CN110838323A - 一种存储器的编程方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种存储器的编程方法和***。存储器的编程方法包括以下步骤:编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元和第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。存储器的编程方法和***具有节省功耗的优点。
Description
技术领域
本发明实施例涉及存储器技术领域,尤其涉及一种存储器的编程方法和***。
背景技术
存储器时一种在编程时必须用到的元件,如Nand flash存储器,Nand flash存储器是一种非易失存储器,具有改写速度快,存储容量大等优点。Nand flash存储器中,尤其是TLC型存储器,其存储单元的状态较多,进行编程校验时,需要用到的电能较多,功耗较大。
因此,如何减小存储的功耗,就成了存储器技术领域的需求。
发明内容
本发明提供一种存储器的编程方法和***,以解决存储器在编程时功耗较大的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种存储器的编程方法,其包括以下步骤:编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。
优选地,校验时序Y1时,对第1状态的存储单元连接的字线施加校验电压,将第1状态的存储单元所在的位线预充到预充电电压,对其他字线施加通过电压;接着对充电后的位线进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若放电后位线的电压高于所述第一判定电压,则表示校验成功,反之,表示校验失败需再次向存储器中存入数据,并再次对第1状态的存储单元进行校验。
优选地,在检验时序Y1校验失败后,对第1状态至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压;在检验时序Ys校验失败后,对第s状态至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压。
优选地,校验时序Y1时,第1状态的存储单元存在于p条位线上,其中有q条位线上的存储单元校验失败后,对校验失败的q条位线上的第1状态的存储单元和第2至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压,并再次对校验失败的q条位线上的第1状态的存储单元进行校验,q≤p,p和q都为正整数。
优选地,校验时序Ys时,对第s状态的存储单元连接的字线施加校验电压,将第s状态的存储单元所在的位线预充到预充电电压,对其他字线施加通过电压;接着对充电后的位线进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若放电后位线的电压高于所述第一判定电压,则表示校验成功,反之,表示校验失败需再次向存储器中存入数据,并再次对第s状态的存储单元进行校验。
优选地,所述t=7,所述存储单元的状态按顺序分别为A状态、B状态、C状态、D状态、E状态、F状态和G状态,所述A状态至G状态的存储单元所需的编程电压依次增大。
优选地,所述存储器为TLC型存储器。
优选地,所述编程电压的范围是12V~22V。
优选地,所述校验电压的范围是0V~1V,所述预充电电压的范围是1v~1.2v。
第二方面,本发明还提供一种存储器的编程***,存储器的编程***包括:编程模块,用于编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;校验模块,用于校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。
与现有技术相比,本发明通过提供一种存储器的编程方法和***,在进行编程校验时,仅对被校验的存储单元的位线提供充电电压,不妨碍存储器的正常工作,且减小了存储器在编程校验时的电能消耗,减小了存储器在使用时的功耗,符合节省能源的需求。
附图说明
图1为本发明实施例A中存储器的编程方法的流程示意图。
图2为本发明实施例A中的存储单元的芯片结构示意图。
图3为本发明实施例A中存储器阵列的电路结构示意图。
图4为本发明实施例A中的存储器的编程方法的不同时刻电压的波形示意图。
图5为实施例A中编程电压的幅值随校验失败次数增加的幅值变化示意图。
图6为本发明实施例B中存储器的编程***的模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理,但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例A
请参阅图1,图1为本发明实施例A中存储器的编程方法的流程示意图,该存储器的编程方法用于提高存储器读取数据的耐久性和易用性,以提高存储器的寿命,存储器的编程方法包括以下步骤:
步骤S1:编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;
步骤S2:校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;
步骤S3;校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。
