包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)系統(tǒng)及操作方法
【專利摘要】在一種操作包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法中，在將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線的同時(shí)，從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)?；谒龆鄠€(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與多個(gè)電壓狀態(tài)之中的至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓?；跈z測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓。通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。
【專利說明】包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)系統(tǒng)及操作方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2015年3月6日提交的第10-2015-0031734號(hào)韓國專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過引用整體合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備，更具體地講，涉及一種存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件由諸如硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)或磷化銦(InP)等的半導(dǎo)體材料制造。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件一般分為易失性存儲(chǔ)器件和非易失性存儲(chǔ)器件。
[0005]易失性存儲(chǔ)器當(dāng)其電源被切斷時(shí)丟失儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。易失性存儲(chǔ)器包括靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)和同步DRAM(SDRAM)等。非易失性存儲(chǔ)器件即使在沒有恒定電源時(shí)也保持儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。非易失性存儲(chǔ)器的示例包括只讀存儲(chǔ)器(R0M)、可編程ROM (PROM)、電可編程ROM (EPROM)、電可擦除可編程ROM (EEPROM)、閃速存儲(chǔ)器、相變RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、電阻RAM(RRAM)和鐵電RAM(FRAM)等。閃速存儲(chǔ)器一般分為NOR閃速存儲(chǔ)器和NAND閃速存儲(chǔ)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]實(shí)施例提供一種具有改善的可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于操作包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，包括:在將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線的同時(shí)，從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)；基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓；基于檢測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓；以及通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括:半導(dǎo)體單元陣列，包括分別連接至多個(gè)字線的多個(gè)頁，其中，所述多個(gè)頁中的每個(gè)包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元；以及控制器，適用于通過將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線來從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)，基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與所述多個(gè)電壓狀態(tài)之中的至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓，基于檢測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓，以及通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種具有改善的可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法。
[0010]現(xiàn)在，在下文中將參照附圖來更加充分地描述示例實(shí)施例；然而，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為不同形式且不應(yīng)當(dāng)理解為局限于本文所闡述的實(shí)施例。更確切地說，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完整的，這些實(shí)施例將把示例實(shí)施例的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0011]在附圖中，為了清楚起見可以夸大尺寸。將理解的是，當(dāng)元件被稱為“在”兩個(gè)元件“之間”時(shí)，它可以是所述兩個(gè)元件之間的唯一元件，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間元件。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。
【附圖說明】
[0012]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的框圖。
[0013]圖2是示出圖1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖。
[0014]圖3是示出圖2的存儲(chǔ)單元陣列的框圖。
[0015]圖4是示出當(dāng)執(zhí)行最低有效位(LSB)編程和最高有效位(MSB)編程時(shí)，存儲(chǔ)單元的閾值電壓分布的不圖。
[0016]圖5是示出MSB編程完成之后，第一電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)被偏移的示圖。
[0017]圖6是示出通過圖1的存儲(chǔ)系統(tǒng)來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)的操作方法的流程圖。
[0018]圖7是示出圖6的步驟SllO的實(shí)施例的流程圖。
[0019]圖8是示出測(cè)試電壓的示圖。
[0020]圖9是示出檢測(cè)改變的第二電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)的中心電壓的方法的示圖。
[0021]圖10是示出響應(yīng)于中心電壓來設(shè)置讀取電壓的方法的示圖。
[0022]圖11是示出查找表的概念圖。
[0023]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作方法的流程圖。
[0024]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作方法的流程圖。
[0025]圖14是示出實(shí)現(xiàn)圖1的控制器的實(shí)施例的框圖。
[0026]圖15是示出圖1的存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在以下詳細(xì)描述中，僅示出和描述了本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所將認(rèn)識(shí)到的，在全部不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以以各種方式修改所描述的實(shí)施例。因此，附圖和描述被認(rèn)為在本質(zhì)上是說明性的而非限制性的。
[0028]在整個(gè)說明書中，當(dāng)元件被稱為“連接至”另一元件時(shí)，其可以直接連接至所述另一元件，或者可以在一個(gè)或更多個(gè)中間元件設(shè)置在它們之間的情況下間接連接至所述另一元件。另外，當(dāng)元件被稱為“包括”組件時(shí)，這表示該元件還可以包括其他組件。
