專利名稱：對非易失性存儲器設備進行編程的方法
對非易失性存儲器設備進行編程的方法
相關申請的交叉參考
本申請要求于2008年7月10日提交的韓國專利申請No. 10-2008-0066876的優(yōu)先權，其全部內(nèi)^ii過引用合并于此。
背景技術：
本發(fā)明涉及一種對非易失性存儲器設備進行編程的方法。
近年來，對于可以以電子方式進行編程和擦除而無需以特定間隔重 寫數(shù)據(jù)的刷新功能的非易失性存儲器設備的需求日益增長。
非易失性存儲器單元是能夠進行電子編程/擦除操作的元件，并且被 配置為通過隨著施加到100?；蚋〉谋⊙趸飳拥膹婋妶霎a(chǎn)生的電子 遷移而改變其閾值電壓來執(zhí)行編程和擦除操作。
非易失性存儲器設備通常包括存儲器單元陣列，其中，以矩陣形 式布置用于存儲數(shù)據(jù)的單元；頁面緩沖器，用于將數(shù)據(jù)寫入到存儲器單元 陣列的特定單元，或者讀取特定單元中存儲的數(shù)據(jù)。頁面緩沖器包括比 特線對，其連接到特定存儲器單元；寄存器，其用于臨時存儲待寫入到存 儲器單元陣列的數(shù)據(jù)，或者從存儲器單元陣列讀取特定單元的數(shù)據(jù)，并且 將讀出的數(shù)據(jù)臨時存儲在該寄存器中；感測節(jié)點，其用于感測特定比特線 或特定寄存器的電壓電平；比特線選擇單元，其用于控制是否將特定比特 線連接到感測節(jié)點。
作為這種非易失性存儲器設備的編程方法，增量階躍脈沖編程 (ispp)方法是公知的。即，通過將編程起始電壓恒定地增加階躍電壓 (step voltage)來執(zhí)行編程操作。然而，隨著編程和擦除操作次數(shù)增加， 存儲器單元的編程速度增加。此外，即使施加低編程起始脈沖，存儲器單 元的閾值電壓的改變也增加。為了防止這種突變，在施加編程起始脈沖之 前施加虛編程脈沖的方法是公知的。然而，這種方法的問題在于，整個編 程時間增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種對非易失性存儲器設備進行編程的方法，其可以在 施加虛編程脈沖的同時縮短編程時間。
根據(jù)本發(fā)明 一方面的對非易失性存儲器設備進行編程的方法包括
來執(zhí)行編程^M乍；通過施加所述編程起始脈沖來執(zhí)行編程操作；并且作為 所述編程操作的結果，IHt是否已經(jīng)完成編程。
根據(jù)本發(fā)明另 一方面的對非易失性存儲器設備進行編程的方法包 括通過施加階躍形虛編程脈沖來執(zhí)行編程操作，所述階躍形虛編程脈沖 具有第二脈沖寬度并且已經(jīng)增加第二階躍電壓；通過施加具有第一階躍電
壓和第一脈沖寬度的編程脈沖來執(zhí)行編程操作；作為所述編程操作的結 果，^Ht是否已經(jīng)完成編程。


圖1是示出施加非易失性存儲器設備的虛編程脈沖的典型方法的示
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例施加非易失性存儲器設備的虛編程脈 沖的方法的示圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另 一實施例施加非易失性存儲器設備的虛編 程脈沖的方法的示圖4A至圖4E是示出根據(jù)本發(fā)明又一實施例施加非易失性存儲器 i殳備的虛編程脈沖的方法的示圖；以及
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的非易失性存儲器設備的編程方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的特定實施例。然而，本發(fā)明不 限于所公開的實施例，而是可以通過各種方式來實現(xiàn)。提供實施例以使得 本發(fā)明的乂>開完整，并且允許本領域技術人員理解本發(fā)明的范圍。本發(fā)明 由權利要求來限定。圖1是示出施加非易失性存儲器設備的虛編程脈沖的典型方法的示圖。
