CN110400591B - 用于闪存的抹除方法 - Google Patents

Abstract

一种闪存的抹除方法例示如下，其中闪存包含至少一存储区块，存储区块被分为多个存储区段。依据区段致能信号验证对应于一地址的存储区块或存储区段是否具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，其中区段致能信号依据存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元而被确定。若对应于此地址的存储区块或存储区段具有抹除不足的晶体管存储单元，依据区段致能信号抹除存储区块或存储区段的晶体管存储单元。

Description

用于闪存的抹除方法

技术领域

本发明涉及一种闪存，更特别地涉及一种用于闪存的抹除方法。

背景技术

闪存包括多个个别的金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管存储单元，每个晶体管存储单元包括源极、漏极、浮动栅极和控制栅极。晶体管存储单元的上述多个电极可被施加各种电压，以对晶体管存储单元进行程序化(即写入)为二进制的1或0，抹除作为存储区块的所有晶体管存储单元，读取晶体管存储单元，验证晶体管存储单元被抹除，或验证晶体管存储单元没有被过度抹除。

如下描述过度抹除的晶体管存储单元的漏电流的不良影响。在典型的闪存中，大量晶体管存储单元的漏极，例如512个晶体管存储单元连接到每一位线。如果位线上的大量晶体管存储单元正在抽取背景漏电流，则位线上的总漏电流可能超过单元读取电流。这使得位线上的任何晶体管存储单元的状态不能被读取，并因此使闪存不能运作。

请参考图1，图1为已知抹除方法的流程图。闪存包括存储模块以及电性连接存储模块的存储管理装置，其中存储模块具有多个存储器组(memory bank)，各存储器组包含多个存储区块，且存储管理装置用以对存储器组的存储区块执行抹除方法。

于步骤S11，对存储管理装置对存储模块的所有晶体管存储单元进行验证及预写入的操作。接着，于步骤S12，存储管理装置验证及抹除作为存储区块的所有晶体管存储单元，也就是说，抹除的单位是一个存储区块。最后地，为了避免过度抹除的晶体管存储单元的漏电流造成闪存不能运作，于步骤S13，存储管理装置验证存储模块的所有多个晶体管存储单元，以及当验证结果显示至少一过度抹除的晶体管存储单元存在于存储区块时，对存储模块的过度抹除的晶体管存储单元进行过度抹除的校正。

详细而言，步骤S12包含步骤S121至S124。于步骤S121，存储管理装置验证对应于一地址的存储区块的晶体管存储单元。然后，于步骤S122，若验证结果显示存储区块的至少一晶体管存储单元为抹除不足(under-erased)(即验证结果显示此存储区块的抹除验证失败)，存储管理装置将会执行步骤S124；否则，存储管理装置将会执行步骤S123。

接着，由于存储区块的至少一晶体管存储单元为抹除不足，于步骤S124，存储管理装置将抹除击发(erasing shot)注入于存储区块的晶体管存储单元(即抹除存储区块的晶体管存储单元)，以改变存储区块的晶体管存储单元的阈值电压(即令存储区块的晶体管存储单元被抹除)。接着，步骤S121将会再次执行。然后，若于步骤S122确定了存储区块的晶体管存储单元被抹除之时，步骤S123将会被执行。于步骤S123，存储管理装置检查此地址是否最大地址(即所有存储区块的晶体管存储单元被抹除)。若此地址不是最大地址，步骤S125将会被执行；否则，步骤S13将会被执行。于步骤S125，存储管理装置将此地址加上一增量，然后，步骤S121被执行。

值得注意的是，当较慢抹除的晶体管存储单元的位线具有较大的位线漏电流时，于步骤S13中位线漏电流恢复后，抹除阈值电压将变高。同时，更多的过度抹除的晶体管存储单元将遭受长时间的过度抹除校正时间。

与上述验证和抹除存储区块中所有晶体管存储单元的做法不同，对于每个存储区块，另一种已知抹除方法可以仅抹除存储区段的晶体管存储单元中具有的抹除不足的晶体管存储单元。请参考图2，图2为另一执行于存储区块的已知抹除方法的示意图。存储器区块2被分成几个存储区段G1到G15，并且多个标记缓存器被分别用于存储区段G1到G15，以记录存储区段G1到G15中的所有晶体管存储单元是否被抹除。