[0029]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)50的框圖。
[0030]參照?qǐng)D1，存儲(chǔ)系統(tǒng)50包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100和控制器200。
[0031]半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100在控制器200的控制下操作。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100包括存儲(chǔ)單元陣列110和用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元陣列110的外圍電路120。存儲(chǔ)單元陣列110包括多個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元。
[0032]外圍電路120在控制器200的控制下操作。外圍電路120在控制器200的控制下將數(shù)據(jù)編程至存儲(chǔ)單元陣列110。外圍電路120被配置為從存儲(chǔ)單元陣列110讀取數(shù)據(jù)并且擦除存儲(chǔ)單元陣列110的數(shù)據(jù)。
[0033]在實(shí)施例中，可以以頁為單位來執(zhí)行半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的讀取操作和編程操作?？梢砸源鎯?chǔ)塊為單位來執(zhí)行半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的擦除操作。
[0034]在編程操作期間，外圍電路120可以從控制器200接收表示編程操作的物理塊地址、寫入數(shù)據(jù)和用于執(zhí)行編程操作的命令?？梢酝ㄟ^物理塊地址來選擇一個(gè)存儲(chǔ)塊和包括在其中的一個(gè)頁。外圍電路120可以將寫入數(shù)據(jù)編程至選中頁。
[0035]在讀取操作期間，外圍電路120可以從控制器200接收表示讀取操作的物理塊地址以及用于執(zhí)行讀取操作的命令(在下文中，被稱為讀取命令)。可以通過物理塊地址來選擇一個(gè)存儲(chǔ)塊和包括在其中的一個(gè)頁。外圍電路120可以從選中頁讀取數(shù)據(jù)，以及將讀取數(shù)據(jù)(在下文中，被稱為頁數(shù)據(jù))輸出至控制器200。
[0036]在擦除操作期間，外圍電路120可以從控制器200接收表示擦除操作的命令和物理塊地址。物理塊地址可以指定一個(gè)存儲(chǔ)塊。外圍電路120可以擦除與物理塊地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)。
[0037]半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100是非易失性存儲(chǔ)器件。作為實(shí)施例，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100可以是閃速存儲(chǔ)器件。
[0038]控制器200控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的一般操作。控制器200被配置為響應(yīng)于來自外部主機(jī)的請(qǐng)求來訪問半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100。
[0039]控制器200包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 210、存儲(chǔ)器控制器220和錯(cuò)誤校正塊230。
[0040]RAM 210在存儲(chǔ)器控制器220的控制下操作。存儲(chǔ)器控制器220被配置為控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的后臺(tái)操作、讀取操作、編程操作和擦除操作。存儲(chǔ)器控制器220被配置為驅(qū)動(dòng)用于控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的固件。
[0041]當(dāng)主機(jī)傳送讀取請(qǐng)求時(shí)，存儲(chǔ)器控制器220可以將讀取命令提供給半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，以識(shí)別與讀取請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的頁(即，選中頁)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器控制器220可以將包括在讀取請(qǐng)求中的邏輯塊地址轉(zhuǎn)換為物理塊地址。在實(shí)施例中，存儲(chǔ)器控制器220用作閃存轉(zhuǎn)換層FTL。存儲(chǔ)器控制器220可以將轉(zhuǎn)換的物理塊地址和讀取命令一起提供給半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100。
[0042]響應(yīng)于讀取命令，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100從選中頁讀取頁數(shù)據(jù)，以及將讀取的頁數(shù)據(jù)傳送至控制器200。錯(cuò)誤校正塊230在控制器200的控制下確定是否有錯(cuò)誤包括在頁數(shù)據(jù)中。例如，控制器200可以基于錯(cuò)誤校正碼來解碼頁數(shù)據(jù)?？梢允褂酶鞣N錯(cuò)誤校正碼。例如，諸如博斯-查德胡里-霍昆格姆碼(Bose-Chaudhur1-Hocquenghem code，BCH碼)、里德-索洛蒙碼(Reed-Solomon code)、漢明碼和低密度奇偶校驗(yàn)碼等的錯(cuò)誤校正碼可以用作錯(cuò)誤校正碼。當(dāng)包括在頁數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤位的數(shù)量大于預(yù)定數(shù)量時(shí)，頁數(shù)據(jù)的解碼可以失敗。當(dāng)包括在頁數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤位的數(shù)量小于或等于預(yù)定數(shù)量時(shí)，頁數(shù)據(jù)的解碼可以成功。
[0043]當(dāng)頁數(shù)據(jù)的解碼成功時(shí)，可以意味著對(duì)應(yīng)的讀取命令已通過。當(dāng)頁數(shù)據(jù)的解碼失敗時(shí)，可以意味著對(duì)應(yīng)的讀取命令已失敗。當(dāng)頁數(shù)據(jù)的解碼成功時(shí)，控制器200可以將其中錯(cuò)誤被校正的頁數(shù)據(jù)輸出至主機(jī)。
[0044]圖2是示出圖1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的框圖。圖3是示出圖2的存儲(chǔ)單元陣列110的框圖。
[0045]參照?qǐng)D2，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100包括存儲(chǔ)單元陣列110和外圍電路120。
[0046]存儲(chǔ)單元陣列110包括多個(gè)存儲(chǔ)單元。多個(gè)存儲(chǔ)單元經(jīng)由行線RL連接至地址解碼器121以及經(jīng)由位線BL連接至讀取/寫入電路123。
[0047]參照?qǐng)D3，存儲(chǔ)單元陣列110包括多個(gè)存儲(chǔ)塊BLKl至BLKz。第一存儲(chǔ)塊BLKl至第z存儲(chǔ)塊BLKz共同連接至第一位線BLl至第m位線BLm。第一位線BLl至第m位線BLm構(gòu)成圖2的位線BL。多個(gè)存儲(chǔ)塊BLKl至BLKz中的每個(gè)構(gòu)成擦除單元。
[0048]在圖3中，為了便于說明，示出了包括在多個(gè)存儲(chǔ)塊BLKl至BLKz之中的一個(gè)存儲(chǔ)塊BLKl中的元件，以及省略了包括在每個(gè)其他存儲(chǔ)塊BLK2至BLKz中的元件。每個(gè)其他存儲(chǔ)塊BLK2至BLKz可以像第一存儲(chǔ)塊BLKl —樣配置。
[0049]存儲(chǔ)塊BLKl包括多個(gè)單元串CSl至CSm。第一單元串CSl至第m單元串CSm分別連接至第一位線BLl至第m位線BLm。
[0050]多個(gè)單元串CSl至CSm中的每個(gè)包括漏極選擇晶體管DST、串聯(lián)連接的多個(gè)存儲(chǔ)單元MCl至MCn和源極選擇晶體管SST。漏極選擇晶體管DST包括連接至漏極選擇線DSLl的柵極。第一存儲(chǔ)單元MCl至第η存儲(chǔ)單元MCn包括分別連接至第一字線WLl至第η字線WLn的柵極。源極選擇晶體管SST包括連接至源極選擇線SSLl的柵極。
