非易失性存储器(NVM)系统的自适应擦除恢复技术方案

公开了NVM系统(100)内的非易失性存储器NVM单元(210)的自适应擦除恢复的方法和系统。所述自适应擦除恢复实施例基于要擦除的一个或多个NVM块尺寸和操作温度，自适应地调整所述擦除恢复放电速率(112)和/或放电时间(114)。在一个示例实施例中，通过调整所述放电电路(150)内的开启的放电晶体管(502/532)的数量调整所述擦除恢复放电速率(112)，从而调整了擦除恢复的放电电流。使用查找表(116)存储与要恢复的NVM块尺寸和/或操作温度关联的擦除恢复放电速率和/或放电时间。通过自适应地控制擦除恢复放电速率和/或时间，所公开的实施例改进了宽范围NVM块尺寸的总体擦除性能，同时避免了可能对所述NVM系统内高电压电路的损坏。

【技术实现步骤摘要】

本
涉及非易失性存储器(NVM)系统，并且，更具体地，涉及NVM系统内的NVM单元的擦除和擦除恢复操作。
技术介绍
非易失性存储器(NVM)系统被用于各种各样的电子系统和装置。在NVM系统的擦除操作期间，向在所选择的一个或多个块中的全部NVM比特单元施加擦除脉冲，其中比特单元的体(例如,阱或衬底)被偏置到高的正电压(例如，8.5伏特)，并且比特单元的栅极被偏置到高的负电压(例如，-8.5伏特)。每一个擦除脉冲完成之后，执行擦除恢复操作以将比特单元的体和栅极放电至目标电压电平(例如，分别是3.3伏特和接地)，以允许随后的NVM操作(例如读取和验证操作)稳定进行。对于擦除恢复，被擦除的一个或多个NVM块的尺寸在NVM位单元的栅节点和体之间形成了等效电容器，从而影响了放电节点至目标电压的速度。NVM系统的操作温度通过影响NVM系统内偏置泵电路的强度和装置泄露，也影响擦除恢复速率。如果擦除恢复发生的过快，两个正在放电的高电压节点之间的耦合可以潜在地引起一个高电压节点的过冲,从而对NVM电路中的晶体管器件造成损坏。如果擦除恢复发生的过慢，高于预期的电压可能被留在NVM单元的体或栅节点上，从而在随后的NVM操作中引起高电压电平位移器电路的热切换，该操作可以损坏NVM电路中的装置。然而，如果给整个擦除恢复过程分配大量时间以适应过慢的擦除恢复速率，导致的时间延迟可能对NVM系统的擦除性能产生不利的影响。附图说明应注意附图仅示出了示例实施例，并且因此不被认为限定了本发明的范围。为了简便以及清晰示出了附图中的元素，其不一定按比例绘制。图1是包括了自适应擦除恢复的非易失性存储器(NVM)系统的示例实施例的方框图。图2是用于连接到非易失性存储器(NVM)单元的示例实施例的电路图。图3是NVM系统内的NVM单元的擦除恢复的自适应控制的示例实施例的信号图。图4是NVM系统内的NVM单元的擦除恢复的自适应控制的示例实施例的流程图。图5是自适应擦除恢复放电电路的示例实施例的电路图。图6是放电速率过慢或放电时间太短的一个实施例的时序图。图7是由于正电压放电速率过快导致的负电压过冲的一个实施例的时序图。图8是由于负电压放电速率过快导致的正电压过冲的一个实施例的时序图。具体实施方式公开了NVM系统内的非易失性存储器(NVM)单元的自适应擦除恢复的方法和系统。此处描述的自适应擦除恢复实施例基于被擦除的一个或多个NVM块尺寸和/或NVM系统的操作温度，自适应地调整擦除恢复放电速率和/或擦除恢复放电时间。在一个示例实施例中，通过调整放电电路内启用的放电晶体管的数量调整擦除恢复放电速率，从而调整擦除恢复的放电电流。使用查找表来存储与被恢复的NVM块尺寸和操作温度的相关联的擦除恢复放电速率和/或放电时间。通过自适应地控制擦除恢复放电速率和/或放电时间，所公开的实施例解决了由于过快擦除恢复速率造成的过冲问题并且还改进了宽范围NVM块尺寸的总体擦除性能，同时避免了可能对所述NVM系统内高电压电路的损坏。根据需要，可以实现不同的特征和变化，并且还可以使用相关的或修改的系统和方法。图1是非易失性存储器(NVM)系统100的示例实施例的方框图，其中该系统带有在NVM系统内的NVM单元的自适应擦除恢复。对于所描述的实施例，NVM系统100包括NVM单元阵列102、行译码器104、列译码器和读出放大器(amps)106、NVM控制器108、电荷泵电路109、温度传感器114和擦除恢复查找表116。还应注意，NVM单元通常被集合在NVM块中，并且NVM块经常是擦除操作的最小单元。NVM擦除操作通常是批量操作，其中所选的块的所有NVM单元将接收擦除脉冲并且同时进行擦除恢复。而且，通常可以平行地选择和擦除多个NVM块。电荷泵电路109包括擦除恢复放电电路150，并且NVM控制器108包括擦除恢复速率控制块112和擦除恢复时间控制块114。正如此处更加详细描述的，使用擦除恢复放电电路150、擦除恢复速率控制块112和擦除恢复时间控制块114向NVM系统100提供自适应擦除恢复。根据需要，NVM系统100内的块可以集成到一个或多个集成电路内，并且还可以使用外部电路。为了在操作期间访问NVM单元，NVM控制器108向行译码器104提供行地址103并且向列译码器和读出放大器106提供列地址105。行译码器108通过将栅极偏压(VG)120施加至所选行内的NVM单元，基于行地址103驱动NVM单元阵列102内的行。列译码器和读出放大器106通过施加漏极偏压(VD)126至所选列内的NVM单元,基于列地址105驱动NVM单元阵列102内的所选列。对于读取操作，通过连接128向列译码器和读出放大器106提供来自NVM单元阵列102的数据，并且这些读取数据可以作为通过连接130的数据输出以进一步使用和/或处理。对于程序操作，可以通过连接128向NVM单元阵列102提供由列译码器和读出放大器106通过连接130接收的数据。还可以执行其它NVM操作，例如读取验证操作、程序验证操作、擦除操作、擦除恢复操作和/或其它所需的NVM操作。在NVM操作期间，除了栅极偏压(VG)120和漏极偏压(VD)126，体偏压(VB)122和源极偏压(VS)124还施加至NVM单元阵列102。应注意，电荷泵电路109被配置为生成不同的偏压，其中该偏压在NVM操作期间施加至NVM单元阵列102内的NVM单元。例如，对于所描述的实施例，电荷泵电路109生成体偏压(VB)122和源极偏压(VS)124。电荷泵电路109还生成行偏压119，其中行译码器104使用该偏压将栅极偏压(VG)120施加至NVM单元阵列102。电荷泵电路109还生成了列偏压125，其中列译码器和读出放大器106使用该偏压将漏极偏压(VD)126施加至NVM单元阵列102。电荷泵电路109从NVM控制器108接收控制信号(CTRL)111，其中该控制器控制由电荷泵电路109生成的偏压。而且，正如此处所描述的，电荷泵电路109还接收速率控制(RATE CTRL)信号154和擦除恢复启动信号152，其中该信号控制擦除恢复放电电路150的速率和允许的放电时间。基于NVM系统执行的NVM操作调整或控制由电荷泵电路109生成的偏压。如上所示，NVM操作可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储器NVM单元的自适应擦除恢复的方法，包括：向NVM系统内的非易失性存储器NVM单元施加一个或多个擦除脉冲；基于要恢复的NVM单元的数量选择擦除恢复操作的放电速率；基于所选择的放电速率调整放电电路；以及使用所调整的放电电路对所要恢复的NVM单元执行擦除恢复操作。

