用于磨损均衡的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于磨损均衡的方法和设备。本公开的各实施例涉及一种操作非易失性存储器的方法，该方法包括具有第一组非易失性存储器单元和第二组非易失性存储器单元。第一组非易失性存储器单元和第二组非易失性存储器单元与主机地址相关联。确定用于擦除第一和第二组非易失性存储器单元的电压水平。第一和第二组非易失性存储器单元与主机地址解除关联。并且，第一组非易失性存储器单元基于有效擦除非易失性存储器单元的电压水平来与另一地址相关联。关联。关联。

【技术实现步骤摘要】
用于磨损均衡的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于非易失性存储器中的磨损均衡(wear leveling)的方法和设备。

技术介绍

[0002]用于非易失性存储器设备的磨损均衡可能消耗比期望更多的存储器资源。磨损均衡方法使用循环计数来近似磨损。可能需要利用用于执行擦除操作的电压水平来近似磨损。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的实施例，一种操作非易失性存储器的方法，方法包括：具有包括第一组非易失性存储器单元和第二组非易失性存储器单元的非易失性存储器，第一组非易失性存储器单元与第一主机地址相关联，并且第二组非易失性存储器单元与第二主机地址相关联；确定有效擦除第一组非易失性存储器单元的第一电压水平；确定有效擦除第二组非易失性存储器单元的第二电压水平；将第一组非易失性存储器单元与第一主机地址解除关联；将第二组非易失性存储器单元与第二主机地址解除关联；以及基于有效擦除第一组非易失性存储器单元的第一电压水平，将第一组非易失性存储器单元与第二主机地址相关联。
[0004]根据本专利技术的实施例，一种非易失性存储器设备，包括：电压水平指示器，被配置为存储数据值，该数据值指示用于对第一组非易失性存储器单元执行擦除操作的电压水平；以及控制器，与电压水平指示器通信，并且被配置为：基于数据值将查找表更新为将第一组非易失性存储器单元与主机地址相关联。
[0005]根据本专利技术的实施例，一种用于磨损均衡的方法，包括：具有多个存储器位置，每个存储器位置对应于多个非易失性存储器单元集合中的非易失性存储器单元集合；在多个存储器位置中的每个存储器位置中存储数据值，该数据值指示用于对与存储数据值的存储器位置相对应的非易失性存储器单元集合执行擦除操作的电压水平；以及基于多个存储器位置中的每个存储器位置中的数据值，在查找表中将多个主机地址映射到多个非易失性存储器单元集合。
附图说明
[0006]现在将参考附图仅通过示例的方式描述一个或多个实施例，其中：
[0007]图1示出了非易失性闪存设备中的浮置栅极存储器单元的示意性截面视图；
[0008]图2A示出了在擦除操作期间施加到存储器单元的电压的绘图；
[0009]图2B示出了执行擦除操作所需的电压随着循环数目增加而增加；
[0010]图3A示出了在初始擦除操作期间施加的电压脉冲的绘图；
[0011]图3B示出了在后续擦除操作期间施加的电压脉冲的绘图；
[0012]图4A图示了在使用已知方法将单个脉冲施加到存储器单元以进行擦除操作之前
和之后，存储器单元集合中的多个存储器单元的阈值电压的分布；
[0013]图4B图示了在使用已知方法的后续擦除操作的单个脉冲之前和之后，存储器单元集合中的多个存储器单元的阈值电压的分布；
[0014]图4C图示了在使用需要第二电压脉冲的已知方法的后续擦除操作的第二脉冲之前和之后，存储器单元集合中的多个存储器单元的阈值电压的分布；
[0015]图5A、图5B和图5C图示了用于分配非易失性存储器集合以进行磨损均衡的已知方法；
[0016]图6A、图6B和图6C图示了用于分配非易失性存储器集合以进行磨损均衡的方法；
[0017]图7描绘了非易失性存储器设备的示意图；
[0018]图8描绘了专用存储器位置的实施例；
[0019]图9A描绘了初始配置中的16位数据值；
[0020]图9B描绘了递增配置中的16位数据值；
[0021]图9C描绘了递增配置中的16位数据值；
[0022]图10描绘了操作非易失性存储器的方法的流程图；以及
[0023]图11描绘了用于磨损均衡的方法的流程图。
具体实施方式
[0024]随着使用非易失性存储器单元执行更多的存储器循环，非易失性存储器设备的个体非易失性存储器单元随着时间的推移而经历退化。随着对非易失性存储器单元执行更多的存储器操作，需要更高的电压来擦除非易失性存储器单元。当非易失性存储器设备不能施加足够高的电压来擦除非易失性存储器单元中的一个或多个非易失性存储器单元时，非易失性存储器设备可能失去运行能力。各种非易失性存储器单元中间的不均匀磨损可能导致非易失性存储器设备停止运行，即使其许多非易失性存储器单元几乎没有磨损。
[0025]非易失性存储器设备采用各种磨损均衡技术来重新分布非易失性存储器单元，因此可以延长非易失性存储器设备的寿命。已知方法涉及对在非易失性存储器单元上执行的循环次数进行计数。循环计数用于近似对个体非易失性存储器单元的磨损，并且基于与非易失性存储器单元相关联的循环计数来分配非易失性存储器单元以供使用。然而，对在非易失性存储器单元上执行的循环进行计数可能需要比期望更多的存储器，因为每个单元在磨损之前可能被使用数十万次。可以通过一种更有效和直接的方法来近似存储器单元上的磨损：通过利用用于擦除操作的电压水平，来避免对循环计数的依赖。
