專利名稱：具有單元群體分布輔助的讀取容限的存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及讀取非易失性及其它存儲器裝置的數(shù)據(jù)內(nèi)容，且更明確地說，涉 及使用關(guān)于存儲器單元群體的編程電平分布的信息以更準(zhǔn)確地讀取經(jīng)降級分布的內(nèi)容。
背景技術(shù)：
隨著快閃及其它存儲器裝置轉(zhuǎn)變成較小幾何形狀，負(fù)面影響數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)固性的許多 現(xiàn)象的影響有所增加。這些因素包括過度編程、讀取與編程干擾以及數(shù)據(jù)保存能力問題。 隨著每單元狀態(tài)數(shù)目增加且隨著所存儲閾值電壓的操作窗收縮，這些問題通常進一步受 到加劇。在存儲器裝置的設(shè)計階段中通常通過可在設(shè)計內(nèi)做出的各種折衷來解決這些因 素。這些折衷可增加或減小這些因素中的一個因素或其它因素的影響且/或相對于其它因 素折衷這些因素中的一些因素，例如性能、耐久性、可靠性等。除了存儲器設(shè)計內(nèi)的折 衷以外，還存在許多系統(tǒng)級機制，其可在需要時被并入以補償這些現(xiàn)象從而實現(xiàn)產(chǎn)品級 規(guī)格。這些系統(tǒng)機制包括ECC、磨損均衡、數(shù)據(jù)刷新(或"刷洗")及讀取容限(或"英 勇恢復(fù)")，例如在第7,012,835號、第6,151,246號且尤其是第5,657,332號美國專利中 論述。
以上現(xiàn)象通常在編程期間、在后續(xù)存儲器操作期間或隨時間具有影響單元電壓閾值 分布的影響，且相對于二進制存儲器存儲來說，其通常在多狀態(tài)存儲器存儲中具有較大 影響。所述影響通常將擴展單元群體內(nèi)的給定存儲器狀態(tài)的電壓閾值電平，且在一些情 況下，將移位單元閾值電平，使得其在正常讀取條件下讀入錯誤狀態(tài)，在此情況下，用 于那些單元的數(shù)據(jù)位變?yōu)殄e誤的。隨著具有較小幾何形狀的存儲器逐漸集成到存儲產(chǎn)品 中，預(yù)期克服所預(yù)期的存儲器現(xiàn)象所需要的存儲器級折衷將使得難以實現(xiàn)所需要的產(chǎn)品 級規(guī)格。因此，將需要對這些裝置的改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明呈現(xiàn)一種存儲器裝置及數(shù)種確定其數(shù)據(jù)內(nèi)容的方法。在第一參考條件及多個 次級參考條件下評估所述裝置的存儲器單元?；诒容^在第一參考條件與第二參考條件 下評估的存儲器單元的數(shù)目，存儲器裝置基于在所述多個參考條件下評估的存儲器單元 的數(shù)目的改變速率而確立用于數(shù)據(jù)狀態(tài)的讀取條件。
在一些實施例中，響應(yīng)于確定使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的評估具有不可接受的錯誤水平而
8執(zhí)行所述使用多個次級讀取條件的存儲器單元的評估?；谑褂脴?biāo)準(zhǔn)讀取條件及多個次 級讀取條件的評估的結(jié)果而提取關(guān)于存儲器單元的經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信息。確定不 同于標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的經(jīng)修改的讀取條件，在所述經(jīng)修改的讀取條件下將評估存儲器單元 以基于關(guān)于經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信息而確定其數(shù)據(jù)內(nèi)容。
本發(fā)明的額外方面、優(yōu)點及特征包括于以下對其示范性實例的描述中。出于所有目 的，本文中參考的所有專利、專利申請案、論文、書籍、說明書、其它出版物、文獻及 項目的全文均以引用的方式并入本文中。就任何所并入的出版物、文獻或事物與本文獻 的文本之間的術(shù)語定義或使用中的任何不一致性或沖突方面來說，應(yīng)以本文獻中的術(shù)語 定義或使用為準(zhǔn)。


可通過結(jié)合附圖參看以下描述內(nèi)容來最好地理解本發(fā)明，在附圖中 圖1展示經(jīng)編程存儲器狀態(tài)的經(jīng)降級分布的實例。 圖2是說明本發(fā)明各方面的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及讀取存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。當(dāng)數(shù)據(jù)(不管是以每存儲器單元二進制還 是多狀態(tài)形式存儲)被編程到存儲器中時，被編程到給定狀態(tài)的個別單元的群體將形成 圍繞對應(yīng)于相應(yīng)存儲狀態(tài)的參數(shù)的所要值的分布。舉例來說，在快閃存儲器的情況下，
其閾值電壓表征特定數(shù)據(jù)狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)狀態(tài)對應(yīng)于例如為2伏的閾值電壓，則被編程 到此狀態(tài)的單元將并非全部在恰好2.0伏處結(jié)束，而是在大部分位于用于所述狀態(tài)的對 應(yīng)編程驗證電平上方的分布上展開。雖然在編程時可良好地定義并清楚地分開對應(yīng)于數(shù) 據(jù)狀態(tài)的分布，但隨時間及操作歷史，所述分布可擴展。由于用以區(qū)分一個狀態(tài)與另一 狀態(tài)的讀取條件可能不再正確地讀取其閾值已過多移位的單元的狀態(tài)，所以此降級可能 導(dǎo)致數(shù)據(jù)的誤讀取。
