存储装置、存储系统及其操作方法与流程

本公开涉及半导体技术。特别地，本公开涉及存储器控制器、存储系统及其操作方法。

背景技术：

1、闪存广泛用作诸如移动电话、数码相机等便携式电子设备的存储介质。闪存通常包括单晶体管存储单元以实现高存储密度、高可靠性和低功耗。通过存储单元的电荷存储结构(例如，浮栅或电荷阱)或材料(例如，相变材料或铁电材料)对存储单元进行编程，可以改变存储单元的阈值电压。存储单元的阈值电压的变化可以确定存储单元的数据状态(例如，数据值)。

2、为了对存储单元进行编程，可以将一个或多个编程脉冲施加到存储单元。在现有技术中，在将每个编程脉冲施加到存储单元之后，可以对存储单元执行相应的编程验证。一个或多个编程脉冲的数量和对应的一个或多个编程验证的数量是确定对存储单元进行编程的持续时间的重要因素。因此，如何在保证较高编程质量的前提下缩短编程持续时间是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本公开的各方面提供了一种对包括存储器阵列的存储装置进行编程的方法。所述方法包括：将第n编程脉冲施加到与存储单元耦合的字线，所述存储单元中的每个存储单元的目标编程状态为第i编程状态，其中i和n是正整数。所述方法包括对存储单元执行与第i编程状态相对应的第一子验证和第m第二子验证，以分别获得第一子结果和第m第二子结果，其中m为正整数，第一子结果指示存储单元中的每个存储单元的阈值电压是否小于预设电压，第m第二子结果指示存储单元中的每个存储单元的阈值电压是否小于第i编程状态的目标阈值电压，并且其中目标阈值电压大于预设电压。所述方法包括基于第m第二子结果，确定存储单元中的要被用第(n+1)编程脉冲编程的第一子集，其中在第(n+1)编程脉冲与第n编程脉冲之间的电压差大于或等于在目标阈值电压与预设电压之间的电压差。所述方法包括将第(n+1)编程脉冲施加到字线。在将第(n+1)编程脉冲施加到字线之后，基于第一子结果指示第一子验证中的失败位的数量小于第一预设值，存储单元被确定为被成功编程到第i编程状态。

2、在实现方式中，存储单元包括以下各项中的至少一项：单级存储单元或多级存储单元，并且第i编程状态的目标阈值电压在与单级存储单元或多级存储单元相对应的编程状态的目标阈值电压当中是最高的。

3、在实现方式中，存储单元包括以下各项中的至少一项：三级存储单元或四级存储单元，并且基于编程状态的阈值电压，存储单元的目标编程状态包括最低编程状态、一个或多个中间编程状态和最高编程状态，并且其中第i编程状态是一个或多个中间编程状态中的一个中间编程状态。

4、在实现方式中，所述执行包括：基于第一感测持续时间对存储单元执行第一子验证以获得第一子结果。所述执行还包括：基于第二感测持续时间对存储单元执行第m第二子验证以获得第m第二子结果，其中第二感测持续时间大于第一感测持续时间。

5、在实现方式中，所述执行包括：将第一子验证电压施加到字线，以对存储单元执行第一子验证，从而获得第一子结果，其中第一子验证电压等于预设电压。所述执行还包括：将第二子验证电压施加到字线，以对存储单元执行第m第二子验证，从而获得第m第二子结果，其中第二子验证电压等于目标阈值电压。

6、在实现方式中，所述执行包括：将第一预充电电压施加到与存储单元耦合的位线，以基于预设的感测持续时间对存储单元执行第一子验证，以获得第一子结果。所述执行还包括：将第二预充电电压施加到位线，以基于预设的感测持续时间对存储单元执行第m第二子验证，以获得第m第二子结果，其中第二预充电电压大于第一预充电电压。

7、在实现方式中，基于第m第二子结果，存储单元的第一子集中的每个存储单元的阈值电压小于目标阈值电压。

8、在实现方式中，所述方法包括：基于第一子结果指示第一子验证中的失败位的数量大于或等于第一预设值，确定存储单元中的要被执行第(m+1)第二子验证的第二子集。所述方法包括对存储单元的第二子集执行第(m+1)第二子验证以获得第(m+1)第二子结果，其中第(m+1)第二子结果指示存储单元的第二子集中的每个存储单元的阈值电压是否小于目标阈值电压。

