[发明专利]非易失性存储器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明关于一种操作非易失性存储器的方法；具体而言，是应用于多层储存单元(MLC)的非易失性存储器。

背景技术

非易失性存储器的储存量已提升至超过每秒百次存取，因而造成工艺进展快速及发展多层储存单元(MLC)的技术。应用多层储存单元技术的基础方法与双层储存单元(BLC)的技术相似，除了多层储存单元技术可通过充电至不同电压电平，使单一个储存单元储存多种位而非两种位而已。一般而言，MLC技术可通过利用2ⁿ-1个阈值电压(Vt)来区分2ⁿ种状态，以供储存2ⁿ(n＞1)的电压电平。图1显示在MLC储存单元中两个位的一理想的阈值电压(Vt)分布。一个储存单元的位值是经由电压窗口所决定，而所述储存单元的阈值电压则位于所述电压窗口所在处。

然而，实际上，随着储存单元的尺寸缩小以及每个储存单元可储存更多位时，应用于区分每个位值的阈值电压窗口则变得小于BLC技术的阈值电压窗口。由于应用BLC及MLC的装置可使用相同大小的电压窗口，因此在MLC中邻近电压电平间的距离大幅小于MLC中的距离。此外，其它因素，例如工艺误差、程序干扰或第二位干扰效应皆可能偏移或干扰阈值电压，进而使区分不同状态的距离变得更小。

图2显示已知的二位MLC非易失存储器的阈值电压分布，其中编程后的储存单元可根据第一位的阈值电压分为四个主状态1，2，3及主状态4。每一主状态可由四种不同次状态n1，n2，n3及n4所组成，所述次状态是根据第二位阈值电压而分组。一般而言，第一主状态1具有最低的阈值电压，且最易于受到干扰而不易于收敛其分布状态。因此第一主状态1的一部分可能重叠于第二主状态2。很明显地，于MLC储存单元中，侦测电压电平，跟在BLC储存单元内侦测电压电平比起来较复杂。因此，针对决定储存单元的电压值的侦测，如何减少侦测的误差变得越来越重要。

发明内容

本发明提供了一种多层储存单元(MLC)的非易失性存储器于编程前根据预先设定的编码表(coding table)的变换阈值电压分布的方法，所述方法包含分组多个储存单元，并预先设定在相同主状态下，所述储存单元具有相同的第一位电压。此外，所述方法另包含如果一预选主状态下的所述储存单元具有相同的预先设定的第二位电压时，分组所述预选主状态下的所述储存单元为相同的次状态。接着，所述方法再包含提高具有最高预先设定的第二位电压的所述储存单元的所述第一位电压至一电压，且所述电压高于所述预先设定最高主状态的电压。

本发明另公开一种供多层储存单元(MLC)的非易失性存储器，提升阈值电压窗口的方法。此方法包含根据一预先设定编码表，获取每一储存单元的一编程后的电压；接着，筛选多个储存单元，其中所述储存单元具有相同的第一位电压。此方法另包含根据每一储存单元的第二位电压，区分所述筛选后的储存单元。此外，此方法再包含提升具有最高第二位电压的所述储存单元的所述第一位电压至一较高电压。正因如此，所述具有不同第一位电压的储存单元的阈值电压，在提升第一位电压后并不会相互重叠。

附图说明

图1公开一种理想中二位MLC储存单元的阈值电压(Vt)电平的分布的示意图；

图2显示已知二位MLC非易失存储器的阈值电压分布的示意图；

图3显示二位非易失存储器阵列的示意图；

图4显示MLC非易失存储器内具有n种主状态的阈值电压分布的示意图；

图5显示根据本发明的一实施例的阈值电压分布的示意图；

图6显示根据本发明的另一实施例的阈值电压分布的示意图；

图7显示根据本发明的一实施例的流程图；

图8显示根据本发明的另一实施例的流程图；以及

图9A-9C显示根据本发明的一实施例的阈值电压分布的示意图。

主要元件符号说明

1 主状态

2 主状态

3 主状态

4 主状态

305 储存单元

305-1 左侧储存区

305-2 右侧储存区

1i次状态

V11_L 低边界电压

V1_L低边界电压

V1i_U 高边界电压

V1_U高边界电压

Vn_U高边界电压

ΔV2-1窗口

H 主状态

C 分布

C′分布

C″分布