[0051]漏極選擇晶體管DST的漏極連接至對(duì)應(yīng)的位線。源極選擇晶體管SST的源極連接至參考電壓節(jié)點(diǎn)。在實(shí)施例中，源極選擇晶體管SST的源極可以連接至共源極線(未示出)，可以用參考電壓來偏置共源極線。
[0052]第一單元串CSl至第m單元串CSm之中的連接至一個(gè)字線的存儲(chǔ)單元構(gòu)成一個(gè)頁P(yáng)go因此，存儲(chǔ)塊BLKl包括多個(gè)頁。
[0053]漏極選擇線DSLl、第一字線WLl至第η字線WLn以及源極選擇線SSLl包括在圖2的行線RL中。漏極選擇線DSLl、第一字線WLl至第η字線WLn以及源極選擇線SSLl通過地址解碼器121來控制。第一位線BLl至第η位線BLn通過讀取/寫入電路123來控制。
[0054]返回參照?qǐng)D2，外圍電路120包括地址解碼器121、電壓發(fā)生器122、讀取/寫入電路123、輸入/輸出緩沖器124和控制邏輯125。
[0055]地址解碼器121經(jīng)由行線RL連接至存儲(chǔ)單元陣列110。地址解碼器121被配置為在控制邏輯125的控制下操作。地址解碼器121通過控制邏輯125接收物理塊地址PA。
[0056]以頁(見圖3的pg)為單位來執(zhí)行半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的讀取操作。在讀取操作期間接收的物理塊地址PA包括塊地址和行地址。
[0057]地址解碼器121被配置為解碼包括在物理塊地址PA中的塊地址。地址解碼器121響應(yīng)于解碼的塊地址來選擇存儲(chǔ)塊BLKl至BLKz中的一個(gè)。
[0058]地址解碼器121被配置為通過解碼包括在物理塊地址PA中的行地址來選擇在選中的存儲(chǔ)塊中的一個(gè)字線。因此，一個(gè)頁被選中。地址解碼器121可以將來自電壓發(fā)生器122的讀取電壓(或測(cè)試電壓)施加至選中字線，以及將來自電壓發(fā)生器122的通過電壓施加至未選中字線。
[0059]電壓發(fā)生器122在控制邏輯125的控制下操作。電壓發(fā)生器122通過利用供應(yīng)至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的外部電源電壓來產(chǎn)生內(nèi)部電源電壓。例如，電壓發(fā)生器122可以通過調(diào)控外部電源電壓來產(chǎn)生內(nèi)部電源電壓。如上所述地產(chǎn)生的內(nèi)部電源電壓被提供至地址解碼器121、讀取/寫入電路123、輸入/輸出緩沖器124和控制邏輯125，以用作半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的操作電壓。
[0060]電壓發(fā)生器122通過利用外部電源電壓和內(nèi)部電源電壓中的至少一個(gè)來產(chǎn)生多個(gè)電壓。在實(shí)施例中，電壓發(fā)生器122包括接收內(nèi)部電源電壓的多個(gè)栗電容器(pumpingcapacitor)，并且在控制邏輯125的控制下通過選擇性地激活多個(gè)栗電容器來產(chǎn)生多個(gè)電壓。例如，在讀取操作期間，電壓發(fā)生器122可以產(chǎn)生讀取電壓和具有比讀取電壓的電壓電平高的電壓電平的通過電壓。產(chǎn)生的電壓可以被施加至地址解碼器121。
[0061]讀取/寫入電路123經(jīng)由位線BL連接至存儲(chǔ)單元陣列111。讀取/寫入電路123在控制邏輯125的控制下操作。
[0062]在讀取操作期間，讀取/寫入電路123讀取并且儲(chǔ)存來自存儲(chǔ)單元陣列110的選中頁的頁數(shù)據(jù)DATA。頁數(shù)據(jù)DATA經(jīng)由數(shù)據(jù)線DL被傳送至輸入/輸出緩沖器124。
[0063]輸入/輸出緩沖器124經(jīng)由數(shù)據(jù)線DL連接至讀取/寫入電路123。輸入/輸出緩沖器124在控制邏輯125的控制下操作。輸入/輸出緩沖器124將從讀取/寫入電路123經(jīng)由數(shù)據(jù)線DL傳送的頁數(shù)據(jù)DATA輸出至控制器200 (見圖1)。
[0064]控制邏輯125被配置為控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的一般操作?？刂七壿?25可以接收命令CMD和物理塊地址PA。在讀取操作期間，命令CMD可以是讀取命令。在編程操作期間，命令CMD可以是用于執(zhí)行編程操作的命令。在擦除操作期間，命令CMD可以是用于執(zhí)行擦除操作的命令?？刂七壿?25被配置為響應(yīng)于接收的命令CMD來控制地址解碼器121、電壓發(fā)生器122、讀取/寫入電路123和輸入/輸出緩沖器124。
[0065]控制邏輯125可以接收用于改變半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的設(shè)置值的參數(shù)設(shè)置信息來作為命令CMD。參數(shù)設(shè)置信息可以包括用于改變讀取電壓的信息。在這種情況下，控制邏輯125可以控制電壓發(fā)生器122以基于參數(shù)設(shè)置信息來調(diào)節(jié)讀取電壓。
[0066]包括在每個(gè)頁中的存儲(chǔ)單元的閾值電壓可以因各種因素而偏移。調(diào)節(jié)施加至選中字線的讀取電壓，從而將選中頁的數(shù)據(jù)識(shí)別為不同于未選中頁的頁數(shù)據(jù)的頁數(shù)據(jù)。由于施加了不合適的讀取電壓，因此頁數(shù)據(jù)中可以包括很多錯(cuò)誤位。然而，調(diào)節(jié)讀取電壓，從而減少包括在頁數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤位。存儲(chǔ)器控制器220(見圖1)可以通過將參數(shù)設(shè)置信息作為命令CMD提供給半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100來調(diào)節(jié)讀取電壓，然后通過將讀取命令作為命令CMD傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100來接收選中頁的頁數(shù)據(jù)。
[0067]圖4是示出當(dāng)執(zhí)行最低有效位(LSB)編程和最高有效位(MSB)編程時(shí)，存儲(chǔ)單元的閾值電壓分布的示圖。在圖4中，橫軸表示閾值電壓，縱軸表示存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
[0068]參照?qǐng)D4，存儲(chǔ)單元在執(zhí)行編程操作之前具有擦除狀態(tài)E。例如，與擦除狀態(tài)E對(duì)應(yīng)的電壓范圍可以低于接地(0V)。例如，可以定義:處于擦除狀態(tài)E的存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存邏輯值 “I”。
[0069]由于執(zhí)行LSB編程，存儲(chǔ)單元具有兩個(gè)電壓狀態(tài)E和LP。存儲(chǔ)單元被編程為具有擦除狀態(tài)E或下編程狀態(tài)LP。一個(gè)數(shù)據(jù)位被儲(chǔ)存在每個(gè)存儲(chǔ)單元中，使得一個(gè)LSB頁被儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)的頁P(yáng)g(見圖3)中。例如，可以定義:處于擦除狀態(tài)E的存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存邏輯值“1”，處于下編程狀態(tài)LP的存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存邏輯值“O”。
[0070]當(dāng)LSB頁被儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)的頁中且MSB頁未被儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)的頁中時(shí)，可以將第一讀取電壓Vrl施加至選中字線，使得LSB頁的數(shù)據(jù)被讀取為頁數(shù)據(jù)?？梢詫⒕哂行∮诨虻扔诘谝蛔x取電壓Vrl的閾值電壓的存儲(chǔ)單元讀取為邏輯值“I”?？梢詫⒕哂写笥诘谝蛔x取電壓Vrl的閾值電壓的存儲(chǔ)單元讀取為邏輯值“O”。
[0071]執(zhí)行LSB編程之后，執(zhí)行MSB編程。由于執(zhí)行MSB編程，因此存儲(chǔ)單兀具有四個(gè)電壓狀態(tài)E、UP1、UP2、UP3。根據(jù)編程數(shù)據(jù)，處于擦除狀態(tài)E和下編程狀態(tài)LP的存儲(chǔ)單元被編程為具有擦除狀態(tài)E和第一上編程狀態(tài)UPl至第三上編程狀態(tài)UP3。例如，處于擦除狀態(tài)E的存儲(chǔ)單元可以被編程為具有擦除狀態(tài)E或第一上編程狀態(tài)UPl，處于下編程狀態(tài)LP的存儲(chǔ)單?？梢员痪幊虨榫哂械诙暇幊虪顟B(tài)UP2或第二上編程狀態(tài)UP3。
[0072]因此，在每個(gè)存儲(chǔ)單元中儲(chǔ)存兩個(gè)數(shù)據(jù)位，使得LSB頁和MSB頁被儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)的頁中。每個(gè)存儲(chǔ)單元的最低有效位LSB構(gòu)成LSB頁。每個(gè)存儲(chǔ)單元的最高有效位MSB構(gòu)成MSB 頁。
