闪存的储存状态决定方法及其相关系统技术方案

一种闪存的储存状态决定方法，包括下列步骤：将多个第一特定存储单元图样储存于该闪存中；将多个第二特定存储单元图样储存于该闪存中；调整一切割电平使一资料区别错误率低于一默认值；以及，利用调整后的该切割电压来区别该闪存中其他存储单元的该第一储存状态与该第二储存状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种闪存的控制系统与方法，且特别是有关于一种闪存的储存状态决定方法及其相关系统。
技术介绍
众所周知，与非门闪存(NAND flash memory)所组成的储存装置已经非常广泛的应用于各种电子产品。例如SD卡、固态硬盘等等。基本上，根据每个存储单元所储存的资料量可区分为每个存储单元储存一位的单层存储单元(Single-Level Cell，简称SLC)闪存、每个存储单元储存二位的多层存储单元(Multi-Level Cell，简称MLC)闪存、与每个存储单元储存三位的三层存储单元(Triple-Level Cell，简称TLC)闪存。请参照图1，其所绘示为闪存内部存储单元排列示意图。其中，每个存储单元内包括一个浮动栅晶体管(floating gate transistor)。此存储单元可为SLC、MLC、或者TLC。如图所示，多个存储单元串行连接成一行(column)，而闪存中包括多行。再者，每一列的字符线(word line)可控制每行中的一个存储单元。基本上，浮动栅晶体管中的浮动栅(floating gate)可以储存热载流子(hot carrier)，而根据热载流子储存量的多少可决定该浮动栅晶体管的临界电压(threshold voltage，简称VTH)。也就是说，具有较高的临界电压的浮动栅极晶体管需要较高的栅极电压(gate voltage)来开启(turnon)浮动栅晶体管；反之，具有较低的临界电压的浮动栅极晶体管则可以用较低的栅极电压来开启浮动栅晶体管。因此，于闪存的储存周期(program cycle)时，可控制注入浮动栅极的热载流子量，进而改变其临界电压。而在读取周期(read cycle)时，闪存中的感测电路(sensing circuit)即可根据浮动栅晶体管的临界电压来决定其储存状态。理论上，为了能让一个存储单元具有不同的储存状态来表示不同的逻辑资料，一般会针对不同的储存状态预先设定对应的验证电压(verifyvoltage，简称VVE)。请参照图2，其所绘示为SLC闪存中的储存状态与临界电压关系示意图。理论上，在SLC闪存中，一个存储单元可以有两种储存状态。因此，系统会预先设定验证电压VVEA来定义两种储存状态，例如状态E及状态A，用以分别代表逻辑资料1及0。基本上，当存储单元未注入热载流子时，可视为状态E；当存储单元注入热载流子，使存储单元的临界电压VTH高于验证电压VVEA之后，即视为状态A。再者，状态A具有较高电平，状态E具有较低电平。实际上，于相同的储存状态下并非每个存储单元的临界电压都会相同，而是会往验证电压VVE的正方向偏移并呈现一临界电压分布，其分布具有一中位(median)临界电压。由图2可知，大部分数目的存储单元在状态E时的临界电压为中位临界电压VTHE，而少部份数目的存储单元的临界电压则分布在中位临界电压VTHE的两侧；同理，大部分数目的存储单元在状态A时的临界电压为中位临界电压VTHA，而少部份数目的存储单元的临界电压则分布在中位临界电压VTHA的两侧。根据以上的特性，于读取周期时即可提供一切割电压(slicingvoltage，Vs)至字符线，并根据每个存储单元是否开启而得知其储存状态。由图2可知，切割电压Vs可以设定在两个储存状态的临界电压分布之间。当存储单元可以开启时，其储存状态即为状态E；当存储单元无法开启时，其储存状态即为状态A。同理，请参照图3，其所绘示为MLC闪存中的储存状态与临界电压关系示意图。