一种NANDFlash单元数据的读取方法和装置与流程

一种nand flash单元数据的读取方法和装置
技术领域
[0001]
本发明涉及电子电路领域，特别是涉及一种nand flash单元的读取方法和装置。


背景技术：

[0002]
nand flash是一种非易失性存储器，它通过对存储单元(memory cell)进行读写擦操作来存储数据，具有改写速度快，存储容量大等优点，被广泛使用到电子产品中。nandflash存储器的基本操作包括：擦除操作、编程操作和读取操作。在编程操作时，通过对存储单元阈值电压的改变来确定写入数据为“1”或“0”，读取原理是在存储单元的栅极施加一个字线电压，并检测该存储单元的电流，当读取电流小于基准电流时，该存储单元的数据判定为“0”，当读取电流大于基准电流值时，该存储单元的数据判定为“1”。
[0003]
但是，nand flash的存储单元的阈值电压随温度变化较大，而现有技术在进行读取操作时，通常是施加一个恒定的字线电压。那么在低温时，由于存储单元的阈值电压会偏高，其读取电流就会偏低，可能将“1”错读为“0”；在高温时，由于存储单元的阈值电压会偏低，其读取电流就会偏高，可能将“0”错读为“1”，造成读取错误，降低读取操作的可靠性。


技术实现要素：

[0004]
鉴于上述问题，本发明提出了一种nand flash单元数据的读取方法，用于读取存储器存储单元的数据，提高读取操作的可靠性。
[0005]
依据本发明的一个方面，提供了一种nand flash单元数据的读取方法，包括：
[0006]
检测nand flash存储单元的当前温度；
[0007]
根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，得到调整后的源极电压；
[0008]
在保持所述调整后的源极电压不变的情况下，检测所述nand flash存储单元的当前漏极特征值；
[0009]
根据所述当前漏极特征值和参考漏极特征值，确定漏极特征值变化量；
[0010]
根据所述漏极特征值变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0011]
可选的，所述当前温度与所述调整后的源极电压呈正相关。
[0012]
可选的，所述当前漏极特征值包括当前漏极电压，参考漏极特征值包括参考漏极电压；所述根据所述当前漏极特征值和参考漏极特征值，确定漏极特征值变化量，包括：
[0013]
根据所述当前漏极电压和参考漏极电压，确定漏极电压变化量；
[0014]
所述根据所述漏极特征值变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据，包括：
[0015]
根据所述漏极电压变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0016]
可选的，所述根据所述漏极电压变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据，具体包括：
[0017]
若所述漏极电压的变化量大于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存
储数据为“1”；
[0018]
若所述漏极电压的变化量小于或等于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0019]
可选的，所述当前漏极特征值包括当前漏极电流，参考漏极特征值包括参考漏极电流；所述根据所述当前漏极特征值和参考漏极特征值，确定漏极特征值变化量，包括：
[0020]
根据所述当前漏极电流和参考漏极电流，确定漏极电流变化量；
[0021]
所述根据所述漏极特征值变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据，包括：
[0022]
根据所述漏极电流变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0023]
可选的，所述根据所述漏极电流变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据，具体包括：
[0024]
若所述漏极电流变化量大于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；
[0025]
若所述漏极电流变化量小于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0026]
依据本发明的另一个方面，提供了一种nand flash单元数据的读取装置，包括:
[0027]
检测模块，用于检测nand flash存储单元的当前温度；
[0028]
执行模块，用于根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，得到调整后的源极电压；
[0029]
检测模块，还用于在保持所述调整后的源极电压不变的情况下，检测所述nand flash存储单元的当前漏极特征值；
[0030]
确定模块，用于根据所述当前漏极特征值和参考漏极特征值，确定漏极特征值变化量；
[0031]
读取模块，用于根据所述漏极特征值变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0032]
可选的，所述当前漏极特征值包括当前漏极电压，参考漏极特征值包括参考漏极电压，所述确定模块，具体用于根据所述当前漏极电压和参考漏极电压，确定漏极电压变化量；
[0033]
