[发明专利]存储系统及其编程方法和包括存储系统的计算系统

说明书

相关申请的交叉引用

该美国非临时申请基于U.S.C.§119要求2007年4月30日递交的韩 国专利申请No.10-2007-0042041的优先权，通过引用将其全部内容结合 在本文中。

技术领域

这里所公开的本发明涉及一种半导体存储器件，更具体地，涉及一 种包括闪速存储器件的存储系统。

背景技术

近年来，诸如易失性存储器和非易失性存储器之类的存储器件很快 应用于诸如MP3播放器、PMP、移动电话、笔记本计算机、PDA等之 类的移动设备中。这种移动设备逐渐需要大容量存储能力，以便提供各 种功能，例如移动图片再现功能。已经进行了多种努力来满足这种需要。 作为一种努力，已经提出了一种多比特存储器件，所述多比特存储器件 在一个存储单元中存储两个或更多数据比特。在题为“NON-VOLATILE MEMORY DEVICE HAVING MULTI-BIT CELL STRUCTURE AND A METHOD OF PROGRAMMING SAME”的美国专利No.6,122,188、题为 “INTEGRATED CIRCUIT MEMORY DEVICE FOR STORING A MULTI-BIT DATA AND A METHOD FOR READING STORED IN THE SAME”的美国专利No.6,075,734、以及题为“MULTI-BIT MEMORY CELL ARRAY OF A NON-VOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME”的美国专利No. 5,923,587中公开了用于在一个存储单元中存储多比特数据的示例性多 比特存储器件，通过引用将其全部内容结合在本文中。

在存储单元存储1比特数据的情况下，所述存储单元具有在两个阈 值电压分布的任一个中的阈值电压。即，存储单元具有分别表示数据“1” 和“0”的两种状态的任一个。另一方面，在存储2比特数据的存储单元的 情况下，所述存储单元具有四种阈值电压分布之一中的阈值电压。即， 存储单元具有分别表示数据“11”、数据“10”、数据“01”和数据“00”的四种 状态之一。

可以按照各种方式实现在存储单元中对多比特数据编程的方法。例 如，在每一个存储单元中存储的两个数据比特分别由页数据(在下文中 称作LSB数据(或低位数据)和MSB(或者高位数据)组成。在这种 情况下，首先，对存储单元中的LSB数据比特编程，然后对所述存储单 元中的MSB数据比特编程。在下文中，将对存储器中的多个数据编程 的方式称为页单位编程，下面将对其进行更加全面地描述。

可以将一个存储单元编程为具有“11”、“10”、“00”和“01”状态之一。 为了方便起见，假设“11”、“10”、“00”和“01”状态分别与ST0、ST1、ST2 和ST3相对应。具有“11”状态的存储单元是已擦除的存储单元，以及具 有“10”状态的存储单元的阈值电压比具有“11”状态的存储单元的阈值电 压更高。具有“00”状态的存储单元的阈值电压比具有“10”状态的存储单 元的阈值电压更高，以及具有“01”状态的存储单元的阈值电压比具有 “00”状态的存储单元的阈值电压更高。如果在这种假设下进行LSB程序 操作，如图1A所示，存储单元具有已擦除状态或“10”状态(ST1)。如 果在所述LSB程序操作之后执行MSB程序操作，如图1B所示，具有“11” 状态的存储单元具有已擦除状态或“01”状态(ST3)，而具有“10”状态 (ST1)的存储单元具有“10”状态(ST1)或“00”状态(ST2)。即，当 LSB数据为“1”时将存储单元编程为“01”状态，而当LSB数据为“0”时将 存储单元编程为“00”状态。

当存储多比特数据时将出现问题，下面将更加全面地描述。

为了便于描述，将描述在一个存储单元中存储2比特数据的操作。 如上所述，首先，可以将低位数据比特存储在存储单元中。然后，可以 将高位数据比特存储在存储单元中。在将高位数据比特编程到存储单元 中的同时断开电源的情况下，取消了加电时最后编程的页的程序操作。 另一方面，假设在将高位数据比特编程到存储单元中的同时断开电源的 情况下，先前存储的低位数据比特可能丢失。这是因为在高位数据比特 的程序操作时，与低位数据比特相对应的阈值电压改变。

发明内容