存储器的擦除方法与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种存储器的擦除方法。

背景技术：

存储器通常可以分为易失性存储器和非易失性存储器。其中，非易失性存储器集成了编程和擦除的能力，因此被广泛的应用。

目前，非易失存储器通常包括至少一个存储块(Block)，所述存储块包括多个扇区(Sector)。其中，所述存储器是以存储块为单位执行擦除操作的，而并不是对每个扇区逐一执行擦除操作。即，在进行擦除操作时，是对所述存储块中的多个扇区同时施加擦除脉冲，并且，为确保同一存储块中的所有扇区均可达到完全擦除的状态(其中，完全擦除的扇区是指所述扇区的阈值电压低于一特定的电平值)，有时需对所有的扇区均施加多次的擦除脉冲以执行多次擦除操作。其原因在于，不同的扇区的原始阈值电压不同，因此可能需通过执行不同次数的擦除脉冲以使得所有经过擦除操作后的扇区的阈值电压均可达到特定的电平值，从而实现所述存储块完全擦除的目的。

由此可见，现有的擦除方法中，为保证所有扇区均达到完全擦除的状态，需对所有的扇区均执行多次的擦除操作，而多次的擦除操作极易使所述存储器的擦除效率衰退。并且，对所有的扇区均执行多次的擦除操作，也必然会导致部分的扇区出现过擦除(Over Erase)的问题。虽然，针对过擦除的扇区可通过修复操作以避免其阈值电压过低。然而，额外的对存储器进行修复操作，也导致了存储器在擦除过程中的总时间大大增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种存储器的擦除方法，以解决现有的擦除方法易使存储器的擦除效率衰退的问题，并可大大缩减存储器在擦除过程中的总时间。

为解决上述技术问题，本发明提供一种存储器的擦除方法，用于对存储器中的多个扇区执行完全擦除的操作，包括：

S0：对所述多个扇区执行擦除校验，以判断所述多个扇区中是否存在有需执行擦除操作的扇区；

S1：对需执行擦除操作的扇区施加擦除脉冲以对其进行擦除操作，并在擦除操作后对其进行擦除校验，以确认是否存在未完全擦除的扇区；若存在未完全擦除的扇区，则继续对其施加擦除脉冲并进行擦除校验，直至所有的扇区均为完全擦除的状态为止。

可选的，在S0中，所述擦除校验为通过对扇区的阈值电压进行检测并确认是否达到校验电压，未达到校验电压的扇区认定为需执行擦除操作的扇区。

可选的，在S1中，所述擦除校验为通过对扇区的阈值电压进行检测并确认是否达到校验电压，未达到校验电压的扇区认定为未完全擦除的扇区。

可选的，在所述多个扇区均为完全擦除的状态后，还包括：

S2：对所述多个扇区再次执行擦除校验以确认是否存在过擦除的扇区，并对所述过擦除的扇区执行修复操作。

可选的，所述修复操作为利用错误校正码或冗余阵列对过擦除的扇区进行修复。

可选的，所述存储器非易失闪存存储器。

此外，为解决上述技术问题，本发明还提供了另一种存储器的擦除方法，以用于对存储器中的多个扇区进行完全擦除，包括：

S1：对所述多个扇区同时施加一擦除脉冲以对所述多个扇区执行擦除操作，并在擦除操作后对所述多个扇区执行擦除校验，以确认所述多个扇区中是否存在未完全擦除的扇区；若存在未完全擦除的扇区，则继续对其施加擦除脉冲并进行擦除校验，直至所有的扇区均为完全擦除的状态为止。

可选的，在执行步骤S1之前，还包括：

S0：对所述多个扇区执行预编程操作，以使所述多个扇区的电压均大于一电平值。

可选的，所述擦除校验为通过对扇区的阈值电压进行检测并确认是否达到校验电压。

可选的，在S1中，所述擦除校验为通过对扇区的阈值电压进行检测并确认是否达到校验电压，未达到校验电压的扇区认定为未完成擦除的扇区。

可选的，在所述多个扇区均为完全擦除的状态后，还包括：

S2：对所述多个扇区再次执行擦除校验以确认是否存在过擦除的扇区，并对所述过擦除的扇区执行修复操作。

可选的，所述修复操作为利用错误校正码或冗余阵列对过擦除的扇区进行修复。

可选的，所述存储器非易失闪存存储器。

在本发明提供的存储器的擦除方法中，在执行多次擦除操作时，还包括对多个扇区进行擦除校验以确认未完成擦除的扇区，从而在后续的擦除操作中，可仅对未完全擦除的扇区执行擦除操作。即，可根据每个扇区的具体状况执行相应次数的擦除操作，如此，可有效防止对部分扇区执行多次不必要的擦除操作，从而可避免对存储器的擦除效率造成影响，并可有效改善扇区发生过擦除的现象。

