[0073] 在图6的实例中,当下位页数据和上位页数据均为“1”时,为所述存储器基元MC提供阈值电压分布EP。此外,当下位页数据和上位页数据分别为“1”和“0”时,为所述存储器基元MC提供阈值电压分布A。当下位页数据和上位页数据均为“0”时,为所述存储器基元MC提供阈值电压分布B。当下位页数据和上位页数据分别为“0”和“1”时,为所述存储器基元MC提供阈值电压分布C。需要指出,这仅仅是一个实例,不言而喻,将数据分配给所述阈值电压分布并不限于图6中所示。
[0074] 在图6中的此写入方法中,单独提供下位页数据和上位页数据,并单独执行基于下位页数据的写入(下位页写入)和基于上位页数据的写入(上位页写入)。
[0075] 此外,在图6中的此写入方法中,在一个存储器基元MC(n)上执行下位页写入和上位页写入(第一写入操作)之前,执行将存储器基元MC(n)的阈值电压分布从阈值电压分布E增加到阈值电压分布EP的写入操作(EP分布写入(第二写入操作))。阈值电压分布EP是分配有与在擦除之后的阈值电压分布E相同的数据“11”的分布,并且是四个阈值电压分布当中具有最小(最低)电压水平的分布。需要指出,在与对其已执行一般写入操作(下位页数据写入、上位页数据写入或两者)的存储器基元(例如MC(n))邻近的存储器基元(例如MCn+1)上执行EP分布写入。
[0076] 此外,需要将指示沿着特定字线WL的EP分布写入执行是否已完成的数据存储在所述存储器基元阵列中。控制电路15可以将指示该事实的EP标志数据存储在所述存储器基元阵列的一部分中,例如存储在沿着一个字线WL的一个存储器基元MC中。
[0077] 完成此EP分布写入(图6中的(1))之后,执行下位页写入(2)和上位页写入(3)。
[0078] 如图6所示,在EP分布写入之后,在具有阈值电压分布EP的存储器基元MC上执行下位页写入(2)。如果下位页数据为“1”,则相关存储器基元的阈值电压分布EP保持不变,如果下位页数据为“0”,则执行提供中间分布LM的写入操作和写入验证操作。换言之,中间分布LM是对应于下位页数据“0”的阈值电压分布。
[0079] 需要指出,在所述写入操作和写入验证操作中施加于每个存储器基元的电压类似于按照常规施加的电压,因此这些电压的详细信息将省略。中间分布LM例如是大约在那些阈值电压分布A和B之间的电压范围内的阈值电压分布,并且在执行上位页写入之后不会保留在所述存储器基元MC中。
[0080] 根据从外部为页面缓冲器13中的高速缓冲存储器C0或C1提供的上位页数据,以及根据传输到高速缓冲存储器C2的下位页数据来执行所述上位页写入。对于图6中的系统,如果下位页数据和上位页数据均为“1”,则相关存储器基元MC在阈值电压分布EP中保持不变。另一方面,如果下位页数据和上位页数据分别为“1”和“0”,则在相关存储器基元MC上执行写入操作以将其阈值电压分布从阈值电压分布EP更改为阈值电压分布A。
[0081] 此外,当下位页数据和上位页数据均为“0”时,存储器基元MC已经通过下位页写入而具有中间分布LM,因此执行进一步的写入操作以将其阈值电压分布从中间分布LM更改为阈值电压分布B。
[0082] 另一方面,当下位页数据和上位页数据分别为“0”和“1”时,,存储器基元MC已经通过下位页写入而具有中间分布LM,因此执行进一步的写入操作以将其阈值电压分布从中间分布LM更改为阈值电压分布C。
[0083] 需要指出,在已执行这种写入操作之后的存储器基元MC(n)的读取操作中,以类似于常规的方式,向一个存储器串中的选定存储器基元MC的控制栅极施加读取电压AR(在阈值电压分布EP的上限和阈值电压分布A的下限之间)、BR(在阈值电压分布A的上限和阈值电压分布B的下限之间)和CR(在阈值电压分布B的上限和阈值电压分布C的下限之间)。另一方面,向未选定的存储器基元MC的控制栅极施加大于阈值电压分布CR的上限的读取通过电压。
[0084] 在已完成下位页数据写入和上位页数据写入以及已获得阈值电压分布EP、A、B和C的状态下,可以通过使用电压BR的一次读取操作执行下位页数据读取。另一方面,在仅已完成下位页数据写入而尚未完成上位页数据写入以使所述存储器基元MC具有阈值电压分布LM或EP的状态下,使用两个电压AR和BR的两次读取操作成为必需的操作,以执行下位页数据读取。需要指出,LM标志数据可以例如存储在所述存储器基元阵列的一部分中,以指示此类下位页数据的写入操作(中间分布LM的写入操作)的执行是否已完成。可以适当地在数据的写入操作和读取操作中引用此LM标志数据。
[0085] 在图6所示的此写入方法中,中间分布LM的写入操作在下位页数据写入中执行。最后,中间分布LM不作为指示数据的分布而保留,因此与其他阈值电压分布EP、A、B和C的分布宽度相比,中间分布LM的分布宽度更广阔。因此,与直接写入阈值电压分布EP、A、B和C时相比,可以减少下位页数据写入所需的时间并可以缩短整体写入操作所需的时间。
[0086] [另一种数据写入方法]
[0087] 接下来,参考图7描述此非易失性半导体存储装置中的另一种数据写入方法。与图6类似,此图7也描述一个实例,其中执行数据写入之前,在能够保留两位数据的存储器基元(每基元系统两位)上执行擦除操作。当执行擦除操作时,该存储器基元的阈值电压分布变成至少一部分为负的阈值电压分布E,如图7所示。但在此写入方法中,直接执行提供最终阈值电压分布EP、A、B和C的写入操作,而不执行提供中间分布LM的写入操作(如图6所示)。
[0088] 同样,在图7中的写入操作中,在一个存储器基元MC(n)上执行下位页写入(2)和上位页写入(3)之前,执行EP分布写入(1)。在EP分布写入(1)之后执行的下位页写入(2)中,根据下位页数据,为具有阈值电压分布EP(或E)的存储器基元MC提供阈值电压分布A。具体地说,如果下位页数据为“1”,则相关存储器基元MC的阈值电压分布EP(或E)保持不变,如果为“0”,则执行提供阈值电压分布A的写入操作和写入验证操作。
