下部頁編程期間分別確定Vpgm_initial，并且針對存儲器單元的每個集合的上部頁編程使用Vpgm_initial。然而，在使用單遍編程時，上述方法是不可能的。因為預(yù)期單遍編程通常與3D堆疊式非易失性存儲器設(shè)備一起使用，所以圖6A的方法尤其有益。
[0125]圖6B描繪了用于在對下部頁數(shù)據(jù)和上部頁數(shù)據(jù)進行編程時執(zhí)行圖6A的編程操作的示例處理。在該方法中，步驟610在第一遍編程中將下部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合。這些是選定存儲器單元。參見圖8A和圖SB。步驟611在第二遍編程中將上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合。參見圖SC。步驟612在單遍編程中將下部頁數(shù)據(jù)和上部頁數(shù)據(jù)(例如，多頁數(shù)據(jù))編程至存儲器單元的剩余集合。參見圖7A和圖7B。
[0126]圖6C描繪了根據(jù)圖6B的步驟610的示例處理，其中，在第一遍編程中將下部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合并且確定編程循環(huán)計數(shù)。步驟620開始將下部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合。步驟621將Vpgm初始化為相對低的電平Vpgm_low。該步驟還將編程循環(huán)的計數(shù)初始化為等于UVpgm_loW可以足夠低使得當初始量的編程完成時存儲器單元基本已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，其中，存儲器單元的Vth隨Vpgm的增大而一致地且可預(yù)測地增大。例如，Vpgm_loW可以足夠低使得即使對于具有許多p-e周期的存儲器設(shè)備仍使用兩個或三個編程循環(huán)來完成初始量的編程。步驟622中針對位線設(shè)定未禁止狀態(tài)或禁止狀態(tài)。例如，與存儲器單元要保持處于擦除狀態(tài)的NAND串相關(guān)聯(lián)的位線將具有禁止狀態(tài)。與存儲器單元要被編程至更高數(shù)據(jù)狀態(tài)的NAND串相關(guān)聯(lián)的位線將具有未禁止狀態(tài)，直到存儲器單元達到更高數(shù)據(jù)狀態(tài)為止，此時狀態(tài)被改變成禁止。
[0127]步驟623經(jīng)由一個字線層對存儲器單元的初始集合施加Vpgm，同時基于每條位線的禁止或未禁止狀態(tài)來設(shè)定Vbl，以及設(shè)定未選定字線層上的Vpass。步驟624使用驗證電平(例如，VvINT)對存儲器單元的初始集合進行驗證測試。使用目標數(shù)據(jù)狀態(tài)(例如，INT)的驗證電平來確定初始量的編程是效率高的，這是因為避免了額外的驗證操作。然而，能夠使用與目標數(shù)據(jù)狀態(tài)的驗證電平不同的驗證電平來確定初始量的編程。
[0128]判定步驟625中對Vth超過驗證電平的存儲器單元的數(shù)量N進行計數(shù)。判定步驟626確定是否第一次N>NL1，其中，NL1是存儲器單元的指定數(shù)量。如果判定步驟626為真，則步驟627存儲編程循環(huán)的計數(shù)(LC)的當前值并且之后是步驟629。如果判定步驟626為假，則判定步驟628確定是否N>NL2，其中，NL2是指定數(shù)量并且NL2>NL1。例如，NLl可以表示正被編程的所有存儲器單元的小部分(例如，6%)，而NL2可以表示正被編程的所有存儲器單元的大部分(例如，95%)。