如图2所示，所有存储区段G1到G15初始时具有抹除不足的晶体管存储单元，并因此将抹除击发注入于存储器区段G1到G15的晶体管存储单元(即抹除存储区块2的晶体管存储单元)。然后，验证存储器区块2的所有晶体管存储单元2，例如存储区段G3没有抹除不足的晶体管存储单元，且对应于存储区段G3的标记缓存器记录其状态为已抹除状态。由此，将抹除击发注入于存储区段G1、G2、G4到G15的晶体管存储单元(即抹除存储区段G1、G2、G4到G15的晶体管存储单元)。

接着，再次验证存储区块2的所有晶体管存储单元，例如存储区段G1、G3、G4到G15没有抹除不足的晶体管存储单元，且对应于存储区段G1、G3、G4到G15的标记缓存器记录其状态为已抹除状态。故此，将抹除击发注入于存储区段G2的晶体管存储单元(即抹取存储区段G2的晶体管存储单元)。此已知抹除方法需要多个额外的标记缓存器并且耗费更多抹除验证时间。

发明内容

本揭示的一目的在于提供一种用于闪存的抹除方法，此抹除方法不需要额外的多个标记缓存器，且不需耗费更多的抹除验证时间。

本揭示的另一目的在于提供一种闪存，以执行上述抹除方法。

为了达成至少上述目的，本揭示提供一种用于闪存的抹除方法。闪存包含至少一存储区块，存储区块被分为多个存储区段。抹除方法例示如下。依据区段致能信号验证对应于一地址的存储区块或存储区段是否具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，其中区段致能信号依据存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元而被确定。若对应于此地址的存储区块或存储区段具有抹除不足的晶体管存储单元，依据区段致能信号抹除存储区块或存储区段的晶体管存储单元。

为了达成至少上述目的，本揭示提供一种闪存，其包括：存储模块及存储管理装置。存储模块包含至少一存储区块，存储区块被分为多个存储区段。存储管理装置电性连接于存储模块。存储管理装置依据区段致能信号验证对应于一地址的存储区块或存储区段是否具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，其中区段致能信号依据存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元而被确定。若对应于此地址的存储区块或存储区段具有抹除不足的晶体管存储单元，存储管理装置依据区段致能信号抹除存储区块或存储区段的晶体管存储单元。

于本揭示的一实施例中，若区段致能信号被设为主动状态(asserted)且对应于此地址的存储区段具有抹除不足的晶体管存储单元，存储区段的所述晶体管存储单元将被注入抹除击发(erasing shot)至少一次直至存储区段不具有抹除不足的晶体管存储单元。

于本揭示的一实施例中，若存储区段不具有抹除不足的晶体管存储单元，地址将被加上一增量，且之后若对应于此地址的另一存储区段具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，另一存储区段的晶体管存储单元将被注入抹除击发至少一次直至此另一存储区段不具有抹除不足的晶体管存储单元。

于本揭示的一实施例中，当此地址达至最大地址时，验证存储区块是否具有过度抹除的晶体管存储单元，且若于存储区块中具有过度抹除的晶体管存储单元，对过度抹除的晶体管存储单元进行过度抹除的校正。

于本揭示的一实施例中，在验证及抹除存储区块的晶体管存储单元之前，对存储区块的晶体管存储单元进行验证及预写入动作(pre-programing)。

于本揭示的一实施例中，区段致能信号初始地被设为非主动状态(de-asserted)，若对应于此地址的存储区块具有抹除不足的晶体管存储单元，存储区块的晶体管存储单元将会被注入抹除击发至少一次直至存储区块被验证出具有过度抹除的晶体管存储单元。

于本揭示的一实施例中，当存储区块被验证出具有过度抹除的晶体管存储单元时，过度抹除的校正击发(over-erased correction shot)被注入至过度抹除的晶体管存储单元，且区段致能信号被设定为主动状态。

总而言之，本发明实施例提供的抹除方法不需要额外的多个标记缓存器以记录存储区段的状态，且不需耗费更多的抹除验证时间。

附图说明

图1为已知抹除方法的流程图。

图2为另一执行于存储区块的已知抹除方法的示意图。

图3为依据本揭示的一实施例的用于闪存的抹除方法的流程图。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做详细说明，说明如后。

