本申請要求2015年7月31日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2015-0108677號的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，更具體地，涉及一種將對存儲(chǔ)器件處理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)環(huán)境范式已經(jīng)變?yōu)槟軌螂S時(shí)隨地使用的普適計(jì)算系統(tǒng)。結(jié)果，便攜式電子設(shè)備(諸如，移動(dòng)電話、數(shù)字照相機(jī)和筆記本電腦)的使用持續(xù)快速增加。便攜式電子設(shè)備通常使用采用一個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可以用作便攜式電子設(shè)備的主存儲(chǔ)器件或輔助存儲(chǔ)器件。

由于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件不具有移動(dòng)部件，因此它們提供優(yōu)異的穩(wěn)定性、耐久性、高的信息訪問速度和低功耗。具有這種優(yōu)點(diǎn)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的示例包括通用串行總線(USB)存儲(chǔ)設(shè)備、具有各種接口的存儲(chǔ)卡以及固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

各種實(shí)施例針對一種存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法，該存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠通過使存儲(chǔ)系統(tǒng)的復(fù)雜度和性能下降最小化以及使存儲(chǔ)器件的效率最大化來快速地處理數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括：存儲(chǔ)器件，存儲(chǔ)器件包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，所述多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)頁；以及控制器，適用于：通過對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至存儲(chǔ)器件中的舊數(shù)據(jù)來更新所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)塊的所述多個(gè)頁之中的一個(gè)或更多個(gè)頁中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)；更新包括無效頁的信息的映射列表，所述無效頁由對數(shù)據(jù)的更新所導(dǎo)致；以及基于映射列表和針對所述多個(gè)頁的映射信息中的一種或更多種來識別所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的犧牲塊的所述多個(gè)頁之中的無效頁和有效頁。

控制器還可以基于映射列表來將所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的具有最大數(shù)量的無效頁的一個(gè)存儲(chǔ)塊識別為犧牲塊。

控制器可以更新一個(gè)或更多個(gè)封閉存儲(chǔ)塊中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。

映射列表可以包括無效頁的多組信息。所述多組信息可以分別對應(yīng)于所述多個(gè)存儲(chǔ)塊。

所述多組信息中的每組信息可以包括所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的以頁為單位的無效頁和有效頁的信息。

映射列表可以是位圖，在所述位圖中，每組信息的位分別對應(yīng)于所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的全部頁。

所述多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁區(qū)，所述多個(gè)頁區(qū)中的每個(gè)頁區(qū)具有預(yù)定數(shù)量的頁。所述多組信息中的每組信息可以包括所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的以頁區(qū)為單位的多個(gè)第一頁區(qū)和多個(gè)第二頁區(qū)的信息。第一頁區(qū)中的每個(gè)可以包括無效頁中的一個(gè)或更多個(gè)。第二頁區(qū)中的每個(gè)可以沒有無效頁。

控制器可以基于映射列表來識別每個(gè)第二頁區(qū)中包括的有效頁。控制器可以基于針對所述多個(gè)頁的映射信息來識別每個(gè)第一頁區(qū)中包括的有效頁。

映射列表可以是位圖，在所述位圖中，每組信息的位分別對應(yīng)于所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的全部頁區(qū)。

控制器還可以對犧牲頁執(zhí)行垃圾收集操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作方法，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，所述多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)塊包括多個(gè)頁，所述操作方法可以包括：通過對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至存儲(chǔ)器件中的舊數(shù)據(jù)來更新所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)塊的所述多個(gè)頁之中的一個(gè)或更多個(gè)頁中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)；更新包括無效頁的信息的映射列表，所述無效頁由對數(shù)據(jù)的更新所導(dǎo)致；以及基于映射列表和針對所述多個(gè)頁的映射信息中的一種或更多種來識別所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的犧牲塊的所述多個(gè)頁之中的無效頁和有效頁。

所述方法還可以包括：基于映射列表來將所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的具有最大數(shù)量的無效頁的一個(gè)存儲(chǔ)塊識別為犧牲塊。

可以對一個(gè)或更多個(gè)封閉存儲(chǔ)塊中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)的更新。

映射列表可以包括無效頁的多組信息。所述多組信息可以分別對應(yīng)于所述多個(gè)存儲(chǔ)塊。

所述多組信息中的每組信息可以包括所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的以頁為單位的無效頁和有效頁的信息。

映射列表可以是位圖，在所述位圖中，每組信息的位分別對應(yīng)于所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的全部頁。

所述多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁區(qū)，所述多個(gè)頁區(qū)中的每個(gè)具有預(yù)定數(shù)量的頁。所述多組信息中的每組信息可以包括所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的以頁區(qū)為單位的多個(gè)第一頁區(qū)和多個(gè)第二頁區(qū)的信息。第一頁區(qū)中的每個(gè)可以包括無效頁中的一個(gè)或更多個(gè)。第二頁區(qū)中的每個(gè)可以沒有無效頁。

識別無效頁和有效頁的步驟可以包括：基于映射列表來識別每個(gè)第二頁區(qū)中包括的有效頁；以及基于針對所述多個(gè)頁的映射信息來識別每個(gè)第一頁區(qū)中包括的有效頁。

映射列表可以是位圖，在所述位圖中，每組信息的位分別對應(yīng)于所述多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的對應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)塊的全部頁區(qū)。

所述方法還可以包括對犧牲頁執(zhí)行垃圾收集操作。

附圖說明

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的示意圖。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊的電路圖。

圖4至圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的各個(gè)方面的示意圖。

圖12和圖13是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)處理操作的示例的示圖。

圖14是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖來更詳細(xì)地描述各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以不同的形式來實(shí)施而不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文中所闡述的實(shí)施例。相反地，這些實(shí)施例被提供使得本公開將是徹底且完整的。貫穿本公開，相同的附圖標(biāo)記在本發(fā)明的各種附圖和實(shí)施例中指代相同的部分。

參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機(jī)102和存儲(chǔ)系統(tǒng)110。

主機(jī)102可以包括任何合適的電子設(shè)備。例如，主機(jī)102可以包括諸如移動(dòng)電話、MP3播放器和膝上型計(jì)算機(jī)等的便攜式電子設(shè)備。主機(jī)可以包括諸如臺式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、TV和投影儀等的非便攜式電子設(shè)備。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求而操作。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以儲(chǔ)存要由主機(jī)102訪問的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用作主機(jī)102的主存儲(chǔ)系統(tǒng)或輔助存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以根據(jù)與主機(jī)102電耦接的主機(jī)接口的協(xié)議而用任何合適的儲(chǔ)存設(shè)備來實(shí)施?？梢允褂靡粋€(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件?？梢允褂靡资源鎯?chǔ)器件或非易失性存儲(chǔ)器件。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、縮小尺寸MMC(RS-MMC)和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、迷你SD和微型SD、通用串行總線(USB)儲(chǔ)存設(shè)備、通用快閃儲(chǔ)存(UFS)設(shè)備、緊湊型快閃(CF)卡、智能媒體(SM)卡和記憶棒等來實(shí)施。

用于存儲(chǔ)系統(tǒng)110的儲(chǔ)存設(shè)備可以用易失性存儲(chǔ)器件(諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM))或非易失性存儲(chǔ)器件(諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、掩膜ROM(MROM)、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FRAM)、相變RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)和電阻式RAM(RRAM)等)來實(shí)施。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以包括儲(chǔ)存要由主機(jī)102來訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器件150以及可以控制將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中的控制器130。

控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至單個(gè)半導(dǎo)體器件中。例如，控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至被配置作為固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)的一個(gè)半導(dǎo)體器件。將存儲(chǔ)系統(tǒng)110配置作為SSD通?？梢燥@著地提高主機(jī)102的操作速度。

控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至被配置作為存儲(chǔ)卡(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國際協(xié)會(huì)(PCMCIA)卡、緊湊型閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡(SMC)、記憶棒、多媒體卡(MMC)、RS-MMC和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、迷你SD、微型SD和SDHC和通用快閃儲(chǔ)存(UFS)設(shè)備等)的單個(gè)半導(dǎo)體器件中。

