專利名稱：抑制快閃存儲器響應(yīng)外部命令時漏電的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于閃存技術(shù)，特別是關(guān)于在以區(qū)塊為基礎(chǔ)的快閃存儲裝置中抑制漏電的技術(shù)。
背景技術(shù)：
閃存中包括存儲單元存儲電荷于ー場效晶體管的溝道與柵極之間。所存儲的電荷數(shù)量影響了晶體管的閾值電壓，其可以被感測以指示數(shù)據(jù)。一種型態(tài)的電荷存儲單元被稱為浮動?xùn)艠O存儲單元。在浮動?xùn)艠O存儲單元中，電荷被存儲在ー電性導(dǎo)電層介于場效晶體管的溝道與柵極之間。另ー種型態(tài)的存儲單元被稱為電荷捕捉存儲單元，其使用一介電電荷捕捉層取代浮動?xùn)艗Q。在存儲單元的ー編程操作時，可以通過例如已知的富勒-諾德漢(FN)電子隧穿或 溝道熱電子(CHE)偏壓技術(shù)之一來進行編程。此編程操作増加所選取存儲單元的閾值電壓。在所選取存儲單元的一擦除操作時，施加一合適的電壓于柵極與溝道之間以誘發(fā)空穴隧穿進入所選取存儲單元各自的電荷存儲層或是誘發(fā)電子隧穿離開電荷存儲層。此擦除操作降低此存儲単元的閾值電壓。在一快閃存儲裝置中，在一陣列中的存儲單元被群組為區(qū)塊，且每一個區(qū)塊中的存儲單元是一起被擦除的。因此，為了對ー個區(qū)塊中的一個存儲單元進行擦除，此區(qū)塊中的所有存儲單元都必須一起被擦除。如此，一快閃存儲裝置中的擦除操作通常是比編程操作更慢的?？扉W存儲裝置會有存儲單元過度擦除的問題。當一個區(qū)塊中的存儲單元被擦除時，某些存儲単元會比其他存儲單元具有較低的閾值電壓。過度擦除的發(fā)生是因為在擦除步驟時，太多電子被從一存儲單元的電荷存儲層中移走，如此會在電荷存儲層中留下ー略為正的電荷，而偏壓此存儲単元略為開啟，使得此存儲單元于空乏模式下操作。如此會導(dǎo)致存儲單元即使在未被存取時也有小的漏電流通過。當沿著ー給定位線上具有一定數(shù)目的過度擦除存儲單元時會導(dǎo)致漏電流的累積大到足以造成分享相同位線的ー選取存儲單元產(chǎn)生讀取錯誤。舉例而言，在一或非門(NOR)架構(gòu)中，一定數(shù)目的存儲單元是共同耦接至一共同源極線。假如ー個或多個存儲単元被過度擦除，這些存儲單元會導(dǎo)致漏電流流至共同源極線，即使是在此存儲單元未被直接存取時。在一選取存儲單元的ー讀取操作時，因為存儲單元被過度擦除而通過共同源極線的漏電流可以導(dǎo)致位線上的電流大到足以讓所選取存儲單元被錯誤地認為被擦除。因此，需要提供ー種新的閃存裝置及其方法，以解決上述的過度擦除存儲單元所產(chǎn)生的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是關(guān)于在以區(qū)塊為基礎(chǔ)的快閃存儲裝置中通過偵測及恢復(fù)過度擦除存儲單元以抑制漏電的技木。一個過度擦除存儲單元具有比一擦除狀態(tài)存儲単元的一最小閾值電壓更小的閾值電壓。ー漏電抑制程序可以通過響應(yīng)經(jīng)由一命令接ロ而于一外部控制線所接收的命令的邏輯來執(zhí)行。此命令可以由ー主計算機或是其他外部來源提供。此漏電抑制程序可以是単獨存在的漏電抑制程序，或是可以嵌入于其他的操作中。舉例而言，此漏電抑制程序可以是標準區(qū)塊擦除操作中的一部分。此漏電抑制程序可以包括施加偏壓電壓足以開啟該過度擦除的存儲單元，以辨識導(dǎo)通該漏電流的對應(yīng)位線。ー個重要的漏電流指示被辨識位線與ー個或多個過度擦除的存儲單元耦接。然后執(zhí)行一“軟”編程操作以輕微増加該過度擦除存儲單元的該閾值電壓，且因此建立正確地擦除狀態(tài)。 為了支持此程序，與每個存儲區(qū)塊相關(guān)的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)被維持及存儲于此裝置的存儲器中。在成功地完成此漏電抑制程序之后，將擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的存儲區(qū)塊中。此擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)可以因此用來快速地決定ー對應(yīng)的存儲區(qū)塊中是否含有過度擦除的存儲單
