[发明专利]在快闪存储器装置上存储数据的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及存储器装置，且更明确地说，在一个或一个以上实施例中，涉及快闪存储器装置。

背景技术

快闪存储器装置为以不需要电力来维持存储于其中的信息的方式在半导体上存储信息的非易失性存储器装置。在快闪存储器装置当中，由于NAND快闪存储器装置的高存储密度及低成本，NAND快闪存储器装置已广泛用作大容量存储装置。在一些应用中，NAND快闪存储器装置充当固态磁盘(SSD)，从而替换或补充磁盘。

参看图1，常规NAND快闪存储器装置包括多个存储器块。所说明的快闪存储器装置10包括第一到第N个存储器块100。存储器块100中的每一者包括以矩阵形式布置的多个存储器单元。

图2A说明图1的NAND快闪存储器装置10的存储器块100中的一者。所说明的存储器块100包括第一到第m个位线BL0-BLm及第一到第n个字线WL0-WLn。在一些布置中，m可为32,767或65,535，且n可为32或64。位线BL0-BLm在列方向上平行于彼此而延伸。字线WL0-WLn在垂直于列方向的行方向上平行于彼此而延伸。存储器块100还包括上部及下部位线选择晶体管120a、120b，其用于通过将图1的所述多个存储器块当中的一个存储器块100耦合到在所述存储器块100的外部延伸的位线而选择所述一个存储器块100。

每一位线包括一串存储器单元110。举例来说，第二位线BL1包括串联连接的存储器单元110。存储器单元110中的每一者包括浮动栅极晶体管。存储器单元110的浮动栅极晶体管源极到漏极地串联耦合到彼此。相同行上的存储器单元110的浮动栅极晶体管的控制栅极耦合到相同字线。存储器单元110中的每一者存储电荷(或缺少电荷)，其中所存储的电荷量可用于表示(例如)一个或一个以上状态，且其中所述一个或一个以上状态可表示数据的一个或一个以上数字(例如，位)。存储器单元可为单电平单元(SLC)或多电平单元(MLC)。在一种布置中，存储于存储器单元110中的电荷量可通过感测流经存储器单元110的浮动栅极晶体管的电流来检测。在另一布置中，存储于存储器单元110中的电荷量可通过感测存储器单元110的浮动栅极晶体管的阈值电压值来检测。

图2B说明第二位线BL1中的存储器单元110的浮动栅极晶体管的横截面。浮动栅极晶体管形成于衬底201上。浮动栅极晶体管中的每一者包括源极区域210(其为相邻晶体管的漏极区域)、漏极区域212(其为相邻晶体管的源极区域)、掺杂沟道区域214、第一电介质(例如，隧道氧化物)216、浮动栅极218、第二电介质(例如，栅极氧化物，其中隧道氧化物与栅极氧化物可由相同或不同材料形成)220及控制栅极222。隧道氧化物216形成于沟道区域214上以使浮动栅极218与沟道区域214绝缘。栅极电介质220物理地且在电学上分离浮动栅极218与控制栅极222。控制栅极222耦合到适当字线(例如，字线WL1)。电子可被捕集于浮动栅极218上且用于存储数据。

现在参看图1及图2C，将描述在存储器块上写入数据的常规方法。图2C示意性说明图2A的存储器块100，且仅展示存储器单元、位线及字线。然而，将理解，存储器块100可包括如上文关于图2A及图2B所描述的其它组件。

在NAND快闪存储器装置10(图1)的写入操作期间，通常在单一字线上的存储器单元集合上写入数据。此存储器单元集合可被称作“页”。在一种布置中，页可包括一字线上的所有存储器单元。在其它布置中，页可由单一字线上的每隔一个存储器单元形成。在某些布置中，页可由单一字线上的每第四个存储器单元形成。将理解，页可由一字线上的任何合适的选定数目的存储器单元形成。

另一方面，NAND快闪存储器装置10(图1)的擦除操作通常在逐块基础上执行。换句话说，无法选择性地擦除页或存储器单元。

同样地，当改变存储器块中的一些存储器单元中的数据值时，无法选择性地改变存储器单元中的数据值。而是，擦除整个存储器块且用改变的数据值重新写入(或编程)。对于此过程，将存储于整个存储器块中的数据值复制到另一存储器块。举例来说，当将要修改第I个存储器块中的一些数据值时，将整个第I个存储器块中的数据值复制到未使用的存储器块(例如，第J个存储器块)。随后，擦除整个第I个存储器块中的数据值，且接着将包括未修改的数据值及修改的数据值的经更新数据写入到经擦除的第I个存储器块上。

附图说明

将从具体实施方式及附图更好地理解实施例，附图打算说明而非限制所述实施例，且附图中：

图1为包括多个存储器块的常规NAND快闪存储器装置的示意图；