如在背景技術(shù)部分中所論述，隨著存儲器裝置的大小不斷變小、使用較低操作電壓 且每存儲器單元存儲較多狀態(tài)，負(fù)面影響數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)固性的各種現(xiàn)象的影響有所增加。 這些因素包括與給定存儲器技術(shù)相關(guān)聯(lián)的過度編程、讀取與編程干擾、數(shù)據(jù)模式/歷史影 響及數(shù)據(jù)保存能力問題。在快閃及其它存儲器裝置的設(shè)計階段中通常通過在設(shè)計內(nèi)做出 的許多折衷來解決這些因素，所述折衷可增加或減小一個因素或其它因素的影響且/或相 對于其它因素折衷這些因素中的一些因素，例如性能、耐久性、可靠性等。除了給定存 儲器設(shè)計中固有的折衷以外，存在許多系統(tǒng)級機制，其可在需要時設(shè)計于系統(tǒng)中以補償這些現(xiàn)象從而實現(xiàn)產(chǎn)品級規(guī)格。這些系統(tǒng)機制包括錯誤校正碼(ECC)、磨損均衡、數(shù) 據(jù)刷新(或"刷洗")及讀取容限(或"英勇恢復(fù)")。
在完全并入本文中且在許多位置中參考的第5，657，332號美國專利中描述了此些先 前方法連同適當(dāng)結(jié)構(gòu)，其可視為上面可并入本發(fā)明的各種方面的電路及其它存儲器裝置 元件的基礎(chǔ)實施例。在需要參考特定存儲器陣列實施例時，可將存儲器的示范性實施例 視為NAND型快閃存儲器，例如在第5,570,315號、第5,903,495號及第6，046，935號美 國專利中描述的NAND型快閃存儲器。
影響分布的各種現(xiàn)象通常在編程期間、在后續(xù)存儲器操作期間或隨時間具有影響單 元分布的影響，且相對于二進制存儲器存儲來說，其通常在多狀態(tài)存儲器存儲中具有較 大影響。所述影響通常將擴展給定狀態(tài)內(nèi)的單元群體中的閾值電壓(或其它適用狀態(tài)參 數(shù))，且在一些情況下，將移位單元的閾值電壓，使得其在正常讀取條件下讀入錯誤狀 態(tài)，在此情況下，用于那些單元的數(shù)據(jù)位為錯誤的。
圖1中示意性地說明典型情形。圖1展示存儲器存儲單元對參數(shù)Vth的分布，其分 別定義用于兩個對應(yīng)數(shù)據(jù)狀態(tài)A及B的不同存儲器狀態(tài)閾值電壓分布Da及Db。為了 使實例具體，這些數(shù)據(jù)狀態(tài)可被視為用于快閃存儲器的單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)，其中所述參數(shù) 為閾值電壓。展示用于兩個狀態(tài)A及B的分布。這些狀態(tài)可為在二進制存儲器情況下的 唯一狀態(tài)或多狀態(tài)存儲器的兩個相鄰狀態(tài)。在最初編程這些狀態(tài)時，其相關(guān)聯(lián)閾值電壓 電平基于一組驗證電平，其中具有給定數(shù)據(jù)狀態(tài)的所有單元被編程，直到其閾值電壓電 平位于對應(yīng)驗證電平上方為止。用于A及B狀態(tài)的這些初始編程后分布經(jīng)展示為Da及
db且使用對應(yīng)的驗證點Va^及VBver。在此存儲器實例中對給定單元的編程從較低電壓
閾值電平行進到較高電平，且一旦其驗證成功就被正常終止，使得具有給定狀態(tài)的經(jīng)成 功編程的單元通常將位于驗證電平上方，所述驗證電平的最大值通常通過由一個給定編 程脈沖引起的移動量來指示。因為一些單元與主流單元群體相比相對較快地編程且通常 未對編程過快的單元做出防備，所以這可能在閾值電壓分布的較高末端上導(dǎo)致些許尾
部。已知用以改進分布緊密度的各種編程技術(shù)，其中一些編程技術(shù)在第6,738,289號、 第6,621,742號及第6,522,580號美國專利中描述。
為了讀取此存儲器的數(shù)據(jù)內(nèi)容，接著可使用所述驗證點作為讀取比較點，但通常將 讀取點在較少編程(較低電壓)方向移位些許以提供一些安全容限。舉例來說，在圖1 中，點V副可用作正常讀取點以區(qū)分A狀態(tài)與B狀態(tài)。(在多狀態(tài)存儲器的情況下，其 實際上將區(qū)分狀態(tài)A及任何較低狀態(tài)與狀態(tài)B及任何較高狀態(tài)，其中用于解開各種多狀 態(tài)的技術(shù)在此項技術(shù)中為熟悉的。)由于以上提及的各種機制，分布Da及Db傾向于如由分布D'A及D'B示意性所示而降級。通過將VBrO放置為些許低于VBver，做出對所述降 級的某些補助；然而，如果過多單元已漂移于Vbk)下方，則ECC的能力變?yōu)楸粔旱沟模?br> 且系統(tǒng)無法成功提取對應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。當(dāng)然，可將VBK)進一步向左移動到更低的電壓電
平("英勇恢復(fù)")，但最終，此些經(jīng)移位的讀取將導(dǎo)致完全屬于A狀態(tài)的過多單元被誤 讀取為B狀態(tài)。此外，在數(shù)據(jù)寫入之后，由于A分布經(jīng)由以上列出的機制而降級，所以 A狀態(tài)中的一些狀態(tài)可能會向上移位，進而進一步加劇所述情形。(如下文進一步論述， 雖然此處從變化比較點的方面呈現(xiàn)所述論述，但保持比較點不變而改變正被讀取的單元 上的偏置電平可替代地實現(xiàn)相同目的。)
