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本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù)，并且尤其涉及包含多層單元的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入/輸出操作。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)環(huán)境范式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭呻S時(shí)隨地使用的普適計(jì)算系統(tǒng)。因此，諸如移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)和筆記本電腦的便攜式電子裝置的使用得以迅速增加。這些便攜式電子裝置可以使用具有用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以用作便攜式電子裝置的主存儲(chǔ)器裝置或輔助存儲(chǔ)器裝置。
由于使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)不具有活動(dòng)部件，所以它們提供了優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐久性、高信息存取速度以及低功耗。具有這些優(yōu)點(diǎn)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的示例包括通用串行總線(usb)存儲(chǔ)器、具有多種接口的存儲(chǔ)卡和固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
各個(gè)實(shí)施例涉及即使當(dāng)編程操作在存儲(chǔ)器系統(tǒng)啟動(dòng)編程操作之后被突然中止或終止時(shí)仍然能夠快速并且穩(wěn)定地中止或終止編程操作的存儲(chǔ)器系統(tǒng)及其操作方法。
在實(shí)施例中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以包括：多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置，其中每個(gè)包括m位多層單元(mlc)、m位多級(jí)緩沖區(qū)和一個(gè)或多個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)，其中m為等于或大于2的整數(shù)；高速緩沖存儲(chǔ)器，其適于緩存輸入至所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置或從所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置輸出的數(shù)據(jù)；以及控制器，其適于無(wú)論何時(shí)編程數(shù)據(jù)以m位被緩存到高速緩沖存儲(chǔ)器中，都通過(guò)將編程數(shù)據(jù)傳遞至選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中來(lái)將由高速緩沖存儲(chǔ)器緩存的編程數(shù)據(jù)編程至從第一和第二存儲(chǔ)器裝置中選擇的存儲(chǔ)器裝置中，并且其適于控制所述選擇的存儲(chǔ)器裝置以執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的除次要準(zhǔn)備操作以外的必要準(zhǔn)備操作，直到所述編程數(shù)據(jù)的輸入結(jié)束或者所述所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)已滿。
當(dāng)所述編程數(shù)據(jù)的輸入結(jié)束或者所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位緩沖區(qū)已滿時(shí)，所述控制器控制所述選擇的存儲(chǔ)器裝置以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，然后將存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)通過(guò)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的發(fā)送緩沖區(qū)一次編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第一m位mlc。
所述編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作可以包括對(duì)存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的數(shù)據(jù)排序操作；以及所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作可以包括對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)排序操作被排序并存儲(chǔ)至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，以及通過(guò)所述數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作被校驗(yàn)的數(shù)據(jù)被一次編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第一m位mlc時(shí)所使用的電壓產(chǎn)生操作。
當(dāng)在所述編程數(shù)據(jù)的輸入結(jié)束或者所述第一存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)已滿之前的所述選擇的存儲(chǔ)器裝置請(qǐng)求讀取操作時(shí)，同時(shí)當(dāng)所述編程數(shù)據(jù)被編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置時(shí)，所述控制器在不使用所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)的情況下，通過(guò)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的發(fā)送緩沖區(qū)從所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第二m位mlc一位一位地輸出讀取數(shù)據(jù)。
當(dāng)每個(gè)所述第一存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，并且存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)器裝置的所述m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)被一次編程至其所述的m位mlc時(shí)，每個(gè)所述第二存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的除所述次要準(zhǔn)備操作以外的必要準(zhǔn)備操作，并且所述編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)器裝置的所述m位多級(jí)緩沖區(qū)中；以及當(dāng)每個(gè)所述第二存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，并且存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)器裝置的所述m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)被一次編程至其所述的m位mlc時(shí)，每個(gè)所述第一存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的除所述次要準(zhǔn)備操作以外的必要準(zhǔn)備操作，并且所述編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)器裝置的所述m位多級(jí)緩沖區(qū)中。