并且，根据本发明提供的擦除方法中，通过改善扇区的过擦除的现象，进而可大大缩减后续执行修复操作的时间。甚至可避免所述扇区出现过擦除的现象，从而也不需执行后续的修复操作。即，根据本发明提供的存储器的擦除方法，不仅可保证存储器中的多个扇区均可完全擦除，并且还可有效缩减擦除过程的总时间。

附图说明

图1为一种存储器于擦除过程中的结构示意图；

图2为本发明实施例一中存储器的擦除方法的流程示意图；

图3为本发明实施例一中存储器的多个扇区在擦除过程中的状态的示意图；

图4为本发明实施例二中存储器的擦除方法的流程示意图；

图5为本发明实施例二中存储器的多个扇区在擦除过程中的状态的示意图。

具体实施方式

通常，存储器是通过存储单元实现对数据的存储功能，因此，当对扇区执行擦除操作时，其相当于是对所述存储单元执行擦除操作。其中，所述存储器中存储单元的擦除过程可参考图1所示，所述存储器的存储单元包括：源极11、漏极12、浮栅13、控制栅14以及衬底15。在进行擦除操作时，可对所述控制栅14施加一擦除脉冲Vg，例如为0V的电压或负电压，或者对衬底15施加一较高的电压Vd，从而使浮栅13和衬底15之间形成电势差，浮栅13内的电子在高电场的作用下，可通过Fowler‐Nordheim隧穿穿过氧化层16，进而达到对所述存储单元进行擦除的目的。然而，经过多次的擦除操作后，由于电荷陷阱的产生以及部分电子被氧化层16俘获，易使所述氧化层16的特性退化，从而导致所述存储器的擦除效率降低。因此，在保证存储器中的多个扇区可完全擦除的基础上，应尽量减少对扇区执行擦除操作的次数，以避免对所述存储器的擦除效率造成影响。

而在现有的存储器的擦除方法中，为确保多个扇区均达到完成擦除的状态，需同时对所有的扇区施加多次擦除脉冲以实现完全擦除的目的。这必然会导致部分的扇区执行了多次不必要的擦除操作，从而使该部分扇区的擦除效率大大衰减。并且，也极易导致存储器中的扇区出现过擦除的现象，进而导致后续对过擦除的扇区执行修复操作时的时间大大增加。

为此，本发明提供了一种存储器的擦除方法，其在需执行多次擦除操作的过程中，还包括对所述多个扇区进行擦除校验以确认未完全擦除的扇区，从而在后续的擦除操作中，可仅对未完全擦除的扇区执行擦除操作，避免了对已为完全擦除的扇区再次执行多次的擦除操作。如此，不仅可确保存储器中的所有扇区均能够完全擦除；并且还可避免由于多次的擦除操作而对存储器的擦除效率造成影响的问题。进一步的，还可有效改善部分扇区出现过擦除的现象，从而可大大缩减对其执行修复操作的时间。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的存储器的擦除方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

<实施例一>

本实施例中，所述存储器包括至少一个存储块，并且，所述存储块包含多个扇区。当对所述存储器执行擦除操作时，即是对至少一个所述存储块中的所有扇区执行擦除操作。本实施例中，所述擦除方法包括如下步骤：

S0，对所述多个扇区执行擦除校验，以判断所述多个扇区中是否存在有需执行擦除操作的扇区；

S1，对需执行擦除操作的扇区施加擦除脉冲以对其进行擦除操作，并在擦除操作后对其进行擦除校验，以确认是否存在未完全擦除的扇区；若存在未完全擦除的扇区，则继续对其施加擦除脉冲并进行擦除校验，直至所有的扇区均为完全擦除的状态为止。

