半导体存储器装置和存储器系统制造方法及图纸

一种半导体存储器装置包括存储器单元阵列、管芯上错误校正码(ECC)引擎和控制逻辑电路。管芯上ECC引擎基于ECC在写入操作中：对主数据执行ECC编码以生成第一奇偶校验数据；基于中毒模式信号用中毒标志选择性地替换所述第一奇偶校验数据的一部分以生成第二奇偶校验数据；将所述主数据提供给所述存储器单元阵列的目标页中的正常单元区域；并且将所述第一奇偶校验数据提供给所述目标页中的奇偶校验单元区域或将所述中毒标志和所述第二奇偶校验数据提供给所述奇偶校验单元区域。所述控制逻辑电路基于来自存储器控制器的命令和地址控制所述管芯上ECC引擎并且生成所述中毒模式信号。信号。信号。

【技术实现步骤摘要】
半导体存储器装置和存储器系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年10月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请编号10
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2021
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0139195的优先权，该专利申请的公开内容以引用的方式全文并入本文中。

技术介绍

[0003]1.

[0004]示例性实施例涉及存储器领域，并且更具体地涉及半导体存储器装置和包括半导体存储器装置的存储器系统。
[0005]2.相关领域的讨论
[0006]半导体存储器装置可以分类成诸如闪存存储器装置的非易失性存储器装置和诸如动态随机存取存储器(DRAM)的易失性存储器装置。DRAM的高速运行和成本效率使得DRAM可以用于系统存储器。由于DRAM的制造设计规则的不断缩小，因此DRAM中的存储器单元的位错误可能会迅速增加，并且DRAM的成品率可能会下降。