所述读取模块，具体用于根据所述漏极电压变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0034]
可选的，所述读取模块，具体用于若所述漏极电压的变化量大于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；若所述漏极电压的变化量小于或等于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0035]
可选的，所述当前漏极特征值包括当前漏极电流，参考漏极特征值包括参考漏极电流，所述确定模块，具体用于根据所述当前漏极电流和参考漏极电流，确定漏极电流变化量；
[0036]
所述读取模块，具体用于根据所述漏极电流变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0037]
可选的，所述读取模块，具体用于若所述漏极电流变化量大于第二阈值时，则确定
所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；若所述漏极电流变化量小于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0038]
本发明提供的nand flash单元数据的读取方法，通过根据存储单元的当前温度，调整其源极电压，在保持调整后的源极电压不变的情况下，检测当前漏极特征值，再根据当前漏极特征值和参考漏极特征值的变化量，读取存储器单元数据的方法，有效的抑制了温度对读取所造成的影响，进而获得更加稳定的漏极特征值，便于更加可靠的读取数据，提高了存储器读取数据的准确性。
附图说明
[0039]
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
[0040]
图1a为本发明提供的一种nand flash单元数据的读取方法的一个实施例的步骤流程图；
[0041]
图1b为本发明实施例提供的一种nand flash的存储单元cell的结构示意图；
[0042]
图2a为本发明提供的一种nand flash单元数据的读取方法的另一个实施例的步骤流程图；
[0043]
图2b为本发明提供的nand flash存储单元的源级电压生成电路的一个实施例的结构示意图；
[0044]
图2c为本发明提供的nand flash存储单元的源级电压生成电路的另一个实施例的结构示意图；
[0045]
图3为本发明提供的一种nand flash单元数据的读取方法的再一个实施例的步骤流程图；
[0046]
图4为本发明提供的一种nand flash单元数据的读取装置的结构框图。
具体实施方式
[0047]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。
[0048]
参照图1a，示出了本发明提供的一种nand flash单元数据的读取方法的一个实施例的步骤流程图，如图1a所示，nand flash单元数据的读取方法，包括以下步骤：
[0049]
101、检测nand flash存储单元的当前温度。
[0050]
102、根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，得到调整后的源极电压。
[0051]
103、在保持所述调整后的源极电压不变的情况下，检测所述nand flash存储单元的当前漏极特征值。
[0052]
其中，可以理解的，漏极特征值可以包括漏极电压和漏极电流。
[0053]
104、根据所述当前漏极特征值和参考漏极特征值，确定漏极特征值变化量。
[0054]
105、根据所述漏极特征值变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0055]
一个nand flash由很多个块(block)组成，块的大小一般是128kb(kilo-bytes,千字节)、256kb或者是512kb。而且block的基本单元是page(页)。通常来说，每一个block由16、32或64个page组成。大多数的nand flash每一个page内包含512个字节的data area(数据存储区域)。nand flash的读取和烧、录以页为基础，擦除操作是基于block的；其中，page是nand flash的数据读取和数据存储的基本/最小单位。
[0056]
nand flash的数据是以bit的方式保存在cell(存储单元)，一般来说，一个cell中只能存储一个bit。这些cell以8个或者16个为单位，连成bit line(位线，bl)，形成所谓的byte(字节)或者word(字符)，这就是位宽，这些bit line会再组成page。
[0057]
如前述，nand flash是通过区分cell导通的阈值电压的差异来存储不同的数据的，不同数据存储在cell中所代表的就是cell导通的阈值电压不同。因为工艺，操作等影响，相同的数据在不同的cell上存储时，cell的阈值电压可能会有一些差异，不可能完全相同，所以只能选定一个电压范围以作为cell所代表的数据，这个电压范围越精确集中，cell上存储数据的分辨率也就越好，能够存储的数据个数也就越多。但是在不同的温度下，半导体器件的特性会随着温度的变化而变化，进而导致cell的导通的阈值电压也发生变化，使得cell中存储的数据所代表的阈值电压范围出现偏移，从而读取数据时，对其存储的数据出现错误的判断。
[0058]
