具有可重定目标的存储器单元冗余的存储器制造技术

一种允许在具有冗余列的存储器阵列中将有缺陷单元个别地重新映射到冗余列中的冗余单元的方案。一个冗余列中的冗余单元取代多个非冗余列中的有缺陷单元。将重新映射作为初始测试及配置的一部分来完成。可将特定硬件用于所述方案或存储器控制器中的固件可实施所述方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非易失性存储器，且特定来说涉及使用快闪存储器中的冗余数据 存储单元来取代有缺陷的数据存储单元。
技术介绍
如今有许多商业上成功的非易失性存储器产品被使用，尤其以小形状因数卡 的形式，其采用形成于一个或一个以上集成电路芯片上的快闪EEPROM(电子可擦除可编程只读存储器)单元的阵列。存储器控制器(其通常但不一定位于单独的 集成电路芯片上)与主机(所述卡以可移除方式连接到所述主机)界接并控制所述 卡内存储器阵列的操作。这一控制器通常包含微处理器、某一非易失性只读存储 器(ROM)、易失性随机存取存储器(RAM)及一个或一个以上特殊电路，例如当在 编程与读取数据期间数据穿过所述控制器时，由所述数据来计算错误校正码(ECC) 的特殊电路。市售卡中的某些为CompactFlash，(CF)卡、多媒体卡(MMC)、安全 数字(SD)卡、智能媒体卡、个人标签(P-标签)及存储棒卡。主机包含个人计算机、 笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、各种数据通信装置、数码相机、蜂窝电话、 便携式音频播放器、汽车音响系统及同类设备。除存储卡实施方案之外，可替代 地将此类存储器嵌入到各类主机系统中。有两个一般的存储器阵列架构(即，NOR及NAND)已应用到商业中。在典型 的NOR阵列中，将存储器单元连接在相邻位线源极与汲极扩散之间，所述扩散 沿列方向延伸，其中控制栅极连接到沿单元行延伸的字线。存储器单元包含至少 一个存储元件，所述元件定位于源极与汲极之间的单元沟道区域的至少一部分 上。因此，所述存储元件上已编程的电荷电平控制所述单元的操作特征，从而可 通过向已寻址存储器单元施加适当的电压来读取所述单元。在第5,070,032、 5,095,344、 5,313,421、 5,315,541、 5,343,063、 5,661,053及6,222,762号美国专利 中提供这种单元的实例、其在存储器系统中的使用及其制造方法。将这些专利连 同此申请案中所引用的所有其它专利、专利申请案及其它公开案以引用方式全文 并入本文中。NAND阵列利用两个以上存储器单元(例如16或32个)的串联串，其连同一 个或一个以上选择晶体管连接在个别位线与参考电位之间以形成单元列。字线跨 越大量的这些列内的单元而延伸。通过使所述串中的剩余单元硬开启以使流过一串的电流取决于存储在己寻址单元中的电荷电平来在编程期间读取及验证一列内的个别单元。第5,570,315、 5,774,397、 6,046,935及6,522,580号美国专利中提 出NAND架构阵列的实例及其作为存储器系统的一部分的操作。先前所引用专利中论述的当前的快闪EEPROM阵列的电荷存储元件中最常 见的是导电浮栅，其通常由导电掺杂的多晶硅材料形成。可用于快闪EEPROM 系统的替代类型的存储器单元利用非导电介电材料替代所述导电浮栅来以非易 失性方式存储电荷。由氧化硅、氮化硅及氧化硅(ONO)形成的三层介电质夹入导 电控制栅极与存储器单元沟道上的半导电衬底的表面之间。通过将电子从单元沟 道注入到氮化物(在所述氮化物中所述电子受到截获并存储在受限区域中)中来编 程所述单元，且通过将热电洞注入到氮化物来擦除所述单元。哈拉尔(Harari) 等人的美国专利申请公开案第2003/0109093号中描述采用介电存储元件的几个 特定单元结构与阵列。和在多数集成电路应用中一样，对于快闪EEPROM存储器阵列来说，也存 在縮小实施某些集成电路功能所需的硅衬底面积的压力。 一直需要增加可存储在 既定面积的硅衬底中的数字数据的量，以便增加既定尺寸的存储卡及其它类型的 封装的存储容量，或既增加容量又减小尺寸。用于增加数据存储密度的一种方式 是每一存储器单元及/或每一存储单元或元件存储一个以上位的数据。这可通过将存储元件电荷电平电压范围的窗口分为两种以上的状态而实现。使用四个这种状 态允许每一单元存储两个位的数据，使用八个状态允许每一存储元件存储三个位 的数据，依此类推。使用浮栅的多状态快闪EEPROM结构及其操作描述于第 5，043，940及5,172,338号美国专利中，且对于使用介电浮栅的结构，其描述于第 2003/0109093号前述美国专利申请公开案中。出于各种原因，也可按第5，930，167 号及第6,456,528号美国专利中所述的方式以两种状态(二进制)操作多状态存 储器阵列的选定部分。典型的快闪EEPROM阵列的存储器单元可分成一起擦除的离散单元块。也 就是说，块就是擦除单元，即可同时擦除的最小数目的单元。每一块通常存储一 个或一个以上数据页，所述页是最小的编程及读取单元，但是可在不同的子阵列 或平面中并行地编程或读取一个以上页。每一页通常存储一个或一个以上数据区 段，所述区段的尺寸由主机系统界定。