专利名称：存储器单元的制作方法
技术领域：
本发明的实施例总体上涉及存储器单元。
技术背景读又非易失性存储器(NVM)或闪存阵列的存储器单元的状态 要经历所谓的"邻近效应(neighbor effect )"。当读出存储器单元的 状态(源侧读耳又或漏侧读耳又)时，电流通过邻近的存^f诸器单元^皮汲 取，这将显著地改变所读出的电流。
本领域技术人员通过正如附图中所示出的以下本发明示范性实 施例的详细描述将4艮容易理解本发明的特4i和优点，在附图中图1示出了存储器电路的示范性实施例的简化框图；图2示出了在读出存储器单元期间的等效存储器电路的细节的 简化框图；图3示出了单个存储器单元的编程/擦除状态；以及图4和图5示出了同时读出的多个存储器单元的编程A察除状态。
具体实施方式
在下面的详细i兌明和在附图的多个图中，相同的部刊使用相同 的标记标识。图1示出了存储器电路l的示范性实施例的简化框图。在该示 范性实施例中，电路1可包括读出放大器2、存储器单元4的阵列散3、 行解码器5、列解码器6和处理器7。存储器单元4的阵列3可包括 连接至共字线9的存储器单元4的行8和连接至共位线11的存储器 单元4的列10。行解码器5和列解码器6可#1设置为有选择地为特 定的字线9和位线11通电，以对存储器单元4进行编程和/或读出。
在示范性实施例中，读出放大器2可读出存储器单元4的编程 状态(例如，编程或4寮除)。读出放大器2可提供(例如生成)表示 读出存储器单元4的编程状态的数据信号14(例如电压)。处理器7 可包括诸如软件或固件的编程模块13,用于控制读出放大器2以读 出特定存储器单元4,并用于处理读出放大器2提供的数据信号14。 处理器7可生成表示所读出的存储器单元或多个存储器单元4的编 程状态的二进制数据15。
图2示出了在读出多个12存储器单元4期间的等效存储器电 路l的细节的简化框图。在示范性实施例中，多于一个的存储器单 元，例如存储器单元4a和4b，可被同时读出。读出方文大器2可才是 供读出电压(VBLR),以及选择(底部)晶体管16通过位线llc 可将读出电压连^^妄到共漏才及D (这是在漏侧读出的情况下，或者在 源侧读出的情况下连接到共源才及)。在示范性实施例中，读出电压 (VBLR )可在将要读出的存储器单元的地址的解码完成之后被提 供。在示范性实施例中，读出电压(VBLR)可被提供，从而使得 其在位线预充电和读取阶段是稳定的。
字线9a可被耦合至将被读出的每个存储器单元4a和4b的栅 极。存储器单元的源侧S(在漏侧读出的情况下，在源侧读出的情 况下，是漏侧D)可被耦合至读出放大器2,以经由选择(顶部) 晶体管17通过位线lla和lib读出。在示范性实施例中，电流Ia和Ib可^皮创建，电流幅度对应于 存^f诸器单元4a和4b的编禾呈或纟察除状态。电流Ia和Ib可合并作为 一电流I (a+b)被读出。在示范性实施例中，电流I (a+b)的幅度 可对应于多个12存储器单元4的编程状态，例如，对应于存储器单 元4a和4b的编程状态。在示范性实施例中，多个12存储器单元4中的若干个可用的编的最大电流窗。该窗可以是一个存储器状态(编程或擦除)的目标 电流范围和邻近存储器状态的目标电流范围的理想差。例如，图3示出了单个的存储器单元的已编程/已擦除状态之间 的窗20,其中单个两状态存々者器单元#1自己读出。窗20可^皮定义 为两个分布状态PROGRAM (编程)和ERASE (擦除)之间的最 小距离，也就是最大编程电流和最小擦除电流之间的距离。存储器 单元的编程状态可if又决于在编程期间单元如何;波编程。编程状态电 流范围和擦除状态电流范围之间的差可以为约20 |^A。从而，在示 范性实施例中，窗可以为约20fiA。在示范性实施例中，窗20的大小可通过处理固定，以避免过编 程单元或过擦除单元。例如，窗20依赖于总电流和根据读出电路、 读出电压和其他处理参凄t和物理限制的两个状态之间可能的差，其 中总电流可以存储器单元的特定物理i殳计^皮储存。在示范性实施例 中，用于系统的最大一单元窗和/或窗的大小可通过#察除/编^^周期的 最大数量确定，和/或通过例如与4察除时间、编程时间、计算过程中
