[發(fā)明專利]一種存儲(chǔ)器的糾錯(cuò)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110577581.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN113157486A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王頎;楊柳;何菁;李前輝;于曉磊;霍宗亮;葉甜春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G06F11/10
• 分類號(hào): G06F11/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 柳虹

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N存儲(chǔ)器的糾錯(cuò)方法及裝置，當(dāng)測(cè)到存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)大于或等于第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)時(shí)，或，存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)的誤碼率大于或等于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將存儲(chǔ)塊作為目標(biāo)存儲(chǔ)塊，將熱數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頁標(biāo)為無效，以使熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頁不再被訪問，熱數(shù)據(jù)為讀取頻率大于或等于第一預(yù)設(shè)頻率的數(shù)據(jù)，熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頁為存儲(chǔ)熱數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)頁。由于讀取頻率高的熱數(shù)據(jù)產(chǎn)生的讀干擾使目標(biāo)存儲(chǔ)塊的閾值電壓變大，可減輕由于數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤導(dǎo)致的目標(biāo)存儲(chǔ)塊的閾值電壓變小，即減輕數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤；同時(shí)由于熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頁被標(biāo)為無效不被訪問，可減輕熱數(shù)據(jù)讀取頻率高而使熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頁的閾值電壓變大帶來的讀干擾，即可同時(shí)減輕存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)讀干擾錯(cuò)誤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造領(lǐng)域，特別涉及一種存儲(chǔ)器的糾錯(cuò)方法及裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的特點(diǎn)可為易失性的或非易失性的，盡管易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可以高速執(zhí)行讀取操作和寫入操作，但是在斷電狀態(tài)下存儲(chǔ)在易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的內(nèi)容會(huì)丟失。相反，非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的特點(diǎn)是無論是否加電均保留存儲(chǔ)的內(nèi)容。閃存器件(Flash memory)是典型的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的示例，閃存器件可以被廣泛地用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。

在NAND Flash存儲(chǔ)器件中，可以在浮柵或電荷俘獲層中注入不同數(shù)量的電子可以得到不同的閾值電壓，從而表示不同的邏輯態(tài)，以雙層單元(Multi-Level Cell，MLC)NANDFlash為例，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，通過在柵極施加3個(gè)不同的讀取電壓，來區(qū)分四個(gè)邏輯態(tài)。

然而存儲(chǔ)單元的閾值電壓通常隨著存儲(chǔ)器件的特性、時(shí)間的流逝和/或外圍溫度而變化，舉例來說，參考圖1所示，浮柵或電荷俘獲層中的電子會(huì)隨著時(shí)間的增加逐漸流失，使存儲(chǔ)單元的閾值電壓減小，當(dāng)存儲(chǔ)單元的閾值電壓從高于相對(duì)應(yīng)的讀取電壓減小到低于相對(duì)應(yīng)的讀取電壓的電壓，將會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)單元產(chǎn)生讀取錯(cuò)誤，稱為數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤(dataretention error)，數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤會(huì)隨著存儲(chǔ)時(shí)間的增加逐漸增多。差錯(cuò)控制編碼(ErrorCorrecting Code，ECC)可以糾正讀出數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，是保證寫入數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)的一致性，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)可靠性的重要手段。但ECC也有一定的糾錯(cuò)范圍，如果讀出數(shù)據(jù)的原始誤碼率較高，將會(huì)超出差錯(cuò)控制編碼的糾錯(cuò)能力，無法正確的恢復(fù)出寫入的數(shù)據(jù)。

參考圖2所示，為目前一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)示意圖，橫坐標(biāo)為閾值電壓(threholdvoltage)，縱坐標(biāo)為存儲(chǔ)單元的數(shù)量，圖中以E、P1、P2、P3態(tài)為例進(jìn)行說明，實(shí)線表示數(shù)據(jù)寫入到閃存中的零時(shí)刻存儲(chǔ)單元的閾值電壓所形成的初始閾值電壓分布態(tài)，虛線表示經(jīng)過一段存儲(chǔ)時(shí)間后閃存的閾值電壓分布態(tài)，從圖中可以看出，經(jīng)過一段存儲(chǔ)時(shí)間后，由于存儲(chǔ)單元所保持的電荷泄漏，導(dǎo)致閃存的閾值電壓分布態(tài)向閾值電壓較小的一側(cè)偏移，即分布態(tài)左移，如果這時(shí)候使用數(shù)據(jù)寫入零時(shí)刻所使用的讀電壓Vread1、Vread2、Vread3對(duì)閃存進(jìn)行讀操作，將會(huì)導(dǎo)致讀出數(shù)據(jù)的誤碼率較高。很有可能無法通過ECC校驗(yàn)，無法得到正確的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤是NAND Flash數(shù)據(jù)錯(cuò)誤中最主要的成分，對(duì)NAND Flash可靠性影響最大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后最終能夠被正確讀出時(shí)所對(duì)應(yīng)的最長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間成為數(shù)據(jù)保持(dataretention)時(shí)間，如何延長(zhǎng)data retention時(shí)間，降低數(shù)據(jù)保持錯(cuò)誤是本領(lǐng)域重要的研究方向。

此外，在讀取NAND Flash中某個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)向這個(gè)單元(cell)的所在串(string)上的其他單元柵極施加一個(gè)大于單元所有閾值電壓的導(dǎo)通電壓，使單元處于導(dǎo)通態(tài)。由于導(dǎo)通電壓較高，將會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)單元閾值電壓增大，造成數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤，稱為readdisturb(讀干擾)。