作為對非易失性存儲器設備進行編程的方法，ISPP方法是公知的。
ISPP方法是通過施加編程脈沖來執(zhí)行編程的方法，所述編程脈沖^1在編 程起始電壓的基礎上增加階躍電壓。在施加一個編程脈沖之后，執(zhí)行用于 檢查根據(jù)對應脈沖的施加的編程是否已經(jīng)完成的ai^操作。
如圖1所示，施加在編程起始電壓11的基礎上一致地增加階躍電
壓DVpgm的編程脈沖。雖然在附圖中未示出，但在施加編程脈沖之后， 執(zhí)行a^E操作'
同時，施加虛編程脈沖的方法已經(jīng)是爿i^P的，其已對這種ISPP方 法進行了改進。在對非易失性存儲器設備重復執(zhí)行編程/擦除操作的情況 下，存在由于存儲器單元的特性而導致編程速度變快的趨勢。隨著非易失 性存儲器設備的編程/擦除次數(shù)增加，在ISPP時施加第一脈沖所伴隨的閾 值電壓的改變也增加。因此，通過考慮因如上所述的編程/擦除次數(shù)的增 加而導致的編程速度的改變，通過施加電壓電平比傳統(tǒng)編程起始電壓11 的電壓電平更低的編程脈沖來執(zhí)行編程操作。在此，編程脈沖被定義為虛 編程脈沖12。
虛編程脈沖12被首次施加，并且具有比第一編程起始脈沖11低3 至4階躍的電壓電平。通過將多個虛編程脈沖增加階躍電壓來施加多個虛 編程脈沖。同時，當施加虛編程脈沖12時，不執(zhí)行附加的IHE操作。
當編程/擦除次數(shù)少時，雖然施加了虛編程脈沖12，但閾值電壓的 改變不大。然而，當編程/擦除次量大時，閾值電壓的改變較大。同時， 根據(jù)上述方法，在施加傳統(tǒng)編程起始電壓ll之前，施加虛編程脈沖12， 從而閾值電壓部分地上升。這樣，可以防止閾值電壓的突變，并且可以防 止由于閾值電壓的突變而導致的閾值電壓分布的擴展。然而，這種施加虛 編程脈沖的方法的問J^在于，增加了編程時間。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例施加非易失性存儲器設備的虛編程脈 沖的方法的示圖。
如附圖所示，施加虛編程脈沖21,其具有比第一編程起始脈沖22 更寬的脈沖寬度。虛編程脈沖可以具有比第一編程起始脈沖22的電壓電 平小一階電壓的電壓電平。在此，階躍電壓范圍可以從0,3V至1.0V。此 夕卜，虛編程脈沖的脈沖寬度可以是編程起始脈沖的脈沖寬度的n倍。虛編程脈沖的脈沖寬度可以是編程起始脈沖的脈沖寬度的3倍或4倍，并且具 有比編程起始脈沖低階躍電壓的電壓值。
在此情況下，由于在施加虛編程脈沖之后施加一次性脈沖而沒有如 圖l那樣的暫停時段，因此可以縮短編程時間。
應理解，本領域技術人員可以通過非易失性存儲器設備中所包括的 典型ISPP脈沖控制器(未示出)來控制虛編程脈沖的脈沖寬度和電壓值。 因此，為了簡明，省略ISPP脈沖控制器的詳細結構。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另 一實施例施加非易失性存儲器設備的虛編 程脈沖的方法的示圖。
如圖3所示，在施加第一編程起始脈沖32之前施加虛編程脈沖31， 其中，虛編程脈沖的電壓電平逐步上升。換句話說，圖3的方法可以與施 加圖1所示的虛編程脈沖的方法對應，但沒有暫停時段。這種虛編程脈沖 31被稱為階躍形虛編程脈沖。
構成階躍形虛編程脈沖的虛編程脈沖中的每一個可以具有與第一 編程起始脈沖32的脈沖寬度相同或不同的脈沖寬度。此外，虛編程脈沖 之間的電壓差可以與在施加第一編程起始脈沖32之后所施加的編程脈沖 之間的階躍電壓相同或不同。應理解，可以使用ISPP脈沖控制器來進行 控制。
根據(jù)本發(fā)明實施例，構成階躍形虛編程脈沖31的虛編程脈沖中的 每一個可以具有與編程起始脈沖的脈沖寬度相同的脈沖寬度(Wl )。此外， 虛編程脈沖之間的電壓差可以與編程脈沖之間的階躍電壓(Vstepl )相同。
如圖3所示，可以施加虛編程脈沖，所述虛編程脈沖中的每一個在 施加編程起始脈沖之前具有與編程起始脈沖32的脈沖寬度(Wl)相同的 脈沖寬度，并且當施加編程脈沖時具有與階躍電壓(Vstepl)相同的階躍 電壓。
