半導體存儲器件及其操作方法技術

一種半導體存儲器件，可以包括編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個的多個存儲單元，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開，方法包括：通過使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N?1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元；在存在過編程單元時，判定過編程單元的數目是否超過參考值；以及在過編程單元的數目超過參考值時，向控制器輸出編程失敗信號。

Semiconductor memory device and method of operating the same

A semiconductor memory device may include a plurality of memory cell programmed with a first programming state to the N state in the first programming, including programming state to N programming state according to the separate threshold voltage storage unit method to determine among the programming memory unit for the N 1 programming state whether there was a programming unit through the first use of the N programming verification of voltage state of the first state to the programming of N programming of the state; in the presence of the programming unit, to determine whether the number of programming unit exceeds the reference value; and in the number of programming unit exceeds the reference value, the failure signal to the controller output programming.

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉引用本申請要求2015年7月23日提交的申請號為10-2015-0104566的韓國專利的優先權，其全部公開通過引用整體地并入本文。
本專利技術的各個實施例涉及電子裝置，并且更具體地說，涉及半導體存儲器件及其操作方法。
技術介紹
使用諸如硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等的半導體來實現半導體存儲器件。半導體存儲器件可以大致劃分為易失性存儲器件和非易失性存儲器件。易失性存儲器件是一旦電源切斷從其擦除存儲在其中的數據的存儲器件。易失性存儲器件的示例可以包括靜態RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)等。非易失性存儲件是即使在電源切斷時存儲在其中的數據仍被保留的存儲器件。非易失性存儲器件的示例包括只讀存儲器(ROM)、掩模ROM(MROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、閃速存儲器、相變RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、電阻式RAM(RRAM)、鐵電RAM(FRAM)等。閃速存儲器件可以劃分為NOR型閃速存儲器件和NAND型閃速存儲器件。
技術實現思路
本專利技術的各種實施例涉及具有改善可靠性的半導體存儲器件及其操作方法。在實施例中，一種半導體存儲器件的操作方法，該半導體存儲器件可以包括編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個的多個存儲單元，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開，所述方法包括：通過使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N-1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元；在存在過編程單元時，判定過編程單元的數目是否超過參考值；以及在過編程單元的數目超過參考值時，將編程失敗信號輸出至控制器。在另一實施例中，一種半導體存儲器件的操作方法，該半導體存儲器件可以包括編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個的多個存儲單元，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開，所述方法包括：通過使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N-1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元；根據判定是否存在過編程單元的結果來確定第N編程狀態的第二驗證電壓；以及使用所確定的第二驗證電壓對要被編程為第N編程狀態的存儲單元執行驗證操作。在另一實施例中，一種半導體存儲器件可以包括：多個存儲單元，編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開；以及外圍電路，適用于：使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N-1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元，在存在過編程單元時，判定過編程單元的數目是否超過參考值，以及在過編程單元的數目超過參考值時，將編程失敗輸出至控制器。在另一實施例中，一種半導體存儲器件可以包括：多個存儲單元，編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開；以及外圍電路，適用于：使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的驗證電壓來判定在編程為第N-1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元，以及根據判定是否存在過編程單元的結果來判定編程操作是通過還是失敗。附圖說明通過參考附圖詳細描述實施例，本公開的上述和其它的特征和優點對于本領域技術人員將變得更加明顯，其中：圖1是根據本公開的實施例的半導體存儲器件的框圖；圖2是示出了根據本公開的實施例的半導體存儲器件的框圖；圖3是圖2的存儲單元陣列的框圖；圖4是示出了根據本公開的實施例的半導體存儲器件的編程驗證方法的流程圖；圖5是示出了根據本公開的另一實施例的半導體存儲器件的編程驗證方法的流程圖；圖6是根據本公開的另一實施例的半導體存儲器件的編程驗證電壓的視圖；圖7是示出了包括圖2的半導體存儲器件的存儲系統的框圖；圖8是示出了圖7的存儲系統的應用的框圖；以及圖9是示出了包括圖8的存儲系統的計算系統的框圖。具體實施方式以下參考附圖更詳細地描述實施例。這里參考截面圖描述了實施例，截面圖是實施例的示意性圖示(和中間結構)。這樣，預計將出現例如由于制造技術和/或公差導致的圖示的形狀的變化。因此，實施例不應該理解為限于在本文中示出的區域的特定形狀，而是可以包括例如由于制造導致的形狀上的偏差。在附圖中，為了清楚，可以夸大層和區域的長度和大小。附圖中的同樣的附圖標記表示同樣的元件。術語諸如“第一”和“第二”可以用于描述各種部件，但是它們不應該限制各種部件。那些術語僅僅用于將部件與其它部件區分開的目的。例如，在不脫離本專利技術的精神和范圍的情況下，第一部件可以稱為第二部件，第二部件可以稱為第一部件。此外，“和/或”可以包括提及的部件的任何一個或者組合。此外，“連接/附接”表示一個部件直接連接或者附接至另一部件，或者間接地連接或者附接到另一部件。在本說明書中，只要在句子中不特別地提及，單數形式可以包括復數形式。此外，在本說明書中所使用的“包括/包含”或其變型表示存在或者增加一個或更多個部件、步驟、操作以及元件。此外，除非另外限定，否則在本說明書中所使用的包括技術術語和科學術語的所有術語具有與本領域技術人員通常所理解的相同的含義。在通用詞典中限定的術語應該理解為具有與相關技術的背景中所解釋的相同的含義，并且除非在本說明書中另外清楚地限定，否則這些術語不應該理解為具有理想主義或者過分正式的含義。圖1是用于解釋根據本公開的實施例的半導體存儲器件的編程驗證電壓的視圖。在編程操作前，被選中存儲單元每個具有與擦除狀態Er對應的閾值電壓。例如，與擦除狀態Er對應的閾值電壓的范圍可以低于接地電壓。半導體存儲器件的被選中存儲單元可以根據要被編程的數據被編程為具有多個編程狀態PV1至PVN中的一個。具體地說，被選中存儲單元可以被編程為具有第一編程狀態PV1至第N編程狀態PVN中的一個的閾值電壓。在被選中存儲單元的編程驗證操作期間，可以使用雙驗證操作，其中兩個驗證電壓用于每一編程循環。在被選中存儲單元被編程的情況下，在雙驗證操作期間使用第二驗證電壓(其是目標驗證電壓)和第一驗證電壓(其小于目標驗證電壓)檢測存儲單元的閾值電壓兩次。根據檢測的結果，存儲單元被劃分為其閾值電壓小于第一驗證電壓的第一存儲單元、其閾值電壓大于第一驗證電壓且小于第二驗證電壓的第二存儲單元以及其閾值電壓大于第二驗證電壓的第三存儲單元。在雙驗證操作期間，可以通過使用比先前編程電壓更大的編程電壓對存儲單元重新編程的步增脈沖編程(IncrementalStepPulseProgramming,ISSP)方法對第一和第二存儲單元(其閾值電壓小于第二驗證電壓)重復編程操作。在這里，在對第一和第二存儲單元重新編程時，通過將0V施加至連接到第一存儲單元的位線并且通過將大于0V且小于源電壓Vcc的電壓施加至連接到第二存儲單元的位線可以降低第二存儲單元的增大的程度，從而防止第二存儲單元的閾值電壓增加至超過目標驗證電壓。因此，可以對被選中存儲單元編程，使得它們的閾值電壓分布在窄范圍內。根據常規的編程驗證操作，僅用每一編程狀態的低電壓來本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體存儲器件的操作方法，所述半導體存儲器件包括編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個的多個存儲單元，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開，所述方法包括：通過使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N?1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元；在存在過編程單元時，判定過編程單元的數目是否超過參考值；以及在過編程單元的數目超過參考值時，將編程失敗信號輸出至控制器。