的电流消库c、系统中的电压相关的系统性能确定，和/或通过阵列效 应确定。在示范性实施例中，单独读出的每个存储器单元可储存一个数 据位。然而，单独地读出每个存储器单元会经历所谓的"邻近步文应，，， 其中，在读出过程期间，至少部分地由于跨过邻近单元的电压差的 存在，电流从存储器单元向邻近的存储器单元泄露。电流的损失会 导致对储存在存储器单元中的数据的不精确读取。但是， 一次读取 超过一个的存储器单元会提供较大的最大电流窗，这允许对多于一 个的数据位进行同时的储存和读出。图4示出了在同时读出多个(例如两个)存々者器单元4a、 4b (图2)的情况下可用的擦除状态(El、 E2)和编程状态(Pl、 P2) 的示范性实施例。在示范性实施例中，由同时读出的多个存储器单 元可用的最大窗21可在用于读出一个单元的窗20 (图3 )之上增加 约2xn倍，其中2xn是被同时读出的单元的数量。例如，如果两 个单元(n=l)净皮同时读出，和窗20的大小相比，最大窗21的大 小几乎为两倍，以及如果四个单元(n二2) ^皮同时读出，最大窗21 的大小几乎为窗20的四倍。这是因为储存在多个单元中的总电荷或 电流可以为大约等于储存在一个单元中的电荷或电流乘以单元的总 数目。然而，特定处理或系统的用于区分两个状态之间的能力可保 持相同。结果， 一次读出超过一个存储器单元的存储器电路可利用 将#皮储存在多个单元中的和能够乂人所组合的单元读出多于一个的凝: 据位。例如，当同时读出两个存4诸器单元时，最大窗可几乎为两4咅。在示范性实施例中，处理过程可允^H夸爿犬态之间的电流窗22 i殳置在约13nA处。在示范性实施例中，最大窗21允许高达2xn 个(例如4个)不同的编禾呈一犬态(Pl、 P2、 E1及E2)。在示范性实 施例中，我们将这些状态标记为Pl、 P2、 El及E2，其中Pl为第 一编程状态，P2为第二编程状态，El为第一"t察除状态，以及E2为第二擦除状态。为了进行比较，图4用虚线示出了用于单个存储器 单元的l察除/编程状态和窗(与图3对比)。图5示出了用于两个^皮同时读出的存^f诸器单元的编程/擦除状 态的示范性实施例。两个单元的同时读出可具有四个编禾呈/4察除状 态，换言之，具有两个信息位。在示范性实施例中，总状态的数目 与可能用来分别读出每个存储器单元的信息位的数目相同。在示范 性实施例中，和存^f诸器单元一次^皮读出两个的其它实施例相比，这 样会增加存储器空间的效率，但仅用 一个信息位对每个存储器对进 4亍编程。再次参看图1，在示范性实施例中，读出》文大器2读出电流Ia 和Ib (图2 )并提供(例如生成)对应于读出的存储器单元4a、 4b (图2)的编程状态(Pl、 P2、 El、 E2)(图5)的邀:据信号14。 数据信号14可以是例如输出电压(Vout)。电压的幅度对应于从多 个12 (图2)刚刚读出的存储器单元读出的编程/擦除状态。处理器 7可包括诸如软件或固件的编程模块13,用于处理读出放大器2提 供的数据信号14。在示范性实施例中，处理器7可4是供对应于所读 出的存储器单元的编程/擦除状态的二进制数据15。例如，处理器7 可提供用于一个读出操作的两个信息位，其中读出操作涉及同时读 出两个存储器单元。处理器7可提供和为任意给定操作所读出的存 储器单元一样多的信息位。在示范性实施例中，例如，二进制数据 11、 10、 01、 00可分别对应于编程状态P1、 P2、 El、 E2。在示范性实施例中， 一次读出多个(例如两个)存储器单元可 才是供对由于所谓的"邻近效应"而产生的电流损失的一些补偿。"