非易失性存储器及其擦除操作方法、非易失性存储系统技术方案

本申请提供一种非易失性存储器及其擦除操作方法、存储系统。该擦除操作方法包括：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使第一位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；在预擦除阶段内的t2时刻之前，向第一漏极选择线施加接地电压，并在t2时刻之后保持第一漏极选择线为浮置状态；以及在擦除阶段，向待擦除的存储单元连接的至少一个第一字线施加偏置电压，其中，目标擦除电压与偏置电压的差值大于擦除阈值。压的差值大于擦除阈值。压的差值大于擦除阈值。

【技术实现步骤摘要】
非易失性存储器及其擦除操作方法、非易失性存储系统


[0001]本申请涉及半导体
，更具体地，涉及一种非易失性存储器、非易失性存储器的擦除操作方法、非易失性存储系统、适用于神经网络算法的非易失性存储器以及适用于神经网络算法的非易失性存储系统。

技术介绍

[0002]非易失性存储器能够在断电后仍保留存储于其中的数据，并且广泛应用于计算机、蜂窝电话、智能手机、个人数字助理及其它电子设备系统。一种类型的非易失性存储器可包括由例如多个存储单元串联构成的NAND串，多个NAND串的一端与共同的源极线连接以构成存储块(block)，从而使得这些NAND串所包括的多个存储单元以存储块为单位在一次擦除操作过程中被擦除，而在一次擦除操作过程中选择性地使部分存储单元被擦除较为困难。
[0003]另一方面，人工神经网络(简称为神经网络)的快速发展使得人工智能方面的研究引发了新的浪潮。当利用非易失性存储器执行神经网络算法时，随着神经网络的参数规模和运算量急速提升，神经网络的硬件平台面临着存储利用率与计算参数参与量不匹配所带来的问题。

