相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2015年12月24日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2015-0186110的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全文通過(guò)引用并入本文。

本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)的編程和測(cè)試讀取操作，并且尤其涉及一種使用編程時(shí)間信息來(lái)管理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)環(huán)境范式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠者m計(jì)算系統(tǒng)，其可以在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)被使用。由于此，諸如移動(dòng)電話(huà)、數(shù)碼相機(jī)和筆記本電腦的便攜式電子裝置的使用得以迅速增加。這些便攜式電子裝置一般使用具有用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置以下簡(jiǎn)稱(chēng)為存儲(chǔ)器裝置，其可以用作便攜式電子裝置的主要或輔助存儲(chǔ)器裝置。

因?yàn)槭褂么鎯?chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置不具有活動(dòng)的部件，所以它們具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、持久性、高的信息存取速度以及低功耗。具有這些優(yōu)勢(shì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的示例包括通用串行總線(xiàn)(usb)存儲(chǔ)器裝置、具有多種接口的存儲(chǔ)卡和固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

多種實(shí)施例涉及使用編程時(shí)間信息來(lái)管理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)及其操作方法。

在一個(gè)實(shí)施例中，包括多個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法可以包括：基于編程時(shí)間，對(duì)在多個(gè)存儲(chǔ)塊中選擇的存儲(chǔ)塊的頁(yè)面進(jìn)行分組；對(duì)頁(yè)面的組順序地執(zhí)行測(cè)試讀?。粰z測(cè)測(cè)試-讀取組的頁(yè)面內(nèi)的錯(cuò)誤；以及對(duì)基于錯(cuò)誤檢測(cè)的結(jié)果選擇的頁(yè)面重新編程。

在一個(gè)實(shí)施例中，包括多個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法可以包括：通過(guò)按照較長(zhǎng)的編程間隔(lapse)時(shí)間的順序設(shè)置頁(yè)面來(lái)對(duì)在多個(gè)存儲(chǔ)塊中選擇的塊的頁(yè)面進(jìn)行分組；對(duì)組中編程間隔時(shí)間等于或大于第一閾值的頁(yè)面的第一組執(zhí)行測(cè)試讀?。粰z測(cè)第一頁(yè)面組內(nèi)的錯(cuò)誤；對(duì)基于錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果選擇的第一頁(yè)面組的頁(yè)面重新編程；以及將除了已選擇的頁(yè)面之外的頁(yè)面重新分組為剩余組。

附圖說(shuō)明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括存儲(chǔ)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖2是示出在圖1中所示的存儲(chǔ)器系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)器裝置的簡(jiǎn)圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的存儲(chǔ)塊的電路圖。

圖4至圖11是圖示地示出在圖2中所示的存儲(chǔ)器裝置的簡(jiǎn)圖。

圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括在存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布的簡(jiǎn)圖。

圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于對(duì)頁(yè)面進(jìn)行分組的操作的簡(jiǎn)圖。

圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖對(duì)多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地描述。然而，本發(fā)明可以不同的形式實(shí)施并且不應(yīng)被解釋為限制于本文提出的實(shí)施例。而是，這些實(shí)施例被提供使得本公開(kāi)將是全面和完整的，并將本發(fā)明充分傳達(dá)至本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員。在整個(gè)公開(kāi)中，相似的參考數(shù)字在本發(fā)明的各種附圖和實(shí)施例中指的是相似的部件。

將理解的是，盡管術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等等可以被用于此以描述多個(gè)元件，但這些元件并不由這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些術(shù)語(yǔ)被用于區(qū)分一個(gè)元件與另一個(gè)元件。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，下面所描述的第一元件也可以被稱(chēng)為第二或者第三元件。

將進(jìn)一步理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)作為被“連接至”或“聯(lián)接至”另一個(gè)元件時(shí)，其可以直接在另一個(gè)元件上、直接連接至或聯(lián)接至另一個(gè)元件，或者可能存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。此外，也將被理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)作為在兩個(gè)元件“之間”時(shí)，其可以是在這兩個(gè)元件之間的僅有的元件，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。

本文所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例的目的而并不旨在限制本發(fā)明。正如本文所使用的，除非上下文清楚地表明，否則單數(shù)形式也旨在包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解的是，在本說(shuō)明中使用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“由…構(gòu)成”、“由…組成”和“包括”說(shuō)明所述元件的存在但不排除一個(gè)或多個(gè)其它元件的存在或添加。正如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)的所列項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任一或全部組合。

除非另有定義，否則包括本文所用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的所有術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通常所理解的相同的意義。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語(yǔ)，諸如那些在常用的字典中定義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)理解為其意義與其在相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境中的意義相一致并且不應(yīng)當(dāng)被理解為理想化或過(guò)于正式的意義，除非在本文中有明確定義。

在下文的描述中，陳述大量具體細(xì)節(jié)是為了提供本發(fā)明的全面的理解。本發(fā)明可以在沒(méi)有某些或全部這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其它實(shí)例中，眾所周知的工藝結(jié)構(gòu)和/或過(guò)程沒(méi)有被詳細(xì)描述是為了不使本發(fā)明過(guò)于晦澀。

在一些實(shí)例中，正如對(duì)本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來(lái)講將會(huì)是顯而易見(jiàn)的，聯(lián)系特定實(shí)施例描述的元件可以被單獨(dú)使用或與其它實(shí)施例結(jié)合使用，除非另有特殊說(shuō)明。

在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100被提供。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機(jī)102和存儲(chǔ)器系統(tǒng)110。

主機(jī)102可以包括任何適當(dāng)?shù)碾娮友b置。例如，主機(jī)102可以包括便攜式電子裝置，諸如移動(dòng)電話(huà)、mp3播放器、手提電腦等等。主機(jī)可以包括非便攜式電子裝置，諸如臺(tái)式電腦、游戲機(jī)、電視機(jī)、投影儀等等。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求存儲(chǔ)待被主機(jī)102訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以被用作主機(jī)102的主存儲(chǔ)器系統(tǒng)或者輔助存儲(chǔ)器系統(tǒng)。根據(jù)主機(jī)接口的協(xié)議，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以被實(shí)施為與主機(jī)102電聯(lián)接。一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置可以被使用。易失性存儲(chǔ)器裝置或非易失性存儲(chǔ)器裝置可以被使用。例如，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以使用固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)、多媒體卡(mmc)、嵌入式mmc(emmc)、縮小尺寸的mmc(rs-mmc)和微型-mmc、安全數(shù)字(sd)卡、迷你-sd和微型-sd、通用串行總線(xiàn)(usb)存儲(chǔ)裝置、通用閃存(ufs)裝置、標(biāo)準(zhǔn)閃存(cf)卡、智能媒體(sm)卡、記憶棒等等來(lái)實(shí)施。

用于存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的存儲(chǔ)裝置可以使用諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)等易失性存儲(chǔ)器裝置來(lái)實(shí)施?？蛇x地，用于存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的存儲(chǔ)裝置可以使用諸如以下的非易失性存儲(chǔ)器裝置來(lái)實(shí)施：只讀存儲(chǔ)器(rom)、掩膜rom(mrom)、可編程rom(prom)、可擦除可編程rom(eprom)、電可擦除可編程rom(eeprom)、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(fram)、相變r(jià)am(pram)、磁阻ram(mram)、電阻式ram(rram)等等。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置150和用于控制數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)的存儲(chǔ)的控制器130。在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)的數(shù)據(jù)可以被主機(jī)102訪(fǎng)問(wèn)。

控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以被集成到單個(gè)半導(dǎo)體裝置內(nèi)。例如，控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以被集成到被配置為固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)的半導(dǎo)體裝置內(nèi)。配置存儲(chǔ)器系統(tǒng)110為ssd通常可以允許主機(jī)102的操作速度顯著增加。

控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以被集成到被配置為諸如以下的存儲(chǔ)卡的半導(dǎo)體裝置內(nèi)：個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)(pcmcia)卡、標(biāo)準(zhǔn)閃存(cf)卡、智能媒體(sm)卡(smc)、記憶棒、多媒體卡(mmc)、rs-mmc和微型-mmc、安全數(shù)字(sd)卡、迷你-sd、微型-sd和sdhc、通用閃存(ufs)裝置等等。

并且，例如，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以是或包含計(jì)算機(jī)、超級(jí)移動(dòng)pc(umpc)、工作站、上網(wǎng)本、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、平板電腦、無(wú)線(xiàn)電話(huà)、移動(dòng)電話(huà)、智能電話(huà)、電子書(shū)、便攜式多媒體播放器(pmp)、便攜式游戲機(jī)、導(dǎo)航裝置、黑匣子、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字多媒體廣播(dmb)播放器、三維(3d)電視、智能電視、數(shù)字音頻記錄器、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖像記錄器、數(shù)字圖像播放器、數(shù)字視頻記錄器、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)器、能夠在無(wú)線(xiàn)環(huán)境下傳輸和接收信息的裝置、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)電子裝置中的一個(gè)、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)電子裝置中的一個(gè)、配置遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)電子裝置中的一個(gè)、rfid裝置、配置計(jì)算系統(tǒng)的多個(gè)組成元件中的一個(gè)等等。

