CN104681098B - 一种非易失性存储器的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非易失性存储器的修复方法，包括：开启非易失性存储器的修复模块；修复模块判断是否执行对非易失性存储器的修复操作，如果不执行修复操作，则关闭修复模块，否则，修复模块对非易失性存储器的修复单元进行修复校验；判断是否通过修复校验，如果没有，则修复模块对修复单元进行修复操作；如果通过修复校验或在完成对修复单元的修复操作后，修复模块根据预设的控制位对修复单元对应的修复地址进行递增或递减并得到下一次的修复地址，同时将其高位地址保存在非易失性存储器的存储阵列中；关闭修复模块。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；此外，还能够节省存储修复地址的低位地址所占的空间。

Description

一种非易失性存储器的修复方法

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。

图1是根据现有技术的非易失性存储器的结构示意图。参见图1，非易失性存储器中包括若干个BANK，每个BANK中又包括若干个BLOCK，其中一个BANK是由位于同一个基底中的浮栅型场效应管组成，BANK内部又以若干个字线为单位划分BLOCK。在设计非易失性存储器时，现有技术的修复方法是对擦除区域所在的BANK进行修复，而不涉及到其余的BANK，这种修复方法能够在一定程度上改善擦除区域所在的BANK由于擦除操作所产生的强电压降的影响。然而，对于擦除区域以外的BANK，因存在浮栅漏电等原因造成的阈值电压降低的区域却无法进行修复。随着时间的累积，会造成的该区域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：

开启所述非易失性存储器的修复模块；

所述修复模块判断是否执行对所述非易失性存储器的修复操作，如果不执行所述修复操作，则关闭所述修复模块；

如果执行所述修复操作，则所述修复模块对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验；

所述修复模块判断所述修复单元是否通过修复校验，如果没有通过所述修复校验，则所述修复模块对所述修复单元进行修复操作；

如果通过所述修复校验或在完成对所述修复单元的修复操作后，所述修复模块根据预设的控制位对所述修复单元对应的修复地址进行递增或递减并得到下一次的修复地址，同时将所述下一次的修复地址的高位地址保存在所述非易失性存储器的存储阵列中；

关闭所述修复模块。

进一步地，当所述修复模块首次进行修复校验时，所述非易失性存储器的修复单元为预设的初始修复地址的高位地址对应的修复单元。

进一步地，当所述修复模块再次进行修复校验时，所述非易失性存储器的修复单元为所述下一次的修复地址的高位地址对应的修复单元，其中，所述下一次的修复地址的高位地址为上一次执行完对所述非易失性存储器的修复操作时所保存在所述存储阵列中的修复地址的高位地址。

进一步地，所述修复模块对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验的方式为所述修复模块将所述非易失性存储器的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，在所述修复模块进行修复校验时，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。

进一步地，当所述预设的控制位的值为1时，所述修复模块对所述修复单元的修复地址进行递增；

当所述预设的控制位的值为0时，所述修复模块对所述修复单元的修复地址进行递减。

本发明提出的非易失性存储器的修复方法，通过在每次执行完修复操作后，将下一次的修复地址的高位地址保存在非易失性存储器的存储阵列中，下一次进行修复操作时从非易失性存储器的存储阵列中读取该次的修复地址的高位地址并对相应的修复单元进行修复操作，在擦除或编程操作次数足够多时，能够实现对整个非易失性存储器的修复，从而提高了非易失性存储器的数据保持力；此外，还能够节省存储修复地址的低位地址所占的空间。

附图说明

图1是根据现有技术的非易失性存储器的结构示意图；

图2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3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2-3中示出了本发明实施例。

