CN108109659A - 一种存储单元的擦除方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存储单元的擦除方法及装置，所述方法包括：接收擦除指令；根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。本发明实施例提供的一种存储单元的擦除方法，通过根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压，并向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压的技术手段，实现了改善低温下擦除速度变慢的问题，以及高温度下擦除速度过快引起的过擦除问题，提高了擦除性能。

Description

一种存储单元的擦除方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及存储技术领域，具体涉及一种存储单元的擦除方法及装置。

背景技术

非易失闪存介质(nor flash/nand flash)是一种很常见的存储芯片，兼有随机存储器(Random Access Memory，RAM)和只读存储器(Read-Only Memory，ROM)的优点，数据掉电不会丢失，是一种可在系统进行电擦写的存储器，同时它的高集成度和低成本使它成为市场主流。

在flash芯片中，一个存储单元可看作为一个金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。图1是一种常见的MOSFET结构图，包括栅极20、源极21、漏极22、P型阱23、N型阱25、P型硅半导体衬底26以及隧穿氧化层24，其相互间的连接为：P型硅半导体衬底26扩散出两个N型区，P型阱23上方覆盖一层隧穿氧化层24，最后在N型区上方通过腐蚀的方法做成两个孔，通过金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：栅极20、源极21和漏极22，源极21和漏极22分别对应两个N型区且栅极20为存储单元的字线，漏极22为存储单元的位线。进一步的，栅极20又包括控制栅极201、多晶硅层间电介质202(Inter-Poly Dielectric,IPD)、浮动栅极203，且浮动栅极203可以存储电荷。当对一个存储单元进行擦除操作时，分别给栅极20以及源极21施加相应的擦除电压，浮动栅极203上的电子会在电场的作用下向源极21移动，当源极21的电子达到一定数量时，此存储单元就被擦除成功，即此存储单元被成功写1。

但是，由于低温环境下电子的移动速度会变慢，而高温环境下电子的移动速度会变快，影响电子流向源极的速度，如果低温环境下施加与常温下相同的擦除电压，擦除速度会很慢，擦除占用的时间会变长，甚至有可能会导致擦除失败，影响擦除性能；然而如果高温环境下施加与常温下相同的擦除电压，擦除速度会很快，很容易出现过擦除的问题，影响擦除性能。

发明内容

本发明提供一种存储单元的擦除方法及装置，以改善低温下擦除速度变慢的问题，提高擦除性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种存储单元的擦除方法，该方法包括：

接收擦除指令；

根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；

向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

进一步地，所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压之前，还包括：

通过温度传感器检测所述存储器芯片的当前温度。

进一步地，所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压，包括：

若所述存储器芯片的当前温度低于低温预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大，将增大后的擦除电压确定为所述当前擦除电压；

若所述存储器芯片的当前温度高于高温预设值，以默认擦除电压为基准减小擦除电压，以使存储单元的栅源电压差减小，将减小后的擦除电压确定为所述当前擦除电压。

其中，所述默认擦除电压为常用的擦除电压。

进一步地，所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压，还包括：

若所述存储器芯片的当前温度既不低于所述低温预设值，也不高于所述高温预设值，则将所述默认擦除电压作为所述当前擦除电压。

进一步地，所述向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压，包括：

向所述存储单元的栅极、源极以及P型阱分别施加相应的所述当前擦除电压。

第二方面，本发明实施例还提供了一种存储单元的擦除装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收擦除指令；

确定模块，用于根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；

施加模块，用于向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

进一步地，所述装置还包括：检测模块，用于在所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压之前，通过温度传感器检测所述存储器芯片的当前温度。

进一步地，所述确定模块包括：

增大单元，用于若所述存储器芯片的当前温度低于低温预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大；

第一确定单元，用于将增大后的擦除电压确定为所述当前擦除电压；

减小单元，用于若所述存储器芯片的当前温度高于高温预设值，以默认擦除电压为基准减小擦除电压，以使存储单元的栅源电压差减小；

第二确定单元，用于将减小后的擦除电压确定为所述当前擦除电压。

其中，所述默认擦除电压为常用的擦除电压。

进一步地，所述确定模块，还包括：

第三确定单元，用于若所述存储器芯片的当前温度既不低于所述低温预设值，也不高于所述高温预设值，则将所述默认擦除电压作为所述当前擦除电压。

进一步地，所述施加模块具体用于：

向所述存储单元的栅极、源极以及P型阱分别施加相应的所述当前擦除电压。

本发明实施例提供的一种存储单元的擦除方法，通过接收擦除指令后，根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；并向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压的技术手段，减小了温度对擦除速度的影响，提高了擦除性能。

