存儲(chǔ)器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種耗電量減少了的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)(10)包括非易失性存儲(chǔ)器(13)、熱電元件(17)、電容器(16)、以及使用由熱電元件(17)產(chǎn)生的電力對(duì)電容器(16)進(jìn)行充電的控制器。
【專利說(shuō)明】存儲(chǔ)器系統(tǒng)
[0001][相關(guān)申請(qǐng)案]
[0002]本申請(qǐng)案享有以日本專利申請(qǐng)案2014-178480號(hào)(申請(qǐng)日:2014年9月2日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)案通過(guò)參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)案而包含基礎(chǔ)申請(qǐng)案的所有內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]作為非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的一種，已知有NAND(Not-And，與非)型閃存器。而且，已知有搭載著NAND型閃存器的存儲(chǔ)設(shè)備(例如SSD(Solid State Drive,固態(tài)驅(qū)動(dòng)器))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]實(shí)施方式提供一種高品質(zhì)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。
[0006]實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)包括非易失性存儲(chǔ)器、熱電元件、電容器、以及使用由所述熱電元件產(chǎn)生的電力對(duì)所述電容器進(jìn)行充電的控制器。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是第一實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的框圖。
[0008]圖2是示意性地表示存儲(chǔ)器系統(tǒng)的截面構(gòu)造的圖。
[0009]圖3是說(shuō)明第一實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。
[0010]圖4是表示存儲(chǔ)器系統(tǒng)的內(nèi)部溫度的一例的曲線圖。
[0011]圖5是表示熱電元件產(chǎn)生的電力的一例的曲線圖。
[0012]圖6是說(shuō)明變形例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。
[0013]圖7是第二實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的框圖。
[0014]圖8是說(shuō)明第二實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的寫(xiě)入動(dòng)作的流程圖。
[0015]圖9是說(shuō)明第二實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的讀出動(dòng)作的流程圖。
[0016]圖10是說(shuō)明繼圖9后進(jìn)行的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的讀出動(dòng)作的流程圖。
[0017]圖11是說(shuō)明其他例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的寫(xiě)入動(dòng)作的流程圖。
[0018]圖12是說(shuō)明繼圖11后進(jìn)行的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的寫(xiě)入動(dòng)作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是，附圖是示意性圖或概念性圖，各附圖的尺寸及比例等未必與實(shí)物相同。以下所示的若干實(shí)施方式例示了用以將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的裝置及方法，但并非通過(guò)構(gòu)成零件的形狀、構(gòu)造、配置等來(lái)特定本發(fā)明的技術(shù)思想。另外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)具有相同功能及構(gòu)成的要素標(biāo)注相同符號(hào)，并且只在必要時(shí)進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
[0020][第一實(shí)施方式]
[0021]存儲(chǔ)器系統(tǒng)包括非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置(非易失性存儲(chǔ)器)。在本實(shí)施方式中，作為非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，列舉NAND型閃存器為例進(jìn)行說(shuō)明。而且，作為存儲(chǔ)器系統(tǒng)，列舉作為包括NAND型閃存器的存儲(chǔ)設(shè)備的SSD (Solid State Drive)為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0022][I]存儲(chǔ)器系統(tǒng)的構(gòu)成
[0023]圖1是第一實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的框圖。存儲(chǔ)器系統(tǒng)10包括接口電路(I/F電路)11、存儲(chǔ)器控制器(SSD控制器)12、NAND型閃存器13、電源電路14、電源控制器15、電容器16、熱電元件17、溫度感測(cè)器18、以及冷卻風(fēng)扇19。另外，在圖1中，為了使附圖容易理解，而以實(shí)線表示信號(hào)線，以虛線表示電源線。
[0024]接口電路11是經(jīng)由信號(hào)線(總線)20而連接于主機(jī)機(jī)器30。接口電路11是ATA (Advanced Technology Attachment，高級(jí)技術(shù)附件)接口等存儲(chǔ)器連接接口，在該接口電路11與主機(jī)機(jī)器30之間進(jìn)行接口處理。主機(jī)機(jī)器30是對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入、數(shù)據(jù)讀出、以及數(shù)據(jù)刪除的外部裝置，含有例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、或者連接于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器等。