图2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2所示，所述非易失性存储器的修复方法包括：

步骤201、开启非易失性存储器的修复模块。

在非易失性存储器上电的情况下，在对非易失性存储器进行擦除操作或者编程操作的过程中，开启非易失性存储器的修复模块。

所述修复模块用于完成对非易失性存储器的修复操作的整个过程。

步骤202、修复模块是否执行对非易失性存储器的修复操作。

在开启非易失性存储器的修复模块后，根据操作人员预设的控制位，修复模块来控制是否执行对非易失性存储器的修复操作。如果执行对非易失性存储器的修复操作，则进行步骤203；如果不执行对非易失性存储器的修复操作，则进行步骤207。

步骤203、修复模块对非易失性存储器的修复单元进行修复校验。

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。所述修复单元在非易失性存储器中的起始地址为所述修复单元对应的修复地址。

在步骤202中，如果执行对非易失性存储器的修复操作，则修复模块先对非易失性存储器的修复单元进行修复校验。在完成修复校验后，执行步骤204。

在本实施例中，可选的，当所述修复模块首次进行修复校验时，所述非易失性存储器的修复单元为预设的初始修复地址对应的修复单元。所述初始修复地址是对非易失性存储器首次执行修复操作的存储地址，例如，如果以一个BLOCK为修复单元执行修复操作，修复模块进行首次修复校验时修复单元对应的初始修复地址可以设为图1中所示的BANK0中BLOCK0对应的地址，也可以设为任意一个BANK中任意BLOCK的地址等。

当所述修复模块再次进行修复校验时，所述非易失性存储器的修复单元为所述下一次的修复地址的高位地址对应的修复单元，其中，所述下一次的修复地址的高位地址为上一次执行完对所述非易失性存储器的修复操作时所保存在所述非易失性存储器的存储阵列中的修复地址的高位地址。具体地说，当修复模块再次进行修复校验时，先从非易失性存储器的存储阵列中读取上一次执行完修复操作时所保存的修复地址的高位地址，再对这个修复地址的高位地址所对应的修复单元进行修复校验。

所述修复模块对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验的方式为所述修复模块将所述非易失性存储器的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，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。在所述修复模块进行修复校验时，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。

图3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。下面结合图3来进一步描述修复校验。参见图3，横轴V_T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V_T的两条直线V_R和V_V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V_T所包围的区域代表擦除单元，曲线CL₂与横轴V_T所包围的区域代表编程单元。在图3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。图3中显示了非易失存储器各存储区域经修复校验后的情况。对于非易失性存储器的各存储区域是否通过修复校验，需要执行步骤204。

步骤204、修复模块判断修复单元是否通过修复校验。

经过步骤203之后，执行本步骤，即修复模块判断修复单元是否通过修复校验。如果修复单元没有通过修复校验，则执行步骤205；如果修复单元通过修复校验，则执行步骤206。

在本实施例中，可选的，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。

下面参照图3，对本步骤的修复单元是否通过修复校验来进一步描述。根据修复校验后所得的非易失性存储器各存储区域的情况，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3中对应位于直线V_R左侧的擦除单元，表明擦除单元通过修复校验，则执行步骤206；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3中对应位于直线V_V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206；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3中对应直线V_R和直线V_V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修复校验失败，则执行步骤205。

步骤205、修复模块对修复单元进行修复操作。

在步骤204中，如果非易失性存储器的修复单元没有通过修复校验，则修复模块对修复单元进行修复操作，在完成对修复单元的修复操作后，执行步骤206。

参见图3，需要进行修复操作的区域就是直线V_R和直线V_V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，编程单元会全部位于直线V_V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V_T的负方向移动，并会出现一部分编程单元位于直线V_R和直线V_V之间，参见图3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V_R和直线V_V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3中的直线V_V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206、修复模块根据预设的控制位对修复单元对应的修复地址进行递增或递减并得到下一次的修复地址，同时将下一次的修复地址的高位地址保存在非易失性存储器的存储阵列中。