请参阅图2,图2是存储单元111的芯片结构示意图。存储单元111包括衬底1111、源极1112、漏极1113、穿隧氧化膜1114、浮动栅极1115和控制栅极1116,所述衬底1111上包括P阱区,所述源极1112和漏极1113设置在P阱区,源极1112和漏极1113之间形成沟道,所述穿隧氧化膜1114形成在源极1112和漏极1113间的沟道上,所述浮动栅极1115设置在穿隧氧化膜1114上,控制栅极1116设置在浮动栅极1115上。可以理解,控制栅极1116和浮动栅极1115之间设置有介电质膜1117。当浮动栅极1115中未蓄积有电荷时,即写入有数据“1”时,阈值处于负状态,存储单元111通过控制栅极1116为0V而导通。当浮动栅极1115中蓄积有电子时,即写入有数据“0”时,阈值偏移为正,存储单元通过控制栅极1116为0V而断开。但是,存储单元并不限于存储单个位,也可存储多个位。
在步骤S1中,步骤S1即为编程步骤,向存储器中写入数据。存储器优选为NAND型存储器。其中,请参阅图3,图3为存储器阵列的电路结构示意图。存储器包括n条字线(WL1、WL2、…、WLn)、m条位线(BL1、BL2、…、BLm)、一条选择栅极线SGS、一条选择栅极线SGD和一条共用源极线SL,虚线框11标识出来的存储单元部分称为一条存储单元串。每条存储单元串包括多个上述的存储单元111(即MC1~MCn);位线侧选择晶体管TD,其连接于作为一个端部的存储单元MCn;以及源极线侧选择晶体管TS,连接于作为另一个端部的存储单元MC1,其中位线侧选择晶体管TD的漏极连接于对应的1条位线BL,源极线侧选择晶体管TS的源极连接于共用源极线SL。存储单元111的控制栅极连接于字线WLi(i=0~n),位线侧选择晶体管TD的栅极连接于选择栅极线SGD,源极线侧选择晶体管TS的栅极连接于选择栅极线SGS。
本实施例中,存储器的类型为TLC(Trinary-Level Cell三字节)型存储器。存储器包括r个存储单元111,存储单元111的具体数目不做限定。本实施例中,t=7,r个所述存储单元111被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第7状态的存储单元,存储单元的状态按顺序分别为A状态、B状态、C状态、D状态、E状态、F状态和G状态,所述A状态至G状态的存储单元所需的编程电压依次增大。
请一并参阅图4和图5,图4为本发明存储器的编程方法不同时刻的波形示意图,图5为实施例A中编程电压的幅值随校验失败次数增加的幅值变化示意图,图示为仅对一种状态的存储单元进行编程和校验的示意图,本实施例为向存储单元MC1和MC2中写入数据,编程时序B1时,对选择字线WL1和WL2施加编程电压Vpgm,对未选择字线WL3~WLn施加通过电压,对选择位线BLm施加0V,对未选择位线BL1~BLm-1施加正电压。所述编程电压Vpgm的范围为10~18V,优选为12V~16V。在一定的编程时间内,初始阈值电压越低的存储单元经编程操作后其阈值电压增量越大,反之阈值电压增量越小。在此,本领域的普通技术人员可以明白,在进行编程操作时,通常还需对选择栅极线SGS施加0V电压,并对选择栅极线SGD施加约4v的电压使其连接的MOS管导通。
在对多个存储单元进行编程时,需要对被编程的存储单元的选择字线施加编程电压,对未选择字线施加通过电压,对选择位线施加0V,对未选择位线施加正电压。可以理解,不同状态的存储单元所被施加的编程电压不同。在编程写入数据时,同时对A至G状态的所有存储单元进行充电。可以理解,同一条位线上的存储单元的状态一致,如若同一条位线上,一个存储单元为B状态,同一位线上其他存储单元也都为B状态。
在步骤S2中,校验时序Y1时,对第1状态的存储单元连接的字线施加校验电压,将第1状态的存储单元所在的位线预充到预充电电压,对其他字线施加通过电压;接着对充电后的位线进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若放电后位线的电压高于所述第一判定电压,则表示校验成功,反之,表示校验失败需再次向存储器中存入数据,并再次对第1状态的存储单元进行校验。优选地,校验电压的范围是0V~1V。所述预充电电压的范围是1v~1.2v。可以理解,编程时序B1时为向一存储单元或多个存储单元同时写入数据的时间段,校验时序Y1为对编程时序B1时写入数据后的存储单元进行校验的时间段。本发明在给第1状态的存储单元进行校验时,不对其他状态的存储单元的位线进行充电,节省了电能的使用。
具体的,如若第1状态的存储单元包括存储单元MC1和MC2,则对存储单元MC1和MC2进行校验,对存储器中对存储单元MC1和MC2的选择字线WL1和WL2施加校验电压,将选择位线BLm预充到预充电电压,对未选择字线WL3~WLn施加通过电压;接着对选择位线BLm进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若选择位线的电压高于第一判定电压,则表示编程校验操作成功,操作结束,反之,则校验失败,需要再次向存储器中存入数据。
在检验时序Y1校验失败后,对第1状态至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压。
若第1状态的存储单元中的一部分校验成功,另一部分校验失败,可以选择对第1状态所有的存储单元进行重新输入数据和重新校验,也可以选择对第1状态中校验失败的存储单元重新输入数据和重新校验。优选仅对第1状态中校验失败的存储单元重新输入数据和重新校验。具体的,第1状态的存储单元存在于p条位线上,其中有q条位线上的存储单元校验失败后,对校验失败的q条位线上的第1状态的存储单元和第2至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压,对未选择字线施加通过电压,对选择位线施加0V,对未选择位线施加正电压以进行写入数据,之后并再次对校验失败的q条位线上的第1状态的存储单元进行校验,q≤p,p和q都为正整数。依照该校验方法,直至第1状态的存储单元全部校验成功,结束第1状态的存储单元的校验,进入下一状态存储单元的校验,如步骤S3和步骤S4的校验。由于第1状态中校验成功的存储单元不再写入数据和重新校验,进一步节省了电能,减少存储器的功耗,符合社会的发展需求。
