本發(fā)明涉及一種Flash技術(shù)，特別涉及一種基于ICI原理恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)：

Nand Flash是一種非易失性存儲半導(dǎo)體，其通過向存儲單元浮柵層注入電子的方式存儲數(shù)據(jù)。隨著存儲單元浮柵層中電子數(shù)增加，相應(yīng)的電壓也會逐漸增大。Nand Flash的擦除會損壞浮柵晶體管的氧化溝道，造成電壓值的波動和偏移，界面態(tài)陷阱恢復(fù)和電子的逃逸也會造成電壓的降低，通常存儲電壓可近似為高斯分布。將Nand電壓與判斷電壓Vth(也稱閾值電壓)對比，可以確定其存儲數(shù)據(jù)狀態(tài)(Level)。

圖1是Nand Flash存儲單元結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括源極Source、漏極Drain、控制柵極Control Gate和浮柵極Floating Gate，其存儲數(shù)據(jù)的大小通過注入電子所產(chǎn)生的電壓大小表示。以SLC(Single-Level Cell)Nand為例，當(dāng)浮柵層注入電子后表示存儲數(shù)據(jù)為“0”，無電子則表示“1”。MLC(Multi-Level Cell)Nand和TLC(Trinary-Level Cell)Nand存儲數(shù)據(jù)根據(jù)電子數(shù)的多少分別存在4種和8種狀態(tài)，用于表示2bit和3bit信息。

Nand Flash存儲的數(shù)據(jù)會受到相鄰存儲單元的干擾，滯留特性的影響以及隨機噪聲干擾，造成電壓分布的偏移和展寬。當(dāng)部分存儲單元電壓分布超出判斷電壓范圍就會造成誤判，導(dǎo)致錯誤比特數(shù)增加。通過有針對性地同等偏移判斷電壓可以減少誤判，從而改善錯誤數(shù)據(jù)，這也正是Nand Flash當(dāng)前普遍使用的糾錯方法。

雖然偏移判斷電壓可以減少誤判，但是當(dāng)相鄰Level電壓分布出現(xiàn)交疊的時候，現(xiàn)有技術(shù)無法判定交疊附近電壓分布是低Level電壓分布中的較高態(tài)還是高Level電壓分布的較低態(tài)偏移至此。因此存在較大的誤判可能性，影響了數(shù)據(jù)的恢復(fù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上缺陷，本發(fā)明目的在于如何恢復(fù)由于相鄰存儲單元干擾以及滯留特性導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤。

為了解決以上問題本發(fā)明提出了一種恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于通過掃描不同相鄰單元電壓分布模式下Nand Flash中各個存儲單元的電壓分布，將具有相同或近似電壓分布的存儲單元標(biāo)歸類為同一類別的同鄰態(tài)，Nand Flash中各個存儲單元分類為多個類別的同鄰態(tài)，對多個類別的同鄰態(tài)分別采用步進電壓掃描法獲得各個類別的同鄰態(tài)的存儲單元的最佳判斷電壓；通過分析待恢復(fù)存儲單元的相鄰存儲單元的電壓分布，判斷該待恢復(fù)存儲單元屬于哪個類別同鄰態(tài)，采用所在同鄰態(tài)的存儲單元的最佳判斷電壓讀取該存儲單元數(shù)據(jù)，實現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)恢復(fù)。

所述的恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述的將具有相同或近似電壓分布的存儲單元標(biāo)歸類為同一類別的同鄰態(tài)按照如下步驟進行：

步驟2.1在Nand中寫入隨機數(shù)；

步驟2.2讀取Nand數(shù)據(jù)，根據(jù)存儲單元相鄰數(shù)據(jù)的分布格式，將具有相同或接近的分布格式的存儲單元歸類為具有相同干擾態(tài)組；

步驟2.3通過設(shè)置不同的閥值電壓讀取存儲單元數(shù)據(jù)的方式獲取所有存儲單元的電壓分布；

步驟2.4將所有具有相同干擾態(tài)組的存儲單元進行統(tǒng)計獲得該類別干擾態(tài)組的電壓分布；

步驟2.5將所有類別干擾態(tài)組的電壓分布進行比較，將具有相同或類似電壓分布的干擾態(tài)組歸類為同一類別的同鄰態(tài)。

所述的恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述的采用步進電壓掃描法為將步驟2.3中通過設(shè)置不同的閥值電壓讀取存儲單元數(shù)據(jù)的方式獲取所有存儲單的電壓分布的數(shù)據(jù)，按照類別的同鄰態(tài)進行劃分，選取各個同鄰態(tài)的最佳判斷電壓。

