使用高电压脉冲的擦除循环修复的制作方法

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1.本公开大体上涉及存储器子系统，且更具体来说，涉及用于存储器子系统的使用高电压脉冲的擦除循环修复。

背景技术：

2.存储器子系统可以是存储系统，如固态驱动器(ssd)或硬盘驱动器(hdd)。存储器子系统可以是存储器模块，例如双列直插式存储器模块(dimm)、小型dimm(so-dimm)或非易失性双列直插式存储器模块(nvdimm)。存储器子系统可以包含存储数据的一或多个存储器组件。存储器组件可以例如是非易失性存储器组件和易失性存储器组件。一般来说，主机系统可以利用存储器子系统以在存储器组件处存储数据且从存储器组件检索数据。
附图说明
3.根据下文给出的详细描述和本公开的各种实施方案的附图，将更充分地理解本公开。
4.图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统的实例计算环境。
5.图2是根据一些实施例的在用于存储器子系统的擦除操作之前将高电压脉冲施加到存储器单元的实例方法的流程图。
6.图3a说明根据本公开的一些实施例的将高电压脉冲施加到存储器单元的实例。
7.图3b说明根据本公开的一些实施例的将高电压脉冲施加到存储器单元的另一实例。
8.图4a-4c说明根据本公开的一些实施例的将高电压脉冲施加到存储器组件的块的字线以及后续擦除操作的实例。
9.图5是根据一些实施例的在擦除操作之前基于满足存储器子系统的阈值条件将高电压脉冲施加到存储器单元的实例方法的流程图。
10.图6是本公开的实施方案可在其中操作的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
11.本公开的方面针对于在存储器子系统中基于高电压脉冲的擦除循环修复。存储器子系统可以是存储装置、存储器模块，或存储装置和存储器模块的混合。下文结合图1描述存储装置和存储器模块的实例。一般来说，主机系统可利用包含一或多个存储器组件的存储器子系统。主机系统可提供数据以存储于存储器子系统处，且可请求从存储器子系统检索数据。
12.存储器组件可为存储器装置，例如非易失性存储器装置。非易失性存储器装置为一或多个裸片的封装。每一裸片可以由一或多个平面构成。对于一些类型的非易失性存储器装置(例如，nand装置)，每一平面由物理块集合构成。对于一些存储器装置，块为可擦除的最小区域。每一块由页集构成。每一页由存储数据位的存储器单元集构成。
13.常规存储器子系统可包含可在制造过程期间与其它系统组件组合的存储器组件。在一些情况下，存储器组件可附连到另一组件以使得所述组件可一起起作用。举例来说，存储器组件可在蜂窝式电话、计算机、机动车、嵌入式系统等与其它电子组件组合。将存储器组件附连到另一组件的过程可使存储器组件暴露于在组装期间使用的加热过程(例如，焊接)以确保可靠的表面安装。此加热过程(通常被称为红外线回焊(ir回流)可使存储器组件暴露于极端温度(200摄氏度到300摄氏度)。在一些情况下，可在部署所得存储器子系统之前将多个ir回流施加到存储器组件。
14.在常规存储器子系统中，ir回流可不利地影响存储器组件的可靠性。所述过程中使用的极端温度可产生“电子陷阱”，在其中电子可变得截获于存储器组件的区域中，致使电子电荷在所述组件内堆积。此累积电荷可不利地影响可靠性，原因是所述电荷可在存储器子系统的初始工作寿命期间给存储器组件带来较高错误率。举例来说，应处于指示经擦除状态的状态中(例如，块已经擦除且因此准备好接收新写入的数据)的存储器组件的存储器单元可归因于累积电荷而存在较高错误率，所述累积电荷可冲击受影响存储器单元的代表性电压状态。因此，虽然没有数据可写入到那些存储器单元，但存储器单元的电压状态可以不同方式指示来自ir回流的累积电荷的结果。另外，在晶片制造期间的一些过程可在构建存储器单元时引起离子污染。这些受污染的离子当经历高温时可穿过处于电荷存储层(例如，电荷截获层或浮动栅极层)和衬底之间的氧化物阻障分散。随着离子移动到更靠近电荷存储层，可不利地影响存储器单元的数据保持性质。
15.以此方式配置的常规存储器子系统通常通过以下操作来解决可靠性和离子污染问题：执行反复的编程/擦除循环以写入数据、擦除数据和写入额外数据到受影响块以强制电压电平进入高电压状态(指示经编程状态)随后回到低电压状态(指示经擦除状态)。此过程随时间可使电子陷阱放电并且减少离子污染，以此缓解存储器组件的可靠性问题。然而，在对存储器组件执行足够数目的编程/擦除循环之前，所述组件一直都不可靠。在常规存储器子系统中，执行擦除操作的过程消耗相当多的资源，原因是需要将擦除施加到块的每一页。实施反复的编程/擦除循环以减少电子陷阱和离子污染的操作可能需要大量时间和处理资源来提高可靠性。
16.本公开的方面通过在存储器组件的早期工作寿命期间，在将新数据写入到存储器组件之前(例如，在将存储器组件的存储器单元放置于经编程状态中之前)对存储器组件执行“预编程”擦除过程来解决以上和其它缺陷。预编程擦除可将高电压脉冲施加到存储器组件的目的地块内的存储器单元以将那些单元编程到其最高电压状态(经编程状态)。预编程擦除可随后对那些存储器单元执行擦除操作以将存储器单元放置到低电压状态(经擦除状态)中。在存储器组件的早期寿命期间在写入新数据之前反复改变存储器单元的电压状态(例如，“预编程”存储器单元)的此过程可在电子在状态之间移动时消除电子陷阱，进而“修复”受影响的存储器组件。类似地，在温度激活状态中对存储器组件执行此过程可致使离子离开电荷存储层，进而将存储器组件的数据保持能力恢复到其在任何离子污染之前的原始能力。当接收对将数据写入到目的地块的请求时，可将先前对目的地块执行的擦除操作的数目与阈值条件进行比较。如果已经执行的擦除操作数目不足以移动受污染的离子远离电荷存储层，那么可在写入数据之前对目的地块执行预编程擦除过程。
17.本公开的优点包含但不限于提高在存储器组件的早期工作寿命期间已受ir回流
