CN104681097A - 一种非易失性存储器的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非易失性存储器的修复方法，包括：完成对非易失性存储器的上电；判断非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求，如果没有，则对非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测是否有擦除或编程操作的请求；如果没有请求且没有通过修复校验，则对修复单元进行修复操作同时监测是否有擦除或编程操作的请求；如果没有请求且通过修复校验或完成修复操作，则判断修复单元对应的修复地址是否是最后一个修复地址；如果是最后一个修复地址，则结束修复操作，否则递增修复单元对应的修复地址并返回到对修复单元进行修复校验同时监测是否有擦除或编程操作的请求。本发明能够实现对整个非易失性存储器的修复，从而提高了其数据保持力。
Description
技术领域
本发明涉及非易失性存储器技术领域，具体涉及一种非易失性存储器的修复方法。
背景技术
非易失性存储器，又称为非挥发性存储器，简单地说，就是在断电情况下能够保持所存储的数据的存储器。对于非易失性存储器，在正常的存储单元中，编程单元存储的数据为0，擦除单元存储的数据为1。然而编程单元因自身的内部缺陷或者宇宙射线等因素影响会造成浮栅漏电，相应存储单元中的电子会不断跑掉，阈值电压会逐渐降低，随着时间的推移，编程单元中的数据由0变为1，再进行读操作时，读出的数据就是错误的，从而降低了非易失性存储器的数据保持力。
数据保持力是指存储单元中单个比特能够保持其数据稳定的周期，它是非易失性存储器非常重要的一个性能指标，它的性能直接影响到存储器的可靠性和使用寿命。导致数据保持力降低的主要因素有存在的漏电、电荷的损失或者增加；此外，高温或者反复的擦除编程操作，也可能会导致电荷量的变化，从而造成数据的丢失。通常数据保持时间会伴随擦除和编程操作次数的增加而减少。非易失性存储器的数据保持特性，一般要求是在10年以上。因此，改善数据保持力，对于提高存储器的可靠性十分重要。
现有技术中，提高非易失性存储器的数据保持力的方法基本上是在非易失性存储器进行擦除操作过程中加入修复操作，但是如果长时间不做擦除操作，随着时间的累积，造成的直接结果将存储单元中编程单元的数据丢失，从而使非易失性存储器的数据保持力降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种非易失性存储器的修复方法，来解决非易失性存储器的数据保持力降低的技术问题。
本发明提供了一种非易失性存储器的修复方法，包括：
完成对所述非易失性存储器的上电；
判断所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求，如果没有所述擦除或编程操作的请求，则对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求；
如果没有所述擦除或编程操作的请求并且所述修复单元没有通过所述修复校验，则对所述修复单元进行修复操作同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求；
如果没有所述擦除或编程操作的请求并且所述修复单元通过所述修复校验或如果没有所述擦除或编程操作的请求并且完成所述修复操作，则判断所述修复单元对应的修复地址是否是所述非易失性存储器的最后一个修复地址；
如果是所述最后一个修复地址，则结束对所述非易失性存储器的修复操作，否则递增所述修复单元对应的修复地址并且返回到对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。
进一步地，在判断所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求之后，还包括：
如果有所述擦除或编程操作的请求，则处理所述擦除或编程操作的请求并且返回到判断所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。
进一步地，在对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验并同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求之后和在对所述修复单元进行修复操作同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求之后，均还包括：
如果所述非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则暂停所述修复校验并记录所述非易失性存储器的当前的修复地址；
记录完所述当前的修复地址后，处理所述擦除或编程操作的请求。
进一步地，对所述修复单元进行修复校验的方式为将所述修复单元的阈值电压与所述修复校验的基准电压进行比较。
进一步地，所述修复校验的基准电压包括读电压和校验电压，其中，所述读电压小于所述校验电压。
进一步地，在进行所述修复校验时，先进行所述读电压的修复校验，再进行所述校验电压的修复校验。
进一步地，当所述修复单元的阈值电压大于读电压且小于校验电压时，所述修复单元没有通过所述修复校验。
进一步地，当所述修复单元的阈值电压大于读电压且大于校验电压时，所述修复单元通过所述修复校验。
进一步地，当所述修复单元的阈值电压小于校验电压且小于读电压时，所述修复单元通过所述修复校验。
本发明实施例提出的非易失性存储器的修复方法，通过在非易失性存储器上电完成后，判断非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求，如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求，则对非易失性存储器进行修复操作，并通过修复地址递增使得修复操作逐步覆盖整个非易失性存储器的存储空间，能够实现对整个非易失性存储器的修复，从而提高非易失性存储器的数据保持力。
