用于读取非易失性存储元件的位线电流跳变点调制的制作方法_4

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有存储单元保持相同A而不管他们的位置如何,系统可以根据正在被感测的存储单元的位置来改变电流Icell,在电流Icell处感测电路认为存储单元导电。用于调节所感测的电流水平的一个方法是调节选通时间(以上所讨论)。在通过监测正通过所选存储单元进行放电的电容器的电压改变来测试通过存储单元的电流的实施例中,用于调节所感测的电流水平的另一方法是调节与电容器的电压相比较的电压水平。在通过监测正通过所选存储单元进行放电的电容器的电压改变来测试通过存储单元的电流的实施例中,用于调节所感测的电流水平的另一方法是在使电容器放电之前调节电容器的初始电压水平(又称预充电水平)。用于调节所感测的电流水平的另一方法是调节用于与存储单元电流比较的电流水平。除了上面所讨论的感测参数以外,还可以调节其他感测参数。
[0104]图18为示出接近其感测电路的存储单元的漏极电压与远离其感测电路的存储单元的漏极电压之间的差异的电路示意图。图18示出两个存储单元:存储单元1802,存储单元1802位于远离感测电路1810的块中;以及存储单元1804,存储单元1804位于感测电路1810附近。在一个实施例中,感测电路1810是感测模块480 (参见图4)的全部或一部分。每个存储单元具有附接至公共位线的漏极以及连接至其自己的负载(分别为1806和1808)的源极。位线延续至公共感测电路1810。位线与感测电路1810连接的节点处的电压为Vbl0存储单元1804的漏极处的电压为Vbl+ Δ Vbl (勿与上面的‘ Δ ’混淆),Vbl+ Δ Vbl可忽略地大于Vbl。然而,电阻器Rbl表示由远处存储单元1802所看到的电阻与由邻近存储单元1804所看到的电阻的差异。因而,由于由存储单元所看到的电阻的差异,当远处存储单元1802导电时,远处存储单元1802汲取的电流Icell经过Rbl。因为Icell流入晶体管的漏极,所以在存储单元1802的漏极处的电压比在存储单元1804的漏极处的电压小Icell与Rbl的乘积,或者在存储单元1802的漏极处的电压为Vbl+Λ Vbl_Icell*Rbl。由于诸如DIBL的物理效应,在两个存储单元之间的漏极电压上的显著差异导致图15所示的Icell-Vcg函数方面的差异。
[0105]图19A示出了从阵列200的一侧连接至位线的读/写电路230。图19A示出图18的示例如何纳入存储芯片的一般体系结构。在图19A中描绘的一个示例性布置中,所有位线连接至阵列底部处的(读/写电路230中的)感测模块480。也可以使用其他布置,例如,所有位线可以连接至置于阵列顶部上的读/写电路中的感测模块。
[0106]图19A的布置具有的一个问题是:从感测模块至被选择用于感测的字线(因此,至被选择用于感测的存储单元)的位线的线长度基于被选择用于读取的存储单元在存储阵列200中的位置而变化。因为不同的存储单元将具有至感测模块的不同的位线长度并且位线电阻是基于位线的长度的,所以存储单元可能会由于不同的位线电阻而经历不同的电压降。上面已经在图18中描述了该现象。
[0107]为了从存储单元读取数据,使与位线通信的(位于感测模块480的感测电路系统470中的)电荷存储器件预充电至适于读取存储单元的电压。如果感测模块远离存储单元,则如图15至图18所示,对于给定的选通时间,必须降低预充电电压,使得通过存储单元的较低的电流将使电荷存储器件上的电压减小至给定的最终值。替选地,对于给定的预充电电压,可以增加选通时间,使得通过存储单元的较低的电流将使电荷存储器件上的电压减小至相同的最终值。