[0073]作為實(shí)施例，擦除狀態(tài)E可以對(duì)應(yīng)于邏輯值“ 11 ”，第一上編程狀態(tài)UPl可以對(duì)應(yīng)于邏輯值“01”，第二上編程狀態(tài)UP2可以對(duì)應(yīng)于邏輯值“00”，第三上編程狀態(tài)UP3可以對(duì)應(yīng)于邏輯值“10”。S卩，擦除狀態(tài)E和第一上編程狀態(tài)UPl至第三上編程狀態(tài)UP3的最低有效位LSB可以被分別定義為和“0”，擦除狀態(tài)E和第一上編程狀態(tài)UPl至第三上編程狀態(tài)UP3的最高有效位MSB可以被分別定義為“I”、“O”、“O”和“I”。
[0074]假設(shè)LSB頁和MSB頁二者被儲(chǔ)存在選中頁中。在對(duì)LSB頁的讀取操作期間，可以將第二讀取電壓Vr2施加至選中字線，使得儲(chǔ)存在LSB頁中的數(shù)據(jù)被讀取為頁數(shù)據(jù)。在對(duì)MSB頁的讀取操作期間，可以將第三讀取電壓Vr3施加至選中字線，使得執(zhí)行第一讀取操作，以及可以將第四讀取電壓Vr4施加至選中字線，使得執(zhí)行第二讀取操作。因此，可以基于第一讀取操作和第二讀取操作的結(jié)果來識(shí)別儲(chǔ)存在MSB頁中的數(shù)據(jù)。
[0075]由于儲(chǔ)存在每個(gè)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)位的數(shù)量增大，因此存儲(chǔ)單元的電壓狀態(tài)的數(shù)量增大。由于電壓狀態(tài)的數(shù)量增大，因此電壓狀態(tài)之間的讀取裕度可以減小。因此，第二讀取電壓Vr2至第四讀取電壓Vr4需要位于電壓狀態(tài)E、UP1、UP2和UP3之間的讀取裕度之間。
[0076]在下文中，為了便于說明，定義:LSB頁和MSB頁被儲(chǔ)存在選中頁中，擦除狀態(tài)E和第一上編程狀態(tài)UPl至第三上編程狀態(tài)UP3分別對(duì)應(yīng)于第一電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)。
[0077]圖5是示出MSB編程完成之后，第一電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)E、UPl、UP2和UP3被偏移的示圖。在圖5中，橫軸表示閾值電壓，縱軸表示存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
[0078]參照?qǐng)D5，第二電壓狀態(tài)UPl沿負(fù)方向被偏移，并且對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元具有改變的第二電壓狀態(tài)UP11。第三電壓狀態(tài)UP2沿正方向被偏移，并且對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元具有改變的第三電壓狀態(tài)UP21。第四電壓狀態(tài)UP3沿正方向被偏移，并且對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元具有改變的第四電壓狀態(tài)UP31。
[0079]在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100中，隨著編程/擦除循環(huán)被重復(fù)，存儲(chǔ)單元被分解。例如，包括在每個(gè)存儲(chǔ)單元中的氧化物層被分解，因此可以在氧化物層中非故意地捕獲電子。在這種情況下，對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的閾值電壓可以非故意地增大。在圖5中，改變的第三電壓狀態(tài)UP21和改變的第四電壓狀態(tài)UP31對(duì)應(yīng)于該現(xiàn)象。改變的第三電壓狀態(tài)UP21具有比第三電壓狀態(tài)UP2的電壓范圍高的電壓范圍。改變的第四電壓狀態(tài)UP31具有比第四電壓狀態(tài)UP3高的電壓范圍。
[0080]在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100中，對(duì)存儲(chǔ)單元的編程操作完成之后，在存儲(chǔ)單元中捕獲的電子可以泄漏。例如，在存儲(chǔ)單元的浮柵中捕獲的電子可以隨著時(shí)間流逝而泄漏。在這種情況下，對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的閾值電壓可以非故意地減小。在圖5中，改變的第二電壓狀態(tài)UPll對(duì)應(yīng)于該現(xiàn)象。改變的第二電壓狀態(tài)UPll具有比第二電壓狀態(tài)UPl的電壓范圍低的電壓范圍。具體地，當(dāng)改變的第二電壓狀態(tài)UPll的電壓范圍包括負(fù)電壓電平時(shí)，擦除狀態(tài)E與改變的第二電壓狀態(tài)UPll之間的讀取裕度進(jìn)一步減小。
[0081]在圖5中，示出了擦除狀態(tài)E未被偏移。然而，這是說明性的，將理解的是，擦除狀態(tài)E也可以沿正方向或負(fù)方向被偏移。
[0082]如果第一電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)E、UP1、UP2和UP3的電壓范圍改變，那么第二讀取電壓Vr2至第四讀取電壓Vr4可能不位于讀取裕度之間。如果響應(yīng)于第二讀取電壓Vr2至第四讀取電壓Vr4來執(zhí)行讀取操作，那么讀取的頁數(shù)據(jù)可能包括許多錯(cuò)誤位。
[0083]圖6是示出通過圖1的存儲(chǔ)系統(tǒng)50來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)的操作方法的流程圖。在圖6中，為了便于說明，假設(shè)LSB頁和MSB頁被儲(chǔ)存在選中頁中。
[0084]參照?qǐng)D1和圖6，在步驟SllO中，控制器200響應(yīng)于最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓來從選中頁中獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)。最小電壓電平是負(fù)電壓電平。最小電壓電平和最大電壓電平可以是預(yù)定值。在實(shí)施例中，最小電壓電平可以屬于第一電壓狀態(tài)E的電壓范圍(見圖5)。最大電壓電平高于改變的第一電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)E和UPll至UP31的電壓范圍(見圖5)。因此，最小電壓電平與最大電壓電平之間的電壓范圍包括除第一電壓狀態(tài)E以外的第二電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)UP1UUP21和UP31的電壓范圍。
[0085]可以將每個(gè)測(cè)試電壓施加至選中字線，使得從選中頁獲取頁數(shù)據(jù)。獲取的頁數(shù)據(jù)可以被傳送至控制器200，存儲(chǔ)器控制器220可以將傳送的頁數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在RAM 210中?？梢酝ㄟ^“X”讀取操作來獲取“X”頁數(shù)據(jù)，其中，“X”是自然數(shù)。可以基于多個(gè)頁數(shù)據(jù)來確定第二電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)UP1、UP2和UP3?；诙鄠€(gè)頁數(shù)據(jù)來產(chǎn)生多個(gè)取樣數(shù)據(jù)，從而識(shí)別第二電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)UP1、UP2和UP3的分布。
[0086]在步驟S120中，控制器200基于多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)第二電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)UP1、UP2和UP3中的每個(gè)的中心電壓。這將參照?qǐng)D9來詳細(xì)描述。
[0087]在步驟S130中，控制器200基于檢測(cè)的中心電壓來設(shè)置與第二電壓狀態(tài)至第四電壓狀態(tài)UP1、UP2和UP3對(duì)應(yīng)的讀取電壓。這將參照?qǐng)D10來詳細(xì)描述。
[0088]在步驟S140中，控制器200對(duì)選中頁執(zhí)行讀取操作。在步驟S130中設(shè)置的每個(gè)讀取電壓可以被施加至選中字線，從而對(duì)選中頁執(zhí)行讀取操作。在對(duì)MSB頁的讀取操作期間，設(shè)置的讀取電壓中的一個(gè)可以被施加至選中字線，使得執(zhí)行第一讀取操作，設(shè)置的讀取電壓中的另一個(gè)可以被施加至選中字線，使得執(zhí)行第二讀取操作。因此，可以基于第一讀取操作和第二讀取操作的結(jié)果來識(shí)別儲(chǔ)存在MSB頁中的數(shù)據(jù)。
