存储装置和操作存储装置的方法制造方法及图纸

提供了存储装置和操作存储装置的方法。所述存储装置包括非易失性存储器装置和用于控制非易失性存储器装置的操作的存储控制器。存储控制器将与将要被编程的数据相关的编程操作分配为第一编程操作和第二编程操作中的一个，控制非易失性存储器装置对第一存储器块执行第一编程操作、并对至少一个第二存储器块执行第二编程操作，并且控制非易失性存储器装置选择对处于擦除状态的第三存储器块的第一编程操作和对第二存储器块的第二编程操作中的一个、并在对第一存储器块的第一编程操作被完成之后执行选择的编程操作。成之后执行选择的编程操作。成之后执行选择的编程操作。

【技术实现步骤摘要】
存储装置和操作存储装置的方法
[0001]本专利申请要求于2021年12月23日在韩国知识产权局提交的第10
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2021
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0186141号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。


[0002]本公开总体上涉及半导体集成电路，并且更具体地涉及存储装置和操作存储装置的方法。

技术介绍

[0003]半导体存储器装置可以被分类为易失性存储器和非易失性存储器。存储在易失性存储器中的数据会在断电之后丢失。存储在非易失性存储器中的数据即使在断电之后也被保留。闪存装置代表一种类型的非易失性存储器装置。闪存装置提供大容量存储能力、相对高的抗噪性(noise immunity)和相对低功率的操作。因此，闪存装置在各种领域中被采用。例如，诸如智能电话或平板个人计算机(PC)的移动系统可以采用闪存作为存储介质。
[0004]随着用于闪存装置的制造工艺缩小且闪存装置的存储器单元堆叠，存储器单元可能劣化，并且存储器单元的数据保留特性可能劣化。