所述讀取數(shù)據(jù)可以包括從通過(guò)主機(jī)的請(qǐng)求來(lái)選擇的存儲(chǔ)塊輸出的數(shù)據(jù)或者在垃圾回收操作期間從所述第一或第二存儲(chǔ)器裝置的受損塊輸出的有效數(shù)據(jù)。
所述編程數(shù)據(jù)可以包括待存儲(chǔ)在通過(guò)主機(jī)的請(qǐng)求來(lái)選擇的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)或者在垃圾回收操作期間待存儲(chǔ)在所述第一或第二存儲(chǔ)器裝置的目標(biāo)塊中的有效數(shù)據(jù)。
在實(shí)施例中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法包括多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置，所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置的每個(gè)包括m位多層單元(mlc)、m位多級(jí)緩沖區(qū)和一個(gè)或多個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)，其中m為等于或大于2的整數(shù)，以及用于緩存被輸入至所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置或從所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置輸出的數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器，所述操作方法可以包括：無(wú)論何時(shí)所述編程數(shù)據(jù)以m位被緩沖至所述高速緩沖存儲(chǔ)器時(shí)，將所述高速緩沖存儲(chǔ)器緩存的編程數(shù)據(jù)傳遞至從所述第一和第二存儲(chǔ)器裝置中選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)以將所述編程數(shù)據(jù)編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置；以及控制所述選擇的存儲(chǔ)器裝置以執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的除次要準(zhǔn)備操作以外的必要準(zhǔn)備操作，直到所有的所述編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中或者通過(guò)所述編程數(shù)據(jù)的傳遞所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)已滿。
操作方法還可以包括當(dāng)所有的編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器的m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)或者通過(guò)所述編程數(shù)據(jù)的傳遞所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)已滿時(shí)：控制所述選擇的存儲(chǔ)器裝置以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作；以及將存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的發(fā)送緩沖區(qū)一次編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第一m位mlc。
所述編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作可以包括對(duì)存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的數(shù)據(jù)排序操作，以及所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作可以包括對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)排序操作而被排序并存儲(chǔ)至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，以及當(dāng)通過(guò)所述數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作被校驗(yàn)的數(shù)據(jù)被一次編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第一m位mlc時(shí)所使用的電壓產(chǎn)生操作。
操作方法還可以包括當(dāng)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置需要讀取操作時(shí)，同時(shí)當(dāng)所述編程數(shù)據(jù)通過(guò)所述編程數(shù)據(jù)的傳遞存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中時(shí)，在不使用所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位緩沖區(qū)的情況下，通過(guò)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的發(fā)送緩沖區(qū)從所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第二m位mlc一位一位地輸出讀取數(shù)據(jù)。
當(dāng)每個(gè)所述第一存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，并且存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)被一次編程至其m位mlc時(shí)，每個(gè)所述第二存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的除所述次要準(zhǔn)備操作以外的必要準(zhǔn)備操作，并且所述編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中；以及當(dāng)每個(gè)所述第二存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，并且存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)被一次編程至其m位mlc時(shí)，每個(gè)所述第一存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的除所述次要準(zhǔn)備操作以外的必要準(zhǔn)備操作，并且所述編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)中。
