DE102022112661A1

DE102022112661A1 - Proaktive edge-wortleitungs-leckdetektion für speichereinrichtung mit on-pitch-technologie für drainseitiges halbkreis-auswahl-gate

Info

Publication number: DE102022112661A1
Application number: DE102022112661.7A
Authority: DE
Inventors: Xiang Yang; Xiaochen Zhu
Original assignee: SanDisk Technologies LLC
Current assignee: SanDisk Technologies LLC
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2023-04-27
Also published as: CN116030873A; US20230125748A1; US11783903B2

Abstract

Es werden eine Speichereinrichtung und ein Betriebsverfahren bereitgestellt. Die Einrichtung schließt Speicherzellen ein, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und eingerichtet sind, um eine Schwellenspannung beizubehalten. Ein Steuermittel ist mit der Vielzahl von Wortleitungen und den Ketten gekoppelt. Das Steuermittel ist eingerichtet, um eine primäre vorbestimmte Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen anzulegen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird. Das Steuermittel bestimmt dann, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf nichtflüchtige Speichereinrichtungen und den Betrieb von nichtflüchtigen Speichereinrichtungen.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen in Bezug auf die Technologie, die mit der vorliegenden Offenbarung verbunden ist, und ist somit nicht notwendigerweise Stand der Technik.
Die Semi-Circle-Drain-Side-Select-Gate-Speichertechnologie („SC-SGD“-Speichertechnologie) bietet mehrere Vorteile, einschließlich einer reduzierten Die-Größe. Um SC-SGD herzustellen, wird Ätztechnologie verwendet, um Speicherlöcherzu schneiden, wodurch sie ihre halbkreisförmige Form erhalten, und ein Block oder eine Reihe in mehrere Ketten getrennt wird. Je nach dem Verfahren, das zur Herstellung des SC-SGD verwendet wird, können bestimmte Ineffizienzen auftreten. Zum Beispiel wird das Schneiden eines Speicherlochs mindestens einige Abschnitte der SC-SGD entfernen, wie die Metallschicht, die ansonsten elektrische Felder von der Kanal- und/oder Charge-Trap-Schicht abschirmt. Daher kann das SC-SGD durch ein „benachbartes“ elektrisches Feld beeinflusst werden, was dazu führt, dass ein parasitärer Transistor entlang des SC-SGD-Transistors leckt. In einigen Fällen führt dies dazu, dass ein Messverstärker fälschlicherweise bestimmt, dass das SC-SGD leitet, was bestimmte Messvorgänge beeinträchtigen kann. Aufgrund der Ätzvariation können einige Chips auf eine SGD-Schicht heruntergeschnitten werden, während andere auf Schichten geschnitten werden können, die Dummy-Wortleitungen bilden. Folglich verzerren elektrische Felder, wie diejenigen, die durch eine schwache Löschvorspannung auf den Dummy-Wortleitungen aus dem Wortleitungs-Cycling eingeführt werden, bekanntermaßen die Schwellenspannung des SC-SGD (z. B. schalten diese herunter) und ändern somit die Gesamtschwellenspannung einer Speicherstruktur. Kurzschlüsse können auch beispielsweise zwischen einer der Dummy-Wortleitungen und einer anderen Wortleitung vorhanden sein. Dementsprechend besteht ein Bedarf an verbesserten nichtflüchtigen Speichereinrichtungen und Betriebsverfahren.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale und Vorteile.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Speichervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Speichervorrichtung bereitzustellen, welche die oben erwähnten Nachteile angehen und überwinden.
Dementsprechend ist es ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung, eine Speichereinrichtung bereitzustellen, die Speicherzellen einschließt, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und dazu eingerichtet sind, eine Schwellenspannung beizubehalten. Ein Steuermittel ist mit der Vielzahl von Wortleitungen und den Ketten gekoppelt. Das Steuermittel ist eingerichtet, um eine primäre vorbestimmte Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen anzulegen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird. Das Steuermittel bestimmt dann, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Offenbarung wird auch eine Steuerung in Kommunikation mit einer Speichereinrichtung, die Speicherzellen einschließt, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und eingerichtet sind, um eine Schwellenspannung beizubehalten, bereitgestellt. Die Steuerung ist eingerichtet, um die Speichereinrichtung anzuweisen, eine primäre vorbestimmte Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen anzulegen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird. Die Steuerung ist auch eingerichtet, um zu bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.
Gemäß einem zusätzlichen Gesichtspunkt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Speichereinrichtung bereitgestellt. Die Speichereinrichtung schließt Speicherzellen ein, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und dazu eingerichtet sind, eine Schwellenspannung beizubehalten. Das Verfahren schließt den Schritt des Anlegens einer primären vorbestimmten Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen ein, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird. Der nächste Schritt des Verfahrens ist das Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin gegebenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele in dieser Kurzdarstellung dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen, und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1A ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Speichervorrichtung gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
1B ein Blockdiagramm einer beispielhaften Steuerschaltung, die eine Programmierschaltung, eine Zählschaltung und eine Bestimmungsschaltung einschließt, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
2 veranschaulicht schematische Ansichten von drei Typen von Speicherarchitekturen, die gestaffelte Speicherketten verwenden, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
3A veranschaulicht eine Querschnittsansicht von beispielhaften Floating-Gate-Speicherzellen in NAND-Ketten gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
3B veranschaulicht eine Querschnittsansicht entlang einer Kontaktlinie, die in 3A gezeigt ist, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
4A und 4B veranschaulichen einen nichtflüchtigen Speicher, in dem eine Charge-Trapping-Speicherzelle ein nicht leitendes dielektrisches Material anstelle eines leitenden Floating-Gates verwendet, um Ladung in einer nichtflüchtigen Weise zu speichern, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm des Erfassungsblocks von 1 gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
6A ist eine perspektivische Ansicht eines Satzes von Blöcken in einer beispielhaften dreidimensionalen Konfiguration des Speicherarrays von 1, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
6B veranschaulicht eine beispielhafte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines der Blöcke von 6A gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
6C veranschaulicht eine grafische Darstellung des Speicherlochdurchmessers in dem Stapel von 6B gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
6D veranschaulicht eine Detailansicht der Region des Stapels von 6B gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
7A veranschaulicht eine schematische Draufsicht eines Speicherarrays mit einer Vielzahl von Speicherlöchern, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
7B veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Speicherarrays gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
8A und 8B veranschaulichen eine alternative Speicherstruktur ohne Dummy-Löcher gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
9A-9B zeigen eine Schwellenspannungsverteilungen von vier Ketten von Speicherzellen, nachdem ein Versuchsausfall während eines Löschvorgangs erzeugt wurde, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
10 zeigt Diagramme der Schwellenspannung gegenüber der physischen Bitleitung für jede der vier Ketten von Speicherzellen für den Versuchsfehler gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
11 zeigt eine Speichereinrichtung mit einem Kurzschluss zwischen einer Dummy-Wortleitung und einer Datenwortleitung benachbart zu einem SHE-Schnitt und einer Draufsicht auf Schichten der Speichereinrichtung, die den SHE-Schnitt zeigen, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
12 veranschaulicht, dass es Leckstrom für eine der Datenwortleitungen und eine Dummy-Wortleitung gibt, jedoch nicht für andere Daten oder Dummy-Wortleitungen, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
13 und 14 zeigen Querschnitts- und Draufsichten im Detail eines Kurzschlusses einer Edge-Wortleitung und einer Dummy-Wortleitung für den Versuchsfehler gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung;
15 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vielzahl von Wortleitungen und eine drain-seitige Auswahl-Gate-Schicht, die einen beispielhaften Kurzschluss zwischen einer Dummy-Wortleitung einer Edge-Wortleitung zeigt, gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung; und
16 veranschaulicht die Schritte eines Verfahrens zum Betrieb der Speichereinrichtung gemäß Gesichtspunkten der Offenbarung.

Zum besseren Verständnis wurden, soweit möglich, identische Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemein sind. Es wird in Betracht gezogen, dass die in einer Ausführungsform offenbarten Elemente ohne besondere Nennung vorteilhaft bei anderen Ausführungsformen genutzt werden können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden Einzelheiten ausgeführt, um ein Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. In einigen Fällen wurden spezielle Schaltungen, Strukturen und Techniken nicht im Detail beschrieben oder gezeigt, um die Offenbarung nicht unklar zu machen.
Im Allgemeinen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf nichtflüchtige Speichereinrichtungen eines Typs, der zur Verwendung in vielen Anwendungen gut geeignet ist. Die nichtflüchtige Speichereinrichtung und die zugehörigen Verfahren dieser Offenbarung werden in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben. Jedoch dienen die offenbarten speziellen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Beschreibung der erfinderischen Konzepte, Merkmale, Vorteile und Aufgaben mit ausreichender Klarheit, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und auszuführen. Insbesondere werden die beispielhaften Ausführungsformen vorgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang vollständig vermittelt. Es werden zahlreiche spezielle Einzelheiten ausgeführt, wie etwa Beispiele für spezielle Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass spezielle Einzelheiten nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können und dass keine dahin gehend ausgelegt werden sollte, dass sie den Schutzumfang der Offenbarung einschränkt. In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Bei einigen Speichervorrichtungen sind Speicherzellen wie in NAND-Ketten in einem Block oder Unterblock miteinander verbunden. Jede NAND-Kette weist eine Anzahl von in Reihe verbundenen Speicherzellen zwischen einem oder mehreren drain-seitigen SG-Transistoren (SGD-Transistoren) auf einer Drain-Seite der NAND-Kette, die mit einer Bitleitung verbunden ist, und einem oder mehreren source-seitigen SG-Transistoren (SGS-Transistoren) auf einer Source-Seite der NAND-Kette auf, die mit einer Source-Leitung verbunden ist. Weiterhin können die Speicherzellen mit einer gemeinsamen Steuergateleitung (z. B. Wortleitung), die auf ein Steuergate wirkt, angeordnet sein. Ein Satz von Wortleitungen erstreckt sich von der Source-Seite eines Blocks zu der Drain-Seite eines Blocks. Speicherzellen können auch in anderen Arten von Ketten sowie auf andere Weisen verbunden werden.
In einer 3D-Speicherstruktur können die Speicherzellen in vertikalen Ketten in einem Stapel angeordnet sein, wobei der Stapel alternierende leitende und dielektrische Schichten aufweist. Die leitenden Schichten wirken als Wortleitungen, die mit den Speicherzellen verbunden sind. Die Speicherzellen können Datenspeicherzellen einschließen, die dazu geeignet sind, Benutzerdaten zu speichern, und Dummy- oder Nichtdatenspeicherzellen, die nicht dazu geeignet sind, Benutzerdaten zu speichern.
Vor dem Programmieren bestimmter nichtflüchtiger Speichervorrichtungen werden die Speicherzellen typischerweise gelöscht. Für einige Vorrichtungen entfernt der Löschvorgang Elektronen von dem Floating-Gate der Speicherzelle, die gelöscht wird. Alternativ entfernt der Löschvorgang Elektronen von der Charge-Trapping-Schicht.
Jede Speicherzelle kann einem Datenzustand gemäß Schreibdaten in einem Programmierbefehl zugeordnet sein. Basierend auf ihrem Datenzustand bleibt eine Speicherzelle entweder in dem gelöschten Zustand oder wird in einen programmierten Zustand programmiert. Zum Beispiel gibt es in einer Speichervorrichtung mit drei Bit pro Zelle zwei Datenzustände einschließlich des gelöschten Zustands und des programmierten Zustands.
Während eines Programmiervorgangs werden die Speicherzellen gemäß einer Wortleitungsprogrammierreihenfolge programmiert. Zum Beispiel kann das Programmieren an der Wortleitung an der Source-Seite des Blocks beginnen und an der Wortleitung an der Drain-Seite des Blocks fortgesetzt werden. Bei einem Ansatz wird jede Wortleitung vollständig programmiert, bevor eine nächste Wortleitung programmiert wird. Zum Beispiel wird eine erste Wortleitung, WLO, unter Verwendung einer oder mehrerer Programmierimpulse programmiert, bis das Programmieren abgeschlossen ist. Als Nächstes wird eine zweite Wortleitung, WL1, unter Verwendung einer oder mehrerer Programmierimpulse programmiert, bis das Programmieren abgeschlossen ist, und so weiter. Ein Programmierimpuls kann einen Satz zunehmender Programmierspannungen einschließen, die in entsprechenden Programmierschleifen oder Programmierungs-Verifizierungs-Iterationen an die Wortleitung angelegt werden. Verifizierungsvorgänge oder -stufen können nach jeder Programmierspannung durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob die Speicherzellen ein Programmieren abgeschlossen haben. Wenn ein Programmieren für eine Speicherzelle abgeschlossen ist, kann sie an einem weiteren Programmieren gehindert werden, während ein Programmieren für andere Speicherzellen in nachfolgenden Programmierschleifen fortgeführt wird.