在MLC闪存中，一个存储单元可以有四种储存状态E、A、B及C，用以分别代表逻辑资料11、10、00及01。因此，系统会预先设定三个验证电压VVEA、VVEB及VVEC来定义上述四种储存状态。在未注入热载流子时，可视为状态E，而随着热载流子注入存储单元的数量渐增，使存储单元的临界电压VTH依序高于验证电压VVEA、VVEB及VVEC之后，其依序可得到状态A、状态B及状态C。其中，状态C具有最高电平，状态B次之，状态A具在次之，状态E具有最低电平。同样地，于相同的储存状态下并非每个存储单元的临界电压都会相同，每个储存状态的存储单元还是会往验证电压VVEA、VVEB与VVEC的正方向偏移并呈现一临界电压分布，其分布具有一中位临界电压。由图3可知，状态E时的中位临界电压为VTHE，状态A时的中位临界电压为VTHA，状态B时的中位临界电压为VTHB，状态C时的中位临界电压为VTHC。因此，于读取周期时，可提供一第一切割电压(Vs1)、第二切割电压(Vs2)及第三切割电压(Vs3)来侦测MLC闪存中的四个储存状态。每个切割电压分别位在两个储存状态的临界电压分布之间。同理，TLC闪存也是以相同的方式来区别每个存储单元中的储存状态。因此，不再赘述。由上述的说明可知，已知闪存制作完成出厂之后，所有的切割电压已设定完成无法更改。然而，当闪存经过多次擦除之后，存储单元的特性会逐渐劣化，此时存储单元的临界电压偏移会更严重。如果持续利用固定值的切割电压来区别存储单元的储存状态，将使得读取周期时的资料错误率(error rate)升高。
技术实现思路
本专利技术有关于一种闪存的储存状态决定方法，该闪存中包括多个存储单元，每一个存储单元可被储存为一第一储存状态、一第二储存状态、一第三储存状态、与一第四储存状态其中之一，且该第四储存状态具有一最低电平，该第三储存状态具有一最高电平，该状态决定方法包括下列步骤：将多个第一特定存储单元图样储存于该闪存中，其中，每一该第一特定存储单元图样包括：一第一存储单元以及多个邻近存储单元，且该第一存储单元被储存为该第一储存状态，该多个邻近存储单元被储存为该第三储存状态；将多个第二特定存储单元图样储存于该闪存中，其中每一该第二特定存储单元图样包括：一第二存储单元以及多个邻近存储单元；而该第二存储单元被储存为第二储存状态，该多个邻近存储单元被储存为该第四储存状态；调整一切割电平使一资料区别错误率低于一默认值；以及利用调整后的该切割电压来区别该闪存中其他存储单元的该第一储存状态与该第二储存状态。本专利技术更提出一种闪存的储存状态决定系统，包括：一资料打散器，用以接收一用户资料并转换为一打散的用户资料；一ECC编码器，用以接收该打散的用户资料，并据以产生一ECC资料；一特定存储单元图样插入器，用以产生多个特定存储单元图样；一闪存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闪存的储存状态决定方法，该闪存中包括多个存储单元，每一个存储单元可被储存为一第一储存状态、一第二储存状态、一第三储存状态及一第四储存状态其中之一，且该第四储存状态具有一最低电平，该第三储存状态具有一最高电平，该状态决定方法包括下列步骤：将多个第一特定存储单元图样储存于该闪存中，其中，每一该第一特定存储单元图样包括：一第一存储单元以及多个邻近存储单元，且该第一存储单元被储存为该第一储存状态，该多个邻近存储单元被储存为该第三储存状态；将多个第二特定存储单元图样储存于该闪存中，其中每一该第二特定存储单元图样包括：一第二存储单元以及多个邻近存储单元；而该第二存储单元被储存为该第二储存状态，该多个邻近存储单元被储存为该第四储存状态；调整一切割电平使一资料区别错误率低于一默认值；以及利用调整后的该切割电压来区别该闪存中其他存储单元的该第一储存状态与该第二储存状态。

【技术特征摘要】
1.一种闪存的储存状态决定方法，该闪存中包括多个存储单元，每一
