CN100350503C

Method for reducing coupling effect between nonvolatile memory storage cell

Abstract

A non-volatile memory system with a column of memory cells, each memory cell having at least one storage element, and the system is operated at multiple storage levels for each memory element. A flash electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) is an example, in which the storage element is an electrically floating gate. The memory reduces the influence of charges due to coupling between adjacent floating gates, which is achieved by programming some cells a second time after adjacent cells are programmed. The second programming step also compresses the charge level distribution in at least part of the programming state. This improves the separation between states and/or allows more states to be included in a given storage window. The specific implementation form described in the present invention is a NAND-type flash EEPROM .

CN100350503C, drawing sheet 1
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Expired 27 June 2022, 4.2 years ago.

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44 claims: 16 independent, 28 dependent

  1. 1
    第 1、 一种操作非易失性存储器系统的方法,其中存储在一列存储器元件的 某些存储元件中的值会由于至少在存储元件之间耦合的电场而影响从其他存 储元件中读出的值,该方法包括: 将对应于第一组数据的第一组存储值写入到第一组存储元件中,然后将 对应于第二组数据的第二组存储值写入到不同于第一组存储元件的第二组存 储元件中,其中由于至少在它们之间耦合的电场,至少一^分第二组存储值会 影响从至少T分第一组存储元件所读出的值,并且改变写入ίυ第一组存储元 件中的第一组存储值以便抵消由于至少在两者之间耦合的场,至少一部分第二 组存储值对从所述至少f分第一组存储元件所读出的值的影响,从而有利于 从第一组存储元件中所读取的第一组数据的精确性。
  2. 2
    2、 如权利要求]所述的方法,其中被第二组存储值所影响的第一组存储 值特征包括与第一组数据的特定状态相对应的所存储的第一组值所显现出来 的分布状态的加宽,以及其中改变所存储的第一组值包括压缩相对于第一组数 据的特定状态的存储的第一组值的分布状态。
  3. 3
    3、 如权利要求2所述的方法,其中压缩分布状态是发生在写入第二组存 储值
  4. 4
    4、 如权利要求3所述的方法,还包括在压缩所存储的第一组值的分布状 态之前,先从第一组存储元件中读出第一组数据。
  5. 5
    5、 如权利要求2所述的方法,其中压缩分布状态是发生在写入第二组存 储值之前。
  6. 6
    6、 如权利要求1-5中任意一个所述的方法,其中存储元件是电浮栅, 并且其中所存储的值是存储在通过存储器单元的晶体管影响导通的浮栅上的 电荷等级,其中浮栅是存储器单元晶体管的f分。
  7. 7
    7、 如权利要求6所述的方法,其中为了在浮栅的每一个上都能够存储多 于一位的数据,为浮动栅的每一个定义两个以上的存储值。
  8. 8
    8、 如权利要求1所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器系 统包括一列快擦写电子可擦可编程序只读存储器(EEPROM),其以在每一 个单元上都带有至少一个浮栅形式具有存储元件。 02143467.0 第
  9. 9
    9、 如权利要求8所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器系 统包括每一个单元上带有两个浮栅的存储器单元。