Beim Erzeugen verschiedener Reihen und Zeichenketten für eine Speicherstruktur kann ein Schneidevorgang (z. B. Shallow Hole Etch oder SHE) verwendet werden. Der SHE-Schnitt kann einen Block (im Speicher) in mehrere Ketten innerhalb des Blocks unterteilen. Während der SHE die Ketten bilden/definieren kann, kann der SHE-Schnitt weiterhin eine Kette trennen, d. h. die Randspeicherlöcher in einer Kette zur Hälfte (oder in etwa zwei gleiche Hälften) schneiden. In dieser Hinsicht werden sowohl das SGD als auch der Kanal geteilt. Da die Zellen jedoch geschnitten werden, wird der Polykanal einem benachbarten elektrischen SGD-Feld ausgesetzt. Der Kanalbereich nahe dem Nachbarn SGD kann während Speichervorgängen (d. h. NAND-Vorgang) leicht eingeschaltet werden, was zu einer „SGD-Herunterschaltung“ führen kann. Wenn der SHE-Schnitt näher an einer Datenwortleitung benachbart zu Dummy-Wortleitungen (d. h. eine Edge-Wortleitung) liegt, werden über Cycling einige „Ausreißer“-Blöcke nicht mehr für robust gehalten, selbst wenn die Edge-Wortleitung nicht physisch geschnitten wird. Zu einem gewissen Punkt kann die Edge-Wortleitung während eines Löschvorgangs aufgrund einer durch einen SHE-Schnitt induzierten MANOS-Beschädigung mit einem der Dummy-Wortleitungen kurzgeschlossen werden. Dies verursacht einen nachfolgenden Programmierfehler. Leider kann der Block den Löschvorgang dennoch bestehen (Löschstatus „bestanden“). Daher ist es möglicherweise nicht möglich, Datenkorruption zu vermeiden oder fehlerhafte Blöcke sofort unter Verwendung des Löschstatus zu erkennen.
Mehrere Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung können in Form einer Einrichtung, eines Systems, eines Verfahrens oder eines Computerprogramms ausgeführt sein. Daher können Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung vollständig in Form einer Hardware- oder einer Software-Ausführungsform (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Firmware, residente Software, Mikrocode oder dergleichen) vorliegen oder eine Kombination aus Hardware- und Softwarekomponenten sein, die im Allgemeinen als „Schaltung“, „Modul“, „Einrichtung“ oder „System“ bezeichnet werden können. Weiterhin können verschiedene Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computerprogrammprozesses annehmen, der zum Beispiel in einem oder mehreren nicht-transitorischen computerlesbaren Speicherungsmedien verkörpert ist, die computerlesbaren und/oder ausführbaren Programmcode speichern.
Außerdem werden verschiedene Begriffe verwendet, um auf bestimmte Systemkomponenten Bezug zu nehmen. Verschiedene Firmen können auf die gleiche oder ähnliche Komponente mit unterschiedlichen Namen Bezug nehmen und diese Beschreibung beabsichtigt nicht, zwischen Komponenten zu unterscheiden, die sich im Namen, jedoch nicht in der Funktion unterscheiden. Soweit verschiedene in der folgenden Offenbarung beschriebene Funktionseinheiten als „Module“ bezeichnet werden, soll eine solche Charakterisierung die Bandbreite möglicher Implementierungsmechanismen nicht unangemessen einschränken. Zum Beispiel könnte ein „Modul“ als Hardwareschaltung implementiert werden, die kundenspezifische VLSI-Schaltungen (Very Large Scale Integration) oder Gate-Arrays oder handelsübliche Halbleiter, die Logikchips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten einschließen, aufweist. In einem weiteren Beispiel kann ein Modul auch in einer programmierbaren Hardwarevorrichtung wie einem feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA), einer programmierbaren Array-Logik, einer programmierbaren Logikvorrichtung oder dergleichen implementiert sein. Außerdem kann ein Modul auch, zumindest teilweise, durch Software implementiert werden, die von verschiedenen Prozessortypen ausgeführt wird. Zum Beispiel kann ein Modul ein Segment von ausführbarem Code aufweisen, das einen oder mehrere physische oder logische Blöcke von Computeranweisungen enthält, die in ein Objekt, einen Prozess oder eine Funktion übersetzt werden. Es ist auch nicht erforderlich, dass die ausführbaren Abschnitte eines solchen Moduls physisch zusammen angeordnet sind, sondern sie können auch unterschiedliche Anweisungen aufweisen, die an verschiedenen Orten gespeichert sind und die, wenn sie zusammen ausgeführt werden, das identifizierte Modul aufweisen und den erklärten Zweck dieses Moduls erfüllen. Der ausführbare Code kann nur eine einzige Anweisung oder einen Satz mehrerer Anweisungen aufweisen, aber auch über verschiedene Codesegmente oder verschiedene Programme oder über mehrere Speichervorrichtungen usw. verteilt sein. Bei einer Software- oder Teilsoftwaremodul-Implementierung können die Softwareabschnitte auf einem oder mehreren computerlesbaren und/oder ausführbaren Speicherungsmedien gespeichert werden, die ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, infrarotes oder halbleiterbasiertes System, eine Einrichtung oder Vorrichtung oder jede geeignete Kombination davon einschließen, aber nicht darauf beschränkt sind. Im Allgemeinen kann für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung ein computerlesbares und/oder ausführbares Speicherungsmedium jedes greifbare und/oder nicht-transitorische Speicherungsmedium sein, das in der Lage ist, ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem System, einer Einrichtung, einem Prozessor oder einer Vorrichtung zur Befehlsausführung zu enthalten und/oder zu speichern.
In ähnlicher Weise kann für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung der Begriff „Komponente“ jede greifbare, physische und nicht-transitorische Vorrichtung aufweisen. Zum Beispiel kann eine Komponente in Form einer Hardwarelogikschaltung vorliegen, die kundenspezifische VLSI-Schaltungen, Gate-Arrays oder andere integrierte Schaltungen aufweist, oder sie kann aus handelsüblichen Halbleitern bestehen, die Logikchips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten einschließen, oder aus anderen geeigneten mechanischen und/oder elektronischen Vorrichtungen. Darüber hinaus kann eine Komponente auch in programmierbaren Hardware-Vorrichtungen wie feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGA), programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logikvorrichtungen usw. implementiert sein. Außerdem kann eine Komponente eine oder mehrere integrierte Schaltungsvorrichtungen auf Siliciumbasis, wie Chips, Die, Die-Ebenen und Gehäuse, oder andere diskrete elektrische Vorrichtungen aufweisen, die in einer elektrischen Kommunikationskonfiguration mit einer oder mehreren anderen Komponenten über elektrische Leiterbahnen, z. B. auf einer Leiterplatte (PCB) oder dergleichen, eingerichtet sind. Dementsprechend kann ein Modul, wie vorstehend definiert, in bestimmten Ausführungsformen durch eine Komponente verkörpert oder als Komponente implementiert werden, und in einigen Fällen können die Begriffe Modul und Komponente austauschbar verwendet werden.
Wenn hier der Begriff „Schaltung“ verwendet wird, schließt er eine oder mehrere elektrische und/oder elektronische Komponenten ein, die einen oder mehrere leitfähige Pfade bilden, die es ermöglichen, dass elektrischer Strom fließt. Eine Schaltung kann in Form einer Konfiguration mit geschlossenem oder offenem Regelkreis eingerichtet sein. In einer Konfiguration mit geschlossenem Regelkreis können die Schaltungskomponenten einen Rückführweg für den elektrischen Strom bereitstellen. Im Gegensatz dazu können die Schaltungskomponenten in einer Konfiguration mit offenem Regelkreis immer noch als eine Schaltung angesehen werden, auch wenn sie keinen Rückführweg für den elektrischen Strom einschließen. Zum Beispiel kann eine integrierte Schaltung unabhängig davon als eine Schaltung bezeichnet werden, ob die integrierte Schaltung an Masse gekoppelt ist (als Rückführweg für elektrischen Strom) oder nicht. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann eine Schaltung einen Satz integrierter Schaltungen, eine einzige integrierte Schaltung oder einen Abschnitt einer integrierten Schaltung aufweisen. Zum Beispiel kann eine Schaltung kundenspezifische VLSI-Schaltungen, Gate-Arrays, Logikschaltungen und/oder andere Formen integrierter Schaltungen einschließen und kann handelsübliche Halbleiter, wie Logikchips, Transistoren oder andere diskrete Vorrichtungen einschließen. In einem weiteren Beispiel kann eine Schaltung eine oder mehrere integrierte Schaltungsvorrichtungen auf Siliciumbasis, wie Chips, Die, Die-Ebenen und Gehäuse, oder andere diskrete elektrische Vorrichtungen aufweisen, die in einer elektrischen Kommunikationskonfiguration mit einer oder mehreren anderen Komponenten über elektrische Leiterbahnen, zum Beispiel einer Schaltungsplatine (PCB), eingerichtet sind. Eine Schaltung könnte auch als synthetisierte Schaltung in Bezug auf eine programmierbare HardwareVorrichtung wie ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), programmierbare Array-Logik und/oder programmierbare Logikvorrichtungen usw. implementiert werden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann eine Schaltung ein Netzwerk aus nicht integrierten elektrischen und/oder elektronischen Komponenten aufweisen (mit oder ohne integrierte Schaltungsvorrichtungen). Dementsprechend kann ein Modul, wie vorstehend definiert, in bestimmten Ausführungsformen durch eine Schaltung verkörpert oder als solche implementiert sein.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen in einigen Beispielen einen oder mehrere Mikroprozessoren und bestimmte gespeicherte Computerprogrammanweisungen aufweisen können, die den einen oder die mehreren Mikroprozessoren steuern, um in Verbindung mit bestimmten Nicht-Prozessor-Schaltungen und anderen Elementen einige, die meisten oder alle der hier offenbarten Funktionen zu implementieren. Alternativ könnten einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, die keine gespeicherten Programmanweisungen aufweist, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) oder feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), in denen jede Funktion oder einige Kombinationen bestimmter Funktionen als kundenspezifische Logik implementiert sind. Eine Kombination dieser Ansätze kann ebenfalls verwendet werden. Weiterhin sind nachfolgende Bezugnahmen auf eine „Steuerung“ so definiert, dass sie einzelne Schaltungskomponenten, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen Mikrocontroller mit Steuersoftware, einen digitalen Signalprozessor (DSP), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) und/oder einen Prozessor mit Steuersoftware oder Kombinationen davon aufweisen.
Weiterhin beziehen sich die Begriffe „Programm“, „Software“, „Softwareanwendung“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden können, auf eine Folge von Anweisungen, die zur Ausführung auf einem computerimplementierten System ausgelegt sind. Dementsprechend kann ein „Programm“, eine „Software“, eine „Anwendung“, ein „Computerprogramm“ oder eine „Softwareanwendung“ ein Unterprogramm, eine Funktion, eine Prozedur, ein Objektverfahren, eine Objektimplementierung, eine ausführbare Anwendung, ein Applet, ein Servlet, einen Quellcode, einen Objektcode, eine gemeinsam genutzte Bibliothek/dynamische Ladebibliothek und/oder eine andere Folge spezifischer Anweisungen einschließen, die zur Ausführung auf einem Computersystem ausgelegt ist.
Außerdem sind die Begriffe „koppeln“, „gekoppelt“ oder „koppelt“, wo sie hierin verwendet werden, entweder als direkte oder indirekte Verbindung zu verstehen. Wenn also eine erste Vorrichtung an eine zweite Vorrichtung koppelt oder an diese gekoppelt ist, kann diese Verbindung durch eine direkte Verbindung oder durch eine indirekte Verbindung über andere Vorrichtungen (oder Komponenten) und Verbindungen erfolgen.
Was die Verwendung von Ausdrücken wie „eine Ausführungsform“, „eine (1) Ausführungsform“, eine „beispielhafte Ausführungsform“, „eine bestimmte Ausführungsform“ oder ähnlicher Begriffe betrifft, so sollen diese Begriffe anzeigen, dass ein spezifisches Merkmal, eine spezifische Struktur, eine spezifische Funktion, ein spezifischer Vorgang oder eine spezifische Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben werden, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher können sich Formulierungen wie „in einer (1) Ausführungsform“, „in einer Ausführungsform“, „in einer beispielhaften Ausführungsform“ usw. auf dieselbe Ausführungsform beziehen, müssen es aber nicht, sondern bedeuten „eine oder mehrere, aber nicht alle Ausführungsformen“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Weiterhin werden die Begriffe „aufweisend“, „mit“, „einschließend“ und Variationen davon in einer offenen Weise verwendet und sollten daher so ausgelegt werden, dass sie „einschließlich, aber nicht beschränkt auf ...“ bedeuten, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Außerdem schließt ein Element, dem „weist ein/eine ... auf“ vorangestellt ist, ohne weitere Einschränkungen nicht aus, dass es zusätzliche identische Elemente in dem betreffenden Prozess, Verfahren, System, Artikel oder der Einrichtung gibt, die das Element einschließen.
