專利名稱：多階存儲單元的編程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲器的操作方法，且特別是涉及一種多階存儲單元(Multiple Level Cell，MLC)的編程方法。
背景技術(shù)：
存儲器元件依照斷電后是否仍可保存數(shù)據(jù)，可分為易失性以及非易失性存儲器兩種。其中，非易失性存儲器由于具有可寫入、可擦除以及斷電后仍可保存數(shù)據(jù)的優(yōu)點，因此已成為個人計算機和電子設(shè)備所廣泛采用的一種存儲器元件。
一般來說，非易失性存儲器是由多個存儲單元構(gòu)成，而每個存儲單元是由底介電層(穿隧層)、電荷存儲層、頂介電層(電荷阻擋層)與控制柵極層依次堆棧而成。而且，依照電荷存儲層的材質(zhì)的不同，一個非易失性存儲單元可用于存儲1或多位的數(shù)據(jù)。其中，若電荷存儲層的材質(zhì)為導(dǎo)電材料，則一個存儲單元可以存儲1位的數(shù)據(jù)。而若電荷存儲層的材質(zhì)為非導(dǎo)電材料，則在電荷存儲層的左右兩側(cè)可視為具有兩個存儲位置，而使一個存儲單元可以存儲2位的數(shù)據(jù)。
然而，由于計算機的應(yīng)用軟件逐漸龐大，所需的存儲器容量也就愈來愈大，因此公知的可用于存儲1位或是2位的存儲器元件已無法滿足現(xiàn)今的需求。而且，由于現(xiàn)今對于元件集成度的需求越來越高，因此如何在不影響元件集成度的前提之下，提高存儲器的容量，更是各界努力的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供一種多階存儲單元的編程方法，以在不影響元件集成度的前提之下，使得單一存儲單元可以作為多階存儲單元使用。
本發(fā)明提出一種多階存儲單元的編程方法，此方法先提供存儲單元，此存儲單元包括有第一存儲位置與第二存儲位置，其中各個存儲位置可存儲n個位，而個別包含有2n個具有不同閾值電壓值的狀態(tài)，而且這些狀態(tài)的閾值電壓值由第1狀態(tài)、第2狀態(tài)......至第2n狀態(tài)逐漸變小。起初，對存儲單元進行擦除步驟(erase to high level)，以提高第一存儲位置與第二存儲位置的閾值電壓值，而使其大于這些狀態(tài)的閾值電壓值。接著，進行判斷步驟，比較第一存儲位置與第二存儲位置所欲編程的第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝痪幊虪顟B(tài)與第二編程狀態(tài)相同時，則對存儲單元進行雙側(cè)(Two-Side)編程步驟；當(dāng)?shù)谝痪幊虪顟B(tài)與第二編程狀態(tài)中之一個為上述的第1狀態(tài)，而另一個為第1狀態(tài)以外的其它狀態(tài)時，則對存儲單元進行單側(cè)(One-Side)編程步驟；當(dāng)?shù)谝痪幊虪顟B(tài)與第二編程狀態(tài)不為上述第1狀態(tài)，且此兩狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值不相等時，則對存儲單元進行切換式雙側(cè)(Switched Two-Side)編程步驟。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的多階存儲單元的編程方法，上述雙側(cè)編程步驟包括(a)對第一存儲位置與第二存儲位置中之一個進行時間間隔的編程。接著，(b)對另一存儲位置進行同樣時間間隔的編程。此外，在步驟(b)之后還包括(c)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的第一存儲位置與第二存儲位置的閾值電壓值是否等于第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值，若此兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(a)與步驟(b)，直到此兩數(shù)值相等為止。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的多階存儲單元的編程方法，上述單側(cè)編程步驟包括(a)對第一存儲位置與第二存儲位置中之一個進行編程，其中所編程的存儲位置，其所對應(yīng)的編程狀態(tài)不為第1狀態(tài)。此外，在步驟(a)之后還包括(b)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的存儲位置其閾值電壓值是否等于所對應(yīng)的編程狀態(tài)的閾值電壓值，若此數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(a)，直到此數(shù)值相等為止。