專利名稱：一種非易失存儲器的擦除方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非易失存儲器的擦除方法， 以及一種非易失存儲器的擦除裝置。
背景技術(shù)：
隨著各種電子裝置及嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如計算機、個人數(shù)字助 理、移動電話、數(shù)字相機等，大量需要一種能多次編程，容量大，讀寫、擦除快捷、方便、簡單， 外圍器件少，價格低廉的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲的數(shù)據(jù)信息)的存儲器 件。非易失性存儲器件就是在這種背景需求下應(yīng)運而生的。簡單來說，一個非易失存儲器通常也是一個MOS管，擁有一個源極(source)，一個 漏極(drain)，一個柵極(gate)，另外還有一個浮動?xùn)艠O(floating gate，浮柵)?？梢?，它 的構(gòu)造和一般的MOS管略有不同，多了一個浮柵，浮柵被絕緣體隔絕于其他部分。針對非易 失存儲器的一般設(shè)計而言，只能以整片、整塊(block)或扇區(qū)(sector)的形式刪除，而不能 被單字節(jié)刪除。以閃存(Flash Memory)為例，它是一種基于半導(dǎo)體的存儲器，具有系統(tǒng)掉電后仍 可保留內(nèi)部信息、在線擦寫等功能特點，閃存通過熱電子注入機制實現(xiàn)對器件編程，采用隧 道效應(yīng)實現(xiàn)擦除。具體可以參考圖1所示的一種現(xiàn)有技術(shù)中，對閃存中某個目標block執(zhí) 行擦除步驟的流程圖，可以包括以下步驟預(yù)編程校驗(preprogram verify)步驟101、用于校驗?zāi)繕薭lock是否需要進行 預(yù)編程操作，若是，則執(zhí)行預(yù)編程步驟102 ；若否，則執(zhí)行擦除步驟103 ；預(yù)編程(pre-program)步驟102、用于對所述目標block進行預(yù)編程操作，并返回 執(zhí)行步驟101 ；擦除(erase)步驟103、用于對所述目標block進行擦除操作，擦除操作是針對一 個Block來進行的，整塊擦除完成后才能執(zhí)行下一步驟；擦除校驗(erase_Verify)步驟104、用于校驗所述擦除操作是否成功，若否，則返 回擦除步驟103 ；若是，則執(zhí)行步驟105 ；軟編程校驗(p0St_pr0gram verify)步驟105、用于校驗所述目標block是否需要 進行軟編程操作，若是，則執(zhí)行步驟106 ；否則結(jié)束此次擦除步驟。軟編程(p0St_pr0gram)步驟106、用于對所述目標block進行軟編程操作，并返回 執(zhí)行步驟105。為了加快擦除步驟的過程，一般都會施加較強的擦除條件來進行erase操作，在 這種情況下，block中的一些存儲單元(cell)則可能出現(xiàn)過擦除(over-erase)的狀態(tài)。過 擦除狀態(tài)形成的主要原因為，由于block中每個cell浮柵上的電子數(shù)不同，它們受擦除脈 沖的影響也不同，當(dāng)向這個block施加擦除脈沖時，每個cell浮柵中的電子向源極遷移的 數(shù)目也不同；當(dāng)所有cell都達到擦除狀態(tài)時，那些電子遷移數(shù)目較多的cell的閾值電壓 (Vt)可能會低于擦除狀態(tài)的范圍，這些Vt低于擦除狀態(tài)范圍的cell就處于過擦除狀態(tài)。
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一種常用的防止過擦除狀態(tài)的方法為，在block的erase狀態(tài)完成后(即指 erase_verify校驗erase操作成功后)，采用較強的軟編程條件把處于過擦除狀態(tài)的cell 恢復(fù)到正常的擦除狀態(tài)。即向這些過擦除的cell不斷施加編程脈沖，直到把這些cell恢 復(fù)到正常的擦除狀態(tài)。然而，由于經(jīng)過較強擦除條件的erase操作，會導(dǎo)致block中cell的Vt分布范圍 很廣，有些cell的Vt過低，甚至低于0V。在這種情況下，即使通過軟編程操作，這些cell 的Vt也會分布在一個較大的擦除狀態(tài)范圍內(nèi)，從而在后續(xù)編程操作中，很難將Vt提高到編 程狀態(tài)，對存儲器的整體性能有較大影響。而如果采用較強編程條件的軟編程操作，則又極 易將cell的Vt提高到高于正常擦除狀態(tài)的上限。因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個技術(shù)問題就是如何能夠創(chuàng)新地 提出一種非易失存儲器的擦除機制，用以更為精準地控制擦除操作后的cell的VT，以方便 后續(xù)的編程操作，提高存儲器的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種非易失存儲器的擦除方法，用以更為 精準地控制擦除操作后的cell的VT，以方便后續(xù)的編程操作，提高存儲器的整體性能。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種非易失存儲器的擦除裝置，用以保 證上述方法在實際中的應(yīng)用。