CN104217760A - 闪存的配置方法 - Google Patents

Abstract

一种闪存的配置方法，所述闪存包括数据存储阵列以及配置信息存储阵列，所述数据存储阵列包括至少一个扇区，所述闪存的配置方法包括：a、对所述扇区进行擦除操作；b、验证所述扇区是否擦除成功；c、若所述扇区擦除成功，在所述配置信息存储阵列写入与所述扇区的擦除时间对应的二进制代码；d、若所述扇区擦除不成功，判断对所述扇区进行擦除操作的次数是否达到上限；e、若对所述扇区进行擦除操作的次数达到上限，判定所述扇区失效；f、若对所述扇区进行擦除操作的次数未达到上限，则重复执行步骤a。本发明提供的闪存的配置方法，能够避免对闪存造成过擦除，缩短扇区擦除时间，闪存单元承受高压应力的时间缩短，提高闪存单元的可靠性。

Description

闪存的配置方法

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，特别涉及一种闪存的配置方法。

背景技术

通常，用于存储数据的半导体存储器分为易失性存储器和非易失性存储器，易失性存储器在电源中断时易于丢失数据，而非易失性存储器在电源关闭后仍可及时保存存储器内部信息。并且，非易失性存储器具有成本低、密度大等特点，因而非易失性存储器被广泛应用于各个领域，包括嵌入式系统(例如PC及外设、电信交换机、蜂窝电话、网络互联设备、仪器仪表等)、语音存储类产品、图像存储类产品以及数据存储类产品等。闪存是一种长寿命的非易失性存储器，数据删除是以固定的扇区为单位进行。

图1是常见的一种闪存1的结构示意图，所述闪存1包括数据存储阵列10和配置信息存储阵列11。其中，所述数据存储阵列10包括扇区101、扇区102、…、扇区10N，每个扇区适于存储从所述闪存1外部写入的数据，N为正整数；所述配置信息存储阵列11适于存储所述闪存1的配置信息，所述配置信息通常包括同步等待时间对应的二进制代码、突发读取等待时间对应的二进制代码、突发写入等待时间对应的二进制代码以及擦除时间对应的二进制代码等。

现有技术中，对所述闪存1进行擦除操作时，是以扇区为单位进行的，而且所有扇区的擦除时间相等。由于不同扇区的特性差异，特别是某些扇区包含有个别差异较大的闪存单元，其要求的擦除时间较长。为了可以实现对所有扇区的有效擦除，需提供较长的擦除时间以满足所有扇区对擦除时间的需求。然而，对于某些对擦除时间要求较短的扇区，较长的擦除时间会产生过擦除效应，影响闪存的可靠性。

发明内容

本发明解决的是闪存中的过擦除效应问题。

为解决上述问题，本发明提供一种闪存的配置方法，所述闪存包括数据存储阵列以及配置信息存储阵列，所述数据存储阵列包括至少一个扇区，所述闪存的配置方法包括：

a、对所述扇区进行擦除操作；

b、验证所述扇区是否擦除成功；

c、若所述扇区擦除成功，则在所述配置信息存储阵列写入与所述扇区的擦除时间对应的二进制代码；

d、若所述扇区擦除不成功，则判断对所述扇区进行擦除操作的次数是否达到上限；

e、若对所述扇区进行擦除操作的次数达到上限，则判定所述扇区失效；

f、若对所述扇区进行擦除操作的次数未达到上限，则重复执行步骤a。

可选的，所述闪存的配置方法还包括：在首次执行步骤a前，对所述扇区中的每个存储单元写入二进制数据0。

可选的，所述扇区的擦除时间等于首次执行步骤a时的擦除时间与重复执行步骤a时的擦除时间相加之和。

可选的，首次执行步骤a时的擦除时间与每次重复执行步骤a时的擦除时间相等。

可选的，首次执行步骤a时的擦除时间与每次重复执行步骤a时的擦除时间不相等。

可选的，每次重复执行步骤a时的擦除时间相等。

可选的，首次执行步骤a时的擦除时间大于每次重复执行步骤a时的擦除时间。

可选的，每次重复执行步骤a时的擦除时间根据Tave＝(Tmax-Tmin)/(L-1)确定，其中，Tave为每次重复执行步骤a时的擦除时间，Tmax为所述闪存的最大擦除时间，Tmin为首次执行步骤a时的擦除时间，L为对所述扇区进行擦除操作的上限次数。