技术实现思路

[0007]一些示例性实施例提供了一种能够在奇偶校验单元区域中存储中毒标志(poison flag)而没有大小开销的半导体存储器装置。
[0008]一些示例性实施例提供了一种存储器系统，包括能够在奇偶校验单元区域中存储中毒标志而没有大小开销的一个或多个半导体存储器装置。
[0009]根据一些示例性实施例，一种半导体存储器装置包括存储器单元阵列、管芯上(on
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die)错误校正码(ECC)引擎和控制逻辑电路。存储器单元阵列可以可选地包括耦接到多个字线和多个位线的多个易失性存储器单元。管芯上ECC引擎基于ECC被配置为在写入操作中：对从存储器控制器接收的主数据执行ECC编码操作以生成第一奇偶校验数据；基于中毒模式信号用从存储器控制器接收的中毒标志选择性地替换第一奇偶校验数据的一部分以生成第二奇偶校验数据；输出第二奇偶校验数据和中毒标志；将主数据提供给存储器单元阵列的目标页中的正常单元区域；并且将第一奇偶校验数据提供给目标页中的奇偶校验单元区域或将中毒标志和第二奇偶校验数据提供给奇偶校验单元区域。控制逻辑电路被配置为基于来自存储器控制器的命令和地址控制管芯上ECC引擎并且生成中毒模式信号。
[0010]根据一些示例性实施例，一种存储器系统包括半导体存储器装置和存储器控制器。存储器控制器被配置为控制半导体存储器装置，并且向半导体存储器装置发射主数据和中毒标志。半导体存储器装置包括存储器单元阵列、管芯上错误校正码(ECC)引擎和控制逻辑电路。存储器单元阵列可以可选地包括耦接到多个字线和多个位线的多个易失性存储器单元。管芯上ECC引擎基于ECC被配置为在写入操作中：对主数据执行ECC编码操作以生成第一奇偶校验数据；基于中毒模式信号用中毒标志选择性地替换第一奇偶校验数据的一部分，以生成第二奇偶校验数据；输出第二奇偶校验数据和中毒标志；将主数据提供给存储器单元阵列的目标页中的正常单元区域；并且将第一奇偶校验数据提供给目标页中的奇偶校
验单元区域或将中毒标志和第二奇偶校验数据提供给奇偶校验单元区域。控制逻辑电路被配置为基于来自存储器控制器的命令和地址控制管芯上ECC引擎并且生成中毒模式信号。
[0011]根据一些示例性实施例，一种半导体存储器装置包括存储器单元阵列、管芯上错误校正码(ECC)引擎和控制逻辑电路。存储器单元阵列可以可选地包括耦接到多个字线和多个位线的多个易失性存储器单元。管芯上ECC引擎基于ECC被配置为在写入操作中：对从存储器控制器接收的主数据执行ECC编码操作以生成第一奇偶校验数据；基于中毒模式信号用从存储器控制器接收的中毒标志选择性地替换第一奇偶校验数据的一部分，以生成第二奇偶校验数据；输出第二奇偶校验数据和中毒标志；将主数据提供给存储器单元阵列的目标页中的正常单元区域；并且将第一奇偶校验数据提供给目标页中的奇偶校验单元区域或将中毒标志和第二奇偶校验数据提供给奇偶校验单元区域。控制逻辑电路被配置为基于来自存储器控制器的命令和地址控制管芯上ECC引擎并且生成中毒模式信号。在一个实施例中，管芯上ECC引擎在读取操作中响应于中毒模式信号指定中毒模式而被配置为接收从目标页中的正常单元区域读取的主数据，接收从目标页中的奇偶校验单元区域读取的中毒标志和第二奇偶校验数据，并且使用ECC基于第二奇偶校验数据对主数据和中毒标志执行ECC解码操作以校正主数据和中毒标志中的错误位。在一个实施例中，在读取操作中并响应于中毒模式信号指定正常模式，管芯上ECC引擎被配置为从目标页中的正常单元区域接收主数据，接收从目标页中的奇偶校验单元区域读取的第一奇偶校验数据，并且使用ECC基于第一奇偶校验数据对主数据执行ECC解码操作以校正主数据中的一个错误位并且检测主数据中的两个错误位。
[0012]因此，在根据示例性实施例的半导体存储器装置和存储器系统中，管芯上ECC引擎使用ECC对主数据执行ECC编码以生成第一奇偶校验数据，在中毒模式下用中毒标志替换第一奇偶校验数据的一部分以生成第二奇偶校验数据，将中毒标志和第二奇偶校验数据存储在奇偶校验单元区域中，并且基于第二奇偶校验数据对主数据和中毒标志执行ECC解码操作以保护中毒标志。也即，半导体存储器装置可以将中毒标志作为元数据存储在奇偶校验单元区域中而没有大小开销，并且基于中毒模式信号管芯上ECC引擎可以基于在正常模式下用作与中毒模式下不同的代码的ECC来执行ECC编码操作。
附图说明
[0013]从以下结合附图的详细描述中将更清楚地理解说明性的、非限制性示例性实施例。
[0014]图1是展示了根据示例性实施例的存储器系统的框图。
[0015]图2是展示了根据示例性实施例的图1的存储器系统中的存储器控制器的示例的框图。
[0016]图3是展示了根据示例性实施例的图1的存储器系统中的半导体存储器装置的示例的框图。
[0017]图4展示了图3的半导体存储器装置中的第一存储体阵列的示例。
[0018]图5展示了图3的半导体存储器装置处于正常模式的写入操作中的部分。
[0019]图6展示了图3的半导体存储器装置处于正常模式的读取操作中的部分。
[0020]图7展示了图3的半导体存储器装置处于中毒模式的写入操作中的部分。
[0021]图8展示了图3的半导体存储器装置处于中毒模式的读取操作中的部分。
[0022]图9是展示了根据示例性实施例的图3的半导体存储器装置中的管芯上ECC引擎的示例的框图。
[0023]图10展示了根据示例性实施例的在图9的管芯上ECC引擎中使用的ECC和第一奇偶校验数据的关系。
[0024]图11展示了根据示例性实施例的图10中的ECC的示例。
[0025]图12展示了管芯上ECC引擎修改在正常模式下使用的ECC以提供在中毒模式下使用的经修改的ECC。
[0026]图13是展示了根据示例性实施例的图9的管芯上ECC引擎中的选择性中毒标志注入器的示例的电路图。