  10. 10
    10、 如权利要求8所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 系统包括连接到一个NAND装置上的存储器单元。
  11. 11
    11、 一种将数据存入到存储元件的非易失性阵列中去的方法,其中存储 元件每个带有一个存储窗,该存储窗被分成为多个分别表示于多于一位数据的 多个存储等级的限定范围,并且彼此区分开来,该方法包括: 将数据编程到第一组存储元件中, 然后将数据编程到第二组存储元件中, 然后读取编程到第一组存储元件中的数据,并且 利用所读出的数据对第一组存储元件进行再编程,其中再编程的完成并 不需要保留 f初始编程到第一组存储元件中的数据的备份。
  12. 12
    12、 一种将数据存入到存储元件的非易失性阵列中去的方法,其中存储 元件每个带有一个存储窗,该存储窗被分为多个分别表示多于一位数据的多个 存储等级的限定范围,并且彼j比区分开来,但是由于存储元件之间耦合的场, 从存储元件中读出的值要受到来自于存储在相邻存储元件中的值的影响,其中 单个存储元件通过递增改变存储等级被编程,直到达到与所存储的数据对应的 存储等级范围中的一个为止,该方法包括: 通过递增改变单个存储元件的存储等级而将数据编程到多个存储元件 中,直到与所存储的数据对应的第一组参考存储等级中的一个被达到或是超过 为止,从而在具有递增改变存储等级得到的宽度的所限定的范围内按照存储等 级的分布在多个存储元件中来存储数据,以及 接下来将所述分布的每一个的T分中的存储等级重新编程到另外一个 非重叠部分,从而在各所限定的存储等级范围内减少存储等级分布的范围,以 及提高在所限定的存储等级范围内彼此间的间隔,以应付相邻存储元件之间耦 合的场的影响。
  13. 13
    13、 如权利要求12所述的方法,其中将所述分布中的每一个的Tp分中 的存储等级重新编程到另外一个部分包括:递增改变各存储元件的存储等级直 到对应于所存储数据的第二组参考存储等级被达到或者是超过,在对应分布内 第二组参照存储等级替代第一组参考存储等级的对应值。 02143467.0 第
  14. 14
    14、 如权利要求13所述的方法,其中在编程过程中对存储等级的增量变 化要大于在再编程过程中的量。
  15. 15
    15、 如权利要求12所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 系统包括一列存储器单元,其以在每一个单元上都带有至少一个浮栅的形式具 有>?^#元件。
  16. 16
    16、 如权利要求15所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 系统包括一个单元上带有两个浮栅的存储单元。
  17. 17
    17、 如权利要求15所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 系统包括连接到一个NAND装置上去的存储器单元。
  18. 18
    18、 一种将数据存入存储元件的非易失性阵列中的方法,其中存储元件 的每一个都具有被分成为多个表示多于一位数据的存储等级限定范围的存储 窗口,同时这些范围彼此分开,其中通过递增改变存储等级编程存储元件,直 到存储等级范围中的一个达到与其中存储的数据的相对应等级为止,该方法包 括: 通过递增改变单个存储元件的存储等级而将数据编程到多个存储元件 中,直到与所存储的数据对应的第一组参考存储等级中的一个被达到或是超过 为止,从而在具有递增改变存储等级得到的宽度的所限定的范围内按照存储等 级的分布在多个存储元件中来存储数据,以及 接下来对所述分布的f分中具有存储等级的存储元件进行再编程,这 是通过对那些存储元件的存储等级分别递增变化实现的,直到编程到其分布状 态的另外一个非重叠部分为止,在编程过程中对存储等级的递增变化要大于在 再编程过程中的存储等级递增变化。
  19. 19
    19、 一种向非易失性阵列中的一个分别存储数据方法,其中存储元件 的每一个都具有被分成为多个表示多于一位数据的存储等级限定范围的存储 窗口,同时这些范围彼此分开,其中通过递增及改变存储等级编程存储元件, 直到存储等级范围中的一个达到与其中存储的数据的相对应等级为止,该方法 包括: 通过递增改变单个存储元件的存储等级而将数据编程到第一组存储元件 中,直到与所存储的数据对应的第一组参考存储等级中的一个被达到或是超过 为止,从而在具有递增改变存储等级得到的宽度的所限定的范围内按照存储等 02143467.0 第 级的分布在多个存储元件中来存储数据,以及 接下来将数据编程到第二组存储元件, 接下来读出被编程到第一组存储元件中的数据,以及 接下来用读取的数据对在所述分布状态的f 分中具有存储等级的第一 部分存储元件进行再编程,这是通过对那些存储元件的存储等级分别递增变化 实现的,直到编程到其分布状态的另外一个非重叠部分为止,由此完成编码, 而无需保留初始编程到第一组存储元件中的数据的复制。
  20. 20