隨著將較高密度的存儲器集成到存儲產(chǎn)品中，預(yù)期克服所預(yù)期的存儲器現(xiàn)象所需要 的存儲器級折衷將使得更難以實現(xiàn)所需要的產(chǎn)品級規(guī)格。預(yù)期用以向此類產(chǎn)品提供益處 的系統(tǒng)級機制中的一者是被稱為"英勇恢復(fù)"的讀取重試期間的以下類型的讀取容限， 其在正常讀取條件下檢測到無法校正的ECC錯誤后采用。英勇恢復(fù)由以下操作組成 為了試圖使在正常條件下讀入錯誤狀態(tài)的單元恢復(fù)到其恰當(dāng)狀態(tài)，在經(jīng)移位讀取偏置條 件或經(jīng)移位比較點下進行重試期間重新讀取數(shù)據(jù)，從而本質(zhì)上改變狀態(tài)之間的辨別點。 英勇恢復(fù)具有需要克服以便向產(chǎn)品提供最佳益處的少許缺點。因為存儲系統(tǒng)依賴于ECC 來檢測錯誤位，且因為不存在對單元可能已移位的方向的獨立指示(例如，每一狀態(tài)中 預(yù)期的單元計數(shù))，所以無法使系統(tǒng)知道處于錯誤狀態(tài)中的單元實際上已移位的實際方 向。偏置條件通常遵循基于移位現(xiàn)象的預(yù)期影響而設(shè)計的預(yù)定序列，其可朝向較多編程 或較多擦除狀態(tài)。由于存在眾多獨立影響的事實，單元所經(jīng)歷的移位的實際方向可能與 預(yù)期相反。在缺乏安全保護時，有可能的是讀取條件的偏置可能會致使足夠大數(shù)目的單 元被讀入錯誤狀態(tài)而壓倒ECC能力。 一旦被壓倒，ECC算法便可能無法檢測ECC錯誤 (誤檢測)或錯誤地"校正"數(shù)據(jù)位集合(誤校正)，在任一情況下均導(dǎo)致將錯誤數(shù)據(jù)作 為良好數(shù)據(jù)來傳遞。
可使用各種途徑來改進英勇恢復(fù)機制的穩(wěn)固性。這些途徑中的一者是使用參考或跟 蹤單元，例如在第5，172，338號、第6，222，762號及第6,538,922號美國專利中描述。在 此布置下，許多單元被編程到已知(即，參考)狀態(tài)。在讀取重試期間，這些單元可被 讀取到精細(xì)粒度，且其分布用以估計主要單元群體。以此方式，檢測從標(biāo)稱的過多移位， 接著使用來自其的信息來引導(dǎo)英勇恢復(fù)偏置條件。此方法具有需要額外單元的缺點，這 對每一快閃存儲器電路小片添加了成本。另外，因為實踐中跟蹤單元群體遠(yuǎn)小于主要群 體，所以其統(tǒng)計數(shù)據(jù)可能不會以足夠準(zhǔn)確度反映群體移位。盡管如此，應(yīng)注意，對于跟 蹤單元所提供的優(yōu)點，可結(jié)合本發(fā)明而利用跟蹤單元。另一途徑是最小化故障可能性。舉例來說，在讀取重試的每一迭代期間利用的偏置 條件序列及ECC校正能力可經(jīng)設(shè)計以使得其將最小化ECC誤檢測或誤校正的可能性。 然而，此方法可能會導(dǎo)致較長的重試序列，這是因為系統(tǒng)通常首先嘗試最安全的組合， 且僅在耗盡較早、較安全的重試之后才嘗試攜載最大風(fēng)險的較強大組合。這通常并非為 穩(wěn)固的解決方案，且最佳結(jié)合安全保護來使用。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，存儲系統(tǒng)使用主要單元群體自身的知識作為安全保護以避 免英勇恢復(fù)重試在錯誤方向上偏置讀取。在基本實施例中，實施方案依賴于待克服的預(yù) 期干擾機制將較頻繁地使單元朝向較多擦除狀態(tài)移位的事實，且因此英勇恢復(fù)偏置將一 直處于較多擦除狀態(tài)的方向上。在正常讀取期間檢測到無法校正的ECC錯誤后，系統(tǒng) 將在經(jīng)擦除狀態(tài)的方向上以較小偏置增量在經(jīng)偏置條件下執(zhí)行許多讀取，且在每一步驟 處對每一狀態(tài)中的單元數(shù)目進行計數(shù)。系統(tǒng)接著將比較改變狀態(tài)的單元的數(shù)目且確定隨 每一步驟的改變梯度或速率。如果確定單元從一個群體移位到下一群體的速率隨每一步 驟增加，則辨別點將被理解為穿透一單元群體(例如，當(dāng)VBr負(fù)向移位過遠(yuǎn)時，穿透圖 1中的群體A)，在此情況下，系統(tǒng)將不調(diào)用英勇恢復(fù)。
作為額外安全保護，系統(tǒng)可在經(jīng)編程狀態(tài)的方向上在經(jīng)偏置條件下執(zhí)行許多讀取， 且如果確定單元從一個群體移位到下一群體的速率減小，則系統(tǒng)將不調(diào)用英勇恢復(fù)。僅 當(dāng)所有基于單元計數(shù)的條件均指示英勇恢復(fù)為適當(dāng)?shù)臅r才將調(diào)用英勇恢復(fù)。此想法的延 伸是使用單元群體的改變速率來在英勇恢復(fù)期間引導(dǎo)或限制偏置量。
可通過返回圖1來說明這些概念。狀態(tài)A及B的經(jīng)降級分布經(jīng)示意性展示為虛線分 布D'a及D'b,且展示顯著擴展，尤其是朝向較少編程(較低閾值電壓)條件的擴展。 目標(biāo)是確定用以在惡化現(xiàn)有錯誤的最小風(fēng)險的情況下最佳讀取B狀態(tài)的偏置條件或比 較點。為了說明簡單起見，從變化用于比較點的電壓的方面給出主要論述，在此情況下， 問題歸結(jié)為決定什么電壓是用以提取數(shù)據(jù)的最佳比較電壓。
如圖1中所示，相當(dāng)量的D'b已移位到VBrQ (標(biāo)稱讀取偏置條件)以下。如果錯誤 數(shù)目并非如此大以致壓倒ECC，則可基于此標(biāo)準(zhǔn)讀取而提取數(shù)據(jù)。如果正常讀取為不成 功的，則可采取英勇措施。展示了與英勇讀取相關(guān)聯(lián)的處于逐漸降低的電壓的許多次級 讀取點(在此實例中為三個電平VBrl、 VBr2、 VBr3)。這些次級讀取點中的每一者將逐漸 正確地檢測己移位到較低電壓的較多B狀態(tài)單元。然而，超過某一點，這些偏移讀取將 開始拾取位于A狀態(tài)分布的頂端處的離群值。如圖中所示，在Vw處，經(jīng)降低的讀取點
仍在很大程度上局限于D'b的底部部分，而在VBr3附近，讀取點已開始穿透D'a。(如詳 圖中所示，所計數(shù)的狀態(tài)的數(shù)目將為(D'a+D'b)，其在Vb,3與Vsr2之間開始具有不可忽
12略的作用)。因此，在此實例中，最佳讀取點或許稍微低于VBr2,但與VBd相比較接近
