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非易失性存储器及其编程方法、擦除方法以及电子装置

文献发布时间:2023-06-19 19:28:50


非易失性存储器及其编程方法、擦除方法以及电子装置

技术领域

本申请涉及技术领域,具体涉及一种非易失性存储器及其编程方法、擦除方法以及电子装置。

背景技术

目前,NAND Flash(快闪存储器)的擦除操作主要利用FN隧穿效应(Fowler-Nordheim tunneling,FN tunneling)执行擦除操作,以改变存储单元的状态(例如存储单元的状态是从“0”状态变为“1”状态)。

NAND Flash的擦除操作是以块(block)为单位,块可以包含多个字线(Word Line,简称WL),每一个字线对应多个存储单元,多个存储单元可以包括处于未编程状态(擦除状态)的存储单元和处于编程状态的存储单元。现有的擦除操作中,在衬底上施加擦除电压,擦除电压产生的电场使浮栅中的电子通过FN隧穿效应进入衬底。擦除电压并没有考虑到处于未编程状态的存储单元和处于编程状态的存储单元的数量和分布,影响擦除操作的效率。

因此,需要对现有技术问题提出解决方法。

发明内容

本申请实施例提供一种非易失性存储器及其编程方法、擦除方法、电子装置,其通过在存储页设置指示信息存储区以新增指示信息,用以指示该存储页的数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量是否超过预设数值,并且根据处于编程状态的存储单元的数量超过预设数值的存储页的数量确定擦除操作参数,以进一步灵活调整擦除脉冲电压,从而能够达到减少擦除时间的目的。

根据本申请的一方面,本申请提供了一种非易失性存储器的编程方法,所述编程方法包括:根据待写入目标页的数据存储区的数据确定所述目标页的指示信息,其中,当所述待写入目标页的数据存储区的数据中取值为“0”的位的数量小于或等于预设数量时,确定所述目标页的指示信息的有效位为“1”;当所述待写入目标页的数据存储区的数据中取值为“0”的位的数量大于所述预设数量时,确定所述目标页的指示信息的有效位为“0”,其中所述指示信息包括有效位;以及将所述数据写入所述目标页的数据存储区,并且将所述指示信息写入所述目标页的指示信息存储区。

可选地,所述指示信息还包括非有效位,该非有效位取值为“1”。

根据本申请的另一方面,本申请提供了一种非易失性存储器的擦除方法,所述擦除方法包括:接收对多个存储块中的目标块的擦除指令,所述目标块包括多个存储页,每个所述存储页包括数据存储区和指示信息存储区,其中所述指示信息存储区用于存储指示信息,所述指示信息用于表示每一所述存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元;对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作;根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数;以及根据所确定的擦除操作参数执行擦除操作。

可选地,所述多个存储页分为多个组,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同,所述对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:逐组进行读取操作,在所述读取操作中,在选中组的字线上同时施加读取电压,在非选中组的字线上施加导通电压。

可选地,所述指示信息的有效位的数量等于所述组中的存储页的数量。

可选地,所述根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数包括:根据所述读取操作的读取结果确定所述目标块的多个存储页中编程页的数量,以及根据所述编程页的数量确定所述擦除操作参数,其中,所述编程页为处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量的存储页。

可选地,所述多个存储页分为多个组,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置相同,不同组的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同,所述对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:在所述多个存储页的字线上同时施加读取电压。

可选地,所述指示信息的有效位的数量等于所述组的数量。

可选地,所述根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数包括:根据所述读取操作的读取结果中取值为“0”的位的数量确定所述擦除操作参数。

可选地,对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:在所述多个存储页中的两个或多个存储页的字线上同时施加读取电压,其中,所述两个或多个存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。

可选地,所述擦除操作参数包括初始擦除脉冲电压的大小和/或擦除脉冲电压的递增步长。

根据本申请的又一方面,本申请提供了一种非易失性存储器,其包括:多个存储块,每一所述存储块包括多个存储页,每一所述存储页包括数据存储区和指示信息存储区,其中所述指示信息存储区用于存储指示信息,所述指示信息用于表示每一所述存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元;控制器,用于执行:接收对所述多个存储块中的目标块的擦除指令;对所述目标块的所述指示信息存储区执行读取操作;根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数;以及根据所确定的擦除操作参数执行擦除操作。

