使用可调整电荷状态电平对存储器单元进行编程的设备和方法

使用可调整电荷状态电平对存储器单元进行编程的设备和方法
【专利摘要】本发明揭示设备和方法，包含一种编程方法，其涉及确定存储器单元的错误率，以及使用至少部分地基于所述经确定错误率的电荷状态的电荷状态电平对所述存储器单元进行编程。
【专利说明】使用可调整电荷状态电平对存储器单元进行编程的设备和 方法

【背景技术】
[0001] 本申请案大体上涉及非易失性存储器的领域，且更特定来说涉及使用可调整电荷 状态电平对存储器单元进行编程的设备和方法。
[0002] 非易失性存储器（NVM)是电子数据存储装置，其不依赖于恒定电源来维持数据的 存储。NVM可在例如USB快闪驱动器、SD或微型SD卡、MMC或其它等存储器产品中使用。 NAND和N0R快闪存储器是非易失性存储器的类型。在两个实例中，存储器单元以不同电荷 状态的形式存储数据。
[0003] NVM单元可用作单电平单元或多电平单元。在单电平单元（SLC)中，在操作中， 每一单元将通常呈经擦除状态或经编程状态，其中这些状态中的每一者对应于不同电荷状 态。在多电平单元（MLC)中，在操作中，每一单元可呈经擦除状态或多个不同经编程状态中 的一者，其中这些状态中的每一者再次对应于不同电荷状态。将单元充电到经编程状态中 的一者以表示数据可称为对单元进行编程。在单电平和多电平单元中，单元的不同电荷状 态中的每一者（通常包含经擦除状态）表示不同数据值（本文有时称为"数据项"）。
[0004] 在NVM中，通常存在构成单元页的经布置以共同编程的多个单元以及构成单元块 的经布置以共同擦除的多个单元页。单元通常在单元页中编程且在单元块中擦除，原因是 单元的架构和单元如何电连接。NVM单元通常通过使用电压脉冲来编程以将单元中的电荷 增加到所要电荷状态。当将数据值编程到单元时，可将电荷脉冲施加于单元，且可读取单元 上的电荷直到达到表示将编程到单元的数据值的所要电荷状态为止。在许多实例中，单元 必须在编程之前擦除，这可涉及从单元块移除电荷。编程、擦除和读取NVM单元可涉及许多 额外电子组件，例如处理器、寄存器、缓冲器和类似物。
[0005] 编程和擦除单元均可对单元造成物理损坏。随着时间过去，对单元的损坏可前进 到单元不再可用的点，因为损坏的单元不再可靠用于准确地存储经编程数据。在单元也损 坏且不再能使用之前单元可经编程和擦除的次数可称为编程/擦除（P/E)寿命、单元的最 大P/E循环或耐久度。
[0006] 当从单元读取数据时可使用错误校正技术来校正某种程度的错误。给定数据量的 错误数目可称为错误率，其有时称为位错误率（BER)。通常，可使用错误校正技术校正达到 某一阈值错误率的错误，而无法校正超过阈值错误率的错误。当错误超过单元群组的阈值 错误率时，单元可视为已达到其操作寿命的结束。
[0007] 现有技术的以上实例和与其相关的限制既定为说明性的而不是详尽的。所属领域 的技术人员在阅读说明书且研究附图后将了解现有技术的其它限制。

【专利附图】

【附图说明】
[0008] 图1是图解说明根据本发明的实施例布置的非易失性存储器系统的框图。
[0009] 图2是图解说明用于图1的系统对存储器系统的单元进行编程以包含错误校正信 息的操作的方法的实施例的流程图。
[0010] 图3是图解说明在单元的操作寿命中使用的特定电荷状态的不同电荷状态电平 的曲线图。
[0011] 图4是图解说明在单元的操作寿命中可发生的不同错误率的曲线图。
[0012] 图5是图解说明多电平单元的电荷状态分布的曲线图。
[0013] 图6是图解说明用于图1的系统对存储器系统的单元进行编程的操作的另一方法 的实施例的流程图。
[0014] 图7是图解说明用于图1的系统从存储器系统的单元读取数据的操作的方法的实 施例的流程图。

【具体实施方式】
