專利名稱：一種快閃存儲器件及控制方法
—種快閃存儲器件及控制方法Mit本發(fā)明涉及一種提高快閃存儲器件和使用快閃存儲器件的電子單元的操作效率的方法和設備。過去幾年中，固態(tài)硬盤(SSD)在許多電子單元中變得越來越普遍。這些SSD大部分使用快閃存儲器件來存儲數(shù)據(jù)?？扉W存儲器件典型地包括浮柵場效應晶體管(FET)作為它們的存儲元素，該存儲元素可實現(xiàn)NOR快閃存儲和/或NAND快閃存儲。浮柵FET除包括FET發(fā)現(xiàn)中的普通柵極外還包括一個第二、浮置的柵極。通過在FET的浮置柵極上放置電荷，可改變FET的閾值電壓(Vt)以反映單層快閃單元的二進制“I”或二進制“O”或多層快閃單元(MLC)中更復雜的
二進制值?？扉W存儲器件依塊來排列，每塊包括多個頁，并且每頁包括多個字節(jié)。通常，一頁包括512、2048或4096個字節(jié)。在某些情況下，該頁甚至可包括更多的字節(jié)。一種為快閃存儲器件的操作參數(shù)而設置的激勵用于快閃存儲器件以設置該快閃存儲器件中的二進制值?？扉W存儲器件的操作參數(shù)可包括讀取電壓電平、寫入電壓電平、擦除電壓電平、讀取電流電平、寫入電流電平、擦除電流電平、讀取電壓持續(xù)時間、寫入電壓持續(xù)時間、擦除電壓持續(xù)時間、閾值電流、閾值電壓、電流和電壓的增長率、單程序操作或擦除操作的電流和電壓應用的若干重復周期、重復周期內(nèi)電流和電壓的變化率、重復周期內(nèi)采取步驟的數(shù)目和/或導通電壓中的一個或多個。用于快閃存儲器件的電壓在近似OV至35V范圍內(nèi)變化。用于快閃存儲器件的電流在幾微安至小于100毫安范圍內(nèi)變化。重復周期數(shù)典型地從I個周期至20個周期變化。每個操作參數(shù)由控制寄存器值或控制寄存器值的一部分來實例化?？刂萍拇嫫魇谴鎯ζ鞯囊粋€物理部件，典型地包含8個比特，用來對操作參數(shù)進行編碼。因此，貫穿本說明書以下部分，對操作參數(shù)的任意提及都應當理解為指的是存儲在控制寄存器中的值。對電激勵的提及應當理解為指的是用于快閃存儲器件的實際電信號?？扉W存儲驅動器或快閃存儲單元可包含一個或多個快閃存儲器件?？扉W存儲器件的問題之一是浮柵FET由于每次程序操作(如讀取操作或寫入操作)以及每次對快閃存儲器件執(zhí)行的擦除操作而隨時間退化。每次操作之后，浮柵FET中的存儲元素的結構會受到損壞，這降低了浮柵FET在二進制“ I ”和二進制“O”之間轉換狀態(tài)的效率。每種情況下對浮柵FET造成的退化量與電流電平、電壓電平及浮柵FET上電流和電壓的曝光時間成正比。浮柵FET上的電激勵、浮柵FET上的電激勵的重復次數(shù)和浮柵FET上的電激勵的變化率是用于執(zhí)行用在快閃存儲器件中的浮柵FET上的寫入和/或擦除操作 的所有因素，并因而是浮柵FET的退化級別的所有因素。當前影響快閃存儲器件的另一個問題是電荷以注入電子的形式殘留在快閃存儲器件的浮柵FET的絕緣氧化部分中。該電荷阻礙了電子流入和流出浮柵FET的絕緣氧化部分，因此使得浮柵FET在二進制“I”和二進制“O”間轉換狀態(tài)逐漸更加困難。該電荷提高了快閃存儲器件無法可靠地編程或擦除的時間。然而，快閃存儲器件的一個更深層的問題是電荷會隨著時間而從浮柵FET的浮置柵極泄漏。重要的是確保在浮置柵極上有充足的電荷，使得浮柵FET將在規(guī)定時段內(nèi)(稱為保存期)保持設置在相同的邏輯狀態(tài)。根據(jù)快閃存儲器件的預期應用，該保存期典型地在3個月至10年之間。隨著時間的流逝，浮置柵極上的電荷將從電絕緣柵極泄漏，并且電荷從浮置柵極泄漏的速率將部分地決定快閃存儲器件的操作壽命。上面所提問題降低了快閃存儲器件的操作效率，而且早已有試圖解決這些問題的方法。由于這些問題，使得快閃存儲器件具有有限的操作壽命，并且典型地，對于單層單元而言，該操作壽命可達到100，000次的編程和/或擦除操作，或對于MLC而言可達到10，000次的編程和/或擦除操作。因此，為了提供操作上盡可能有效率的快閃存儲器件，電激勵以及與電激勵(用于向快閃存儲器件的浮置柵極放置和提取大量電荷)相關的氧化層退化量必須與快閃存儲器件的性能相均衡以在上面提到的保存期內(nèi)保存那些電子。如果長時間使用特別高的操作參數(shù)，與使用具有更低電激勵級別的操作參數(shù)的快閃存儲器件相比，注入發(fā)生地相對迅速，并且因此快閃存儲器件的退化也將發(fā)生地相對迅速。可替代地，如果操作參數(shù)被設定為低電流或電壓，由于即使快閃單元的最低退化量也會使得采用低電流或電壓信號的快閃存儲很難正確地寫入或讀取，則該快閃存儲器將迅速地變?yōu)椴豢捎?。