存储器装置、存储器卡、固态驱动器、系统及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种存储器装置、存储器卡、固态驱动器、系统及其操作方法。一种将多位数据编程到多级非易失性存储器单元(MLC)的方法包括：将数据的第一页编程到MLC；响应于第一页的编程，将第一页标志编程为初始的第一标志状态；将数据的第二页编程到MLC；响应于第二页的编程，确定第一页是否已经被编程；如果第一页已经被编程，则响应于第二页的编程，将第一页标志编程为与初始的第一标志状态不同的最终的第一标志状态，如果第一页尚未被编程，则在第二页的编程期间禁止对第一页标志的编程。

【技术实现步骤摘要】
存储器装置、存储器卡、固态驱动器、系统及其操作方法本申请要求于2011年3月16日递交的第10-2011-0023539号韩国专利申请和于2011年12月27日递交的第13/337,695号美国专利申请的权益，其主题通过引用被包含于此。
本专利技术构思涉及非易失性存储器装置、包括非易失性存储器装置的存储器系统及其操作方法。
技术介绍
半导体存储器装置是通常在范围涵盖了从卫星到消费类电子产品的基于微处理器的应用和诸如计算机的数字逻辑系统中设立的重要的微电子组件。因此，在半导体存储器装置的制造中的进展（包括允许达到更高的存储器密度和更快的操作速度的等级的与电路设计相关的发展和工艺的改进）有助于确立其它数字逻辑家族的性能标准。半导体存储器装置通常包括易失性存储器装置和非易失性存储器装置。非易失性存储器能够在不供电的情况下保持存储的数据。在非易失性存储器的大类中，数据存储模式包括永久模式的和可再编程序模式。非易失性存储器通常在各种主机装置中使用，以储存程序和微代码以及用户定义的数据。所谓的闪速存储器是一种类型的非易失性存储器，其已经成为在许多不同的主机装置内的主要系统组件和独立的数据存储装置。闪速存储器逐渐包括了能够在单个存储器单元中储存多个数据的多位（bit）闪速存储器单元。多位闪速存储器单元显著地增加了所组成的存储器装置和系统的数据存储密度。
技术实现思路
本专利技术构思的实施例的一方面涉及一种将多位数据编程到存储器单元阵列中的多级非易失性存储器单元（MLC）的方法，该方法包括：将数据的第一页编程到MLC；响应于第一页的编程，将第一页标志编程为初始的第一标志状态；将数据的第二页编程到MLC；响应于第二页的编程，确定第一页是否已经被编程；如果第一页已经被编程，则响应于第二页的编程，将第一页标志编程为与初始的第一标志状态不同的最终的第一标志状态，如果第一页还没有被编程，则在第二页的编程期间禁止对第一页标志的编程。本专利技术构思的另一实施例涉及一种将多位数据编程到存储器单元阵列中的多级非易失性存储器单元（MLC）的方法，该方法包括：执行对第一逻辑页（FLP）的第一编程；响应于第一编程，将第一页标志编程为第一标志状态；此后，执行对页的第二逻辑页（SLP）的第二编程；在第二编程期间禁止对第一页标志的编程。本专利技术构思的另一实施例涉及一种存储器单元阵列的从多级非易失性存储器单元（MLC）读取多级数据的方法，该方法包括：确定与存储在MLC中的数据的第一页关联的第一页标志；如果第一页标志被置位，则从MLC读取第一读数据，使第一读数据去随机化，以产生被去随机化的第一读数据，并将去随机化的第一读数据提供为输出数据，如果第一页标志没有被置位，则读取来从MLC读取第一读数据，并将第一读数据提供为输出数据。本专利技术构思的另一实施例涉及一种操作包括非易失性存储器装置和控制器的存储系统的方法，其中，所述非易失性存储器装置包括：存储器单元阵列，所述存储器单元阵列包括布置在主区域中的多级存储器单元（MLC）以及设置在备用区域中的第一页标志和第二页标志；页缓冲器，存储从存储器单元阵列取回的读数据；输入/输出（I/O）电路，将来自非易失性存储器装置的输出数据提供给控制器；去随机化器，接收来自页缓冲器的读数据，在没有去随机化的情况下将读数据传送到I/O电路或者从读数据产生被去随机化的读数据然后将该被去随机化的读数据传送到I/O电路。该方法包括：在接收第一读取命令时，将来自存储器单元阵列的读数据的第一页装载到页缓冲器并确定第一页标志；如果第一页标志没有被置位，则在不去随机化的情况下将第一页作为第一输出数据传送到I/O电路，如果第一页被置位，则产生被去随机化的第一读数据并将被去随机化的第一读数据作为第一输出数据传送到I/O电路。