[0108]如果被选择用于读取的字线接近阵列200的底部,则如图15至图18所示,对于给定的选通时间,必须增加预充电电压,使得通过存储单元的较高的电流将使电荷存储器件上的电压减小至给定的最终值。替选地,对于给定的预充电电压,可以减小选通时间,使得通过存储单元的较高的电流将使电荷存储器件上的电压减小至给定的最终值。如果所有感测模块480均被调整成提供相同的预充电电压,则当一些存储单元(通常是距感测模块480较远的那些存储单元)被选择用于感测时,在阵列200底部处的读/写电路230中的感测模块480要施加比需要的电压大的电压。如上所讨论地,期望减小位线电压。因此,所公开的技术的一个实施例将使感测模块480基于所选字线(因此,所选存储单元)距离各自的感测模块的距离来将其电荷存储器件预充电至各自位线上的不同电压。另一实施例不改变电荷存储器件被充电至其的预充电电压,而是基于所选字线(因此,所选存储单元)距各自感测模块的距离来改变选通时间,使得电荷存储器件达到相同的最终电压而不管由所选存储单元汲取的电流如何。
[0109]在一个实施例中,控制电路系统220可以计算所选字线距离读/写电路230的距离并且相应地设置参数758。一个替选方案是:控制电路系统220具有将参数值(诸如预充电电压或选通时间)与字线位置相关联的表,使得控制电路系统220不需要浪费时间来计算距离。
[0110]在另一实施例中,可以将存储阵列200分成区段。在一个实现中,每个区段包括一个或更多个块。例如,可以将具有2000个块的阵列分组成10个区段,每个区段具有200个块。可以使用其他分组方式。每个区段可以与以下参数相关联:指定用于与连接至读/写电路230位线通信的电荷存储器件的预充电电压(和/或选通时间)的参数;以及/或者指定用于连接至读/写电路230的位线的位线电压的参数。在一个实施例中,控制电路系统220针对每个区段存储参数值的表。因此,已知字线或存储单元的位置使得能够确定用于各自的电荷存储器件的适当的预充电电压。也可以使用用于计算参数的其他方法。例如,可以基于区段、块或字线位置以及基于距离的其他数据/度量来选择适当的参数。
[0111]图19B示出了从阵列200的底部连接至位线的读/写电路230A以及从阵列200的顶部连接至位线的读/写电路230B。图19B示出图18的示例可以如何纳入存储芯片的一般体系结构,作为图19A的一个可能的替选方案。在图19B描绘的一个示例性布置中,两个连续位线连接至阵列底部(读/写电路230A中)的感测模块480,接下来的两个连续位线连接至阵列顶部(读/写电路230B中)的感测模块480,接下来的两个连续位线连接至阵列底部(读/写电路230A中)的感测模块480,接下来的两个连续位线连接至阵列顶部(读/写电路230B中)的感测模块480,等等。也可以使用其他布置,例如,可以在顶部/底部将八个(或另一数目)连续位线分为一组。
[0112]使感测模块中的一些感测模块处于阵列的顶部而使其他感测模块位于阵列的底部具有的一个问题是:从感测模块至被选择用于感测的字线(因此,至被选择用于感测的存储单元)的位线的线长度基于感测模块处于顶部还是处于底部而不同。因为不同的存储单元将具有至感测模块的不同的位线长度并且位线电阻基于位线的长度,所以存储单元可能由于不同的位线电阻而经历不同的电压降。
[0113]为了从存储单元读取数据,将与位线通信的(位于感测模块480的感测电路系统470中的)电荷存储器件预充电至适于读取存储单元的电压。如果感测模块远离存储单元,则如图15至图18所示,对于给定的选通时间,必须降低预充电电压,使得通过存储单元的较低的电流将使电荷存储器件上的电压减小至给定的最终值。替选地,对于给定的预充电电压,可以增加选通时间,使得通过存储单元的较低的电流将使电荷存储器件上的电压减小至相同的最终值。