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的多階存儲單元的編程方法，上述切換式雙側(cè)編程步驟包括(a)比較第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值。接著，(b)選擇具有較低閾值電壓值的第一編程狀態(tài)或第二編程狀態(tài)，其所對應(yīng)的存儲位置進行第一編程，直到第一存儲位置與第二存儲位置的閾值電壓值相距一差異值為止。然后，(c)對另一存儲位置進行第二編程。此外，在步驟(b)之后以及在步驟(c)之前還包括(b1)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的第一存儲位置與第二存儲位置其閾值電壓值之間的差距是否等于上述的差異值，若此兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(a)，直到此兩數(shù)值相等為止。另外，在步驟(c)之后還包括(c1)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的存儲位置其閾值電壓值是否等于所對應(yīng)編程狀態(tài)的閾值電壓值，若此兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(c)，直到此兩數(shù)值相等為止。
由于本發(fā)明的存儲單元在編程之前，會先進行欲編程的編程狀態(tài)的判斷，因此可以選擇合適的編程步驟來進行數(shù)據(jù)寫入，進而能夠有效控制各個狀態(tài)的閾值電壓值的分布，而使單一存儲單元可作為多階存儲單元使用。而且，利用合適的編程步驟來進行數(shù)據(jù)寫入，還可以使得存儲單元保有較佳的監(jiān)測窗口，而有利于后續(xù)的存儲單元讀取操作。此外，利用本發(fā)明的方法也可以有效控制因第二位效應(yīng)所造成的不良影響，進而減少在后續(xù)讀取操作時數(shù)據(jù)的誤判。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1為依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種多階存儲單元的編程流程圖。
圖2為依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種氮化硅只讀存儲器的剖面示意圖。
圖3為圖2的氮化硅只讀存儲器在進行擦除之后所得的剖面示意圖。
圖4A為在對圖2的氮化硅只讀存儲器的存儲位置214b，進行編程之后所得的剖面示意圖。
圖4B為在對圖2的氮化硅只讀存儲器的存儲位置214b，進行編程之后所得的剖面示意圖。
圖5A為雙側(cè)編程步驟所適用的可編程的狀態(tài)。
圖5B為在進行雙側(cè)編程步驟時，閾值電壓與編程時間的關(guān)系圖。
圖6A為單側(cè)編程步驟所適用的可編程的狀態(tài)。
圖6B為在進行單側(cè)編程步驟時，閾值電壓與編程時間的關(guān)系圖。
圖7A、8A、9A為切換式雙側(cè)編程步驟所適用的可編程的狀態(tài)。
圖7B、8B、9B為在進行切換式雙側(cè)編程步驟時，閾值電壓與編程時間的關(guān)系圖。
主要元件標(biāo)記說明100、102、104、106、108a、108b、108c步驟標(biāo)號200氮化硅只讀存儲單元202基底204穿隧層206電荷存儲層208電荷阻擋層210控制柵極層212a、212b摻雜區(qū)214a、214b存儲位置具體實施方式
本發(fā)明所提出的多階存儲單元的編程方法，適于電荷存儲層為非導(dǎo)電性材料的非易失性存儲單元，其例如是氮化硅只讀存儲單元。此外，本發(fā)明的編程的方法是一種空穴寫入以及電子擦除的編程的方法。更進一步說，本發(fā)明的編程的方法是先將電子注入電荷存儲層中，以提高整個存儲器元件中的各個存儲單元的閾值電壓值。由于此操作方法是對整個存儲器元件進行操作，因此又可將其視為一種利用電子的擦除操作。然后再對選定的存儲單元注入合適量的空穴，以降低存儲位置的閾值電壓值，從而達到編程的目的。而上述空穴寫入以及電子擦除的編程的方法又有「PHINES操作」之稱。
