用於讀取非易失性存儲單元的方法
2023-12-11 16:53:27 3
專利名稱：用於讀取非易失性存儲單元的方法
技術領域：
本發明一般涉及非易失性存儲單元，特別涉及讀取所述非易失性存儲單元的方法。
背景技術：
雙位存儲單元(dual bit memory cell)在本領域是公知的。現在參照圖1，圖1示出了一種這樣的存儲單元，即NROM(氮化物只讀存儲器)單元10，其在夾入導電層18和溝道20中間的氮化物基底層16中存儲兩個位12和14。在許多專利中說明了NROM單元，例如美國專利No.6,649,972，該專利轉讓給本發明的共同受讓人，本文援引其公開內容。
位12和14可被單獨訪問，因此可分別對其進行編程(通常標記為『0』)、擦除(通常標記為『1』)或者讀取。讀取位(12或14)的操作包括確定讀取特定位時所觀測到的閾值電壓Vt是高於(編程)還是低於(擦除)讀取參考電壓電平RD。
現在參照圖2，圖2示出存儲晶片(其一般具有大量的形成為存儲陣列的NROM單元)的編程和擦除狀態的分布，該分布作為閾值電壓Vt的函數。擦除位是其閾值電壓已經減小到低於擦除閾值電壓EV的位。因此，擦除分布30最右邊的點一般位於擦除閾值電壓EV附近(優選等於或者低於)。類似地，編程位是其閾值電壓已經增加到高於編程閾值電壓PV的位。因此，編程分布32最左邊的點一般位於編程閾值電壓PV附近(優選等於或者大於)。
兩個閾值電壓PV和EV之間的差是操作窗口W0。讀取參考電壓電平RD一般位於窗口W0內，例如其可以由讀取參考單元產生。讀取參考單元通常(但不是一定)處於非原始(non-native)狀態，如美國專利6,490,204所述，該專利轉讓給本發明的共同受讓人且本文通過參考援引其公開內容。在這種情況下，讀取參考單元的閾值電壓可以位於圖2的RD電平處。
然後，利用比較電路(例如差動感應放大器)將來自正被讀取的位的信號與讀取參考電平產生的信號進行比較，該結果將可確定陣列單元是處於編程狀態還是擦除狀態。可選地，代替使用參考單元，讀取參考信號可以是獨立產生的電壓或電流信號。產生讀取參考信號的其它方法在本領是公知的。
由於感應方案電路可能並不理想，並且其特性可能隨不同的操作和環境狀態而變化，所以一般需要裕度M0和M1以便分別正確地讀取『0』和『1』。只要編程和擦除分布位於這些裕度之外，就可以實現可靠的讀取。
在說明書的結束部分，特別指出並清楚聲明本發明的主題。然而，當參照附圖閱讀下面的詳細說明時，可以更好地理解本發明的構成和操作方法以及目的、特點和優點，其中圖1是現有技術的NROM單元的示意圖；圖2是NROM單元的存儲晶片的編程和擦除狀態分布示意圖，該分布作為閾值電壓Vt的函數；圖3是在示例性存儲陣列開始操作後一些點處的擦除和編程分布示意圖；圖4是作為圖3所示擦除分布偏移的結果而產生的設計裕度減少的示意圖；圖5A、5B和5C是根據本發明構建並實施的、使用移動讀取參考電平讀取存儲單元的方法的示意圖，所述移動讀取參考電平可以作為操作窗口中的改變的函數而移動；圖6A、6B、6C和6D是歷史單元和存儲單元的可選位置的示意圖，其用於實現圖5A、5B和5C中的方法；圖7是確定圖6A、6B、6C和6D的歷史單元和存儲單元的歷史讀取參考電平和存儲器讀取參考電平的方法的示意圖；圖8是NROM陣列中不同大小的存儲單元小組的編程閾值分布示意圖；圖9是平滑編程閾值分布和帶有統計鋸齒邊緣的分布之間的比較示意圖，其用於說明根據本發明的確定讀取參考電平的可選方法；以及圖10A和10B是編程和擦除閾值分布示意圖，其說明根據本發明的減小編程校驗電平的方法。
