CN109841257A - 存储器的阈值电压的恢复方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存储器的阈值电压的恢复方法及装置，包括：对存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，其中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地；对恢复读操作中，处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对处于编程状态的存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第一电压；对恢复验证操作中，处于擦除状态的存储单元进行编程操作。本发明实施例的技术方案，通过基准电流源，为从参考存储单元的漏极和源极之间的电流增加基准电流源产生的电流，消除了电压变化带来的跨导的影响，缩短了恢复操作的时间。

Description

存储器的阈值电压的恢复方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及非易失性存储器技术领域，尤其涉及一种存储器的阈值电压的恢复方法及装置。

背景技术

处于编程状态的存储单元放的时间太久，存在电子流失的情况，当电子流失到一定程度时，会使得处于编程状态的存储单元的阈值电压降低到一定数值，处于弱编程状态。

现有技术的第一种解决方法是：对处于弱编程状态的存储单元进行恢复读操作(recovery read)和恢复验证操作(recovery verify)，其中，恢复读操作对存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压和正常读取的电压是一样的。恢复验证操作时，对于存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压大于正常读取的电压。此方法的缺陷是：恢复读操作和恢复验证操作对于存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压是不同，造成由于需要进行电压切换，导致恢复读操作和恢复验证操作时间较长。

现有技术中的第二种解决方法是：对处于弱编程状态的存储单元进行恢复读操作和恢复验证操作，其中，恢复读操作对存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压均大于正常读取的电压。恢复验证操作时，对于存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压大于正常读取的电压。此方法的缺陷是：很容易在恢复读操作过程中，将处于擦除状态的存储单元读成编程状态的存储单元。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复方法及装置，解决了现有技术中在恢复读操作和恢复验证操作过程中，存储单元以及参考存储单元之间的栅极电压切换时间过长以及在恢复读操作时容易发生读取错误的问题，进而达到将处于弱编程状态的存储单元的阈值电压提升到编程状态的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复方法，包括：

对所述存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组所述存储单元包括至少一个存储单元，其中，对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，所述基准电流源的第二端接地；

若所述恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对所述处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对所述处于编程状态的存储单元的栅极施加所述第一电压，对所述参考存储单元的栅极施加所述第一电压；

若所述恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对所述处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

可选的，若所述恢复读操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

可选的，若所述恢复验证操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为编程状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

可选的，阈值电压小于第一阈值的存储单元，在所述恢复读操作中的读取结果为擦除状态；

阈值电压大于或等于所述第一阈值的存储单元，在所述恢复读操作中的读取结果为编程状态；

阈值电压大于或等于所述第一阈值且小于所述第二阈值的存储单元，在所述恢复验证操作中的读取结果为擦除状态；

阈值电压大于或等于所述第二阈值的存储单元，在所述恢复验证操作中的读取结果为编程状态。

第二方面，本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复装置，包括：

恢复读操作模块，所述恢复读操作模块用于对所述存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组所述存储单元包括至少一个存储单元，其中，对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，所述基准电流源的第二端接地；

恢复验证操作模块，恢复验证操作模块与所述恢复读操作模块相连，用于若所述恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对所述处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对所述处于编程状态的存储单元的栅极施加所述第一电压，对所述参考存储单元的栅极施加所述第一电压；

编程模块，所述编程模块与所述恢复验证操作模块相连，用于若所述恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对所述处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

可选的，所述恢复读操作模块还用于若所述恢复读操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

可选的，所述恢复读操作模块还用于若所述恢复验证操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为编程状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复方法及装置，通过对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地，通过基准电流源，为从参考存储单元的漏极和源极之间的电流增加基准电流源产生的电流，而且可以通过调节第一电源提供的电压值，使得需要增加的参考电流不足以影响存储单元的读取电流和参考存储单元原本的大小关系，避免由于跨导引起对存储单元的错误读取，同时解决了解决现有技术中在恢复读操作和恢复验证操作过程中，存储单元以及参考存储单元之间的栅极电压切换时间过长的问题，进而达到将处于弱编程状态的存储单元的阈值电压提升到编程状态的目的。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种存储器的阈值电压的恢复方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种存储器的阈值电压的恢复方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种存储器的阈值电压的恢复装置的结构示意图。

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1为本发明实施例提供的一种存储器的阈值电压的恢复方法的流程示意图，该方法可以由一种存储器的阈值电压的恢复装置来执行，其中，该装置可由硬件和/或软件来实现，参见图1，该方法包括如下步骤：

步骤101、对存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组存储单元包括至少一个存储单元，其中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，第二电压小于第一电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地。

需要说明的是，现有技术中对于处于编程状态的存储单元放的时间太久，存在电子流失的状态，使得阈值电压小于预设的阈值电压。这种状态的存储单元称之为弱编程状态的存储单元。因此需要恢复操作，将弱编程状态的存储单元变成编程状态的存储单元。在本实施例中，通过调节基准电流源提供的电流值，可以调节从参考存储单元漏极到源极之间的电流的大小。从参考存储单元漏极到源极之间的电流的大小为对参考存储单元的施加的电压产生的电流值和基准电流提供的电流值之和，可以称之为参考电流。需要说明的是，在读取的过程中，存储单元的源极是接地的。