可选地,所述指示信息包括有效位,所述有效位在所述存储页为编程页时的取值和所述存储页为非编程页时的取值不同,所述编程页为处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量的存储页,所述非编程页为处于编程状态的存储单元的数量小于或等于所述预设数量的存储页。

可选地,所述多个存储页分为多个组,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同,所述对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:逐组进行读取操作,在所述读取操作中,在选中组的字线上同时施加读取电压,在非选中组的字线上施加导通电压。

可选地,所述指示信息的有效位的数量等于所述组中的存储页的数量。

可选地,所述根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数包括:根据所述读取操作的读取结果确定所述目标块的多个存储页中编程页的数量,以及根据所述编程页的数量确定所述擦除操作参数,其中,所述编程页为处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量的存储页。

可选地,所述多个存储页分为多个组,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置相同,不同组的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同,所述对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:在所述多个存储页的字线上同时施加读取电压。

可选地,所述指示信息的有效位的数量等于所述组的数量。

可选地,所述根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数包括:根据所述读取操作的读取结果中取值为“0”的位的数量确定所述擦除操作参数。

可选地,对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:在所述多个存储页中的两个或多个存储页的字线上同时施加读取电压,其中,所述两个或多个存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。

可选地,当所述存储页的数据存储区包括处于编程状态的存储单元时,该存储页的所述指示信息的有效位对应的存储单元为编程状态;当所述存储页的数据存储区不包括处于编程状态的存储单元时,该存储页的所述指示信息的有效位对应的存储单元为擦除状态。

可选地,所述指示信息还包括非有效位,当所述存储页的数据存储区不包括处于编程状态的存储单元时,以及当所述存储页的数据存储区包括处于编程状态的存储单元时,所述非有效位的取值为相同,所述指示信息的非有效位对应的存储单元为擦除状态。

可选地,所述擦除操作参数包括初始擦除脉冲电压的大小和/或擦除脉冲电压的递增步长。

根据本申请的另一方面,本申请提供了一种非易失性存储器,其包括:存储单元阵列;以及控制器,用于执行:根据待写入存储单元阵列中的目标页的数据存储区的数据确定所述目标页的指示信息,其中,当所述待写入目标页的数据存储区的数据的位全部取值为“1”时,确定所述目标页的指示信息的有效位为“1”,当所述待写入目标页的数据存储区的数据包括一个或多个取值为“0”的位时,确定所述目标页的指示信息的有效位为“0”,其中所述指示信息包括有效位;以及通过编程操作,将所述数据写入目标页的数据存储区,并且将所述指示信息写入所述目标页的指示信息存储区。

可选的,所述指示信息还包括非有效位,该指示信息的非有效位取值为“1”。

根据本申请的另一方面,本申请提供了一种电子装置,所述电子装置包括本申请任一实施例所述的非易失性存储器。

本申请实施例所提供的非易失性存储器通过在存储页设置指示信息存储区以新增指示信息,用以指示该存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元,并且根据编程的存储单元的数量确定擦除操作参数,以进一步灵活调整擦除脉冲电压,从而能够达到减少擦除时间的目的。此外,利用分组的方式,对同一个组的多个存储页执行读取操作,以获得指示信息,从而提高了效率。本申请实施例所述的非易失性存储器的编程方法及擦除方法亦是如此。

附图说明

下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请一实施例的非易失性存储器及电子装置的功能框图。

图2为图1所示的存储器阵列的一个块的示意图。

图3为本申请一实施例的存储单元示意图。

图4为本申请一实施例的擦除操作和编程操作的示意图。

图5为本申请一实施例的非易失性存储器的编程方法的步骤流程图。

图6A和图6B为待写入数据及根据待写入数据确定的指示信息的示意图。

图7为本申请一实施例的非易失性存储器的擦除方法的步骤流程图。

图8为指示信息存储区的读取操作的一示例的示意图。

图9为指示信息存储区的读取操作的另一示例的示意图。

图10为擦除操作时擦除脉冲电压的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

文中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

如图1所示,本申请提供的一种非易失性存储器10电性连接至电子装置20。该非失性存储器10是电子装置20的内置或外接存储设备。所述非易失性存储器10可以例如为U盘、移动硬盘、存储卡等。所述电子设备20为用户的设备,例如为手机、平板电脑、笔记本、相机等。所述非易失性存储器10可以与电子装置20进行双向数据通信。所述非易失性存储器10和所述电子装置20之间的通信标准可以例如为串行高级技术附件(Serial AdvancedTechnology Attachment,简称SATA)标准、并行高级技术附件(Parallel AdvancedTechnology Attachment,简称PATA)标准、通用串行总线(Universal Serial Bus,简称USB)标准、安全数码(Secure Digital,简称SD)接口标准、多媒体存储卡(Multi MediaCard,简称MMC)接口标准、串行外设接口(Serial Peripheral Interface,简称SPI)标准等。

