的流程图。
[0020]图13是图示编程允许单元和编程禁止单元的阈值电压的示图。
[0021]图14是图示根据本公开的实施例的使用预验证电压Vvf_p和主验证电压Vvf_m的验证操作的曲线图。
[0022]图15是图示图9的步骤S250的另一实施例的流程图。
[0023]图16是图示图9的步骤S210的另一实施例的流程图。
[0024]图17是图示第一编程允许单元、第二编程允许单元和编程禁止单元的阈值电压的示图。
[0025]图18是图示图9的步骤S250的又一实施例的流程图。
[0026]图19是图示图9的步骤S210的又一实施例的流程图。
[0027]图20是图示第一编程允许单元、第二编程允许单元、第三编程允许单元和编程禁止单元的阈值电压的示图。
[0028]图21是图示在多级单元(MLC)的编程操作之后的阈值电压分布的曲线图。
[0029]图22是图示图8的步骤S110的另一实施例的流程图。
[0030]图23是图示图22的步骤S550的实施例的流程图。
[0031]图24是图示第三编程允许单元和第一编程允许单元的阈值电压的示图。
[0032]图25是图示根据本公开的又一实施例的使用不同参考电流执行验证操作的方法的曲线图。
[0033]图26是图示在图1中所示的控制器的示例的框图。
[0034]图27是图示图26的存储器系统的应用示例的框图。
[0035]图28是图示包括参考图27描述的存储器系统的计算系统的框图。
具体实施方式
[0036]在本说明书或申请中公开的根据本专利技术构思的实施例的具体结构或功能描述仅
被说明以描述根据本公开的专利技术构思的实施例。根据本公开的专利技术构思的实施例可以通过各种形式执行，并且不应被解释为限于在本说明书或申请中描述的实施例。
[0037]本公开的实施例提供一种半导体存储器设备和操作半导体存储器设备的方法，该半导体存储器设备能够在编程操作期间使存储器单元的阈值电压分布宽度变窄。
[0038]在实施例中，对所选择的存储器单元执行验证操作可以包括：将第一预验证电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线；将第二预验证电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线；以及将主验证电压施加到与所选择的存储器单元连接的字线。
[0039]在实施例中，对所选择的存储器单元执行验证操作还可以包括：将具有高于主验证电压的阈值电压的存储器单元确定为编程禁止单元。
[0040]在实施例中，对所选择的存储器单元执行验证操作还可以包括：将具有低于第一预验证电压的阈值电压的存储器单元确定为第一编程允许单元；将具有高于第一预验证电压并且低于第二预验证电压的阈值电压的存储器单元确定为第二编程允许单元；以及将具有高于第二预验证电压并且低于主验证电压的阈值电压的存储器单元确定为第三编程允许单元。
[0041]在实施例中，设置与所选择的存储器单元连接的位线的状态可以包括：将第一编本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作半导体存储器设备的方法，包括用于编程多个存储器单元中的所选择的存储器单元的多个编程循环，其中所述多个编程循环中的每个编程循环包括：设置与所述所选择的存储器单元连接的位线的状态；将编程电压施加到与所述所选择的存储器单元连接的字线；以及使用第一预验证电压、大于所述第一预验证电压的第二预验证电压和大于所述第二预验证电压的主验证电压对所述所选择的存储器单元执行验证操作，以及通过执行所述验证操作来确定第一编程允许单元、第二编程允许单元、第三编程允许单元和编程禁止单元。2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述所选择的存储器单元执行所述验证操作包括：将所述第一预验证电压施加到与所述所选择的存储器单元连接的所述字线；将所述第二预验证电压施加到与所述所选择的存储器单元连接的所述字线；以及将所述主验证电压施加到与所述所选择的存储器单元连接的所述字线。3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述所选择的存储器单元执行所述验证操作还包括：将具有高于所述主验证电压的阈值电压的存储器单元确定为所述编程禁止单元。4.根据权利要求3所述的方法，其中对所述所选择的存储器单元执行所述验证操作还包括：将具有低于所述第一预验证电压的阈值电压的存储器单元确定为所述第一编程允许单元；将具有高于所述第一预验证电压并且低于所述第二预验证电压的阈值电压的存储器单元确定为所述第二编程允许单元；以及将具有高于所述第二预验证电压并且低于所述主验证电压的阈值电压的存储器单元确定为所述第三编程允许单元。5.根据权利要求4所述的方法，其中设置与所述所选择的存储器单元连接的所述位线的所述状态包括：将第一编程允许电压施加到与所述第一编程允许单元连接的位线；将大于所述第一编程允许电压的第二编程允许电压施加到与所述第二编程允许单元连接的位线；以及将大于所述第二编程允许电压的第三编程允许电压施加到与所述第三编程允许单元连接的位线。6.根据权利要求5所述的方法，其中设置与所述所选择的存储器单元连接的所述位线的所述状态还包括：将大于所述第三编程允许电压的编程禁止电压施加到与所述编程禁止单元连接的位线。7.一种操作半导体存储器设备的方法，包括用于编程多个存储器单元中的所选择的存储器单元的多个编程循环，所述多个存储器单元中的每个存储器单元存储N个位，其中所述多个编程循环中的每个编程循环包括：设置与所述所选择的存储器单元连接的位线的状态；将编程电压施加到与所述所选择的存储器单元连接的字线；以及使用对应于第一编程状态到第(2
N
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1)编程状态中的第i编程状态的第一预验证电压、第
二预验证电压和主验证电压来执行对应于所述第i编程状态的验证操作，其中，N为大于1的自然数，并且i为大于0且小于2
N
的自然数。8.根据权利要求7所述的方法，其中执行对应于所述第i编程状态的所述验证操作包括：将对应于所述第一编程状态的第一预验证电压施加到与所述所选择的存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熙烈，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：