[0089]圖7是示出圖6的步驟SllO的實(shí)施例的流程圖。圖8是示出測(cè)試電壓Vtl至Vtp+Ι的示圖。在圖8中，橫軸表示閾值電壓，縱軸表示存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
[0090]首先，參照?qǐng)D1和圖7，在步驟Slll中，存儲(chǔ)器控制器220將參數(shù)設(shè)置信息傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100。參數(shù)設(shè)置信息包括有關(guān)于將在電壓發(fā)生器122 (見圖2)中產(chǎn)生的測(cè)試電壓的電平的信息?？刂七壿?25基于參數(shù)設(shè)置信息來設(shè)置將在電壓發(fā)生器122中產(chǎn)生的測(cè)試電壓。
[0091]在步驟S112中，存儲(chǔ)器控制器220從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的選中頁中讀取頁數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器控制器220可以將表示選中頁的物理塊地址和讀取命令傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100通過將在步驟Slll中設(shè)置的測(cè)試電壓施加至選中字線來從選中頁中讀取頁數(shù)據(jù)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100將讀取頁數(shù)據(jù)傳送至控制器200。存儲(chǔ)器控制器220將頁數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在RAM 210中。
[0092]在步驟S113中，存儲(chǔ)器控制器220確定參數(shù)設(shè)置信息是否接近最大電壓電平。否貝Ij，重復(fù)執(zhí)行步驟Slll和步驟SI 12。
[0093]參照?qǐng)D8，每當(dāng)執(zhí)行步驟Slll時(shí)，可以順序傳送表示第一測(cè)試電壓Vtl至第(p+1)測(cè)試電壓Vtp+1的參數(shù)設(shè)置信息。每當(dāng)執(zhí)行步驟Slll時(shí)，由參數(shù)設(shè)置信息表示的測(cè)試電壓的電平可以增大?？梢皂憫?yīng)于第一測(cè)試電壓Vtl至第(P+1)測(cè)試電壓Vtp+Ι來順序地讀取第一頁數(shù)據(jù)至第(P+1)頁數(shù)據(jù)。
[0094]隨著第一測(cè)試電壓Vtl至第(p+1)測(cè)試電壓Vtp+Ι之間的差減小，在圖6的步驟S120中檢測(cè)的中心電壓的可靠性可以增大。隨著第一測(cè)試電壓Vtl至第(p+1)測(cè)試電壓Vtp+Ι之間的差增大，在圖6的步驟S120中檢測(cè)的中心電壓的可靠性可以減小。
[0095]第一測(cè)試電壓Vtl可以屬于第一電壓狀態(tài)E的電壓范圍ERV。因此，雖然與第一電壓狀態(tài)E相鄰的改變的第二電壓狀態(tài)UPll沿負(fù)方向被過分偏移，但是可以更加精確地識(shí)別改變的第二電壓狀態(tài)UPlI。
[0096]圖9是示出檢測(cè)改變的第二電壓狀態(tài)UPll至改變的第四電壓狀態(tài)UP31的中心電壓的方法的示圖。在圖9中，橫軸表示閾值電壓，縱軸表示存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
[0097]參照?qǐng)D9，由第一測(cè)試電壓Vtl至第(p+1)測(cè)試電壓Vtp+Ι來限定第一電壓范圍RVl至第P電壓范圍RVp。存儲(chǔ)器控制器220 (見圖1)基于多個(gè)頁數(shù)據(jù)來計(jì)算分別與第一電壓范圍RVl至第P電壓范圍RVp對(duì)應(yīng)的第一取樣數(shù)據(jù)SDl至第P取樣數(shù)據(jù)SDp。
[0098]作為實(shí)施例，可以通過比較第q頁數(shù)據(jù)與第(q+Ι)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)第q取樣數(shù)據(jù)，其中，q是大于或等于I且小于或等于P的自然數(shù)。可以針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)位比較第q頁數(shù)據(jù)和第(q+Ι)頁數(shù)據(jù)。可以將第q頁數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)位與第(q+Ι)頁數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位做比較。第q取樣數(shù)據(jù)可以表示在第q頁數(shù)據(jù)中具有邏輯值“O”且在第(q+Ι)頁數(shù)據(jù)中具有邏輯值“I”的數(shù)據(jù)位的數(shù)量。因此，每個(gè)取樣數(shù)據(jù)可以表示具有屬于對(duì)應(yīng)電壓范圍的閾值電壓的存儲(chǔ)單元的數(shù)量。因此，可以基于第一取樣數(shù)據(jù)SDl至第P取樣數(shù)據(jù)SDp來識(shí)別改變的第二電壓狀態(tài)至改變的第四電壓狀態(tài)UP1UUP21和UP31。
[0099]當(dāng)取樣數(shù)據(jù)的值大時(shí)，意味著中心電壓屬于對(duì)應(yīng)的電壓范圍。在圖9中，示出了改變的第二電壓狀態(tài)UPll屬于第四電壓范圍RV4。第四取樣數(shù)據(jù)SD4可以具有大于鄰近取樣數(shù)據(jù)(例如，SD2、SD3、SD5和SD6)的值。存儲(chǔ)器控制器220可以檢測(cè)到與改變的第二電壓狀態(tài)UPll對(duì)應(yīng)的第一中心電壓屬于第四電壓范圍RV4之內(nèi)。存儲(chǔ)器控制器220可以將屬于第四電壓范圍RV4的電壓確定為第一中心電壓。例如，可以將第一中心電壓確定為在第四電壓范圍RV4中的平均電壓。第十取樣數(shù)據(jù)SDlO可以具有大于鄰近取樣數(shù)據(jù)(例如，SD8、SD9和SD11)的值。存儲(chǔ)器控制器220可以將屬于第十電壓范圍RVlO的電壓確定為與改變的第三電壓狀態(tài)UP21對(duì)應(yīng)的第二中心電壓。雖然未在圖9中示出，但是存儲(chǔ)器控制器220可以將屬于第r電壓范圍RVr的電壓確定為與改變的第四電壓狀態(tài)UP31對(duì)應(yīng)的第三中心電壓，其中，r是大于或等于I且小于或等于P的自然數(shù)。
[0100]圖10是示出響應(yīng)于中心電壓來設(shè)置讀取電壓的方法的示圖。在圖10中，橫軸表示閾值電壓，縱軸表示存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
[0101]參照?qǐng)D10，如果第一中心電壓VcI至第三中心電壓Vc3被檢測(cè)到，那么存儲(chǔ)器控制器220將第一默認(rèn)電壓Vdl至第三默認(rèn)電壓Vd3與相應(yīng)的第一中心電壓Vcl至第三中心電壓Vc3比較。第一默認(rèn)電壓Vdl至第三默認(rèn)電壓Vd3可以作為元信息被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元陣列110之內(nèi)的特定儲(chǔ)存區(qū)域中，并在上電之后被加載至RAM 210中。第一默認(rèn)電壓Vdl至第三默認(rèn)電壓Vd3分別對(duì)應(yīng)于第二電壓狀態(tài)UPl至第四電壓狀態(tài)UP3。存儲(chǔ)器控制器220計(jì)算每個(gè)中心電壓與對(duì)應(yīng)默認(rèn)電壓之間的差。存儲(chǔ)器控制器220將計(jì)算的差值反映在對(duì)應(yīng)的讀取電壓上。
[0102]在圖10中，第一中心電壓Vcl比第一默認(rèn)電壓Vdl低第一差值dVl。這意味著與第二電壓狀態(tài)UPl相比，改變的第二電壓狀態(tài)UPll沿負(fù)方向被偏移。需要減小對(duì)應(yīng)的第三讀取電壓Vr3。存儲(chǔ)器控制器220可以選擇比第三讀取電壓Vr3低第一差值dVl的讀取電壓 Vr310
[0103]第二中心電壓Vc2比第二默認(rèn)電壓Vd2高第二差值dV2。這意味著與第三電壓狀態(tài)UP2相比，改變的第三電壓狀態(tài)UP21沿正方向被偏移。需要增大對(duì)應(yīng)的第二讀取電壓Vr20存儲(chǔ)器控制器220可以選擇比第二讀取電壓Vr2高第二差值dV2的讀取電壓Vr21。
[0104]第三中心電壓Vc3比第三默認(rèn)電壓Vd3高第三差值dV3。這意味著與第四電壓狀態(tài)UP3相比，改變的第四電壓狀態(tài)UP31沿正方向被偏移。需要增大對(duì)應(yīng)的第四讀取電壓Vr40存儲(chǔ)器控制器220可以選擇比第四讀取電壓Vr4高第三差值dV3的讀取電壓Vr41。