[0026]图1示出了非易失性存储器设备中的浮置栅极存储器单元的示意性截面视图。
[0027]众所周知，并且如图1中示意性所示，非易失性存储器设备(例如闪存类型)的浮置栅极类型的存储器单元1可以包括具有p型掺杂的体区域2，其被提供在例如硅的半导体材料的衬底3中。存储器单元1还可以包括：源极区域4和漏极区域5，例如具有n型掺杂，被提供在体区域2的表面部分内；浮置栅极区域6，被布置在体区域2上方并且通过隧穿氧化区域7与体区域2分离；以及控制栅极区域8，被布置在浮置栅极区域6上方并且通过中间氧化物(所谓的“ONO”)区域9与其分离。
[0028]为了存储信息，电荷可以从衬底3被注入到浮置栅极区域6中(编程操作)，从而使存储器单元1的阈值变化，即电压被施加在控制栅极区域8与源极区域4之间以使存储器单
元1导通，并且获得源极区域4与漏极区域5之间的电流的传导。
[0029]对于感测或读取操作，在将适当的偏置电压施加到控制栅极区域8时，感测电路可以检测存储器单元1的导通特性，从中可以获得存储的信息。
[0030]用于擦除信息的擦除操作预期经由电子提取来去除存储在浮置栅极区域6中的电荷。特别地，该操作预期(如图1中所示)在体区域2(其可以被带到正值的高电压(例如+10V))与控制栅极区域8(其可以被带到负值的高电压(例如
‑
10V))之间施加高电场。以已知的方式，高电场可以触发福勒
‑
诺德海姆(“FN”)隧穿效应，这引起电子的移动，这些电子从浮置栅极区域6迁移通过隧穿氧化物区域7(再次，如图1中所示)。
[0031]特别地，以已知的方式，擦除操作可以对存储器单元1的集合同时实施，存储器单元1的集合例如属于非易失性存储器设备的相同块、扇区或页面，这些单元因此在相同擦除操作中被一起擦除。
[0032]当施加的电场具有足以触发FN隧穿效应的值时，擦除过程可以有效。
[0033]然而，由于存储器单元1的退化的自然过程(例如，由于隧穿氧化物区域7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作非易失性存储器的方法，所述方法包括：具有所述非易失性存储器，所述非易失性存储器包括第一组非易失性存储器单元和第二组非易失性存储器单元，所述第一组非易失性存储器单元与第一主机地址相关联，并且所述第二组非易失性存储器单元与第二主机地址相关联；确定有效擦除所述第一组非易失性存储器单元的第一电压水平；确定有效擦除所述第二组非易失性存储器单元的第二电压水平；将所述第一组非易失性存储器单元与所述第一主机地址解除关联；将所述第二组非易失性存储器单元与所述第二主机地址解除关联；以及基于有效擦除所述第一组非易失性存储器单元的所述第一电压水平，将所述第一组非易失性存储器单元与所述第二主机地址相关联。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一组非易失性存储器单元与所述第二主机地址相关联包括：确定所述第一电压水平高于所述第二电压水平。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：使所述第一组非易失性存储器单元循环；以及确定所述第一电压水平不再能有效擦除所述第一组非易失性存储器单元。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于有效擦除所述第二组非易失性存储器单元的所述第二电压水平，将所述第二组非易失性存储器单元与所述第一主机地址相关联。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：从主机设备接收指令，所述指令标识所述第二主机地址以用于执行存储器操作；以及对所述第一组非易失性存储器单元执行所述存储器操作。6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一组非易失性存储器单元与所述第二主机地址相关联包括：将所述第一组非易失性存储器单元对应到查找表中的所述第二主机地址。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过将所述第一电压水平施加到所述第一组非易失性存储器单元，来对所述第一组非易失性存储器单元执行擦除操作。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：将所述第一电压水平存储在专用存储器区域中；确定有效擦除所述第一组非易失性存储器单元的新电压水平；以及用所述新电压水平替换所述专用存储器区域中的所述第一电压水平。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：通过将所述新电压水平施加到所述第一组非易失性存储器单元，来对所述第一组非易失性存储器单元执行第二擦除操作。10.一种非易失性存储器设备，包括：电压水平指示器，被配置为存储数据值，所述数据值指示用于对第一组非易失性存储器单元执行擦除操作的电压水平；以及控制器，与所述电压水平指示器通信，并且被配置为：基于所述数据值来将查找表更新为将所述第一组非易失性存储器单元与主机地址相关联。11.根据权利要求10所述的非易失性存储器设备，其中所述控制器被配置为：将所述电压水平指示器更新为存储新电压水平，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：