存储设备及其操作方法技术

技术编号:24290622 阅读:105 留言:0更新日期:2020-05-26 20:30
提供了存储设备及其操作方法。一种存储器控制器,其包括纠错码(ECC)模块,所述纠错码模块用于基于从用于执行片上谷搜索(OVS)读取操作的非易失性存储器设备接收的读取数据执行ECC解码。读取电压修改模块接收表示在所述非易失性存储器设备中包括的多个锁存器中锁存所述读取数据的锁存器的状态位,并且在成功执行所述ECC解码时基于所述状态位来确定是否改变读取电压,所述多个锁存器存储所述OVS读取操作的结果值。

Storage device and operation method

【技术实现步骤摘要】
存储设备及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局中于2018年11月19日提交的韩国专利申请号10-2018-0142510的优先权,所述申请的公开内容通过引用以其全部内容并入本文。
本公开涉及一种存储设备,并且更具体地涉及一种用于改变读取电压的存储设备及其操作方法。
技术介绍
通过使用诸如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)或磷化铟(InP)的半导体来实现半导体存储器设备。半导体存储器设备可以分类成易失性存储器设备和非易失性存储器设备。另一方面,当要求半导体存储器设备具有高容量时,为了提高集成度,使用增加由单元存储的位数的多均衡方法以及减小电路线宽的缩放方法。随着由单元存储的位数的增加,阈值电压分布的重叠增加并且电路线宽减小。因此,相邻存储器单元之间的距离减小并且产生耦合。因此,可能会要求基于理想读取电压来正确读取数据。
技术实现思路
本公开提供了一种用于通过在片上谷搜索(on-chipvalleysearch,OVS)读取操作期间使用状态位来估计阈值电压的分布移动的非易失性存储器设备及其操作方法。本公开还提供了一种非易失性存储器设备及其操作方法,所述非易失性存储器设备用于尽管成功执行了纠错码(ECC)解码,还是基于所述阈值电压的分布移动来改变读取电压,所述阈值电压的分布移动通过使用所述状态位来估计。根据本公开的一个方面,提供了一种存储设备,所述存储设备包括存储器控制器和非易失性存储器设备。所述非易失性存储器设备包括:存储器单元阵列,所述存储器单元阵列包括多个存储器单元;页面缓冲器,所述页面缓冲器包括多个锁存器,以用于对从所述多个存储器单元中选择的存储器单元执行多个感测操作,并且存储所述多个感测操作的结果值;控制逻辑,所述控制逻辑用于比较存储在所述多个锁存器中的每一个中的数据,根据所述数据的所述比较的结果来从所述多个锁存器中选择一个锁存器,将存储在所述选择的锁存器中的读取数据发送到所述存储器控制器,并且产生表示从所述多个锁存器中所选择的锁存器的状态位;以及状态位寄存器,所述状态位寄存器用于存储所述产生的状态位并且在从所述存储器控制器接收到状态读取命令时将所述状态位发送到所述存储器控制器。存储器控制器对发送的读取数据执行纠错码(ECC)解码,并且当成功执行ECC解码时,确定是否基于状态位来改变读取电压。根据本公开的另一方面,提供了一种存储器控制器,所述存储器控制器包括ECC模块,以用于基于从执行OVS读取操作的非易失性存储器设备接收的读取数据来执行ECC解码;以及读取电压修改模块,所述读取电压修改模块用于接收表示包括在所述非易失性存储器设备中的多个锁存器中的锁存所述读取数据的锁存器的状态位,并且在成功执行所述ECC解码时基于所述状态位来确定是否改变读取电压,所述多个锁存器存储所述OVS读取操作的结果值。根据本公开的另一方面,提供了一种操作存储器控制器的方法,所述方法包括从用于执行片上谷搜索OVS读取操作的非易失性存储器设备接收读取数据和表示多个锁存器中的输出所述读取数据的锁存器的状态位,基于所述读取数据执行ECC解码,并且当成功执行ECC解码时基于所述状态位来确定是否改变读取电压。