[发明专利]存储器装置刷新方法及可调整刷新操作频率的存储器装置

说明书

一种存储器装置刷新方法及可调整刷新操作频率的存储器装置，适用于存储器装置的其中一个半导体阱区的一存储器阵列。本发明的刷新方法包括以下步骤。记录每个擦除指令中的擦除脉冲次数及/或擦除电压位准。判断未被选择的多个扇区。判断任一擦除脉冲次数或任一擦除电压位准是否大于等于一预定值。当擦除脉冲次数或擦除电压位准大于等于预定值时，使用第二刷新操作频率刷新未被选择的扇区。当擦除脉冲次数或擦除电压位准小于预定值时，使用第一刷新操作频率刷新未被选择的扇区。第一刷新操作频率小于第二刷新操作频率。

技术领域

本发明是有关于存储器装置刷新方法及可调整刷新操作频率的存储器装置，特别是有关于一种可调整刷新操作频率的存储器装置的刷新方法。

背景技术

一般而言，闪存(例如NOR闪存)包括多个存储元，这些存储元被划分为多个扇区(sectors)。以序列反或型闪存(SPI NOR flash)为例，一个扇区可具有4096字节(4Kbyte)的存储元。为了减少闪存的面积，多个扇区可共用一个半导体阱区。闪存可接收擦除指令与编程指令。擦除指令是用以擦除被选择的存储元，使被选择的存储元处于较低的临界电压状态；编程指令是用以编程被选择的存储元，使被选择的存储元处于较高的临界电压状态。其中，擦除指令包括预编程(pre-program)、擦除、以及后编程(post-program)操作，而擦除的最小单位为扇区。实务上，依据擦除的单位，擦除指令可分为扇区擦除指令、存储块擦除指令、以及芯片擦除指令，分别用以擦除一个扇区、一个存储块(block)、以及整个芯片(chip)。举例来说，当闪存接收到扇区擦除指令时，其中一个扇区会被选择以进行擦除操作。此时，一负电压会施加至被选择的扇区中的那些存储元的晶体管的控制栅极，而一正电压则施加至共用的半导体阱区。藉此，驱使储存在浮栅(floating gate)的电子移向半导体阱区以降低晶体管的临界电压，使被选择的扇区中的那些存储元处于较低的临界电压状态。

闪存的制造商必须确保闪存的擦除-写入循环特性，亦即，即使对存储器反复执行擦除及写入指令也不会发生例如电气特性改变等的问题。其中，一个擦除-写入循环是对被选择的存储元执行一次的擦除指令与一次的编程指令。然而，随着擦除-写入循环次数的增加，通道氧化层中将产生陷阱区，电子将更容易被困在通道氧化层中，导致达到存储元所设定的临界电压变得更加困难，需要增加擦除脉冲而使得完成擦除所需的时间变得更长，这个现象称为存储元的老化。为了符合规格，可通过增加擦除电压以降低擦除所需时间。

然而，当执行多次擦除操作时，由于被施加正电压的半导体阱区包括被选择的扇区与未被选择的扇区，使得未被选择的扇区的那些编程化存储元(programmed cell)所储存的电子受到所施加的正电压影响而遗失，而导致未被选择的扇区的那些编程化存储元的晶体管的临界电压下降。如此一来，在未被选择的扇区中本来是被编程(储存“0”)的存储元将被识别为被擦除(储存“1”)的存储元。另外，于执行擦除指令的期间中，这些未被选择的存储元还可能遭受到执行预编程与后编程所导致的漏极干扰。

因此，闪存需要在擦除指令执行完毕后执行刷新操作，以将未被选择的扇区中原本处于编程状态的受干扰存储元的临界电压值拉高恢复回原来的较高的临界电压值。然而，执行刷新操作则增加了闪存的扇区擦除时间，且会造成漏极干扰。

举例来说，一种现有的刷新操作将未被选择的所有存储区块分为多个群组，且包括以下步骤。于步骤一中，执行至少一次的扇区擦除指令。于步骤二中，刷新第一组的未被选择的存储区块，并回到步骤一。于步骤三中，刷新第二组的未被选择的存储区块，并回到步骤一。以此类推，直到刷新最后一组的未被选择的存储区块。于另一种现有的刷新操作中，是在执行至少一次的扇区擦除指令后，刷新所有的未被选择的存储区块。