附图说明
图1是根据本发明实施例的非易失性存储器的修复方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的非易失性存储器的存储单元的阈值电压与存储单元的个数的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
在图1-图2中示出了本发明的实施例。
图1是根据本发明实施例的非易失性存储器的修复方法的流程图。如图1所示，所述非易失性存储器的修复方法包括如下步骤：
步骤101、完成对非易失性存储器的上电。
首先，对非易失性存储器所在的芯片系统进行上电，经过一段时间后，完成上电，可以对非易失性存储器能够进行擦除、编程或修复等操作。
步骤102、判断非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。
对非易失性存储器上电完成，首先芯片系统会自动判断非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求，则执行步骤103，即对非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测是否有擦除或编程操作的请求；如果非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则执行步骤108，即处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求。
步骤103、对非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测是否有擦除或编程操作的请求。
所述修复单元是指进行一次修复操作所对应的非易失性存储器的存储空间的大小，例如，修复单元可以是非易失性存储器的一个BLOCK或多个BLOCK，也可以是非易失性存储器的一个BANK或多个BANK等，并且修复单元可以由操作人员根据情况进行设定。
所述修复校验是用来判断所述非易失性存储器的修复单元是否需要进行修复操作。如果没有通过所述修复校验，则表明需要进行修复操作；如果通过所述修复校验，则表明不需要进行修复操作。
在步骤102中，如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求，则执行本步骤对非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。在执行本步骤时，如果非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则先执行步骤107，即暂停修复过程并记录非易失性存储器的当前的修复地址，再执行步骤108，即处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求；如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求并且修复单元没有通过修复校验，则执行步骤104，即对修复单元进行修复操作同时监测是否有擦除或编程操作的请求；如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求并且修复单元通过修复校验，则执行步骤105，即判断修复单元对应的修复地址是否是非易失性存储器的最后一个修复地址。
如果非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则暂停修复过程并记录非易失性存储器的当前的修复地址，再处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求，当下一次进行修复校验时，先读取记录的非易失存储器的当前的修复地址，再继续对当前的修复地址对应的修复单元进行修复校验。
在本实施例中，可选的，对所述修复单元进行修复校验的方式为将所述修复单元的阈值电压与所述修复校验的基准电压进行比较。如上所述，修复单元是指进行一次修复操作所对应的非易失性存储器的存储空间的大小，其中，存储空间包含存储单元，因此修复单元的阈值电压为相应的存储单元的阈值电压。所述修复校验的基准电压包括读电压和校验电压，其中，所述读电压小于所述校验电压。在进行所述修复校验时，先进行所述读电压的修复校验，再进行所述校验电压的修复校验。当所述修复单元的阈值电压大于读电压且小于校验电压时，所述修复单元没有通过所述修复校验；当所述修复单元的阈值电压大于读电压且大于校验电压时，所述修复单元通过所述修复校验；当所述修复单元的阈值电压小于校验电压且小于读电压时，所述修复单元通过所述修复校验。
图2是根据本发明实施例的非易失性存储器的存储单元的阈值电压与存储单元的个数的曲线图。参见图2，横轴VT代表非易失性存储器的存储单元的阈值电压，纵轴N代表非易失性存储器的存储单元的个数，垂直于横轴VT的两条直线VR和VV分别代表修复校验的两个基准电压，即读电压和校验电压；曲线CL1与横轴VT所包围的区域代表擦除单元，曲线CL2与横轴VT所包围的区域代表编程单元。在图2中，将存储单元的阈值电压与加在存储单元上作为修复校验的基准电压的读电压和校验电压的比较结果分别记为V1和V2。如果阈值电压小于基准电压，则比较结果为0，即V1=0和V2=0；如果阈值电压大于基准电压，则比较结果为1，即V1=1和V2=1。
下面参照图2，对本步骤的修复校验进行描述。在非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求的情况下，进行修复校验，如果V1=0和V2=0，即修复单元的阈值电压小于校验电压且小于读电压，在图2中对应位于直线VR左侧的擦除单元，表明擦除单元通过修复校验，则执行步骤105，即判断修复单元对应的修复地址是否是非易失性存储器的最后一个修复地址；如果V1=1和V2=1，即修复单元的阈值电压大于读电压且大于校验电压，在图2中对应位于直线VV右侧的编程单元部分，表明这部分编程单元也通过了修复校验，则执行步骤105，即判断修复单元对应的修复地址是否是非易失性存储器的最后一个修复地址；如果V1=1和V2=0，即修复单元的阈值电压大于读电压且小于校验电压，在图2中对应直线VR和直线VV之间的编程单元部分即阴影部分所示，表明这部分编程单元没有通过了修复校验，则执行步骤104，即对修复单元进行修复操作同时监测是否有擦除或编程操作的请求。