影响的存储器组件的可靠性。实施本公开的预编程擦除过程实现在不增加执行编程/擦除循环的常规方法的开销的情况下移动受污染离子远离电荷存储层的可靠性益处。另外，由于提高了存储器组件的可靠性，因此也提高了包含所述存储器组件的存储器子系统的性能，原因是使用较少资源执行起因于已受ir回流影响的存储器组件的错误校正操作。
18.图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统110的实例计算环境100。存储器子系统110可包含媒体，例如存储器组件112a到112n。存储器组件112a到112n可以是易失性存储器组件、非易失性存储器组件或其组合。存储器子系统110可为存储装置、存储器模块，或存储装置和存储器模块的混合。存储装置的实例包含固态驱动器(ssd)、快闪驱动器、通用串行总线(usb)快闪驱动器、嵌入式多媒体控制器(emmc)驱动器、通用快闪存储(ufs)驱动器以及硬盘驱动器(hdd)。存储器模块的实例包含双列直插式存储器模块(dimm)、小型dimm(so-dimm)和非易失性双列直插式存储器模块(nvdimm)。
19.计算环境100可包含耦合到一或多个存储器子系统110的主机系统120。在一些实施例中，主机系统120耦合到不同类型的存储器子系统110。图1说明耦合到一个存储器子系统110的主机系统120的一个实例。主机系统120使用例如存储器子系统110将数据写入到存储器子系统110并从存储器子系统110读取数据。如本文中所使用，“耦合到”通常是指组件之间的连接，其可以是间接通信连接或直接通信连接(例如不具有介入组件)，无论有线或无线，包含例如电连接、光学连接、磁连接等连接。
20.主机系统120可以是计算装置，例如台式计算机、膝上型计算机、网络服务器、移动装置、嵌入式计算机(例如，包含在车辆、工业设备或联网的商业装置中的计算机)，或包含存储器和处理装置的此类计算装置。主机系统120可包含或耦合到存储器子系统110以使得主机系统120可从存储器子系统110读取数据或将数据写入到存储器子系统110。主机系统120可经由物理主机接口耦合到存储器子系统110。物理主机接口的实例包含但不限于串行高级技术附件(sata)接口、外围组件互连高速(pcie)接口、通用串行总线(usb)接口、光纤通道、串行连接的scsi(sas)等。物理主机接口可用于在主机系统120与存储器子系统110之间发射数据。当存储器子系统110通过pcie接口与主机系统120耦合时，主机系统120可进一步利用nvm高速(nvme)接口存取存储器组件112a到112n。物理主机接口可提供用于在存储器子系统110与主机系统120之间传送控制、地址、数据和其它信号的接口。
21.存储器组件112a到112n可以包含不同类型的非易失性存储器组件和/或易失性存储器组件的任何组合。非易失性存储器组件的实例包含“与非”(nand)类型快闪存储器。存储器组件112a到112n中的每一个可包含一或多个存储器单元阵列，如单层级单元(slc)或多层级单元(mlc)(例如，三层级单元(tlc)或四层级单元(qlc))。在一些实施例中，特定存储器组件可以包含存储器单元的slc部分和mlc部分两者。存储器单元中的每一个可存储供主机系统120使用的一或多个数据位。虽然描述如nand类型快闪存储器的非易失性存储器组件，但存储器组件112a到112n可基于任何其它类型的存储器，如易失性存储器。在一些实施例中，存储器组件112a到112n可以是(但不限于)随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、动态随机存取存储器(dram)、同步动态随机存取存储器(sdram)、相变存储器(pcm)、磁随机存取存储器(mram)、“或非”(nor)快闪存储器、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)以及非易失性存储器单元的交叉点阵列。非易失性存储器的交叉点阵列可结合可堆叠交叉网格化数据存取阵列而基于体电阻的改变来进行位存储。另外，与许多基于闪存的存储器
对比，交叉点非易失性存储器可执行就地写入操作，其中可在不预先擦除非易失性存储器单元的情况下对非易失性存储器单元进行编程。此外，存储器组件112a到112n的存储器单元可分组为存储器页或块，所述存储器页或块可指代用于存储数据的存储器组件单位。
22.存储器系统控制器115(下文称为“控制器”)可与存储器组件112a到112n通信以执行操作，例如在存储器组件112a到112n处读取数据、写入数据或擦除数据，以及其它此类操作。控制器115可包含硬件，如一或多个集成电路和/或离散组件、缓冲存储器或其组合。控制器115可以是微控制器、专用逻辑电路(例如，现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)等)或其它合适的处理器。控制器115可包含被配置成执行存储在本地存储器119中的指令的处理器(处理装置)117。在所说明的实例中，控制器115的本地存储器119包含被配置成存储指令以用于执行控制存储器子系统110的操作(包含处置存储器子系统110与主机系统120之间的通信)的各种过程、操作、逻辑流程以及例程的嵌入式存储器。在一些实施例中，本地存储器119可以包含存储器寄存器，其存储存储器指针、提取的数据等。本地存储器119还可以包含用于存储微码的只读存储器(rom)。虽然图1中的实例存储器子系统110已说明为包含控制器115，但在本公开的另一实施例中，存储器子系统110可能不包含控制器115，且可改为依靠(例如由外部主机或由与存储器子系统分离的处理器或控制器提供的)外部控制。
23.一般来说，控制器115可从主机系统120接收命令或操作且可将所述命令或操作转换成指令或适合的命令以实现对存储器组件112a到112n的所需存取。控制器115可负责其它操作，例如耗损均衡操作、垃圾收集操作、错误检测和错误校正码(ecc)操作、加密操作、高速缓存操作和在与存储器组件112a到112n相关联的逻辑块地址与物理块地址之间的地址转译。控制器115可另外包含主机接口电路系统以经由物理主机接口与主机系统120通信。主机接口电路系统可将从主机系统接收到的命令转换成命令指令以存取存储器组件112a到112n，以及将与存储器组件112a到112n相关联的响应转换成用于主机系统120的信息。