邻当位线净皮充电以供读出时，电流可通过邻近的单元泄露。 在一些实施例中，"邻近效应"可至少部分地通过同时读出两个 存储器单元而在所同时读出的存储器单元对中仅储存一个信息位被 补偿。然而，使用两个存储器单元仅储存一个信息位会导致使用存 储器阵列的较低效率。在将^皮同时读出的多个存储器单元中储存和 读出多于一个的信息位可以至少部分地补偿所谓的"邻近效应"，同 时提供在4吏用用来存储信息的阵列的物理空间方面的4是高的有效 性。在其他实施例中，可使用残留放电/充电来补偿"邻近效应"。 换言之，邻近的单元可纟皮偏压到与^皮至少为用来读出单元电流的一 侧读出的单元相同的电平。残留放电/充电的使用可导致在增加功率 消耗(由于所有的全局位线不得不被放电/充电，先前使用的全局位 线也》文电/充电)和存取时间(例如，由于才乘作不4寻不在每次读操:作 之前被执行并且不得不被做好)方面的一些努力。示范性实施例允许至少部分地消除来自 一个或多个邻近单元的干扰。而在常^见的存储器单元阵列中，开销大的排序(expensive sequences )(相对于时间和/或电流而言)不4寻不在开始读阶革殳之前 被执行，而对于使用本发明的实施例来说，这不再需要。根据一些实施例，提供了存储器单元概念，包括从两个邻近单 元或多个并4亍的两个邻近单元(2xn个单元)读出电流，4吏用单元 中的两条(或全部)位线。这样允许容易地实现存储器架构中的多 级概念。才艮才居一些实施例，多于一个的存^f诸器单元(例如，两个单元或 2xn个单元)的电流可被并行读取，从而，与在单存储器单元中获 得的标准窗相比，增加了编程状态电流分布和纟察除状态电流分布之 间的最大窗。根据一些实施例，增加的最大窗可允许导入在编程状 态电流分布和"t察除状态电流分布之间的子分布。例如，当同时读耳又
两个单元时，最大窗(也就是2-单元编禾呈分布和2-单元#察除分布之 间的窗)和标准窗相比可以几乎是两倍。这就允许在编程状态电流 分布和〗察除状态电流分布之间的子分布的导入，乂人而^f吏得可以获得 多个分布(多于两个)。例如，两个额外子分布可净皮导入以佳:;得总婆: 目为4个的分布(与图4中的分布Pl、 P2、 El、和E2相比)。通 过这种方式，每对单元可获得四个级，也就是两个信息位。根据其 他实施例，通过导入额外的子分布来4诸存多于两个的位。才艮据一些实施例，多个单元(a couple of cells )可4皮以和单个 标准多i及单元类似、的方式《吏用。例如，多个具有四个分布(例如， 图4所示的分布P1、 P2、 El、及E2)单元可^皮用作具有四个不同 级的多级单元。才艮4居一些实施例，多个单元(例如，两个邻近单元或多个两个 邻近单元)可4皮并行编程。例如，才艮据一个实施例，两个邻近单元 可被并行编程。这样可减少约一半的编程时间，原因在于，两个单 元(而非4又4又一个单元)可^皮用相同的编程脉冲编程。尽管前述涉及本发明的示范性实施例，然而，本发明的其它和 进一步实施例可#1导出，而不偏离本发明的基本范围。
权利要求
1.一种读存储器的方法，所述方法包括同时读出多个存储器单元；提供对应于多个编程状态之一的数据信号，其中所述多个编程状态包括比所述多个存储器单元中的若干个存储器单元多的若干个编程状态；以及处理所述数据信号并提供表示所述数据信号的二进制数据，其中所述二进制数据包括数目与所述若干个存储器单元相等的若干个信息位。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个存储器单元中的所 述若干个存储器单元为两个。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述多个编程状态包括等于 编程状态。