技术实现思路

[0005]本公开的实施例可以提供一种能够在不增大缓冲存储器的尺寸的情况下改善编程性能的存储装置。
[0006]本公开的实施例可以提供一种能够在不增大缓冲存储器的尺寸的情况下改善编程性能的操作存储装置的方法。
[0007]根据实施例，一种存储装置包括非易失性存储器装置和用于控制非易失性存储器装置的操作的存储控制器。非易失性存储器装置包括存储器单元阵列，并且存储器单元阵列包括堆叠在基底上的多条字线、设置在沿相对于基底的竖直方向延伸的多个沟道孔中的多个存储器单元以及在第一水平方向上延伸并将所述多条字线划分到多个存储器块的字线切割区域。存储控制器将与将要被编程的数据相关的编程操作分配为第一编程操作和第二编程操作中的一个，基于数据将至少一个第一数据页分配给第一编程操作，并且基于数据将至少一个第二数据页分配给第二编程操作。存储控制器控制非易失性存储器装置对所述多个存储器块之中的第一存储器块执行第一编程操作而使得第一存储器块的存储器单元存储所述至少一个第一数据页、并对从第一存储器块中选择的至少一个第二存储器块执行第二编程操作而使得第二存储器块的存储器单元进一步存储所述至少一个第二数据页，并且控制非易失性存储器装置选择对处于擦除状态的第三存储器块的第一编程操作和对第二存储器块的第二编程操作中的一个、并在对第一存储器块的第一编程操作被完成之后执行选择的编程操作。
[0008]根据实施例，一种存储装置包括非易失性存储器装置和用于控制非易失性存储器装置的操作的存储控制器。非易失性存储器装置包括存储器单元阵列，并且存储器单元阵
列包括堆叠在基底上的多条字线、设置在沿相对于基底的竖直方向延伸的多个沟道孔中的多个存储器单元以及在第一水平方向上延伸并将所述多条字线划分到多个存储器块的字线切割区域。存储控制器把将要对将要被编程的数据执行的编程操作分配为第一编程操作和第二编程操作中的一个，基于数据将至少一个第一数据页分配给第一编程操作，并且基于编程数据将至少一个第二数据页分配给第二编程操作。存储控制器将所述多个存储器块分配为将要被执行第一编程操作的第一存储器块和将要被执行第二编程操作的至少一个第二存储器块，将第一存储器块中的每个第一存储器块的第一逻辑地址分配给第一物理地址，将所述至少一个第二存储器块的第二逻辑地址分配给第二物理地址，控制非易失性存储器装置对所述多个存储器块之中的第一存储器块执行第一编程操作而使得第一存储器块的存储器单元存储所述至少一个第一数据页、并对从第一存储器块中选择的至少一个第二存储器块执行第二编程操作而使得第二存储器块的存储器单元进一步存储所述至少一个第二数据页，并且控制非易失性存储器装置选择对处于擦除状态的第三存储器块的第一编程操作和对第二存储器块的第二编程操作中的一个、并在对第一存储器块的第一编程操作被完成之后执行选择的编程操作。
[0009]根据实施例，提供了一种操作存储装置的方法，所述存储装置操作包括包含存储器单元阵列的非易失性存储器装置和用于控制非易失性存储器装置的存储控制器。存储器单元阵列包括堆叠在基底上的多条字线、设置在沿相对于基底的竖直方向延伸的多个沟道孔中的多个存储器单元以及在第一水平方向上延伸并将所述多条字线划分到多个存储器块的字线切割区域。根据所述方法，通过非易失性存储器装置接收来自存储控制器的第一编程命令、物理地址和至少一个第一数据页，对存储器块之中的第一存储器块执行第一编程操作而使得第一存储器块的存储器单元存储所述至少一个第一数据页，通过非易失性存储器装置接收来自存储控制器的第二编程命令、物理地址和至少一个第二数据页，并且对从第一存储器块中选择的至少一个第二存储器块执行第二编程操作而使得所述至少一个第二存储器块的存储器单元存储所述至少一个第二数据页。在完成对第一存储器块的第一编程操作之后，执行对处于擦除状态的第三存储器块的第一编程操作和对所述至少一个第二存储器块的第二编程操作中的一个。
[0010]因此，当第一编程操作被完成时，第一存储器块的存储器单元具有擦除状态和第一目标编程状态至第2
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1目标编程状态而不是中间的编程状态，因此，可以从第一存储器块的存储器单元读取数据。另外，存储控制器可以通过对第一存储器块之中的其存储器单元的劣化的概率最大的至少一个第二存储器块执行第二编程操作，来改善和/或恢复电荷损失和/或移动的阈值电压分布。
附图说明
[0011]当结合附图时，将通过以下详细描述更清楚地理解说明性的非限制性实施例，在附图中：
[0012]图1是示出根据实施例的存储系统的框图；
[0013]图2是示出根据实施例的图1的主机的框图；
[0014]图3是示出根据实施例的图1的存储装置中的存储控制器的示例的框图；
[0015]图4是示出根据实施例的图3的存储控制器中的编程/地址分配器的示例的框图；
[0016]图5是示出包括在图3的存储控制器中的片上存储器中的劣化信息表的示例的表格图；
[0017]图6是示出图1的存储装置中的存储控制器与一个非易失性存储器装置之间的连接关系的框图；
[0018]图7是示出根据实施例的图6的非易失性存储器装置的框图；
[0019]图8是示出图7的非易失性存储器装置中的存储器单元阵列的投影图；
[0020]图9是示出图8的存储器块中的一个存储器块的电路图；
[0021]图10是示出图9的存储器块中的NAND串的结构的示例的混合图；
[0022]图11是示出图8的存储器块中的一个存储器块的电路图；
[0023]图12是示出图8的存储器块中的一个存储器块的投影图；
[0024]图13A是用于描述根据实施例的存储装置的编程操作的时序图；
[0025]图13B是用于描述根据实施例的存储装置的编程操作的时序图；