可选的，每次重复执行步骤a时的擦除时间不相等。

可选的，所述扇区包括M条字线、M条第一控制栅线、M条第二控制栅线、(N+1)条位线以及M行、N列呈阵列排布的存储单元，M、N为正整数；

所述存储单元包括半导体衬底、漏极、源极、第一控制栅极、第二控制栅极、第一浮栅、第二浮栅以及中间电极，第m行存储单元的中间电极均连接第m条字线，第m行存储单元的第一控制栅极均连接第m条第一控制栅线，第m行存储单元的第二控制栅极均连接第m条第二控制栅线，第n列存储单元的漏极和第(n-1)列存储单元的漏极均连接第n条位线，第n列存储单元的源极和第(n+1)列存储单元的源极均连接第(n+1)条位线，1≤m≤M，0≤n≤N且n为偶数。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的闪存的配置方法，通过对扇区进行多次擦除操作，能够获得不同扇区的擦除时间，并将不同扇区的擦除时间对应的二进制代码写入配置信息存储阵列。在用户需要对所述闪存中的扇区进行擦除操作时，可根据配置信息存储阵列中存储的二进制代码为不同的扇区提供不同的擦除时间，避免了所有扇区均采用同一擦除时间产生的过擦除效应。进一步，每个扇区采用不同的时间擦除，缩短了扇区的擦除时间，从而闪存单元承受高压应力的时间缩短，提高了闪存单元的可靠性。

附图说明

图1是常见的一种闪存的结构示意图；

图2是本发明实施例的存储单元的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例的扇区的电路图；

图4是本发明实施例的闪存的配置方法的流程示意图。

具体实施方式

正如背景技术中所描述的，现有技术中对闪存进行擦除操作时是以扇区为单位进行，且每个扇区的擦除时间相等。为了可以实现对所有扇区的有效擦除，需提供较长的擦除时间以满足所有扇区对擦除时间的需求。通常，对闪存的擦除采用F-N隧穿技术，对于某些对擦除时间要求较短的扇区，较长的擦除时间容易造成存储单元中的隧穿氧化层退化，降低扇区进行擦除操作后的读取电流，即产生过擦除效应。

本发明实施方式提供一种闪存的配置方法，所述闪存包括数据存储阵列以及配置信息存储阵列，所述数据存储阵列包括至少一个扇区，所述闪存的配置方法包括：

a、对所述扇区进行擦除操作；

b、验证所述扇区是否擦除成功；

c、若所述扇区擦除成功，则在所述配置信息存储阵列写入与所述扇区的擦除时间对应的二进制代码；

d、若所述扇区擦除不成功，则判断对所述扇区进行擦除操作的次数是否达到上限；

e、若对所述扇区进行擦除操作的次数达到上限，则判定所述扇区失效；

f、若对所述扇区进行擦除操作的次数未达到上限，则重复执行步骤a。

本发明实施方式的闪存的配置方法，通过对每个扇区进行多次擦除操作，获得每个扇区的擦除时间，并将每个扇区的擦除时间对应的二进制代码写入配置信息存储阵列。在用户需要对所述闪存中的扇区进行擦除操作时，可根据配置信息存储阵列中存储的二进制代码为不同的扇区提供不同的擦除时间，避免了所有扇区均采用同一擦除时间产生的过擦除效应。并且，对每个扇区采用对应的擦除时间进行擦除操作，可以缩短扇区的擦除时间，即闪存单元承受高压应力的时间缩短，提高了闪存单元的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，在本实施例中，以一种具体的闪存结构为例说明所述闪存的配置方法，但是，本发明技术方案提供的闪存的配置方法适用于所有按照扇区为单位进行擦除的闪存，因此，本发明对所述闪存的结构不作限定。