个存储单元可被储存为一第一储存状态、一第二储存状态、一第三储存状
态及一第四储存状态其中之一，且该第四储存状态具有一最低电平，该第
三储存状态具有一最高电平，该状态决定方法包括下列步骤：
将多个第一特定存储单元图样储存于该闪存中，其中，每一该第一特
定存储单元图样包括：一第一存储单元以及多个邻近存储单元，且该第一
存储单元被储存为该第一储存状态，该多个邻近存储单元被储存为该第三
储存状态；
将多个第二特定存储单元图样储存于该闪存中，其中每一该第二特定
存储单元图样包括：一第二存储单元以及多个邻近存储单元；而该第二存
储单元被储存为该第二储存状态，该多个邻近存储单元被储存为该第四储
存状态；
调整一切割电平使一资料区别错误率低于一默认值；以及
利用调整后的该切割电压来区别该闪存中其他存储单元的该第一储
存状态与该第二储存状态。
2.如权利要求1所述的闪存的储存状态决定方法，其中该第一特定存
储单元图样与该第二特定存储单元图样皆包括一3×3排列的存储单元；
其中，该第一特定存储单元图样中，一中央位置存储单元为该第一存储单
元，该中央位置存储单元周围8个存储单元为该多个邻近存储单元；以及，
该第二特定存储单元图样中，一中央位置存储单元为该第二存储单元，该
中央位置存储单元周围8个存储单元为该多个邻近存储单元。
3.如权利要求1所述的闪存的储存状态决定方法，其中该第一特定存
储单元图样与该第二特定存储单元图样皆包括一3×3排列的存储单元；
其中，该第一特定存储单元图样中，一中央位置存储单元为该第一存储单
元，该中央位置存储单元上、下、左、右的4个存储单元为该多个邻近存
储单元；以及，该第二特定存储单元图样中，一中央位置存储单元为该第

\t二存储单元，该中央位置存储单元上、下、左、右的4个存储单元为该多
个邻近存储单元。
4.如权利要求1所述的闪存的储存状态决定方法，其中该闪存为一多
层存储单元闪存、或者一三层存储单元闪存。
5.如权利要求1所述的闪存的储存状态决定方法，其中该闪存为一单
层存储单元闪存，且该第四储存状等于该第一储存状态且该第二储存状态
等于该第三储存状态。
6.如权利要求1所述的闪存的储存状态决定方法，其中该资料区别错
误率为区别所述第一存储单元的储存状态以及所述第二存储单元的储存
状态的错误率。
7.一种闪存的储存状态决定系统，包括：
一资料打散器，用以接收一用户资料并转换为一打散的用户资料；
一ECC编码器，用以接收该打散的用户资料，并据以产生一ECC资料；
一特定存储单元图样插入器，用以产生多个特定存储单元图样；
一闪存，用以于储存时将该打散的用户资料、该ECC资料及该多个特
定存储单元图样储存于该闪存，以及于读取时，根据一切割电压输出该打
散的用户资料、该ECC资料及该多个特定存储单元图样；
一ECC解码器，用以根据该闪存输出的该ECC资料产生一校正的打散
的用户资料；
一解资料打散器，用以接收该校正的打散的用户资料并转换为该用户
资料；
一特定存储单元图样分析器，用以分析该闪存输出的该多个特定存储
单元图样并产生一调整的切割电压；以及
一切割电压提供单元，用以更新该切割电压为该调整的切割电压。
8.如权利要求7所述的闪存的储存状态决定系统，其中所述特定存储
单元图样包括多个第一特定存储单元图样与多个第二特定存储单元图样。
9.如权利要求7所述的闪存的储存状态决定系统，其中，该闪内存中
包括多个存储单元，每一个存储单元可被储存为一第一储存状态、一第二
储存状态、一第三储存状态、与一第四储存状态其中之一，且该第四储存
状态具...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾士家，曾建富，张锡嘉，周彦宇，
申请(专利权)人：建兴电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71