應該理解，為了使說明簡化和清晰，圖中所示元件不一定按照比例繪製。例如，為了清晰，一些元件的尺寸可能相對於其它元件被放大。此外，在認為合適的位置，可能在附圖中重複使用參考標記以表示相應或類似的元件。
具體實施例方式
在下面的詳細說明中，為了全面理解本發明，提出了許多具體細節。然而，本領域技術人員將會理解可以在沒有這些具體細節的情況下實施本發明。在其它實例中，沒有詳述公知的方法、過程以及部件以防止使本發明不夠清晰。
申請人已經意識到當單元經歷多個擦除和編程循環時，操作窗口可能隨時間改變。操作窗口可能縮小和/或偏移，這兩種情況都可能影響讀取操作的精度。
現在參照圖3，圖3分別示出在示例性存儲陣列開始操作後一些點處的擦除和編程分布40和42。
儘管可以將每個位擦除到低於擦除電壓EV的閾值電壓，但是擦除分布40可能會顯現得偏移為略微高於擦除電壓EV。申請人已經意識到這可能是由單元中兩個位之間存在一些相互影響的事實而引起的。如果兩個位都被擦除，則每個位的閾值電壓可能低於擦除電壓EV(如擦除分布40中較小的分布44所示)。然而，如果對其中的一位進行編程而對另一位進行擦除，則擦除位的閾值電壓可能由於另一位的編程狀態而顯現得更高。這由擦除分布40中第二小的分布46指示，其中一些位可能具有顯現得高於擦除電壓EV的閾值電壓。一般將其稱為「第二位效應」。另外，由於阻止層內部的電荷再分布以及向阻止層內的無意識電荷注入，擦除位可能顯現得偏移為略微高於擦除電壓EV。
申請人還已經意識到在重複的編程和擦寫循環後，編程分布42可能偏移為低於編程電壓PV。這可能是由於在擦除/編程循環後單元的保持特性引起的。編程分布42的這種向下偏移取決於時間和溫度，並且偏移速率還取決於單元在過去已經歷的編程/擦除循環的次數。
這些偏移的分布的結果可能使操作窗口縮小為不同的操作窗口Wm。申請人已經意識到所述不同的操作窗口Wm可能與初始窗口W0對齊，也可能不對齊。圖3示出了示例性窗口Wm，其中心從初始窗口W0的中心偏移。申請人已經意識到所述變化中的一個或者兩個可能會對讀取操作的質量產生影響。現在參照圖4，圖4對此進行了說明。
圖4與圖3類似，但是其增加了讀取參考電平RD和與其相關聯的設計裕度M1。現有技術要求根據預期的編程和擦除裕度損失來定位讀取參考電平RD。一般地，編程裕度損失更大，因此在圖4中，讀取參考電平RD被定位為更靠近擦除校驗電平EV，以確保在出現保持性損失後能正確地讀取編程狀態位。讀取參考電平RD和擦除校驗電平EV之間的距離是被提供用於確保正確讀取擦除狀態位的總擦除裕度。在總擦除裕度中，需要裕度M1以補償電路缺陷進而確保正確讀取擦除位。若擦除位的初始位置低於EV電平(一般在擦除操作後)且提供大於M1的裕度，則能夠可靠地讀取『1』位。遺憾的是，如圖4所示，由於擦除分布40可能已經偏移為高於擦除閾值電壓EV，從而可能無法再保持裕度M1。在擦除分布46中可能有一些由緊密條紋表示的位，由於其閾值電壓不低於裕度M1，因而其可能被錯誤地讀取(即，讀取為編程)。
現在參照圖5A、5B和5C，其共同說明根據本發明構建和實施的、使用移動讀取參考電平MRL讀取存儲單元的方法，所述移動讀取參考電平MRL可以作為操作窗口中的改變的函數而移動。
根據本發明的優選實施方式，緊接在擦除和編程操作之後(圖5A)，可將移動讀取電平MRL設置在擦除分布50A和編程分布52A之間的讀取電平RD1處，在RD1處，擦除分布50A此時略微高於擦除閾值電壓EV(由於第二位效應)，而編程分布52A此時全部或者幾乎全部高於編程閾值電壓PV。可以根據讀取電平RD1定義適當的裕度M1和M0，以克服電路和感應方案缺陷進而確保正確地檢測位的狀態。在圖5A中，擦除和編程分布分別位於裕度M1和M0之外。因此，在該點處，讀取電平RD1可以成功並可靠地讀取『1』和『0』。
