24]圖11是用于空閑模式初始化的流程圖。
[0025]圖12是用于空閑模式執(zhí)行的流程圖。
[0026]圖13是空閑模式初始化和執(zhí)行的示例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]存儲(chǔ)器系統(tǒng)
[0028]通過(guò)圖1的框圖示出了可以被修改以包括本發(fā)明的各個(gè)方面的現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的示例。包括以矩陣布置的多個(gè)存儲(chǔ)器單元M的存儲(chǔ)器單元陣列I由列控制電路2、行控制電路3、C-源極控制電路4和C-P-阱控制電路5控制。存儲(chǔ)器單元陣列I在該示例中是與在【背景技術(shù)】中以及在通過(guò)引用結(jié)合于此的參考文獻(xiàn)中所描述的相類(lèi)似的NAND類(lèi)型。控制電路2被連接到存儲(chǔ)器單元陣列I的位線(BL)，以用于讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元(M)中的數(shù)據(jù)，用于在編程操作期間確定存儲(chǔ)器單元(M)的狀態(tài)，并且用于控制位線(BL)的電位水平以促進(jìn)編程或者禁止編程。行控制電路3被連接到字線(WL)以選擇字線(WL)之一，以施加讀取電壓，以施加與由列控制電路2控制的位線電位水平組合的編程電壓，并且施加與P-型區(qū)的電壓耦合的擦除電壓，其中存儲(chǔ)器單元(M)被形成在所述P-型區(qū)上。C-源極控制電路4控制連接到存儲(chǔ)器單元(M)的公共的源極線(在圖1中標(biāo)記為"c-源極")。C-P-阱控制電路5控制C-P-阱電壓。
[0029]存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元(M)中的數(shù)據(jù)被列控制電路2讀取并經(jīng)由I/O線和數(shù)據(jù)輸入/輸出緩沖器6被輸出到外部I/O線。將被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的編程數(shù)據(jù)經(jīng)由外部I/O線被輸入到數(shù)據(jù)輸入/輸出緩沖器6，并且被轉(zhuǎn)移到列控制電路2。外部I/O線被連接到控制器9?？刂破?包括各種類(lèi)型的寄存器和包括易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 10的其它存儲(chǔ)器。
[0030]圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以被嵌入作為主機(jī)系統(tǒng)的一部分，或者可以被包括在存儲(chǔ)器卡、USB驅(qū)動(dòng)或者可偏移地插入到主機(jī)系統(tǒng)的配對(duì)插口的類(lèi)似單元中。這樣的卡可以包括整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，或者可以在分離的卡中提供控制器和存儲(chǔ)器陣列以及相關(guān)聯(lián)的外圍電路。在例如美國(guó)專(zhuān)利N0.5，887，145中描述了一些卡的實(shí)現(xiàn)方式。圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)也可以被用在固態(tài)硬盤(pán)器(SSD)或者在平板電腦、膝上型計(jì)算機(jī)或類(lèi)似器件中提供大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的類(lèi)似單元中。
[0031]許多現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)包含圖2A和圖2B所示的NAND閃速存儲(chǔ)器陣列。但是，這樣的存儲(chǔ)器陣列經(jīng)受諸多問(wèn)題。這些問(wèn)題中的一些問(wèn)題隨著器件大小尺寸的下降而變得更糟。