[0089] 根据从外部为页面缓冲器13中的高速缓冲存储器C0或C1提供的上位页数据,以及根据传输到高速缓冲存储器C2的下位页数据来执行上位页写入(3)。对于图7中的系统,如果下位页数据和上位页数据均为“1”,则相关存储器基元MC在阈值电压分布EP(或E)中保持不变。另一方面,如果下位页数据和上位页数据分别为“1”和“0”,则在相关存储器基元MC上执行写入操作以将其阈值电压分布从阈值电压分布EP(或E)更改为阈值电压分布C。
[0090] 此外,当下位页数据和上位页数据均为“0”时,相关存储器基元MC已经通过下位页写入而具有阈值电压分布A,因此执行进一步的写入操作以将其阈值电压分布从阈值电压分布A更改为阈值电压分布B。
[0091] 另一方面,当下位页数据和上位页数据分别为“0”和“1”时,相关存储器基元MC已经通过下位页写入而具有阈值电压分布A,因此其阈值电压分布在阈值电压分布A处保持不变。
[0092] 到此结束了对每基元两位写入系统的两个实例的描述。但不言而喻,可以采用不同于上述这两个系统的系统。
[0093] 因此,在本实施例中,无论采用图6中的写入系统、图7中的写入系统还是某些其他写入系统,都在一般数据写入操作之前,执行将阈值电压分布从擦除操作之后的阈值电压分布E更改为阈值电压分布EP的EP分布写入操作。此EP分布写入操作至少在与执行一般写入操作的存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n+1)上执行。将参考图8描述这样做的原因。
[0094] 通常,对NAND类型闪速存储器的写入操作从靠近源极线CELSRC一侧的存储器基元MC1开始,其后沿着与源极线CELSRC距离增加的方向进行。如图8中所示,假设此时例如在沿着字线WL6的存储器基元MC6上执行提供阈值电压分布EP、A、B和C之一的写入操作,同时将邻近的存储器基元MC5和MC7保持在至少部分为负的阈值电压分布E中,而不执行写入操作。
[0095] 此时,在存储器基元MC6的电荷存储薄膜44b中捕获电子,而在存储器基元MC5和MC7中捕获空穴。如果在非易失性半导体存储装置的结构中,一个存储器串MS中的电荷存储薄膜44b即使在存储器基元MC(在层间绝缘薄膜42的一侧部分处)之间也是连续的而不会分割,则会存在数据写入操作之后经过长时间时空穴和电子迁移导致空穴和电子复合的风险,从而使保留在所述存储器基元中的数据发生更改。因此,对于与其中已完成某种数据写入的存储器基元MC(n)邻近的至少一个存储器基元MC(n+1),不希望此类存储器基元MC(n+1)保持不变地保留阈值电压分布E而不执行写入操作。
[0096] 因此,在本实施例中,如图9所示,当写入对象存储器基元MC6执行写入操作以便为其提供阈值电压分布EP、A、B或C或中间分布LM时,与此存储器基元MC6邻近的存储器基元MC5和MC7也执行EP分布写入操作以将其阈值电压分布从E更改为EP,从而不会在阈值电压分布E中保持不变,不考虑要写入这些存储器基元MC5和MC7的数据类型(即使此数据为“11”)。执行此EP分布写入操作导致将少量电子(e)存储在存储器基元MC(n-1)和MC(n+1)的电荷存储薄膜44b以代替空穴(h)。因此,在存储器基元MC5-MC7的电荷存储薄膜中捕获电子(e)。这控制了由于空穴和电子复合而导致数据更改的风险。
[0097] 附带地,在存储器基元MC(n)上执行写入操作时,将执行验证是否已获得所需阈值电压分布的写入验证操作。即,对存储器基元MC(n)的写入操作通常例如由以下类型的过程执行。
[0098] (1)向存储器基元MC(n)的控制栅极施加作为脉冲电压的特定编程电压Vpgm(例如,大约20V),而通过位线BL和漏极侧选择晶体管SDTr为存储器基元MC(n)的沟道提供0V(写入脉冲施加操作)。这导致将电子存储在存储器基元MC(n)的电荷存储薄膜中,并且存储器基元MC(n)的阈值电压将增加。
[0099] (2)为存储器基元MC(n)的控制栅极提供大于读取电压AR、BR和CR(参考图6)的验证电压AV、BV和CV,而为存储器串MS中的存储器基元MC提供读取脉冲电压Vread以便验证电流是否在存储器串MS中流过(写入验证操作)。如果电流流过,则这指示存储器基元MC(n)的阈值电压已实现所希望的阈值电压分布。如果电流没有流过,则重新执行(1)中的写入脉冲施加操作。
[0100] 因此,在常规非易失性半导体存储装置中,当使用写入验证操作来验证是否已为写入目标存储器基元MC(n)提供所希望的阈值电压分布,并得到正结果时,判定存储器基元MC(n)上的所希望的写入操作已完成。
[0101] 相反,在本实施例中,不仅执行写入目标存储器基元MC(n)上的写入验证操作(第一写入验证操作),而且还执行验证是否已为与存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n+1)和MC(n-1)提供阈值电压分布EP或更高电压分布的写入验证操作(第二写入验证操作)。然后,仅当对所述第一写入验证操作和所述第二写入验证操作做出正判定时,才判定存储器基元MC(n)上的写入操作已完成。这是因为,如图8所示,即使在存储器基元MC(n)中提供对应于写入数据的阈值电压分布EP、A、B或C的写入操作已完成,则只要在与存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n-1)和MC(n+1)中保留擦除操作之后的阈值电压分布E(至少部分为负的分布),便会存在经过长时间之后数据发生更改的风险。
[0102] 接下来,参考图10中的时序图描述本实施例中的写入操作的详细信息。图10示出了一个实例,其中沿着字线WL(n)形成的存储器基元MC(n)是写入对象,与这些存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n-1)和MC(n+1)执行EP分布写入操作及其写入验证操作(EP分布写入验证操作)。在此的写入操作按字线WL增加的顺序执行写入,即,按字线WL0、WL1、WL2……的顺序。图10示出了到输入/输出电路16的输入/输出信号(I/O)以及指示是否可以执行数据输入/输出等的就绪/繁忙信号(R/B)。