此外，例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以是或配置：計(jì)算機(jī)、超移動(dòng)PC(UMPC)、工作站、上網(wǎng)本、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、平板電腦、無線電話、移動(dòng)電話、智能電話、電子書、便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜式游戲機(jī)、導(dǎo)航儀、黑 匣子、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字多媒體廣播(DMB)播放器、三維(3D)電視、智能電視、數(shù)字錄音機(jī)、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖片記錄器、數(shù)字圖片播放器、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)存器、能夠在無線環(huán)境下收發(fā)信息的設(shè)備、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、配置遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、RFID設(shè)備或者配置計(jì)算系統(tǒng)的各種組成元件中的一種。

存儲(chǔ)器件可以在寫入操作期間儲(chǔ)存從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)，以及在讀取操作期間將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102。存儲(chǔ)器件150可以包括一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156。存儲(chǔ)塊152、154和156中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁。每個(gè)頁可以包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，多個(gè)字線(WL)可以電耦接至所述多個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)器件150可以是在電源被中斷時(shí)仍保持儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器件。根據(jù)實(shí)施例，存儲(chǔ)器件可以為快閃存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器件可以是具有三維(3D)層疊結(jié)構(gòu)的快閃存儲(chǔ)器。在本文中之后參照圖2至圖11來描述具有三維(3D)層疊結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器件150的示例。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110的控制器130可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求來控制存儲(chǔ)器件150?？刂破?30可以將從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102，以及將從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中。出于此目的，控制器130可以控制存儲(chǔ)器件150的總體操作，諸如讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作。

可以使用任何合適的控制器。例如，控制器130可以包括主機(jī)接口單元132、處理器134、錯(cuò)誤校正碼(ECC)單元138、電源管理單元140、NAND閃存控制器142和存儲(chǔ)器144。

主機(jī)接口單元132可以處理從主機(jī)102提供的命令和/或數(shù)據(jù)。主機(jī)接口單元132可以通過諸如通用串行總線(USB)、多媒體卡(MMC)、外圍組件互連-快速(PCI-E)、串行附接SCSI(SAS)、串行高級技術(shù)附件(SATA)、并行高級技術(shù)附件(PATA)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)、增強(qiáng)型小盤接口(ESDI)和集成驅(qū)動(dòng)電路(IDE)等的各種接口協(xié)議中的至少一種來與主機(jī)102通信。

ECC單元138可以檢測并校正在讀取操作期間從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。可以采用各種檢測和校正技術(shù)。例如，當(dāng)錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯(cuò)誤位的閾值數(shù)量時(shí)，ECC單元138不能校正錯(cuò)誤位，并且可以輸出指示校正錯(cuò)誤位失敗的錯(cuò)誤校正失敗信號。

ECC單元138可以基于諸如低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼、博斯-喬赫里-霍克文黑姆(BCH，Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)碼、渦輪碼(turbo code)、里德-所羅門(RS， Reed-Solomon)碼、卷積碼、遞歸系統(tǒng)碼(RSC)、格形編碼調(diào)制(TCM)和塊編碼調(diào)制(BCM)等的編碼調(diào)制來執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作。ECC單元138可以包括錯(cuò)誤檢測和校正操作所需要的任何和所有合適的電路、系統(tǒng)或器件。

PMU 140可以提供并管理用于控制器130的電源，即，用于包括在控制器130中的組成元件的電源。

NFC 142可以用作控制器130與存儲(chǔ)器件150之間的存儲(chǔ)器接口以允許控制器130響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求來控制存儲(chǔ)器件150。NFC 142可以產(chǎn)生用于存儲(chǔ)器件150的控制信號。例如，當(dāng)存儲(chǔ)器件150是快閃存儲(chǔ)器時(shí)，具體地，當(dāng)存儲(chǔ)器件150是NAND快閃存儲(chǔ)器時(shí)，NFC可以在處理器134的控制下處理數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以用作存儲(chǔ)系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲(chǔ)器，并且儲(chǔ)存用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)?？刂破?30可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求來控制存儲(chǔ)器件150。例如，控制器130可以將從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102，以及將從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中。當(dāng)控制器130控制存儲(chǔ)器件150的操作時(shí)，存儲(chǔ)器144可以儲(chǔ)存由控制器130和存儲(chǔ)器件150使用以用于諸如讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作的操作的數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以利用易失性存儲(chǔ)器來實(shí)施。例如，存儲(chǔ)器144可以利用靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)來實(shí)施。如上所述，存儲(chǔ)器144可以儲(chǔ)存由主機(jī)102和存儲(chǔ)器件150使用以用于讀取操作和寫入操作的數(shù)據(jù)。為了儲(chǔ)存該數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器144可以包括程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寫入緩沖器、讀取緩沖器和映射緩沖器等。

處理器134可以控制存儲(chǔ)系統(tǒng)110的一種或更多種常規(guī)操作。處理器134可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的寫入請求或讀取請求來控制針對存儲(chǔ)器件150的寫入操作或讀取操作。處理器134可以驅(qū)動(dòng)被稱作閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)的固件來控制存儲(chǔ)系統(tǒng)110的常規(guī)操作。處理器134可以利用微處理器來實(shí)施。處理器可以利用中央處理單元(CPU)來實(shí)施。

管理單元(未示出)可以被包括在處理器134中，并且可以執(zhí)行例如對存儲(chǔ)器件150的壞塊管理。因此，管理單元可以找到包括在存儲(chǔ)器件150中的壞存儲(chǔ)塊(其不滿足進(jìn)一步使用的條件)，并且對壞存儲(chǔ)塊執(zhí)行壞塊管理。當(dāng)存儲(chǔ)器件150是快閃存儲(chǔ)器(例如，NAND快閃存儲(chǔ)器)時(shí)，在寫入操作期間可能因NAND邏輯功能的特性而發(fā)生編程失敗。壞塊管理可以將編程失敗的存儲(chǔ)塊或壞存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)編程至新存儲(chǔ)塊中。因編程失敗導(dǎo)致的壞塊可以降低存儲(chǔ)器件(尤其是具有3D層疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件)的利用效率，從而對存儲(chǔ)系統(tǒng)100的可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。

參照圖2，根據(jù)實(shí)施例，存儲(chǔ)器件150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，例如，第零存儲(chǔ)塊210至第(N-1)存儲(chǔ)塊240。多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁，例如，2^M個(gè)頁(2^M PAGES)。多個(gè)頁中的每個(gè)可以包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，多個(gè)字線電耦接至所述多個(gè)存儲(chǔ)單元。

根據(jù)在每個(gè)存儲(chǔ)單元中可以儲(chǔ)存或表示的位的數(shù)量，存儲(chǔ)塊可以為單電平單元(SLC)存儲(chǔ)塊或多電平單元(MLC)存儲(chǔ)塊。SLC存儲(chǔ)塊可以包括用每個(gè)存儲(chǔ)單元能夠儲(chǔ)存1位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元來實(shí)施的多個(gè)頁。MLC存儲(chǔ)塊可以包括用每個(gè)存儲(chǔ)單元能夠儲(chǔ)存多位數(shù)據(jù)(例如，兩位或更多位數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)單元來實(shí)施的多個(gè)頁。包括用每個(gè)存儲(chǔ)單元能夠儲(chǔ)存3位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元來實(shí)施的多個(gè)頁的MLC存儲(chǔ)塊可以被采用，且將被稱作三電平單元(TLC)存儲(chǔ)塊。

多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以在寫入操作期間儲(chǔ)存從主機(jī)設(shè)備102提供的數(shù)據(jù)，以及可以在讀取操作期間將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102。

參照圖3，存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊152可以包括分別電耦接至位線BL0至BLm-1的多個(gè)單元串340。每列的單元串340可以包括至少一個(gè)漏極選擇晶體管DST和至少一個(gè)源極選擇晶體管SST。多個(gè)存儲(chǔ)單元或多個(gè)存儲(chǔ)單元晶體管MC0至MCn-1可以串聯(lián)地電耦接在選擇晶體管DST與SST之間。各個(gè)存儲(chǔ)單元MC0至MCn-1可以由多電平單元(MLC)來配置，多電平單元(MLC)中的每個(gè)儲(chǔ)存多位的數(shù)據(jù)信息。串340可以分別電耦接至對應(yīng)的位線BL0至BLm-1。作為參考，在圖3中，“DSL”表示漏極選擇線，“SSL”表示源極選擇線，以及“CSL”表示公共源極線。