24.存储器子系统110还可包含未说明的额外电路系统或组件。在一些实施例中，存储器子系统110可包含高速缓存或缓冲(例如dram)和地址电路系统(例如行解码器和列解码器)，其可从控制器115接收地址且对地址进行解码以存取存储器组件112a到112n。
25.存储器子系统110包含预编程擦除组件113，其可用以基于用于存储于存储器组件112a到112n处的块的高电压脉冲执行擦除循环修复。在一些实施例中，控制器115包含预编程擦除组件113的至少一部分。举例来说，控制器115可包含被配置成执行存储于本地存储器119中的指令以用于执行本文所描述的操作的处理器117(处理装置)。在一些实施例中，预编程擦除组件113是主机系统120、应用程序或操作系统的部分。
26.预编程擦除组件113可在接收到对将执行用于存储器组件112a到112n的写入操作的指示之后，即刻确定存储写入操作的数据的目的地块，并且确定存储器单元的指示存储器单元的电压状态设置为经编程状态(例如，指示数据正被写入到那个单元的高电压状态)的电压电平。预编程擦除组件113随后可确定先前对目的地块执行的擦除操作的数目是否满足阈值条件，并且如果否，那么执行预编程擦除过程一次或多次。如下文进一步详细描述，预编程擦除过程可包含使用与经编程状态相关联的所确定的电压电平将电压脉冲施加到目的地块。随后，可对目的地块执行擦除操作以将存储器单元的电压状态从经编程状态
改变到与经擦除状态相关联的电压电平。预编程擦除组件113随后可对目的地块执行写入操作。在各种实施方案中，可针对每个指向所述目的地块的后续写入操作重复此过程直到擦除操作总数目(例如，预编程擦除循环总数目)满足阈值条件为止。下文描述关于预编程擦除组件113的操作的另外细节。
27.图2是在用于存储器子系统的擦除操作之前将高电压脉冲施加到存储器单元的实例方法200的流程图。方法200可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)，或其组合。在一些实施例中，通过图1的预编程擦除组件113执行方法200。虽然以特定顺序或次序来展示，但是除非另有指定，否则可修改过程的次序。因此，应理解，所说明实施例仅为实例，且所说明过程可以不同次序进行，且一些过程可并行地进行。另外，在各个实施例中可以省略一或多个过程。因此，在每个实施例中并不需要所有过程。其它过程流程也是可能的。
28.如图2所示，在操作210处，处理逻辑接收对执行写入操作的请求。在一些实施例中，可从主机系统接收到对将主机数据写入到存储器子系统的存储器组件的请求。在操作220处，处理逻辑确定存储器组件的用以存储写入操作的数据的目的地块。在一些实施例中，在操作210处接收到的所述请求可包含将写入到存储器组件的多个块的数据量。举例来说，将写入的数据可在位于存储器组件的各个块内的多个目的地页当中划分。处理逻辑可确定存储器组件的可用块(例如，空的和/或以其它方式可用于接收新数据的块)并且将来自所述请求的数据划分成可写入到块的一或多个页的片段。
29.在操作230处，处理逻辑将电压脉冲施加到目的地块以将目的地块的存储器单元放置于与高电压状态相关联的电压电平处。在一些实施例中，高电压状态可与经编程状态相关联。换句话说，高电压状态可指示目的地块的页已经编程(例如，数据已写入到块的一或多个页)。因而，电压脉冲的振幅可类似于可如下振幅：供存储器子系统的写入操作使用以将存储器组件的位设置到其最高的适用电压电平。
30.在各种实施例中，编程逻辑可确定第一电压电平，所述第一电压电平可施加到目的地块的存储器单元以将存储器单元的电压电平设置为指示存储器单元处于经编程状态中。编程逻辑随后可确定第二电压电平，所述第二电压电平可施加到目的地块的存储器单元以将存储器单元的电压电平设置为指示存储器单元处于经擦除状态中。在一些实施方案中，指示经编程状态的第一电压电平超过指示经擦除状态的第二电压电平(例如，经编程状态与经擦除状态相比处于较高电压电平)。电压脉冲的电压电平随后可设置为至少第一电压电平(例如，用于经编程状态的电压电平)。
31.在各种实施例中，存储器组件可包含一或多个存储器单元阵列，例如单层级单元(slc)存储器或多层级单元(mlc)存储器(例如，三层级单元(tlc)存储器或四层级单元(qlc)存储器)。每种类型可具有不同数据密度，所述数据密度对应于存储器组件的每存储器单元可存储的数据量(例如，数据位)。使用基于快闪的存储器的实例，三层级单元(tlc)可存储四个数据位，而单层级单元(slc)可存储一个数据位。因此，包含tlc存储器单元的存储器组件与包含slc存储器单元的存储器组件相比具有较高数据密度。因此，不同类型的存储器单元可利用不同电压电平表示不同电压状态。
32.举例来说，单层级单元(slc)在每一单元中存储单个信息位，且因此每一单元可具
有两个可能状态，即一个状态表示可指示经擦除状态的值
‘1’
，且另一状态表示可指示经编程状态的值
‘0’
。在此类实例中，电压脉冲的电压电平(例如，振幅)可经选择以使得其高到足以将适用目的地块的所有位设置为值
‘0’
(例如，经编程状态)。类似地，多层级单元(mlc)组件可存储四个数据位，且因此每一单元可具有四个可能电压状态。在这类情况下，电压脉冲的电压电平可经选择以使得其高到足以将单元中的所有位设置为指示所述单元的位已经编程的电压状态。下文结合图3a-3b说明不同类型的存储器单元的电压状态的实例。
33.高电压脉冲可施加到目的地块的一或多个字线。在一些实施例中，高电压脉冲可施加到目的地块的每个字线。替代地，高电压脉冲可施加到目的地块的单个字线。类似地，高电压脉冲可施加到小于目的地块的字线总数目的某一数目的字线。如上所述，目的地块的已被施加高电压脉冲的一或多个字线的每一存储器单元因此可响应于施加电压脉冲而处于经编程状态中。
34.在操作240处，响应于将电压脉冲施加到目的地块，处理逻辑执行用于目的地块的擦除操作以使存储器单元的电压电平从高电压状态改变为低电压状态。如上文所描述，低电压状态可指示存储器组件的经擦除状态。在一些实施例中，擦除操作可利用可施加到存储器组件的存储器单元的电压电平来设置存储器单元的第二电压状态，所述第二电压状态指示存储器单元处于经擦除状态中。因此，目的地块的每一存储器单元(例如，目的地块中的已经在操作240处暴露于电压脉冲的字线的每一存储器单元)可响应于执行擦除操作而处于经擦除状态中。