Die Begriffe „ein/e/s“, und „der/die/das“ beziehen sich auch auf „eines oder mehrere“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Darüber hinaus zeigt die Formulierung „mindestens eines von A und B“, wie sie hierin und/oder in den folgenden Ansprüchen verwendet werden kann, wobei A und B Variablen sind, die ein bestimmtes Objekt oder Attribut anzeigen, eine Auswahl von A oder B oder sowohl A als auch B an, ähnlich wie die Formulierung „und/oder“. Sind in einer solchen Formulierung mehr als zwei Variablen vorhanden, so ist diese Formulierung so definiert, dass sie nur eine der Variablen, eine beliebige der Variablen, eine beliebige Kombination (oder Unterkombination) einer der Variablen und alle Variablen einschließt.
Weiterhin wird hier der Begriff „ungefähr“ oder „etwa“ auf alle numerischen Werte angewandt, unabhängig davon, ob sie ausdrücklich angegeben werden oder nicht. Diese Begriffe beziehen sich im Allgemeinen auf einen Bereich von Zahlenwerten, die ein Fachmann als äquivalent zu den angegebenen Werten ansehen würde (z. B. weil sie dieselbe Funktion oder dasselbe Ergebnis aufweisen). In bestimmten Fällen können diese Begriffe numerische Werte einschließen, die auf die nächste signifikante Figur gerundet sind.
Darüber hinaus bedeutet eine Aufzählung von Elementen, die hierin dargelegt sind, nicht, dass einige oder alle der aufgeführten Elemente sich gegenseitig ausschließen und/oder einander einschließen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Weiterhin ist der Begriff „Satz“, wie er hierin verwendet wird, so auszulegen, dass er „einen oder mehrere“ bedeutet, und im Fall von „Sätzen“ ist er so auszulegen, dass er ein Vielfaches von (oder eine Vielzahl von) „einem oder mehreren“ und/oder „einem oder mehr“ gemäß der Mengenlehre bedeutet, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden. Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung nur veranschaulichend ist und in keinster Weise einschränkend sein soll. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen veranschaulichenden Gesichtspunkten, Ausführungsbeispielen und Merkmalen werden weitere Gesichtspunkte, Ausführungsformen und Merkmale unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung deutlich. Die Beschreibung von Elementen in jeder Figur kann sich auf Elemente von fortlaufenden Figuren beziehen. Gleiche Bezugsnummern können sich auf gleiche Elemente in den Figuren beziehen, einschließlich alternativer beispielhafter Ausführungsformen gleicher Elemente.
1A ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Speichervorrichtung. Die Speichervorrichtung 100 kann einen oder mehrere Speicher-Dies 108 einschließen. Der Speicher-Die 108 schließt eine Speicherstruktur 126 aus Speicherzellen, wie ein Array aus Speicherzellen, eine Steuerschaltung 110 und Lese/Schreib-Schaltungen 128 ein. Die Speicherstruktur 126 ist durch Wortleitungen über einen Zeilendecoder 124 und durch Bitleitungen über einen Spaltendecoder 132 adressierbar. Die Lese-/Schreibschaltungen 128 schließen mehrere Erfassungsblöcke SB1, SB2, ... SBp (Erfassungsschaltkreis) ein und ermöglichen das parallele Lesen oder Programmieren einer Seite von Speicherzellen. Üblicherweise ist eine Steuerung 122 in der gleichen Speichervorrichtung 100 (z. B. einer entfernbaren Speicherkarte) wie der eine oder die mehreren Speicher-Dies 108 enthalten. Befehle und Daten werden zwischen dem Host 140 und der Steuerung 122 über einen Datenbus 120 und zwischen der Steuerung und dem einen oder den mehreren Speicher-Dies 108 über Leitungen 118 übertragen.
Die Speicherstruktur 126 kann zweidimensional oder dreidimensional sein. Die Speicherstruktur 126 kann ein oder mehrere Arrays von Speicherzellen aufweisen, einschließlich eines dreidimensionalen Arrays. Die Speicherstruktur 126 kann eine monolithische dreidimensionale Speicherstruktur aufweisen, in der mehrere Speicherebenen über (und nicht in) einem einzelnen Substrat wie beispielsweise einem Wafer ohne dazwischen liegende Substrate ausgebildet sind. Die Speicherstruktur 126 kann jede Art von nichtflüchtigem Speicher aufweisen, der monolithisch in einer oder mehreren physischen Ebenen von Arrays von Speicherzellen ausgebildet ist, die über einen aktiven Bereich verfügen, der über einem Siliziumsubstrat angeordnet ist. Die Speicherstruktur 126 kann sich in einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung befinden, die Schaltungen aufweist, die dem Betrieb der Speicherzellen zugeordnet sind, ganz gleich, ob sich die zugehörige Schaltung oberhalb oder innerhalb des Substrats befindet.
Die Steuerschaltlogik 110 arbeitet mit den Lese-/Schreibschaltungen 128 zusammen, um Speichervorgänge auf der Speicherstruktur 126 auszuführen, und schließt eine Zustandsmaschine 112, einen On-Chip-Adressdecodierer 114 und ein Leistungssteuerungsmodul 116 ein. Die Zustandsmaschine 112 stellt eine Steuerung von Speichervorgängen auf Chipebene bereit.
Eine Speicherungsregion 113 kann zum Beispiel für Programmierparameter bereitgestellt werden. Die Programmierparameter können eine Programmspannung, eine Vorspannung für die Programmspannung, Positionsparameter, die die Positionen der Speicherzellen angeben, Parameter für die Dicke der Kontaktleitungsverbinder, eine Verifizierungsspannung und/oder dergleichen einschließen. Die Positionsparameter können eine Position einer Speicherzelle innerhalb des gesamten Arrays von NAND-Ketten, eine Position einer Speicherzelle innerhalb einer bestimmten NAND-Ketten-Gruppe, eine Position einer Speicherzelle in einer bestimmten Ebene und/oder dergleichen angeben. Die Parameter für die Dicke des Kontaktleitungsverbinders können die Dicke des Kontaktleitungsverbinders, das Substrat oder das Material, aus dem der Kontaktleitungsverbinder besteht, und/oder dergleichen angeben.
Der On-Chip-Adressdecodierer 114 stellt eine Adressschnittstelle zwischen derjenigen, die von dem Host oder einer Speichersteuerung verwendet wird, zu der Hardwareadresse, die von den Decodierern 124 und 132 verwendet wird, bereit. Das Leistungssteuermodul 116 steuert die Leistung und Spannungen, die den Wortleitungen und Bitleitungen während Speichervorgängen zugeführt werden. Es kann Treiber für Wortleitungen, SGS- und SGD-Transistoren und Source-Leitungen einschließen. Die Erfassungsblöcke können in einem Ansatz Bitleitungstreiber einschließen. Ein SGS-Transistor ist ein Auswahlgate-Transistor an einem Source-Ende einer NAND-Kette, und ein SGD-Transistor ist ein Auswahlgate-Transistor an einem Drain-Ende einer NAND-Kette.
In einigen Ausführungsformen können einige der Komponenten kombiniert werden. Bei verschiedenen Ausführungen können eine oder mehrere der Komponenten (allein oder in Kombination), die sich von der Speicherstruktur 126 unterscheiden, als mindestens eine Steuerschaltung betrachtet werden, die eingerichtet ist, um die hier beschriebenen Vorgänge durchzuführen. Die Steuerschaltlogik kann zum Beispiel eines oder eine Kombination von Steuerschaltlogik 110, Zustandsmaschine 112, Decodierer 114/132, Leistungssteuerungsmodul 116, Erfassungsblöcken SBb, SB2, ..., SBp, Lese-/Schreibschaltungen 128, Steuerung 122 und so weiter einschließen.
Die Steuerschaltungen können eine Programmierschaltung einschließen, die so eingerichtet ist, dass sie einen Programm- und Prüfvorgang für einen Satz von Speicherzellen durchführt, wobei der eine Satz von Speicherzellen Speicherzellen aufweist, die so zugeordnet sind, dass sie einen Datenzustand aus einer Vielzahl von Datenzuständen darstellen, und Speicherzellen, die so zugeordnet sind, dass sie einen anderen Datenzustand aus der Vielzahl von Datenzuständen darstellen; wobei der Programm- und Prüfvorgang eine Vielzahl von Programm- und Prüfiterationen aufweist; und wobei die Programmierschaltung in jeder Programm- und Prüfiteration eine Programmierung für die eine Wortleitung durchführt, nach der die Programmierschaltung ein Prüfsignal an die eine Wortleitung anlegt. Die Steuerschaltungen können auch eine Zählschaltung enthalten, die so eingerichtet ist, dass sie die Anzahl der Speicherzellen ermittelt, die einen Verifizierungstest für den einen Datenzustand bestanden haben. Die Steuerschaltungen können auch eine Bestimmungsschaltung einschließen, die so eingerichtet ist, dass sie auf der Grundlage einer Menge, um die der Zählerstand einen Schwellenwert überschreitet, eine bestimmte Programm- und Prüfiteration aus der Vielzahl der Programm- und Prüfiterationen bestimmt, in der ein Prüftest für einen anderen Datenzustand für die Speicherzellen, die zur Darstellung eines anderen Datenzustands zugewiesen sind, durchgeführt wird.
1B ist zum Beispiel ein Blockdiagramm einer beispielhaften Steuerschaltung 150, die eine Programmierschaltung 151, eine Zählschaltung 152 und eine Bestimmungsschaltung 153 aufweist.
Die Off-Chip-Steuerung 122 kann einen Prozessor 122c, Speicherungsvorrichtungen (Speicher) wie ROM 122a und RAM 122b und eine Fehlerkorrekturcode-Engine (ECC-Engine) 245 aufweisen. Die ECC-Maschine kann eine Anzahl von Lesefehlern korrigieren, die verursacht werden, wenn der obere Schwanz einer Vth-Verteilung zu hoch wird. In einigen Fällen können jedoch unkorrigierbare Fehler vorliegen. Die hierin bereitgestellten Techniken verringern die Wahrscheinlichkeit von unkorrigierbaren Fehlern.
Die Speicherungsvorrichtung(en) 122a, 122b weisen Codes auf, wie beispielsweise einen Satz von Anweisungen, und der Prozessor 122c ist betreibbar, um den Satz von Anweisungen auszuführen und die hierin beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor 122c auf Code von einer Speichereinrichtung 126a der Speicherstruktur 126 zugreifen, wie einen reservierten Bereich von Speicherzellen in einer oder mehreren Wortleitungen. Codes können zum Beispiel von der Steuerung 122 verwendet werden, um auf die Speicherstruktur 126 zuzugreifen, wie für Programmier-, Lese- und Löschvorgänge. Der Code kann Bootcode und Steuercode (z. B. einen Satz von Anweisungen) einschließen. Der Bootcode ist eine Software, welche die Steuerung 122 während eines Boot- oder Startvorgangs initialisiert und der Steuerung 122 ermöglicht, auf die Speicherstruktur 126 zuzugreifen. Der Code kann von der Steuerung 122 verwendet werden, um eine oder mehrere Speicherstrukturen 126 zu steuern. Beim Hochfahren ruft der Prozessor 122c den Bootcode aus dem ROM 122a oder der Speichereinrichtung 126a zur Ausführung ab, und der Bootcode initialisiert die Systemkomponenten und lädt den Steuercode in den RAM 122b. Sobald der Steuercode in den RAM 122b geladen ist, wird er durch den Prozessor 122c ausgeführt. Der Steuercode enthält Treiber zum Durchführen grundlegender Aufgaben, wie etwa Steuern und Zuweisen von Speicher, Priorisieren der Verarbeitung von Befehlen und Steuern von Eingabe- und Ausgabeports.
Im Allgemeinen kann der Steuercode Anweisungen einschließen, um die hierin beschriebenen Funktionen einschließlich der weiter unten erläuterten Schritte der Flussdiagramme durchzuführen und um die Spannungswellenformen einschließlich der weiter unten erläuterten bereitzustellen.
