[发明专利]固态非易失性存储单元的部分重新编程

说明书

本申请公开了固态非易失性存储单元的部分重新编程。一种管理如闪存阵列的存储器中数据的方法和装置。根据一些实施例，数据被写入到固态非易失性存储单元的集合，从而该集合中的每个存储单元被写入至相关初始编程状态。检测该集合中的所选存储单元的编程状态的漂移，对所选存储单元进行部分重新编程，以使得所选存储单元返回到相关初始编程状态。

发明内容

本发明的各个实施例一般涉及例如闪存阵列的存储器中的数据管理。

根据一些实施例，数据被写入到固态非易失性存储单元的集合，使得该集合的每个存储单元被写入相关联的初始编程状态。该组中选定的存储单元的编程状态的漂移被检测到，并且所选定的存储单元被部分地重新编程，以使得所选定的存储单元返回到相关的初始编程状态。

表征各个实施例的这些和其他特征将通过下文的详细讨论和附图而被理解。

附图说明

图1示出了根据多个实施例的与主机装置进行通信的数据存储装置的功能框图。

图2示出了根据一些实施例的图1的数据存储装置的框图。

图3示出了可以在图1的设备中使用的闪存单元结构。

图4是使用图3中单元的闪存阵列的部分的示意图。

图5示出了擦除块的示例性格式。

图6示出了将擦除块设置成垃圾收集单元(GCU)。

图7示出了来自图6的存储单元的电荷密度分布。

图8示出了图7的所选分布中的电荷漂移。

图9示出了数据存储装置的部分重新编程电路，其根据多个实施例进行操作以校正图8的电荷漂移。

图10是数据存储装置的读/写/擦除电路的读出部分。

图11是读/写/擦除电路的写部分。

图12示出对存储单元分布应用不同的电压检测阈值以评估编程漂移。

图13示出分别在正常编程和部分编程操作过程中由图11的写部分施加的正常编程增量及部分编程增量。

图14是部分编程序列。

图15是根据一些实施例的部分编程例程的流程图。

具体实施方式

本发明一般涉及管理存储在存储模块中的数据，例如但不限于数据存储装置的闪存阵列。

本领域已知各种各样的非易失性数据存储器。一些非易失性存储器采用固态存储单元的形式，诸如闪存，电阻式随机存取存储器(RRAM)，自旋力矩转移随机存取存储器(STRAM)，相变随机存取存储器(PCRAM)等。

这些和其它类型的存储单元采用半导体结构，并存储与单元的编程的电气、机械和/或结构方面有关的数据。虽然名义上是非易失性，使得编程状态保持的时间较长，然而存储单元可能面对多种影响，其导致编程状态的变化(编程漂移)。这些影响包括读取干扰、写入干扰、充电漂移、温度下降、退磁、写/擦除周期的积累、磨损等，会随着时间而影响单元的编程完整性。

通常在前存储数据时对现有单元重新编程或者将数据写入到一组新的单元时执行刷新操作，在编程漂移发生前足以防止编程数据的可靠恢复。一些存储单元在重写数据到单元之前需要插入的擦除操作。垃圾收集操作可以包括擦除或重置存储块以使存储块返回到可用的分配池之后，再重写当前数据到新的位置。

然而在操作时，与当前的刷新操作(包括但不限于垃圾收集操作)相关的一个问题是，数据的重写以及必要的存储单元擦除，会减少存储单元的总体工作寿命。某些类型的闪存单元，例如，在大约5000次的写入/擦除周期后失效。其他类型的存储单元由于反复写入和/或擦除也遇到类似的磨损敏感性。