NAND存储器的电压控制方法及装置与流程

本发明涉及nand存储器，尤其是涉及一种nand存储器的电压控制方法及装置。

背景技术：

1、nand闪存具有功耗低、质量轻且性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。而基于nand flash的固态盘(nand固态盘)是一种以闪存芯片nand flash为存储介质的新型电子盘。nand固态盘的有限擦除次数取决于其内部存储介质nand flash的有限擦除次数(erase cycles)。nand flash的有限擦除次数导致其寿命和存储可靠性受限。nand flash的擦除次数与擦除起始电压息息相关。随着芯片制程降低，nand flash的有限擦除次数也在减少，从而降低了nand flash的耐久性和nand固态盘的寿命。所以，优化nand固态盘擦除起始电压的新方法，具有重要的理论价值和实践价值。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种nand存储器的电压控制方法及装置，可以有效的避免过擦除和擦除不够的现象。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种nand存储器的电压控制方法，所述nand存储器具有多个存储单元，每个存储单元包括由下至上依次层叠设置的衬底、隧穿层、浮栅层、栅隔离层以及控制栅极，所述浮栅层用于存储电荷；

4、所述电压控制方法包括：

5、采用预制块收集每个存储单元的擦除状态电压；

6、判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态；

7、若是，将50％存储单元达到所述擦除状态的擦除状态电压作为所述nand存储器的擦除起始电压；

8、利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作和写入操作。

9、优选的，在上述的电压控制方法中，还包括：

10、设置所述nand存储器的擦除循环次数；

11、对于所述nand存储器的每次写入操作和每次擦除操作，递增计数器上的计数值；

12、判断所述计数值是否等于所述擦除循环次数；

13、若是，则将所述计数器归零，重新启动所述预制块收集每个存储单元的擦除状态电压。

14、优选的，在上述的电压控制方法中，判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态，包括：

15、判断所述擦除状态电压是否达到第一预设阈值；

16、若是，则所述擦除状态电压达到擦除状态。

17、优选的，在上述的电压控制方法中，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作，包括：

18、设置所述擦除起始电压为擦除电压；

19、向所述衬底施加所述擦除电压，以使得所述浮栅层存储的电荷向所述衬底移动，减小所述浮栅层的电压；

20、判断所述浮栅层的电压是否小于第二预设阈值；

21、若是，则完成擦除操作。

22、优选的，在上述的电压控制方法中，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行写入操作，包括：

23、设置所述擦除起始电压为写入电压；

24、向所述控制栅极施加所述写入电压，以使得位于所述衬底的电荷向所述浮栅层移动，增大所述浮栅层的电压；

25、判断所述浮栅层的电压是否大于第三预设阈值；

26、若是，则完成写入操作。

27、本发明还提供一种nand存储器的电压控制装置，所述nand存储器具有多个存储单元，每个存储单元包括由下至上依次层叠设置的衬底、隧穿层、浮栅层、栅隔离层以及控制栅极，所述浮栅层用于存储电荷；

28、所述电压控制装置包括：

29、收集单元，用于收集每个存储单元的擦除状态电压；

30、第一判断单元，用于判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态；

31、擦除起始电压控制单元，用于在所述擦除状态电压达到擦除状态时，将50％存储单元达到所述擦除状态的擦除状态电压作为所述nand存储器的擦除起始电压；

32、擦除和写入单元，用于利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作和写入操作。

33、优选的，在上述的电压控制装置中，还包括：

34、第一设置单元，用于设置所述nand存储器的擦除循环次数；

35、计数器控制单元，用于对所述nand存储器的每次写入操作和每次擦除操作，递增计数器上的计数值；

36、第二判断单元，用于判断所述计数值是否等于所述擦除循环次数；

37、重启单元，用于在所述计数值等于所述擦除循环次数时，将所述计数器归零，重新启动所述预制块收集每个存储单元的擦除状态电压。

38、优选的，在上述的电压控制装置中，判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态，包括：

39、第三判断单元，用于判断所述擦除状态电压是否达到第一预设阈值；

40、若是，则所述擦除状态电压达到擦除状态。

41、优选的，在上述的电压控制装置中，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作，包括：

42、第二设置单元，用于设置所述擦除起始电压为擦除电压；

43、擦除电压控制单元，用于向所述控制栅极施加所述擦除电压，以使得所述浮栅层存储的电荷向所述衬底移动，减小所述浮栅层的电压；

44、第四判断单元，用于判断所述浮栅层的电压是否小于第二预设阈值；

45、若是，则完成擦除操作。

46、本发明还提供一种nand存储器，所述nand存储器包括：

47、由多个存储单元组成的存储阵列，每个存储单元包括由下至上依次层叠设置的衬底、隧穿层、浮栅层、栅隔离层以及控制栅极；其中，所述衬底的两侧设置有源极和漏极，所述源极连接源线，所述漏极连接位线，所述控制栅极连接字线；

48、如上述任一项所述的电压控制装置。

49、通过上述描述可知，本发明技术方案提供的nand存储器的电压控制方法及装置中，采用预制块收集每个存储单元的擦除状态电压，并判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态，若是，则将50％存储单元达到所述擦除状态的擦除状态电压作为所述nand存储器的擦除起始电压，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作和写入操作。此种方法可以有效的避免了存储单元本征阈值电压不同，用统一的擦除起始电压做擦除操作时发生的过擦除和擦除不够的现象。

50、进一步的，随着擦除操作和写入操作循环次数的增加，比如达到预设的循环次数时，可再次启动预制块收集每个存储单元的擦除状态电压，重新设定擦除起始电压值，此种方法能够针对存储单元隧穿层状态变化给出合适的擦除起始电压，避免发生过擦除和擦除不够的现象。

技术特征：

1.一种nand存储器的电压控制方法，其特征在于，所述nand存储器具有多个存储单元，每个存储单元包括由下至上依次层叠设置的衬底、隧穿层、浮栅层、栅隔离层以及控制栅极，所述浮栅层用于存储电荷；

2.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态，包括：

4.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作，包括：

5.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行写入操作，包括：

6.一种nand存储器的电压控制装置，其特征在于，所述nand存储器具有多个存储单元，每个存储单元包括由下至上依次层叠设置的衬底、隧穿层、浮栅层、栅隔离层以及控制栅极，所述浮栅层用于存储电荷；

7.根据权利要求6所述的电压控制装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的电压控制装置，其特征在于，判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态，包括：

9.根据权利要求6所述的电压控制装置，其特征在于，利用所述擦除起始电压，对所述nand存储器进行擦除操作，包括：

10.一种nand存储器，其特征在于，所述nand存储器包括：

技术总结
本申请公开了一种NAND存储器的电压控制方法及装置，所述NAND存储器具有多个存储单元，每个存储单元包括由下至上依次层叠设置的衬底、隧穿层、浮栅层、栅隔离层以及控制栅极，所述浮栅层用于存储电荷；所述电压控制方法包括：采用预制块收集每个存储单元的擦除状态电压；判断所述擦除状态电压是否达到擦除状态；若是，将50％存储单元达到所述擦除状态的擦除状态电压作为所述NAND存储器的擦除起始电压；利用所述擦除起始电压，对所述NAND存储器进行擦除操作和写入操作。应用本发明提供的技术方案，可以有效的避免过擦除和擦除不够的现象。

技术研发人员：邵国玉,徐敬周,何明,苏琳琳
受保护的技术使用者：紫光国芯微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14