所述讀取數(shù)據(jù)可以包括從通過(guò)主機(jī)的請(qǐng)求來(lái)選擇的存儲(chǔ)塊輸出的數(shù)據(jù)或者在垃圾回收操作期間從所述第一或第二存儲(chǔ)器裝置的受損塊輸出的有效數(shù)據(jù)。
所述編程數(shù)據(jù)可以包括待存儲(chǔ)在通過(guò)主機(jī)的請(qǐng)求來(lái)選擇的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)或者在垃圾回收操作期間待存儲(chǔ)在所述第一或第二存儲(chǔ)器裝置的目標(biāo)塊中的有效數(shù)據(jù)。
在實(shí)施例中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以包括：多個(gè)第一第二存儲(chǔ)器裝置，所述多個(gè)第一第二存儲(chǔ)器裝置的每個(gè)包括m位多層單元(mlc)、m位多級(jí)緩沖區(qū)和一個(gè)或多個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)，其中m為等于或大于2的整數(shù)；高速緩沖存儲(chǔ)器，其適于緩存被輸入至所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置或從所述多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置輸出的數(shù)據(jù)；以及控制器，其適于將由所述高速緩沖存儲(chǔ)器緩存的編程數(shù)據(jù)通過(guò)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)編程至從所述第一和第二存儲(chǔ)器中選擇的存儲(chǔ)器裝置的第一mlc。所述控制器可以控制所述選擇的存儲(chǔ)器裝置以當(dāng)所述編程數(shù)據(jù)被傳遞并存儲(chǔ)至其所述的m位多級(jí)緩沖區(qū)中時(shí)執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作，并在存儲(chǔ)在其所述的m位多級(jí)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)通過(guò)其發(fā)送緩沖區(qū)被一次編程至所述第一mlc時(shí)執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作。
所述編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作包括對(duì)存儲(chǔ)在所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的數(shù)據(jù)排序操作；以及所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作可以包括對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)排序操作被排序并存儲(chǔ)至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的m位多級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，以及通過(guò)所述數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作被校驗(yàn)的數(shù)據(jù)被一次編程至所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第一m位mlc時(shí)所使用的電壓產(chǎn)生操作。
當(dāng)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作時(shí)，在不使用其所述的m位多級(jí)緩沖區(qū)的情況下，所述控制器可以通過(guò)所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的發(fā)送緩沖區(qū)從所述選擇的存儲(chǔ)器裝置的第二m位mlc一位一位地輸出讀取數(shù)據(jù)。
當(dāng)所述第一存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作時(shí)，所述第二存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作；以及
當(dāng)所述第二存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作時(shí)，所述第一存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行所述編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作。
附圖說(shuō)明
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括存儲(chǔ)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括多個(gè)儲(chǔ)存塊的存儲(chǔ)器裝置的圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)塊的電路圖。
圖4、5、6、7、8、9、10和11是示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的示意性示出了存儲(chǔ)器裝置的圖。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括多個(gè)存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的框圖。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示出了圖12中的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的每個(gè)存儲(chǔ)器裝置的詳細(xì)配置的圖。
圖14是用于描述在圖13中的存儲(chǔ)器裝置中執(zhí)行的一般編程操作被突然中止或終止的情況下的時(shí)序圖。
圖15是用于描述在圖13中的存儲(chǔ)器裝置中執(zhí)行的特定編程操作被突然中止或終止的情況下的時(shí)序圖。
圖16是示出了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作被執(zhí)行時(shí)，被設(shè)為編程目標(biāo)的存儲(chǔ)器裝置的緩沖區(qū)狀態(tài)的圖。
圖17和圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的其中特定編程操作被應(yīng)用于圖12至圖16的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的示例的框圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地描述。然而，本發(fā)明可以不同的形式呈現(xiàn)并且不應(yīng)解釋為限于本文闡述的實(shí)施例。而是，這些實(shí)施例被提供使得本公開(kāi)將是徹底且完整的，并將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明。在整個(gè)公開(kāi)中，遍及本發(fā)明的各個(gè)附圖和實(shí)施例中相似的參考標(biāo)記指代相似的部件。
