专利名称：一种或非型闪存的数据擦除方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的数据处理领域，特别涉及一种或非型闪存的数据擦除方法。
背景技术：
一般而言，用于存储数据的半导体存储器分为易失性存储器和非易失性存储器件 (nonvolatile memory)，易失性存储器在电源中断时易于丢失数据，而非易失性存储器件 在电源关闭后仍可及时保存存储器内部信息，而且非易失性存储器件具有成本低、密度大 等特点，使得非易失性存储器件广泛应用于各个领域，包括嵌入式系统，如PC及外设、电信 交换机、蜂窝电话、网络互联设备、仪器仪表，同时还包括语音、图像、数据存储类产品，如数 码相机、数码录音机等。非易失性存储器件包含有与非(NAND)及或非(NOR)型闪存(Flash Memory)类型；其中与非型闪存存储容量较大，但读写速度较慢，而或非型闪存则速度较 快。作为典型的一种非易失性闪存存储器件——或非型闪存，在进行擦除操作时，一 般是将超过常规工作电压的高电压(10 15V，例如由电荷泵产生高电压)施加到存储器中 所选的存储单元的字线上，并且将0电压施加到所选的存储单元的位线和源极及衬底。然 后，福勒-诺德汉(R)Wler-N0rdheim，FN)隧穿效应使得已经存储在浮置栅极中的电子在隧 道氧化层两端之间的电压作用下移动到半导体衬底，从而改变单元的阈值电压。上述这种数据擦除方法主要以块或扇区为单位来进行的，而且是所有的块或扇区 都采用同一电压进行。由于不同块或扇区的特性差异，特别是某些块或扇区包含有个别差 异较大的存储单元，其要求的擦除电压较高，则整个或非型闪存便采用较高的擦除电压来 进行数据擦出，以期获得比较好的擦除效果。但由于电压太高而使或非型闪存发生可靠性 问题。中国专利98120199. 7介绍了一种通过改变存储单元的结构来使降低所需的擦除电 压，但这种方法仍然会造成上述这种现象。因此，如何解决擦除电压过高引起的可靠性问题是需要解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种或非型闪存的数据擦除方法，解决现有擦除方法中 因高擦除电压造成存储单元发生循环缺陷的问题，从而提高存储器件的可靠性。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案一种或非型闪存的数据擦除方法，所 述或非型闪存包括多个存储块，每个存储块包含多个扇区，每个扇区包含有标识单元和数 据单元，所述擦除方法包括1)获取每个扇区中标识单元中记录的默认电压值；幻将与默 认电压值相同的擦除电压施加到相应的扇区上对数据单元进行擦除操作；幻将校验电压 施加于所述扇区，验证所述扇区是否擦除成功，若擦除成功，则执行步骤4)，若擦除不成功， 则执行步骤5) ；4)检测擦除电压是否与默认电压相等，若相等，则结束擦除过程，若不相 等，则修改默认电压，使之与擦除电压相等，并记录修改次数，然后结束擦除过程力)检测修改次数是否达到上限，若否，修改擦除电压，并执行步骤2)，若是，则结束擦除过程，并判 定擦除失败。可选的，所述步骤5)中修改擦除电压的方法是以0. 1 1伏的阶跃电压为步长增 加擦除电压。可选的，增加擦除电压采用均勻阶跃电压步长。可选的，增加擦除电压采用非均勻阶跃电压步长。可选的，所述标识单元记录有所在扇区的默认电压和修改次数。可选的，所述擦除操作针对每个扇区独立进行。可选的，所述扇区的大小为512字节。与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点本发明实施例通过获取每个扇区中标识单元中记录的默认电压值；并采用与各扇 区默认电压值相同的擦除电压施加到相应的扇区上对数据单元进行擦除操作，由于初始擦 除电压采用扇区的默认电压，如若无法擦除成功，再采用逐渐增加的电压进行擦除，因此， 可以尽可能避免因使用过高的电压擦除数据对扇区造成循环缺陷，从而提高存储器件的可靠性。进一步，由于擦除操作是针对每个扇区独立进行的，避免了由于不同块或扇区的 特性差异，采用同一擦除电压而造成的擦除效果差的问题。
图1是一种或非型闪存的结构示意图；图2是本发明数据擦除方法具体实施方式
流程示意图。