此外，由于電荷會隨時間從絕緣浮置柵極泄漏，因此浮置柵極上低電荷水平會導致數(shù)據(jù)保持時間相對較短。如果在浮置柵極上使用低電荷水平，數(shù)據(jù)保持時間會相對較短，而快閃存儲器件的操作壽命也會顯著減少。因此，如果想獲得良好的均衡，設計工程師在為快閃存儲器件選擇操作參數(shù)中的作用非常重要。然而，目前對快閃存儲器件的操作參數(shù)的設定過程并不非?？茖W。典型地，設計工程師會采用被發(fā)現(xiàn)適用于先前制造的多批快閃存儲器件的一套操作參數(shù)。由于設計工程師不知道快閃存儲器件如何部署，因此在選擇操作參數(shù)時會選擇“中間路線”的方法。明顯地，在某些取決于快閃存儲器件所執(zhí)行的操作的情況下，這可能不是正確的方法。由于制造過程差異、原材料差異等，一套通用的操作參數(shù)并不能完美地適用于所有批次的快閃存儲器件。換言之，為了充分利用任意特定批次的快閃存儲器件，一套通用操作參數(shù)不能完美地適用于該特定批次快閃存儲器件。根據(jù)每批快閃存儲器件的內(nèi)在耐久性和保持特征，該批次快閃存儲器件都具有延長壽命的可能。基于以前制造的多批快閃存儲器件的歷史數(shù)據(jù)而選擇的操作參數(shù)并不完全可靠，并可導致快閃存儲器件的退化加速從而使得該快閃存儲器件的操作壽命更短。另外，由于在制造快閃存儲器件時設定了操作參數(shù)，因此這些操作參數(shù)不太可能完美地適用于該快閃存儲器件操作壽命中所有階段的每個快閃存儲器件。這是由于注入和退化過程改變了該快閃存儲器件的行為并導致部分或所有的操作參數(shù)已不再完美。 快閃存儲器件的退化速率嚴重地依賴快閃存儲器件所經(jīng)歷的應用類型。例如，用在記憶棒中的快閃存儲器件會面臨更少的狀態(tài)改變，因此不需要大的耐久等級但會經(jīng)歷相對大量的掉電周期并從而需要良好的保持時間。與之相反，用于企業(yè)存儲陣列的快閃存儲器件的經(jīng)歷會基本相反一頻繁的狀態(tài)改變但很少的掉電周期。目前，眾所周知的是使用損耗均衡技術可以使閃存驅動中的快閃存儲器件會隨時間均勻地退化。包含快閃存儲器件的電子單元中的軟件程序或閃存驅動器本身跟蹤哪個快閃存儲器件已被使用并管理對該快閃存儲器件的數(shù)據(jù)讀取和寫入，因此當相互比較時，所有讀取和寫入的快閃存儲器件數(shù)量大體相等。以此方式，由于讀取/寫入操作退化的影響被分散到快閃存儲器件內(nèi)所有快閃單元，因此會提高快閃存儲器件的總操作壽命。雖然本方案是有益的，但是由于該方法沒有嘗試遏制快閃存儲器件的損耗和退化而是設法使損耗和退化均勻地展開，所以還是存在問題。在快閃存儲器件的操作壽命內(nèi)，控制器沒有嘗試通過控制寄存器來修改操作參數(shù)，也沒有嘗試補償快閃存儲器件將經(jīng)歷的不同操作功能?？扉W存儲器件允許在浮柵FET的壽命期內(nèi)改變電激勵級別也是眾所周知的，然而，操作參數(shù)是不能改變的。換言之，浮柵FET可以具有向快閃存儲器件寫入的最大重復周期數(shù)的操作參數(shù)。如果在最大重復周期數(shù)內(nèi)仍沒有成功地向該快閃存儲器件寫入，則將該快閃存儲器件標記為不可操作，并選擇該閃存驅動器上一個不同的快閃存儲器件進行寫入。在浮柵FET壽命的初期，盡管控制寄存器中存儲的最大重復周期值可能是15，但可能只執(zhí)行5次嘗試。隨著浮柵FET的老化，執(zhí)行的嘗試次數(shù)提高至由控制寄存器中的操作參數(shù)規(guī)定的最大數(shù)。以此方式，顯而易見的是電激勵隨著快閃存儲器件的老化而提高，然而，操作參數(shù)不變。因此，盡管連續(xù)編程和/或擦除操作之間的電激勵可能發(fā)生改變，但寄存器值從不會改變。操作參數(shù)在快閃存儲器件制造廠計算，在快閃存儲器件制造廠實例化，并且在快閃存儲器件的壽命期內(nèi)不改變。迄今為止，在制造時初始設定參數(shù)之后，操作參數(shù)被認為是不可更改且固定的。用于浮柵FET的電激勵變量被限制于由浮柵FET的操作參數(shù)設定的上限和/或下限內(nèi)。由于對快閃存儲器件執(zhí)行的讀/寫操作的粗糙性，快閃存儲器件會徹底退化。本發(fā)明的目的是提供一種克服以上所提問題中的至少一個問題的裝置/方法，并提高快閃存儲器件的操作壽命，從而提高包括快閃存儲器件的電子單元的操作壽命。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種提高快閃存儲器件的操作壽命的方法，其中該方法包括在該快閃存儲器件操作壽命期內(nèi)調(diào)整快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的步驟。