In einer Ausführungsform ist der Host eine Rechenvorrichtung (z. B. ein Laptop, ein Desktop, ein Smartphone, ein Tablet, eine Digitalkamera), die einen oder mehrere Prozessoren, eine oder mehrere prozessorlesbare Speicherungsvorrichtungen (RAM, ROM, Flash-Speicher, Festplattenlaufwerk, Solid-State-Memory) einschließt, die einen prozessorlesbaren Code (z. B. eine Software) zum Programmieren der einen oder der mehreren Prozessoren speichert, um die hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Der Host kann auch einen zusätzlichen Systemspeicher, eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabeschnittstellen und/oder eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabevorrichtungen einschließen, die mit dem einem oder den mehreren Prozessoren in Kommunikation stehen.
Andere Arten von nichtflüchtigen Speichern zusätzlich zu NAND-Flash-Speichern können ebenfalls verwendet werden.
Halbleiterspeichervorrichtungen schließen flüchtige Speichervorrichtungen ein, wie etwa Dynamic Random Access Memory-Vorrichtungen („DRAM-Vorrichtungen“) oder Static Random Access Memory-Vorrichtungen („SRAM-Vorrichtungen“), nichtflüchtige Speichervorrichtungen, wie etwa Resistive Random Access Memory („ReRAM“), Electrically Erasable Programmable Read Only Memory („EEPROM“), Flash-Speicher (der auch als Untergruppe eines EEPROM betrachtet werden kann), Ferroelectric Random Access Memory („FRAM“) und Magnetoresistive Random Access Memory („MRAM“), und andere Halbleiterelemente, die Informationen speichern können. Jeder Typ von Speichervorrichtung kann unterschiedliche Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel können Flash-Speichervorrichtungen in einer NAND- oder NOR-Konfiguration eingerichtet sein.
Die Speichervorrichtungen können aus passiven und/oder aktiven Elementen in beliebigen Kombinationen gebildet sein. Als ein nichteinschränkendes Beispiel schließen passive Halbleiterspeicherelemente ReRAM-Vorrichtungselemente ein, die in einigen Ausführungsformen ein widerstandsschaltendes Speicherungselement wie ein Anti-Fuse- oder Phasenwechselmaterial und gegebenenfalls ein Lenkelement wie eine Diode oder einen Transistor einschließen. Weiterhin schließen als nichteinschränkendes Beispiel aktive Halbleiterspeicherelemente EEPROM- und Flash-Speichervorrichtungselemente ein, die in einigen Ausführungsformen Elemente einschließen, die einen Ladungsspeicherungsbereich enthalten, wie etwa ein Floating-Gate, leitende Nanopartikel oder ein dielektrisches Ladungsspeicherungsmaterial.
Mehrere Speicherelemente können derart eingerichtet sein, dass sie in Reihe geschaltet sind, oder derart, dass jedes Element einzeln zugänglich ist. Als nicht einschränkendes Beispiel enthalten Flash-Speichervorrichtungen in einer NAND-Konfiguration (NAND-Speicher) üblicherweise Speicherelemente, die in Reihe geschaltet sind. Eine NAND-Kette ist ein Beispiel für einen Satz von in Reihe geschalteten Transistoren, aufweisend Speicherzellen und SG-Transistoren.
Ein NAND-Speicherarray kann so eingerichtet werden, dass das Array aus mehreren Speicherketten besteht, wobei eine Kette aus mehreren Speicherelementen besteht, die sich eine einzelne Bitleitung teilen und auf die als Gruppe zugegriffen wird. Alternativ können Speicherelemente derart eingerichtet sein, dass jedes Element einzeln zugänglich ist, z. B. ein NOR-Speicherarray. NAND- und NOR-Speicherkonfigurationen sind Beispiele, und Speicherelemente können anderweitig eingerichtet sein. Die Halbleiterspeicherelemente, die in und/oder über einem Substrat angeordnet sind, können in zwei oder drei Dimensionen angeordnet sein, wie einer zweidimensionalen Speicherstruktur oder einer dreidimensionalen Speicherstruktur.
In einer zweidimensionalen Speicherstruktur sind die Halbleiterspeicherelemente in einer einzelnen Ebene oder einer einzelnen Speichervorrichtungsebene angeordnet. Üblicherweise sind in einer zweidimensionalen Speicherstruktur Speicherelemente in einer Ebene (z.B. in einer Ebene in x-y-Richtung) angeordnet, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche eines Substrats erstreckt, das die Speicherelemente trägt. Das Substrat kann ein Wafer sein, über oder in dem die Schicht der Speicherelemente gebildet ist, oder es kann ein Trägersubstrat sein, das an den Speicherelementen befestigt wird, nachdem diese gebildet werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Substrat einen Halbleiter, wie Silizium, einschließen.
Die Speicherelemente können auf der einzelnen Speichervorrichtungsebene in einem geordneten Array angeordnet sein, wie in einer Vielzahl von Zeilen und/oder Spalten. Jedoch können die Speicherelemente in nicht regelmäßigen oder nicht orthogonalen Konfigurationen angeordnet sein. Die Speicherelemente können jeweils zwei oder mehr Elektroden oder Kontaktleitungen, wie Bitleitungen und Wortleitungen, aufweisen.
Ein dreidimensionales Speicherarray ist so angeordnet, dass Speicherelemente mehrere Ebenen oder mehrere Speichervorrichtungsebenen belegen, wodurch eine Struktur in drei Dimensionen gebildet wird (d. h. in der x-, y- und z-Richtung, wobei die z-Richtung im Wesentlichen senkrecht ist und die x- und y-Richtungen im Wesentlichen parallel zur Hauptoberfläche des Substrats verlaufen).
Als nicht einschränkendes Beispiel kann eine dreidimensionale Speicherstruktur vertikal als Stapel mehrerer zweidimensionaler Speichervorrichtungsebenen angeordnet sein. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann ein dreidimensionales Speicherarray als mehrere vertikale Spalten (z.B. Spalten, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Substrats erstrecken, d. h. in y-Richtung) angeordnet sein, wobei jede Spalte mehrere Speicherelemente aufweist. Die Spalten können in einer zweidimensionalen Konfiguration angeordnet sein, z.B. in einerx-y-Ebene, was in einer dreidimensionalen Anordnung von Speicherelementen mit Elementen auf mehreren vertikal gestapelten Speicherebenen resultiert. Andere Konfigurationen von Speicherelementen in drei Dimensionen können auch ein dreidimensionales Speicherarray bilden.
Als nicht einschränkendes Beispiel können in einer dreidimensionalen Anordnung von NAND-Ketten die Speicherelemente miteinander verbunden werden, um eine NAND-Kette innerhalb einer einzigen horizontalen (z. B. x-y) Speichervorrichtungsebene zu bilden. Alternativ können die Speicherelemente miteinander gekoppelt sein, um eine vertikale NAND-Kette zu bilden, die über mehrere horizontale Speichervorrichtungsebenen verläuft. Andere dreidimensionale Konfigurationen können in Betracht gezogen werden, wobei einige NAND-Ketten Speicherelemente in einer einzelnen Speicherebene enthalten, während andere Ketten Speicherelemente enthalten, die sich über mehrere Speicherebenen erstrecken. Dreidimensionale Speicherarrays können auch in einer NOR-Konfiguration und in einer ReRAM-Konfiguration ausgebildet sein.
Üblicherweise werden in einem monolithischen dreidimensionalen Speicherarray eine oder mehrere Speichervorrichtungsebenen über einem einzelnen Substrat gebildet. Optional kann das monolithische dreidimensionale Speicherarray auch eine oder mehrere Speicherschichten mindestens teilweise innerhalb des einzelnen Substrats aufweisen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Substrat einen Halbleiter, wie Silizium, einschließen. In einem monolithischen dreidimensionalen Array werden die Schichten, die die einzelnen Speichervorrichtungsebenen des Arrays bilden, üblicherweise auf den Schichten der darunter liegenden Speichervorrichtungsebenen des Arrays gebildet. Jedoch können Schichten von benachbarten Speichervorrichtungsebenen eines monolithischen dreidimensionalen Speicherarrays gemeinsam genutzt werden oder Zwischenschichten zwischen Speichervorrichtungsebenen aufweisen.
Auch können wiederum zweidimensionale Arrays getrennt gebildet und dann zusammengepackt werden, um eine nicht monolithische Speichervorrichtung mit mehreren Speicherschichten zu bilden. Zum Beispiel können nicht monolithische gestapelte Speicher konstruiert werden, indem Speicherebenen auf separaten Substraten gebildet und dann die Speicherebenen übereinander gestapelt werden. Die Substrate können vor dem Stapeln gedünnt oder von den Speichervorrichtungsebenen entfernt werden, aber da die Speichervorrichtungsebenen anfänglich über separaten Substraten gebildet werden, sind die resultierenden Speicherarrays keine monolithischen dreidimensionalen Speicherarrays. Weiterhin können mehrere zweidimensionale Speicherarrays oder dreidimensionale Speicherarrays (monolithisch oder nicht monolithisch) auf separaten Chips gebildet und dann zusammengepackt werden, um eine gestapelte Chip-Speichervorrichtung zu bilden.
2 veranschaulicht schematische Ansichten von drei Typen Speicherarchitekturen, die gestaffelte Speicherketten verwenden. Zum Beispiel zeigt die Referenznummer 201 eine schematische Ansicht einer ersten beispielhaften Speicherarchitektur, die Referenznummer 203 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten beispielhaften Speicherarchitektur, und die Referenznummer 205 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten beispielhaften Speicherarchitektur. In einigen Ausführungsformen, wie gezeigt, kann die Speicherarchitektur ein Array von gestaffelten NAND-Ketten einschließen.
2 veranschaulicht Blöcke 200, 210 von Speicherzellen in einer beispielhaften zweidimensionalen Konfiguration des Speicherarrays 126 von 1. Das Speicherarray 126 kann viele derartige Speicherblöcke 200, 210 einschließen. Jeder Beispielblock 200, 210 schließt eine Anzahl von NAND-Ketten und entsprechenden Bitleitungen ein, z. B. BL0, BL1,..., die von den Blöcken gemeinsam genutzt werden. Jede NAND-Kette ist an einem Ende mit einem Drain-Side-Select-Gate (SGD) verbunden, und die Steuer-Gates der Drain-Select-Gates sind über eine gemeinsame SGD-Leitung verbunden. Die NAND-Ketten sind an ihrem anderen Ende mit einem Source-Side-Select-Gate (SGS) verbunden, das wiederum mit einer gemeinsamen Source-Leitung 220 verbunden ist. Sechzehn Wortleitungen, beispielsweise WL0-WL15, erstrecken sich zwischen den SGDs und den SGSs. In einigen Fällen können im Speicherarray neben den Auswahl-Gate-Transistoren auch Dummy-Wortleitungen verwendet werden, die keine Benutzerdaten enthalten. Solche Dummy-Wortleitungen können die Randdatenwortleitung vor bestimmten Randeffekten abschirmen.
Ein Typ von nichtflüchtigem Speicher, der im Speicherarray bereitgestellt werden kann, ist ein Floating-Gate-Speicher wie vom Typ, der in 3A und 3B gezeigt ist. Andere Typen nichtflüchtiger Speicher können jedoch ebenfalls verwendet werden. Wie nachstehend ausführlicher erörtert wird, verwendet in einem anderen Beispiel, das in 4A und 4B gezeigt ist, eine Charge-Trapping-Speicherzelle ein nichtleitendes dielektrisches Material anstelle eines leitenden Floating-Gates, um Ladung nichtflüchtig zu speichern. Ein dreischichtiges Dielektrikum aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid und Siliziumoxid („ONO“) ist zwischen einem leitenden Steuer-Gate und einer Oberfläche eines halbleitenden Substrats über dem Speicherzellenkanal angeordnet. Die Zelle wird programmiert, indem Elektronen aus dem Zellkanal in das Nitrid eingespritzt werden, wo sie eingefangen und in einem begrenzten Bereich gespeichert werden. Diese gespeicherte Ladung verändert dann die Schwellenspannung eines Abschnitts des Kanals der Zelle auf eine Weise, die nachweisbar ist. Die Zelle wird durch Einspritzen heißer Löcher in das Nitrid gelöscht. Eine ähnliche Zelle kann in einer Split-Gate-Konfiguration bereitgestellt werden, bei der sich ein dotiertes Polysilizium-Gate über einem Abschnitt des Speicherzellenkanals erstreckt und dadurch einen separaten Auswahl-Transistor bildet.
