3-D非易失性存储器中的部分坏的块的操作制造技术

在3‑D块可擦除非易失性存储器中识别部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合。可操作的NAND串的集合在两个或更多个部分坏的块内被识别并被映射，以形成一个或多个虚拟块，一个或多个虚拟块被独立地分配虚拟块地址。虚拟块地址在列表中维护并且用来存取虚拟块。

Operation of some bad blocks in 3-D nonvolatile memory

A partially bad block is identified in the 3 D block erasable nonvolatile memory, and the broken blocks of each part have one or more inoperable sets of NAND strings that can be individually selected and one or more operable sets of NAND strings that can be individually selected. An operable set of NAND strings is identified and mapped in two or more parts of the bad block to form one or more virtual blocks, and one or more virtual blocks are independently assigned to the virtual block addresses. The virtual block address is maintained in the list and used to access the virtual block.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3-D非易失性存储器中的部分坏的块的操作
本申请涉及可重新编程的非易失性存储器(例如半导体闪存存储器)的操作。
技术介绍
能够对电荷进行非易失性存储的固态存储器(特别是以封装为小形状因数卡的EEPROM和闪存EEPROM的形式)已经成为各种移动和手持设备(尤其是信息电器和消费电子产品)中的存储的选择。与同样为固态存储器的RAM(随机存取存储器)不同，闪存存储器是非易失性的，并且即使在电源被关断之后也保留其存储的数据。另外，与ROM(只读存储器)不同，闪存存储器类似于磁盘存储装置是可重写的。闪存EEPROM类似于EEPROM(电可擦除且可编程只读存储器)，在于它是可以被擦除并且将新数据写入或“编程”到它们的存储器单元中的非易失性存储器。两者都利用在场效应晶体管结构中的、设置在半导体基板中的沟道区域之上的、在源极区域与漏极区域之间的浮置(未连接的)导电栅极。然后控制栅极设置在浮置栅极之上。晶体管的阈值电压特性由保留在浮置栅极上的电荷量控制。换言之，对于浮置栅极上的给定的电荷水平，存在要在晶体管被导“通”之前施加到控制栅极的对应的电压(阈值)，以允许其源极区域与漏极区域之间的传导。闪存存储器(例如闪存EEPROM)允许同时擦除存储器单元的整个块。浮置栅极可以保持一定范围的电荷，并且因此可以被编程到阈值电压窗口内的任何阈值电压电平(thresholdvoltagelevel)。阈值电压窗口的大小由装置的最小和最大阈值电平界定，装置的最小和最大阈值电平进而对应于可以编程到浮置栅极上的电荷的范围。阈值窗口通常取决于存储器装置的特性、操作条件和历史。原则上，窗口内的每个不同的、可分辨的阈值电压电平范围可以用于指定单元的有限存储状态。非易失性存储器装置还由具有用于存储电荷的电介质层的存储器单元制造。使用电介质层，而不是之前描述的导电浮置栅极元件。ONO电介质层跨越源极扩散(diffusion)与漏极扩散之间的沟道延伸。一个数据位的电荷被局域化在邻接漏极的电介质层中，并且另一数据位的电荷被局域化在邻接源极的电介质层中。通过单独地读取电介质内的空间分离的电荷存储区域的二进制状态来实现多状态数据存储。许多非易失性存储器沿着基板(例如，硅基板)的表面形成为二维(2D)或平面存储器。其他非易失性存储器为三维(3-D)存储器，其单片形成在具有设置在基板上方的有源区的存储器单元的一个或多个物理级中。
技术实现思路