J Li ο在某些實施例中，此擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)是ー單一位標識用來指示該對應(yīng)區(qū)塊的過度擦除狀態(tài)。此標識可以在舉例而言，在對應(yīng)區(qū)塊開始進行此漏電抑制程序之前設(shè)置。在成功地完成此漏電抑制程序之后，此標識然后被重置以指示此區(qū)塊并未包括過度擦除的存儲單元。因此，此標識指示例如是失去電源的中斷是否在此漏電抑制程序完成之前發(fā)生。假如標識被設(shè)置，此控制邏輯執(zhí)行此漏電抑制程序于對應(yīng)的存儲單元存儲區(qū)塊。假如標識被重置，則此控制邏輯跳過執(zhí)行此漏電抑制程序。在某些實施例中，該擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)是ー默認的多重位序列存儲于該對應(yīng)存儲區(qū)塊之一狀態(tài)區(qū)位區(qū)域內(nèi)。此默認的多重位序列是寫入此存儲區(qū)塊的狀態(tài)區(qū)位區(qū)域內(nèi)的編程及擦除位的圖案。此默認的多重位序列是在擦除此區(qū)塊中的存儲單元時但是在執(zhí)行漏電抑制程序之前寫入此區(qū)塊的狀態(tài)區(qū)位區(qū)域內(nèi)。介于存儲于此狀態(tài)區(qū)位區(qū)域數(shù)據(jù)與默認的多重位序列之間的差值可以用來指示對應(yīng)的區(qū)塊或許包括過度擦除的存儲單元。如此僅影響相對小數(shù)目的存儲單元于此狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中，則可以相比于偵測整個存儲區(qū)塊的錯誤位方式更快速地做出決定。本發(fā)明的目的，特征，和實施例，會在下列實施方式的章節(jié)中搭配附圖被描述。


圖I顯示ー快閃存儲裝置的簡化示意圖，其包括具有使用此處所描述方式操作的存儲區(qū)塊的存儲陣列。圖2顯示圖I中存儲陣列中的存儲區(qū)塊的一部分的范例示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明ー實施例的ー個進行漏電抑制程序以偵測及恢復(fù)過度擦除的存儲單元的操作流程圖。圖4顯示進行圖3中的漏電抑制程序的一第一操作范例的流程圖。圖5顯示進行圖3中的漏電抑制程序的一第二操作范例的流程圖。圖6顯示ー個漏電抑制程序的操作流程圖，其包括設(shè)置及重置ー單一位標識。
圖7顯示ー操作的流程圖，其是決定在ー給定區(qū)塊中是否進行漏電抑制程序。圖8顯示ー擦除操作的流程圖，其包括在擦除此區(qū)塊中的存儲單元時寫入ー預(yù)先決定的位序列。圖9顯示一存儲區(qū)塊的內(nèi)范例數(shù)據(jù)安排，此區(qū)塊包括狀態(tài)區(qū)位區(qū)域。
圖10顯示ー擦除操作的流程圖，以決定在圖8中的擦除操作時是否發(fā)生中斷。圖11顯示ー范例，其中于此狀態(tài)標識區(qū)域中的兩個位被讀取為是在編程狀態(tài)，而預(yù)期的位序列指示這些存儲單元應(yīng)該是在擦除狀態(tài)。圖12顯示ー范例，其中于此狀態(tài)標識區(qū)域中的兩個位被讀取為是在擦除狀態(tài)，而預(yù)期的位序列指示這些存儲單元應(yīng)該是在編程狀態(tài)。圖13顯示ー范例，其中于此狀態(tài)標識區(qū)域中的四個位被讀取為是在擦除狀態(tài)，而預(yù)期的位序列指示這些存儲單元應(yīng)該是在編程狀態(tài)。主要元件符號說明110:快閃存儲裝置；112:閃存的存儲區(qū)塊；114 :字線譯碼器及驅(qū)動器；116:字線；118:位線譯碼器；120 :位線；122、126:總線;124 :感測放大器/數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)；134 :讀取、編程、擦除及漏電流抑制模式的控制器；136:偏壓電路電壓及電流源；128 :數(shù)據(jù)輸入線；130 :其他電路；132 :數(shù)據(jù)輸出線；160 :地址譯碼器；I62:命令接 ロ；164 :命令及數(shù)據(jù)輸入線；166 :邏輯地址線；200 :閃存的存儲區(qū)塊的一部分；210、212、214、216 :字線；220、222、224 :位線；230、232 :存儲單元。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進ー步詳細說明。本發(fā)明以下的實施例描述搭配圖I到圖13進行說明。圖I顯示ー快閃存儲裝置110的簡化示意圖，其包括具有使用此處所描述方式操作的存儲區(qū)塊的存儲陣列112。字線譯碼器114與多條字線116耦接且電性連通，且沿著存儲陣列112的列方向排列。位線(行)譯碼器118與多條位線120電性連通且沿著存儲陣列112的行方向排列，以自陣列112的存儲單元讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)至其中?？刂瓶扉W存儲裝置110的命令信號及數(shù)據(jù)經(jīng)由外部線164提供至命令接ロ 162。此命令接ロ 162也經(jīng)由外部線164接收邏輯地址。在此范例中，數(shù)據(jù)、命令信號及邏輯地址由ー個例如是與此快閃存儲裝置110耦接的計算機的外部系統(tǒng)所指定。在某些實施例中，數(shù)據(jù)、命令信號及邏輯地址以串行方式施加至共享線上。此命令接ロ 162包括一地址譯碼器160，其轉(zhuǎn)譯由外部系統(tǒng)所指定的邏輯地址為此存儲陣列112的實體地址。在某些實施例中，此地址譯碼器160可以省去且邏輯至實體地址的轉(zhuǎn)譯可以由字線譯碼器及驅(qū)動器114與位線譯碼器118來進行。