图2是本发明实施例的存储单元的剖面结构示意图，所述存储单元包括：半导体衬底200；位于所述半导体衬底200上方的中间电极240；对称分布于所述中间电极240两侧的第一存储位和第二存储位。其中，所述第一存储位包括漏极211、第一浮栅221以及第一控制栅极231；第二存储位包括源极212、第二浮栅222以及第二控制栅极232。所述漏极211和所述源极212为N型扩散区，位于所述半导体衬底200内部；所述第一控制栅极231、所述第一浮栅221、所述第二控制栅极232以及所述第二浮栅222位于所述半导体衬底200上方。

本发明实施例提供一种闪存的配置方法，所述闪存包括数据存储阵列以及配置信息存储阵列，所述数据存储阵列包括至少一个扇区。图3是本发明实施例的扇区的电路图，所述扇区包括M条字线、M条第一控制栅线、M条第二控制栅线、(N+1)条位线以及M行、N列呈阵列排布的存储单元，M、N为正整数。所述存储单元的剖面结构如图2所示，在此不再赘述。

所述M条字线包括：字线WL1、字线WL2、···、字线WLM；所述M条第一控制栅线包括：第一控制栅线CG11、第一控制栅线CG12、···、第一控制栅线CG1M；所述M条第二控制栅线包括：第二控制栅线CG21、第二控制栅线CG22、···、第二控制栅线CG2M；所述(N+1)条位线包括：位线BL0、位线BL1、位线BL2、位线BL3、···、位线BLN。

进一步，第m行存储单元的中间电极均连接第m条字线，第m行存储单元的第一控制栅极均连接第m条第一控制栅线，第m行存储单元的第二控制栅极均连接第m条第二控制栅线，第n列存储单元的漏极和第(n-1)列存储单元的漏极均连接第n条位线，第n列存储单元的源极和第(n+1)列存储单元的源极均连接第(n+1)条位线，1≤m≤M，0≤n≤N且n为偶数。

具体地，第1行存储单元的中间电极均连接第1条字线WL1，第1行存储单元的第一控制栅极均连接第1条第一控制栅线CG11，第1行存储单元的第二控制栅极均连接第1条第二控制栅线CG21；第2行存储单元的中间电极均连接第2条字线WL2，第2行存储单元的第一控制栅极均连接第2条第一控制栅线CG12，第2行存储单元的第二控制栅极均连接第2条第二控制栅线CG22；···；第M行存储单元的中间电极均连接第M条字线WLM，第M行存储单元的第一控制栅极均连接第M条第一控制栅线CG1M，第M行存储单元的第二控制栅极均连接第M条第二控制栅线CG2M。

第1列存储单元的漏极和第2列存储单元的漏极均连接第2条位线BL1，第3列存储单元的漏极和第4列存储单元的漏极均连接第4条位线BL3，···，第(N-1)列存储单元的漏极和第N列存储单元的漏极均连接第N条位线BL(N-1)；第1列存储单元的源极连接第1条位线BL0，第2列存储单元的源极和第3列存储单元的源极均连接第3条位线BL2，···，第N列存储单元的源极连接第(N+1)条位线BLN。

需要说明的是，所述配置信息存储阵列的电路结构与所述扇区的电路结构类似，仅存储容量小于所述扇区的存储容量，为避免赘述，不再对所述配置信息存储阵列的结构进行说明。

图4是本发明实施例的闪存的配置方法的流程示意图。

执行步骤S41，对所述扇区进行擦除操作。所述闪存的配置方法通常应用在所述闪存的测试阶段。在首次执行步骤S41前，若经过其他测试后所述扇区中的每个存储单元均存储二进制数据0，则直接对所述扇区进行擦除操作；在首次执行步骤S41前，若所述扇区中有存储单元存储二进制数据1，则在首次对所述扇区进行擦除操作前还需执行步骤S40，对所述扇区中的每个存储单元写入二进制数据0。通过分别对所述扇区中的字线、第一控制栅线、第二控制栅线以及位线施加不同的电压，可实现对每个存储单元进行写操作和擦除操作。本领域技术人员知晓施加至所述字线、第一控制栅线、第二控制栅线以及位线上的操作电压，在此不再赘述。

需要说明的是，首次执行步骤S41时的擦除时间不超过所述闪存的最小擦除时间，具体时间可根据所述存储单元的结构和实际需求进行设置。在本实施例中，首次执行步骤S41时的擦除时间为2ms。