本专利技术构思的另一实施例涉及一种非易失性存储器装置，该非易失性存储器装置包括：存储器单元阵列，包括布置在主区域中的多级存储器单元（MLC）以及设置在备用区域中的第一页标志和第二页标志；页缓冲器，存储从存储器单元阵列取回的读数据；去随机化器，从页缓冲器接收读数据；输入/输出（I/O）电路，从非易失性存储器装置提供输出数据；控制逻辑，响应于第一读取命令，将来自存储器单元阵列的数据的第一页加载到页缓冲器并确定第一页标志，其中，如果第一页标志没有被置位，则控制逻辑使得第一页在没有被去随机化的情况下传输到I/O电路并使得I/O电路将该第一页作为输出数据提供，如果第一页标志被置位，则控制逻辑使得去随机化器将第一页去随机化来产生被去随机化的第一页，并使得I/O电路将该被去随机化的第一页作为输出数据提供。本专利技术构思的另一实施例涉及一种非易失性存储器装置，该非易失性存储器装置包括：存储器单元阵列，所述存储器单元阵列具有包括堆叠的多个存储器块的垂直结构，经由字线和位线的布置来访问所述多个存储器块，所述存储器单元阵列包括设置在主区域中的多级存储器单元（MLC）以及设置在备用区域中的第一页标志和第二页标志；页缓冲器，存储从垂直存储器单元阵列取回的读数据；去随机化器，接收来自页缓冲器的读取数据；输入/输出（I/O）电路，提供来自非易失性存储器的输出数据；控制逻辑，响应于读取命令，将来自垂直存储器单元阵列的数据的第一页加载到页缓冲器并确定第一页标志，其中，如果第一页标志没有被置位，则控制逻辑使得第一页在没有被去随机化的情况下传输到I/O电路并使得I/O电路将该第一页作为输出数据提供，并且如果第一页标志被置位，则控制逻辑使得去随机化器通过将第一页去随机化来产生被去随机化的第一页，并使得I/O电路将该被去随机化的第一页作为输出数据提供。本专利技术构思的另一实施例涉及一种非易失性存储器，该非易失性存储器包括：存储器单元阵列，具有多级存储器单元以及第一页标志和第二页标志，所述多级存储器单元布置在主区域中，第一页标志和第二页标志设置在备用区域中；页缓冲器，临时地存储将要被编程到存储器单元阵列的多级数据；输入/输出（I/O）电路，接收从外部提供的写数据；随机化器，被配置为接收来自I/O电路的写数据；控制逻辑，响应于第一编程命令，控制逻辑使得随机化器从写数据的至少一部分产生随机化的数据的第一页，使得页缓冲器将随机化的第一页编程到MLC，然后将第一页标志置位，响应于第二编程命令，控制逻辑使得随机化器从写数据的至少一部分产生随机化的数据的第二页，使得页缓冲器将随机化的第二页编程到MLC，然后将第二页标志置位。本专利技术构思的另一实施例涉及一种非易失性存储器，该非易失性存储器包括：存储器单元阵列，所述存储器单元阵列具有包括堆叠的多个存储器块的垂直结构，经由字线和位线的布置来访问所述多个存储器块，所述存储器单元阵列包括设置在主区域中的多级存储器单元（MLC）以及设置在备用区域中的第一页标志和第二页标志；页缓冲器，临时地存储将要被编程到垂直的存储器单元阵列中的多级数据；输入/输出（I/O）电路，接收从外部提供的写数据；随机化器，被配置为接收来自I/O电路的的写数据；控制逻辑，响应于第一编程命令，控制逻辑使得随机化器从写数据的至少一部分产生随机化的数据的第一页，使得页缓冲器将随机化的第一页编程到MLC，然后将第一页标志置位，响应于第二编程命令，控制逻辑使得随机化器从写数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.16 KR 10-2011-0023539;2011.12.27 US 13/3371.一种将多位数据编程到存储器单元阵列中的多级非易失性存储器单元的方法，该方法包括下述步骤：将数据的第一页编程到多级非易失性存储器单元；响应于第一页的编程，将第一页标志编程为初始的第一标志状态；将数据的第二页编程到多级非易失性存储器单元；响应于第二页的编程，确定第一页是否已经被编程；如果第一页已经被编程，则响应于第二页的编程，将第一页标志编程为与初始的第一标志状态不同的最终的第一标志状态，如果第一页尚未被编程，则在第二页的编程期间禁止对第一页标志的编程。