此實體地址由總線122提供給字線譯碼器及驅(qū)動器114與位線譯碼器118。感測放大器與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)124，包括讀取、編程、擦除及漏電流抑制模式的電壓/電流源，與位線譯碼器118耦接。數(shù)據(jù)自外部線164經(jīng)過命令接ロ 162提供給數(shù)據(jù)總線128，或者由快閃存儲裝置110其他內(nèi)部/外部的數(shù)據(jù)源，輸入至方塊224中的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。其他電路也可以包括于快閃存儲裝置110之內(nèi)，例如泛用目的處理器或特殊目的應(yīng)用電路，或是模塊組合以提供由陣列112所支 持的系統(tǒng)單芯片功能。數(shù)據(jù)由方塊224中的感測放大器，經(jīng)由數(shù)據(jù)輸出線132，提供至快閃存儲裝置110的輸入/輸出端ロ，或提供至快閃存儲裝置110內(nèi)部/外部的其他數(shù)據(jù)終端。在本實施例中所使用的控制器134，使用了偏壓調(diào)整狀態(tài)機構(gòu)，包括響應(yīng)命令數(shù)據(jù)的邏輯，以控制偏壓電路電壓及電流源236的應(yīng)用，進行上述的各種操作。此控制器134轉(zhuǎn)譯經(jīng)由外部線164所接收的命令數(shù)據(jù)并提供指令以進行上述的各種操作。命令數(shù)據(jù)可以自快閃存儲裝置110其他內(nèi)部/外部的數(shù)據(jù)源提供。控制器134可以使用業(yè)界所熟知的特殊功能邏輯電路來實施。在替代實施例中，該控制器134包括了通用目的處理器，其可使在同一集成電路，以執(zhí)行一計算機程序而控制裝置的操作。在又一實施例中，該控制器134是由特殊目的邏輯電路與通用目的處理器組合而成?？扉W存儲裝置110存儲基本的編程及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)供某些實施例中的功能，包括于存儲陣列112內(nèi)組織數(shù)據(jù)的指令。這些指令通常是由控制器134所執(zhí)行，其可以包括在程序執(zhí)行時存儲指令及數(shù)據(jù)的隨機存取存儲器。此存儲陣列112包括快閃存儲區(qū)塊其可以和其他區(qū)塊分別進行擦除操作。區(qū)塊的大小及數(shù)目可以隨著實施例的不同而改變。在某些實施例中，每ー個區(qū)塊的大小可以舉例而言為ニ千字節(jié)(2KB)、四千字節(jié)(4KB)、八千字節(jié)(8KB)、或一萬六千字節(jié)(16KB)。每ー個區(qū)塊可以包括ー個或多個區(qū)段。舉例而言，ー個四千字節(jié)(4KB)的區(qū)塊可以包括128個32字節(jié)的區(qū)段。此處所使用的這些“區(qū)塊”或“區(qū)段”的名詞是用來表示存儲單元群組。這些名詞并不是用來只是代表與存儲陣列112的ー實體段落所對應(yīng)的存儲單元群組，雖然某些情況下也可以考慮成如此的實體段落以分配“區(qū)塊”或“區(qū)段”而較好。此處所使用的名詞“編程”是用來表示一個可以在閃存中以ー個存儲單元接著一個存儲単元的方式進行的操作，而此名詞“擦除”是用來表示一個根據(jù)此快閃存儲單元的組態(tài)，在閃存中以較大范圍方式進行的操作，其邊界是以在ー給定陣列結(jié)構(gòu)中可以有效運行來界定。存儲于已編程存儲單元中的數(shù)據(jù)由邏輯“O”代表。此外，此名詞“寫入”是用來表示一個改變存儲單元閾值電壓的操作，可以是用來表示編程或擦除。
為了清楚的目的，此名詞“編程”是用來表示一個增加存儲單元閾值電壓的操作。在此處所描述的范例中存儲于已編程存儲單元中的數(shù)據(jù)由邏輯“O”代表。此名詞“擦除”是用來表示一個減少存儲單元閾值電壓的操作。在此處所描述的范例中存儲于已擦除存儲單元中的數(shù)據(jù)由邏輯“I”代表。圖2顯示圖I中存儲陣列112中的存儲區(qū)塊200的一部分的范例示意圖。在圖2中，存儲單元是安排成與非門(NOR)組態(tài)。也可以使用其他的組態(tài)。在所例示的范例中，顯示12個存儲単元，但也可能包括上千個存儲単元的區(qū)塊200的一小部分區(qū)段。包括字線210、212、214、216的多條字線平行地延伸于ー第一方向上。這些字線與存儲單元的柵極終端耦接。字線與字線譯碼器256進行電性連通。此存儲陣列也包括多條位線，其中位線220、222、224延伸于ー第二方向上。這些位線與位線譯碼器118進行電性連通。如圖2所示，每一條位線與存儲陣列112之存儲單元的漏極沿著陣列中的一行耦接。在此范例中，每ー個存儲單元的源極則與地耦接。在其 他的實施例中，存儲單元的源極則是與不是地的偏壓電路耦接，以提供獨立控制的源扱。在操作吋，每ー個存儲單元根據(jù)其閾值電壓存儲ー數(shù)據(jù)值。讀取或?qū)懭胍淮鎯卧梢酝ㄟ^施加合適的電壓至其字線及位線而達成。