所述的恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于Nand Flash按照Block或頁的方式分別單獨進行同鄰態(tài)的歸類。

所述的恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于同鄰態(tài)的歸類和各個同鄰態(tài)歸類的數(shù)據(jù)通過選取同批次Nand Flash進行采集統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)劃 分同鄰態(tài)。

所述的恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于同鄰態(tài)的歸類和各個同鄰態(tài)歸類的數(shù)據(jù)分別單獨進行采集統(tǒng)計。

所述的恢復(fù)Nand Flash錯誤數(shù)據(jù)的方法，其特征在于只有在Nand Flash發(fā)生無法恢復(fù)的錯誤數(shù)據(jù)時，才觸發(fā)通過分析待恢復(fù)存儲單元的相鄰存儲單元的電壓分布，判斷該待恢復(fù)存儲單元屬于哪個類別同鄰態(tài)，采用所在同鄰態(tài)的存儲單元的最佳判斷電壓讀取該存儲單元數(shù)據(jù)的方式來恢復(fù)該存儲單元數(shù)據(jù)。

本發(fā)明通過先將所有存儲單元依據(jù)不同的Neighbor State分類，并基于不同Neighbor State的最佳判斷電壓分別讀取其數(shù)據(jù)，然后將各自數(shù)據(jù)合并得到整體存儲數(shù)據(jù)。顯然基于各自Neighbor State優(yōu)化后的判斷電壓所讀取數(shù)據(jù)的正確性都會優(yōu)于常規(guī)方法，整合后的數(shù)據(jù)的正確性將得到明顯改善。

附圖說明

圖1是Nand Flash存儲單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是MLC Nand的電壓分布示意圖；

圖3是Flash相鄰存儲單元示意圖

圖4是各相鄰狀態(tài)組對應(yīng)Nand存儲單元的電壓分布示意圖；

圖5是Nand Flash電壓分布呈現(xiàn)交疊現(xiàn)象示意圖；

圖6是MLC電壓分布統(tǒng)計圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

Nand Flash界面態(tài)陷阱恢復(fù)和電子的脫陷過程近似服從泊松分布，因此其電壓的分布可以近似為高斯分布。圖2是MLC Nand的電壓分布示意圖，其中V_L為低頁Low Page判斷電壓，V_H1和V_H2為High Page判斷電壓。在Nand Flash中，存在一種相鄰區(qū)間干擾現(xiàn)象，即任意存儲單元會受到相鄰存儲單元的串?dāng)_導(dǎo)致存儲電荷數(shù)發(fā)生改變。圖3是Flash相鄰存儲單元示意圖，中間存儲單元 稱為Victim Cell，其余周圍對中間存儲單元Victim Cell產(chǎn)生干擾的存儲單元稱為干擾存儲單元Aggressor Cell。任意一個存儲單元既是中間存儲單元Victim Cell被周圍存儲單元干擾，也是干擾存儲單元Aggressor Cell干擾了其附近的存儲單元。

通常情況下，當(dāng)中間存儲單元Victim Cell周圍的干擾存儲單元Aggressor Cell的分布格式相同時，Victim Cell的電壓分布曲線也會相似。某些干擾存儲單元Aggressor Cell分布雖然不同，但它們對Victim Cell電壓分布產(chǎn)生的影響結(jié)果卻是近似的；根據(jù)存儲單元相鄰數(shù)據(jù)的分布格式，將這些Aggressor Cell進行歸類，將具有相同或接近的分布格式的存儲單元歸類為具有相同干擾態(tài)Neighbor State。將所有具有相同干擾態(tài)組的存儲單元進行統(tǒng)計獲得該類別干擾態(tài)組的電壓分布；將所有類別干擾態(tài)組的電壓分布進行比較，見具有相同或類似電壓分布的干擾態(tài)組歸類為同一類別的同鄰態(tài)不同的Aggressor State對Victim Cell電壓分布產(chǎn)生的影響不同，可以將所有的Aggressor State歸結(jié)為數(shù)個相鄰狀態(tài)組Neighbor State。