图2为本发明实施例一中存储器的擦除方法的流程示意图，图3为本发明实施例一中存储器的多个扇区在擦除过程中的状态的示意图。以下结合图2和图3，详细介绍本实施例中的存储器的擦除方法。

首先，执行步骤S0，对存储器中的多个扇区(Sector)执行擦除校验(Erase Verify，EV)，以用于判断所述多个扇区中是否存在有需执行擦除操作的扇区。例如，可参考图3所示，所述存储器的存储块中包含有16个扇区，对所述16个扇区均执行擦除校验，从而可确认存储器中未完全擦除的扇区(即，图3中标记为Y的扇区)和已处于完全擦除状态的扇区(即，图3中标记为N的扇区)，从而在后续的擦除操作中可仅针对未完全擦除的扇区施加擦除脉冲，进而可避免对不需执行擦除操作的扇区执行额外的擦除操作。

具体的，对所述扇区进行擦除校验的方法可以是通过检测扇区的阈值电压并确认所述阈值电压是否达到校验电压。若所述阈值电压达到校验电压(即，阈值电压低于校验电压)，则表示所述扇区为已完全擦除，不需再对其执行擦除操作；若所述阈值电压未达到校验电压(即，阈值电压高于校验电压)，则表明所述扇区还未完全擦除，需对其执行擦除操作。

接着，执行步骤S11，对需执行擦除操作的扇区施加擦除脉冲(Erase pulse)。如图3所示，对需执行擦除操作的扇区(图3中标记为Y的扇区)施加擦除脉冲，而对已为完全擦除状态的扇区(图3中标记为N的扇区)，则不施加擦除脉冲。具体的，所述扇区包括一字线，通过所述字线即可对所述扇区施加擦除脉冲。

接着，执行步骤S12，对执行擦除操作后的扇区再次执行擦除校验，以判断是否还存在有未完全擦除的扇区。若所述存储器中已不存在有未完全擦除的扇区，即，此时所有的扇区均已实现完全擦除；若所述存储器中还存在有未完全擦除的扇区，则继续执行步骤S13，对所述未完全擦除的扇区继续施加擦除脉冲。

举例说明，如图3所示，在完成一次擦除操作后，部分的扇区就已达到完全擦除的状态(图3中标记为N的扇区)，而部分的扇区的阈值电压仍未达到校验电压(图3中标记为Y的扇区)，因此，还需再次对其执行擦除操作。

在步骤S13中，对未完全擦除的扇区再次施加擦除脉冲以对其执行擦除操作。与步骤S11类似，该步骤中，也仅对需执行擦除操作的扇区施加擦除脉冲。即，参考图3所示的，仅对扇区0、2、7、9、11、14和15施加擦除脉冲。

接着，执行步骤S14，对执行擦除操作后的扇区进行擦除校验以判断是否还存在有未完全擦除的扇区。若所述存储器中还存在有未完全擦除的扇区，则继续执行步骤S13以对所述未完全擦除的扇区继续施加擦除脉冲。也就是说，针对未完全擦除的扇区，通过对其施加擦除脉冲以及擦除校验的循环过程，直至所述存储器中的所有的扇区均被完全擦除。

例如，参考图3所示，对执行完第二次擦除操作后的扇区进行擦除校验，根据图3所示可知，在经过两次的擦除操作后，除了扇区0和扇区11还未完全擦除之外，其余扇区均已达到完全擦除的状态。因此，此时仅需对扇区0和扇区11再次施加擦除脉冲，并对其执行擦除校验，直至所有的扇区均达到完全擦除的状态。

此外，本实施例中，在所述多个扇区均完成擦除后，还包括：

执行步骤S2，对所述多个扇区再次执行擦除校验以确认是否存在过擦除(Over Erase)的扇区，并对所述过擦除的扇区执行修复操作。

其中，过擦除的扇区即为所述扇区的阈值电压低于预定电压。若扇区中存在有过擦除的现象，其会导致存储器的耐久性下降，以及保存数据的能力降低，因此应避免所述扇区处于过擦除的状态。若所述存储器中存在有过擦除的扇区，则对所述过擦除的扇区进行修复操作(Oter Erase Correct，OEC)，通过所述修复操作来调整扇区的阈值电压，使其恢复到预定电压的范围内。其中，所述修复操作可以是利用错误校正码或冗余阵列进行修复。

