CN115798553A - 执行增量步进式脉冲编程操作的存储器装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非易失性存储器装置，该非易失性存储器装置可以包括：外围电路，适用于执行编程循环，每个编程循环包括编程操作和验证操作，编程操作包括对多条位线的设置操作和将编程脉冲施加到所选择的字线的施加操作；以及控制逻辑电路，适用于控制外围电路，其中外围电路可以通过以下方式执行编程循环的第一编程循环：在施加操作的第一部分和第二部分分别施加第一编程脉冲和第二编程脉冲；从设置操作开始，将第一位线设置为第一电平并且将第二位线设置为低于第一电平的第二电平，直到第一部分结束为止；并且在第二部分，将第一位线和第二位线重置为第二电平。

Description

执行增量步进式脉冲编程操作的存储器装置及其操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月13日提交的、申请号为10-2021-0121887的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的各个实施例总体上涉及一种存储器装置，并且更具体地，涉及一种根据增量步进式脉冲编程(ISPP)方案执行编程循环(program loop)的非易失性存储器装置及其操作方法。

背景技术

存储器系统是使用诸如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等半导体实现的存储装置。存储器系统可以被分类为易失性存储器装置和非易失性存储器装置。易失性存储器装置是在电力供应中断时丢失其中所存储的数据的存储器装置。易失性存储器装置的代表性示例包括静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)等。非易失性存储器装置是即使在电力供应中断时仍保留其中所存储的数据的存储器装置。非易失性存储器装置的代表性示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪速存储器、相变随机存取存储器(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)、铁电RAM(FRAM)等。闪速存储器主要被分类为NOR型存储器和NAND型存储器。

发明内容

本公开的各个实施例涉及一种能够以增量步进式脉冲编程(ISPP)操作改进存储器单元的编程分布的非易失性存储器装置以及该非易失性存储器装置的操作方法。

根据本发明的实施例，一种非易失性存储器装置可以包括：多个存储器单元，联接在多条字线与多条位线之间；外围电路，适用于执行编程循环，每个编程循环包括编程操作和验证操作，编程操作包括对多条位线的设置操作和将编程脉冲施加到所选择的字线的施加操作，验证操作包括将验证电压施加到所选择的字线；以及控制逻辑电路，适用于控制外围电路重复执行编程循环，直到完成针对所选择的字线的编程为止。外围电路可以通过以下方式执行编程循环中的第一编程循环：在施加操作的第一部分，将第一编程脉冲施加到所选择的字线；在施加操作的第二部分，将第二编程脉冲施加到所选择的字线；从设置操作开始起，将第一位线组设置为第一电压电平并且将第二位线组设置为低于第一电压电平的第二电压电平，直到施加操作的第一部分结束为止；并且在施加操作的第二部分，将第一位线组和第二位线组重置为第二电压电平。

根据本发明的实施例，一种非易失性存储器装置的操作方法，该方法可以包括：重复执行编程循环直到完成针对所选择的字线的编程为止，每个编程循环包括编程操作和验证操作，编程操作包括对多条位线的设置操作和将编程脉冲施加到所选择的字线的施加操作，验证操作包括将验证电压施加到所选择的字线。重复执行可以包括通过以下方式执行编程循环中的第一编程循环：在施加操作的第一部分，将第一编程脉冲施加到所选择的字线；在施加操作的第二部分，将第二编程脉冲施加到所选择的字线；从设置操作开始起，将第一位线组设置为第一电压电平并且将第二位线组设置为低于第一电压电平的第二电压电平，直到施加操作的第一部分结束为止；在施加操作的第二部分，将第一位线组和第二位线组重置为第二电压电平。

可从本公开获得的技术属性不限于本文描述的那些技术属性，并且本公开所属领域的技术人员将通过下面的具体实施方式理解本文未描述的其它技术属性。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的存储器系统的示图。

图2是示出根据本公开的实施例的图1中所示的存储器装置的详细示图。

图3是示出根据本公开的实施例的图2中所示的存储块的详细示图。

图4是示出根据本公开的实施例的图2中所示的存储器装置的详细示图。

图5和图6是示出根据本公开的第一实施例的编程操作的示图。

图7和图8是示出根据本公开的第二实施例的编程操作的示图。

图9和图10是示出根据本公开的第三实施例的编程操作的示图。

图11是示出根据本公开的实施例的编程操作中的存储器单元的编程状态的变化的示图。

具体实施方式

下面参照附图描述本公开的各个实施例。然而，本公开的元件和特征可以被不同地配置或布置，以形成可以作为任意所公开的实施例的变型的其它实施例。

在本公开中，对“一个实施例”、“示例实施例”、“实施例”、“另一实施例”、“一些实施例”、“各个实施例”、“其它实施例”、“可选实施例”等中包括的各种特征(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作、特性等)的引用旨在表示在本公开的一个或多个实施例中包括任意这种特征，但是它们可以在同一实施例中进行组合也可以不必组合。

在本公开中，术语“包括”、“包括有”、“包含”和“包含有”是开放式的。如在所附权利要求书中所使用的，这些术语指定存在所陈述的元件，并且不排除存在或添加一个或多个其它元件。权利要求中的术语不排除设备包括附加的组件(例如，接口单元、电路等)。

在本公开中，各种单元、电路或其它组件可以被描述或要求保护为“被配置成”执行一个或多个任务。在这种语境中，“被配置成”用于通过指示块/单元/电路/组件包括在操作期间执行一个或多个任务的结构(例如，电路)来表示结构。这样，即使当特定的块/单元/电路/组件当前不操作(例如，未导通或未激活)时，也可以说该块/单元/电路/组件被配置成执行该任务。与“被配置成”语言一起使用的块/单元/电路/组件包括硬件，例如，电路、存储可运行以实施操作的程序指令的存储器，等等。此外，“被配置成”可以包括由软件和/或固件(例如，运行软件的FPGA或通用处理器)来操纵以能够执行讨论的任务的方式进行操作的通用结构(例如，通用电路)。“被配置成”还可以包括调整制造工艺(例如，半导体制备设施)以制造实施或执行一个或多个任务的装置(例如，集成电路)。

如在本公开中使用的，术语“电路”或“逻辑”是指下面所有内容：(a)纯硬件电路实施方案(诸如仅在模拟和/或数字电路中的实施方案)，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用的话)：(i)处理器的组合或(ii)处理器/软件(包括一起工作以使诸如移动电话或服务器的设备执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)的部分，以及(c)诸如微处理器或微处理器的一部分的电路，其需要软件或固件来操作，即使物理上并不存在该软件或固件。“电路”或“逻辑”的这种定义适用于包括任何权利要求的本申请中该术语的所有使用。如进一步的示例，如本申请中所使用的，术语“电路”或“逻辑”还涵盖仅一个处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其附带软件和/或固件的实施方案。例如，如果适用于特定的权利要求元素，则术语“电路”或“逻辑”还涵盖存储装置的集成电路。