雖然存儲(chǔ)塊152通過NAND快閃存儲(chǔ)單元來配置，但是要注意的是，在其他實(shí)施例中，存儲(chǔ)塊152可以通過NOR快閃存儲(chǔ)器、在其中組合了至少兩種類型的存儲(chǔ)單元的混合快閃存儲(chǔ)器或在其中控制器被構(gòu)建在存儲(chǔ)芯片中的一體NAND快閃存儲(chǔ)器(one-NAND flash memory)來實(shí)現(xiàn)。此外，半導(dǎo)體器件的操作特性不僅可以應(yīng)用至在其中電荷儲(chǔ)存層由導(dǎo)電浮柵來配置的快閃存儲(chǔ)器件，還可以應(yīng)用至在其中電荷儲(chǔ)存層由電介質(zhì)層來配置的電荷俘獲閃存(CTF)。

存儲(chǔ)器件150的電壓供應(yīng)塊310可以提供根據(jù)操作模式而要被供應(yīng)至各個(gè)字線的字線電壓(例如，編程電壓、讀取電壓和通過電壓)。電壓供應(yīng)塊310可以提供要被供應(yīng)至塊體(bulk)(例如，在其中形成存儲(chǔ)單元的阱區(qū))的電壓。電壓供應(yīng)塊310可以在控制電路(未示出)的控制下執(zhí)行電壓產(chǎn)生操作。電壓供應(yīng)塊310可以產(chǎn)生多個(gè)可變讀取電壓以產(chǎn)生多個(gè)讀取數(shù)據(jù)，在控制電路的控制下選擇存儲(chǔ)單元陣列的一個(gè)存儲(chǔ)塊或一個(gè)扇區(qū)，選擇選中存儲(chǔ)塊的字線中的一個(gè)，以及將字線電壓提供給選中字線和未選中字線。

存儲(chǔ)器件150的讀/寫電路320可以由控制電路來控制，以及可以根據(jù)操作模式而用作感測放大器或?qū)懭腧?qū)動(dòng)器。在驗(yàn)證/正常讀取操作期間，讀/寫電路320可以用作用于從存儲(chǔ)單元陣列讀取數(shù)據(jù)的感測放大器。此外，在編程操作期間，讀/寫電路320可以用作寫入驅(qū)動(dòng)器，寫入驅(qū)動(dòng)器根據(jù)要被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元陣列中的數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)位線。讀/寫電路320可以在編程操作期間從緩沖器(未示出)接收要被寫入在存儲(chǔ)單元陣列中的數(shù)據(jù)，以及可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)位線。出于此目的，讀/寫電路320可以包括分別與列(或位線)或列對(或位線對)相對應(yīng)的多個(gè)頁緩沖器322、324和326，且多個(gè)鎖存器(未示出)可以被包括在頁緩沖器322、324和326中的每個(gè)中。

圖4至圖11是圖示存儲(chǔ)器件150的各個(gè)方面的示意圖。

如圖4至圖11中所示，存儲(chǔ)器件150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1，且存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1中的每個(gè)可以被實(shí)現(xiàn)為三維(3D)結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)。各個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1可以包括沿第一方向至第三方向(例如，x軸方向、y軸方向和z軸方向)延伸的結(jié)構(gòu)。

各個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1可以包括沿第二方向延伸的多個(gè)NAND串NS(圖8)。多個(gè)NAND串NS可以沿第一方向和第三方向設(shè)置。每個(gè)NAND串NS可以電耦接至位線BL、至少一個(gè)源極選擇線SSL、至少一個(gè)接地選擇線GSL、多個(gè)字線WL、至少一個(gè)虛設(shè)字線DWL以及公共源極線CSL。各個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1可以電耦接至多個(gè)位線BL、多個(gè)源極選擇線SSL、多個(gè)接地選擇線GSL、多個(gè)字線WL、多個(gè)虛設(shè)字線DWL和多個(gè)公共源極線CSL。

圖5是圖4中所示的多個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1中的一個(gè)存儲(chǔ)塊BLKi的透視圖。圖6是沿圖5中所示的存儲(chǔ)塊BLKi的I-I′線截取的剖視圖。

參照圖5和圖6，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括沿第一方向至第三方向延伸的結(jié)構(gòu)。

存儲(chǔ)塊可以包括襯底5111，襯底5111包括用第一類型雜質(zhì)摻雜的硅材料。例如，襯底5111可以包括用p型雜質(zhì)摻雜的硅材料，或者可以是p型阱(例如，口袋型p阱)，并且包括圍繞p型阱的n型阱。雖然在示出的實(shí)施例中假設(shè)了襯底5111是p型硅，但是要注意的是，襯底5111不局限于是p型硅。

沿第一方向延伸的多個(gè)摻雜區(qū)5311至5314可以設(shè)置在襯底5111之上。摻雜區(qū)沿第三方向以恒定間隔分開。多個(gè)摻雜區(qū)5311至5314可以包含與襯底5111中所使用的雜質(zhì)不同的第二類型雜質(zhì)。例如，多個(gè)摻雜區(qū)5311至5314可以用n型雜質(zhì)摻雜。雖然這里假設(shè)第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314是n型，但是要注意的是，第一摻雜區(qū)5311至 第四摻雜區(qū)5314不局限于是n型。

在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的襯底5111之上的區(qū)域中，沿第一方向延伸的多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112可以沿第二方向以恒定間隔分開。電介質(zhì)材料區(qū)域5112與襯底5111也可以沿第二方向彼此分離預(yù)定距離。電介質(zhì)材料區(qū)域5112可以包括任何合適的電介質(zhì)材料，諸如例如氧化硅。

在兩個(gè)連續(xù)的摻雜區(qū)(例如，摻雜區(qū)5311與摻雜區(qū)5312)之間的襯底5111之上的區(qū)域中，多個(gè)柱體5113沿第一方向以恒定間隔分開。柱體5113沿第二方向延伸并且可以穿過電介質(zhì)材料區(qū)域5112，使得它們可以與襯底5111電耦接。每個(gè)柱體5113可以包括一種或更多種材料。例如，每個(gè)柱體5113可以包括內(nèi)層5115和外表面層5114。表面層5114可以包括用雜質(zhì)摻雜的摻雜硅材料。例如，表面層5114可以包括用與襯底5111相同類型的雜質(zhì)摻雜的硅材料。雖然這里作為示例而假設(shè)表面層5114可以包括p型硅，但是表面層5114不局限于是p型硅，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地設(shè)想其他實(shí)施例，在其他實(shí)施例中，襯底5111和柱體5113的表面層5114可以用n型雜質(zhì)來摻雜。

每個(gè)柱體5113的內(nèi)層5115可以由電介質(zhì)材料形成。內(nèi)層5115可以是或包括諸如例如氧化硅的電介質(zhì)材料。

在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的區(qū)域中，可以沿電介質(zhì)材料區(qū)域5112、柱體5113和襯底5111的暴露表面設(shè)置電介質(zhì)層5116。電介質(zhì)層5116的厚度可以小于電介質(zhì)材料區(qū)域5112之間的距離的一半。換句話說，在其中可以布置除電介質(zhì)材料5112和電介質(zhì)層5116之外的材料的區(qū)域可以被設(shè)置在(i)設(shè)置在電介質(zhì)材料區(qū)域5112的第一電介質(zhì)材料的底表面之上的電介質(zhì)層5116與(ii)設(shè)置在電介質(zhì)材料區(qū)域5112的第二電介質(zhì)材料的頂表面之上的電介質(zhì)層5116之間。電介質(zhì)材料區(qū)域5112位于第一電介質(zhì)材料之下。