Bei einem anderen Ansatz werden NROM-Zellen verwendet. Zwei Bit werden zum Beispiel in jeder NROM-Zelle gespeichert, in der sich eine dielektrische ONO-Schicht über dem Kanal zwischen Source- und Drain-Diffusion erstreckt. Die Ladung für ein Datenbit ist in der an den Drain angrenzenden dielektrischen Schicht lokalisiert, und die Ladung für das andere Datenbit ist in der an die Source angrenzenden dielektrischen Schicht lokalisiert. Die Datenspeicherung in mehreren Zuständen wird durch separates Lesen binärer Zustände der physisch getrennten Ladungsspeicherungsbereiche innerhalb des Dielektrikums erreicht. Andere Arten nichtflüchtiger Speicher sind ebenfalls bekannt.
3A veranschaulicht einen Querschnitt von beispielhaften Floating-Gate-Speicherzellen 300, 310, 320 in NAND-Ketten. In dieser Figur verläuft die Richtung einer Bitleitung oder NAND-Kette in die Seite hinein, und die Richtung einer Wortleitung verläuft von links nach rechts. Als Beispiel erstreckt sich die Wortleitung 324 über NAND-Ketten, welche die jeweiligen Kanalregionen 306, 316 und 326 einschließen. Die Speicherzelle 300 schließt ein Steuer-Gate 302, ein Floating-Gate 304, eine Tunneloxidschicht 305 und die Kanalregion 306 ein. Die Speicherzelle 310 schließt ein Steuer-Gate 312, ein Floating-Gate 314, eine Tunneloxidschicht 315 und die Kanalregion 316 ein. Die Speicherzelle 320 schließt ein Steuer-Gate 322, ein Floating-Gate 321, eine Tunneloxidschicht 325 und die Kanalregion 326 ein. Jede Speicherzelle 300, 310, 320 befindet sich in einer anderen jeweiligen NAND-Kette. Eine interpolare dielektrische (IPD) Schicht 328 ist ebenfalls veranschaulicht. Die Steuer-Gates 302, 312, 322 sind Abschnitte der Wortleitung. Eine Querschnittsansicht entlang des Kontaktleitungsverbinders 329 ist in 3B bereitgestellt.
Das Steuer-Gate 302, 312, 322 umschließt das Floating-Gate 304, 314, 321, wodurch der Oberflächenkontaktbereich zwischen dem Steuer-Gate 302, 312, 322 und dem Floating-Gate 304, 314, 321 vergrößert wird. Daraus ergibt sich eine höhere IPD-Kapazität, was zu einem höheren Kopplungsverhältnis führt, was das Programmieren und Löschen erleichtert. Bei der Verkleinerung von NAND-Speichervorrichtungen wird jedoch der Abstand zwischen benachbarten Zellen 300, 310, 320 kleiner, sodass zwischen zwei benachbarten Floating-Gates 302, 312, 322 fast kein Platz mehr für die Steuer-Gates 302, 312, 322 und die IPD-Schicht 328 vorhanden ist.
Als Alternative wurde, wie in 4A und 4B gezeigt, die flache oder planare Speicherzelle 400, 410, 420 entwickelt, bei der das Steuer-Gate 402, 412, 422 flach oder planar ist; d. h. sie umschließt nicht das Floating-Gate und hat nur von oben Kontakt mit der Ladungsspeicherungsschicht 428. In diesem Fall ist ein hohes Floating-Gate nicht von Vorteil. Stattdessen wird das Floating-Gate deutlich dünner ausgeführt. Weiterhin kann das Floating-Gate zur Ladungsspeicherung verwendet werden, oder es kann eine dünne Ladungsfallenschicht zum Einfangen von Ladung verwendet werden. Dieser Ansatz kann das Problem des ballistischen Elektronentransports vermeiden, bei dem ein Elektron während der Programmierung durch das Floating-Gate wandern kann, nachdem es durch das Tunneloxid getunnelt wurde.
4A stellt einen Querschnitt von beispielhaften Charge-Trapping-Speicherzellen 400, 410, 420 in NAND-Ketten dar. Die Ansicht ist in einer Wortleitungsrichtung von Speicherzellen 400, 410, 420, die ein flaches Steuer-Gate und Charge-Trapping-Regionen als ein zweidimensionales Beispiel für Speicherzellen 400, 410, 420 in dem Speicherarray 126 aus 1 aufweisen. Der Charge-Trapping-Speicher kann in einer NOR- und NAND-Flash-Speichervorrichtung verwendet werden. Bei dieser Technologie wird ein Isolator wie eine SiN-Folie zum Speichern von Elektronen verwendet, im Gegensatz zu einer Floating-Gate-MOSFET-Technologie, bei der ein Leiter wie dotiertes polykristallines Silizium zum Speichern von Elektronen verwendet wird. Zum Beispiel erstreckt sich eine Wortleitung 424 über NAND-Ketten, die jeweilige Kanalregionen 406, 416, 426 einschließen. Abschnitte der Wortleitung stellen Steuer-Gates 402, 412, 422 bereit. Unterhalb der Wortleitung befinden sich eine IPD-Schicht 428, Charge-Trapping-Schichten 404, 414, 421, Polysiliziumschichten 405, 415, 425 und Tunnelschichten 409, 407, 408. Jede Charge-Trapping-Schicht 404, 414, 421 erstreckt sich kontinuierlich in einer jeweiligen NAND-Kette. Die flache Konfiguration des Steuer-Gates kann dünner gemacht werden als ein Floating-Gate. Außerdem können die Speicherzellen näher beieinander platziert werden.
4B veranschaulicht einen Querschnitt der Struktur von 4A entlang des Kontaktleitungsverbinders 429. Die NAND-Kette 430 schließt einen SGS-Transistor 431, beispielhafte Speicherzellen 400, 433, ... 435 und einen SGD-Transistor 436 ein. Durchgänge in der IPD-Schicht 428 in den SGS- und SGD-Transistoren 431, 436 ermöglichen die Kommunikation zwischen den Steuer-Gate-Schichten 402 und den Floating-Gate-Schichten. Die Steuer-Gate-402-Schichten und Floating-Gate-Schichten können aus Polysilizium bestehen, und die Tunneloxidschicht kann beispielsweise aus Siliziumoxid bestehen. Die IPD-Schicht 428 kann ein Stapel aus Nitriden (N) und Oxiden (O) sein, wie beispielsweise in einer N-O-N-O-N-Konfiguration.
Die NAND-Kette kann auf einem Substrat gebildet werden, das eine p-Typ-Substratregion 455, einen n-Typ-Well 456 und einen p-Typ-Well 457 aufweist. N-Typ Source-/Drain-Diffusionsregionen sd1, sd2, sd3, sd4, sd5, sd6 und sd7 werden in dem p-Typ-Well gebildet. Eine Kanalspannung, Vch, kann direkt an die Kanalregion des Substrats angelegt werden.
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm des Erfassungsblocks SB1 von 1. In einem Ansatz weist ein Erfassungsblock mehrere Erfassungsschaltungen auf. Jeder Erfassungsschaltung sind Datenhaltespeicher zugeordnet. Die Erfassungsschaltungen 550a, 551a, 552a und 553a sind zum Beispiel den Datenhaltespeicher 550b, 551b, 552b bzw. 553b zugeordnet. Bei einem Ansatz können unterschiedliche Untergruppen von Bitleitungen unter Verwendung unterschiedlicher jeweiliger Erfassungsblöcke abgetastet werden. Dies ermöglicht, dass die Prozessorlast, die zu den Erfassungsschaltungen gehört, durch einen jeweiligen Prozessor in jedem Erfassungsblock aufgeteilt und gehandhabt wird. Die Erfassungsschaltungssteuerung 560 in SB1 kann zum Beispiel mit dem Satz der Erfassungsschaltungen und Haltespeicher kommunizieren. Die Erfassungsschaltungssteuerung 560 kann eine Vorladeschaltung 561 einschließen, die jeder Erfassungsschaltung eine Spannung zur Einstellung einer Vorladespannung bereitstellt. Bei einem möglichen Ansatz wird die Spannung jeder Erfassungsschaltung unabhängig bereitgestellt, z. B. über den Datenbus und einen lokalen Bus. Bei einem anderen möglichen Ansatz wird jeder Erfassungsschaltung gleichzeitig eine gemeinsame Spannung bereitgestellt. Die Erfassungsschaltungssteuerung 560 kann auch eine Vorladeschaltung 561, einen Speicher 562 und einen Prozessor 563 einschließen. Der Speicher 562 kann Codes speichern, die vom Prozessor ausgeführt werden können, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Diese Funktionen können das Lesen der Haltespeicher 550b, 551b, 552b, 553b, die den Erfassungsschaltungen 550a, 551a, 552a, 553a zugeordnet sind, das Setzen von Bitwerten in den Haltespeicher und das Bereitstellen von Spannungen zum Einstellen von Vorladepegeln in den Erfassungsknoten der Erfassungsschaltungen 550a, 551a, 552a, 553a einschließen. Weitere Beispieldetails zur Steuerung der Erfassungsschaltung 560 und zu den Erfassungsschaltungen 550a, 551a, 552a, 553a werden nachfolgend bereitgestellt.
In einigen Ausführungsformen kann eine Speicherzelle ein Flag-Register einschließen, das einen Satz von Haltespeichern zum Speichern von Flag-Bits einschließt. In einigen Ausführungsformen kann eine Menge von Flag-Registern einer Menge von Datenzuständen entsprechen. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Flag-Register zur Steuerung eines Typs der Verifizierungstechnik bei der Verifizierung von Speicherzellen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Ausgabe eines Flag-Bits die zugehörige Logik der Vorrichtung, z. B. die Adressdecodierungsschaltlogik, so modifizieren, dass ein bestimmter Block von Zellen ausgewählt wird. Ein Massenbetrieb (z. B. ein Löschvorgang usw.) kann unter Verwendung der im Flag-Register gesetzten Flags oder einer Kombination des Flag-Registers mit dem Adressregister, wie bei der impliziten Adressierung, oder alternativ durch direkte Adressierung mit dem Adressregister allein durchgeführt werden.
6A ist eine perspektivische Ansicht eines Satzes von Blöcken 600 in einer beispielhaften dreidimensionalen Konfiguration des Speicherarrays 126 von 1. Auf dem Substrat befinden sich beispielhafte Blöcke BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 von Speicherzellen (Speicherelementen) und ein Peripheriebereich 604 mit Schaltlogik zur Verwendung durch die Blöcke BLK0, BLK1, BLK2, BLK3. Zum Beispiel können die Schaltungen die Spannungstreiber 605 einschließen, die mit Steuer-Gate-Schichten der Blöcke BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 verbunden werden können. Bei einem Ansatz werden Steuer-Gate-Schichten auf einer gemeinsamen Höhe in den Blöcken BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 gemeinsam angesteuert. Das Substrat 601 kann auch Schaltlogik unter den Blöcken BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 zusammen mit einer oder mehreren unteren Metallschichten tragen, welche in Leiterbahnen strukturiert sind, um Signale der Schaltlogik zu übertragen. Die Blöcke BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 sind in einer Zwischenregion 602 der Speichervorrichtung ausgebildet. In einem oberen Bereich 603 der Speichervorrichtung sind eine oder mehrere obere Metallschichten in Leiterbahnen strukturiert, um Signale der Schaltlogik zu tragen. Jeder Block BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 weist einen gestapelten Speicherzellenbereich auf, wobei abwechselnde Ebenen des Stapels Wortleitungen darstellen. In einem möglichen Ansatz hat jeder Block BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 gegenüberliegende abgestufte Seiten, von denen sich vertikale Kontakte nach oben zu einer oberen Metallschicht erstrecken, um Verbindungen zu Leiterbahnen herzustellen. Während vier Blöcke BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 beispielhaft veranschaulicht sind, können zwei oder mehr Blöcke verwendet werden, die sich in x- und/oder y-Richtung erstrecken.
Bei einem möglichen Ansatz stellt die Länge der Ebene in x-Richtung eine Richtung dar, in der sich Signalpfade zu Wortleitungen in der einen oder den mehreren oberen Metallschichten erstrecken (eine Wortleitungs- oder SGD-Leitungsrichtung), und die Breite der Ebene in y-Richtung stellt eine Richtung dar, in der sich Signalpfade zu Bitleitungen in der einen oder den mehreren oberen Metallschichten (eine Bitleitungsrichtung) erstrecken. Die z-Richtung stellt eine Höhe der Speichervorrichtung dar.