实例性区段包含512个字节的用户数据(其 遵循针对磁盘驱动而建立的标准)，加上某一数目字节的关于用户数据及/或存储 所述用户数据的块的开销信息。这种存储器通常配置成每一块中具有许多页，且 每一页存储多个主机数据区段。为了增加将用户数据编程到存储器阵列中及从其读取用户数据期间的并行 度， 一般将所述阵列分成若干子阵列(一般称为平面)，所述子阵列含有其自身的 数据寄存器及其它电路以允许并行操作，从而可将多个数据区段同时编程到几个 或所有平面中的每一者或从几个或所有平面中的每一者同时读取多个数据区段。单个集成电路上的阵列可物理地分成多个平面，或每一平面可由单独的一个或一个以上集成电路芯片形成。第5,798,968号及第5,890,192号美国专利中描述这一 存储器实施方案的实例。为了进一步有效地管理存储器，可将块链接在一起以形成虚拟块或元块。也 就是说，将每一元块定义为包含来自每一平面的一个块。在第6,763,424号美国 专利(将所述专利以引用方式全文并入本文中)中描述元块的使用。由主机逻辑块 地址将所述元块识别为用于编程及读取数据的目的地。类似地，元块的所有块一 起被擦除。使用这种大块及/或元块来进行操作的存储器系统中的控制器执行若干 功能，其中包含从主机接收到的逻辑块地址(LBA)与存储器阵列内的物理块编号 (PBN)之间的转换。通常由块地址内的偏移来识别所述块内的个别页。地址转换 常常包括使用逻辑块编号(LBN)与逻辑页的中间项。在某些存储器系统中，也将物理存储器单元分组成两个或两个以上区带。区 带可以是物理存储器或存储器系统的任何己分割的子集，其中特定范围的逻辑块 地址映射到所述子集中。例如，可将能够存储64兆字节数据的存储器系统分成 四个区域，且每一区域存储16兆字节的数据。然后，也可将逻辑块地址的范围 分成四个群组，向所述四个区带中的每一者的物理块指派一个群组。在典型的实 施方案中，逻辑块地址受到限制，以至于绝不会将每一逻辑块地址的数据写入到 所述逻辑块地址所映射到的单个物理区带的外部。在分成若干平面(子阵列)(各具 有其自身的寻址、编程及读取电路)的存储器阵列中，每一区带优选地包含来自多 个平面的块，通常为来自所述平面中的每一者的相同数目的块。区带主要用于简 化诸如逻辑到物理转换的地址管理，从而得到较小的转换表、保存这些表所需的 较少RAM存储器及用于寻址存储器的当前活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储器阵列，其包括：　第一列存储器单元，其含有一有缺陷单元及若干无缺陷单元；　第二列存储器单元，其是仅含有从所述存储器阵列中的其它位置重新定位的数据的冗余列；及　将所述有缺陷单元个别地映射到所述第二列中的冗余单元，从而将待存储在所述有缺陷单元中的数据存储在所述冗余单元中，所述有缺陷单元与所述冗余单元位于相同行中，所述第二列不含有从所述第一列的所述无缺陷单元映射的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-11-8 11/270,198;US 2005-11-8 11/270,4101、一种非易失性存储器阵列，其包括第一列存储器单元，其含有一有缺陷单元及若干无缺陷单元；第二列存储器单元，其是仅含有从所述存储器阵列中的其它位置重新定位的数据的冗余列；及将所述有缺陷单元个别地映射到所述第二列中的冗余单元，从而将待存储在所述有缺陷单元中的数据存储在所述冗余单元中，所述有缺陷单元与所述冗余单元位于相同行中，所述第二列不含有从所述第一列的所述无缺陷单元映射的数据。2、 如权利要求1所述的存储器阵列，其进一步包括被视为有缺陷且不存储 数据的第三列，所述第三列的所有数据均存储在作为冗余列的第四列中。3、 如权利要求2所述的存储器阵列，其中所述第三列因其有缺陷单元的数 目超过了阈值数目而被视为有缺陷的。4、 如权利要求1所述的存储器阵列，其中所述有缺陷单元及所述冗余单元 位于同一块中且不可单独擦除。5、 如权利要求4所述的存储器阵列，其中所述有缺陷单元到所述冗余单元 的所述映射记录在所述存储器阵列的另一块中。6、 如权利要求1所述的存储器阵列，其中所述第二列含有额外数据，所述 额外数据是从除所述第一列以外的列中的有缺陷单元映射的。7、 如权利要求1所述的存储器阵列，其中所述有缺陷单元到所述冗余单元 的所述映射记录在所述非易失性存储器阵列的外部。8、 如权利要求1所述的存储器阵列，其中所述有缺陷单元到所述冗余单元 的所述映射是使用熔丝或反熔丝永久记录的。9、 如权利要求1所述的存储器阵列，其中所述存储器阵列具有NAND结构。10、 如权利要求l所述的存储器阵列，其中所述第一或第二列的个别单元含有两个或两个以上位的数据。11、 如权利要求l所述的存储器阵列，其中随后在尝试存取所述有缺陷单元 时，改为存取所述冗余单元。12、 如权利要求ll所述的存储器阵列，其中在尝试存取所述有缺陷单元时， 将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文M康利，约拉姆锡达，
申请(专利权)人：桑迪士克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]