在存儲單元的ー編程操作時，施加合適的電壓至位線及所選取存儲單元的所選取字線以誘發(fā)電子隧穿進入電荷存儲層。此編程操作増加所選取存儲單元的閾值電壓。所選取存儲單元可以通過例如已知的富勒-諾德漢(FN)電子隧穿或溝道熱電子(CHE)偏壓技術(shù)之ー來進行編程。在所選取存儲單元的一擦除操作時，施加一合適的電壓于柵極與溝道之間以誘發(fā)空穴隧穿進入所選取存儲單元各自的電荷存儲層或是誘發(fā)電子隧穿離開電荷存儲層。此擦除操作降低此區(qū)塊200中每ー個存儲單元的閾值電壓。在此存儲単元的讀取操作時，施加ー個合適的讀取電壓制位線及字線，使得通過所選取存儲單元的電流可以被感測。數(shù)據(jù)值可以根據(jù)在讀取操作時通過所選取存儲單元的電流而被決定。此讀取電壓可以選取使得一擦除的存儲單元在讀取操作時被開啟(例如導(dǎo)通電流)，而ー編程的存儲單元在讀取操作時保持關(guān)閉(例如不導(dǎo)通電流)。此數(shù)據(jù)值可以通過例如比較所選取存儲單元位線上的電流與一讀取參考電流來決定。然而，讀取錯誤可以因為沿著同一位線上ー個或多個過度擦除存儲單元導(dǎo)致的漏電流而產(chǎn)生。假如在此擦除步驟時，太多電子被從一存儲單元的電荷存儲層中移走，而造成這些存儲單元的閾值電壓小于此擦除狀態(tài)的最小閾值電壓，會造成存儲單元的過度擦除。如此會在電荷存儲層中留下ー略為正的電荷，而偏壓此存儲単元略為開啟，使得此存儲単元在空乏模式下操作。如此會導(dǎo)致即使在未被尋址時也有小的漏電流通過此過度擦除存儲單元，且因此也通過對應(yīng)位線。舉例而言，假如存儲單元232被過度擦除，即使在存儲單元232未被直接尋址時漏電流也會通過位線222及存儲單元232。在一編程存儲單元230的ー讀取操作吋，因為存儲単元232被過度擦除而通過位線222的漏電流可以導(dǎo)致所選取存儲單元230被錯誤地認為被擦除，而造成一位錯誤。此處所描述的漏電流抑制技術(shù)可以偵測及恢復(fù)于一快閃存儲裝置中的過度擦除存儲單元。
圖3為根據(jù)本發(fā)明ー實施例的一個由控制器135所執(zhí)行操作300的流程圖，其是進行漏電抑制程序以偵測及恢復(fù)過度擦除的存儲單元。為了響應(yīng)自外界來源經(jīng)由外部線164接收至此快閃存儲裝置110內(nèi)的命令，在步驟310中執(zhí)行此漏電抑制程序。此命令可以由ー計算機主機或是其他外界來源提供。步驟310包括根據(jù)與此區(qū)塊中存儲單元耦接的位線上的漏電流決定存儲單元中的ー給定區(qū)塊包括一個或多個過度擦除的存儲單元。在以下的圖4會更詳細地描述此漏電流的偵測。步驟310也包括于決定此區(qū)塊包括過度擦除的存儲單元后執(zhí)行“軟”編程操作。此“軟”編程操作包括施加合適的電壓以輕微增加此過度擦除存儲單元的閾值電壓，因此將這些存儲単元恢復(fù)。將會在以下的圖4更詳細地描述此“軟”編程操作。在此范例中，此漏電抑制程序是響應(yīng)自一外界來源所接收的命令。替代地，此漏電抑制程序也可以響應(yīng)自此快閃存儲裝置110內(nèi)所產(chǎn)生的命令。舉例而言，在某些實施例中， 此控制器134中可以包括響應(yīng)ー初始事件而產(chǎn)生漏電抑制命令的邏輯。此初始事件可以是此快閃存儲裝置110的開機事件。更一般而言，此初始事件可以是指出過度擦除存儲單元存在的其他事件。此操作300可以是單獨存在的漏電抑制程序，或是可以嵌入于其他的操作中的漏電抑制程序。此操作300可以舉例而言在快閃存儲裝置110開機時或是響應(yīng)來自此裝置110內(nèi)部或外部的命令時進行。此操作300可以舉例而言在快閃存儲裝置110開機后直接進行。此漏電抑制程序可以是和存儲與存儲區(qū)塊相關(guān)的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)的操作搭配執(zhí)行，會在以下的圖7 圖9更詳細地描述。圖4顯示ー第一操作400的流程圖，其可以由控制器134執(zhí)行以進行圖3中的漏電抑制程序。此操作400自步驟410開始。在步驟420，施加合適的偏壓電壓至一給定區(qū)塊中與存儲單元柵極耦接的字線上，且讀取一選取位線的電流。施加至字線上的偏壓電壓足以開啟過度擦除的存儲單元，但是又不會開啟在正確的編程或擦除狀態(tài)的存儲單元，而這些過度擦除的存儲單元可以與選取位線耦接。假如在選取位線上的電流大于ー漏電參考電流值的話，則此位線與ー個或多個過度擦除存儲單元耦接，且此操作400繼續(xù)至步驟430。在某些實施例中，相同的偏壓電壓可以同時施加至與選取位線耦接的每ー個存儲単元的字線上。換句換說，與選取位線耦接的每ー個過度擦除存儲單元會同時開啟，且讀取通過所有過度擦除存儲單元的總電流。在其他的實施例中，決定與否有過度擦除存儲單元與選取位線耦接的步驟通過ー個存儲単元接著一個存儲単元的方式來辨別過度擦除存儲單元。在如此的情況下，第一偏壓電壓被施加至所選取存儲單元的字線，且第二偏壓電壓被施加至未選取存儲單元的字線。第一偏壓電壓(例如2到3V)足以開啟被過度擦除的選取存儲單元，但是不會開啟正確地擦除或編程的存儲單元。第二偏壓電壓(例如-3到0V)不足以開啟未選取存儲單元，即使其是在過度擦除的狀態(tài)。在步驟430，“軟”編程操作通過施加合適的電壓至字線及位線進行，以輕微增加此過度擦除存儲單元的閾值電壓，因此將這些存儲単元恢復(fù)。