VBr2。本發(fā)明使用這些不同讀取點以確定分布的特征，且根據(jù)各種實施例，又確定這些 次級讀取點中的哪一者是提取數(shù)據(jù)或確立用以讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容的新讀取點的最佳選擇。在 圖1中，次級讀取點的最佳選擇將為VBr2，而在外推或內(nèi)插最佳(到所要準(zhǔn)確度)讀取 點的實施例中，這將稍微位于VjM的左側(cè)。
假設(shè)N()為位于VBr。上方的狀態(tài)的數(shù)目，Ni為位于VBn上方的狀態(tài)的數(shù)目，N2為位 于Vw上方的狀態(tài)的數(shù)目，且N3為位于V貼上方的狀態(tài)的數(shù)目。(此外，次級讀取點的
數(shù)目可根據(jù)實施例而變化)。請注意，實際上不需要在這些讀取中提取數(shù)據(jù)內(nèi)容(而且， 如果存在過多錯誤，則這甚至可能為不可能的)，而是僅需要確定位于讀取點上方的狀
態(tài)的數(shù)目。如圖l中所例示，這些數(shù)目中的每一者逐漸變大；但隨著其進一步移動到分
布的尾部中，這些數(shù)目中的每一者增加的量值(相對于讀取參數(shù)的改變)變小一一至少 直到其開始穿透下一較低狀態(tài)分布的上端為止。(請注意，如果讀取點未均勻地間隔開，
則優(yōu)選對此進行補償)。因此，重要的量是所述N值之間的差。 將N值之間的差稱為A，這給出
(N廣No)成o，
其中類似地定義Aw及A3,2。雖然各種N將不僅拾取B分布中的單元而且拾取任何 較高狀態(tài)，但這些較高狀態(tài)將對A^沒有作用，這是因為其作用在所述N值中的每一者 內(nèi)保持相同，且因此將抵消。而且，不需要數(shù)據(jù)內(nèi)容的實際讀取或ECC的評估，這是 因為在這點上過程僅嘗試找到用以執(zhí)行此數(shù)據(jù)提取的最佳(或足夠良好的)讀取點。在 圖1的實例中，△,,。將大于,使得VBr2與VBrl之間的讀取點將比VBrl與VBrQ之間的 讀取點好。然而，在A3,2稍大于Aw的情況下，VM有可能已開始侵占A分布。因此，
Vw可被用作用于數(shù)據(jù)提取的讀取點，或A3,2及Aw的值可經(jīng)分析以確定更佳的值。在 一個變型中，可執(zhí)行對V^2與VM之間的區(qū)域的額外讀取以改善所述過程。然而，沒有
必要找到最佳點，而是僅找到對于其可正確提取數(shù)據(jù)內(nèi)容的一個點。因此，選定讀取點 不需要為最佳點，而是簡單地為如上所述提供A的最佳(最低)值的這些同一組讀取點
中的一者。舉例來說，點VBr2或許為圖1中的最佳選擇且可用以提取數(shù)據(jù)內(nèi)容?；蛘撸?即使Ai,0大于A^且因此Vsr2好于VBrl (在正確讀取較多單元的含義上)，但如果 足夠小(例如小于一限度，所述限度可(例如)為可設(shè)定參數(shù))，則VBH可經(jīng)選擇以用 于提取數(shù)據(jù)。
雖然此處的論述是在找到用以提取數(shù)據(jù)內(nèi)容的讀取點的情形中，但其還可用以改進
例如在第5,657,332號美國專利中找到的那些方法等各種數(shù)據(jù)刷新或刷洗方法，其功能并非主要是向某外部(最終用戶/使用)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)，而是提供內(nèi)部內(nèi)務(wù)管理功能，所 述內(nèi)務(wù)管理功能限定于存儲器裝置自身內(nèi)。
到此為止已主要從變化存儲器單元的狀態(tài)與之進行比較的比較或參考電壓的方面 描述了對所述過程的論述，這是因為這或許是其中相對于圖1描述本發(fā)明的最容易情形。 然而，如此項技術(shù)中己知的，獨立于變化參考點或結(jié)合變化參考點來使用，保持讀取參 考值不變且改變正被讀取的單元上的偏置也可實現(xiàn)此目的。在EEPROM及其它基于電 荷存儲晶體管的存儲器技術(shù)中，此改變的單元偏置通常通過變化存儲器單元的控制柵極 電壓來完成，但同樣可變化源極、漏極或襯底(或甚至(例如)單元的NAND串內(nèi)的其 它晶體管)上的電平。舉例來說，相對于第5,657,332號美國專利的與圖6a相對比的圖 6b而論述與變化偏置條件相對比的變化參考電平，其中參考參數(shù)(或多個參數(shù))為電流。 類似地，雖然圖1的論述基于電壓比較，但如本文中明確引用的各種參考案中論述，可 使用指示單元的編程電平的其它參數(shù)(電壓、電流、時間或頻率)。此外，可通過各種 已知技術(shù)(參考單元、基于帶隙的產(chǎn)生器等)產(chǎn)生偏置電平、參考電平或兩者所需要的 所需電壓、電流等。
另外，本技術(shù)并不僅限于快閃存儲器。許多存儲器展現(xiàn)相對于圖l描述的特征，例 如在美國專利公開案US-2005-0251617-A1中描述的各種非易失性存儲器裝置；因此， 本發(fā)明的各種方面對于經(jīng)編程狀態(tài)的分布具有降級傾向的那些技術(shù)中的任一者具有較 大效用。其還可應(yīng)用于易失性存儲器，所述易失性存儲器遭受類似于相對于圖1描述的 降級的由于泄漏或其它數(shù)據(jù)汲取(例如，在其中可能存在電容器泄漏的DRAM中)引 起的此類別降級。而且，如上文所述，雖然圖l展示僅兩個狀態(tài)，但本發(fā)明不僅適用于 二進制存儲器(其中A及B為唯一狀態(tài))，而且適用于多狀態(tài)存儲器(其中A及B表示 多狀態(tài)存儲器的兩個相鄰狀態(tài))。
在具有控制器部分及存儲器部分的存儲器裝置的典型實施例中，在固件實施方案中 在多數(shù)情況下將經(jīng)由控制器管理此過程。在其它實施例中，倘若存儲器單元具有足夠能 力，那么可在存儲器自身上執(zhí)行所述過程，或者所述過程可分布于控制器與存儲器部分 之間。在另外實施例中，例如在缺少完整控制器的存儲卡(例如，xD卡或存儲棒)內(nèi)， 可由主機來管理所述過程的一些或所有部分。對于這些變型中的任一者來說，所述過程 的不同部分可實施于硬件、軟件、固件或這些的組合中。
