三维存储器系统和对三维存储器进行编程的方法技术方案

公开了一种三维(3D)存储器系统，包括：存储块，所述存储块分成多个存储子块，每个存储子块包括多个存储单元，以及所述存储块包括多个字线；以及控制器，配置为通过两轮编程方式对所述存储块中的存储单元进行编程，其中，所述编程包括：对所述多个字线中的第一字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第一轮编程；对所述多个字线中与所述第一字线相邻的第二字线上包括的在所述多个存储子块的一部分存储子块中的存储单元进行第一轮编程，其中，所述一部分存储子块至少包括第一存储子块；对所述第一字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第二轮编程。块中的存储单元进行第二轮编程。块中的存储单元进行第二轮编程。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器系统和对三维存储器进行编程的方法


[0001]本公开的实施例涉及三维(3D)存储器件，更具体地，涉及通过两轮编程方式对三维存储器进行写编程的方法和系统。

技术介绍

[0002]闪存存储器件(flash memory device)可在不供电的情况长时间储存数据，并可提供例如高集成水平、快速存取、易清除与重写等好处。为了改良闪存存储器件的位密度与降低闪存存储器件的成本，已开发了3D NAND存储器件来解决平面存储单元的密度限制。
[0003]3D NAND存储器件可包括存储块(也称为存储阵列)与用以控制进出存储块的信号的外围器件。3D NAND存储器件包括设置在衬底之上的水平式字线的堆叠，并搭配在衬底中穿过并与字线交叉的垂直存储串。各存储串可包括垂直半导体通道、隧穿氧化层与电荷捕捉层，其中电荷捕捉层可从半导体通道或字线捕获电荷或去除捕获电荷。字线与存储串的交叉点形成存储单元。举例来说，32个字线与一个存储串交叉而形成沿着存储串排列的32个存储单元。
[0004]每个存储单元能够存储一个或多个比特，例如，SLC(单级单元，single-level cell)类型的一个存储单元能够存储一个比特，MLC(多级单元，multi-level cell)类型的一个存储单元能够存储两个比特，TLC(三级单元，triple-level cell)类型的一个存储单元能够存储三个比特，QLC(四级单元，quad-level cell)类型的一个存储单元能够存储四个比特，PLC(五级单元，penta-level cell)类型的一个存储单元能够存储五个比特，等等。上述MLC、TLC、QLC、PLC等统称为多级存储单元。
[0005]一个多级存储单元具有多个状态(例如多个阈值电压)，从而通过将一个多级存储单元编程到多个状态之一来将数据比特写入到该存储单元。例如，MLC具有四个状态，四个状态分别由两个比特决定，TLC具有八个状态，八个状态分别由三个比特决定，QLC具有十六个状态，十六个状态分别由四个比特决定，PLC具有三十二个状态，三十二个状态分别由五个比特决定，等等。
[0006]在对于多级存储器块的写入编程过程中，由于相邻存储单元之间的耦合效应会产生存储单元间干扰(CCI，cell-to-cell interference)。为了降低该干扰，一种有效的方法是采用两轮编程(two-pass programming)方式，其中，对于一个存储单元的写编程通过两轮或者说两步来完成。在第一轮编程中，将一个存储单元编程到一个中间状态，在后面的第二轮编程中，在该中间状态的基础上将该存储单元编程到最终状态。通过安排两轮编程过程的编程顺序，可以有效的降低存储单元间干扰的问题。
[0007]两轮编程方式在降低存储单元间干扰问题的同时，往往需要大的数据缓存量，因此在采用两轮编程方式时如何在保证降低干扰的同时减小数据缓存量是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0008]本文公开了通过两轮编程方式对三维存储块进行写编程的方法和系统的实施例。所公开的方法与系统提供了许多益处，包括但不限于，在采用两轮编程方式对三维存储器进行编程时在保证降低存储单元间干扰的同时减小数据缓存量。
[0009]在一个实施例中，公开了一种三维存储器系统，包括：存储块，所述存储块分成多个存储子块，每个存储子块包括多个存储单元，以及所述存储块包括多个字线；以及控制器，配置为通过两轮编程方式对所述存储块中的存储单元进行编程，其中，所述编程包括：对所述多个字线中的第一字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第一轮编程；对所述多个字线中与所述第一字线相邻的第二字线上包括的在所述多个存储子块的一部分存储子块中的存储单元进行第一轮编程，其中，所述一部分存储子块至少包括第一存储子块；对所述第一字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第二轮编程。
[0010]在另一个实施例中，公开了一种用于通过两轮编程方式对三维存储块进行编程的方法，其中，所述存储块分成多个存储子块，每个存储子块包括多个存储单元，以及所述存储块包括多个字线，所述方法包括：对所述多个字线中的第一字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第一轮编程；对所述多个字线中与所述第一字线相邻的第二字线上包括的在所述多个存储子块的一部分存储子块中的存储单元进行第一轮编程，其中，所述一部分存储子块至少包括第一存储子块；以及对所述第一字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第二轮编程。
[0011]在另一个实施例中，公开了一种存储器系统，包括：一个或多个处理单元；以及存储器，其存储计算机可执行指令，所述指令当被执行时使得所述一个或多个处理单元执行本公开各实施例的方法。
[0012]在另一个实施例中，公开了一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得一个或多个处理单元执行本公开各实施例的方法。
附图说明
[0013]本公开实施例的附图简要说明如下，附图中相同或相应的部件采用相同或相似的附图标记来表示。
[0014]图1根据本公开的一个实施例示出了存储器系统的示意框图。