提供一種改變快閃存儲器件的一個或多個操作寄存器中的操作參數(shù)或參數(shù)值的方法的優(yōu)點是可以提高快閃存儲器件的操作效率。初始時可采用相對低的電激勵寫入、讀取和擦除快閃存儲器件中的快閃單元。由于隨著時間會發(fā)生狀態(tài)改變，快閃存儲器件中的快閃單元會開始退化，比關切有必要移動閾值和/或增加用于快閃存儲器件的電激勵以確保執(zhí)行適當?shù)膶懭?、讀取和/或擦除指令。本質(zhì)上，本發(fā)明通過在快閃存儲器件的操作壽命期內(nèi)改變相應的寄存器值來改變操作參數(shù)。 然而，到目前為止，沒人考慮調(diào)整控制寄存器中固定的操作參數(shù)以提高快閃存儲器件的操作效率。操作參數(shù)一直被認為是不可變更的，且在浮柵FET的常規(guī)操作中是不能輕易可調(diào)整的。通常情況下，必須將測試模式輸入到允許執(zhí)行調(diào)整浮柵FET的操作參數(shù)的命令中。一個強烈的跡象顯示，浮柵FET中的操作參數(shù)如此不可變更和固定，并且通常情況下快閃存儲器件被認為是現(xiàn)有技術?？扉W存儲器件的操作參數(shù)可以在動態(tài)模式下進行調(diào)整以提高快閃存儲器件的操作效率并允許快閃存儲器件在更多情況下更有效地操作的實現(xiàn)被認為是本發(fā)明中重要的一步。本發(fā)明還涉及一種提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，保存在一個決定快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)受到調(diào)提供一種改變快閃存儲器件的一個或多個操作寄存器中的操作參數(shù)或參數(shù)值的方法的優(yōu)點是可以提高快閃存儲器件的操作效率。操作效率包括操作壽命、操作要求(如編程和擦除操作的電壓和電流要求)；并且，由于不同的快閃存儲器件取決于該快閃存儲器件如何部署，因此操作效率也不同。在另一個實施方案中，該快閃存儲器件的操作參數(shù)在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。在另一個實施方案中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。在另一個實施方案中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)得到提聞。在另一個實施方案中，該方法進一步包括在制造階段內(nèi)通過從多套不同的操作參數(shù)中基于對快閃存儲器件進行測試來選擇一套最佳操作參數(shù)而對快閃存儲器件進行校準的步驟。在另一個實施方案中，校準快閃存儲器件步驟中的測試是在制造階段內(nèi)在該快閃存儲器件內(nèi)一個或更多個預先指定的壞塊上執(zhí)行的。壞塊是同樣由該制造商在制造時預先指定的。在另一個實施方案中，該方法進一步包括跟蹤該快閃存儲器件的操作時間并響應于所跟蹤的快閃存儲器件操作時間來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的步驟。在另一個實施方案中，該方法進一步包括分析預定時間段內(nèi)由該快閃存儲器件所執(zhí)行的操作類型并響應于該分析來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的步驟。在另一個實施方案中，該方法是通過將該快閃存儲器件置于測試模式下以校準、調(diào)整和/或適配該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)來執(zhí)行的。在另一個實施方案中，該方法進一步包括分析一具體批次的快閃存儲器件以確定完美地適用于該特定批次的快閃存儲器件的多個操作參數(shù)。在另一個實施方案中，該方法進一步包括修改一個操作參數(shù)以在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)調(diào)整該快閃存儲器件中的邏輯電平的一個或多個門限。本發(fā)明進一步涉及一種快閃存儲器件，該快閃存儲器件包括一個存儲塊陣列和一個控制器，其中，該控制器用于管理對該存儲塊陣列的寫入和擦除操作；由此，該控制器包括一個操作參數(shù)管理單元，該單元用于在快閃存儲器件的壽命期內(nèi)改變快閃存儲器件中的存儲塊的一個操作參數(shù)。提供一種改變快閃存儲器件的一個或多個操作寄存器中的操作參數(shù)或參數(shù)值的方法的優(yōu)點是可以提高快閃存儲器件的操作效率。