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了一種非易失存儲器的擦除方法，包 括預(yù)編程校驗步驟校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則執(zhí)行預(yù)編程 步驟；若否，則執(zhí)行擦除步驟；預(yù)編程步驟對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并返回預(yù)編程校驗步驟；擦除步驟對所述目標擦除塊進行擦除操作；第一軟編程校驗步驟校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是，則執(zhí) 行第一軟編程步驟；若否，則執(zhí)行擦除校驗步驟；第一軟編程步驟對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并返回第一軟編程校驗步 驟；擦除校驗步驟校驗所述擦除操作是否成功，若否，則返回擦除步驟；若是，則執(zhí) 行第二軟編程校驗步驟；第二軟編程校驗步驟校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是，則執(zhí) 行第二軟編程步驟；若否，則結(jié)束此次擦除過程；第二軟編程步驟對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并返回第二軟編程校驗步
馬聚ο優(yōu)選的，所述軟編程操作為針對目標擦除塊中過擦除狀態(tài)的存儲單元施加編程脈 沖的操作，所述第二軟編程步驟施加的編程脈沖，強于第一軟編程步驟施加的編程脈沖。優(yōu)選的，所述第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓。優(yōu)選的，所述第二軟編程步驟施加編程脈沖的時間，大于第一軟編程步驟施加編
5程脈沖的時間。優(yōu)選的，所述軟編程校驗操作為通過讀出目標擦除塊中存儲單元浮動?xùn)艠O中的電 荷，轉(zhuǎn)化為電壓后與參考電壓進行對比判斷的操作；所述第二軟編程校驗步驟在所述存儲 單元的柵極施加的電壓，高于第一軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓。優(yōu)選的，所述軟編程操作為針對目標擦除塊中過擦除狀態(tài)的存儲單元施加編程脈 沖的操作，所述第一軟編程步驟施加的編程脈沖，強于第二軟編程步驟施加的編程脈沖。優(yōu)選的，所述第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓。優(yōu)選的，所述第一軟編程步驟施加編程脈沖的時間，大于第二軟編程步驟施加編 程脈沖的時間。優(yōu)選的，所述軟編程校驗操作為通過讀出目標擦除塊中存儲單元浮動?xùn)艠O中的電 荷，轉(zhuǎn)化為電壓后與參考電壓進行對比判斷的操作；所述第一軟編程校驗步驟在所述存儲 單元的柵極施加的電壓，高于第二軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓。本發(fā)明實施例還公開了一種非易失存儲器的擦除裝置，包括預(yù)編程校驗?zāi)K用于校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則觸發(fā)預(yù) 編程模塊；若否，則觸發(fā)擦除模塊；預(yù)編程模塊用于對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并在完成操作后觸發(fā)預(yù)編 程校驗?zāi)K；擦除模塊用于對所述目標擦除塊進行擦除操作；第一軟編程校驗?zāi)K用于校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是， 則觸發(fā)第一軟編程模塊；若否，則觸發(fā)擦除校驗?zāi)K；第一軟編程模塊用于對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸發(fā) 第一軟編程校驗?zāi)K；擦除校驗?zāi)K用于校驗所述擦除操作是否成功，若否，則觸發(fā)擦除模塊；若是， 則觸發(fā)第二軟編程校驗?zāi)K；第二軟編程校驗?zāi)K用于校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是， 則觸發(fā)第二軟編程模塊；若否，則結(jié)束此次擦除過程；第二軟編程模塊用于對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸發(fā) 第二軟編程校驗?zāi)K。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明在針對目標擦除塊的擦除過程中，當(dāng)執(zhí)行完擦除步驟后，一旦通過第一軟 編程校驗步驟發(fā)現(xiàn)目標擦除塊中，存在處于過擦除狀態(tài)的存儲單元，則觸發(fā)第一軟編程步 驟，通過該步驟收斂處于過擦除狀態(tài)的存儲單元的閾值電壓的分布范圍，使閾值電壓恢復(fù) 到接近擦除的狀態(tài)，并提高下一次擦除的效果；當(dāng)通過擦除校驗步驟校驗?zāi)繕瞬脸龎K成功 擦除后，如果第二軟編程校驗步驟發(fā)現(xiàn)目標擦除塊中，又出現(xiàn)處于過擦除狀態(tài)的存儲單元， 則觸發(fā)第二軟編程步驟，通過該步驟將目標擦除塊中所有處于過擦除狀態(tài)的存儲單元都編 程到正常的擦除范圍，使這些存儲單元的閾值電壓都提高到擦除狀態(tài)之內(nèi)。由于第一軟編 程步驟的執(zhí)行減輕了存儲單元過擦除的狀態(tài)，則第二軟編程步驟比較容易完成，從而提高 擦除效率。
