發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種電子數(shù)據(jù)儲存裝置，具體而言，是關(guān)于一種非易失性多電平單元(MLC：multi-level-cell)半導(dǎo)體存儲器裝置及一種在對多單元(MBC)存儲器內(nèi)的多電平單元進行一系列編程時維持讀取窗的持續(xù)時間的方法。

技術(shù)背景

已知為電子可擦除的可編程只讀存儲器(EEPROM)及閃存的以電荷儲存結(jié)構(gòu)為主的電子可編程的可擦除非易失性存儲器技術(shù)已廣泛應(yīng)用于許多現(xiàn)代應(yīng)用上。閃存被設(shè)計成可以單獨編程及讀取的存儲器單元陣列。閃存內(nèi)的讀出放大器是用以測定儲存于非易失性存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)或數(shù)值。在典型的檢測機制里，通過被感測的存儲器單元的電流是由一電流讀出放大器與參考電流進行比較。

許多存儲器單元結(jié)構(gòu)可以用來作為EEPROM及閃存。隨著集成電路越來越小，以電荷捕獲介電層為主的存儲器單元結(jié)構(gòu)因為制造過程簡單而越來越受到青睞。存儲器單元結(jié)構(gòu)介由捕獲在捕獲介電層內(nèi)例如氮化硅層內(nèi)的電荷的方式來儲存數(shù)據(jù)。當負電荷被捕獲時，存儲器單元的起始電壓會增加。存儲器單元的起始電壓是經(jīng)由從電荷捕獲層移除負電荷的方式來降低。

如圖1所示，圖1示出一種傳統(tǒng)多單元編程方法100，該方法是依次對具四位的氮化物捕獲存儲器單元進行編程的流程圖。方法100依次進行對氮化物捕獲存儲器單元的編程：首先從電平(level)I的編程(步驟110)開始，接著進行電平II的編程(步驟120)，接著進行電平III的編程(步驟130)。氮化物捕獲存儲器單元的順序編程可能造成互補位擾亂(或第二位效應(yīng))，這進而由于高邊界位移的影響而縮小了讀取窗的寬度。以下將進一步參照圖2對這一缺點加以說明。

圖2示出說明氮化物捕獲存儲器單元內(nèi)不同起始電壓電平(level)的順序編程的曲線圖200。擦除后，曲線圖200起初為電平0?210。在步驟1中，進行電平I的編程(步驟220)，其顯示出起始電壓分布225。在步驟2中，進行電平II的編程(步驟230)，其顯示出一起始電壓分布235。在步驟3中，進行電平III的編程240，其顯示一起始電壓分布245。每個編程順序都將會造成較低Vt電平的高邊界移動。在電平II編程230之后，在較低Vt電平的高邊界右移，如225-2所示。符號ΔVt1227代表在電平I編程220中較低Vt電平的高邊界位移量。在電平III編程240之后，電平I編程中的較低Vt電平的高邊界右移，如225-3所示，而在電平II編程中較低Vt電平的高邊界右移，如235-2所示。符號ΔVt2237表示電平II編程230中較低Vt電平的高邊界的移動量。

對于一較高的Vt電平而言，會因互補位擾亂而引發(fā)較大的窗損失。結(jié)果，最高邊界，H區(qū)域247，會產(chǎn)生對Vt移動量(ΔVt0，ΔVt1及ΔVt2)的主要影響。讀取速度因為每個電平編程順序皆由一被擦除Vt區(qū)域開始而變得較慢。

因此，需要一種多電平單元編程方法，該方法可降低或消除一存儲器陣列中一或多個氮化物捕獲存儲器單元的較低Vt電平的高邊界移動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種改變氮化物捕獲存儲器單元的多位單元內(nèi)的多電平單元編程順序的新穎方法，其降低或消除編程步驟之間的起始電壓移動，同時避免因互補位擾亂所引起對讀取窗持續(xù)時間的抑制。本發(fā)明的氮化物捕獲材料存儲器單元的一適當實施例是SONOS單元。在第一實施例中，本發(fā)明是依下列順序?qū)咚膫€位的多位單元內(nèi)的多電平單元進行編程的：編程第三編程電平(電平III)，將第一編程電平(電平I)及第二編程電平(電平II)編程至電平I，以及從第一編程電平編程第二編程電平。在第二實施例中，本發(fā)明是依下列順序?qū)?!-- SIPO -->具四位的多位單元內(nèi)的多電平單元進行編程：編程第三編程電平(電平III)，編程第二編程電平(電平II)，及編程第一編程電平(電平I)。

廣義而言，一具四位的氮化物捕獲存儲器單元的多位單元內(nèi)的多電平單元的編程方法包括：在氮化物捕獲存儲器單元內(nèi)執(zhí)行電平III編程，該電平III的編程具有第三起始電壓電平；在電平III編程后，在氮化物捕獲存儲器單元內(nèi)進行電平II編程，電平II編程具有第二起始電壓電平；及在電平II編程后，在氮化物捕獲存儲器單元內(nèi)進行電平I編程，電平I編程具有第一起始電壓電平；其中第三起始電壓電平高于第二起始電壓電平，且第二起始電壓電平高于第一起始電壓電平。

有利地，本發(fā)明因互補位狀態(tài)的相互作用而產(chǎn)生一較快編程速度。本發(fā)明也有利地抑制由于互補位擾亂造成的讀取窗損失。