【技术特征摘要】
2013.07.16 US 13/942,8141.一种非易失性存储器NVM单元的自适应擦除恢复的方法，包
括：
向NVM系统内的非易失性存储器NVM单元施加一个或多个擦
除脉冲；
基于要恢复的NVM单元的数量选择擦除恢复操作的放电速率；
基于所选择的放电速率调整放电电路；以及
使用所调整的放电电路对所要恢复的NVM单元执行擦除恢复操
作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行步骤包括使用所调
整的放电电路放电所要恢复的NVM单元的栅节点和体节点。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述栅节点从第一电压电
平放电至具有较小幅值的第二电压电平，并且其中将所述体节点从第
三电压电平放电至具有较小幅值的第四电压电平。
4.根据权利要求2所述的方法，其中使用单一放电速率放电所述
栅节点和所述体节点。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括基于要恢复的NVM单元
的数量选择最大允许的放电时间，并且其中基于所选择的放电时间在
一定时间段内执行所述擦除恢复操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述选择步骤还包括还基于
与所述NVM系统关联的操作温度选择所述放电速率和所述放电时
间。
7.根据权利要求5述的方法，其中所述选择步骤还包括访问存储
与要恢复的NVM单元的数量和操作温度关联的放电速率和放电时间
的查找表。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述选择步骤包括随着要恢
复的NVM单元的数量的增加选择较小的放电速率和较长的放电时
间。
9.根据权利要求1所述的方法，其中要擦除一个NVM块，并且
其中向所述要擦除的NVM块中的全部NVM单元应用执行步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整步骤包括向所述放
电电路施加多比特控制信号以调整所述放电速率。
11.一种非易失性存储器NVM系统，包括：
NVM系统内的多个非易失性存储器NVM单元；
放电电路，耦合于所述NVM单元；
擦除恢复查找表，配置为存储与要恢复的NVM单元的数量关联
的放电速率；以及
控制器电路，配置为向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晨，王艳卓，穆甫臣，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US