[0026]图14A是示出当包括在图7的存储器单元阵列中的存储器单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储装置，所述存储装置包括：非易失性存储器装置，包括存储器单元阵列，其中，存储器单元阵列包括多条字线、多个存储器单元和字线切割区域，所述多条字线堆叠在基底上，所述多个存储器单元设置在沿相对于基底的竖直方向延伸的多个沟道孔中，字线切割区域在第一水平方向上延伸并将所述多条字线划分到多个存储器块；以及存储控制器，被配置为控制非易失性存储器装置的操作，其中，存储控制器被配置为：将与将要被编程的数据相关的编程操作分配为第一编程操作和第二编程操作中的一个，基于所述数据将至少一个第一数据页分配给第一编程操作，并且基于所述数据将至少一个第二数据页分配给第二编程操作；控制非易失性存储器装置对所述多个存储器块之中的第一存储器块执行第一编程操作，使得第一存储器块的存储器单元存储所述至少一个第一数据页，并且对从第一存储器块中选择的至少一个第二存储器块执行第二编程操作，使得第二存储器块的存储器单元进一步存储所述至少一个第二数据页；以及控制非易失性存储器装置选择对处于擦除状态的第三存储器块的第一编程操作和对第二存储器块的第二编程操作中的一个，并且在对第一存储器块的第一编程操作被完成之后执行选择的编程操作。2.根据权利要求1所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：基于所述数据的预期保留时间信息和关于所述数据的用户请求信息，把将要对所述数据执行的编程操作分配为第一编程操作和第二编程操作中的一个；对基于所述多个存储器块中的每个存储器块的损耗均衡信息而从所述多个存储器块中选择的第一存储器块执行第一编程操作；以及对基于第一存储器块中的每个第一存储器块的劣化信息而从第一存储器块中选择的所述至少一个第二存储器块执行第二编程操作。3.根据权利要求2所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：响应于所述数据的预期保留时间大于参考值，分配第一编程操作；以及响应于所述数据的预期保留时间小于参考值，分配第二编程操作。4.根据权利要求2所述的存储装置，其中，用户请求信息包括存储装置的性能、与编程操作相关的等待时间和所述数据的可靠性中的至少一者，并且其中，存储控制器基于用户请求信息被配置为：响应于用户请求信息大于参考值，分配第一编程操作；以及响应于用户请求信息小于参考值，分配第二编程操作。5.根据权利要求2所述的存储装置，其中，损耗均衡信息包括所述多个存储器块中的每个存储器块的编程/擦除循环信息，并且其中，存储控制器被配置为：从所述多个存储器块之中选择第一存储器块，使得所述多个存储器块中的每个存储器块的编程/擦除循环计数是均匀的。6.根据权利要求2所述的存储装置，其中，劣化信息包括所述多个存储器块中的每个存储器块的导通单元计数、截止单元计数、错误计数和从第一编程操作的完成起的经过时间信息中的至少一者。
7.根据权利要求6所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：通过将默认读取电压施加到第一存储器块的多条字线来获得导通单元计数，默认读取电压将擦除状态和第一目标编程状态区分开；从第一存储器块之中选择导通单元计数大于参考值的至少一个存储器块作为第二存储器块；以及对第二存储器块执行第二编程操作。8.根据权利要求6所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：通过将默认读取电压施加到第一存储器块的多条字线来获得截止单元计数，默认读取电压将第2
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2目标编程状态和第2
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1目标编程状态区分开，M是大于0的自然数；从第一存储器块之中选择截止单元计数大于参考值的至少一个存储器块作为第二存储器块；以及对第二存储器块执行第二编程操作。9.根据权利要求6所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：在第一编程操作被完成之后，通过将读取电压施加到第一存储器块的多条字线来获得读取数据；以及通过对读取数据执行纠错码解码来获得错误计数。10.根据权利要求6所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：从第一存储器块之中选择错误计数最大的至少一个存储器块作为第二存储器块；以及对第二存储器块执行第二编程操作。11.根据权利要求6所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：从第一存储器块之中选择从第一编程操作的完成起的经过时间信息最大的至少一个存储器块作为第二存储器块；以及对第二存储器块执行第二编程操作，其中，每个第一存储器块的从第一编程操作的完成起的经过时间信息基于第一存储器块中的每个第一存储器块的指示从第一编程操作的完成起的经过时间的时间戳确定。12.根据权利要求2所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：通过对被完成了第一编程操作的第一存储器块中的至少一部分执行读取操作，将读取数据提供到外部主机。13.根据权利要求2所述的存储装置，其中，存储控制器被配置为：对第一存储器块的多条字线中的一部分执行第一编程操作；基于劣化信息，从被执行了第一编程操作的第一存储器块之中选择所述至少一个第二存储器块；以及对第二存储器块的剩余字线执行第二编程操作。14....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴银珠，昔浚荣，宋英杰，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：