35.在一些实施例中，可基于满足擦除阈值条件来执行操作230和240。因此，可基于先前对目的地块执行的擦除操作的数目而对目的地块执行高电压脉冲和擦除操作。下文关于图5的方法500描述此过程的说明性实例。
36.在一些实施例中，可在继续进行到操作250之前多次执行操作230和240。在此类实例中，处理逻辑可首先确定施加到目的地块的适用字线的电压脉冲的数目。响应于确定施加到适用字线的电压脉冲的数目满足或符合预定数目，处理逻辑可将额外电压脉冲施加到目的地块并且执行额外擦除操作。在各种实施例中，电压脉冲和擦除操作的预定数目可与存储器子系统的存储器组件类型(例如，用以制造存储器组件的材料)、存储器组件(例如，slc、tlc、mlc等)的数据密度、在制造过程期间施加到存储器组件的热暴露(例如，ir回流水平)等等相关联。举例来说，如果预定数目设置为三，那么处理逻辑可在继续进行到执行写入操作之前将电压脉冲和擦除过程执行三次。
37.在操作250处，处理逻辑执行将数据写入到处于低电压状态的目的地块的写入操作。下文结合图4a-4c描述对存储器单元执行电压脉冲和擦除操作的说明性实例。
38.图3a-3b说明根据本公开的一些实施例的将高电压脉冲施加到存储器单元。在一些实施例中，可如上文关于图2并且在下文关于图5所描述由图1的预编程擦除组件113执行高电压脉冲的施加。
39.如图3a中所示，存储器单元300可存储多个阈值电压状态，其中每一状态表示逻辑位值。图3a说明存储指示两个逻辑状态的电压状态的存储器单元。此配置可用于slc存储器单元中，所述slc存储器单元可在每一单元中存储单个信息位，且因此每一单元可具有两个可能状态，即一个状态l0表示可指示经擦除状态的值
‘1’
，且另一状态l1表示可指示经编程状态的值
‘0’
。举例来说，第一电压状态305可表示值
‘1’
，且第二电压状态315可表示值
‘0’
。
参考电压310可表示可使存储l0状态(低电压状态)处的值的位与存储l1状态(高电压状态)处的值的位分离的阈值电压。
40.电压状态315可为在其已被编程有数据之后(例如，在已对存储器单元执行写入之后)的存储器单元的电压状态。如上文所描述，预编程擦除组件可将高电压脉冲320施加到存储器单元300以将存储器单元置于电压状态315(例如，与存储器单元300的最高电压电平相关联的电压状态)中。高电压脉冲320施加到适用字线可引起字线的原本处于电压状态305的存储器单元处于高电压状态315。
41.类似地，如图3b中所示，存储器单元350可存储大于两个阈值电压状态，其中每一状态表示逻辑位值。图3b说明存储指示四个逻辑状态的电压状态的存储器单元。此配置可用于mlc存储器单元中，所述mlc存储器单元可在每一单元中存储多个信息位，且因此每一单元可具有多个可能状态，即表示可指示经擦除状态的值
‘
11’的状态l0、表示值
‘
01’的状态l1、表示值
‘
00’的状态l2和表示可指示经编程状态的值
‘
10’的状态l3。举例来说，第一电压状态355可表示值
‘
11’，第二电压状态365可表示值
‘
01’，第三电压状态可表示值
‘
00’，且第四电压状态可表示值
‘
10’。参考电压360、370和380可表示可将存储l0状态(低电压状态)处的电压的位与存储l1、l2或l3状态(高电压状态)处的电压的位分离的阈值电压。应注意，虽然图3b已描绘将位值映射到电压状态的特定实例，但在一些实施例中，可使用位值到电压状态的其它映射。
42.电压状态385可为在其已被编程有数据之后(例如，在已对存储器单元执行写入之后)的存储器单元的电压状态。如上文所描述，预编程擦除组件可将高电压脉冲390施加到存储器单元300以将存储器单元置于电压状态385(例如，与存储器单元350的用以表示任何特定位值的最高电压电平相关联的电压状态)中。高电压脉冲390施加到适用字线可引起字线的原本处于电压状态355(或处于电压状态365或375)的存储器单元处于高电压状态385。
43.虽然图3a说明表示两个位的组合的两个电压状态且图3b说明表示两个位的组合的四个电压状态，但表示各种位组合的任何数目个电压状态可存储于存储器单元处。举例来说，图3a-3b的存储器单元可为多层级单元(mlc)、三层级单元(tlc)或四层级单元(qlc)。在下文关于图4a-4c说明以组合方式施加高电压脉冲和执行擦除操作的过程。
44.图4a-4c说明根据本公开的一些实施例的将高电压脉冲施加到存储器组件的块的字线以及那些字线的后续擦除操作。在一些实施例中，可如上文关于图2且在下文关于图5所描述由图1的预编程擦除组件113执行高电压脉冲施加和擦除组合。
45.如图4a所示，块的字线可处于与低电压状态405(例如，经擦除状态)相关联的电压电平处。在一些情况下，块的存储器单元可受ir回流影响，所述ir回流可引起电子陷阱或离子污染。这些电子陷阱和/或离子污染可引起关于存储器单元可如何保持特定电压电平的可靠性问题。如图4a所示，受影响块的存储器单元可处于表示经擦除状态(例如，值
‘1’
)的低电压状态l0中。然而，由于电子陷阱和/或离子污染，一些存储器单元可处于超过阈值410的电压电平处，所述阈值410通常将低电压状态405(例如，经擦除状态)与高电压状态420(例如，经编程状态)分开。类似地，离子污染可在经历较高温度(例如，数据保持温度)时致使低电压状态405和高电压状态420的电压电平之间的间距减小，这还可致使一些存储器单元处于超过阈值410的电压电平处。“数据保持”(也被称作“固有电荷损失(icl)”)现象相较于较低温度可伴随较高温度发生。所述关系通常可为指数。换句话说，在较低温度下，icl的
效应可忽略，但在较高温度线下(尤其是在高于阈值的温度下)，所述效应可变得足以引起可靠性降低。在接收到对写入到此目的地块的请求之后，如本文中所描述的预编程擦除组件可施加高电压脉冲415以将目的地块的存储器单元放置于与高电压状态420相关联的电压电平处。