具体实施例方式发明人发现现有对或非型闪存进行数据擦除时，都是以块为单位，并且是对多个 块施加统一的电压进行擦除，从而造成了块中某些扇区由于承受了不必要的高压而发生循 环缺陷，降低了存储器件的可靠性。其原因在于，如图1所示的或非型闪存为例，在进行数 据擦除操作时，将高电压(例如，15伏)施加到存储单元的控制栅极116，并将低电压(例 如，0伏或接地)施加到存储单元的半导体衬底100，得到的电压差使得控制栅极116和半 导体衬底100之间形成强电场，并出现F-N遂穿，其中，电子从浮置栅极112被释放到控制 栅极116，完成擦除操作。但同时，由于强电场产生了带间遂穿和二次热载流子，会导致位于 源极104和浮置栅极112与栅极116之间的隧道氧化膜110退化，引起F-N遂穿特性发生 退化，降低了擦除状态的存储器件读取电流；当读取电流很小时，将无法读取存储器件中存 储的信息，导致存储器件失效。当施加的擦除电压过大时，这种现象更容易发生，从而加速 了存储器件的失效，降低使用寿命。针对上述问题，发明人经过研究分析，提出了如下解决方案一种或非型闪存的数 据擦除方法，所述或非型闪存包括多个存储块，每个存储块包含多个扇区，每个扇区包含有 标识和数据单元，所述擦除方法包括1)获取每个扇区中标识单元记录的默认电压值；2)将与默认电压值相同的擦除电压施加到相应的扇区上进行数据擦除；
3)将校验电压施加于所述扇区，验证所述扇区是否擦除成功，如若擦除成功，则执 行步骤4)，如若擦除不成功，则执行步骤5)；4)检测擦除电压是否与默认电压相等，若相等，则结束擦除过程，若不相等，则修 改默认电压，使之与擦除电压相等，并记录修改次数，然后结束擦除过程；5)检测修改次数是否达到上限，若否，修改擦除电压，并执行步骤2)，若是，则结 束擦除过程，并判定擦除失败。本发明的实施例，针对不同的扇区采用不同的擦除电压进行数据擦除，从而使得 或非型闪存在进行数据擦除时，每个扇区都能够用尽可能低电压进行擦除操作，避免过高 的电压加速了存储单元中隧道氧化膜的退化，延长存储器件的使用寿命。下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细的说明。图2为本发明的擦除方法具体实施例流程图。如图2所示，在或非型闪存开始进 行数据擦除时，首先执行步骤S301，获取每个扇区中标识单元记录的默认电压值。本实施例中，所述或非型闪存包括存储块，其存储分区与一般分区方法相同，即每 个扇区的大小为512字节，每个块包含256个扇区，8个块构成IM的存储容量。本实施例中，所述扇区包含有标识单元，所述标识单元存储有该扇区的默认电压 值及修改次数；所述默认电压值为存储器件制造完成时形成的预设擦除电压，或者上一次 该扇区擦除成功时的电压值；所述修改次数为擦除该扇区时，所用擦除电压的改变次数。作 为一实例，所述默认电压值为11.4伏，所述修改次数由一个8字节数据记录，为11111111。执行步骤S302，将与默认电压值相同的擦除电压施加到相应的扇区上进行数据擦 除。本实施例中，首先将默认电压值相同的电压施加到相应扇区上，以便对编程在所 述扇区的数据进行擦除。例如，采用11.4伏的擦除电压。传统方法使用20伏的擦除电压 对整个存储块进行数据擦除操作的。但是，按照本发明实施例的方法则是针对不同的扇区 采用不同的擦除电压，而且初始擦除使用较低的擦除电压，例如11.4伏。因擦除电压造成 的循环缺陷主要是由在擦除电压的第一施加脉冲的上升间隔期间流过的F-N电流使隧道 氧化层变差引起的。因此，如果用较低的擦除电压进行数据擦除，则可以显著减少因高擦除 电压造成的循环缺陷。本实施例采用的方法，是针对比存储块更小的存储单位——扇区，进行数据擦除 操作的，而且初始擦除先采用的擦除电压是根据存储器件制造完成时的预设擦除电压或者 是该扇区上一次擦除成功的擦除电压。因此，本发明实施例的数据擦除方法，可以针对各个 扇区用最小的擦除电压进行数据擦除，尽可能避免将过高的电压施加在各个扇区上。执行步骤S303，将校验电压施加于所述扇区，验证所述扇区是否擦除成功，如若擦 除成功，则执行步骤S304，如若擦除不成功，则执行步骤S305。本实施例中，在对扇区进行数据擦除后，将校验电压施加于所述扇区，即将电压施 加到所述扇区中存储单元的源极和漏极，然后检测流过的电流。通常某个扇区的数据被插 除后，所有该扇区的存储单元都处于同一个状态，即打开状态，此时检测到的电流应为大电 流。因此用一个恒定的参考电流(例如，20微安)与扇区内所有存储单元流过的电流进行 比较，就可以判断擦除是否成功。