用于3-D NAND存储器的具有自适应阈值的读取干扰检测和恢复制造技术

本发明专利技术涉及一种系统，其包括布置在块中的存储器单元和存储器控制器。存储器控制器接收读取命令以读取第一块。第一块可以与第一读取计数和第一读取阈值相关联。当第一块被读取时，第一读取计数递增，并且当第一读取计数达到读取阈值时，执行读取回收测试。在断电或读取回收操作之后，第一读取计数被设置为零。当第一读取计数为零时，基于位错误的数量来选择自适应读取阈值。进一步地，在读取回收测试中，针对自适应错误阈值，对位错误的数量进行测试，以确定是否执行垃圾收集操作。

Read Interference Detection and Recovery with Adaptive Threshold for 3-D NAND Memory

The invention relates to a system comprising a memory unit and a memory controller arranged in a block. The memory controller receives a read command to read the first block. The first block may be associated with the first read count and the first read threshold. When the first block is read, the first read count increases, and when the first read count reaches the read threshold, the read recovery test is executed. After power off or read recovery operation, the first read count is set to zero. When the first reading count is zero, the adaptive reading threshold is selected based on the number of bit errors. Further, in the read recovery test, the number of bit errors is tested to determine whether the garbage collection operation is performed for the adaptive error threshold.

