[发明专利]从闪速存储器中的错误恢复的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在读取错误可能发生的系统中从闪速存储器中读取数 据。

背景技术

单位和多位闪速存储单元

闪速存储设备已经存在许多年。典型地，闪速存储设备内的每个 存储单元存储一位的信息。在闪速存储单元中存储一位的传统方法是 通过支持存储单元的两种状态。一种状态表示逻辑“0”而另一种状态 表示逻辑“1”。

在闪速存储单元中，两种状态通过使浮动栅极位于单元通道(连 接单元晶体管的源极和漏极元件的区域)上，以及使电荷量的两种有 效状态存储在该浮动栅极内而实现。典型地，一种状态是在浮动栅极 中具有零电荷并且是擦除之后单元的初始未写入状态(通常定义为表 示“1”状态)，而另一种状态是在浮动栅极中具有一定量的负电荷 (通常定义为表示“0”状态)。在栅极中具有负电荷使得单元晶体管 的阈值电压(也就是必须施加到晶体管的控制栅极以便使得晶体管传 导的电压)增加。现在，通过检查单元的阈值电压读取存储位是可能 的-如果阈值电压处于较高状态则位值为“0”，并且如果阈值电压处 于较低状态则位值为“1”。实际上，不需要准确地读取单元的阈值电 压-需要的是正确地识别单元当前处于两种状态的哪种。为了这个目 的，相对于处于两种状态之间中间的参考电压值进行比较，从而确定 单元的阈值电压低于还是高于该参考值是足够的。

图1A图示显示这如何工作。具体地，图1A显示大量单元的阈 值电压的分布。因为闪存设备中的单元在它们的特性和行为方面并不 完全相同(例如因为杂质浓度的小偏差或硅结构中的缺陷)，将相同 的编程操作应用于所有单元不会使得所有单元具有完全相同的阈值电 压。(注意，由于历史原因，将数据写入闪速存储器通常称作“编程” 闪速存储器)。代替地，阈值电压类似于图1A中显示的方式分布。 存储“1”值的单元典型地具有负的阈值电压，使得大多数单元具有与 由图1A的左峰值显示的值接近的阈值电压，一些较少数目的单元具 有较低或较高的阈值电压。类似地，存储“0”值的单元典型地具有正 的阈值电压，使得大多数单元具有与由图1A的右峰值显示的值接近 的阈值电压，一些较少数目的单元具有较低或较高的阈值电压。

近年来，一种使用常规称作“多级单元”或缩写MLC技术的新的 闪存设备已经在市场上出现。(该名称令人误解，因为先前类型的闪 存单元也具有多于一级；它们具有两级，如上所述。因此，两种闪存 单元在这里称作“单位单元”(SBC)和“多位单元”(MBC)。)由 MBC闪存带来的改进在于每个单元中存储两位。(原则上，MBC 也包括每个单元多于两位的存储，但是这种单元当前还没有存在于市 场上。为了简化说明，这里着重于两位的情况。但是应当理解，本发 明可同等地适用于支持每个单元任意位数的闪速存储设备)。为了使 得单个单元存储两位信息，单元必须能够处于四种不同状态的一种。 因为单元的“状态”由它的阈值电压表示，显然MBC单元应当支持阈 值电压的四种不同有效范围。图1B显示典型MBC单元的阈值电压 分布。如期望的，图1B具有四个峰值，每个对应一种状态。如对于 SBC情况一样，每种状态实际上是一个范围而不是单个数值。当读 取单元的内容时，必须保证的是正确地识别单元的阈值电压所处的范 围。对于MBC闪存设备的现有技术实例，参看Harari的美国专利 5,434,825号，在此以引用方式将该专利完全并入本文中。