如果所有存储单元的电流都比参考电流大，则说明所述扇 区为打开状态，也即擦除成功；如果有部分存储单元流过的电流比参考电流小，则说明该部分存储单元没有擦除成功，需要进行下一步擦除。执行步骤S304，检测擦除电压是否与默认电压相等，若相等，则执行步骤S307，结 束擦除过程；若不相等，则执行步骤S306，修改默认电压，使之与擦除电压相等，并记录修 改次数，然后执行步骤S307，结束擦除过程；本实施例中，若经过检测，确认所述扇区擦除成功后，将检测所用的擦除电压是否 与默认电压相等；如果擦除电压与默认电压相等，例如，擦除电压和默认电压均为11. 4伏， 则擦除操作结束；如果擦除电压与默认电压不相等，则说明擦除电压是经过修改的，则将默 认电压修改成与擦除电压一致，记录修改次数，例如，将11111111改变为11111110。执行步骤S305，检测修改次数是否达到上限，若否，则执行步骤S309，增大擦除电 压，并执行步骤S302 ；若是，则执行步骤S308，结束擦除过程，并判定擦除失败。本实施例中，当擦除不成功时，先检测标识单元中的修改次数是否达到上限，例 如，修改次数记录的为00000000，则表明修改次数已达到上限，此时，结束擦除过程，并判定 为擦除失败；如果检测的修改次数没有达到上限，例如修改次数记录的为11110000，则增 大擦除电压，重新施加到所述扇区进行数据擦除操作，例如，将擦除电压增大为11. 5伏。本实施例中，修改擦除电压的方法是以0. 1 1伏的阶跃电压为步长增加擦除电 压。本发明的实施例中，增加擦除电压采用均勻阶跃电压步长，如0. 1伏；当然，也可 以采用非均勻阶跃电压步长来增加擦除电压，例如，先是0.3伏，然后0. 1伏。本发明实施例提供的一种或非型闪存的数据擦除方法，针对各个扇区采用不同的 擦除电压进行各扇区的数据擦除，尽可能避免因使用过高的电压擦除数据对扇区造成循环 缺陷，从而提高存储器件的可靠性。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种或非型闪存的数据擦除方法，所述或非型闪存包括多个存储块，每个存储块包 含多个扇区，每个扇区包含有标识单元和数据单元，所述擦除方法包括1)获取每个扇区中标识单元中记录的默认电压值；2)将与默认电压值相同的擦除电压施加到相应的扇区上对数据单元进行擦除操作；3)将校验电压施加于所述扇区，验证所述扇区是否擦除成功，若擦除成功，则执行步骤 4)，若擦除不成功，则执行步骤5)；4)检测擦除电压是否与默认电压相等，若相等，则结束擦除过程，若不相等，则修改默 认电压，使之与擦除电压相等，并记录修改次数，然后结束擦除过程；5)检测修改次数是否达到上限，若否，修改擦除电压，并执行步骤2)，若是，则结束擦 除过程，并判定擦除失败。
2.根据权利要求1所述的或非型闪存的数据擦除方法，其特征在于，所述步骤幻中修 改擦除电压的方法是以0. 1 1伏的阶跃电压为步长增加擦除电压。
3.根据权利要求2所述的或非型闪存的数据擦除方法，其特征在于，增加擦除电压采 用均勻阶跃电压步长。
4.根据权利要求2所述的或非型闪存的数据擦除方法，其特征在于，增加擦除电压采 用非均勻阶跃电压步长。
5.根据权利要求1所述的或非型闪存的数据擦除方法，其特征在于，所述标识单元记 录包括所在扇区的默认电压和修改次数。
6.根据权利要求1所述的或非型闪存的数据擦除方法，其特征在于，所述擦除操作针 对每个扇区独立进行。
7.根据权利要求1所述的或非型闪存的数据擦除方法，其特征在于，所述扇区的大小 为512字节。
全文摘要
一种或非型闪存的数据擦除方法，所述或非型闪存包括多个存储块，每个存储块包含多个扇区，每个扇区包含有标识单元和数据单元，所述擦除方法包括获取每个扇区中标识单元中记录的默认电压值；将与默认电压值相同的擦除电压施加到相应的扇区上对数据单元进行擦除操作；将校验电压施加于所述扇区，验证所述扇区是否擦除成功，若擦除成功，记录擦除电压和修改次数，若不成功，则修改擦除电压，进行重新擦除。如修改次数超过上限，则判定擦除失败。所述擦除方法有效减少了因过高电压使存储器件产生循环缺陷的问题，提高存储器件的可靠性。
文档编号G11C16/14GK102136295SQ201110102999
公开日2011年7月27日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者孔蔚然, 肖军 申请人:上海宏力半导体制造有限公司