2.根据权利要求1所述的方法，其中，多级非易失性存储器单元连接到存储器单元阵列的公共字线，初始的第一标志状态是多级非易失性存储器单元的临时状态。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括下述步骤：响应于第二页的编程，对第二页标志编程，其中，多级非易失性存储器单元布置在存储器单元阵列的主区域中，第一页标志和第二页标志被设置在存储器单元阵列的备用区域中，第一页标志和第二页标志连接到公共字线。4.根据权利要求3所述的方法，其中，第一页是所述多位数据的最低有效位数据，第二页是所述多位数据的最高有效位数据。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括下述步骤：响应于对第二页的编程，对第二页标志编程，其中，多级非易失性存储器单元被配置为在第一页的编程期间被选择性地编程为临时状态，且在第二页的编程期间被选择性地编程为多个编程状态中的一个编程状态，初始的第一标志状态是临时状态，最终的第一标志状态是所述多个编程状态中的一个编程状态，第二页标志状态是所述多个编程状态中的一个编程状态。6.根据权利要求5所述的方法，其中，最终的第一标志状态和第二标志状态是所述多个编程状态中的同一个编程状态。7.根据权利要求5所述的方法，其中，最终的第一标志状态是所述多个编程状态中的阈值电压分布大于临时状态的阈值电压分布的一个编程状态，第二标志状态是所述多个编程状态中的阈值电压分布大于临时状态的阈值电压分布的一个编程状态。8.根据权利要求1所述的方法，其中，第一页的编程包括：接收第一写数据，使第一写数据随机化，以产生被随机化的第一写数据，并利用被随机化的第一写数据对多级非易失性存储器单元编程；第二页的编程包括：接收第二写数据，使第二写数据随机化，以产生被随机化的第二写数据，并利用被随机化的第二写数据对多级非易失性存储器单元编程。9.一种将多位数据编程到存储器单元阵列中的多级非易失性存储器单元的方法，该方法包括下述步骤：执行对第一逻辑页的第一编程；响应于第一编程，将第一页标志编程为第一标志状态；此后，执行对第二逻辑页的第二编程；在第二编程期间禁止对第一页标志的编程。10.根据权利要求9所述的方法，其中，多级非易失性存储器单元连接到存储器单元阵列的公共字线，第一标志状态是多级非易失性存储器单元的临时状态。11.根据权利要求10所述的方法，其中，多级非易失性存储器单元布置在存储器单元阵列的主区域中，第一页标志被设置在存储器单元阵列的备用区域中。12.根据权利要求10所述的方法，其中，根据所述多位数据的最低有效位数据来对第一逻辑页编程。13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括下述步骤：响应于第二编程，将第二页标志编程为第二标志状态，其中，在第一编程期间禁止对第二页标志的编程，第二页标志被设置在存储器单元阵列的备用区域中。14.根据权利要求13所述的方法，其中，多级非易失性存储器单元被配置为在第一编程期间被选择性地编程为临时状态，且在第二编程期间被编程为多个编程状态中的一个编程状态，第一标志状态是临时状态，第二标志状态是所述多个编程状态中的一个编程状态。15.根据权利要求14所述的方法，其中，第二标志状态是所述多个编程状态中的阈值电压分布大于临时状态的阈值电压分布的一个编程状态。16.根据权利要求12所述的方法，其中，第一编程包括：接收最低有效位写数据，使最低有效位写数据随机化，以产生被随机化的最低有效位写数据，并利用被随机化的最低有效位写数据对第一逻辑页编程。17.根据权利要求13所述的方法，其中，第二编程包括：接收最高有效位写数据，使最高有效位写数据随机化，以产生被随机化的最高有效位写数据，并利用被随机化的最高有效位写数据对第二逻辑页编程。18.