[0103] 此外,状态寄存器18包括三个数据寄存器SR0、SR1和SR2。提供这三个数据寄存器SR0、SR1和SR2以便临时保留沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)中的写入验证操作的结果,并临时保留与这些存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n-1)和MC(n+1)中的EP分布写入验证操作的结果。
[0104] 当对沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)执行写入时,首先,在时间t1,将提供给存储器基元MC(n)的用于写入操作的地址数据、写入数据和命令输入到输入/输出电路16,并进一步输入到数据电路/页面缓冲器13。
[0105] 然后,在时间t2(R/B变为就绪时),对沿着与字线WL(n)邻近的字线WL(n-1)形成的存储器基元MC(n-1)执行EP分布写入验证操作。如果判定存储器基元MC(n-1)不具有阈值电压分布EP但具有低于阈值电压分布EP的阈值电压分布(例如,阈值电压分布E),则对字线WL(n-1)执行EP分布写入操作。
[0106] 另一方面,如果通过EP分布写入验证操作判定存储器基元MC(n-1)已经具有阈值电压分布EP,则将指示存储器基元MC(n-1)中的EP分布写入操作已完成的状态信号S[WL(n-1)(EP)]存储在数据寄存器SR0中。
[0107] 接下来,在例如时间t3开始沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)上的写入操作,从而将在时间t1下载到页面缓冲器13的写入数据写入到存储器基元MC(n)。
[0108] 如果通过字线WL(n)上的写入验证操作判定沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)上的写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n)]存储在数据寄存器SR中。
[0109] 接下来,在时间t4,开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上的EP分布写入验证操作(EPverify)。如果判定还没有为存储器基元MC(n+1)提供阈值电压分布EP,则对存储器基元MC(n+1)执行EP分布写入操作。如果通过后续EP分布写入验证操作判定已经为存储器基元MC(n+1)提供阈值电压分布EP,则将指示该事实的状态信号S[WL(n+1)(EP)]提供给数据寄存器SR2。
[0110] 然后,在时间t5,执行对保留在状态寄存器中的状态信号的读取。即,将保留在状态寄存器内的三个数据寄存器SR0-SR2中的三个状态信号S[WL(n-1)(EP)]、S[WL(n)]和S[WL(n+1)(EP)]输出(通知)给附图中未示出的控制器。如果所有这些信号均为“1”,则通过未示出的控制器判定对沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的写入操作已完成。将判定结果作为PASS(通过)标志存储在例如所述控制器中。
[0111] 因此,为了判定沿着单一字线WL(n)的存储器基元MC(n)的写入操作已完成,本实施例需要的条件是除了完成所述存储器基元MC(n)的写入验证操作,还完成沿着邻近字线WL(n-1)和WL(n+1)的存储器基元MC(n-1)和MC(n+1)上的EP分布写入操作。这可避免图8中所示的数据更改问题,并且提高保留在存储器基元中的数据的可靠性。
[0112] 需要指出,在图10中,在执行沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)上的写入操作之后,执行沿着与字线WL(n)邻近的字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。但是,即使此顺序颠倒,也可以显示类似的优点。
[0113] [第二实施例]】
[0114] 接下来,参考图11描述根据第二实施例的非易失性半导体存储装置。整体配置与图1-5中所示的类似。但是,如图11所示,该实例中的写入操作的过程不同于第一实施例。需要指出,省略了类似于图10中的主题描述。
[0115] 在该第二实施例中,连续地执行具有沿着三个字线WL(n)、WL(n+1)和WL(n+2)形成的作为写入对象的存储器基元MC(n)、MC(n+1)和MC(n+2)的写入操作。因此,在沿着与字线WL(n)(该字线是需要连续写入的字线WL(n)-WL(n+2)中的第一个需要写入的字线)邻近的字线WL(n-1)的存储器基元MC(n-1)上执行EP分布写入验证操作(在需要时执行进一步的EP分布写入操作)。被写入沿着字线WL(n-1)的存储器基元MC(n-1)的阈值电压分布EP防止存储器基元MC(n)-MC(n+2)中的数据发生更改。
[0116] 此外,还在沿着与字线WL(n+2)(该字线是需要写入的最后一个字线)邻近的字线WL(n+3)的存储器基元MC(n+3)上执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。根据邻近字线WL(n-1)和WL(n+3)中的EP分布写入操作是否已完成来执行有关连续被写入的字线WL(n)-WL(n+2)的写入操作是否已完成的判定。下面参考图11详细地描述本实施例中的写入操作。
[0117] 当在沿着字线WL(n)-WL(n+2)的存储器基元MC(n)-WL(n+2)上连续地执行写入操作时,首先,在时间t1,将存储器基元MC(n)(字线WL(n))的用于写入操作的地址数据、写入数据和命令输入到输入/输出电路16(WL(n)数据IN)。