46.如图4b中所示，目的地块的存储器单元已经响应于施加高电压脉冲415而放置于与高电压状态420(值
‘0’
)相关联的电压电平处。预编程擦除组件随后可对目的地块的字线执行擦除操作425以将电压电平从高电压状态420改变到图4c中所说明的低电压状态430。如所示出，施加高电压脉冲415并且随后执行擦除操作425的过程可将存储器单元放置于阈值电压410内的电压电平处。如上文所描述，可在执行对目的地块的写入操作之前多次执行电压脉冲和擦除操作过程。另外，在下文进一步描述，可基于先前对目的地块执行的擦除操作的数目来执行此过程。因此，在擦除操作数目低于阈值时，预编程擦除组件可执行电压脉冲和擦除组合直到达到那个阈值为止。
47.图5是根据本公开的一些实施例的在擦除操作之前基于满足阈值条件将高电压脉冲施加到存储器单元的实例方法500的流程图。方法500可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)，或其组合。在一些实施例中，通过图1的预编程擦除组件113执行方法500。虽然以特定顺序或次序来展示，但是除非另有指定，否则可修改过程的次序。因此，应理解，所说明实施例仅为实例，且所说明过程可以不同次序进行，且一些过程可并行地进行。另外，在各个实施例中可以省略一或多个过程。因此，在每个实施例中并不需要所有过程。其它过程流程也是可能的。
48.如图5所示，在操作510处，处理逻辑接收对执行用于存储器子系统的写入操作的指示。在一些实施例中，所述指示可为从主机系统接收的对将主机数据写入到存储器子系统的存储器组件的请求的通知。替代地，所述指示可为存储于存储器子系统的一个组件上的数据应重定位到存储器子系统的另一组件(例如，由于重写操作、垃圾收集操作或其它类似操作)的通知。
49.在操作520处，处理逻辑确定存储器子系统的用以存储写入操作的数据的目的地块。在一些实施例中，在操作510处接收到的指示可包含将写入到存储器组件的多个块的数据量。举例来说，将写入的数据可在位于存储器组件的各个块内的多个目的地页当中划分。处理逻辑可确定存储器组件的可用块(例如，空的和/或以其它方式可用于接收新数据的块)并且将来自所述请求的数据划分成可写入到块的一或多个页的片段。
50.在操作530处，处理逻辑确定存储器子系统的存储器单元的电压电平，所述电压电平指示存储器单元的电压状态设置为经编程状态。如上文所描述，块可配置有不同密度的存储器单元，且因此可基于所述密度每单元存储不同数目的位。举例来说，配置为slc存储器单元的块可每单元存储单个位，且因此可具有两个可能电压状态。类似地，配置为mlc存储器单元的块可每单元存储多个位，且因此可具有多个可能电压状态。因此，处理逻辑可鉴于目的地块的存储器单元的密度，确定指示那个块的存储器单元被设置为高电压状态(例如，由存储器单元的最高电压电平表示的经编程状态)的适用电压电平。
51.在操作540处，处理逻辑确定先前对目的地块执行的擦除操作的数目是否满足阈值条件。在各种实施例中，对存储器子系统的每个块执行的擦除操作总数目可存储于存储
器的与块本身分开的区域中。每当将对任何特定块执行写入操作时，可存取用于那个块的擦除操作的数目以确定是否对那个块施加电压脉冲和擦除操作循环。电压脉冲和擦除操作循环的每次执行可使所存储的擦除操作数目递增，如下文进一步详细描述。
52.如果擦除操作数目不满足阈值(例如，如果所述数目低于阈值数目)，那么处理继续到操作550。否则，如果所述数目满足阈值(例如，如果擦除操作数目符合或超过阈值数目)，那么处理转到操作570，跳过电压脉冲和擦除过程。在各种实施例中，擦除操作的阈值数目可与存储器子系统的存储器组件的类型(例如，用以制造存储器组件的材料)、存储器组件的数据密度(例如，slc、tlc、mlc等)、在制造过程期间施加到存储器组件的热暴露(例如，ir回流水平)等等相关联。在一些实施例中，阈值数目可在部署之前经配置。替代地，处理逻辑可基于存储器组件的已知属性从主机系统或其它连接的系统接收所述阈值数目。在一些实施方案中，阈值数目可初始设置为一个数目并且随时间基于观察到的环境因素(例如，可基于存储器组件的电压电平的观察到的改变存在的任何残余电子陷阱或离子污染)进行修改。
53.在操作550处，处理逻辑将处于与经编程状态相关联的第一电压电平的电压脉冲施加到目的地块。在各种实施例中，所述电压脉冲处于在操作530处确定的电压电平。在一些实施例中，可将高电压脉冲施加到目的地块的每个字线。替代地，可将高电压脉冲施加到目的地块的单个字线。类似地，可将高电压脉冲施加到小于目的地块的字线总数目的某一数目的字线。如上所述，目的地块的已被施加高电压脉冲的一或多个字线的每一存储器单元可因此响应于施加电压脉冲而处于经编程状态中。
54.在操作560处，处理逻辑执行用于目的地块的擦除操作以使存储器单元的电压状态从与经编程状态相关联的第一电压电平改变为与经擦除状态相关联的第二电压电平。在一些实施例中，处理逻辑确定可施加到存储器组件的存储器单元的电压电平以将存储器单元的电压状态设置为指示存储器单元处于经擦除状态。在这类情况下，由操作530确定的电压电平(指示电压状态设置为经编程状态的电压电平)超过电压电平以将电压状态设置为指示存储器单元处于经擦除状态。因此，目的地块的字线的存储器单元可响应于执行擦除操作而处于经擦除状态。
55.在一些实施例中，可在继续进行到操作570之前多次执行操作550和560。在此类实例中，处理逻辑可首先确定施加到目的地块的适用字线的电压脉冲的数目。响应于确定施加到适用字线的电压脉冲的数目低于预定数目，处理逻辑可将额外电压脉冲施加到目的地块并且执行额外擦除操作。在各种实施例中，电压脉冲和擦除操作的预定数目可与存储器子系统的存储器组件类型相关联。举例来说，如果预定数目设置为三，那么处理逻辑可在继续进行到执行写入操作之前将电压脉冲和擦除过程执行三次。