如本文所使用的，术语“第一”、“第二”、“第三”等被用作术语前面的名词的标签，并且并不意指任何类型的顺序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)。术语“第一”和“第二”并不一定意指第一值必须在第二值之前写入。进一步地，尽管本文可以使用这些术语来识别各个元素，但是这些元素不受这些术语的限制。这些术语用于将一个元素与具有相同或相似名称的另一元素区分开。例如，第一电路可以与第二电路区分开。

进一步地，术语“基于”用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除可能影响确定的其它因素。也就是说，确定可以仅基于那些因素，或者至少部分地基于那些因素。例如，短语“基于B确定A”，虽然在这种情况下，B是影响确定A的因素，但是这种短语并不能排除还基于C来确定A。在其它实例中，可以仅基于B来确定A。

本文中，数据的项、数据项、数据条目或数据的条目可以是位的顺序。例如，数据项可以包括文件的内容、文件的部分、存储器中的页面、面向对象程序中的对象、数字消息、数字扫描图像、视频或音频信号的一部分、元数据或可以由位的顺序表示的任意其它实体。根据实施例，数据项可以包括离散对象。根据另一实施例，数据项可以包括两个不同组件之间的传输数据包内的信息单元。

图1是示出根据本公开的实施例的存储器系统的示图。

参照图1，数据处理系统100可以包括与存储器系统110接合或可操作地联接的主机102。

主机102可以包括诸如移动电话、MP3播放器或膝上型计算机等的便携式电子装置以及诸如台式计算机、游戏机、电视(TV)或投影仪等的电子装置中的任意一个。

主机102还包括通常可以管理和控制在主机102中执行的功能和操作的至少一个操作系统(OS)。OS可以提供与存储器系统110接合的主机102和使用存储器系统110的用户之间的互操作性。OS可以支持与用户的请求相对应的功能和操作。通过示例而非限制的方式，根据主机102的移动性，OS可以被分类为通用操作系统和移动操作系统。根据系统需求或用户的环境，通用操作系统可以被分为个人操作系统和企业操作系统。包括Windows和Chrome的个人操作系统可以用于支持用于通用目的的服务。但是包括Windows服务器、Linux、Unix等的企业操作系统可以专用于确保和支持较高性能。进一步地，移动操作系统可以包括Android、iOS、Windows Mobile等。移动操作系统可以用于支持针对移动性的服务或功能(例如，省电功能)。主机102可以包括多个操作系统。对应于用户的请求，主机102可以运行与存储器系统110互锁的多个操作系统。主机102可以将与用户的请求相对应的多个命令传输到存储器系统110中，从而执行与存储器系统110内的命令相对应的操作。

存储器系统110响应于来自主机102的请求而操作，并且具体地，可以存储待由主机102访问的数据。存储器系统110可以用作主机102的主存储器装置或辅助存储器装置。根据与主机102联接的主机接口协议，存储器系统110可以被实施为各种类型的存储装置中的任意一种。例如，存储器系统110可以被实施为固态驱动器(SSD)、多媒体卡(例如，MMC、嵌入式MMC(eMMC)、缩小尺寸的MMC和微型MMC)、安全数字卡(例如，SD、迷你SD和微型SD)、通用串行总线(USB)存储装置、通用闪存(UFS)装置、紧凑型闪存(CF)卡、智能媒体卡和记忆棒。

存储器系统110可以包括控制器130和存储器装置150。存储器装置150可以存储待由主机102访问的数据。控制器130可以控制将数据存储在存储器装置150中的操作。

存储器系统110中包括的控制器130和存储器装置150可以被集成到单个半导体装置中，该单个半导体装置可以被包括在如在上面示例中讨论的各种类型的存储器系统中的任意一种之中。

通过示例而非限制的方式，控制器130和存储器装置150可以利用SSD来实施。当将存储器系统110用作SSD时，与存储器系统110连接的主机102的操作速度可以比利用硬盘实施的主机102的操作速度提高更多。另外，控制器130和存储器装置150可以被集成到一个半导体装置中以形成存储卡，诸如PC卡(PCMCIA)、紧凑型闪存卡(CF)、诸如智能媒体卡的存储卡(SM、SMC)、记忆棒、多媒体卡(MMC、RS-MMC、微型MMC)、SD卡(SD、迷你SD、微型SD、SDHC)、通用闪速存储器等。

存储器系统110可以被配置为例如以下的一部分：计算机、超移动PC(UMPC)、工作站、上网本、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络平板、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏机、导航系统、黑盒、数码相机、数码多媒体广播(DMB)播放器、三维(3D)电视、智能电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片记录器、数字图片播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、配置数据中心的存储装置、能够在无线环境下传输和接收信息的装置、配置家庭网络的各种电子装置中的一种、配置计算机网络的各种电子装置中的一种、配置远程信息处理网络的各种电子装置中的一种、射频识别(RFID)装置、或配置计算系统的各种组件中的一种。

存储器装置150可以是非易失性存储器装置，并且即使不供应电力，也可以保留其中存储的数据。存储器装置150可以通过写入操作来存储由主机102提供的数据，并且通过读取操作将所存储的数据提供到主机102。

存储器单元阵列可以包括多个存储块。每个存储块可以包括多个存储器单元。一个存储块可以包括多个页面。在实施例中，每个页面可以是将数据存储在存储器装置150中或读取存储在存储器装置150中的数据的单位。

存储块可以是擦除数据的单位。在实施例中，存储器装置150可以采用诸如以下的许多替代形式：双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、第四代低功率双倍数据速率(LPDDR4)SDRAM、图形双倍数据速率(GDDR)SDRAM、低功率DDR(LPDDR)SDRAM、Rambus动态随机存取存储器(RDRAM)、NAND闪速存储器、垂直NAND闪速存储器、NOR闪速存储器装置、电阻式RAM(RRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、磁阻式RAM(MRAM)、铁电RAM(FRAM)或自旋转移力矩RAM(STT-RAM)。在本说明书中，为了便于描述，将在存储器装置150是NAND闪速存储器的情况下进行描述。

存储器装置150可以从控制器130接收命令和地址，并且可以访问存储器单元阵列的、由该地址选择的区域。也就是说，存储器装置150可以对由地址选择的区域执行由命令指示的操作。例如，存储器装置150可以执行写入操作(即，编程操作)、读取操作和擦除操作。在编程操作期间，存储器装置150可以将数据编程到由地址选择的区域。在读取操作期间，存储器装置150可以从由地址选择的区域中读取数据。在擦除操作期间，存储器装置150可以擦除由地址选择的区域中存储的数据。

控制器130控制存储器系统110的全部操作。

当将电力供应到存储器系统110时，控制器130可以运行固件(FW)。当存储器装置150是闪速存储器装置时，控制器130可以运行诸如闪存转换层(FTL)的固件，以控制主机102与存储器装置150之间的通信。