圖2為用以說明本發(fā)明的各種方面中的一些方面的流程圖。在執(zhí)行使用普通偏置條 件及參考值的標(biāo)準(zhǔn)讀取過程時，過程開始于步驟201處。在步驟203處，確定是否從存 儲器單元成功提取了數(shù)據(jù)內(nèi)容。如果讀取為成功的(來自步驟203的是)，則發(fā)送出存
14儲在單元中的數(shù)據(jù)(205)。舉例來說，存儲器可能具有某種量的錯誤但在對應(yīng)錯誤校正 碼的限度內(nèi)，在此情況下仍可提取資料內(nèi)容。(如果存在某種量的錯誤但仍可提取內(nèi)容， 則可視情況執(zhí)行刷洗操作。)
假如所述讀取不成功，例如返回ECC無法校正錯誤信號而非數(shù)據(jù)，則過程進入以 步驟207開始的本發(fā)明的主要方面。在一些實施例中，過程可直接從步驟207跳躍(消 除測試條件203)，其中作為標(biāo)準(zhǔn)感測操作的部分來確定優(yōu)選讀取條件，或?qū)﹂_始于207 處的過程的調(diào)用可能是由于除步驟203處的確定以外的其它原因，例如如果自從上一讀 取后已過去了某一時間量或先前已執(zhí)行了大量可能有干擾的操作。在步驟207處，確立 次級讀取條件中的第一者。這些次級讀取條件可以許多方式不同于正常讀取，所述條件 可個別或組合地使用。這些次級讀取條件中的一者是移位讀取比較參數(shù)的值，例如指示 狀態(tài)的電壓、電流、時間或其它參數(shù)值。(這類似于第5,657,332號美國專利的圖6b中 針對基于電流的比較所展示的內(nèi)容)。另一者是改變正被讀取的單元上的偏置條件。對 于示范性快閃存儲器實施例及其它電荷存儲晶體管實施例來說，這通常通過改變施加到 單元的控制柵極電壓來完成(如在第5,657,332號美國專利的圖6a中)，但這還可使用 對源極/漏極電壓電平的改變、NAND串中的其它柵極電平或其它偏置移位代替(或加上) 更改控制柵極電平來完成。
在步驟209處執(zhí)行次級讀取。在"英勇恢復(fù)"的較多基本實施方案中，如果次級讀 取成功，則在此點處可輸出數(shù)據(jù)。如上文所提及，此評估不需要是提取數(shù)據(jù)的完整含義 中的讀取，而是僅需要對對準(zhǔn)于比較點上方的單元的數(shù)目進行計數(shù)。
在步驟211、 213及215中找到本發(fā)明的主要方面中的一些方面。在步驟211處， 在211處確定所讀取的狀態(tài)數(shù)目的改變。這將比較(例如)在正常讀取參數(shù)上方的單元 數(shù)目及在第一次級讀取參數(shù)上方的單元數(shù)目之間的差與在第一次級讀取參數(shù)上方的單 元數(shù)目及在第二次級讀取參數(shù)上方的單元數(shù)目之間的差。如上文所述，完成此操作以確 定分布的特征。舉例來說，如果在從正常讀取轉(zhuǎn)到第一次級讀取中僅拾取少許額外單元， 但在從第一次級讀取轉(zhuǎn)到第二次級讀取中拾取較多額外單元，則第二次級讀取的讀取點 或偏置移位有可能過遠(yuǎn)且正穿透到下一數(shù)據(jù)狀態(tài)的分布中。
在步驟213處，確定是否將執(zhí)行更多次級讀取。次級讀取的數(shù)目可為固定值(例如， 作為可設(shè)定參數(shù))或可基于早期讀取的結(jié)果而確定。在固定值實例中，在每一迭代處將 使跟蹤補充讀取的參數(shù)遞增，且步驟213將決定其是否已達到其限值。在使用早期評估 的實施例中，213可(例如)確定A是否已開始增加。甚至在基于早期讀取而決定步驟 213的實施例中，跟蹤迭代數(shù)目且設(shè)定這些迭代的最大數(shù)目也可能是有用的。如果將執(zhí)行更多讀取，則流程循環(huán)回到步驟207;如果否，則其進入步驟215。
在步驟215中，確定將提取數(shù)據(jù)的讀取條件。這可為在步驟209處執(zhí)行的讀取或額
外讀取中的一者，在此情況下，在步驟217處執(zhí)行額外讀取。在任一情況下，發(fā)送出存
儲在單元中的數(shù)據(jù)(205)。
因此，本實例應(yīng)視為說明性而非限制性的，且本發(fā)明不應(yīng)限于本文中給出的細(xì)節(jié)，
而是可在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進行修改。
權(quán)利要求
1.一種在具有多個存儲器單元的存儲器裝置中讀取所述存儲器單元以確定所述存儲器單元中的哪些存儲器單元含有對應(yīng)于數(shù)據(jù)狀態(tài)中的選定一者的數(shù)據(jù)的方法，所述多個存儲器單元每一者存儲至少兩個數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一者，所述方法包含在第一參考條件下評估所述存儲器單元；在多個次級參考條件下評估所述存儲器單元；及基于比較在所述第一參考條件下與在所述第二參考條件下評估的存儲器單元的數(shù)目而確定讀取條件，在所述讀取條件下將確定含有對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)狀態(tài)中的所述選定一者的數(shù)據(jù)的所述存儲器單元，其中基于在所述多個參考條件下評估的存儲器單元的數(shù)目的改變速率來確定所述讀取條件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其進一步包含確定所述第一參考條件下的評估結(jié)果是否具有不可接受的錯誤，其中所述在所述 多個次級參考條件下評估所述存儲器單元響應(yīng)于第一參考點處的所述評估結(jié)果具 有不可接受的錯誤。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定所述第一參考條件下的所述評估結(jié)果是 否具有不可接受的錯誤是基于錯誤校正碼結(jié)果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述所確定的讀取條件是所述次級參考條件中的一者。