CN111276176A - 一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法 - Google Patents

一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法，首先设定不同的测试条件，将随机生成的数据写入闪存块中，使用不同的读参考电压获取落入两个相邻读参考电压内的单元数量离散点。然后，利用差值拟合的方法绘制阈值电压分布曲线，获取每一存储层单元阈值电压分布参数和模型。本发明的方法能够构建准确的三维堆叠闪存阈值电压分布动态演化模型；能够获取三维堆叠闪存每一存储层中的存储单元的阈值电压分布模型；能够为设计相关方案提高数据存储可靠性提供有力支撑和参考依据。

Description

一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法
技术领域
本发明属于固态盘存储技术领域，更具体地，涉及一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法。
背景技术
闪存是一种大容量的非易失的存储设备，广泛用于医疗、航天等领域。闪存以存储电荷的形式保存数据，当电子注入闪存存储单元，会形成相应的阈值电压。随着保存周期和可编程擦写循环次数的增加，阈值电压会向左或右漂移。阈值电压分布受保存周期和可编程擦写循环的影响，数据存储可靠性遭受威胁。尤其对三维堆叠闪存来说，数据存储可靠性成为其能否向更高层堆叠的重要影响因子，为了提升数据存储可靠性，需要清楚地了解存储单元的阈值电压分布动态演化规律，构建精准的阈值电压随保存和可编程周期变化的分布模型。
然而，当前随着三维堆叠闪存的广泛应用，缺乏针对其存储单元阈值电压分布模型的构建，无法直观地反映出阈值电压分布动态演化规律。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法，其目的在于，首先设定不同的测试条件，将随机生成的数据写入闪存块中，使用不同的读参考电压获取落入两个相邻读参考电压内的单元数量离散点。然后，利用差值拟合的方法绘制阈值电压分布曲线，获取每一存储层单元阈值电压分布参数和模型，从而为设计提升数据存储可靠性的方案提供参考依据，以及丰富对三维堆叠闪存阈值电压分布规律的研究。采用的具体技术方案如下：
一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法，应用在闪存系统中，包括以下步骤：
(1)设置数据保存时间为1个月、3个月、6个月和9个月，闪存块的可编程擦写周期为1000次、2000次、3000次、4000次、5000次、6000次和7000次；
(2)闪存块的可编程擦写周期调到1000次；
(3)将随机生成的数据以顺序写入的方式写入闪存块的页面中，将写入数据的闪存块保存1个月；
(4)使用不同的读参考电压逐层将数据读出，统计出落入每两个相邻读参考电压内的存储单元数量，获取三维堆叠闪存每个存储层单元阈值电压分布离散点，利用差值拟合的方法得到每层的阈值电压分布模型；
(5)将写入数据的闪存块分别保存3个月、6个月和9个月，并依次执行步骤(4)；
(6)闪存块的可编程擦写周期依次从2000次增加到7000次，以1000次为间隔，并依次执行步骤(3)和(5)。
三维堆叠闪存具有层间差异性，层间存储单元阈值电压分布模型具有差异性，可以清楚地获取每层的阈值电压分布模型。
本发明能够综合研究在不同的可编程擦写周期和保存时间段的闪存阈值电压分布动态转移规律，能够建立多维干扰因子下的阈值电压分布模型。
本发明应用在闪存系统中，所包括的步骤进一步描述如下：
(1)设置数据保存时间为1个月、3个月、6个月和9个月。闪存块的可编程擦写周期为1000次、2000次、3000次、4000次、5000次、6000次和7000次。
本步骤的优点在于：能够研究在不同的保存时间和闪存块的可编程擦写周期下的三维堆叠闪存单元阈值电压分布规律。
(2)闪存块的可编程擦写周期调到1000次。
(3)将随机生成的数据以顺序写入的方式写入闪存块的页面中，将写入数据的闪存块保存1个月。
本步骤的优点在于：以顺序写入的方式能够降低三维堆叠闪存层间干扰。
(4)使用不同的读参考电压逐层将数据读出，统计出落入每两个相邻读参考电压内的存储单元数量，获取三维堆叠闪存每个存储层单元阈值电压分布离散点，利用差值拟合的方法得到每层的阈值电压分布模型。
本步骤的优点在于：三维堆叠闪存具有层间差异性，层间存储单元阈值电压分布模型具有差异性，可以清楚地获取每层的阈值电压分布模型。