在实施例中，控制器130可以从主机102接收数据和逻辑块地址(LBA)，并且可以将逻辑块地址转换为指示包括在存储器装置150中的并且其中待存储数据的存储器单元的地址的物理块地址(PBA)。在本说明书中，逻辑块地址(LBA)和逻辑地址可以以相同的含义使用。在本说明书中，物理块地址(PBA)和物理地址可以以相同的含义使用。

控制器130可以响应于从主机102接收的请求而控制存储器装置150执行编程操作、读取操作或擦除操作。在编程操作期间，控制器130可以将编程命令、物理块地址和数据提供到存储器装置150。

在读取操作期间，控制器130可以将读取命令和物理块地址提供到存储器装置150。在擦除操作期间，控制器130可以将擦除命令和物理块地址提供到存储器装置150。

在实施例中，控制器130可以自主地生成命令、地址和数据而不管来自主机102的请求如何，并且可以将命令、地址和数据传输到存储器装置150。例如，控制器130可以将命令、地址和数据提供到存储器装置150，以执行诸如用于损耗均衡的编程操作和用于垃圾收集的编程操作的后台操作。

在实施例中，控制器130可以控制两个或更多个存储器装置100。在这种情况下，控制器130可以根据交错方案来控制存储器装置100，以提高操作性能。交错方案可以是使至少两个存储器装置100的操作时段彼此重叠的操作方式。

主机102可以使用诸如以下的各种通信标准或接口中的至少一种与存储器系统110通信：通用串行总线(USB)、串行AT附件(SATA)、串列SCSI(SAS)、高速芯片间(HSIC)、小型计算机系统接口(SCSI)、外围组件互连(PCI)、高速PCI(PCIe)、高速非易失性存储器(NVMe)、通用闪存(UFS)、安全数字(SD)、多媒体卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、双列直插式存储器模块(DIMM)、寄存式DIMM(RDIMM)和低负载DIMM(LRDIMM)通信方法。

图2是示出根据本公开的实施例的图1中所示的存储器装置的详细示图。

参照图2，存储器装置150可以包括存储器单元阵列151、外围电路152和控制逻辑电路153。

存储器单元阵列151可以包括多个存储块BLK1至BLKz。多个存储块BLK1至BLKz可以通过行线RL连接到地址解码器155。多个存储块BLK1至BLKz可以通过位线BL1至BLm连接到页面缓冲器组156。存储块BLK1至BLKz中的每一个可以包括多个存储器单元。在实施例中，多个存储器单元可以是非易失性存储器单元。连接到相同字线的存储器单元可以被定义为一个页面。因此，一个存储块可以包括多个页面。

行线RL可以包括至少一条源极选择线、多条字线和至少一条漏极选择线。

存储器单元阵列151中包括的存储器单元可以被配置为是每个存储1位数据的单层单元(SLC)、每个存储2位数据的多层单元(MLC)、每个存储3位数据的三层单元(TLC)、或每个存储4位数据的四层单元(QLC)。

外围电路152可以被配置成对存储器单元阵列151的所选择的区域执行编程操作、读取操作或擦除操作。外围电路152可以驱动存储器单元阵列151。例如，外围电路152可以向行线RL和位线BL1至BLm施加各种操作电压或释放所施加的电压。

外围电路152可以包括地址解码器155、电压生成器154、页面缓冲器组156、数据输入/输出电路157和感测电路158。

外围电路152可以驱动存储器单元阵列151。例如，外围电路152可以驱动存储器单元阵列151执行编程操作、读取操作和擦除操作。

地址解码器155可以通过行线RL连接到存储器单元阵列151。行线RL可以包括漏极选择线、字线、源极选择线和公共源极线。

地址解码器155可以被配置成响应于控制逻辑电路153的控制而操作。地址解码器155可以从控制逻辑电路153接收地址RADD。

地址解码器155可以被配置成对接收到的地址RADD中的块地址进行解码。地址解码器155可以根据经解码的块地址在存储块BLK1至BLKz之中选择至少一个存储块。地址解码器155可以被配置成对接收到的地址RADD中的行地址进行解码。地址解码器155可以根据经解码的行地址在所选择的存储块的字线之中选择至少一条字线。地址解码器155可以将从电压生成器154供应的工作电压Vop施加到所选择的字线。

在编程操作期间，地址解码器155可以将编程电压施加到所选择的字线，并且将电平比编程电压的电平低的通过电压施加到未选择的字线。在编程验证操作期间，地址解码器155可以将验证电压施加到所选择的字线，并且将电平比验证电压的电平高的验证通过电压施加到未选择的字线。

在读取操作期间，地址解码器155可以将读取电压施加到所选择的字线，并且将电平比读取电压的电平高的读取通过电压施加到未选择的字线。

可以以存储块为单位执行存储器装置150的擦除操作。在擦除操作期间输入到存储器装置150的地址ADDR包括块地址。地址解码器155可以对块地址进行解码并且根据经解码的块地址来选择至少一个存储块。在擦除操作期间，地址解码器155可以将接地电压施加到所选择的存储块的字线。

电压生成器154可以被配置成通过使用供应到存储器装置150的外部电源电压来生成多个操作电压Vop。电压生成器154可以响应于控制逻辑电路153的控制而操作。

在实施例中，电压生成器154可以调节外部电源电压并生成内部电源电压。由电压生成器154生成的内部电源电压可以用作存储器装置150的操作电压。

在实施例中，电压生成器154可以通过使用外部电源电压或内部电源电压来生成多个操作电压Vop。电压生成器154可以被配置成生成存储器装置150所需的各种电压。例如，电压生成器154可以生成多个擦除电压、多个编程电压、多个通过电压、多个选择读取电压以及多个未选择读取电压。

电压生成器154可以包括接收内部电源电压的多个泵浦电容器(pumpingcapacitor)以生成具有各种电压电平的多个操作电压Vop，并且响应于控制逻辑电路153的控制而通过选择性地激活多个泵浦电容器来生成多个操作电压Vop。

所生成的操作电压Vop可以通过地址解码器155被供应到存储器单元阵列151。

页面缓冲器组156可以包括多个页面缓冲器PB1至PBm。多个页面缓冲器PB1至PBm可以分别通过多条位线BL1至BLm连接到存储器单元阵列151。多个页面缓冲器PB1至PBm可以响应于控制逻辑153的控制而操作。

多个页面缓冲器PB1至PBm可以与数据输入/输出电路157进行数据DATA通信。在编程操作期间，多个页面缓冲器PB1至PBm可以通过数据输入/输出电路157和数据线DL接收待存储的数据DATA。