圖4是各相鄰狀態(tài)組對應(yīng)Nand存儲單元的電壓分布示意圖，所有相鄰狀態(tài)組Neighbor State電壓分布合并后即通常所描述的Nand整體電壓分布。圖4分別列舉了Neighbor StateA、Neighbor StateB和Neighbor StateC三類同鄰態(tài)來說明；正常情況下，各相鄰狀態(tài)組Neighbor State的電壓分布寬度會窄于整體電壓分布，且其電壓偏移和展寬的幅度和比例也會近似于整體電壓的變化幅度。該電壓分布圖通過如下方式獲得：

步驟1在Nand中寫入隨機數(shù)；

步驟2讀取Nand數(shù)據(jù)，根據(jù)存儲單元相鄰數(shù)據(jù)的分布格式，將具有相同或接近的分布格式的存儲單元歸類為具有相同干擾態(tài)組，對于由于TLC電壓Level較多，可以將電壓接近的Level歸為一種Aggressor State。；

步驟3通過設(shè)置不同的閥值電壓讀取存儲單元數(shù)據(jù)；通過統(tǒng)計比特“0”或比特“1”的數(shù)量，整理得到Nand存儲數(shù)據(jù)的整體電壓分布；

步驟4將所有具有相同干擾態(tài)組的存儲單元進行統(tǒng)計獲得該類別干擾態(tài)組的電壓分布；

步驟5將所有類別干擾態(tài)組的電壓分布進行比較，見具有相同或類似電壓分布的干擾態(tài)組歸類為同一類別的同鄰態(tài)。

圖6是MLC電壓分布統(tǒng)計圖；同樣以MLC Nand為例，采用步進電壓掃描法給出獲取MLC電壓分布統(tǒng)計圖：

1：設(shè)定Low Page判斷電壓為V₀，讀取Low Page數(shù)據(jù)，統(tǒng)計比特“0”的數(shù)量為Z₀，比特“1”的數(shù)量為T₀。如圖6所示，V₀左邊的部分即為0，右邊的部分即為1。

2：設(shè)定Low Page判斷電壓為V₁，讀取Low Page數(shù)據(jù)，統(tǒng)計比特“0”的數(shù)量為Z₁，比特“1”的數(shù)量為T₁。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，可以知道T₁-T₀(或者Z₀-Z₁)值即V₀和V₁之間電壓分布統(tǒng)計值。

3：設(shè)定Low Page判斷電壓為V₂，讀取Low Page數(shù)據(jù)，統(tǒng)計比特“0”的數(shù)量為Z₂，比特“1”的數(shù)量為T₂。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，可以知道T₂-T₁(或者Z₁-Z₂)值即V₁和V₂之間電壓分布統(tǒng)計值。

4：如此繼續(xù)設(shè)定Low Page判斷電壓為V₃、V₄、V₅…，讀取數(shù)據(jù)，統(tǒng)計得到各電壓區(qū)間分布統(tǒng)計值。

5：基于上面同樣的方法，設(shè)定High Page判斷電壓，統(tǒng)計得到High Page各電壓區(qū)間分布統(tǒng)計值。

6：將各電壓區(qū)間統(tǒng)計值合并，得到MLC電壓分布統(tǒng)計圖

由于滯留特性的影響，Nand Flash放置一段時間后，電壓分布會出現(xiàn)偏移，同時也會變寬甚至出現(xiàn)交疊，導(dǎo)致部分數(shù)據(jù)錯誤，如圖5是Nand Flash電壓分布呈現(xiàn)交疊現(xiàn)象示意圖；通過修改判斷電壓V_L、V_H1和V_H2可以改善錯誤情況，但依然無法糾正交疊部分錯誤數(shù)據(jù)。以Low Page為例，Level 01的電壓分布最右邊部分超過了V_L，與Level 00的電壓分布產(chǎn)生了交疊，數(shù)據(jù)被誤判為0；同樣Level 00的電壓分布最左邊部分低于了V_L，與Level 01的電壓分布產(chǎn)生了交疊，數(shù)據(jù)被誤判為1。正是這兩部分電壓交疊產(chǎn)生了無法判定的數(shù)據(jù)錯誤。