存儲(chǔ)器裝置150可以存儲(chǔ)由主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)。在讀取操作期間，存儲(chǔ)器裝置150可以向主機(jī)102提供存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。一個(gè)或更多存儲(chǔ)器裝置150可以被采用。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置150可以大體相同。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置可以是不同的存儲(chǔ)器裝置。存儲(chǔ)器裝置150可以包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156。存儲(chǔ)塊152、154和156中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁(yè)面。每一頁(yè)面可以包括電聯(lián)接至多條字線(xiàn)(wl)的多個(gè)存儲(chǔ)器單元。存儲(chǔ)器裝置150可以是非易失性存儲(chǔ)器裝置，其甚至在電源被中斷或關(guān)閉時(shí)能夠保留存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置可以是閃速存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器裝置可以是具有三維(3d)堆疊結(jié)構(gòu)的閃速存儲(chǔ)器裝置。稍后在下文中參照附圖2至圖11描述具有三維(3d)堆疊結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器裝置150的示例。

控制器130可以控制存儲(chǔ)器裝置150的全部操作，諸如，讀取操作、寫(xiě)入操作、編程操作和/或擦除操作。通常，控制器130可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求控制存儲(chǔ)器裝置150。例如，控制器130可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的讀取請(qǐng)求向主機(jī)102提供從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)?；蛘撸鳛橛忠粋€(gè)示例，控制器可以響應(yīng)于寫(xiě)入請(qǐng)求將主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器裝置150中。

任何適當(dāng)?shù)目刂破骺梢员皇褂?。例如，控制?30可以包括主機(jī)接口單元132、處理器134、錯(cuò)誤校正碼(ecc)單元138、電源管理單元(pmu)140、nand閃速控制器(nfc)142和存儲(chǔ)器144。

主機(jī)接口單元132可以處理由主機(jī)102提供的指令和/或數(shù)據(jù)。主機(jī)接口單元132可以通過(guò)諸如以下的多個(gè)接口協(xié)議中的至少一個(gè)與主機(jī)102通信：通用串行總線(xiàn)(usb)、多媒體卡(mmc)、高速外圍組件互連(pci-e)、串行scsi(sas)、串行高級(jí)技術(shù)附件(sata)、并行高級(jí)技術(shù)附件(pata)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(scsi)、增強(qiáng)型小型磁盤(pán)接口(esdi)、集成驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備(ide)等等。主機(jī)接口單元132可以包括適于與主機(jī)102和當(dāng)可能被需要時(shí)控制器130的其它組件通信的任何適當(dāng)?shù)碾娐?、系統(tǒng)或裝置。

ecc單元138可以檢測(cè)和校正在讀取操作期間從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。多種檢測(cè)和校正技術(shù)可以被采用。例如，如果由ecc單元138檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯(cuò)誤位的閾值，則ecc單元138可不校正錯(cuò)誤位并輸出指示校正錯(cuò)誤位失敗的錯(cuò)誤校正失敗信號(hào)。

ecc單元138可以基于任何合適的錯(cuò)誤校正方案執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作。例如，ecc單元138可以基于諸如以下的編碼調(diào)制方案執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作：例如，低密度奇偶校驗(yàn)(ldpc)碼、博斯-喬德里-霍昆格姆(bch)碼、turbo碼、里德-所羅門(mén)(rs)碼、卷積碼、遞歸系統(tǒng)碼(rsc)、格形編碼調(diào)制(tcm)、分組編碼調(diào)制(bcm)等等。ecc單元138可以包括錯(cuò)誤檢測(cè)和校正操作所需要的任何適當(dāng)?shù)碾娐贰⑾到y(tǒng)或裝置。

pmu140可以提供和管理用于控制器130的電功率。例如，當(dāng)可能需要時(shí)，pmu140可以為控制器130的多個(gè)組件提供和管理電功率。

nfc142可以充當(dāng)控制器130和存儲(chǔ)器裝置150之間的存儲(chǔ)器接口以允許控制器130響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求控制存儲(chǔ)器裝置150。例如，nfc142可以產(chǎn)生用于存儲(chǔ)器裝置150的控制信號(hào)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)器裝置150是閃速存儲(chǔ)器特別是nand閃速存儲(chǔ)器時(shí)，nfc可以在處理器134的控制下處理數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以充當(dāng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲(chǔ)器，并存儲(chǔ)用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)控制器130控制存儲(chǔ)器裝置150的操作時(shí)，存儲(chǔ)器144可以存儲(chǔ)被控制器130和存儲(chǔ)器裝置150用于諸如讀取操作、寫(xiě)入操作、編程操作和擦除操作的操作的數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以是或包含易失性存儲(chǔ)器。例如，存儲(chǔ)器144可以是或包含靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)。如上所述，存儲(chǔ)器144可以存儲(chǔ)由主機(jī)102和存儲(chǔ)器裝置150用于讀取和/或?qū)懭氩僮鞯臄?shù)據(jù)。存儲(chǔ)器144可以是或包含編程存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寫(xiě)入緩沖器、讀取緩沖器、映射緩沖器等等。

處理器134可以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的一般操作。例如，處理器134可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的寫(xiě)入請(qǐng)求控制用于存儲(chǔ)器裝置150的寫(xiě)入操作。并且，例如，處理器134可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的讀取請(qǐng)求控制用于存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作。處理器134可以驅(qū)動(dòng)也被稱(chēng)為閃存轉(zhuǎn)換層(ftl)的固件以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的一般操作。處理器134可以使用微處理器、中央處理單元(cpu)等來(lái)實(shí)施。任何適當(dāng)?shù)奶幚砥骺梢员皇褂谩?/p>

例如，管理單元(未示出)可以被包括在處理器134內(nèi)用于執(zhí)行存儲(chǔ)器裝置150的壞塊管理。因此，管理單元可以發(fā)現(xiàn)包括在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)的壞存儲(chǔ)塊，即，處于用于進(jìn)一步使用的不令人滿(mǎn)意的條件下的存儲(chǔ)塊，并對(duì)壞存儲(chǔ)塊執(zhí)行壞塊管理操作。例如，當(dāng)諸如nand閃速存儲(chǔ)器的閃速存儲(chǔ)器被用作存儲(chǔ)器裝置150時(shí)，由于nand邏輯功能的固有特性，在寫(xiě)入操作過(guò)程中可能出現(xiàn)編程失敗。在壞塊管理過(guò)程中，編程失敗的存儲(chǔ)塊(例如，壞存儲(chǔ)塊)的數(shù)據(jù)可以被編程到新的存儲(chǔ)塊中。由于編程失敗導(dǎo)致的壞塊可以使存儲(chǔ)器裝置尤其是具有3d堆疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器裝置的利用效率嚴(yán)重惡化，并因此對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。

參照?qǐng)D2，存儲(chǔ)器裝置150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，例如，第0至第(n-1)塊210至240，其中n為正整數(shù)。多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每一個(gè)可以包括多個(gè)頁(yè)面，例如，2^m數(shù)量的頁(yè)面(2^m頁(yè)面)，其中m為正整數(shù)。多個(gè)頁(yè)面中的每一個(gè)頁(yè)面可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元，多條字線(xiàn)可以被電聯(lián)接至多個(gè)存儲(chǔ)器單元。應(yīng)該注意的是，任意數(shù)量的合適塊和每一塊的頁(yè)面可以被采用。

根據(jù)可以被存儲(chǔ)在每一存儲(chǔ)器單元內(nèi)的位數(shù)，存儲(chǔ)塊可以是單層單元(slc)存儲(chǔ)塊和/多層單元(mlc)存儲(chǔ)塊。slc存儲(chǔ)塊可以包括使用存儲(chǔ)器單元實(shí)施的多個(gè)頁(yè)面，其中每一個(gè)存儲(chǔ)器單元能夠存儲(chǔ)1位數(shù)據(jù)。mlc存儲(chǔ)塊可以包括使用存儲(chǔ)器單元實(shí)施的多個(gè)頁(yè)面，其中每一個(gè)存儲(chǔ)器單元能夠存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)，例如，2位或者更多位數(shù)據(jù)。包括使用每個(gè)都能夠存儲(chǔ)3位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元實(shí)施的多個(gè)頁(yè)面的mlc存儲(chǔ)塊可以被采用并將被稱(chēng)為三層單元(tlc)存儲(chǔ)塊。