56.在一些实施例中，处理逻辑可另外使所存储的擦除操作数目(例如，供操作540用于确定是否执行操作550和560的数目)递增量为施加到目的地块的字线的电压脉冲的数目。在这类情况下，处理逻辑可每当执行操作550和560时使所述数目递增。替代地，处理逻辑可使所存储的擦除操作数目递增量为施加到目的地块的字线的电压脉冲的数目的函数。在这类情况下，每当执行操作550和560时，擦除操作数目的递增量可为变量值。应用于电压脉冲数目的函数可与施加的脉冲的强度、在制造存储器组件时使用的材料类型、与制造过程相关联的因素(例如，施加到存储器组件的热能的温度、热量施加到存储器组件的总时间
等)或其它类似信息相关联。
57.举例来说，在其中在操作550处施加的电压脉冲的振幅处于存储器组件的高电压范围的上端(例如，处于高于将低电压状态与高电压状态分开的阈值电压的电压电平)的实施例中，所述函数可为应用于电压脉冲数目以使得每个电压脉冲的施加可使所存储的擦除操作数目递增量为大于一的数目的权重因子。因此，脉冲/擦除循环可整体执行较少次数，原因是每当施加脉冲时，较高振幅脉冲可对存储器组件具有较大影响。类似地，在其中在操作550处施加的电压脉冲的振幅处于高电压范围的下端(例如，处于更靠近将低电压状态与高电压状态分开的阈值电压的电压电平)的实施例中，所述函数可为应用于电压脉冲数目以使得每个电压脉冲的施加可使所存储的擦除操作数目递增量为小于一的数目的权重因子。因此，脉冲/擦除循环可整体执行较多次数，原因是每当施加较低振幅脉冲时，所述较低振幅脉冲可对存储器组件具有较小影响。
58.在说明性实例中，可基于用以制造存储器组件的温度和组件暴露于那个温度的时间量，将供操作540用以驱动过程的擦除操作阈值数目设置为10。另外，所述过程可被配置成每当对存储器组件的特定块执行写入操作时，将电压脉冲和擦除循环最少执行三次(上文提到的电压脉冲和擦除循环预定数目)。当接收到写入操作时，操作530可确定用以将目的地块的存储器单元设置为高电压状态的电压电平，并且基于已知上文所列的制造因素，选择处于高电压范围的上端的电压电平以考虑在制造过程期间使用的高温的效应。另外，基于所确定的电压电平，可相应地调整用以使执行的擦除操作数目递增的函数。
59.在第一次对目的地块执行写入操作时，对那个块执行的擦除操作的数目可为零。操作540可检测到此数目低于阈值10，且因此在执行写入操作之前将操作550和560的组合执行三次(原因是预定数目设置为三)。每当执行操作550和560时(或，替代地，在操作550和560执行预定次数之后)，可更新对目的地块执行的擦除操作的所存储数目以供操作540用于后续写入到那个目的地块。如果基于在操作530处确定的电压电平将应用于每个循环的函数设置为1.5，那么对目的地块执行的擦除操作的数目可针对操作550和560的组合的每次执行而递增1.5。因此，如果所述组合执行三次，那么在循环结束时对目的地块执行的擦除操作总数目可设置为4.5。
60.当后续写入操作指向那个同一目的地块时，操作540可确定4.5小于阈值10，因而可在执行后续写入操作之前再次执行所述过程。在上文所描述的实例之后，在后续写入操作引起电压脉冲和擦除过程结束时，对目的地块执行的擦除操作的数目可设置为9。此过程可继续直到对目的地块执行的擦除操作的数目大于10(阈值数目)为止。当接收到指向那个块的下一写入操作时，操作540可确定先前执行的擦除操作的数目满足阈值条件(例如，大于阈值10)，且因此绕过电压脉冲和擦除操作组合，并且直接继续到操作570以执行写入操作。
61.在操作570处，处理逻辑执行用于存储器子系统的写入操作。在一些实施例中，处理逻辑可执行将数据写入到目的地块的处于低电压状态的字线的写入操作。
62.图6说明计算机系统600的实例机器，在所述计算机系统600内可执行用于致使所述机器执行本文中所论述的方法中的任一种或多种方法的指令集。在一些实施例中，计算机系统600可对应于包含、耦合到或利用存储器子系统(例如，图1的存储器子系统110)或可用以执行控制器的操作(例如，以执行操作系统来执行对应于图1的预编程擦除组件113的
操作)的主机系统(例如，图1的主机系统120)。在替代性实施例中，机器可连接(例如联网)到lan、内联网、外联网和/或因特网中的其它机器。机器可作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器或作为云计算基础设施或环境中的服务器或客户端机器而以客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的容量进行操作。
63.机器可以是个人计算机(pc)、平板pc、机顶盒(stb)、个人数字助理(pda)、蜂窝电话、网络设备、服务器、网络路由器、交换机或桥接器或非数字电路系统，或能够(依序或以其它方式)执行指定待由机器采取的动作的一组指令的任何机器。另外，尽管说明单个机器，但还应认为术语“机器”包含机器的任何集合，所述集合单独地或共同地执行一(或多)个指令集以进行本文中所论述的方法中的任何一或多种。
64.实例计算机系统600包含处理装置602、主存储器604(例如，只读存储器(rom)、闪存存储器、动态随机存取存储器(dram)例如同步dram(sdram)或rambus dram(rdram)等)、静态存储器606(例如，闪存存储器、静态随机存取存储器(sram)等)，以及数据存储系统618，其经由总线630彼此通信。
65.处理装置602表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更特定来说，处理装置可以是复杂指令集计算(cisc)微处理器、精简指令集计算(risc)微处理器、超长指令字(vliw)微处理器或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。处理装置602也可以是一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、网络处理器或类似物。处理装置602被配置成执行指令626以用于执行本文中所论述的操作和步骤。计算机系统600可另外包含网络接口装置508以在网络620上通信。
66.数据存储系统618可包含机器可读存储媒体624(也称为计算机可读媒体)，其上存储有一或多个指令集626或体现本文中所描述的方法或功能中的任一或多种的软件。指令626还可在由计算机系统600执行期间完全或至少部分地驻存在主存储器604内和/或处理装置602内，主存储器604和处理装置602也构成机器可读存储媒体。机器可读存储媒体624、数据存储系统618和/或主存储器604可以对应于图1的存储器子系统110。