[0032]在NAND閃速存儲(chǔ)器陣列中出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題與寫(xiě)入閃速存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)的保留有關(guān)。具體地，在閃速存儲(chǔ)器單元在讀取-驗(yàn)證的步驟中被編程為特定存儲(chǔ)器狀態(tài)并被驗(yàn)證為處于該存儲(chǔ)器狀態(tài)中之后，單元可能隨某個(gè)時(shí)間段而改變，使得當(dāng)在稍后的時(shí)間讀取所述單元時(shí)，它們的表觀狀態(tài)不是其最初被編程的狀態(tài)。例如，在編程中被增加到浮置柵極或者其它電荷存儲(chǔ)元件的電荷可能隨時(shí)間流逝而從電荷存儲(chǔ)元件泄漏出。這樣的電荷的泄漏可能最終導(dǎo)致單元的存儲(chǔ)器狀態(tài)被誤讀。
[0033]數(shù)據(jù)保留的問(wèn)題隨著存儲(chǔ)器單元大小的縮減而變得更糟。圖3示出了縮減存儲(chǔ)器單元大小(單元大小從左到右縮減)的log(數(shù)據(jù)保留時(shí)間)。盡管需要較小的器件大小以產(chǎn)生有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，但這樣減少的大小帶來(lái)數(shù)據(jù)保留的問(wèn)題。隨著電荷存儲(chǔ)元件變得越來(lái)越小，存儲(chǔ)的電子的數(shù)量變得很小以至于即使很少的電子的丟失都可能是顯著的。具體地，在MLC單元中，其中閾值電壓可以被分為8個(gè)、16個(gè)或者更多的閾值電壓范圍，閾值電壓的小的改變可能導(dǎo)致誤讀。當(dāng)電荷存儲(chǔ)元件小時(shí)，閾值電壓的這樣的改變可能由僅僅很少的電子泄漏導(dǎo)致。對(duì)于一些存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)，這樣的數(shù)據(jù)保留問(wèn)題對(duì)大約40納米的最小特征大小來(lái)說(shuō)并不嚴(yán)重，但是對(duì)大約20納米的最小特征大小來(lái)說(shuō)是嚴(yán)重的。盡管所期望的是利用較小的器件大小以減少成本，但數(shù)據(jù)保留是嚴(yán)重的問(wèn)題，特別是對(duì)于某些重要數(shù)據(jù)，對(duì)所述重要數(shù)據(jù)的誤讀可能會(huì)有嚴(yán)重的后果。
[0034]圖4示出了包括三個(gè)存儲(chǔ)器單元401a、401b和401c的NAND串的一部分的截面。每一個(gè)存儲(chǔ)器單元包括電荷貯存元件403a、403b和403c，其在該示例中為浮置柵極。負(fù)電荷以電子的形式被示出為從存儲(chǔ)器單元401b的浮置柵極403b泄漏出、穿過(guò)柵極電介質(zhì)405(柵極氧化層)并進(jìn)入到柵極電介質(zhì)之下的在P-阱407中的溝道區(qū)域。
[0035]將理解的是，更小的浮置柵極、并且更加高度充電的浮置柵極因?yàn)殡娮又g的靜電力具有更大的傾向來(lái)以此方式泄漏電荷。因此，電荷被示出為從存儲(chǔ)器單元401b的浮置柵極403b泄漏，而沒(méi)有電荷被示出為從具有較少電子(較少電荷)的浮置柵極403a泄漏。浮置柵極403c不具有電荷并且因此不會(huì)經(jīng)受電荷泄漏并且保持在未充電的狀態(tài)。因此，更多編程的存儲(chǔ)器單元(具有充更多電的浮置柵極的單元)比更少編程的存儲(chǔ)器單元經(jīng)受更多的泄漏。
[0036]圖5示出了電荷泄漏以及其它效應(yīng)如何可能導(dǎo)致存儲(chǔ)器單元的閾值電壓(Vth)偏移，并且這樣的閾值電壓偏移如何對(duì)充更多電的存儲(chǔ)器單元更加糟糕。圖5中示出的閾值電壓分布表示用于多個(gè)存儲(chǔ)器單元(例如包括多個(gè)區(qū)的頁(yè)，每個(gè)區(qū)包含512字節(jié))的四個(gè)不同的存儲(chǔ)器狀態(tài)(每單元兩位)。存儲(chǔ)器單元被初始地編程并且在由用實(shí)線示出的分布描述的閾值電壓處被驗(yàn)證。一些存儲(chǔ)器單元保持在擦除的狀態(tài)“E”，而其它的存儲(chǔ)器單元通過(guò)向其浮置柵極增加電子而被編程到狀態(tài)A、B和C。