在寫(xiě)入操作過(guò)程中，多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每一個(gè)可以存儲(chǔ)由主機(jī)裝置102提供的數(shù)據(jù)，并在讀取操作過(guò)程中向主機(jī)102提供所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

參照?qǐng)D3，存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)塊152可以包括分別被電聯(lián)接至位線(xiàn)bl0至blm-1的多個(gè)單元串340。每一單元串340可以包括至少一個(gè)漏極選擇晶體管dst和至少一個(gè)源極選擇晶體管sst。多個(gè)存儲(chǔ)器單元或多個(gè)存儲(chǔ)器單元晶體管mc0至mcn-1可以被串聯(lián)地電聯(lián)接在選擇晶體管dst和sst之間。各自的存儲(chǔ)器單元mc0至mcn-1可以由多層單元(mlc)組成，其中每一個(gè)多層單元存儲(chǔ)多個(gè)位的數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)器單元可以具有任何適當(dāng)?shù)募軜?gòu)。

在圖3中，“dsl”表示漏極選擇線(xiàn)，“ssl”表示源極選擇線(xiàn)，以及“csl”表示共源線(xiàn)。

圖3示出通過(guò)nand閃速存儲(chǔ)器單元配置的存儲(chǔ)塊152作為示例。然而，應(yīng)注意的是，存儲(chǔ)塊152不限制于nand閃速存儲(chǔ)器并且在其它實(shí)施例中，其可以由nor閃速存儲(chǔ)器、至少結(jié)合兩種存儲(chǔ)器單元的混合閃速存儲(chǔ)器或者存儲(chǔ)器芯片內(nèi)置有控制器的nand閃速存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。并且，半導(dǎo)體裝置的操作特性不僅可以被應(yīng)用于其中通過(guò)導(dǎo)電浮置柵極配置電荷存儲(chǔ)層的閃速存儲(chǔ)器裝置而且可以被應(yīng)用于其中通過(guò)介電層配置電荷存儲(chǔ)層的電荷捕獲閃存(ctf)。

還應(yīng)注意的是，存儲(chǔ)器裝置150不只限制于閃速存儲(chǔ)器裝置。例如，存儲(chǔ)器裝置150可以是dram或sram裝置。

存儲(chǔ)器裝置150的電壓發(fā)生器310可以產(chǎn)生待根據(jù)操作模式被提供給各自的字線(xiàn)的字線(xiàn)電壓，例如，編程電壓、讀取電壓或通過(guò)電壓。電壓發(fā)生器310可以產(chǎn)生待被提供給體材料(bulk)例如形成有存儲(chǔ)器單元的阱區(qū)的電壓。電壓發(fā)生器310可以在控制電路(未示出)的控制下執(zhí)行電壓產(chǎn)生操作。電壓發(fā)生器310可以產(chǎn)生多個(gè)可變的讀取電壓以產(chǎn)生多個(gè)讀取數(shù)據(jù)。在控制電路的控制下，電壓發(fā)生器310可以選擇存儲(chǔ)塊或存儲(chǔ)器單元陣列的扇區(qū)中的一個(gè)、選擇被選擇的存儲(chǔ)塊的字線(xiàn)中的一個(gè)以及向所選擇的字線(xiàn)和未選擇的字線(xiàn)提供字線(xiàn)電壓。

存儲(chǔ)器裝置150的讀取/寫(xiě)入電路320可以由控制電路控制并可以根據(jù)操作模式充當(dāng)感測(cè)放大器或者寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器。在驗(yàn)證/正常讀取操作過(guò)程中，讀取/寫(xiě)入電路320可以充當(dāng)感測(cè)放大器以用于從存儲(chǔ)器單元陣列中讀取數(shù)據(jù)。而且，在編程操作過(guò)程中，讀取/寫(xiě)入電路320可以充當(dāng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器以用于根據(jù)將被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元陣列中的數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)位線(xiàn)。讀取/寫(xiě)入電路320可以在編程操作過(guò)程中從緩沖器(未示出)接收將被寫(xiě)入存儲(chǔ)器單元陣列內(nèi)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)被輸入的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)位線(xiàn)。為了這個(gè)目的，讀取/寫(xiě)入電路320可以包括分別對(duì)應(yīng)于列(或位線(xiàn))或列對(duì)(或位線(xiàn)對(duì))的多個(gè)頁(yè)面緩沖器322、324和326。頁(yè)面緩沖器322、324和326中的每一個(gè)可以包括多個(gè)鎖存器(未示出)。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)存儲(chǔ)塊152至156的示例的方框圖。

如圖4中所示，存儲(chǔ)器裝置150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1。存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1中的每一個(gè)可以3d結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。各自的存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以包括在第一至第三方向例如x-軸方向、y-軸方向、z-軸方向上延伸的多個(gè)結(jié)構(gòu)。

各自的存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以包括在第二方向上延伸的多個(gè)nand串ns(圖8)。多個(gè)nand串ns可以在第一方向和第三方向上被提供。每一個(gè)nand串ns可以被電聯(lián)接至位線(xiàn)bl、至少一個(gè)源極選擇線(xiàn)ssl、至少一個(gè)接地選擇線(xiàn)gsl、多個(gè)字線(xiàn)wl、至少一個(gè)虛擬字線(xiàn)dwl和共源線(xiàn)csl。各自的存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以被電聯(lián)接至多個(gè)位線(xiàn)bl、多個(gè)源極選擇線(xiàn)ssl、多個(gè)接地選擇線(xiàn)gsl、多個(gè)字線(xiàn)wl、多個(gè)虛擬字線(xiàn)dwl和多個(gè)共源線(xiàn)csl。

圖5是在圖4中所示的多個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1中的一個(gè)存儲(chǔ)塊blki的立體圖。圖6是圖5中所示的存儲(chǔ)塊blki的沿線(xiàn)i-i＇截取的剖面圖。

參照?qǐng)D5和圖6，存儲(chǔ)塊blki可以包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)。

存儲(chǔ)塊可以包括襯底5111，襯底5111包括摻雜有第一類(lèi)型雜質(zhì)的硅材料。例如，襯底5111可以包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料。襯底5111可以是p-型阱，例如，袋狀(pocket)p-阱。襯底5111可以進(jìn)一步包括圍繞p-型阱的n-型阱。盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中襯底5111被例示為p-型硅，但應(yīng)注意的是襯底5111不限制于p-型硅。

在第一方向上延伸的多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以被設(shè)置在襯底5111上方。摻雜區(qū)域在第三方向上以均勻間隔隔開(kāi)。多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以含有與在襯底5111中所使用的雜質(zhì)類(lèi)型不同的第二類(lèi)型雜質(zhì)。例如，多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以摻雜有n-形雜質(zhì)。盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314被例示為n-型，但應(yīng)注意的是其不限制于n-型。

在襯底5111上方、介于第一和第二摻雜區(qū)5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料區(qū)域5112可以在第二方向上以均勻的間隔隔開(kāi)。介電材料區(qū)域5112也可以在第二方向上以預(yù)設(shè)的距離與襯底5111分離。每一個(gè)介電材料區(qū)域5112可以在第二方向上以預(yù)設(shè)的距離與另一個(gè)分離。介電材料5112可以包括任何適當(dāng)?shù)慕殡姴牧?，諸如二氧化硅。

在襯底5111上方、介于兩個(gè)連續(xù)摻雜區(qū)域之間例如介于摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，多個(gè)柱狀物5113在第一方向上以均勻間隔隔開(kāi)。多個(gè)柱狀物5113在第二方向上延伸并可以穿過(guò)介電材料區(qū)域5112，使得其可以與襯底5111電聯(lián)接。每一個(gè)柱狀物5113可以包括一種或多種材料。例如，每一個(gè)柱狀物5113可以包括內(nèi)層5115和外表面層5114。表面層5114可以包括摻雜有雜質(zhì)的摻雜硅材料。例如，表面層5114可以包括摻雜有與襯底5111相同的或相同類(lèi)型的雜質(zhì)的硅材料。盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中表面層5114被例示為包括p-型硅，但表面層5114不限制于p-型硅并且其它實(shí)施例可以被普通技術(shù)人員容易設(shè)想，其中襯底5111和柱狀物5113的表面層5114可以摻雜有n-型雜質(zhì)。

每一個(gè)柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由介電材料構(gòu)成。內(nèi)層5115可以是或包括介電材料，諸如二氧化硅。

在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，介電層5116可以沿著介電材料區(qū)域5112、柱狀物5113和襯底5111的暴露表面設(shè)置。介電層5116的厚度可以小于介電材料區(qū)域5112之間的距離的一半。換言之，不同于介電材料5112和介電層5116的材料的區(qū)域可以被設(shè)置在(i)在介電材料區(qū)域5112的第一介電材料的底面下方的介電層5116和(ii)被提供在介電材料區(qū)域5112的第二介電材料的頂面上方的介電層5116之間。介電材料區(qū)域5112可以位于第一介電材料下方。

在介于連續(xù)摻雜區(qū)域之間的區(qū)域內(nèi)，諸如在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以被設(shè)置在介電層5116的暴露表面上方。在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域可以在與多個(gè)介電材料區(qū)域5112的交叉配置中在第二方向上以均勻間隔隔開(kāi)。介電層5116填充在導(dǎo)電材料區(qū)域和介電材料區(qū)域5112之間的空間。因此，例如，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211可以被設(shè)置在鄰近襯底5111的介電材料區(qū)域5112和襯底5111之間。尤其是，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211可以被設(shè)置在(i)被設(shè)置在襯底5111上方的介電層5116和(ii)被設(shè)置在鄰近襯底5111的介電材料區(qū)域5112的底面下方的介電層5116之間。

在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291中的每一個(gè)可以被設(shè)置在(i)被設(shè)置在一個(gè)介電材料區(qū)域5112的頂面上方的介電層5116和(ii)被設(shè)置在下一個(gè)介電材料區(qū)域5112的底面下方的介電層5116之間。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5221至5281可以被設(shè)置在介電材料區(qū)域5112之間。在第一方向上延伸的頂部導(dǎo)電材料區(qū)域5291可以被設(shè)置在最高的介電材料5112上方。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以由金屬材料制成或包括金屬材料。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)5211至5291可以由諸如多晶硅的導(dǎo)電材料制成或者包括諸如多晶硅的導(dǎo)電材料。

在第二摻雜區(qū)域5312和第三摻雜區(qū)域5313之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置與第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第二和第三摻雜區(qū)域5312和5313之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料區(qū)域5112、在第一方向上順序設(shè)置并在第二方向上穿過(guò)多個(gè)介電材料區(qū)域5112的多個(gè)柱狀物5113、被設(shè)置在多個(gè)介電材料區(qū)域5112和多個(gè)柱狀物5113的暴露表面上的介電層5116以及在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5212至5292。

在第三摻雜區(qū)域5313和第四摻雜區(qū)域5314之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置與第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第三和第四摻雜區(qū)域5313和5314之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料區(qū)域5112、在第一方向上順序設(shè)置并在第二方向上穿過(guò)多個(gè)介電材料區(qū)域5112的多個(gè)柱狀物5113、被設(shè)置在多個(gè)介電材料區(qū)域5112和多個(gè)柱狀物5113的暴露表面上的介電層5116以及在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5213至5293。

漏極5320可以分別設(shè)置在多個(gè)柱狀物5113上方。漏極5320可以由摻雜有第二類(lèi)型雜質(zhì)的硅材料制成。漏極5320可以由摻雜有n-型雜質(zhì)的硅材料制成。雖然出于便于解釋的原因，漏極5320被例示為包含n-型硅，但應(yīng)注意的是，漏極5320不限制于n-型硅。例如，每一個(gè)漏極5320的寬度可以大于每一個(gè)對(duì)應(yīng)的柱狀物5113的寬度。每一個(gè)漏極5320可以焊盤(pán)的形狀設(shè)置在每一個(gè)對(duì)應(yīng)的柱狀物5113的頂面上方。

在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以被設(shè)置在漏極5320上方。每一個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可被延伸地設(shè)置在被連續(xù)設(shè)置在第三方向上的漏極5320的上方且在第一方向上彼此之間具有預(yù)設(shè)分離距離。各自的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以與其下的漏極5320電聯(lián)接。在第三方向上延伸的漏極5320和導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以通過(guò)接觸插塞被電聯(lián)接。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以由金屬材料制成。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以由諸如多晶硅的導(dǎo)電材料制成。

在圖5和圖6中，各自的柱狀物5113可以與介電層5116和在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成串。各自的柱狀物5113可以與介電層5116以及在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成nand串ns。每一個(gè)nand串ns可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。

現(xiàn)在參照?qǐng)D7，在圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)ts中，介電層5116可以包括第一至第三子介電層5117、5118和5119。

在每一個(gè)柱狀物5113內(nèi)的p-型硅的表面層5114可以充當(dāng)主體。鄰近柱狀物5113的第一子介電層5117可以充當(dāng)遂穿介電層，并可以包括熱氧化層。

第二子介電層5118可以充當(dāng)電荷存儲(chǔ)層。第二子介電層5118可以充當(dāng)電荷捕獲層，以及可以包括氮化物層或者諸如氧化鋁層、氧化鉿層等金屬氧化物層。

鄰近導(dǎo)電材料5233的第三子介電層5119可以充當(dāng)阻擋介電層。鄰近在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5233的第三子介電層5119可以被形成為單層或多層。第三子介電層5119可以是介電常數(shù)大于第一子介電層5117和第二子介電層5118的諸如氧化鋁層、氧化鉿層等的高k介電層。

導(dǎo)電材料5233可以充當(dāng)柵極或控制柵極。例如，柵極或控制柵極5233、阻擋介電層5119、電荷存儲(chǔ)層5118、隧穿介電層5117以及主體5114可以形成晶體管或存儲(chǔ)器單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如，第一至第三子介電層5117至5119可以形成氧化物-氮化物-氧化物(ono)結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，出于便于解釋的目的，在每一個(gè)柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114將被稱(chēng)作在第二方向上的主體。

存儲(chǔ)塊blki可以包括多個(gè)柱狀物5113。例如，存儲(chǔ)塊blki可以包括多個(gè)nand串ns。具體地，存儲(chǔ)塊blki可以包括在第二方向或垂直于襯底5111的方向上延伸的多個(gè)nand串ns。

每一個(gè)nand串ns可以包括被設(shè)置在第二方向上的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。每一個(gè)nand串ns的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts中的至少一個(gè)可以充當(dāng)串源極晶體管sst。每一個(gè)nand串ns的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts中的至少一個(gè)可以充當(dāng)接地選擇晶體管gst。

柵極或控制柵極可以對(duì)應(yīng)于在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293。例如，柵極或控制柵極可以在第一方向上延伸并形成字線(xiàn)和包括至少一個(gè)源極選擇線(xiàn)ssl和至少一個(gè)接地選擇線(xiàn)gsl的至少兩個(gè)選擇線(xiàn)。

在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以被電聯(lián)接至nand串ns的一端。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以充當(dāng)位線(xiàn)bl。例如，在一個(gè)存儲(chǔ)塊blki中，多個(gè)nand串ns可以被電聯(lián)接至一個(gè)位線(xiàn)bl。

在第一方向上延伸的第二類(lèi)型摻雜區(qū)域5311至5314可以被設(shè)置至nand串ns的其它端。在第一方向上延伸的第二類(lèi)型摻雜區(qū)域5311至5314可以充當(dāng)共源線(xiàn)csl。

例如，存儲(chǔ)塊blki可以包括在垂直于襯底5111的方向例如第二方向上延伸的多個(gè)nand串ns并可以充當(dāng)例如電荷捕獲類(lèi)型存儲(chǔ)器的nand閃速存儲(chǔ)塊，其中多個(gè)nand串ns被電聯(lián)接至一個(gè)位線(xiàn)bl。

盡管在圖5至圖7中示出在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293被設(shè)置為九(9)層，但應(yīng)注意的是在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293不限制于此。例如，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域可以被設(shè)置在八(8)層、十六(16)層或任意多層內(nèi)。例如，在一個(gè)nand串ns內(nèi)，晶體管的數(shù)量可以是8個(gè)、16個(gè)或更多個(gè)。

盡管在圖5至圖7中示出三(3)個(gè)nand串ns被電聯(lián)接至一個(gè)位線(xiàn)bl，但應(yīng)注意的是實(shí)施例并不限制于此。在存儲(chǔ)塊blki中，m個(gè)nand串ns可以被電聯(lián)接至一個(gè)位線(xiàn)bl，m為正整數(shù)。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293的數(shù)量和共源線(xiàn)5311至5314的數(shù)量可以隨著被電聯(lián)接至一個(gè)位線(xiàn)bl的nans串ns的數(shù)量變化。

進(jìn)一步地，盡管在圖5至圖7中示出三(3)個(gè)nand串ns被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，但應(yīng)注意的是實(shí)施例并不限制于此。例如，n個(gè)nand串ns可以被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，n為正整數(shù)。位線(xiàn)5331至5333的數(shù)量可以隨著被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的nand串ns的數(shù)量變化。

參照?qǐng)D8，在具有第一結(jié)構(gòu)的塊blki內(nèi)，多個(gè)nand串ns11至ns31可以被設(shè)置在第一位線(xiàn)bl1和共源線(xiàn)csl之間。第一位線(xiàn)bl1可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331。nand串ns12至ns32可以被設(shè)置在第二位線(xiàn)bl2和共源線(xiàn)csl之間。第二位線(xiàn)bl2可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5332。nand串ns13至ns33可以被設(shè)置在第三位線(xiàn)bl3和共源線(xiàn)csl之間。第三位線(xiàn)bl3可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5333。