如果單元已經經歷多次編程和擦除循環，則在一段時間之後分布可能偏移。在圖5B中，此時標記為52B的編程分布已經移動得更低，使得其相當大的一部分低於編程閾值電壓PV。然而，此處標記為50B的擦除分布一般也移動得更低。即使操作窗口WB接近或者等於圖5A中操作窗口(標記為WA)的寬度，其中心也已經改變。結果，具有裕度M0的讀取參考電平RD1可能無法再正確地將編程分布52B中的所有位讀取為『0』。
根據本發明的優選實施例，對於圖5B的情況，移動讀取電平MRL可以移動到第二讀取電平RD2。在這種情況下，當參照讀取電平RD2讀取位時，裕度M0和M1相對於偏移的RD2讀取電平而被保持，因此可以正確地將兩個分布(50B和52B)中的所有位讀取為擦除(『1』)或編程(『0』)。
圖5C示出了第三種情況，其中分布可能已經進一步偏移，產生被進一步縮小和/或偏移的操作窗口WC。在根據本發明的優選實施例中，移動讀取電平MRL可以移動到第三讀取電平RD3(連同裕度M0和M1)以適應改變的操作窗口，進而確保可靠地讀取分布50C和52C中的所有位。
應該理解，讀取電平RD1和RD2不能成功地讀取圖5C中的分布。讀取電平RD1和RD2都會錯誤地讀取至少一些『0』(由於編程分布52C左側到讀取電平的距離小於所需的裕度M0)。類似地，由於分布50A和50B的右側不能保持距讀取電平RD3的所需裕度M1，所以當將第三讀取電平RD3用於圖5A和5B的分布時，其將錯誤地讀取一些『1』。
可以以任何適當的方式選擇在任何給定時間處使用哪個讀取電平，所有這些方法都包括在本發明中。現在參照圖6A，圖6A示出一個實例。在該實例中，標記為60的存儲陣列可以包括將被讀取的多個存儲單元62和多個歷史單元64。至少一個歷史單元64可與子集中的多個存儲單元62相關聯，並且所述歷史單元優選地在與對應的子集中的存儲單元62實質相同的時間和條件下，經歷實質相同的事件。
現在參照圖6B，圖6B示出一個具體實例。在該實例中，歷史單元64A可與行A中的存儲單元62相關聯，所述歷史單元可以與單元62同時進行編程和擦除，並總是被恢復到其已知的預定狀態。例如，該預定狀態可以是單元中的兩個位(即，兩個存儲區)都處於編程狀態，或者在不同的情況下，僅有一位處於編程狀態而另一位保持擦除狀態。
現在參照圖6C，圖6C示出另一個實例。在該實例中，集合H』中的歷史單元64可與陣列60中區段G』中的存儲單元62相關聯。集合H』中的歷史單元64可以位於存儲陣列的任何位置，只要其中的單元和與其相關聯的區段G』中的存儲單元62在實質相同的條件下經歷實質相同的事件即可。歷史單元64總是被恢復到預定狀態。一些歷史單元64可能具有兩個都處於編程狀態的位(即，兩個存儲區)，而其它歷史單元可能在其位中僅有一個處於編程狀態的位。
在圖6D中，集合H』中的歷史單元64可以是鄰近陣列60的區段G的一行單元。一般地，每個這樣的行可以有512到1K個單元，而區段G中可以有256到512行。
歷史單元64可用於確定最合適的參考讀取電平，以用於讀取與所述歷史單元相關聯的子集中的存儲單元62。可以在利用或者不利用附加的裕度的情況下，使用可以提供對歷史單元64的正確讀出的參考讀取電平，或者更優選為最高參考讀取電平，來讀取與所述歷史單元相關聯的子集中的存儲單元62。
可以將用於正確讀取歷史單元64的參考讀取電平稱為「歷史讀取參考電平」。可以使用「存儲器讀取參考電平」讀取相關聯的子集中的存儲單元62，該存儲器讀取參考電平可以與歷史讀取參考電平相同或者其具有附加的裕度。