所述非易失性存储器10包括存储器阵列102、控制器104、地址电路106、写入电路108、输入/输出电路110、感测电路112、页缓冲器114以及电荷泵116。所述非易失性存储器10可以例如为NAND Flash。在下文中,以NAND Flash为例进行描述。

存储器阵列102包括多个如图2所示的块1020。所述块1020可以包括多个存储单元SC。多个存储单元SC设置多行和多列。在图2所示的实施例中,块1020包括64行*(n+8)列的存储单元SC。64行*(n+8)列的存储单元例如形成在公共阱中。

存储单元SC可以包括浮栅(Floating Gate)的晶体管。晶体管还包括源极301(Source),漏极302(Drain)和控制栅极303(Control Gate),如图3所示。浮栅304与衬底305之间设置有隧穿介质层306,浮栅304与控制栅极303之间设置有绝缘层307。晶体管的阈值电压和浮栅304所俘获的电子有关。当浮栅304俘获较多的电子时,晶体管的阈值电压变大。同一串中的多个存储单元(晶体管)的源极和漏极依次连接。同一存储页1021中的多个存储单元(晶体管)的控制栅极连接同一字线。

当浮栅中没有被俘获的电子时,存储单元SC的阈值电压较低,存储单元SC处在擦除状态(又称非编程状态),存储单元SC存储逻辑1。在编程操作中,在控制栅极上施加编程电压(例如,20V),衬底中的电子通过FN隧穿效应穿过隧穿介质层进入浮栅,存储单元SC的阈值电压变高,存储单元处从擦除状态变为编程状态,存储单元SC存储逻辑0。在编程操作之后,浮栅里的电子不会因为掉电而消失,由此实现NAND闪存的非易失性存储。在擦除操作中,在衬底施加擦除电压,浮栅中的电子通过FN隧穿效应回到衬底,存储单元SC从编程状态变为擦除状态。

存储单元SC通过字线(Word Line,简称WL)和位线(Bit Line,简称BL)寻址。每行存储单元连接同一字线,构成一个存储页。具体地,每行存储单元SC的控制栅极连接同一字线。每列存储单元中相邻的存储单元SC的源极漏极连接,组成存储单元串(string),其中,存储单元串的队首存储单元的漏极经过第一选择晶体管ST1连接到位线,存储单元串的队尾存储单元的源极通过第二选择晶体管ST2连接到公共源极线(Common Source Line,简称CSL)。第一选择晶体管ST1的栅极连接漏极选择信号线SGD,第二选择晶体管ST2的栅极连接源极选择信号线SGS。所述控制器104用于解码所述电子装置20通过控制总线118所传送的指令,执行所述电子装置20的指令及/或存取所述存储器阵列102。所述指令用于对所述存储器阵列102执行操作,所述操作至少包括读取操作、写入操作、擦除操作以及其他操作等。对于NAND Flash,擦除操作以块为单位执行,读取操作和写入操作(编程操作)以页为单位执行。

所述地址电路106用于锁存来自于所述输入/输出电路110的地址信号,并解码所述地址信号以存取所述存储器阵列102。

所述电子装置20通过数据总线将所述地址信号传送至所述输入/输出电路110。

所述写入电路108用于执行写入操作。电荷泵116用于提供读取操作、写入操作、擦除操作所需的电压。所述感测电路112与位线BL1-BL(n+8)连接,用于执行读取操作。所述页缓冲器114用于存储从页中读取的数据或者待写入页的数据。页缓冲器114例如是静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)。页缓冲器114包括多个存储单元,所述多个存储单元和一页的存储单元SC对应,例如,页缓冲器114包括(n+8)个存储单元。

