固态储存装置及其相关资料写入方法制造方法及图纸

一种固态储存装置的资料写入方法，包括下列步骤：(a)判断一主机是否发出一电源关闭指令；(b)于确认该主机未发出该电源关闭指令时，进行多个编程程序，将一缓冲元件中的多个写入资料根据一编程次序储存至一TLC闪存；(c)于确认该主机发出该电源关闭指令时，产生多个冗余资料作为写入资料储存于该缓冲元件中；之后，进行多个编程程序，将该缓冲元件中的所述写入资料根据该编程次序储存至该TLC闪存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种固态储存装置及其控制方法，且特别是有关于一种由三层存储单元(triple-levelcell)闪存组成的固态储存装置及其相关资料写入方法。
技术介绍
众所周知，固态储存装置(SolidStateDevice，SSD)使用与非门闪存(NANDflashmemory)为主要储存元件，而闪存为一种非挥发性(non-volatile)存储器。也就是说，当资料写入闪存后，即使系统电源关闭，资料仍保存在闪存中。基本上，闪存的每个存储单元(cell)中皆包含浮动栅晶体管(floatinggatetransistor)。在进行编程动作(programaction)时，是将热载子(hotcarrier)注入(inject)浮动栅晶体管的浮动栅极，而根据注入热载子的数量即可改变浮动栅晶体管的临限电压(thresholdvoltage)，并进而决定该存储单元的储存状态。并且，于抹除动作(eraseaction)时，将热载子退出(eject)浮动栅晶体管的浮动栅极。闪存依据不同的设计，可分为单层存储单元(single-levelcell)与多层存储单元(multi-levelcell)的闪存。而多层存储单元还包括二层存储单元(double-levelcell)、三层存储单元(triple-levelcell)，或者更多层存储单元的闪存。请参照图1，其所绘示为各种闪存中的储存状态与临限电压的关系示意图。在单层存储单元闪存中，每个存储单元可储存一位的资料(1bit/cell)。因此，根据热载子的注入量，存储单元中的浮动栅晶体管可产生二种临限电压分布，用以代表二种相异的储存状态。举例来说，具备低临限电压的存储单元，其可视为储存状态“0”；具备高临限电压的存储单元，其可视为储存状态“1”。当然，此处的储存状态“0”与储存状态“1”仅是表示相异的二个储存状态，当然也可以用第一储存状态与第二储存状态来表示。举例来说，临限电压在0V附近的存储单元，其可视为第一储存状态；临限电压在10V附近的存储单元，其可视为第二储存状态。同理，二层存储单元闪存中，每个存储单元可储存二位的资料(2bits/cell)。因此，根据热载子的注入量，存储单元中的浮动栅晶体管可产生四种临限电压分布，用以代表四种相异的储存状态。例如，临限电压由低至高依序为储存状态“00”、储存状态“01”、储存状态“10”与储存状态“11”。三层存储单元闪存中，每个存储单元可储存三位的资料(3bits/cell)。因此，根据热载子的注入量，存储单元中的浮动栅晶体管可产生八种临限电压分布，用以代表八种相异的储存状态。例如，临限电压由低至高依序为储存状态“000”、储存状态“001”、储存状态“010”、储存状态“011”、储存状态“100”、储存状态“101”、储存状态“110”与储存状态”111”。由以上说明可知，在编程闪存时，控制存储单元的热载子注入量，即可改变存储单元的临限电压并更改其储存状态。然而，除了单层存储单元闪存在编程动作时，仅需进行一次编程程序(programprocedure)即可以达到想要的储存状态，其他多层存储单元快闪存储于编程动作时，需要进行多次编程程序才可以到达想要的储存状态。请参照图2A，其所绘示为二层存储单元闪存的编程示意图。图2A是将二层存储单元闪存编程为“10”储存状态所进行的二次编程程序。于第一次编程程序时，提供一第一编程电压(programvoltage)，并将存储单元改变为“11”储存状态。接着，于第二次编程程序时，再提供一第二编程电压用以改变为“10”储存状态。同理，如欲将二层存储单元闪存编程为“01”储存状态。则于第一次编程程序时，将存储单元改变为“00”储存状态。接着，于第二次编程程序时，再将存储单元改变为“01”储存状态。众所周知，闪存写入资料时是以页(page)为单位写入闪存。页的大小可由闪存制造商来定义，举例来说每一页可为2Kbytes、4Kbytes或者8Kbytes。以4Kbytes大小的页为例，写入资料报括：用户资料、编码资料与其他相关资料，总共为4224bytes(亦即，4224×8bits)。换言之，如果利用单层存储单元闪存来储存一个4Kbytes页的资料时，则需要利用(4224×8)数目的单层存储单元来储存。再者，由于二层存储单元闪存的资料密度较高，所以(4224×8)数目的二层存储单元闪存可以储存二个页的资料(2×4224bytes)。同理，(4224×8)数目的三层存储单元闪存可以储存三个页的资料(3×4224bytes)。请参照图2B与图2C，其所绘示为利用(4224×8)数目的二层存储单元闪存来储存二个页(第M页与第N页)的资料的示意图。