[发明专利]用于固态储存装置中晶体单元的群组区分方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种固态储存装置，且特别是有关于一种固态储存装置及利用内部晶体单元干扰(ICI)图样来将特定储存状态的晶体单元进一步区分为多个群组的方法。

背景技术

众所周知，与非门闪存(NAND flash memory)所组成的固态储存装置(solid state device)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，根据闪存每个晶体单元所储存的资料量可进一步区分为每个晶体单元储存一位的单层晶体单元(Single-Level Cell，简称SLC)闪存、每个晶体单元储存二位的多层晶体单元(Multi-Level Cell，简称MLC)闪存、与每个晶体单元储存三位的三层晶体单元(Triple-Level Cell，简称TLC)闪存。

请参照图1，其所绘示为闪存内部晶体单元排列示意图。其中，每个晶体单元内包括一个浮动栅晶体管(floating gate transistor)。此晶体单元可为SLC、MLC、或者TLC。如图所示，多个晶体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)可控制每行中的晶体单元。

基本上，浮动栅晶体管中的浮动栅(floating gate)可以储存热载子(hot carrier)，而根据热载子储存量的多少可决定该浮动栅晶体管的阈值电压(threshold voltage，简称VTH)。也就是说，具有较高的阈值电压的浮动栅极晶体管需要较高的栅极电压(gate voltage)来开启(turn on)浮动栅晶体管；反之，具有较低的阈值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，于闪存的程序周期(program cycle)时，可控制注入浮动栅极的热载子量，进而改变其阈值电压。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阈值电压来判断其储存状态。

请参照图2，其所绘示为MLC闪存中的储存状态与阈值电压关系示意图。基本上，MLC闪存的一个晶体单元可以有四个储存状态E、A、B、C。在未注入热载子时，可视为储存状态E(例如逻辑储存状态11)，而随着热载子注入晶体单元的数量渐增，依序为储存状态A(例如逻辑储存状态10)、储存状态B(例如逻辑储存状态00)、储存状态C(例如逻辑储存状态01)。其中，储存状态C的晶体单元具有最高的阈值电压准位，储存状态B的晶体单元次之，储存状态A的晶体单元再次之，储存状态E的晶体单元具有最低的阈值电压准位。再者，当晶体单元经过抹除周期之后，皆会回复至未注入热载子的储存状态E。

一般而言，于程序周期时，若将多个晶体单元程序为相同的储存状态，其并非每个晶体单元的阈值电压都会相同，而是会呈现一分布曲线(distribution curve)，且其分布曲线可对应至一中位阈值电压。由图2可知，储存状态E的中位阈值电压为V_THE(例如0V)，储存状态A的中位阈值电压为V_THA(例如10V)，储存状态B的中位阈值电压为V_THB(例如20V)，储存状态C的中位阈值电压为V_THC(例如30V)。举例来说明，在统计储存状态C的所有晶体单元的阈值电压后，具中位阈值电压V_THC(例如30V)的晶体单元数目最多。

而于读取周期时，即可提供一第一切割电压(Vs1)、第二切割电压(Vs2)、与第三切割电压(Vs3)来侦测MLC闪存中的四个储存状态。

再者，由于每个晶体单元的特性差异，部分的晶体单元在程序后，其阈值电压可能会超过默认的切割电压，如此，这些晶体单元在读取周期时，便会发生误判储存状态的状况。

以图2的MLC闪存中储存状态B与储存状态C的分布曲线为例来做说明。如储存状态B的分布曲线所示，区域b中的晶体单元的阈值电压超过第三切割电压Vs3，因此当使用第三切割电压Vs3来判断储存状态时，区域b中的晶体单元会被误判为储存状态C。同理，如储存状态C的分布曲线所示，区域c中的晶体单元的阈值电压小于第三切割电压Vs3，因此当使用第三切割电压Vs3来判断储存状态时，区域e中的晶体单元会被误判为储存状态B。

当然，SLC闪存中晶体单元的二个储存状态以及TLC闪存中晶体单元的八个储存状态也是以相同的方式来区别。因此，也会有上述误判的情况发生，此处不再赘述。