[0118] 然后,在时间t2,在沿着与字线WL(n)邻近的字线WL(n-1)形成的存储器基元MC(n-1)上执行EP分布写入验证操作,与第一实施例中类似。在存储器基元MC(n)上执行写入操作之前,在与存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n-1)上执行EP分布写入验证操作。因此,如果判定存储器基元MC(n-1)的阈值电压分布低于阈值电压分布EP(例如,阈值电压分布E),则在字线WL(n-1)上执行EP分布写入操作。
[0119] 另一方面,如果判定存储器基元MC(n-1)已经具有阈值电压分布EP,则将指示存储器基元MC(n-1)中的EP分布写入操作已完成的状态信号S[WL(n-1)(EP)]存储在数据寄存器SR0中。
[0120] 接下来,在时间t3,执行对状态寄存器的读取并将上述状态信号S[WL(n-1)(EP)]输出到附图中未示出的外部控制器。所述外部控制器将该状态信号S[WL(n-1)(EP)]存储在特定位置。
[0121] 与此同时,在时间t3,除了在沿着字线WL(n)形成的存储器基元MC(n)上执行写入验证操作以外,还开始写入操作(编程)。
[0122] 然后,与字线WL(n)上的写入操作并行,在时间t4,将沿着下一字线WL(n+1)形成的存储器基元MC(n+1)的用于写入操作的地址、写入数据和命令输入到输入/输出电路16(WL(n+1)数据IN)。在时间t5,当完成该写入数据的输入时,就绪/繁忙信号R/B变为“L”(低)
[0123] 如果写入验证操作在例如时间t6判定沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)上的写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n)]存储在数据寄存器SR1中。这样导致存储器基元MC(n)上的写入操作在时间t6完成。然后,根据在时间t4下载的写入数据在沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上执行写入操作(写入脉冲施加操作和写入验证操作)。
[0124] 接下来,在时间t7,当就绪/繁忙信号R/B返回到“H”(高)时,产生状态寄存器(WL(n)的状态读取)的读取命令,借此从状态寄存器读取上述状态信号S[WL(n)]并将该信号提供给外部控制器。
[0125] 接下来,将沿着字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)的用于写入操作的地址、写入数据和命令输入到输入/输出电路16(WL(n+2)数据IN)。现在,存储器基元MC(n+2)上的写入操作的命令与存储器基元MC(n)和MC(n+1)上的写入操作的命令的区别在于,不会连续地执行指示到存储器基元MC(n+3)的数据写入的数据。
[0126] 接下来,就绪/繁忙信号R/B返回到“L”,但是重复执行字线WL(n+1)上的写入操作,直到写入验证操作检测到所述写入已完成。当写入验证操作在例如时间t9检测到沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)的写入操作已完成,则在时间t9或在稍后的时间以连续的方式开始沿着字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)的写入操作。当写入验证操作在例如时间t10检测到沿着字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)的写入操作已完成,则所有连续写入的写入操作已完成。
[0127] 但是,接下来,在t10或在稍后的时间,开始沿着字线WL(n+3)的存储器基元MC(n+3)的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作以防止存储器基元MC(n+2)中的数据发生更改。如果该EP分布写入验证操作检测到已完成将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+3),则指示该事实的状态信号S[WL(n+3)(EP)]=“1”被存储在状态寄存器SR2中。状态寄存器中的三个数据寄存器SR0-SR2内保留的三个状态信号S[WL(n+1)(EP)]、S[WL(n+2)]和S[WL(n+3)(EP)]被输出到附图中未示出的控制器。如果所有这些状态信号为“1”,则未示出的控制器判定沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的写入操作已完成。所述判定的结果例如作为PASS标志存储在所述控制器中。
[0128] 因此,为了判定存储器基元MC(n)-MC(n+2)的写入操作已完成,本实施例除了需要完成所述存储器基元MC(n)-MC(n+2)的写入验证操作,还需要完成沿着邻近字线WL(n-1)和WL(n+3)的存储器基元MC(n-1)和MC(n+3)上的EP分布写入操作。这样可避免图8所示的数据更改问题类型,并且可以提高存储器基元中保留数据的可靠性。而且,在该实例中,在存储器基元MC(n)-MC(n+2)上执行连续写入。因此,在存储器基元MC(n+1)和MC(n+2)上的写入操作中,可以省略源极线CELSRC侧上的存储器基元MC(n+1)和MC(n+2)旁边的存储器基元MC(n)和MC(n+1)上的EP分布写入操作。因此,可以按比例缩短写入操作所需的时间。
[0129] [第三实施例]
[0130] 接下来,参考图12描述根据第三实施例的非易失性半导体存储装置。整体配置与图1-5中所示的类似。但是,本实施例还采用选择沿着三个字线WL(n)、WL(n+1)和WL(n+2)形成的存储器基元MC(n)、MC(n+1)和MC(n+2)作为写入对象,并且对这些存储器基元执行连续写入的写入方案,类似于第二实施例。而且,本实施例还与第二实施例的类似之处在于在沿着与字线WL(n)和WL(n+2)邻近的字线WL(n-1)和ML(n+3)的存储器基元MC(n-1)和MC(n+3)上执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。此外,本实施例还与第二实施例的类似之处在于根据邻近字线WL(n-1)和WL(n+3)中的EP分布写入操作是否已完成来执行有关连续被写入的字线WL(n)-WL(n+2)的写入操作是否已完成的判定。
