三維存儲器的適應(yīng)性操作的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及三維可重編程非易失性存儲器系統(tǒng)的操作以及用于在這種存儲器系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)誤差的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能夠進行電荷的非易失性存儲、特別是以封裝為小形狀因子卡的EEPROM和閃存EEPROM的形式的固態(tài)存儲器近年來已經(jīng)成為各種移動和手持裝置、便攜式消息設(shè)備和消費者電子產(chǎn)品中的存儲選擇。與也是固態(tài)存儲器的RAM(隨機存取存儲器)不同，閃存存儲器是非易失性的，且甚至在斷開電源之后也保持其存儲的數(shù)據(jù)。此外，與ROM(只讀存儲器)不同，閃存存儲器與盤存儲裝置類似是可重寫的。盡管成本較高，閃存存儲器越來越多地用在大容量存儲應(yīng)用中。
[0003]閃存EEPROM類似于EEPR0M(電可擦除和可編程只讀存儲器)之處在于其是非易失性存儲器，其可以被擦除且可以將新數(shù)據(jù)寫入或者“編程”到它的存儲器單元中。兩者都利用場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)中在源極和漏極區(qū)之間位于半導(dǎo)體襯底中的溝道區(qū)之上的浮置(未連接的)導(dǎo)電柵極。然后在浮置柵極之上提供控制柵極。晶體管的閾值電壓特性由在浮置柵極上保持的電荷量控制。也就是，對于浮置柵極上的電荷的給定電平，存在必須在“導(dǎo)通”晶體管以允許它的源極和漏極區(qū)之間的導(dǎo)電之前應(yīng)用于控制柵極的相應(yīng)的電壓(閾值)。諸如閃存EEPROM之類的閃存存儲器允許同時擦除整個存儲器單元的塊。
[0004]浮置柵極可以保持大量電荷且因此可以被編程到閾值電壓窗口內(nèi)的任何閾值電壓電平。閾值電壓窗口的大小由裝置的最小和最大閾值電平定界，且裝置的最小和最大閾值電平又對應(yīng)于可以編程到浮置柵極上的電荷的范圍。該閾值窗口通常取決于存儲器裝置的特性、操作條件和歷史。窗口內(nèi)的每個不同的、可分解的閾值電壓電平范圍原則上可以用于指定單元的有限存儲器狀態(tài)。
[0005]為了改進讀取和程序性能，并行地讀取或者編程陣列中的多個電荷存儲元件或者存儲器晶體管。因此，一起讀取或者編程存儲器元件的“頁”。在現(xiàn)有的存儲器體系結(jié)構(gòu)中，行或者字線典型地包含幾個交織的頁或者它可以構(gòu)成一個頁。一起讀取或者編程一頁的所有存儲器元件。
[0006]也由具有用于存儲電荷的介電層的存儲器單元制造非易失性存儲器裝置。代替之前描述的導(dǎo)電浮置柵極元件，使用介電層。已經(jīng)由Eitan等，在“NROM:A Novel LocalizedTrapping, 2-Bit Nonvolatile Memory Cell，，，IEEE Electron Device Letters，vol.21,No 11，2000年11月，pp.543-545中描述了這種利用介電存儲元件的存儲器裝置。0N0介電層在源極和漏極擴散之間的通道兩端延伸。在與漏極相鄰的介電層中定位用于一個數(shù)據(jù)位的電荷，且在與源極相鄰的介電層中定位用于另一數(shù)據(jù)位的電荷。例如，美國專利No5，768，192和6，011，725公開了具有夾在兩個二氧化硅層之間的俘獲電介質(zhì)的非易失性存儲器單元。通過分開地讀取電介質(zhì)內(nèi)空間地分開的電荷存儲區(qū)域的二元狀態(tài)來實現(xiàn)多狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]三維非易失性存儲器具有可能引起數(shù)據(jù)不可由誤差校正碼(UECC)校正的某些可識別的故障模式。由于三維非易失性存儲器的物理結(jié)構(gòu)，某些故障模式可能影響存儲器的相對大的物理區(qū)域(大于單個字線)。例如，數(shù)據(jù)可以是遍及由選擇線一起選擇的一組字線的UECC。數(shù)據(jù)可以是遍及塊的UECC。在塊的對或者組共享塊選擇電路時，數(shù)據(jù)可以是遍及這種對或者組的UECC。當沿著特定的字線遇到UECC數(shù)據(jù)時，可以進行關(guān)于數(shù)據(jù)是否是遍及諸如一個串組、一個塊或者一組塊的較大單元的UECC的確定。不同讀取條件可以用于嘗試讀取數(shù)據(jù)。如果找到成功的讀取條件，則可以存儲成功的讀取條件以用于單元中的將來的使用。