技术实现思路

[0004]本申请一方面提供了一种非易失性存储器的擦除操作方法，其中，该非易失性存储器包括存储块，存储块包括多个存储串，多个存储串中的至少一个第一存储串连接于第一位线和源极线之间，并包括靠近第一位线的漏极选择晶体管以及漏极选择晶体管与源极线之间的多个存储单元，漏极选择晶体管和存储单元分别与漏极选择线和字线连接，该方法包括：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使第一位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；在预擦除阶段内的t2时刻之前，向第一漏极选择线施加接地电压，并在t2时刻之后保持第一漏极选择线为浮置状态；以及在擦除阶段，向待擦除的存储单元连接的至少一个第一字线施加偏置电压，其中，目标擦除电压与偏置电压的差值大于擦除阈值。
[0005]在一些实施方式中，第一存储串还包括位于多个存储单元与源极线之间的源极选择晶体管，源极选择晶体管与源极选择线连接，该方法还包括：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使源极选择线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；或者在预擦除阶段和擦除阶段，保持源极选择线为浮置状态。
[0006]在一些实施方式中，该方法还包括：在预擦除阶段内的t3时刻之前，向第一字线以外的第二字线施加接地电压，并在t3时刻之后保持第二字线为浮置状态。
[0007]在一些实施方式中，存储块还包括第一漏极选择线以外的第二漏极选择线，该方法还包括：在预擦除阶段内的t1时刻之前，向第二漏极选择线施加接地电压，并在t1时刻之后保持第二漏极选择线为浮置状态，其中，t1时刻早于t2时刻。
[0008]在一些实施方式中，存储块还包括第一位线以外的第二位线，该方法还包括：在预擦除阶段内的t2时刻之后，使第二位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标非擦除电压。
[0009]在一些实施方式中，目标非擦除电压小于目标擦除电压。
[0010]在一些实施方式中，第一存储串还包括位于漏极选择晶体管与多个存储单元之间的漏极虚设存储单元，漏极虚设存储单元与漏极虚设字线连接，该方法还包括：在预擦除阶段内的t3时刻之前，向漏极虚设字线施加接地电压，并在t3时刻之后保持漏极虚设字线为浮置状态。
[0011]在一些实施方式中，第一存储串还包括位于源极选择晶体管与多个存储单元之间的源极虚设存储单元，源极虚设存储单元与源极虚设字线连接，该方法还包括：在预擦除阶段内的t1时刻之前，向源极虚设字线施加接地电压，并在t1时刻之后保持源极虚设字线为浮置状态，其中，t1时刻早于t2时刻。
[0012]在一些实施方式中，偏置电压为接地电压。
[0013]本申请另一方面提供了一种非易失性存储器，该非易失性存储器包括：存储块，存储块包括多个存储串，多个存储串中的至少一个第一存储串连接于第一位线和源极线之间，并包括靠近第一位线的漏极选择晶体管以及漏极选择晶体管与源极线之间的多个存储单元，漏极选择晶体管和存储单元分别与漏极选择线和字线连接；以及外围电路被配置为：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使第一位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；在预擦除阶段内的t2时刻之前，向第一漏极选择线施加接地电压，并在t2时刻之后保持第一漏极选择线为浮置状态；以及在擦除阶段，向待擦除的存储单元连接的至少一个第一字线施加偏置电压，其中，目标擦除电压与偏置电压的差值大于擦除阈值。
[0014]在一些实施方式中，第一存储串还包括位于多个存储单元与源极线之间的源极选择晶体管，源极选择晶体管与源极选择线连接，外围电路还被配置为：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使源极选择线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；或者在预擦除阶段和擦除阶段，保持源极选择线为浮置状态。
[0015]在一些实施方式中，外围电路还被配置为：在预擦除阶段内的t3时刻之前，向第一字线以外的第二字线施加接地电压，并在t3时刻之后保持第二字线为浮置状态。
[0016]在一些实施方式中，存储块还包括第一漏极选择线以外的第二漏极选择线外围电路还被配置为：在预擦除阶段内的t1时刻之前，向第二漏极选择线施加接地电压，并在t1时刻之后保持第二漏极选择线为浮置状态，其中，t1时刻早于t2时刻。
[0017]在一些实施方式中，存储块还包括第一位线以外的第二位线，外围电路还配配置为：在预擦除阶段内的t2时刻之后，使第二位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标非擦除电压。
[0018]在一些实施方式中，目标非擦除电压小于目标擦除电压。
[0019]在一些实施方式中，第一存储串还包括位于漏极选择晶体管与多个存储单元之间的漏极虚设存储单元，漏极虚设存储单元与漏极虚设字线连接，外围电路还被配置为：在预擦除阶段内的t3时刻之前，向漏极虚设字线施加接地电压，并在t3时刻之后保持漏极虚设字线为浮置状态。