在連續(xù)的摻雜區(qū)之間的區(qū)域中，諸如，在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的區(qū)域中，多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以設(shè)置在電介質(zhì)層5116的暴露表面之上。在與多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112交錯(cuò)的配置中，多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域沿第一方向延伸，且沿第二方向以恒定間隔分開。電介質(zhì)層5116填充導(dǎo)電材料區(qū)域與電介質(zhì)材料區(qū)域5112之間的空間。例如，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211可以設(shè)置在鄰近于襯底5111的電介質(zhì)材料區(qū)域5112與襯底5111之間。具體地，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211可以設(shè)置在(i)布置在襯底5111之上的電介質(zhì)層5116與(ii)布置在鄰近于襯底5111的電介質(zhì)材料區(qū)域5112的底表面之上的電介質(zhì)層5116之間。

沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291中的每個(gè)可以設(shè)置在(i)布置在電介 質(zhì)材料區(qū)域5112的一個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域的頂表面之上的電介質(zhì)層5116與(ii)布置在下一電介質(zhì)材料區(qū)域5112的底表面之上的電介質(zhì)層5116之間。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5221至5281可以設(shè)置在電介質(zhì)材料區(qū)域5112之間。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5291可以設(shè)置在最上電介質(zhì)材料5112之上。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以是或包括金屬材料。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以是或包括諸如多晶硅的導(dǎo)電材料。

在第二摻雜區(qū)5312與第三摻雜區(qū)5313之間的區(qū)域中，可以設(shè)置與第一摻雜區(qū)5311和第二摻雜區(qū)5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第二摻雜區(qū)5312與第三摻雜區(qū)5313之間的區(qū)域中，可以設(shè)置沿第一方向延伸的多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112、沿第一方向順序地布置且沿第二方向穿過多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112的多個(gè)柱體5113、設(shè)置在多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112和多個(gè)柱體5113的暴露表面之上的電介質(zhì)層5116以及沿第一方向延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5212至5292。

在第三摻雜區(qū)5313與第四摻雜區(qū)5314之間的區(qū)域中，可以設(shè)置與第一摻雜區(qū)5311和第二摻雜區(qū)5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第三摻雜區(qū)5313與第四摻雜區(qū)5314之間的區(qū)域中，可以設(shè)置沿第一方向延伸的多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112、沿第一方向順序地布置且沿第二方向穿過多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112的多個(gè)柱體5113、設(shè)置在多個(gè)電介質(zhì)材料區(qū)域5112和多個(gè)柱體5113的暴露表面之上的電介質(zhì)層5116以及沿第一方向延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5213至5293。

漏極5320可以分別設(shè)置在多個(gè)柱體5113之上。漏極5320可以是用第二類型雜質(zhì)摻雜的硅材料。漏極5320可以是用n型雜質(zhì)摻雜的硅材料。雖然為了方便起見而假設(shè)漏極5320包括n型硅，但是要注意的是，漏極5320不局限于是n型硅。例如，每個(gè)漏極5320的寬度可以大于每個(gè)對應(yīng)柱體5113的寬度。每個(gè)漏極5320可以以焊盤的形狀設(shè)置在每個(gè)對應(yīng)柱體5113的頂表面之上。

沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以設(shè)置在漏極5320之上。導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以沿第一方向順序地布置。各個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以與對應(yīng)區(qū)域的漏極5320電耦接。漏極5320與沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以通過接觸插塞電耦接。沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以是金屬材料。沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以是諸如多晶硅的導(dǎo)電材料。

在圖5和圖6中，各個(gè)柱體5113可以與沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293以及電介質(zhì)層5116一起形成串。各個(gè)柱體5113可以與沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293以及電介 質(zhì)層5116一起形成NAND串NS。每個(gè)NAND串NS可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS。

圖7是圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS的剖視圖。

參照圖7，在圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS中，電介質(zhì)層5116可以包括第一子電介質(zhì)層至第三子電介質(zhì)層5117、5118和5119。

柱體5113的每個(gè)中的p型硅的表面層5114可以用作本體(body)。鄰近于柱體5113的第一子電介質(zhì)層5117可以用作隧道電介質(zhì)層，并且可以包括熱氧化層。

第二子電介質(zhì)層5118可以用作電荷儲(chǔ)存層。第二子電介質(zhì)層5118可以用作電荷捕獲層，并且可以包括氮化物層或者諸如氧化鋁層或氧化鉿層等的金屬氧化物層。

鄰近于導(dǎo)電材料5233的第三子電介質(zhì)層5119可以用作阻擋電介質(zhì)層。鄰近于沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5233的第三子電介質(zhì)層5119可以被形成為單層或多層。第三子電介質(zhì)層5119可以是諸如氧化鋁層或氧化鉿層等的高k電介質(zhì)層，其具有比第一子電介質(zhì)層5117和第二子電介質(zhì)層5118大的介電常數(shù)。

導(dǎo)電材料5233可以用作柵極或控制柵極。即，柵極或控制柵極5233、阻擋電介質(zhì)層5119、電荷儲(chǔ)存層5118、隧道電介質(zhì)層5117和本體5114可以形成晶體管或存儲(chǔ)單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如，第一子電介質(zhì)層5117至第三子電介質(zhì)層5119可以形成氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，為了方便起見，柱體5113的每個(gè)中的p型硅的表面層5114將被稱作沿第二方向的本體。

存儲(chǔ)塊BLKi可以包括多個(gè)柱體5113。即，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括多個(gè)NAND串NS。詳細(xì)地，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括沿第二方向或垂直于襯底5111的方向延伸的多個(gè)NAND串NS。

每個(gè)NAND串NS可以包括沿第二方向布置的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS。每個(gè)NAND串NS的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS中的至少一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)可以用作源極選擇晶體管SST。每個(gè)NAND串NS的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS中的至少一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)可以用作接地選擇晶體管GST。

柵極或控制柵極可以對應(yīng)于沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293。換句話說，柵極或控制柵極可以沿第一方向延伸并且形成字線和至少兩個(gè)選擇線(至少一個(gè)源極選擇線SSL和至少一個(gè)接地選擇線GSL)。

沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以電耦接至NAND串NS的一端。 沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以用作位線BL。即，在一個(gè)存儲(chǔ)塊BLKi中，多個(gè)NAND串NS可以電耦接至一個(gè)位線BL。

沿第一方向延伸的第二類型摻雜區(qū)5311至5314可以被設(shè)置至NAND串NS的另一端。沿第一方向延伸的第二類型摻雜區(qū)5311至5314可以用作公共源極線CSL。

即，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括沿垂直于襯底5111的方向(例如，第二方向)延伸的多個(gè)NAND串NS，并且可以用作在其中多個(gè)NAND串NS電耦接至一個(gè)位線BL的NAND快閃存儲(chǔ)塊(例如，電荷捕獲型存儲(chǔ)器的NAND快閃存儲(chǔ)塊)。

雖然在圖5至圖7中圖示了沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293設(shè)置成9層，但是要注意的是，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293不局限于設(shè)置成9層。例如，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域可以設(shè)置成8層、16層或任意的多層。換句話說，在一個(gè)NAND串NS中，晶體管的數(shù)量可以是8、16或更多。

雖然在圖5至圖7中圖示了3個(gè)NAND串NS電耦接至一個(gè)位線BL，但是要注意的是，實(shí)施例不局限于具有電耦接至一個(gè)位線BL的3個(gè)NAND串NS。在存儲(chǔ)塊BLKi中，m個(gè)NAND串NS可以電耦接至一個(gè)位線BL，m是正整數(shù)。根據(jù)電耦接至一個(gè)位線BL的NAND串NS的數(shù)量，也可以控制沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293的數(shù)量以及公共源極線5311至5314的數(shù)量。

此外，雖然在圖5至圖7中圖示了3個(gè)NAND串NS電耦接至沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，但是要注意的是，實(shí)施例不局限于具有電耦接至沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的3個(gè)NAND串NS。例如，n個(gè)NAND串NS可以電耦接至沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，n是正整數(shù)。根據(jù)電耦接至沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的NAND串NS的數(shù)量，也可以控制位線5331至5333的數(shù)量。