每一個(gè)nand串ns的源極選擇晶體管sst可以被電聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的位線(xiàn)bl。每一個(gè)nand串ns的接地選擇晶體管gst可以被電聯(lián)接至共源線(xiàn)csl。存儲(chǔ)器單元mc1和mc6可以被設(shè)置在每一個(gè)nand串ns的源極選擇晶體管sst和接地選擇晶體管gst之間。

在本示例中，nand串ns可以由行和列的單元來(lái)定義。被電聯(lián)接至一個(gè)位線(xiàn)的nand串ns可以形成一列。被電聯(lián)接至第一位線(xiàn)bl1的nand串ns11至ns31可以對(duì)應(yīng)第一列。被電聯(lián)接至第二位線(xiàn)bl2的nand串ns12至ns32可以對(duì)應(yīng)第二列。被電聯(lián)接至第三位線(xiàn)bl3的nand串ns13至ns33可以對(duì)應(yīng)第三列。被電聯(lián)接至一個(gè)源極選擇線(xiàn)ssl的nand串ns可以形成一行。被電聯(lián)接至第一源極選擇線(xiàn)ssl1的nand串ns11至ns13可以形成第一行。被電聯(lián)接至第二源極選擇線(xiàn)ssl2的nand串ns21至ns23可以形成第二行。被電聯(lián)接至第三源極選擇線(xiàn)ssl3的nand串ns31至ns33可以形成第三行。

在每一個(gè)nand串ns內(nèi)，高度可以被定義。在每一個(gè)nand串ns內(nèi)，鄰近接地選擇晶體管gst的存儲(chǔ)器單元mc1的高度可以具有例如值“1”。在每一個(gè)nand串ns內(nèi)，當(dāng)從襯底5111測(cè)量時(shí)，存儲(chǔ)器單元的高度可以隨著存儲(chǔ)器單元靠近源極選擇晶體管sst而增加。例如，在每一個(gè)nand串ns內(nèi)，鄰近源極選擇晶體管sst的存儲(chǔ)器單元mc6的高度可以具有例如值“7”。

被設(shè)置在同一行內(nèi)的nand串ns的源極選擇晶體管sst可以共享源極選擇線(xiàn)ssl。被設(shè)置在不同行內(nèi)的nand串ns的源極選擇晶體管sst可以分別被電聯(lián)接至不同的源極選擇線(xiàn)ssl1、ssl2和ssl3。

在同一行內(nèi)的nand串ns內(nèi)的同一高度上的存儲(chǔ)器單元可以共享字線(xiàn)wl。例如，在同一高度上，電聯(lián)接至不同行內(nèi)的nand串ns的存儲(chǔ)器單元mc的字線(xiàn)wl可以互相之間電聯(lián)接。在同一行的nand串ns內(nèi)的同一高度上的虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可以共享虛擬字線(xiàn)dwl。例如，在同一高度或水平上，電聯(lián)接至在不同行內(nèi)的nand串ns的虛擬存儲(chǔ)器單元dmc的虛擬字線(xiàn)dwl可以互相之間電聯(lián)接。

位于同一水平或高度或?qū)由系淖志€(xiàn)wl或虛擬字線(xiàn)dwl對(duì)于可設(shè)置在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293的每層可以互相之間電聯(lián)接。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293可以通過(guò)接觸部被共同電聯(lián)接至上層。換言之，在同一行內(nèi)的nand串ns的接地選擇晶體管gst可以共享接地選擇線(xiàn)gsl。進(jìn)一步地，在不同行內(nèi)的nand串ns的接地選擇晶體管gst可以共享接地選擇線(xiàn)gsl。例如，nand串ns11至ns13、ns21至ns23和ns31至ns33可以被共同電聯(lián)接至接地選擇線(xiàn)gsl。

共源線(xiàn)csl可以被共同電聯(lián)接至nand串ns。在襯底5111上方的有源區(qū)域上方，第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314可以電聯(lián)接。第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314可以通過(guò)接觸部被共同電聯(lián)接至上層。

例如，如圖8所示，同一高度或水平的字線(xiàn)wl可以互相之間電聯(lián)接。因此，當(dāng)在特定高度處的字線(xiàn)wl被選擇時(shí)，被電聯(lián)接至所選擇的字線(xiàn)wl的全部nand串ns可以被選擇。在不同行內(nèi)的nand串ns可以被電聯(lián)接至不同的源極選擇線(xiàn)ssl。因此，在被電聯(lián)接至同一字線(xiàn)wl的nand串ns中，通過(guò)選擇源極選擇線(xiàn)ssl1至ssl3中的一個(gè)，在未選擇的行內(nèi)的nand串ns可以與位線(xiàn)bl1至bl3電隔離。換言之，通過(guò)選擇源極選擇線(xiàn)ssl1至ssl3中的一個(gè)，被設(shè)置在與選擇的源極線(xiàn)相同的行內(nèi)的nand串ns可以被選擇。此外，通過(guò)選擇位線(xiàn)bl1至bl3中的一個(gè)，被設(shè)置在與選擇的位線(xiàn)相同的列內(nèi)的nand串ns可以被選擇。因此，只有被設(shè)置在與選擇的源極線(xiàn)相同的行和與選擇的位線(xiàn)相同的列內(nèi)的nand串ns可以被選擇。

在每一個(gè)nand串ns內(nèi)，虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可以被提供。在圖8內(nèi)，例如，虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可以被設(shè)置在每一個(gè)nand串ns內(nèi)的第三存儲(chǔ)器單元mc3和第四存儲(chǔ)器單元mc4之間。例如，第一至第三存儲(chǔ)器單元mc1至mc3可以被設(shè)置在虛擬存儲(chǔ)器單元dmc和接地選擇晶體管gst之間。第四至第六存儲(chǔ)器單元mc4至mc6可以被設(shè)置在虛擬存儲(chǔ)器單元dmc和源極選擇晶體管sst之間。每一個(gè)nand串ns的存儲(chǔ)器單元mc可以被虛擬存儲(chǔ)器單元dmc劃分為兩(2)個(gè)存儲(chǔ)器單元組。在劃分的存儲(chǔ)器單元組內(nèi)，鄰近接地選擇晶體管gst的存儲(chǔ)器單元例如mc1至mc3可以被稱(chēng)作較低存儲(chǔ)器單元組，鄰近串選擇晶體管sst的剩余存儲(chǔ)器單元例如mc4至mc6可以被稱(chēng)作較高存儲(chǔ)器單元組。

在下文中，將參照?qǐng)D9至圖11進(jìn)行詳細(xì)描述，圖9至圖11示出根據(jù)使用與第一結(jié)構(gòu)不同的三維(3d)非易失性存儲(chǔ)器裝置實(shí)施的實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)器裝置。

圖9是圖示地示出使用不同于上文參照?qǐng)D5至圖8所描述的第一結(jié)構(gòu)的三維(3d)非易失性存儲(chǔ)器裝置實(shí)施的存儲(chǔ)器裝置并示出圖4的多個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)塊blkj的立體圖。圖10是示出沿著圖9的線(xiàn)vii-vii＇截取的存儲(chǔ)塊blkj的剖面圖。

參照?qǐng)D9和圖10，存儲(chǔ)塊blkj可以包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)并可以包括襯底6311。襯底6311可以包含摻雜有第一類(lèi)型雜質(zhì)的硅材料。例如，襯底6311可以包含摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料。襯底6311可以是p-型阱，例如，袋狀p-阱。襯底6311可以進(jìn)一步包括n-型阱，其圍繞p-型阱。盡管在所述實(shí)施例中襯底6311被例示為p-型硅，但應(yīng)注意的是襯底6311并不限制于p-型硅。

在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324被設(shè)置在襯底6311上方。第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324可以在z-軸方向上隔開(kāi)預(yù)設(shè)的距離。

在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以被設(shè)置在襯底6311上方。第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以在z-軸方向上隔開(kāi)預(yù)設(shè)的距離。第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以在y-軸方向上與第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324隔開(kāi)。

穿過(guò)第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324的多個(gè)下部柱狀物dp可以被設(shè)置。每一個(gè)下部柱狀物dp可以在z-軸方向上延伸。而且，穿過(guò)第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328的多個(gè)上部柱狀物up可以被設(shè)置。每一個(gè)上部柱狀物up可以在z-軸方向上延伸。

下部柱狀物dp和上部柱狀物up中的每個(gè)可以包括內(nèi)部材料6361、中間層6362和表面層6363。中間層6362可以充當(dāng)單元晶體管的溝道。表面層6363可以包括阻擋介電層、電荷存儲(chǔ)層和隧穿介電層。

