一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的裝置和方法，包括以下步驟：對(duì)塊預(yù)編程；整塊預(yù)擦除；塊內(nèi)分布檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)片段進(jìn)行自適應(yīng)分組；對(duì)不同分組逐個(gè)擦除。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過自動(dòng)適應(yīng)存儲(chǔ)單元之間的差異，有效地提高了Nor?Flash存儲(chǔ)器芯片的塊擦除時(shí)間。
【專利說明】一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閃存(Flash Memory)是一種長(zhǎng)壽命的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)刪除不是以單個(gè)的字節(jié)為單位而是以固定的區(qū)塊為單位。由于其斷電時(shí)仍能保存數(shù)據(jù)，閃存通常被用來保存設(shè)置信息，如在電腦的BIOS(基本輸入輸出程序)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、數(shù)碼相機(jī)中保存資料等。NOR Flash和NANDFlash是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。NOR Flash的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP，eXecute In Place),這樣應(yīng)用程序可以直接在Flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。
[0003]Nor Flash存儲(chǔ)區(qū)域?yàn)榱斯?jié)約芯片面積，一般都采用物理集中放置，構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)矩陣，然后在邏輯上分成很多塊，如圖3所示。通常I個(gè)芯片由多個(gè)Block (塊)組成，每個(gè)Block由多個(gè)Sector (段)組成。通常Nor Flash擦除的命令有三種:芯片擦除(chiperase)、塊擦除(block erase)、段擦除(sector erase),通常對(duì)芯片進(jìn)行整體擦除操作時(shí)，采用分塊來逐個(gè)擦除，這個(gè)分塊通常為了節(jié)約擦除時(shí)間一般采用Block為單位，也就是16個(gè)Sector —起進(jìn)行擦除操作，隨著存儲(chǔ)單元的縮小，65nm高階工藝中存儲(chǔ)單元之間的差異增大，導(dǎo)致單元之間的擦除速度有較大差異。
[0004]如果采用較大區(qū)域進(jìn)行擦除操作，需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間擦除才能把比較慢的存儲(chǔ)單元擦除到目標(biāo)值，這會(huì)導(dǎo)致比較快的存儲(chǔ)單元被“過擦除”，芯片又需要糾正這些“過擦除”存儲(chǔ)單元，需要耗費(fèi)大量時(shí)間，甚至無法糾正“過擦除”，導(dǎo)致擦除失敗。
[0005]因此,希望提出一種能提高當(dāng)前Nor Flash芯片塊擦除時(shí)間的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的方法，該方法包括以下步驟:
[0007]a)對(duì)塊預(yù)編程；
[0008]b)整塊預(yù)擦除；
[0009]c)塊內(nèi)分布檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)片段進(jìn)行自適應(yīng)分組；
[0010]d)對(duì)不同分組逐個(gè)擦除。
[0011]與此相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組裝置，包括:
[0012]分布檢測(cè)電路，檢查塊內(nèi)每個(gè)片段存儲(chǔ)單元的分布最小值，并將存儲(chǔ)單元分布情況提交給分組控制電路；
[0013]分組控制電路，接受來自分布檢測(cè)電路的信號(hào)，對(duì)各片段區(qū)域進(jìn)行分組，并將分組信號(hào)提交給片段選擇器；