[0025]存儲(chǔ)器控制器12包括CPU (Central Processing Unit,中央處理器)及RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。存儲(chǔ)器控制器12統(tǒng)一控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)的動(dòng)作。存儲(chǔ)器控制器12具有如下功能:在與主機(jī)機(jī)器30之間處理命令；或者在NAND型閃存器13與主機(jī)機(jī)器30之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；或者管理NAND型閃存器13內(nèi)的各區(qū)塊。
[0026]NAND型閃存器13是能夠非揮發(fā)地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)、程序、以及存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的管理數(shù)據(jù)等。在NAND型閃存器13中，以區(qū)塊為單位進(jìn)行刪除，以頁(yè)面為單位進(jìn)行寫(xiě)入與讀出。NAND型閃存器13包含將多個(gè)存儲(chǔ)單元呈矩陣狀排列而成的存儲(chǔ)單元陣列，該存儲(chǔ)單元陣列是排列多個(gè)作為數(shù)據(jù)刪除單位的物理區(qū)塊而構(gòu)成。在NAND型閃存器13中，針對(duì)每個(gè)物理頁(yè)面進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入及數(shù)據(jù)讀出。物理頁(yè)面含有多個(gè)存儲(chǔ)單元。物理區(qū)塊含有多個(gè)物理頁(yè)面。NAND型閃存器13例如含有多個(gè)NAND芯片。多個(gè)NAND芯片可個(gè)別地控制，并且可并列動(dòng)作。
[0027]電源電路14經(jīng)由電源線21而連接于主機(jī)機(jī)器30，從主機(jī)機(jī)器30接收多種電源。而且，電源電路14使用從主機(jī)機(jī)器30接收到的電源，在存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)部產(chǎn)生所需要的多種電源。
[0028]電源控制器15接收由電源電路14產(chǎn)生的電源。電源控制器15統(tǒng)一控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)部的電源。關(guān)于電源控制器15的具體動(dòng)作將于下文進(jìn)行敘述。
[0029]電容器16作為蓄電池發(fā)揮功能，該電容器16是作為存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電力供給源的備份電源。電容器16在發(fā)生例如當(dāng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10進(jìn)行動(dòng)作時(shí)電源電壓降低、電源電壓瞬間切斷、以及存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源異常斷路等情況時(shí)，對(duì)電源控制器15供給電源。
[0030]熱電元件17具有將熱能轉(zhuǎn)換成電能的功能。作為熱電元件17，可使用例如利用熱源與除熱源以外的部分的溫度差進(jìn)行發(fā)電的元件、也就是利用塞貝克效應(yīng)(Seebeckeffect)的元件。關(guān)于熱電元件17的構(gòu)成，記載于例如稱為“THERMOELECTRIC DEVICE ANDTHERMOELECTRIC MODULE (熱電裝置及熱電模塊)”的2010年12月9日提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案12/964，152號(hào)。該專利申請(qǐng)案的全部?jī)?nèi)容以參照的形式引用于本案說(shuō)明書(shū)中。
[0031]溫度感測(cè)器18測(cè)定存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)部的溫度。冷卻風(fēng)扇19通過(guò)向存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)部吹送空氣，而冷卻存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)部。
[0032]圖2是示意性地表示存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的截面構(gòu)造的圖。在襯底22上安裝構(gòu)成存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的多個(gè)模塊。另外，在圖2中，作為安裝在襯底22上的多個(gè)模塊，例示了接口電路11、存儲(chǔ)器控制器(存儲(chǔ)器Ctrl.) 12、NAND型閃存器13、電源控制器(電源Ctrl.) 15、電容器16、以及冷卻風(fēng)扇19。
[0033]以與多個(gè)模塊的全部或一部分相接的方式設(shè)置熱電元件17。熱電元件17至少與模塊相接的面被絕緣膜覆蓋。熱電元件17也可以形成在發(fā)熱量尤其多的模塊(例如，存儲(chǔ)器控制器12等)的附近。而且，當(dāng)存儲(chǔ)器控制器12的發(fā)熱量多時(shí)，理想為將存儲(chǔ)器控制器12配置在冷卻風(fēng)扇19的附近。
[0034]而且，在本實(shí)施方式中，為了冷卻元件而使用冷卻風(fēng)扇19，但也可以使用利用電力冷卻元件的?自爾帖(Peltier)元件、熱交換元件等。
[0035][2]動(dòng)作
[0036]接下來(lái)，對(duì)如上所述那樣構(gòu)成的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖3是對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0037]首先，通過(guò)從主機(jī)機(jī)器30經(jīng)由電源線21對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10供給電源，而存儲(chǔ)器系統(tǒng)10 (步驟S100)啟動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，電源控制器15 —邊從電源電路14接收電源，一邊對(duì)接口電路11、存儲(chǔ)器控制器12、NAND型閃存器13、以及溫度感測(cè)器18供給電源。之后，存儲(chǔ)器系統(tǒng)10執(zhí)行與主機(jī)機(jī)器30的命令相應(yīng)的正常動(dòng)作(包含寫(xiě)入動(dòng)作、讀出動(dòng)作、以及刪除動(dòng)作)。
