[發(fā)明專利]一種降低快閃存儲(chǔ)器閾值電壓分布范圍的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210006029.1
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN102568596A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍冬;潘立陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G11C16/34
• 分類號(hào): G11C16/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于快閃存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種降低快閃存儲(chǔ)器閾值電壓分布范圍的方法。

背景技術(shù)

快閃存儲(chǔ)器有著廣泛的應(yīng)用，比如照相機(jī)、MP3等便攜式電子設(shè)備。快閃存儲(chǔ)器在數(shù)據(jù)寫入之前一般都會(huì)執(zhí)行擦除操作，且為了避免出現(xiàn)過擦除態(tài)(Over?Erase)以及保證數(shù)據(jù)的保持特性(Retention)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)都會(huì)通過算法對(duì)快閃存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元擦除操作后的閾值電壓分布進(jìn)行控制。基于多位存儲(chǔ)(Multi-Level?Cell)的快閃存儲(chǔ)器尤其需要對(duì)擦除操作后的閾值電壓分布進(jìn)行控制。目前已有的算法主要受到操作時(shí)間的限制，通過擦除操作控制存儲(chǔ)單元的閾值電壓低于某個(gè)預(yù)設(shè)值以及通過軟編程操作保證存儲(chǔ)單元不會(huì)處于過擦除狀態(tài)即可，并不嚴(yán)格要求存儲(chǔ)單元的閾值電壓分布范圍足夠窄，其閾值電壓分布示意圖如圖1所示。而在特殊應(yīng)用情況下，比如多位模擬值存儲(chǔ)，甚至是將快閃存儲(chǔ)器作為圖象傳感器等需要存儲(chǔ)更多位模擬值的場(chǎng)合中，對(duì)擦除操作的時(shí)間、數(shù)據(jù)保持特性沒有嚴(yán)格要求，但要求存儲(chǔ)單元擦除操作后的閾值電壓分布范圍非常窄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述缺陷公開了一種降低快閃存儲(chǔ)器閾值電壓分布范圍的方法，本發(fā)明是一種高精度擦除算法，能夠有效降低擦除操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓的分布范圍。

一種降低快閃存儲(chǔ)器閾值電壓分布范圍的方法包括以下步驟：

1)首先對(duì)快閃存儲(chǔ)器的所有存儲(chǔ)單元施加擦除脈沖，以降低快閃存儲(chǔ)器的所有存儲(chǔ)單元的閾值電壓；

2)然后通過擦除驗(yàn)證操作來判斷快閃存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的閾值電壓是否低于第一預(yù)設(shè)值Vr1，如果不是，需要再次對(duì)存儲(chǔ)單元施加擦除脈沖，如果是，則說明所有存儲(chǔ)單元的閾值電壓已經(jīng)低于第一預(yù)設(shè)值Vr1；

3)對(duì)存儲(chǔ)單元施加軟編程操作以提高存儲(chǔ)單元的閾值電壓，該軟編程操作控制加到存儲(chǔ)單元柵極的電壓Vw大小滿足如下條件：Vw-Vr1＝Vstep，從而使得存儲(chǔ)單元的閾值電壓經(jīng)過特定時(shí)間的編程操作后逐漸收斂到第二預(yù)設(shè)值Vr2，其中Vr1-Vr2＝Vd，而Vd就是擦除操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓的分布范圍，通過調(diào)整控制Vstep的大小來控制Vd的大小，Vd隨著Vstep的增加而減小。

所述特定時(shí)間的范圍為：100微秒到500微秒。

本發(fā)明的有益效果為：能夠有效降低擦除操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓的分布范圍，擴(kuò)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，有利于將快閃存儲(chǔ)器作為圖象傳感器等需要存儲(chǔ)更多位模擬值的場(chǎng)合中。

附圖說明

圖1為已有擦除和編程操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓分布示意圖。

圖2為本發(fā)明提出的擦除操作算法示意圖。

圖3為本發(fā)明提出的軟編程操作過程中，存儲(chǔ)單元閾值電壓變化示意圖。

圖4為采用本發(fā)明提出的擦除操作算法后存儲(chǔ)單元閾值電壓分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

本發(fā)明提出了一種高精度擦除算法，能夠有效降低擦除操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓的分布范圍。

如圖2所示，一種降低快閃存儲(chǔ)器閾值電壓分布范圍的方法包括以下步驟：

1)首先對(duì)快閃存儲(chǔ)器的所有存儲(chǔ)單元施加擦除脈沖，以降低快閃存儲(chǔ)器的所有存儲(chǔ)單元的閾值電壓；

2)然后通過擦除驗(yàn)證操作來判斷快閃存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的閾值電壓是否低于第一預(yù)設(shè)值Vr1(比如1.5V)，如果不是，需要再次對(duì)存儲(chǔ)單元施加擦除脈沖，如果是，則說明所有存儲(chǔ)單元的閾值電壓已經(jīng)低于第一預(yù)設(shè)值Vr1；

3)但此時(shí)存儲(chǔ)單元的閾值電壓分布非常廣(比如0.5V到1.5V)，需要接著對(duì)存儲(chǔ)單元施加軟編程操作以提高存儲(chǔ)單元的閾值電壓，該軟編程操作利用存儲(chǔ)單元長(zhǎng)時(shí)間(比如100微秒到500微秒)編程操作具有的收斂性，嚴(yán)格控制加到存儲(chǔ)單元柵極的電壓Vw(比如4V)大小滿足如下條件：Vw-Vr1＝Vstep，從而使得存儲(chǔ)單元的閾值電壓經(jīng)過特定時(shí)間的編程操作后逐漸收斂到第二預(yù)設(shè)值Vr2(比如1V)，其中Vr1-Vr2＝Vd，而Vd就是擦除操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓的分布范圍，通過調(diào)整控制Vstep的大小來控制Vd的大小，Vd隨著Vstep的增加而減小。

圖3為軟編程操作過程中，存儲(chǔ)單元閾值電壓變化示意圖。圖4為擦除操作后存儲(chǔ)單元閾值電壓的分布示意圖，可以看到閾值電壓的分布范圍非常窄。