除非另有定義，否則包括本文所使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的所有術(shù)語(yǔ)與本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通常所理解的術(shù)語(yǔ)具有相同的意義。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語(yǔ)例如那些在常用的字典中定義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)理解為其意義與其在相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境中的意義相一致并且不應(yīng)當(dāng)以理想化或過(guò)于正式的概念來(lái)理解，除非本文中有明確定義。
本發(fā)明可以具有不同的變型和實(shí)施例，并且在本文中，一些實(shí)施例被當(dāng)作示例以描述本發(fā)明的概念和范圍。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，實(shí)施例不限定本發(fā)明的概念和范圍。此外，本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)成元件應(yīng)當(dāng)理解為包括所有的變型、替代物以及等同物。在這方面，隨后在圖1至9中示出的用于描述本發(fā)明的原理的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解釋為是限制性的而應(yīng)當(dāng)是說(shuō)明性的。
將進(jìn)一步理解的是，盡管術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等可以用于此以描述各個(gè)元件，然而這些元件并不由這些術(shù)語(yǔ)所限制。使用這些術(shù)語(yǔ)以區(qū)分一個(gè)元件與另一個(gè)元件。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，下文所描述的第一元件也可以被稱為第二元件或者第三元件。
將進(jìn)一步理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱為“連接至”或“聯(lián)接至”另一個(gè)元件時(shí)，其可以直接在另一個(gè)元件上、直接連接至或聯(lián)接至另一個(gè)元件，或者可能存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。此外，也將理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱為在兩個(gè)元件“之間”時(shí)，其可以是在這兩個(gè)元件之間的唯一的元件，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。
本文所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例而并不旨在限制本發(fā)明。正如本文所使用的那樣，除非上下文清楚地指明，否則單數(shù)形式也旨在包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解的是，在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包含了”、“包括”和“包括了”表明所述元件的存在但不排除一個(gè)或多個(gè)其它元件的存在或添加。正如本文所使用的那樣，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)所列相關(guān)項(xiàng)目的任意個(gè)或全部的組合。
在下文的描述中，闡述大量具體細(xì)節(jié)是為了提供對(duì)本發(fā)明的全面的理解。本發(fā)明可以在沒(méi)有某些或全部這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它實(shí)例中，為了不使本發(fā)明不必要地難以理解，公知的過(guò)程結(jié)構(gòu)和/或過(guò)程沒(méi)有被詳細(xì)描述。
在一些實(shí)例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，將顯而易見(jiàn)的，與特定實(shí)施例有關(guān)的所描述的元件可以單獨(dú)使用或與其它實(shí)施例結(jié)合使用，除非另有具體指明。
在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供數(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)器系統(tǒng)110。
主機(jī)102可以包括任何適當(dāng)?shù)碾娮友b置。例如，主機(jī)102可以包括諸如移動(dòng)電話、mp3播放器、膝上型電腦等的便攜式電子裝置。主機(jī)可以包括非便攜式電子裝置，諸如臺(tái)式電腦、游戲機(jī)、電視機(jī)、投影儀等。
存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求存儲(chǔ)待被主機(jī)102訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以被用作主機(jī)102的主存儲(chǔ)器系統(tǒng)或者輔助存儲(chǔ)器系統(tǒng)。根據(jù)主機(jī)接口的協(xié)議，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以實(shí)施為與主機(jī)102電聯(lián)接。可以使用一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。可以使用易失性存儲(chǔ)器裝置或非易失性存儲(chǔ)器裝置。例如，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以利用固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)、多媒體卡(mmc)、嵌入式mmc(emmc)、減小尺寸的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)存儲(chǔ)裝置、通用閃速存儲(chǔ)(ufs)裝置、標(biāo)準(zhǔn)閃存(cf)卡、智能媒體(sm)卡、記憶棒等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的存儲(chǔ)裝置可以利用諸如動(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)等的易失性存儲(chǔ)器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的存儲(chǔ)裝置可以利用諸如只讀存儲(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r(jià)am(pram)、磁阻ram(mram)和電阻式ram(rram)等的非易失性存儲(chǔ)器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置150和用于控制數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)存儲(chǔ)的控制器130。在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以被主機(jī)102訪問(wèn)。