(5)将写入数据的闪存块分别保存3个月、6个月和9个月，并依次执行步骤(4)。
本步骤的优点在于：能够分别建立在相同可编程周期下，在不同的保存时间段的三维堆叠闪存阈值电压分布模型。
(6)闪存块的可编程擦写周期依次从2000次增加到7000次，以1000次为间隔，并依次执行步骤(3)和(5)。
本步骤的优点在于：能够综合研究在不同的可编程擦写周期和保存时间段的闪存阈值电压分布动态转移规律，能够建立多维干扰因子下的阈值电压分布模型。
总体而言，通过本发明与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的方法能够构建准确的三维堆叠闪存阈值电压分布动态演化模型。
(2)本发明的方法能够获取三维堆叠闪存每一存储层中的存储单元的阈值电压分布模型。
(3)本发明能够为设计相关方案提高数据存储可靠性提供有力支撑和参考依据。
附图说明
图1为本发明一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法的设计结构图；
图2为本发明一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的设计结构图如图1所示，图中的实线表示不同的读参考电压，黑点表示落入两个相邻的读参考电压之间的存储单元数量。在构建三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型的过程中，首先施加不同的读参考电压读取闪存单元中的数据，统计落入两个相邻的读参考电压的存储单元数量，获取单元阈值电压离散点分布，然后使用插值拟合的方法绘制阈值电压分布曲线，获取三维堆叠闪存每个单元存储状态阈值电压分布模型参数值。
如图2所示，本发明提供的一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法，其是应用在闪存系统中，且包括以下步骤：
(1)设置数据保存时间为1个月、3个月、6个月和9个月。闪存块的可编程擦写周期为1000次、2000次、3000次、4000次、5000次、6000次和7000次。
本步骤的优点在于：能够研究在不同的保存时间和闪存块的可编程擦写周期下的三维堆叠闪存单元阈值电压分布规律。
(2)闪存块的可编程擦写周期调到1000次。
(3)将随机生成的数据以顺序写入的方式写入闪存块的页面中，将写入数据的闪存块保存1个月。
本步骤的优点在于：以顺序写入的方式能够降低三维堆叠闪存层间干扰。
(4)使用不同的读参考电压逐层将数据读出，统计出落入每两个相邻读参考电压内的存储单元数量，获取三维堆叠闪存每个存储层单元阈值电压分布离散点，利用差值拟合的方法得到每层的阈值电压分布模型。
本步骤的优点在于：三维堆叠闪存具有层间差异性，层间存储单元阈值电压分布模型具有差异性，可以清楚地获取每层的阈值电压分布模型。
(5)将写入数据的闪存块分别保存3个月、6个月和9个月，并依次执行步骤(4)。
本步骤的优点在于：能够分别建立在相同可编程周期下，在不同的保存时间段的三维堆叠闪存阈值电压分布模型。
(6)闪存块的可编程擦写周期依次从2000次增加到7000次，以1000次为间隔，并依次执行步骤(3)和(5)。
本步骤的优点在于：能够综合研究在不同的可编程擦写周期和保存时间段的闪存阈值电压分布动态转移规律，能够建立多维干扰因子下的阈值电压分布模型。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种三维堆叠闪存单元阈值电压分布模型构建方法，应用在闪存系统中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)设置数据保存时间为1个月、3个月、6个月和9个月，闪存块的可编程擦写周期为1000次、2000次、3000次、4000次、5000次、6000次和7000次；
(2)闪存块的可编程擦写周期调到1000次；
(3)将随机生成的数据以顺序写入的方式写入闪存块的页面中，将写入数据的闪存块保存1个月；
(4)使用不同的读参考电压逐层将数据读出，统计出落入每两个相邻读参考电压内的存储单元数量，获取三维堆叠闪存每个存储层单元阈值电压分布离散点，利用差值拟合的方法得到每层的阈值电压分布模型；
(5)将写入数据的闪存块分别保存3个月、6个月和9个月，并依次执行步骤(4)；
(6)闪存块的可编程擦写周期依次从2000次增加到7000次，以1000次为间隔，并依次执行步骤(3)和(5)。
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