一种快闪存储器的擦除方法和装置制造方法
【专利摘要】本申请提供了一种快闪存储器的擦除方法和装置，以解决现有技术增加擦除测试成本和擦除成功率越来越低的问题。所述方法包括：预先设定第一次擦除的擦除强度、最大擦除次数和擦除操作次数X；进行第一次擦除；统计所经历的擦除次数；根据擦除次数和最大擦除次数确定擦除次数比较参数，根据擦除次数比较参数确定下一次擦除的擦除强度和最大擦除次数；继续对快闪存储器进行擦除、统计擦除次数、确定擦除次数比较参数，以及确定下一次擦除的擦除强度和最大擦除次数的循环操作，直至全部存储单元擦除完毕或进行第X次擦除后为止。不通过测试操作确定固定的擦除电压和最大擦除时间，节省了擦除的成本；也考虑到快闪存储器的老化问题，提高了擦除成功率。
【专利说明】一种快闪存储器的擦除方法和装置
【技术领域】
[0001]本申请涉及存储器【技术领域】，特别是涉及一种快闪存储器的擦除方法和装置。
【背景技术】
[0002]快闪存储器(flash EPROM)是电子可擦除可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory, EEPROM)的一种形式。快闪存储器允许在操作中多次擦或写，并具有非易失性，即单指保存数据而言，它并不需要耗电。快闪存储器和传统的EEPROM不同在于它是以较大区块进行数据擦除，而传统的EEPROM只能进行擦除和重写单个存储位置。这就使得快闪存储器在写入大量数据时具有显著地优势。图1为快闪存储器的存储单元阵列示意图。
[0003]作为新型的EEPR0M，快闪存储器在进行擦除操作时，不是以单个存储位置为单位，而必须是以一个区块为单位进行。一般来说都是设置某一区块中的所有位为“1”，初始时，区块内的所有位都可以写入，然而当有任何一位被设为“0”时，就只能通过清除整个区块来恢复“I”的状态。
[0004]快闪存储器的擦除次数也是有限的，从10000次到I百万次不等。尽管可以通过耗损平衡以及坏区管理等技术延长其使用寿命，但是这个限制也决定了快闪存储器不适用于大量数据读写循环的高可靠性数据存储应用。
[0005]受生产工艺的 影响，快闪存储器中的存储单元的性能会出现较大范围的变化，这就导致同一批产品中的不同存储器，或者一个存储器在生命周期的不同阶段，擦除性能都出现较大变化，快闪存储器的擦除就会存在着较大的不稳定性。
[0006]目前，快闪存储器的擦除操作是通过设计少数几种调试位，根据各调试位不同的擦除电压和最大擦除次数，对快闪存储器进行擦除，最后统计分析出擦除效果最理想的调试位，以此调试位对同一批产品中的快闪存储器进行擦除。这种方法不仅增加了擦除测试的成本；同时也忽略了快闪存储器在使用过程中的老化问题，擦除成功率越来越低。
【发明内容】
[0007]本申请所要解决的技术问题是提供一种快闪存储器的擦除方法和装置，以解决现有技术增加擦除测试成本和擦除成功率越来越低的问题。
[0008]为了解决上述问题，本申请公开了一种快闪存储器的擦除方法，包括:
[0009]预先设定第一次擦除操作的擦除强度N1和最大擦除次数M1,以及，擦除操作次数X，X是正整数，X≥2 ；
[0010]按照擦除强度N1对快闪存储器的存储区块进行第一次擦除操作；
[0011]统计所经历的擦除次数1\ ;根据擦除次数T1和最大擦除次数乂确定擦除次数比较参数Hl1，并且根据擦除次数比较参数Hl1确定下一次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2;
[0012]当X=2时，根据擦除强度N2和最大擦除次数M2对快闪存储器的存储区块进行擦除操作后，擦除结束；
[0013]当X > 2时，继续对快闪存储器的存储区块进行擦除、统计擦除次数、确定擦除次数比较参数，以及确定下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数的循环操作，直至存储区块中的全部存储单元擦除完毕或进行第X次擦除操作后为止；
[0014]其中，N1≤ N2, M1 ≤ M2。
[0015]优选的，所述根据擦除次数比较参数Hi1确定下一次擦除操作的擦除强度N2，包括:
[0016]根据N2=8-2mi确定下一次擦除操作的擦除强度N2。
[0017]优选的，所述根据擦除次数比较参数Hi1确定下一次擦除操作的最大擦除次数M2,包括:
[0018]根据M2=212_2ml确定下一次擦除操作的最大擦除次数M2。
[0019]优选的，当X=3时，根据N3=S-Hi2确定第三次擦除操作的擦除强度N3 ；
[0020]其中，m2是第二次擦除操作的擦除次数比较参数。
[0021]优选的，当X=3时，根据M3=212_m2确定第三次擦除操作的最大擦除次数M3。
[0022]本申请还公开了一种快闪存储器的擦除装置，包括:
[0023]擦除强度设定模块，用于预先设定第一次擦除操作的擦除强度N1 ；