現在參照圖7，圖7示出了兩個編程分布61和63以及擦除分布65。編程分布61可以是圖6D所示的歷史單元64的編程分布，編程分布63可以是由陣列60中與歷史單元64相關聯的陣列單元62構成的組G的編程分布。因為較少數量的歷史單元64可以代表較大數量的陣列單元62，所以圖7所示的分布61比分布63小。相應地，編程分布61的邊緣EPH可能位於比編程分布63的邊緣EPG更高的電壓處。
圖7示出用於定義歷史讀取參考電平的兩個歷史讀取電平RD1』和RD2』以及三個相關聯的存儲器讀取電平RD1、RD2和RD3，其中，RD1』＞RD2』且RD1＞RD2＞RD3。
首先，可以利用歷史讀取電平RD1』校驗歷史編程分布61。如圖7所示，如果當使用讀取電平RD1』時將部分歷史單元64讀取為擦除，則可使用歷史讀取電平RD2』讀取歷史單元64。在該實例中，歷史讀取電平RD2』可以成功地讀取歷史單元64，相應地，可以使用相關聯的存儲器讀取參考電平RD2讀取與所述歷史單元相關聯的子集G中的存儲單元62。在圖7的實施例中，最小歷史讀取參考電平(在該實例中是RD2』)可以與讀取電平RD2相關聯(當利用歷史讀取電平RD2』將所有的歷史單元讀取為編程時)或者與讀取電平RD3相關聯(當利用RD2』將部分歷史單元讀取為擦除時)。
圖7示出每個歷史讀取電平RDi』和與其相關聯的存儲器讀取電平RDi之間的裕度MHRDi。在圖7的實例中，裕度MHRDi可以定義為與分布61和分布63中不同數量的位相關聯的投影差EPH-EPG。應該理解，可以以任何其它適當的方式定義裕度MHRDi。
因此，總的來說，如果使用歷史讀取電平RD(j)』錯誤地讀取了集合H中的一部分編程歷史單元64(即，其被讀取為擦除)，但是使用歷史讀取電平RD(j+1)』可以正確地讀取，那麼優選使用存儲器讀取參考電平RD(j+1)讀取相關聯的子集G中的存儲單元62。為此，可能存在具有與存儲器讀取參考電平數量相同的歷史讀取參考電平。
或者，如上文關於圖7所述，歷史讀取參考電平可能比存儲器讀取參考電平少一個。在該實施例中，最低電平RD(j)』可以提供兩個電平。對最低電平RD(j)』的正確讀取可能與電平RD(j)相關聯，而錯誤讀取可能與電平RD(j+1)相關聯。
可以用多種方式中的任意一種確定用於讀取多個子集G中每一個子集的存儲單元62的最適當的參考讀取電平，下面說明其中的四種。
A)讀取所有或部分歷史單元64相較於(vs.)具有讀取參考電平RD(j)的所有或部分現有讀取參考單元。
B)讀取所有或部分歷史單元64相較於位於讀取參考電平RD(j)加上一些裕度MH處的特定參考單元，其中MH可以是投影差EPH-EPG或者任何其它適當的裕度。可選地，每個讀取電平RD(j)可以有單獨的裕度MH(j)。
C)讀取所有或部分歷史單元64相較於具有讀取參考電平RD(j)的所有或部分現有讀取參考單元，其中所述讀取參考單元以與讀取參考單元的字線不同的電平激活歷史單元64的字線以便引入一些裕度。
D)讀取所有或部分歷史單元64相較於具有讀取參考電平RD(j)的所有或部分現有讀取參考單元，其中所述讀取參考單元例如通過在歷史或讀取參考單元中至少一個的信號上增加或減去電流或電壓信號，而在這些讀取操作中的每一個處引入一些裕度MH(j)。
在應用中，可以在「不工作」時(在讀取相關聯的子集G中的存儲單元62之前)執行這些操作，其提供足夠的時間來讀取歷史單元64相較於不同的歷史讀取參考電平，進而確定用於讀取相關聯的子集G中的存儲單元62的最佳存儲器讀取參考電平。可選地，可以在預定時間讀取歷史單元64，在對讀出進行了分析並選擇了適當的歷史讀取參考電平之後，可以存儲結果以便當以後需要讀取存儲單元62時使用。所述預定時間可以是在設備上電時、在長期操作(例如，編程或擦除)之前或之後或者在空閒時間。可以以串行、並行或者串/並行混合方式讀取歷史單元64。
