[发明专利]能够降低耦合效应的存储单元编程方法

说明书

本非临时性专利申请要求于2006年12月28日在韩国知识产权局提交的第10-2006-0136822号韩国专利申请的优先权，通过引用，其全部内容包含于此以资参考。

                         技术领域

本发明涉及一种存储单元(memory cell)编程方法。

                         背景技术

非易失性存储装置可以电擦除和编入(program)数据，而且即使在不提供电源电压的情况下也可以保存储存的数据。非易失性存储装置的示例是闪速存储器。

存储单元可以包括具有控制栅极、浮动栅极、源极和漏极的单元晶体管。可以使用Fowler-Nordheim(F-N)隧穿机制来编程或擦除单元晶体管。

单元晶体管的示例擦除操作可以通过将地电压施加到单元晶体管的控制栅极并且将高于电源电压的电压施加到半导体基底(或体)来执行。在擦除偏差(bias)情况下，在浮动栅极和基底之间的相对大的电压差会导致在它们之间的相对强的电场。结果，由于F-N隧穿，浮动栅极中的电子会释放到基底。这样，会降低擦除的单元晶体管的阈值电压。

在示例编程操作中，可以将高于电源电压的电压施加到控制栅极，并且可以将地电压施加到漏极、源极和基底。在编程偏差情况下，会通过F-N隧穿将电子注入到单元晶体管的浮动栅极。结果，会增大编程的单元晶体管的阈值电压。

图1是用于说明包括在非易失性存储装置中的存储单元的结构和操作的示图。

如图1中所示，可以将电子注入到包括在非易失性存储装置中的存储单元的浮动栅极FG。电子可被注入浮动栅极FG的状态被称为“编程状态”。电子可从浮动栅极FG被擦除的状态被称为“擦除状态”。

在编程状态中，浮动栅极FG的阈值电压可以高于大约“0”或为正值。在擦除状态中，浮动栅极FG的阈值电压可以低于“0”或为负值。

为了提高闪速存储器的密度，可以使用多层闪速存储器。在多层闪速存储器中，多个数据位(例如，多位数据)可以被存储在单个存储单元中。例如，多位数据(例如，两位或更多位)可以被存储在每个存储单元中。存储多位数据的存储单元被称为“多层单元(multi-level cell)”，存储单位数据的存储单元被称为“单层单元(single-level cell)”。多层单元可以利用两个或更多个阈值电压存储多位数据。阈值电压中的每个可以被包括在多个阈值电压的对应的阈值电压分布中。多层单元也可以具有对应于两个或更多个阈值电压分布的两个或更多个数据存储状态。将描述在多层闪速存储器的存储单元中存储2位数据的示例。然而，可以在多层闪速存储器的存储单元中存储三位或更多位数据。

存储2位数据的多层单元可以具有四种数据存储状态，例如，“11”、“01”、“10”和“00”。在这个示例中，“11”表示已擦除的状态，“01”、“10”和“00”表示已编程的状态。

四种数据存储状态可以对应多层单元的各个阈值电压分布。例如，如果多层单元的阈值电压分布为“VTH1-VTH2”、“VTH3-VTH4”、“VTH5-VTH6”和“VTH7-VTH8”，则数据存储状态“11”、“01”、“10”和“00”可以分别对应电压分布“VTH1-VTH2”、“VTH3-VTH4”、“VTH5-VTH6”和“VTH7-VTH8”。在这个示例中，根据阈值电压“11”、“01”、“10”和“00”，可以将2位数据存储在所述多层单元中。

图2是用于说明包括在非易失性存储装置中的多层单元的示例操作的示图。

图2示出了：擦除状态，其中，在多层单元的浮动栅极FG中没有电子；第一编程状态，其中，将第一部分电子注入到多层单元的浮动栅极FG中；第二编程状态，其中，将第二部分电子注入到多层单元的浮动栅极FG中；第三编程状态，其中，将数量相对较大的电子注入到多层单元的浮动栅极FG中。从擦除状态到第三编程状态，阈值电压会逐渐地增加。

图3示出了在图2中示出的传统的多层单元的多个阈值电压分布。

参照图3，传统的多层单元的16个阈值电压分布可以表示4位数据。16个阈值电压分布可以对应于4位码(code)的组合。