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綜上所述，本發(fā)明采用兩次軟編程的塊擦除方式，能夠使過擦除狀態(tài)的存儲單元 的閾值分布區(qū)間進一步細分，從而更為精準地將存儲單元的閾值電壓控制在一個較小范 圍，使擦除效果更好；同時，優(yōu)化的閾值電壓分布還有利于后續(xù)的編程操作，從而提高了存 儲器的整體性能。再者，在具體實現(xiàn)中，應(yīng)用本發(fā)明只需要增加控制信號和電源選項，通過系統(tǒng)優(yōu)化 和資源復(fù)用，并不需要額外增加較多資源，成本較為低廉。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提 供一種非易失存儲器的擦除方法。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行擦除步驟的流程圖；圖2是處于過擦除狀態(tài)的cell的Vt分布示意圖；圖3是本發(fā)明的一種非易失存儲器擦除方法實施例的流程圖；圖4是應(yīng)用本發(fā)明實施例對目標block進行擦除過程中cell的Vt分布示意圖；圖5是本發(fā)明的一種具體示例中對目標block進行擦除過程中cell的Vt分布示 意圖；圖6是本發(fā)明的一種非易失存儲器擦除裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖7是應(yīng)用圖6所示的裝置實施例對非易失存儲器進行擦除的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，以下簡單介紹非易失存儲器的構(gòu)成原理。非易失存儲器由存儲單元(cell)組成，cell包括電容和晶體管，cell中的數(shù)據(jù)取 決于存儲在電容中的電荷，晶體管的開關(guān)控制數(shù)據(jù)的存取。一般而言，一個cell可以包括 源極(source，S)，漏極(drain，D)，柵極(gate，G)，以及浮動?xùn)艠O(floating gate, FG), FG 可用于接電壓vg。若VG為正電壓，re與漏極D之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)，使電子注入re，即編程 寫入；擦除則可以在源極S加電壓(正電壓或負電壓)，利用re與源極s之間的隧道效應(yīng)， 把注入至re的電荷(負電荷或正電荷)吸引到源極s。cell數(shù)據(jù)是ο或ι取決于re中是 否有電子。若re有電子，源極S和漏極D之間感應(yīng)出正的導(dǎo)電溝道，使MOS管導(dǎo)通，即表示 存入O。若re中無電子，則不形成導(dǎo)電溝道，MOS管不導(dǎo)通，即存入1。以下以一種負壓型擦除方式為例，對過擦除狀態(tài)形成的原因進一步說明。假設(shè)在一閃存的柵極G端施加-8V的電壓，源極S端施加+7V的電壓，漏極D端不 加電壓，單個擦除脈沖的持續(xù)時間從幾毫秒到幾十毫秒。在擦除過程中，一個block中只要 有cell沒有達到擦除狀態(tài)，則需要重新向整個block施加擦除脈沖。由于一個block中每 個cell的TO上電子數(shù)都不同，因此各個cell受擦除脈沖的影響也不同。即向某個block 施加擦除脈沖時，這個block中每個cell的TO上的電子向源極S遷移的數(shù)目也不同，在多 次施加擦除脈沖直至block中所有cell都達到擦除狀態(tài)時，那些電子遷移數(shù)目較多的cell 的閾值電壓(Vt)可能就會低于擦除狀態(tài)范圍，此時，這些Vt低于擦除狀態(tài)范圍cell就處于
7過擦除狀態(tài)。具體可以參考圖2所示過擦除狀態(tài)的cell的Vt分布圖，其中，X軸表示VT，Y軸表 示cell的個數(shù)。由于經(jīng)過較強擦除條件的erase操作，block中cell的Vt分布范圍很廣， 有些cell的Vt過低，甚至低于0V。如果這些cell保持這樣的Vt，不僅影響block擦除的 效率，在后續(xù)編程操作中，也很難將Vt提高到編程狀態(tài)，對存儲器的整體性能有較大影響。針對上述問題，本專利發(fā)明人創(chuàng)造性地提出了本發(fā)明實施例的核心構(gòu)思之一，即 在針對block的擦除過程中，每次執(zhí)行完擦除步驟之后，執(zhí)行一次軟編程校驗操作(第一軟 編程校驗步驟)，判斷是否出現(xiàn)過擦除的cell，如果是，則觸發(fā)一次軟編程操作(第一軟編 程步驟)，通過該步驟收斂過擦除cell的Vt分布范圍，以使過擦除cell的Vt能夠恢復(fù)到 接近擦除的狀態(tài)，并提高下一次擦除的效果；當(dāng)通過擦除校驗步驟校驗block成功擦除后， 再執(zhí)行一次軟編程校驗操作(第二軟編程校驗步驟)，判斷是否又出現(xiàn)過擦除的cell，如果 是，則再觸發(fā)一次軟編程操作(第二軟編程步驟)，將所有過擦除的cell都編程到正常的擦 除狀態(tài)。