在本实施例中，步骤101中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，且在参考存储单元的栅极和漏极之间并联第一电阻，第二电压小于第一电压，第二电压示例性的可以和正常读取时给参考存储单元的栅极的电压是一样的。

步骤102、判断恢复读操作的读取结果是否为编程状态。

步骤103、若恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对处于编程状态的存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第一电压。

步骤104、判断恢复验证操作的读取结果是否为擦除状态。

步骤105、若恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

在本实施例中，在恢复读操作中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地，第二电压小于第一电压；在恢复验证操作中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第一电压。

相比现有技术之一：恢复验证操作时，对于存储单元的栅极施加的电压大于恢复读操作对存储单元的栅极施加的电压。有益效果在于，存储单元在两次读取过程中，栅极施加的电压一样，避免存储单元栅端负载比较大，省去了单次从恢复读操作切换到恢复验证操作都要等待100ns去完成存储单元栅压进行电压的切换的时间，并且大大缩短了对大量存储单元进行大范围的恢复操作需要的时间。

相比现有技术之二，恢复读操作对存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压均大于正常读取的电压。恢复验证操作时，对于存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压大于正常读取的电压。本发明实施例的技术方案消除了跨导对于读取结果的误判。原因在于：现有技术之二中，省去了在恢复读操作和恢复验证操作过程中，对存储单元和参考存储单元的栅极电压的切换时间，但是时间的缩短，带来了跨导对于读取结果的误判。在MOS管中，跨导的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。对于存储单元来说，漏极电流越大，跨导越小。当对存储单元和参考存储单元的栅极电压是正常读取的电压时，存储单元产生的读取电流记为Iarray，参考存储单元的参考电流记为Iref。那么当存储单元处于擦除状态时，读取电流Iarray应该是大于参考电流Iref的，实验表明存储单元的电流越大对应的跨导越小，存储单元的跨导Gmarray应该是小于参考存储单元的跨导Gmref的。如果，采用现有技术之二，恢复验证操作时，对于存储单元和参考存储单元的栅极施加的电压大于正常读取的电压。那么会存在这样的问题，存储单元的读取电流变为Iarray与增加的读取电流ΔIarray之和。参考存储单元的参考电流变为参考电流Iref与增加的参考电流ΔIref之和。由于存储单元的跨导Gmarray应该是小于参考存储单元的跨导Gmref的是已知的，所以推断出，增加的读取电流ΔIarray小于增加的参考电流ΔIref。所以很有可能出现参考电流Iref与增加的参考电流ΔIref之和大于读取电流Iarray与增加的读取电流ΔIarray之和。这样就把本来处于擦除状态的存储单元读成了编程状态的存储单元。

本实施例的技术方案，对存储器包含的存储单元依次进行恢复读操作，其中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，在参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地，第二电压示例性的可以和正常读取时给参考存储单元的栅极的电压是一样的，因此，可以通过基准电流源，为从参考存储单元的漏极和源极之间的电流增加基准电流源产生的电流，而且可以通过调节基准电流源提供的电流值，使得需要增加的参考电流不足以影响存储单元的读取电流和参考存储单元原本的大小关系，避免由于跨导引起对存储单元的错误读取。

本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复方法，通过对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地，通过基准电流源，为从参考存储单元的漏极和源极之间的电流增加基准电流源产生的电流，而且可以通过调节第一电源提供的电压值，使得需要增加的参考电流不足以影响存储单元的读取电流和参考存储单元原本的大小关系，避免由于跨导引起对存储单元的错误读取，同时解决了解决现有技术中在恢复读操作和恢复验证操作过程中，存储单元以及参考存储单元之间的栅极电压切换时间过长的问题，进而达到将处于弱编程状态的存储单元的阈值电压提升到编程状态的目的。

需要说明的是，在本实施例中，恢复读操作和恢复验证操作时，除了在存储单元和参考存储单元的栅极施加电压，在漏极也是需要施加一定数值的电压的，源极接地。

实施例二

在上述实施例的基础上，本发明实施例对于若恢复读操作的读取结果为擦除状态，以及若恢复验证操作的读取结果为编程状态时应该采取的操作进行一步进行了限定，参见图2，该方法包括如下步骤：

步骤201、对存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组存储单元包括至少一个存储单元，其中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，第二电压小于第一电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地。

步骤202、判断恢复读操作的读取结果是否为编程状态。

步骤203、若恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对处于编程状态的存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第一电压；

步骤204、若恢复读操作中，存储单元包括的存储单元的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行恢复读操作。