[0129]如果判定步驟628為真，則將下部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合完成，并且步驟629開始將上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合。參見圖6D。如果判定步驟628為假，則步驟630針對通過驗證測試的存儲器單元的位線設(shè)定或保持禁止狀態(tài)。步驟631以dVpgm_high將Vpgm逐級升高，步驟632增大編程循環(huán)的計數(shù)并且在步驟623處施加下一編程脈沖。
[0130]通常，在一遍編程中，可以將編程循環(huán)的數(shù)量限制為最大容許數(shù)量。
[0131]圖6D描繪了根據(jù)圖6C的步驟629的示例處理，其中，在第二遍編程中使用基于編程循環(huán)計數(shù)的Vpgm_initial將上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合。在這種情況下，基于來自對下部頁數(shù)據(jù)進行編程的結(jié)果來使對上部頁數(shù)據(jù)的編程最優(yōu)。
[0132]當主機發(fā)出寫入命令并且向存儲器設(shè)備發(fā)送上部頁位時，存儲器的控制電路可以對剛剛被編程到每個存儲器單元中的下部頁位進行讀取并且將這些位存儲在與位線相關(guān)聯(lián)的鎖存器中。上部頁位被發(fā)送至與位線相關(guān)聯(lián)的附加鎖存器。此時，可以根據(jù)鎖存器中的下部頁位和上部頁位的組合來確定每個存儲器單元的目標數(shù)據(jù)狀態(tài)。此外，響應(yīng)于針對上部頁的寫入命令，控制電路可以讀取循環(huán)計數(shù)數(shù)據(jù)并且確定Vpgm_initial。在這時，可以開始對上部頁的編程。
[0133]步驟640開始將上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的初始集合。如結(jié)合圖6A的步驟608和609所論述的那樣，步驟641基于編程循環(huán)的計數(shù)來設(shè)定Vpgm=Vpgm_initial。步驟642針對位線設(shè)定未禁止狀態(tài)或禁止狀態(tài)。步驟643經(jīng)由一個字線層對存儲器單元的初始集合施加Vpgm、基于禁止狀態(tài)或未禁止狀態(tài)來設(shè)定Vbl、以及設(shè)定未選定字線層上的Vpass。步驟644使用驗證電平(例如，圖8B中的VvA、VvB、VvC)來對存儲器單元的初始集合進行驗證測試。驗證測試可以針對每個目標數(shù)據(jù)狀態(tài)使用一個或更多個驗證電平。一種方法針對每個目標數(shù)據(jù)狀態(tài)使用低驗證電平和高驗證電平。
[0134]步驟645針對每個目標數(shù)據(jù)狀態(tài)對Vth大于驗證電平的存儲器單元的數(shù)量(N)進行計數(shù)。判定步驟646針對每個目標數(shù)據(jù)狀態(tài)確定是否N>NU。如果判定步驟646為真，則步驟647開始將下部頁數(shù)據(jù)和上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的剩余集合。參見圖6E。如果判定步驟646為假，則步驟648針對通過驗證測試的存儲器單元的位線設(shè)定或保持禁止狀態(tài)。步驟649以dVpgm_low將Vpgm逐級升高，并且在步驟643處施加下一編程脈沖。