9、在实现方式中，基于第一子结果，存储单元的第二子集中的每个存储单元的阈值电压小于预设电压。

10、在实现方式中，所述方法包括：基于第(m+1)第二子结果对第(m+1)第二子验证中的失败位的数量进行计数，以获得计数结果。所述方法包括：基于计数结果小于第二预设值，来确定存储单元被成功地编程到第i编程状态。

11、在实现方式中，所述方法包括：基于计数结果大于或等于第二预设值并且所施加的编程脉冲的数量小于编程脉冲的最大数量，来确定存储单元的第二子集中的要被用第(n+2)编程脉冲编程的一个或多个存储单元。

12、在实现方式中，所述方法包括：基于计数结果大于或等于第二预设值，并且所施加的编程脉冲的数量等于编程脉冲的最大数量，来确定存储单元未被成功地编程到所述第i编程状态。

13、在实现方式中，第二预设值小于或等于第一预设值。

14、在实现方式中，所述执行包括：对存储单元执行第一子验证，以获得第一子结果。所述执行包括：基于第一子结果，确定存储单元中的要被执行第m第二子验证的第三子集。所述执行包括：对存储单元的第三子集执行第m第二子验证以获得第m第二子结果。

15、在实现方式中，所述执行包括：对存储单元执行第m第二子验证，以获得第m第二子结果；基于第m第二子结果，确定存储单元中的要被执行第一子验证的第四子集；以及对存储单元的第四子集执行第一子验证以获得第一子结果。

16、在实现方式中，所述方法包括：在施加第(n+1)编程脉冲期间，对第一子验证中的失败位的数量进行计数。

17、在实现方式中，失败位的数量在纠错机制允许的范围内。

18、在实现方式中，纠错机制使用纠错码。

19、在实现方式中，所述方法包括：响应于第一子结果指示第一子验证中的失败位的数量小于第一预设值，确定在施加第(n+1)编程脉冲之后不对存储单元执行编程验证操作。

20、在实现方式中，在将存储单元编程到所述第i编程状态期间仅执行一次第一子验证。

21、本公开的各方面提供了一种存储装置，包括：存储单元阵列，该存储单元阵列包括存储单元；以及外围电路，其通过字线与存储单元阵列耦合。该外围电路将第n编程脉冲施加到存储单元，所述存储单元中的每个存储单元的目标编程状态为第i编程状态，其中i和n是正整数。外围电路对存储单元执行与所述第i编程状态相对应的第一子验证和第m第二子验证，以分别获得第一子结果和第m第二子结果，其中m为正整数，所述第一子结果指示存储单元中的每个存储单元的阈值电压是否小于预设电压，所述第m第二子结果指示存储单元中的每个存储单元的阈值电压是否小于第i编程状态的目标阈值电压，并且其中目标阈值电压大于预设电压。外围电路基于第m第二子结果，确定存储单元中的要被用第(n+1)编程脉冲编程的第一子集，其中在第(n+1)编程脉冲与第n编程脉冲之间的电压差大于或等于在目标阈值电压与预设电压之间的电压差。外围电路将第(n+1)编程脉冲施加到字线，其中，基于第一子结果指示第一子验证中的失败位的数量小于第一预设值，在将第(n+1)编程脉冲施加到字线之后，所述存储单元被确定为被成功编程到第i编程状态。

22、本公开的各方面提供一种存储系统，包括：存储装置；以及存储器控制器，其与存储装置耦合并被配置为控制存储装置。存储装置包括：存储单元阵列，包括存储单元；以及外围电路，其通过字线与存储单元阵列耦合。外围电路将第n编程脉冲施加到与存储单元耦合的字线，所述存储单元中的每个存储单元的目标编程状态为第i编程状态，其中i和n是正整数。外围电路对存储单元执行与第i编程状态相对应的第一子验证和第m第二子验证，以分别获得第一子结果和第m第二子结果，其中m为正整数，所述第一子结果指示存储单元中的每个存储单元的阈值电压是否小于预设电压，所述第m第二子结果指示存储单元中的每个存储单元的阈值电压是否小于第i编程状态的目标阈值电压，并且其中目标阈值电压大于预设电压。外围电路基于第m第二子结果，确定存储单元中的要被用第(n+1)编程脉冲编程的第一子集，其中在第(n+1)编程脉冲与第n编程脉冲之间的电压差大于或等于在目标阈值电压与预设电压之间的电压差。外围电路将第(n+1)编程脉冲施加到字线，其中，基于第一子结果指示第一子验证中的失败位的数量小于第一预设值，在将第(n+1)编程脉冲施加到字线之后，所述存储单元被确定为被成功编程到第i编程状态。