非易失性存储器部份擦洗方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于刷新非易失性存储器元件，特别有关于一种部份刷新非易失性存储器元件的方法，以降低所需的擦洗时间。
【背景技术】
[0002]快闪式存储器为非易失性存储器中一种特殊的型式，其逻辑数据储存于存储器单元中。一组存储器单元为一字元(word)，一组字元为一分页(page)，一组分页为一扇区(sector)，数据通过字元或分页存取而进行读取以及编程的动作，而擦洗时则必须存取整个扇区。通常快闪式存储器将存储器单元以行列放置，其中每一行代表数据的一位元线(bit line)。
[0003]快闪式存储器利用施加电压至存储器单元以设定临限电压(可编程的临限电压)以代表逻辑“I”或逻辑“0”，临限电压的位准也代表存储器单元中所储存的数据、验证存储器单元是否被编程、验证存储器单元已被擦洗以及验证存储器单元并未被过度擦洗(over-erased)时的逻辑值“O”或“ I”。当施加于栅极的电压足以超过临限电压时，晶体管导通且产生电流；相反的，当施加于栅极的电压无法超越临限电压时，晶体管保持于不导通状态且不产生电流。典型的快闪式存储器设计中，导通状态代表逻辑“1”，而不导通状态代表逻辑“O”。例如，于已被编程的存储器单元的读取周期中，施加至栅极的电压值并未大于临限电压，存储器单元因而没有产生电流。相反的，因为栅极电压大于临限电压，已被擦洗的存储器单元于读取周期中将会产生电流。因此，已被编程的存储器单元代表逻辑“0”，而已被擦洗的存储器单元代表逻辑“ I ”。
[0004]众所皆知，在快闪式存储器元件不再能够可靠地储存数据前，快闪式存储器元件具有有限的擦洗/编程周期次数。更具体的说，由于不断的编程以及擦洗动作而产生快闪式存储器渐进式的退化，快闪存储器单元因而承受擦洗/编程周期的磨耗。本领域相关技术人员知道，存储器区块总是在编程数据前先进行擦洗，因此此周期可视为进行编程与擦洗的周期。本领域相关技术人员也知道，只要实体区块(physical block)的非选择部份确实反相偏压(counter-biased)，部份擦洗一实体区块为可行的。然而依然需要刷新非选择部份以确保存储器单元的完整性。当存储器单元退化时，需要使用较高的编程以及擦洗电压来对存储器单元编程或擦洗至想要的临限电压。最后，存储器单元将无法正确地保存数据，也就是无法被编程或擦洗至特定的临限电压。
[0005]由于快闪存储器元件的区块大小不断增加而储存的数据档案大小相对维持固定，因而产生此问题。举例来说，目前高密度快闪存储器元件的区块大小为256kB的范围内，而未来高密度快闪存储器元件将具有接近512kB的区块大小。若储存于区块的数据档案很小，当修改数据档案时，与具有与数据档案大小相同的区块相比，将会有更多的存储器单元遭受不必要的编程/擦洗周期。
[0006]因此，为了延展快闪存储器的寿命，需要一种有效率的擦洗方法以降低不必要的擦洗时间且降低每一周期的擦洗时间。
【发明内容】
[0007]为了解决所述的问题，本发明目的在于提出一种方法，利用部份刷新以进一步节省部份区块擦洗(partial block erase)流程的时间，用以降低整体的擦洗时间(erasetime)。
[0008]有鉴于此，本发明提出一种非易失性存储器部份擦洗方法，适用于擦洗一非易失性存储器的一目标擦洗区域，其中所述非易失性存储器分为所述目标擦洗区域以及一非选择区域，一擦洗周期的步骤包括:界定所述非易失性存储器的所述目标擦洗区域，其中所述非选择区域为所述非易失性存储器上除了所述目标擦洗区域的区域；擦洗所述目标擦洗区域的多个目标存储器单元，其中所述目标存储器单元设定为具有不大于一擦洗验证电压的临限电压；软编程所述目标存储器单元，其中所述目标存储器单元设定为具有不小于一软编程验证电压的临限电压，所述软编程验证电压小于所述擦洗验证电压；以及刷新所述非选择区域的一既定部份，其中在所述擦洗周期中被刷新的所述既定部份小于所述非选择区域。
[0009]根据本发明的一实施例，其中所述非选择区域的所述既定部份为所述非选择区域于X方向上的一半区域。
[0010]根据本发明的一实施例，其中所述非选择区域的所述既定部份为所述非选择区域于Y方向上的一半区域。