附图说明

图1是flash芯片中一种作为存储单元的金属氧化物半导体场效晶体管的结构图；

图2是本发明实施例一中的一种存储单元的擦除方法流程示意图；

图3是本发明实施例二中的一种存储单元的擦除方法流程示意图；

图4为本发明实施例三中的一种存储单元的擦除装置的结构示意图。

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结构。

实施例一

图2为本发明实施例一提供的一种存储单元的擦除方法流程示意图，本实施例可适用于不同温度下对存储单元进行擦除操作的情况。参见图2，本实施例提供的存储单元的擦除方法具体包括如下步骤：

110、接收擦除指令。

flash芯片是由内部成千上万个存储单元组成的，每个储存单元存储一位数据，多个存储单元构成页，多个页组成块，多个块构成一个存储单元阵列，正是由于该特殊的物理结构，在nor flash/nand flash中是以块为单位进行擦除操作的；存储单元阵列由多个存储单元块组成，所述存储单元块由多个存储单元页组成，所述存储单元页由多个存储单元以行列连接组成。在一个存储单元页中，每行由多个存储单元以字线连接，每列由多个存储单元以位线连接，且一个存储单元页共享一根字线，一个存储单元块共享一根位线。因此，所述擦除指令是针对一个擦除块的。

通过编写程序代码可以控制flash存储器进行三大主要操作，分别是读操作、写操作和擦除操作，其中擦除操作具体是完成对存储单元的写1操作。对存储单元进行擦除操作的基本原理是通过分别给存储单元的栅极，源极以及P阱施加相应的擦除电压，施加所述擦除电压后浮栅中的电子会在栅极与P阱形成的电场下，越过势垒流入P阱，当浮栅中的电子减小到一定数量时，此存储单元就被擦除成功，即此存储单元被成功写1。擦除操作的实质是通过放掉存储单元的浮栅中的电子，从而将存储单元的阈值电压拉低到设定值，完成存储单元的擦除操作。存储单元的具体结构可以参见图1所示的结构示意图。

120、根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压。

由于温度较低的时候，相同的电场强度下电子的移动速度会变慢，如果在低温下和常温下都施加相同的擦除电压，势必会影响低温下的擦除速度，而高温环境下相同的电场强度下电子的移动速度会变快，，导致电子跃迁到源极变得更容易，加速电子流向源极的速度，因此很容易出现过擦除的现象，为了改善擦除性能，根据芯片的不同温度确定不同的擦除电压，当温度很低导致擦除速度变慢的时候可以适当地增大擦除电压，以使存储单元的栅源压差和栅阱压差增大，相同的距离下，压差越大，电场强度越大，电子的运动速度就会加快，进而缩短电子由存储单元的浮动栅极跃迁到源极的时间，提高擦除速度，改善擦除性能；当温度很高导致擦除速度变快时，可以适当地减小擦除电压，以使存储单元的栅源和栅阱压差减小，相同的距离下，压差越小，电场强度越小，电子的运动速度就会减小，从而减小高温下的过擦除现象，改善擦除性能。

示例性地，在所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压之前，还包括：

通过温度传感器检测所述存储器芯片的当前温度。

需要说明的是，在给存储单元施加电压的电压系统里加入温度传感器导致的芯片面积增加的并不大，通过试验确定增加的面积相比于整个flash芯片的面积大约只有0.6％-3％。

130、向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

示例性地，所述向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压，包括：

向所述存储单元的栅极、源极以及P型阱分别施加相应的所述当前擦除电压。

本发明实施例提供的一种存储单元的擦除方法，通过接收擦除指令后，根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；并向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压的技术手段，减小了温度对擦除速度的影响，提高了擦除性能。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种存储单元的擦除方法流程示意图，本实施例在实施例一的基础上进行进一步优化，尤其适用于当存储器芯片的温度变化导致擦除速度变慢或者变快的情况，优化的好处是，实现了当存储器芯片温度低于低温预设值或者高于高温预设值时，确定与所述温度匹配的擦除电压，以保证擦除速度，改善过擦除现象，并提高擦除性能。具体可以参见图3，所述方法具体包括如下步骤：

210、接收擦除指令。

220a、若所述存储器芯片的当前温度低于低温预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大，将增大后的擦除电压确定为当前擦除电压。

其中，所述低温预设值可以是0摄氏度或者0摄氏度附近的任意温度，例如-1摄氏度；所述默认擦除电压为常温下常用的擦除电压，典型地，常温下常用的擦除电压可以是-7V，8V，即向存储单元的栅极施加-7V的电压，向源极施加8V的电压，本领域的技术人员都知道，擦除的时候，同时向存储单元的P型阱也施加与源极相同的擦除电压，例如8V；所述常温通常指0度以上的温度。当存储器芯片的当前温度低于低温预设值时，可以以常温下常用的擦除电压即默认擦除电压为基准增大擦除电压，所述增大擦除电压的目的是使存储单元的栅源之间的电压差更大，因此可以使加到栅极的电压更负，例如增大到-7.5V，使加到源极的电压更正，例如增大到8.5V。本领域技术人员都知道，施加到存储单元的栅极上的电压-7V以及施加到存储单元的源极上的电压8V是优选的典型数值范围，并不对其进行限定。