如图2所示,块1020包括64条字线,即块1020包括64个存储页。块1020包括(n+8)条位线,每个存储页包括数据存储区和指示信息存储区。数据存储区包括位线BL1至BLn对应的存储单元串。指示信息存储区包括位线BL(n+1)至BL(n+8)对应的存储单元串。每个存储页的数据存储区包括n个存储单元,指示信息存储区包括8个存储单元。数据存储区用于存储可以被电子装置20读写的数据,指示信息存储区用于存储指示信息,指示信息用于指示数据存储区中处于编程状态的存储单元(存储“0”的存储单元)的数量是否超过预设数量。预设数量是大于或等于0的整数。预设数量等于0时,指示信息指示了这个存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元。指示信息包括有效位和非有效位。

具体地,指示信息的有效位取值为第一值(例如,0)时表示数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量,当指示信息的有效位取值为第二值(例如,1)时表示数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量小于或等于预设数量。在数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量时,以及在数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量小于或等于预设数量时,在指示信息的非有效位的取值都是1。有效位的取值0,即对应的指示信息存储区中的存储单元为编程状态,非有效位的取值为1,即对应的指示信息存储区中的存储单元为擦除状态。块1020的多个存储页被分为多个组,指示信息存储区中存储单元的数量是组的数量的倍数。图2所示的实施例中,指示信息为8位,仅为示例。

对非易失性存储器10的目标块执行擦除操作前,先读取目标块的多个存储页的指示信息存储区中的指示信息,并根据指示信息确定擦除操作的参数。

在一些实施例中,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。在另一些实施例中,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置相同,不同组的存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。在又一些实施例中,每个存储页的指示信息存储区中的存储单元数量和块中的存储页的数量相同,不同存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。

参阅图5所示,本申请提供了一种非易失性存储器的编程方法,该编程方法包括:步骤S101,接收到编程指令;步骤S103,根据待写入目标页的数据存储区的数据,确定目标页的指示信息;步骤S105,执行编程操作,其中,在目标页的数据存储区写入数据,在目标页的指示信息存储区写入指示信息,指示信息用于指示编程操作后,该存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元。

具体地,在步骤S101中,控制器接收到编程指令。在步骤S103中,当待写入目标页的数据存储区的数据中取值为“0”的位的数量小于或等于预设数量时,确定目标页的指示信息的有效位为“1”。当待写入目标页的数据存储区的数据中取值为“0”的位的数量大于所述预设数量时,确定目标页的指示信息的有效位为“0”。其中预设数量可以为0,或可以为其他自然数。在本实施例中,预设数量为0。

需说明的是,编程操作是逐页执行的。上述的有效位可以是一位,也可以是多位,每一位对应一条位线。上述的目标页可以例如为字线WL1对应的存储页。如果待写入字线WL1对应的存储页的数据存储区的数据的所有位均为“1”,则可以确定字线WL1对应的存储页的指示信息的有效位为“1”,指示信息的其他位(即非有效位)是“1”。如果待写入字线WL1对应的存储页的数据存储区的数据包括一个或多个取值位“0”位,则确定字线WL1对应的存储页的指示信息的有效位是“0”,指示信息的其他位(即非有效位)是“1”,换言之,所述指示信息的非有效位取值为“1”,参阅图6A或图6B。进一步,字线WL1对应的存储页的指示信息的有效位,例如是指示信息的第一位,该有效位存储在字线WL1和位线BL(n+1)交叉处的存储单元。而待写入数据及根据待写入数据确定的指示信息存储在页缓冲器中。页缓冲器的每一个存储单元对应一根位线。

在步骤S105中,即执行编程操作时,对目标页的字线施加编程电压,而对其他字线施加编程导通电压。根据数据存储区的数据和指示信息存储区的指示信息的每一位的取值在对应位线施加对应电压,例如该位是1,则在对应位线施加编程禁止电压(即ProgramInhibit Voltage),又例如该位是0,则在对应位线施加编程使能电压(即Program EnableVoltage)。

