下面介紹下flash讀操作。
直接測量被選中的cell vth不好實現。由於flash cell輸出電流和控制極電壓、導通電壓vth相關,類似mos管的輸出特性,所以可以通過測量電流來確定cell的vth。
以上圖slc模式為例,擦除後的儲存單元vth小於0v,程式設計後vth大於0v。在沒有被選中的儲存單元控制極上增加電壓vpassr,然後在選中的cell控制極增加電壓vread=0v,如果在位線上能檢測到電流,那麼說明選中cell導通了,處於擦除狀態」1「,反之cell沒有導通,處於狀態」0「。
由於flash架構原因,當需要檢測乙個cell的vth,那麼需要把同一位線上其它cell導通。在它們控制極上偏置電壓vpassr(需要大於所有cell的vth,保證每個cell都導通)。這些cell導通後存在電阻,會對串電流有輕微的影響。
上圖表示選中cell的電流-電壓特性,可以分為三個階段。
階段a:選中的cell沒有導通。
階段b:選中的cell導電性逐漸增加
階段c:選中的cell完全導通,其它未選中的cell將電流限制在issat.
ron為單個cell串聯的電阻值,vbl為bitline上的電壓。ron也和vth有關,vth越大,ron越大。如果每個cell都程式設計到了最高vth,那麼issat的值就和上圖的虛線所示,可以看到影響還是挺大的。從圖上可以看到ron在階段b的影響比較小,所以靠近點o來檢測電流會更好。
read disturb:
世界上只有兩種ftl工程師,一種是遇到了read disturb問題的工程師,還有一種是將要遇到read disturb問題的工程師。
當讀取乙個cell時,同一根線上的其他cell都需要處於導通狀態,所以需要在它們控制極上增加電壓vpass,相當於輕微的程式設計操作。當重複進行操作的時候,vpass也會導致那些未選中的cell電荷增加,vth往正向移動,嚴重的話可能會導致讀出錯。
p/e cycles多的時候,read dsiturb作用的更加明顯。
read disturb並不會破壞cell,重新擦除塊和程式設計就會恢復正常的。
讀電壓動態調節:
上圖是mlc flash cell的vth分布。「11」為擦除後的狀態。flash程式設計使用一種增量步進的程式設計方法,每次程式設計後都會校驗一下,直到cell vth分布到了指定的位置。上面的flash就有3個程式設計校驗電壓,vfy0、vfy1、vfy2。
為了讀出cell中的資訊,會用到3組讀電壓vread0、vread1、vread2。讀電壓一般在兩個相鄰狀態分布的中間位置。這樣的話取樣的視窗是最大的。
不過cell vth對溫度很敏感,溫度提高,vth降低,反之,vth提高。會導致讀視窗縮小,比如說,在上面的mlc flash中,高溫情況下vth降低,導致vread1更靠近「00」。
vth變化和溫度的關係大概為-1.5mv/℃。在-40℃到90℃變化過程中,vth變化接近200mv,變化還是很大的。 所以讀電壓調壓器和校驗電壓調壓器需要隨著溫度變化進行改變,從而適應vth的改變。
祝大家國慶節和中秋節快樂咯。
end.
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