歷史單元64可以是具有與陣列存儲單元62相同類型的多位NROM單元。歷史單元可以在每單元一位模式、每單元兩位模式或者多電平模式下操作。可以通過對歷史單元中的一位或者兩位進行編程來實現歷史單元64的編程狀態。歷史單元64可以在將要擦除與其相關聯的存儲單元62時、和與其相關聯的存儲單元62一起或者在擦除與其相關聯的存儲單元62時被擦除。可以緊接在擦除歷史單元及其相關聯的存儲單元62之後，或者將要對子集中相關聯的存儲單元62中的位進行編程時，執行對歷史單元的編程。
申請人已經意識到本發明所述的移動讀取電平方法的效果可能取決於對存儲器讀取參考電平的恰當設置，以便不會發生由於讀取電平與編程和擦除門限電壓之間的裕度減小而錯誤地讀取單元的情況。如上所述，可以基於作為歷史單元64的函數的歷史讀取參考電平來定位存儲器讀取參考電平。
申請人已經意識到，由於圖8所示的統計現象，可能限制了一組歷史單元64精確地反映與其相關聯的一組存儲單元62的能力。圖8示出了小組(例如由歷史單元64構成的組H)在精確地反映作為其中一部分的更大組(即組G或G』)的能力上存在本質上的缺陷。在圖8中，示出了在NROM陣列中具有不同大小的存儲單元小組的編程閾值分布66、67、68和69。曲線66表示具有800個存儲單元的組的編程閾值分布，曲線67、68和69表示的組中的單元數量分別是7000、60000和3000000個存儲單元。根據控制正態分布的統計定律，例如對於陣列60中由存儲單元62構成的組G的編程閾值分布，存儲單元的小組越大，則編程閾值的範圍就越寬。這可由圖8中橫跨1.3V範圍的最大的一組單元(曲線69)和橫跨0.9V範圍的最小的一組單元(曲線66)示出。如圖8所示，由曲線67和68表示的中等大小的小組分別橫跨1V和1.1V的範圍。
因此，申請人已經意識到，在本發明的優選實施例中，子集H中歷史單元64的數量越接近歷史單元所要表示的陣列組G中單元的數量，則採樣可能更有代表性並且由此確定的讀取電平可能更有效。
現在參照圖9，圖9示出了NROM陣列的單元小組中電壓分布的附加統計特性，其可用於提高移動讀取電平的效果，移動讀取電平的位置可基於由歷史單元64構成的組H而加以確定。圖9示出了來自具有相同歷史的同一陣列的、由編程NROM單元構成的兩個小組的兩個閾值電壓分布70和72。分布70用三角形表示，分布72用圓點表示。從圖9可以看出，所述分布顯示了非常高的疊加度，然而，圓點分布72在邊緣處出現一些「噪聲」，即不正確的數據點，其落在圓點分布的主體圖案外部。在圓點分布72左側具有5.45V閾值電壓的噪聲處，有一個表示一個位的點DE。然而，在三角形分布70中，其左側沒有出現噪聲，左側標記為TE的最小點位於5.56V處，其表示三個位。
圖9示出在錯誤數據點的統計事件中，使用一組歷史單元的最低閾值電壓值Vtp來建立歷史讀取電平可能引入顯著的不確定性，在同一陣列的兩個小組的編程分布上模擬邊緣點之間的200mV偏差證實了這一點。申請人由此意識到，優選地將歷史讀取參考電平確定在可能出現統計噪聲的分布邊緣之外的點處。
圖9中示出了位於圓點分布72的噪聲邊緣之外的示例性點DR。位於5.56V處的DR表示10個位。DR是圓點分布72的第一個點，其中，如果將編程閾值電壓設置在該點處，則會將八個或更多的編程單元錯誤地檢測為擦除。三角形分布72中的模擬點TR表示24位，其位於5.7V處。通過將非邊緣點DR和TR的閾值電壓值之間的50mV偏差與邊緣點DE和TE的閾值電壓值之間的200mV偏差進行比較可以看出，非邊緣點可以為屬於單個更大組的更大數量的小組提供更有意義的參考點，所述單個更大組例如與陣列組G相關聯的歷史組H。