請參照圖1，其所示為依照本發(fā)明一較佳實施例的一種多階存儲單元的編程流程圖。在本發(fā)明的編程的方法中，首先提供存儲單元，且此存儲單元包括有第一存儲位置與第二存儲位置(步驟100)。其中各個存儲位置可存儲n個位，而個別包含有2n個具有不同閾值電壓值的狀態(tài)，而且這些狀態(tài)的閾值電壓值由第1狀態(tài)、第2狀態(tài)......至第2n狀態(tài)逐漸變小。值得一提的是，上述這些狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值都不相同，且相鄰兩狀態(tài)之間的閾值電壓值的差異可以是相同，也可以是不同。
起初，對上述存儲單元進行擦除步驟，以提高第一存儲位置與第二存儲位置的閾值電壓值，而使其大小大于上述這些狀態(tài)的閾值電壓值(步驟102)。詳細(xì)的說明是，步驟102是利用FN或-FN穿隧效應(yīng)，將電子注入存儲器元件中的各個存儲單元中。也就是說，利用類似擦除操作的機制，使得全部的存儲單元都處于一個高閾值電壓值的狀態(tài)。
接著，進行判斷步驟，比較第一存儲位置與第二存儲位置所欲編程的第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)(步驟104)。其中，第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)是選自上述第1狀態(tài)、第2狀態(tài)......至第2n狀態(tài)其中一種。而且，值得一提的是，第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)彼此可以是相同，也可以是不同。
之后，根據(jù)比較的結(jié)果選擇合適的編程步驟(步驟106)。詳細(xì)的說明是，步驟106是在對選定的存儲單元進行空穴注入的操作。通過注入合適量的空穴使得第一存儲位置與第二存儲位置的閾值電壓值作程度不一的下降，而達到對存儲單元編程的目的。其中，可供選擇的編程步驟包括當(dāng)?shù)谝痪幊虪顟B(tài)與第二編程狀態(tài)相同時，對存儲單元進行雙側(cè)編程步驟(步驟108a)；當(dāng)?shù)谝痪幊虪顟B(tài)與第二編程狀態(tài)中之一個為上述的第1狀態(tài)，而另一個為第1狀態(tài)以外的其它狀態(tài)時，則對存儲單元進行單側(cè)編程步驟(步驟108b)；當(dāng)?shù)谝痪幊虪顟B(tài)與第二編程狀態(tài)不為上述第1狀態(tài)，且此兩狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值不相等時，則對存儲單元進行切換式雙側(cè)編程步驟(步驟108c)。
以下以n值等于2為例來說明本發(fā)明，惟下述的內(nèi)容僅是本發(fā)明的一種實施方式，非用以限定本發(fā)明。換言之，n值亦可是其它的整數(shù)值。
首先，進行圖1的步驟100，提供具有兩個存儲位置的存儲單元，其例如是如圖2所示的氮化硅只讀存儲單元200，此存儲單元200由基底202依次為穿隧層204、氮化硅電荷存儲層206、電荷阻擋層208與控制柵極層210。此外，存儲單元200還包括有摻雜區(qū)212a與212b設(shè)置在控制柵極層210兩側(cè)的基底202中。
值得一提的是，由于氮化硅電荷存儲層206為非導(dǎo)電性的材料層，因此通過電壓的施加，可以于其左右兩側(cè)分別注入電子或空穴，從而使得氮化硅電荷存儲層206能夠提供兩個存儲位置214a與214b供數(shù)據(jù)寫入。此外，在本實施例中，假設(shè)各個存儲位置214a、214b可以存儲2個位，則各個存儲位置214a、214b會包含有4個(22個)具有不同閾值電壓值的狀態(tài)，其例如是第1狀態(tài)的(00)、第2狀態(tài)的(01)、第3狀態(tài)的(10)與第4狀態(tài)的(11)。
此外，在本實施例中，將第1狀態(tài)(00)的閾值電壓值設(shè)定為4.2伏特(V)、第2狀態(tài)(01)的閾值電壓值設(shè)定為3.5伏特、第3狀態(tài)(10)的閾值電壓值設(shè)定為2.8伏特、第4狀態(tài)(11)的閾值電壓值設(shè)定為2.1伏特。因此，在本實施例中，閾值電壓值是由第1狀態(tài)往第4狀態(tài)逐漸遞減，且相鄰兩狀態(tài)之間的閾值電壓值差異皆為0.7伏特。不過，在其它的實施例中，相鄰兩狀態(tài)之間的閾值電壓值差異可以是不相同的。此外，為了使之后的存儲單元讀取操作能順利進行，因此最大與最小的閾值電壓差值不可太小，以保有較佳的監(jiān)測窗口。在一較佳實施例中，最大與最小的閾值電壓差值至少為2伏特，以提供較佳的監(jiān)測窗口。
然后，進行圖1的步驟102，對存儲單元進行擦除步驟，以提高上述兩存儲位置的閾值電壓值。詳細(xì)的說明是，利用FN或-FN穿隧效應(yīng)，使得電子注入電荷存儲層206中，而使存儲器元件中的各個存儲單元都位于高的閾值電壓值狀態(tài)(如圖3所示)。而且，此高的閾值電壓值其大小會大于第1～4狀態(tài)的閾值電壓值。在一實施例中，擦除存儲單元的方法例如是對控制柵極層210施加-20伏特的電壓，摻雜區(qū)212a與212b施加0伏特的電壓，而使各個存儲單元的閾值電壓上升至7伏特。
