[发明专利]固态储存装置中储存状态的分布曲线估计方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种固态储存装置中储存状态的分布曲线估计方法，且特别是有关于一种固态储存装置中储存状态的高斯分布曲线估计方法。

背景技术

众所周知，与非门快闪存储器(NAND flash memory)所组成的固态储存装置(solid state device)已经非常广泛的应用于各种电子产品。例如SD卡、固态硬盘等等。基本上，根据固态储存装置中每个存储单元所储存的数据量可进一步区分为每个存储单元储存一位的单层存储单元(Single-Level Cell，简称SLC)快闪存储器、每个存储单元储存二位的多层存储单元(Multi-Level Cell，简称MLC)快闪存储器、与每个存储单元储存三位的三层存储单元(Triple-Level Cell，简称TLC)快闪存储器。

请参照图1，其所绘示为固态储存装置内部存储单元排列示意图。其中，每个存储单元内包括一个浮动栅晶体管(floating gate transistor)。此存储单元可为SLC、MLC、或者TLC。如图所示，多个存储单元串行连接成一行(column)，而固态储存装置中包括多行。再者，每一列的字符线(word line)可控制每行中的一个存储单元。

基本上，浮动栅晶体管中的浮动栅(floating gate)可以储存热载子(hot carrier)，而根据热载子储存量的多寡可决定该浮动栅晶体管的临限电压(threshold voltage，简称VTH)。也就是说，具有较高的临限电压的浮动栅晶体管需要较高的栅电压(gate voltage)来开启(turn on)浮动栅晶体管；反之，具有较低的临限电压的浮动栅晶体管则可以用较低的栅电压来开启浮动栅晶体管。

因此，于固态储存装置的程序周期(program cycle)时，可控制注入浮动栅的热载子量，进而改变其临限电压。而在读取周期(read cycle)时，固态储存装置中的感测电路(sensing circuit)即可根据浮动栅晶体管的临限电压来判断其储存状态。

请参照图2，其所绘示为MLC固态储存装置中的储存状态与临限电压关系示意图。基本上，MLC固态储存装置的一个存储单元可以根据不同的热载子量注入量而呈现四个储存状态E、A、B、C。在未注入热载子时，可视为储存状态E(例如逻辑储存状态11)，而随着热载子注入存储单元的数量渐增，依序为储存状态A(例如逻辑储存状态10)、储存状态B(例如逻辑储存状态00)、储存状态C(例如逻辑储存状态01)。其中，储存状态C的存储单元具有最高的临限电压准位，储存状态B的存储单元次之，储存状态A的存储单元再次之，储存状态E的存储单元具有最低的临限电压准位。再者，当存储单元经过抹除周期之后，皆会回复至未注入热载子的储存状态E。

一般而言，于程序周期时，若将多个存储单元程序为相同的储存状态，其并非每个存储单元的临限电压都会相同，而是会呈现一分布曲线(distribution curve)，且其分布曲线可对应至一中位临限电压。由图2可知，储存状态E的中位临限电压为VTHE(例如0V)，储存状态A的中位临限电压为VTHA(例如10V)，储存状态B的中位临限电压为VTHB(例如20V)，储存状态C的中位临限电压为VTHC(例如30V)。举例来说明，在统计储存状态C的所有存储单元的临限电压后，具中位临限电压VTHC(例如30V)的存储单元数目最多。

如图2所示，当MLC固态储存装置中各个储存状态的分布曲线决定之后，即可据以产生一第一感测电压(sensed voltage，Vs1)、第二感测电压(Vs2)、与第三感测电压(Vs3)。而于读取周期时，即可利用第一感测电压(Vs1)、第二感测电压(Vs2)、与第三感测电压(Vs3)来侦测MLC固态储存装置中的存储单元的储存状态。

假设存储单元的临限电压小于第一感测电压(Vs1)，则该存储单元可视为储存状态E；假设存储单元的临限电压大于第一感测电压(Vs1)且小于第二感测电压(Vs2)，则该存储单元可视为储存状态A；假设存储单元的临限电压大于第二感测电压(Vs2)且小于第三感测电压(Vs3)，则该存储单元可视为储存状态B；以及，假设存储单元的临限电压大于第三感测电压(Vs3)，则该存储单元可视为储存状态C。