在编程操作期间，当将编程电压施加到所选择的字线时，多个页面缓冲器PB1至PBm可以将通过数据输入/输出电路157接收的数据DATA通过位线BL1至BLm传输到所选择的存储器单元。根据所传输的数据DATA，可以对所选择的页面的存储器单元编程。与施加有编程许可电压(例如接地电压)的位线连接的存储器单元可以具有增加的阈值电压。与施加有编程禁止电压(例如电源电压)的位线连接的存储器单元的阈值电压可以被保持。在编程验证操作期间，多个可以页面缓冲器PB1至PBm通过位线BL1至BLm从所选择的存储器单元读取存储器单元中存储的数据。

在读取操作期间，页面缓冲器组156可以通过位线BL1至BLm从所选择的页面的存储器单元读取数据DATA，并且将所读取的数据DATA存储在多个页面缓冲器PB1至PBm中。

在擦除操作期间，页面缓冲器组156可以使位线BL1至BLm浮置。在实施例中，页面缓冲器组156可以包括列选择电路。

数据输入/输出电路157可以通过数据线DL连接到多个页面缓冲器PB1至PBm。数据输入/输出电路157可以响应于控制逻辑电路153的控制而操作。

数据输入/输出电路157可以包括接收输入到其中的数据DATA的多个输入/输出缓冲器(未示出)。在编程操作期间，数据输入/输出电路157可以从控制器130(参照图1)接收待存储的数据DATA。在读取操作期间，数据输入/输出电路157可以将从页面缓冲器组156中包括的多个页面缓冲器PB1到PBm传输的数据DATA输出到控制器130(参照图1)。

在读取操作或验证操作期间，感测电路158可以响应于由控制逻辑电路153生成的许可位VRY_BIT而生成参考电流，并且通过将从页面缓冲器组156接收的感测电压VPB与由参考电流产生的参考电压进行比较，来将通过信号PASS或失败信号FAIL输出到控制逻辑电路153。

控制逻辑电路153可以连接到地址解码器155、电压生成器154、页面缓冲器组156、数据输入/输出电路157和感测电路158。控制逻辑电路153可以被配置成控制存储器装置150的全部操作。控制逻辑电路153可以响应于从外部装置传输的命令CMD而操作。

控制逻辑电路153可以响应于命令CMD和地址ADDR而生成各种信号，并且控制外围电路152中包括的其它组件154至158。例如，控制逻辑电路153可以响应于命令CMD和地址ADDR而生成操作信号OPSIG、地址RADD、读取和写入电路控制信号PBSIGNALS以及允许位VRYBIT。控制逻辑电路153可以将操作信号OPSIG输出到电压生成器154，将地址RADD输出到地址解码器155，将读取和写入控制信号PBSIGNALS输出到页面缓冲器组156，并且将许可位VRYBIT输出到感测电路158。另外，控制逻辑电路153可以响应于由感测电路158输出的通过信号PASS或失败信号FAIL而确定验证操作是通过还是失败。

图3是示出根据本公开的实施例的图2中所示的存储块的详细示图。

参照图3，彼此平行布置的多条字线可以连接在第一选择线与第二选择线之间。第一选择线可以是源极选择线SSL，并且第二选择线可以是漏极选择线DSL。更具体地，存储块BLKi可以包括连接在位线BL1至BLm与公共源极线CSL之间的多个存储器单元串ST。位线BL1至BLm可以分别连接到存储器单元串ST，并且公共源极线CSL可以共同连接到存储器单元串ST。因为多个存储器单元串ST可以具有相同的配置，所以代表性地详细描述连接到第一位线BL1的存储器单元串ST。

存储器单元串ST可以包括串联连接在公共源极线CSL与第一位线BL1之间的源极选择晶体管SST、多个存储器单元MC1至MC16和漏极选择晶体管DST。一个存储器单元串ST中可以包括至少一个漏极选择晶体管DST，并且可以包括比附图中所示更多的源极选择晶体管SST和存储器单元MC1至MC16。

源极选择晶体管SST的源极可以连接到公共源极线CSL，并且漏极选择晶体管DST的漏极可以连接到第一位线BL1。存储器单元MC1至MC16可以串联连接在源极选择晶体管SST与漏极选择晶体管DST之间。不同存储器单元串ST中包括的源极选择晶体管SST的栅极可以连接到源极选择线SSL，不同存储器单元串ST中包括的漏极选择晶体管DST的栅极可以连接到漏极选择线DSL，并且存储器单元F1至F16的栅极可以分别连接到多条字线WL1至WL16。不同存储器单元串ST中包括的存储器单元之中连接到相同字线的一组存储器单元可以被称为物理页面PG。因此，存储块BLKi可以包括与字线WL1至WL16的数量一样多的物理页面PG。

一个存储器单元可以存储一位数据。这通常被称为单层单元(SLC)。在这种情况下，一个物理页面PG可以存储一个逻辑页面(LPG)的数据。一个逻辑页面(LPG)数据可以包括与一个物理页面PG中包括的单元的数量一样多的数据位。

一个存储器单元可以存储两位或更多位数据。在这种情况下，一个物理页面PG可以存储两个或更多个逻辑页面(LPG)数据。

图4是示出根据本公开的实施例的图2中所示的存储器装置的详细示图。

参照图4，存储器装置150可以包括存储器单元阵列151、编程和验证电路41、电压生成器154和编程操作控制单元43。

参照图2描述的外围电路152可以包括编程和验证电路41和电压生成器154。编程和验证电路41可以包括图2所示的地址解码器155、感测电路158、页面缓冲器组156和数据输入/输出电路157。参照图2描述的控制逻辑电路153可以包括编程操作控制单元43。也就是说，将要描述的编程和验证电路41的操作可以是外围电路152的操作，并且编程操作控制单元43的操作可以是控制逻辑电路153的操作。

存储器单元阵列151可以包括多个存储器单元。存储器单元阵列151可以通过连接到多个存储器单元的多条字线WL连接到编程和验证电路41。存储器单元阵列151可以通过连接到多个存储器单元的多条位线BL连接到编程和验证电路41。如图3中所述，多条字线WL和多条位线BL可以交叉连接。

电压生成器154可以响应于电压生成信号V_Gen而生成对存储器单元的操作所需的操作电压Vop。在操作电压Vop之中，施加到字线的电压可以是字线电压。电压生成器154可以向编程和验证电路41提供所生成的操作电压Vop。

