[发明专利]固态储存系统中的读取阈值校准

说明书

一种固态储存系统中的读取阈值校准方法包括：测量固态储存元件的阈值电压分布；确定阈值电压；根据确定的阈值电压来解码数据；当解码失败时，用预定滤波器长度来对固态储存元件的阈值电压分布滤波；改变滤波器长度；以及用改变后的滤波器长度来重复确定步骤、解码步骤、滤波步骤和改变步骤，直到解码成功为止。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月10日提交的名称为“通过重复滤波的读取阈值校准(READ-THRESHOLD CALIBRATION BY ITERATIVE FILTERING)”的第62/077,604号的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的内容通过引用合并于此以用于所有目的。

技术领域

本发明的各种示例性实施例涉及一种固态储存系统，更具体地，涉及一种固态储存系统中的读取阈值校准。

背景技术

在NAND快闪存储器储存器件中，信息通过单元中的不同的电荷水平而被储存在单元中。在写入过程和读取过程期间，噪音通过编程串扰和单元间干扰电荷泄漏而引入，单元间干扰电荷泄漏导致电压电平随时间降低，其中所述降低与储存的电荷量以及单元已经经历的编程和擦除循环(P/E)的数量成比例。由于各单元处的噪音不一，因此意图被写入为同一电压电平的单元在被回读时呈现出特定电压分布。通常，随着时间流逝，来自较高预期电压电平的分布将因电荷泄漏效应向下漂降并且加宽，可能与来自较低预期电压电平的分布的一部分重叠。对于较小的制造工艺节点，该漂移和加宽现象更加严重。因此，随着NAND快闪存储器供应商积极地缩小制造工艺节点以增大储存密度并降低成本，辨别属于特定分布的单元变得越来越难。

对于硬读取NAND快闪存储器储存器件，回读储存的信息包括将单元电压与阈值组相比较。在SLC(单电平单元)器件中，位的回读值(0或1)仅基于单元电压高于还是低于单个阈值。(术语“硬读取”指回读值是0或1的事实。这与术语“软读取”形成对照，软读取中回读值可以取一系列数字以用于以高分辨率来表示单元电压。)理想地，阈值应当被选择以使因两个可能的重叠的分布导致的位错误的数量最小化。然而，这不是容易的事，因为事先不知道分布(其为预期电压电平的函数)、单元已经经历的P/E循环的数量以及数据保持时段(即，在写入数据与读取数据之间流逝的时间段)。所以，在现代NAND快闪存储器储存器件中，恰当地设置阈值来以自适应方式(adaptive manner)使位错误率(BER)最小化是确保数据可靠性的重要组成部分。在各种实施例中，若干技术可以用来估算最优阈值。然而，在某些情况下，由最优阈值估算过程找到的阈值相对于真正最优阈值可能非常不准确。本文中描述了使用重复滤波技术的改善了的读取阈值校准技术。推荐的方案可以提供最优阈值的更准确的估算。

用于定位最优阈值的一些技术试着测量单元电平分布并且使用最小值作为阈值。这种技术的缺点在于相对于最优阈值，该阈值可能非常不准确。在图1中，从其中每个单元储存两个位的多电平单元(MLC)器件测量所述分布。显然，测量到的单元电平分布包括大量噪音。在这种情况下，使用最小值的技术将受困于一些局部最小点，因此远离全局最小点。

用于寻找(错误)局部最小点的位置的一个先前的想法为在测量所述分布时增大步长。然而，改变步长未消除那些局部最小点。在图2至图6中示出了使用2x、3x、4x和5x步长的测量结果。如所示，降采样(down sampling)所述分布未解决问题。

本文中所描述的技术旨在克服该缺点。

发明内容

本发明的一个方面包括固态储存系统中的读取阈值校准方法。所述方法可以包括：测量固态储存元件的阈值电压分布；确定阈值电压；根据确定的阈值电压来解码数据；当解码失败时，用预定滤波器长度来对固态储存元件的阈值电压分布滤波；以及用改变后的滤波器长度来重复确定步骤、解码步骤、滤波步骤和改变步骤，直到解码成功为止。