舉例而言，此“軟”編程操作可以施加O 4伏特間的電壓至過度擦除存儲單元的字線，及施加超過2伏特的電壓至過度擦除存儲單元的位線進行。在一實施例中，可以施加正電壓至此過度擦除存儲單元的字線及位線。在另ー實施例中，可以施加O伏特(接地)的電壓至字線，及施加ー個正電壓至過度擦除存儲單元的位線。替代地，此軟編程操作可以在與選取位線耦接之每ー個存儲單元上進行。在此“軟”編程操作之后，此操作400可以繼續(xù)回到步驟420以驗證過度擦除是否被更正了。假如在步驟420中所選取位線上的電流小于此漏電參考電流值的話，表示此選取位線并未與過度擦除存儲單元耦接。則此操作400可以繼續(xù)在循環(huán)420、430、440中進行，以檢查此快閃存儲裝置110的下一條位線的電流及過度擦除狀態(tài)，直到所有的位線都被檢查過為止。圖5顯示ー第二操作500的流程圖，其可以由控制器134執(zhí)行以進行圖3中的漏電抑制程序。在圖5中，此操作500在步驟430的“軟”編程操作之后繼續(xù)至步驟440，而不 是如同圖4 一般回到步驟420。圖6顯示ー個可由控制器134執(zhí)行的漏電抑制程序之操作600流程圖，其包括設(shè)
置及重置ー單一位標識。此操作600自步驟610開始。在步驟620，單一位標識指示設(shè)置了一選取區(qū)塊的過度擦除狀態(tài)。設(shè)置此標識包括將一位的數(shù)據(jù)寫入此存儲陣列112的一特定地址，或是至此快閃存儲裝置110中的其他存儲器。在步驟630，執(zhí)行此漏電抑制程序。于成功地完成步驟630之后，將在狀態(tài)標識中的數(shù)據(jù)重置(在步驟650)。然后結(jié)束此操作600。通過如此方式改變狀態(tài)標識的資料，此狀態(tài)標識可以用來決定例如是失去電源的中斷是否在此漏電抑制程序完成之前發(fā)生。換句話說，狀態(tài)標識可以用來決定此區(qū)塊是否包括過度擦除的存儲單元。圖7顯示ー操作700的流程圖，其是決定在ー給定區(qū)塊中是否進行漏電抑制程序。此操作700可以通過舉例而言,在此快閃存儲裝置110開機時,或是響應(yīng)接收自外部來源或此快閃存儲裝置110內(nèi)部的命令數(shù)據(jù)時進行。此操作700可以舉例而言在快閃存儲裝置110開機后直接進行。此操作700自步驟710開始。在步驟720，讀取此區(qū)塊的狀態(tài)標識。假如此標識被設(shè)置，代表于此漏電抑制程序完成之前發(fā)生中斷。在此情況下，此操作700繼續(xù)至步驟730開始。在步驟730，在此區(qū)塊進行漏電抑制程序。假如此標識被重置，則操作700在步驟730跳過此漏電抑制程序。圖8顯示ー擦除操作800的流程圖，其包括在擦除此區(qū)塊中的存儲單元時寫入一預(yù)先決定的位序列。此擦除操作800自步驟810開始。此擦除操作800可以通過舉例而言，在此快閃存儲裝置110開機時，或是響應(yīng)接收自外部來源或此快閃存儲裝置110內(nèi)部的命令數(shù)據(jù)時進行。在步驟820，此存儲區(qū)塊被擦除，且此程序等待存儲區(qū)塊于步驟830完成。此擦除操作820包括此處所描述的漏電抑制程序。在成功完成此擦除程序之后，(在步驟840)--預(yù)先決定的位序列寫入此區(qū)塊內(nèi)的狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中。此預(yù)先決定的位序列是編程及擦除存儲單元在此區(qū)塊內(nèi)的狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中的ー圖案。通過此方式寫入此預(yù)先決定的位序列，此預(yù)先決定的位序列可以用來決定例如是失去電源的中斷是否于此擦除操作800時發(fā)生。圖9顯示一存儲區(qū)塊900的內(nèi)范例數(shù)據(jù)安排，此區(qū)塊包括狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中。區(qū)塊900-2為此區(qū)塊900的一代表性區(qū)塊。區(qū)塊900-2包括存儲預(yù)先決定位序列的狀態(tài)區(qū)位區(qū)域910。在此例示范例中，在此狀態(tài)區(qū)位區(qū)域910中的存儲單元存儲預(yù)先決定位序列為ー序列8個邏輯“O”再跟著ー序列8個邏輯“I”。替代地，也可以使用其他的位序列。在此范例中，在一區(qū)塊(例如900-2)狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中的存儲單元是與在另一區(qū)塊(例如900-3)狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中的存儲單元位于相同行。