220b、若所述存储器芯片的当前温度高于高温预设值，以默认擦除电压为基准减小擦除电压，以使存储单元的栅源电压差减小，将减小后的擦除电压确定为所述当前擦除电压。

其中，所述高温预设值可以是70摄氏度，或者70摄氏度附近的任意温度，例如75摄氏度、85摄氏度或者90摄氏度；当存储器芯片的当前温度高于高温预设值时，可以以常温下常用的擦除电压即默认擦除电压为基准减小擦除电压，所述减小擦除电压的目的是使存储单元的栅源之间的电压差更小，因此可以使加到栅极的电压更正，例如减小到-6.5V，使加到源极的电压更小，例如减小到7.5V。

进一步地，若所述存储器芯片的当前温度既不低于所述低温预设值，也不高于所述高温预设值，则将所述默认擦除电压作为所述当前擦除电压。

230、向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

本发明实施例提供的一种存储单元的擦除方法，在上述实施例技术方案的基础上，若所述存储器芯片的当前温度低于预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大，将增大后的擦除电压确定为当前擦除电压，实现了改善低温下擦除速度变慢的问题，以及高温度下擦除速度过快引起的过擦除问题，提高了擦除性。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种存储单元的擦除装置的结构示意图，所述装置具体包括：

接收模块410、确定模块420和施加模块430；

其中，接收模块410，用于接收擦除指令；确定模块420，用于根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；施加模块430，用于向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

进一步地，所述装置还可以包括检测模块，用于在所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压之前，通过温度传感器检测所述存储器芯片的当前温度。

进一步地，确定模块420可以包括：

增大单元，用于若所述存储器芯片的当前温度低于低温预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大；

第一确定单元，用于将增大后的擦除电压确定为所述当前擦除电压；

减小单元，用于若所述存储器芯片的当前温度高于高温预设值，以默认擦除电压为基准减小擦除电压，以使存储单元的栅源电压差减小；

第二确定单元，用于将减小后的擦除电压确定为所述当前擦除电压。

其中，所述默认擦除电压为常用的擦除电压；

第三确定单元，用于若所述存储器芯片的当前温度既不低于所述低温预设值也不高于所述高温预设值，将默认擦除电压作为所述当前擦除电压。

进一步地，施加模块430具体用于：

向所述存储单元的栅极、源极以及P型阱分别施加相应的所述当前擦除电压。

本发明实施例提供的一种存储单元的擦除装置，通过接收擦除指令后，根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；并向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压的技术手段，实现了改善低温下擦除速度变慢的问题，以及高温度下擦除速度过快引起的过擦除问题，提高了擦除性。

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)

1.一种存储单元的擦除方法，其特征在于，包括：

接收擦除指令；

根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；

向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压之前，还包括：

通过温度传感器检测所述存储器芯片的当前温度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压，包括：

若所述存储器芯片的当前温度低于低温预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大，将增大后的擦除电压确定为所述当前擦除电压；

若所述存储器芯片的当前温度高于高温预设值，以默认擦除电压为基准减小擦除电压，以使存储单元的栅源电压差减小，将减小后的擦除电压确定为所述当前擦除电压。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压，还包括：

若所述存储器芯片的当前温度既不低于所述低温预设值，也不高于所述高温预设值，则将所述默认擦除电压作为所述当前擦除电压。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压，包括：

向所述存储单元的栅极、源极以及P型阱分别施加相应的所述当前擦除电压。

6.一种存储单元的擦除装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收擦除指令；

确定模块，用于根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压；

施加模块，用于向所述存储器芯片的存储单元施加所述当前擦除电压。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

检测模块，用于在所述根据存储器芯片的当前温度确定当前擦除电压之前，通过温度传感器检测所述存储器芯片的当前温度。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

增大单元，用于若所述存储器芯片的当前温度低于预设值，以默认擦除电压为基准增大擦除电压，以使存储单元的栅源电压差增大；

第一确定单元，用于将增大后的擦除电压确定为所述当前擦除电压；

减小单元，用于若所述存储器芯片的当前温度高于高温预设值，以默认擦除电压为基准减小擦除电压，以使存储单元的栅源电压差减小；

第二确定单元，用于将减小后的擦除电压确定为所述当前擦除电压。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还包括：

第三确定单元，用于若所述存储器芯片的当前温度既不低于所述低温预设值，也不高于所述高温预设值，则将所述默认擦除电压作为所述当前擦除电压。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述施加模块具体用于：

向所述存储单元的栅极、源极以及P型阱分别施加相应的所述当前擦除电压。