[发明专利]高性能和高可靠性闪存存储器的潜在的缓慢擦除位的动态检测方法

说明书

本发明公开了一种用于检测非易失性存储器中的潜在的缓慢位（例如，潜在的缓慢擦除位）的方法和装置。对擦除周期期间的地址中的软编程脉冲的最大数量计数。根据至少一个实施例，对在所述擦除周期期间的擦除脉冲的数量计数。根据不同实施例，相比于先前擦除周期，对所述软编程脉冲的最大数量相比于先前擦除周期是否已经以至少预定的最小速率的速率增加，对所述软编程脉冲的最大数量是否已经超过预定的阈值，对所述擦除脉冲的数量相比于先前擦除周期是否已经增加，或对其组合做出决定。响应于这样的决定，基于NVM中的缓慢位的存在或不存在，NVM通过或不合格。

技术领域

本公开通常涉及存储器，更具体地，涉及非易失性存储器装置的检测。

相关技术描述

一些类型的非易失性存储器（NVM）单元分别通过施加特定的编程偏置电压和擦除偏置电压来编程和擦除，其中对这种操作可以执行多少次通常有限制。此外，一种常见的NVM存储类型（通常被称为闪存存储器）包括被同时擦除的很多NVM存储器单元（块）。由于性能变化，对于给定的一组擦除偏置电压，块的一些NVM存储器单元将快于所述块的其它NVM存储器单元被擦除，例如，置于已擦除状态。因此，由于擦除周期的持续时间被选择来擦除NVM块的所有单元，因此那些比相同块的其它存储器单元较快地被擦除的NVM存储器单元将继续受到擦除条件的影响，例如，不必要的擦除偏置电压的施加，而较慢的NVM存储器单元仍然在被擦除。对给定的一组偏置电压，需要较长时间擦除的位被称为缓慢位。

因此，较快擦除的NVM位会变成过擦除，这会造成表现出不期望的特性（例如，过度的电流泄露）的存储器单元。为了解决这样的问题，较快擦除的存储器单元可以经受一个或多个编程脉冲（被称为软编程脉冲）以将它们置于擦除的存储器单元的期望的统计分布，并克服与过擦除相关联的问题。这种编程被称为软编程。由于其每个地址地进行并且具有低编程偏置，因此软编程通常花费相对长的时间。随着更多单元需要被软编程，增加的软编程的持续时间可以最终导致嵌入的擦除操作不能在规定的最大时间内完成。此外，随着时间的推 移，在也许数以万计的编程/擦除周期之后，一些NVM存储器单元可能变成弱擦除或缓慢擦除。这些潜在的弱存储器单元很难检测，直到它们实际变成弱擦除或缓慢擦除。因此，缓慢擦除存储器单元通过生产测试但是在器件已被放置在最终产品中之后变得很明显，并不罕见。例如，这样的缓慢擦除位会可以导致NVM控制逻辑延长包括现在缓慢的位整个擦除块的擦除时间，这又可能导致该块的存储器单元在擦除操作之后的过擦除分布，因此显著地放缓了下面的软编程操作。最终，这样的缓慢擦除位将导致嵌入的擦除操作失败。

概述

根据一个实施例，提供了一种用于检测在非易失性存储器（NVM）中的潜在的缓慢擦除位的方法，包括：确定用于在当前擦除周期期间擦除NVM存储器单元的软编程脉冲的最大数量，从相应的多个存储器单元的多个软编程脉冲计数确定所述最大数量；确定所述当前擦除周期的所述软编程脉冲的最大数量相比于至少一个先前擦除周期的先前软编程脉冲的最大数量之间的变化率；以及响应于所述变化率超过预定的第一阈值，断言失败指示器。

根据另一个实施例，提供了一种非易失性存储器（NVM）包括：位单元阵列，包括用于存储多个位的多个位单元，所述位单元阵列包括用于脉冲计数存储的测试存储器区域；以及NVM控制器，耦接至所述位单元阵列，所述NVM控制器被配置用于使所述NVM控制器确定用来在当前擦除周期期间擦除所述多个位单元的位单元的软编程脉冲的最大数量、确定所述当前擦除周期的所述软编程脉冲的最大数量相比于至少一个先前擦除周期的先前软编程脉冲的最大数量之间的变化率、以及基于所述变化率超过预定的第一阈值断言失败信号以使所述NVM不合格。

根据另一个实施例，提供了一种方法，包括：响应于在先前擦除周期期间的第一最大软编程脉冲计数和在擦除周期期间的第二最大软编程脉冲计数之间的变化，检测非易失性存储器（NVM）中的潜在的缓慢 擦除位；以及响应于检测到潜在的缓慢擦除位，使所述NVM不合格。

附图说明