接著，進行圖1的步驟104，進行判斷步驟，比較上述兩存儲位置214a、2 14b所欲編程的第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)。其中，第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)是個別選自第1狀態(tài)(00)、第2狀態(tài)(01)、第3狀態(tài)(10)與第4狀態(tài)(11)中的一種。因此，通過此兩存儲位置所選擇的編程狀態(tài)的不同，存儲單元將具有16種可能的編程型態(tài)。
之后，進行圖1的步驟106，以根據(jù)比較的結(jié)果選擇合適的編程步驟。在本實施例中，由于存儲單元具有16種可能的編程狀態(tài)，因此為了保有較佳的監(jiān)測窗口，本發(fā)明將各種可能的編程狀態(tài)予以分類，并依照不同的分類進行合適的編程步驟，其中可供選擇的編程步驟包括圖1中的步驟108a、108b與108c。
值得一提的是，在本發(fā)明中，所提出的各種編程步驟可以利用能帶至能帶的熱空穴(Band-to-Band Hot Hole)效應(yīng)來進行，以在存儲位置214a、214b中分別注入合適量的空穴。其中，空穴的數(shù)量是由編程的時間來決定，且注入的空穴量越多，存儲位置214a、214b的閾值電壓值會下降越多。在一實施例中，利用能帶至能帶的熱空穴效應(yīng)所進行的編程例如是對控制柵極層210施加-10伏特，對摻雜區(qū)212b施加5伏特，對摻雜區(qū)212a施加0伏特，以在靠近摻雜區(qū)212b的存儲位置214b注入空穴(如圖4A所示)。在另一實施例中，利用能帶至能帶的熱空穴效應(yīng)所進行的編程例如是對控制柵極層210施加-10伏特，對摻雜區(qū)212a施加5伏特，對摻雜區(qū)212b施加0伏特，以在靠近摻雜區(qū)212a的存儲位置214a注入空穴(如圖4B所示)。
以下進一步說明上述可供選擇的編程步驟。
請參照圖5A，當(dāng)存儲位置214a、214b所欲編程的編程狀態(tài)相同，例如存儲位置214a、214b所欲寫入的數(shù)據(jù)皆為(00)、(01)、(10)與(11)中之一個時，則對存儲單元200進行雙側(cè)編程步驟。此雙側(cè)編程步驟是先對存儲位置214a、214b中之一個進行時間間隔的編程(步驟500)，之后再對另一存儲位置214b、214a進行同樣該時間間隔的編程(步驟502)。此外，對于16種可能的編程狀態(tài)而言，此雙側(cè)編程步驟適用于當(dāng)中的4種狀態(tài)。
值得一提的是，當(dāng)對其中一個存儲位置(例如存儲位置214a)利用空穴寫入來進行編程時，另一存儲位置(例如存儲位置214b)的閾值電壓值會因此兩存儲位置的相互作用，而隨著正在進行編程的存儲位置的閾值電壓值而下降(如圖5B所示)。由于這兩個存儲位置都要寫入相同的數(shù)據(jù)，因此前后兩次編程的時間必須相同，如此才能使閾值電壓值下降的幅度相同。
此外，除了通過一次循環(huán)的步驟500與502的進行達到編程的目的外，在另一實施例中，在對存儲位置214a、214b進行編程時，可以多次循環(huán)上述步驟500與502，而使閾值電壓值逐漸下降至所欲編程的編程狀態(tài)，其所對應(yīng)的閾值電壓值。而且，在每一循環(huán)步驟500與502之后，可以先進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的存儲位置214a與214b的閾值電壓值是否等于欲編程的編程狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值，若此兩數(shù)值不相等時，則再重復(fù)至少一次循環(huán)，直到此兩數(shù)值相等為止。其中，此檢測步驟類似一個讀取步驟，通過所監(jiān)測到的電流值，來判定是否已達到所欲編程的編程狀態(tài)。