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个编程状态包括等于 所述多个存储器单元中的若干个存储器单元的两倍的若干个 编程状态。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个编程状态包括等于 所述多个存储器单元中的若干个存储器单元的二次方的若干 个编禾呈状态。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中同时读出所述多个存储器单 元包括向存储器单元对的共漏极提供读出电压，还包括读出总 电流，其中所述总电流具有对应于所述多个编程状态中之一的 幅度。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中读出所述多个存储器单元包 括将相应的位线从所述存储器单元对的每个的相应源极耦合 到读出放大器。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中同时读出所述多个存储器单 元包括同时读出多个非易失性存储器单元。
9. 一种存储器电路，包括读出放大器，^皮设置以有选择地将读出电压耦合至存储器 单元对所共享的共位线，并有选择地将单独的读出位线耦合至 所述存储器单元对的每个存储器单元，以读出从响应于所述读 出电压的所述存储器单元对释放的总电流，所述总电流表示至 少四个编程状态中的一个编禾呈状态，并纟是供表示所述至少四个 编程状态中的所述一个编程状态的凌t据信号；以及处理器，用于处理所述^t据信号，并提供对应于表示所述 至少四个编程状态中的所述一个编程状态的至少两个数据位 的二进制lt据。
10. 根据权利要求9所述的存储器电路，其中所述共位线被耦合至 所述存储器单元对中每个所共享的漏极，以及所述单独的读出
11. 根据权利要求9所述的存储器电路，其中所述存储器单元对包 括非易失性存储器单元。
12. 根据权利要求9所述的存储器电路，其中所述存储器单元对被 以行和列的阵列设置，每条读出位线至少部分地沿列延伸。
13. 根据权利要求12所述的存储器电路，进一步包括多条字线， 每条字线沿所述阵列的行耦合至存储器单元。
14. 根据权利要求12所述的存储器电路，进一步包括耦合至所述 阵列的行解码器和耦合至所述阵列的列解码器。
15. —种存储器电路，包括以行和列设置的非易失性存储器单元阵列； 耦合至所述阵列的行解码器； 耦合至所述阵列的列解码器；耦合至所述阵列的读出放大器，所述读出放大器被设置以 有选择地将读出电压耦合至存储器单元对所共享的共位线，并 有选择地将单独的读出位线耦合至所述存4渚器单元对的每个 存储器单元，以读出从响应于所述读出电压的所述存储器单元 对释放的总电流，所述总电流表示至少四个编程状态中的一个 编程状态，并提供表示所述至少四个编程状态中的所述一个编 程状态的数据信号；以及处理器，用于处理所述数据信号，并4是供对应于表示所述 至少四个编禾呈状态中的所述一个编禾呈;]犬态的至少两个凄t纟居^立 的二进制数据。
16. 根据权利要求15所述的存储器电路，其中所述共位线被耦合 至所述存4诸器单元对中的每个所共享的漏才及，以及所述单独的
全文摘要
一种读存储器的方法，包括同时读出多个存储器单元以及提供对应于多个编程状态之一的数据信号。多个编程状态包括比所述多个存储器单元中的若干个存储器单元多的若干个编程状态。数据信号被处理，提供表示所述数据信号的二进制数据。其中二进制数据包括与若干个存储器单元等同的若干个信息位。
文档编号G11C16/06GK101159166SQ200710164180
公开日2008年4月9日 申请日期2007年10月8日 优先权日2006年10月6日
发明者G·库拉托洛, R·斯罗维克 申请人:奇梦达闪存有限责任公司