[0131] 下面参考图12描述本实施例中的写入操作。与第二实施例的不同之处在于,在每个字线WL(n)中开始写入操作(编程)之前,还会在字线WL(n)紧前面的选定字线WL(n-1)中执行EP分布写入验证操作,然后,在所述字线WL(n)中的写入操作已完成之后,还会在字线WL(n)紧后面的选定字线WL(n+1)中逐点执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。
[0132] 也就是说,在时间t3开始沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的写入操作之前,在时间t2,在沿着字线WL(n-1)的存储器基元MC(n-1)上执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。当在时间t6完成存储器基元MC(n)的写入操作时,在沿着字线WL(n)紧后面的选定字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作(EP验证/Pro)。
[0133] 此外,在沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)的写入操作开始之前,在时间t7,在沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)上执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。而且,当在t9完成存储器基元MC(n+1)的写入操作时,在沿着字线WL(n+1)紧后面的选定字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)上执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作(EPVerify/Pro)。还以类似的方式在字线WL(n+2)中执行操作。
[0134] 根据本实施例,只要每个字线WL(n)中的写入操作完成,都始终会执行与字线WL(n)邻近的字线WL(n+1)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。本实施例使得根据字线的写入条件都是统一的,因此甚至可以进一步提高存储器基元中保留数据的可靠性。
[0135] [第四实施例]
[0136] 接下来,参考图13描述根据第四实施例的非易失性半导体存储装置。整体配置与图1-5中所示的类似。本实施例采用选择沿着三个字线WL(n)、WL(n+1)和WL(n+2)形成的存储器基元MC(n)、MC(n+1)和MC(n+2)作为写入对象,并且对这些存储器基元执行连续写入的写入方案,类似于第二实施例。
[0137] 本实施例被描述为采用每基元两位的写入方案,其中一个存储器基元中存储两位数据。此外,本实施例采用提供被分为一个下位页数据位和一个上位页数据位的两位数据,并且所述下位页数据写入(下位)和所述上位页数据写入(上位)按顺序执行的形式。因此,在本实施例中,连续地执行下面的(1)-(5):
[0138] (1)字线WL(n)的下位页数据写入;
[0139] (2)字线WL(n)的上位页数据写入;
[0140] (3)字线WL(n+1)的下位页数据写入;
[0141] (4)字线WL(n+1)的上位页数据写入;以及
[0142] (5)字线WL(n+2)的下位页数据写入。
[0143] 在这些(1)-(5)之前和之后,在与字线WL(n)-WL(n+2)邻近的字线WL(n-1)和WL(n+3)中执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。在其他方面,本实施例类似于第一实施例。本实施例使得沿着字线的每页的写入条件都是统一的,因此甚至可以进一步提高存储器基元中保留的数据的可靠性。
[0144] [第五实施例]
[0145] 接下来,参考图14描述根据第五实施例的非易失性半导体存储装置。整体配置与图1-5中所示的类似。本实施例选择沿着三个字线WL(n)、WL(n+1)和WL(n+2)形成的存储器基元MC(n)、MC(n+1)和MC(n+2)作为写入对象,对这些存储器基元执行连续写入,并且采用每基元两位的写入方案,类似于第三实施例。但是,本实施例被配置为,在每个字线WL(n)中开始下位页数据写入或上位页数据写入的写入操作(编程)之前,还在字线WL(n)的紧前面的选定字线WL(n-1)中执行EP分布写入验证操作,然后,在所述字线WL(n)中的下位页数据写入或上位页数据写入已完成之后,还会在字线WL(n)紧后面的选定字线WL(n+1)中逐点执行EP分布写入操作和EP分布写入验证操作,类似于第三实施例。本实施例使得沿着字线的每页的写入条件都是统一的,因此甚至可以进一步提高存储器基元中保留数据的可靠性。
[0146] [第六实施例]
[0147] 接下来,参考图15描述根据第六实施例的非易失性半导体存储装置。整体配置与图1-5中所示的类似。本实施例几乎与第五实施例完全相同。第五实施例与本实施例的不同之处在于:在第五实施例中,在每个字线WL中执行下位页数据写入或上位页数据写入之前,逐点执行独立的EP分布写入验证操作和EP分布写入操作(在图14中的时间t3、t7、t11、t14和t18上执行的EP验证/Pro),在本实施例中,省略每个字线(时间t7和t14)中上位页写入执行之前的EP分布写入验证操作。这是因为,在存储器基元MC(n)的上位页写入之前执行的存储器基元MC(n)的下位页写入阶段,与存储器基元MC(n)邻近的存储器基元MC(n-1)的EP分布写入验证操作的执行已完成。因此无需再次验证。通过这种方式省略操作可以获得将要显示的与上述实施例的优点类似的优点,并且缩短写入操作所需的时间,从而提高性能。