编程和验证电路41可以从电压生成器154接收操作电压Vop。编程和验证电路41可以执行编程操作，该编程操作包括针对多条位线BL的设置操作以及用于将编程脉冲施加到多条字线WL之中被选择为编程目标的字线(下文称为“编程目标字线”)的施加操作(下文称为“编程脉冲施加操作”)。编程和验证电路41可以执行向多条字线WL之中的编程目标字线施加验证电压的验证操作。编程和验证电路41可以执行一个或多个编程循环，每个编程循环包括编程操作和验证操作。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以重复执行至少一个编程循环直到完成对多条字线WL之中的编程目标字线的编程为止。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环中包括的编程操作的编程脉冲施加操作的第一部分中将第一编程脉冲施加到编程目标字线。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环中包括的编程操作的编程脉冲施加操作的第二部分将第二编程脉冲施加到编程目标字线。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环中包括的编程操作的位线设置操作开始时将多条位线BL的第一位线组设置为第一电压电平并且将第二位线组设置为低于第一电压电平的第二电压电平，并且保持这些电平直到第一编程循环中包括的编程操作的编程脉冲施加操作的第一部分结束为止。也就是说，编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从编程操作的位线设置操作的开始时间点起，将多条位线BL中的第一位线组设置为第一电压电平并且将第二位线组设置为低于第一电压电平的第二电压电平，直到第一编程循环内的编程脉冲施加操作的第一部分结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环中包括的编程操作的编程脉冲施加操作的第二部分，将多条位线BL的第一位线组和第二位线组重置为第二电压电平。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在可以在第一编程循环之后重复的后续编程循环中包括的编程操作中，以增量步进式脉冲编程(ISPP)方法将第三编程脉冲施加到编程目标字线。

图5和图6是示出根据本公开的第一实施例的编程操作的示图。

参照图4和图5，编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以重复执行N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN，直到完成针对多条字线WL之中的编程目标字线的编程为止，其中N是等于或大于2的自然数。

具体地，N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN可以包括各自的编程操作PGM1、PGM2、PGM3至PGMN和各自的验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN。N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM1、PGM2、PGM3至PGMN可以包括各自的位线设置操作SET UP1、SET UP2、SET UP3至SET UPN和各自的编程脉冲施加操作SUPPLY1、SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN。

N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM1、PGM2、PGM3至PGMN中的每一个可以是根据待存储在连接到编程目标字线的被选为编程目标的存储器单元(以下称为“编程目标存储器单元”)中的数据，将编程目标存储器单元的阈值电压升高到与目标编程状态相对应的目标阈值电压的操作。根据实施例，参照其中存储器单元是三层单元(TLC)的图11，根据存储在编程目标存储器单元中的数据，编程目标存储器单元的阈值电压可以针对总共八种类型的编程状态E、P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7。在编程循环PL1、PL2、PL3至PLN开始之前，所有编程目标存储器单元都处于擦除状态E，并且可以重复编程循环PL1、PL2、PL3至PLN直到编程目标存储器单元中的每一个都达到目标编程状态为止。例如，在存储器单元以编程状态P7为目标的情况下，其阈值电压电平需要相对显著增加，并且因此编程循环PL1、PL2、PL3至PLN的重复次数可能相对较大。另一方面，在存储器单元以编程状态P1为目标的情况下，其阈值电压电平可以相对略微增加，并且因此编程循环PL1、PL2、PL3至PLN的重复次数可能相对较小。

N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中分别包括的验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN中的每一个可以是验证是否对编程目标存储器单元正确执行编程操作PGM1、PGM2、PGM3至PGMN的操作。也就是说，验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN中的每一个可以是检查已经执行编程操作PGM1、PGM2、PGM3至PGMN的存储器单元的阈值电压是否达到与编程操作的目标编程状态相对应的目标阈值电压的操作。根据实施例，参照其中存储器单元是三层单元(TLC)的图11，当通过验证操作检查到以编程状态P4为目标的存储器单元的阈值电压电平处于编程状态P1、P2或P3时需要进一步重复编程循环，但是当通过验证操作检查到以编程状态P4为目标的存储器单元的阈值电压电平处于编程状态P4时可以不重复编程循环。

在实施例中，第一编程循环PL1可以以与N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的后续编程循环PL2、PL3至PLN不同的方式执行。在本公开中，第一编程循环PL1是编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中的初始循环，编程循环PL1、PL2、PL3至PLN被重复执行直到完成对多条字线WL之中的编程目标字线的编程为止。

也就是说，在实施例中，N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY1可以被划分为第一部分SEC1和第二部分SEC2。在本公开中，第一编程循环PL1内的编程脉冲施加操作的第一部分SEC1和第二部分SEC2是编程脉冲施加操作的前半部分和后半部分。前半部分和后半部分可以具有彼此相同的时间长度或彼此不同的时间长度。另一方面，N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的后续编程循环PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN可以每个仅有一个部分。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1中将第一编程脉冲PU1施加到编程目标字线。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第二部分SEC2中将第二编程脉冲PU2施加到编程目标字线。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1之后重复的后续编程循环PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN中，以ISPP方法将第三编程脉冲PU3施加到编程目标字线。如图所示，第三编程脉冲PU3的电压电平可以随着编程循环PL2、PL3至PLN的重复根据ISPP方法增加。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以将第二编程脉冲PU2的电压电平设置为低于第一编程脉冲PU1的电压电平。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以将第三编程脉冲PU3的电压电平设置为高于第二编程脉冲PU2的电压电平。根据实施例，电压电平根据编程循环PL2、PL3至PLN的重复而增加的第三编程脉冲PU3之中的最小脉冲的电压电平也可以设置为高于第二编程脉冲PU2的电压电平。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以将第三编程脉冲PU3中的至少一个脉冲的电压电平设置为低于第一编程脉冲PU1的电压电平。根据实施例，与第二编程循环PL2相对应的第二编程脉冲PU2的电压电平可以被设置为低于第一编程脉冲PU1的电压电平，并且与第三编程循环PL3相对应的第三编程脉冲PU3的电压电平可以被设置为与第一编程脉冲PU1的电压电平相同。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1开始时将多条位线BL的电压电平设置为第一类型TYPE1，并且保持这些电压电平直到第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1的开始时间点起将多条位线BL的电压电平设置为第一类型TYPE1，直到编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1结束为止。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第二部分SEC2中，将多条位线BL的电压电平重置为第二类型TYPE2。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SET UP2、SET UP3至SET UPN中将多条位线BL的电压电平设置为第三类型TYPE3，并且保持这些电压电平直到后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SETUP2、SET UP3至SET UPN的开始时间点起，将多条位线BL的电压电平设置为第三类型TYPE3，直到编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN结束为止。

当位线BL被设置为第一类型TYPE1时，多条位线BL中的第一位线组可以被设置为第一电压电平，并且多条位线BL中的第二位线组可以被设置为低于第一电压电平的第二电压电平。

当位线BL被设置为第二类型TYPE2时，多条位线BL的第一位线组和第二位线组可以被设置为第二电压电平。

根据实施例，第一位线组和第二位线组可以指多条位线BL之中的连接到编程目标存储器单元的位线。第一位线组可以指连接到编程目标存储器单元之中的以具有第一阈值电压电平为目标的存储器单元的位线。第二位线组可以指连接到编程目标存储器单元之中的以具有第二阈值电压电平为目标的存储器单元的位线。根据实施例，参照其中存储器单元是三层单元(TLC)的图11，连接到以具有编程状态P1中包括的阈值电压电平为目标的存储器单元的位线可以被分类为第一位线组，并且连接到以具有编程状态P2至P7中包括的阈值电压电平为目标的存储器单元的位线可以被分类为第二位线组。根据另一实施例，当存储器单元是三层单元(TLC)时，连接到以具有编程状态P1至P3中包括的阈值电压电平为目标的存储器单元的位线可以被分类为第一位线组，并且连接到以具有编程状态P4至P7中包括的阈值电压电平为目标的存储器单元的位线可以被分类为第二位线组。