[0037]在對(duì)存儲(chǔ)器單元的編程之后，電荷泄漏導(dǎo)致分布如用虛線示出的分布描述地偏移。對(duì)于已擦除的狀態(tài)E和A狀態(tài)(最低編程的狀態(tài))，因?yàn)樵谶@些狀態(tài)中在存儲(chǔ)器單元的浮置柵極中少有或沒(méi)有電荷，所以閾值電壓分布少有或沒(méi)有嚴(yán)重的偏移。但是，由于諸如讀取干擾(由讀取操作引起的改變)以及寫(xiě)入干擾(由在鄰近單元上的寫(xiě)入操作引起的改變)的其它效應(yīng)，在這些分布中可能發(fā)生一些改變。因此，例如，在E狀態(tài)中的擦除的存儲(chǔ)器單元可能具有少量的正電荷(小的負(fù)閾值電壓)，而在A狀態(tài)中的存儲(chǔ)器單元可能具有少量的負(fù)電荷(小的正閾值電壓)。相反地，可以看到的是，存儲(chǔ)器狀態(tài)B的閾值電壓分布示出了嚴(yán)重的偏移，并且存儲(chǔ)器狀態(tài)C的閾值電壓分布示出了甚至更加嚴(yán)重的偏移。對(duì)于這些狀態(tài)的每一個(gè)，除了分布變得更寬以外，由于電子的丟失，分布已經(jīng)朝向更低的閾值電壓偏移。因此，狀態(tài)B的閾值電壓分布偏移了 dl的量，而狀態(tài)C的閾值電壓分布偏移了更大的量d2?？梢钥吹降氖?，狀態(tài)C的偏移的分布與狀態(tài)B的初始編程的分布交叉。因此，當(dāng)由這些分布表示的單元被讀取時(shí)，它們偏移的閾值電壓可能導(dǎo)致被編程到C狀態(tài)的一些單元被讀取為處于B狀態(tài)中。隨著泄漏的繼續(xù)，更多的這些單元出現(xiàn)問(wèn)題(狀態(tài)C的分布繼續(xù)向下延伸)并且處于狀態(tài)B中的一些單元可能也丟失了充分的電荷使得它們被讀取為處于A狀態(tài)中。
[0038]盡管該示例示出了每個(gè)狀態(tài)具有相對(duì)較大的閾值電壓窗口的四個(gè)狀態(tài)的相對(duì)簡(jiǎn)單的示例，但其它示例可以具有8個(gè)、16個(gè)或者更多個(gè)具有窄得多的閾值電壓窗口的存儲(chǔ)器狀態(tài)。在這樣的情況中，即使很小的閾值電壓的偏移也可能引起誤讀。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的各方面，可以通過(guò)向覆蓋在電荷貯存元件之上的控制柵極施加正偏壓來(lái)防止或減少來(lái)自諸如浮置柵極的電荷貯存元件的電流泄漏。這樣的正偏壓通過(guò)創(chuàng)造對(duì)浮置柵極中的電子提供向上的靜電力的電場(chǎng)而抵消電子向下泄漏穿過(guò)柵極電介質(zhì)的傾向。通過(guò)選擇合適的偏壓，該力可以足夠大以實(shí)質(zhì)地減少或消除電子從浮置柵極向下泄漏穿過(guò)柵極電介質(zhì)的傾向，而同時(shí)該力不會(huì)大到引起電子傾向于從浮置柵極嚴(yán)重地向上泄漏穿過(guò)多晶硅間電介質(zhì)(IPD)到控制柵極。
[0040]圖6示出了與圖4類(lèi)似的NAND串的存儲(chǔ)器單元610a、610b和610c的截面。但是，圖6示出了連到字線WL 2的直流(DC)電壓源。施加到WL2的正DC電壓創(chuàng)造出電場(chǎng)，所述電場(chǎng)減少或消除在下面的浮置柵極612b中的電子向下泄漏穿過(guò)柵極電介質(zhì)614的傾向。合適的電壓的選擇取決于存儲(chǔ)器單元設(shè)計(jì)以及存儲(chǔ)器單元被編程的電荷水平。例如，更薄的柵極氧化層、更小的浮置柵極或者更高的電荷水平可以是指示需要更大的偏壓的因素。該偏壓被提供給字線以改善沿字線的單元的數(shù)據(jù)保留，并且該偏壓可以被認(rèn)為是數(shù)據(jù)保留偏壓。
[0041]將理解的是，控制柵極被形成在字線覆蓋在浮置柵極之處，使得通過(guò)偏壓字線，沿該字線的所有存儲(chǔ)器單元的控制柵極都被偏壓。因此，在該設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)保留偏壓不是逐個(gè)單元地被施加。相反，它是逐個(gè)字線地被施加。沿字線的不同的浮置柵極通常具有不同的電荷水平，因此可以選擇在所有電荷水平上(而不是僅對(duì)一個(gè)電荷水平最優(yōu)化)提供最佳的凈收益的數(shù)據(jù)保留偏壓。在圖6中，僅WL2接收數(shù)據(jù)保留偏壓。WLO和WLl不接收任何數(shù)據(jù)保留偏壓。因此，數(shù)據(jù)保留偏壓可以被選擇性地施加到一個(gè)或多個(gè)選擇的字線，且剩余其它字線沒(méi)有任何偏壓。在其它情況中，數(shù)據(jù)保留偏壓可以被施加到塊或存儲(chǔ)器裸芯中的所有字線。
[0042]盡管與讀取、編程和擦除操作有關(guān)的向字線施加電壓是眾所周知的，本發(fā)明的方面指向在當(dāng)不進(jìn)行這些操作的其它時(shí)間時(shí)施加數(shù)據(jù)保留偏壓。與在讀取和擦除操作期間施加電