JP2011527072A - フラッシュ・メモリにおける書き込み側セル間干渉軽減のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照によりそれぞれ本明細書に組み込まれている、2008年7月1日に出願した米国仮特許出願第61/133,675号、2008年7月3日に出願した米国仮特許出願第61/133,921号、2008年7月10日に出願した米国仮特許出願第61/134,688号、2008年7月22日に出願した米国仮特許出願第61/135,732号、および2008年9月30日に出願した米国仮特許出願第61/194,751号の優先権を主張する。
マルチレベル・セルNANDフラッシュ・メモリにおいて、しきい値検出器が、或る特定のセルに関連する電圧値を、事前定義されたメモリ状態に変換するのに通常、使用される。図2は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第6,522,580号の教示に基づく、図1の例示的なマルチレベル・セル・フラッシュ・メモリ170に関する例示的なしきい値電圧分布を示す。一般に、セルのしきい値電圧は、セルが或る量の電流を伝導するようにセルに印加される必要がある電圧である。しきい値電圧は、セルの中に格納されたデータに関する測度である。
前述したとおり、ICIは、セル間の寄生静電容量の結果であり、一般に、歪みの最も顕著な原因の1つであると考えられる。図7は、いくつかの例示的なアグレッサ・セル720からの寄生静電容量に起因してターゲット・セル710に関して存在するICIを示す。以下の表記が図7において使用される。
WL:ワード線
BL:ビット線
BLo:奇ビット線
BLe:偶ビット線、および
C:静電容量。
図8は、本発明によるコントローラ・ベースのICI軽減技術を組み込む例示的なフラッシュ・メモリ・システム800の概略ブロック図である。図8に示されるとおり、例示的なフラッシュ・メモリ・システム800は、インタフェース850によって接続された、フラッシュ制御システム810と、フラッシュ・メモリ・ブロック860とを備える。例示的なフラッシュ制御システム810は、通常、1つまたは複数の集積回路上に、フラッシュ・コントローラ820と、読み取りチャネル825とを備える。例示的なフラッシュ・コントローラ820は、本発明の特徴および機能をサポートするようにこの場合、変形される、例えば、よく知られた市販の技術および/または製品を使用して実施されることが可能である。
図10は、本発明の特徴を組み込む書き込み側ICI軽減プロセス1000の例示的な実施例を説明する流れ図である。図8および図9に関連して前述したとおり、書き込み側ICI軽減プロセス1000は、通常、フラッシュ制御システム810における信号処理ユニット830、またはフラッシュ・メモリ960における信号処理ユニット985によって実施される。図10に示されるとおり、書き込み側ICI軽減プロセス1000は、ステップ1010中にフラッシュ・メモリ700における1つまたは複数のターゲット・セル710に書き込まれるべきプログラム・データを最初に獲得する。前述したとおり、例示的なページ・レベル・アクセス技術またはワード線レベル・アクセス技術のより詳細な説明は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている、2009年3月11に出願した、「Methods and Apparatus for Storing Data in a Multi−Level Cell Flash Memory Device with Cross−Page Sectors,Multi−Page Coding and Per−Page Coding」という名称の国際特許出願PCT/US09/36810号において見ることができる。
前述したとおり、読み取り側ICI軽減は、アグレッサ・セル720の中に格納されている電圧の知識を有して実現され得る。本明細書で説明されるとおり、開示される読み取り側ICI軽減技術は、フラッシュ・セルから取得されたソフト電圧値、あるいはハード電圧レベル(検出された電圧レベル)(または以上の組合せ)を処理することができる。例示的な実施形態において、ソフト電圧値は、ターゲット・セル710に関して使用されるのに対して、ハード電圧レベルは、アグレッサ・セル720に関して使用される。
A.マルチステップ・ページ・プログラミング・シーケンス
前述したとおり、図5Aおよび図5Bは、例示的なマルチステップ・ページ・プログラミング・シーケンスを示す。本発明の或る態様は、マルチステップ・ページ・プログラミング・シーケンスがMLCフラッシュ・デバイス600に適用される際、中間プログラミング中に出現するICIは、最終の上位ページの後のプログラミングによって相殺されることを認識する。一般に、上位(MSB)ページの最終プログラミングは、最終プログラミングされた電圧の分布を再プログラミングし、引き締め、したがって、中間状態に加えられたICIを消去する。このため、本発明の一実施形態において、ICIは、最終の最上位ページ(MSB)がプログラミングされると初めて、消去される。下位のページ(すなわち、中間状態)のプログラミングに関するICIを消去することは、オプションであるが、一般に、良好な誤り率のパフォーマンスを実現するのに要求されない。例えば、図6の1セル当り3ビットのフラッシュ・デバイス600の場合、下位ページおよび中位ページの中間プログラミングは、無視され得る。
前述したとおり、例示的な実施形態において、式(3)および式(4)は、図7に示される例示的なフラッシュ・メモリにおけるターゲット・セル710と5つまでの隣接アグレッサ・セル720の間のICIに対処するのに、静電容量結合係数kx、kyおよびkxyを考慮する。しかし、本発明の別の態様は、kxy≪kx<kyであることを認識する。このため、x−y方向における静電容量結合kxyは、式(3)および式(4)において無視されることが可能であり、ICI軽減項は、以下のとおりとなる。すなわち、