下部和上部柱狀物dp和up可以通過(guò)管柵pg彼此之間電聯(lián)接。管柵pg可以被設(shè)置在襯底6311內(nèi)。例如，管柵pg可以包括與下部柱狀物dp和上部柱狀物up相同的材料。

在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第二類(lèi)型的摻雜材料6312可以被設(shè)置在下部柱狀物dp上方。例如，第二類(lèi)型的摻雜材料6312可以包括n-型硅材料。第二類(lèi)型的摻雜材料6312可以充當(dāng)共源線(xiàn)csl。

漏極6340可以被設(shè)置在上部柱狀物up上方。漏極6340可以包括n-型硅材料。在y-軸方向上延伸的第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以被設(shè)置在漏極6340上方。

第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以沿著x-軸方向被分離。第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以由金屬形成。第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352和漏極6340可以通過(guò)接觸插塞互相電聯(lián)接。第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以分別充當(dāng)?shù)谝缓偷诙痪€(xiàn)bl1和bl2。

第一導(dǎo)電材料6321可以充當(dāng)源極選擇線(xiàn)ssl。第二導(dǎo)電材料6322可以充當(dāng)?shù)谝惶摂M字線(xiàn)dwl1。第三和第四導(dǎo)電材料區(qū)域6323和6324可以分別充當(dāng)?shù)谝缓偷诙髯志€(xiàn)mwl1和mwl2。第五和第六導(dǎo)電材料區(qū)域6325和6326可以分別充當(dāng)?shù)谌偷谒闹髯志€(xiàn)mwl3和mwl4。第七導(dǎo)電材料6327可以充當(dāng)?shù)诙摂M字線(xiàn)dwl2。第八導(dǎo)電材料6328可以充當(dāng)漏極選擇線(xiàn)dsl。

下部柱狀物dp和鄰近下部柱狀物dp的第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324可以形成下部串。上部柱狀物up和鄰近上部柱狀物up的第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以形成上部串。下部串和上部串可以通過(guò)管柵pg互相之間電聯(lián)接。下部串的一端可以電聯(lián)接至充當(dāng)共源線(xiàn)csl的第二類(lèi)型的摻雜材料6312。上部串的一端可以通過(guò)漏極6340電聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的位線(xiàn)。一個(gè)下部串和一個(gè)上部串可以形成一個(gè)單元串，其被電聯(lián)接在充當(dāng)共源線(xiàn)csl的摻雜材料6312和充當(dāng)位線(xiàn)bl的上部導(dǎo)電材料層6351和6352中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)之間。

例如，下部串可以包括源極選擇晶體管sst、第一虛擬存儲(chǔ)器單元dmc1和第一與第二主存儲(chǔ)器單元mmc1和mmc2。上部串可以包括第三和第四主存儲(chǔ)器單元mmc3和mmc4、第二虛擬存儲(chǔ)器單元dmc2和漏極選擇晶體管dst。

在圖9和圖10中，上部串和下部串可以形成nand串ns。nand串ns可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。因?yàn)樯衔膮⒄請(qǐng)D7詳細(xì)描述了包括在圖9和圖10中的nand串ns內(nèi)的晶體管結(jié)構(gòu)，所以其詳細(xì)描述在此將會(huì)被省略。

圖11是示出具有如上參照?qǐng)D9和圖10所述的第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj的等效電路的電路圖。為了方便起見(jiàn)，僅示出形成在第二結(jié)構(gòu)內(nèi)的存儲(chǔ)塊bklj內(nèi)的一對(duì)的第一串st1和第二串st2。

參照?qǐng)D11，在具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj內(nèi)，多個(gè)單元串可以定義多個(gè)對(duì)的這種方式來(lái)設(shè)置，其中每一個(gè)單元串利用如上參照?qǐng)D9和圖10所述的通過(guò)管柵pg電聯(lián)接的一個(gè)上部串和一個(gè)下部串實(shí)施。

例如，在具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj內(nèi)，沿著第一溝道ch1(未示出)堆疊的存儲(chǔ)器單元cg0至cg31，例如，至少一個(gè)源極選擇柵極ssg1和至少一個(gè)漏極選擇柵極dsg1可以形成第一串st1，并且沿著第二溝道ch2(未示出)堆疊的存儲(chǔ)器單元cg0至cg31，例如，至少一個(gè)源極選擇柵極ssg2和至少一個(gè)漏極選擇柵極dsg2可以形成第二串st2。

第一和第二串st1和st2可以被電聯(lián)接至相同的漏極選擇線(xiàn)dsl和相同的源極選擇線(xiàn)ssl。第一串st1可以被電聯(lián)接至第一位線(xiàn)bl1。第二串st2可以被電聯(lián)接至第二位線(xiàn)bl2。

盡管圖11示出第一串st1和第二串st2被電聯(lián)接至相同的漏極選擇線(xiàn)dsl和相同的源極選擇線(xiàn)ssl，但可以設(shè)想的是第一串st1和第二串st2可以被電聯(lián)接至相同的源極選擇線(xiàn)ssl和相同的位線(xiàn)bl，第一串st1可以被電聯(lián)接至第一漏極選擇線(xiàn)dsl1并且第二串st2可以被電聯(lián)接至第二漏極選擇線(xiàn)dsl2。進(jìn)一步可以被設(shè)想的是第一串st1和第二串st2可以被電聯(lián)接至相同的漏極選擇線(xiàn)dsl和相同的位線(xiàn)bl，第一串st1可以被電聯(lián)接至第一源極選擇線(xiàn)ssl1并且第二串st2可以被電聯(lián)接至第二源極選擇線(xiàn)ssl2。

圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的簡(jiǎn)圖。

根據(jù)圖12的實(shí)施例，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以包括控制器130和存儲(chǔ)器裝置150?？刂破?30可以包括如圖1所示的主機(jī)接口單元132、處理器134、錯(cuò)誤校正碼(ecc)單元138、電源管理單元140、nand閃速控制器(nfc)142以及存儲(chǔ)器144。此外，控制器130可以包括時(shí)間戳(ts)產(chǎn)生單元146和ts管理單元148。存儲(chǔ)器裝置150包括多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156。存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)塊(例如，152)可以包括元數(shù)據(jù)區(qū)域1210和用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)域1230。

通過(guò)測(cè)量從存儲(chǔ)器系統(tǒng)110被啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)的時(shí)間，ts產(chǎn)生單元146可以產(chǎn)生時(shí)間信息ts。當(dāng)主機(jī)102做出編程請(qǐng)求時(shí)，產(chǎn)生的時(shí)間信息ts隨著被轉(zhuǎn)移的用戶(hù)(或編程)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)器裝置150。例如，產(chǎn)生的時(shí)間信息ts可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)作為用于編程數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。

在實(shí)施例中，ts產(chǎn)生單元146可以包括時(shí)鐘產(chǎn)生單元(未示出)和計(jì)數(shù)單元(未示出)。ts產(chǎn)生單元146可以在存儲(chǔ)器系統(tǒng)110被啟動(dòng)之后使用時(shí)鐘產(chǎn)生單元產(chǎn)生實(shí)時(shí)時(shí)鐘(rtc)并且可以通過(guò)使用計(jì)數(shù)單元對(duì)rtc進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)產(chǎn)生時(shí)間信息ts。然而，我們應(yīng)當(dāng)注意的是ts產(chǎn)生單元146不限制于上述特定的配置。許多其它配置可以被用于產(chǎn)生時(shí)間信息。

控制器130可以讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置150中的時(shí)間信息ts并控制對(duì)與讀取的時(shí)間信息ts對(duì)應(yīng)于的數(shù)據(jù)的測(cè)試讀取操作。時(shí)間信息ts可以被讀取用于每一個(gè)存儲(chǔ)塊并被定期管理?；跁r(shí)間信息ts，當(dāng)主機(jī)102沒(méi)有請(qǐng)求任務(wù)時(shí)，測(cè)試讀取操作可以在空閑時(shí)間被執(zhí)行。

在實(shí)施例中，ts管理單元148可以將從存儲(chǔ)器裝置150讀取的時(shí)間信息tsr與時(shí)間戳產(chǎn)生單元146新產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc進(jìn)行比較。基于在新產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差，ts管理單元148可以設(shè)置對(duì)應(yīng)于讀取的時(shí)間信息tsr的數(shù)據(jù)的測(cè)試讀取序列/時(shí)間。即，基于在新產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差，ts管理單元148可以對(duì)存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的頁(yè)面進(jìn)行分組并管理頁(yè)面組，稍后將會(huì)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。

存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)塊152可以包括：用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)域1230，用于存儲(chǔ)主機(jī)102已經(jīng)對(duì)其做出編程請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；和元數(shù)據(jù)區(qū)域1210，用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，即，與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相關(guān)的控制信息。在實(shí)施例中，控制信息可以包括時(shí)間信息ts。控制信息可以包括其它信息，諸如，例如，錯(cuò)誤校正碼或關(guān)于數(shù)據(jù)的標(biāo)記單元信息。