也就是說，構成階躍形虛編程脈沖31的虛編程脈沖可以包括第 一脈沖，其比編程起始脈沖低n倍階躍電壓；第二脈沖，其比編程起始脈 沖低(n-l)倍階躍電壓；……；第(n-l)脈沖，其比編程起始脈沖低兩 倍階躍電壓；第n脈沖，其比編程起始脈沖低該階躍電壓。虛編程脈沖中 的每一個可以具有與編程起始脈沖的脈沖寬度相同的脈沖寬度。
換句話說，階躍形虛編程脈沖可以包括第一脈沖，其比編程起始 脈沖低n倍階躍電壓；第二脈沖至第n脈沖(n是大于二的整數(shù))，其比所述第一脈沖高一倍至(n-l)倍階躍電壓。構成階躍形虛編程脈沖的虛 編程脈沖中的每一個可以具有與編程起始脈沖的脈沖寬度相同的脈沖寬 度。
同時，可以通過控制每一脈沖的脈沖寬度和各個脈沖之間的電壓差 而將階躍形虛編程脈沖形成為各種形式的虛編程脈沖。
圖4A至圖4E是示出根據(jù)本發(fā)明又一實施例施加非易失性存儲器 i殳備的虛編程脈沖的方法的示圖。
首先，圖4A示出每一虛編程脈沖的脈沖寬度(W2)大于編程起始 脈沖的脈沖寬度(Wl)并且虛編程脈沖之間的電壓差(Vstep2)大于編 程脈沖的階躍電壓(Vstepl)的示例。
圖4B示出每一虛編程脈沖的脈沖寬度(W3 )小于編程起始脈沖的 脈沖寬度(Wl)并且虛編程脈沖之間的電壓差(Vstep3)小于編程脈沖 的階躍電壓(Vstepl)的示例。
在此，如果使脈沖寬度(W3)和電壓差(Vstep3)最小，則可以 形成如圖4C所示線性增加的虛編程脈沖。
圖4D示出每一虛編程脈沖的脈沖寬度(W2 )大于編程起始脈沖的 脈沖寬度(W1)、但虛編程脈沖之間的電壓差(Vstep3)小于編程脈沖的 階躍電壓(Vstepl)的示例。
圖4E示出每一虛編程脈沖的脈沖寬度(W3 )小于編程起始脈沖的 脈沖寬度(Wl)、但虛編程脈沖之間的電壓差(Vst印2)大于編程脈沖的 階躍電壓(Vstepl)的示例。
如上所述，可以通過不同地控制每一虛編程脈沖的脈沖寬度和虛編 程脈沖之間的電壓差來形成各種形式的虛編程脈沖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的對非易失性存儲器設備進行編程的方法的 流程圖。首先，在步驟510，施加虛編程脈沖，以執(zhí)行編程操作。虛編程 脈沖可以具有如圖2、圖3或圖4所示的形式。在施加虛編程脈沖之后， 不執(zhí)行附加IHE操作。除了將虛編程脈沖施加到選定的字線之外，執(zhí)行與 典型編程操作相同的編程操作。
接下來，在步驟520，施加正常編程電壓，從而執(zhí)行編程操作。在 施加虛編程脈沖之后立即施加編程起始脈沖。編程起始脈沖是伴隨有!Hi 操作的第一編程脈沖。其后，可以根據(jù)是否已經(jīng)完成^￡操作而通過將編程起始脈沖增加n倍階躍電壓來執(zhí)行編程操作。在此，所施加的編程脈沖 被稱為正常編程電壓。
在施加正常編程電壓之后，在步驟530，執(zhí)行a^操作，以檢查是 否已經(jīng)完成編程。即，當將外部輸入的數(shù)據(jù)全部編程到所指定的存儲器單 元中時，編程:^作結束，而無需附加的措施。
然而，當存在尚未被編程的單元時，在步驟540，將編程電壓增加 階躍電壓。然后通it^加已經(jīng)增加了階躍電壓的編程脈沖而重復執(zhí)行編程 操作(步驟520 )。
如上所述，在執(zhí)行正常編程之前，施加虛編程脈沖，但省略虛編程 脈沖之間的暫停時段而將其作為一個脈沖施加。因此，可以縮短整個編程 時間。
根據(jù)本發(fā)明的配置，可以在施加虛編程脈沖的時段中使得虛編程脈 沖的暫停時段最小，因此，可以縮短整個編程操作所用時間。此外，由于
施加了虛編程脈沖，可以防止因編程/擦除次數(shù)增加而導致的在編程操作 時閾值電壓的突變。
已經(jīng)提出了在此公開的實施例，以允許本領域技術人員易于實現(xiàn)本 發(fā)明，并且本領域技術人員可以通過這些實施例的組合來實現(xiàn)本發(fā)明。因 此，本發(fā)明的范圍并非受限于如上所述的實施例，并且應理解，本發(fā)明的 范圍僅由所附權利要求及其等同物來限定。