一种从存储器单元阵列的多级非易失性存储器单元读取多级数据的方法，该方法包括下述步骤：确定与存储在多级非易失性存储器单元中的数据的第一页关联的第一页标志；如果第一页标志被置位，则从多级非易失性存储器单元读取第一读数据，使第一读数据去随机化，以产生被去随机化的第一读数据，并将被去随机化的第一读数据提供为输出数据，如果第一页标志没有被置位，则从多级非易失性存储器单元读取第一读数据，并将第一读数据提供为输出数据，其中，在先前执行的编程操作期间利用两次编程来使第一页标志置位，所述两次编程包括：当将第一页数据编程到多级非易失性存储器单元时，将第一页标志编程为第一标志状态；然后，在将第二页数据编程到多级非易失性存储器单元时，将第一页标志编程为与第一标志状态不同的第二标志状态。19.根据权利要求18所述的方法，其中，第一读数据是所述多级数据的最低有效位数据。20.根据权利要求18所述的方法，其中，多级非易失性存储器单元被配置为在将第一页数据编程到多级非易失性存储器单元时被选择性地编程为临时状态，且在将第二页数据编程到多级非易失性存储器单元时被选择性地编程为多个编程状态中的一个编程状态，第一标志状态是临时状态，第二标志状态是多个编程状态中的一个编程状态。21.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括下述步骤：确定与存储在多级非易失性存储器单元中的数据的第二页相关的第二页标志；如果第二页标志被置位，则读取来自多级非易失性存储器单元的第二读数据，使第二读数据去随机化，以产生被去随机化的第二读取页数据，并将被去随机化的第二读数据提供为输出数据，如果第二页标志没有被置位，则读取来自多级非易失性存储器单元的第二读数据并将第二读数据提供为输出数据。22.根据权利要求21所述的方法，其中，第二读数据是所述多级数据的最高有效位数据。23.根据权利要求21所述的方法，其中，当在先前执行的编程操作期间将第二页数据编程到多级非易失性存储器单元时，使第二页标志置位。24.根据权利要求21所述的方法，其中，多级非易失性存储器单元被配置为在将第一页数据编程到多级非易失性存储器单元时被选择性地编程为临时状态，且在将第二页数据编程到多级非易失性存储器单元时被选择性地编程为多个编程状态中的一个编程状态，通过将第二页标志编程为多级非易失性存储器单元的多个编程状态中的一个编程状态来使第二页标志置位。25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述多个编程状态中的一个编程状态具有大于临时状态的阈值电压分布的阈值电压分布。26.一种操作包括非易失性存储器装置和控制器的存储器系统的方法，其中，非易失性存储器装置包括：包括多级存储器单元以及第一页标志和第二页标志的存储器单元阵列，多级存储器单元布置在主区域中，第一页标志和第二页标志被设置在备用区域中；页缓冲器，存储从存储器单元阵列取回的读数据；输入/输出电路，将来自非易失性存储器装置的输出数据提供给控制器；去随机化器，接收来自页缓冲器的读数据，使读数据在不被去随机化的情况下经过输入/输出电路、或者从读数据产生被去随机化的读数据然后使被去随机化的读数据经过输入/输出电路，该方法包括下述步骤：在接收到第一读取命令时，将来自存储器单元阵列的读数据的第一页加载到页缓冲器并确定第一页标志；如果第一页标志没有被置位，则将第一页在不被去随机化的情况下传送到输入/输出电路以作为第一输出数据，如果第一页被置位，则产生被去随机化的第一读数据并将被去随机化的第一读数据传输到输入/输出电路以作为第一输出数据，在接收到第二读取命令时，将来自存储器单元阵列的读数据的第二页加载到页缓冲器并确定第二页标志；如果第二页标志没有被置位，则在没有被去随机化的情况下将第二读数据传送到输入/输出电路以作为第二输出数据，如果第二页标志被置位，则产生被去随机化的第二读数据并将被去随机化的第二读数据传送到输入/输出电路以作为第二输出数据，其中，多级存储器单元被配置为在第一编程操作期间被选择性地编程为临时状态，在第二编程操作期间被选择性地编程为多个编程状态中的一个编程状态，响应于第一编程操作将第一页标志置位，响应于第二编程操作将第二页标志置位。27.根据权利要求26所述的方法，其中，控制器被配置为将第一读取命令和第二读取命令传送到非易失性存储器装置，并接收响应于第一读取命令和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李知尚，张俊锡，朱相炫，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：