具體可以參考圖3所示的本發(fā)明的一種非易失存儲器的擦除方法實施例的流程 圖，包括以下步驟預(yù)編程校驗步驟301 校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則執(zhí)行步 驟302 ；若否，則執(zhí)行步驟303 ；預(yù)編程步驟302 對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并返回步驟301 ；擦除步驟303 對所述目標擦除塊進行擦除操作；第一軟編程校驗步驟304:校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是， 則執(zhí)行步驟305 ；若否，則執(zhí)行步驟306 ；第一軟編程步驟305 對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并返回步驟304 ；擦除校驗步驟306 校驗所述擦除操作是否成功，若否，則返回步驟303 ；若是，則 執(zhí)行步驟307 ；第二軟編程校驗步驟307 校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是， 則執(zhí)行步驟308 ；若否，則執(zhí)行步驟309 ；第二軟編程步驟308 對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并返回步驟307 ；結(jié)束步驟309 結(jié)束此次擦除過程。以下進一步結(jié)合圖4所示的Vt分布示意圖來說明本實施例，其中，X軸表示VT，Y 軸表示cell的個數(shù)。假設(shè)經(jīng)過某次擦除后，block中cell的Vt分布范圍圖4(a)所示，其中，有些cell 的Vt低于擦除狀態(tài)，甚至低于OV ；在這種情況下，發(fā)起第一次軟編程操作(第一軟編程步 驟)，通過block中過擦除的cell施加編程脈沖，使這些cell的Vt分布區(qū)間收斂到如圖 4(b)所示，恢復(fù)到接近擦除的狀態(tài)；當(dāng)擦除成功后，如果又出現(xiàn)過擦除的cell，則發(fā)起第二 次軟編程操作，使這些cell的Vt分布區(qū)間收斂到如圖4(c)所示，使所有cell的Vt恢復(fù)到 正常的擦除狀態(tài)。為達到更快更好地減輕cell的過擦除狀態(tài)，優(yōu)選的是，在本發(fā)明實施例中，所述 第二軟編程步驟施加的編程脈沖，可以強于第一軟編程步驟施加的編程脈沖；在具體實現(xiàn) 時，可以采用以下方案
方案一所述第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓。在實際中，軟編程操作是依cell陣列的位線(bit line)逐根進行。例如，在執(zhí) 行第一軟編程步驟時，在cell陣列位線的源極加OV電壓，漏極加2. 8V-4. 8V中任一電壓， 柵極加OV電壓；在執(zhí)行第二軟編程步驟時，在cell陣列位線的源極加OV電壓，漏極加 2. 8V-4. 8V中任一電壓，而在柵極加1. 5V-2. 5V中任一電壓。方案二所述第二軟編程步驟施加編程脈沖的時間，大于第一軟編程步驟施加編 程脈沖的時間。例如，在執(zhí)行第一軟編程步驟時，單個編程脈沖的持續(xù)時間的范圍為lms-5ms中 任一時間；在執(zhí)行第二軟編程步驟時，單個編程脈沖的持續(xù)時間的范圍為5ms-10ms中任一 時間。方案三所述第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓；并且，所述第二軟編程 步驟施加編程脈沖的時間，大于第一軟編程步驟施加編程脈沖的時間。例如，在執(zhí)行第一軟編程步驟時，在cell陣列位線的源極加OV電壓，漏極加3V 電壓，柵極加OV電壓，單個編程脈沖的持續(xù)時間為5ms ；在執(zhí)行第二軟編程步驟時，可以在 cell陣列位線的源極加OV電壓，漏極加3V電壓，柵極加2V電壓，單個編程脈沖的持續(xù)時間 為 IOms0對照圖4來看，采用本優(yōu)選實施例，第一次軟編程操作會把圖4(a)中低于擦除狀 態(tài)下限的cell的Vt收斂到如圖4(b)所示的范圍；第二次軟編程操作會把圖4(b)所示的 cell的Vt分布，進一步收斂到如圖4(c)所示的正常的擦除狀態(tài)。由于分成兩次軟編程操 作后，每次軟編程操作的編程脈沖強度，小于現(xiàn)有技術(shù)中采用一次軟編程操作的編程脈沖 強度，在這種情況下，則不會把cell的Vt提高到高于正常擦除狀態(tài)的上限，從而更好地保 證了擦除的準確性。在實際中，軟編程操作是通過軟編程校驗步驟觸發(fā)的，也就是說，只有經(jīng)過軟編程 校驗發(fā)現(xiàn)擦除后的cell出現(xiàn)過擦除狀態(tài)時，才進行軟編程操作。