非易失性存储器及其操作方法与流程

本发明涉及一种存储器装置及其操作方法，尤其涉及一种包括判断存储器单元串的非易失性存储器及其操作方法。

背景技术：

1、对于典型的与非型闪存(nand flash)，当对数据进行擦除操作时，在施加最初的擦除电压之前，会先针对全部页面执行预编程操作，由此防止浅擦除(shallow erase)的问题。其中，预编程操作的电压强度低于正常编程操作，用以提高处于擦除状态的存储器单元的阈值电压，但是并不会将处于擦除状态的存储器单元变更为编程状态。

2、然而，在擦除操作之前执行预编程操作会对存储器单元造成额外的负担。如此一来，在经过多次的编程/擦除循环(program/erase cycling)之后，与没有执行预编程操作的情况相比，擦除时间增加较多。这意味着存储器单元的损害更为严重，导致寿命缩短。

3、此外，在先进制程中，由于制程微缩的关系，编程/擦除循环的性能会变差。如果使用传统上针对全部页面执行预编程操作的方式，将会使能够执行编程/擦除循环的次数减少，进而导致寿命缩短。

技术实现思路

1、本发明提供一种非易失性存储器及其操作方法，能够判断是否只有被孤立地施加编程电压的字线存在，并且据以决定是否执行预编程操作。

2、本发明的非易失性存储器包括存储器阵列以及控制器。存储器阵列包括多个区块。每个区块包括多个主存储器单元串、第一判断存储器单元串以及第二判断存储器单元串。每个主存储器单元串包括经串联连接的多个主存储器单元，第一判断存储器单元串包括经串联连接的多个第一判断存储器单元，第二判断存储器单元串包括经串联连接的多个第二判断存储器单元。控制器耦接存储器阵列。在进行编程操作时，控制器根据每个主存储器单元的数据电平决定对应的第一判断存储器单元的数据电平，根据每个第一判断存储器单元与其前一个第一判断存储器单元的数据电平决定对应的第二判断存储器单元的数据电平。在进行擦除操作时，控制器根据第二判断存储器单元的数据电平，决定是否执行预编程操作。

3、本发明的非易失性存储器的操作方法适用于上述的非易失性存储器。操作方法包括下列步骤：在进行编程操作时，根据每个主存储器单元的数据电平决定对应的第一判断存储器单元的数据电平，根据每个第一判断存储器单元与其前一个第一判断存储器单元的数据电平决定对应的第二判断存储器单元的数据电平；以及在进行擦除操作时，根据第二判断存储器单元的数据电平，决定是否执行预编程操作。

4、基于上述，本发明的非易失性存储器能够当只有被孤立地施加编程电压的字线存在时，才会在擦除数据前执行预编程操作。如此一来，可以精确地在真正需要时才执行预编程操作，降低预编程操作的次数，以减少对存储器单元的损害、增加编程/擦除循环的次数，进而达到延长存储器单元寿命的效果。

5、为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

技术特征：

1.一种非易失性存储器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器，其特征在于，在进行所述擦除操作时，所述控制器通过反向读取来判断所述第二判断存储器单元串是否包括任何一个具有编程电平的所述第二判断存储器单元，

3.根据权利要求2所述的非易失性存储器，其特征在于，在进行所述反向读取时，所述控制器被配置为施加充电电压至连接于所述第二判断存储器单元串的源极线，施加小于所述充电电压的测试电压至连接于所述第二判断存储器单元串的多个字线，并且判断所述第二判断存储器单元串的等效电容值是否反应于所述充电电压而增加。

4.根据权利要求2所述的非易失性存储器，其特征在于，当所述第二判断存储器单元串不包括具有所述编程电平的所述第二判断存储器单元时，所述控制器在施加所述擦除电压前执行针对部分页面的所述预编程操作。

5.根据权利要求1所述的非易失性存储器，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的非易失性存储器，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的非易失性存储器，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的非易失性存储器，其特征在于，在进行所述编程操作时，所述控制器判断与所选择的主存储器单元对应的所述第一判断存储器单元的前一个第一判断存储器单元是否具有编程电平，

9.根据权利要求8所述的非易失性存储器，其特征在于，当所述编程操作的编程验证失败，且当所述前一个第一判断存储器单元具有所述编程电平时，所述控制器以增量步进脉冲编程的方式反复地对所述所选择的主存储器单元、对应的所述第一判断存储器单元以及对应的所述第二判断存储器单元施加调整后的编程电压，直到通过编程验证。

10.一种非易失性存储器的操作方法，所述非易失性存储器包括多个主存储器单元串、第一判断存储器单元串以及第二判断存储器单元串，各所述多个主存储器单元串包括经串联连接的多个主存储器单元，所述第一判断存储器单元串包括经串联连接的多个第一判断存储器单元，所述第二判断存储器单元串包括经串联连接的多个第二判断存储器单元，所述操作方法的特征在于包括下列步骤：

11.根据权利要求10所述的非易失性存储器的操作方法，其特征在于，根据所述多个第二判断存储器单元的数据电平，决定是否执行所述预编程操作的步骤包括：

12.根据权利要求11所述的非易失性存储器的操作方法，其特征在于，通过所述反向读取来判断所述第二判断存储器单元串是否包括任何一个具有所述编程电平的所述第二判断存储器单元的步骤包括：

13.根据权利要求11所述的非易失性存储器的操作方法，其特征在于，根据所述多个第二判断存储器单元的数据电平，决定是否执行所述预编程操作的步骤还包括：

14.根据权利要求10所述的非易失性存储器的操作方法，其特征在于，还包括：

15.根据权利要求10所述的非易失性存储器的操作方法，其特征在于，根据各所述多个第一判断存储器单元与其前一个第一判断存储器单元的数据电平决定对应的所述第二判断存储器单元的数据电平的步骤包括：

16.根据权利要求15所述的非易失性存储器的操作方法，其特征在于，还包括：

技术总结本发明提供一种非易失性存储器及其操作方法。非易失性存储器包括存储器阵列以及控制器。存储器阵列的每个主存储器单元串、第一判断存储器单元串以及第二判断存储器单元串分别包括多个主存储器单元、多个第一判断存储器单元及以多个第二判断存储器单元。在进行编程操作时，控制器根据每个主存储器单元的数据电平决定对应的第一判断存储器单元的数据电平，根据每个第一判断存储器单元与其前一个第一判断存储器单元的数据电平决定对应的第二判断存储器单元的数据电平，并且在进行擦除操作时据以决定是否执行预编程操作。技术研发人员：陈昱丞,王杰彦受保护的技术使用者：华邦电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23