[0014]片段選擇器，接受來自分組控制電路的信號(hào)，根據(jù)分組選擇不同的擦除信號(hào)。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):通過自動(dòng)適應(yīng)存儲(chǔ)単元之間的差異，有效地提高了 Nor Flash存儲(chǔ)器芯片的塊擦除時(shí)間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的方法流程圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)分組區(qū)域逐個(gè)擦除的方法流程圖；
[0019]圖3為Nor Flash存儲(chǔ)區(qū)域示意圖；
[0020]圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的塊內(nèi)單元分布圖；
[0021]圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的塊內(nèi)片段分組裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0023]所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的エ藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他エ藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。
[0024]本發(fā)明提供了ー種提高芯片周期耐久性的方法。下面，將結(jié)合圖1至圖5通過本發(fā)明的ー個(gè)實(shí)施例對(duì)此方法進(jìn)行具體描述。如圖1所示，本發(fā)明所提供的方法包括以下步驟:
[0025]在步驟SlOl中，對(duì)塊預(yù)編程。
[0026]由于當(dāng)前擦除的block (塊)中存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的信息可能是“1”，也可能是“0”，在本實(shí)施例中，通過預(yù)編程把“I”的信息全部編程成“0”，這樣該block中所有的存儲(chǔ)信息都變成了“ 0”，這樣保證在擦除整個(gè)block時(shí)候，所有的存儲(chǔ)單元狀態(tài)基本一致，一致擦除速度差別不大。保證不會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)単元狀態(tài)不一樣而造成擦除速度的不一致。在其它實(shí)施例中也可以選擇把信息全部編程成“ I ”。
[0027]具體算法包括:從block地址的第一個(gè)byte (字節(jié))開始驗(yàn)證，如果有“ I”的bit(比持)存在，就把當(dāng)前byte的所有“ l”bit編程成“ 0”，編程成功后，地址自動(dòng)加1，進(jìn)行第2個(gè)bit的驗(yàn)證和編程操作,在整個(gè)Block內(nèi)循環(huán)上面的操作,直到當(dāng)前block的最后ー個(gè)byte,這樣這個(gè)block全部的存儲(chǔ)信息都變成了編程狀態(tài)全為“0 “，就完成了對(duì)Block的
預(yù)編程。
[0028]在本發(fā)明所述的實(shí)施例中所述每個(gè)存儲(chǔ)塊包括16個(gè)存儲(chǔ)片段，在其它實(shí)施例中本領(lǐng)域技術(shù)人員也可選用其它的片段分布方式。在以下的說明中，將以此為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行介紹。[0029]在步驟S102中，整塊預(yù)擦除。
[0030]具體的判斷方法包括:首先對(duì)塊內(nèi)(16個(gè)片段)內(nèi)的存儲(chǔ)單元進(jìn)逐個(gè)進(jìn)行檢查，判 斷塊內(nèi)單元有沒有閾值電壓高于第一閾值電壓Vpe的單元，如果有，就對(duì)整個(gè)塊(16個(gè)片 段)進(jìn)行一次擦除操作。其中所述第一閾值電壓Vpe是指預(yù)擦除成功后，擦除單元的閾值電 壓最大值。
[0031]如果檢查結(jié)果顯示塊內(nèi)所有片段存儲(chǔ)單元的閾值電壓均小于第一閾值電壓Vpe， 預(yù)擦除結(jié)束。如果存儲(chǔ)塊內(nèi)有至少一個(gè)片段存儲(chǔ)單元的閾值電壓高于第一閾值電壓Vpe，則 對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)塊進(jìn)行一次擦除操作，在擦除操作結(jié)束之后，再重復(fù)以上步驟，檢查此時(shí)塊內(nèi)是 否有閾值電壓高于第一閾值電壓Vpe的單元，直至所有片段存儲(chǔ)單元的閾值電壓均小于第 一閾值電壓Vpe。
[0032]在步驟S103中，塊內(nèi)分布檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)片段進(jìn)行自適應(yīng)分組。
