[发明专利]一种降低快闪存储器阈值电压分布范围的方法

说明书

技术领域

本发明属于快闪存储器电路设计技术领域，特别涉及一种降低快闪存储器阈值电压分布范围的方法。

背景技术

快闪存储器有着广泛的应用，比如照相机、MP3等便携式电子设备。快闪存储器在数据写入之前一般都会执行擦除操作，且为了避免出现过擦除态(Over Erase)以及保证数据的保持特性(Retention)，系统设计都会通过算法对快闪存储器存储单元擦除操作后的阈值电压分布进行控制。基于多位存储(Multi-Level Cell)的快闪存储器尤其需要对擦除操作后的阈值电压分布进行控制。目前已有的算法主要受到操作时间的限制，通过擦除操作控制存储单元的阈值电压低于某个预设值以及通过软编程操作保证存储单元不会处于过擦除状态即可，并不严格要求存储单元的阈值电压分布范围足够窄，其阈值电压分布示意图如图1所示。而在特殊应用情况下，比如多位模拟值存储，甚至是将快闪存储器作为图象传感器等需要存储更多位模拟值的场合中，对擦除操作的时间、数据保持特性没有严格要求，但要求存储单元擦除操作后的阈值电压分布范围非常窄。

发明内容

本发明针对上述缺陷公开了一种降低快闪存储器阈值电压分布范围的方法，本发明是一种高精度擦除算法，能够有效降低擦除操作后存储单元阈值电压的分布范围。

一种降低快闪存储器阈值电压分布范围的方法包括以下步骤：

1)首先对快闪存储器的所有存储单元施加擦除脉冲，以降低快闪存储器的所有存储单元的阈值电压；

2)然后通过擦除验证操作来判断快闪存储器所有存储单元的阈值电压是否低于第一预设值Vr1，如果不是，需要再次对存储单元施加擦除脉冲，如果是，则说明所有存储单元的阈值电压已经低于第一预设值Vr1；

3)对存储单元施加软编程操作以提高存储单元的阈值电压，该软编程操作控制加到存储单元栅极的电压Vw大小满足如下条件：Vw-Vr1＝Vstep，从而使得存储单元的阈值电压经过特定时间的编程操作后逐渐收敛到第二预设值Vr2，其中Vr1-Vr2＝Vd，而Vd就是擦除操作后存储单元阈值电压的分布范围，通过调整控制Vstep的大小来控制Vd的大小，Vd随着Vstep的增加而减小。

所述特定时间的范围为：100微秒到500微秒。

本发明的有益效果为：能够有效降低擦除操作后存储单元阈值电压的分布范围，扩大数据的存储空间，有利于将快闪存储器作为图象传感器等需要存储更多位模拟值的场合中。

附图说明

图1为已有擦除和编程操作后存储单元阈值电压分布示意图。

图2为本发明提出的擦除操作算法示意图。

图3为本发明提出的软编程操作过程中，存储单元阈值电压变化示意图。

图4为采用本发明提出的擦除操作算法后存储单元阈值电压分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明提出了一种高精度擦除算法，能够有效降低擦除操作后存储单元阈值电压的分布范围。

如图2所示，一种降低快闪存储器阈值电压分布范围的方法包括以下步骤：

1)首先对快闪存储器的所有存储单元施加擦除脉冲，以降低快闪存储器的所有存储单元的阈值电压；

2)然后通过擦除验证操作来判断快闪存储器所有存储单元的阈值电压是否低于第一预设值Vr1(比如1.5V)，如果不是，需要再次对存储单元施加擦除脉冲，如果是，则说明所有存储单元的阈值电压已经低于第一预设值Vr1；

3)但此时存储单元的阈值电压分布非常广(比如0.5V到1.5V)，需要接着对存储单元施加软编程操作以提高存储单元的阈值电压，该软编程操作利用存储单元长时间(比如100微秒到500微秒)编程操作具有的收敛性，严格控制加到存储单元栅极的电压Vw(比如4V)大小满足如下条件：Vw-Vr1＝Vstep，从而使得存储单元的阈值电压经过特定时间的编程操作后逐渐收敛到第二预设值Vr2(比如1V)，其中Vr1-Vr2＝Vd，而Vd就是擦除操作后存储单元阈值电压的分布范围，通过调整控制Vstep的大小来控制Vd的大小，Vd随着Vstep的增加而减小。

图3为软编程操作过程中，存储单元阈值电压变化示意图。图4为擦除操作后存储单元阈值电压的分布示意图，可以看到阈值电压的分布范围非常窄。