本揭示的一实施例提供一种用于闪存的抹除方法，于验证及抹除步骤中，于抹除击发(erasing shot)被注入于存储区块的所有晶体管存储单元(即抹除存储区块的所有晶体管存储单元)之后，所提供的抹除方法会验证存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元。当存储区块具有至少一过度抹除的晶体管存储单元时，所提供的抹除方法将此抹除击发注入于存储区段的多个晶体管存储单元(即抹除存储区段的所有晶体管存储单元)，然后，所提供的抹除方法验证存储区段的所有晶体管存储单元是否被抹除。所提供的抹除方法抹除存储区段的多个晶体管存储单元至少一次直至存储区段的所有晶体管存储单元都被抹除。接着，所提供的抹除方法抹除在相同存储区块中的另一存储区段的多个晶体管存储单元至少一次直至此另一存储区段的多个晶体管存储单元被抹除。当在存储区块中的此另一存储区段的所有晶体管存储单元被抹除时，将会对再另一存储区块执行相似的抹除方案。因此，所提供的抹除方法不需要额外的多个标记缓存器以记录存储区段的状态，且不需耗费更多的抹除验证时间。

请参考图3，图3为依据本揭示的一实施例的用于闪存的抹除方法的流程图。闪存(未显示于附图中)包括存储模块及电性连接于存储模块的存储管理装置。其中存储模块包括多个存储器组，各存储器组包含多个存储区块，各存储区块被分为多个存储区段。例如，存储区块具有64K字节(即64*8K位)，以及存储区段具有4K字节(即4*8K位)。然而，本揭示不受上述的例子的限制。

于步骤S31，存储管理装置对存储模块的多个晶体管存储单元进行验证及预写入的操作。然后，于步骤S32(即抹除及验证步骤)，存储管理装置验证及抹除存储模块的多个晶体管存储单元。应注意的是，于步骤S32，所提供的抹除方法，可以基于过度抹除的校正击发(over-erased correction shot)是否被注入至此存储区块的晶体管存储单元(即存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元)而抹除存储区块或存储区段的所述晶体管存储单元。最后，为了避免过度抹除的晶体管存储单元的漏电流导致闪存不能运作，于步骤S33，存储管理装置验证存储模块的所有晶体管存储单元以及对存储模块的过度抹除的晶体管存储单元进行过度抹除的校正。

详细而言，步骤S32包括步骤S321至S329。于步骤S321，存储管理装置验证对应于一地址的存储区块或存储区段的晶体管存储单元是否被抹除以产生验证结果。当对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设为主动状态，存储区段的晶体管存储单元被验证；以及，当对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设为非主动状态，存储区块的晶体管存储单元被验证，其中对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN依据存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元而被确定。若存储区块或存储区段具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，存储管理装置将确定验证结果为失败；以及，若存储区块或存储区段不具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，存储管理装置确定验证结果为通过。

于步骤S322，存储管理装置检查验证结果是否为失败或通过。若验证结果为失败，步骤S323将会被执行；否则，步骤S328将会被执行。于步骤S323，存储管理装置依据对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN，将此抹除击发注入于存储区块或存储区段的多个晶体管存储单元。若对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设为主动状态，存储管理装置将此抹除击发注入于存储区块的多个晶体管存储单元；否则，存储管理装置此抹除击发注入于存储区段的多个晶体管存储单元。

于步骤S324，存储管理装置检查对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN是否被设为主动状态。若对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设为主动状态，步骤S321将会被执行；否则，步骤S325将会被执行。于步骤S325，存储管理装置验证存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元，以及当存储区块具有至少一过度抹除的晶体管存储单元时，对存储区块的晶体管存储单元进行过度抹除的校正。

接着，于步骤S326，存储管理装置检查过度抹除的校正是否被执行(即存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元，或者检查是否有过度抹除的校正(over-erasedcorrection，OEC)击发被注入至存储区块的过度抹除的的晶体管存储单元。若过度抹除的校正被执行，步骤S327将会被执行；否则，步骤S321将会被执行。于步骤S327，存储管理装置将对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN设定为主动状态。于步骤S328，存储管理装置检查此地址是否达至最大地址。于步骤S329，存储管理装置将此地址加上一增量，其中此增量对应于此存储区段的大小。

在初始时，当所提供的抹除方法首先抹除存储区块的多个晶体管存储单元时，对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设为非主动状态。例如，于步骤S321，首先验证存储区块的多个晶体管存储单元；存储区块具有抹除不足的晶体管存储单元，故此于步骤S323，抹除击发被注入至存储区块的多个晶体管存储单元。接着，因为对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设为非主动状态，故此于步骤S325，检查存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元。一般而言，在所提供的抹除方法抹除存储区块的所述晶体管存储单元一次或多次之后，在存储区块会有过度抹除的晶体管存储单元，故此，于步骤S327，对应于此存储区块的区段致能信号SEC_EN被设定为主动状态。