[0015] 呈现以下描述以使得所属领域的技术人员能够制作和使用本发明，且在专利申请 及其要求的上下文中提供以下描述。所属领域的技术人员将容易了解对所描述实施例的各 种修改，且本文教示的一股原理可适用于其它实施例。因此，本发明既定不限于展示的实施 例，而是应被赋予与本文描述的原理和特征（包含修改和等效物）一致的最广范围，如所附 权利要求书的范围内界定。应注意，图式未按比例且本质上是概略的，其被视为最佳地图解 说明所关注的特征。为了增强读者的理解，相对于图中提供的各种视图可采用描述性术语， 且绝不有意为限制性的。
[0016] 现在注意图式，其中相同项目可在各种视图中始终指代相同组件。图1是对应于 本发明的实施例且大体上由参考数字10指示的例如非易失性存储器（NVM)系统等设备的 概略表示。NVM10包含控制器12,其具有处理器14和错误校正器16。控制器包含控制器存 储器18,其可存储例如旗标20等指示符，如将进一步描述。控制器存储器18可用于存储在 控制器12的操作期间使用的信息。
[0017] 控制器12可通过内部接口 24连接到单元阵列22。单元阵列18具有个别单元26， 其各自可用于通过以不同电荷状态表示不同数据项来存储数据。单元具有最大电荷状态， 其包含单元经配置以存储来表示数据的最大电荷量。NVM10展示为具有外部接口 28,其可 用于向NVM和从NVM传送数据。
[0018] 控制器12可操作以控制单元阵列22中的单元26的编程、读取和擦除。控制器12 可将个别单元26编程到多个不同电荷状态中的一者，且可读取个别单元的电荷状态以在 对单元进行编程时确定单元是否经正确编程且从单元确定数据。错误校正器16可用以对 写入到单元26的数据应用错误校正码（ECC)，且可用以将从单元26读取的数据中的错误校 正到某一阈值错误率。错误校正器16还可确定从单元26读取的数据的错误率（例如，观 察到的错误率），下文称为经确定错误率。可设定和复位编程旗标20以指示经确定错误率 是否超过阈值错误率。特定类型的ECC可包含但不限于LDPC、BCH、里德-所罗门、格码调 制和其它。
[0019] 在单个或多个编程/擦除循环中，与当将单元编程到相对较低电荷状态时相比， 当将单元编程到相对较高电荷状态时可对单元造成较大损坏。而且，与当从相对较低电荷 状态擦除单元时相比，当从相对较高电荷状态擦除单元时可对单元造成较大损坏。随着时 间过去，对单元的损坏可前进到单元不再可靠而准确地存储数据的点，例如从单元读取的 数据的错误率使得数据不再可由错误校正器16的ECC校正。
[0020] 现在参见图2,图解说明根据本发明的实施例用于将数据编程到单元的方法30。 方法30在开始32处开始且前进到步骤34,其中确定（例如，识别）目标错误率，例如基于 错误校正码对错误的容限的目标错误率。目标错误率可为阈值错误率，其为使用错误校正 器16中的ECC可校正的最大错误率。目标错误率也可为将经确定错误率维持在低于使用 ECC可校正的最大错误率的安全错误率裕量的错误率。方法30随后前进到步骤36,其中使 用至少部分地基于目标错误率和/或经确定错误率的电荷状态的电荷状态电平将数据编 程到单元，例如使用低于所述状态的"最大"电荷状态电平的最上部电荷状态的电荷状态电 平。举例来说，电荷状态电平可用于对应于特定阈值电压范围的最上部电荷状态，其中所述 范围中的最高阈值电压小于阈值电压范围中对应于"最大"电荷状态电平的最高阈值电压。 方法30随后前进到步骤38,其中方法结束。
[0021] 通过使用例如低于最大电荷状态电平的最上部电荷状态的电荷状态电平对单元 进行编程，可减少对单元的损坏。用以将数据编程到单元的电荷状态的电荷状态电平可在 单元的整个操作寿命中改变。使用相对较低的电荷状态电平（例如，对应于具有相对较低 最高阈值电压的阈值电压范围的电荷状态电平）会带来对单元的相对较少损坏，且随后减 小单元损坏的速率，因此增加单元的操作寿命。