[0038]接著，使存儲(chǔ)器系統(tǒng)10整體(存儲(chǔ)器系統(tǒng)10內(nèi)的全部模塊)開(kāi)始發(fā)熱，由此熱電元件17使用存儲(chǔ)器系統(tǒng)10產(chǎn)生的熱，開(kāi)始發(fā)電(步驟S101)。
[0039]圖4是表示存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度的一例的曲線圖。圖5是表示熱電元件17產(chǎn)生的電力的一例的曲線圖。圖4的縱軸為存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度T，橫軸為時(shí)間t。圖5的縱軸為熱電元件17產(chǎn)生的電力W，橫軸為時(shí)間t。圖4及圖5為任意單位。
[0040]例如，如果存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度成為閾值Ta以上，則熱電元件17利用存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的熱產(chǎn)生電力。閾值Ta是由熱電元件17的材料及特性而決定的值。例如，在使用利用溫度差進(jìn)行發(fā)電的熱電元件17的情況下，閾值Ta是將熱源以外的部分的低溫側(cè)的溫度、與熱電元件17能夠發(fā)電的溫度差相加所得的溫度。
[0041]接著，電源控制器15使用熱電元件17的電力，對(duì)電容器16進(jìn)行充電(步驟S102)。接著，存儲(chǔ)器控制器12判定電容器16的充電是否已完成(步驟S103)。判定電容器16的充電是否已完成可根據(jù)基于電容器16及熱電元件17的特性算出的充電時(shí)間而進(jìn)行管理。也就是說(shuō)，當(dāng)開(kāi)始對(duì)電容器16進(jìn)行充電后的經(jīng)過(guò)時(shí)間超過(guò)預(yù)先算出的充電時(shí)間時(shí)，存儲(chǔ)器控制器12判定為電容器16的充電已完成。
[0042]如果在步驟S103中電容器16的充電完成，則存儲(chǔ)器控制器12監(jiān)視存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度是否超過(guò)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作保證溫度(步驟S104)。動(dòng)作保證溫度是根據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的規(guī)格而設(shè)定。此處所謂的動(dòng)作保證溫度是指上限側(cè)的動(dòng)作保證溫度，例如為70?85°C左右。
[0043]當(dāng)在步驟S104中存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度超過(guò)動(dòng)作保證溫度時(shí)，電源控制器15使用熱電元件17的電力驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇19(步驟S105)。另一方面，當(dāng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度未超過(guò)動(dòng)作保證溫度時(shí)，電源控制器15將熱電元件17的電力用于存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的正常動(dòng)作(步驟S106) ο
[0044]另外，冷卻風(fēng)扇19理想為以主要冷卻發(fā)熱量大的元件(例如存儲(chǔ)器控制器12)而不冷卻熱電元件17的方式配置各要素。例如，以使從冷卻風(fēng)扇19吹出的風(fēng)直接吹到存儲(chǔ)器控制器12，而使風(fēng)不吹到熱電元件17的方式進(jìn)行配置。
[0045](變形例)
[0046]電容器16也可以為超級(jí)電容器。超級(jí)電容器16用于當(dāng)發(fā)生異常的電源斷路時(shí)保證存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作。超級(jí)電容器16的電容被設(shè)定為在發(fā)生異常的電源斷路時(shí)供給存儲(chǔ)器系統(tǒng)10能夠完成正常的電源斷開(kāi)時(shí)的結(jié)束動(dòng)作的電力所需的電容以上。
[0047]圖6是說(shuō)明變形例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作的流程圖。圖6的步驟S200?S201與圖3的步驟SlOO?SlOl相同。
[0048]接著，電源控制器15使用熱電元件17的電力對(duì)超級(jí)電容器16進(jìn)行充電(步驟S202)。接著，存儲(chǔ)器控制器12判定存儲(chǔ)在超級(jí)電容器16的電力量是否超過(guò)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源斷路時(shí)的結(jié)束動(dòng)作所需的電力量(步驟S203)。判定存儲(chǔ)在超級(jí)電容器16的電力量可根據(jù)基于超級(jí)電容器16及熱電元件17的特性而算出的充電時(shí)間進(jìn)行管理。
[0049]當(dāng)在步驟S203中超級(jí)電容器16的電力量超過(guò)電源斷路時(shí)的結(jié)束動(dòng)作所需的電力量時(shí)，存儲(chǔ)器控制器12監(jiān)視存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度是否超過(guò)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作保證溫度(步驟S204)。之后的動(dòng)作(步驟S205及S206)與圖3的步驟S105及S106相同。
[0050][3]效果
[0051]如以上所詳細(xì)敘述那樣，在第一實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)10包括使用熱產(chǎn)生電力的熱電元件17。而且，電源控制器15使用由熱電元件17產(chǎn)生的電力，對(duì)電容器16進(jìn)行充電、驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇19、以及進(jìn)行NAND型閃存器13的正常動(dòng)作。