接著，請參照圖6A，當(dāng)存儲位置214b所欲編程的編程狀態(tài)為第1狀態(tài)(00)，而另一存儲位置214a所欲編程的編程狀態(tài)為第1狀態(tài)(00)以外的其它狀態(tài)，例如(01)、(10)、(11)時，則對存儲單元200進行單側(cè)編程步驟。此單側(cè)編程步驟是對存儲位置214a進行編程，直到存儲位置214a的閾值電壓值等于欲編程的狀態(tài)其所對應(yīng)的閾值電壓值為止(步驟600)。當(dāng)然，在另一實施例中，存儲位置214a所欲編程的編程狀態(tài)也可以是第1狀態(tài)(00)，而另一存儲位置214b所欲編程的編程狀態(tài)為第1狀態(tài)(00)以外的其它狀態(tài)，例如(01)、(10)、(11)。因此，對于16種可能的編程狀態(tài)而言，此單側(cè)編程步驟適用于當(dāng)中的6種狀態(tài)。
值得一提的是，當(dāng)對存儲位置214a利用空穴寫入來進行編程時，另一存儲位置214b的閾值電壓值會因此兩存儲位置的相互作用，而隨著正在進行編程的存儲位置的閾值電壓值而下降(如圖6B所示)。而且，受影響的存儲位置214b其閾值電壓值的下降幅度會小于存儲位置214a的下降幅度。
此外，除了通過進行一次的步驟600來達到編程的目的外，在另一實施例中，在對存儲位置214a進行編程時，可以重復(fù)多次步驟600，而使閾值電壓值逐漸下降至所欲編程的編程狀態(tài)其所對應(yīng)的閾值電壓值。而且，在每一次步驟600之后，可以先進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的存儲位置214a其閾值電壓值是否等于所欲編程的編程狀態(tài)的閾值電壓值，若此兩數(shù)值不相等時，則再重復(fù)至少一次步驟600，直到此兩數(shù)值相等為止。其中，此檢測步驟類似一個讀取步驟，通過所監(jiān)測到的電流值，來判定是否已達到所欲編程的編程狀態(tài)。
之后，請參照圖7A，當(dāng)存儲位置214a、214b所欲編程的編程狀態(tài)不為上述第1狀態(tài)，且此兩狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值不相等時，則對存儲單元進行切換式雙側(cè)編程步驟。以圖7A為例，存儲位置214a、214b所欲編程的編程狀態(tài)分別為(10)與(01)，而此切換式雙側(cè)編程步驟是先比較此兩欲編程的編程狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值(步驟700)，之后選擇具有較低閾值電壓值的編程狀態(tài)，其所對應(yīng)的存儲位置(例如存儲位置214a)進行編程，直到存儲位置214a與214b相距一差異值為止(步驟702)，然后進行切換，對另一存儲位置(例如存儲位置214b)進行另一次編程(步驟704)。當(dāng)然，在其它實施例中，存儲位置214a、214b所欲編程的編程狀態(tài)可以分別為(11)與(10)(如圖8A所示)、(11)與(01)(如圖9A所示)、或是其它由(01)、(10)、(11)排列組合而成的型態(tài)。因此，對于16種可能的編程狀態(tài)而言，扣除單側(cè)編程以及雙測編程所適用的編程狀態(tài)，其余的可編程的狀態(tài)適用于此切換式雙側(cè)編程步驟。
值得一提的是，當(dāng)先對存儲位置214a利用空穴寫入來進行編程時，另一存儲位置214b的閾值電壓值會因此兩存儲位置的相互作用，而隨著正在進行編程的存儲位置的閾值電壓值而下降(如圖7B、8B與9B所示)。而且，受影響的存儲位置214b其閾值電壓值的下降幅度會小于存儲位置214a的下降幅度。
此外，為了使選定編程的存儲單元具有良好的監(jiān)測窗口，因此步驟702切換至步驟704的切換點也需作合適的選擇。以圖7B與8B為例，假設(shè)相鄰兩狀態(tài)之間的閾值電壓值差值為一個閾值電壓間隔，例如0.7伏特，且存儲位置214a、214b所欲編程的編程狀態(tài)其閾值電壓值差異亦為0.7伏特時，則步驟702中的差異值至少應(yīng)大于1伏特，以得到較佳的監(jiān)測窗口。而以圖9B為例，假設(shè)相鄰兩狀態(tài)之間的閾值電壓值差值為一個閾值電壓間隔，例如0.7伏特，且存儲位置214a、214b所欲編程的編程狀態(tài)其閾值電壓值差異為1.4伏特時，則步驟702中的差異值至少應(yīng)大于1.6伏特，以得到較佳的監(jiān)測窗口。
除此之外，除了通過進行一次的步驟702來達到編程的目的外，在另一實施例中，在對存儲位置214a進行編程時，可以重復(fù)多次步驟702，而使閾值電壓值逐漸下降至所欲編程的編程狀態(tài)其所對應(yīng)的閾值電壓值。而且，在每一次步驟702之后，可以先進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的存儲位置214a與214b其閾值電壓值的差異是否等于上述差異值，若此兩數(shù)值不相等時，則再重復(fù)至少一次步驟702，直到此兩數(shù)值相等為止。其中，此檢測步驟類似一個讀取步驟，通過所監(jiān)測到的電流值，來判定是否已達到所欲編程的編程狀態(tài)。
同樣地，除了通過進行一次的步驟704來達到編程的目的外，在另一實施例中，在對存儲位置214b進行編程時，可以重復(fù)多次步驟704，而使閾值電壓值逐漸下降至所欲編程的編程狀態(tài)其所對應(yīng)的閾值電壓值。而且，在每一次步驟704之后，同樣可以先進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的存儲位置214b其閾值電壓值是否等于欲編程的編程狀態(tài)其所對應(yīng)的電壓值，若此兩數(shù)值不相等時，則再重復(fù)至少一次步驟704，直到此兩數(shù)值相等為止。其中，此檢測步驟類似一個讀取步驟，通過所監(jiān)測到的電流值，來判定是否已達到所欲編程的編程狀態(tài)。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下面的優(yōu)點1.由于本發(fā)明的存儲單元在編程之前，會先進行欲編程的編程狀態(tài)的判斷，因此可以選擇合適的編程步驟來進行數(shù)據(jù)寫入，進而能夠有效控制各個狀態(tài)的閾值電壓值的分布，而使單一存儲單元可作為多階存儲單元使用。
2.本發(fā)明由于利用合適的編程步驟來進行數(shù)據(jù)寫入，因此可以使得存儲單元保有較佳的監(jiān)測窗口，而有利于后續(xù)的存儲單元讀取操作。
3.利用本發(fā)明的方法可以有效控制因第二位效應(yīng)所造成的不良影響，進而減少在后續(xù)讀取操作時數(shù)據(jù)的誤判。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與改進，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多階存儲單元的編程方法，其特征是包括提供存儲單元，該存儲單元包括有第一存儲位置與第二存儲位置，其中各該存儲位置可存儲n個位，而個別包含有2n個具有不同閾值電壓值的狀態(tài)，而且上述狀態(tài)的閾值電壓值由第1狀態(tài)、第2狀態(tài)......至第2n狀態(tài)逐漸變??；對該存儲單元進行擦除步驟，以提高該第一存儲位置與該第二存儲位置的閾值電壓值，而使其大于上述狀態(tài)的閾值電壓值；以及進行判斷步驟，比較該第一存儲位置與該第二存儲位置所欲編程的第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)，當(dāng)該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)相同時，則對該存儲單元進行雙側(cè)(Two-Side)編程步驟；當(dāng)該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)中之一個為該第1狀態(tài)，而另一個為該第1狀態(tài)以外的其它狀態(tài)時，則對該存儲單元進行單側(cè)(One-Side)編程步驟；當(dāng)該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)不為該第1狀態(tài)，且該兩狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值不相等時，則對該存儲單元進行切換式雙側(cè)(Switched Two-Side)編程步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該雙側(cè)編程步驟包括(a)對該第一存儲位置與該第二存儲位置中之一個進行時間間隔的編程；以及(b)對另一存儲位置進行同樣該時間間隔編程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是在該步驟(b)之后還包括(c)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的該第一存儲位置與該第二存儲位置的閾值電壓值是否等于該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值，若該兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(a)與步驟(b)，直到該兩數(shù)值相等為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該步驟(a)與該步驟(b)是利用能帶至能帶的熱空穴(Band-to-Band Hot