例如，在本發(fā)明的實(shí)施例中，主機(jī)102可以請(qǐng)求關(guān)于數(shù)據(jù)的編程操作。然后，控制器130可以為請(qǐng)求的數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)間信息ts，并且將產(chǎn)生的時(shí)間信息ts連同數(shù)據(jù)一起轉(zhuǎn)移至存儲(chǔ)器裝置150。當(dāng)編程操作被執(zhí)行時(shí)，存儲(chǔ)器裝置150可以從控制器130接收已經(jīng)對(duì)其請(qǐng)求編程操作的數(shù)據(jù)和時(shí)間信息ts并將數(shù)據(jù)和時(shí)間信息ts分別存儲(chǔ)在用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)域1230和元數(shù)據(jù)區(qū)域1210內(nèi)。

圖13示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括在存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布。例如，圖13的閾值電壓的分布可以是包括在圖12的存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的分布。應(yīng)該注意的是，圖13示出當(dāng)2-位數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在單個(gè)存儲(chǔ)器單元內(nèi)時(shí)的多層單元(mlc)的閾值電壓分布。

根據(jù)圖13的實(shí)施例，水平軸vth表示存儲(chǔ)器單元的閾值電壓，豎直軸表示對(duì)應(yīng)于閾值電壓的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)“11”的擦除狀態(tài)e0具有最低的閾值電壓水平。此外，閾值電壓可以被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)“10”的第一編程狀態(tài)p1、對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)“00”的第二編程狀態(tài)p2和對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)“01”的第三編程狀態(tài)p3內(nèi)。在這種情況下，分別對(duì)應(yīng)于擦除狀態(tài)e0和編程狀態(tài)p1、p2和p3的2-位數(shù)據(jù)“11”、“10”、“00”和“01”之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系只是示例。擦除狀態(tài)e0和編程狀態(tài)p1、p2和p3以及對(duì)應(yīng)的2-位數(shù)據(jù)“11”、“10”、“00”和“01”可以根據(jù)存儲(chǔ)器裝置150的設(shè)計(jì)方法以各種方式改變。

在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)，編程的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓具有多個(gè)狀態(tài)e0、p1、p2和p3中的一個(gè)。當(dāng)對(duì)編程的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行讀取操作時(shí)，讀取電壓vr1、vr2、和vr3被施加于存儲(chǔ)器單元的字線(xiàn)。第一讀取電壓vr1可以具有介于擦除狀態(tài)e0和第一編程狀態(tài)p1之間的電壓電平。第二讀取電壓vr2可以具有介于第一編程狀態(tài)p1和第二編程狀態(tài)p2之間的電壓電平。第三讀取電壓vr3可以具有介于第二編程狀態(tài)p2和第三編程狀態(tài)p3之間的電壓電平。

例如，當(dāng)?shù)诙x取電壓vr2在讀取操作中被施加時(shí)，具有對(duì)應(yīng)于擦除狀態(tài)e0或第一編程狀態(tài)p1的閾值電壓的存儲(chǔ)器單元可以被打開(kāi)，并且具有對(duì)應(yīng)于第二或第三編程狀態(tài)p2或p3的閾值電壓的存儲(chǔ)器單元可以被關(guān)閉。因此，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)檢測(cè)響應(yīng)于讀取電壓vr1、vr2或vr3被打開(kāi)或關(guān)閉的存儲(chǔ)器單元而被檢查。

然而，已經(jīng)被編程過(guò)一次的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布甚至在沒(méi)有單獨(dú)操作的情況下可由于電荷損失而被改變。通常被認(rèn)為是保留特性的存儲(chǔ)器單元的特性決定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元內(nèi)的電荷在預(yù)定條件下被保留多久，即，存儲(chǔ)器單元的閾值電壓被保留多久。存儲(chǔ)器單元的保留特性隨著對(duì)存儲(chǔ)器單元執(zhí)行的編程/擦除操作的增加而惡化。因此，已經(jīng)被編程過(guò)一次的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布可以隨著時(shí)間變化。例如，由圖13中的虛線(xiàn)所示，由于電荷損失隨著時(shí)間發(fā)生，存儲(chǔ)器單元的閾值電壓分布可以轉(zhuǎn)移。

如果存儲(chǔ)器單元的保留特性惡化，編程的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓可以隨著時(shí)間逐漸降低。例如，由圖13中的虛線(xiàn)所示，存儲(chǔ)器單元的閾值電壓可以逐漸轉(zhuǎn)移至更低的電平，即，不能維持它的原始電平。如果存儲(chǔ)器單元的閾值電壓降低，存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)可以被讀取為不同于原始的編程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。例如，在第二編程狀態(tài)p2中被編程的存儲(chǔ)器單元的閾值電壓變得比第二讀取電壓vr2低時(shí)，存儲(chǔ)器單元可以被檢測(cè)為具有擦除狀態(tài)e0或第一編程狀態(tài)p1，因此產(chǎn)生讀取錯(cuò)誤。

因此，在編程操作之后的初始狀態(tài)中，編程狀態(tài)p1、p2和p3可以基于各自的讀取電壓vr1、vr2和vr3被精確地讀取。然而，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓隨著時(shí)間改變時(shí)，一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)器單元可在使用讀取電壓vr1、vr2和vr3的讀取操作中產(chǎn)生錯(cuò)誤。在實(shí)施例中，為了防止這樣的讀取錯(cuò)誤并為了改善存儲(chǔ)器單元的保留特性，當(dāng)編程操作被執(zhí)行時(shí)，對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息ts可以連同數(shù)據(jù)一起被存儲(chǔ)。此外，由于存儲(chǔ)器單元被編程而經(jīng)過(guò)特定時(shí)間后的數(shù)據(jù)可以基于存儲(chǔ)的時(shí)間信息ts來(lái)確定，并且屬于確定的數(shù)據(jù)且可能發(fā)生讀取重試的可能性增加的數(shù)據(jù)可以通過(guò)測(cè)試操作被重新編程。在實(shí)施例中，存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的頁(yè)面可以基于存儲(chǔ)的時(shí)間信息ts被分組和管理。

圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于分組頁(yè)面的操作的簡(jiǎn)圖。例如，示出存儲(chǔ)塊152的8個(gè)頁(yè)面被分為三組，然而，我們應(yīng)注意的是本發(fā)明不限制于此示例并且其它變型可以被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所設(shè)想到。

如上文所提到的，控制器110的ts管理單元148可以比較從存儲(chǔ)塊152的元數(shù)據(jù)區(qū)域1210讀取的時(shí)間信息tsr與由時(shí)間戳產(chǎn)生單元146新產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc。此外，ts管理單元148可以在第一閾值th1的基礎(chǔ)上基于時(shí)間信息tsc和時(shí)間信息tsr之間的差將存儲(chǔ)塊152的頁(yè)面分為三組，即組1至組3。例如，如果差(tsc-tsr)(也稱(chēng)作間隔時(shí)間)大于或等于閾值th1，則對(duì)應(yīng)的頁(yè)面即頁(yè)面1和頁(yè)面3被分為組1。如果差(tsc-tsr)(或間隔時(shí)間)小于閾值th1且大于或等于閾值th1/2，則對(duì)應(yīng)的頁(yè)面即頁(yè)面2、頁(yè)面4和頁(yè)面5被分為組2。如果差(tsc-tsr)(或間隔時(shí)間)小于閾值th1/2，則對(duì)應(yīng)的頁(yè)面即頁(yè)面7和頁(yè)面8被分為組3。在實(shí)施例中，第一閾值th1可以是存儲(chǔ)器單元中的充電電荷未丟失的安全時(shí)間值。

根據(jù)圖14的實(shí)施例，第一和第三頁(yè)面被分為第一組即組1并被對(duì)應(yīng)地管理為用于測(cè)試讀取操作的組。第二、第四和第五頁(yè)面被分為第二組即組2并被管理為用于測(cè)試讀取操作的組。第七和第八頁(yè)面被分為第三組即組3并被管理為用于測(cè)試讀取操作的組。例如，控制器130可以下列順序執(zhí)行測(cè)試讀取操作：首先對(duì)第一組即組1執(zhí)行測(cè)試讀取操作，其在編程之后已經(jīng)花費(fèi)了最長(zhǎng)的時(shí)間，并接著順序地對(duì)第二和第三組即組2至組3執(zhí)行測(cè)試讀取操作。在操作之間的時(shí)間余量已經(jīng)設(shè)置至一定程度的狀態(tài)中，當(dāng)主機(jī)102沒(méi)有請(qǐng)求任務(wù)時(shí)，測(cè)試讀取操作可以在空閑時(shí)間執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，第一閾值th1可以被設(shè)置為具有一些余量以用于控制包括在每一個(gè)組內(nèi)的頁(yè)面。