[0052]因此，根據(jù)第一實(shí)施方式，可減少存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的耗電量。也就是說(shuō)，可減少相當(dāng)于存儲(chǔ)器系統(tǒng)10中所使用的電力量中由熱電元件17產(chǎn)生的電力量的程度的耗電量。而且，使用熱電元件17產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇19，可減少存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的發(fā)熱。
[0053]近年來(lái)，為了滿足用戶對(duì)速度所要求的等級(jí)，SSD中使多個(gè)NAND芯片并列動(dòng)作。隨之，SSD(尤其是存儲(chǔ)器控制器)的自身發(fā)熱量變多，而當(dāng)進(jìn)行負(fù)載最大的動(dòng)作時(shí)(例如進(jìn)行順序?qū)?sequential write)動(dòng)作時(shí))難以保證動(dòng)作保證溫度。而且，因多個(gè)NAND芯片并列動(dòng)作，而導(dǎo)致耗電量增大。
[0054]相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，可利用熱電元件17減少存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的耗電量，因此可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的高速動(dòng)作。而且，可減少存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的發(fā)熱，因此可維持存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的高速動(dòng)作。
[0055][第二實(shí)施方式]
[0056][I]存儲(chǔ)器系統(tǒng)的構(gòu)成
[0057]圖7是第二實(shí)施方式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的框圖。存儲(chǔ)器系統(tǒng)10包括接口電路11、存儲(chǔ)器控制器12、NAND型閃存器13、ECC (Error Checking and Correcting，錯(cuò)誤檢查與校正)電路40、無(wú)線控制器41、以及無(wú)線電路42。
[0058]ECC電路40在數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)，使用寫(xiě)入數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯(cuò)誤校正碼。該錯(cuò)誤校正碼與寫(xiě)入數(shù)據(jù)一起被寫(xiě)入到NAND型閃存器13中。而且，ECC電路40在數(shù)據(jù)讀出時(shí)，使用包含在讀出數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤校正碼來(lái)校正讀出數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。錯(cuò)誤校正碼從讀出數(shù)據(jù)中被去除。
[0059]無(wú)線電路42與外部裝置(包含通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44)之間進(jìn)行無(wú)線通信。無(wú)線電路42包括天線、發(fā)送電路、以及接收電路。作為無(wú)線通信，可列舉依據(jù)IEEE802.11 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線 LAN (Local Area Network，局域網(wǎng))、Bluetooth (藍(lán)牙)(注冊(cè)商標(biāo))、以及紅外線通信等。例如，無(wú)線電路42經(jīng)由無(wú)線LAN從通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44接收無(wú)線信號(hào)，并且向通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44發(fā)送無(wú)線信號(hào)。
[0060]作為通信終端43，可列舉移動(dòng)電話、以及智能手機(jī)等。作為外部存儲(chǔ)裝置44，可列舉連接于網(wǎng)絡(luò)的NAS (Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ))、以及服務(wù)器等。通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44經(jīng)由例如因特網(wǎng)而連接于云服務(wù)(cloud service) 45，從云服務(wù)45提供數(shù)據(jù)或軟件。
[0061]無(wú)線控制器41統(tǒng)一控制無(wú)線通信。也就是說(shuō)，無(wú)線控制器41經(jīng)由無(wú)線電路42將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44，并且從通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44讀出數(shù)據(jù)。
[0062][2]動(dòng)作
[0063]接下來(lái)，對(duì)如上所述那樣構(gòu)成的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0064][2-1]寫(xiě)入動(dòng)作
[0065]首先，對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的寫(xiě)入動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖8是說(shuō)明存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的寫(xiě)入動(dòng)作的流程圖。在圖8的流程圖中，將通信終端43及/或外部存儲(chǔ)裝置44記為外部裝置。
[0066]主機(jī)機(jī)器30將寫(xiě)入請(qǐng)求發(fā)行到存儲(chǔ)器系統(tǒng)10中(步驟S300)。寫(xiě)入請(qǐng)求中包含命令、地址、及數(shù)據(jù)。接著，存儲(chǔ)器控制器(存儲(chǔ)器Ctrl.) 12回應(yīng)來(lái)自主機(jī)機(jī)器30的寫(xiě)入請(qǐng)求，將寫(xiě)入請(qǐng)求發(fā)行到NAND型閃存器13及無(wú)線控制器(無(wú)線Ctrl.) 41中(步驟S301)。