圖10顯示ー擦除操作1000的流程圖，其可以由控制器134執(zhí)行以決定在圖8中的擦除操作800時是否發(fā)生中斷。此操作1000可以通過舉例而言，在此快閃存儲裝置110開機時，或是響應(yīng)接收自外部來源或此快閃存儲裝置110內(nèi)部的命令數(shù)據(jù)時進行。此操作1000自步驟1010開始。在步驟1020，讀取存儲于此區(qū)塊狀態(tài)標識區(qū)域中 的數(shù)據(jù)。假如自狀態(tài)標識區(qū)域中讀取的數(shù)據(jù)與預(yù)期的位序列(步驟1030)匹配的話，代表此區(qū)塊的擦除操作800已成功地完成，且此操作1000結(jié)束。如同以下所描述的，在存儲于此區(qū)塊狀態(tài)標識區(qū)域中的數(shù)據(jù)與預(yù)期的位序列之間的差異可以用來指示是否要執(zhí)行漏電抑制程序。換句話說，數(shù)據(jù)與預(yù)期的位序列之間的差異可以用來指示在擦除此區(qū)塊中的每ー個存儲單元之前是否發(fā)生中斷。假如自狀態(tài)標識區(qū)域中讀取的數(shù)據(jù)與預(yù)期的位序列不匹配的話，則此操作1000繼續(xù)至步驟1040。假如預(yù)期的位序列指定此狀態(tài)標識區(qū)域中的一位應(yīng)該是在擦除狀態(tài)，而事實上此位被讀取為在編程狀態(tài)(步驟1040)，此擦除操作在擦除此區(qū)塊中的每ー個存儲単元之前發(fā)生中斷。如此是因為ー過度擦除存儲單元并不會導(dǎo)致ー被擦除存儲單元被錯誤地讀取為是在編程狀態(tài)。圖11顯示ー范例，其中于此狀態(tài)標識區(qū)域910中的兩個位被讀取為是在編程狀態(tài)，而預(yù)期的位序列指示這些存儲單元應(yīng)該是在擦除狀態(tài)。請回到圖10，假如ー個或多個位預(yù)期被擦除而被讀取為編程位的話，此操作繼續(xù)至步驟1050。在步驟1050，執(zhí)行漏電抑制程序于此區(qū)塊的存儲單元。之后，結(jié)束此操作。假如在步驟1040，在狀態(tài)標識區(qū)域中并沒有預(yù)期被擦除位被讀取為編程位的話，此操作繼續(xù)至步驟1060。在步驟1060，所讀取的數(shù)據(jù)與預(yù)期的位序列比較以決定應(yīng)該是在編程狀態(tài)而實際上卻被讀取為擦除狀態(tài)的位計數(shù)。假如僅有相對小數(shù)目的位應(yīng)該是在編程狀態(tài)而實際上卻被讀取為擦除狀態(tài)，例如I個或2個，如此可能是因為受到分享相同行的另一個區(qū)塊中的一個或多個過度擦除存儲單元的漏電流所導(dǎo)致。換句話說，一個較預(yù)設(shè)數(shù)目更少的不正確位或許指示此區(qū)塊中的存儲單元被成功地擦除，但是另一區(qū)塊中的擦除操作尚未完成。在如此的情況下，此操作跳過漏電抑制程序而結(jié)束。圖12顯示ー范例，其中在此狀態(tài)標識區(qū)域910中的兩個位被讀取為是在擦除狀態(tài)，而預(yù)期的位序列指示這些存儲單元應(yīng)該是在編程狀態(tài)。請回到圖10，假如在步驟1060，N個位預(yù)期被編程而被讀取為擦除位的話，如此是指示在擦除此區(qū)塊中的每ー個存儲單元之前發(fā)生了中斷。此操作繼續(xù)至步驟1050。圖13顯示ー范例，其中于此狀態(tài)標識區(qū)域910中的四個位被讀取為是在擦除狀態(tài)，而預(yù)期的位序列指示這些存儲單元應(yīng)該是在編程狀態(tài)。
由于其是在狀態(tài)標識區(qū)域中相對小數(shù)目的存儲單元的結(jié)果，此決定是否存在ー個或多個存儲単元被過度擦除應(yīng)該比偵測于整個區(qū)塊存儲單元中是否有錯誤的位更快地完成。此外，需要用來偵測過度擦除存儲單元的感測及控制電路的復(fù)雜程度也大幅簡化。雖然本發(fā)明已參照實施例來加以描述，但是本發(fā)明創(chuàng)作并未受限于其詳細描述內(nèi)容。替換方式及修改樣式已在先前描述中所建議，且其他替 換方式及修改方式將為本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到。特別是，所有具有實質(zhì)上相同于本發(fā)明的構(gòu)件結(jié)合而達成與本發(fā)明實質(zhì)上相同結(jié)果的，皆不脫離本發(fā)明的精神范疇。因此，所有這些替換方式及修改方式均落在本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范疇之中。
權(quán)利要求