以第一个字节(Byte-1)为例，假设于编程动作时，是将写入资料(writedata)0×65h(01100101b)储存于第M页的第一个字节，将写入资料0×DBh(11011011b)储存于第N页的第一个字节。如图2B所示，于第一次编程程序时，是将第M页的第一个字节的写入资料(01100101b)编程至二层存储单元闪存的8个存储单元中。完成后，8个存储单元的储存状态依序为“00”、“11”、“11”、“00”、“00”、“11”、“00”、“11”。换言之，于第一次编程程序后，第M页的第一个字节的资料为(01100101b)，而第N页的第一个字节的资料也为(01100101b)。如图2C所示，于第二次编程程序时，再将第N页的第一个字节的写入资料(11011011b)编程至二层存储单元闪存的8个存储单元中。完成后，8个存储单元的储存状态更改为“01”、“11”、“10”、“01”、“01”、“10”、“01”、“11”。换言之，于第二次编程程序后，第M页的第一个字节的资料为(01100101b)，而第N页的第一个字节的资料才会成为(11011011b)。由上述的说明可知，于编程动作的第一次编程程序后，(4224×8)个存储单元的二层存储单元闪存仅能够储存第M页的资料。而必须再次进行第二次编程程序之后，(4224×8)个存储单元的二层存储单元闪存才够同时储存第M页以及第N页的资料。根据多层存储单元闪存的规格书的定义，二层存储单元闪存是进一步的被区分为上页(upperpage)以及下页(lowerpage)。而上述图2B所示的第M页，即为上页，上述图2C所示的第N页，即为下页。换言之，而在编程动作(programaction)的过程，第一次编程程序即为上页编程程序，第二次编程程序即为下页编程程序。而上页编程程序以及下页编程程序皆完成后，才能够读取二层存储单元闪存中的资料。同理，三层存储单元闪存是进一步的被区分为上页(upperpage)、中页(middlepage)以及下页(lowerpage)。而在编程的过程，需要进行三次的编程程序来分别编程上页、中页以及下页。然而，根据规格书的规范，于编程三层存储单元闪存时并无法连续三次都针对相同的三层存储单元进行编程程序。因此，可能会使得三层存储单元快闪存储在编程动作的过程中造成资料遗失的风险。
技术实现思路
本专利技术是有关于一种固态储存装置的资料写入方法，包括下列步骤：(a)判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态储存装置的资料写入方法，包括下列步骤：(a)判断一主机是否发出一电源关闭指令；(b)于确认该主机未发出该电源关闭指令时，进行多个编程程序，将一缓冲元件中的多个写入资料根据一编程次序储存至一三层存储单元闪存；以及(c)于确认该主机发出该电源关闭指令时，产生多个冗余资料作为写入资料储存于该缓冲元件中；之后，进行多个编程程序，将该缓冲元件中的所述写入资料根据该编程次序储存至该三层存储单元闪存。

【技术特征摘要】
1.一种固态储存装置的资料写入方法，包括下列步骤：(a)判断一主机是否发出一电源关闭指令；(b)于确认该主机未发出该电源关闭指令时，进行多个编程程序，将一缓冲元件中的多个写入资料根据一编程次序储存至一三层存储单元闪存；以及(c)于确认该主机发出该电源关闭指令时，产生多个冗余资料作为写入资料储存于该缓冲元件中；之后，进行多个编程程序，将该缓冲元件中的所述写入资料根据该编程次序储存至该三层存储单元闪存。2.如权利要求1所述的固态储存装置的资料写入方法，还包括下列步骤：(d)当接收到一电源后，产生所述冗余资料作为写入资料储存于该缓冲元件中；以及(e)回到该步骤(a)。3.如权利要求1所述的固态储存装置的资料写入方法，其中所述冗余资料由该固态储存装置所产生。4.如权利要求1所述的固态储存装置的资料写入方法，其中该固态储存装置中的该三层存储单元闪存中具有多个三层存储单元群，每一个三层存储单元群具有M个三层存储单元，用以进行三次编程程序，且每一该编程程序写入M个资料，其中该编程次序包括下列步骤：(f1)对所述三层存储单元群中的一特定三层存储单元群进行该三次编程程序中的一第一次编程程序；(f2)对该特定三层存储单元群的前一个三层存储单元群进行该三次编程程序中的一第二次编程程序；以及(f3)对该特定三层存储单元群的前二个三层存储单元群进行该三次编程程序中的一第三次编程程序。5.如权利要求4所述的固态储存装置的资料写入方法，其中该M个资
\t料为一个页的位元数目，每一该三层存储单元群为一个页的三层存储单元，且每一该页的三层存储单元写入三个页的位元数目。6.如权利要求4所述的固态储存装置的资料写入方法，其中该步骤(f1)对该特定三层存储单元群进行一上页编程程序；该步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旻轩，庄森铭，刘人诚，
申请(专利权)人：光宝电子广州有限公司，光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44