在另一個實施方案中，保存在一個決定快閃存儲器件的操作參數(shù)的控制寄存器中的一個值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的受到調(diào)整。在另一個實施方案中，該快閃存儲器件的操作參數(shù)在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。在另一個實施方案中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。在另一個實施方案中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)得到提聞。在另一個實施方案中，在制造過程中通過從多套不同的操作參數(shù)中基于對快閃存儲器件進行測試選擇一套最佳操作參數(shù)來校準該快閃存儲器件。在另一個實施方案中，該快閃存儲器件的測試是在該快閃存儲器件內(nèi)一個或更多個預先指定的壞塊上執(zhí)行的。壞塊同樣由壞塊制造商預先指定。在另一個實施方案中，該控制器跟蹤快閃存儲器件的一個操作時間并響應于所跟蹤的該快閃存儲器件操作時間來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)。在另一個實施方案中，該控制器分析預定時間段內(nèi)由該快閃存儲器件所執(zhí)行的操作類型并響應于該分析來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)。在另一個實施方案中，該快閃存儲器件被置于測試模式下以校準、調(diào)整和/或適配該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)。在另一個實施方案中，分析一具體批次的快閃存儲器件以確定完美地適用于該特定批次的快閃存儲器件的多個操作參數(shù)。在另一個實施方案中，該控制器修改一個操作參數(shù)以在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)調(diào)整該快閃存儲器件中的邏輯電平的一個或多個門限。在另一個實施方案中，該操作參數(shù)包括編程電流、編程電壓、擦除電流、擦除電壓、若干重復周期和執(zhí)行程序和/或擦除操作的重復循環(huán)速率、門限電壓、門限電流和導通門限中的一個或多個。在另一個實施方案中，在存儲塊陣列和控制器間建立了一個第一通信鏈路以管理寫入和擦除操作，并且在存儲塊陣列和控制器間建立了一個第二單獨的通信鏈路以改變快閃存儲器件中的存儲塊的操作參數(shù)。實施方案的詳細描述僅通過舉例并參照附圖從以下一些實施方案的說明可更清楚地理解本發(fā)明，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一種快閃存儲器件的圖形表示；以及，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種快閃存儲器件的另一個實施方案的圖形表示。參照

圖1，此處提供了總體上由參考數(shù)字100表示的一個快閃存儲器件。該快閃存儲器件100包括一個快閃存儲單元102和一個相應的控制器104。該控制器104用于管理對快閃存儲單元102的讀取、寫入和/或擦除操作。該快閃存儲器件的控制算法存儲在控制器104上。通過多條通信鏈路106在閃存102和控制器104間傳輸管理信號。留出部分控制器存儲器作為操作參數(shù)管理單元108。操作參數(shù)管理單元108通過 通信鏈路110 (可能是專用或復用)向快閃存儲單元102發(fā)送信號并從其接收信號。操作參數(shù)管理單元108將設置向快閃存儲單元102寫入、從快閃存儲單元102讀取和/或擦除至少部分快閃存儲單元102所需要的電壓電平和電壓周期。操作參數(shù)管理單元108將從快閃存儲單元102和/或控制器104接收與對快閃存儲單元102所執(zhí)行的操作類型相關的信例如，如果快閃存儲單元102作為長期數(shù)據(jù)存儲單元來使用，則執(zhí)行的絕大多數(shù)操作將會是讀取和寫入操作。將會執(zhí)行很少的擦除操作，并且因此這會影響快閃存儲單元102所承受的退化類型。因此，可以響應于采用快閃存儲單元102的方式并且具體地響應于快閃存儲器件100受到的退化類型來調(diào)整快閃存儲單元102的操作參數(shù)。類似地，除了這種類型的閃存管理之外或作為其替代方案，操作參數(shù)管理單元108還用于跟蹤快閃存儲單元102的操作時間。隨著快閃存儲單元102的操作時間的提高，考慮到由于快閃存儲單元102的年齡而自然發(fā)生的退化，與快閃存儲單元102結合使用的操作參數(shù)可能發(fā)生改變。