具體而言，軟編程校驗操 作是校驗擦除后cell的Vt是否低于擦除狀態(tài)的下限，可以通過讀出block中cell陣列浮 動?xùn)艠O中的電荷，轉(zhuǎn)化為電壓后與參考電壓進行對比判斷獲知；在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選的 是，所述第二軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓，高于第一軟編程校驗步 驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓。例如，設(shè)定參考電壓為4V，在執(zhí)行第一軟編程校驗步驟時，在cell陣列位線的漏 極加-0. 5V至1. 5V中任一電壓，源極加OV電壓，在cell陣列位線的控制柵極加OV電壓； 在執(zhí)行第二軟編程校驗步驟時，在cell陣列位線的漏極加-0. 5V至1. 5V中任一電壓，源極 加OV電壓，在cell陣列位線的控制柵極加2V電壓。當(dāng)然，上述方式僅僅用作示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)實際應(yīng)用情境任意設(shè) 置軟編程條件及校驗條件，本發(fā)明對此無需加以限制。在實際操作中，根據(jù)工藝，施加電壓不同，有可能第一次軟編程操作已經(jīng)把過擦除 cell的Vt調(diào)整到擦除狀態(tài)，在第二次軟編程操作時就不需要過長的編程脈沖時間，這樣第 二次軟編程的編程脈沖時間就可能比第一次短。在這種情況下，作為另一實施例，所述第一
9軟編程步驟施加的編程脈沖，強于第二軟編程步驟施加的編程脈沖。在具體實現(xiàn)時，可以采 用以下方案方案一所述第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓。方案二所述第一軟編程步驟施加編程脈沖的時間，大于第二軟編程步驟施加編 程脈沖的時間。方案三所述第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓；并且，所述第一軟編程 步驟施加編程脈沖的時間，大于第二軟編程步驟施加編程脈沖的時間。在本實施例中，所述第一軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓，也 可以高于第二軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓。本發(fā)明實施例可以應(yīng)用在SLC Flash Memory (單層單元閃存)和MLCFlash Memory (多層單元閃存)中。在SLC Flash Memory中，一個存儲單元(cell)包括一個晶 體管和一個電容，以存儲一位數(shù)據(jù)來表示兩個狀態(tài)(0、1)；在MLC Flash Memory中，一個存 儲單元(cell)包括兩個晶體管和兩個電容，以存儲兩位數(shù)據(jù)來表示四個狀態(tài)(00、01、10、 11)。在具體實現(xiàn)中，可以通過外部控制接口來接收擦除操作的指令。以閃存為例，擦除 操作可以通過命令用戶接口(⑶I)對特定的地址寫入特定的指令序列，所述⑶I可以是串 口，也可以是并口。閃存對指令進行譯碼后，啟動內(nèi)部寫入狀態(tài)機(WSM)進行相應(yīng)操作，從 而使其自動完成指令序列要求的功能。應(yīng)用本發(fā)明實施例，用戶向閃存發(fā)送指向目標block 地址的擦除指令，存儲器接收到該指令后進行譯碼，確定目標block的位置，并啟動內(nèi)部狀 態(tài)機，同時對該block進行擦除操作。以下結(jié)合圖5所示的cell的Vt分布示意圖對實際中block擦除的過程更進一步 說明，其中，X軸表示VT，Y軸表示cell的個數(shù)。步驟Sl 校驗?zāi)繕薭lock是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則執(zhí)行步驟S2 ；若否， 則執(zhí)行步驟S3 ；步驟S2 對所述目標block進行預(yù)編程操作，并返回步驟Sl ；以SLC Flash Memory為例，預(yù)編程操作是針對目標block的cell寫入0，以提高 擦除的穩(wěn)定性。一種將cell寫入0的方法可以為在柵極G端加一高電壓，如10V，并注入 6V的電壓至漏極D、注入約ov的電壓至源極S,從而使將大量的電子注入浮動?xùn)艠Ore，使Vt上升。圖5(a)示出了目標block中cell的初始Vt分布狀態(tài)，經(jīng)預(yù)編程操作后，block中 的每個cell都被寫0，從而得到圖5(b)所示的cell的Vt分布狀態(tài)?？梢岳斫獾氖?，在實際中，對于目標block中的cell而言，并不是每一個都必須執(zhí) 行預(yù)編程步驟，即一些cell中的數(shù)據(jù)本來就是“0”，那么對于這部分cell就可以不必要執(zhí) 行預(yù)編程步驟；而只對需要執(zhí)行預(yù)編程步驟的cell，如數(shù)據(jù)為“1”的cell進行預(yù)編程操作 即可。步驟S3 對所述目標block進行擦除操作；以SLC Flash Memory為例，擦除操作是指對當(dāng)前block中的cell全部寫入1。一