【技术实现步骤摘要】
用于3-DNAND存储器的具有自适应阈值的读取干扰检测和恢复相关申请的交叉引用本申请要求于2017年8月31日提交的申请号为62/553,013、标题为“用于3DNAND存储器(storage)的具有自适应阈值的读取干扰算法”的临时申请的优先权，其已转让给本申请的受让人并且通过引用整体明确地并入本文。
本专利技术总体涉及一种用于存储装置的方法和设备，并且具体地，涉及提高非易失性存储器装置的性能。更特别地，本专利技术的实施例提供一种非易失性存储器装置的改进方法。
技术介绍
固态存储器被普遍地用在包括诸如消费电子装置(例如，蜂窝电话、照相机、计算机等)的各种电子系统中和企业计算系统(例如，硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM)等)中。由于延迟、吞吐量、抗冲击性、封装和其它考虑因素，固态存储器已经比机械存储器存储技术或其它存储器存储技术更受欢迎。在这些非易失性存储器装置中，NAND闪速存储器装置由于高度集成导致的低制造成本而广受欢迎。存储在固态存储器装置中的数据可能随着时间而劣化。例如，读取干扰噪声是一种在读取固态存储装置(例如，NAND闪存)的过程期间被引入的噪声。在读取期间，被选择的块中的所有单元(除了正被读取的单元之外)的控制栅极被偏置到超过可以被写入到该块中的任何单元的最大电压的电压。这样做时，这些单元被置于通过状态中，在通过状态下这些单元起到短路作用，从而仅隔离了正被读取的单元。然而，这种偏置的不期望的副作用是将额外的电子施加到了这些单元的浮栅。这种无意和额外的电荷会改变单元电压并被称为读取干扰。改进的读取干扰检测和恢复技术将被需要。
技术实现思路
在提供来自主机的数据传输时，控制器会经理单个页面被多次读取从而导致对整个块的读取干扰的情况。在驱动器认证之前，对驱动器广泛地执行单个页面读取(SPRD)测试。这激发固件中的读取干扰算法的实施，其解决SPRD和发生在超级块中的多个页面上的读取干扰，从而足以可靠地使用该驱动器。理想情况下，对整个驱动器中的每个页面都可以存在计数器，其可以保存对每个页面已经发生的读取操作的数量进行计数。每当该计数器超过特定阈值时，包含该页面的超级块可以被垃圾收集。然而，整个驱动器的这些计数器导致大量的存储开销，这使得该算法不可取。因此，期望减少测试每个页面的开销。系统包括布置在块中的存储器单元和存储器控制器。存储器控制器接收读取命令以读取第一块。第一块可以与第一读取计数和第一读取阈值相关联。当第一块被读取时，第一读取计数被递增，并且当第一读取计数达到读取阈值时，执行读取回收测试。在断电或读取回收操作之后，第一读取计数被设置为零。当第一读取计数为零时，根据位错误的数量选择自适应读取阈值。进一步地，在读取回收测试中，针对自适应错误阈值，对位错误的数量进行测试，以确定是否执行垃圾收集操作。根据本专利技术的一些实施例，一种系统，例如存储系统，可以包括布置在块中的多个存储器单元和联接到多个存储器单元以用于控制多个存储器单元中的数据写入和读取的存储器控制器。存储器控制器可以被配置为接收读取命令以读取第一块。第一块可以与第一读取计数和第一读取阈值相关联。第一读取计数表示已经执行的第一块的读取操作次数，并且第一读取阈值表示触发读取测试操作的读取操作次数。存储器控制器可以被配置为确定第一读取计数是否等于零，并且响应于确定第一读取计数等于零，基于与第一块相关联的位错误来选择第二读取阈值作为目标读取阈值。另一方面，如果第一读取计数不等于零，则第一读取阈值被选择作为目标读取阈值。存储器控制器还可以被配置为执行读取操作并且递增第一读取计数。进一步地，存储器控制器可以被配置为确定第一读取计数是否等于目标读取阈值的倍数。存储器控制器可以被配置为基于第一读取计数与目标读取阈值的比较，响应于确定第一读取计数超过目标读取阈值，执行读取回收操作。在以上系统的一些实施例中，选择第二读取阈值可以包括执行测试读取以确定与多个块相关联的位错误的数量，其中多个块与第一块相关联，并且基于位错误的数量来选择第二读取阈值。在以上系统的一些实施例中，存储器控制器可以被配置为执行测试读取操作以确定与多个块相关联的位错误的数量，其中多个块与第一块相关联，并且确定位错误的数量是否超过错误阈值，基于位错误的数量来选择错误阈值。响应于确定位错误的数量超过错误阈值，存储器控制器可以被配置为在与第一块相关联的多个块中执行读取回收操作，并且清除与第一块关联的第一读取计数。在以上系统的一些实施例中，与第一块相关联的多个块也可以被称为扩展块。在一些实施例中，在3-DNAND存储系统中，扩展块还可以包括与处于比第一块更高层(level)的字线相关联的页面以及与处于比第一块更低层的字线相关联的页面。在以上系统的一些实施例中，错误阈值可以是系统的错误校正能力的百分比，基于位错误的数量来选择该百分比。在以上系统的一些实施例中，读取回收操作包括将有效值从多个存储器单元复制到另外的多个存储器单元。在以上系统的一些实施例中，错误阈值是装置的错误校正能力的百分比，基于目标读取阈值来选择该百分比。在以上系统的一些实施例中，第一读取计数在断电之后或在读取回收操作之后被设置为0。在一些实施例中，存储器控制器可以被配置为基于位错误的数量从查找表中选择第二读取阈值。在一些实施例中，查找表可以包括用于逐渐增加的位错误的数量的逐渐减少的第二读取阈值。在以上系统的一些实施例中，对于单平面读取，第一读取计数递增1，并且对于双平面读取，第一读取计数递增2。根据本专利技术的一些实施例，一种非易失性数据存储装置可以包括布置在块中的多个存储器单元和联接到多个存储器单元以用于控制多个存储器单元中的数据写入和读取的存储器控制器。存储器控制器可以被配置为接收读取命令以读取第一块。第一块可以与第一读取计数和第一读取阈值相关联。第一读取计数表示已经执行的第一块的读取操作的数量，并且第一读取阈值表示触发读取测试操作的读取操作次数。存储器控制器可以被配置为将第一读取阈值设置为目标读取阈值并且确定第一读取计数是否等于零。响应于确定第一读取计数等于零，第二读取阈值可以被选择作为目标读取阈值。存储器控制器可以被配置为通过执行测试读取以确定与多个块相关联的位错误的数量，其中多个块与第一块相关联，基于位错误的数量来选择第二读取阈值以及将第二读取阈值设置为目标读取阈值。存储器控制器还可以被配置为执行第一块的读取操作并且递增第一读取计数。存储器控制器可以被配置为确定第一读取计数是否超过目标读取阈值。响应于确定第一读取计数等于目标读取阈值的倍数，存储器控制器可以被配置为执行测试读取操作以确定与多个块相关联的位错误的数量，其中多个块与第一块关联。存储器控制器也可以被配置为确定位错误的数量是否超过错误阈值，其中可以基于位错误的数量来选择错误阈值。响应于确定位错误的数量超过错误阈值，存储器控制器可以被配置为在与第一块相关联的多个块中执行读取回收操作，并且清除与第一块关联的第一读取计数。根据本专利技术的一些实施例，提供一种存储系统的控制方法。存储系统可以包括布置在块中的多个存储器单元和联接到多个存储器单元以用于控制多个存储器单元中的数据写入和读取的存储器控制器。方法可以包括接收读取命令以读取第一块，第一块与第一读取计数和第一读取阈值相关联。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非易失性数据存储装置，其包括：多个存储器单元，其被布置在块中；以及存储器控制器，其联接到所述多个存储器单元以用于控制所述多个存储器单元中的数据写入和读取；其中所述存储器控制器被配置为：接收读取命令以读取第一块，所述第一块与第一读取计数和第一读取阈值相关联，其中所述第一读取计数表示已经执行的所述第一块的读取操作次数，并且所述第一读取阈值表示触发读取测试操作的读取操作次数；将所述第一读取阈值设置为目标读取阈值；确定所述第一读取计数是否等于零；响应于确定所述第一读取计数等于零，选择第二读取阈值作为所述目标读取阈值，其中选择所述第二读取阈值包括：执行测试读取以确定与多个块相关联的位错误的数量，其中所述多个块与所述第一块相关联；基于所述位错误的数量来选择所述第二读取阈值；以及将所述第二读取阈值设置为所述目标读取阈值；执行所述第一块的读取操作；递增所述第一读取计数；确定所述第一读取计数是否超过所述目标读取阈值；响应于确定所述第一读取计数等于所述目标读取阈值的倍数：执行测试读取操作以确定与所述多个块相关联的位错误的数量，其中所述多个块与所述第一块相关联；确定所述位错误的数量是否超过错误阈值，基于所述位错误的数量来选择所述错误阈值；响应于确定所述位错误的数量超过所述错误阈值：在与所述第一块相关联的所述多个块中执行读取回收操作；以及清除与所述第一块相关联的所述第一读取计数。...