67.在一个实施例中，指令626包含实施对应于预编程擦除组件(例如，图1的预编程擦除组件113)的功能性的指令。虽然在实例实施例中机器可读存储媒体524展示为单个媒体，但是应认为术语“机器可读存储媒体”包含存储一或多组指令的单个媒体或多个媒体。术语“机器可读存储媒体”还应被认为包含能够存储或编码供机器执行的指令集合且致使机器执行本公开的方法中的任何一种或多种的任何媒体。术语“机器可读存储媒体”因此应被视为包含但不限于固态存储器、光学媒体和磁性媒体。
68.已在针对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示方面呈现了先前详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用以将其工作的主旨最有效地传达给所属领域的其他技术人员的方式。在本文中，且一般将算法构想为产生所要结果的操作的自洽序列。操作是要求对物理量进行物理操纵的操作。通常(但未必)，这些量采用能够存储、组合、比较以及以其它方式操纵的电或磁信号的形式。已经证实，主要出于常用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、编号等等有时是便利的。
69.然而，应牢记，所有这些和类似术语将与适当物理量相关联，且仅仅为应用于这些量的便利标记。本公开可以指操控和变换计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理
(电子)数量的数据为计算机系统存储器或寄存器或其它这类信息存储系统内的类似地表示为物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程。
70.本公开还涉及用于执行本文中的操作的设备。这一设备可以出于所需目的而专门构造，或其可包含通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这种计算机程序可存储在计算机可读存储媒体中，例如但不限于任何类型的盘，包含软盘、光盘、cd-rom以及磁性光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、eprom、eeprom、磁卡或光卡，或适合于存储电子指令的任何类型的媒体，其各自连接到计算机系统总线。
71.本文中呈现的算法和显示器在本质上并不与任何特定计算机或其它设备相关。各种通用系统可以与根据本文中的教示的程序一起使用，或可以证明构造用以执行所述方法更加专用的设备是方便的。将如下文描述中所阐述的那样来呈现各种这些系统的结构。另外，未参考任何特定编程语言来描述本公开。应了解，可使用各种编程语言来实施如本文中所描述的本公开的教示内容。
72.本公开可提供为计算机程序产品或软件，其可包含在其上存储有可用于编程计算机系统(或其它电子装置)以进行根据本公开的过程的指令的机器可读媒体。机器可读媒体包含用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。在一些实施例中，机器可读(例如计算机可读)媒体包含机器(例如计算机)可读存储媒体，例如只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、闪存存储器组件等。
73.在前述说明书中，本公开的实施例已经参照其特定实例实施例进行描述。将显而易见的是，可在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的实施例的更广精神和范围的情况下对本公开进行各种修改。因此，应在说明性意义上而非限制性意义上看待说明书及图式。

技术特征：

1.一种方法，其包括：接收对在存储器组件处执行写入操作的请求；确定所述存储器组件的用以存储所述写入操作的数据的目的地块；通过处理装置将电压脉冲施加到所述目的地块，所述电压脉冲将所述目的地块的存储器单元放置于与高电压状态相关联的电压电平处；响应于将所述电压脉冲施加到所述目的地块，执行用于所述目的地块的擦除操作以使所述存储器单元的所述电压电平从所述高电压状态改变为低电压状态；和执行所述写入操作以将所述数据写入到处于所述低电压状态的所述目的地块。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述高电压状态与经编程状态相关联，所述方法另外包括：确定施加到所述目的地块的所述存储器单元的第一电压电平以将所述存储器单元的所述电压电平设置为指示所述存储器单元处于所述经编程状态中；确定施加到所述目的地块的所述存储器单元的第二电压电平以将所述存储器单元的所述电压电平设置为指示所述存储器单元处于经擦除状态中，其中所述第一电压电平超过所述第二电压电平；和将所述电压脉冲的所述电压电平设置为所述第一电压电平。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述目的地块的字线的相应存储器单元响应于所述电压脉冲的所述施加而处于所述经编程状态中，且其中所述目的地块的所述字线的所述相应存储器单元响应于执行所述擦除操作而处于所述经擦除状态中。4.根据权利要求2所述的方法，其另外包括：确定先前对所述目的地块执行的擦除操作的数目；和响应于确定所述擦除操作数目不满足擦除操作阈值数目而施加所述电压脉冲。5.根据权利要求4所述的方法，其另外包括：确定施加到所述目的地块的电压脉冲的数目；和响应于确定施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目不满足电压脉冲阈值数目：将额外电压脉冲施加到所述目的地块，所述额外电压脉冲处于与所述高电压状态相关联的所述电压电平下，和响应于施加所述额外电压脉冲而执行用于所述目的地块的额外擦除操作。6.根据权利要求5所述的方法，其另外包括：使所述擦除操作数目递增量为施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目。7.根据权利要求5所述的方法，其另外包括：使所述擦除操作数目递增量为施加到所述一或多个字线的所述电压脉冲数目的函数。8.一种系统，其包括：存储器组件；和处理装置，其以操作方式与所述存储器组件耦合以进行以下操作：接收对执行用于所述存储器组件的写入操作的指示；确定所述存储器组件的用以存储所述写入操作的数据的目的地块；确定所述存储器组件的存储器单元的第一电压电平，所述第一电压电平指示所述存储器单元的电压状态设置为经编程状态；