6B veranschaulicht einen beispielhaften Querschnitt eines Abschnitts von einem der Blöcke BLK0, BLK1, BLK2, BLK3 aus 6A. Der Block weist einen Stapel 610 aus abwechselnd leitenden und dielektrischen Schichten auf. In diesem Beispiel weisen die leitfähigen Schichten zwei SGD-Schichten, zwei SGS-Schichten und vier Dummy-Wortleitungsschichten DWLD0, DWLD1, DWLS0 und DWLS1, zusätzlich zu den Datenwortleitungsschichten (Wortleitungen) WLL0-WLL10 auf. Die dielektrischen Schichten werden als DL0 bis DL19 bezeichnet. Weiterhin sind Regionen des Stapels 610 veranschaulicht, welche die NAND-Ketten NS1 und NS2 aufweisen. Jede NAND-Kette umfasst ein Speicherloch 618, 619, das mit Materialien gefüllt ist, die benachbart zu den Wortzeilen Speicherzellen bilden. Eine Region 622 des Stapels 610 ist in 6D ausführlicher gezeigt und wird nachstehend detaillierter erörtert.
Der 610-Stapel schließt ein Substrat 611, eine Isolierschicht 612 auf dem Substrat 611 und einen Abschnitt einer Source-Leitung SL ein. NS1 hat ein Source-Ende 613 an einer Unterseite 614 des Stapels und ein Drain-Ende 615 an einer Oberseite 616 des Stapels 610. Kontaktleitungsverbinder (z. B. Schlitze, wie metallgefüllte Schlitze) 617, 620 können periodisch über den Stapel 610 als Verbindungen bereitgestellt werden, die sich durch den Stapel 610 erstrecken, wie zur Verbindung der Source-Leitung mit einer bestimmten Kontaktleitung oberhalb des Stapels 610. Die Kontaktleitungsverbinder 617, 620 können bei der Bildung der Wortleitungen verwendet und anschließend mit Metall gefüllt werden. Ein Abschnitt einer Bitleitung BL0 ist ebenfalls veranschaulicht. Eine leitende Durchkontaktierung 621 verbindet das Drain-Ende 615 mit BL0.
6C veranschaulicht eine grafische Darstellung des Speicherlochdurchmessers im Stapel von 6B. Die vertikale Achse ist auf den Stapel von 6B ausgerichtet und veranschaulicht eine Breite (wMH), z. B. den Durchmesser der Speicherlöcher 618 und 619. Die Wortleitungsschichten WLL0-WLL10 von 6A werden als Beispiel wiederholt und befinden sich auf den jeweiligen Höhen z0-z10 im Stapel. In einer solchen Speichervorrichtung weisen die Speicherlöcher, die durch den Stapel geätzt werden, ein sehr hohes Seitenverhältnis auf. Zum Beispiel ist ein Verhältnis der Tiefe zum Durchmesser von etwa 25 bis 30 üblich. Die Speicherlöcher können einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Aufgrund des Ätzprozesses kann die Speicherlochbreite über die Länge des Lochs variieren. Üblicherweise wird der Durchmesser von oben nach unten in dem Speicherloch immer kleiner. Das heißt, die Speicherlöcher verjüngen sich, wobei sie sich am Boden des Stapels verengen. In einigen Fällen kommt es zu einer leichten Verengung am oberen Ende des Lochs in der Nähe des Auswahlgates, sodass der Durchmesser etwas breiter wird, bevor er vom oberen Ende zum unteren Ende des Speicherlochs hin immer kleiner wird.
Aufgrund der ungleichmäßigen Breite des Speicherlochs kann die Programmiergeschwindigkeit, einschließlich der Programmflanke und der Löschgeschwindigkeit der Speicherzellen in Abhängigkeit von ihrer Position entlang des Speicherlochs variieren, z. B. in Abhängigkeit von ihrer Höhe im Stapel. Bei einem kleineren Durchmesser des Speicherlochs ist das elektrische Feld über dem Tunneloxid relativ stärker, sodass die Programmier- und Löschgeschwindigkeit relativ höher ist. Ein Ansatz besteht darin, Gruppen von benachbarten Wortleitungen zu definieren, für die der Speicherlochdurchmesser ähnlich ist, z. B. innerhalb eines definierten Durchmesserbereichs, und ein optimiertes Verifizierungsschema für jede Wortleitung in einer Gruppe anzuwenden. Verschiedene Gruppen können unterschiedlich optimierte Verifizierungsschemata aufweisen.
6D veranschaulicht eine Nahaufnahme der Region 622 des Stapels 610 von 6B. Speicherzellen sind an den verschiedenen Ebenen des Stapels an dem Schnittpunkt einer Wortleitungsschicht und eines Speicherlochs ausgebildet. In diesem Beispiel sind die SGD-Transistoren 680, 681 über den Dummy-Speicherzellen 682, 683 und eine Datenspeicherzelle MC bereitgestellt. Eine Reihe von Schichten kann entlang der Seitenwand (SW) des Speicherlochs 630 und/oder innerhalb jeder Wortleitungsschicht abgeschieden werden, z. B. unter Verwendung von Atomschichtabscheidung. Beispielsweise kann jede Säule (z. B. die Säule, die durch die Materialien innerhalb eines Speicherlochs 630 gebildet wird) eine Charge-Trapping-Schicht oder einen Charge-Trapping-Film 663 wie SiN oder ein anderes Nitrid, eine Tunnelschicht 664, einen Polysiliziumkörper oder Kanal 665 und einen dielektrischen Kern 666 einschließen. Eine Wortleitungsschicht kann ein sperrendes Oxid-/Block-High-k-Material 660, eine Metallbarriere 661 und ein leitendes Metall 662 wie Wolfram als Steuer-Gate einschließen. Es werden zum Beispiel die Steuer-Gates 690, 691, 692, 693 und 694 bereitgestellt. In diesem Beispiel werden alle Schichten mit Ausnahme des Metalls in dem Speicherloch 630 bereitgestellt. In anderen Ansätzen können einige der Schichten in der Steuer-Gate-Schicht sein. Zusätzliche Säulen sind gleichermaßen in den verschiedenen Speicherlöchern ausgebildet. Eine Säule kann eine säulenförmige aktive Fläche (AA) einer NAND-Kette bilden.
Wenn eine Speicherzelle MC programmiert wird, werden Elektronen in einem Abschnitt der Charge-Trapping-Schicht 663 gespeichert, welcher der Speicherzelle MC zugeordnet ist. Diese Elektronen werden in die Charge-Trapping-Schicht 663 aus dem Kanal 665 und durch die Tunnelschicht 664 gezogen. Die Vth einer Speicherzelle MC wird proportional zu der Menge der gespeicherten Ladung erhöht. Während eines Löschvorgangs kehren die Elektronen in den Kanal 665 zurück.
Jedes der Speicherlöcher 630 kann mit einer Vielzahl von ringförmigen Schichten gefüllt sein, die eine Blockieroxidschicht, eine Charge-Trapping-Schicht 663, eine Tunnelschicht 664 und eine Kanalschicht 665 aufweisen. Eine Kernregion jedes der Speicherlöcher 630 ist mit einem Körpermaterial gefüllt, und die Vielzahl von ringförmigen Schichten befindet sich zwischen der Kernregion und der Wortleitung in jedem der Speicherlöcher 630.
Die NAND-Kette kann mit einem Floating-Body-Kanal 665 betrachtet werden, da die Länge des Kanals 665 nicht auf einem Substrat ausgebildet ist. Weiterhin wird die NAND-Kette durch eine Vielzahl von Wortleitungsschichten bereitgestellt, die übereinander in einem Stapel angeordnet und durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind.
7A zeigt eine schematische Draufsicht eines Speicherarrays 700 mit mehreren Speicherlöchern 722, die wie hierin beschrieben vertikale Speicherzellenstränge sein können, und mehreren Dummy-Löchern 705, die keine vollständige Speicherstruktur benötigen. Eine flache Grabenätzung oder ein flaches Ätzmerkmal (SHE) 710 erstreckt sich durch eine Vielzahl von Wortleitungen (z. B. fünf), aber nicht vollständig durch den Chip, um benachbarte Ketten elektrisch voneinander zu isolieren. Der SHE erstreckt sich direkt durch eine Gruppe ausgerichteter Dummy-Löcher 705, wodurch verhindert wird, dass diese Dummy-Löcher 705 Daten speichern oder anderweitig funktionsfähige Speicherzellen sind.
Bezug nehmend nun auf 8A und 8B gibt es keine Dummy-Löcher. Anders als bei der Speicherstruktur 700 von 7A und 7B befindet sich der SHE 810 in einer Lücke zwischen zwei benachbarten Reihen von Speicherzellen 825 und überlappt mit Speicherlöchern 825, wodurch ein Arbeitsstrang erzeugt wird, der einen Graben aufweist, der in eine Seite mindestens des oberen SGD-Schalters des Arbeitsspeicherstrangs geätzt ist, hier als Speicherlöcher 825 gezeigt. Diese Konfiguration verbessert die Ausbeute und die Speicherdichte wesentlich, da alle Speicherlöcher 822, 825 funktionsfähig sind, d. h. weniger Speicherlöcher verschwendet werden.
Im Gegensatz zu den vollständig kreisförmigen Speicherlöchern 822 haben die Speicherlöcher 825 und die SGD-Schalter, die teilweise von dem SHE 810 geschnitten werden, eine halbkreisförmige Form, die entweder ein Halbkreis oder mehr oder weniger als ein Halbkreis sein kann. In einigen Fällen können die Speicherlöcher 825 und SGD-Schalter weniger als Halbkreise auf einer Seite des SHE 810 und mehr als Halbkreise auf der anderen Seite des SHE 810 sein.
Die Speicherlöcher 822, 825 sind mit mehreren Bitleitungen 830 (in 8A als Bitleitungen 0-7 bezeichnet) verbunden. Zur einfacheren Veranschaulichung wurden nur acht Bitleitungen 830 gezeigt. Die Bitleitungen 830 erstrecken sich über die Speicherlöcher hinweg und sind über Verbindungspunkte mit ausgewählten Speicherlöchern verbunden. Die Speicherlöcher in jedem Strangbereich sind außerdem an einem Ende mit einem SGD-Schalter und am anderen Ende mit einem SGS-Schalter verbunden. Der SHE-Graben 810 kann in einen Abschnitt des SGD-Schalters geätzt werden.
Wie oben erläutert, ist es möglicherweise nicht möglich, Datenkorruption zu vermeiden oder fehlerhafte Blöcke sofort unter Verwendung des Löschstatus zu erkennen. Genauer gesagt, während Blöcke mit einer durch SHE-Schnitt induzierten Beschädigung (z. B. Kurzschlüsse) den Löschvorgang noch bestehen können (Löschstatus „bestanden“), verursacht diese Beschädigung einen nachfolgenden Programmierfehler. 9A-9B zeigen Verteilungen einer Schwellenspannung Vt von vier Ketten von Speicherzellen, nachdem ein Versuchsfehler während eines Löschvorgangs erzeugt wurde. 10 zeigt Diagramme der Schwellenspannung Vt gegenüber der physischen Bitleitung für jede der vier Ketten von Speicherzellen für den Versuchsfehler. 11 zeigt eine Speichereinrichtung mit einem Kurzschluss zwischen einer Dummy-Wortleitung DD1 und einer Datenwortleitung WL111 (unterer Abschnitt von 11) benachbart zu einem SHE-Schnitt 810 und eine Draufsicht (oberer Abschnitt von 11) von Schichten der Speichereinrichtung, die den SHE-Schnitt 810 zeigen. 12 veranschaulicht, dass es einen Leckstrom für eine der Datenwortleitungen WL111 und eine Dummy-Wortleitung DD1 gibt, jedoch nicht für andere Datenwortleitungen WL110, wL109 oder die Dummy-Wortleitung DD0. 13 und 14 zeigen Querschnitts- und Draufsichten im Detail eines Kurzschlusses einer Edge-Wortleitung WL111 und einer Dummy-Wortleitung DD1 für den Versuchsfehler (eingekreiste Bereiche zeigen Schäden oder Störungen). Somit wurde der Versuchsfehler von 9A-14 während eines Löschvorgangs erzeugt. Da jedoch die Edge-Wortleitung WL111 und die Dummy-Wortleitung DD1 kurzgeschlossen sind, können sie die Löschverifizierung problemlos bestehen (Dummy-Wortleitung DD1 ist während der Löschverifizierung ~6 a.u. immer hoch vorgespannt). Infolgedessen besteht der Löschvorgang. Wenn dieser Fehler während des Löschvorgangs (d. h. spontan) nicht erkannt werden kann, kann der Block nicht sofort als fehlerhaft gewordener Block (GBB: Grown Bad Block) markiert werden. Infolgedessen dürfen weitere Daten bis zum Programmieren geschrieben werden. Ein solcher Fehlschlag ist nicht wünschenswert, da Daten verloren gehen können.
