专利名称：一种用于闪存存储器的擦除方法
技术领域：
本发明涉及一种用于闪存存储器的擦除方法。
背景技术：
采用浮栅结构的闪存存储器，该存储单元的控制栅和隧道氧化层中有一层浮栅介质，该介质可以存储电荷，从而可以存储二进制数0和1。对于该存储单元的控制栅极、漏极、源极和衬底加不同的电压组合可以对单个字节进行编程，对扇区或区块进行擦除、回编操作，对单个字节进行读操作以及校验操作。闪存的单元以行、列的结构连接为一个阵列，该阵列的控制栅以行(字线)的形式连接，源极以列(位线)的形式连接，每个扇区或者区块的衬底连接在一起，这种形式的阵列分布称为NOR型闪存结构。图1为NOR型闪存阵列的简化图。阵列的编程机制为，在控制栅上加9V的高压，在漏极加4V的能够提供电流驱动的电压源，并将衬底接地，编程电压打开需要编程的单元，在沟道产生沟道热电子并注入浮栅，被浮栅捕获，从而增大该单元的阈值大小。阵列的擦除机制为，在控制栅上加-9V的高压，并在衬底和源极加7V左右的高压， 浮空漏极。该电压组合可以将原先存储在浮栅的电子移出，从而降低单元的阈值大小。传统的闪存工艺存在一个问题由于工艺偏差的影响，存在一些缺陷单元，该快单元(fast bit)会在其他的单元被擦除前，提前进入过擦除状态(over-erase)，该过擦除单元的存在会影响擦除校验，使得同一根位线上可能存在欠擦除单元(under-erase)。这些欠擦除单元可能在回读校验时，被判为编程状态，也可能会在长时间保存后，由擦除状态变为编程状态，造成数据保存(data retention)的问题，从而影响闪存长期可靠性工作。对于 NOR型闪存结构，过擦除单元的问题会更加的突出。—种解决过擦除单元的方法是在擦除操作后再进行过擦除校验的操作，若检测出过擦除单元的存在，就对该扇区和区块进行回编纠正的操作(Over-Erase Correction), 一种典型的回编方式在U. S. Pat. No. 5，642，311中被提出，该方法的过擦除校验是以位线为单位进行过擦除校验，通常是将栅极接地，对位线置IV左右的电压，并检测位线上的电流， 若电流大于预设电流，则进行回编纠正在控制栅上加OV的电压，在漏极加一个5V的带有电流驱动的电压源。脉宽的宽度通常为lOOus。该纠正脉冲可以将该扇区和区块单元的阈值收敛至一个比较小的范围。该阈值的大小不会影响欠擦除单元被误判为擦除单元。U. S. Pat. No. 5，359，558提出一种过擦除纠正的方法。如图2所示，该方法先对一个扇区或区块的每个单元进行逐个擦除校验，若校验不通过，则对整个阵列进行擦除操作。 擦除操作完成后，以位线为单位对阵列进行过擦除校验，并进行回编操作。回编操作完成后，完成擦除方法。该方法的一个缺点是由于过擦除单元的存在，可能会掩盖同一根位线中的欠擦除单元的存在。在回读过程中，可能将欠擦除的单元判为编程状态，擦除失败。U. S. Pat. No. 5，642，311提出了一种新的过擦除纠正的方法用于消除前一种方法的缺陷。如图3所示，该方法在进行回编操作后，将过擦除单元的阈值抬高。此时再回到擦除校验和擦除的操作，在通过擦除校验后，再次进行过擦除校验和过擦除纠正操作，直至擦除校验通过。这个方法解决了可能存在的欠擦除的单元的情况，但是该方法的缺点是在每次过擦除操作后，都需要进行擦除校验。由于擦除校验是对单元进行逐个的校验，所以浪费了时间。
发明内容
本发明提供的一种用于闪存存储器的擦除方法，可以纠正在闪存中，由于过擦除的闪存单元带来的同一根位线存在的欠擦除的单元，缩短了擦除时间。为了达到上述目的，本发明提供一种用于闪存存储器的擦除方法，包含以下步骤
步骤1、预编程校验，若有单元处于擦除状态，对该单元进行预编程。预编程是对于一个扇区(sector)或者区块(block)中的每个单元进行预编程。步骤2、将擦除标志位清零。步骤3、内部进行擦除校验，若校验失败，则跳转到步骤4，若校验通过，则跳转到步骤5 ；
步骤4、对处于欠擦除状态的扇区或区块进行擦除操作，将擦除标志位置1，跳转到步马聚3 ο步骤5、将过擦除标志位清零。步骤6、判断擦除标志位是否为零，若是，则跳转到步骤10，若否，则跳转到步骤7。步骤7、内部进行过擦除校验，若校验失败，则跳转到步骤8，若校验通过，则跳转到步骤9 ；
