[发明专利]高速暂存区块

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及非易失性快闪存储系统的操作，且更具体地说，涉及在非易失性快闪存储器内对数据进行编程的更有效方法。

背景技术

当今正使用多种商业上成功的非易失性存储器产品，尤其是以小型化卡的形式，其使用形成于一个或一个以上集成电路芯片上的快闪EEPROM(电可擦除且可编程只读存储器)单元阵列。存储控制器(通常但未必位于单独集成电路芯片上)与主机介接，所述卡可移除地连接到所述主机，且所述存储控制器控制所述卡内的存储器阵列的操作。此类控制器通常包括微处理器、某一非易失性只读存储器(ROM)、易失性随机存取存储器(RAM)和一个或一个以上专用电路，例如在编程和读取数据期间当数据穿过控制器时从所述数据计算误差校正码(ECC)的电路。一些市售卡为CompactFlash^TM(CF)卡、多媒体卡(MMC)、安全数字(SD)卡、个人标签(personal tag，P-Tag)和存储棒卡。主机包括个人计算机、笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、各种数据通信装置、数码相机、蜂窝电话、便携式音频播放器、汽车音响系统和类似类型的设备。在某些系统中，可移除卡不包括控制器，且主机控制所述卡中存储器阵列的操作。此类型的存储系统的实例包括智能媒体卡(Smart Media card)和xD卡。因此，对存储器阵列的控制可由卡中控制器上的软件来实现或由主机中的控制软件来实现。除存储卡实施方案外，这种类型的存储器可替代地嵌入到各种类型的主机系统中。在可移除应用和嵌入式应用两者中，主机数据可根据存储器控制软件所实施的存储机制而存储在存储器阵列中。

两种常用存储单元阵列结构已找到商业应用，即或非和与非。在典型的或非阵列中，存储单元连接在相邻的位线源与在列方向上延伸的漏极扩散之间，其中控制栅极连接到沿单元的行延伸的字线。存储单元包括至少一个存储元件，所述存储元件定位在源极与漏极之间的单元通道区的至少一部分上方。存储元件上的已编程电荷电平因此控制所述单元的操作特征，接着可通过向所寻址的存储单元施加恰当电压来读取所述操作特征。此类单元、其在存储系统中的使用和制造所述单元的方法的实例在第5,070,032号、第5,095,344号、第5,313,421号、第5,315,541号、第5,343,063号、第5,661,053号和第6,222,762号美国专利中给出。这些专利连同此申请案中所参考的所有其它专利和专利申请案全文均以引用的方式并入本文中。

与非阵列利用两个以上存储单元(例如16或32个)的串联串，所述两个以上存储单元连同一个或一个以上选择晶体管连接在个别位线与参考电位之间以形成单元的列。字线越过这些列中的较大数目的列内的单元而延伸。在编程期间，通过使所述串中的剩余单元较难接通以使得流经串的电流依赖于存储在被寻址单元中的电荷的电平，来读取和检验列内的个别单元。与非结构阵列和其作为存储系统的一部分的操作的实例可参阅第5,570,315号、第5,774,397号、第6,046,935号和第6,522,580号美国专利。

如在前面参考的专利中所论述，当前快闪EEPROM阵列的电荷存储元件是最常见的导电浮动栅极，其通常由导电掺杂多晶硅材料形成。快闪EEPROM系统中可用的替代类型的存储单元利用非导电介电材料代替导电浮动栅极来以非易失性方式存储电荷。由氧化硅、氮化硅和氧化硅形成的三层电介质(ONO)夹在导电控制栅极与存储单元通道上方的半导电衬底的表面之间。通过将来自单元通道的电子注射到氮化物中来对所述单元进行编程，在所述氮化物中所述电子被俘获并存储在受限区中，且通过将热空穴注射到氮化物来擦除所述单元。在Harari等人的第2003/0109093号美国专利申请公开案中描述使用介电存储元件的若干特定单元结构和阵列。