执行步骤S42，验证所述扇区是否擦除成功。具体地，通过分别对所述扇区中的字线、第一控制栅线、第二控制栅线以及位线施加不同的电压，读取每个存储单元存储的二进制数据。若从每个存储单元读取出的数据均为二进制数据1，表明已将每个存储单元存储的二进制数据0擦除，则所述扇区擦除成功；若从每个存储单元读取出的数据包含二进制数据0，表明某些存储单元仍存储二进制数据0，则所述扇区擦除不成功。

若所述扇区擦除成功，执行步骤S43，在所述配置信息存储阵列写入与所述扇区的擦除时间对应的二进制代码。具体地，所述扇区的擦除时间等于首次执行步骤S41时的擦除时间与重复执行步骤S41时的擦除时间相加之和。例如，首次执行步骤S41时的擦除时间为2ms，每次重复执行步骤S41时的擦除时间为1ms，若所述扇区在3次重复执行步骤S41后擦除成功，则所述扇区的擦除时间为5ms。在所述配置信息存储阵列写入与所述扇区的擦除时间对应的二进制代码，所述二进制代码至少为i位，i根据2ⁱ＝L确定，其中，L为对所述扇区进行擦除操作的上限次数。

若所述扇区擦除不成功，执行步骤S44，判断对所述扇区进行擦除操作的次数是否达到上限。本领域技术人员知晓，若闪存中的某一扇区因为某些因素导致无法擦除，则无论对该扇区进行多少次擦除操作，该扇区始终不能被擦除。因此，设置了对所述扇区进行擦除操作的上限次数L，L的取值可根据实际需求进行设置。若对所述扇区进行擦除操作的次数等于L，则对所述扇区进行擦除操作的次数达到上限，否则对所述扇区进行擦除操作的次数未达到上限。

若对所述扇区进行擦除操作的次数达到上限，执行步骤S45，判定所述扇区失效。具体地，若对所述扇区已进行L次擦除操作，所述扇区仍有存储单元不能被擦除，可判定所述扇区为失效的扇区，无法进行使用。

若对所述扇区进行擦除操作的次数未达到上限，重复执行步骤S41。具体地，若对所述扇区进行擦除操作的次数小于L，所述扇区有存储单元不能被擦除，表明可能对所述扇区施加擦除电压的时间不够，可继续对所述扇区进行擦除操作。

需要说明的是，首次执行步骤S41时的擦除时间可以设置为与每次重复执行步骤S41时的擦除时间相等，例如，首次执行步骤S41时的擦除时间和每次重复执行步骤S41时的擦除时间均可以设置为2ms；首次执行步骤S41时的擦除时间也可以设置为与每次重复执行步骤S41时的擦除时间不相等。

若首次执行步骤S41时的擦除时间设置为与每次重复执行步骤S41时的擦除时间不相等，每次重复执行步骤S41时的擦除时间可以设置为相等。每次重复执行步骤S41时的擦除时间根据Tave＝(Tmax-Tmin)/(L-1)确定，其中，Tave为每次重复执行步骤S41时的擦除时间，Tmax为所述闪存的最大擦除时间，Tmin为首次执行步骤S41时的擦除时间。进一步，首次执行步骤S41时的擦除时间可以大于每次重复执行步骤S41时的擦除时间，例如，首次执行步骤S41时的擦除时间可以设置为2ms，每次重复执行步骤S41时的擦除时间可以设置为1ms。

当然，若首次执行步骤S41时的擦除时间设置为与每次重复执行步骤S41时的擦除时间不相等，每次重复执行步骤S41时的擦除时间也可以设置为不相等。例如，首次执行步骤S41时的擦除时间可以设置为2ms，第一次重复执行步骤S41时的擦除时间可以设置为1.2ms，第二次重复执行步骤S41时的擦除时间可以设置为1.4ms。