【技術特征摘要】
2015.07.23 KR 10-2015-01045661.一種半導體存儲器件的操作方法，所述半導體存儲器件包括編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個的多個存儲單元，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開，所述方法包括：通過使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N-1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元；在存在過編程單元時，判定過編程單元的數目是否超過參考值；以及在過編程單元的數目超過參考值時，將編程失敗信號輸出至控制器。2.根據權利要求1所述的方法，其中，第一驗證電壓是第N-1編程狀態的高電壓電平。3.根據權利要求1所述的方法，其中，第一驗證電壓是用于讀取第N-1編程狀態的讀取電壓。4.根據權利要求1所述的方法，還包括：使用第一驗證電壓對要被編程為第N編程狀態的存儲單元執行第一驗證操作；以及在第一驗證操作通過時，使用第N編程狀態的第二驗證電壓對要被編程為第N編程狀態的存儲單元執行第二驗證操作，其中，第二驗證操作是第N編程狀態的低電壓電平。5.根據權利要求1所述的方法，其中，判定是否存在過編程單元的步驟包括：在編程為第N-1編程狀態的存儲單元的閾值電壓超過第一驗證電壓時，判定存在過編程單元。6.根據權利要求1所述的方法，其中，參考值是能夠通過控制器校正的錯誤位的數目。7.一種半導體存儲器件的操作方法，所述半導體存儲器件包括編程為具有第一編程狀態至第N編程狀態中的一個的多個存儲單元，第一編程狀態至第N編程狀態根據存儲單元的閾值電壓區分開，所述方法包括：通過使用第一編程狀態至第N編程狀態之中的第N編程狀態的第一驗證電壓來判定在編程為第N-1編程狀態的存儲單元之中是否存在過編程單元；根據是否存在過編程單元的判定結果來確定第N編程狀態的第二驗證電壓；以及使用所確定的第二驗證電壓對要被編程為第N編程狀態的存儲單元執行驗證操作。8.根據權利要求7所述的方法，其中，確定第二驗證電壓的步驟包括：在存在過編程單元時，將第二驗證電壓設定為小于預定值。9.根據權利要求7所述的方法，其中，確定第二驗證電壓的步驟包括：在存在過編程單元并且過編程單元的數目超過參考值時，將第二驗證...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李熙烈，
申請(專利權)人：愛思開海力士有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR