[发明专利]一种缓解MLC闪存读干扰问题的方法

说明书

本发明公开了一种缓解MLC闪存读干扰问题的方法,每个wordline分为:最低有效位LSB和最高有效位MSB，单个wordline的编程必须先编程wordline的所有LSB，然后再编程wordline的整个MSB,其特征在于根据读取的wordline所处的状态分别给与wordline相邻的wordline设置不同的旁路电压pass_through，wordline根据编程的程度分为3种状态，分别如下：擦除状态，为wordline的LSB和MSB都没有写入任何数据；非完全状态，为wordline的LSB写入数据，但MSB没有写入数据；完全状态，为wordline的LSB和MSB都已写入数据。可以有效降低读干扰对擦除状态与非完全状态wordline的影响，可有效降低非完全状态的wordline和擦除状态的wordline70％的BER，这间接的增加了MLC闪存的寿命。

技术领域

本发明涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种缓解MLC闪存读干扰问题的方法。

背景技术

在闪存单元(Flash Cell)使用浮动栅晶体管(Floating Gate Transistor)的电压值来表示存储的数据，MLC(Multi Level Cell)闪存的闪存单元可以存储多个比特值，图1是MLC闪存的闪存单元示意图，MLC闪存单元的编程(program)要求分两步，第一步：编程闪存单元的LSB，第二步：编程闪存单元的MSB。没有进行编程的闪存单元处于擦除状态，只完成第一步编程的闪存单元处于非完全状态(partial program)，完成第二步编程的状态为完全状态，闪存单元的浮动栅晶体管电压值与存储数据的对应关系如图2闪存单元阀值电压与存储数据的关系图，其中V_a，V_b，V_c，V_d是颗粒厂商给出的参考值，如果浮动栅晶体管电压值在[0，V_a]之间，则认为存储的是11数据，如果浮动栅晶体管电压值在[V_a，V_b]之间，则认为存储的是01数据，如果浮动栅晶体管电压值在[V_b，V_c]之间，则认为存储的是00数据，如果浮动栅晶体管电压值在[V_b，V_d]之间,则认为存储的是10数据。

MLC闪存的另外一个特性是读干扰(read disturb)，简单理解为读某个物理页时，会影响临近物理页中闪存单元的电压值，这种影响随着读次数增加而累积增大，最后电压值会偏移到另外一个区间，那么该闪存单元存储的数据就发生了错误。

更不幸的是，处于非完全状态的闪存单元受读干扰的影响更大，实验数据表明非完全状态闪存单元受读干扰的影响大概是完全状态的十倍。

多个闪存单元横向组成wordline，并根据位置将闪存单元分为LSB和MSB两部分：最低有效位LSB(Least Significant Bit)和最高有效位MSB(Most Significant Bit)，单个wordline的编程必须先编程wordline的整个LSB，然后再编程wordline的整个MSB，中间可以编程其他的wordline。

当读取某个wordline数据的时候，我们会给wordline加一个很小的电压(V_ref)，目的在于读出wordline上的电压值，同时需要给临近的其他wordline加一个pass through的电压(V_pass)，图3读MLC闪存数据示例，V_pass的电压很大，比远大于V_d。

图4是读干扰现象示意图，读干扰现象指的是，这个V_pass会对wordline上当前的电压值产生一定程度的影响，影响程度跟V_pass与当前wordline电压阈值的差值成正比关系，大量实验数据表明擦除状态与非完全状态的wordline受读干扰的影响非常大，大概是完全状态的10倍。图5是不同wordline受读干扰影响后BER变化，图中A区域为完全状态的wordline，B区域为非完全状态的wordline，C区域为擦除状态的wordline，经过上万次读干扰影响后，各区域的BER(比特出错概率：BitError Rate)的影响概率，明显A区域〉B区域〉A区域。

发明内容