雖然Level 01和Level 00整體電壓出現(xiàn)了較多的交疊，但由于各Neighbor State對應(yīng)的電壓分布通常窄于整體電壓分布，所以各Neighbor State在Level 01和Level 00之間交疊的部分就會少于整體電壓的交疊部分，甚至可能沒有交疊。因此，可以掃瞄各Neighbor State對應(yīng)的電壓分布，獲取各Neighbor State最佳判斷電壓。如圖5中，Neighbor State A、Neighbor State B、Neighbor State C的最佳判斷電壓分別為V_L0、V_L和V_L1。

觀察整體電壓分布在V_L0和V_L1之間部分，同時存在著Level 01和Level 00 的數(shù)據(jù)分布。無論如何偏移V_L值，都只能改善某一Level的錯誤情況，但會導(dǎo)致另一Level錯誤率增加。將整體電壓分布區(qū)分為不同Neighbor State下的電壓分布，可以發(fā)現(xiàn)若分別使用V_L0、V_L和V_L1為判斷電壓讀取Neighbor State A、Neighbor State B和Neighbor State C的數(shù)據(jù)，則可以消除或減少誤判。

發(fā)生當(dāng)Nand Flash存儲數(shù)據(jù)經(jīng)過長時間滯留后出現(xiàn)無法糾正的錯誤時，則可以通過區(qū)分不同的Neighbor State的方法恢復(fù)錯誤數(shù)據(jù)：

1：基于之前劃分的Neighbor State 1、2、3…掃描各自的電壓分布，并根據(jù)獲取的電壓分布選定各自最佳判斷電壓值V₁、V₂、V₃…。

2：使用判斷電壓V₁讀取數(shù)據(jù)對應(yīng)的Nand Memory，得到數(shù)據(jù)集{D10,D11,D12,D13…}；其中D10為第一個比特數(shù)據(jù)，D11為第二個比特數(shù)據(jù)，依次類推。

3：分別使用判斷電壓V₂、V₃…讀取數(shù)據(jù)對應(yīng)的Nand Memory，得到數(shù)據(jù)集{D20,D21,D22,D23…}、數(shù)據(jù)集{D30,D31,D32,D33…}等。

4：根據(jù)各Bit存儲單元對應(yīng)的Neighbor State選擇對應(yīng)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)，進行整合。例如，如果比特0對應(yīng)Cell處于Neighbor State 3，則比特0的數(shù)據(jù)選擇通過判斷電壓V₃讀取數(shù)據(jù)的第一個比特，即D30。同樣如果Bit 1、2、3分別處于Neighbor State 1、3、2，則比特1、2、3的數(shù)據(jù)分別選擇通過判斷電壓V₁、V₃、V₂讀取數(shù)據(jù)的第二、三、四個比特，即D11、D32和D23。如此，根據(jù)各Cell的Neighbor State選擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)構(gòu)成新的數(shù)據(jù)集{D30,D11,D32,D23…}，該數(shù)據(jù)集的正確性優(yōu)于任意之前讀取的數(shù)據(jù)集。

5：基于獲取的優(yōu)化數(shù)據(jù)集進行解碼(可在關(guān)閉Nand控制器編解碼通路模式下將數(shù)據(jù)寫入Nand緩存寄存器中，再打開控制器編解碼功能讀取Nand緩存寄存器中數(shù)據(jù)進行解碼)，得到原始數(shù)據(jù)。

基于這一原理，可以先將所有存儲單元依據(jù)不同的Neighbor State分類，并基于不同Neighbor State的最佳判斷電壓分別讀取其數(shù)據(jù)，然后將各自數(shù)據(jù)合并得到整體存儲數(shù)據(jù)。顯然基于各自Neighbor State優(yōu)化后的判斷電壓所讀取數(shù)據(jù)的正確性都會優(yōu)于常規(guī)方法，整合后的數(shù)據(jù)的正確性將得到明顯改善。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分流程，并依 本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。