1.一種快閃存儲裝置，其特征在于，包括 一存儲陣列包括多個存儲區(qū)塊； 一命令接口以接收來自該存儲裝置外部來源的一命令； 一控制器，包括執(zhí)行漏電流抑制程序的邏輯以響應(yīng)該命令，該漏電流抑制程序包括 執(zhí)行一軟編程操作以增加給定存儲區(qū)塊中一個或多個過度擦除存儲單元的一閾值電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該擦除狀態(tài)的該最小閾值電壓是0V。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該漏電流抑制程序還包括決定該給定存儲區(qū)塊中包括一個或多個過度擦除存儲單元，且在該決定后執(zhí)行該軟編程操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快閃存儲裝置，其特征在于 該存儲陣列包括字線及位線與該給定存儲區(qū)塊中的對應(yīng)存儲單元耦接； 該決定步驟包括施加偏壓電壓至該字線足以開啟該過度擦除的存儲單元，且將對應(yīng)位線上的電流與一參考值比較以辨識與該過度擦除的存儲單元耦接的位線；以及 執(zhí)行該軟編程操作包括通過在與該辨識位線耦接的存儲單元執(zhí)行該軟編程操作以增加該過度擦除存儲單元的該閾值電壓且建立該擦除狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快閃存儲裝置，其特征在于，施加偏壓電壓至該字線足以開啟該過度擦除的存儲單元具有一大于或等于該擦除狀態(tài)的該最小閾值電壓的一閾值電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該漏電流抑制程序還包括于施加該軟編程偏壓電壓之后寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)在與該給定存儲區(qū)塊相關(guān)的存儲單元中，該狀態(tài)數(shù)據(jù)指示該給定存儲區(qū)塊并沒有包括過度擦除的存儲單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快閃存儲裝置，其特征在于 該存儲裝置包括存儲與該對應(yīng)存儲區(qū)塊相關(guān)的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)的存儲器；以及該決定步驟包括假如與該對應(yīng)存儲區(qū)塊相關(guān)的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)及預(yù)期的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)具有一差值的話，則會決定該給定存儲區(qū)塊中包括有過度擦除存儲單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該差值指示在一先前漏電流抑制程序完成之如發(fā)生一中斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該先前漏電流抑制程序是執(zhí)行于該給定存儲區(qū)塊的一先前擦除操作的一部分，且該差值指示在該先前擦除操作完成之前發(fā)生一中斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該狀態(tài)數(shù)據(jù)是一單一位。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快閃存儲裝置，其特征在于 該狀態(tài)數(shù)據(jù)是一多重位序列存儲于該給定存儲區(qū)塊的一狀態(tài)區(qū)位區(qū)域； 該漏電流抑制程序還包括 讀取存儲于該給定存儲區(qū)塊的該狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中的該多重位序列； 假如存儲于該多重位序列中的編程位計數(shù)比在一預(yù)期多重位序列中的對應(yīng)的擦除位是大于一且小于一預(yù)設(shè)數(shù)目的話，則會決定該給定存儲區(qū)塊中包括有過度擦除存儲單元；以及 該控制器還包括當存儲于該多重位序列中的編程位計數(shù)與該預(yù)期多重位序列中的所對應(yīng)的擦除位是大于該默認數(shù)目時，擦除該給定存儲區(qū)塊的邏輯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的快閃存儲裝置，其特征在于，該控制器還包括當存儲于該多重位序列中的一個或多個擦除位計數(shù)與該預(yù)期多重位序列中的編程位相對應(yīng)時，擦除該給定存儲區(qū)塊的邏輯。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快閃存儲裝置，其特征在于，接收的該命令是一擦除命令以進行一擦除操作，且該控制器還包括在進行該漏電流抑制程序之前響應(yīng)該擦除命令以擦除該給定存儲區(qū)塊的邏輯。