至此，即完成了对所述存储器执行完成擦除的过程。

<实施例二>

与实施例一区别在于，本实施例的存储器的擦除方法中，在对多个扇区执行擦除校验之前，优先对所述多个扇区同时施加一次擦除脉冲以进行一次擦除操作，并在擦除操作后，再对所述多个扇区执行擦除校验以确认所述多个扇区中是否存在有未完全擦除的扇区；若一次擦除操作后，仍存在未完全擦除的扇区，则继续对其施加擦除脉冲并再次进行擦除校验，直至所有的扇区均为完全擦除的状态为止。

图4为本发明实施例二中存储器的擦除方法的流程示意图，图5为本发明实施例二中存储器的多个扇区在擦除过程中的状态的示意图，下面结合图4和图5所示，详细介绍本实施例中的存储器的擦除方法。

本实施例中，在执行步骤S1之前，还包括：S0，对所述多个扇区执行预编程操作，以使所述多个扇区的电压均大于一电平值。即相当于，通过执行预编程操作使所述多个扇区均转变为需执行擦除操作的扇区，如此，可在后续对所有扇区均同时施加一擦除脉冲时，可有效改善部分扇区出现过擦除的现象。例如，参考图5所示，在执行预编程操作后，所述多个扇区均成为需执行擦除操作的扇区(即，图5中标记为Y的扇区)。

接着，执行步骤S11，对多个扇区同时施加一擦除脉冲以对所述多个扇区同时执行一次擦除操作。

然后，执行步骤S12，对多个扇区执行擦除校验以判断所述多个扇区中是否存在有未完全擦除的扇区。与实施例一类似的，对扇区的擦除校验可以是通过检测所述扇区的阈值电压以确认其是否达到校验电压。若扇区的阈值电压达到校验电压，则表示所述扇区为已完全擦除；若扇区的阈值电压未达到校验电压，则表示所述扇区还为完全擦除。

若所述存储器中已不存在未完全擦除的扇区，即，在经过一次擦除操作后所有的扇区均可实现完全擦除，；若所述存储器中还存在有未完全擦除的扇区，则执行步骤S13，对所述未完全擦除的扇区继续施加擦除脉冲。例如，参考图5所示，在执行一次擦除操作后，所述多个扇区中，部分扇区已被完全擦除(图5中标记为N的扇区)，而还有分布的扇区仍为未完全擦除状态(图5中标记为Y的扇区)。

在步骤S13中，对未完全擦除的扇区施加擦除脉冲；并在执行步骤S13之后，接着执行步骤S14，以对执行擦除操作后的扇区再次进行擦除校验，进而可判断出在所述多个扇区中是否还存在有未完全擦除的扇区。与实施例一类似的，对于未完全擦除的扇区，可通过施加擦除脉冲和擦除校验的循环过程，以使所有的扇区均达到完全擦除的状态。

优选的，在所述多个扇区均为完全擦除的状态后，还包括：

执行步骤S2，对所述多个扇区再次执行擦除校验以确认是否存在过擦除的扇区，若存在过擦除的扇区，则对所述过擦除的扇区执行修复操作。

综上所述，与现有的擦除方法相比，根据本发明提供的存储器的擦除方法，可防止对部分扇区执行多次不必要的擦除操作，以避免对存储器的擦除效率造成影响，并可有效改善过擦除的现象。例如，在图3和图5所示的具体示例中，根据现有的擦除方法，为保证所有的扇区均可达到完全擦除的状态，则需对所有的扇区均执行3次擦除操作。而本发明提供的擦除方法中，可根据每个扇区的具体状况对其施加相应次数的擦除脉冲，例如，只对扇区3、4等执行一次的擦除操作，以及仅需对扇区0和扇区11执行3次的擦除操作，如此，可避免对扇区3、4等执行多次不必要的擦除操作。

并且，根据本发明提供的擦除方法中，通过改善扇区出现过擦除的现象，进而可大大缩减后续执行修复操作的时间。甚至在可避免所述扇区出现过擦除的现象，从而也不需执行后续的修复操作。即，根据本发明提供的存储器的擦除方法，不仅可保证存储器中的多个扇区均可完全擦除，并且还可有效缩减擦除过程的总时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。