10種將cell寫入1的方法為在柵極G端加一負電壓，例如是-11V，源極S加3V的電壓，如 此即可取出浮動?xùn)艠OTO中的電子，cell中的數(shù)據(jù)從0變到UiVT降低。當(dāng)對目標block進行擦除操作后，block中的每個cell都被寫0，其中cell的Vt 分布狀態(tài)如圖5(c)所示。由于擦除操作是對整個block進行，一個block中只要有cell 沒有達到擦除狀態(tài)，則需要重新向整個block施加擦除脈沖，直到block中所有cell都達 到擦除狀態(tài)。由于各個cell受擦除脈沖的影響也不同，故經(jīng)過擦除后，block中cell的Vt 分布范圍很廣，有些cell的Vt過低，甚至低于0V，即出現(xiàn)過擦除狀態(tài)。步驟S4 校驗所述目標block是否需要進行軟編程操作，若是，則執(zhí)行步驟S5 ；若 否，則執(zhí)行步驟S6;所述軟編程校驗就是為了校驗出block中是否出現(xiàn)過擦除的cell，如是，則觸發(fā) 軟編程操作。校驗的結(jié)果可以通過讀出block中cell陣列浮動?xùn)艠O中的電荷，轉(zhuǎn)化為電壓 后與參考電壓進行對比判斷獲得。步驟S5 對所述目標block進行軟編程操作，并返回步驟S4 ；針對目標block執(zhí)行完一次軟編程操作后cell的Vt分布狀態(tài)如圖5(d)所示，可 見，經(jīng)過軟編程，過擦除的cell能夠恢復(fù)到接近擦除的狀態(tài)，cell的Vt分布區(qū)間有所收斂。擦除校驗步驟S6 校驗所述擦除操作是否成功，若否，則返回步驟S3 ；若是，則執(zhí) 行步驟S7 ；以SLC Flash Memory為例，所述擦除校驗操作可以通過使用不同的參考電壓和Vt 去讀cell中所存儲的數(shù)據(jù)。當(dāng)把某一個閾值電壓加到存儲單元的柵極，把漏極上的電流轉(zhuǎn) 換為電壓后，同參考電壓進行比較，判斷是“1”還是“0”，由判斷結(jié)果確定擦除成功還是失 敗。步驟S7 再次校驗所述目標block是否需要進行軟編程操作，若是，則執(zhí)行步驟 S8 ；若否，則結(jié)束此次擦除過程；本步驟發(fā)生在擦除操作成功后，用以再次判斷所述目標block中是否存在過擦除 狀態(tài)的cell。如果確定目標blcok中存在過擦除狀態(tài)的cell，則需對目標block執(zhí)行第二 軟編程步驟。步驟S8 再次對所述目標block進行軟編程操作，并返回步驟S7。執(zhí)行完本步驟后cell的Vt分布狀態(tài)如圖5(e)所示?？梢姡?(d)所示接近擦除的 狀態(tài)的cell的Vt能夠進一步收斂，恢復(fù)到正常的擦除狀態(tài)。參考圖6，示出了本發(fā)明的一種非易失存儲器的擦除裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖，可以 包括以下模塊預(yù)編程校驗?zāi)K601 用于校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則觸 發(fā)預(yù)編程模塊；若否，則觸發(fā)擦除模塊；預(yù)編程模塊602 用于對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并在完成操作后觸發(fā) 預(yù)編程校驗?zāi)K；擦除模塊603 用于對所述目標擦除塊進行擦除操作；第一軟編程校驗?zāi)K604:用于校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作， 若是，則觸發(fā)第一軟編程模塊；若否，則觸發(fā)擦除校驗?zāi)K；第一軟編程模塊605 用于對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸發(fā)第一軟編程校驗?zāi)K；擦除校驗?zāi)K606 用于校驗所述擦除操作是否成功，若否，則觸發(fā)擦除模塊；若 是，則觸發(fā)第二軟編程校驗?zāi)K；第二軟編程校驗?zāi)K607 用于校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作， 若是，則觸發(fā)第二軟編程模塊；若否，則結(jié)束此次擦除過程；第二軟編程模塊608 用于對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后 觸發(fā)第二軟編程校驗?zāi)K。在具體實現(xiàn)中，所述軟編程操作為針對目標擦除塊中過擦除狀態(tài)的存儲單元施加 編程脈沖的操作。在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選的是，所述第二軟編程模塊施加的編程脈沖，可 以強于第一軟編程模塊施加的編程脈沖；具體可以采用以下方案方案一所述第二軟編程模塊在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第一軟編程模塊在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓。方案二所述第二軟編程模塊施加編程脈沖的時間，大于第一軟編程模塊施加編 程脈沖的時間。方案三所述第二軟編程模塊在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第一軟編程模塊在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓；并且，所述第二軟編程 模塊施加編程脈沖的時間，大于第一軟編程模塊施加編程脈沖的時間。