在步骤S3中,校验时序Ys时,对第s状态的存储单元连接的字线施加校验电压,将第s状态的存储单元所在的位线预充到预充电电压,对其他字线施加通过电压;接着对充电后的位线进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若放电后位线的电压高于所述第一判定电压,则表示校验成功,反之,表示校验失败需再次向存储器中存入数据,并再次对第s状态的存储单元进行校验。若第s状态的存储单元中的一部分校验成功,另一部分校验失败,可以选择对第s状态所有的存储单元进行重新输入数据和重新校验,也可以选择只对第s状态中校验失败的存储单元重新输入数据和重新校验。优选为只对第s状态中校验失败的存储单元重新输入数据和重新校验。
在检验时序Ys校验失败后,对第s状态至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压以写入数据。可以理解,写入数据的方法,可以参照前述写入数据的方法,也可以采用现有技术中写入数据的方法。
实施例B
请参阅图6,图6是本发明存储器的编程***12的模块结构示意图。该存储器的编程***12能执行本发明任意实施例所提供的存储器的编程方法。该存储器的编程***12包括:
编程模块121,用于编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;
校验模块122,用于校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。
通过本发明的存储器的编程***12,校验模块122对不同状态的存储模块校验时,仅对被校验的存储模块的位线充电,达到了节省功耗的目的。
可以理解,本发明实施例A和实施例B中的内容可互为补充和说明。
与现有技术相比,本发明通过提供一种存储器的编程方法和***,在进行编程校验时,仅对被校验的存储单元的位线提供充电电压,不妨碍存储器的正常工作,且减小了存储器在编程校验时的电能消耗,减小了存储器在使用时的功耗,符合节省能源的需求。
值得注意的是,上述所有实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种存储器的编程方法,其特征在于,包括以下步骤:
编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;
校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;
校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。
2.如权利要求1所述的存储器的编程方法,其特征在于:校验时序Y1时,对第1状态的存储单元连接的字线施加校验电压,将第1状态的存储单元所在的位线预充到预充电电压,对其他字线施加通过电压;接着对充电后的位线进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若放电后位线的电压高于所述第一判定电压,则表示校验成功,反之,表示校验失败需再次向存储器中存入数据,并再次对第1状态的存储单元进行校验。
3.如权利要求2所述的存储器的编程方法,其特征在于:在检验时序Y1校验失败后,对第1状态至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压;在检验时序Ys校验失败后,对第s状态至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压。
4.如权利要求3所述的存储器的编程方法,其特征在于:校验时序Y1时,第1状态的存储单元存在于p条位线上,其中有q条位线上的存储单元校验失败后,对校验失败的q条位线上的第1状态的存储单元和第2至第t状态的存储单元所连接的字线施加经过增幅的编程电压,并再次对校验失败的q条位线上的第1状态的存储单元进行校验,q≤p,p和q都为正整数。
5.如权利要求3所述的存储器的编程方法,其特征在于:校验时序Ys时,对第s状态的存储单元连接的字线施加校验电压,将第s状态的存储单元所在的位线预充到预充电电压,对其他字线施加通过电压;接着对充电后的位线进行第一时间的放电,然后将放电后的位线电压与第一判定电压进行比较,若放电后位线的电压高于所述第一判定电压,则表示校验成功,反之,表示校验失败需再次向存储器中存入数据,并再次对第s状态的存储单元进行校验。
6.如权利要求1所述的存储器的编程方法,其特征在于:所述t=7,所述存储单元的状态按顺序分别为A状态、B状态、C状态、D状态、E状态、F状态和G状态,所述A状态至G状态的存储单元所需的编程电压依次增大。
7.如权利要求1-6任一项所述的存储器的编程方法,其特征在于:所述存储器为TLC型存储器。
8.如权利要求1所述的存储器的编程方法,其特征在于:所述编程电压的范围是12V~22V。
9.如权利要求2所述的存储器的编程方法,其特征在于:所述校验电压的范围是0V~1V,所述预充电电压的范围是1v~1.2v。
10.一种存储器的编程***,其特征在于,存储器的编程***包括:
编程模块,用于编程时序B1时,向存储器的r个存储单元施加编程电压,r个所述存储单元被施加编程电压后至少包括按顺序排列的第1状态的存储单元至第t状态的存储单元,t小于等于r,r和t都是正整数;
校验模块,用于校验时序Y1对第1状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第1状态存储单元的位线充电;校验时序Ys对第s状态的存储单元进行校验时,只对被校验的第s状态存储单元的位线充电,1≤s≤t,s为正整数。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200225 |
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