[發明專利]讀閾值跟蹤方法與裝置

有效

• 申請號: 201710093871.6
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN108461107B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 路向峰;張一中;殷雪冰
• 申請（專利權）人: 北京憶恒創源科技股份有限公司
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 張會會;段宇

提供了讀閾值跟蹤方法與裝置。公開的跟蹤閾值的方法，包括：使用閾值的第一值讀取第一數據；使用閾值的第二值讀取第二數據；根據第二數據確定閾值的調整方向；根據第一數據確定閾值的調整幅度；以及根據所確定的閾值的調整方向與調整幅度更新閾值。

技術領域

本申請涉及固態硬存儲設備，具體地，涉及跟蹤從NVM芯片中讀取數據的最佳閾值電壓的變化的方法與裝置。

背景技術

閃存通過在存儲單元中保持電荷量來存儲信息。存儲單元中的電荷量決定了存儲單元的讀出電壓。在讀取閃存數據時，比較存儲單元的讀出電壓與閾值電壓來識別存儲單元所存儲的信息。但是由于存儲單元的電荷量受存儲單元的質量、壽命、時間等多種因素的影響，以及從多個存儲單元到敏感放大器的信號傳輸路徑的非均一性，導致存儲單元的讀出電壓發生變化，進而導致從存儲單元讀取的數據存在一些偏差，無法正確體現原始向存儲單元寫入的信息。閾值電壓可包括用于讀操作的讀閾值與用于寫操作的寫閾值。

現有技術中采用一些手段來預防或應對因存儲單元的電荷量等因素的變化而導致讀取的數據無法正確體現寫入的數據的問題，例如，在美國專利US9070454B1中，根據存儲單元的擦寫次數、保持時間等因素計算閾值電壓(從存儲單元中讀取數據或向存儲單元中寫入數據時使用的閾值電壓或判決電壓)，并使用計算出的閾值電壓向存儲單元寫入數據。

在閃存芯片中，通過為讀操作指示不同的參數，來選擇讀操作時所使用的閾值電壓。通過具有不同閾值電壓的讀操作，從存儲單元讀出的數據會有不同的結果。有些結果具有較低的比特錯誤率(Bit Error Ratio，錯誤比特與傳輸的總比特數的百分比)，而有些結果具有較高的比特錯誤率。結合使用ECC(Error Correction Code，錯誤校正碼)技術，具有較低的比特錯誤率的讀取結果被ECC技術糾正的幾率較高。從而通過嘗試不同參數，來應對讀操作中遇到的錯誤。參數可以合并在讀操作中提供給閃存芯片。或者，在閃存芯片中設置用于讀操作的參數，而在閃存芯片處理讀操作時，使用所設置的參數。

存儲介質上通常按頁來存儲和讀取數據，而按塊來擦除數據。通常，塊包含多個頁，存儲介質上的頁(稱為物理頁)具有固定的尺寸，例如17664字節，當然，物理頁也可以具有其他的尺寸。在讀出或寫入數據時，一般為每個頁的所有存儲單元設置相同的閾值電壓。

圖1展示了現有技術的閃存存儲介質的結構。閃存塊包括多條字線與位線。字線耦合了多個用于存儲信息的晶體管，每個晶體管提供一個存儲單元(Cn,Cn-1,…,C1,C0)。每個存儲單元能存儲1比特或多比特數據。每條字線中的多個存儲單元提供一個或多個物理頁。構成一個物理頁的比特存儲在耦合到同一條字線的晶體管中。

存儲器目標(Target)是閃存芯片內的共享芯片使能(CE,Chip Enable)信號的一個或多個邏輯單元(LUN，Logic UNit)。閃存芯片內可包括一個或多個管芯(Di e)。典型地，邏輯單元對應于單一的管芯。邏輯單元可包括多個平面(Plane)。邏輯單元內的多個平面可以并行存取，而閃存芯片內的多個邏輯單元可以彼此獨立地執行命令和報告狀態。在可從http://www.micron.com/～/media/Documents/Products/Other％20Documents/ONFI3_0Gold.ashx獲得的“Open NAND Flash Interface Specification

(Revision 3.0)”中，提供了關于目標(target)、邏輯單元(LUN)、平面(Plane)的含義，其為現有技術的一部分。

發明內容

對于每個存儲單元中存儲了多比特信息的新型存儲單元，以及3D結構的新型閃存，傳統的閾值電壓獲取方法不能滿足需求。隨著存儲單元的擦寫次數、讀出次數、時間、溫度等因素，存儲單元的狀態發生變化，導致在不同因素下，使用相同的閾值電壓將得到不同的讀取結果。需要跟蹤存儲單元的閾值電壓的變化，以獲得并使用最佳閾值電壓從存儲單元中讀取數據。