    20、 一种按照至少两个编程步骤用2个或更多数据位将至少非易失性存 储器中的第一和第二组存储元件编程的方法,其中在相邻的第一和第二组存储 元件之间存在耦合,其影响了从中读取的位比例等级,该方法包括: 在对叠绕组存储器单元进行编程之前,用其所述的两个或更多数据位对 第一组存储器单元进行编程,以及 接下来,用其所述两个或更多数据位对第二组存储器单元进行编程。
  21. 21
    21、 如权利要求20所述的方法,还进一步包·括使用所有所述的两个或更 多位对第一组存储元件进行再编程。
  22. 22
    22、 如权利要求21所述的方法,其中对第一组存储元件进行再编程包括 对存储在第一组存储元件中的各数据位分别进行位比例等级的压缩。
  23. 23
    23、 如权利要求22所述的方法,其中对第一组存储元件进行再编程是发 生在对第二组存储元件进行编程之前。
  24. 24
    24、 如权利要求21所述的方法,其中对第一组存储元件进行再编程是发 生在对第二组存储元件进行编程之后。
  25. 25
    25、 如权利要求20 _ 24中的任意一个所述的方法,其中存储元件是电浮 栅,并且位比例等级是存储在通过存储器单元的晶体管彩响导通的浮栅上的电 荷等级,其中浮栅是存储器单元晶体管的T分。
  26. 26
    26、 如权利要求20所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 系统包括一列快擦写电子可擦可编程序只读存储器(EEPROM)单元,其以 在每一个单元上都带有至少一个浮栅的形式具有存储元件。
  27. 27
    27、 如权利要求26所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 系统包括每一个单元上带有两个浮栅的存储器单元。
  28. 28
    28、 如权利要求26所述的方法,其中执行该操作方法的非易失性存储器 02143467.0 第 系统包括连接到一个NAND装置上去的存储器单元。
  29. 29
    29、 一种在包括存储器单元的存储器阵列中,将存储器单元编程到给定 状态的方法,该方法包括第一,第二以及第三编程步骤, 1) 第一编程步骤包括下面这些步骤: a )向存储器单元施加第一编程电压; b) 通过确定存储器单元是否达到预备状态而形成第一校验标记;以及 c) 如果第一校验标记^示存储器单元没有达到预备状态的话,以第一增 加率增加第一编程电压,否则从存储器单元上移除第一编程电压, 2) 第二^程步骤确定存储器单元是否达到了给定的状态, 3) 第三编程步骤是在当存储单件被确定没有达到给定状态的时候才对该 存储器单元执行,其中包括: d) 向存储器单元施加第二编程电压; e) 通过确定存储器单元是否达到给定状态而形成第二校验标记;以及 f) 如果第二<验标记^示存储器单元没有达到给定状态的话,以第二 加率增加第二编程电压,否则从存储器单元上移除第二偏程电压。
  30. 30
    30、 如权利要求29所述的方法,其中所述的第一增加率等于第二^加率。
  31. 31
    31、 如权利要求29所述的方法,其中所述的第一增加率高于第二^加率。
  32. 32
    32、 如权利要求29-31中的任意一项所述的方法,其中第一编程电压的 起始等级要低于第二^程电压的起始等级。
  33. 33
    33、 一种在包括存储器单元的存储器阵列中,将存储器单元编程到给定 状态的方法,该方法包括第一,第二以及第三编程步骤, 1) 第一编程步骤包括下面这些步骤: a )向存储器单元施加第一编程电压; b) 通过确定存储器单元是否达到预备状态而形成第一校验标记;以及 c) 如果第一校验标记显示存储器单元没有达到预备状态的话,就以第_ 增加率增加第一编程电压,否则从存储器单元上移除第一编程电压, 2) 第二编程步骤确定存储器单元是否保持在不包括给定状态的指定状态 中, 3) 第三编程步骤是在当存储器单元保持在指定状态时才对该存储器单元 执行,其中包括: 02143467.0 第 d )向存储器单元施加第二^程电压; e) 通过确定存储器单元是否达到给定状态而形成第二校验标记;以及 f) 如果第二<验标记^示存储器单元没有达到给定状态的话,就以第二 增加率增加的第二编程电压,否则从存储器单元上移除第二编程电压。
  34. 34
    34、 如权利要求33所述的方法,其中所述的第一增加率等于第二增加率。
  35. 35
    35、 如权利要求33所述的方法,其中所述的第一增加率高于第二^加率。
  36. 36
    36、 如权利要求33 - 35中的任意一项所述的方法,其中第一编程电压的 起始等级要低于第二程电压的起始等级。
  37. 37
    37、 一种在包括存储器单元的存储器阵列中,根据一给定状态对存储器 单元进行编程的方法,该方法包括第第二以及第三编程步骤, 1)第一编程步骤包括下面这些步骤: a) 向存储器单元施加第一编程电压; b) 通过确定存储器单元是否达到预备状态而形成第一校验标记;以及 c) 如果第一校验标记显示存储器单元没有达到预备状态的话,就持续向 存储器单元施加第一编程电压,否则从存储器单元上移除第一编程电压, 2) 第二编程步骤确定存储器单元是否达到了给定的状态, 3) 第三编程步骤是在当存储单元被检测到没有达到给定状态的时候才对 该存储器单元执行,其中包括: d) 向存储器单元施加第二^程电压; e) 通过确定存储器单元是否达到给定状态而形成第二校验标记;以及 f)如果第二校验标记显示存储器单元没有达到给定状态的话,就持续向 存储器单元施加第二^程电压,否则从存储器单元上移除第二编程电压。
