[发明专利]快闪存储器件和操作该器件的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月23日提交的韩国专利申请第2007-7046号的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及具有多电平单元(multi-level cell)的快闪存储器件。更具体地，本发明涉及一种用于与特定单元的LSB或MSB编程操作无关地以所设置的电压电平执行读取操作的方法。

背景技术

通常，将快闪存储器分类为NAND或NOR快闪存储器。在此，NOR快闪存储器因为存储单元独立地连接到位线和字线而具有良好的随机存取时间特性。然而，在NAND快闪存储器中，因为存储单元是串联连接的，所以一个单元串只需要一个接触点，因此从集成度来看，NAND快闪存储器具有良好的特性。因此，通常在高度集成的快闪存储器中使用NAND快闪存储器。

近来，为了提高快闪存储器的集成度，对用于在一个存储单元中存储多个数据的多位单元进行了积极的研究。

这种存储单元称为多电平单元(MLC)。用于存储一位的存储单元称为单电平单元(SLC)。

通常，MLC可以用多电平来编程。

图1是示出根据MLC快闪存储器的编程的阈值电压分布图。

图1示出通过可变电平方法编程的用于存储至少两位的MLC的电压分布。

如图1所示，当对最低有效位(LSB，least significant bit)进行了编程时，擦除单元110和编程单元120具有基于电压V1的电压分布。快闪存储器的每一个字线中包括额外的标记单元F，以表示是否只有LSB已被编程(例如第一状态170)或者是否LSB和MSB都已被编程(例如第二状态180)。

当对最高有效位(MSB，most significant bit)的编程结束时，擦除单元110转换成擦除单元130和140，编程单元120转换成编程单元150至160。另外，基于电压V5对标记单元F编程(即，第二状态180)，因此，标记单元F用于表示最高有效位和最低有效位都已被编程。

图2A示出MLC快闪存储器中的存储块的图示。

参考图2A，MLC快闪存储器中的存储单元阵列200包括存储单元210和标记单元220。存储单元阵列的每个存储单元212被配置成存储2位或更多位数据。为了便于说明，在图2A中将每个存储单元212表示为能够存储2位数据。标记单元220用于表示连接到同一字线的存储单元即同一页中的存储单元的编程状况。每个字线耦合到多个存储单元和一个标记单元。

标记单元220表示是否对相应的页执行了高编程(high program)操作。如果标记单元220处于第二状态180(见图1)，则执行了高编程操作，其中，最低有效位页和最高有效位页均已被编程。例如，当存储单元212被配置成存储2位数据时，字线WL<0>至WL<N>中的每一个可以执行对最低有效位页进行编程的操作和对最高有效位页进行编程的另一操作。如果字线WL<0>已对最低有效位页和最高有效位页进行了编程，则标记单元F被编程为第二状态180以表示执行了高编程操作。

然而，在第(k+1)字线WL<k>仅对最低有效位页进行编程的情况下，与第(k+1)字线WL<k>有关的标记单元F<k>保持没有被编程的擦除单元170的状态以表示只对最低有效位页进行了编程。

图2B是示出图2A中的存储块的编程顺序的视图，其中，以页为单位执行编程。存储块连接到字线WL<0>至WL<N>。每个字线连接到一起限定物理页的多个存储单元和一个标记单元。

多电平单元212被配置成存储N位数据。每个多电平单元212可以通过相应的字线被编程为N个不同的状态。因此，每个物理页提供N个逻辑页。

MLC快闪存储器根据响应于输入的数据而设置的顺序以逻辑页为单位执行编程。在此，MLC快闪存储器在字线WL<0>至WL<N>中的每一个中以从第一逻辑页到第N逻辑页的顺序进行编程，或者根据通过参考周围存储单元间的干扰等而设置的顺序以逻辑页为单位执行编程。

通常使用的方法包括控制编程使得当以逻辑页为单位执行编程时不连续地对相邻页进行编程。

另外，地址计数器(未示出)根据预置的页顺序对地址进行计数以对输入的数据执行编程。

此外，在编程操作期间根据第一至第N逻辑页的编程状态对标记单元F进行编程。其结果是，标记单元F示出关于字线的编程状态的信息。