如图1b所示，为本发明实施例提供的一种nand flash的存储单元cell的结构示意图，本方法的简要原理是，现将存储单元的漏极(即bit line，bl)充电到合适电位；然后给栅极(如sgd)和源极(即source line，sl)加上对应电压，一定时间后，通过检测漏极电流(icell)或者漏极电压(vbl)来判断存储单元存储的数据，若存储数据为“0”，则放电电流即漏极电流(icell)小，漏极电压(vbl)大；若存储数据为“1”，则放电电流即漏极电流(icell)大，漏极电压(vbl)小。
[0059]
由于存储单元cell的阈值电压随着温度的升高而降低，若给栅极(如sgd)和源极(即source line，sl)加上固定电压，就导致在不同温度下放电电流即漏极电流不同，检测到的vbl也不同。当温度升高时，阈值电压降低，漏极电流增大，vbl减小，这就可能导致将存储数据“0”误读为“1”；同样，当温度降低时，阈值电压增大，漏极电流减小，vbl增大，可能导致将存储数据“1”误读为“0”。
[0060]
因此，可以在源极加上一个和温度相关调整量，得到调整后的sl电压(sl＝vsl v(t))，用来消除温度带来的对读取操作的影响，使得同一个存储单元cell，在不同温度下得到相同的放电电流，提高读取操作的准确性。
[0061]
在一个可选的实施方式中，所述当前温度与所述调整后的源极电压呈正相关。
[0062]
可以理解的，在高温状态下，阈值电压降低，因此需要增大源极电压，来抵消高温下阈值电压的减小量，使得随温度增大的放电电流减小至正常状态，避免将存储数据“0”误读为“1”；在低温状态下，阈值电压增大，因此需要减小源极电压，来抵消高温下阈值电压的增大量，使得随温度减小的放电电流增大至正常状态，避免将存储数据“1”误读为“0”.因此调整后的源极电压和温度值呈正相关，温度越高，调整后的源极电压越高，温度越低，调整后的源极电压越低。
[0063]
本发明提供的nand flash单元数据的读取方法，通过根据存储单元的当前温度，调整其源极电压，在保持调整后的源极电压不变的情况下，检测当前漏极特征值，再根据当前漏极特征值和参考漏极特征值的变化量，读取存储器单元数据的方法，有效的抑制了温度对读取所造成的影响，进而获得更加稳定的漏极特征值，便于更加可靠的读取数据，提高了存储器读取数据的准确性。
[0064]
参照图2a，示出了本发明提供的一种nand flash单元数据的读取方法的另一个实施例的步骤流程图，包括以下步骤：
[0065]
201、检测nand flash存储单元的当前温度。
[0066]
202、根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，得到调整后的源极电压。
[0067]
203、在保持所述调整后的源极电压不变的情况下，检测所述nand flash存储单元的当前漏极电压。
[0068]
204、根据所述当前漏极电压和参考漏极电压，确定漏极电压变化量。
[0069]
205、根据所述漏极电压变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0070]
其中，根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，可选的，可以为nand flash存储单元的源极添加一个随温度变化的源极电压生成电路，该源极电压生成电路可以将一个不随温度变化的第一电压和一个与温度相关的第二电压进行运算，输出一个与温度呈正相关的调整电压并输入至源极。源极电压生成电路可有多种实施方式，具体不做限定。
[0071]
示例性的，如图2b所示，在存储单元的源极添加一个与存储单元参数对应的三极管，根据温度对三极管发射结电压的影响，将三极管的分压作为存储单元源极的调整电压。
[0072]
示例性的，如图2c所示，运放的输出端接存储单元的栅极，正向输入端连接固定电压vref，反相输入端在两个电阻之间连接，其中一个电阻可调节电阻，电阻一端连接存储单元的源极，一端接地；根据电路，sl处电压为接地电阻的分压，可以根据温度，调节可调节电阻的阻值，改变sl处的电压，即对存储单元的源极电压进行调整。
[0073]
可以理解的，参考漏极电压是在该温度状态下，未给栅极(如sgd)和源极(即source line，sl)加上电压，即未放电之前，给漏极存电到合适电位时的电压，根据参考漏极电压和当前漏极电压的电压差，可以确定其放电的情况。若存储电压存储的数据为“1”，则放电电流大，参考漏极电压和当前漏极电压的电压差大；若存储电压存储的数据为“0”，则放电电流小，参考漏极电压和当前漏极电压的电压差小，所以可以根据漏极电压的变化量来读取存储数据。
[0074]
在一个可选实施方式中，所述根据所述漏极电压变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据，具体包括：若所述漏极电压的变化量大于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；若所述漏极电压的变化量小于或等于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0075]
可以理解的，由于工艺、环境等的影响，同一个cell即使补偿了温度带来的差异，也不可能使得漏极电压完全相同，所以应该选定一个电压范围来对数据进行判断，当漏极电压的变化量大于第一阈值时，说明放电电流大，nand flash存储单元的存储数据为“1”，当漏极电压的变化量小于或者等于第一阈值时，说明放电电流小，nand flash存储单元的
存储数据为“0”。
[0076]