步骤104、对修复单元进行修复操作同时监测是否有擦除或编程操作的请求。
在步骤103中，如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求并且修复单元没有通过修复校验，则执行本步骤对修复单元进行修复操作同时监测是否有擦除或编程操作的请求。在执行本步骤时，如果非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则先执行步骤107，即暂停修复过程并记录非易失性存储器的当前的修复地址，再执行步骤108，即处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求；如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求并且完成修复操作，则执行步骤105，即判断修复单元对应的修复地址是否是非易失性存储器的最后一个修复地址。
下面根据图2，对本步骤在非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求的情况下进行修复操作的简要的描述。参见图2，需要进行修复操作的区域就是直线VR和直线VV之间的区域。在正常的存储单元中，也就是存储单元的阈值电压没有发生改变的情况下，相应地，编程单元位于直线VV右侧。因编程单元的内部缺陷或者宇宙射线等因素影响会造成其浮栅漏电，相应存储单元中的电子会不断跑掉，阈值电压会逐渐降低，随着时间的推移，编程单元会向横轴VT的负方向移动，并会出现一部分编程单元位于直线VR和直线VV之间，参见图2中的阴影部分，这部分编程单元存储的数据由0变为1。修复操作就是使这部分位于直线VR和直线VV之间的编程单元的阈值电压提升，将所存储的数据由1变成0，最终使全部的编程单元位于图2中的直线VV的右侧，从而完成修复操作。关于具体的修复操作，对本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。
步骤105、判断修复单元对应的修复地址是否是非易失性存储器的最后一个修复地址。
所述修复地址就是对应的修复单元在非易失性存储器中的存储地址。所述最后一个修复地址就是完成对非易失性存储器进行修复操作时相应的修复单元对应的修复地址，其与初始的修复地址对应产生，也就是开始对非易失性存储器进行修复操作时相应的修复单元对应的修复地址，并且初始的修复地址可以由操作人员进行预先设定。在初始的修复地址确定好后，对应地最后一个修复地址也就产生了。
在步骤103中如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求并且修复单元通过修复校验或在步骤104中如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求并且完成修复操作，则执行本步骤，即判断修复单元对应的修复地址是否是非易失性存储器的最后一个修复地址。如果修复单元对应的修复地址是非易失性存储器的最后一个修复地址，则执行步骤109，即结束对非易失性存储器的修复操作；如果修复单元对应的修复地址不是非易失性存储器的最后一个修复地址，则执行步骤106，即递增修复单元对应的修复地址。
步骤106、递增修复单元的修复地址。
在步骤105中，如果修复单元对应的修复地址不是非易失性存储器的最后一个修复地址，表明对非易失性存储器的修复操作还没有完成，则执行步骤106，即递增修复单元对应的修复地址。递增修复单元的修复地址后，再返回到步骤103，即对非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测是否有擦除或编程操作的请求。如此循环往复，在非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求的情况下，不断地执行修复过程，直至完成对整个非易失性存储器的修复。
下面简单描述一下实现修复地址的递增。如果以一个BLOCK作为修复单元为例，对修复地址进行递增可以为每一次增加或减少一个BLOCK的地址，相应地对一个BLOCK执行修复操作；也可以为每一次增加或减少两个或更多个BLOCK的地址，相应地对两个或更多个BLOCK逐个地执行修复操作。因此，可以根据实际情况，预先设定修复地址进行递增的规律。通过使修复单元对应的修复地址进行递增，能够使修复地址逐步覆盖非易失性存储器的所有存储空间的地址，从而实现对整个非易失性存储器的修复。
步骤107、暂停修复过程并记录非易失性存储器的当前的修复地址。
所述修复过程包括对修复单元的修复校验或修复操作。
在步骤103或步骤104中，如果非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则执行本步骤，即暂停修复过程并记录非易失性存储器的当前的修复地址。在记录完非易失性存储器的当前的修复地址后，执行步骤108，即处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求。
在进行记录时，可以将当前的修复地址记录在与非易失性存储器对应设置的寄存器中，也可以记录在与非易失性存储器对应设置的其它存储器中。如果将当前的修复地址记录在非易失存储器中，在记录完当前的修复地址后，非易失性存储器进行擦除操作，很可能将记录的当前的修复地址信息擦除掉，那么接下来的修复操作就要从头开始。
步骤108、处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求。