附图说明通过以下结合附图的详细描述,将更清楚地理解本公开的实施例,其中:图1是展示了根据本公开的示例性实施例的存储设备的框图;图2是展示了根据本公开的示例性实施例的非易失性存储器设备的框图;图3是展示了根据本公开的示例性实施例的在执行片上谷搜索(OVS)读取操作时感测节点的电平变化的波形图;图4是展示了根据本公开的示例性实施例的存储器单元阵列中包括的存储块的电路图;图5是展示了根据本公开的示例性实施例的存储器单元阵列中包括的存储块的另一实例的电路图;图6是展示了存储块BLK0的透视图;图7是展示了根据本公开的示例性实施例的操作存储设备的方法的流程图;图8是根据本公开的示例性实施例的存储器控制器与非易失性存储器设备之间的信号交换图;图9是展示了根据本公开的示例性实施例的状态位的表格;图10是展示了根据本公开的示例性实施例的操作执行第一操作模式的存储设备的方法的流程图;图11是展示了根据本公开的示例性实施例的操作执行第二操作模式的存储设备的方法的流程图;图12是展示了根据本公开的示例性实施例的状态位的表格;以及图13是展示了根据本公开的示例性实施例的基于改变的状态位来操作执行第二操作模式的存储设备的方法的流程图。具体实施方式图1是展示了根据本公开的示例性实施例的非易失性存储器系统的框图。参考图1,存储设备1可以包括存储器控制器20和非易失性存储器设备10。在一个实例中,主机HOST、存储器控制器20和非易失性存储器设备10可以分别被提供为芯片、封装和模块。存储器控制器20可以响应于从主机HOST接收的写请求或读请求来控制非易失性存储器设备10。例如,存储器控制器20可以响应于从主机HOST接收的写请求或读请求来将命令CMD和地址ADDR发送到非易失性存储器设备10。通过存储器控制器20发送到非易失性存储器设备10的地址ADDR可以是非易失性存储器设备10的物理地址。存储器控制器20可以将数据DATA发送到非易失性存储器设备10并且从非易失性存储器设备接收数据DATA。在一个实例中,当命令CMD是写命令CMD_70时,非易失性存储器设备10可以将从存储器控制器20接收的数据DATA写入存储器单元阵列110中,并且当命令CMD是读命令CMD_r时,非易失性存储器设备10可以将存储在从存储器控制器20接收的地址ADDR中的数据DATA输出到存储器控制器20。根据本公开的实施例的非易失性存储器设备10可以包括存储器单元阵列110、页面缓冲器120、片上谷搜索(OVS)模块130以及状态位寄存器140。存储器单元阵列110可以包括多个存储器单元。例如,多个存储器单元可以是闪存存储器单元。在下文中,将以其中多个存储器单元是NAND闪存存储器单元的情况作为实例的情况来详细描述各实施例。然而,本公开不限于此。在另一实施例中,多个存储器单元可以是电阻性存储器单元,诸如电阻性随机存取存储器(RRAM)、相变RAM(PRAM)或者磁性RAM(MRAM)。在根据本公开的实施例中,包括在存储器单元阵列110中的每个存储器单元可以存储不少于2位的数据。例如,存储器单元可以是存储2位数据的多级单元(MLC)。在另一实例中,存储器单元可以是存储3位数据的三级单元(TLC)或者存储4位数据的四级单元(QLC)。然而,本公开不限于此。在另一实施例中,包括在存储器单元阵列110中的部分存储器单元是存储1位数据的单级单元(SLC),并且除了部分存储器单元之外的剩余存储器单元可以是MLC。页面缓冲器120可以包括写入驱动器和读出放大器。在写入操作期间,页面缓冲器120可以发送对应于将要写入存储器单元阵列110的位线中的数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储设备,其包括:/n存储器控制器;以及/n非易失性存储器设备,其中所述非易失性存储器设备包括:/n存储器单元阵列,其包括多个存储器单元;/n页面缓冲器,其包括多个锁存器,以用于对所述多个存储器单元中的所选择的存储器单元执行多个感测操作,并且存储所述多个感测操作的结果值;/n控制逻辑,所述控制逻辑用于:比较存储在所述多个锁存器中的每个锁存器中的数据,根据所述数据的比较结果来从所述多个锁存器中选择所选择的锁存器,将存储在所选择的锁存器中的读取数据发送到所述存储器控制器,并且产生表示从所述多个锁存器中选择的锁存器的状态位;以及/n状态位寄存器,用于存储所述状态位并且在从所述存储器控制器接收到状态读取命令时将所述状态位发送到所述存储器控制器,其中/n所述存储器控制器对所述读取数据执行纠错码ECC解码,并且当成功执行ECC解码时,确定是否基于所述状态位来改变读取电压。/n

