[发明专利]非易失性的电可编程存储器

说明书

技术领域

本发明涉及数据的大容量存储的领域。更尤其是，本发明涉及一种非易失性固态大容量存储器件。

背景技术

在电子学领域，术语大容量存储指的是即使在没有电源的时候，也能以持久方式存储大量数据。用于大容量存储应用的存储介质可分成三种广义类别：磁性大容量存储器件，例如硬盘、软盘、磁鼓存储器和磁带；光学大容量存储器件，例如光盘、数字通用光盘(DVD)和磁光盘；和固态大容量存储器件，例如电可编程存储器(EPROM)、NOR/NAND快闪存储器和双向存储器。

为了进行各种大容量存储器件的比较，有用的是检查它们的最重要特征，例如存储容量、数据传送速度和存取时间。

更尤其是，存储容量越大，大容量存储器件就越好。然而，大容量存储器件的成本强烈依赖于所述的特征，和用于实施该器件的技术。现今磁性大容量存储器件是以最高存储容量为特征的器件，之后是光学大容量存储器件，最后一级是固态大容量存储器件。

然而，磁性和光学大容量存储器件具有显示出长存取时间的大缺点。事实上，例如就硬盘而言，在编程操作期间，其中必须将数据存储在被寻址的存储位置，数据实际上是在例如10毫秒级的相对长的存取时间之后被写入到所述位置的，在此期间硬盘的磁性读/写头移动到达对应于该被寻址的存储位置的轨迹上的位置。另一方面，固态大容量存储器件具有相对于其它类别的很低的、实际上为零的存取时间。

目前，以最高数据传送速度(在编程和读取时)为特征的一类大容量存储器件是那种磁性的大容量存储器件。当前的硬盘，一旦已恰当地定位了它们的磁性读/写头(如上所述，使读/写头到该被寻址的存储器位置所需的时间为存取时间)，就能够以每秒20兆位的速率存储数据。相反，固态大容量存储器件的数据传送速度较低。例如，当前的四级NAND快闪存储器一般具有每秒2兆位的编程速度，而二级(也被称为二进位的)NAND快闪存储器一般具有每秒10兆位的编程速度。

如本领域的技术人员已知的，NAND快闪存储器的数据传送速度，尤其是它的编程速度，取决于几个因素，例如：每个存储器单元能被编程到的级数、对应于各级的存储器单元的阈值电压分布的宽度、持续时间及在编程存储器单元的编程操作期间使用的编程电压脉冲数。

由于NAND快闪存储器的编程操作在于重复地执行将编程电压脉冲施加到被寻址的存储器单元并且其后在施加编程脉冲电压之后检验这些存储器单元达到的编程状态的动作，因此编程电压脉冲的数目越高，编程所需的时间就越长。因此，为了具有足够高的编程速度，必须减少使存储器单元达到目标编程状态所需的编程电压脉冲数。

然而，允许的最少的编程电压脉冲数强烈取决于编程级数，即阈值分布数和它们的宽度。

为了能够精细地调节存储器单元的阈值电压，编程电压脉冲的增量必须足够低(并且因此，为了使存储器单元达到目标编程状态所需的脉冲数必须足够高)。这种限制越严格，则编程级数就越高，所述编程级数即在某一阈值电压值范围内的阈值电压分布数(较宽阈值电压分布使得难以辨别编程级；例如，四级NAND快闪存储器的理想阈值电压分布应具有约150mV的宽度)。

由于以上原因，为了恰当地编程多级NAND快闪存储器，比在二进位的NAND快闪存储器的情况下需要更多的编程电压脉冲：因此，二进位的NAND快闪存储器的编程速度比多级NAND快闪存储器的编程速度高。

背面图案依赖性(BPD)和浮置栅耦合(FGC)是引起阈值电压分布扩展的公知效应。