[0067]NAND型閃存器13回應(yīng)來(lái)自存儲(chǔ)器控制器12的寫(xiě)入請(qǐng)求而執(zhí)行寫(xiě)入處理(步驟S302) ο而且，無(wú)線控制器41回應(yīng)來(lái)自存儲(chǔ)器控制器12的寫(xiě)入請(qǐng)求，經(jīng)由無(wú)線電路42將寫(xiě)入請(qǐng)求發(fā)行到外部裝置中(步驟S303)。
[0068]外部裝置回應(yīng)來(lái)自無(wú)線控制器41的寫(xiě)入請(qǐng)求而執(zhí)行寫(xiě)入處理(步驟S304)。寫(xiě)入到外部裝置的數(shù)據(jù)與寫(xiě)入到NAND型閃存器13的數(shù)據(jù)相同。另外，由于使用無(wú)線通信將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到外部裝置，因此，外部裝置的寫(xiě)入處理比NAND型閃存器13的寫(xiě)入處理更耗時(shí)間。
[0069]接著，NAND型閃存器13在寫(xiě)入處理完成之后，將寫(xiě)入結(jié)束通知發(fā)送給存儲(chǔ)器控制器12 (步驟S305)。接著，存儲(chǔ)器控制器12將寫(xiě)入結(jié)束通知發(fā)送給主機(jī)機(jī)器30 (步驟S306) ο主機(jī)機(jī)器30通過(guò)從存儲(chǔ)器控制器12接收寫(xiě)入結(jié)束通知，而識(shí)別寫(xiě)入已正常結(jié)束(步驟 S307) ο
[0070]接著，外部裝置在寫(xiě)入處理完成之后，將寫(xiě)入結(jié)束通知發(fā)送給無(wú)線控制器41 (步驟S308)。接著，無(wú)線控制器41將管理數(shù)據(jù)的寫(xiě)入請(qǐng)求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S309)，該管理數(shù)據(jù)包含寫(xiě)入到外部裝置的數(shù)據(jù)的地址(數(shù)據(jù)范圍)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的寫(xiě)入處理(步驟S310)。
[0071]通過(guò)以上的寫(xiě)入動(dòng)作，將從主機(jī)機(jī)器30發(fā)送而來(lái)的寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到NAND型閃存器13中，并且將相同的寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到通信終端43及/或外部存儲(chǔ)裝置44。進(jìn)而，將用以特定出該寫(xiě)入數(shù)據(jù)的地址作為管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在NAND型閃存器13中。
[0072][2-2]讀出動(dòng)作
[0073]接下來(lái)，對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的讀出動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖9及圖10是說(shuō)明存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的讀出動(dòng)作的流程圖。
[0074]主機(jī)機(jī)器30將讀出請(qǐng)求發(fā)行到存儲(chǔ)器系統(tǒng)10中(步驟S400)。讀出請(qǐng)求中包含命令、及地址。接著，存儲(chǔ)器控制器12回應(yīng)來(lái)自主機(jī)機(jī)器30的讀出請(qǐng)求，將讀出請(qǐng)求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S401)。
[0075]NAND型閃存器13回應(yīng)來(lái)自存儲(chǔ)器控制器12的讀出請(qǐng)求而執(zhí)行讀出處理(步驟
5402)。接著，ECC電路40對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器控制器12的讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤校正。錯(cuò)誤校正的結(jié)果被發(fā)送到存儲(chǔ)器控制器12中。存儲(chǔ)器控制器12判定是否產(chǎn)生了讀出錯(cuò)誤(步驟
5403)。讀出錯(cuò)誤的定義可根據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的規(guī)格而適當(dāng)設(shè)定，可在無(wú)法校正的錯(cuò)誤比特?cái)?shù)存在I比特以上時(shí)判定為讀出錯(cuò)誤，也可以在無(wú)法校正的錯(cuò)誤比特?cái)?shù)超過(guò)允許比特?cái)?shù)時(shí)判定為讀出錯(cuò)誤。
[0076]當(dāng)在步驟S403中并非讀出錯(cuò)誤時(shí)，存儲(chǔ)器控制器12將讀出數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)機(jī)器30 (步驟S404)。主機(jī)機(jī)器30通過(guò)從存儲(chǔ)器控制器12接收讀出數(shù)據(jù)，而識(shí)別讀出已正常結(jié)束(步驟S405) ο
[0077]另一方面，當(dāng)在步驟S403中為讀出錯(cuò)誤時(shí)，無(wú)線控制器41將管理數(shù)據(jù)的讀出請(qǐng)求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S406)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的讀出處理(步驟S407) ο
[0078]接著，無(wú)線控制器41使用從NAND型閃存器13讀出的管理數(shù)據(jù)，判定讀出對(duì)象的數(shù)據(jù)是否被存儲(chǔ)到外部裝置(步驟S408)。當(dāng)在步驟S408中讀出對(duì)象的數(shù)據(jù)未被存儲(chǔ)到外部裝置時(shí)，成為讀出失敗(步驟S409)。
