[发明专利]能储存高密度资料的高性能快闪存储器装置

说明书

技术领域

本发明大体上系关于非易失性存储器装置，且具体而言，本发明系关于改善与非易失性存储器装置相关联的操作。

背景技术

闪存(flash memory)为非易失性半导体存储器装置的常见类型。非易失性系指当电源切断时维持着储存之资料。由于闪存为非易失性，故其常作为功耗状态掌握的应用(power conscious application)，例如电池供电的手机(cellular phone)、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)，及可携式大容量储存装置(portable mass storage device)例如记忆棒(memory stick)。

快闪存储器装置典型包括多个形成于基板或在基板内的单独组件。例如，闪存可包括一个或更高密度的核心区域及形成于单一基板上的低密度外围部分。该高密度核心区域典型地包括个别可寻址且大致上相同的浮闸式存储器单元之阵列。该低密度外围部分可包括输入/输出(I/O)电路、选择地寻址该个别单元的电路(例如用来将所选单元的源极、栅极和漏极连接至预定电压或阻抗以激活该单元的指定操作(例如编程、读取及抹除)的译码器)及电压调节与供应电路。

在习知的闪存架构中，该核心区域内之存储器单元系一起耦接在一个电路组态内，其中各存储器单元具有漏极、源极和堆栈栅极。在操作时，存储器单元可由该外围部分电路寻址以执行该存储器单元之譬如读取、抹除及编程的功能。

闪存典型地包括两种不同类型：NOR闪存及NAND闪存。一般而言，习知的NOR闪存被认为是码等级(code-level)的内存，而NAND闪存被认为是资料等级(data-level)的内存。具体而言，NOR闪存典型地配置以提供非常可靠的储存环境，且进一步能够快速并随机读取该装置中之各存储器单元。这是藉由提供个别接触给该装置中之各单元而达成。该NOR架构之可靠性及随机存取特性使得NOR闪存特别适合码储存(code storage)，例如手提电话(mobile phone)及机上盒(set top box)操作系统等。不幸的是，习知的NOR快闪存储器单元之该单独可寻址特性倾向于限制该单元在编程及抹除时之速度，并限制了该装置尺寸的快速缩小。典型的NOR快闪存储器装置具有每秒0.4百万位组(MB/s)量级的编程速率及0.3MB/s量级的抹除速率。

另一方面，NAND闪存配置以能对储存其中的资料进行串行存取或以页为基础的存取(page-based access)。这是藉由将存储器单元彼此链接并只提供给一个群或页的该等单元存取而达成。这个架构具有能缩小装置尺寸并提供快速写入次数的优点。然而，由于各单元并非单独可寻址，则NAND装置一般被认为较不可靠，并因而比码储存更适合作为资料储存。典型的NAND快闪存储器装置具有8MB/s量级的编程速率及60MB/s量级的抹除速率。

发明内容

本发明之一个态样系针对一种用于编程包含存储器单元之阵列的非易失性存储器阵列的方法，其中各存储器单元包含基板、控制栅极、电荷储存组件、源极区域和漏极区域。该方法包含接收含有将在该阵列中被编程之预定数量位的编程窗，及判定该预定数量之位中哪几个位将在该存储器阵列中被编程。该预定数量之位系同时被编程至该阵列中之对应的存储器单元。该阵列中之该预定数量之位之编程状态系同时被验证。

另一态样系针对一种包含至少一个非易失性存储器单元之阵列的存储器装置。电压供应组件配置以产生用于同时编程复数个该存储器单元的编程电压，该电压供应组件可包含高压泵或直流变换器(DC-to-DC converter)。

又一态样系针对一种包含具有至少一个非易失性存储器单元之阵列的核心阵列的存储器装置。该至少一个阵列可包含各连接至复数个该存储器单元之源极或漏极区域的复数条位线，及与该位线正交的复数条字符线，各字符线系连接至复数个该存储器单元之栅极区域。复数个感测放大器系可操作上连接至该复数条位线以用于感测连接至该位线之存储器单元的临限电压。高压供应组件可配置以产生用于同时编程复数个该存储器单元的编程电压，该高压供应组件包括直流变换器。控制逻辑可配置以接收含有将在该至少一个阵列中被编程之预定数量之位的编程窗，及决定该预定数量之位中哪几个位将在该存储器阵列中被编程。控制逻辑可配置以预先充电与该预定数量之位相关联的位线。控制逻辑可配置以同时编程该预定数量之位至该阵列中对应的存储器单元。控制逻辑可配置以同时验证该阵列中之该预定数量位之编程状态。

附图说明