因此，根據本發明的優選實施例，可以基於歷史單元64的閾值電壓分布來確定歷史讀取參考電平和存儲器讀取參考電平，如下a)可以將歷史讀取參考電平設置為作為分布中第X低的閾值電壓的編程閾值電壓，其中X可以在1和N之間，N是分布中單元(對於單個位的單元)或位(對於多個位的單元)的數量。X的作用是通過避免分布中的噪聲邊緣來減小統計不確定性。
b)為了檢測陣列中相關聯的組中的單元，可以基於附加有額外裕度的歷史讀取參考電平為存儲器讀取參考電平設置一個值。
申請人還意識到，根據本發明的優選實施例，還可以執行可對由歷史單元64構成的歷史組H和由與其相關聯的存儲單元62構成的陣列組G進行編程的方法，以及可對所述歷史單元64和陣列單元62進行擦除的方法，以便使歷史組H和陣列組G表現出的其之間的匹配最大化。
根據本發明的附加優選實施例，可以在擦除歷史組H後引入的有意識等待周期之後，對歷史組H進行編程，以便歷史組H的擦除和編程之間的時延(time lapse)和與其相關聯的陣列組G的擦除和編程之間的時延相匹配，由此使得歷史組H成為陣列單元G的具有更好代表性的採樣。
根據本發明的另一個附加實施例，可以將陣列組G的擦除操作劃分成小組，如申請人與本申請同日遞交的、名稱為「擦除非易失性存儲單元的方法」(A Method of Erasing Non-Volatile Memory Cells)(代理方案號P-9014-US)的共同待審未決申請，本文通過引用包括該申請。申請人已經意識到，通過防止對單元進行過擦除(over-erasure)，對小組中存儲單元的擦除可以增強存儲單元的這些小組的一致性以及和與其相關聯的歷史單元的特性匹配。通過防止大多數存儲單元曝露於僅是擦除幾個難處理的單元所需要的重複擦除操作，對小組中單元的擦除可以防止對單元的過擦除，其中所述大多數存儲單元中的大部分會在幾個擦除操作後而被成功擦除。由於一般可以以非常少的擦除脈衝擦除陣列中的行，所以可以通過從陣列60的行中形成小組來實現該實施例。
通過執行可對陣列組G進行編程的方法，也可以增強移動讀取電平方法的效果。現在參照圖10A和10B，圖10A和10B示出根據本發明優選實施例對陣列組G的編程如何支持本發明的移動讀取電平方法。
圖10A示出循環後的擦除分布80A和編程分布82A，圖10B示出在循環後的保持性烘焙之後的擦除分布80B和編程分布82B。
圖10A示出編程分布82A完全位於編程校驗電平PV0之上，PV0位於編程分布82A的最左側邊緣處。另一方面，擦除分布80A延伸通過擦除校驗電平EV。申請人已經意識到該疊加是由「第二位效應」引起的，其中當一位被編程而一位被擦除時，在兩位單元中的兩個位之間存在一些電氣串擾。由於相鄰編程位的影響，這種串擾導致擦除位的閾值電壓明顯增加。在臨近編程位的擦除位中的累積閾值電壓的增加引起擦除分布80A與擦除校驗電平EV的疊加。
在圖10A中，為了調節第二位效應並提供對所有擦除位的精確讀取，將移動讀取電平RDO移動到右側，以在分布80A的邊緣86和讀取電平RDO之間建立裕度。
圖10B分別說明了在「循環後保持」操作後，編程和擦除分布82B和80B的相對位置。在已經執行了很多次編程和擦除循環後，可以執行循環後保持操作，以達到晶片長期存儲正確數據的能力。其包括在編程和擦除狀態之間使位進行很多次的循環(例如100,000個循環)，並烘焙晶片達預定的時間段。圖10B示出編程分布82B和擦除分布80B都向下偏移，並且編程分布82B的更大量的偏移已經引起擦除分布80B的最右側邊緣和編程分布82B的最左側邊緣之間的檢測窗口嚴重減小。