圖8是圖示具有參照圖5至圖7所描述的第一結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊BLKi的等效電路圖。

參照圖8，塊BLKi可以具有在第一位線BL1與公共源極線CSL之間的多個(gè)NAND串NS11至NS31。第一位線BL1可以對應(yīng)于圖5和圖6中的沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331。NAND串NS12至NS32可以設(shè)置在第二位線BL2與公共源極線CSL之間。第二位線BL2可以對應(yīng)于圖5和圖6中的沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5332。NAND串NS13至NS33可以設(shè)置在第三位線BL3與公共源極線CSL之間。第三位線BL3可以對應(yīng)于圖5和圖6中的沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5333。

每個(gè)NAND串NS的源極選擇晶體管SST可以電耦接至對應(yīng)的位線BL。每個(gè)NAND 串NS的接地選擇晶體管GST可以電耦接至公共源極線CSL。存儲(chǔ)單元MC可以設(shè)置在每個(gè)NAND串NS的源極選擇晶體管SST與接地選擇晶體管GST之間。

在此示例中，NAND串NS可以以行和列為單位來定義，并且電耦接至一個(gè)位線的NAND串NS可以形成一列。電耦接至第一位線BL1的NAND串NS11至NS31可以對應(yīng)于第一列，電耦接至第二位線BL2的NAND串NS12至NS32可以對應(yīng)于第二列，以及電耦接至第三位線BL3的NAND串NS13至NS33可以對應(yīng)于第三列。電耦接至一個(gè)源極選擇線SSL的NAND串NS可以形成一行。電耦接至第一源極選擇線SSL1的NAND串NS11至NS13可以形成第一行，電耦接至第二源極選擇線SSL2的NAND串NS21至NS23可以形成第二行，以及電耦接至第三源極選擇線SSL3的NAND串NS31至NS33可以形成第三行。

在每個(gè)NAND串NS中，可以定義高度。在每個(gè)NAND串NS中，鄰近于接地選擇晶體管GST的存儲(chǔ)單元MC1的高度可以具有值“1”。在每個(gè)NAND串NS中，當(dāng)從襯底5111測量時(shí)，存儲(chǔ)單元的高度可以隨存儲(chǔ)單元靠近源極選擇晶體管SST而增大。例如，在每個(gè)NAND串NS中，鄰近于源極選擇晶體管SST的存儲(chǔ)單元MC6的高度可以是7。

同一行中的NAND串NS的源極選擇晶體管SST可以共享源極選擇線SSL。不同行中的NAND串NS的源極選擇晶體管SST可以分別電耦接至不同的源極選擇線SSL1、SSL2和SSL3。

同一行中的NAND串NS中的同一高度處的存儲(chǔ)單元可以共享字線WL。即，在同一高度處，電耦接至不同行中的NAND串NS的存儲(chǔ)單元MC的字線WL可以電耦接。同一行的NAND串NS中的同一高度處的虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC可以共享虛設(shè)字線DWL。即，在同一高度或同一水平處，電耦接至不同行中的NAND串NS的虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC的虛設(shè)字線DWL可以電耦接。

位于同一水平或同一高度或同一層處的字線WL或虛設(shè)字線DWL可以在其中可以設(shè)置有沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293的層處彼此電耦接。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293可以通過接觸共同地電耦接至上層。在上層處，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293可以電耦接。換句話說，同一行中的NAND串NS的接地選擇晶體管GST可以共享接地選擇線GSL。此外，不同行中的NAND串NS的接地選擇晶體管GST可以共享接地選擇線GSL。即，NAND串NS11至NS13、NS21至NS23和NS31至NS33可以電耦接至接地選擇線GSL。

公共源極線CSL可以電耦接至NAND串NS。在有源區(qū)之上和襯底5111之上，第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314可以電耦接。第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314可以通過接觸電耦接至上層，并且在上層處，第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314可以電耦接。

例如，如圖8中所示，同一高度或同一水平處的字線WL可以電耦接。因此，當(dāng)特定高度處的字線WL被選中時(shí)，電耦接至該字線WL的所有NAND串NS可以被選中。不同行中的NAND串NS可以電耦接至不同的源極選擇線SSL。因此，在電耦接至同一字線WL的NAND串NS之中，通過選擇源極選擇線SSL1至SSL3中的一個(gè)，未選中行中的NAND串NS可以與位線BL1至BL3電隔離。換句話說，通過選擇源極選擇線SSL1至SSL3中的一個(gè)，一行NAND串NS可以被選中。此外，通過選擇位線BL1至BL3中的一個(gè)，選中行中的NAND串NS可以以列為單位而被選中。

在每個(gè)NAND串NS中，可以設(shè)置有虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC。在圖8中，在每個(gè)NAND串NS中，虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC可以設(shè)置在第三存儲(chǔ)單元MC3與第四存儲(chǔ)單元MC4之間。即，第一存儲(chǔ)單元MC1至第三存儲(chǔ)單元MC3可以設(shè)置在虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC與接地選擇晶體管GST之間。第四存儲(chǔ)單元MC4至第六存儲(chǔ)單元MC6可以設(shè)置在虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC與源極選擇晶體管SST之間。每個(gè)NAND串NS的存儲(chǔ)單元MC可以被虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC劃分為存儲(chǔ)單元組。在劃分的存儲(chǔ)單元組中，鄰近于接地選擇晶體管GST的存儲(chǔ)單元(例如，MC1至MC3)可以被稱作下存儲(chǔ)單元組，而鄰近于源極選擇晶體管SST的存儲(chǔ)單元(例如，MC4至MC6)可以被稱作上存儲(chǔ)單元組。

在下文中將參照圖9至圖11來進(jìn)行詳細(xì)描述，圖9至圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器件。

具體地，圖9是示意性圖示利用三維(3D)非易失性存儲(chǔ)器件(其不同于以上參照圖5至圖8描述的第一結(jié)構(gòu))來實(shí)施的存儲(chǔ)器件的透視圖。圖10是圖示沿圖9的VII-VII′線截取的存儲(chǔ)塊BLKj的剖視圖。

參見圖9和圖10，存儲(chǔ)塊BLKj可以包括沿第一方向至第三方向延伸的結(jié)構(gòu)，且可以包括襯底6311。襯底6311可以包括用第一類型雜質(zhì)摻雜的硅材料。例如，襯底6311可以包括用p型雜質(zhì)摻雜的硅材料，或者可以是p型阱(例如，口袋型p阱)，并且包括圍繞p型阱的n型阱。雖然在示出的實(shí)施例中假設(shè)襯底6311是p型硅，但是要注意的是，襯底6311不局限于是p型硅。

沿x軸方向和y軸方向延伸的第一導(dǎo)電材料區(qū)域6321至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6324設(shè)置在襯底6311之上。第一導(dǎo)電材料區(qū)域6321至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6324可以沿z軸方向 分離預(yù)定距離。

沿x軸方向和y軸方向延伸的第五導(dǎo)電材料區(qū)域6325至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6328可以設(shè)置在襯底6311之上。第五導(dǎo)電材料區(qū)域6325至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6328可以沿z軸方向分離預(yù)定距離。第五導(dǎo)電材料區(qū)域6325至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6328可以沿y軸方向與第一導(dǎo)電材料區(qū)域6321至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6324分離。

可以設(shè)置有穿過第一導(dǎo)電材料區(qū)域6321至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6324的多個(gè)下柱體DP。每個(gè)下柱體DP沿z軸方向延伸。此外，可以設(shè)置有穿過第五導(dǎo)電材料區(qū)域6325至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6328的多個(gè)上柱體UP。每個(gè)上柱體UP沿z軸方向延伸。

下柱體DP和上柱體UP中的每個(gè)柱體可以包括內(nèi)部材料6361、中間層6362和表面層6363。中間層6362可以用作單元晶體管的溝道。表面層6363可以包括阻擋電介質(zhì)層、電荷儲(chǔ)存層和隧道電介質(zhì)層。

