[發(fā)明專利]NAND閃存的數(shù)據(jù)寫入方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及存儲(chǔ)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210525759.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN114822650B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛;劉曉健;王嵩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京得瑞領(lǐng)新科技有限公司
• 主分類號(hào): G11C16/10
• 分類號(hào): G11C16/10;G11C16/04;G11C16/34;G11C8/14;G11C7/18;G11C5/14
• 代理公司: 北京慧智興達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11615
• 代理人: 李麗穎

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種NAND閃存的數(shù)據(jù)寫入方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及存儲(chǔ)設(shè)備，該方法包括：判斷目標(biāo)字線的目標(biāo)存儲(chǔ)單元的待寫入存儲(chǔ)態(tài)是否為NAND閃存的最高存儲(chǔ)態(tài)，若目標(biāo)字線的目標(biāo)存儲(chǔ)單元的待寫入存儲(chǔ)態(tài)為NAND閃存的最高存儲(chǔ)態(tài)，則獲取與目標(biāo)字線相鄰的前一個(gè)字線上與目標(biāo)存儲(chǔ)單元臨近的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)態(tài)；當(dāng)與目標(biāo)字線相鄰的前一個(gè)字線上與目標(biāo)存儲(chǔ)單元臨近的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)態(tài)低于預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)態(tài)閾值時(shí)，采用預(yù)設(shè)的優(yōu)化編寫驗(yàn)證電壓對(duì)目標(biāo)存儲(chǔ)單元進(jìn)行最高存儲(chǔ)態(tài)的寫入，優(yōu)化編寫驗(yàn)證電壓大于最高存儲(chǔ)態(tài)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)編寫驗(yàn)證電壓。本發(fā)明能夠獲得更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)保留時(shí)間，增大讀取窗口，提高閃存數(shù)據(jù)可靠性，減少出錯(cuò)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種NAND 閃存的數(shù)據(jù)寫入方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及存儲(chǔ)設(shè)備。

背景技術(shù)

目前3D-NAND主要的兩種器件結(jié)構(gòu)類型分別為浮柵結(jié)構(gòu)（Floating Gate）和電荷阱結(jié)構(gòu)（Charge Trap），浮柵結(jié)構(gòu)中每層字線對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)層是相互獨(dú)立的，而電荷阱結(jié)構(gòu)中不同字線層之間的存儲(chǔ)層是相通的。對(duì)于電荷阱結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)層中存在深能級(jí)陷阱的同時(shí)也存在淺能級(jí)陷阱，而淺能級(jí)捕獲的存儲(chǔ)電荷很容易掙脫束縛發(fā)生逃逸，而這逃逸的電荷可以通過(guò)連通的存儲(chǔ)層向臨近字線漂移。漂移的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致該層的存儲(chǔ)信息丟失，因此電荷阱結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)保持能力（Retention）相對(duì)較差。圖1為閃存閾值電壓分布圖，如圖1所示，對(duì)于單位存儲(chǔ)（SLC：Single-Level Cell）只有兩個(gè)存儲(chǔ)態(tài)：擦除態(tài)（E）和編程態(tài)（P），編程態(tài)的存儲(chǔ)層的電子高于擦除態(tài)；而兩位存儲(chǔ)（MLC：Multi-Level Cell）有1個(gè)擦除態(tài)（E）和3個(gè)編程態(tài)（P1，P2，P3），而存儲(chǔ)層的電子多少排列順序?yàn)镻3P2P1E；三位存儲(chǔ)（TLC：Trinary-Level Cell）有1個(gè)擦除態(tài)（E）和7個(gè)編程態(tài)（P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7），而存儲(chǔ)層的電子多少排列順序?yàn)镻7P6P5P4P3P2P1E。電荷阱結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)層電荷沿存儲(chǔ)層方向的漂移速度和臨近字線的存儲(chǔ)態(tài)有很大關(guān)系。以三位存儲(chǔ)模式為例，最差的情況為當(dāng)前存儲(chǔ)層為最高態(tài)P7態(tài)。而上下臨近兩層存儲(chǔ)層為最低態(tài)E態(tài)，因?yàn)榇朔N情況下臨近層存儲(chǔ)電荷濃度差最大，存儲(chǔ)電荷電勢(shì)差也最大，所以存儲(chǔ)電荷漂移也最嚴(yán)重。如圖2所示，實(shí)線為NAND寫入TLC初始閾值電壓分布，虛線為數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間后的閾值電壓分布，在最低態(tài)E搭配臨近最高態(tài)P7的情況下P7閾值電壓分布向低態(tài)偏移最為嚴(yán)重，偏移之后P7態(tài)和P6態(tài)重疊，導(dǎo)致的失效位增多。

目前閃存寫入方式為按字線順序逐層寫入數(shù)據(jù)，以閃存三位存儲(chǔ)模式為例：三位存儲(chǔ)有三個(gè)邏輯頁(yè)分別是低頁(yè)（Low Page）、中頁(yè)（Middle Page）和高頁(yè)（Up Page）。三個(gè)邏輯頁(yè)存儲(chǔ)信息的組合形成8個(gè)存儲(chǔ)態(tài)（E，P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7），8個(gè)態(tài)存儲(chǔ)的信息為111，101，100，110，010，011，001，000。目前閃存的數(shù)據(jù)編寫采用的是步進(jìn)式編寫操作，編寫脈沖電壓操作后都對(duì)存儲(chǔ)單元做一個(gè)編寫驗(yàn)證動(dòng)作，如存儲(chǔ)單元的閾值電壓超過(guò)編寫驗(yàn)證電壓則表示該存儲(chǔ)單元編寫完成。如圖3所示，TLC的讀取電壓為R1到R7，編寫驗(yàn)證電壓為V1到V7。相應(yīng)的編寫驗(yàn)證電壓與讀取電壓的差值為該存儲(chǔ)態(tài)的讀取窗口大小，例如V7減R7的差值為P7態(tài)的讀取窗口，顯然該讀取窗口越大允許P7態(tài)向低態(tài)偏移的窗口就越大，同樣數(shù)據(jù)保持時(shí)間數(shù)據(jù)失效位也越小。目前考慮閃存的磨損壽命,在溫度不變的情況下閃存編寫驗(yàn)證電壓V1到V7為固定值，即寫入態(tài)的分布始終固定。

可見，現(xiàn)有的閃存數(shù)據(jù)隨機(jī)寫入方式，每個(gè)態(tài)的讀寫窗口是固定的，最高態(tài)P7的讀取窗口大小為V7-P7，但是在電荷阱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的隨機(jī)分布中，臨近層的存儲(chǔ)態(tài)差異影響數(shù)據(jù)的保持時(shí)間，特別是最高態(tài)P7和臨近層存儲(chǔ)態(tài)為E的組合，P7態(tài)向低態(tài)偏移的速度最快，數(shù)據(jù)保留時(shí)間最短，現(xiàn)有的閃存寫入方式并沒有針對(duì)最高態(tài)搭配最低態(tài)的情況對(duì)數(shù)據(jù)保持能力進(jìn)行優(yōu)化，導(dǎo)致失效位較多。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的NAND 閃存的數(shù)據(jù)寫入方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及存儲(chǔ)設(shè)備。