[0027]图14展示了根据示例性实施例的图9的管芯上ECC引擎中的ECC解码器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体存储器装置，包括：存储器单元阵列；管芯上错误校正码(ECC)引擎，基于ECC，管芯上ECC引擎被配置为在写入操作中：对从存储器控制器接收的主数据执行ECC编码操作以生成第一奇偶校验数据；基于中毒模式信号用中毒标志选择性地替换所述第一奇偶校验数据的一部分，以生成第二奇偶校验数据；输出所述第二奇偶校验数据和所述中毒标志；将所述主数据提供给所述存储器单元阵列的目标页中的正常单元区域；并且将所述第一奇偶校验数据提供给所述目标页中的奇偶校验单元区域或将所述中毒标志和所述第二奇偶校验数据提供给所述奇偶校验单元区域；以及控制逻辑电路，被配置为基于来自所述存储器控制器的命令和地址控制所述管芯上ECC引擎并且生成所述中毒模式信号。2.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，响应于所述中毒模式信号指定中毒模式，所述管芯上ECC引擎被配置为：用所述中毒标志替换所述第一奇偶校验数据的第一奇偶校验位以生成所述第二奇偶校验数据；并且将所述中毒标志和所述第二奇偶校验数据提供给所述奇偶校验单元区域。3.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述管芯上ECC引擎被配置为：将码字中的所述主数据、所述第一奇偶校验数据、所述第二奇偶校验数据和所述中毒标志中的一者或多者提供给所述存储器单元阵列的目标页；将所述主数据存储在所述目标页中的所述正常单元区域中，并且将所述第一奇偶校验数据、所述第二奇偶校验数据和所述中毒标志中的一者或多者存储在所述目标页中的所述奇偶校验单元区域中；在正常模式下将所述ECC用作单错误校正/双错误检测(SECDED)代码；并且在中毒模式下将所述ECC用作单错误校正(SEC)代码。4.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述中毒标志指示所述主数据是否对应于中毒数据。5.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述控制逻辑电路包括基于所述命令被设置为中毒模式的模式寄存器，并且其中所述控制逻辑电路被配置为响应于所述模式寄存器被设置为所述中毒模式而输出具有第一逻辑电平的所述中毒模式信号。6.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，在读取操作中，所述管芯上ECC引擎响应于所述中毒模式信号指定中毒模式而被配置为：接收从所述目标页中的正常单元区域读取的所述主数据；接收从所述目标页中的奇偶校验单元区域读取的所述中毒标志和所述第二奇偶校验数据；并且使用所述ECC基于所述第二奇偶校验数据对所述主数据和所述中毒标志执行ECC解码操作，以校正所述主数据和所述中毒标志中的错误位。7.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，在读取操作中，所述管芯上ECC引擎
响应于所述中毒模式信号指定正常模式而被配置为：接收从所述目标页中的正常单元区域读取的所述主数据；接收从所述目标页中的奇偶校验单元区域读取的所述第一奇偶校验数据；使用所述ECC基于所述第一奇偶校验数据对所述主数据执行ECC解码操作，以校正所述主数据中的一个错误位，并且检测所述主数据中的两个错误位。8.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述管芯上ECC引擎包括：用于存储所述ECC的存储器；ECC编码器，所述ECC编码器连接到所述存储器、被配置为对所述主数据执行ECC编码操作以生成所述第一奇偶校验数据；选择性中毒标志注入器，被配置为：接收所述中毒模式信号、所述中毒标志和所述第一奇偶校验数据；用所述中毒标志选择性地替换所述第一奇偶校验数据的一部分以生成所述第二奇偶校验数据；并且输出所述第二奇偶校验数据和所述中毒标志；以及连接到所述存储器的ECC解码器，被配置为：使用从所述目标页中的奇偶校验单元区域读取的所述第一奇偶校验数据对从所述目标页中的正常单元区域读取的所述主数据执行ECC解码操作；或者使用从所述目标页中的奇偶校验单元区域读取的所述第二奇偶校验数据对从所述目标页中的正常单元区域读取的所述主数据和从所述目标页中的奇偶校验单元区域读取的所述中毒标志执行ECC解码操作。9.根据权利要求8所述的半导体存储器装置，其中：所述主数据包括被划分成多个子数据单元的多个数据位；所述ECC由奇偶校验矩阵表示，所述奇偶校验矩阵包括多个列向量和多个奇偶校验向量，所述多个列向量和多个奇偶校验向量被划分成对应于所述子数据单元和所述第一奇偶校验数据的多个代码组；并且所述控制逻辑电路响应于所述中毒模式信号指定中毒模式而被配置为：不关心处理包括多个列向量和多个奇偶校验向量的所述奇偶校验矩阵的多个行之中的与所述第一奇偶校验数据的第一奇偶校验位相关联的行；并且改变所述多个奇偶校验向量之中的与所述第一奇偶校验位相关联的第一奇偶校验向量，使得所述第一奇偶校验向量的元素不与所述多个列向量中的每一个的元素和所述多个奇偶校验向量之中的除所述第一奇偶校验向量之外的第二奇偶校验向量的元素重叠来生成经修改的奇偶校验矩阵。10.根据权利要求9所述的半导体存储器装置，其中，在所述中毒模式下，所述ECC编码器被配置为使用所述经修改的奇偶校验矩阵对所述主数据和所述中毒标志执行所述ECC编码操作。11.根据权利要求9所述的半导体存储器装置，其中，在所述中毒模式下，所述ECC解码器被配置为使用所述经修改的奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验数据对所述主数据和所述中毒标志执行所述ECC解码操作。12.根据权利要求9所述的半导体存储器装置，其中，在所述中毒模式中，所述选择性中毒标志注入器被配置为：
用所述中毒标志替换所述第一奇偶校验位；并且用对所述第二奇偶校验位中的每一者和所述中毒标志执行XOR运算的结果替换与所述多个奇偶校验向量之中的所改变的第一奇偶校验向量相关联的第二奇偶校验位。13.根据权利要求9所述的半导体存储器装置，其中，所述ECC解码器包括：校正子生成电路，被配置为在正常模式下基于所述奇偶校验矩阵、所述主数据和所述第一奇偶校验数据生成校正子，并且在所述中毒模式下基于所述经修改的奇偶校验矩阵、所述主数据和所述第二奇偶校验数据生成校...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成来，赵诚慧，宋英杰，李起准，李明奎，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：