[0024]最大擦除次数设定模块，用于预先设定第一次擦除操作的最大擦除次数M1 ；
[0025]擦除操作次数设定模块，用于预先设定擦除操作次数X，X是正整数，X^2；
[0026]擦除操作模块，用于对快闪存储器的存储区块进行擦除操作；
[0027]擦除次数统计模块，用于统计第X次擦除操作之前的每次擦除操作所经历的擦除次数T ;
[0028]擦除次数比较参数确定模块，用于根据第X次擦除操作之前的每次擦除操作所经历的擦除次数T和最大擦除次数M确定该次擦除操作的擦除次数比较参数m ；
[0029]擦除强度和最大擦除次数确定模块，用于根据擦除次数比较参数m确定下一次擦除操作的擦除强度N’和最大擦除次数M’ ；
[0030]其中，N1≤ N，，M1 ≤ M，。
[0031]优选的，所述擦除强度和最大擦除次数确定模块，包括:
[0032]擦除强度确定子模块，用于根据N2=SIm1确定第二次擦除操作的擦除强度N2 ；
[0033]其中，Hi1是第一次擦除操作的擦除次数比较参数。
[0034]优选的，所述擦除强度和最大擦除次数确定模块，还包括:
[0035]最大擦除次数确定子模块，用于根据M2=212_ml确定第二次擦除操作的最大擦除次数M2。
[0036]优选的，所述擦除强度确定子模块，还用于当X=3时，根据N3=S-Hi2确定第三次擦除操作的擦除强度N3;
[0037]其中，Hi2是第二次擦除操作的擦除次数比较参数。
[0038]优选的，所述最大擦除次数确定子模块，还用于当X=3时，根据M3 = 212_m2确定第三次擦除操作的最大擦除次数M3。
[0039]与现有技术相比，本申请包括以下优点:
[0040]本申请提出了一种快闪存储器的擦除方法和装置，预先设定第一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，以及，擦除操作的次数，根据每次擦除操作所经历的擦除次数和最大擦除次数确定该次操作的擦除次数比较参数，再根据擦除次数比较参数确定下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，动态调整擦除操作的擦除电压和最大擦除时间，不需要通过擦除测试操作确定固定的擦除电压和最大擦除时间，节省了擦除操作的成本；同时也考虑到快闪存储器的老化问题，提高了擦除成功率。
【专利附图】
【附图说明】[0041]图1是【背景技术】中快闪存储器的存储单元阵列示意图；
[0042]图2是本申请实施例一所述一种快闪存储器的擦除方法流程图；
[0043]图3是本申请实施例二所述一种快闪存储器的擦除方法流程图；
[0044]图4是本申请实施例二所述一种快闪存储器的擦除方法示意图；
[0045]图5是本申请实施例二所述一种快闪存储器的擦除方法示意图；
[0046]图6是本申请实施例三所述一种快闪存储器的擦除装置结构图；
[0047]图7是本申请实施例四所述一种快闪存储器的擦除装置结构图。
【具体实施方式】
[0048]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本申请作进一步详细的说明。
[0049]本申请提出了一种快闪存储器的擦除方法和装置，首先通过预设的较弱的擦除强度和较少的最大擦除次数对快闪存储器进行擦除操作，目的是检测快闪存储器的实际擦除性能；然后统计擦除操作所经历的擦除次数；根据所经历的擦除次数和最大擦除次数确定该次擦除操作的擦除次数比较参数；再根据擦除次数比较参数确定下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，如此循环下去，直至存储单元全部擦除完毕，或已经进行了预设的擦除操作的次数。
[0050]下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本申请提出的一种快闪存储器的擦除方法和装置。
[0051 ] 实施例一，详细介绍本申请提出的一种快闪存储器的擦除方法。
[0052]参照图2，示出了本申请实施例一所述一种快闪存储器的擦除方法流程图。
[0053]步骤11，预先设定第一次擦除操作的擦除强度&和最大擦除次数M1，以及，擦除操作次数X，X是正整数，X≥2 ；
[0054]在对快闪存储器进行擦除操作之前，预先设定第一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，以及，整个擦除操作的擦除操作次数。
[0055]例如，预先设定第一次擦除操作的擦除强度为电压13V，最大擦除次数为16次；以及，整个擦除过程进行3次擦除操作，分别为第一次擦除操作，第二次擦除操作和第三次擦除操作，每次擦除操作中包括各自的擦除电压和最大擦除次数。
[0056]并且，3次擦除操作的擦除强度可以逐渐增强，最大擦除次数也可以逐渐增强。
[0057]步骤12，按照擦除强度N1对快闪存储器的存储区块进行第一次擦除操作；