[0022] 存在电荷状态电平可降低以减少对单元的损坏的限制，因为存在可由控制器检测 的电荷电平的限制同时仍产生可由错误校正器校正的错误率。相对较低电荷状态电平也较 可能受到对单元的损坏的影响，这往往增加错误率。当使用相对较低电荷状态电平时，编程 和读取操作上的噪声对错误率具有较大的相对影响。
[0023] 通过调整用以对单元进行编程的电荷状态电平（例如，调整单元可编程到的电荷 状态的电荷状态电平）以减少对单元的损坏，同时维持错误率不大于（例如，低于）阈值错 误率，可维持平衡。在一个实施例中，可以产生低于阈值的错误率的最小电荷量（例如，使 用最低电荷状态电平）对单元进行编程。在实际应用中，电荷可在一范围内稍微变化，同时 仍被视为在相应电荷状态电平中。
[0024] 现在参见图3,其中曲线图50图解说明其中随着时间调整表示特定数据值的电荷 状态的实施例。第一轴线52用于说明时间，而第二轴线54用于说明用以对一或多个单元 进行编程的特定电荷状态的潜在电荷状态"电平"。虽然图3中被描绘为第二轴线54上的 离散"电平"，但电荷状态"电平"通常对应于相应电荷范围（例如，对应于相应阈值电压范 围），如图5中图解说明且下文更详细描述。因此，仅为了方便，在曲线图50上将电荷状态 "电平"描绘为相异的电平。因此应了解，虽然曲线图50将电荷状态电平描绘为相异的电 平，但在实践中，由特定电平（例如，电荷状态电平58a)表示的电荷状态可能对应于与对应 于另一电平（例如，电荷状态电平58b)的电荷范围部分地重叠的电荷范围。
[0025] "最大"电荷状态电平56包含单元经配置以存储以表示相应数据值的最大电荷量 (例如，其对应于具有存储器单元经配置以用来存储所述数据值的最高阈值电压作为其最 高阈值电压的阈值电压范围）。应了解，单元经配置以存储来表示数据值的最大电荷量可小 于理论最大电荷量，例如以适应单元之间的能力差异（编程容限），以减少邻近单元中的电 荷耦合干扰和其它因数。在一个实例实施例中，可使用电荷状态电平58a作为最上部电荷 状态来初始对单元进行编程。电荷状态电平58a比最大电荷状态电平56低电荷状态电平 裕量60a。举例来说，对应于电荷状态电平58a的最高电荷量可比对应于最大电荷状态电平 56的最高电荷量低裕量60a。电荷状态电平58a可通过如下方式来选择：将用以对单元进 行编程的电荷状态电平渐进地增加，直到从单元读取的数据的经确定错误率低于目标错误 率（例如，阈值错误率）。在编程期间使用的初始电荷状态电平可为导致经确定错误率低于 目标错误率（例如，阈值错误率）的最小电荷状态电平。也可在存储器的制造期间或之后 执行的存储器的自测试期间确定初始电荷状态电平。由于可基于经确定错误率和/或目标 错误率调整电荷状态电平，因此单元可智能地编程而不是如传统上的做法无论错误率如何 均使用最大电荷状态电平简单地编程。
[0026] -旦电荷状态电平经设定，控制器便可使用所述电荷状态电平用于表示数据集中 的对应数据项的电荷状态。在多电平单元应用中，表示数据集中的其它数据项的其它电荷 状态可基于最上部电荷状态。最上部电荷状态在包含一或多个编程/擦除循环的时间周期 t中可维持在电荷状态电平58a，直到确定使用电荷状态电平58a的错误率正在接近或超过 目标错误率（例如，阈值错误率），其在此实例中是在时间62a处，如下文论述。
[0027] 结合图3参见图4,曲线图64说明沿着第一轴线66的时间和沿着第二轴线68的 错误率。经确定错误率70a由于对单元的增加损坏而渐进地增加，而最上部电荷状态的电 荷状态电平58a例如保持稳定。目标错误率72可表示阈值错误率（例如，使用错误校正器 16可校正的最大错误率）。如果目标错误率72是最大可校正错误率，那么可调整例如最上 部电荷状态的电荷状态电平以维持经确定错误率不大于目标错误率。错误率裕量74a可为 经确定错误率70a与目标错误率72之间的差。在使用最上部电荷状态的电荷状态电平58a 对单元进行编程的同时，经确定错误率70a增加且错误率裕量74a减小。在时间62a处，将 最上部电荷状态增加到电荷状态电平58b,例如以防止经确定错误率70a达到或超过目标 错误率72 (例如，防止错误率裕量74a的消除）。将最上部电荷状态增加到电荷状态电平 58b会产生比目标错误率72低错误率裕量74b的经确定错误率70b。图2中所示的方法30 可用以增加特定电荷状态（例如最上部电荷状态）的电荷状态电平。电荷状态电平58b比 最大电荷状态电平56低电荷状态电平裕量60b。