【技术特征摘要】
20181119 KR 10-2018-01425101.一种存储设备,其包括:
存储器控制器;以及
非易失性存储器设备,其中所述非易失性存储器设备包括:
存储器单元阵列,其包括多个存储器单元;
页面缓冲器,其包括多个锁存器,以用于对所述多个存储器单元中的所选择的存储器单元执行多个感测操作,并且存储所述多个感测操作的结果值;
控制逻辑,所述控制逻辑用于:比较存储在所述多个锁存器中的每个锁存器中的数据,根据所述数据的比较结果来从所述多个锁存器中选择所选择的锁存器,将存储在所选择的锁存器中的读取数据发送到所述存储器控制器,并且产生表示从所述多个锁存器中选择的锁存器的状态位;以及
状态位寄存器,用于存储所述状态位并且在从所述存储器控制器接收到状态读取命令时将所述状态位发送到所述存储器控制器,其中
所述存储器控制器对所述读取数据执行纠错码ECC解码,并且当成功执行ECC解码时,确定是否基于所述状态位来改变读取电压。


2.如权利要求1所述的存储设备,其中:
在不同的时间点执行所述多个感测操作,并且
所述多个锁存器包括:
第一锁存器,用于根据在第一时间点处对所选择的存储器单元执行的感测操作来存储感测数据;
第二锁存器,用于根据在比所述第一时间点更晚的第二时间点处对所选择的存储器单元执行的感测操作来存储感测数据;以及
第三锁存器,用于根据在比所述第二时间点更晚的第三时间点处对所选择的存储器单元执行的感测操作来存储感测数据。


3.如权利要求2所述的存储设备,其中所述存储器控制器在第一操作模式和第二操作模式之一中操作,在所述第一操作模式中确定是减小还是维持所述读取电压,在所述第二操作模式中确定是减小、维持还是增加所述读取电压。


4.如权利要求3所述的存储设备,其中:
当所述存储器控制器操作在所述第一操作模式时,所述存储器控制器确定所述非易失性存储器设备是否处于第一状态,并且将所述读取电压减小先前确定的偏移量值,并且
在所述第一状态中,从所述第一锁存器输出所述读取数据。


5.如权利要求3所述的存储设备,其中:
所述存储器控制器确定在所述存储器控制器操作在所述第二操作模式时所述状态位是否表示第二状态,并且当所述状态位表示所述第二状态时基于所述第二状态忽视读取电压的变化,并且
在所述第二状态中,从第二锁存器输出所述读取数据。


6.如权利要求5所述的存储设备,其中所述存储器控制器:
确定所述状态位是否表示第一状态,
当所述状态位表示所述第一状态时,将用于请求关于通过使用第一锁存器激活的存储器单元的数量的信息的命令发送到所述非易失性存储器设备,
将通过使用所述第一锁存器激活的所述存储器单元的数量与阈值进行比较,
当通过使用所述第一锁存器激活的所述存储器单元的数量大于所述阈值时,将所述读取电压减小先前确定的偏移量值,并且
当所述阈值大于通过使用所述第一锁存器激活的所述存储器单元的数量时,忽视读取电压的变化。


7.如权利要求6所述的存储设备,其中所述存储器控制器:
确定所述状态位表示第三状态,
将用于请求关于通过使用第三锁存器激活的存储器单元的数量的信息的命令发送到所述非易失性存储器设备,
将通过使用所述第三锁存器激活的所述存储器单元的数量与阈值进行比较,
当通过使用所述第三锁存器激活的所述存储器单元的数量大于所述阈值时,将所述读取电压增加所述先前确定的偏移量值,并且
当所述阈值大于通过使用所述第三锁存器激活的所述存储器单元的数量时,忽视读取电压的变化。


8.如权利要求2所述的存储设备,其中:
所述状态位包括第一位、第二位、第三位和第四位,
所述第一位和所述第二位表示所述第一状态至第三状态之一,
所述第三位表示当所述非易失性存储器设备处于所述第一状态时,将阈值与通过使用所述第一锁存器激活的存储器单元的数量进行比较的结果,并且
所述第四位表示当所述非易失性存储器设备处于所述第三状态时,将所述阈值与通过使用所述第三锁存器激活的存储器单元的数量进行比较的结果。


9.如权利要求8所述的存储设备,其中所述存储器控制器基于所述第三位来确定是否将所述读取电压减小先前确定的偏移量值,并且基于所述第四位来确定是否将所述读取电压增加所述先前确定的偏移量值。


10.一种存储器控制器,其包括:
纠错码ECC模块,用于基于从用于执行片上谷搜索OVS读取操作的非易失性存储器设备接收的读取数据执行ECC解码;以及
读取电压修改模块,用于接收表示在所述非易失性存储器设备中包括的多个锁存器中的锁存所述读取数据的锁存器的状态位,并且在成功执行所述ECC解码时基于所述状态位来确定是否改变读取电压,所述多个锁存器用于存储所述OVS读取操作的结果值。


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【专利技术属性】
技术研发人员:朴相龙
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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