根据实施例，第一电压电平可以指电源电压VCORE电平，并且第二电压电平可以指接地电压VSS电平。

当位线BL被设置为第三类型TYPE3时，可以根据作为验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN-1的结果是否需要额外的编程循环来设置多条位线BL的电压电平。当位线BL被设置为第三类型TYPE3时，连接到需要进一步重复编程循环的存储器单元的位线可以被设置为编程许可电平，并且连接到不需要进一步重复编程循环的存储器单元的位线可以被设置为编程禁止电平。编程许可电平可以是接地电压VSS的电平，并且编程禁止电平可以是电源电压VCORE的电平。

如上所述，在实施例中，第一编程循环PL1可以以不同于N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的后续编程循环PL2、PL3至PLN的方式执行，并且因此存储器单元的编程状态可以如图11中所公开的那样分类。

参照图11，作为执行第一编程循环PL1的结果，以编程状态P1为目标的存储器单元的阈值电压电平的增加幅度可以相对小于以编程状态P2至P7为目标的存储器单元的阈值电压电平的增加幅度。因此，如图11所示，作为执行第一编程循环PL1的结果，存储器单元的编程状态可以是两种暂定状态。

通过这种方式，由于执行第一编程循环PL1然后重复后续编程循环PL2、PL3至PLN，因此编程目标存储器单元中的每一个可以具有目标阈值电压电平。

参照图6，可以看出根据参照图4和图5描述的第一实施例的编程操作以什么顺序执行。

当编程开始时，在操作S60中，可以检查当前编程循环是否是编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中的第一编程循环PL1，编程循环PL1、PL2、PL3至PLN重复执行直到完成对多条字线WL中的编程目标字线的编程为止。

当检查结果指示当前编程循环是第一编程循环PL1时(即，操作S60中为“是”)，在操作S61可以在编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1中将多条位线BL设置为第一类型TYPE1。也就是说，多条位线BL中的第一位线组可以被设置为第一电压电平，并且第二位线组可以被设置为低于第一电压电平的第二电压电平。

在操作S61之后的操作S62中，可以在编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1中包括的第一部分SEC1中将第一编程脉冲PU1施加到编程目标字线。

在操作S62之后，在编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1中包括的第二部分SEC2中，可以同时执行在操作S63中将多条位线BL设置为第二类型TYPE2的操作和在操作S64中将第二编程脉冲PU2施加到编程目标字线的操作。在这种情况下，第二编程脉冲PU2的电压电平可以低于第一编程脉冲PU1的电压电平。也就是说，第二编程脉冲PU2的电压电平可以低于第一编程脉冲PU1的电压电平(小于PU1)。

在操作S63和S64之后的操作S67中，可以执行验证操作VERIFY1。

当检查结果指示当前编程循环不是第一编程循环PL1(即操作S60中的“否”)时，即当前编程循环是后续编程循环PL2、PL3至PLN时，在操作S65中可以在编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SET UP2、SET UP3至SET UPN中将多条位线BL设置为第三类型TYPE3。也就是说，可以根据作为验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN-1的结果是否需要额外的编程循环来设置多条位线BL中的每一条的电压电平。

在操作S65之后的操作S66中，可以在编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN中，以ISPP方法将第三编程脉冲PU3施加到编程目标字线。在这种情况下，第三编程脉冲PU3的电压电平可以随着编程循环PL2、PL3至PLN的重复根据ISPP方法增加。而且，第三编程脉冲PU3的电压电平可以高于第二编程脉冲PU2的电压电平(大于PU2)。第三编程脉冲PU3中的至少一个的电压电平可以低于第一编程脉冲PU1的电压电平。

在操作S66之后的操作S67中，可以执行验证操作VERIFY1。

在操作S67之后的操作S68中，可以检查编程是否完成。

当编程完成时(即，操作S68中为“是”)，编程可以终止。

当编程未完成时(即，操作S68中为“否”)，编程循环可以重复。

图7和图8是示出根据本公开的第二实施例的编程操作的示图。

参照图4和图7，如在图5和图6的第一实施例中描述的编程操作，即使在根据第二实施例的编程操作中，第一编程循环PL1也可以以与N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的后续编程循环PL2、PL3至PLN不同的方式执行。

也就是说，在实施例中，N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY1可以被划分为第一部分SEC1和第二部分SEC2。另一方面，N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的后续编程循环PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN可以每个仅有一个部分。

特别地，在根据第二实施例的编程操作中，可以看出的是，第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的长度相对大于后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN的长度。

具体地，编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1中将第一编程脉冲PU1施加到编程目标字线。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第二部分SEC2中将第二编程脉冲PU2施加到编程目标字线。根据实施例，如附图所示，第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1的长度可以被设置为大于第二部分SEC2的长度。根据另一实施例，不同于附图，第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1的长度和第二部分SEC2的长度可以被设置为相同。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1之后重复的后续编程循环PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN中，以ISPP方法将第三编程脉冲PU3施加到编程目标字线。如图所示，第三编程脉冲PU3的电压电平可以随着编程循环PL2、PL3至PLN的重复根据ISPP方法增加。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以将第一编程脉冲PU1的电压电平设置为与第二编程脉冲PU2的电压电平相同。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以将第三编程脉冲PU3的电压电平设置为高于第一编程脉冲PU1和第二编程脉冲PU2的电压电平。根据实施例，电压电平根据编程循环PL2、PL3至PLN的重复而增加的第三编程脉冲PU3之中的最小脉冲的电压电平也可以被设置为高于第一编程脉冲PU1和第二编程脉冲PU2的电压电平。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1开始时将多条位线BL的电压电平设置为第一类型TYPE1，并且保持这些电压电平直到第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1的开始时间点起将多条位线BL的电压电平设置为第一类型TYPE1，直到编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第一部分SEC1结束为止。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1的第二部分SEC2中，将多条位线BL的电压电平重置为第二类型TYPE2。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SET UP2、SET UP3至SET UPN中将多条位线BL的电压电平设置为第三类型TYPE3，并且保持这些电压电平直到后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SETUP2、SET UP3至SET UPN的开始时间点起，将多条位线BL的电压电平设置为第三类型TYPE3，直到编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN结束为止。

参照图8，可以看出根据参照图4和图7描述的第二实施例的编程操作以什么顺序执行。

当编程开始时，在操作S80中，可以检查当前编程循环是否是编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中的第一编程循环PL1，编程循环PL1、PL2、PL3至PLN重复执行直到完成对多条字线WL中的编程目标字线的编程为止。

