[發明專利]高性能和高可靠性閃存存儲器的潛在的緩慢擦除位的動態檢測方法

有效

• 申請號: 201410019313.1
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103943150B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 穆甫臣;何晨
• 申請（專利權）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: G11C29/04
• 分類號: G11C29/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

本發明公開了一種用于檢測非易失性存儲器中的潛在的緩慢位（例如，潛在的緩慢擦除位）的方法和裝置。對擦除周期期間的地址中的軟編程脈沖的最大數量計數。根據至少一個實施例，對在所述擦除周期期間的擦除脈沖的數量計數。根據不同實施例，相比于先前擦除周期，對所述軟編程脈沖的最大數量相比于先前擦除周期是否已經以至少預定的最小速率的速率增加，對所述軟編程脈沖的最大數量是否已經超過預定的閾值，對所述擦除脈沖的數量相比于先前擦除周期是否已經增加，或對其組合做出決定。響應于這樣的決定，基于NVM中的緩慢位的存在或不存在，NVM通過或不合格。

技術領域

本公開通常涉及存儲器，更具體地，涉及非易失性存儲器裝置的檢測。

相關技術描述

一些類型的非易失性存儲器（NVM）單元分別通過施加特定的編程偏置電壓和擦除偏置電壓來編程和擦除，其中對這種操作可以執行多少次通常有限制。此外，一種常見的NVM存儲類型（通常被稱為閃存存儲器）包括被同時擦除的很多NVM存儲器單元（塊）。由于性能變化，對于給定的一組擦除偏置電壓，塊的一些NVM存儲器單元將快于所述塊的其它NVM存儲器單元被擦除，例如，置于已擦除狀態。因此，由于擦除周期的持續時間被選擇來擦除NVM塊的所有單元，因此那些比相同塊的其它存儲器單元較快地被擦除的NVM存儲器單元將繼續受到擦除條件的影響，例如，不必要的擦除偏置電壓的施加，而較慢的NVM存儲器單元仍然在被擦除。對給定的一組偏置電壓，需要較長時間擦除的位被稱為緩慢位。

因此，較快擦除的NVM位會變成過擦除，這會造成表現出不期望的特性（例如，過度的電流泄露）的存儲器單元。為了解決這樣的問題，較快擦除的存儲器單元可以經受一個或多個編程脈沖（被稱為軟編程脈沖）以將它們置于擦除的存儲器單元的期望的統計分布，并克服與過擦除相關聯的問題。這種編程被稱為軟編程。由于其每個地址地進行并且具有低編程偏置，因此軟編程通常花費相對長的時間。隨著更多單元需要被軟編程，增加的軟編程的持續時間可以最終導致嵌入的擦除操作不能在規定的最大時間內完成。此外，隨著時間的推 移，在也許數以萬計的編程/擦除周期之后，一些NVM存儲器單元可能變成弱擦除或緩慢擦除。這些潛在的弱存儲器單元很難檢測，直到它們實際變成弱擦除或緩慢擦除。因此，緩慢擦除存儲器單元通過生產測試但是在器件已被放置在最終產品中之后變得很明顯，并不罕見。例如，這樣的緩慢擦除位會可以導致NVM控制邏輯延長包括現在緩慢的位整個擦除塊的擦除時間，這又可能導致該塊的存儲器單元在擦除操作之后的過擦除分布，因此顯著地放緩了下面的軟編程操作。最終，這樣的緩慢擦除位將導致嵌入的擦除操作失敗。

概述

根據一個實施例，提供了一種用于檢測在非易失性存儲器（NVM）中的潛在的緩慢擦除位的方法，包括：確定用于在當前擦除周期期間擦除NVM存儲器單元的軟編程脈沖的最大數量，從相應的多個存儲器單元的多個軟編程脈沖計數確定所述最大數量；確定所述當前擦除周期的所述軟編程脈沖的最大數量相比于至少一個先前擦除周期的先前軟編程脈沖的最大數量之間的變化率；以及響應于所述變化率超過預定的第一閾值，斷言失敗指示器。

根據另一個實施例，提供了一種非易失性存儲器（NVM）包括：位單元陣列，包括用于存儲多個位的多個位單元，所述位單元陣列包括用于脈沖計數存儲的測試存儲器區域；以及NVM控制器，耦接至所述位單元陣列，所述NVM控制器被配置用于使所述NVM控制器確定用來在當前擦除周期期間擦除所述多個位單元的位單元的軟編程脈沖的最大數量、確定所述當前擦除周期的所述軟編程脈沖的最大數量相比于至少一個先前擦除周期的先前軟編程脈沖的最大數量之間的變化率、以及基于所述變化率超過預定的第一閾值斷言失敗信號以使所述NVM不合格。

根據另一個實施例，提供了一種方法，包括：響應于在先前擦除周期期間的第一最大軟編程脈沖計數和在擦除周期期間的第二最大軟編程脈沖計數之間的變化，檢測非易失性存儲器（NVM）中的潛在的緩慢 擦除位；以及響應于檢測到潛在的緩慢擦除位，使所述NVM不合格。

附圖說明