[发明专利]对多级非易失性存储器单元进行编程的方法和存储器装置

说明书

提供一种对多级非易失性存储器单元进行编程的方法和存储器装置。发明的方面包括一种存储器装置，所述存储器装置具有一个或多个存储器页，所述一个或多个存储器页包括均具有多个可编程的状态级的多个存储器单元。所述存储器装置包括存储器控制逻辑部分，存储器控制逻辑部分包括编程逻辑部分和页层重编程状态元数据。编程逻辑部分可根据页层重编程状态元数据对所述多个存储器单元进行编程。编程逻辑部分可根据页层重编程状态元数据，在所述多个存储器单元的连续的编程操作中，对所述多个存储器单元中的每个的第一状态级、第二状态级和第三状态级进行编程，而在编程操作期间或编程操作之间，不需要任何擦除操作或读取操作。

技术领域

本发明构思涉及一种半导体电路，更具体地讲，涉及一种在多级NAND单元中使用容量进行无擦除的重编程技术。

背景技术

NAND存储器单元是非易失性存储器类型的单元，非易失性存储器类型的单元即使从该单元移除电力之后仍存储信息。NAND单元通过电荷注入到晶体管的浮栅(这改变通常称为Vth的阈值电压)来存储数据值。一些种类的NAND存储器单元可同时存储多位信息。例如，单级单元(SLC)可仅存储表示两个状态级之一(即，逻辑0或1)的单个位，多级单元(MLC)可存储多个位。例如，MLC可存储表示逻辑上的0、1、2或3(可以以二进制码被表示为00、01、10和11)的四个状态级。三层单元(TLC)可存储表示逻辑0、1、2、3、4、5、6或7(可以以二进制码被表示为000、001、010、011、100、101、110和111)的八个状态级。

大多数传统的NAND装置每次在将新数据编程到单元中之前需要对存储器单元进行擦除。那些不需要针对每次编程进行擦除的NAND装置然而需要额外的读取，以在下次写入之前收集状态信息。额外的擦除和读取操作增加能耗。此外，擦除周期引起对存储器单元的劣化和额外的损耗，从而降低装置的寿命。

写入放大是传统NAND装置之中共同的另一问题。因为存储器单元每次在对数据值进行重编程之前对存储器单元进行擦除，执行这些操作的处理导致移动数据值不止一次。在一些情况下，对数据值进行重编程需要将存储器的已编程的部分读取、更新和写入到新的位置。有时存储器的不同部分必须被擦除并被重写以容纳新的数据写入。这些不同的部分可能比通常将要作为新数据被写入的部分要更大。这具有增加在NAND存储器装置的寿命内需要写入的次数的倍增效应。这样的数据搅动缩短了NAND存储器装置可以可靠操作的时间。

发明内容

发明构思可包括一种存储器装置，该存储器装置具有：一个或多个存储器页，所述一个或多个存储器页包括均具有多个可编程的状态级的多个存储器单元；存储器控制逻辑部，结合到所述一个或多个存储器页，存储器控制逻辑部包括编程逻辑部和页级重编程状态元数据。编程逻辑部被配置为：根据页级重编程状态元数据的第一值，在所述多个存储器单元的第一编程中，对所述多个存储器单元中的每个存储器单元的与2的第1次幂至第N次幂中的一个或多个相关联的第一状态级进行编程。编程逻辑部被配置为：根据页级重编程状态元数据的第二值，在所述多个存储器单元的第二编程中，对所述多个存储器单元中的每个存储器单元的与2的第2次幂至第N次幂中的一个或多个相关联的第二状态级进行编程，而不会对所述多个存储器单元的中任何一个存储器单元的第一状态级进行读取。

发明的各方面还可包括一种用于对多级非易失性存储器单元进行编程的方法。所述方法可包括：通过存储器控制逻辑部，对页级重编程状态元数据进行存储。所述方法可包括：通过存储器控制逻辑部的编程逻辑部，根据页级重编程状态元数据，对存储器页的多个存储器单元进行编程。所述方法可包括：通过编程逻辑部，根据页级重编程状态元数据的第一值，在所述多个存储器单元的第一编程中，对所述多个存储器单元中的每个存储器单元的与2的第1次幂至第N次幂中的一个或多个相关联的第一状态级进行编程。所述方法可包括：通过编程逻辑部，根据页级重编程状态元数据的第二值，在所述多个存储器单元的第二编程中，对所述多个存储器单元中的每个存储器单元的与2的第2次幂至第N次幂中的一个或多个相关联的第二状态级进行编程，而不会对所述多个存储器单元中的任何一个存储器单元的第一状态级进行读取。

附图说明