操作參數(shù)管理單元108還可以用于在快閃存儲器件100的制造期間校準快閃存儲單元102，并且因此管理單元或其一部分可駐存在工業(yè)組件測試儀中?？扉W存儲單元102的校準是通過對閃存單元102執(zhí)行許多讀取、寫入和擦除操作來評估對特定閃存單元102來說什么是最佳的操作參數(shù)來實施的?？梢韵胂蟮氖窃谝粋€優(yōu)選實施方案中可以創(chuàng)建多套不同的操作參數(shù)并從該多套不同的操作參數(shù)中選擇一套最佳的操作參數(shù)。因此，通過采用初始校準技術可解釋出現(xiàn)在個別批次快閃存儲器件中的具體復雜性和變化性。在另一個優(yōu)選實施方案中，快閃存儲器件100的校準是通過對閃存單元102的預先指定的部分進行測試來執(zhí)行的，這些部分已經(jīng)由制造商指定作為閃存單元102的退化或壞的部分。選自該多套不同操作參數(shù)的一套最佳操作參數(shù)的選擇是通過以下方法實施的采用一個或多個機器學習算法，比如遺傳算法或模擬退火和/或演進策略、基于自動產(chǎn)生的多套參數(shù)生成數(shù)學模型、和/或人工模型分析、與閃存設計和制造中使用的組件的相關說明書、以及從以上所提機器學習算法中獲得的結果。閃存單元102的操作參數(shù)可存儲在操作參數(shù)存儲分區(qū)112中。參照圖2，提供了快閃存儲器件200的另一個實施方案，其中，為前面已描述的類似部件分配了相同的參考數(shù)字。該快閃存儲器件200包括一個閃存單元102和一個相關控制器104。該控制器104通過通信鏈路106與閃存單元102通信。將控制器104的一部分分配為用于管理閃存單元102的操作參數(shù)的操作參數(shù)管理單元108。操作參數(shù)管理單元108通過通信鏈路Iio (專用或多路復用)與閃存單元102通信。該閃存單元102包括多個塊202。每個塊202包括多個不同的頁(未示出)，這些頁輪流包括多個字節(jié)(未示出)。如上所述，該操作參數(shù)管理單元108用于通過執(zhí)行校準來初始設定閃存單元102的操作參數(shù)?？梢韵胂蟮氖窃撔什僮鲗⒃谥圃祀A段完成。然而，應當理解的是可以在快閃存儲器件200的操作壽命的后期執(zhí)行校準甚至是重新校準。操作參數(shù)管理單元108還用于自動調(diào)整與快閃存儲器件200的操作壽命有關的以及與通常對快閃存儲器件200所執(zhí)行的操作類型有關的操作參數(shù)。分析單元(未示出)被設想為構成操作參數(shù)管理單元108的一部分并且將分析操作類型和對閃存單元102執(zhí)行該操作的頻率。以這種方式可生成一個歷史數(shù)據(jù)庫，并且通過考慮該歷史數(shù)據(jù)庫并同時考慮快閃存儲器件100的操作角色和條件可以調(diào)整快閃存儲單元102的操作參數(shù)。例如，如果快閃存儲器件100主要用于便攜式存儲，很可能只有很少的編程和擦除操作，但是希望快閃存儲可以相對長時間保持二進制狀態(tài)。因此，快閃存儲器件100可以希望受到較少的狀態(tài)改變，并且如此不需要很強的耐久特性以抵制氧化層退化和注入，但是會經(jīng)歷相對長時間的掉電，并且因此需要良好的保持時間以抵制從絕緣浮置柵極泄漏電荷。相反地，如果快閃存儲器件100主要用作計算陣列中的存儲器，由于數(shù)據(jù)不斷地寫入快閃存儲單元102并從其擦除，該快閃存儲器件100將經(jīng)歷頻繁的狀態(tài)改變。因此，該快閃存儲器件100應當進行校準并建立成對氧化層退化和可能發(fā)生的注入具有良好的適應能力。然而，不太可能要求快閃存儲器件100在長期掉電下存儲數(shù)據(jù)，并且因此快閃存儲器件100沒必要抵制從絕緣浮置柵極泄漏像 記憶棒中快閃存儲器件100那么多電荷產(chǎn)生的副作用。應當理解的是，存在多種方式，在這些方式下操作參數(shù)管理單元108可以通過采用存儲器和本說明書沒有描述的外部單元的處理能力來實施。例如，如果快閃存儲器件100,200用于一個移動電話設備，則有可能的是移動電話設備的處理器和/或存儲資源可用于提供操作參數(shù)管理單元108。在快閃存儲器件100、200用于任何USB閃存盤的情況下，則操作參數(shù)管理單元108很可能構成通信和數(shù)據(jù)控制器104的一部分，就像在快閃存儲器件100常見的一樣。除了與操作時間有關的校準、重新校準和調(diào)整和/或與對快閃存儲器件執(zhí)行操作類型有關的適配，可以進一步設想的是快閃存儲器件100、200的操作參數(shù)將會相對于其他指標而發(fā)生改變，這些指標詳細描述用于快閃存儲器件100、200的電子部件的退化級別。可以理解的是，任何在此引用的并且在快閃存儲器件壽命之前的或者甚至任何非易失性存儲器件都應當理解為指的是在存儲器件失效之前用于該存儲器件的編程和/或擦除操作周期的數(shù)目。存儲器件的失效應當理解為該器件不能正確和連續(xù)地保持和指示之前設定的位電荷水平。本說明書中的快閃存儲器件的定義應理解為指的是NAND類型快閃存儲器件，并且更一般地指的是非易失性存儲器件。術語“包括”和“包含”及因語法原因需要的任何變體都應當看做是可互換使用并與盡可能最寬泛的說明相一致。本發(fā)明不限于以上所描述的實施方案，結構和細節(jié)均發(fā)生改變的實施方案仍屬于附加權利要求的范圍。