步骤8、对存在过擦除的单元进行过擦除纠正，将过擦除标志位置1，跳转到步骤7。步骤9、环路计数器加1。步骤10、判断过擦除标志位是否为1，若是，则跳转到步骤11，若否，则擦除成功。步骤11、判断环路计数器的数值是否小于N，若是，则跳转到步骤2，若否，则跳出， 擦除失败。N为预设的环路循环的次数。本发明优化了擦除方法，缩短了擦除时间。
图1是背景技术中NOR型闪存阵列的简化图。图2是背景技术中一种擦除方法的流程图。图3是背景技术中另一种擦除方法的流程图。图4是本发明提供的一种用于闪存存储器的擦除方法的流程图。
具体实施例方式以下根据图4，具体说明本发明的较佳实施例
如图4所示，是本发明提供的一种用于闪存存储器的擦除方法的流程图，该用于闪存存储器的擦除方法包含以下步骤
4步骤1、预编程校验，若有单元处于擦除状态，对该单元进行预编程。预编程是对于一个扇区(sector)或者区块(block)中的每个单元进行预编程。步骤2、将擦除标志位清零。步骤3、内部进行擦除校验，若校验失败，则跳转到步骤4，若校验通过，则跳转到步骤5 ；
步骤4、对处于欠擦除状态的扇区或区块进行擦除操作，将擦除标志位置1，跳转到步马聚3 ο步骤5、将过擦除标志位清零。步骤6、判断擦除标志位是否为零，若是，则跳转到步骤10，若否，则跳转到步骤7。步骤7、内部进行过擦除校验，若校验失败，则跳转到步骤8，若校验通过，则跳转到步骤9 ；
步骤8、对存在过擦除的单元进行过擦除纠正，将过擦除标志位置1，跳转到步骤7。步骤9、环路计数器加1。步骤10、判断过擦除标志位是否为1，若是，则跳转到步骤11，若否，则擦除成功。步骤11、判断环路计数器的数值是否小于N，若是，则跳转到步骤2，若否，则跳出， 擦除失败。N为预设的环路循环的次数。本方法在擦除操作后紧跟过擦除校验以及过擦除纠正，如果有过擦除纠正的操作，则需要再次进行擦除校验以及擦除(如果擦除校验不通过的话)的操作，如果没有过擦除纠正的操作，则可跳过擦除校验，节省了擦除的整体时间。在对阵列进行了过擦除纠正(回编)的操作后，重新对阵列进行擦除校验，如果擦除校验也通过，说明阵列已经处于擦除状态，则直接跳到擦除结束状态，擦除成功，又省去了过擦除校验的时间。本发明可以纠正出由于过擦除的单元对于欠擦除单元的影响，同时对擦除时间进行了优化。一种极端的情况是，由于工艺的偏差导致一根位线上同时存在若干个快比特和慢比特，导致擦除后存在过擦除的现象，回编后，欠擦除的单元又擦的很慢，导致快比特又进入过擦除状态，从而在擦除和过擦除的回路中反复。本发明在擦除、过擦除的环路中，增加了环路循环的控制，预先设定循环次数，当超过了循环次数后，跳出循环，判定擦除失败，增加了设计的鲁棒性。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种用于闪存存储器的擦除方法，其特征在于，包含以下步骤 步骤1、预编程校验，若有单元处于擦除状态，对该单元进行预编程； 步骤2、将擦除标志位清零；步骤3、内部进行擦除校验，若校验失败，则跳转到步骤4，若校验通过，则跳转到步骤5 ；步骤4、对处于欠擦除状态的扇区或区块进行擦除操作，将擦除标志位置1，跳转到步骤3;步骤5、将过擦除标志位清零；步骤6、判断擦除标志位是否为零，若是，则跳转到步骤10，若否，则跳转到步骤7 ； 步骤7、内部进行过擦除校验，若校验失败，则跳转到步骤8，若校验通过，则跳转到步骤9 ；步骤8、对存在过擦除的单元进行过擦除纠正，将过擦除标志位置1，跳转到步骤7 ； 步骤9、环路计数器加1;步骤10、判断过擦除标志位是否为1，若是，则跳转到步骤11，若否，则擦除成功； 步骤11、判断环路计数器的数值是否小于N，若是，则跳转到步骤2，若否，则跳出，擦除失败。
2.如权利要求1所述的用于闪存存储器的擦除方法，其特征在于，所述的步骤11中，N 为预设的环路循环的次数。
全文摘要
一种用于闪存存储器的擦除方法，该方法包含预编程校验—预编程、擦除校验—擦除、过擦除校验—过擦除纠正三个大的操作步骤，包含擦除标志位和过擦除标志位两个状态标志位，包含一个擦除—过擦除的回路，当回路的循环次数超过事先设定次数，则跳出擦除操作。本发明缩短了擦除时间。
文档编号G11C16/14GK102543194SQ20101060901
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者廖少武, 楼冰泳, 肖磊 申请人:上海复旦微电子股份有限公司