【嘉德點評】該項技術通過在編程期間估計多位快閃存儲器的BER，從而改進所述快閃存儲器的編程速度，大大提高其性能。

集微網消息，前不久鎧俠（原稱東芝存儲）半導體公司已研發出采用堆疊112層的3D NAND Flash產品，與目前96層的3D NAND產品相比，此次新產品的單位面積記憶容量提高約20%，除了鞏固和擴大SSD，PC，智能手機市場外，還將搶占5G、人工智能、自動駕駛等新市場需求。

NAND Flash是目前閃存中最主要的產品，具備非易失，高密度，低成本的優勢，其陣列內部包含由晶體管構成的行列單元。在利用NAND進行讀寫，即對芯片內部編程操作時，需要將電壓脈沖施加到正在編程的晶體管，并將電荷注入到晶體管的柵極內部。當使用最大電壓脈沖數目后，實際獲取的編程電壓仍未達到要求電壓，則對芯片編程失敗。

為描述NAND Flash存儲器的可靠性，需要提出一種方法高效而準確地估計存儲器中與編程單元相關的位錯誤率（BER），從而提高存儲器的性能，而現有的一些方法通過讀取編程到裝置中的數據與經編程數據進行比較來估計位錯誤率，由于此過程中需要消耗大量時間，因此效率極低。

早在2018年7月18日，東芝存儲器（現稱鎧俠）就提出一項名為“用于估計NAND快閃存儲器的位錯誤率的快閃存儲器系統和方法”的發明專利（申請號：201810789084.X），申請人為東芝存儲器株式會社。

此發明專利涉及提到一種快閃存儲器系統和一種用于估計NAND快閃存儲器的位錯誤率的方法，通過在編程期間估計多位快閃存儲器的BER，從而改進所述快閃存儲器的編程速度。

圖1

圖1是用于BER估計的三位每單元(bpc)快閃存儲器裝置的電壓閾值分布示意圖。通常來講，NAND單元重復的編程和擦除會致使電荷在存儲器單元中被捕獲，這些電荷可減少單元編程時間，且可在編程和讀取過程中引入錯誤，導致NAND快閃裝置的位錯誤率(BER)增大。此專利提出，針對每一電壓閾值設置三個相關的檢驗閾值，鄰近檢驗閾值之間的差值可為約50mV到100mV，并根據恰好在編程之后(這時估計BER)的每一程序等級的預期電壓閾值分布配置閾值差，利用這種增加每狀態檢驗電壓閾值的數目來改進所估計的BER的準確性。

圖2

圖2是在圖1基礎上用于估計NAND快閃裝置BER的具體方法，采用編程-檢驗邏輯執行，以在一或多個塊的編程期間估計NAND快閃裝置內的一或多個塊的BER。首先步驟S302中確定與電壓閾值相關聯的欠編程單元數目，如圖1所示，由于每狀態有三個檢驗閾值狀態，當單元被編程有第四狀態時，內部邏輯可確定具有低于閾值電壓的單元數目。在步驟S304中確定針對每一電壓閾值的欠編程BER估計值passTHBER。接著在步驟S306中確定欠編程的單元的數目，具體表現為將塊內每一單元處的電壓電平與三個指定檢驗閾值水平進行比較，以確定具有高于這些閾值中的每一者的電壓值的單元的數目。在步驟308中確定過編程的的BER估計，其值為與所有其它電壓閾值相關聯的BER值的最大值。最后在步驟S310中用所估計的欠編程的和過編程的BER估計來更新讀取狀態字段，并讀取狀態寄存器輸出BER估計，并在寄存器中做指示。

NAND Flash作為目前應用極為廣泛的非易失性存儲器，其性能的提高與成本的降低對未來自動駕駛、人工智能市場有著極大的推動作用，也必將促進半導體市場的創新活力與發展。