Nand Flash学习笔记3-Read Disturb
发布时间：2020-12-15 19:50:41 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：Read Disturb，读干扰，主要是读页操作，会对同一个块内其它页造成干扰，随着Flash制程的提高、一个物理块页数更多、和单个Cell存储的信息更多(TLC、QLC)，此问题会变得更加突出。严重的情况下会导致读回来的数据出错，导致数据丢失。 在SLC Flash上，对一个
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Read Disturb，读干扰，主要是读页操作，会对同一个块内其它页造成干扰，随着Flash制程的提高、一个物理块页数更多、和单个Cell存储的信息更多(TLC、QLC)，此问题会变得更加突出。严重的情况下会导致读回来的数据出错，导致数据丢失。
在SLC Flash上，对一个块读1KK次才会出现读干扰问题。到了MLC Flash上，100K次读甚至20K读就可以会出现读干扰问题。比如说，在手机上单曲循环一首歌，放十几天发现歌曲数据损坏，都比较难以接受。
读干扰原理：
Flash的基本架构和基本操作原理，可以参考之前的文章。
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当读某个页时，整个块上WL和BL增加的电压如图0(a)。可以看到，在块内其它页上，栅极也需要增加电压Vpass使得cell处于导通。Vpass(6V左右)小于编程电压Vprog(10V)，但是也会产生轻微的FN隧穿效应，称为弱编程(Weak Programmimg)。
公式0 隧穿效应和电场强度的关系
Eox：添加在隧穿氧化层的电场强度，取决于栅极的电压和浮栅里的电荷数
Jfn：FN隧穿效应的电流密度。
由公式0可以看到，隧穿效应的大小和Eox为
超线性
相关。由于Vpass较于Vprog小很多，所以造成的影响是很细微的，但是对块内的页都会影响。
图1，tono和tox分别为两个氧化层的厚度，Vthi是衬底的电势，Eox计算公式和Eox、JFN关系如下，可以看到Eox和(Vg-Vth)近似线性关系。
公式1 Eox电场强度的关系
图2
Eox和隧穿效应电流密度JFN的关系
。
读干扰特性：
下面是以2Y-nm MLC Flash作为实验对象。
图 3 MLC Flash块编程后，块内Vth分布情况
图 4 多次读操作后，块内Vth分布情况
图4表示重复对块一个页重复读0、250K、500K和1KK次，整个块内的电压阈值分布情况。图3-B表示上述实验，处于ER状态的Cell电压阈值分布情况。可以看到，读干扰对低阈值电压影响更大，那是因为，Vth越低，Eox越大，隧穿效应会更加明显。
图 5 不同读次数后，块内不同状态Vth的平均值
图5可以看到随着读次数的增加，由于读干扰的影响，ER状态的Cell平均阈值电压增加最快，P1和P2状态其次。P3状态由于阈值电压较高，读干扰的影响低于Data Retention(数据保持)影响，所以平均阈值电压降低。
图6，可以看到P1、P2、P3状态的阈值分布离散程度更高，这是因为读干扰和Data Retention共同影响。P0的离散程度更小，是因为实验无法检测到大部分的ER状态的电压阈值，所以结果不准确。
读干扰对RBER影响
图7 RBER、读干扰和PECS的关系
由于PECS越大，会有电子滞留在隧穿氧化层中，导致绝缘性下降，导致在同样电场强度下，隧穿效应更强。因此，PECS越大，读干扰影响越明显。
图8 读干扰前、后阈值电压分布
由图8可以看到，即使使用最优读电压Va，也会把ER状态部分Cell识别为P1状态的，或把部分P1状态Cell识别为ER状态，从而产生错误。如果出错的数超过ECC纠错阈值，那么数据就无法正常读回。
主要是需要Nand Flash主控采取方法来避免读干扰的影响。 （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