根據本發明的優選實施例，為了通過提供更寬的移動讀取電平所位於的檢測窗口以提高移動讀取電平的效果，可以降低執行附加編程(不執行擦除操作)所位於的編程校驗電平PV1，以便減小第二位效應，並將檢測窗口上擦除分布80B的最右側邊緣的侵蝕(encroachment)保持在底板(bay)上。這意味著擦除分布與EV電平的疊加可以減小，使得最左側邊緣84B可以小於最左側邊緣84A。因此，移動讀取電平RD1仍然位於分布80B和82B之間並實現單元的持續功能性。
根據本發明的優選實施例，在利用較低編程校驗電平PV1對陣列或者陣列的區段執行擦除操作後，編程校驗電平可以恢復到其初始電平PV0。這是因為在擦除後，單元可以恢復到更接近其原有狀態的狀態。
此外，在擦除操作後，歷史讀取參考電平和存儲器讀取參考電平也可以恢復到其初始電平。
儘管在此已經說明並描述了本發明的某些特徵，但是本領域的普通技術人員將會想到許多修改、替換、變化和等效物。因此，應該理解，附加的權利要求旨在將所有這些改進和變化歸入本發明的真正精神。
權利要求
1.一種方法，其包括基於一組歷史單元的多個編程閾值電壓電平確定存儲器讀取參考電平，所述一組歷史單元與屬於非易失性存儲單元陣列的一組存儲單元相關聯；以及利用所述存儲器讀取參考電平讀取所述陣列的所述多個存儲單元。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括得到多個歷史讀取參考電平；相對於所述多個歷史讀取參考電平中的至少一個，讀取所述一組歷史單元；以及根據對歷史讀取參考電平的所述讀取，選擇存儲器讀取參考電平。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述歷史讀取參考電平等於所述存儲器讀取參考電平。
4.根據權利要求2所述的方法，其中所述歷史讀取參考電平不等於所述存儲器讀取參考電平。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述不等於取決於在所述一組歷史單元的讀出和與其相關聯的所述存儲陣列單元的讀出之間保持的預定裕度。
6.根據權利要求2所述的方法，其中所述歷史讀取參考電平的數量與所述存儲器讀取參考電平的數量不同。
7.根據權利要求2所述的方法，還包括得到多個讀取參考單元，並以與所述多個讀取參考單元的字線不同的電平激活所述多個歷史單元的字線。
8.根據權利要求1所述的方法，包括使所述一組歷史單元在與所述相關聯的多個存儲單元實質相同的多個條件下，經歷實質相同的多個事件。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述一組歷史單元中單元的數量接近所述相關聯的存儲單元的數量。
10.根據權利要求8所述的方法，其中所述多個事件包括編程和擦除，並且其中所述多個條件包括所述編程和所述擦除的定時。
11.根據權利要求10所述的方法，其中對所述多個存儲陣列單元的多個小組執行所述擦除。
12.根據權利要求10所述的方法，其中調整所述定時，以使所述多個歷史單元經歷的所述多個事件之間的時延與所述相關聯的多個存儲單元經歷的所述多個事件之間的第二時延相匹配。
13.根據權利要求1所述的方法，其中所述歷史單元和所述存儲單元是NROM(氮化物只讀存儲器)單元。
14.根據權利要求1所述的方法，其中所述歷史單元和所述存儲單元是以如下多個模式中的一個模式操作的NROM單元每單元一位模式、每單元兩位模式和多電平模式。