14.一種操作一快閃存儲裝置的方法，其特征在于，該存儲裝置包括一存儲陣列包括多個存儲區(qū)塊，該方法包括 接收來自該存儲裝置外部來源的一命令； 執(zhí)行漏電流抑制程序以響應(yīng)該命令，該漏電流抑制程序包括 執(zhí)行一軟編程操作以增加給定存儲區(qū)塊中一個或多個過度擦除存儲單元的一閾值電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該擦除狀態(tài)的該最小閾值電壓是0V。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該漏電流抑制程序還包括決定該給定存儲區(qū)塊中包括一個或多個過度擦除存儲單元，且在該決定后執(zhí)行該軟編程操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 該決定步驟包括施加偏壓電壓與該給定存儲區(qū)塊中的對應(yīng)存儲單元耦接的字線，該偏壓電壓足以開啟該過度擦除的存儲單元； 將與對應(yīng)存儲單元耦接的位線上的電流與一參考值比較以辨識與該過度擦除的存儲單元耦接的位線；以及 執(zhí)行該軟編程操作包括通過在與該辨識位線耦接的存儲單元執(zhí)行該軟編程操作以增加該過度擦除存儲單元的該閾值電壓且建立該擦除狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，施加偏壓電壓至該字線足以開啟該過度擦除的存儲單元具有一大于或等于該擦除狀態(tài)的該最小閾值電壓的一閾值電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該漏電流抑制程序還包括在施加該軟編程偏壓電壓之后寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)在與該給定存儲區(qū)塊相關(guān)的存儲單元中，該狀態(tài)數(shù)據(jù)指示該給定存儲區(qū)塊并沒有包括過度擦除的存儲單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該漏電流抑制程序包括假如與該對應(yīng)存儲區(qū)塊相關(guān)的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)及預(yù)期的擦除狀態(tài)數(shù)據(jù)具有一差值的話，則決定該給定存儲區(qū)塊中包括有過度擦除的存儲單元，且在該決定后執(zhí)行該軟編程操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該差值指示在一先前漏電流抑制程序完成之如發(fā)生一中斷。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該先前漏電流抑制程序是執(zhí)行于該給定存儲區(qū)塊的一先前擦除操作的一部分，且該差值指示在該先前擦除操作完成之前發(fā)生一中斷。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該狀態(tài)數(shù)據(jù)是一單一位。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于 該狀態(tài)數(shù)據(jù)是一多重位序列存儲于該給定存儲區(qū)塊的一狀態(tài)區(qū)位區(qū)域；該漏電流抑制程序還包括 讀取存儲于該給定存儲區(qū)塊的該狀態(tài)區(qū)位區(qū)域中的該多重位序列； 假如存儲于該多重位序列中的編程位計數(shù)比在一預(yù)期多重位序列中的對應(yīng)的擦除位是大于一且小于一預(yù)設(shè)數(shù)目的話，則會決定該給定存儲區(qū)塊中包括有過度擦除存儲單元；以及 該方法還包括當存儲于該多重位序列中的編程位計數(shù)與該預(yù)期多重位序列中的所對應(yīng)的擦除位是大于該默認數(shù)目時，擦除該給定存儲區(qū)塊。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括當存儲于該多重位序列中的一 個或多個擦除位計數(shù)與該預(yù)期多重位序列中的編程位相對應(yīng)時，擦除該給定存儲區(qū)塊。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，接收的該命令是一擦除命令以進行一 擦除操作，且該方法還包在進行該漏電流抑制程序之前響應(yīng)該擦除命令以擦除該給定存儲區(qū)塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抑制快閃存儲器響應(yīng)外部命令時漏電的方法與裝置。該快閃存儲裝置包括一存儲陣列包括多個存儲區(qū)塊；一命令接口以接收來自該存儲裝置外部來源的一命令；一控制器，包括執(zhí)行漏電流抑制程序的邏輯以響應(yīng)該命令，該漏電流抑制程序包括執(zhí)行一軟編程操作以增加給定存儲區(qū)塊中一個或多個過度擦除存儲單元的一閾值電壓。本發(fā)明解決了過度擦除存儲單元所產(chǎn)生的問題。
文檔編號G11C16/14GK102737720SQ201210057040
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者張坤龍, 洪俊雄, 王裕謙, 羅思覺, 鄭家豐, 郭乃萍, 陳耕暉 申請人:旺宏電子股份有限公司