三维非易失性存储器中的块可以包含多个可单独选择的串的集合。在一些示例中，这样的串的集合中的一个或多个可能是不可操作的并且可能测试失败，而相同的块中的其他串的集合是可操作的并且可以通过测试。可以映射来自两个或更多个这样的部分坏的块的可操作的串的集合，以形成虚拟块，虚拟块被分配虚拟块地址并且作为单元进行操作。虚拟块在大小上与好的物理块相等。这允许存储器管理系统以相等数据存储容量的块来操作，虽然用来形成虚拟块的部分坏的块各自具有缩小的数据存储容量。可以以比在好的块中存储的数据更高的冗余来存储虚拟块中的数据。虚拟块中的数据可以仅存储为SLC格式(其中好的块存储至少一些MLC数据)。虚拟块中的数据可以储存特定类型的数据，或可以以与好的块不同的方式来操作。一种操作3-D块可擦除非易失性存储器的方法的示例，3-D块可擦除非易失性存储器形成在基板上方设置的存储器单元的多个级中，每个块具有并行连接的n个可单独选择的NAND串的集合，方法的示例包括：识别多个部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合；在部分坏的块内识别可操作的NAND串的集合；从两个或更多个块映射可操作的可单独选择的NAND串的集合，以形成一个或多个虚拟块，每个虚拟块由n个可单独选择的NAND串的集合构成；将虚拟块地址独立地分配到一个或多个虚拟块；随后，在列表中维护虚拟块地址；以及随后，由虚拟块地址存取虚拟块。存储器还包含好的块，好的块仅含有可操作的可单独选择的NAND串的集合。列表可以是可用块列表，可用块列表包含好的块的地址，好的块和虚拟块对于数据的存储是同样可用的。可以使用第一冗余方案将数据存储在虚拟块中，并且可以使用第二冗余方案将数据存储在好的块中，第一冗余方案具有比第二冗余方案更强的纠错能力。数据可以仅以单级单元(SLC)格式存储在虚拟块中，并且数据可以以多级单元(MLC)格式存储在好的块中的至少一些中。存储器还可以包含坏的块，坏的块含有多于阈值数量的不可操作的可单独选择的NAND串的集合。可以维护存储器中存储的数据的逻辑到物理映射，逻辑到物理映射可以包含每个好的块的条目、每个部分坏的块的条目，并且不包含任何坏的块的条目。独立虚拟块可以作为单元被标记为废弃，并且可以随后在多个擦除操作中被擦除，多个擦除操作针对含有形成独立虚拟块的可单独选择的NAND串的集合的部分坏的块。列表是便笺(scratch-pad)块的列表，便笺块仅用于之后被复制到其他位置的小部分数据的短期存储。一种操作3-D非易失性存储器的方法的示例，3-D非易失性存储器形成为设置在基板上方的以物理块可擦除的存储器单元的多个级，每个物理块具有n个可单独选择的垂直NAND串的集合，方法的示例包含：从不能满足测试标准的块之中识别多个部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合；在部分坏的块内识别可操作的NAND串的集合；从两个或更多个块映射可操作的可单独选择的NAND串的集合，以形成虚拟块，虚拟块由n个可单独选择的NAND串的集合构成；将虚拟块地址分配到虚拟块；随后，在备用块列表中维护虚拟块地址；以及随后，仅当满足测试标准的块不可用时，由虚拟块地址存取虚拟块。物理块的n个可单独选择的垂直NAND串的集合可以从位置1至n物理地排序，并且形成虚拟块的可单独选择的垂直NAND串的集合可以被选择为包含来自每个位置1至n的一个可单独选择的垂直NAND串的集合。物理块的n个可单独选择的垂直NAND串的集合可以从位置1至n物理地排序，并且可以在不考虑物理位置的情况下选择形成虚拟块的可单独选择的垂直NAND串的集合。数据可以以比满足测试标准的块中存储的数据更低密度的格式存储在虚拟块中。数据可以以比满足测试标准的块中存储的数据更高的冗余度储存在虚拟块中。一种非易失性存储器系统的示例，包含：三维非易失性存储器阵列，三维非易失性存储器阵列单片地形成在基板上方设置的存储器单元的多个物理级中，并且包含多个可单独擦除的物理块，每个物理块具有n个可单独选择的垂直NAND串的集合；多个物理块的满足预定标准的第一子集；多个物理块的不满足预定标准的第二子集；多个物理块的第三子集，多个物理块的第三子集不满足预定标准并且各自被发现为含有至少一个可操作的可单独选择的垂直NAND串的集合；多个虚拟块，独立虚拟块由来自两个或更多个块的可操作的可单独选择的垂直NAND串的集合形成，两个或更多个块来自多个物理块的第三子集，每个虚拟块具有唯一的虚拟块地址；以及映射单元，映射单元将虚拟块地址映射到形成虚拟块的可单独选择的垂直NAND串