[发明专利]3D存储器的自适应操作

说明书

一种三维非易失性存储器系统包括：读出单元，所述读出单元被配置成用于读出块的多个可分别选择的部分的位线的位线电流和/或电压并且用于将对应结果与参考进行比较；以及调整单元，所述调整单元被配置成用于响应于对所述对应结果与所述参考的所述比较而单独地修改所述多个可分别选择的部分中的一个或多个可分别选择的部分的操作参数。

本申请是于2016年6月23日提交的美国专利申请号15/190,749的部分继续申请，所述美国专利申请是于2015年9月22日提交的美国专利申请号14/861,951，现在的美国专利号9,401,216的继续申请。

技术领域

本申请涉及对可重新编程非易失性存储器的操作。

背景技术

本申请涉及对可重新编程非易失性存储器(比如，半导体闪存、电阻式存储器、相变存储器等)的操作。

能够对电荷进行非易失性存储的固态存储器(特别是采取被封装为小形状因数卡的EEPROM和闪速EEPROM的形式)已经变成各种移动和手持式设备(尤其是信息电器和消费者电子产品)中的精选存储设备。不像同样作为固态存储器的RAM(随机存取存储器)，闪存是非易失性的并且甚至在关掉电源之后保留其存储数据。而且，不像ROM(只读存储器)，类似于磁盘存储设备，闪存是可重写的。

闪速EEPROM类似于EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)，因为它是可以被擦除的并且使新数据写入或“编程”到其存储器单元中的非易失性存储器。两者都利用场效应晶体管结构中被定位在半导体衬底中在源极区域与漏极区域之间的沟道区域之上的浮置(未连接的)导电栅极。然后，通过浮栅提供控制栅极。晶体管的阈值电压特性由保留在浮栅上的电荷的量控制。也就是说，对于浮栅上的给定电荷水平，在“接通”晶体管以便允许其源极区域与漏极区域之间导电之前，存在将向控制栅极施加的相应电压(阈值)。如闪速EEPROM等闪存允许同时擦除整个存储器单元块。

浮栅可以保持一些电荷，并且因此可以被编程到阈值电压窗口内的任何阈值电压水平。阈值电压窗口的大小由设备的最小和最大阈值水平界定，所述最小和最大阈值水平进而与可以编程到浮栅上的所述一些电荷相对应。阈值窗口通常取决于存储器设备的特性、操作条件和历史。原则上，窗口内的每个不同的可分解阈值电压水平范围可以用于指定单元的确切存储器状态。

非易失性存储器设备还由具有用于存储或“俘获”电荷的介电层的存储器单元制成。使用介电层而不是此前描述的导电浮栅元件。ONO介电层延伸跨过源极扩散与漏极扩散之间的沟道。一个数据位的电荷被定位在与漏极相邻的介电层中，而另一个数据位的电荷被定位在与源极相邻的介电层中。通过分别读取电介质内的空间分离电荷储存区域的二进制状态来实施多状态数据存储。

许多非易失性存储器沿着衬底(例如，硅衬底)表面形成为二维(2D)或平面存储器。其他非易失性存储器是三维(3D)存储器，所述3D存储器单片地形成于具有被布置在衬底上方的有源区域的一个或多个物理存储器单元级中。

发明内容

在三维存储器系统中，块可由可分别选择的部分形成。例如，在NAND闪存中，串集合可以共享选择线，从而使得块中的这种串集合是可分别选择的。在其他存储器中，其他安排可以导致可分别选择的部分，所述可分别选择的部分可能具有可以测量并且可以用于标识什么时候对对应部分的操作参数(比如，编程电压)进行调整的特性。在电阻式存储器(例如，ReRAM)，局部位线可以与水平地延伸的字线以及不同级处的局部位线与字线之间延伸的电阻式存储器元件垂直地延伸。一行这种局部位线可由行选择线一起选择。类似安排可以用于如相变存储器等其他存储器元件。可以被称为“交叉点存储器”的替代性安排包括以在衬底表面上方的不同高度并且在与在字线与位线之间垂直地延伸的存储器元件不同(例如，正交)的方向上水平地延伸的字线和位线。存储器元件可以是电阻式元件、电荷存储或俘获元件、相变元件或任何其他适当的存储器元件。