[0015]图2根据本公开的一个实施例示出了图1所示存储器系统的更详细的示意框图。
[0016]图3根据本公开的一个实施例示出了半导体存储器件的存储块的立体示意图。
[0017]图4a-4b根据本公开的实施例示出了一个字线上包括的存储单元的示意图。
[0018]图5根据本公开的一个实施例示出了不同类型的存储单元的编程状态分布的示意图。
[0019]图6a-6d根据本公开的实施例示出了对于多级存储单元进行两轮编程的示意图。
[0020]图7a-7b根据本公开的实施例示出了对存储块进行两轮编程过程的编程顺序的示意图。
[0021]图8a-8b根据本公开的实施例示出了对存储块进行两轮编程过程的编程顺序的示意图。
[0022]图9根据本公开的一个实施例示出了一种用于通过两轮编程方式对存储块进行编
程的方法的流程图。
[0023]图10根据本公开的一个实施例示出了一种用于通过两轮编程方式对存储块进行编程的方法的流程图。
[0024]图11根据本公开的一个实施例示出了一种用于通过两轮编程方式对存储块进行编程的方法的流程图。
[0025]图12根据本公开的一个实施例示出了一种存储器系统的示意框图。
具体实施方式
[0026]在下文中将描述本公开的具体实施例，本领域中的技术人员理解，可以使用所描述实施例的明显变形而不脱离本公开的范围。
[0027]图1根据本公开的一个实施例示出了存储器系统10的示意框图。
[0028]如图1所示，存储器系统10包括存储控制器100和半导体存储器件200。半导体存储器件200可以是闪存存储器件，可以是NAND型的闪存存储器件，可以是3D NAND闪存存储器件。
[0029]存储控制器100可以控制半导体存储器件200的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维(3D)存储器系统，包括：存储块，所述存储块分成多个存储子块，每个存储子块包括多个存储单元，以及所述存储块包括多个字线；以及控制器，配置为通过两轮编程方式对所述存储块中的存储单元进行编程，其中，所述编程包括：对所述多个字线中的第一字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第一轮编程；对所述多个字线中与所述第一字线相邻的第二字线上包括的在所述多个存储子块的一部分存储子块中的存储单元进行第一轮编程，其中，所述一部分存储子块至少包括第一存储子块；对所述第一字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第二轮编程。2.如权利要求1所述的3D存储器系统，其中，所述第一轮编程包括：将存储单元编程到该存储单元的多个中间状态中的一个；以及所述第二轮编程包括：将该存储单元在其中间状态的基础上编程到多个最终状态中的一个。3.如权利要求1所述的3D存储器系统，其中，所述一部分存储子块仅包括所述第一存储子块，其中，在对所述第一字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第二轮编程之后，所述编程包括：对所述第二字线上包括的在所述多个存储子块的第二存储子块中的存储单元进行第一轮编程。4.如权利要求3所述的3D存储器系统，其中，所述编程包括：在对所述第一字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第一轮编程之后，对于所述多个字线中的除最后一个字线之外的每一个字线，依次执行以下操作：对所述多个存储子块中的每个存储子块依次执行以下操作：对与该字线相邻的后一个字线上包括的在该存储子块中的存储单元进行第一轮编程，然后对该字线上包括的在该存储子块中的存储单元进行第二轮编程；对所述最后一个字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第二轮编程。5.如权利要求1所述的3D存储器系统，其中，所述一部分存储子块仅包括所述第一存储子块和与所述第一存储子块相邻的第二存储子块，其中，在对所述第一字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第二轮编程之后，所述编程包括：对所述第二字线上包括的第三存储子块中的存储单元进行第一轮编程。6.如权利要求5所述的3D存储器系统，其中，所述编程包括：在对所述第一字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第一轮编程之后，对于所述多个字线中的除最后一个字线之外的每一个字线，依次执行以下操作：对与该字线相邻的后一个字线上包括的在所述第一存储子块中的存储单元进行第一轮编程；对所述多个存储子块中的除所述第一存储子块之外的每个存储子块依次执行以下操作：对与该字线相邻的后一个字线上包括的在该存储子块中的存储单元进行第一轮编程，然后对该字线上包括的与该存储子块相邻的前一个存储子块中的存储单元进行第二轮编程；对该字线上包括的在所述多个存储子块的最后一个存储子块中的存储单元进行第二轮编程；
对所述最后一个字线上包括的在所述多个存储子块中的存储单元进行第二轮编程。7.如权利要求2所述的3D存储器系统，其中，所述第一轮编程包括：基于与所述多个中间状态对应的多个中间验证状态将该存储单元编程到所述多个中间状态中的一个；所述第二轮编程包括：基于与所述多个最终状态对应的多个最终验证状态将该存储单元在其中间状态的基础上编程到所述多个最终状态中的一个；其中，所述多个中间状态与所述多个最终状态中的至少一部分是对应的，所述多个中间验证状态与所述多个最终验证状态中的至少一部分是对应的，并且所述多个中间验证状态的值分别小于对应的所述至少一部分最终验证状态的值。8.如权利要求1所述的3D存储器系统，其中，所述3D存储器系统包括多级NAND闪存存储器。9.如权利要求8所述的3D存储器系统，其中，所述多级NAND闪存存储器包括多级单元MLC闪存存储器、三级单元TLC闪存存储器、四级单元QLC闪存存储器和五级单元PLC闪存存储器中的一个。10.一种用于通过两轮编程方式对三维(3D)存储块进行编程的方法，其中，所述存储块分成...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志鹏，张超，李海波，王礼维，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：