[0105]假設(shè)對(duì)LSB頁執(zhí)行讀取操作。存儲(chǔ)器控制器220可以通過將參數(shù)設(shè)置信息傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100來控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，以在讀取操作期間使用改變的讀取電壓Vr21。隨后，在讀取操作期間，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100可以通過將改變的讀取電壓Vr21施加至選中字線來執(zhí)行讀取操作。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100將讀取的頁數(shù)據(jù)提供給控制器200。
[0106]假設(shè)對(duì)MSB頁執(zhí)行讀取操作。存儲(chǔ)器控制器220可以通過將參數(shù)設(shè)置信息傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100來控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，以在第一讀取操作和第二讀取操作期間分別使用改變的讀取電壓Vr31和Vr41。隨后，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100可以通過將改變的讀取電壓Vr31施加至選中字線來執(zhí)行第一讀取操作，以及通過將改變的讀取電壓Vr41施加至選中字線來執(zhí)行第二讀取操作。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100基于第一讀取操作和第二讀取操作的結(jié)果來識(shí)別儲(chǔ)存在MSB頁中的頁數(shù)據(jù)，以及將識(shí)別的頁數(shù)據(jù)提供給控制器200。
[0107]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制器200識(shí)別選中頁的電壓狀態(tài)E和UP11至UP31之中的至少一些電壓狀態(tài)(即，改變的第二電壓狀態(tài)UPll至改變的第四電壓狀態(tài)UP31)的中心電壓，以及響應(yīng)于識(shí)別的中心電壓來控制讀取電壓。因此，可以在電壓狀態(tài)E和UPll至UP31之間的讀取裕度之內(nèi)有效地確定讀取電壓。因此，可以提供具有改善的可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)50 ο
[0108]圖11是示出查找表LUT的概念圖。
[0109]參照?qǐng)D11，查找表LUT儲(chǔ)存用于每個(gè)電壓狀態(tài)的多個(gè)比較電壓。與第二電壓狀態(tài)UPl對(duì)應(yīng)的第一比較電壓V21至第a比較電壓V2a被限定在查找表LUT中。與第三電壓狀態(tài)UP2對(duì)應(yīng)的第一比較電壓V31至第b比較電壓V3b被限定在查找表LUT中。與第四電壓狀態(tài)UP3對(duì)應(yīng)的第一比較電壓V41至第c比較電壓V4c被限定在查找表LUT中。
[0110]查找表LUT儲(chǔ)存與每個(gè)比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平。第二電壓狀態(tài)UPl的第一比較電壓V21至第a比較電壓V2a分別對(duì)應(yīng)于第一電壓電平V2_l至第a電壓電平V2_a。第三電壓狀態(tài)UP2的第一比較電壓V31至第b比較電壓V3b分別對(duì)應(yīng)于第一電壓電平V3_l至第b電壓電平V3_b。第四電壓狀態(tài)UP3的第一比較電壓V41至第c比較電壓V4c分別對(duì)應(yīng)于第一電壓電平V4_l至第c電壓電平V4_c。
[0111]查找表LUT可以被儲(chǔ)存在RAM 210中。如果確定每個(gè)電壓狀態(tài)的中心電壓，那么存儲(chǔ)器控制器220可以在查找表LUT中搜索與所確定的中心電壓對(duì)應(yīng)的比較電壓，以及將與搜索到的比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平確定為讀取電壓。即，如果確定每個(gè)電壓狀態(tài)的中心電壓，那么存儲(chǔ)器控制器220可以通過在查找表LUT中搜索所確定的中心電壓來確定讀取電壓。提供查找表LUT，使得可以從查找表LUT中快速地獲取讀取電壓，而不需要在確定中心電壓之后執(zhí)行用于確定讀取電壓的計(jì)算。
[0112]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)50的操作方法的流程圖。
[0113]參照?qǐng)D1和圖12，在步驟S510中，當(dāng)從主機(jī)接收到讀取請(qǐng)求時(shí)，控制器200基于硬判決來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)?？刂破?00可以從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100中讀取選中頁的頁數(shù)據(jù)?？刂破?00可以基于根據(jù)硬判決的錯(cuò)誤校正碼來校正頁數(shù)據(jù)。例如，控制器200可以基于BCH碼、里德-索洛蒙碼或漢明碼等來解碼頁數(shù)據(jù)。
[0114]在步驟S520中，當(dāng)錯(cuò)誤校正失敗時(shí)，執(zhí)行步驟S530。
[0115]在步驟S530中，控制器200基于軟判決來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)。控制器200可以從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100中讀取選中頁的頁數(shù)據(jù)。控制器200可以基于根據(jù)軟判決的錯(cuò)誤校正碼來校正頁數(shù)據(jù)。例如，控制器200可以基于LDPC碼等來解碼頁數(shù)據(jù)。
[0116]在步驟S540中，當(dāng)基于軟判決的錯(cuò)誤校正失敗時(shí)，可以執(zhí)行圖6中示出的操作方法 300。
[0117]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)50的操作方法的流程圖。
[0118]參照?qǐng)D1和圖13，像參照?qǐng)D12描述的步驟S510至步驟S540 —樣來描述步驟S610至步驟S640。在下文中，將省略重復(fù)的描述。
[0119]在步驟S650中，當(dāng)基于軟判決的錯(cuò)誤校正失敗時(shí)，控制器200將讀取失敗信號(hào)輸出至外部主機(jī)。外部主機(jī)可以感測(cè)到選中頁的數(shù)據(jù)不能夠響應(yīng)于讀取失敗信號(hào)來讀取。在這種情況下，外部主機(jī)可以將特定讀取請(qǐng)求額外地提供給控制器200。
[0120]在步驟S660中，控制器200確定是否已經(jīng)接收到特定讀取請(qǐng)求。如果接收到特定讀取請(qǐng)求，那么控制器200可以執(zhí)行參照?qǐng)D6描述的操作方法300。
[0121]圖14是示出用于實(shí)現(xiàn)圖1的控制器200的實(shí)施例1200的框圖。
[0122]參照?qǐng)D14，控制器1200包括RAM 1210、處理單元1220、主機(jī)接口 1230、存儲(chǔ)器接口 1240和錯(cuò)誤校正塊1250。
[0123]處理單元1220控制控制器1200的一般操作。RAM 1210可以用作處理單元1220的操作存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100 (見圖4和圖11)與主機(jī)之間的高速緩存存儲(chǔ)器以及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100與主機(jī)之間的緩沖存儲(chǔ)器中的至少一個(gè)。處理單元1220和RAM1210可以執(zhí)行圖1的存儲(chǔ)器控制器220的功能。例如，處理單元1220可以從RAM 1210加載編程命令、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，以及執(zhí)行加載的數(shù)據(jù)，從而執(zhí)行存儲(chǔ)器控制器220的功能。
[0124]此外，RAM 1210用作圖1的RAM 210。在圖14中，示出了設(shè)置一個(gè)RAM 1210。然而，將理解的是，可以設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)RAM。
[0125]主機(jī)接口 1230包括用于在主機(jī)和控制器1200之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的協(xié)議。作為實(shí)施例，控制器1200被配置為通過如下各種接口協(xié)議中的至少一種與主機(jī)通信:諸如通用串行總線(USB)協(xié)議、多媒體卡(MMC)協(xié)議、外設(shè)組件互連(PCI)協(xié)議、PC1-快速(PC1-E)協(xié)議、高級(jí)技術(shù)附件(ATA)協(xié)議、串行-ATA協(xié)議、并行-ATA協(xié)議、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)協(xié)議、增強(qiáng)小型磁盤接口(ESDI)協(xié)議、集成驅(qū)動(dòng)電路(IDE)協(xié)議以及私有協(xié)議等。