[0135]圖6E描繪了根據(jù)圖6B的步驟612的示例處理，其中，在單遍編程中，使用基于編程循環(huán)計數(shù)的Vpgm_initial將下部頁數(shù)據(jù)和上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的剩余集合。步驟650開始將下部頁數(shù)據(jù)和上部頁數(shù)據(jù)編程至存儲器單元的剩余集合。通常，在存儲器單元的初始集合被編程之后將存在許多選定存儲器單元的剩余集合。步驟651基于編程循環(huán)的計數(shù)來設(shè)定Vpgm = Vpgm_initial。步驟652針對位線設(shè)定未禁止狀態(tài)或禁止狀態(tài)。步驟653經(jīng)由一個字線層對選定存儲器單元的初始集合施加Vpgm、基于禁止姿態(tài)或未禁止狀態(tài)設(shè)定Vbl、以及設(shè)定未選定字線層上的Vpass。步驟654使用驗證電平(例如，圖8B中的VvA、VvB、VvC)來對存儲器單元的剩余集合進行驗證測試。
[0136]步驟655針對每個目標數(shù)據(jù)狀態(tài)對Vth大于驗證電平的存儲器單元的數(shù)量(N)進行計數(shù)。判定步驟656針對每個目標數(shù)據(jù)狀態(tài)確定是否N>NU。如果判定步驟656為真，則在步驟657處進行編程。如果判定步驟656為假，則步驟658針對通過驗證測試的存儲器單元的位線設(shè)定或保持禁止狀態(tài)。步驟659以dVpgm_low將Vpgm逐級升高，并且在步驟653處施加下一編程脈沖。
[0137]圖7A和圖7B描繪了具有四個數(shù)據(jù)狀態(tài)的一遍編程操作。一遍編程也稱為“一遍寫入”編程，其涉及下述多個編程驗證操作的序列，所述多個編程驗證操作的序列從Vpgm_initial開始并且進行至最終Vpgm電平直到選定存儲器單元的集合的閾值電壓達到相應(yīng)目標數(shù)據(jù)狀態(tài)的一個或更多個相應(yīng)的驗證電平為止。在一遍編程中，所有存儲器單元最初在擦除狀態(tài)。存儲器單元中的一些存儲器單元未被編程并且保持在擦除狀態(tài)，而其他存儲器單元被編程至更高目標數(shù)據(jù)狀態(tài)。
[0138]針對每個存儲器單元存儲兩位數(shù)據(jù)的情況提供了存儲器單元陣列的示例Vth分布。每個圖水平軸上描繪Vth并且豎直軸上描繪Vth分布中的存儲器單元的數(shù)量或存儲器單元群體(populat1n)。一個位表示LP數(shù)據(jù)，另一個位表示UP數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^UP位之后是LP位來表示位組合，例如，11表示UP= I并且LP=I，01表示UP = O并且LP=I，00表示UP = O并且LP=0，以及10表示UP= I并且LP = 0。針對擦除(Er)狀態(tài)存儲器單元提供了第一Vth分布700。Vth分布704、706和708分別表示當它們的Vth超過額定(較高)驗證電平VvA、VvB或VvC時存儲器單元達到的目標數(shù)據(jù)狀態(tài)A、B和C。在這種情況下，每個存儲器單元可以以稱為狀態(tài)Er(或E)、A、B和C的四個可能的Vth范圍之一來存儲兩位數(shù)據(jù)。使用慢速編程模式的編程選擇可以稱為“快速遍寫入”(QPW)技術(shù)。在多遍編程技術(shù)的一遍或更多遍中可以獨立地使用QPW。盡管，通常當準確度最重要時在最終遍編程中使用QPW已足夠。本文中可交換地使用QPW模式和慢速編程模式。
[0139]當使用QPW時，較低驗證電平(VvAUVvBL或VvCL)被定義為使得存儲器單元在其Vth處于相應(yīng)目標數(shù)據(jù)狀態(tài)的較低驗證電平與較高驗證電平之間時進入慢編程模式或區(qū)域(例如，通過升高在編程期間施加的相關(guān)聯(lián)的位線電壓)。在一個實現(xiàn)方式中，較低驗證電平被偏移為低于相應(yīng)較高驗證電平。具體地，當驗證測試確定存儲器單元的Vth超過與存儲器單元的目標數(shù)據(jù)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的較低驗證電平時，針對存儲器單元開始慢編程模式。隨后，當驗證測試確定存儲器單元的Vth超過與存儲器單元的目標數(shù)據(jù)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的較高驗證電平時，存儲器單元被禁止進一步編程。在一些情況下，對少于所有目標數(shù)據(jù)狀態(tài)使用QPW。