[0148] [第七实施例]
[0149] 接下来,参考图16和17描述根据第七实施例的非易失性半导体存储装置。整体配置与图1-5中所示的类似。图16示出第七实施例中状态寄存器的特定结构。图17是示出本实施例中的写入操作的过程的时序图。
[0150] 本实施例与上面描述的实施例的不同之处在于具有如图16所示配置的状态寄存器,因此被配置为能够在存储器芯片内部(以存储器芯片内部执行的方式)判定沿着每个字线WL(n)的存储器基元MC(n)上的写入操作是否完成(而非通过外部控制器)。
[0151] 本实施例中状态寄存器的结构参考图16进行描述。该状态寄存器包括五个数据寄存器SR0’-SR4’。数据寄存器SR0’是用于保留与比当前被提供写入数据并执行写入操作的存储器基元更早执行写入操作的存储器基元相关的状态信号的寄存器。数据寄存器SR1’是用于保留与当前被提供写入数据并执行写入操作的存储器基元相关的状态信号的寄存器。数据寄存器SR2’是用于保留与比当前被提供写入数据并执行写入操作的存储器基元更晚执行写入操作的存储器基元相关的状态信号的寄存器。提供数据寄存器SR3’和SR4’来保留数据寄存器SR0’-SR2’中保留数据的逻辑操作结果。
[0152] 提供AND门LC1作为用于执行数据寄存器SR0’-SR2’中保留数据的逻辑AND操作的电路。AND门LC1的输出信号被提供给选择电路SL0和SL1。
[0153] 选择电路SL0被配置为能够选择性地输出AND门LC1的输出信号、数据寄存器SR3’的保留数据或数据寄存器SR4’的保留数据之一。而且,选择电路SL1被配置为能够选择性地输出AND门LC1的输出信号或数据寄存器SR4’的保留数据之一。
[0154] 本实施例的写入操作参考图17进行描述。本实施例选择沿着三个字线WL(n)、WL(n+1)和WL(n+2)形成的存储器基元MC(n)、MC(n+1)作为写入对象,对这些存储器基元执行连续写入,并且采用每基元两位的写入方案,类似于第三实施例。
[0155] 具体来说,首先,在时间t1,将用于沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的地址、要写入的下位页数据和命令提供给输入/输出电路16(WL(n)(L)数据IN)。然后,在时间t2,就绪/繁忙信号R/B变为“L”,并且尽管它处于“L”,但是在沿着字线WL(n-1)的存储器基元MC(n-1)上执行EP分布写入验证操作和EP分布写入操作。如果通过EP分布写入验证操作的结果判定存储器基元MC(n-1)中的EP分布写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n-1)(EP)]=”1”存储在状态寄存器的数据寄存器SR0’中。
[0156] 然后,就绪/繁忙信号R/B返回到“H”,并且开始沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的下位页数据写入。与存储器基元MC(n)的该下位页数据写入的处理并行地,在时间t4或稍后的时间将用于存储器基元MC(n)的地址、要写入的上位页数据(U)和写入命令输入到输入/输出电路16(WL(n)(U)DataIN)。
[0157] 在时间t5,当上位页数据(U)的输入完成时,就绪/繁忙信号R/B再次返回到“L”。接下来,当例如在时间t6检测到存储器基元MC(n)(字线WL(n))上的下位页写入操作已完成时,将指示该事实的状态信号S[WL(n)(L)]存储在数据寄存器SR1’中。
[0158] 当存储器基元MC(n)的下位页数据写入在时间t6完成时,接下来依次执行沿着与字线WL(n)邻近的字线WL(n+1)形成的存储器基元MC(n+1)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。结果,如果判定已完成将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+1),则将指示该事实的状态信号S[WL(n+1)(EP)]存储在数据寄存器SR2’中。
[0159] 通过这种方式,当数据寄存器SR0’-SR2’中存储的状态信号S[WL(n-1)(EP)]、S[WL(n)(L)]和S[WL(n+1)(EP)]全部变为“1”时,作为AND门LC1的输出信号的状态信号S[WLn(L)’]变为“1”并被输出。然后,选择电路SL0的选择信号SEL0从例如时间t7变为“00”,借此状态信号S[WLn(L)’]保留在数据寄存器SR3’中。结果,状态信号S[WL(n)(L)’]变为“1”,指示存储器基元MC(n)(字线WL(n))的下位页数据写入已完成。
[0160] 需要指出,在时间t8,产生状态寄存器的读取命令,从而导致该状态信号S[WLn(L)’]被输出到外部控制器(未示出)。
[0161] 接下来,在时间t7开始沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的上位页数据写入的处理。在时间t7,在开始沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)上的写入操作之前,在沿着字线WL(n-1)的存储器基元MC(n-1)上执行EP分布写入验证操作和EP分布写入操作。如果通过该EP分布写入验证操作判定将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n-1)的操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n-1)(EP)]=“1”存储在数据寄存器SR0’中。