在本实施例中，首次执行步骤S41时的擦除时间为2ms，每次重复执行步骤S41时的擦除时间为1ms，对所述扇区进行擦除操作的上限次数L为4，所述扇区的擦除时间对应的二进制代码可以为两位。若所述扇区在首次执行步骤S41后擦除成功，则所述扇区的擦除时间为2ms，可在所述配置信息存储阵列写入与2ms对应的两位二进制代码00；若所述扇区在重复一次执行步骤S41后擦除成功，则所述扇区的擦除时间为3ms，可在所述配置信息存储阵列写入与3ms对应的两位二进制代码01；若所述扇区在重复两次执行步骤S41后擦除成功，则所述扇区的擦除时间为4ms，可在所述配置信息存储阵列写入与4ms对应的两位二进制代码10；若所述扇区在重复三次执行步骤S41后擦除成功，则所述扇区的擦除时间为5ms，可在所述配置信息存储阵列写入与5ms对应的两位二进制代码11；若所述扇区在重复三次执行步骤S41后擦除不成功，则判定所述扇区失效。

通过本发明实施例提供的闪存的配置方法，可以获得闪存中每个扇区的擦除时间，并将每个扇区的擦除时间对应的二进制代码写入配置信息存储阵列。经过本发明实施例提供的闪存的配置方法配置的闪存，在执行擦除操作时，可根据需要擦除的扇区的地址调用相应的擦除时间，避免了所用扇区采用同一擦除时间导致的过擦除效应。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种闪存的配置方法，所述闪存包括数据存储阵列以及配置信息存储阵列，所述数据存储阵列包括至少一个扇区，其特征在于，所述闪存的配置方法包括：

a、对所述扇区进行擦除操作；

b、验证所述扇区是否擦除成功；

c、若所述扇区擦除成功，则在所述配置信息存储阵列写入与所述扇区的擦除时间对应的二进制代码；

d、若所述扇区擦除不成功，则判断对所述扇区进行擦除操作的次数是否达到上限；

e、若对所述扇区进行擦除操作的次数达到上限，则判定所述扇区失效；

f、若对所述扇区进行擦除操作的次数未达到上限，则重复执行步骤a。

2.如权利要求1所述的闪存的配置方法，其特征在于，还包括：

在首次执行步骤a前，对所述扇区中的每个存储单元写入二进制数据0。

3.如权利要求1所述的闪存的配置方法，其特征在于，所述扇区的擦除时间等于首次执行步骤a时的擦除时间与重复执行步骤a时的擦除时间相加之和。

4.如权利要求1所述的闪存的配置方法，其特征在于，首次执行步骤a时的擦除时间与每次重复执行步骤a时的擦除时间相等。

5.如权利要求1所述的闪存的配置方法，其特征在于，首次执行步骤a时的擦除时间与每次重复执行步骤a时的擦除时间不相等。

6.如权利要求5所述的闪存的配置方法，其特征在于，每次重复执行步骤a时的擦除时间相等。

7.如权利要求6所述的闪存的配置方法，其特征在于，首次执行步骤a时的擦除时间大于每次重复执行步骤a时的擦除时间。

8.如权利要求6所述的闪存的配置方法，其特征在于，每次重复执行步骤a时的擦除时间根据Tave＝(Tmax-Tmin)/(L-1)确定，其中，Tave为每次重复执行步骤a时的擦除时间，Tmax为所述闪存的最大擦除时间，Tmin为首次执行步骤a时的擦除时间，L为对所述扇区进行擦除操作的上限次数。

9.如权利要求6所述的闪存的配置方法，其特征在于，每次重复执行步骤a时的擦除时间不相等。

10.如权利要求1所述的闪存的配置方法，其特征在于，所述扇区包括M条字线、M条第一控制栅线、M条第二控制栅线、(N+1)条位线以及M行、N列呈阵列排布的存储单元，M、N为正整数；

所述存储单元包括半导体衬底、漏极、源极、第一控制栅极、第二控制栅极、第一浮栅、第二浮栅以及中间电极，第m行存储单元的中间电极均连接第m条字线，第m行存储单元的第一控制栅极均连接第m条第一控制栅线，第m行存储单元的第二控制栅极均连接第m条第二控制栅线，第n列存储单元的漏极和第(n-1)列存储单元的漏极均连接第n条位线，第n列存储单元的源极和第(n+1)列存储单元的源极均连接第(n+1)条位线，1≤m≤M，0≤n≤N且n为偶数。