[0079]當(dāng)在步驟S408中讀出對(duì)象的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到外部裝置時(shí)，無(wú)線控制器41將讀出請(qǐng)求發(fā)行到外部裝置中(步驟S410)。外部裝置回應(yīng)來(lái)自無(wú)線控制器41的讀出請(qǐng)求而執(zhí)行讀出處理(步驟S411)。接著，ECC電路40對(duì)來(lái)自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤校正。錯(cuò)誤校正的結(jié)果被發(fā)送給無(wú)線控制器41。無(wú)線控制器41判定是否產(chǎn)生了讀出錯(cuò)誤(步驟S412)。當(dāng)在步驟S412中為讀出錯(cuò)誤時(shí)，成為讀出失敗(步驟S409)。
[0080]另一方面，當(dāng)在步驟S412中并非讀出錯(cuò)誤時(shí)，無(wú)線控制器41將來(lái)自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)機(jī)器30 (步驟S413)。主機(jī)機(jī)器30通過(guò)從無(wú)線控制器41接收讀出數(shù)據(jù)，而識(shí)別讀出已正常結(jié)束(步驟S414)。
[0081]而且，無(wú)線控制器41將用以將來(lái)自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)寫(xiě)回到NAND型閃存器13的寫(xiě)回請(qǐng)求，發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S415)。寫(xiě)回請(qǐng)求包含命令、地址、以及來(lái)自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)。NAND型閃存器13回應(yīng)來(lái)自無(wú)線控制器41的寫(xiě)回請(qǐng)求而執(zhí)行寫(xiě)回處理(步驟S416)。通過(guò)該寫(xiě)回處理，可恢復(fù)本來(lái)在NAND型閃存器13的讀出處理中成為讀出錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。
[0082][2-3]寫(xiě)入動(dòng)作的其他例
[0083]接下來(lái)，對(duì)寫(xiě)入動(dòng)作的其他例進(jìn)行說(shuō)明。此處，對(duì)在寫(xiě)入動(dòng)作的中途存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源被斷開(kāi)時(shí)的寫(xiě)入動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖11及圖12是說(shuō)明其他例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的寫(xiě)入動(dòng)作的流程圖。圖11的步驟S300?S307與圖8相同。
[0084]接著，主機(jī)機(jī)器30將用以通知斷開(kāi)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源的電源斷開(kāi)通知發(fā)送給存儲(chǔ)器系統(tǒng)10(步驟S500)。無(wú)線控制器41回應(yīng)來(lái)自主機(jī)機(jī)器30的電源斷開(kāi)通知，將用以中斷寫(xiě)入處理的寫(xiě)入中斷通知發(fā)送給外部裝置(步驟S501)。
[0085]外部裝置回應(yīng)來(lái)自無(wú)線控制器41的寫(xiě)入中斷通知而執(zhí)行寫(xiě)入中斷處理(步驟S502)。具體來(lái)說(shuō)，外部裝置一邊中斷當(dāng)前的寫(xiě)入處理，一邊將此次的寫(xiě)入數(shù)據(jù)中已經(jīng)完成寫(xiě)入的數(shù)據(jù)的地址發(fā)送給無(wú)線控制器41。
[0086]接著，無(wú)線控制器41將用以將管理數(shù)據(jù)寫(xiě)入到NAND型閃存器13的寫(xiě)入請(qǐng)求，發(fā)送給NAND型閃存器13 (步驟S503)，該管理數(shù)據(jù)包含從外部裝置發(fā)送而來(lái)的地址、以及表示有無(wú)寫(xiě)入中斷的旗標(biāo)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的寫(xiě)入處理(步驟S504)。之后，存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源被斷開(kāi)(步驟S505)。
[0087]接著，主機(jī)機(jī)器30接通存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源(步驟S506)。接著，無(wú)線控制器41將管理數(shù)據(jù)的讀出請(qǐng)求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S507)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的讀出處理(步驟S508)。
[0088]接著，無(wú)線控制器41使用從NAND型閃存器13讀出的管理數(shù)據(jù)，判定是否已中斷外部裝置的寫(xiě)入處理(步驟S509)。當(dāng)在步驟S509中無(wú)寫(xiě)入中斷時(shí)，無(wú)線控制器41結(jié)束處理。另一方面，當(dāng)在步驟S509中有寫(xiě)入中斷時(shí)，無(wú)線控制器41將寫(xiě)入恢復(fù)請(qǐng)求發(fā)送給外部裝置。寫(xiě)入恢復(fù)請(qǐng)求包含命令、未完成寫(xiě)入的數(shù)據(jù)及其地址。未完成寫(xiě)入的數(shù)據(jù)是由無(wú)線控制器41從NAND型閃存器13被讀出。
[0089]接著，外部裝置回應(yīng)來(lái)自無(wú)線控制器41的寫(xiě)入恢復(fù)請(qǐng)求而恢復(fù)寫(xiě)入(步驟S511)。之后的步驟S308?S310與圖8相同。
[0090]通過(guò)以上的寫(xiě)入動(dòng)作，即便當(dāng)在外部裝置中寫(xiě)入處理被中斷時(shí)，也可以在之后的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10被接通電源時(shí)，將所有寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外部裝置中。本實(shí)施例的寫(xiě)入動(dòng)作在利用通信速度慢的無(wú)線通信時(shí)尤其有效。
[0091][3]效果
[0092]如以上所詳細(xì)敘述那樣，在第二實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)10包括與外部裝置(包含通信終端43及外部存儲(chǔ)裝置44)之間進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線電路42。而且，無(wú)線控制器41將與寫(xiě)入到NAND型閃存器13的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到外部裝置。