[0140]被編程到存儲器單元中的數(shù)據(jù)與存儲器單元的Vth電平之間的具體關(guān)系取決于針對存儲器單元所采用的數(shù)據(jù)編碼方案。在一個實施方式中，使用格雷編碼(Gray code)分配來將數(shù)據(jù)值分配到Vth范圍，以使得在浮柵的Vth錯誤地移動至其相鄰物理狀態(tài)的情況下，影響僅一位。一個示例對Er、A、B和C狀態(tài)分配“11”、“01”、“00”以及“10”。這些分布之間的讀取基準電壓被用于從存儲器單元讀取數(shù)據(jù)。通過測試給定存儲器單元的Vth是高于還是低于讀取基準電壓中的一個或更多個讀取參考電壓，系統(tǒng)可以確定存儲器單元表示的數(shù)據(jù)狀
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[0141]圖8Α至圖SC描繪了具有四個數(shù)據(jù)狀態(tài)的兩遍編程操作。每遍可以用于對一頁數(shù)據(jù)進行編程。例如，提供了對兩位、四層存儲器單元中的下部頁和上部頁的編程?？梢砸淮我粋€邏輯頁來進行編程，其中下部頁之后是上部頁。最初，所有存儲器單元在Er狀態(tài)，Er狀態(tài)由圖8Α中的分布800表示。
[0142]圖SB描繪了對下部頁數(shù)據(jù)的編程。如果下部頁具有等于位等于I，則關(guān)聯(lián)的存儲器單元保持處于分布800中并且用Xl表示該數(shù)據(jù)，其中，X是尚未獲知的上部頁位。如果下部頁具有位等于0，則將存儲器單元被編程至如使用驗證電平Vvl的分布802所表示的較高Vth，其中，分布802是過渡分布(INT)。用xO表示這些存儲器單元的數(shù)據(jù)。注意，過渡分布可以相對寬，因為過渡分布不是最終分布并且不表示最終數(shù)據(jù)狀態(tài)。
[0143]圖SC描繪了對上部頁數(shù)據(jù)的編程。如果UP/LP= 11，則處于分布800中的關(guān)聯(lián)的存儲器單元保持處于分布800并且存儲數(shù)據(jù)位11。如果UP/LP = 01，則將處于分布800中的存儲器單元編程至分布804(狀態(tài)A)，并且當Vth處于VvAL與VvA之間時使用慢編程模式。如果UP/LP= 10，則將處于分布802中的存儲器單元編程至分布808(狀態(tài)C)并且當Vth處于VvCL與VvC之間時使用慢編程模式。如果UP/LP = 00，則將處于分布802中的存儲器單元編程至分布806(狀態(tài)B)并且當Vth處于VvBL與VvB之間時使用慢編程模式。
[0144]可以類似地擴展編程到每個存儲器單元三位或更多位。
[0145]圖8D描繪了根據(jù)圖6A的步驟602的且在從圖8A轉(zhuǎn)換至圖8B的情況下的用于確定給存儲器單元的初始集合中的最快速存儲器單元編程初始量所需的編程循環(huán)的計數(shù)的處理。￥他分布800是在擦除操作之后所有存儲器單元的初始分布。￥他分布810、811、812、813和802分別在一個、兩個、三個、四個和五個編程-驗證迭代(循環(huán))之后發(fā)生。在Vth分布812中，分布的部分814超過VvINT。這可以表示初始量的編程完成。例如，這可以表示在圖6C的判定步驟626中N>NL1的情況。當在第五編程-驗證迭代之后達到Vth分布802時該遍編程完成。因此，循環(huán)計數(shù)等于5。
