固态存储装置及其数据擦除方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种固态存储装置的数据擦除方法。该固态存储装置具有一存储器模块，其中该存储器模块具有一区块，且该区块内存储有欲被擦除的数据，该数据擦除方法包括下列步骤：进行第一次擦除该区块；编程被第一次擦除后的该区块；以及进行第二次擦除该区块。

【技术实现步骤摘要】
固态存储装置及其数据擦除方法
本专利技术是有关于一种固态存储装置，且特别是有关于一种固态存储装置及其数据擦除方法。
技术介绍
众所周知，固态存储装置(SolidStateDrive，简称SSD)使用非挥发性存储器(non-volatilememory)为主要存储元件。也就是说，当数据写入非挥发性存储器后，一旦系统电源关闭，数据仍保存在固态存储装置中。其中，非挥发性存储器可为闪存(flashmemory)。一般来说，闪存的每个单元(cell)内包括一个浮动栅晶体管(floatinggatetransistor)，其利用浮动栅晶体管中的浮动栅(floatinggate)来存储热载流子(hotcarrier)，并根据热载流子存储量的多少来决定该浮动栅晶体管的存储状态。基本上，根据每个单元可存储的数据位数可分为单层单元(Single-LevelCell，简称SLC)存储器及多层单元(Multi-LevelCell，简称MLC)存储器。单层单元存储器中的单元可存储一个位(bit)，且可以区别二个存储状态；多层单元存储器的单元可存储二个以上的位，且可以区别四个以上的存储状态。以可存储二个位的多层单元为例，其可以区别四个存储状态。请参照图1，其所绘示为多层单元(MLC)的临界电压(thresholdvoltage)分布示意图，其以存储二个位的单元为例。当单元未被编程(program)时，其浮动栅极中并未有任何热载流子，此时单元的临界电压最低，例如约为0V，且可视为存储状态“11”。在编程周期时，若提供第一编程电压(Vp1)，使少数热载流子注入浮动栅极，此时单元的临界电压升高至例如约为10V，且可视为存储状态“10”。在编程周期时，若提供第二编程电压(Vp2)，则会有较多的热载流子注入浮动栅极，此时单元的临界电压升高至例如约为20V，且可视为存储状态“01”。在编程周期时，若提供第三编程电压(Vp3)，则会有最多的热载流子注入浮动栅极，此时单元的临界电压升高至例如约为30V，且可视为存储状态“00”。其中，上述的三个编程电压的大小关系为Vp3＞Vp2＞Vp1。由于浮动栅极晶体管被编程后，会一并改变其临界电压。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(gatevoltage)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，在固态存储装置的编程周期时，利用编程电压的大小来控制注入浮动栅极的热载流子量，进而改变其临界电压以产生不同的存储状态，用以表示不同的存储数据。而在读取周期(readcycle)时，固态存储装置中的感测电路(sensingcircuit)即可根据浮动栅晶体管的临界电压来决定其存储状态。一般来说，固态存储装置在尚未开始使用前，即尚未将数据编程于闪存时，闪存内的单元处于具有最低临界电压的存储状态。以图1的存储状态为例，闪存在尚未开始使用前，闪存内的单元处于存储状态“11”。请参照图2，其所绘示为现有固态存储装置的使用方法示意图。一般来说，固态存储装置在开始使用之后，可将数据编程于闪存中(步骤S202)。当完成数据编程后，即可让主机(host)来读取闪存中的数据(步骤S204)。基本上，闪存中的数据被读取的次数并不会受限制。当闪存中的数据不再被使用时，即可进行擦除周期以擦除闪存中的数据(步骤S206)。其中，固态存储装置在进行擦除周期时，其提供一擦除电压进行擦除。当固态存储装置完成擦除周期后，闪存中的单元会变为擦除状态，且可再次用来进行编程数据的用途(步骤S202)。一般而言，单元的擦除状态即为临界电压最低的存储状态，以存储二个位的单元为例，当单元被擦除后，其会恢复到存储状态“11”。一般来说，固态存储装置的使用寿命与擦除的次数有密切的关系。其主要是因为当完成擦除周期后，单元应恢复到存储状态“11”，即单元的浮动栅极中并未有任何热载流子的状态，然而，实际上在完成擦除周期后，部分热载流子会残留在浮动栅极中，其并无法完全被移除，且在后续多次的数据编程及擦除的周期中，会使热载流子残留于浮动栅极与栅极氧化层中的数量持续累积，进而造成固态存储装置的使用寿命减少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种固态存储装置的数据擦除方法，其可有效地降低残留于浮动栅极与栅极氧化层中的热载流子的数量，避免热载流子的残留数量持续累积，使固态存储装置的使用寿命提高。