[0058]按照步骤11中预先设定的第一次擦除操作的擦除强度对快闪存储器中需要进行擦除操作的存储区块进行第一次擦除操作。
[0059]步骤13，统计所经历的擦除次数T1 ;根据擦除次数T1和最大擦除次数M1确定擦除次数比较参数Hl1，并且根据擦除次数比较参数Hl1确定下一次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2 ；
[0060]通过步骤12对存储区块内的存储单元进行第一次擦除操作，统计所经历的擦除次数T1,当擦除未成功时，擦除次数T1=最大擦除次数Mp
[0061]例如，在第一次擦除操作过程中，当进行到第2次擦除时，所有存储单元被擦除成功，则擦除次数1\=2，根据则1/1^16/2=8，确定第一擦除次数比较参数Hi1的取值。第一擦除次数比较参数Hi1 G (1、2、3、4)，当确定的M1Zt1=S时，8大于(1、2、3、4)中的最大值4，则第一擦除次数比较参数In1=L若进行到第M1次，仍存在未擦除成功的存储单元，则擦除次数T1=M1=W,则M1Zt1=I,由于1G(1、2、3、4)，则第一擦除次数比较参数Hi1=I15
[0062]根据第一擦除次数比较参数Hi1确定下一次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2。
[0063]步骤14，当X=2时，根据擦除强度N2和最大擦除次数M2对快闪存储器的存储区块进行擦除操作后，擦除结束；
[0064]当预先设定的擦除操作的次数X=2时，即预先设定对快闪存储器进行两次擦除，根据步骤13中确定得到的下一次擦除操作，也就是第二次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2对存储区块进行第二次擦除操作。
[0065]当第二次擦除操作进行完毕后，对快闪存储器的擦除操作也相应结束。此时存储区块内的存储单元可能全部擦除成功，也可能只有部分存储区块擦除成功。如果存储区块内的存储单元未全部擦除成功，可以采用其他方法继续进行擦除，在本实施例一中不进行说明。
[0066]步骤15，当X > 2时，继续对快闪存储器的存储区块进行擦除、统计擦除次数、确定擦除次数比较参数，以及确定下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数的循环操作，直至存储区块中的全部存储单元擦除完毕或进行第X次擦除操作后为止；
[0067]其中，N1≤N2, M1 ≤M2。
[0068]当预先设定的擦除操作的次数X > 2时，即预先设定对快闪存储器进行两次以上擦除，根据步骤13中确定的第二次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2对存储区块进行第二次擦除操作后，统计所经历的擦除次数T2，并且根据M2/T2的比值，确定第二擦除次数比较参数m2，当M2/T2的比值在(1、2、3、4 )内时，第二擦除次数比较参数m2=M2/T2 ；当M2/T2 > 4时，第二擦除次数比较参数m2=4 ；当M2/T2的比值在(1、2、3、4 )内任意两个数之间时，第二擦除次数比较参数m2为较大的那个数，例如，M2/T2=2.5，2.5在2和3之间，则此时第二擦除次数比较参数m2=3，根据第二擦除次数比较参数m2确定下一次，即第三次擦除操作的擦除强度N3和最大擦除次数M3。
[0069]如果预先设定的擦除操作的次数X > 3，则根据确定的第三次擦除操作的擦除强度N3和最大擦除次数M3对存储区块继续进行第三次擦除操作，然后统计所经历的擦除次数T3，并根据M3/T3的比值，确定第三擦除次数比较参数叫，根据第三擦除次数比较参数叫确定第四次擦除操作的擦除强度N4和最大擦除次数M4。依此类推，直到存储区块中的全部存储单元擦除完毕或进行第X次擦除操作后为止。
[0070]如果进行第X次擦除操作之后，存储区块中仍然有未擦除成功的存储单元，则可以利用其他方法继续进行擦除操作，本实施例一中不进行说明。[0071]在进行的各次擦除操作中，无论是预先设定的擦除强度和最大擦除次数，还是之后确定的擦除强度和最大擦除次数，都遵循着由弱至强的规律，下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数可以等于本次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，但不可小于。
[0072]综上所述，本申请实施例一提出的一种快闪存储器的擦除方法，与现有技术相比，具有以下优点:
[0073]本申请实施例一提出了一种快闪存储器的擦除方法，预先设定第一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，以及，擦除操作的次数，根据每次擦除操作所经历的擦除次数和最大擦除次数确定该次操作的擦除次数比较参数，再根据擦除次数比较参数确定下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数，动态调整擦除操作的擦除电压和最大擦除时间，不需要通过擦除测试操作确定固定的擦除电压和最大擦除时间，节省了擦除操作的成本；同时也考虑到快闪存储器的老化问题，提高了擦除成功率。
[0074]实施例二，详细介绍本申请提出的一种快闪存储器的擦除方法。
[0075]参照图3，示出了本申请实施例二所述一种快闪存储器的擦除方法流程图。
[0076]步骤21，预先设定第一次擦除操作的擦除强度&和最大擦除次数M1，以及，擦除操作次数X，X是正整数，X≥2 ；
[0077]在进行擦除操作之前，预先设定第一次擦除操作的擦除强度0和最大擦除次数16，以及整个擦除操作的擦除次数3。
[0078]步骤22，按照擦除强度N1对快闪存储器的存储区块进行第一次擦除操作；
[0079]按照步骤21中预先设定的第一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数对快闪存储器的存储区块进行第一次擦除操作。
[0080]步骤23，统计所经历的擦除次数T1 ;根据擦除次数T1和最大擦除次数M1确定擦除次数比较参数Hl1，并且根据擦除次数比较参数Hl1确定下一次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2 ；
[0081]例如，第一次擦除操作的擦除次数1\=2，第一次擦除操作的最大擦除次数札=16，根据擦除次数T1和最大擦除次数M1确定擦除次数比较参数Hi1, ^,=16/2=8,由于8大于集合(1、2、3、4)中的最大值4，则第一擦除次数比较参数mi=4;再根据第一擦除次数比较参数Hi1确定第二次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2。
[0082]步骤231，根据N2=8-2mi确定下一次擦除操作的擦除强度N2 ；
[0083]第二次擦除操作的擦除强度N2与第一擦除次数比较参数Hi1满足如下关系:n2=8-2mi,因为Hi1值取4，通过计算得到N2=Sjm1=SIM=O,则第二次擦除操作的擦除强度为O0
[0084]步骤232，根据M2=212_ml确定下一次擦除操作的最大擦除次数M2 ；
[0085]第二次擦除操作的最大擦除次数M2与第一擦除次数比较参数Hi1满足如下关系:M2=212_2m1，因为Hi1值取4，通过计算得到m2=212_m=212_2x4 = 16，则第二次擦除操作的最大擦除次数为16。
[0086]步骤24，根据确定的擦除强度N2和最大擦除次数M2对存储区块进行下一次擦除操作，统计所经历的擦除次数T2 ;确定第二擦除次数比较参数m2 ;并且根据第二擦除次数比较参数Hi2确定下一次擦除操作的擦除强度N3和最大擦除次数M3 ；
[0087]根据步骤23中确定的第二次擦除操作的擦除强度0和最大擦除次数16对存储区块进行第二次擦除操作，统计所经历的擦除次数T2,假设T2=Ie ;根据m2/t2确定第二擦除次数比较参数Hl2 ;并且根据第二擦除次数比较参数Hl2确定下一次擦除操作的擦除强度N3和最大擦除次数M3 ；
[0088]m2是第二次擦除操作的擦除次数比较参数；
[0089]其中，T2=16，M2=16，M2/T2=16/16=1，1属于集合(1、2、3、4)中的 1，则 m2=l。
[0090]步骤241，当X=3时，根据N3=8_m2确定第三次擦除操作的擦除强度N3 ；
[0091]当预先设定的擦除操作次数为3次时，根据N3=S-Hi2确定第三次擦除操作的擦除强度 N3=8-l=7。
[0092]步骤242，当X=3时，根据M3=212_m2确定第三次擦除操作的最大擦除次数M3 ；
[0093]当预先设定的擦除操作次数为3次时，根据M3=212_m2确定第三次擦除操作的最大擦除次数 M3=212_1=2048o
[0094]步骤25，根据确定的擦除强度N3和最大擦除次数M3对存储区块进行下一次擦除操作。
[0095]根据步骤24中得到第三次擦除操作的擦除强度N3=7和最大擦除次数M3=2048后，对存储区块继续进行第三次擦除操作，第三次擦除操作完毕后，整个擦除操作也相应结束。
[0096]第三次擦除操作完毕后，存储区块中的存储单元不一定全部擦除完毕，可以按照更大的擦除强度和最大擦除次数继续擦除，也可以利用其他方法进行擦除，本实施例二对第三次擦除操作之后的情况不做说明。
[0097]本实施例二还可以利用图4简单描述，擦除I为第一次擦除操作，擦除2为第二次擦除操作，擦除3为第三次擦除操作；擦除次数I为第一次擦除操作所经历的擦除次数，擦除次数2为第二次擦除操作所经历的擦除次数。
[0098]步骤Al，按照预先设定的擦除强度和最大擦除次数进行第一次擦除操作；