下柱體DP和上柱體UP可以通過管柵PG電耦接。管柵PG可以布置在襯底6311中。例如，管柵PG可以包括與下柱體DP和上柱體UP相同的材料。

沿x軸方向和y軸方向延伸的第二類型的摻雜材料6312可以設(shè)置在下柱體DP之上。例如，第二類型的摻雜材料6312可以包括n型硅材料。第二類型的摻雜材料6312可以用作公共源極線CSL。

漏極6340可以設(shè)置在上柱體UP之上。漏極6340可以包括n型硅材料。沿y軸方向延伸的第一上導(dǎo)電材料區(qū)域6351和第二上導(dǎo)電材料區(qū)域6352可以設(shè)置在漏極6340之上。

第一上導(dǎo)電材料區(qū)域6351與第二上導(dǎo)電材料區(qū)域6352可以沿x軸方向分離。第一上導(dǎo)電材料區(qū)域6351和第二上導(dǎo)電材料區(qū)域6352可以由金屬形成。第一上導(dǎo)電材料區(qū)域6351和第二上導(dǎo)電材料區(qū)域6352與漏極6340可以通過接觸插塞電耦接。第一上導(dǎo)電材料區(qū)域6351和第二上導(dǎo)電材料區(qū)域6352分別用作第一位線BL1和第二位線BL2。

第一導(dǎo)電材料6321可以用作源極選擇線SSL，第二導(dǎo)電材料6322可以用作第一虛設(shè)字線DWL1，以及第三導(dǎo)電材料6323和第四導(dǎo)電材料6324分別用作第一主字線MWL1和第二主字線MWL2。第五導(dǎo)電材料6325和第六導(dǎo)電材料6326分別用作第三主字線MWL3和第四主字線MWL4，第七導(dǎo)電材料6327可以用作第二虛設(shè)字線DWL2，以及第八導(dǎo)電材料6328可以用作漏極選擇線DSL。

下柱體DP和鄰近于下柱體DP的第一導(dǎo)電材料區(qū)域6321至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6324 形成下串。上柱體UP和鄰近于上柱體UP的第五導(dǎo)電材料區(qū)域6325至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6328形成上串。下串與上串可以通過管柵PG電耦接。下串的一端可以電耦接至用作公共源極線CSL的第二類型的摻雜材料6312。上串的一端可以通過漏極6340電耦接至對應(yīng)的位線。一個(gè)下串和一個(gè)上串形成一個(gè)單元串，該單元串電耦接在第二類型的摻雜材料6312(用作公共源極線CSL)與上導(dǎo)電材料層6351和6352(用作位線BL)中對應(yīng)的一個(gè)之間。

即，下串可以包括源極選擇晶體管SST、第一虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC1以及第一主存儲(chǔ)單元MMC1和第二主存儲(chǔ)單元MMC2。上串可以包括第三主存儲(chǔ)單元MMC3和第四主存儲(chǔ)單元MMC4、第二虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC2以及漏極選擇晶體管DST。

在圖9和圖10中，上串和下串可以形成NAND串NS，且NAND串NS可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS。由于以上參照圖7詳細(xì)描述了包括在圖9和圖10的NAND串NS中的晶體管結(jié)構(gòu)，因此這里將省略對其的詳細(xì)描述。

圖11是圖示具有如上面參照圖9和圖10描述的第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊BLKj的等效電路的電路圖。為了方便起見，僅示出了第二結(jié)構(gòu)中的在存儲(chǔ)塊BLKj中形成對的第一串和第二串。

參照圖11，在具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊BLKj中，可以以定義多個(gè)對的方式來設(shè)置單元串，如以上參照圖9和圖10所描述的，每個(gè)單元串利用經(jīng)由管柵PG電耦接的一個(gè)上串和一個(gè)下串來實(shí)施。

例如，在具有第二結(jié)構(gòu)的特定存儲(chǔ)塊BLKj中，沿第一溝道CH1(未示出)層疊的存儲(chǔ)單元CG0至CG31、例如至少一個(gè)源極選擇柵極SSG1和至少一個(gè)漏極選擇柵極DSG1可以形成第一串ST1，以及沿第二溝道CH2(未示出)層疊的存儲(chǔ)單元CG0至CG31、例如至少一個(gè)源極選擇柵極SSG2和至少一個(gè)漏極選擇柵極DSG2可以形成第二串ST2。

第一串ST1和第二串ST2可以電耦接至同一漏極選擇線DSL和同一源極選擇線SSL。第一串ST1可以電耦接至第一位線BL1，而第二串ST2可以電耦接至第二位線BL2。

雖然在圖11中描述了第一串ST1和第二串ST2電耦接至同一漏極選擇線DSL和同一源極選擇線SSL，但是可以設(shè)想第一串ST1和第二串ST2可以電耦接至同一源極選擇線SSL和同一位線BL，第一串ST1可以電耦接至第一漏極選擇線DSL1，而第二串ST2可以電耦接至第二漏極選擇線DSL2。此外，可以設(shè)想第一串ST1和第二串ST2可以電 耦接至同一漏極選擇線DSL和同一位線BL，第一串ST1可以電耦接至第一源極選擇線SSL1，而第二串ST2可以電耦接至第二源極選擇線SSL2。

圖12和圖13是示意性地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的針對存儲(chǔ)系統(tǒng)110中的存儲(chǔ)器件150的數(shù)據(jù)處理操作的示例的示圖。

在數(shù)據(jù)處理操作期間，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以通過對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至存儲(chǔ)器件150中的舊數(shù)據(jù)來更新儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中的數(shù)據(jù)。在所描述的實(shí)施例中，可以通過控制器130來執(zhí)行存儲(chǔ)系統(tǒng)110中的數(shù)據(jù)處理。然而，要注意的是，可以通過控制器130的處理器134(例如，經(jīng)由上述的FTL)來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。

在當(dāng)前實(shí)施例中，響應(yīng)于用于通過對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至選中區(qū)域中的舊數(shù)據(jù)來更新儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150的選中存儲(chǔ)區(qū)域中的數(shù)據(jù)的編程命令，控制器130可以將新數(shù)據(jù)編程至除選中存儲(chǔ)區(qū)域之外的新存儲(chǔ)空間中。選中存儲(chǔ)區(qū)域可以是存儲(chǔ)器件150的多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的選中塊中包括的多個(gè)頁之中的選中頁。因此，新存儲(chǔ)空間可以是例如選中塊的另一頁或者另一塊的多個(gè)頁中的一頁。由于數(shù)據(jù)可以被更新，因此舊數(shù)據(jù)可以變成無效的，且舊數(shù)據(jù)的頁可以變成無效頁。

例如，控制器130可以執(zhí)行編程操作以將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的第一頁中。然后，當(dāng)接收到用于更新儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的第一頁中的數(shù)據(jù)的編程命令和新數(shù)據(jù)時(shí)，控制器130可以將新數(shù)據(jù)編程至除第一存儲(chǔ)塊的第一頁之外的新存儲(chǔ)空間(例如，第一存儲(chǔ)塊的第二頁或第二存儲(chǔ)塊的第一頁)中。此時(shí)，控制器130可以將先前儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的第一頁中的舊數(shù)據(jù)設(shè)置為無效數(shù)據(jù)，以及將第一存儲(chǔ)塊的第一頁設(shè)置為無效頁。

然后，控制器130可以對無效頁執(zhí)行垃圾收集(GC)操作。在GC操作期間，包括在與無效頁的存儲(chǔ)塊(被稱作“犧牲塊”)相同的存儲(chǔ)塊中的有效頁的有效數(shù)據(jù)可以被移動(dòng)至存儲(chǔ)器件150的多個(gè)塊之中的空存儲(chǔ)塊(被稱作“目標(biāo)塊”)。