参阅图7,本申请提供了一种非易失性存储器的擦除方法,所述擦除方法包括:步骤S110,接收对多个存储块中的目标块的擦除指令,所述目标块包括多个存储页,每个所述存储页包括数据存储区和指示信息存储区,其中所述指示信息存储区用于存储指示信息,所述指示信息用于表示所述存储页的数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量是否超过预设数量;步骤S130,对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作;步骤S150,根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数;以及步骤S170,根据所确定的擦除操作参数执行擦除操作。具体地,在步骤S110中,目标块包括多个存储页,每个存储页包括数据存储区和指示信息存储区。指示信息用于表示所述存储页的数据存储区中处于编程状态的存储单元的数量是否超过预设数量。下文以预设数量为0为例描述,即指示信息用于表示所述存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元。

以下将结合指示信息的设置方式说明指示信息的读取操作。

在一些实施例中,指示信息的设置方式可以为如下:将一个目标块中的字线(存储页)分成多组。指示信息的多个位分配给这些组作为有效位。

同一组中的存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置相同,而不同组的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同。所述指示信息的有效位的数量等于组的数量。例如,64个字线可以分成8组,指示信息的有效位的数量等于组的数量,即为8位。指示信息存储区包括8根位线,每组字线被分配到指示信息的1个位作为指示信息。例如对于字线WL1至字线WL8,指示信息的第一位是有效位,对于字线WL57至字线WL64,指示信息的第八位是有效位。所述指示信息的有效位的数量等于组的数量的倍数。例如,64个字线可以分成8组,指示信息为16位,指示信息存储区包括16根位线,每组字线被分配到指示信息的2个位。例如对于字线WL1至字线WL8,指示信息的第1位至第2位为有效位,对于字线WL57至字线WL64,指示信息的第15位至第16位为有效位。

在另一些实施例中,指示信息的设置方式也可以为如下:将一个目标块中的字线(存储页)分成多组。指示信息的多个位分配给每个组中的字线(存储页)。

同一组中的字线的有效位在指示信息中的位置不同。所述指示信息的有效位的数量等于组中的存储页的数量。例如,64个字线可以分成8组,指示信息为8位,指示信息存储区包括8根位线。字线WL1至字线WL8可以组成一个字线组,指示信息的8位分别分配给字线WL1至字线WL8。于是,对于字线WL1至字线WL8,其指示信息的有效位分别为指示信息的第1位至第8位。类似地,字线WL57至字线WL64也可以组成一个字线组,对于字线WL57至字线WL64,其指示信息的有效位分别位指示信息的第1位至第8位。又例如,64个字线可以分成8组,指示信息为16位,指示信息存储区包括16根位线,指示信息存储区包括16根位线,每个字线被分配到指示信息的2个位。例如,对于字线WL1至字线WL8,其指示信息的有效位分别位指示信息的第1位至第2位,第3位至第4位,…第15位至第16位。对于字线WL57至字线64,其指示信息的有效位分别位指示信息的第1位至第2位,第3位至第4位,…第15位至第16位。

继续参阅图7,在步骤S130即对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作的步骤中,对指示信息存储区执行读取操作包括以下两种方式。

在一些实施例中,对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:逐组进行读取操作;在读取操作中,对选中组的字线同时施加读取电压(Vread),对非选中组的字线施加导通电压(Vpass)。

具体地,例如,目标块包括64根字线,指示信息包括8位,每一页对应的指示信息存储区包括8个存储单元。字线WL1至字线WL8的指示信息的有效位对应的存储单元为虚线框所示的存储单元,如图8所示。字线WL1对应的存储页的指示信息的有效位存储在字线WL1和位线BL(n+1)交叉处的存储单元。若当字线WL1对应的存储页的数据存储区的存储单元均处于擦除状态,则字线WL1和位线BL(n+1)交叉处的存储单元存储的指示信息的有效位“1”,字线WL1对应的存储页的指示信息存储区的其他7个存储单元设置为存储指示信息的非有效位“1”。若当字线WL1对应的存储页的数据存储区包括一个或多个处于编程状态的存储单元,字线WL1和位线BL(n+1)交叉处的存储单元存储的指示信息的有效位为“0”,字线WL1对应的存储页的存储区的其他7个存储单元设置为存储指示信息的非有效位“1”。

