[發明專利]一種存儲器最佳讀電壓確定方法

有效

• 申請號: 202110459178.2
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113192550B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 陳杰智;賈夢華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34;G11C29/02;G11C29/50
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

本發明公開一種存儲器最佳讀電壓確定方法，本方法首先設置最佳讀電壓點為存儲器相鄰閾值電壓態的交叉點，默認讀電壓點為存儲器出廠時設置的讀電壓點；然后計算兩個相鄰閾值電壓態相對初始狀態的漂移距離offset1、offset2，最佳讀電壓點相對于默認讀電壓點的偏移距離offset=(offset1+offset2)/2，根據偏移距離和默認讀電壓點確定最佳讀電壓點。本發明通過較少的讀次數確定最佳讀電壓的位置，從而大幅度降低存儲器的讀取錯誤，提升存儲系統效率和可靠性。

技術領域

本發明涉及存儲系統控制器領域，具體是一種存儲器最佳讀電壓確定方法。

背景技術

過去十年間，非易失性存儲市場呈現爆發式增長。NAND閃存存儲器憑借良好的抗震性能，高集成密度，低廉的市場價格及出色的可靠性表現等諸多優勢成為當今非易失性存儲領域主流的存儲媒介。

NAND閃存存儲器在消費市場的主要表現形式為：（1）用于企業數據中心、服務器和個人電腦的SSD（固態硬盤）；（2）用于移動終端例如平板電腦、手機、智能手表的UFS閃存。無論對于SSD還是UFS閃存，它們都主要由兩部分組成：一是存儲顆粒，提供最基本的存儲功能；二是控制芯片，主要在存儲顆粒的生命周期內對其進行控制、管理和優化。

系統效率和系統可靠性是NAND閃存存儲器性能的兩個重要評判標準。其中系統效率包括控制器與存儲顆粒之間的傳輸速度（接口模式和協議）、控制芯片各個模塊算法的復雜度等；系統可靠性就是基于存儲顆粒的錯誤模式和特性，對使用過程中遇到的可靠性問題進行針對性地解決和優化，并最終通過糾錯碼（ECC）實現比特錯誤的糾正，保證數據的可靠訪問。

NAND閃存存儲單元的主要物理結構為MOS場效應管，如圖1所示。電荷4在外接電場作用下進入存儲層5，存儲層5上下都是氧化絕緣層2，在器件斷電以后阻擋電荷向其他位置擴散，由此實現了非易失性存儲的目的。閃存存儲器在讀操作時，通過施加一定大小的讀電壓來判斷讀取的比特是‘0’還是‘1’。存儲層5中的電荷數量決定該存儲單元的閾值電壓（Vth，Threshold?Voltage），一定范圍的閾值電壓代表一個閾值電壓態；若閾值電壓大于讀電壓，則讀出‘0’；反之，讀出‘1’。

由于NAND閃存存儲單元結構和材料的特殊性，存儲在其中的電荷隨著保持時間的增長會發生流失和擴散，導致其閾值電壓偏低。存在這樣一種現象：一部分存儲單元閾值電壓在初始狀態時高于讀電壓，讀出數據為‘0’；但是隨著時間推移造成的電荷流失，在下一次讀操作時已經低于讀電壓，此時讀出數據為‘1’，發生讀取錯誤。圖2為出現讀取錯誤的示意圖，我們將初始狀態的讀電壓稱為默認讀電壓，圖中黑色陰影為錯誤比特區域。如果不對默認讀電壓進行調整，則可能導致讀取錯誤越來越多，超出控制芯片糾錯碼的糾錯能力，造成數據損壞。最佳讀電壓就是當默認讀電壓下的數據錯誤超出控制器糾錯碼的糾錯極限時，對讀電壓進行偏移調整，找到讀錯錯誤最少的電壓點即為最佳讀電壓點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種存儲器最佳讀電壓確定方法，通過較少的讀次數確定最佳讀電壓的位置，從而大幅度降低存儲器的讀取錯誤，提升存儲系統效率和可靠性。

為了解決所述技術問題，本發明采樣的技術方案是：一種存儲器最佳讀電壓確定方法，包括以下步驟：

S01）、設最佳讀電壓點為存儲器相鄰閾值電壓態的交叉點，默認讀電壓點為存儲器出廠時設置的讀電壓點；

S02）、計算兩個相鄰閾值電壓態相對初始狀態的漂移距離offset1、offset2，計算某個閾值電壓態相對其初始狀態的漂移距離的公式為：

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