[0028] 在时间62b处在经确定错误率70b增加且错误率裕量74b减小时可以电荷状态电 平裕量60c将最上部电荷状态增加到电荷状态电平58c。在电荷状态电平58c处，经确定错 误率可为具有错误率裕量74c的经确定错误率70c。在单元继续老化且经受来自P/E循环 的持续损坏时，随后可在时间62c处以电荷状态电平裕量60d、经确定错误率70d和错误率 裕量74d将最上部电荷状态增加到电荷状态电平58d。在时间62n-l处可将最上部电荷状 态渐进地增加直到例如电荷状态电平58η。在时间62n-l处，电荷状态电平58η可为最大电 荷状态电平56,且经确定错误率可为超过目标错误率72的经确定错误率70η。应注意，经 确定错误率70a到70d可共同地由参考标号70指代。同样，错误率裕量74a到74d可共同 地使用参考标号74指代。
[0029] 在时间62n-l处，可不再增加相应电荷状态的电荷状态电平以将经确定错误率减 少到低于目标错误率，因此可不再依赖于单元来准确地存储数据，且单元的使用因此可放 弃（尤其当经确定错误率超过阈值错误率时）。 申请人:认识到，随着单元老化且渐进地变 为越来越损坏，可逐步地增加相应电荷状态的电荷状态电平且逐步地减小电荷状态电平裕 量，直到相应电荷状态处于最大电荷状态电平而无电荷状态电平裕量且经确定错误率无法 维持低于阈值错误率。在此点，单元已到达操作寿命的结束且其可被弃置。应了解，即使存 储器单元的耐久度通过本文的教示可显著增加，但劣化也很可能无法避免，即使其可能处 于显然较慢的速率也是如此。
[0030] 如上文论述，甚至在图3的各种电荷状态电平58a到58η中的每一者处单元的读 取操作的错误率也可渐进地增加，原因是在每一电荷状态电平的持续时间中由编程擦除循 环引起的对单元的损坏。因此，例如最上部电荷状态可设定于产生一错误率的电荷状态电 平，所述错误率充分低于阈值错误率以允许在错误率到达阈值错误率之前针对错误率的某 种有限增加的错误率裕量。此错误率裕量可界定电荷状态电平58a到58c的时间宽度，如 图3和4中所见。经确定错误率70与目标错误率72之间的错误率裕量74可取决于电荷 状态是否将较经常或较不经常地移动以维持经确定错误率不大于目标错误率而变化。由于 经确定错误率可用于设定电荷状态电平，因此此系统不必仅依赖于统计分析，而是可考虑 与操作中的单元的性能相关的实际参数。错误率裕量可经设定以使得经确定错误率不超过 目标错误率，且如果经确定错误率变为靠近或匹配目标错误率（数据可能处于风险），那么 可增加特定电荷状态的电荷状态电平。特定电荷状态的电荷状态电平的指示（例如，例如 量值等值）可存储在用于例如页等单元群组的控制器存储器18中。控制器存储器18也可 用于存储电荷状态电平裕量、最大电荷状态电平、目标错误率、经确定错误率、错误率裕量 和由用于一或多个单元群组的控制器使用的其它信息。应了解，这些值和/或其它信息也 可存储在单元阵列自身中或另一存储器中，如所属领域的技术人员将了解。
[0031] 在具有由相应多个电荷状态表示的多个数据项值的数据集的多电平单元布置中， 调整表示数据集的数据值的电荷状态（例如，最上部电荷状态）的电荷状态电平可包含将 电荷状态电平设定于针对数据集中低于阈值错误率的所有电荷状态产生经确定错误率的 最低电荷状态电平。可以所述电平与单元的最大电荷状态电平之间的裕量来设定最上部电 荷状态的电平，所述裕量允许在单元的操作寿命中电荷状态电平的增加。