【技术特征摘要】
2017.08.31 US 62/553,013;2017.12.07 US 15/835,2461.一种非易失性数据存储装置，其包括：多个存储器单元，其被布置在块中；以及存储器控制器，其联接到所述多个存储器单元以用于控制所述多个存储器单元中的数据写入和读取；其中所述存储器控制器被配置为：接收读取命令以读取第一块，所述第一块与第一读取计数和第一读取阈值相关联，其中所述第一读取计数表示已经执行的所述第一块的读取操作次数，并且所述第一读取阈值表示触发读取测试操作的读取操作次数；将所述第一读取阈值设置为目标读取阈值；确定所述第一读取计数是否等于零；响应于确定所述第一读取计数等于零，选择第二读取阈值作为所述目标读取阈值，其中选择所述第二读取阈值包括：执行测试读取以确定与多个块相关联的位错误的数量，其中所述多个块与所述第一块相关联；基于所述位错误的数量来选择所述第二读取阈值；以及将所述第二读取阈值设置为所述目标读取阈值；执行所述第一块的读取操作；递增所述第一读取计数；确定所述第一读取计数是否超过所述目标读取阈值；响应于确定所述第一读取计数等于所述目标读取阈值的倍数：执行测试读取操作以确定与所述多个块相关联的位错误的数量，其中所述多个块与所述第一块相关联；确定所述位错误的数量是否超过错误阈值，基于所述位错误的数量来选择所述错误阈值；响应于确定所述位错误的数量超过所述错误阈值：在与所述第一块相关联的所述多个块中执行读取回收操作；以及清除与所述第一块相关联的所述第一读取计数。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述读取回收操作包括将有效值从所述多个存储器单元复制到另外的多个存储器单元。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述错误阈值是所述装置的错误校正能力的百分比，基于所述位错误的数量来选择所述百分比。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述错误阈值是所述装置的错误校正能力的百分比，基于所述目标读取阈值来选择所述百分比。5.根据权利要求1所述的装置，其中执行测试读取以确定位错误的数量包括：执行与所述第一块相关联的扩展块的读取操作；执行错误校正解码以确定所述扩展块中的每个块中的位错误的数量；以及确定所述扩展块中的块之中的最大的位错误的数量。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述扩展块包括由于读取所述第一块而受到最大影响的相邻块。7.根据权利要求6所述的装置，其中在3-DNAND存储系统中，所述扩展块进一步包括与处于比所述第一块更高层的字线相关联的页面以及与处于比所述第一块更低层的字线相关联的页面。8.根据权利要求1所述的装置，其中在断电之后所述第一读取计数被设置为0。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述存储器控制器被配置为基于所述位错误的数量从查找表中选择所述第二读取阈值。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述查找表包括用于逐渐增加的位错误的数量的逐渐减少的第二读取阈值。11.一种系统，其包括：多个存储器单元，其被布置在块中；以及存储器控制器，其联接到所述多个存储器单元以用于控制所述多个存储器单元中的数据写入和读取；其中所述存储器控制器被配置为：接收读取命令以读取第一块，所述第一块与第一读取计数和第一读取阈值相关联，其中所述第一读取计数表示已经执行的所述第一块的读取操作次数，并且所述第一读取阈值表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：内维·库马尔，哈曼·巴蒂亚，张帆，熊晨荣，蔡宇，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR