[发明专利]闪存装置的编程方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明要求由参考其全部内容已结合的，2007年9月10日提交的韩国 专利申请号10-2007-91529的优先权。

背景技术

本发明涉及闪存装置的编程方法，并且更具体地，涉及在编程操作期间 将编程扰动最小化的闪存装置的编程方法。

闪存装置是一种非易失性存储装置，在其中当移除电源时，不擦除所存 储的数据。

通过编程操作或擦除操作，能够在闪存装置中存储或从闪存装置中删除 数据。依赖于存储单元阵列的形状，能够将闪存装置分成NOR类或NAND类。 NAND闪存装置是有利的，因为与NOR闪存装置相比其能够具有高水平的集成 度。下文描述NAND闪存装置的存储单元阵列和编程操作方法。

图1是阐明传统的NAND闪存装置的单元阵列和其编程操作方法的电路 图。

参考图1，NAND闪存装置的单元阵列包括多个存储单元块。每个单元块 包括多个单元串(为方便起见，仅阐明两个单元串ST1和ST2)。单元串分别 连接至位线BL1和BL2。更详细地，单元串ST1具有在其中漏极选择晶体管 DST、多个存储单元CA0至CAn、和源极选择晶体管SST串联地连接的结构。 每个单元串中所包括的漏极选择晶体管DST具有连接至相应的位线BL1的漏 极，以及每个单元串中所包括的源极选择晶体管SST具有连接至公共源极线 CSL的源极。各个单元串ST1和ST2中所包括的漏极选择晶体管DST具有彼 此连接的栅极，从而形成漏极选择线DSL。各个单元串ST1和ST2中所包括 的源极选择晶体管SST具有彼此连接的栅极，从而形成源极选择线SSL。存 储单元CA0至CAn和CB0至CBn具有彼此连接的栅极，从而形成字线WL0至 WLn。在每页的基础上将共享一个字线(例如，WLk)的存储单元CAk和CBk 分类。

在每页的基础上执行NAND闪存装置的编程操作。在编程操作期间，漏极 选择线DSL提供有漏极选择电压，例如电源电压Vcc，以及源极选择线SSL 提供有地电压。将编程电压施加到所选择的字线(例如WLk)，并将通过电压 施加到剩余的字线。在上述条件下，执行共享所选择的字线WLk的存储单元 的编程操作。

通过该编程操作提升了存储单元的阈值电压，并根据存储单元的已改变 的阈值电压将所存储的数据的逻辑值分类。

尽管能够将共享所选择的字线WLk的存储单元CAk和CBk两者编程，但 在某些情况下，根据所存储的数据，不能将共享所选择的字线WLk的存储单 元CAk和CBk两者编程。依赖于串中包括将要被编程的单元和不被编程的单 元的那一个(在其中将维持擦除状态或先前状态的单元)，将不同的电压施加 到连接至相应的串的位线。以下将不会被编程的单元称为“编程禁止单元”。

明确地，将地电压施加到连接至包括将要被编程的单元(例如，CAk)的 串ST1的位线BL1。地电压促使串ST1内的沟道区域的电压电平下降到地电 压的电平。因此，在字线WLk和沟道区域之间维持很高的电压，并且通过F-N 隧穿，将电子从沟道区域注入存储单元CAk的浮动栅极，以致提升存储单元 的阈值电压。相应地，执行编程操作。

·将用于沟道升压的编程禁止电压(例如，电源电压Vcc)施加到连接至 包括编程禁止单元(例如，CBk)的串ST2的位线BL2。电源电压促使串ST2 内的沟道区域被预先充电至高于0V的电平(Vcc-Vth，这里V为漏极选择晶 体管的阈值电压)。如果将沟道区域预先充电，则漏极选择晶体管DST截止， 且包括编程禁止单元CBk的串ST2的沟道区域在预先充电的状态中浮动，因 为漏极选择晶体管DST的Vgs(栅极与源极之间的电势)不比阈值电压大。 如果然后将通过电压和编程电压施加到字线WL0至WLk，则由于沟道升压现 象，沟道区域的电压电平被提升到高于电源电压电平。因此，字线WLk与沟 道区域之间的电势降低，以致不产生F-N隧穿，并且不改变存储单元的阈值 电压。相应地，编程禁止单元不经历编程操作。在这种情形，施加到字线的 电压与沟道区域的电压之间的差别越大，则沟道升压特征越好。

最近已开发了在一个存储单元中存储2位数据或更多位数据的编程方 法。为了在一个存储单元中存储2位数据，必须将存储单元的阈值电压分布 分成四类，并且在一个存储单元上必须执行至少两个编程操作。