控制器130可以對(duì)第一頁(yè)面組的頁(yè)面即頁(yè)面1和頁(yè)面3執(zhí)行測(cè)試讀取操作、檢測(cè)包括在每一個(gè)頁(yè)面內(nèi)的錯(cuò)誤并將具有隨后可發(fā)生讀取重試的良好的可能性的頁(yè)面重新編程到存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)。例如，控制器130可以重新編程包括大于預(yù)設(shè)的第二閾值th2的錯(cuò)誤(或位數(shù))的頁(yè)面。在一個(gè)實(shí)施例中，包括錯(cuò)誤的頁(yè)面被重新編程到另一個(gè)存儲(chǔ)塊154或156而不是現(xiàn)有的存儲(chǔ)塊152中。

屬于測(cè)試-讀取頁(yè)面且還包括小于預(yù)設(shè)的第二閾值th2的錯(cuò)誤(或位數(shù))的頁(yè)面被ts管理單元148重新分組。根據(jù)實(shí)施例，對(duì)應(yīng)的頁(yè)面可以被包括在第二組內(nèi)，其中對(duì)第二組的測(cè)試讀取操作被優(yōu)先執(zhí)行，因?yàn)轫?yè)面的編程間隔時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了參照值，即，第一閾值。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)包括在每一頁(yè)面中的錯(cuò)誤(或位數(shù))，對(duì)應(yīng)的頁(yè)面可以被劃分為第二組和第三組。

下面參照?qǐng)D15描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的整體操作。

圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作的流程圖。例如，圖15的操作可以由圖12內(nèi)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的控制器130來(lái)執(zhí)行

1)在步驟s1510中讀取時(shí)間信息ts

控制器130從在存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156中選擇的存儲(chǔ)塊(例如，152)讀取時(shí)間信息tsr。特別地，控制器130可以通過(guò)讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)塊152的元數(shù)據(jù)區(qū)1210中的控制信息獲得關(guān)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)塊152的用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)域1230中的數(shù)據(jù)的時(shí)間信息tsr。當(dāng)時(shí)間信息tsr對(duì)于其讀取操作具有比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)小的大小和負(fù)載時(shí)，存儲(chǔ)塊152可以被定期選擇和管理以用于測(cè)試讀取操作。

2)在步驟s1520中管理時(shí)間信息ts

控制器130的ts管理單元148比較從存儲(chǔ)器裝置150讀取的時(shí)間信息tsr和由時(shí)間戳產(chǎn)生單元146新產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc。此外，ts管理單元148可基于產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差設(shè)置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的測(cè)試讀取序列/時(shí)間。例如，ts管理單元148可以基于產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差對(duì)存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的頁(yè)面進(jìn)行分組并設(shè)置待對(duì)每一組執(zhí)行的測(cè)試讀取操作的序列/時(shí)間。因此，當(dāng)產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差較小時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的編程時(shí)間間隔不太大。因此，稍后可對(duì)對(duì)應(yīng)的頁(yè)面執(zhí)行測(cè)試讀取操作。

3)在步驟s1530中執(zhí)行測(cè)試讀取

對(duì)屬于在步驟s1520中形成的組、產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差很大的組的頁(yè)面執(zhí)行測(cè)試讀取操作。特別地，產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之間的差等于或大于預(yù)設(shè)的第一閾值th1(tsc-tsr≥th1)的組的頁(yè)面被確定為在數(shù)據(jù)已經(jīng)被編程至其之后已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間。在那些頁(yè)面中，早些時(shí)候可能對(duì)具有更大的產(chǎn)生的時(shí)間信息tsc和讀取的時(shí)間信息tsr之差的頁(yè)面執(zhí)行了測(cè)試讀取操作。因此，測(cè)試讀取操作可以首先對(duì)這樣的組執(zhí)行。相反地，可以隨時(shí)間順序地對(duì)剩余的組執(zhí)行測(cè)試讀取操作。此外，當(dāng)主機(jī)102沒(méi)有請(qǐng)求任務(wù)時(shí)，每一個(gè)測(cè)試讀取操作可以在空閑時(shí)間被執(zhí)行。

4)在步驟s1540中確定ecc錯(cuò)誤

控制器130可以使用ecc單元138檢測(cè)已經(jīng)對(duì)其執(zhí)行測(cè)試讀取操作的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤并基于所檢測(cè)的錯(cuò)誤確定數(shù)據(jù)的可靠性。如果，作為ecc錯(cuò)誤的確定結(jié)果，所檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于預(yù)設(shè)的第二閾值th2(是，錯(cuò)誤位≥th2)，則控制器130確定對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)具有隨后將發(fā)生讀取重試的良好的可能性并繼續(xù)步驟1550。相反地，如果，作為ecc錯(cuò)誤的確定結(jié)果，所檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量小于預(yù)設(shè)的第二閾值th2(否，錯(cuò)誤位<th2)，則控制器130確定對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)具有隨后將發(fā)生讀取重試的低的可能性并繼續(xù)步驟s1520。在這種情況下，預(yù)設(shè)的第二閾值th2可以小于位數(shù)，其可以被ecc單元138校正。例如，預(yù)設(shè)的第二閾值th2可以被設(shè)置為可校正位數(shù)的70％。

此外，控制器130的ts管理單元148可以基于在步驟1540中的ecc錯(cuò)誤的確定結(jié)果對(duì)頁(yè)面進(jìn)行重新分組，其中，每個(gè)頁(yè)面中的所檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量小于預(yù)設(shè)的第二閾值th2(即，錯(cuò)誤位<th2)。特別地，盡管這樣的頁(yè)面中的每一個(gè)具有參考值或更少的錯(cuò)誤，但用于頁(yè)面的編程間隔時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了參考值。因此，頁(yè)面可以被包括在屬于剩余組并且對(duì)其優(yōu)先執(zhí)行測(cè)試讀取操作的更高的組內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，頁(yè)面可以被包括在與所檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量成比例的更高的組內(nèi)。

5)在步驟s1550中對(duì)頁(yè)面重新編程

控制器130可以基于在步驟s1540中的ecc錯(cuò)誤的確定結(jié)果對(duì)所檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于預(yù)設(shè)的第二閾值th2(即，錯(cuò)誤位≥th2)的頁(yè)面重新編程。在這種情況下(s1540，是)，頁(yè)面可以被重新編程到不同于頁(yè)面已經(jīng)首先被存儲(chǔ)于其內(nèi)的存儲(chǔ)塊152的存儲(chǔ)塊154或156內(nèi)。此外，控制器130可以通過(guò)ecc單元138校正所檢測(cè)的錯(cuò)誤并重新編程其錯(cuò)誤已經(jīng)被校正的數(shù)據(jù)。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以在對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行編程操作時(shí)將時(shí)間信息連同數(shù)據(jù)一起進(jìn)行存儲(chǔ)并管理數(shù)據(jù)。此外，存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以通過(guò)利用時(shí)間信息并基于時(shí)間信息選擇性地執(zhí)行測(cè)試讀取操作來(lái)管理大量數(shù)據(jù)以減少負(fù)載。

而且，存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以通過(guò)基于時(shí)間信息對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并在特定的時(shí)間間隔之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分組/重新編程來(lái)減少隨后將出現(xiàn)紅色錯(cuò)誤或讀取重試的可能性。即，存儲(chǔ)器系統(tǒng)的讀取性能可以被提升。作為結(jié)果，由于存儲(chǔ)器單元的保留特性隨時(shí)間的惡化導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失可以被預(yù)防。

例如，在本實(shí)施例中，基于時(shí)間信息，數(shù)據(jù)已經(jīng)被示為基于時(shí)間信息在頁(yè)面基礎(chǔ)上被分組并被管理。在一個(gè)實(shí)施例中，然而，因?yàn)闀r(shí)間信息可以基于ecc處理單元被記錄，所以數(shù)據(jù)可以根據(jù)存儲(chǔ)器負(fù)載在頁(yè)面或存儲(chǔ)塊基礎(chǔ)上被管理。

該技術(shù)可以通過(guò)基于時(shí)間信息對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并在特定的時(shí)間間隔之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分組/重新編程來(lái)減少隨后將出現(xiàn)紅色錯(cuò)誤或讀取重試的可能性。此外，該技術(shù)可以提升存儲(chǔ)器系統(tǒng)的讀取性能并預(yù)防由于存儲(chǔ)器單元的保留特性隨時(shí)間的惡化而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。

盡管為了說(shuō)明目的已經(jīng)描述了多個(gè)實(shí)施例，但在不脫離權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和/或范圍的情況下，可以做出多種改變和變形，這對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講是顯而易見(jiàn)的。