在步骤102中如果非易失性存储器有擦除或编程操作的请求或完成步骤107即记录完非易失性存储器的当前的修复地址，则处理非易失性存储器的擦除或编程操作的请求。处理完非易失性存储器的擦除或编程操作的请求后，再返回到步骤102，即判断非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。
步骤109、结束对非易失性存储器的修复操作。
在步骤105中，如果修复单元对应的修复地址是非易失性存储器的最后一个修复地址，则执行本步骤，即结束对非易失性存储器的修复操作。结束对非易失性存储器的修复操作，表明实现了对整个非易失性存储器的修复。
本发明实施例提出的非易失性存储器的修复方法，通过在非易失性存储器上电完成后，判断非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求，如果非易失性存储器没有擦除或编程操作的请求，则对非易失性存储器进行修复操作，并通过修复地址递增使得修复操作逐步覆盖整个非易失性存储器的存储空间，能够实现对整个非易失性存储器的修复，从而提高非易失性存储器的数据保持力。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种非易失性存储器的修复方法，其特征在于，包括：
完成对所述非易失性存储器的上电；
判断所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求，如果没有所述擦除或编程操作的请求，则对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求；
如果没有所述擦除或编程操作的请求并且所述修复单元没有通过所述修复校验，则对所述修复单元进行修复操作同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求；
如果没有所述擦除或编程操作的请求并且所述修复单元通过所述修复校验或如果没有所述擦除或编程操作的请求并且完成所述修复操作，则判断所述修复单元对应的修复地址是否是所述非易失性存储器的最后一个修复地址；
如果是所述最后一个修复地址，则结束对所述非易失性存储器的修复操作，否则递增所述修复单元对应的修复地址并且返回到对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。
2.根据权利要求1所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，在判断所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求之后，还包括：
如果有所述擦除或编程操作的请求，则处理所述擦除或编程操作的请求并且返回到判断所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求。
3.根据权利要求1所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，在对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验并同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求之后和在对所述修复单元进行修复操作同时监测所述非易失性存储器是否有擦除或编程操作的请求之后，均还包括：
如果所述非易失性存储器有擦除或编程操作的请求，则暂停所述修复校验并记录所述非易失性存储器的当前的修复地址；
记录完所述当前的修复地址后，处理所述擦除或编程操作的请求。
4.根据权利要求1所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，对所述修复单元进行修复校验的方式为将所述修复单元的阈值电压与所述修复校验的基准电压进行比较。
5.根据权利要求4所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，所述修复校验的基准电压包括读电压和校验电压，其中，所述读电压小于所述校验电压。
6.根据权利要求5所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，在进行所述修复校验时，先进行所述读电压的修复校验，再进行所述校验电压的修复校验。
7.根据权利要求6所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，当所述修复单元的阈值电压大于读电压且小于校验电压时，所述修复单元没有通过所述修复校验。
8.根据权利要求6所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，当所述修复单元的阈值电压大于读电压且大于校验电压时，所述修复单元通过所述修复校验。
9.根据权利要求6所述的非易失性存储器的修复方法，其特征在于，当所述修复单元的阈值电压小于校验电压且小于读电压时，所述修复单元通过所述修复校验。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: Room 101, Floor 1-5, Building 8, Yard 9, Fenghao East Road, Haidian District, Beijing 100094 Patentee after: Zhaoyi Innovation Technology Group Co.,Ltd. Address before: 100083 12 Floors, Block A, Tiangong Building, Science and Technology University, 30 College Road, Haidian District, Beijing Patentee before: GIGADEVICE SEMICONDUCTOR(BEIJING) Inc. |
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| CP03 | Change of name, title or address |