[0146]圖9A描繪了根據(jù)圖6C的、用于對存儲器單元的初始集合中的下部頁數(shù)據(jù)進行編程的編程電壓和驗證電壓，其中，使用了相對低的初始Vpgm即Vpgm_low以及相對高的Vpgm步長dVpgm_high。編程操作可以包括多個編程-驗證迭代，其中，每個編程-驗證迭代包括編程部分和之后的驗證操作，編程部分包括編程脈沖，之后的驗證操作包括一個或更多個驗證電壓。例如可以對選定字線層部分施加編程脈沖和驗證電壓。
[0147]在一種方法中，編程脈沖在連續(xù)的迭代中逐級升高。此外，每個編程脈沖可以包括具有例如6V至8V的通過電壓(Vpass)電平的第一部分，之后是例如12V至25V的編程電平處的第二、峰值幅值部分。例如，該遍編程分別包括編程脈沖901-905以及關(guān)聯(lián)驗證脈沖911-915。在該示例中，在第三編程循環(huán)中的驗證脈沖913之后初始量的編程完成，使得循環(huán)計數(shù)等于3。在第三編程循環(huán)中施加Vpgm_ref的編程電壓。在第五編程循環(huán)中的驗證脈沖915之后下部頁編程完成。
[0148]圖9B描繪了根據(jù)圖6D的用于在第二遍編程中對上部頁數(shù)據(jù)進行編程或者根據(jù)圖6E的用于在單遍編程中同時對下部頁數(shù)據(jù)和上部頁數(shù)據(jù)進行編程的編程電壓和驗證電壓，其中Vpgm_initial是基于編程循環(huán)計數(shù)并且使用相對低的Vpgm步長dVpgm_low。例如，該遍編程分別包括編程脈沖921-925以及關(guān)聯(lián)驗證電壓931-935。每個驗證電壓包括三個電平:VvA、VvB和VvC。在該示例中，使用若干編程循環(huán)并且未示出編程的完成。
[0149]圖9C描繪了根據(jù)圖5C的擦除操作中的一系列擦除脈沖941-945以及驗證脈沖951-955。該類型的擦除操作意在包括幾個擦除脈沖，其中，擦除處理在每個擦除脈沖之后遞增地發(fā)生。相反，圖9D的擦除操作意在在兩個擦除脈沖之后被完成，盡管可選地可以使用附加脈沖。因此，與圖9D中相比，圖9C中的擦除脈沖的量值和/或持續(xù)時間可能更小。
[0150]對NAND串的一端或兩端施加擦除脈沖，并且經(jīng)由字線層對存儲器單元的控制柵極施加驗證脈沖。擦除操作可以包括多個擦除-驗證迭代。每個擦除-驗證迭代可以包括之后是驗證部分的擦除部分。具有Vv_Er的幅值的示例驗證脈沖951跟隨擦除脈沖452。在擦除部分中，對NAND串的一端或兩端施加擦除脈沖或電壓。如下面所論述的那樣，每個擦除部分可以具有在準備階段施加的幅值Vsg的第一部分，以及在充電階段和擦除階段施加的幅值\^作86的第二部分。'\^作86_;[11；[1:丨31是初始擦除脈沖941的幅值。擦除脈沖942、943、944和945具有分別為￥6作862、￥6作863、￥6瓜864和￥6瓜865的幅值。擦除脈沖根據(jù)(1￥6作861的步長而增大。Verase2可以表示后續(xù)擦除電壓，以及Verase3、Verase4和Verase5可以表示至少一個附加擦除電壓。
[0151]在一種方法中，擦除脈沖從而可以在每個迭代中在幅值方面逐級升高。在驗證部分中，對待被擦除的選定存儲器單元的Vth是否減小到低于Vv_Er進行確定。這可以包括確定當對選定存儲器單元施加字線電壓Vv_Er時選定存儲器單元是否處于導(dǎo)通狀態(tài)。如果選定存儲器單元處于導(dǎo)通狀態(tài)，則Vth〈Vv_Er并且選定存儲器單元已經(jīng)被完全擦除。如果選定存儲器單元處于非導(dǎo)通狀態(tài)，則Vth>Vv_Er并且選定存儲器單元尚未被完全擦除。
[0152]圖9D描繪了根據(jù)圖5D的擦除操作中的一系列擦除脈沖961和962以及驗證脈沖963 C3Verasejnitiala是初始