[发明专利]半导体存储器件及其操作方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件和操作该半导体器件的方法，尤其涉及一种包括存储器单元阵列的半导体存储器件和操作该半导体存储器件的方法。所述存储器件包括：存储器单元阵列，其包括多个存储器单元；以及外围电路，其被配置成将选中的存储器单元编程为目标编程状态，其中当选中的存储器单元的阈值电压高于第一验证电压且低于第二验证电压时，所述外围电路通过向选中的存储器单元的位线施加根据阈值电压确定的位线电压来执行编程操作。

本申请是于2012年11月08日向中华人民共和国国家知识产权局提交的申请号为201210443740.3、发明名称为“半导体存储器件及其操作方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件和操作该半导体器件的方法，尤其涉及一种包括存储器单元阵列的半导体存储器件和操作该半导体存储器件的方法。

背景技术

通常，在编程存储器单元时，快闪存储器件向字线施加编程电压。因此，相同的编程电压被施加到连接到同一字线的存储器单元。在连接到同一字线的存储器单元中，编程单元和编程禁止单元可以共存。编程单元和编程禁止单元具有相同的施加到字线的电压，但是通过施加到位线的电压类型对编程单元和编程禁止单元加以区分。例如，向编程单元的位线施加接地电压，而向编程禁止单元的位线施加电源电压。为了减小编程状态下的阈值电压分布的范围，将以预定步长逐渐升高的编程脉冲施加到字线。因此，各个存储器单元的阈值电压逐渐升高，以到达目标编程状态。

图1示出根据相关技术中编程方法的编程存储器单元的阈值电压的移动。

参照图1，将以预定编程电压增量逐渐升高的编程脉冲施加到选中的存储器单元的字线。这被称为递增步长脉冲编程(ISPP)方法。在从擦除状态E编程为目标编程状态P1的过程中，选中的存储器单元可以临时具有大于第一验证电压PV1a且小于第二验证电压PV1b的阈值电压Vth。即，选中的存储器单元在某一时间点具有对应于暂时编程状态T的阈值电压分布。施加到位线的位线电压VBL保持为0[V]，直到选中的存储器单元的阈值电压Vth到达第一验证电压PV1a，但是，当选中的存储器单元的阈值电压Vth变成大于第一验证电压PV1a时，施加到位线的位线电压VBL变为X[V]，并且位线电压保持为X[V]直到所选存储器单元的阈值电压Vth到达第二验证电压PV1b。当响应于编程操作的进展，所选存储器单元的阈值电压Vth变成大于第二验证电压PV1b时，将电源电压Vcc施加到位线，从而使所选存储器单元处于编程完成状态并因此不再被编程。当阈值电压Vth大于第一验证电压PV1a且小于第二验证电压PV1b时，施加到位线的位线电压VBL变为与阈值电压Vth无关的常数X[V]。因此，点a、点b和点c处的阈值电压的升高程度相同，从而使阈值电压移动到点a′、点b′和点c′。即，施加到具有处于点c的阈值电压的存储器单元的位线电压VBL与施加到具有处于点a的阈值电压的存储器单元的位线电压VBL相同。相关技术中的这种编程方法难以形成目标编程状态P1下的窄阈值电压分布。

发明内容

本发明致力于提供一种能够改善操作特性的半导体存储器件和操作该半导体存储器件的方法。

本发明的一个实施例提供一种半导体存储器件，其包括：存储器单元阵列，其包括多个存储器单元；以及外围电路，其被配置成将选中的存储器单元编程为目标编程状态，其中当选中的存储器单元的阈值电压大于第一验证电压且小于第二验证电压时，所述外围电路通过向选中存储器单元的位线施加根据阈值电压确定的位线电压来执行编程操作。

本发明的另一个实施例提供一种将选中的存储器单元编程为目标编程状态的操作半导体存储器件的方法，所述方法包括：通过向选中的字线施加第一编程电压并向选中的位线施加第一位线电压来编程选中的存储器单元；以第一验证电压执行确定选中的存储器单元是否通过编程的第一验证操作；识别在所述第一验证操作中通过编程的选中的存储器单元的阈值电压；基于所述阈值电压计算要施加到选中的位线的第二位线电压；以及，通过向选中的字线施加第二编程电压并向选中的位线施加第二位线电压来编程选中的存储器单元。