[0099]步骤A2，先根据擦除次数I和第一次擦除操作的最大擦除次数确定第一擦除次数比较参数，再按照根据第一擦除次数比较参数确定得到的擦除强度和最大擦除次数进行第二次擦除操作；
[0100]步骤A3，先根据擦除次数2和第二次擦除操作的最大擦除次数确定第二擦除次数比较参数，再按照根据第二擦除次数比较参数确定得到的擦除强度和最大擦除次数进行第三次擦除操作。
[0101]并且将本实施例二中各次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数做为固定的组合，可以得到表1中的部分组合。
[0102]表1
[0103]
【权利要求】
1.一种快闪存储器的擦除方法，其特征在于，包括: 预先设定第一次擦除操作的擦除强度N1和最大擦除次数M1,以及，擦除操作次数X，X是正整数，X≥2 ； 按照擦除强度N1对快闪存储器的存储区块进行第一次擦除操作； 统计所经历的擦除次数1\ ;根据擦除次数T1和最大擦除次数乂确定擦除次数比较参数Hi1,并且根据擦除次数比较参数Hl1确定下一次擦除操作的擦除强度N2和最大擦除次数M2 ；当X=2时，根据擦除强度N2和最大擦除次数M2对快闪存储器的存储区块进行擦除操作后，擦除结束； 当X > 2时，继续对快闪存储器的存储区块进行擦除、统计擦除次数、确定擦除次数比较参数，以及确定下一次擦除操作的擦除强度和最大擦除次数的循环操作，直至存储区块中的全部存储单元擦除完毕或进行第X次擦除操作后为止； 其中，N1 ^N2jM1 ^M20
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据擦除次数比较参数Hl1确定下一次擦除操作的擦除强度N2，包括: 根据N2=8-2 Hi1确定下一次擦除操作的擦除强度N2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据擦除次数比较参数Hi1确定下一次擦除操作的最大擦除次数M2，包括: 根据M2=212_2ml确定下一次擦除操作的最大擦除次数M2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 当X=3时，根据N3=S-Hi2确定第三次擦除操作的擦除强度N3 ； 其中，m2是第二次擦除操作的擦除次数比较参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于: 当X=3时，根据M3=212_m2确定第三次擦除操作的最大擦除次数M3。
6.一种快闪存储器的擦除装置，其特征在于，包括: 擦除强度设定模块，用于预先设定第一次擦除操作的擦除强度N1 ； 最大擦除次数设定模块，用于预先设定第一次擦除操作的最大擦除次数M1; 擦除操作次数设定模块，用于预先设定擦除操作次数X，X是正整数，X^2； 擦除操作模块，用于对快闪存储器的存储区块进行擦除操作； 擦除次数统计模块，用于统计第X次擦除操作之前的每次擦除操作所经历的擦除次数T ； 擦除次数比较参数确定模块，用于根据第X次擦除操作之前的每次擦除操作所经历的擦除次数T和最大擦除次数M确定该次擦除操作的擦除次数比较参数m ； 擦除强度和最大擦除次数确定模块，用于根据擦除次数比较参数m确定下一次擦除操作的擦除强度N’和最大擦除次数M’ ； 其中，N1 ≤ N’，M1 SM’。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述擦除强度和最大擦除次数确定模块，包括: 擦除强度确定子模块，用于根据N2=SIm1确定第二次擦除操作的擦除强度N2 ； 其中，Hl1是第一次擦除操作的擦除次数比较参数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述擦除强度和最大擦除次数确定模块，还包括: 最大擦除次数确定子模块，用于根据M2=212_ml确定第二次擦除操作的最大擦除次数M2。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于: 所述擦除强度确定子模块，还用于当X=3时，根据N3=S-Hi2确定第三次擦除操作的擦除强度N3 ； 其中，Hl2是第二次擦除操作的擦除次数比较参数。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于: 所述最大擦除次数确定子模块，还用于当X=3时，根据M3 = 212_m2确定第三次擦除操作的最大擦除次数M3。
【文档编号】G11C16/06GK103632725SQ201210307085
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月24日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】陈建梅, 胡洪 申请人:北京兆易创新科技股份有限公司