[0032] 现在参见图5,展示用于多电平单元的电荷状态分布及其对应数据值。多电平单元 电荷分布80包含沿着电荷状态轴线84的四个不同电荷状态范围82a、82b、82c和82d。电 荷状态范围可各自具有最小和最大电荷状态，其界定用以表示数据值的范围的外部限制。 这些最小和最大电荷状态也可称为阈值。电荷状态范围82a具有下部阈值86和上部阈值 88,其也可用作电荷状态范围82b的下部阈值。电荷状态范围82b具有上部阈值90,其也 可用作电荷状态范围82c的下部阈值。电荷状态范围82c具有上部阈值92,其也可用作电 荷状态范围82d的下部阈值。电荷状态范围82d具有上部阈值94。电荷分布94a、94b、94c 和94d分别表示电荷状态范围82a、82b、82c和82d内的一或多个多电平单元的潜在电荷状 态。以发生频率轴线96展示电荷分布，所述轴线展示对照电荷状态轴线84上的电荷状态 电平绘制的电荷状态的若干实例。
[0033] 如多电平单元电荷分布80中所示，电荷状态范围82a可表示数据项值"11"，电荷 状态范围82b可表示数据项值"10"，电荷状态范围82c可表示数据项值"01"，且电荷状态 范围82d可表示数据项值"00"。其它多电平单元可具有较多或较少电荷状态范围以表示较 多或较少数据项值，且也可将其它数据值指派于电荷范围。在给定时间，多电平单元可以电 荷状态范围中的一者内的电荷状态中的一者来编程以表示数据项值中的一者。
[0034] 在图5所示的实例实施例中，可使用上部阈值94作为最上部电荷状态对单元进行 编程。最大电荷状态电平98表示单元的最大电荷状态电平能力。上部阈值94处于比最大 电荷状态电平98低电荷状态电平裕量100的较低电荷状态电平。由于上部阈值94低于最 大电荷状态电平，因此在多电平单元的操作寿命中可渐进地增加上部阈值直到上部阈值处 于最大电荷状态电平。当上部阈值已增加到最大电荷状态电平且由单元产生的错误率超过 错误校正器的错误校正能力时，可弃置单元。如通过图5可了解，在上部阈值94增加时，也 可增加阈值88、90和92以有效地增加范围82a、82b和82c以及范围82d，其可减小单元的 错误率。
[0035] 现在参见图6,图解说明根据本发明的实施例用于将数据编程到单元页的方法 110。方法110不限于将数据编程到单元页，而是可用于对多于或少于一页单元的单元进行 编程。方法110在开始112处开始且前进到步骤114,其中做出关于所述页是否已经编程或 处于经擦除状态的确定。如果114处的确定是页已经编程，那么方法110前进到步骤116， 其中方法结束。如果114处的确定是页尚未编程，那么方法110前进到步骤118,其中检索 电荷状态电平的指示和编程旗标20 (图1)。编程旗标可用以指示经确定错误率是否超过或 正在接近目标错误率，其指示是否应增加电荷状态电平例如以减小经确定错误率。可取决 于经确定错误率是否正在接近或超过目标错误率来设定或复位编程旗标，如相对于图7将 进一步论述。电荷状态电平和编程旗标值在此实施例中可为页特定的。从步骤118,方法 110前进到步骤120,其中做出关于编程旗标是否经设定的确定。编程旗标的值用以确定当 前电荷状态电平是否将用于对当前页进行编程的目的。如果编程旗标未经设定，那么不需 要增加电荷状态电平，且现有电荷状态电平将用于下一编程操作。如果步骤120处的确定 是旗标未经设定，那么方法110前进到步骤122,其中做出关于下一编程操作是否将是当前 页上的第一者的确定，使得没有电荷状态电平的先前值可用。如果当前页先前经编程且随 后擦除，那么此先前值将可用。
