[发明专利]存储器件及其验证方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月25日提交的韩国专利申请No.10-2012-0056172的优先权，其全部内容通过引用合并入于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及存储器件及其验证方法。

背景技术

非易失性存储器是一种即使切断电源也保留其中储存的数据的存储器件。非易失性存储器通过使用如下这样的属性来储存数据：通过控制保留在浮栅的导带中的电荷量来使存储器单元的阈值电压移位。

当施加编程脉冲到浮栅时，存储器单元的阈值电压上升。根据利用编程脉冲而储存在存储器单元中的数据的值，存储器单元的阈值电压可以不同。然而，由于非易失性存储器中的多个存储器单元具有不同的特性，所以储存相同数据的存储器单元的阈值电压可能不具有一个值，而是形成规则分布（regular distribution）。

此外，非易失性存储器可以在一个存储器单元中储存一个比特的数据或多比特的数据。一般而言，储存一个比特的数据的存储器单元被称作为单电平单元（single level cell，SLC），而储存多比特的数据的存储器单元被称作为多电平单元（multi level cell，MLC）。SLC根据阈值电压具有擦除状态和编程状态。MLC根据阈值电压具有擦除状态和多个编程状态。

图1是用于说明能储存两比特数据的MLC的阈值电压的分布的示图。

参见图1，存储器单元的阈值电压基于存储器单元的编程状态而不同。处于擦除状态ERA的存储器单元的阈值电压比第一电压PV1低。处于第一编程状态PG1的存储器单元的阈值电压比第一电压PV1高并且比第二电压PV2低。处于第二编程状态PG2的存储器单元的阈值电压比第二电压PV2高并且比第三电压PV3低。处于第三编程状态PG3的存储器单元的阈值电压比第三电压PV3高。这里，擦除状态ERA和第一至第三编程状态PG1至PG3指示具有不同值的数据被储存在存储器单元中。

这里，第一至第三电压PV1至PV3用作指示在包括擦除状态ERA和第一至第三编程状态PG1至PG3的可能状态之中的存储器单元的状态的参考电压。因此，当验证存储器单元是否被正常编程或读取存储器单元的数据时，使用第一至第三电压PV1至PV3。

如下将更详细地描述验证操作。当对存储器单元执行编程操作时，施加编程脉冲到与要编程的存储器单元相对应的字线，然后将验证电压供应给与要编程的存储器单元相对应的字线，以验证存储器单元是否被正常编程。第一至第三电压PV1至PV3可以用作验证电压。作为验证操作的结果，当存储器单元没有被正常编程时，还将编程脉冲施加到存储器单元，而当存储器单元被正常编程时，对存储器单元的编程操作完成。

MLC具有多个阈值电压分布。因此，为了确保在各个状态ERA以及PG1至PG3中执行读取操作时充分的读取余量，需要减小基于各个状态的阈值电压分布的宽度。下面将参照图2描述用于减小阈值电压分布的宽度的双验证编程。

图2是说明双验证编程的示图。图2示出了将存储器单元编程到图1的第一编程状态PG1的情况。

在一般编程操作的情况中，仅利用第一电压PV1作为验证电压来执行验证操作，以检查存储器单元是否被编程到第一编程状态PG1。在双验证编程操作的情况下，通过利用比第一电压PV1低的第一亚电压DPV1作为亚验证电压，来再次验证存储器单元的阈值电压。

如下将更详细地描述双验证编程。首先，施加编程脉冲到与要编程的处于擦除状态ERA的存储器单元相对应的字线。在施加编程脉冲之后，利用第一亚电压DPV1来验证存储器单元的阈值电压是否比第一亚电压DPV1高，然后利用第一电压PV1来验证存储器单元的阈值电压是否比第一电压PV1高。在下文，为了区分完成编程的状态与未完成编程但是存储器单元的阈值电压被编程在第一亚电压DPV1或更高的电压的状态，称前者为目标编程状态，而称后者为亚编程状态。

对于验证结果是阈值电压比第一亚电压DPV1低的存储器单元，在与之前条件相同的条件下施加编程脉冲。此外，对于阈值电压比第一亚电压DPV1高而比第一电压PV1低的存储器单元，即处在亚编程状态的存储器单元，增加位线的电压，然后施加编程脉冲。对于阈值电压比第一电压PV1高的存储器单元，即处在目标编程状态的存储器单元，将禁止电压供应给位线，然后施加编程脉冲。