[0126]存儲(chǔ)器接口 1240與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100接口。錯(cuò)誤校正塊1250可以基于錯(cuò)誤校正碼來解碼頁數(shù)據(jù)。
[0127]圖15是示出圖1的存儲(chǔ)系統(tǒng)50的應(yīng)用示例2000的框圖。
[0128]參照?qǐng)D15，存儲(chǔ)系統(tǒng)2000包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件2100和控制器2200。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件2100包括多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片。多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片被劃分為多個(gè)組。
[0129]在圖15中，示出了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的多個(gè)組分別通過第一通道CHl至第k通道CHk與控制器2200通信。每個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片可以像參照?qǐng)D1描述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100中的任意一個(gè)那樣被配置和操作。
[0130]半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的每個(gè)組被配置為通過一個(gè)公共通道與控制器2200通信?？刂破?200像參照?qǐng)D14描述的控制器1200那樣來配置。控制器2200被配置為經(jīng)由多個(gè)通道CHl至CHk來控制半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件2100的多個(gè)存儲(chǔ)芯片。
[0131]在圖15中，示出了多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片連接至一個(gè)通道。然而，將理解的是，可以修改存儲(chǔ)系統(tǒng)2000使得一個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片連接至一個(gè)通道。
[0132]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制器識(shí)別選中頁的至少一些電壓狀態(tài)的中心電壓，以及響應(yīng)于識(shí)別的中心電壓來控制讀取電壓。因此，可以在電壓狀態(tài)之間的讀取裕度之內(nèi)有效地確定讀取電壓。因此，可以提供具有改善的可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
[0133]在本文中已經(jīng)公開了實(shí)施例，雖然采用特定術(shù)語，但是它們僅以一般和描述的意義來使用和解釋，而非出于限制的目的。在某些情況下，截止提交本申請(qǐng)時(shí)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是，除非另有特別說明，否則結(jié)合特定實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)使用，或者與結(jié)合其他實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件組合使用。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離在所附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
[0134]通過以上實(shí)施例可見，本申請(qǐng)可以提供以下技術(shù)方案。
[0135]技術(shù)方案1.一種操作存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，存儲(chǔ)系統(tǒng)包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元，所述方法包括:
[0136]在將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線的同時(shí)，從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)；
[0137]基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓；
[0138]基于檢測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓；以及
[0139]通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。
[0140]技術(shù)方案2.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，最小電壓電平屬于最低電壓狀態(tài)的電壓范圍之內(nèi)。
[0141]技術(shù)方案3.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，最小電壓電平包括負(fù)電壓電平。
[0142]技術(shù)方案4.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，最大電壓電平高于電壓狀態(tài)的電壓范圍。
[0143]技術(shù)方案5.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，定義與中心電壓對(duì)應(yīng)的默認(rèn)電壓，以及
[0144]其中，設(shè)置讀取電壓的步驟包括:基于每個(gè)中心電壓與對(duì)應(yīng)的默認(rèn)電壓之間的差來設(shè)置讀取電壓。
[0145]技術(shù)方案6.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，存儲(chǔ)系統(tǒng)儲(chǔ)存查找表，在查找表中定義了與多個(gè)比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平，以及
[0146]其中，設(shè)置讀取電壓的步驟包括:在查找表中搜素比較電壓之中的與檢測(cè)到的中心電壓對(duì)應(yīng)的比較電壓，以及將與搜索到的比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平設(shè)置為讀取電壓。
[0147]技術(shù)方案7.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，檢測(cè)中心電壓的步驟包括:
[0148]基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來計(jì)算與由所述多個(gè)測(cè)試電壓限定的電壓范圍對(duì)應(yīng)的取樣數(shù)據(jù)；以及
[0149]基于取樣數(shù)據(jù)來檢測(cè)中心電壓。
[0150]技術(shù)方案8.如技術(shù)方案7所述的方法，其中，取樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于與電壓范圍對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
[0151]技術(shù)方案9.如技術(shù)方案I所述的方法，還包括:
[0152]基于硬判決來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)。
[0153]技術(shù)方案10.如技術(shù)方案9所述的方法，還包括:
[0154]當(dāng)基于硬判決的識(shí)別失敗時(shí)，基于軟判決來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)。
[0155]技術(shù)方案11.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，當(dāng)基于軟判決的識(shí)別失敗時(shí)，執(zhí)行在將所述多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線的同時(shí)從選中頁獲取所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)的步驟。
[0156]技術(shù)方案12.如技術(shù)方案I所述的方法，還包括:
[0157]當(dāng)基于軟判決的識(shí)別失敗時(shí)，將讀取失敗信號(hào)輸出至主機(jī)，