在具體實現(xiàn)中，所述軟編程校驗操作為通過讀出目標擦除塊中存儲單元浮動?xùn)艠O 中的電荷，轉(zhuǎn)化為電壓后與參考電壓進行對比判斷的操作；在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中， 所述第二軟編程校驗?zāi)K在所述存儲單元的柵極施加的電壓，可以高于第一軟編程校驗?zāi)?塊在所述存儲單元的柵極施加的電壓。作為另一實施例，所述第一軟編程模塊施加的編程脈沖，可以強于第二軟編程模 塊施加的編程脈沖；具體可以采用以下方案方案一所述第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓。方案二所述第一軟編程步驟施加編程脈沖的時間，大于第二軟編程步驟施加編 程脈沖的時間。方案三所述第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓，高 于第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的電壓；并且，所述第一軟編程 步驟施加編程脈沖的時間，大于第二軟編程步驟施加編程脈沖的時間。在本實施例中，所述第一軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓，也 可以高于第二軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓。參考圖7，示出了應(yīng)用圖6所示的裝置實施例對非易失存儲器進行擦除過程的流 程圖，具體可以包括以下步驟步驟701、預(yù)編程校驗?zāi)K校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則觸 發(fā)預(yù)編程模塊執(zhí)行步驟702 ；若否，則觸發(fā)擦除模塊執(zhí)行步驟703 ；步驟702、預(yù)編程模塊對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并在完成操作后觸發(fā)預(yù) 編程校驗?zāi)K執(zhí)行步驟701 ；步驟703、擦除模塊對所述目標擦除塊進行擦除操作；
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步驟704、第一軟編程校驗?zāi)K校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若 是，則觸發(fā)第一軟編程模塊執(zhí)行步驟705 ；若否，則觸發(fā)擦除校驗?zāi)K執(zhí)行步驟706 ；步驟705、第一軟編程模塊對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸 發(fā)第一軟編程校驗?zāi)K執(zhí)行步驟704 ；步驟706、擦除校驗?zāi)K校驗所述擦除操作是否成功，若否，則觸發(fā)擦除模塊執(zhí)行 步驟703 ；若是，則觸發(fā)第二軟編程校驗?zāi)K執(zhí)行步驟707 ；步驟707、第二軟編程校驗?zāi)K校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若 是，則觸發(fā)第二軟編程模塊執(zhí)行步驟708 ；若否，則結(jié)束此次擦除過程；步驟708、第二軟編程模塊對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸 發(fā)第二軟編程校驗?zāi)K執(zhí)行步驟707。對于圖6所示的裝置實施例而言，由于其與圖3所示的方法實施例基本相似，所以 描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。以上對本發(fā)明所提供的一種非易失存儲器的擦除方法及一種非易失存儲器的擦 除裝置進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述， 以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一 般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所 述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
1權(quán)利要求
一種非易失存儲器的擦除方法，其特征在于，包括預(yù)編程校驗步驟校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則執(zhí)行預(yù)編程步驟；若否，則執(zhí)行擦除步驟；預(yù)編程步驟對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并返回預(yù)編程校驗步驟；擦除步驟對所述目標擦除塊進行擦除操作；第一軟編程校驗步驟校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是，則執(zhí)行第一軟編程步驟；若否，則執(zhí)行擦除校驗步驟；第一軟編程步驟對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并返回第一軟編程校驗步驟；擦除校驗步驟校驗所述擦除操作是否成功，若否，則返回擦除步驟；若是，則執(zhí)行第二軟編程校驗步驟；第二軟編程校驗步驟校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是，則執(zhí)行第二軟編程步驟；若否，則結(jié)束此次擦除過程；第二軟編程步驟對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并返回第二軟編程校驗步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述軟編程操作為針對目標擦除塊中過擦 除狀態(tài)的存儲單元施加編程脈沖的操作，所述第二軟編程步驟施加的編程脈沖，強于第一 軟編程步驟施加的編程脈沖。