[发明专利]针对检测保护的虚拟存储器擦除或编程方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种擦除或编程非易失性存储器的存储器基元的方法，并涉及这样的非易失性存储器。

背景技术

非易失性半导体存储器，诸如EEPROM和闪存，通常包括电可擦除可编程存储器基元阵列。这样的存储器基元通常包括至少一个浮动栅极晶体管FGT。浮动栅极晶体管通常包括源极和漏极区域、在源极和漏极区域之间延伸的沟道区域、跨过沟道区域延伸的控制栅极、以及在控制栅极和沟道区域之间延伸的浮动栅极。

浮动晶体管通过施加电压脉冲(“编程脉冲”)到其源极或漏极区域而被编程，或通过其体(bulk)区域，以将电荷注射到浮动栅极中。相反，通过施加电压脉冲(“擦除脉冲”)到其控制栅极或穿过体区域，其被擦除，以从浮动栅极提取电荷。浮动栅极中的电荷数量限定了晶体管的阈值电压，这对应于存储在存储器基元中的数据值。

这样的存储器基元具有有限的有效寿命，也被已知为耐久性。这样的基元在变得降级前可忍受的擦除和编程循环的数量是有限的，这是由于到浮动栅极和来自浮动栅极的电荷的重复传输。结果，将被施加到存储器基元以进行编程或擦除过程的编程或擦除脉冲的数量可随着时间而增加，同时基元老化。

因此，在一些存储器中，施加到存储器基元的擦除或编程脉冲的数量被控制电路监控，其在被擦除或编程时验证了存储器基元的状态。擦除或编程脉冲的数量被实时调整，直到基元达到想要的擦除的或编程的状态，或直到达到最大授权的脉冲数量。以这种方式，不同存储器基元的阈值电压的分散在整个存储器阵列内被减少。

图1是在存储器基元上进行擦除或编程循环的传统循环的流程图，例如在美国专利7,983,078中描述的类型。

在步骤S1，可变的Np被设为初始值，例如1。在步骤S2中，擦除或编程操作被初始化。在步骤S3，一个擦除或编程脉冲被施加到指定的存储器基元。在步骤S4，存储器基元的状态被确定。在步骤S5，存储器基元的状态被验证，以检查其是否对应于想要的状态。如果响应为是，控制基元终止循环作为“通过”。如果想要的状态还未达到，在步骤S6期间，验证Np是否等于授权的最大脉冲数量Npmax。如果响应为是，循环被终止为“失败”。如果Np小于Npmax，在步骤S7中Np被增加1，且循环返回到步骤S3。

在一些应用中，诸如加密计算，当涉及敏感数据时，有时候想要遮蔽某些写操作。此遮蔽可能包括将假数据写入某些存储器基元中，以误导查看存储器电路行为的第三方。如图1所示，进行将假数据写入存储器基元中，差别仅在于擦除或编程循环的末端数据的实际值不重要。

为了简明，涉及假数据的擦除或编程循环在接下来将被称为“虚拟”操作，且被指定接收这样的假数据的存储器基元将被指定为“虚拟(dummy)”基元。

通常，尽管虚拟循环比正常数据循环要更加不频繁地发生，较小部分的可用存储空间被专用于虚拟操作。结果，被专用于虚拟操作的存储器基元比专用于常规操作的存储器基元要经受更多的擦除和/或编程循环。结果，虚拟存储器基元比常规存储器基元老化地更快，且随着时间变化，虚拟擦除或编程操作可与常规擦除或编程操作区别开，在于其涉及更多的擦除或编程脉冲。

发明内容

本发明包括观测到，通过计算在擦除或编程操作中涉及的脉冲数量，攻击者可将虚拟擦除或编程操作与常规擦除或编程操作区别开。

因此，想要提供一种进行擦除或编程循环的方法，其可降低这样的安全风险。

本发明的实施例涉及一种编程或擦除非易失性存储器的存储器基元的方法，包括第一存储器基元的第一擦除或编程循环，包括以下步骤：i)施加至少一个擦除或编程脉冲到所述存储器基元，ii)确定所述存储器基元的擦除的或编程的状态，以及iii)如果所述存储器基元没有处于想要的状态，重复步骤i)和ii)，其中所述方法还包括第二存储器基元的第二擦除或编程循环，包括将预定数量的擦除或编程脉冲施加到所述第二存储器基元。

根据一个实施例，擦除或编程脉冲的所述预定数量是在第一存储器基元的至少一个第一擦除或编程循环期间，施加到第一存储器基元的脉冲的第一数量的函数。

根据一个实施例，所述第二循环包括：iv)施加至少一个擦除或编程脉冲到所述存储器基元，v)确定所述存储器基元的状态：擦除的或编程的，以及vi)重复步骤iv)和v)，直到所述预定数量的擦除或编程脉冲被施加到所述第二存储器基元。

根据一个实施例，所述方法包括验证所述擦除或编程循环是否在所述第一或所述第二存储器基元上被进行的步骤。