在步骤204中如果非易失性存储器的修复单元通过修复校验或在步骤205中修复模块完成对修复单元的修复操作后，修复模块根据预设的控制位对修复单元对应的修复地址进行递增或递减并得到下一次的修复地址，同时将下一次的修复地址的高位地址保存在非易失性存储器的存储阵列中。保存完下一次的修复地址的高位地址后，执行步骤207。

所述修复地址包括低位地址和高位地址，其中，每个修复地址的高位地址不同，用来标识不同的修复区域，因此，在对修复地址进行保存时，只需保存修复地址的高位地址，这样可以节省存储低位地址所占的空间。

在本实施例中，可选的，当所述预设的控制位的值为1时，所述修复模块对所述修复单元的修复地址进行递增；当所述预设的控制位的值为0时，所述修复模块对所述修复单元的修复地址进行递减。此外，也可以设置控制位的值为0时修复模块对修复单元的修复地址进行递增，控制位的值为1时修复模块对修复单元的修复地址进行递减，或者也可以设置控制位的值为任意两个数，分别对应修复模块对修复单元的修复地址进行递增和递减。

如果以一个BLOCK作为修复单元为例，修复模块对修复地址进行递增或递减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或递减的规律。通过使修复单元对应的修复地址进行递增或递减，能够使修复地址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207、关闭修复模块。

在步骤202中如果不执行对非易失性存储器的修复操作或者在步骤206中保存完下一次的修复地址的高位地址后，则关闭非易失性存储器的修复模块。

综上所述，在进行擦除或编程操作过程中，可以多次重复上述步骤，持续地对非易失性存储器进行修复，从而经过足够多次擦除或编程操作，能够实现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，通过在每次执行完修复操作后，将下一次的修复地址的高位地址保存在非易失性存储器的存储阵列中，下一次进行修复操作时从非易失性存储器的存储阵列中读取该次的修复地址的高位地址并对相应的修复单元进行修复操作，在擦除或编程操作次数足够多时，能够实现对整个非易失性存储器的修复，从而提高了非易失性存储器的数据保持力；此外，还能够节省存储修复地址的低位地址所占的空间。

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 (10)

1.一种非易失性存储器的修复方法，其特征在于，包括：

在对所述非易失性存储器进行擦除操作或者编程操作的过程中，开启所述非易失性存储器的修复模块；

所述修复模块判断是否执行对所述非易失性存储器的修复操作，如果不执行所述修复操作，则关闭所述修复模块；

如果执行所述修复操作，则所述修复模块对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验；

所述修复模块判断所述修复单元是否通过修复校验，如果没有通过所述修复校验，则所述修复模块对所述修复单元进行修复操作；

如果通过所述修复校验或在完成对所述修复单元的修复操作后，所述修复模块根据预设的控制位对所述修复单元对应的修复地址进行递增或递减并得到下一次的修复地址，同时将所述下一次的修复地址的高位地址保存在所述非易失性存储器的存储阵列中；

关闭所述修复模块；

所述修复模块对修复地址进行递增或递减时，每一次增加或减少一个块地址，相应地对一个块执行修复操作，或每一次增加或减少两个或多个块的地址，相应地对两个或多个块逐个地执行修复操作。

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，当所述修复模块首次进行修复校验时，所述非易失性存储器的修复单元为预设的初始修复地址的高位地址对应的修复单元。

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，当所述修复模块再次进行修复校验时，所述非易失性存储器的修复单元为所述下一次的修复地址的高位地址对应的修复单元，其中，所述下一次的修复地址的高位地址为上一次执行完对所述非易失性存储器的修复操作时所保存在所述存储阵列中的修复地址的高位地址。

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，所述修复模块对所述非易失性存储器的修复单元进行修复校验的方式为所述修复模块将所述非易失性存储器的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，在所述修复模块进行修复校验时，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。

10.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，当所述预设的控制位的值为1时，所述修复模块对所述修复单元的修复地址进行递增；

当所述预设的控制位的值为0时，所述修复模块对所述修复单元的修复地址进行递减。