權利要求
1.一種提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法包括在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的步驟。
2.如權利要求I所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，保存在一個決定快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)受到調(diào)
3.如權利要求I所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該快閃存儲器件的操作參數(shù)在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。
4.如權利要求I所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。
5.如權利要求2或4所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)得到提高。
6.如任意以上權利要求所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法進一步包括在制造階段內(nèi)通過從多套不同的操作參數(shù)中基于對快閃存儲器件進行測試來選擇一套最佳操作參數(shù)對快閃存儲器件進行校準的步驟。
7.如權利要求6所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，校準快閃存儲器件步驟中的測試是在制造階段內(nèi)在該快閃存儲器件內(nèi)一個或更多個預先指定的壞塊上執(zhí)行的。
8.如任意以上權利要求所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法進一步包括跟蹤該快閃存儲器件的操作時間并響應于所跟蹤的快閃存儲器件的操作時間來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的步驟。
9.如任意以上權利要求所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法進一步包括分析預定時間段內(nèi)由該快閃存儲器件所執(zhí)行的操作的類型并響應于該分析而調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)的步驟。
10.如任意以上權利要求所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法是通過將該快閃存儲器件置于測試模式下以校準、調(diào)整和/或適配該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)來執(zhí)行的。
11.如任意以上權利要求所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法進一步包括分析一具體批次的快閃存儲器件以確定完美地適用于該特定批次的快閃存儲器件的多個操作參數(shù)。
12.如任意以上權利要求所述的提高快閃存儲器件的操作效率的方法，其中，該方法進一步包括修改一個操作參數(shù)以在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)調(diào)整該快閃存儲器件中的邏輯電平的一個或多個門限。
13.一種快閃存儲器件，該快閃存儲器件包括一個存儲塊陣列和一個控制器，其中，該控制器用于管理對該存儲塊陣列的寫入和擦除操作；由此，該控制器包括一個操作參數(shù)管理單元，該單元用于在快閃存儲器件的壽命期內(nèi)改變快閃存儲器件中的存儲塊的一個操作參數(shù)。