  38. 38
    38、 一种在包括存储器单元的存储器阵列中,将存储器单元编程到一给 定状态的方法,该方法包括第一,第二以及第三编程步骤, 1) 第一编程步骤包括下面这些步骤: a) 向存储器单元施加第一编程电压; b) 通过确定存储器单元是否达到预备状态而形成第一校验标记;以及 c) 如果第一校验标记显示存储器单元没有达到预备状态的话,就持续向 存储器单元施加第一编程电压,否则从存储器单元上移除第一编程电压, 2) 第二编程步骤确定存储器单元是否保持在不包括给定状态的指定状态 02143467.0 第 中, 3)第三编程步骤是在当存储单元被检测到保持在指定状态时才被执行 的,其中包括: d )向存储器单元施加第二^程电压; e) 通过确定存储器单元是否达到给定状态而形成第二校验标记;以及 f) 如果第二^验标记显示存储器单元没有达到给定状态的话,就持续向 存储器单元施加第二编程电压,否则从存储器单元上移除第二^程电压。
  39. 39
    39、一种在包括第一和第二器单元的存储器阵列中,将第一和第二 存储器单元编程到给定的状态的方法,其中对第二器单元的编程在对第一 存储器单元的编程完成之后进行,该方法包括第一,第二,第三以及第四编程 步骤, 1) 第一编程步骤包括下面这些步骤: a) 向第一存储器单元施加第一编程电压; b) 通过确定第一存储器单元是否达到预备状态而形成第一校验标记; 以及 c) 如果第一校验标记显示第一存储器单元没有达到预备状态的话,就以 第一增加率增加第一编程电压,否则从存储器单元上移除第一编程电压, 2) 第二Μ程步骤确定第一存储器单元是否达到了给定的状态, 3) 第三编程步骤是在当第一存储单元被检测到没有达到给定状态的时候 才对第一存储单元执行,其中包括: d) 向第一存储器单元施加第二^程电压; e) 通过确定第一存储器单元是否达到给定状态而形成第二^验标记;以 及 f) 如果第二<验标记显示第一存储器单元没有达到给定状态的话,以第 二^加率增加第一编程电压,否则从第一存储器单元上移除第二Μ程电压。 4) 第四编程步骤,该步骤是在第一,第二以及第三编程步骤都执行完毕 之后,对第二4#器单元来执行的,其中包括 g) 向第二4#器单元施加第三编程电压 h) 通过确定第二栅器单元是否达到给定状态而形成第三校验标记; 以及 02143467.0 第 i)如果第三校验标记显示第二器单元没有达到给定状态的话,就以 第三增加率增加第三编程电压的数量,否则从第二4#器单元上移除第三编程 电压。
  40. 40
    40、 如权利要求39所述的方法,其中第二Μ程电压的起始等级高于第三 编程电压的起始等级。
  41. 41
    41、 如权利要求39所述的方法,其中所述的第一,第二以及第三增加率 相等。
  42. 42
    42、 如权利要求39所述的方法,其中所述的第二^加率高于第一增加率, 并且第一增加率与第三增加率相等。
  43. 43
    43、 如权利要求39 - 42中的任意一个所述的方法,其中第一编程电压的 起始等级低于第二编程电压的起始等级,同时等于第三编程电压的起始等级。
  44. 44
    44、 一种在包括第一和第二器单元的存储器阵列中,将第一和第二 存储器单元编程到给定的状态的方法,其中对第二4^器单元的编程在对第一 存储器单元的编程完成之后进行,该方法包括第一,第二,第三以及第四编程 步骤, 1) 第一编程步骤包括下面这些步骤: a) 向第一存储器单元施加第一编程电压; b) 通过确定第一存储器单元是否达到预备状态而形成第一校验标记; 以及 c) 如果第一校验标记显示第一存储器单元没有达到预备状态的话,就持 续向第一存储器单元施加第一编程电压,否则从存储器单元上移除第一编程电 压, 2) 第二^程步骤确定第一存储器单元是否达到了给定的状态, 3) 第三编程步骤是在当第一存储单元被检测到没有达^给定状态的时候 才对第一存储器执行,其中包括: d )向第一存储器单元施加第二编程电压; e)通过确定第一存储器单元是否达到给定状态而形成第二校验标记;以 及 f)如果第二<验标记^示第一存储器单元没有达到给定状态的话,就持 续向第一存储器单元施加第二^程电压,否则从第一存储器单元上移除第二编 02143467.0 第 程电压。 4)第四编程步骤,该步骤是在第一,第二以及第三编程步骤都执行完毕 之后,对第二4储器单元来执行的,其中包括 g) 向第二4储器单元施加第三编程电压 h) 通过确定第二存储器单元是否达到给定状态而形成第三校验标记; 以及 1)如果第三校验标记显示第二器单元没有达到给定状态的话,就持 续向第二器单元施加第三编程电压,否则从第二4#器单元上移除第三编 程电压。 02143467.0
Independent claims44