図3に関連して前述したとおり、例示的な偶/奇プログラミング・シーケンスが、示された順序で偶または奇のビット線を選択し、順次に(ボトムアップで)プログラミングする。本発明の別の態様は、x方向の結合が、偶ページまたは奇ページに関して(例えば、奇ページが偶ページの後にプログラミングされる場合、奇ページに関して)無視され得ることを認識する。したがって、奇ページに関して、式(3)におけるICI軽減項は、以下のとおり単純化される。すなわち、
本発明の一態様は、保持効果および漏れ効果に起因する一定の、さらに/または残留のICI効果および電圧シフトに対処することが、1つまたは複数の電圧レベルしきい値の適切な調整によって行われ得ることを認識する。
本明細書のいくつかの流れ図は、ステップの例示的な順序を説明するが、その順序が変更され得ることも本発明の実施形態である。本発明の代替の実施形態として、アルゴリズムの様々な置換が企図される。本発明の例示的な実施形態は、ソフトウェア・プログラムにおける処理ステップに関連して説明されてきたが、当業者には明白なとおり、様々な機能が、デジタル領域で、ソフトウェア・プログラムにおいて、回路要素もしくは状態マシンによってハードウェアにおいて、またはソフトウェアとハードウェアの両方の組合せにおいて、処理ステップとして実施されることが可能である。そのようなソフトウェアは、例えば、デジタルシグナルプロセッサ、特定用途向け集積回路、マイクロコントローラ、または汎用コンピュータにおいて使用されることが可能である。そのようなハードウェアおよびソフトウェアは、集積回路内で実施される回路内で実施されることが可能である。
Claims (17)
- フラッシュ・メモリ・デバイスに書き込むための方法であって、
前記フラッシュ・メモリにおける少なくとも1つのターゲット・セルに書き込まれるべきプログラム・データを獲得すること、
前記ターゲット・セルより後にプログラミングされるべき少なくとも1つのアグレッサ・セルに関するプログラム・データの1つまたは複数のビットを獲得すること、および
事前補償されたプログラム値を生成することによって、前記ターゲット・セルに関するセル間干渉を事前補償することを備える方法。 - 前記フラッシュ・メモリ・デバイスは、ページ・アクセス技術およびワード線レベル・アクセス技術の1つまたは複数を使用してプログラミングされる請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのアグレッサ・セルは、前記ターゲット・セルに隣接する1つまたは複数のセルを備える請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのアグレッサ・セルは、前記ターゲット・セルと同一のワード線における1つまたは複数の隣接セルを備える請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのアグレッサ・セルは、前記ターゲット・セルに隣接する上位または下位のワード線における1つまたは複数のセルを備える請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのアグレッサ・セルの少なくとも1つは、前記少なくとも1つのアグレッサ・セルのすべてが利用可能になるまで、バッファの中に格納される請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのアグレッサ・セルは、前記フラッシュ・メモリ・デバイスに関して使用されるプログラミング・シーケンス・スキームを分析することによって識別される請求項3に記載の方法。
- 前記ターゲット・セルに関する前記事前補償されたプログラム値を、前記フラッシュ・メモリ・デバイスのメモリ・アレイに書き込むためにインタフェース上で供給するステップをさらに備える請求項1に記載の方法。
- 前記獲得するステップは、少なくとも1つのターゲット・セルに書き込まれるべき前記プログラム値、および少なくとも1つのアグレッサ・セルに関するプログラム・データの前記1つまたは複数のビットをインタフェースから獲得し、さらに前記事前補償されたプログラム値は、前記フラッシュ・メモリ・デバイスに関連するプロセッサによって計算される請求項1に記載の方法。
- マルチステップ・ページ・プログラミング・シーケンスの1つまたは複数のステップに適用される請求項1に記載の方法。
- セル間干渉を算出する前記ステップは、対角線上で隣接するアグレッサ・セルからの前記ターゲット・セルに関するセル間干渉を無視する請求項1に記載の方法。
- セル間干渉を算出する前記ステップは、偶/奇プログラミング・シーケンスに関する同一のワード線における1つまたは複数の隣接セルからの前記ターゲット・セルに関するセル間干渉を無視する請求項1に記載の方法。
- 前記ターゲット・セルに関する前記事前補償されたプログラム値を前記フラッシュ・メモリに供給するステップをさらに備える請求項1に記載の方法。
- マルチステップ・プログラミング・シーケンスの電圧シフト特性が、計算されるべき別々のΔVc値の数をMk個に減らすのに使用され、ただし、M<Lであり、kは、考慮されるアグレッサ・セルの数であり、さらにMは、考慮される別々の電圧シフトの数である請求項1に記載の方法。
- フラッシュ・メモリ・デバイスに書き込むためのシステムであって、
メモリと、
前記メモリに結合され、
前記フラッシュ・メモリにおける少なくとも1つのターゲット・セルに書き込まれるべきプログラム・データを獲得し、
前記ターゲット・セルより後にプログラミングされるべき少なくとも1つのアグレッサ・セルに関するプログラム・データの1つまたは複数のビットを獲得し、さらに
事前補償されたプログラム値を生成することによって、前記ターゲット・セルに関するセル間干渉を事前補償するように動作する少なくとも1つプロセッサとを備えるシステム。
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