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的 存儲單元柵極施加的電壓，高于第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的 電壓。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第二軟編程步驟施加編程脈沖的時 間，大于第一軟編程步驟施加編程脈沖的時間。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述軟編程校驗操作為通過讀出目標 擦除塊中存儲單元浮動?xùn)艠O中的電荷，轉(zhuǎn)化為電壓后與參考電壓進行對比判斷的操作；所 述第二軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓，高于第一軟編程校驗步驟在所 述存儲單元的柵極施加的電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述軟編程操作為針對目標擦除塊中過擦 除狀態(tài)的存儲單元施加編程脈沖的操作，所述第一軟編程步驟施加的編程脈沖，強于第二 軟編程步驟施加的編程脈沖。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的 存儲單元柵極施加的電壓，高于第二軟編程步驟在所述過擦除狀態(tài)的存儲單元柵極施加的 電壓。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第一軟編程步驟施加編程脈沖的時 間，大于第二軟編程步驟施加編程脈沖的時間。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述軟編程校驗操作為通過讀出目標擦除 塊中存儲單元浮動?xùn)艠O中的電荷，轉(zhuǎn)化為電壓后與參考電壓進行對比判斷的操作；所述第 一軟編程校驗步驟在所述存儲單元的柵極施加的電壓，高于第二軟編程校驗步驟在所述存 儲單元的柵極施加的電壓。
10.一種非易失存儲器的擦除裝置，其特征在于，包括預(yù)編程校驗?zāi)K用于校驗?zāi)繕瞬脸龎K是否需要進行預(yù)編程操作，若是，則觸發(fā)預(yù)編程模塊；若否，則觸發(fā)擦除模塊；預(yù)編程模塊用于對所述目標擦除塊進行預(yù)編程操作，并在完成操作后觸發(fā)預(yù)編程校 驗?zāi)K；擦除模塊用于對所述目標擦除塊進行擦除操作；第一軟編程校驗?zāi)K用于校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是，則觸 發(fā)第一軟編程模塊；若否，則觸發(fā)擦除校驗?zāi)K；第一軟編程模塊用于對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸發(fā)第一 軟編程校驗?zāi)K；擦除校驗?zāi)K用于校驗所述擦除操作是否成功，若否，則觸發(fā)擦除模塊；若是，則觸 發(fā)第二軟編程校驗?zāi)K；第二軟編程校驗?zāi)K用于校驗所述目標擦除塊是否需要進行軟編程操作，若是，則觸 發(fā)第二軟編程模塊；若否，則結(jié)束此次擦除過程；第二軟編程模塊用于對所述目標擦除塊進行軟編程操作，并在完成操作后觸發(fā)第二 軟編程校驗?zāi)K。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非易失存儲器的擦除方法，包括當(dāng)執(zhí)行完擦除步驟后，一旦通過第一軟編程校驗步驟發(fā)現(xiàn)目標擦除塊中，存在處于過擦除狀態(tài)的存儲單元，則觸發(fā)第一軟編程步驟收斂處于過擦除狀態(tài)的存儲單元的閾值電壓的分布范圍；當(dāng)通過擦除校驗步驟校驗?zāi)繕瞬脸龎K成功擦除后，如果第二軟編程校驗步驟發(fā)現(xiàn)目標擦除塊中，又出現(xiàn)處于過擦除狀態(tài)的存儲單元，則觸發(fā)第二軟編程步驟將目標擦除塊中所有處于過擦除狀態(tài)的存儲單元都編程到正常的擦除范圍，使這些存儲單元的閾值電壓都提高到擦除狀態(tài)之內(nèi)。本發(fā)明可以更為精準地控制擦除操作后的cell的VT，以方便后續(xù)的編程操作，提高存儲器的整體性能。
文檔編號G11C16/10GK101923899SQ200910086290
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者潘榮華, 舒清明, 蘇志強 申請人:北京芯技佳易微電子科技有限公司