[0093]因此，根據(jù)第二實(shí)施方式，當(dāng)在從NAND型閃存器13的讀出動(dòng)作中產(chǎn)生了讀出錯(cuò)誤時(shí)，可將存儲(chǔ)在外部裝置中的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)機(jī)器30。由此，可提高從主機(jī)機(jī)器30觀察到的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)可靠性。
[0094]一般來(lái)說(shuō)，為了提高數(shù)據(jù)可靠性，必須強(qiáng)化ECC電路的錯(cuò)誤校正能力，但錯(cuò)誤校正能力高的ECC電路的電路面積大，而且錯(cuò)誤校正所耗費(fèi)的時(shí)間也變長(zhǎng)。而且，該存在因物理應(yīng)力(熱或沖擊等)而導(dǎo)致存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被破壞的情況。
[0095]相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，由于可利用存儲(chǔ)在外部裝置的數(shù)據(jù)，因此無(wú)須只依存于ECC電路的錯(cuò)誤校正能力，并且可降低ECC電路的錯(cuò)誤校正能力。進(jìn)而，即便在物理應(yīng)力更大的環(huán)境中使用存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的情況下，也能夠提高存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)可靠性。
[0096]而且，由于錯(cuò)誤校正能力高的ECC電路40的面積大而且進(jìn)行動(dòng)作時(shí)的發(fā)熱量也大，因此也可以將熱電元件17置于該ECC電路40上。而且，理想為以使來(lái)自冷卻風(fēng)扇19的風(fēng)優(yōu)先冷卻ECC電路40的方式配置各元件。
[0097]而且，當(dāng)在將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到外部裝置的過(guò)程中存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源被斷開(kāi)時(shí)，一邊將寫(xiě)入中斷通知發(fā)送給外部裝置，一邊將已經(jīng)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)的地址作為管理數(shù)據(jù)寫(xiě)入到NAND型閃存器13中。并且，當(dāng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的電源再次被接通時(shí)，只恢復(fù)未寫(xiě)入的數(shù)據(jù)部分的寫(xiě)入。由此，可將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地存儲(chǔ)在外部裝置中。
[0098]另外，也可以將第一實(shí)施方式的熱電元件17及電力控制應(yīng)用于第二實(shí)施方式中。
[0099]另外，關(guān)于存儲(chǔ)單元陣列的構(gòu)成，記載于例如稱為“三維積層非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器”的2009年3月19日提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案12/407，403號(hào)。而且，記載于稱為“三維積層非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器”的2009年3月18日提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案12/406，524號(hào)、稱為“非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法”的2010年3月25日提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案12/679，991號(hào)、及稱為“半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其制造方法”的2009年3月23日提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案12/532，030號(hào)。這些專利申請(qǐng)案的全部?jī)?nèi)容以參照的形式引用于本案說(shuō)明書(shū)中。
[0100]另外，在與本發(fā)明相關(guān)的各實(shí)施方式中，
[0101](I)在讀出動(dòng)作中，
[0102]施加給A等級(jí)的讀出動(dòng)作中所選擇的字線的電壓例如為OV?0.55V之間。并不限定于此，也可以設(shè)為 0.1V ?0.24V、0.21V ?0.31V、0.31V ?0.4V、0.4V ?0.5V、0.5V ?
0.55V中的任一者之間。
[0103]施加給B等級(jí)的讀出動(dòng)作中所選擇的字線的電壓例如為1.5V?2.3V之間。并不限定于此，也可以設(shè)為1.65V?1.8V、1.8V?1.95V、1.95V?2.1V、2.IV?2.3V中的任一者之間。
[0104]施加給C等級(jí)的讀出動(dòng)作中所選擇的字線的電壓例如為3.0V?4.0V之間。并不限定于此，也可以設(shè)為 3.0V ?3.2V、3.2V ?3.4V、3.4V ?3.5V、3.5V ?3.6V、3.6V ?4.0V中的任一者之間。
[0105]作為讀出動(dòng)作的時(shí)間(tR)，也可以設(shè)為例如25ys?38ys、38ys?70ys、70 μ s?80 μ s之間。
[0106](2)寫(xiě)入動(dòng)作如上所述那樣包含編程動(dòng)作與驗(yàn)證動(dòng)作。在寫(xiě)入動(dòng)作中，
[0107]最初施加給編程動(dòng)作時(shí)所選擇的字線的電壓例如為13.7V?14.3V之間。并不限定于此，也可以設(shè)為例如13.7V?14.0V、14.0V?14.6V中的任一者之間。
[0108]也可以改變寫(xiě)入奇數(shù)號(hào)字線時(shí)的最初施加給所選擇的字線的電壓、與寫(xiě)入偶數(shù)號(hào)字線時(shí)的最初施加給所選擇的字線的電壓。