[0033]具體的，首先復(fù)位塊內(nèi)地址計(jì)數(shù)器，分布檢測(cè)電路檢測(cè)存儲(chǔ)單元片段0的閾值電 壓最小值。然后地址計(jì)數(shù)器加I，分布檢測(cè)電路檢測(cè)存儲(chǔ)單元片段I的閾值電壓最小值，循 環(huán)以上步驟直到本存儲(chǔ)塊內(nèi)所有片段的閾值電壓最小值均檢測(cè)結(jié)束，在本實(shí)施例中即檢測(cè) 到片段15結(jié)束。
[0034]分組控制電路接收分布檢測(cè)電路輸出的每個(gè)片段內(nèi)的閾值電壓最小值，并根據(jù)每 個(gè)片段的閾值電壓最小值對(duì)所有片段進(jìn)行分組。將閾值電壓分為多個(gè)區(qū)間，將閾值電壓最 小值落入同一所述區(qū)間內(nèi)的片段分為同一組。在本實(shí)施例中，根據(jù)片段閾值電壓的最小值 共將所有片段分為4個(gè)組別，在其它實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)分組個(gè) 數(shù)進(jìn)行增減。分組個(gè)數(shù)越多則整個(gè)分組時(shí)間越長(zhǎng)，但每組內(nèi)片段的閾值電壓差異越小。
[0035]具體的，如果某片段閾值電壓最小值小于第二閾值電壓Vel，則此片段被分為A 組；如果某片段閾值電壓最小值大于第二閾值電壓Vel小于第三閾值電壓Ve2，則此片段被 分為B組；如果某片段閾值電壓最小值大于第三閾值電壓Ve2小于第四閾值電壓Ve3，則 此片段被分為C組；如果某片段閾值電壓最小值大于第四閾值電壓Ve3小于第五閾值電壓 Ve4,則此片段被分為D組。如圖4所示，其中Vmin代表塊擦除成功后，塊擦除單元的閾值 電壓最小值；Vmax代表塊擦除成功后，塊擦除單元的閾值電壓最大值。當(dāng)全部片段都被分 組后，分組步驟結(jié)束。
[0036]在步驟S104中，對(duì)不同分組逐個(gè)擦除。
[0037]擦除一個(gè)大塊區(qū)域，通常采用多個(gè)擦除脈沖緩慢擦除的方式。因?yàn)椴煌鎯?chǔ)單元 的擦除速度可能不一致，因此在每一個(gè)脈沖擦除后，還需要進(jìn)行過擦除的自動(dòng)糾正操作，目 的是糾正擦除速度比較快的存儲(chǔ)單元。
[0038]具體的，如圖2所示。針對(duì)不同的分組，選擇相應(yīng)的擦除信號(hào)進(jìn)行擦除；確認(rèn)是否 過擦除，如果過擦除，則進(jìn)行自動(dòng)糾正；如果沒有過擦除，則本組擦除結(jié)束，進(jìn)行下一分組的 擦除。直到所有分組的擦除和自動(dòng)糾正均結(jié)束，不存在過擦除情況，則整個(gè)存儲(chǔ)塊的分組擦 除結(jié)束。
[0039]與此相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組裝置，如圖5所示， 包括:
[0040]分布檢測(cè)電路，用于檢測(cè)預(yù)擦除區(qū)域內(nèi)的存儲(chǔ)單元分布情況，即檢查塊內(nèi)每個(gè)片 段存儲(chǔ)單元的閾值電壓的分布最低值，并將最終得到的檢測(cè)結(jié)果提交與之相連的分組控制電路。
[0041]分組控制電路，接受來自分布檢測(cè)電路的信號(hào)，并根據(jù)每個(gè)片段存儲(chǔ)單元的閾值電壓的分布最低值和各標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓的比較來對(duì)各片段區(qū)域進(jìn)行分組，并將存儲(chǔ)有分組信息的分組信號(hào)提交給片段選擇器；
[0042]片段選擇器，接受來自分組控制電路的信號(hào)，并根據(jù)分組選擇擦除高壓信號(hào)。與本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)塊的片段存儲(chǔ)區(qū)域分布相對(duì)應(yīng)，在本發(fā)明中共有16個(gè)片段選擇器。
[0043]所述分組控制電路根據(jù)每個(gè)片段的閾值電壓最小值對(duì)所有片段進(jìn)行分組，將所述閾值電壓分為多個(gè)區(qū)間，將所述閾值電壓最小值落入同一所述區(qū)間內(nèi)的片段分為同一組。
[0044]所述片段選擇器針對(duì)不同的分組，選擇相應(yīng)的擦除信號(hào)進(jìn)行擦除；確認(rèn)是否過擦除，如果過擦除，則進(jìn)行自動(dòng)糾正；如果沒有過擦除，則本組擦除結(jié)束，進(jìn)行下一分組的擦除。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):通過自動(dòng)適應(yīng)存儲(chǔ)單元之間的差異，有效地提高了 Nor Flash存儲(chǔ)器芯片的塊擦除時(shí)間。