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述所確定的讀取條件是不同于所述第一及次級參考條件中的一者的參考條件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個評估條件使用相同的偏置條件但使用不 同的參考點。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述參考點是電流電平。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述參考點是電壓電平。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述參考點是時間值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述第一參考條件是第一偏置條件集合，且所述 多個次級參考條件是多個次級偏置條件集合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述第一偏置條件集合及所述次級偏置條件集 合通過不同的控制柵極電壓來區(qū)分彼此。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述存儲器單元是非易失性存儲器單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述存儲器單元是電荷存儲裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述存儲器裝置是快閃存儲器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單元的存儲 器及控制器，其中所述確定讀取條件在所述存儲器內(nèi)執(zhí)行。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單元的存儲 器及控制器，其中所述確定讀取條件由所述控制器來執(zhí)行。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一參考條件由一個或一個以上參考單元來 確立。
18. —種確定具有多個存儲器單元的存儲器裝置的數(shù)據(jù)內(nèi)容的方法，所述多個存儲器單 元每一者存儲至少兩個數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一者，所述方法包含使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件評估所述存儲器單元；確定使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的所述評估是否具有不可接受的錯誤水平；響應(yīng)于使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的所述評估具有不可接受的錯誤水平，使用多個次級讀 取條件執(zhí)行對所述存儲器單元的評估；基于使用所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件及所述多個次級讀取條件的所述評估的結(jié)果而提取 關(guān)于所述存儲器單元的經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信息；及確定不同于所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的經(jīng)修改的讀取條件，在所述經(jīng)修改的讀取條件下 將評估所述存儲器單元以基于關(guān)于所述經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的所述信息而確定其 數(shù)據(jù)內(nèi)容。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述提取關(guān)于所述存儲器單元的所述經(jīng)編程狀 態(tài)群體分布的信息包括比較使用所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件評估的存儲器單元的數(shù)目、使用所述多個次級讀取條件評估的存儲器單元的數(shù)目及在所述標(biāo)準(zhǔn)和次級讀取條件下 評估的存儲器單元的數(shù)目的改變速率。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述確定使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的所述評估是否具 有不可接受的錯誤水平是基于錯誤校正碼結(jié)果。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述經(jīng)修改的讀取條件是所述次級讀取條件中 的一者。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述經(jīng)修改的讀取條件是不同于標(biāo)準(zhǔn)讀取條件 及所述次級讀取條件中的一者的讀取條件。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述多個讀取條件使用相同的偏置條件但使用 不同的參考點。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述參考點是電流電平。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述參考點是電壓電平。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述參考點是時間值。
27. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件是第一偏置條件集合，且所 述多個次級讀取條件是多個次級偏置條件集合。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第一偏置條件集合及所述次級偏置條件集 合通過不同的控制柵極電壓來彼此區(qū)分。
29. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述存儲器單元是非易失性存儲器單元。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述存儲器單元是電荷存儲裝置。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述存儲器裝置是快閃存儲器。
32. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單元的存 儲器及控制器，其中所述提取關(guān)于所述存儲器單元的所述經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信 息及所述確定經(jīng)修改的讀取條件是在所述存儲器內(nèi)執(zhí)行。
33. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單元的存 儲器及控制器，其中所述提取關(guān)于所述存儲器單元的所述經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信 息及所述確定經(jīng)修改的讀取條件由所述控制器來執(zhí)行。
34. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件由一個或一個以上參考單元 來確立。
35. —種存儲器裝置，其包含存儲器單元陣列，所述存儲器單元每一者存儲至少兩個數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一者；讀取電路，其可連接到所述陣列以在第一參考條件下及在多個次級參考條件下評估所述存儲器單元；及邏輯與控制電路，其可連接到所述讀取電路以基于比較在所述第一參考條件下與 在所述第二參考條件下評估的存儲器單元的數(shù)目而確立讀取條件，在所述讀取條件 下將確立含有對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)狀態(tài)中的選定一者的數(shù)據(jù)的所述存儲器單元，其中基 于在所述多個參考條件下評估的存儲器單元的數(shù)目的改變速率而確立所述讀取條 件。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述邏輯與控制電路可進一步連接到所 述讀取電路以確定所述第一參考條件下的評估結(jié)果是否具有不可接受的錯誤，其中 所述讀取電路響應(yīng)于所述第一參考點下的所述評估結(jié)果具有不可接受的錯誤而在 所述多個次級參考條件下評估所述存儲器單元。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的存儲器裝置，其進一步包含錯誤校正碼電路，其中所述確 定所述第一參考條件下的所述評估結(jié)果是否具有不可接受的錯誤是基于錯誤校正 碼結(jié)果。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述所確立的讀取條件是所述次級參考 條件中的一者。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述所確立的讀取條件是不同于所述第 一及次級參考條件中的一者的參考條件。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述多個評估條件使用相同的偏置條件 但使用不同的參考點。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的存儲器裝置，其中所述參考點是電流電平。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的存儲器裝置，其中所述參考點是電壓電平。
43. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的存儲器裝置，其中所述參考點是時間值。
44. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述第一參考條件是第一偏置條件集合， 且所述多個次級參考條件是多個次級偏置條件集合。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的存儲器裝置，其中所述第一偏置條件集合及所述次級偏置 條件集合通過不同的控制柵極電壓來區(qū)分彼此。
46. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述存儲器單元是非易失性存儲器單元。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的存儲器裝置，其中所述存儲器單元是電荷存儲裝置。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置是快閃存儲器。
49. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單 元的存儲器及控制器，其中所述邏輯與控制電路位于所述存儲器內(nèi)。
50. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單 元的存儲器及控制器，其中所述邏輯與控制電路的實質(zhì)部分位于所述控制器上。
51. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的存儲器裝置，其進一步包含多個參考單元，其中所述第一 參考條件由所述參考單元中的一者或一者以上來確立。
52. —種存儲器裝置，其包含存儲器陣列，其具有多個存儲器單元；讀取電路，其可連接到所述存儲器陣列以使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件及多個次級讀取條件 來評估所述存儲器單元；及控制與邏輯電路，其可連接到所述讀取電路以確定使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的評估是否 具有不可接受的錯誤水平，且響應(yīng)于使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的所述評估具有不可接受的錯誤水平而使用多個次級讀取條件執(zhí)行對所述存儲器單元的評估，基于使用所述標(biāo) 準(zhǔn)讀取條件及所述多個次級讀取條件的所述評估的結(jié)果而提取關(guān)于所述存儲器單 元的經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信息，且確立不同于所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的經(jīng)修改的讀取 條件，在所述經(jīng)修改的讀取條件下將評估所述存儲器單元以基于關(guān)于所述經(jīng)編程狀 態(tài)群體分布的所述信息而確定其數(shù)據(jù)內(nèi)容。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述控制與邏輯電路通過比較使用所述 標(biāo)準(zhǔn)讀取條件評估的存儲器單元的數(shù)目、使用所述多個次級讀取條件評估的存儲器 單元的數(shù)目及在所述標(biāo)準(zhǔn)和次級讀取條件下評估的存儲器單元的數(shù)目的改變速率 來提取關(guān)于所述存儲器單元的所述經(jīng)編程狀態(tài)群體分布的信息。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的存儲器裝置，其進一步包含錯誤校正碼電路，其中所述確 定使用標(biāo)準(zhǔn)讀取條件的所述評估是否具有不可接受的錯誤水平是基于錯誤校正碼 結(jié)果。
55. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述經(jīng)修改的讀取條件是所述次級讀取 條件中的一者。
56. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述經(jīng)修改的讀取條件是不同于所述標(biāo) 準(zhǔn)及次級讀取條件中的一者的讀取條件。
57. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述多個讀取條件使用相同的偏置條件 但使用不同的參考點。
58. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的存儲器裝置，其中所述參考點是電流電平。
59. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的存儲器裝置，其中所述參考點是電壓電平。
60. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的存儲器裝置，其中所述參考點是時間值。
61. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述標(biāo)準(zhǔn)讀取條件是第一偏置條件集合， 且所述多個次級讀取條件是多個次級偏置條件集合。
62. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的存儲器裝置，其中所述第一偏置條件集合及所述次級偏置 條件集合通過不同的控制柵極電壓來區(qū)分彼此。
63. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述存儲器單元是非易失性存儲器單元。
64. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的存儲器裝置，其中所述存儲器單元是電荷存儲裝置。
65. 根據(jù)權(quán)利要求64所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置是快閃存儲器。
66. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單 元的存儲器及控制器，其中所述控制與邏輯電路位于所述存儲器內(nèi)。
67. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置包括含有所述存儲器單元的存儲器及控制器，其中所述邏輯與控制電路的實質(zhì)部分位于所述控制器上。
68.根據(jù)權(quán)利要求52所述的存儲器裝置，其進一步包含多個參考單元，其中所述第一 參考條件由所述參考單元中的--者或一者以上來確立。
全文摘要
本發(fā)明呈現(xiàn)一種存儲器，其在所存儲狀態(tài)分布被降級時使用數(shù)種技術(shù)來提取其存儲元件的數(shù)據(jù)內(nèi)容。如果所述所存儲狀態(tài)分布已降級，則使用經(jīng)修改的讀取條件來執(zhí)行對存儲器單元的次級評估?；谶@些補充評估的結(jié)果，存儲器裝置確定用以最佳地決定所存儲數(shù)據(jù)的讀取條件。
文檔編號G11C16/28GK101517656SQ200780035306
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者丹尼爾·C·古特曼, 卡洛斯·J·岡薩雷斯 申請人:桑迪士克股份有限公司