步骤205、判断恢复验证操作的读取结果是否为擦除状态。

步骤206、若恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

步骤207、若恢复验证操作中，存储单元包括的存储单元的读取结果全为编程状态，则对下一组存储单元进行恢复读操作。

可选的，阈值电压小于第一阈值的存储单元，在恢复读操作中的读取结果为擦除状态；阈值电压大于或等于第一阈值的存储单元，在恢复读操作中的读取结果为编程状态；阈值电压大于或等于第一阈值且小于第二阈值的存储单元，在恢复验证操作中的读取结果为擦除状态；阈值电压大于或等于第二阈值的存储单元，在恢复验证操作中的读取结果为编程状态。

本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复方法，进一步限定了若恢复读操作的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行恢复读操作。若恢复验证操作的读取结果为编程状态，则对下一组存储单元进行恢复读操作。在恢复读操作过程中，筛选出阈值电压大于或等于第一阈值的存储单元进行恢复验证操作，在恢复验证操作时，筛选出阈值电压大于或等于第一阈值且小于第二阈值的存储单元进行编程操作，来解决现有技术中切换时间过长以及在恢复读操作时容易发生读取错误的问题，进而达到将处于弱编程状态的存储单元的阈值电压提升到编程状态的技术效果。

实施例三

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复装置，参见图3，该装置包括：

恢复读操作模块310，恢复读操作模块310用于对存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组存储单元包括至少一个存储单元，其中，对存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，第二电压小于第一电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地；

恢复验证操作模块320，恢复验证操作模块320与恢复读操作模块310相连，用于若恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对处于编程状态的存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第一电压；

编程模块330，编程模块330与恢复验证操作模块320相连，用于若恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

本发明实施例提供了一种存储器的阈值电压的恢复装置，通过对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，基准电流源的第二端接地，通过基准电流源，为从参考存储单元的漏极和源极之间的电流增加基准电流源产生的电流，而且可以通过调节第一电源提供的电压值，使得需要增加的参考电流不足以影响存储单元的读取电流和参考存储单元原本的大小关系，避免由于跨导引起对存储单元的错误读取，同时解决了解决现有技术中在恢复读操作和恢复验证操作过程中，存储单元以及参考存储单元之间的栅极电压切换时间过长的问题，进而达到将处于弱编程状态的存储单元的阈值电压提升到编程状态的目的。

可选的，在上述技术方案的基础上，该装置包括的恢复读操作模块310还用于若恢复读操作中，存储单元包括的存储单元的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行恢复读操作。

可选的，在上述技术方案的基础上，该装置包括的恢复读操作模块310还用于若恢复验证操作中，存储单元包括的存储单元的读取结果全为编程状态，则对下一组存储单元进行恢复读操作。

上述实施例中提供的存储器的阈值电压的恢复装置可执行本发明任意实施例所提供的存储器的阈值电压的恢复方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的存储器的阈值电压的恢复方法。

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、相互结合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 (7)

1.一种存储器的阈值电压的恢复方法，其特征在于，包括：

对所述存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组所述存储单元包括至少一个存储单元，其中，对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，所述基准电流源的第二端接地；

若所述恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对所述处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对所述处于编程状态的存储单元的栅极施加所述第一电压，对所述参考存储单元的栅极施加所述第一电压；

若所述恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对所述处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

若所述恢复读操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

若所述恢复验证操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为编程状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

4.根据权利要求1-3任一一项所述的方法，其特征在于，

阈值电压小于第一阈值的存储单元，在所述恢复读操作中的读取结果为擦除状态；

阈值电压大于或等于所述第一阈值的存储单元，在所述恢复读操作中的读取结果为编程状态；

阈值电压大于或等于所述第一阈值且小于所述第二阈值的存储单元，在所述恢复验证操作中的读取结果为擦除状态；

阈值电压大于或等于所述第二阈值的存储单元，在所述恢复验证操作中的读取结果为编程状态。

5.一种存储器的阈值电压的恢复装置，其特征在于，包括：

恢复读操作模块，所述恢复读操作模块用于对所述存储器包含的至少一组存储单元依次进行恢复读操作，每一组所述存储单元包括至少一个存储单元，其中，对所述存储单元的栅极施加第一电压，对参考存储单元的栅极施加第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述参考存储单元的漏极与基准电流源的第一端相连，所述基准电流源的第二端接地；

恢复验证操作模块，恢复验证操作模块与所述恢复读操作模块相连，用于若所述恢复读操作的读取结果中，有处于编程状态的存储单元，则对所述处于编程状态的存储单元进行恢复验证操作，其中，对所述处于编程状态的存储单元的栅极施加所述第一电压，对所述参考存储单元的栅极施加所述第一电压；

编程模块，所述编程模块与所述恢复验证操作模块相连，用于若所述恢复验证操作的读取结果中，有处于擦除状态的存储单元，则对所述处于擦除状态的存储单元进行编程操作。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述恢复读操作模块还用于若所述恢复读操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为擦除状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述恢复读操作模块还用于若所述恢复验证操作中，所述存储单元包括的存储单元的读取结果全为编程状态，则对下一组存储单元进行所述恢复读操作。