權利要求
1.一種對非易失性存儲器設備進行編程的方法，包括通過施加具有比編程起始脈沖的脈沖寬度更寬的脈沖寬度的虛編程脈沖來執(zhí)行編程操作；通過施加所述編程起始脈沖來執(zhí)行編程操作；以及作為所述編程操作的結果，驗證是否已經(jīng)完成編程。
2.根據(jù)權利要求1所述的編程方法，其中，所述虛編程脈沖的脈沖 寬JLA所述編程起始脈沖的脈沖寬度的n倍，"n"是正整數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的編程方法，其中，所述虛編程脈沖的電壓 值比所述編程起始脈沖的電壓值低階躍電壓。
4.根據(jù)權利要求l所述的編程方法，還包括作為所述驗證的結果， 如果確定尚未完成所述編程，則通過將在緊鄰之前的編程操作中施加的編 程脈沖增加階躍電壓而再次執(zhí)行編程操作。
5.根據(jù)權利要求l所述的編程方法，還包括作為所述IHE的結果， 如果確定已經(jīng)完成所述編程，則結束所述編程^Mt。
6.根據(jù)權利要求4所述的編程方法，還包括根據(jù)所述發(fā)汪結果再 次執(zhí)行所述編程操作，直到完成所述編程，并且重復執(zhí)行所述驗汪。
7. 根據(jù)權利要求2所述的編程方法，其中，"n"是3或4。
8. —種對非易失性存儲器i殳備進行編程的方法，包括 通過施加階躍形虛編程脈沖來執(zhí)行編程操作；通過施加具有第一階躍電壓和第一脈沖寬度的編程脈沖來執(zhí)行編程操作；作為所述編程操作的結果，iHi是否已經(jīng)完成編程。
9. 根據(jù)權利要求8所述的編程方法，其中，所述階躍形虛編程脈沖 具有第二脈沖寬度的階躍以及第二階躍電壓。
10. 根據(jù)權利要求9所述的編程方法，其中，所述階躍形虛編程脈沖的所述第二階躍電壓與所述編程脈沖的所述第一階躍電壓相同。
11. 根據(jù)權利要求9所述的編程方法，其中，所述階躍形虛編程脈沖 的所述第二脈沖寬度與所述編程脈沖的所述第 一脈沖寬度相同。
12. 根據(jù)權利要求9所述的編程方法，其中，所述階躍形虛編程脈沖包括第一脈沖和第二至第n脈沖，所述第一脈 沖比所述編程起始脈沖低n倍階躍電壓，所述第二至第n脈沖比所述第一 脈沖高一倍至(n-l)倍，n是正整數(shù)，以及所述虛編程脈沖中的每一個的所述第二脈沖寬度與所述第 一脈沖寬 度相同。
13. 根據(jù)權利要求9所述的編程方法，還包括作為所述驗證的結果， 如果確定尚未完成所述編程，則通過將在緊鄰之前的編程^Mt中施加的編 程脈沖增加所述階躍電壓而再次執(zhí)行所述編程操作。
14.根據(jù)權利要求9所述的編程方法，還包括作為所述IHE的結果， 如果確定已經(jīng)完成所述編程，則結束所述編程操作。
15.根據(jù)權利要求13所述的編程方法，還包括根據(jù)所述驗證結果 再次執(zhí)行所述編程^Mt，直到完成所述編程，并且重復執(zhí)行所述發(fā)汪。
全文摘要
一種對非易失性存儲器設備進行編程的方法。根據(jù)一種編程方法，通過施加具有比編程起始脈沖的脈沖寬度更寬的脈沖寬度的虛編程脈沖來執(zhí)行編程操作。通過施加該編程起始脈沖來執(zhí)行編程操作。然后，作為編程操作的結果，驗證是否已經(jīng)完成編程。根據(jù)另一編程方法，通過施加具有第二脈沖寬度并且已經(jīng)增加了第二階躍電壓的階躍形虛編程脈沖來執(zhí)行編程操作。通過施加具有第一階躍電壓和第一脈沖寬度的編程脈沖來執(zhí)行編程操作。然后，作為編程操作的結果，驗證是否已經(jīng)完成編程。
文檔編號G11C16/12GK101625898SQ200910007649
公開日2010年1月13日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權日2008年7月10日
發(fā)明者王鐘鉉 申請人:海力士半導體有限公司