【嘉德點(diǎn)評(píng)】該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)在編程期間估計(jì)多位快閃存儲(chǔ)器的BER，從而改進(jìn)所述快閃存儲(chǔ)器的編程速度，大大提高其性能。

集微網(wǎng)消息，前不久鎧俠（原稱東芝存儲(chǔ)）半導(dǎo)體公司已研發(fā)出采用堆疊112層的3D NAND Flash產(chǎn)品，與目前96層的3D NAND產(chǎn)品相比，此次新產(chǎn)品的單位面積記憶容量提高約20%，除了鞏固和擴(kuò)大SSD，PC，智能手機(jī)市場(chǎng)外，還將搶占5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等新市場(chǎng)需求。

NAND Flash是目前閃存中最主要的產(chǎn)品，具備非易失，高密度，低成本的優(yōu)勢(shì)，其陣列內(nèi)部包含由晶體管構(gòu)成的行列單元。在利用NAND進(jìn)行讀寫，即對(duì)芯片內(nèi)部編程操作時(shí)，需要將電壓脈沖施加到正在編程的晶體管，并將電荷注入到晶體管的柵極內(nèi)部。當(dāng)使用最大電壓脈沖數(shù)目后，實(shí)際獲取的編程電壓仍未達(dá)到要求電壓，則對(duì)芯片編程失敗。

為描述NAND Flash存儲(chǔ)器的可靠性，需要提出一種方法高效而準(zhǔn)確地估計(jì)存儲(chǔ)器中與編程單元相關(guān)的位錯(cuò)誤率（BER），從而提高存儲(chǔ)器的性能，而現(xiàn)有的一些方法通過(guò)讀取編程到裝置中的數(shù)據(jù)與經(jīng)編程數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)估計(jì)位錯(cuò)誤率，由于此過(guò)程中需要消耗大量時(shí)間，因此效率極低。

早在2018年7月18日，東芝存儲(chǔ)器（現(xiàn)稱鎧俠）就提出一項(xiàng)名為“用于估計(jì)NAND快閃存儲(chǔ)器的位錯(cuò)誤率的快閃存儲(chǔ)器系統(tǒng)和方法”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01810789084.X），申請(qǐng)人為東芝存儲(chǔ)器株式會(huì)社。

此發(fā)明專利涉及提到一種快閃存儲(chǔ)器系統(tǒng)和一種用于估計(jì)NAND快閃存儲(chǔ)器的位錯(cuò)誤率的方法，通過(guò)在編程期間估計(jì)多位快閃存儲(chǔ)器的BER，從而改進(jìn)所述快閃存儲(chǔ)器的編程速度。

圖1

圖1是用于BER估計(jì)的三位每單元(bpc)快閃存儲(chǔ)器裝置的電壓閾值分布示意圖。通常來(lái)講，NAND單元重復(fù)的編程和擦除會(huì)致使電荷在存儲(chǔ)器單元中被捕獲，這些電荷可減少單元編程時(shí)間，且可在編程和讀取過(guò)程中引入錯(cuò)誤，導(dǎo)致NAND快閃裝置的位錯(cuò)誤率(BER)增大。此專利提出，針對(duì)每一電壓閾值設(shè)置三個(gè)相關(guān)的檢驗(yàn)閾值，鄰近檢驗(yàn)閾值之間的差值可為約50mV到100mV，并根據(jù)恰好在編程之后(這時(shí)估計(jì)BER)的每一程序等級(jí)的預(yù)期電壓閾值分布配置閾值差，利用這種增加每狀態(tài)檢驗(yàn)電壓閾值的數(shù)目來(lái)改進(jìn)所估計(jì)的BER的準(zhǔn)確性。

圖2

圖2是在圖1基礎(chǔ)上用于估計(jì)NAND快閃裝置BER的具體方法，采用編程-檢驗(yàn)邏輯執(zhí)行，以在一或多個(gè)塊的編程期間估計(jì)NAND快閃裝置內(nèi)的一或多個(gè)塊的BER。首先步驟S302中確定與電壓閾值相關(guān)聯(lián)的欠編程單元數(shù)目，如圖1所示，由于每狀態(tài)有三個(gè)檢驗(yàn)閾值狀態(tài)，當(dāng)單元被編程有第四狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部邏輯可確定具有低于閾值電壓的單元數(shù)目。在步驟S304中確定針對(duì)每一電壓閾值的欠編程BER估計(jì)值passTHBER。接著在步驟S306中確定欠編程的單元的數(shù)目，具體表現(xiàn)為將塊內(nèi)每一單元處的電壓電平與三個(gè)指定檢驗(yàn)閾值水平進(jìn)行比較，以確定具有高于這些閾值中的每一者的電壓值的單元的數(shù)目。在步驟308中確定過(guò)編程的的BER估計(jì)，其值為與所有其它電壓閾值相關(guān)聯(lián)的BER值的最大值。最后在步驟S310中用所估計(jì)的欠編程的和過(guò)編程的BER估計(jì)來(lái)更新讀取狀態(tài)字段，并讀取狀態(tài)寄存器輸出BER估計(jì)，并在寄存器中做指示。

NAND Flash作為目前應(yīng)用極為廣泛的非易失性存儲(chǔ)器，其性能的提高與成本的降低對(duì)未來(lái)自動(dòng)駕駛、人工智能市場(chǎng)有著極大的推動(dòng)作用，也必將促進(jìn)半導(dǎo)體市場(chǎng)的創(chuàng)新活力與發(fā)展。