3D NAND Flash存储器的发展,极大的满足了存储容量的需求,但因其对温度较为敏感,使温度可靠性成为其可靠性评估的重要参考指标。本文基于交叉温度读写试验,对3D NAND Flash存储器的温度可靠性及其存储单元阈值电压的温度效应展开了研究,研究结论对提高存储器可靠性有着重要的理论指导意义和应用价值。论文第一部分工作研究了温度变化对3D NAND Flash存储器存储单元阈值电压的影响,经过研究发现,存储器在使用过程中,若温度发生变化,会引起存储单元阈值电压分布的偏移与展宽,该分布偏移与展宽现象会显著降低存储器的可靠性,且在进一步的研究中发现,即使在温度变化时对读取电压进行了温度补偿,读取出错与读取错误率因温度改变而增大的现象也依然存在。经过分析读取电压温度补偿的原理及方法,明确了这与当前读取电压温度补偿技术的缺陷有关。论文第二部分工作便研究了3D NAND Flash存储器在不同情况下,其存储单元阈值电压温度系数的多样性,为改善当前读取电压的温度补偿技术提供了理论基础。研究发现,当存储器在使用过程中,若温度变化的方向不同,其对存储单元阈值电压的影响也有所不同,具体表现为低温编程高温读取与高温编程低温读取时的温度系数存在差异。因此在交叉温度读写试验的基础上,又分别进一步研究了存储器在不同块填充编程方式、不同存储单元编程状态以及存储单元经历不同擦写循环次数的情况下,其阈值电压温度系数的多样特性,这些研究成果对优化读取电压的温度补偿提供了重要的理论指导。论文第三部分从优化温度系数本身出发,首先设计实验研究了高温编程低温读取与低温编程高温读取时,存储单元阈值电压的温度系数存在差异性的原因,并针对该差异现象,提出了改善方案。温度系数一致性的提高将从本质上提高存储器的可靠性。其次也研究了交叉温度读写时,存储器在不同块填充编程方式及不同存储单元编程状态下,其阈值电压温度系数存在差异性的原因。本文研究内容及成果对优化读取电压的温度补偿技术,提高存储单元阈值电压温度系数的一致性,减少读取错误,改善3D NAND Flash存储器的温度可靠性有重要的意义与价值。