[0109]當(dāng)將編程動(dòng)作設(shè)為ISPP方式(Incremental Step Pulse Program，增量步進(jìn)脈沖編程)時(shí)，作為步升電壓(step up Voltage)，可列舉例如0.5V左右。
[0110]作為施加給非選擇的字線的電壓，也可以設(shè)為例如6.0V?7.3V之間。并不限定于該情況，也可以設(shè)為例如7.3V?8.4V之間，還可以設(shè)為6.0V以下。
[0111]也可以根據(jù)非選擇的字線為奇數(shù)號(hào)字線或偶數(shù)號(hào)字線，而改變所要施加的導(dǎo)通電壓(pass Voltage)。
[0112]作為寫(xiě)入動(dòng)作的時(shí)間(tProg)，也可以設(shè)為例如1700 ys?1800 ys之間、1800 μ s ?1900 μ s 之間、1900 μ s ?2000 μ s 之間。
[0113](3)在刪除動(dòng)作中，
[0114]最初施加給形成在半導(dǎo)體襯底上部并且上方配置著所述存儲(chǔ)單元的井(well)的電壓為例如12V?13.6V之間。并不限定于該情況，也可以為例如13.6V?14.8V之間、14.8V ?19.0V 之間、19.0 ?19.8V 之間、19.8V ?21V 之間。
[0115]作為刪除動(dòng)作的時(shí)間(tErase)，也可以設(shè)為例如3000 μ s?4000 μ s之間、4000 μ s ?5000 μ s 之間、4000 μ s ?9000 μ s 之間。
[0116](4)關(guān)于存儲(chǔ)單元的構(gòu)造
[0117]具有介隔膜厚為4?1nm的隧道絕緣膜而配置在半導(dǎo)體襯底(硅襯底)上的電荷存儲(chǔ)層。該電荷存儲(chǔ)層可設(shè)為膜厚為2?3nm的SiN、或S1N等絕緣膜與膜厚為3?8nm的多晶娃的積層構(gòu)造。而且，也可以在多晶娃中添加Ru等金屬。在電荷存儲(chǔ)層上具有絕緣膜。該絕緣膜具有例如夾在膜厚為3?1nm的下層High_k膜與膜厚為3?1nm的上層High-k膜間的膜厚為4?1nm的氧化娃膜。High_k膜可列舉HfO等。而且，可使氧化娃膜的膜厚厚于High-k膜的膜厚。在絕緣膜上介隔膜厚為3?1nm的功函數(shù)調(diào)整用材料而形成膜厚為30nm?70nm的控制電極。此處，功函數(shù)調(diào)整用材料為T(mén)aO等金屬氧化膜、TaN等金屬氮化膜?？刂齐姌O可使用W(鎢)等。
[0118]而且，在存儲(chǔ)單元間可形成氣隙。
[0119]對(duì)本發(fā)明的若干實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式是作為示例而提出的，并未意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能以其他各種方式實(shí)施，并且可在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍或主旨中，并且包含在權(quán)利要求書(shū)所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
[0120][符號(hào)的說(shuō)明]
[0121]10存儲(chǔ)器系統(tǒng)
[0122]11接口電路
[0123]12存儲(chǔ)器控制器
[0124]13 NAND型閃存器
[0125]14電源電路
[0126]15電源控制器
[0127]16電容器
[0128]17熱電元件
[0129]18溫度感測(cè)器
[0130]19冷卻風(fēng)扇
[0131]20信號(hào)線
[0132]21電源線
[0133]22 襯底
[0134]30主機(jī)機(jī)器
[0135]40 ECC 電路
[0136]41無(wú)線控制器
[0137]42無(wú)線電路
[0138]43通信終端
[0139]44外部存儲(chǔ)裝置
[0140]45云服務(wù)
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于包括: 非易失性存儲(chǔ)器； 熱電元件； 電容器；以及 控制器，使用由所述熱電元件產(chǎn)生的電力對(duì)所述電容器進(jìn)行充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器在所述電容器充電完成之后，將由所述熱電元件產(chǎn)生的電力用于所述非易失性存儲(chǔ)器的動(dòng)作。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于還包括:冷卻風(fēng)扇；并且 所述控制器在內(nèi)部溫度超過(guò)閾值的情況下，使用由所述熱電元件產(chǎn)生的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)所述冷卻風(fēng)扇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于還包括: 無(wú)線電路，與外部裝置之間進(jìn)行無(wú)線通信；以及 第二控制器，進(jìn)行將從主機(jī)發(fā)送而來(lái)的寫(xiě)入數(shù)據(jù)寫(xiě)入到所述非易失性存儲(chǔ)器、以及將所述寫(xiě)入數(shù)據(jù)經(jīng)由所述無(wú)線電路寫(xiě)入到所述外部裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于還包括: 錯(cuò)誤檢查與校正電路，對(duì)從所述非易失性存儲(chǔ)器讀出的讀出數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤進(jìn)行校正；并且 所述第二控制器在從所述非易失性存儲(chǔ)器讀出的讀出數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤無(wú)法校正時(shí)，從所述外部裝置讀出數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于:所述第二控制器將管理數(shù)據(jù)寫(xiě)入到所述非易失性存儲(chǔ)器中，該管理數(shù)據(jù)包含寫(xiě)入到所述外部裝置的寫(xiě)入數(shù)據(jù)的地址。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于:所述第二控制器基于所述管理數(shù)據(jù)來(lái)判定讀出對(duì)象的數(shù)據(jù)是否已存儲(chǔ)到所述外部裝置中。
【文檔編號(hào)】G06F13/16GK105988734SQ201510096503
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日
【發(fā)明人】荒川暢行, 酒井勛, 田中智貴
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社東芝