当检查结果指示当前编程循环是第一编程循环PL1(即，操作S80中为“是”)时，在操作S89中，第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的长度可以被设置为大于后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的长度(长于PGM<2:N>)。

在操作S89之后的操作S81中，可以在编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1中将多条位线BL设置为第一类型TYPE1。多条位线BL的第一位线组可以被设置为第一电压电平，并且多条位线BL的第二位线组可以被设置为低于第一电压电平的第二电压电平。

在操作S81之后的操作S82中，可以在编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1中包括的第一部分SEC1中将第一编程脉冲PU1施加到编程目标字线。

在操作S82之后，在编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1中包括的第二部分SEC2中，可以同时执行在操作S83中将多条位线BL设置为第二类型TYPE2的操作和在操作S84中将第二编程脉冲PU2施加到编程目标字线的操作。在这种情况下，第二编程脉冲PU2可以具有与第一编程脉冲PU1相同的电压电平。也就是说，虽然在上述第一实施例中设置的第一编程脉冲PU1具有相对较高的电压电平(较高电平，参照图6)，但是在第二实施例中设置的第一编程脉冲PU1可以具有相对较低的电压电平(较小电平)。而且，在第二实施例中设置的第二编程脉冲PU2可以具有与第一编程脉冲PU1相同的电压电平(与PU1相同)。

在操作S83和S84之后的操作S87中，可以执行验证操作VERIFY1。

当检查结果指示当前编程循环不是第一编程循环PL1(即操作S80中的“否”)时，即当前编程循环是后续编程循环PL2、PL3至PLN时，在操作S85中可以在编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SET UP2、SET UP3至SET UPN中将多条位线BL设置为第三类型TYPE3。也就是说，可以根据作为验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN-1的结果是否需要额外的编程循环来设置多条位线BL中的每一条的电压电平。

在操作S85之后的操作S86中，可以在编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN中，以ISPP方法将第三编程脉冲PU3施加到编程目标字线。在这种情况下，第三编程脉冲PU3的电压电平可以随着编程循环PL2、PL3至PLN的重复根据ISPP方法增加。而且，第三编程脉冲PU3的电压电平可以高于第一编程脉冲PU1和第二编程脉冲PU2的电压电平(大于PU1和PU2)。

在操作S86之后的操作S87中，可以执行验证操作VERIFY1。

在操作S87之后的操作S88中，可以检查编程是否完成。

当编程完成时(即，操作S88中为“是”)，编程可以终止。

当编程未完成时(即，操作S88中为“否”)，编程循环可以重复。

图9和图10是示出根据本公开的第三实施例的编程操作的示图。

参照图4和图9，如在图5和图6的第一实施例中以及图7和图8的第二实施例中描述的编程操作，即使在根据第三实施例的编程操作中，第一编程循环PL1也可以以与N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的后续编程循环PL2、PL3至PLN不同的方式执行。

在实施例中，N个编程循环PL1、PL2、PL3至PLN之中的第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY1可以仅包括一个部分。另一方面，在不同于第一实施例和第二实施例的第三实施例中，类似于后续编程循环PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN，第一编程循环PLl中包括的编程操作PGMl中包括的编程脉冲施加操作SUPPLYl可以仅包括一个部分。

不同之处在于，编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1中包括的编程脉冲施加操作SUPPLY1中，将第四编程脉冲PU4施加到编程目标字线。在这种情况下，第四编程脉冲PU4的电压电平可以低于第一实施例中所示的第一编程脉冲PU1的电压电平并且高于第一实施例中所示的第二编程脉冲PU2的电压电平。第四编程脉冲PU4的电压电平可以低于在第一编程循环PL1之后重复的后续编程循环PL2、PL3至PLN中分别包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN中施加到编程目标字线的第三编程脉冲PU3的电压电平。

另一不同之处在于，编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1中将多条位线BL的电压电平设置为第四类型TYPE4，并且保持这些电压电平直到第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从第一编程循环PL1中包括的编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1的开始时间点起将多条位线BL的电压电平设置为第四类型TYPE4，直到编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1结束为止。

编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以在后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SET UP2、SET UP3至SET UPN中将多条位线BL的电压电平设置为第三类型TYPE3，并且保持这些电压电平直到后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN结束为止。编程操作控制单元43可以控制编程和验证电路41的操作，以从后续编程循环PL2、PL3至PLN中包括的编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SETUP2、SET UP3至SET UPN的开始时间点起，将多条位线BL的电压电平设置为第三类型TYPE3，直到编程脉冲施加SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN结束为止。

当位线BL被设置为第四类型TYPE4时，类似于在第一实施例和第二实施例中描述的第一类型TYPE1，多条位线BL的第一位线组可以被设置为第一电压电平，并且第二位线组可以被设置为低于第一电压电平的第二电压电平。然而，虽然第一实施例和第二实施例示出了第一电压电平是第一类型TYPE1中的电源电压VCORE电平，但是第三实施例中描述的第四类型TYPE4中的第一电压电平可以指低于电源电压VCORE电平并高于接地电压VSS电平的参考电压电平。即使在第四类型TYPE4中，第二电压电平也可以指接地电压VSS电平。

作为参考，虽然在第一实施例和第二实施例中描述的第一类型TYPE1中的第一电压电平是电源电压VCORE电平，但是第一电压电平可以是低于电源电压VCORE电平并高于接地电压VSS电平的参考电压电平。也就是说，第一类型TYPE1和第四类型TYPE4可以根据设计者的决定而相同地设置。

参照图10，可以看出根据参照图4和图9描述的第三实施例的编程操作以什么顺序执行。

当编程开始时，在操作S100中，可以检查当前编程循环是否是编程循环PL1、PL2、PL3至PLN中的第一编程循环PL1，编程循环PL1、PL2、PL3至PLN重复执行直到完成对多条字线WL中的编程目标字线的编程为止。

当检查结果指示当前编程循环是第一编程循环PL1时(即，操作S100中为“是”)，在操作S101可以在编程操作PGM1的位线设置操作SET UP1中将多条位线BL设置为第四类型TYPE4。也就是说，多条位线BL中的第一位线组可以被设置为第一电压电平，并且第二位线组可以被设置为低于第一电压电平的第二电压电平。特别地，第一位线组可以被设置为低于电源电压VCORE电平并高于接地电压VSS电平的参考电压电平，并且第二位线组可以被设置为接地电压VSS电平。

在操作S101之后的操作S102中，可以在编程操作PGM1的编程脉冲施加操作SUPPLY1中包括的第一部分SEC1中将第四编程脉冲PU4施加到编程目标字线。第四编程脉冲PU4可以具有低于在上述第一实施例中设置的第一编程脉冲PU1并高于在上述第一实施例中设置的第二编程脉冲PU2的电压电平(中间电平)。