[0036] 如果下一编程操作将是当前页上的第一者，那么方法110前进到步骤124,其中首 先初始化电荷状态电平。可例如通过将电荷状态电平设定于最小电荷状态电平来执行初始 化。最小电荷状态电平可为经确定为最小的电荷状态电平，其可用以经由方法30 (图2)对 页中的单元进行编程且可存储在控制器存储器18中。在步骤124之后，方法110前进到步 骤126,其中页的存储器单元是基于步骤124处设定的电荷状态电平来编程。方法110随后 前进到步骤116,其中方法结束。如果步骤122处的确定是下一编程操作不是当前页上的第 一编程，那么方法110前进到步骤126,其中使用从控制器存储器18检索的现有电荷状态电 平对页进行编程。方法110随后前进到步骤116,其中方法结束。
[0037] 如果步骤120处的确定是编程旗标已经设定，那么方法110前进到步骤128,其中 可通过将电荷状态电平增量添加到现有电荷状态电平来获得新电荷状态电平。方法110随 后前进到步骤130,其中做出关于新电荷状态电平是否超过页中的单元的最大电荷状态电 平的决策。如果步骤130处的确定是电荷状态电平确实超过最大电荷状态电平，那么方法 110前进到在步骤116处结束而不对页进行编程。在此点，假定当前页不再适合于编程且将 通常经指定经弃置以免存储器系统的进一步使用。如果步骤130处的确定是电荷状态电平 未超过最大电荷状态电平，那么方法110前进到步骤126,其中使用新电荷状态电平对页进 行编程。方法110随后在步骤116处结束。
[0038] 现在参见图7,图解说明根据本发明的实施例用于从页读取数据的方法140。方法 140在开始142处开始且前进到步骤144,其中针对当前页从控制器存储器18获得电荷状 态电平和目标错误率。方法140随后前进到步骤146,其中通过读取页来检索页数据且使用 错误校正器确定错误率。方法140随后前进到步骤148,其中做出关于经确定错误率是否 超过目标错误率的确定。如果步骤148处的确定是经确定错误率超过目标错误率，那么方 法140前进到步骤150,其中设定编程旗标。方法140随后前进到步骤152,其中方法结束。 如果步骤148处的确定是经确定错误率未超过目标错误率，那么方法140前进到步骤154， 其中复位编程旗标。在步骤154后，方法140前进到步骤152,其中方法结束。应了解，编 程旗标的设定和/或复位可涉及在若干连续读取中获得的经确定错误率的平均。通过平均 化，增加（例如，递增）电荷状态电平的决策可最小化或减少页的个别读取的影响。在方法 140(图7)中的读取操作之后编程旗标的值可构成关于是否增加在方法110(图6)中用于 对页的后续编程操作的电荷状态电平的决策的主要部分。可读取和编程其它合适的数据单 元，本技术不限于页。
[0039] 通常，在编程之前通过将单元中的电荷设定为经擦除状态（例如，移除电荷）来擦 除单元。在许多存储器布置中，擦除是每次对单元块执行。擦除可为耗时操作，且擦除块所 花费的时间可至少部分地取决于在擦除之前用以对单元进行编程的电荷状态电平。与使用 相对较低电荷状态电平编程的单元相比，使用相对较高电荷状态电平编程的单元花费较长 时间来擦除。与从相对较低电荷状态电平擦除相比，从相对较高电荷状态电平擦除单元也 可能对单元造成较多损坏。然而如所论述，存在降低电荷状态电平可致使读取操作展现比 阈值错误率高的错误率的点。在一些实例中，最小化擦除时间可为有益的。在这些实例中， 可选择电荷状态电平以减少擦除时间，同时仍维持通过读取操作确定的错误率低于目标错 误率。
[0040] 非易失性存储器单元可用于相对较长期存储或相对较短期存储。在涉及其中降低 的电荷状态电平用于电荷状态的较长期存储的应用中可针对单元中的数据保持做出适应。 数据保持涉及在一时间周期中维持单元中的数据的准确表示。若干情形可影响数据保持， 例如读取干扰、写入干扰、电荷泄漏以及往往随着时间使单元或单元电荷降级的其它情形， 如所属领域的技术人员众所周知。适应较长期存储的数据保持的一种方式是在经确定错误 率与阈值错误率之间设定相对较高的错误率裕量。相对较高错误率裕量可设定为大于用于 相对较短期存储（例如用作高速缓冲存储器的存储器）的错误率裕量。通过具有相对较高 错误率裕量，单元中的电荷状态电平在存储于存储器中的较长期数据的寿命期间可稍微改 变，同时仍产生小于阈值错误率的错误率。另一方面，用于相对较短期数据存储的单元可利 用相对较小错误率裕量，因为在长期中的准确数据保持不是主要考虑。相对较小的错误率 裕量允许使用较低电荷状态电平，其可增加存储器的操作寿命。