的集合，使得针对虚拟块地址的存取操作被重新映射到形成虚拟块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作3‑D块可擦除非易失性存储器的方法，所述3‑D块可擦除非易失性存储器形成为设置在基板上方的存储器单元的多级，每个块具有并行连接的n个可单独选择的NAND串的集合，所述方法包括：识别多个部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合；在所述部分坏的块内识别可操作的NAND串的集合；从两个或更多个块映射可操作的可单独选择的NAND串的集合，以形成一个或多个虚拟块，每个虚拟块由n个可单独选择的NAND串的集合构成；将虚拟块地址独立地分配到所述一个或多个虚拟块；随后，在列表中维护所述虚拟块地址；以及随后，由所述虚拟块地址存取所述虚拟块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 US 14/869,6861.一种操作3-D块可擦除非易失性存储器的方法，所述3-D块可擦除非易失性存储器形成为设置在基板上方的存储器单元的多级，每个块具有并行连接的n个可单独选择的NAND串的集合，所述方法包括：识别多个部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合；在所述部分坏的块内识别可操作的NAND串的集合；从两个或更多个块映射可操作的可单独选择的NAND串的集合，以形成一个或多个虚拟块，每个虚拟块由n个可单独选择的NAND串的集合构成；将虚拟块地址独立地分配到所述一个或多个虚拟块；随后，在列表中维护所述虚拟块地址；以及随后，由所述虚拟块地址存取所述虚拟块。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储器还包含好的块，所述好的块仅含有可操作的可单独选择的NAND串的集合。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述列表是可用块列表，所述可用块列表包含所述好的块的地址，所述好的块和所述虚拟块对于数据的存储是同样可用的。4.根据权利要求2所述的方法，其中使用第一冗余方案将数据存储在所述虚拟块中，并且使用第二冗余方案将数据存储在所述好的块中，所述第一冗余方案具有比所述第二冗余方案更强的纠错能力。5.根据权利要求2所述的方法，其中数据仅以单级单元(SLC)格式存储在所述虚拟块中，并且数据以多级单元(MLC)格式存储在所述好的块中的至少一些中。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述存储器还包含坏块，所述坏块含有多于阈值数量的不可操作的可单独选择的NAND串的集合。7.根据权利要求6所述的方法，还包括，维护所述存储器中存储的数据的逻辑到物理映射，所述逻辑到物理映射包含每个好的块的条目、每个部分坏的块的条目，并且不包含任何坏的块的条目。8.根据权利要求1所述的方法，其中独立虚拟块作为单元被标记为废弃，并且随后在多个擦除操作中被擦除，所述多个擦除操作针对含有形成所述独立虚拟块的所述可单独选择的NAND串的集合的所述部分坏的块。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述列表是便笺块的列表，所述便笺块仅用于之后被复制到其他位置的小部分数据的短期存储。10.一种操作3-D非易失性存储器的方法，所述3-D非易失性存储器形成为设置在基板上方的以物理块可擦除的存储器单元的多个级，每个物理块具有n个可单独选择的垂直NAND串的集合，所述方法包括：从不能满足测试标准的块之中识别多个部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合；在所述部分坏的块内识别可操作的NAND串的集合；从两个或更多个块映射可操作的可单独选择的NAND串的集合，以形成虚拟块，所述虚拟块由n个可单独选择的NAND串的集合构成；将虚拟块地址分配到所述虚拟块；随后，在备用块列表中维护所述虚拟块地址；以及随后，仅当满足测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：D埃亚，I巴兰，A李，M科查尔，M帕利蒂卡，YY恩格，A巴勒拉奥，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US