[0011]根据本发明的一实施例，其中所述非选择区域分为分别被编号为奇数以及偶数的多个非选择子区域，所述非选择子区域分别对应至一奇数区域以及一偶数区域，而所述既定部份对应至所述奇数区域以及所述偶数区域之一。
[0012]根据本发明的一实施例，其中位于所述非易失性存储器的一非易失性计数器交替输出一第一状态以及一第二状态之一，其中当所述非易失性计数器输出所述第一状态以及所述第二状态之一时，刷新所述奇数区域以及所述偶数区域之一，所述第一状态以及所述第二状态之一储存于所述非易失性计数器中以记录所述奇数区域以及所述偶数区域之一已被刷新直到下一次刷新。
[0013]根据本发明的一实施例，其中在下一次刷新时，所述非易失性计数器输出所述第一状态以及所述第二状态的另一者，所述奇数区域以及所述偶数区域的另一者因而被刷新。
[0014]根据本发明的一实施例，其中当所述非易失性计数器输出4个状态或8个状态时，所述非选择区域分别划分为4或8个非选择子区域。
[0015]根据本发明的一实施例，其中位于所述非易失性存储器的一易失性计数器交替输出一第一状态以及一第二状态之一，所述易失性计数器具有一任意初始值，所述第一状态代表刷新所述奇数区域，所述第二状态代表刷新所述偶数区域。
[0016]根据本发明的一实施例，其中当上电时，刷新所述奇数区域以及所述偶数区域之一，当断电时，刷新所述奇数区域以及所述偶数区域的另一者。
[0017]根据本发明的一实施例，其中当所述易失性计数器输出对应的所述第一状态以及所述第二状态时，刷新所述奇数区域以及所述偶数区域，然后所述第一状态以及所述第二状态之一储存于所述易失性计数器直到下一次刷新。
[0018]根据本发明的一实施例，其中刷新所述奇数区域以及所述偶数区域根据随机输出所述第一状态以及所述第二状态之一的一随机信号。
[0019]根据本发明的一实施例，其中所述随机信号根据一擦洗验证重试次数为奇数或偶数而产生，其中当所述目标擦洗区域的所述目标存储器单元的临限电压于擦洗后却不小于所述擦洗验证电压时，所述擦洗验证重试次数加一且再次擦洗直到所有所述目标存储器单元的临限电压皆小于所述擦洗验证电压。
[0020]根据本发明的一实施例，其中所述随机信号根据一软编程验证重试次数为奇数或偶数而产生，当某些所述目标存储器单元的临限电压于擦洗后却小于所述软编程验证电压时，所述软编程验证重试次数加一且再次软编程直到所有所述目标存储器单元的临限电压皆大于所述软编程验证电压。
[0021]根据本发明的一实施例，其中所述随机信号根据所述非易失性存储器的一升压变压器的一开关的一开关次数为奇数或偶数而产生，所述升压变压器将一供应电压升压至一预定电压位准，所述开关随机导通或不导通以维持所述预定电压位准。
[0022]根据本发明的一实施例，其中所述随机信号由具有一第一频率的一第一时脉信号取样具有一第二频率的一第二时脉信号，其中所述第一频率小于所述第二频率。
[0023]根据本发明的一实施例，其中所述随机信号输入至串联的二反转触发器而产生1/4随机化，其中所述非选择区域划分为四非选择子区域。
[0024]根据本发明的一实施例，其中所述随机信号输入至串联的三反转触发器而产生1/8随机化，其中所述非选择区域划分为八非选择子区域。
[0025]根据本发明的一实施例，其中若一擦洗验证重试次数超过一既定数目，则刷新全部所述非选择区域。
[0026]本发明的有益技术效果在于:通过本发明可使得擦洗方法更为有效率，降低了不必要的擦洗时间且降低每一周期的擦洗时间。
【附图说明】
[0027]图1为显示根据本发明的一实施例所述的部份区块擦洗流程的流程图；
[0028]图2为显示根据本发明的一实施例所述的存储器阵列的非选择区域划分的方式；
[0029]图3为显示根据本发明的另一实施例所述的存储器阵列的非选择区域划分的另一方式;
[0030]图4为显示根据本发明的一实施例所述的具有局部刷新的部份区块擦洗流程的流程图；
[0031]图5为显示根据本发明的另一实施例所述的具有局部刷新的部份区块擦洗流程的流程图；
[0032]图6为显示根据本发明的另一实施例所述的升压变压器的操作方式；
[0033]图7为显示根据本发明的另一实施例所述的如何利用具有不同频率的二信号产生随机化；以及
[0034]图8为显示根据本发明的一实施例所述的5000次擦洗周期后且没有刷新的非选择区域的临限电压分布图。
[0035]附图标记
[0036]110?144步骤流程；
[0037