进一步,以位线BL(n+8)为例描述读取操作。

由于字线WL9至字线WL64上施加的电压是导通电压Vpass,因此,字线WL9至字线WL64与位线BL(n+8)交叉处的存储单元均处于导通状态。字线WL1至字线WL8上施加的电压为读取电压Vread,字线WL1至字线WL7与位线BL(n+8)交叉处的存储单元均存储“1”(即,处于擦除状态),字线WL1至字线WL7与位线BL(n+8)交叉处的存储单元也处于导通状态,读取出的指示信息的第8位决定于字线WL8与位线BL(n+8)交叉处的存储单元。读取出的指示信息的第8位指示了字线WL8对应的存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元。类似地,读取出的指示信息的第1位至第7位指示了字线WL1至字线WL7对应的存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元。读取出的指示信息存储在页缓冲器,指示信息中“0”的位数表示了多少个存储页的数据存储区包括处于编程状态的存储单元。

因此,通过1次读取操作,能够获得8个字线对应的存储页的数据存储区的状况。类似地,对每组字线均执行1次读取操作,从而可以确定整个存储块中有多少个存储页的数据存储区包括处于编程状态的存储单元。

在另一些实施例中,对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作可以包括:在所述多个存储页的字线上同时施加读取电压。

具体地,对于一组字线WL1-WL8,每个字线的存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置相同,例如均在指示信息的第1位。

参阅图9,以位线BL(n+1)为例,与位线BL(n+1)连接的存储单元对应字线组WL1-WL8。字线WL1与位线BL(n+1)交叉处的存储单元中的信息用于指示字线WL1对应的页是否包括处于编程状态的存储单元,字线WL2与位线BL(n+1)交叉处的存储单元中的信息用于指示字线WL2对应的页是否包括处于编程状态的存储单元。字线WL8与位线BL(n+1)交叉处的存储单元中的信息用于指示字线WL8对应的页是否包括处于编程状态的存储单元。

此外,在一些实施例中,步骤S130即对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作还可以包括:在所述多个存储页中的两个或多个存储页的字线上同时施加读取电压,其中,所述两个或多个存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。

继续参阅图7,在步骤S150即根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数的步骤中,可以包括以下步骤。

在一些实施例中,所述根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数包括:根据所述读取操作的读取结果中取值为“0”的位的数量确定所述擦除操作参数。

在另一些实施例中,所述根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数包括:根据所述读取操作的读取结果确定所述目标块的多个存储页中编程页的数量,以及根据所述编程页的数量确定所述擦除操作参数,其中,所述编程页为处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量的存储页。

进一步地,所述擦除操作参数包括初始擦除脉冲电压的大小和/或擦除脉冲电压的递增步长。

在步骤S170中,根据所确定的擦除操作参数执行擦除操作。

结合参阅图10,施加擦除脉冲电压,执行擦除验证操作。若相应的擦除验证操作未通过,则再次施加擦除脉冲电压。其中,可以根据所读取的擦除操作参数的结果,调节首个擦除脉冲电压的大小,擦除脉冲电压递增的步长等。

例如,如图10所示,根据所读取的擦除操作参数的结果,调整第一次擦除脉冲电压(即初始擦除脉冲电压)的电压值为V0,并执行擦除验证操作。当相应的擦除验证操作未通过时,调整第二次擦除脉冲电压的电压值,该电压值相较于第一次擦除脉冲电压V0,增加了ΔV电压,接着执行擦除验证操作。当相应的擦除验证操作仍未通过时,调整第三次擦除脉冲电压的电压值,该电压值相较于第二次擦除脉冲电压(V0+ΔV),也增加了ΔV电压,接着执行擦除验证操作。

基于同一发明构思,本申请还提供一种非易失性存储器。

结合参阅图1所示,本申请一实施例中的非易失性存储器包括:多个存储块,每一所述存储块包括多个存储页,每一所述存储页包括数据存储区和指示信息存储区,其中所述指示信息存储区用于存储指示信息,所述指示信息用于表示每一所述存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元。该非易失性存储器还包括控制器,该控制器用于执行:接收对所述多个存储块中的目标块的擦除指令;对所述目标块的所述指示信息存储区执行读取操作;根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数;以及根据所确定的擦除操作参数执行擦除操作。

具体地,所述指示信息包括有效位,所述有效位在所述存储页为编程页时的取值和所述存储页为非编程页时的取值不同,所述编程页为处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量的存储页,所述非编程页为处于编程状态的存储单元的数量小于或等于所述预设数量的存储页,其中预设数量可以为0。进一步地,有效位在指示信息中的位置是指有效位对应的存储单元在指示信息存储区中的位置,例如指示信息存储区的第几个存储单元。