[0162] 当存储器基元MC(n-1)上的EP分布写入验证操作完成时,开始沿着字线WL(n)的存储器基元MC(n)的上位页数据写入。然后,与存储器基元MC(n)的该上位页数据写入的处理并行地,在时间t8将指示从状态寄存器读取上述状态信号S[WL(n)(L)’]的命令输入到输入/输出电路16。状态寄存器接收该命令并将状态信号S[WL(n)(L)’]输出到未示出的外部控制器。
[0163] 然后,将要写入存储器基元MC(n+1)的下位页数据(L)输入到输入/输出电路16。就绪/繁忙信号R/B在时间t9再次返回到“L”。
[0164] 接下来,当在例如时间t10检测到存储器基元MC(n)(字线WL(n))上的上位页写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n)(U)]存储在数据寄存器SR1’中。
[0165] 当存储器基元MC(n)(字线WL(n))的上位页数据写入在时间t10上完成时,依次执行沿着与字线WL(n)邻近的字线WL(n+1)形成的存储器基元MC(n+1)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。结果,如果判定已完成将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+1),则将指示该事实的状态信号S[WL(n+1)(EP)]存储在数据寄存器SR2’中。
[0166] 通过这种方式,当数据寄存器SR0’-SR2’中存储的状态信号S[WL(n-1)(EP)]、S[WL(n)(U)]和S[WL(n+1)(EP)]全部变为“1”时,作为AND门LC1的输出信号的状态信号S[WLn(U)’]变为“1”并被输出。然后,选择电路SL0的选择信号SEL0从例如时间t12变为“00”,借此状态信号S[WLn(U)’]保留在数据寄存器SR3’中。结果,状态信号S[WL(n)(U)’]变为“1”,指示存储器基元MC(n)(字线WL(n))的上位页数据写入已完成。
[0167] 需要指出,在时间t12,产生状态寄存器的读取命令,从而导致该状态信号S[WLn(U)’]被输出到外部控制器(未示出)。
[0168] 接下来,在时间t11开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)的下位页数据写入的处理。在时间t11,在开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上的下位页写入操作之前,在沿着与字线WL(n+1)邻近的字线WL(n)的存储器基元MC(n)上执行EP分布写入验证操作和EP分布写入操作。如果通过该EP分布写入验证操作判定将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n)的操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n)(EP)]=“1”存储在数据寄存器SR0’中。
[0169] 当存储器基元MC(n)上的EP分布写入验证操作完成时,开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)的下位页数据写入。然后,与存储器基元MC(n+1)的该下位页数据写入的处理并行地,在时间t12将指示从状态寄存器读取上述状态信号S[WL(n)(U)’]的命令输入到输入/输出电路16。状态寄存器接收该命令并将状态信号S[WL(n)(U)’]输出到未示出的外部控制器。
[0170] 接下来,将要写入存储器基元MC(n+1)的上位页数据(U)输入到输入/输出电路16。然后,就绪/繁忙信号R/B返回到“L”。
[0171] 接下来,当在例如时间t13检测到存储器基元MC(n+1)(字线WL(n+1))上的下位页写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n+1)(L)]存储在数据寄存器SR1’中。
[0172] 当存储器基元MC(n+1)(字线WL(n+1))的下位页数据写入在时间t13完成时,执行沿着与字线WL(n+1)邻近的字线WL(n+2)形成的存储器基元MC(n+2)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。结果,如果判定已完成将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+2),则将指示该事实的状态信号S[WL(n+2)(EP)]存储在数据寄存器SR2’中。
[0173] 通过这种方式,当数据寄存器SR0’-SR2’中存储的状态信号S[WL(n)(EP)]、S[WL(n+1)(L)]和S[WL(n+2)(EP)]全部变为“1”时,状态信号S[WL(n+1)(L)’]像上面那样变为“1”,指示存储器基元MC(n+1)(字线WL(n+1))的下位页数据写入已完成。
[0174] 在时间t15,产生状态寄存器的读取命令,从而导致该状态信号S[WLn+1(L)’]被输出到外部控制器(未示出)。
[0175] 接下来,在时间t14开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)的上位页数据写入的处理。在时间t14,在开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上的上位页写入操作之前,在沿着与字线WL(n+1)邻近的字线WL(n)的存储器基元MC(n)上执行EP分布写入验证操作和EP分布写入操作。如果通过该EP分布写入验证操作判定将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n)的操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n)(EP)]=“1”存储在数据寄存器SR0’中。