[0020]在一些实施方式中，第一存储串还包括位于源极选择晶体管与多个存储单元之间的源极虚设存储单元，源极虚设存储单元与源极虚设字线连接，外围电路还被配置为：在预擦除阶段内的t1时刻之前，向源极虚设字线施加接地电压，并在t1时刻之后保持源极虚设字线为浮置状态，其中，t1时刻早于t2时刻。
[0021]在一些实施方式中，偏置电压为接地电压。
[0022]本申请另一方面还提供了一种非易失性存储系统，该非易失性存储系统包括：如前文中任意实施方式所描述的至少一个非易失性存储器；以及控制器，连接至少一个非易失性存储器，被配置为控制非易失性存储器中的外围电路。
[0023]本申请另一方面又提供了一种适用于神经网络算法的非易失性存储器，其中，非易失性存储器包括位于不同存储串中的多个存储单元，多个存储单元与同一字线连接，并对应于神经网络中的一个神经元，多个存储单元所在多个存储串分别连接至多条位线；以及外围电路，被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非易失性存储器的擦除操作方法，其特征在于，所述非易失性存储器包括存储块，所述存储块包括多个存储串，所述多个存储串中的至少一个第一存储串连接于第一位线和源极线之间，并包括靠近所述第一位线的漏极选择晶体管以及所述漏极选择晶体管与所述源极线之间的多个存储单元，所述漏极选择晶体管和所述存储单元分别与第一漏极选择线和字线连接，所述方法包括：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使所述第一位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；在所述预擦除阶段内的t2时刻之前，向所述第一漏极选择线施加接地电压，并在所述t2时刻之后保持所述第一漏极选择线为浮置状态；以及在所述擦除阶段，向待擦除的存储单元连接的至少一个第一字线施加偏置电压，其中，所述目标擦除电压与所述偏置电压的差值大于擦除阈值。2.根据权利要求1所述的擦除操作方法，其中，所述第一存储串还包括位于所述多个存储单元与所述源极线之间的源极选择晶体管，所述源极选择晶体管与源极选择线连接，所述方法还包括：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使所述源极选择线上的电压以所述预设斜率上升，并在所述擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；或者在所述预擦除阶段和所述擦除阶段，保持所述源极选择线为浮置状态。3.根据权利要求1所述的擦除操作方法，其中，所述方法还包括：在所述预擦除阶段内的t3时刻之前，向所述第一字线以外的第二字线施加接地电压，并在所述t3时刻之后保持所述第二字线为浮置状态。4.根据权利要求1所述的擦除操作方法，其中，所述存储块还包括所述第一漏极选择线以外的第二漏极选择线，所述方法还包括：在所述预擦除阶段内的t1时刻之前，向所述第二漏极选择线施加接地电压，并在所述t1时刻之后保持所述第二漏极选择线为浮置状态，其中，所述t1时刻早于所述t2时刻。5.根据权利要求4所述的擦除操作方法，其中，所述存储块还包括所述第一位线以外的第二位线，所述方法还包括：在所述预擦除阶段内的所述t2时刻之后，使所述第二位线上的电压以所述预设斜率上升，并在所述擦除阶段保持所达到的目标非擦除电压。6.根据权利要求5所述的擦除操作方法，其中，所述目标非擦除电压小于所述目标擦除电压。7.根据权利要求1所述的擦除操作方法，其中，所述第一存储串还包括位于所述漏极选择晶体管与所述多个存储单元之间的漏极虚设存储单元，所述漏极虚设存储单元与漏极虚设字线连接，所述方法还包括：在所述预擦除阶段内的t3时刻之前，向所述漏极虚设字线施加接地电压，并在所述t3时刻之后保持所述漏极虚设字线为浮置状态。8.根据权利要求1所述的擦除操作方法，其中，所述第一存储串还包括位于所述源极选择晶体管与所述多个存储单元之间的源极虚设存储单元，所述源极虚设存储单元与源极虚设字线连接，所述方法还包括：在所述预擦除阶段内的t1时刻之前，向所述源极虚设字线施加接地电压，并在所述t1
时刻之后保持所述源极虚设字线为浮置状态，其中，所述t1时刻早于所述t2时刻。9.根据权利要求1所述的擦除操作方法，其中，所述偏置电压为所述接地电压。10.一种非易失性存储器，其特征在于，包括：存储块，所述存储块包括多个存储串，所述多个存储串中的至少一个第一存储串连接于第一位线和源极线之间，并包括靠近所述第一位线的漏极选择晶体管以及所述漏极选择晶体管与所述源极线之间的多个存储单元，所述漏极选择晶体管和所述存储单元分别与第一漏极选择线和字线连接；以及外围电路被配置为：在预擦除阶段内的t0时刻之后，使所述第一位线上的电压以预设斜率上升，并在擦除阶段保持所达到的目标擦除电压；在所述预擦除阶段内的t2时刻之前，向所述第一漏极选择线施加接地电压，并在所述t2时刻之后保持所述第一漏极选择线为浮置状态；以及在所述擦除阶段，向待...

【专利技术属性】
技术研发人员：周稳，刘红涛，贾建权，靳磊，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：