[0114]如果被选择用于读取的字线接近阵列200的底部,则如图15至图18所示,对于给定的选通时间,必须增加预充电电压,使得通过存储单元的较高的电流将使电荷存储器件上的电压减小至给定的最终值。替选地,对于给定的预充电电压,可以减小选通时间,使得通过存储单元的较高的电流将使电荷存储器件上的电压减小至给定的最终值。如果所有感测模块480均被调整成提供相同的预充电电压,则预充电电压必须足够大以考虑与阵列200的顶部的读/写电路230B中的感测模块480相连的存储单元的较大的电压降(如图18所示)。该情况使得在阵列200的底部的读/写电路230A中的感测模块480能够施加比需要的电压大的电压。如上所讨论地,期望减小位线电压。因此,所公开的技术的一个实施例将使感测模块480基于所选字线(因此,所选存储单元)距离各自感测模块的距离来将其电荷存储器件同时预充电至各自位线上的不同电压。另一实施例不改变电荷存储器件被充电至其的预充电电压,而是基于所选字线(因此,所选存储单元)距离各自感测模块的距离来改变选通时间,使得电荷存储器件达到相同的最终电压而不管由所选存储单元汲取的电流如何。
[0115]在一个替选方案中,DAC 750和DAC 760 二者可以读取相同的参数并且基于该一个参数来确定他们的输出电压。例如,参数可以指示哪个DAC应当产生较高(或较低)的电压输出。
[0116]在一个实施例中,控制电路系统220可以计算所选字线距离读/写电路230A和读/写电路230B的距离并且相应地设置参数752和参数762。一个替选方案是:控制电路系统220具有将参数值(诸如预充电电压或选通时间)与字线位置相关联的表,使得控制电路系统220不需要浪费时间计算距离。
[0117]在另一实施例中,可以将存储阵列220分成区段。在一个实现中,每个区段包括一个或更多个块。例如,可以将具有2000个块的阵列分组成10个区段,每个区段两百个块。可以使用其他分组方式。每个区段可以与以下参数相关联:指定用于与连接至读/写电路230A/230B的位线通信的电荷存储器件的预充电电压(和/或选通时间)的参数;以及/或者指定用于连接至读/写电路230A/230B的位线的位线电压的参数。在一个实施例中,控制电路系统220针对每个区段存储参数值的表。因此,已知字线或存储单元的位置使得能够确定用于各自的电荷存储器件的适当的预充电电压。也可以使用用于计算参数的其他方法。例如,可以基于区段、块或字线位置以及基于距离的其他数据/度量来选择适当的参数。
[0118]在将八个连续位线连接至阵列的顶部的感测模块、将接下来的八个连续位线连接至阵列的底部的感测模块等等的存储阵列中,可能期望的是:为具有连接至阵列的同一侧的两个相邻位线的位线提供特定的位线电压;以及,向具有连接至阵列的不同侧的相邻位线的位线(边界位线)提供不同的位线电压。阵列的每侧将具有两个DAC以提供不同的电压。该布置被实现成对位线至位线的电容耦合进行补偿,其中,位线至位线的电容耦合将影响边界位线的电压。具有连接至阵列的不同侧的相邻位线的位线需要较高的位线电压以对位线至位线的电容耦合进行补偿。使较大组的连续位线连接至同一侧将减小具有连接至阵列的不同侧的相邻位线的位线的数目,从而使较多的位线具有较低的电压。在一些替选方案中,感测模块可以被置于多于两个的位置,因此需要施加多于两个的位线电压。然而,在一些实施例中,系统等候位线充电足够长时间,使得与寄生电容(特别是相邻位线之间的电容耦合)相关联的阻容(RC)延迟可忽略,因而所需最终位线电压仅依赖于诸如位线电阻的参数。
[0119]图20为描绘感测电路系统470 (参见图4)中的部件的子集的一个示例的框图,其中,感测电路系统470转而包含在用于下述实施例的感测模块480(参见图19)中:在该实施例中,测试在验证操作期间非易失性存储元件是否具有至少特定阈值电压包括调节正在感测的电流水平。