本专利技术的目的是提出一种固态存储装置的数据擦除方法，该固态存储装置具有一存储器模块，其中该存储器模块具有一区块，且该区块内存储有欲被擦除的数据，该数据擦除方法包括下列步骤：进行第一次擦除该区块；编程被第一次擦除后的该区块；以及进行第二次擦除该区块。本专利技术有关于一种固态存储装置，包含：一存储器模块，具有一区块，且该区块内存储有欲被擦除的数据；一控制单元，用以在一编程周期中，提供一编程电压于该存储器模块，以及用以在一擦除周期中，进行第一次擦除该区块；编程被第一次擦除后的该区块；以及进行第二次擦除该区块。为了对本专利技术之上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：附图说明图1所绘示为多层单元(MLC)的临界电压分布示意图。图2所绘示为现有固态存储装置的使用方法示意图。图3所绘示为本专利技术固态存储装置的功能方块示意图。图4所绘示为本专利技术固态存储装置的使用方法示意图。【主要元件符号说明】S202～S206：步骤流程；S302～S310：步骤流程；100：固态存储装置；110：控制单元；130：电压产生单元；150：存储器模块。具体实施方式一般来说，固态存储装置的使用寿命除了与擦除的次数有关系外，其也与被擦除前的存储状态有关。以存储二个位的单元为例，假设固态存储装置重复对单元进行编程为存储状态“00”并且擦除为存储状态“11”的循环，则大约在重复编程及擦除1000次左右后，该固态存储装置即无法针对上述的单元再次进行编程。也就是说，上述的单元已无法再使用。或者，当固态存储装置重复对单元进行编程为存储状态“01”并且擦除为存储状态“11”的循环，则大约在重复编程及擦除2000次左右后，该固态存储装置即无法针对上述的单元再次进行编程。或者，当固态存储装置重复对单元进行编程为存储状态“10”并且擦除为存储状态“11”的循环，则大约在重复编程及擦除3000次左右后，该固态存储装置即无法针对上述的单元再次进行编程。上述可重复编程及擦除的次数的差异主要在于所编程的存储状态与擦除后的存储状态间的临界电压差异大小。由于单元为存储状态“00”时的临界电压与单元为存储状态“11”时的临界电压之间的差异最大，因此当单元由存储状态“00”被擦除而恢复至存储状态“11”时，其最有可能造成浮动栅极以及栅极氧化层(gateoxide)的缺陷，并使得热载流子陷入缺陷中无法排除。因此，在重复的编程及擦除下，残留在浮动栅极以及栅极氧化层中的热载流子数量会快速地累积，进而造成单元寿命的恶化。相对地，由于单元为存储状态“10”时的临界电压与单元为存储状态“11”时的临界电压之间的差异最小，因此当单元由存储状态“10”被擦除而恢复至存储状态“11”时，热载流子很容易可以从浮动栅极以及栅极氧化层(ga本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态存储装置的数据擦除方法，其特征在于，该固态存储装置具有一存储器模块，其中该存储器模块具有一区块，且该区块内存储有欲被擦除的数据，该数据擦除方法包括下列步骤：进行第一次擦除该区块；编程被第一次擦除后的该区块；以及进行第二次擦除该区块。

【技术特征摘要】
1.一种固态存储装置的数据擦除方法，其特征在于，该固态存储装置具有一存储器模块，其中该存储器模块具有一区块，且该区块内存储有欲被擦除的数据，该数据擦除方法包括下列步骤：进行第一次擦除该区块；编程被第一次擦除后的该区块；以及进行第二次擦除该区块，其中该存储器模块包含多个单元，且每一单元具有至少二个存储状态，其中编程被第一次擦除后的该区块的步骤包含：提供一暂时编程电压于该区块，其中该暂时编程电压小于一编程电压，该编程电压用以将该单元编程为具有最大临界电压的存储状态。2.根据权利要求1所述的数据擦除方法，其中该存储器模块包含多个单元，且每一单元具有一擦除状态及至少二个存储状态，其中编程被第一次擦除后的该区块的步骤包含：将该区块内的单元编程为一暂时存储状态，其中该暂时存储状态的临界电压介于该擦除状态的临界电压与具有最大临界电压的该存储状态的临界电压之间。3.根据权利要求1所述的数据擦除方法，其中进行第一次擦除该区块的步骤包含：提供一擦除电压于该区块。4.根据权利要求1所述的数据擦除方法，其中进行第二次擦除该区块的步骤包含：提供一擦除电压于该区块。5.一种固态存储装置，其特征在于，包含：一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢适鸿，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71