[0041] 揭示了设备和方法的各种实施例。对存储器单元进行编程的实例方法包含：以错 误校正码对存储器单元中的数据进行错误校正；基于错误校正码对经校正数据中存在的错 误的容限而识别目标错误率；确定存储器单元的错误率；以及使用至少部分地基于目标错 误率与经确定错误率之间的关系的电荷状态的电荷状态电平将数据编程到存储器单元。 [0042] 对存储器单元进行编程的另一实例方法包含确定存储器单元的错误率，以及响应 于经确定错误率而调整用以对单元进行编程的电荷状态的电荷状态电平。
[0043] 实例设备包含：存储器单元；错误校正器，其用于确定经编程到存储器单元的数 据的错误率且用于校正经编程到存储器单元的数据中的错误；以及控制器，其可操作以使 用至少部分地基于经确定错误率的电荷状态的电荷状态电平对单元进行编程。
[0044] 另一实例设备包含：存储器单元；以及控制器，其可操作以确定存储器单元的错 误率，且可操作以在存储器单元的操作寿命中响应于经确定错误率而调整用以对单元进行 编程的电荷状态的电荷状态电平。
[〇〇45] 已为了说明和描述的目的呈现了本发明的前述描述。不希望其为详尽的或将本发 明限于所揭示的精确形式，且鉴于以上教示，其它修改和变化可为可能的，其中所属领域的 技术人员将认识到某些修改、排列、添加及其子组合。
【权利要求】
1. 一种对存储器单元进行编程的方法，所述方法包括： 以错误校正码对所述存储器单元中的数据进行错误校正； 基于所述错误校正码对所述经校正数据中存在的错误的容限而识别目标错误率； 确定所述存储器单元的错误率；以及 使用至少部分地基于所述目标错误率与所述经确定错误率之间关系的电荷状态的电 荷状态电平将数据编程到所述存储器单元。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电荷状态电平至少近似等于产生不大于所述 目标错误率的所述经确定错误率的最小电荷状态电平。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述目标错误率对应于与所述存储器单元相关联 的最大错误校正能力。
4. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括： 调整所述电荷状态电平以防止所述经确定错误率超过所述目标错误率。
5. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括： 调整所述电荷状态电平以使所述经确定错误率至少近似地匹配于所述目标错误率。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中调整所述电荷状态电平包含调整所述电荷状态电 平以使得所述经确定错误率不超过所述目标错误率。
7. 根据权利要求1所述的方法，其包含： 在一系列不同编程循环中，渐进地增加所述电荷状态电平以维持所述经确定错误率不 大于所述目标错误率。
8. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括渐进地增加所述电荷状态电平直到所述 经确定错误率低于所述目标错误率。
9. 根据权利要求8所述的方法，其进一步包括： 响应于所述电荷状态电平达到最大电荷状态电平且所述经确定错误率超过所述目标 错误率而弃置所述单元。
10. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括： 在将所述数据编程到所述单元之前将所述单元擦除到经擦除状态，其中所述单元是在 涉及所述电荷状态电平与所述经擦除状态的电平之间的差的擦除时间擦除；以及 其中使用电荷状态的电荷状态电平将数据编程到所述存储器单元包括使用至少部分 地基于最小化所述擦除时间的电荷状态电平将数据编程到所述存储器单元。
11. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括： 确定所述单元在被擦除之前将使用所述电荷状态电平存储数据的时间，且其中使用电 荷状态的电荷状态电平将数据编程到所述存储器单元包括使用至少部分地基于所述经确 定时间的电荷状态电平将数据编程到所述存储器单元。
12. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括： 执行自测试程序以确定所述电荷状态的初始电荷状态电平。
13. -种对存储器单元进行编程的方法，所述方法包括： 确定所述存储器单元的错误率；以及 响应于所述经确定错误率而调整用以对所述单元进行编程的电荷状态的电荷状态电 平。
14. 一种设备，其包括： 存储器单元； 错误校正器，其用于确定被编程到所述存储器单元的数据的错误率且用于校正被编程 到所述存储器单元的所述数据中的错误；以及 控制器，其可操作以使用至少部分地基于所述经确定错误率的电荷状态的电荷状态电 平对所述单元进行编程。
15. 根据权利要求14所述的设备，其进一步包括： 存储器，其可操作以存储目标错误率的指示符，其中所述目标错误率与所述错误校正 器可校正的最大错误率相关，且其中所述电荷状态电平是至少部分地基于所述目标错误率 与所述经确定错误率之间的比较来选择。
16. 根据权利要求15所述的设备，其中所述存储器可操作以存储所述单元的所述经确 定错误率的指不符。
17. 根据权利要求15所述的设备，其中所述电荷状态电平是至少部分地基于维持所述 经确定错误率低于所述目标错误率来选择。
18. 根据权利要求15所述的设备，其中所述经确定错误率与所述目标错误率之间的差 是错误率裕量，且所述电荷状态电平是至少部分地基于维持至少最小错误率裕量来选择。
19. 根据权利要求18所述的设备，其中所述存储器可操作以存储所述错误率裕量的指 示符。
20. 根据权利要求15所述的设备，其中所述存储器可操作以存储所述电荷状态电平的 指示符。
21. 根据权利要求15所述的设备，其中所述存储器可操作以存储所述电荷状态电平是 否应增加以维持最小错误率裕量的指示符。
22. 根据权利要求15所述的设备，其中所述存储器单元包括多个存储器单元页，且其 中每一存储器单元页包含多个个别存储器单元，且其中所述存储器可操作以存储所述存储 器单元页中的每一者的所述经确定错误率的相应指示符。
23. 根据权利要求14所述的设备，其中所述控制器可操作以渐进地增加所述电荷状态 电平以在所述单元的操作寿命中维持所述经确定错误率低于目标错误率。
24. 根据权利要求14所述的设备，其中所述存储器单元包括各自包含多个存储器单元 页的多个存储器单元块，且其中每一存储器单元页包含多个个别存储器单元，且其中所述 控制器可操作以至少部分地基于每一相应页的经确定错误率在逐页基础上对所述存储器 单元进行编程且可操作以在逐块基础上擦除所述存储器单元。
25. 根据权利要求24所述的设备，其中所述经确定错误率是所述相应页上的平均错误 率。
26. 根据权利要求25所述的设备，其中所述控制器可操作以至少部分地基于维持所述 相应页的所述平均错误率低于阈值错误率来对每一存储器单元页进行编程。
27. -种设备，其包括： 存储器单元；以及 控制器，其可操作以确定所述存储器单元的错误率，且可操作以在所述存储器单元的 操作寿命中响应于所述经确定错误率而调整用以对所述单元进行编程的电荷状态的电荷 状态电平。
【文档编号】G11C16/06GK104094355SQ201280064031
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】约翰·L·西伯里, 布鲁斯·A·利卡宁 申请人:美光科技公司