响应于确定先前对所述目的地块执行的擦除操作的数目不满足阈值条件：将电压脉冲施加到所述目的地块，所述电压脉冲处于与所述经编程状态相关联的所述第一电压电平处，和执行用于所述目的地块的擦除操作以使所述存储器单元的所述电压状态从所述经编程状态改变为与经擦除状态相关联的第二电压电平；和响应于所述存储器单元的所述电压状态改变为所述经擦除状态而执行用于所述存储器组件的所述写入操作。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述目的地块的字线的相应存储器单元响应于所述电压脉冲的所述施加而处于所述经编程状态中。10.根据权利要求8所述的系统，其中所述处理装置另外进行以下操作：确定施加到所述存储器组件的所述存储器单元的第二电压电平以将所述存储器单元的所述电压状态设置为指示所述存储器单元处于所述经擦除状态中，其中所述第一电压电平超过所述第二电压电平，其中所述目的地块的字线的相应存储器单元响应于执行所述擦除操作而处于所述经擦除状态中。11.根据权利要求8所述的系统，其中所述处理装置另外进行以下操作：确定施加到所述目的地块的电压脉冲的数目；和响应于确定施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目不满足电压脉冲阈值数目：将额外电压脉冲施加到所述目的地块，所述额外电压脉冲处于与所述经编程状态相关联的所述第一电压电平处，和响应于施加所述额外电压脉冲而执行用于所述目的地块的额外擦除操作。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理装置另外进行以下操作：使所述擦除操作数目递增量为施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目。13.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理装置另外进行以下操作：使所述擦除操作数目递增量为施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目的函数。14.一种包括指令的非暂时性计算机可读媒体，所述指令在由处理装置执行时使所述处理装置执行包括以下操作的操作：接收对在存储器组件处执行写入操作的请求；确定所述存储器组件的用以存储所述写入操作的数据的目的地块；将电压脉冲施加到所述目的地块，所述电压脉冲将所述目的地块的存储器单元放置于与高电压状态相关联的电压电平处；响应于将所述电压脉冲施加到所述目的地块，执行用于所述目的地块的擦除操作以使所述存储器单元的所述电压电平从所述高电压状态改变为低电压状态；和执行所述写入操作以将所述数据写入到处于所述低电压状态的所述目的地块。15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，其中所述高电压状态与经编程状态相关联，所述操作另外包括：确定施加到所述目的地块的所述存储器单元的第一电压电平以将所述存储器单元的所述电压电平设置为指示所述存储器单元处于所述经编程状态中；确定施加到所述目的地块的所述存储器单元的第二电压电平以将所述存储器单元的所述电压电平设置为指示所述存储器单元处于经擦除状态中，其中所述第一电压电平超过
所述第二电压电平；和将所述电压脉冲的所述电压电平设置为至少所述第一电压电平。16.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，其中所述目的地块的字线的相应存储器单元响应于所述电压脉冲的所述施加而处于所述经编程状态中，且其中所述目的地块的所述字线的所述相应存储器单元响应于执行所述擦除操作而处于所述经擦除状态中。17.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括：确定先前对所述目的地块执行的擦除操作的数目；和响应于确定所述擦除操作数目不满足擦除操作阈值数目而施加所述电压脉冲。18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括：确定施加到所述目的地块的电压脉冲的数目；和响应于确定施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目不满足电压脉冲阈值数目：将额外电压脉冲施加到所述目的地块，所述额外电压脉冲处于与所述高电压状态相关联的所述电压电平下，和响应于施加所述额外电压脉冲而执行用于所述目的地块的额外擦除操作。19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括：使所述擦除操作数目递增量为施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目。20.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括：使所述擦除操作数目递增量为施加到所述目的地块的所述电压脉冲数目的函数。

技术总结

可接收对在存储器组件处执行写入操作的请求。可确定所述存储器组件的用以存储所述写入操作的数据的目的地块。可将电压脉冲施加到所述目的地块，所述电压脉冲将所述目的地块的存储器单元放置于与高电压状态相关联的电压电平处。响应于将所述电压脉冲施加到所述目的地块，可执行用于所述目的地块的擦除操作以使所述存储器单元的所述电压电平从所述高电压状态改变为低电压状态。可执行所述写入操作以将所述数据写入到处于所述低电压状态的所述目的地块。目的地块。目的地块。