接着，于步骤S321，验证对应于此地址的存储区段的晶体管存储单元，以及于步骤S323，将此抹除击发注入至对应于此地址的存储区段的晶体管存储单元，且直至存储区段的晶体管存储单元被抹除，步骤S321与S323会重复地被执行。若对应于此地址的存储区段的所有晶体管存储单元被抹除，于步骤S329，此地址将会被加上一增量，对在相同存储区块中的此地址对应的另一存储区段的晶体管存储单元于步骤S321中进行验证且于步骤S323中将此抹除击发注入至在相同存储区块中的此地址对应的另一存储区段的晶体管存储单元，且直至此另一存储区段的多个晶体管存储单元被抹除，步骤S321与S323会重复地被执行。因此，在此存储区块中的所有存储区段的晶体管存储单元被抹除后，所提供的抹除方法将会对下一存储区块执行相似的抹除方案。

总言之，于验证及抹除步骤中，依据本揭示的一实施例所提供的用于闪存的抹除方法，为依据于存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元来抹除存储区段或存储区块的晶体管存储单元，藉此，使得此抹除方法不需要额外的多个标记缓存器以记录存储区段的状态。此外，相较于图2的已知方法将抹除击发注入以抹除及验证整个存储区块(譬如，验证的单位为8或更多的位)，在本揭示中的抹除方法将抹除击发注入以对整个存储区块的位线进行OEC验证(譬如，验证的单位为8或更多的位)，使得本揭示的抹除方法能够节省更多时间。再者，在存储区段中的较慢及较快的抹除的晶体管存储单元连接到相同位线的机率小，并且本揭示的抹除方法获得小的抹除阈值电压分布，如通过图2的已知方法获得的，使得可以避免过度抹除的晶体管存储单元掩盖抹除不足的晶体管存储单元的问题，并且过度抹除的晶体管存储单元不会遭受长时间的过度抹除的校正时间(over-erasedcorrection time)和后过度抹除的校正时间(post-over-erased correction time)。

本发明在上文中已以较佳实施例揭示，本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以申请专利范围所界定者为准。

【符号说明】

S11～S13 步骤

S121～S125 步骤

G1～G15 存储区段

S31～S33 步骤

S321～S329 步骤

Claims (8)

1.一种用于闪存的抹除方法，该闪存包含至少一存储区块，该存储区块被分为多个存储区段，该抹除方法包括：

依据区段致能信号验证对应于一地址的该存储区块或该存储区段是否具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，其中该区段致能信号依据该存储区块是否具有至少一过度抹除的晶体管存储单元而被确定；以及

若对应于该地址的该存储区块或该存储区段具有该抹除不足的晶体管存储单元，依据该区段致能信号抹除该存储区块或该存储区段的多个晶体管存储单元。

2.如权利要求1所述的抹除方法，其中若该区段致能信号被设为主动状态(asserted)且对应于该地址的该存储区段具有该抹除不足的晶体管存储单元，该存储区段的所述晶体管存储单元将被注入抹除击发(erasing shot)至少一次直至该存储区段不具有该抹除不足的晶体管存储单元。

3.如权利要求2所述的抹除方法，其中若该存储区段不具有该抹除不足的晶体管存储单元，该地址将被加上一增量，且之后若对应于该地址的另一存储区段具有至少一抹除不足的晶体管存储单元，该另一存储区段的多个晶体管存储单元将被注入该抹除击发至少一次直至该另一存储区段不具有该抹除不足的晶体管存储单元。

4.如权利要求3所述的抹除方法，还包括：

当该地址达至最大地址时，验证该存储区块是否具有该过度抹除的晶体管存储单元，且若于该存储区块中具有该过度抹除的晶体管存储单元，对该过度抹除的晶体管存储单元进行过度抹除的校正。

5.如权利要求1所述的抹除方法，还包括：

在验证及抹除该存储区块的所述晶体管存储单元之前，对该存储区块的所述晶体管存储单元进行验证及预写入动作(pre-programing)。

6.如权利要求1所述的抹除方法，其中该区段致能信号初始地被设为非主动状态(de-asserted)，若对应于该地址的该存储区块具有该抹除不足的晶体管存储单元，该存储区块的所述晶体管存储单元将会被注入抹除击发至少一次直至该存储区块被验证出具有该过度抹除的晶体管存储单元。

7.如权利要求6所述的抹除方法，其中当该存储区块被验证出具有该过度抹除的晶体管存储单元时，过度抹除的校正击发(over-erased correction shot)被注入至所述过度抹除的晶体管存储单元，且该区段致能信号被设定为主动状态。

8.一种闪存，其包括：

存储管理装置，电性连接于存储模块，用以执行如权利要求1至7其中一项所述的抹除方法；以及

该存储模块，包含该存储区块。

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