Hole)效應(yīng)來進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該單側(cè)編程步驟包括(a)編程該第一存儲位置與該第二存儲位置中之一個，其中所編程的該存儲位置，其所對應(yīng)的該編程狀態(tài)不為該第1狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是在該步驟(a)之后還包括(b)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的該存儲位置其閾值電壓值是否等于所對應(yīng)的該編程狀態(tài)的閾值電壓值，若該兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(a)，直到該兩數(shù)值相等為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該步驟(a)是利用能帶至能帶的熱空穴效應(yīng)來進行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該切換式雙側(cè)編程步驟包括(a)比較該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)所對應(yīng)的閾值電壓值；(b)選擇具有較低閾值電壓值的該第一編程狀態(tài)或該第二編程狀態(tài)，其所對應(yīng)的該存儲位置進行第一編程，直到該第一存儲位置與該第二存儲位置的閾值電壓值相距一差異值為止；以及(c)對另一存儲位置進行第二編程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是在該步驟(b)之后以及在該步驟(c)之前還包括(b1)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的該第一存儲位置與該第二存儲位置其閾值電壓值之間的差距是否等于該差異值，若該兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(a)，直到該兩數(shù)值相等為止。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是相鄰兩狀態(tài)之間的閾值電壓值差值為一個閾值電壓間隔，而當(dāng)該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)相差一個閾值電壓間隔時，則步驟(b)中的該差異值至少大于1伏特。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是相鄰兩該狀態(tài)之間的閾值電壓值差值為一個閾值電壓間隔，而當(dāng)該第一編程狀態(tài)與該第二編程狀態(tài)相差兩個閾值電壓間隔時，則步驟(b)中的該差異值至少大于1.6伏特。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是在步驟(c)之后還包括(c1)進行檢測步驟，以確認(rèn)已編程的該存儲位置其閾值電壓值是否等于所對應(yīng)該編程狀態(tài)的閾值電壓值，若該兩數(shù)值不相等時，則重復(fù)至少一次步驟(c)，直到該兩數(shù)值相等為止。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該步驟(b)與該步驟(c)是利用能帶至能帶的熱空穴效應(yīng)來進行。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該擦除步驟是利用FN穿隧效應(yīng)來進行。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該第1狀態(tài)與該第2n狀態(tài)的閾值電壓差值至少為2伏特。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多階存儲單元的編程方法，其特征是該n值等于2，且各該狀態(tài)的閾值電壓值的差異為0.7。
全文摘要
一種多階存儲單元的編程方法，其先提供存儲單元，此存儲單元包括有第一存儲位置與第二存儲位置。然后，對此存儲單元進行擦除步驟，以提高第一存儲位置與第二存儲位置的閾值電壓值。接著，進行判斷步驟，比較第一存儲位置與第二存儲位置所欲編程的第一編程狀態(tài)與第二編程狀態(tài)，以選擇合適的編程的步驟。
文檔編號G11C11/56GK1885436SQ200510077659
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者吳昭誼 申請人:旺宏電子股份有限公司