[发明专利]半导体装置的操作方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年4月26日提交的韩国专利申请No.10-2011-0038986的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

示例性实施例涉及一种半导体装置的操作方法，更具体地，涉及一种编程方法。

背景技术

半导体装置的操作可以被分类成编程、读取和擦除操作。

编程操作指的是通过向耦接到存储器单元的字线提供高编程电压(例如，20V)来升高存储器单元的阈值电压的操作。读取操作指的是通过向耦接到存储器单元的字线提供读取电压，根据存储器单元的阈值电压高于还是低于验证电压来确定存储器单元的编程状态的操作。擦除操作指的是通过向阱提供擦除电压来降低存储器单元的阈值电压的操作。

可以以一个状态编程的存储器单元被称为单电平单元(SLC)，而可以以多个状态编程的存储器单元被称为多电平单元(MLC)。

因为MLC更适于较高的容量，因此MLC已用在半导体装置中。下文描述了MLC的编程操作。

图1A和1B是图示传统的编程方法的曲线图。更具体地，下文描述了对具有第一、第二和第三状态P1、P2和P3的一个存储器单元进行编程的方法。

参照图1A，在擦除了特定的存储器单元块的所有存储器单元之后，对从存储器单元块的页中选择的页(更具体地，页是耦接到同一字线的一组存储器单元)执行最低有效位(LSB)编程操作。执行LSB编程操作以升高来自选中的页中包括的存储器单元中的、将被编程为具有第二状态P2或者高于第二状态P2的第三状态P3的存储器单元的阈值电压。在升高将被编程为具有第二或第三状态P2或P3的存储器单元的阈值电压之后，对选中的页执行最高有效位(MSB)编程操作。

执行MSB编程操作以升高来自选中的页中包括的存储器单元中的、要被编程为具有高于擦除状态ER但是低于第二状态P2或第三状态P3的第一状态P1的存储器单元的阈值电压。更具体地，通过执行MSB编程操作来升高来自具有擦除状态ER的存储器单元中的、要被编程为具有第一状态P1的存储器单元的阈值电压。此外，通过执行MSB编程操作来升高来自已被执行LSB编程操作的存储器单元中的、要被编程为具有第二状态P2或第三状态P3的存储器单元的阈值电压。

特别地，在用于在第三状态P3中对存储器单元进行编程的编程操作中，由于相关存储器单元的阈值电压步进地从擦除状态ER升高到第三状态P3，因此使用高编程电压。

然而，由于对与选中的字线相邻的存储器单元的影响根据提供给选中的字线的编程电压的增加而进一步增加，因此已被编程的存储器单元的阈值电压可能移位。如果存储器单元的阈值电压移位，则通过读取操作读出的数据可能是不可靠的。

发明内容

根据示例性实施例，通过向字线提供正或负的编程电压而非高编程电压来执行编程操作，使得耦接到字线的存储器单元被编程为具有各种正阈值电压或者各种负阈值电压。

一种包括多个存储器单元块的半导体装置的操作方法，包括以下步骤：响应于编程命令选择一个存储器单元块；执行预编程操作和预擦除操作使得选中的存储器单元块中包括的存储器单元的阈值电压分布在第一正电压和第一负电压之间；向第一组位线提供编程许可电压并且向第二组位线提供编程禁止电压，其中第一组位线和第二组位线互不包括；以及向选中的耦接到存储器单元的字线提供正编程电压。

一种包括已被执行编程操作的多个存储器单元块的半导体装置的操作方法，包括以下步骤：响应于编程命令选择存储器单元块中的一个；执行预编程操作和预擦除操作使得选中的存储器单元块中包括的存储器单元的阈值电压分布在第一正电压和第一负电压之间；向第一组位线提供编程许可电压并且向第二组位线提供编程禁止电压，其中第一组位线和第二组位线互不包括；执行第一正编程操作，使得从存储器单元中选择的存储器单元的阈值电压达到第一正目标电压；以及执行第二正编程操作，使得从存储器单元中选择的每个都具有达到第一正目标电压的阈值电压的存储器单元的阈值电压达到高于第一正目标电压的第二目标电压。

附图说明

图1A和1B是图示传统的编程方法的曲线图；

图2是用于图示根据本发明的编程方法的半导体装置的框图；

图3A和3B是用于图示根据本发明的编程方法的特征的存储器单元的横截面视图；

图4是图示根据本发明的编程操作的阈值电压的曲线图；

图5是图示根据本发明的实施例的半导体装置的编程操作的流程图；