[发明专利]非易失性存储装置及其验证方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号为10-2011-0040148的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，更具体而言涉及一种非易失性存储装置及其验证方法。

背景技术

非易失性存储装置——或具体而言快闪存储装置——不仅可以应用于计算机以及存储卡等，而且其应用领域业已扩展到便携式信息设备，诸如无线通信终端和数码相机。

在快闪存储装置中，储存在每个存储器单元中的数据的电平由存储器单元的阈值电压来定义，因而可以将编程操作称为改变存储器单元的阈值电压的过程。

在快闪存储装置中，一般根据ISPP(增量步进脉冲编程，Incremental Step Pulse Program)方法来执行编程操作。

当假设要编程的所有存储器单元都具有相同的编程速度时，在编程操作之后已编程的存储器单元的阈值电压将具有与编程操作之前的分布相同的分布。

然而，由于在存储装置的制造工艺期间产生的各种原因和根据存储器装置的使用而产生的外部条件的变化，存储器单元无法具有相同的编程速度。因此，通过增加编程脉冲的方法即ISPP方法来执行编程操作。

也就是说，施加第一步进编程脉冲对选中的存储器单元进行编程。然后，施加验证电压到选中的存储器单元以使阈值电压高于验证电压的存储器单元通过。随后，将编程电压增加恒定的步进，以施加第二步进编程脉冲到阈值电压等于或低于验证电压的存储器单元，然后执行编程操作。执行这样的过程直到所有的存储器单元都被完全编程为止。在前一个编程步骤中通过的存储器单元被禁止编程，以实质地防止过度编程。

如此，由于在编程操作期间混合了以高速编程的存储器单元和以低速编程的存储器单元，因此只有当以低速编程的存储器单元被完全编程时才能够完成编程操作。因此，编程时间是由编程速度最低的存储器单元决定的。

然而，当未被完全编程的存储器单元的数目——也就是在验证过程期间被处理为故障单元的存储器单元的数目——对应于纠错算法能够修复的水平时，编程操作无需进行到所有的存储器单元都被编程为止。

因此，使用故障比特感测单元对验证过程期间被处理为故障单元的存储器单元的数目进行计数。而且，当故障比特感测单元的计数结果对应于可以纠正的水平时，控制器的纠错电路对相应的单元执行纠错，以便完成编程操作。

可以利用电流感测电路(CSC)来配置故障比特感测单元，下面将参照图1来描述故障比特感测单元的配置。

图1是说明现有的故障比特感测单元150的图。

故障比特感测单元150包括CSC，所述CSC被配置成将从存储器单元阵列110的选中的存储器单元读取的电流值与参考电流进行比较，并输出通过或故障判定。这里，参考电流是根据ECC(纠错电路)能够纠正的比特数目而确定的。

也就是，在编程操作之后的验证操作期间，故障比特感测单元150根据页缓冲器的电流量变化是否是被允许的来判定通过还是故障。页缓冲器的电流量由未被完全编程的存储器单元的数目、即故障比特的数目改变。

然而，在存储器单元中流过的电流量可能根据存储器单元的物理特征而具有偏差。而且，当这种偏差的总和等于或大于一个单元的单元电流量时，在对故障比特的数目进行计数的过程中可能会出现错误。例如，可以假设所有的存储器单元的单元电流量相比于预期的单元电流量具有+10％的偏差。在这种情况下，当要对10个故障比特进行计数时，可能由于电流量中的偏差而测量到与11个比特相对应的电流。

图2是解释根据故障比特数目的累积误差的图。

参见图2，当假设在一个存储器单元中流动的电流的幅度为5时，在故障比特的数目等于或小于4的情况下，单元电流量的偏差不会影响故障比特感测的准确性。

然而，随着故障比特数目的增加，故障比特感测单元150所感测到的总电流量的误差逐渐增加。

单元电流量的这种偏差可能影响故障比特感测单元150的电流感测操作。在此情况下，即使确定故障比特的数目对应于ECC能够纠正的水平，也可能输出故障信号，而且即使故障比特的数目不对应于ECC能够纠正的水平，也可能输出通过信号。

发明内容