此外,当所述存储页的数据存储区包括处于编程状态的存储单元时,该存储页的所述指示信息的有效位对应的存储单元为编程状态。当所述存储页的数据存储区不包括处于编程状态的存储单元时,该存储页的所述指示信息的有效位对应的存储单元为擦除状态。

所述指示信息除了包括有效位之外,还可以包括非有效位。所述指示信息的非有效位在所述存储页的数据存储区不包括处于编程状态的存储单元时和所述存储页的数据存储区包括处于编程状态的存储单元时的取值相同,所述指示信息的非有效位对应的存储单元为擦除状态。

在一些实施例中,所述多个存储页分为多个组,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置相同,不同组的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同,所述对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:在所述多个存储页的字线上同时施加读取电压。其中,所述指示信息的有效位的数量等于所述组的数量。因此,所述控制器用于执行根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数,可以包括:根据所述读取操作的读取结果中取值为“0”的位的数量确定所述擦除操作参数。

在另一些实施例中,所述多个存储页分为多个组,同一个组中的存储页的指示信息的有效位在所述指示信息中的位置不同,所述对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作包括:逐组进行读取操作,在读取操作中,在选中组的字线上同时施加读取电压,在非选中组的字线上施加导通电压。其中,所述指示信息的有效位的数量等于所述组中的存储页的数量。因此,所述控制器用于执行根据所述读取操作的读取结果确定擦除操作参数,可以包括:根据所述读取操作的读取结果确定所述目标块的多个存储页中编程页的数量,以及根据所述编程页的数量确定所述擦除操作参数,其中,所述编程页为处于编程状态的存储单元的数量大于预设数量的存储页。

继续参阅图1,在一些实施例中,所述控制器用于执行对所述多个存储页的指示信息存储区执行读取操作,可以包括:在所述多个存储页中的两个或多个存储页的字线上同时施加读取电压,其中,所述两个或多个存储页的指示信息的有效位在指示信息中的位置不同。

在一些实施例中,所述擦除操作参数包括初始擦除脉冲电压的大小和/或擦除脉冲电压的递增步长。

需说明的是,本申请所述实施例所提供的非易失性存储器,可以执行本申请上述实施例(如执行步骤S110至步骤S170的实施例)所述非易失性存储器的擦除方法,其实现的原理和技术效果类似,在此不再赘述。

在本申请的另一实施例中,还提供一种非易失性存储器,其包括:存储单元阵列;以及控制器,用于执行:根据待写入存储单元阵列中的目标页的数据存储区的数据确定所述目标页的指示信息,其中,当所述待写入目标页的数据存储区的数据的位全部取值为“1”时,确定所述目标页的指示信息的有效位为“1”,当所述待写入目标页的数据存储区的数据包括一个或多个取值为“0”的位时,确定所述目标页的指示信息的有效位为“0”;以及通过编程操作,将所述数据写入目标页的数据存储区,并且将所述指示信息写入所述目标页的指示信息存储区。其中,所述指示信息的非有效位取值可以为“1”。

需说明的是,本申请所述实施例所提供的非易失性存储器,可以执行本申请上述实施例(如执行步骤S101至步骤S105的实施例)所述非易失性存储器的编程方法,其实现的原理和技术效果类似,在此不再赘述。

此外,本申请还提供一种电子装置20,所述电子装置20包括上述任一实施例的非易失性存储器10。需说明的是,在图1中,所述非易失性存储器10为电子装置20的外部组件。在其他部分实施例中,所述非易失性存储器10也可以设置于电子装置20的内部。

本申请实施例的非易失性存储器中,通过在存储页设置指示信息存储区以新增指示信息,用以指示该存储页的数据存储区是否包括处于编程状态的存储单元,并且根据编程的存储单元的数量确定擦除操作参数,以进一步灵活调整擦除脉冲电压,从而能够达到减少擦除时间的目的。此外,利用分组的方式,对同一个组的多个存储页执行读取操作,以获得指示信息,进而能够减少确定指示信息的时间,提高了效率。本申请实施例所述的非易失性存储器的编程方法及擦除方法亦是如此。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种非易失性存储器及其编程方法、擦除方法以及电子装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

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