Folglich ist hierin eine Speichereinrichtung (z. B. Speichervorrichtung 100 von 1A) beschrieben, die Speicherzellen (z. B. Datenspeicherzelle MC und Dummy-Speicherzellen 682, 683 von 6D) einschließt, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen (z. B. Datenwortleitungsschichten (Wortleitungen) WLL0-WLL10 von 6B oder WLL10 von 6D verbunden sind). Die Speicherzellen sind in einer oder mehreren Ketten (z. B. NAND-Ketten NS1 und NS2 von 6B) angeordnet und eingerichtet, um eine Schwellenspannung Vt oder Vth beizubehalten. Die Speichereinrichtung schließt auch eine Steuerschaltung oder ein -mittel (z. B. eine oder eine beliebige Kombination von Steuerschaltung 110, Decodierer 114/132, Leistungssteuermodul 116, Erfassungsblöcke SBb, sB2..., sBp, Lese-/Schreibschaltungen 128, Steuerung 122 von 1A, Steuerschaltung 150 von 1B und/oder Erfassungsschaltungssteuerung 560 von 5 und so weiter) ein, die mit der Vielzahl von Wortleitungen und den Ketten gekoppelt sind. Das Steuermittel ist eingerichtet, um eine Löschspannung an jede der Ketten anzulegen, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen, die der Vielzahl von Wortleitungen entsprechen, während des Löschvorgangs als Reaktion auf das Empfangen eines Löschbefehls zu fördern. Das Steuermittel ist auch eingerichtet, um eine Löschverifizierungsspannung an die Vielzahl von Wortleitungen anzulegen. Das Steuermittel bestimmt, ob die Schwellenspannung Vt der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist. Das Steuermittel ist auch eingerichtet, um die Löschspannung zu erhöhen und zurückzugeben, um die Löschspannung an jede der Ketten wieder anzulegen, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen, die der Vielzahl von Wortleitungen entsprechen, während des Löschvorgangs als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung Vt der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, nicht kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist, zu fördern.
Das Steuermittel ist auch eingerichtet, um eine primäre vorbestimmte Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen anzulegen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird. Das Steuermittel bestimmt, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist. So legt beispielsweise das Steuermittel die primäre vorbestimmte Spannung (z. B. 5 a.u.) an den primären Ort der Speichereinrichtung nach dem Löschvorgang der Speicherzellen an, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung (z. B. 0 a.u.), die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an den sekundären Ort angelegt wird, und misst den Leckstrom an dem primären Ort als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung Vt der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6B erstrecken sich zum Beispiel die Vielzahl von Wortleitungen (z. B. Wortleitungsschichten (Wortleitungen) WLL0-WLL10 von 6B) und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (z. B. DL0-DL19 von 6B) horizontal und überlagern sich abwechselnd in einem Stapel (z. B. Stapel 610), und die Ketten (z. B. NAND-Ketten NS1 und NS2 von 6B) erstrecken sich vertikal durch den Stapel. Die Speicherzellen sind in Reihe zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten (z. B. an Schichten SGD0 oder SGD1) verbunden und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen (z. B. BL0 von 6B) und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-SGS-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten (z. B. an Schichten SGS0 oder SGS1) verbunden und mit einer Source-Leitung (z. B. SL von 6B) verbunden. Die Vielzahl von Wortleitungen schließt mindestens eine Dummy-Wortleitung (z. B. DWLD0 und DWLD1 von 6B), die unmittelbar benachbart zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor angeordnet ist, und eine Edge-Wortleitung ein, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung (z. B. WLL10 von 6B) angeordnet ist.
15 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vielzahl von Wortleitungen und eine drain-seitige Auswahl-Gate-SGD-Schicht mit einem beispielhaften Kurzschluss zwischen einer Dummy-Wortleitung einer Edge-Wortleitung. Das Steuermittel ist weiterhin eingerichtet, um eine Lesespannung VREAD an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-SGS-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort und dem sekundären Ort anzulegen, wenn der sekundäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist. Außerdem ist das Steuermittel eingerichtet, um die Lesespannung VREAD an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-SGS-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort anzulegen, wenn der sekundäre Ort eine der Source-Leitung und der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt ist der primäre Ort die Edge-Wortleitung und der sekundäre Ort ist die mindestens eine Dummy-Wortleitung, die unmittelbar benachbart zu der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet ist. Unter weiterer Bezugnahme auf 15 liegt der gezeigte Kurzschluss zwischen der Edge-Wortleitung WL111 und der Dummy-Wortleitung DD1 vor. Somit beinhaltet die hierin erläuterte Speichereinrichtung und das hierin erläuterte Verfahren eine proaktive Leckdetektion nach einem Löschvorgang (hier wird die Leckdetektion zwischen der Edge-Wortleitung und der Dummy-Wortleitung ausgeführt). Infolgedessen kann das Steuermittel sofort erkennen, ob der Kurzschluss von Edge-Wortleitung zu Dummy-Wortleitung aufgrund eines hohen elektrischen Löschfelds auftritt. Wie oben erläutert, schließt die Technik zwei Schritte ein: 1. Herkömmliches Löschen/Verifizieren und 2. Nach dem Bestehen des (herkömmlichen) Löschstatus, Erkennen der Leckage von Edge-Wortleitung (z. B. WL111) zu Dummy-Wortleitung (z. B. DD1) durch Vorspannen der Edge-Wortleitung auf die primäre vorbestimmte Spannung (z. B. 5 a.u.), Vorspannen der Dummy-Wortleitung auf die sekundäre vorbestimmte Spannung (z. B. 0 a.u.) und Überwachen des Gleichstroms (DC) an der Edge-WL (z. B. WL111). Wenn das Steuermittel einen Kurzschluss oder eine Leckage erkennt (Gleichstrom ist relativ hoch), dann gibt das Steuermittel oder die Speichereinrichtung „Löschen fehlgeschlagen“ zurück und ermöglicht dem Steuermittel oder der Steuerung, den Block sofort als fehlerhaft (d. h. GBB) zu markieren. Wenn der Kurzschluss oder die Leckage nicht erkannt wird (Gleichstrom ist relativ niedrig), dann gibt das Steuermittel oder die Speichereinrichtung „Löschen bestanden“ zurück.
Fehler in der hierin beschriebenen OPS-Technologie (d. h. Kurzschlüsse) treten typischerweise nur an der Edge-Wortleitung (z. B. WL111) auf. Fehler oder Kurzschlüsse können jedoch an anderer Stelle im Stapel vorhanden sein. Unter erneuter Bezugnahme auf 6B schließt zum Beispiel die Vielzahl von Wortleitungen (z. B. WLL0-WLL10 in 6B) eine Vielzahl anderer Datenwortleitungen (z. B. WLL0-WLL9 in 6B) ein, die vertikal unterhalb der Edge-Wortleitung (z. B. WLL0 in 6B) angeordnet sind, und das Steuermittel ist weiterhin eingerichtet, um rekursiv die primäre vorbestimmte Spannung an jede einer ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen anzulegen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an jede einer zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angelegt wird, die vertikal über der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angeordnet sind, und ein Leckstrom an jeder der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird. Das Steuermittel ist auch eingerichtet, um zu bestimmen, dass der Löschvorgang als Reaktion darauf, dass der Leckstrom, der an allen der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, nicht größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist, bestanden hat. Mit anderen Worten können die hierin erläuterten Techniken problemlos auf eine breitere Anwendung verallgemeinert werden. Auch hier gibt es zwei Schritte: 1. Herkömmliches Löschen/Verifizieren und 2. Nach dem Bestehen des (herkömmlichen) Löschstatus, Erkennen der Leckage zwischen der ersten Wortleitung (d. h. der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen) und der zweiten Wortleitung (d. h. der zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen) durch Vorspannen der ersten Wortleitung auf die primäre vorbestimmte Spannung (z. B. 5 a.u.) und die zweite Wortleitung auf die sekundäre vorbestimmte Spannung (z. B. 0 a.u.) und Überwachen des Leckstroms (DC) an der ersten Wortleitung. Wenn das Steuermittel einen Kurzschluss oder eine Leckage erkennt (Gleichstrom ist relativ hoch), dann gibt das Steuermittel oder die Speichereinrichtung „Löschen fehlgeschlagen“ zurück und ermöglicht dem Steuermittel oder der Steuerung, den Block sofort als fehlerhaft (d. h. GBB) zu markieren. Wenn der Kurzschluss oder die Leckage nicht erkannt wird (Gleichstrom ist relativ niedrig), dann wird der Prozess wiederholt, um auf einen Kurzschluss zwischen der dritten Wortleitung (d. h. der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen) und der vierten Wortleitung (d. h. der zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen), der fünften Wortleitung (d. h. der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen) und der sechsten Wortleitung (d. h. der zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen) usw. zu überprüfen. Wenn keine Leckage erkannt wird, gibt das Steuermittel „Löschen bestanden“ zurück.
Somit wurde der primäre Ort wie beispielsweise als die Edge-Wortleitung erläutert und der sekundäre Ort wurde als die mindestens eine Dummy-Wortleitung erläutert. In dem anderen vorstehend erläuterten Beispiel ist der primäre Ort die erste Wortleitung und der sekundäre Ort ist die zweite Wortleitung, die rekursiv durch den Stapel überprüft werden. Es versteht sich jedoch, dass das Steuermittel Kurzschlüsse an anderer Stelle in der Speichereinrichtung oder dem Stapel erkennen kann. Gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen und der sekundäre Ort ist die eine der Vielzahl von Bitleitungen. Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt ist der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen und der sekundäre Ort ist die Source-Leitung.
16 veranschaulicht Schritte eines Verfahrens zum Betreiben einer Speichereinrichtung. Wie vorstehend erläutert, schließt die Speichereinrichtung (z. B. Speichervorrichtung 100 von 1A) einschließlich Speicherzellen (z. B. Datenspeicherzelle MC und Dummy-Speicherzellen 682, 683 von 6D) ein, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen (z. B. Datenwortleitungsschichten (Wortleitungen) WLL0-WLL10 von 6B oder WLL10 von 6D verbunden sind). Die Speicherzellen sind in einer oder mehreren Ketten (z. B. NAND-Ketten NS1 und NS2 von 6B) angeordnet und eingerichtet, um eine Schwellenspannung Vt oder Vth beizubehalten. Das Verfahren schließt den Schritt 1000 Empfangen eines Löschbefehls für einen Löschvorgang ein. Der nächste Schritt des Verfahrens ist 1002 Anlegen einer Löschspannung an jede der Ketten, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen, die der Vielzahl von Wortleitungen entsprechen, während des Löschvorgangs als Reaktion auf das Empfangen eines Löschbefehls für den Löschvorgang zu fördern. Das Verfahren fährt mit dem Schritt 1004 Anlegen einer Löschverifizierungsspannung an die Vielzahl von Wortleitungen fort. Das Verfahren wird mit 1006 Bestimmen, ob die Schwellenspannung Vt der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist, fortgesetzt. Als Nächstes 1008 Erhöhen der Löschspannung und Zurückgeben zum 1002 Anlegen der Löschspannung an jede der Ketten, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen zu fördern, die der Vielzahl von Wortleitungen während des Löschvorgangs entsprechen, als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung Vt der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, nicht kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist.
Das Verfahren schließt auch den Schritt 1010 des Anlegens einer primären vorbestimmten Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen ein. Das Verfahren schließt zusätzlich die Schritte 1012 gleichzeitiges Anlegen einer sekundären vorbestimmten Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung und 1013 Messen eines Leckstroms an dem primären Ort ein. Das Verfahren wird durch 1014 Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist, fortgesetzt.
Wiederum erstrecken sich die Vielzahl von Wortleitungen (z. B. Wortleitungsschichten (Wortleitungen) WLL0-WLL10 von 6B) und die Vielzahl von dielektrischen Schichten (z. B. DL0-DL19 von 6B) horizontal und überlappen sich abwechselnd in dem Stapel (z. B. Stapel 610) und die Ketten (z. B. NAND-Ketten NS1 und NS2 von 6B) erstrecken sich vertikal durch den Stapel. Die Speicherzellen sind in Reihe zwischen dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor auf der Drain-Seite jeder der Ketten (z. B. an Schichten SGD0 oder SGD1) verbunden und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen (z. B. BL0 von 6B) und dem mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-SGS-Transistor auf der Source-Seite jeder der Ketten (z. B. an Schichten SGS0 oder SGS1) verbunden und mit einer Source-Leitung (z. B. SL von 6B) verbunden. Die Vielzahl von Wortleitungen schließt die mindestens eine Dummy-Wortleitung (z. B. DWLD0 und DWLD1 von 6B), die unmittelbar benachbart zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor angeordnet ist, und die Edge-Wortleitung ein, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung (z. B. WLL10 von 6B) angeordnet ist. Gemäß einem Gesichtspunkt ist der primäre Ort die Edge-Wortleitung und der sekundäre Ort ist die mindestens eine Dummy-Wortleitung, die unmittelbar benachbart zu der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet ist.