[0046]雖然關(guān)于示例實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對(duì)于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的同時(shí)，工藝步驟的次序可以變化。
[0047]此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實(shí)施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對(duì)于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對(duì)它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組的方法，該方法包括以下步驟:a)對(duì)塊預(yù)編程；b)整塊預(yù)擦除；c)塊內(nèi)分布檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)片段進(jìn)行自適應(yīng)分組；d)對(duì)不同分組逐個(gè)擦除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟a)所述的對(duì)塊預(yù)編程的步驟包括對(duì)塊內(nèi)所 有存儲(chǔ)單元的信息統(tǒng)一編程為“0”或統(tǒng)一編程為“I”。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟b)所述的整塊預(yù)擦除包括以下步驟:bl)對(duì)塊內(nèi)的存儲(chǔ)單元逐個(gè)進(jìn)行檢查，判斷塊內(nèi)單元是否有閾值電壓高于第一閾值電 壓(Vpe)的單元；b2)如果沒有，則預(yù)擦除結(jié)束；b3)如果有，就對(duì)整個(gè)塊進(jìn)行一次擦除操作，然后重復(fù)以上步驟bl至b3直到完成對(duì)塊 內(nèi)所有存儲(chǔ)單元的檢查。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c)所述的塊內(nèi)分布檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果 對(duì)片段進(jìn)行自適應(yīng)分組的步驟包括如下步驟:Cl)逐個(gè)檢測(cè)存儲(chǔ)單元的閾值電壓最小值；c2)獲得每個(gè)片段內(nèi)存儲(chǔ)單元的閾值電壓最小值；c3)根據(jù)每個(gè)片段的閾值電壓最小值對(duì)所有片段進(jìn)行分組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟c3)所述的分組步驟包括如下步驟:將閾值電壓分為多個(gè)區(qū)間；將閾值電壓最小值落入同一所述區(qū)間內(nèi)的片段分為同一組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟d)所述的對(duì)不同分組逐個(gè)擦除的步驟包括: 針對(duì)不同的分組，選擇相應(yīng)的擦除信號(hào)進(jìn)行擦除；確認(rèn)是否過擦除，如果過擦除，則進(jìn)行自動(dòng)糾正；如果沒有過擦除，則本組擦除結(jié)束，進(jìn)行下一分組的擦除。
7.—種自適應(yīng)的芯片擦除字線分組裝置，包括:分布檢測(cè)電路，檢查塊內(nèi)每個(gè)片段存儲(chǔ)單元的分布最小值，并將存儲(chǔ)單元分布情況提 交給分組控制電路；分組控制電路，接受來自分布檢測(cè)電路的信號(hào)，對(duì)各片段區(qū)域進(jìn)行分組，并將分組信號(hào) 提交給片段選擇器；片段選擇器，接受來自分組控制電路的信號(hào)，根據(jù)分組選擇不同的擦除信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)的芯片擦除字線分組裝置I其中:所述分組控制電路根據(jù)每個(gè)片段的閾值電壓最小值對(duì)所有片段進(jìn)行分組，將所述閾值 電壓分為多個(gè)區(qū)間，將所述閾值電壓最小值落入同一所述區(qū)間內(nèi)的片段分為同一組。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)的芯片擦除字線分組裝置，其中:所述片段選擇器針對(duì)不同的分組，選擇相應(yīng)的擦除信號(hào)進(jìn)行擦除；確認(rèn)是否過擦除，如 果過擦除，則進(jìn)行自動(dòng)糾正；如果沒有過擦除，則本組擦除結(jié)束，進(jìn)行下一分組的擦除。
【文檔編號(hào)】G11C16/14GK103606383SQ201310557846
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】張登軍 申請(qǐng)人:廣東博觀科技有限公司