參見圖12，控制器130可以將數(shù)據(jù)編程至存儲(chǔ)器件1200的塊0至塊i(1210至1240)中的一個(gè)塊中。

在圖2中示出的當(dāng)前實(shí)施例中，塊0至塊i中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁區(qū)1212至1248，每個(gè)頁區(qū)包括預(yù)定數(shù)量的頁。圖12還提供映射列表1250，映射列表1250包括以頁區(qū)為單位或以頁為單位的數(shù)據(jù)更新信息。例如，針對每個(gè)存儲(chǔ)塊中包括的每個(gè)頁的數(shù)據(jù)更新信息可以包括在映射列表1250中。數(shù)據(jù)更新信息可以表示對應(yīng)的頁區(qū)是否包括由對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至選中頁中的舊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)更新操作所導(dǎo)致的無效頁。數(shù)據(jù)更新信息可以表示對應(yīng)的頁區(qū)是否包括與無效頁相對應(yīng)的頁。在當(dāng)前實(shí)施例中，控制器130 可以通過映射列表1250來識別用于GC操作的無效頁和犧牲塊。映射列表1250可以儲(chǔ)存在控制器130的存儲(chǔ)器144中，或者儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的存儲(chǔ)塊(例如，塊i)中。

邏輯到物理(L2P)信息1300和物理到邏輯(P2L)信息1350可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的一個(gè)存儲(chǔ)塊(例如，塊i)中。

如圖12中所例示的，存儲(chǔ)器件1200可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊0至i，存儲(chǔ)塊0至i中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁區(qū)1212至1248，以及多個(gè)頁區(qū)中的每個(gè)可以包括預(yù)設(shè)數(shù)量的頁。例如，存儲(chǔ)器件1200的塊0可以包括每個(gè)頁區(qū)包括6個(gè)頁的四個(gè)頁區(qū)0至3(1212至1218)。在圖12的示例中，存儲(chǔ)器件1200的每個(gè)塊(塊0(1210)、塊1(1220)、塊2(1230)和塊i(1240))可以被劃分為每個(gè)頁區(qū)包括6個(gè)頁的多個(gè)頁區(qū)。

如圖12中所例示的，儲(chǔ)存在塊0至塊i中的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)更新信息可以分別儲(chǔ)存在映射列表1250的第一行1260至第i行1290中。存儲(chǔ)塊0至存儲(chǔ)塊i可以分別對應(yīng)于映射列表1250的第一行1260至第i行1290。映射列表1250的第一行1260至第i行1290中的每個(gè)可以包括位圖形式的儲(chǔ)存在對應(yīng)的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)更新信息。

在當(dāng)前實(shí)施例中，映射列表1250的每行1260至1290中的位可以分別對應(yīng)于對應(yīng)存儲(chǔ)塊的全部頁，這意味著可以將一個(gè)位分配給針對頁區(qū)的每個(gè)頁的數(shù)據(jù)更新信息。映射列表1250的每行1260至1290中的每個(gè)位可以基于對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至選中頁中的舊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)更新操作來指示頁是有效頁還是無效頁。例如，當(dāng)控制器130響應(yīng)于用于更新儲(chǔ)存在塊0的第一頁中的數(shù)據(jù)的編程命令和新數(shù)據(jù)而在除塊0的第一頁之外的存儲(chǔ)空間中用新數(shù)據(jù)來執(zhí)行編程操作時(shí)，控制器130可以將塊0的第一頁設(shè)置為無效頁。此外，在映射表1250的第一行1260至第i行1290中的與塊0相對應(yīng)的一行中，控制器130可以將與第一頁相對應(yīng)的位設(shè)置為具有值“1”，以及可以將與其他頁相對應(yīng)的其他位設(shè)置為具有值“0”。

映射列表1250的每行1260至1290中的位可以分組成多個(gè)位區(qū)1262至1298，多個(gè)位區(qū)1262至1298分別對應(yīng)于多個(gè)頁區(qū)1212至1248。例如，當(dāng)每個(gè)頁區(qū)1212至1248包括6個(gè)頁時(shí)，每個(gè)位區(qū)1262至1298可以包括分別與6個(gè)頁相對應(yīng)的6個(gè)位。換句話說，映射列表1259的行1260至行1290可以對應(yīng)于存儲(chǔ)器件1200的各個(gè)塊0至i，行1260至行1290的多個(gè)位區(qū)1262至1298可以對應(yīng)于存儲(chǔ)塊0至存儲(chǔ)塊i的各個(gè)頁區(qū)1212至1248，以及多個(gè)位區(qū)1262至1298中的位可以對應(yīng)于多個(gè)頁區(qū)1212至1248中的各個(gè)頁。

在實(shí)施例中，映射列表1250的每行1260至1290中的位可以分別對應(yīng)于對應(yīng)存儲(chǔ)塊的全部頁區(qū)，這意味著將一個(gè)位分配給每個(gè)頁區(qū)的數(shù)據(jù)更新信息。每行1260至1290 中的每個(gè)位可以指示沒有無效頁的有效頁區(qū)或者包括由對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至選中頁中的舊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)更新操作所導(dǎo)致的一個(gè)或更多個(gè)無效頁的無效頁區(qū)。例如，當(dāng)控制器響應(yīng)于用于更新儲(chǔ)存在塊0的第一頁中的數(shù)據(jù)的編程命令和新數(shù)據(jù)而在除塊0的第一頁之外的存儲(chǔ)空間中用新數(shù)據(jù)執(zhí)行編程操作時(shí)，控制器130可以將塊0的第一頁設(shè)置為無效頁。此外，在映射列表1250的第一行1260至第i行1290中的與塊0相對應(yīng)的一行中，控制器130可以將與包括第一頁的頁區(qū)相對應(yīng)的位設(shè)置為具有值“1”，以及可以將與其他頁區(qū)相對應(yīng)的其他位設(shè)置為具有值“0”。

每行1260至1290中的位可以分別儲(chǔ)存在多個(gè)位區(qū)1262至1298中，多個(gè)位區(qū)1262至1298分別對應(yīng)于對應(yīng)存儲(chǔ)塊0至i的多個(gè)頁區(qū)1212至1248。映射列表1250的行1260至1290可以對應(yīng)于存儲(chǔ)器件1200的各個(gè)塊0至i，行1260至行1290的多個(gè)位區(qū)1262至1298可以對應(yīng)于存儲(chǔ)塊0至存儲(chǔ)塊i的各個(gè)頁區(qū)1212至1248。

在下文中，假設(shè)塊0至塊2(1210至1230)中的每個(gè)是封閉塊，以及塊i(1240)是目標(biāo)塊，在封閉塊中，全部頁都填滿了編程數(shù)據(jù)。

如圖13中所例示的，控制器130可以產(chǎn)生L2P信息1300和P2L信息1350，L2P信息1300包含封閉塊0至2(1210至1230)的頁中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的邏輯地址1305與物理地址1310之間的關(guān)系，P2L信息1350包含封閉塊0至2(1210至1230)的頁中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號的信息。

L2P信息1300可以包括關(guān)于儲(chǔ)存在封閉塊0至2(1210至1230)的頁中的數(shù)據(jù)的物理映射信息。P2L信息1350可以包括關(guān)于儲(chǔ)存在封閉塊0至2(1210至1230)的頁中的數(shù)據(jù)的邏輯映射信息。例如，P2L信息1350可以包括塊0P2L表1360、塊1P2L表1370以及塊2P2L表1380，塊0P2L表1360包含儲(chǔ)存在塊0(1210)的各個(gè)頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號，塊1P2L表1370包含儲(chǔ)存在塊1(1220)的各個(gè)頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號，塊2P2L表1380包含儲(chǔ)存在塊2(1230)的各個(gè)頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號。

在實(shí)施例中，響應(yīng)于編程命令(其用于通過對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至封閉塊0至2(1210至1230)的選中頁中的舊數(shù)據(jù)來更新封閉塊0至2(1210至1230)之中的選中塊中包括的多個(gè)頁之中的選中頁中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù))，控制器130可以將新數(shù)據(jù)編程至存儲(chǔ)器件150中的除選中頁之外的存儲(chǔ)空間(例如，封閉塊0至2(1210至1230)的另一頁或除封閉塊0至2(1210至1230)之外的另一塊的多個(gè)頁中的一頁)中。由于數(shù)據(jù)被更新，因此舊數(shù)據(jù)可以變成無效的，以及舊數(shù)據(jù)的頁可以變成無效頁。相應(yīng)地，控制器130可以更新L2P信息1300和P2L信息1350以及映射列表1250以反映對新數(shù)據(jù)的編程和無效頁的設(shè)置。