[0120]图20示出与位线连接电路602、预充电电路604和结果检测电路606通信的电荷存储器件600 (电荷存储器件600可以是电容器或者其他类型的存储器件)。位线连接电路与位线通信。结果检测电路606与(以上所讨论的)状态机和选通计时电路608通信。在一个实施例中,选通时间确定电路610接收来自状态机的输入。选通时间确定电路610的输出被提供至选通计时电路608。基于感测电路系统是否正在测试非易失性存储元件是否具有至少阈值电压Vread、Vf或Vint以及当前被感测的存储单元相对于感测电路的位置,选通时间确定电路610将确定用于使电荷存储器件600能够通过位线和所选存储单元耗散其电荷的选通时间。该确定的选通时间被提供至选通计时电路608,选通计时电路608将在电荷存储器件600放电时跟踪流逝的时间并且在选通时间已经流逝时向结果检测电路606指示。在一些实施例中,省去选通时间确定电路610,而预先确定选通时间。
[0121 ] 位线连接电路602用于将电荷存储器件600连接至位线以及使电荷存储器件600从位线断开。预充电电路604用于将电荷存储器件600预充电至预定电压。如下所述,有时需要调节电荷存储器件600被充电至其的预定电压。在一个实施例中,状态机能够与预充电电路604通信,使得状态机可以控制预充电电路604将电荷存储器件600设置成的电压。状态机可以控制电荷存储器件600的预充电电压的一个方法是向预充电电路604发送数字信号,预充电电路然后可以通过数模转换器(DAC)612将该数字信号转换成模拟电压值。一些实施例省略预充电电路然后可以通过数模转换器612。在对电荷存储器件600进行预充电之后,位线连接电路602将电荷存储器件600连接至位线并且使电荷存储器件能够通过位线和所选存储单元耗散其电荷。在选通时间流逝之后,选通计时电路608将向结果检测电路606告警选通时间已经流逝,并且结果检测电路606将感测:响应于存储器件600放电,预定电流是否流过所选存储单元。在一个实施例中,结果检测电路606将在选通时间结束时测试电荷存储器件600的电压并且将所测试的电压与预充电电压进行比较。电荷存储器件600的电压改变可以用于计算与由正在被感测的存储单元所传导的电流有关的信息。如果电压改变大于特定的预定值,则结论是通过存储单元的电流大于正在被感测的电流。
[0122]图20A为描绘用于感测非易失性存储元件的处理的一个实施例的流程图。可以在验证操作或读取操作期间执行图20A的处理,因而图20A的处理是图11的步骤574或图6的步骤526的一个示例性实现。在图20A的步骤2000中,系统获得关于正在被感测的存储单元的位置的信息。在一个实施例中,该信息与正在被感测的存储单元相对于其各自的感测电路的位置(例如,从存储单元至感测放大器的距离)有关。在一个实施例中,关于正在被感测的存储单元的位置的信息包括正在被感测的非易失性存储单元的块地址或者可以(完全地或部分地)基于正在被感测的非易失性存储单元的块地址。在又一实施例中,关于正在被感测的存储单元的位置的信息包括连接到正在被感测的存储单元的字线的地址(除了块地址以外或者代替块地址),或者基于连接至正在被感测的存储单元的字线的地址(除了块地址以外或者代替块地址)。一旦系统获得关于正在被感测的存储单元的位置的信息,则在步骤2002中,系统使用该信息来确定一个或更多个感测参数,其中,将根据该一个或更多个感测参数来进行感测操作。在一个实施例中,该感测参数为将对存储单元进行感测的持续时间(即选通时间)。在另一实施例中,该感测参数为感测电路中的电荷存储器件将被预充电至其的电压。在一些实施例中,还可以使用除了与正在感测的存储单元的位置有关的信息以外的信息来确定感测参数。
[0123]在步骤2004中,系统对感测电路中的电荷存储器件预充电。在一个实施例中,该电荷存储器件包括一个或更多个电容器。在一个实施例中,电荷存储器件被充电至其的电压是预先确定的。在另一实施例中,如上所说明地,电荷存储器件被充电至其的电压是在步骤2002中由系统确定的。在步骤2006中,在保持正在被感测的存储单元所连接的位线上的恒定电压水平的同时,系统向正在被感测的存储单元施加参考信号。在一个实施例中,该参考信号为施加于NAND闪速存储单元的控制栅的电压。