[0158]其中，當(dāng)從主機(jī)接收到特定讀取請(qǐng)求時(shí)，執(zhí)行在將所述多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線的同時(shí)從選中頁獲取所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)的步驟。
[0159]技術(shù)方案13.—種存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括:
[0160]半導(dǎo)體單元陣列，包括連接至多個(gè)字線的多個(gè)頁，其中，所述多個(gè)頁中的每個(gè)包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元；以及
[0161]控制器，適用于通過將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線來從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)，基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與所述多個(gè)電壓狀態(tài)之中的至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓，基于檢測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓，以及通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。
[0162]技術(shù)方案14.如技術(shù)方案13所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，最小電壓電平屬于所述多個(gè)電壓狀態(tài)之中的最低電壓狀態(tài)的電壓范圍之內(nèi)。
[0163]技術(shù)方案15.如技術(shù)方案13所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，最小電壓電平包括負(fù)電壓電平。
[0164]技術(shù)方案16.如技術(shù)方案13所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，最大電壓電平高于所述多個(gè)電壓狀態(tài)的電壓范圍。
[0165]技術(shù)方案17.如技術(shù)方案13所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，控制器儲(chǔ)存與中心電壓對(duì)應(yīng)的默認(rèn)電壓，以及基于每個(gè)中心電壓與對(duì)應(yīng)的默認(rèn)電壓之間的差來設(shè)置讀取電壓。
[0166]技術(shù)方案18.如技術(shù)方案13所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，控制器儲(chǔ)存其中定義有與多個(gè)比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平的查找表，在查找表中搜索比較電壓之中的與檢測(cè)到的中心電壓對(duì)應(yīng)的比較電壓，以及將與搜索到的比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平設(shè)置為讀取電壓。
[0167]技術(shù)方案19.如技術(shù)方案13所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，控制器基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來計(jì)算與由所述多個(gè)測(cè)試電壓限定的電壓范圍對(duì)應(yīng)的取樣數(shù)據(jù)，以及基于取樣數(shù)據(jù)來檢測(cè)中心電壓。
[0168]技術(shù)方案20.如技術(shù)方案19所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，取樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于與電壓范圍對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的數(shù)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種操作存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，存儲(chǔ)系統(tǒng)包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元，所述方法包括: 在將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線的同時(shí)，從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)； 基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓； 基于檢測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓；以及 通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，最小電壓電平屬于最低電壓狀態(tài)的電壓范圍之內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，最小電壓電平包括負(fù)電壓電平。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，最大電壓電平高于電壓狀態(tài)的電壓范圍。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，定義與中心電壓對(duì)應(yīng)的默認(rèn)電壓，以及 其中，設(shè)置讀取電壓的步驟包括:基于每個(gè)中心電壓與對(duì)應(yīng)的默認(rèn)電壓之間的差來設(shè)置讀取電壓。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，存儲(chǔ)系統(tǒng)儲(chǔ)存查找表，在查找表中定義了與多個(gè)比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平，以及 其中，設(shè)置讀取電壓的步驟包括:在查找表中搜素比較電壓之中的與檢測(cè)到的中心電壓對(duì)應(yīng)的比較電壓，以及將與搜索到的比較電壓對(duì)應(yīng)的電壓電平設(shè)置為讀取電壓。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測(cè)中心電壓的步驟包括: 基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來計(jì)算與由所述多個(gè)測(cè)試電壓限定的電壓范圍對(duì)應(yīng)的取樣數(shù)據(jù)；以及 基于取樣數(shù)據(jù)來檢測(cè)中心電壓。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，取樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于與電壓范圍對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的數(shù)量。9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 基于硬判決來識(shí)別選中頁的數(shù)據(jù)。10.一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括: 半導(dǎo)體單元陣列，包括連接至多個(gè)字線的多個(gè)頁，其中，所述多個(gè)頁中的每個(gè)包括具有多個(gè)電壓狀態(tài)的存儲(chǔ)單元；以及 控制器，適用于通過將最小電壓電平與最大電壓電平之間的多個(gè)測(cè)試電壓順序地施加至選中字線來從選中頁獲取多個(gè)頁數(shù)據(jù)，基于所述多個(gè)頁數(shù)據(jù)來檢測(cè)與所述多個(gè)電壓狀態(tài)之中的至少一些電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)的中心電壓，基于檢測(cè)到的中心電壓來設(shè)置讀取電壓，以及通過將設(shè)置的讀取電壓施加至選中字線來讀取儲(chǔ)存在選中頁中的數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G11C7/22GK105938720SQ201510599151
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日
【發(fā)明人】劉炳晟
【申請(qǐng)人】愛思開海力士有限公司