例如，根據(jù)對塊0的頁1、頁4、頁9和頁14中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的更新，控制器130可以將塊0的無效頁1、4、9和14的數(shù)據(jù)更新信息儲(chǔ)存在映射列表1250中與塊0相對應(yīng)的第一行1260處的與包括無效頁1和4的頁區(qū)0(1212)相對應(yīng)的第一位區(qū)1262、與包括無效頁9的頁區(qū)1(1214)相對應(yīng)的第二位區(qū)1264以及與包括無效頁14的頁區(qū)2(1216)相對應(yīng)的第三位區(qū)1266中。當(dāng)一個(gè)位被分配給每個(gè)頁區(qū)的數(shù)據(jù)更新信息時(shí)，控制器130可以將與塊0的頁區(qū)0至2(1212至1216)相對應(yīng)的位設(shè)置為具有值“1”。當(dāng)一個(gè)位被分配給頁區(qū)中的每個(gè)頁的數(shù)據(jù)更新信息時(shí)，控制器130可以將與塊0的無效頁1、4、9和14相對應(yīng)的位設(shè)置為具有值“1”。此外，控制器130可以將與有效頁區(qū)或有效頁相對應(yīng)的其他位設(shè)置為具有值“0”。

為了執(zhí)行GC操作，控制器130可以識別存儲(chǔ)器件1200的存儲(chǔ)塊中包括的無效頁?？刂破?30可以通過查閱L2P信息1300和P2L信息1350來識別無效頁。為了查閱L2P信息1300和P2L信息1350，控制器130可以加載儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的任意存儲(chǔ)塊中的L2P信息1300和P2L信息1350。對整個(gè)L2P信息1300和P2L信息1350的查閱可能導(dǎo)致超負(fù)載(overload)，以及減慢存儲(chǔ)器件的操作。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器130可以通過查閱包括無效頁的信息或數(shù)據(jù)更新信息的映射列表1250來以對L2P信息1300和P2L信息1350減少的查閱來執(zhí)行GC操作。

在以上實(shí)施例中，在與塊0相對應(yīng)的第一行1260處的第一位區(qū)1262至第三位區(qū)1266中，映射列表1250可以包括無效頁1、4、9和14的數(shù)據(jù)更新信息或包含無效頁1、4、9和14的頁區(qū)0至2(1212至1216)的數(shù)據(jù)更新信息。因此，控制器130可以通過查閱映射列表1250來識別無效頁1、4、9和14。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器130可以通過對無效頁的識別來識別存儲(chǔ)塊0至存儲(chǔ)塊2之中的具有最大數(shù)量的無效頁的犧牲塊。例如，當(dāng)具有無效頁1、4、9和14的塊0具有最大數(shù)量的無效頁時(shí)，控制器130可以將塊0識別為犧牲塊。此外，控制器130可以通過對無效頁和犧牲塊的識別來識別犧牲塊中包括的有效頁。

在映射列表1250的每行1260至1290中的位分別對應(yīng)于對應(yīng)存儲(chǔ)塊的全部頁區(qū)或者一個(gè)位被分配給每個(gè)頁區(qū)的數(shù)據(jù)更新信息的情況下，為了識別有效頁，控制器130可以查閱映射列表1250中的行1260至行1290之中的與犧牲塊相對應(yīng)的特定行，以及查閱L2P信息1300和P2L信息1350中的與犧牲塊相對應(yīng)的特定片段。

在以上例示的情況中，映射列表1250可以在第一位區(qū)1262至第三位區(qū)1266中包括包含無效頁1、4、9和14的頁區(qū)0至2(1212至1216)的數(shù)據(jù)更新信息，同時(shí)在與犧牲塊(即，塊0)相對應(yīng)的第一行1260處的第四位區(qū)1268中包括不具有無效頁的頁 區(qū)3(1218)的數(shù)據(jù)更新信息。

在此示例情況中，控制器130可以根據(jù)映射列表1250中的與犧牲塊相對應(yīng)的第一行1260處的數(shù)據(jù)更新信息來將頁區(qū)3(1218)中的全部頁識別為有效頁。

此外，在此示例情況中，根據(jù)映射列表1250中的與犧牲塊(即，塊0)相對應(yīng)的第一行1260處的第一位區(qū)1262至第三位區(qū)1266中的包括無效頁1、4、9和14的頁區(qū)0至2(1212至1216)的數(shù)據(jù)更新信息，控制器130可以通過查閱L2P信息1300和P2L信息1350中的與犧牲塊(即，塊0)相對應(yīng)的特定片段(例如，P2L信息1350的塊0P2L表1360)而非查閱整個(gè)L2P信息1300和P2L信息1350來將頁區(qū)0至2(1212至1216)中包括的除無效頁1、4、9和14之外的剩余頁識別為有效頁。

相應(yīng)地，控制器130可以通過查閱映射列表1250的行1260至行1290之中的與犧牲塊相對應(yīng)的特定一行以及L2P信息1300和P2L信息1350中的與犧牲塊相對應(yīng)的特定片段來識別犧牲塊中包括的全部有效頁。

在映射列表1250的每行1260至1290中的位分別對應(yīng)于對應(yīng)存儲(chǔ)塊的全部頁或一個(gè)位被分配給頁區(qū)中的每個(gè)頁的數(shù)據(jù)更新信息的情況中，為了識別有效頁，控制器130可以查閱映射列表1250中的行1260至行1290之中的與犧牲塊相對應(yīng)的特定一行，而不查閱L2P信息1300和P2L信息1350。

在以上例示的情況中，映射列表1250可以在與犧牲塊(即，塊0)相對應(yīng)的第一行1260處包括無效頁1、4、9和14的數(shù)據(jù)更新信息，同時(shí)包括剩余頁的數(shù)據(jù)更新信息。

在此示例情況中，控制器130可以根據(jù)映射列表1250中的與犧牲塊相對應(yīng)的第一行1260處的數(shù)據(jù)更新信息來將第一行1260處的除無效頁1、4、9和14之外的剩余頁識別為有效頁。

相應(yīng)地，控制器130可以通過查閱映射列表1250的行1260至行1290之中的與犧牲塊相對應(yīng)的特定一行而不進(jìn)一步查閱L2P信息1300和P2L信息1350來識別犧牲塊中包括的全部有效頁。

因此，通過這種對犧牲塊中包括的無效頁和有效頁的識別，控制器130可以執(zhí)行對識別的犧牲塊的GC操作。

現(xiàn)在參照圖14，在步驟1410處，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以根據(jù)通過對新數(shù)據(jù)編程以取代先前被編程至存儲(chǔ)器件150中的舊數(shù)據(jù)的對存儲(chǔ)器件150中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的更新來更新映射列表1250的數(shù)據(jù)更新信息。在步驟1420處，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以基于映射列表1250中 的數(shù)據(jù)更新信息來識別無效頁(即，上述的示例情況中的無效頁1、4、9和14)，從而識別犧牲塊(即，上述的示例情況中的塊0)。在步驟1430處，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以識別在步驟1420處識別的犧牲塊中包括的全部有效頁。在步驟1440處，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以基于犧牲塊中的識別的無效頁和有效頁來對識別的犧牲塊執(zhí)行GC操作。例如，在GC操作期間，可以將犧牲塊中的有效頁中的數(shù)據(jù)移動(dòng)至目標(biāo)塊。

可以如參照圖12和圖13所述地執(zhí)行映射列表1250的數(shù)據(jù)更新操作、對無效頁、犧牲塊和犧牲塊中的有效頁的識別以及對犧牲塊的GC操作。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法可以使存儲(chǔ)系統(tǒng)的復(fù)雜度和性能劣化最小，從而快速且有效地對存儲(chǔ)器件處理數(shù)據(jù)。

雖然已經(jīng)出于說明的目的描述了各種實(shí)施例，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，在不脫離所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出各種改變和變型。