在另一实施例中,当系统正在针对这些电压值来感测相应的数据状态时,在读取操作期间该电压(参考图8)可以取值Vrl至Vr7或者在验证操作期间该电压可以取值Vvl至Vv7。通常,如果施加于控制栅的电压大于存储单元的阈值电压,则电流将流过存储单元的沟道以及该存储单元所连接的位线,从而从在步骤2004中被预充电的电荷存储器件耗散电荷。在将参考信号施加于存储单元之后,系统在继续进行之前等待一定持续时间。在一个实施例中,该持续时间是预先确定的。在另一实施例中,如上所说明地,该持续时间在步骤2002中由系统确定。在步骤2008中,系统对响应于参考信号被施加于存储单元而由存储单元在上述持续时间期间传导的电流是否超过预定值进行感测。在一个实施例中,对由存储单元在给定持续时间(选通时间)期间传导的电流进行感测包括对在步骤2004中被预充电的电荷存储器件的电压改变进行感测。更多细节将在下面提供。
[0124]图21为描绘用于在编程处理期间执行验证的处理的一个实施例的流程图。图21中描绘的方法为图20A的方法的一个示例性实现或者为图11的步骤574和步骤576的一个示例性实现。在图21的步骤2100中,系统确定编程正在被验证的存储单元的位置。在一个实施例中,参考图19,系统确定正在被验证的存储单元的块相对于感测电路470的定位。在另一实施例中,系统确定与正在被验证的存储单元相连的字线的位置。在步骤2102中,系统使用在步骤2100中获得信息来确定感测电路中的电荷存储器件被预充电至其的电压。在一个实施例中,该预充电电压依赖于以下二者:正在被验证的存储单元的位置;以及针对其正在验证存储单元的数据状态。例如,在一些情况下,对于给定的存储单元,在Vvl (参见图8)被施加于控制栅时通过存储单元的电流与在Vv2至Vv7中的一个或更多个被施加于存储单元时通过存储单元的电流可能会足够显著地不同,使得感测电路中的电荷存储器件被预充电至其的电压可能必须相应地变化。在步骤2104中,系统使感测电路中的电荷存储器件预充电至步骤2102中确定的电压。
[0125]在步骤2106中,对于正在被验证的数据状态,系统将适当的验证电压施加于存储单元所连接的字线,将存储单元所连接的位线的电压水平保持在恒定值处。例如(参照图8),如果系统正在验证存储单元是否已经被正确地编程至S7,则在步骤2106中,系统将Vv7施加于与正在被验证的存储单元的控制栅相连的字线。在步骤2108中,当在步骤2106期间将验证电压施加于存储单元的控制栅时并且在保持位线电压恒定时,系统对流过正在被验证的存储单元的电流进行感测。如上所述,在一个实施例中,对该电流进行感测可能涉及:对在步骤2104中被预充电的电荷存储器件上的电压改变进行感测以及对该电压改变是否超过预定量进行感测。对于该实施例,所感测的电压改变依赖于在步骤2102中确定的预充电电压,并且因此依赖于正在被验证的存储单元的位置。系统可以通过测试电荷存储器件在选通时间之后的电压来对电荷存储器件的电压改变进行测试。如果电荷存储器件的电压在参考以下,则假定通过存储单元的电流大于参考电流;因此,所测试的参考电压(Vv)大于或等于存储单元的阈值电压(步骤2110)并且验证处理未通过(步骤2112)。如果电荷存储器件的电压不在参考以下,则假定通过存储单元的电流不大于参考电流;因此,所测试的参考电压(Vv)小于存储单元的阈值电压(步骤2110)并且验证处理通过(步骤2114)。
[0126]图22为描绘用于在编程处理期间执行验证的处理的一个实施例的流程图。图22中描绘的方法为图20A的方法的一个示例性实现或者为图11的步骤574和步骤576的一个示例性实现。在图22的步骤2200中,系统确定编程正在被验证的存储单元的位置。在一个实施例中,参照图19,系统确定正在被验证的存储单元的块相对于感测模块(多个感测模块)480的定位。在另一实施例中,系统确定与正在被验证的存储单
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