15.根據權利要求2所述的方法，還包括在相互之間的短時間間隔內，對至少一個所述歷史單元和至少一個與其相關聯的所述存儲單元執行編程。
16.根據權利要求2所述的方法，還包括在所述存儲器讀取參考電平已經改變後，改變用於對所述陣列執行編程的編程校驗電平。
17.根據權利要求16所述的方法，其中在對所述陣列執行擦除操作後，所述編程校驗電平恢復到其初始電平。
18.根據權利要求2所述的方法，還包括在出現最低編程閾值電平的所述分布的統計噪聲邊緣內部，在所述多個編程閾值電壓電平的分布範圍內，建立所述多個歷史讀取參考電平。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述歷史讀取參考電平是所述分布中第X低的編程閾值電壓電平。
20.根據權利要求19所述的方法，其中X是8。
21.根據權利要求1所述的方法，包括在所述存儲器讀取參考電平已經改變後，改變用於對所述陣列執行編程的編程校驗電平。
22.一種方法，其包括在存儲器讀取參考電平已經改變後，改變用於對由非易失性存儲單元構成的陣列執行編程的編程校驗電平。
23.根據權利要求22所述的方法，其中在對所述陣列執行擦除操作後，所述編程校驗電平恢復到其初始電平。
24.一種由非易失性存儲單元構成的陣列，其包括被分成多個組的第一多重陣列單元；被分成多個組的第二多重歷史單元，每個組與一組所述陣列單元相關聯並匹配；第一多個歷史讀取參考單元，其用於讀取所述多組歷史單元，每個所述歷史讀取參考單元定義不同的歷史讀取參考電平；以及第二多個存儲器讀取參考單元，其用於讀取所述多組存儲單元，每個所述存儲器讀取參考單元定義不同的讀取參考電平。
25.根據權利要求24所述的陣列，其中所述每一組歷史單元是由與其相關聯的所述多個存儲單元構成的行中的一個歷史單元。
26.根據權利要求24所述的陣列，其中所述每一組歷史單元是位於由與其相關聯的所述多個存儲單元構成的多個行之上的一行單元。
27.根據權利要求24所述的陣列，其中所述每一組歷史單元位於與其相關聯的所述多個存儲單元附近。
28.根據權利要求24所述的陣列，其中所述第二多個存儲器讀取參考單元是比所述第一多個歷史讀取參考單元多的單元。
29.根據權利要求24所述的陣列，其中所述歷史單元和所述存儲單元是NROM(氮化物只讀存儲器)單元。
30.根據權利要求24所述的陣列，其中所述歷史單元和所述存儲單元是以如下模式中的一個模式操作的NROM單元每單元一位模式、每單元兩位模式和多電平模式。
31.根據權利要求24所述的陣列，其中所述每一組歷史單元在和與其相關聯的組的存儲單元實質相同的多個條件下，經歷實質相同的多個事件。
32.根據權利要求24所述的陣列，其中所述每一組歷史單元中單元的數量接近與其相關聯的所述存儲單元的數量。
33.根據權利要求24所述的陣列，其中在擦除操作期間，將所述每一組陣列單元劃分為多個小組。
全文摘要
一種方法，包括改變用於讀取一組存儲單元的讀取參考電平，其作為不同組存儲單元的閾值電壓分布中的改變的函數。所述改變步驟包括確定與非易失性存儲單元陣列的一組存儲單元相關聯的一組歷史單元的歷史讀取參考電平，能夠正確讀取所述一組歷史單元，根據第一讀取參考電平選擇存儲器讀取參考電平，以及讀取所述非易失性存儲陣列單元。
文檔編號G11C16/26GK1921015SQ20061011505
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月17日 優先權日2005年8月17日
發明者阿薩夫·沙皮爾, 蓋伊·科亨, 埃利·盧斯基 申請人:賽芬半導體有限公司