14.一種快閃存儲器件，其中保存在一個控制寄存器中的決定快閃存儲器件的操作參數(shù)的一個值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)受到調(diào)整。
15.如權利要求13所述的快閃存儲器件，其中，該快閃存儲器件的操作參數(shù)在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。
16.如權利要求14所述的快閃存儲器件，其中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)的多種情況下受到調(diào)整。
17.如權利要求14或16所述的快閃存儲器件，其中，保存在該控制寄存器中的值在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)得到提高。
18.如權利要求13至17中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，在制造過程中通過從多套不同的操作參數(shù)中基于對快閃存儲器件進行測試來選擇一套最佳操作參數(shù)來校準該快閃存儲器件。
19.如權利要求18所述的快閃存儲器件，其中，該快閃存儲器件的測試是在該快閃存儲器件內(nèi)一個或更多個預先指定的壞塊上執(zhí)行的。
20.如權利要求13至19中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，該控制器跟蹤快閃存儲器件的一個操作時間并響應于所跟蹤的該快閃存儲器件的操作時間來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)。
21.如權利要求13至20中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，該控制器分析預定時間段內(nèi)由該快閃存儲器件所執(zhí)行的操作的類型，并響應于該分析來調(diào)整該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)。
22.如權利要求13至21中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，該快閃存儲器件被置于測試模式下以校準、調(diào)整和/或適配該快閃存儲器件的一個操作參數(shù)。
23.如權利要求13至22中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，分析一具體批次的快閃存儲器件以確定完美地適用于該特定批次的快閃存儲器件的多個操作參數(shù)。
24.如權利要求13至23中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，該控制器修改一個操作參數(shù)以在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)調(diào)整該快閃存儲器件中的邏輯電平的一個或多個門限。
25.如權利要求13至24中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，該操作參數(shù)包括編程電流、編程電壓、擦除電流、擦除電壓、若干重復周期和執(zhí)行程序和/或擦除操作的重復循環(huán)速率、門限電壓、門限電流和導通門限中的一個或多個。
26.如權利要求13或25中任意一項所述的快閃存儲器件，其中，在存儲塊陣列和控制器間建立了一個第一通信鏈路以管理寫入和擦除操作，在存儲塊陣列和控制器間建立了一個第二單獨的通信鏈路以改變快閃存儲器件中的存儲塊的操作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高快閃存儲器件的操作壽命的方法，其中，該方法包括在該快閃存儲器件的壽命期內(nèi)改變該快閃存儲器件的操作參數(shù)。提供一種改變快閃存儲器件的操作參數(shù)方法的優(yōu)點是可以提高該快閃存儲器件的操作壽命?？捎孟鄬Φ偷碾妷汉拖鄬Χ痰碾妷褐芷趤沓跏紝懭?、讀取和擦除該快閃存儲器件的快閃單元。隨著時間流逝，快閃存儲器件中的快閃單元將開始退化，并且這將需要提高用于該快閃存儲器件的電壓和電壓周期以確保執(zhí)行正確的寫入、讀取和擦除指令。本發(fā)明還涉及一種快閃存儲器件。
文檔編號G11C11/56GK102640227SQ201080052625
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月23日 優(yōu)先權日2009年9月23日
發(fā)明者康納·莫里斯·賴安, 約瑟夫·沙利文 申請人:國家數(shù)字研究中心有限公司