在操作S102之后的操作S107中，可以执行验证操作VERIFY1。

当检查结果指示当前编程循环不是第一编程循环PL1(即操作S100中的“否”)时，即当前编程循环是后续编程循环PL2、PL3至PLN时，在操作S105中可以在编程操作PGM2、PGM3至PGMN的位线设置操作SET UP2、SET UP3至SET UPN中将多条位线BL设置为第三类型TYPE3。也就是说，可以根据作为验证操作VERIFY1、VERIFY2、VERIFY3至VERIFYN-1的结果是否需要额外的编程循环来设置多条位线BL中的每一条的电压电平。

在操作S105之后的操作S106中，可以在编程操作PGM2、PGM3至PGMN的编程脉冲施加操作SUPPLY2、SUPPLY3至SUPPLYN中，以ISPP方法将第三编程脉冲PU3施加到编程目标字线。在这种情况下，第三编程脉冲PU3的电压电平可以随着编程循环PL2、PL3至PLN的重复根据ISPP方法增加。而且，第三编程脉冲PU3的电压电平可以高于第四编程脉冲PU4的电压电平(大于PU4)。

在操作S106之后的操作S107中，可以执行验证操作VERIFY1。

在操作S107之后的操作S108中，可以检查编程是否完成。

当编程完成时(即，操作S108中为“是”)，编程可以终止。

当编程未完成时(即，操作S108中为“否”)，编程循环可以重复。

根据本公开的实施例，可以将在增量步进式脉冲编程(ISPP)操作之中的第一编程操作中施加的编程脉冲划分为两个，并且可以基于划分的两个编程脉冲来不同地设置位线设置电平。因此，当第一编程操作完成时，可以改进存储器单元的编程分布。

从本公开可获得的效果和优点不限于本文所述的那些效果和优点。根据上面的详细描述，本公开所属领域的技术人员将清楚地理解本文未描述的其它效果和优点。

虽然已经针对特定实施例和附图说明和描述了本公开，但是所公开实施例并非旨在限制。进一步地，注意的是，在不脱离本公开和所附权利要求书的精神和/或范围的情况下，如本领域技术人员将根据本公开认识到的，本公开可以通过替换、改变和修改以各种方式实现。

例如，前述实施例中描述的逻辑门和晶体管的设置和类型可以根据输入信号的极性而不同地实施。此外，可以组合实施例以形成另外的实施例。

Claims (16)

1.一种非易失性存储器装置，包括：

多个存储器单元，联接在多条字线与多条位线之间；

外围电路，执行编程循环，每个编程循环包括编程操作和验证操作，所述编程操作包括对所述多条位线的设置操作和将编程脉冲施加到所选择的字线的施加操作，并且所述验证操作包括将验证电压施加到所选择的字线；以及

控制逻辑电路，控制所述外围电路重复执行所述编程循环，直到完成对所述所选择的字线的编程为止，

其中所述外围电路通过以下方式执行所述编程循环中的第一编程循环：

在所述施加操作的第一部分，将第一编程脉冲施加到所述所选择的字线，

在所述施加操作的第二部分，将第二编程脉冲施加到所述所选择的字线，

从所述设置操作开始起，将第一位线组设置为第一电压电平并且将第二位线组设置为低于所述第一电压电平的第二电压电平，直到所述施加操作的所述第一部分结束为止，并且

在所述施加操作的所述第二部分，将所述第一位线组和所述第二位线组重置为所述第二电压电平。

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中所述第二编程脉冲的电压电平低于所述第一编程脉冲的电压电平。

3.根据权利要求2所述的非易失性存储器装置，其中所述外围电路通过在所述第一编程循环的后续编程循环中包括的施加操作中施加电压电平比所述第二编程脉冲的电压电平高的第三编程脉冲，来执行所述后续编程循环。

4.根据权利要求3所述的非易失性存储器装置，其中所述第三编程脉冲的电压电平低于所述第一编程脉冲的电压电平。

5.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，

其中所述第一编程脉冲的电压电平与所述第二编程脉冲的电压电平相同，并且

其中所述外围电路通过在所述第一编程循环中比在所述第一编程循环的后续编程循环中更久地执行所述施加操作，来重复执行所述编程循环。

6.根据权利要求5所述的非易失性存储器装置，其中所述外围电路进一步通过在所述后续编程循环中包括的施加操作中施加电压电平等于或高于所述第一编程脉冲和所述第二编程脉冲中的每一个的电压电平的第三编程脉冲，来重复执行所述编程循环。

7.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中所述第一电压电平为电源电压电平，并且所述第二电压电平为接地电压电平。

8.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中所述第一电压电平为低于电源电压电平并高于接地电压电平的参考电压电平，并且所述第二电压电平为所述接地电压电平。

9.一种非易失性存储器装置的操作方法，所述方法包括：

重复执行编程循环直到完成对所选择的字线的编程为止，每个编程循环包括编程操作和验证操作，所述编程操作包括对多条位线的设置操作和将编程脉冲施加到所述所选择的字线的施加操作，并且所述验证操作包括将验证电压施加到所述所选择的字线，

其中所述重复执行包括通过以下方式执行所述编程循环中的第一编程循环：

在所述施加操作的第一部分，将第一编程脉冲施加到所述所选择的字线，

在所述施加操作的第二部分，将第二编程脉冲施加到所述所选择的字线，

从所述设置操作开始起，将第一位线组设置为第一电压电平并且将第二位线组设置为低于所述第一电压电平的第二电压电平，直到所述施加操作的所述第一部分结束为止，并且

在所述施加操作的所述第二部分，将所述第一位线组和所述第二位线组重置为所述第二电压电平。

10.根据权利要求9所述的操作方法，其中所述第二编程脉冲的电压电平低于所述第一编程脉冲的电压电平。

11.根据权利要求10所述的操作方法，其中所述重复执行进一步包括：通过在所述第一编程循环的后续编程循环中包括的施加操作中施加电压电平高于所述第二编程脉冲的电压电平的第三编程脉冲，来执行所述后续编程循环。

12.根据权利要求11所述的操作方法，其中所述第三编程脉冲的电压电平低于所述第一编程脉冲的电压电平。

13.根据权利要求9所述的操作方法，

其中所述第一编程脉冲的电压电平与所述第二编程脉冲的电压电平相同，并且

其中通过在所述第一编程循环中比在所述第一编程循环的后续编程循环中更久地执行所述施加操作，来重复执行所述编程循环。

14.根据权利要求13所述的操作方法，其中进一步通过在所述后续编程循环中包括的施加操作中施加电压电平等于或高于所述第一编程脉冲和所述第二编程脉冲中的每一个的电压电平的第三编程脉冲，来重复执行所述编程循环。

15.根据权利要求9所述的操作方法，其中所述第一电压电平为电源电压电平，并且所述第二电压电平为接地电压电平。

16.根据权利要求9所述的操作方法，其中所述第一电压电平为低于电源电压电平并高于接地电压电平的参考电压电平，并且所述第二电压电平为所述接地电压电平。

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