[发明专利]一种非易失性存储器的编程方法

说明书

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种非易失性存储器的编程方法。该编程方法包括步骤：(S1)给定编程数据，设置余量电流值和最大编程次数；(S2)编程验证：检验存储器所有单元中的数据是否与给定编程数据一致，且存储器单元电流是否满足余量电流要求；(S3)若满足步骤(S2)中的要求，则编程验证通过并结束验证过程，否则转入步骤(S4)；(S4)判断是否达到最大编程次数，若达到，则编程验证未通过，并结束验证过程；否则，按照给定编程数据对存储器进行编程，转入执行步骤(S2)。本发明能够保证编程窗口大于一定的余量，且余量可以随着编程验证电压的变化而变化；适用于不同工作电压要求，在低电压下可以降低功耗。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种非易失性存储器的编程方法。

背景技术

非易失性存储器是指关闭电源后，存储器的数据仍然能够保存，非易失性存储器的结构包括存储阵列和灵敏放大器、译码器等外部电路。

非易失性存储器按照可编程次数可以分为一次可编程非易失性存储器(OTP)、有限次可编程非易失性存储器(FTP)和多次可编程非易失性存储器(MTP)，非易失性存储器还可以分为独立存储器和嵌入式存储器。

非易失性存储器的单元结构有单端结构和差分结构两种类型。

非易失性存储器通过改变存储单元的阈值电压来存储数据，编程和擦除操作改变存储单元浮栅的电荷，从而调整单元的阈值电压，单元阈值电压的变化引起单元电流的变化，通过比较单元电流与参考电流的大小或者差分单元两端的电流大小，读取存储单元的数据。由于存储期间的漏电、读噪声、数据保持时间以及读速度的要求等，存储单元需要有一定的阈值窗口，此外，存储单元之间的编程擦除速率的差异，导致单元的阈值电压有一定的分布，为了确保每个编程的存储单元的阈值电压达到一定的阈值窗口，需要进行编程验证。

通常的编程验证方法是单元电流与参考电流通过灵敏放大器相比较，单元电流大于参考电流即验证通过，这种编程验证的不足是与参考电流相比较不能保证有一定的窗口余量要求，另外，在不同的编程验证电压下，窗口余量的要求也可能不同，随编程验证电压变化，而参考电流通常不随电压而变化，但是单元电流却是随电压而变化的。为了克服以上不足，本发明提出了一种新的编程方法。

发明内容

针对上述非易失性存储器编程及编程验证方法的不足，即参考电流相比较不能保证有一定的窗口要求，以及参考电流通常不随电压而变化，但是单元电流却是随电压而变化的问题。本发明提出了一种编程方法，具体技术方案如下：

一种非易失性存储器的编程方法，包括以下步骤：

(S1)给定编程数据，设置余量电流值和最大编程次数；

(S2)编程验证：检验存储器所有单元中的数据是否与给定编程数据一致，且存储器单元电流是否满足余量电流要求；

(S3)若满足步骤(S2)中的要求，则编程验证通过并结束验证过程，否则转入步骤(S4)；

(S4)判断是否达到最大编程次数，若达到，则编程验证未通过，并结束验证过程；否则，按照给定编程数据对存储器进行编程，转入执行步骤(S2)。

进一步地，所述步骤(S2)中编程验证对于单端存储单元结构和差分存储单元结构的验证过程分别为：

对于单端存储单元结构，检验存储器所有单元中的数据是否与给定编程数据一致，并检验单元电流与参考电流之差是否大于电流余量值，所述参考电流为预先选定的电流值；

对于差分存储单元结构，检验存储器所有单元中的数据是否与给定编程数据一致，并检验差分单元的两端电流之差是否大于余量电流值。

进一步地，余量电流随编程验证电压的变化而变化，余量电流值根据编程验证电压大小进行确定。所述参考电流选为单元两个相邻编程状态的中间状态对应的电流值。