[0176] 当存储器基元MC(n)上的EP分布写入验证操作完成时,开始沿着字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)的上位页数据写入。然后,与存储器基元MC(n+1)的该上位页数据写入的处理并行地,在时间t15将指示从状态寄存器读取上述状态信号S[WL(n)(U)’]的命令输入到输入/输出电路16。状态寄存器接收该命令并将状态信号S[WL(n)(U)’]输出到未示出的外部控制器。
[0177] 接下来,将要写入存储器基元MC(n+2)的下位页数据(U)输入到输入/输出电路16。然后,就绪/繁忙信号R/B再次返回到“L”。
[0178] 此外,当在例如时间t17检测到存储器基元MC(n+1)(字线WL(n+1))上的上位页写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n+1)(U)]存储在数据寄存器SR1’中。
[0179] 当存储器基元MC(n+1)(字线WL(n+1))的上位页数据写入在时间t17完成时,依次执行沿着与字线WL(n+1)邻近的字线WL(n+2)形成的存储器基元MC(n+2)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。结果,如果判定已完成将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+2),则将指示该事实的状态信号S[WL(n+2)(EP)]存储在数据寄存器SR2’中。
[0180] 通过这种方式,当数据寄存器SR0’-SR2’中存储的状态信号S[WL(n)(EP)]、S[WL(n+1)(U)]和S[WL(n+2)(EP)]全部变为“1”时,状态信号S[WL(n+1)(U)’]像上面那样变为“1”,指示存储器基元MC(n+1)(字线WL(n+1))的上位页数据写入已完成。
[0181] 在时间t20,产生状态寄存器的读取命令,从而导致该状态信号S[WLn+1(U)’]被输出到外部控制器(未示出)。
[0182] 接下来,在时间t18开始沿着字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)的下位页数据写入的处理。在时间t18,在开始沿着字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)上的下位页写入操作之前,在沿着与字线WL(n+2)邻近的字线WL(n+1)的存储器基元MC(n+1)上执行EP分布写入验证操作和EP分布写入操作。如果通过该EP分布写入验证操作判定将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+1)的操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n+1)(EP)]=“1”存储在数据寄存器SR0’中。
[0183] 当存储器基元MC(n+1)上的EP分布写入验证操作完成时,开始沿着字线WL(n+2)的存储器基元MC(n+2)的下位页数据写入。
[0184] 此外,当在例如时间t19检测到存储器基元MC(n+2)(字线WL(n+2))上的下位页写入操作已完成,则将指示该事实的状态信号S[WL(n+2)(L)]存储在数据寄存器SR1’中。
[0185] 接下来,在时间t19,执行沿着字线WL(n+3)形成的存储器基元MC(n+3)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。如果通过EP分布写入验证操作判定沿着字线WL(n+3)形成的存储器基元MC(n+3)上的EP分布写入操作已完成,则将状态信号S[WL(n+3)(EP)]存储在数据寄存器SR2’中。
[0186] 当存储器基元MC(n+2)(字线WL(n+2))的下位页数据写入在时间t19完成时,执行沿着与字线WL(n+2)邻近的字线WL(n+3)形成的存储器基元MC(n+3)上的EP分布写入操作和EP分布写入验证操作。结果,如果判定已完成将阈值电压分布EP写入存储器基元MC(n+3),则将指示该事实的状态信号S[WL(n+3)(EP)]存储在数据寄存器SR2’中。
[0187] 通过这种方式,当数据寄存器SR0’-SR2’中存储的状态信号S[WL(n+1)(EP)]、S[WL(n+2)(L)]和S[WL(n+3)(EP)]全部变为“1”时,状态信号S[WL(n+2)(L)’]像上面那样变为“1”,指示存储器基元MC(n+2)(字线WL(n+2))的下位页数据写入已完成。
[0188] 在未示出的时序,产生状态寄存器的读取命令,从而导致该状态信号S[WL(n+2)(L)’]被输出到外部控制器(未示出)。
[0189] 如上所述,当被输出到外部控制器(未示出)的状态信号S[WL(n)(L)’]、S[WL(n)(U)’]、S[WL(n+1)(L)’]、S[WL(n+1)(U)’]和S[WL(n+2)(L)’]全部为“1”时,判定沿着字线WL(n)-WL(n+2)的存储器基元MC(n)-MC(n+2)上的写入操作已完成。
[0190] 通过这种方式,本实施例允许存储器芯片内部地(以存储器芯片内部执行的方式)判定沿着字线WL(n)形成的存储器基元MC(n)上的写入操作是否在完成或未被进行而不依赖外部控制器。
[0191] 尽管描述了本发明的特定实施例,但是这些实施例仅出于举例的目的给出,并非旨在限制发明的范围。实际上,在此描述的新颖方法和系统可以通过各种其他形式实现;此外,可以在不偏离本发明的精神的情况下,对在此描述的方法和系统的形式做出各种省略、替换和更改。所附权利要求及其等同物旨在涵盖此类位于本发明的范围和精神之内的形式或修改。
[0192] 例如,在上述实施例中,在执行每基元两位写入方案的情况下描述操作实例。但是很明显,类似的操作实例还可以应用于在一个存储器基元中保留三位数据或多位数据的多位的情况。而且,上述实施例还可以应用于在一个存储器基元中保留一位数据的情况。