Wie erläutert, schließt die Vielzahl von Wortleitungen eine Vielzahl von anderen Datenwortleitungen ein, die vertikal unterhalb der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet sind. Somit schließt das Verfahren weiterhin den Schritt 1016 rekursives Anlegen der primären vorbestimmten Spannung an jede einer ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen ein. Das Verfahren fährt mit 1018 gleichzeitiges Anlegen der sekundären vorbestimmten Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an jede einer zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen, die vertikal über der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angeordnet sind, fort. Das Verfahren schließt auch den Schritt 1019 Messen eines Leckstroms an jeder der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen ein. Das Verfahren fährt mit dem Schritt 1020 Bestimmen des Löschvorgangs als Reaktion darauf, dass der an der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessene Leckstrom nicht größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist, fort.
Wie erwähnt, ist der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen und der sekundäre Ort ist die eine der Vielzahl von Bitleitungen. Alternativ ist der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen und der sekundäre Ort ist die Source-Leitung. Andere primäre und sekundäre Orte werden in Betracht gezogen.
Das Verfahren schließt weiterhin den Schritt 1022 Anlegen einer Lesespannung VREAD an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-SGS-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort und dem sekundären Ort ein, wenn der sekundäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist. Das Verfahren schließt zusätzlich den Schritt 1024 Anlegen der Lesespannung VREAD an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-SGD-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-SGS-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort ein, wenn der sekundäre Ort eine der Source-Leitung und der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Das Verfahren schließt auch den Schritt 1026 Anlegen der primären vorbestimmten Spannung an den primären Ort der Speichereinrichtung nach dem Löschvorgang der Speicherzellen ein. Das Verfahren schließt auch den Schritt 1028 gleichzeitiges Anlegen der sekundären vorbestimmten Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an den sekundären Ort ein. Als Nächstes 1029 Messen des Leckstroms am primären Ort als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung Vt der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist. Das Verfahren schließt auch den Schritt 1030 Bestimmen, dass der Löschvorgang fehlgeschlagen ist, als Reaktion darauf ein, dass der gemessene Leckstrom größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.
Zu den Vorteilen der hierin offenbarten Speichereinrichtung und des Verfahrens gehören, dass die OPS-Technologie lebensfähiger gemacht wird und ein durch einen SHE-Schnitt induziertes Problem umgehend erkannt wird. Zusätzlich fügt die hierin offenbarte Speichereinrichtung und das Verfahren nur einen geringfügigen Löschleistungsaufwand hinzu. Eine typische Löschzeit beträgt etwa 5 m.a.u., wobei diese zusätzliche Detektion nur etwa 50 u.a.u. dauert.
Natürlich können Änderungen an dem vorgenommen werden, was hierin beschrieben und veranschaulicht ist, ohne jedoch von dem Schutzumfang abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient den Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung beschränken. Individuelle Elemente oder Merkmale einer speziellen Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn dies nicht speziell gezeigt oder beschrieben wird. Selbige können auch auf vielfältige Weise variiert werden. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung anzusehen, und alle derartigen Modifikationen sollen innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung eingeschlossen sein.

Claims

Speichereinrichtung, aufweisend: Speicherzellen, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und eingerichtet sind, um eine Schwellenspannung beizubehalten; und ein Steuermittel, das mit der Vielzahl von Wortleitungen und den Ketten verbunden und eingerichtet ist zum: Anlegen einer primären vorbestimmten Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird, und Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.
Speichereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die unmittelbar benachbart zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor angeordnet ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und der primäre Ort die mindestens eine Dummy-Wortleitung ist, die unmittelbar benachbart zu der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet ist.
Speichereinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Wortleitungen eine Vielzahl von anderen Datenwortleitungen einschließt, die vertikal unterhalb der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet sind, und das Steuermittel weiterhin eingerichtet ist zum: Rekursives Anlegen der primären vorbestimmten Spannung an jede einer ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an jede einer zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angelegt wird, die vertikal über der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angeordnet sind, und ein Leckstrom an jeder der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, und Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der Leckstrom, der an der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, nicht größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.
Speichereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist und der sekundäre Ort die eine der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Speichereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor unmittelbar benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und wobei der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist und der sekundäre Ort die Source-Leitung ist.
Speichereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und das Steuermittel weiterhin eingerichtet ist zum: Anlegen einer Lesespannung an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort und dem sekundären Ort, wenn der sekundäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist; und Anlegen der Lesespannung an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen benachbart zu dem primären Ort, wenn der sekundäre Ort eine der Source-Leitung und der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Speichereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermittel weiterhin eingerichtet ist zum: Anlegen einer Löschspannung an jede der Ketten, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen zu fördern, die der Vielzahl von Wortleitungen während des Löschvorgangs entsprechen, als Reaktion auf das Empfangen eines Löschbefehls; Anlegen einer Löschverifizierungsspannung an die Vielzahl von Wortleitungen; Bestimmen, ob die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist; Erhöhen der Löschspannung und Zurückgeben, um die Löschspannung an jede der Ketten anzulegen, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen, die der Vielzahl von Wortleitungen entsprechen, während des Löschvorgangs als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, nicht kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist, zu fördern; Anlegen der primären vorbestimmten Spannung an den primären Ort der Speichereinrichtung nach dem Löschvorgang der Speicherzellen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an den sekundären Ort angelegt wird und der Leckstrom an dem primären Ort als Reaktion darauf gemessen wird, dass die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist; und Bestimmen, dass der Löschvorgang fehlgeschlagen ist, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.
Steuerung in Kommunikation mit einer Speichereinrichtung, die Speicherzellen einschließt, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und eingerichtet sind, um eine Schwellenspannung beizubehalten, wobei die Steuerung eingerichtet ist zum: Anweisen der Speichereinrichtung, eine primäre vorbestimmte Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen anzulegen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird; und Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.
Steuerung gemäß Anspruch 8, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die unmittelbar benachbart zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor angeordnet ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und der primäre Ort die mindestens eine Dummy-Wortleitung ist, die unmittelbar benachbart zu der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet ist.
Steuerung gemäß Anspruch 9, wobei die Vielzahl von Wortleitungen eine Vielzahl von anderen Datenwortleitungen einschließt, die vertikal unterhalb der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet sind, und die Steuerung weiterhin eingerichtet ist zum: Anweisen der Speichereinrichtung, die primäre vorbestimmte Spannung an jede einer ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen rekursiv anzulegen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an jede einer zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angelegt wird, die vertikal über der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angeordnet sind, und ein Leckstrom an jeder der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, und Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der Leckstrom, der an der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, nicht größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.
Steuerung gemäß Anspruch 8, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist und der sekundäre Ort die eine der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Steuerung gemäß Anspruch 8, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und die Steuerung weiterhin eingerichtet ist zum: Anweisen der Speichereinrichtung, eine Lesespannung an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort und dem sekundären Ort anzulegen, wenn der sekundäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist; und Anweisen der Speichereinrichtung, die Lesespannung an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort anzulegen, wenn der sekundäre Ort eine der Source-Leitung und der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Steuerung gemäß Anspruch 8, wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist zum: Anweisen der Speichereinrichtung, um eine Löschspannung an jede der Ketten anzulegen, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen, die der Vielzahl von Wortleitungen entsprechen, während des Löschvorgangs als Reaktion auf das Empfangen eines Löschbefehls zu fördern; Anweisen der Speichereinrichtung, eine Löschverifizierungsspannung an die Vielzahl von Wortleitungen anzulegen; Bestimmen, ob die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist; Anweisen der Speichereinrichtung, die Löschspannung zu erhöhen und zurückzugeben, die Löschspannung an jede der Ketten anzulegen, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen zu fördern, die der Vielzahl von Wortleitungen während des Löschvorgangs entsprechen, als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, nicht kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist; Anweisen der Speichereinrichtung, die primäre vorbestimmte Spannung an den primären Ort der Speichereinrichtung nach dem Löschvorgang der Speicherzellen anzulegen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an den sekundären Ort angelegt wird und der Leckstrom an dem primären Ort als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist, gemessen wird; und Bestimmen, dass der Löschvorgang fehlgeschlagen ist, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.
Verfahren zum Betreiben einer Speichereinrichtung, die Speicherzellen einschließt, die mit einer von einer Vielzahl von Wortleitungen verbunden und in Ketten angeordnet und eingerichtet sind, um eine Schwellenspannung beizubehalten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anlegen einer primären vorbestimmten Spannung an einen primären Ort der Speichereinrichtung nach einem Löschvorgang der Speicherzellen, während gleichzeitig eine sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an einen sekundären Ort der Speichereinrichtung angelegt wird und ein Leckstrom an dem primären Ort gemessen wird; und Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom nicht größer als ein vorbestimmter Leckschwellenwert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die unmittelbar benachbart zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor angeordnet ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und der primäre Ort die mindestens eine Dummy-Wortleitung ist, die unmittelbar benachbart zu der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Vielzahl von Wortleitungen eine Vielzahl von anderen Datenwortleitungen einschließt, die vertikal unterhalb der Edge-Wortleitung in dem Stapel angeordnet sind, und das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte einschließt: rekursives Anlegen der primären vorbestimmten Spannung an jede einer ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an jede einer zweiten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angelegt wird, die vertikal über der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen angeordnet sind, und ein Leckstrom an jeder der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, und Bestimmen, dass der Löschvorgang bestanden hat, als Reaktion darauf, dass der Leckstrom, der an der ersten der Vielzahl von anderen Datenwortleitungen gemessen wird, nicht größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist und der sekundäre Ort die eine der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor unmittelbar benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und wobei der primäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist und der sekundäre Ort die Source-Leitung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei sich die Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von dielektrischen Schichten horizontal erstrecken und sich in abwechselnder Weise in einem Stapel überlappen und sich die Ketten vertikal durch den Stapel erstrecken, wobei die Speicherzellen zwischen mindestens einem drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Drain-Seite jeder der Ketten in Reihe geschaltet sind und mit einer von einer Vielzahl von Bitleitungen und mindestens einem source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor auf einer Source-Seite jeder der Ketten verbunden sind und mit einer Source-Leitung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Wortleitungen mindestens eine Dummy-Wortleitung, die vertikal über einer Vielzahl anderer Datenwortleitungen angeordnet ist und zu dem mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor benachbart ist, und eine Edge-Wortleitung einschließt, die vertikal unterhalb der mindestens einen Dummy-Wortleitung angeordnet ist, und das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte einschließt: Anlegen einer Lesespannung an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen neben dem primären Ort und dem sekundären Ort, wenn der sekundäre Ort eine der Vielzahl von Wortleitungen ist; und Anlegen der Lesespannung an den mindestens einen drain-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und den mindestens einen source-seitigen Auswahl-Gate-Transistor und andere der Vielzahl von Wortleitungen benachbart zu dem primären Ort, wenn der sekundäre Ort eine der Source-Leitung und der Vielzahl von Bitleitungen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das weiterhin die folgenden Schritte einschließt: Anlegen einer Löschspannung an jede der Ketten, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen zu fördern, die der Vielzahl von Wortleitungen während des Löschvorgangs entsprechen, als Reaktion auf das Empfangen eines Löschbefehls; Anlegen einer Löschverifizierungsspannung an die Vielzahl von Wortleitungen; Bestimmen, ob die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist; Erhöhen der Löschspannung und Zurückgeben, um die Löschspannung an jede der Ketten anzulegen, während gleichzeitig die Vielzahl von Wortleitungen geerdet wird, um das Löschen der Speicherzellen, die der Vielzahl von Wortleitungen entsprechen, während des Löschvorgangs als Reaktion darauf, dass die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, nicht kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist, zu fördern; Anlegen der primären vorbestimmten Spannung an den primären Ort der Speichereinrichtung nach dem Löschvorgang der Speicherzellen, während gleichzeitig die sekundäre vorbestimmte Spannung, die niedriger als die primäre vorbestimmte Spannung ist, an den sekundären Ort angelegt wird und der Leckstrom an dem primären Ort als Reaktion darauf gemessen wird, dass die Schwellenspannung der Speicherzellen, die mit der Vielzahl von Wortleitungen verbunden sind, kleiner als oder gleich der Löschverifizierungsspannung ist; und Bestimmen, dass der Löschvorgang fehlgeschlagen ist, als Reaktion darauf, dass der gemessene Leckstrom größer als der vorbestimmte Leckschwellenwert ist.