[0008]操作三維非易失性NAND存儲器的方法的一個例子包括:應(yīng)用第一組讀取條件以讀取塊的第一部分以獲得第一數(shù)據(jù)；執(zhí)行第一數(shù)據(jù)的誤差校正碼(ECC)解碼；確定第一數(shù)據(jù)是不可由ECC校正的；響應(yīng)于確定塊的第一部分中的第一數(shù)據(jù)不可由ECC校正，確定大于塊的第一部分的三維NAND存儲器內(nèi)的較大單元在使用第一組讀取條件讀取時是否不可由ECC校正，該較大單元包括:(i)共享塊選擇電路的包括該塊的多個塊、(ii)該塊、或者(iii)由公共選擇線一起選擇的塊內(nèi)的串組；如果存儲數(shù)據(jù)遍及所述較大單元是不可由ECC校正的，則將修改的讀取條件應(yīng)用于塊的第一部分以找到提供可由ECC校正的第二數(shù)據(jù)的第二組讀取條件；和返回校正的第二數(shù)據(jù)并記錄第二組讀取條件以用于所述較大單元的數(shù)據(jù)的后續(xù)讀取。
[0009]第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于所選的字線的第一讀取電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于所選的字線的第二讀取電壓，第二讀取電壓不同于第一讀取電壓。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于未選擇的字線的第一讀取-通過電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于未選擇的字線的第二讀取-通過電壓，第二讀取-通過電壓不同于第一讀取-通過電壓。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于選擇線的第一選擇電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于選擇線的第二選擇電壓，第二選擇電壓不同于第一選擇電壓。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于未選擇的串組的選擇線的第一未選擇電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于未選擇的串組的選擇線的第二未選擇電壓，第二未選擇電壓不同于第一未選擇電壓。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于偽字線的第一讀取-通過電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于偽字線的第二讀取-通過電壓。第一組讀取條件可以包括被提供給與所述塊共享塊選擇電路的未選擇塊的主機數(shù)據(jù)字線、偽字線和/或選擇線的第一電壓，且第二組讀取條件可以包括被提供給未選擇塊的主機數(shù)據(jù)字線、偽字線和/或選擇線的第二電壓，第二電壓不同于第一電壓。第一和第二電壓可以提供給未選擇塊的字線，且第二電壓可以高于第一電壓。如果多于閾值數(shù)目的修改的讀取條件被應(yīng)用于塊的第一部分而沒有找到提供可由ECC校正的第二數(shù)據(jù)的第二組讀取條件，則可以從在其他塊中存儲的冗余數(shù)據(jù)恢復(fù)該塊的第一部分的數(shù)據(jù)。
[0010]一種三維非易失性NAND存儲器的操作方法的例子，其中，在三維非易失性NAND存儲器中，每個塊包括連接到每個位線的多個串，沿著位線的每個串可由不同選擇線選擇以使得單獨的選擇線選擇不同位線的一個串組，所述例子包括:應(yīng)用第一組讀取條件以讀取所選的串組的所選的字線以獲得第一數(shù)據(jù)；執(zhí)行第一數(shù)據(jù)的誤差校正碼(ECC)解碼；確定第一數(shù)據(jù)不可由ECC校正；響應(yīng)于確定第一數(shù)據(jù)不可由ECC校正，確定是否存儲的數(shù)據(jù)遍及所選的串組不可校正；如果存儲的數(shù)據(jù)遍及所選的串組不可校正，則將修改的讀取條件應(yīng)用于塊的第一部分以找到提供可由ECC校正的第二數(shù)據(jù)的第二組讀取條件；和返回校正的第二數(shù)據(jù)并記錄第二組讀取條件以用于第一個串組中的數(shù)據(jù)的后續(xù)讀取。