示例性的，当漏极电压充电至5mv，当一段时间后，检测到的漏极电压为1mv，漏极电压的变化量4mv，超过阈值3mv，则确定存储数据为“1”；当一段时间后，检测到的漏极电压为4mv，漏极电压的变化量41mv，未超过阈值3mv，则确定存储数据为“0”。
[0077]
参照图3，示出了本发明提供的一种nand flash单元数据的读取方法的再一个实施例的步骤流程图，包括以下步骤：
[0078]
301、检测nand flash存储单元的当前温度。
[0079]
302、根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，得到调整后的源极电压。
[0080]
303、在保持所述调整后的源极电压不变的情况下，检测所述nand flash存储单元的当前漏极电流。
[0081]
304、根据所述当前漏极电流和参考漏极电流，确定漏极电流变化量。
[0082]
305、根据所述漏极电流变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0083]
可以理解的，参考漏极电流是在该温度状态下，未给栅极(如sgd)和源极(即source line，sl)加上电流，即未放电之前的漏级电流，根据参考漏极电流和当前漏极电流的电流差，可以确定其放电的情况。若存储电压存储的数据为“1”，则放电电流大；若存储电压存储的数据为“0”，则放电电流小，所以可以根据漏极电流的变化量来读取存储数据。
[0084]
在一个可选实施方式中，所述根据所述漏极电流变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据，具体包括：若所述漏极电流变化量大于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；若所述漏极电流变化量小于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0085]
图4给出了本实施例提供的一种nand flash单元数据的读取装置400的结构框图。如图4所示，所述装置包括：检测模块401，执行模块402，确定模块403，读取模块404。
[0086]
检测模块401，用于检测nand flash存储单元的当前温度。
[0087]
执行模块402，用于根据所述当前温度，调整所述nand flash存储单元的源极电压，得到调整后的源极电压。
[0088]
检测模块401，还用于在保持所述调整后的源极电压不变的情况下，检测所述nand flash存储单元的当前漏极特征值。
[0089]
确定模块403，用于根据所述当前漏极特征值和参考漏极特征值，确定漏极特征值变化量。
[0090]
读取模块404，用于根据所述漏极特征值变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0091]
本发明提供的nand flash单元数据的读取装置400，通过根据存储单元的当前温度，调整其源极电压，在保持调整后的源极电压不变的情况下，检测当前漏极特征值，再根据当前漏极特征值和参考漏极特征值的变化量，读取存储器单元数据的方法，有效的抑制了温度对读取所造成的影响，进而获得更加稳定的漏极特征值，便于更加可靠的读取数据，提高了存储器读取数据的准确性。
[0092]
在一个可能的实施方式中，所述当前漏极特征值包括当前漏极电压，参考漏极特征值包括参考漏极电压，确定模块403，具体用于根据所述当前漏极电压和参考漏极电压，
确定漏极电压变化量。
[0093]
读取模块404，具体用于根据所述漏极电压变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0094]
在一个可能的实施方式中，读取模块404，具体用于若所述漏极电压的变化量大于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；若所述漏极电压的变化量小于或等于第一阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0095]
在一个可能的实施方式中，所述当前漏极特征值包括当前漏极电流，参考漏极特征值包括参考漏极电流，确定模块403，具体用于根据所述当前漏极电流和参考漏极电流，确定漏极电流变化量。
[0096]
读取模块404，具体用于根据所述漏极电流变化量，读取所述nand flash存储单元的存储数据。
[0097]
在一个可能的实施方式中，读取模块404，具体用于若所述漏极电流变化量大于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“1”；若所述漏极电流变化量小于第二阈值时，则确定所述nand flash存储单元的存储数据为“0”。
[0098]
关于上述实施例中的装置400，其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0099]
上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由权利要求的范围决定。
[0100]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0101]
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0102]
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0103]
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。