[0011]確定存儲的數(shù)據(jù)是否是遍及所選的串組而不可校正的可以包括嘗試使用第一組讀取條件讀取所選的串組內(nèi)的一個或多個另外的字線?？梢赃M行另外的確定，該確定關(guān)于包含所選的串組的塊中的存儲的數(shù)據(jù)是否是當使用第一組讀取條件讀取時遍及該塊不可由ECC校正的。如果存儲的數(shù)據(jù)是遍及所選的串組而不可由ECC校正的，且當使用第一組讀取條件時不是遍及該塊不可由ECC校正的，則可以記錄第二組讀取條件以用于第一個串組中的數(shù)據(jù)的后續(xù)讀取，同時保留第一組讀取條件以用于塊中的其它串組的后續(xù)讀取。
[0012]一種操作三維非易失性NAND存儲器的方法的例子包括:應(yīng)用第一組讀取條件以讀取塊的第一部分以獲得第一數(shù)據(jù)；執(zhí)行第一數(shù)據(jù)的誤差校正碼(ECC)解碼；確定第一數(shù)據(jù)是不可由ECC校正的；響應(yīng)于確定第一數(shù)據(jù)是不可由ECC校正的。確定存儲的數(shù)據(jù)是否是遍及共享塊選擇電路的包括該塊的多個塊而不可由ECC校正的；如果存儲的數(shù)據(jù)是遍及該多個塊而不可由ECC校正的，則將修改的讀取條件應(yīng)用于塊的第一部分以找到提供可由ECC校正的第二數(shù)據(jù)的第二組讀取條件；和返回校正的第二數(shù)據(jù)并記錄第二組讀取條件以用于遍及共享塊選擇電路的該多個塊的數(shù)據(jù)的后續(xù)讀取。
[0013]第一組讀取條件可以包括被提供給該多個塊的主機數(shù)據(jù)字線、偽字線和/或選擇線的第一電壓，且第二組讀取條件可以包括被提供給未選擇塊的主機數(shù)據(jù)字線、偽字線和/或選擇線的第二電壓，第二電壓不同于第一電壓。第一電壓和第二電壓可以提供給未選擇塊的字線，且第二電壓可以高于第一電壓。第一電壓和第二電壓可以提供給未選擇塊的選擇線，且第二電壓可以高于第一電壓。
[0014]一種三維非易失性NAND存儲器系統(tǒng)的例子包括:三維非易失性NAND存儲器陣列；誤差校正碼(ECC)電路，解碼從非易失性NAND存儲器陣列的塊的一部分讀取的數(shù)據(jù)；確定電路，響應(yīng)于確定從該塊的該部分讀取的數(shù)據(jù)當使用第一組讀取條件讀取時是不可由ECC校正的，確定遍及大于該塊的該部分的三維非易失性NAND存儲器陣列內(nèi)的較大單元的數(shù)據(jù)是否當使用第一組讀取條件讀取時是不可由ECC校正的，該較大單元包括:(i)共享塊選擇電路的包括該塊的多個塊、(ii)該塊、或者(iii)由公共選擇線一起選擇的該塊內(nèi)的一個串組；適應(yīng)性讀取電路，配置為如果數(shù)據(jù)是當使用第一組讀取條件讀取時遍及較大單元不可由ECC校正的，則應(yīng)用修改的讀取條件以找到提供可由ECC校正的數(shù)據(jù)的第二組讀取條件；和記錄電路，記錄第二組讀取條件以用于較大單元的數(shù)據(jù)的后續(xù)讀取。
[0015]三維非易失性NAND存儲器陣列可以位于存儲器裸芯上，且記錄電路可以位于分開的存儲器控制器裸芯上。記錄電路可以使用固件在存儲器控制部裸芯上實現(xiàn)。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于所選的字線的第一讀取電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于所選的字線的第二讀取電壓，第二讀取電壓不同于第一讀取電壓。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于未選擇的字線的第一讀取-通過(read-pass)電壓，且第二組讀取條件可以包括應(yīng)用于未選擇的字線的第二讀取-通過電壓，第二讀取-通過電壓不同于第一讀取-通過電壓。第一組讀取條件可以包括應(yīng)用于選擇線的第一選