控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以集成到單個(gè)半導(dǎo)體裝置內(nèi)。例如，控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以集成到配置為固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)的半導(dǎo)體裝置內(nèi)。將存儲(chǔ)器系統(tǒng)110配置為ssd通常可以允許主機(jī)102的操作速度得以顯著增加。
控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以集成到諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)(pcmcia)卡、標(biāo)準(zhǔn)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以及通用閃速存儲(chǔ)(ufs)裝置等的配置為存儲(chǔ)卡的半導(dǎo)體裝置內(nèi)。
并且，例如，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以是或包含計(jì)算機(jī)、超級(jí)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(wú)線電話、移動(dòng)電話、智能電話、電子書(shū)、便攜式多媒體播放器(pmp)、便攜式游戲機(jī)、導(dǎo)航裝置、黑盒、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字多媒體廣播(dmb)播放器、三維(3d)電視、智能電視、數(shù)字音頻記錄器、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)字視頻記錄器、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)器、能夠在無(wú)線環(huán)境下發(fā)送和接收信息的裝置、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子裝置中的一種、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子裝置中的一種、配置遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)絡(luò)的各種電子裝置中的一種、rfid裝置以及配置計(jì)算系統(tǒng)的各種構(gòu)成元件中的一種等。
存儲(chǔ)器裝置150可以存儲(chǔ)由主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)。在讀取操作期間，存儲(chǔ)器裝置150可以向主機(jī)102提供存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置150可以被采用。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置150可以基本上相同。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置可以是不同的存儲(chǔ)器裝置。存儲(chǔ)器裝置150可以包括一個(gè)或多個(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(yè)面。每個(gè)頁(yè)面可以包括電聯(lián)接至多條字線(wl)的多個(gè)存儲(chǔ)器單元。存儲(chǔ)器裝置150可以是即使在電源被中斷或關(guān)閉時(shí)仍能夠保留存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器裝置。根據(jù)實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置可以是閃速存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器裝置可以是具有三維(3d)堆疊結(jié)構(gòu)的閃速存儲(chǔ)器裝置。本文稍后將參照?qǐng)D2至圖11來(lái)描述具有三維(3d)堆疊結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器裝置150的示例。
控制器130可以控制存儲(chǔ)器裝置150的全部操作，諸如讀取操作、寫(xiě)入操作、編程操作和/或擦除操作。通常，控制器130可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求控制存儲(chǔ)器裝置150。例如，控制器130可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的讀取請(qǐng)求向主機(jī)102提供從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)?；蛘?，也作為示例，控制器可以響應(yīng)于寫(xiě)入請(qǐng)求將主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器裝置150中。
可以使用任何適當(dāng)?shù)目刂破?。例如，控制?30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(pmu)140、nand閃速控制器(nfc)142和存儲(chǔ)器144。
主機(jī)接口單元132可以處理由主機(jī)102提供的指令和/或數(shù)據(jù)。主機(jī)接口單元132可以通過(guò)諸如通用串行總線(usb)、多媒體卡(mmc)、高速外圍組件互連(pci-e)、串行scsi(sas)、串行高級(jí)技術(shù)附件(sata)、并行高級(jí)技術(shù)附件(pata)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(scsi)、增強(qiáng)型小型磁盤(pán)接口(esdi)、集成驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備(ide)等的多個(gè)接口協(xié)議中的至少一個(gè)與主機(jī)102通信。主機(jī)接口單元132可以包括適于與主機(jī)102和當(dāng)可能被需要時(shí)控制器130的其它組件通信的任何適當(dāng)?shù)碾娐?、系統(tǒng)或裝置。
ecc單元138可以在讀取操作期間檢測(cè)和校正從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤?？梢圆捎酶鞣N檢測(cè)和校正技術(shù)。例如，如果由ecc單元138檢測(cè)的錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯(cuò)誤位的閾值，則ecc單元138可不校正錯(cuò)誤位并輸出指示校正錯(cuò)誤位失敗的錯(cuò)誤校正失敗信號(hào)。
ecc單元138可以基于任何合適的錯(cuò)誤校正機(jī)制來(lái)執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作。例如，ecc單元138可以基于諸如例如低密度奇偶校驗(yàn)(ldpc)碼、博斯-喬德里-霍昆格姆(bch)碼、turbo碼、里德-所羅門(mén)(rs)碼、卷積碼、遞歸系統(tǒng)碼(rsc)、網(wǎng)格編碼調(diào)制(tcm)、分組編碼調(diào)制(bcm)等的編碼調(diào)制機(jī)制來(lái)執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作。ecc單元138可以包括錯(cuò)誤檢測(cè)和校正操作所需要的任何適當(dāng)?shù)碾娐贰⑾到y(tǒng)或裝置。
pmu140可以提供和管理用于控制器130的電源。例如，當(dāng)可能需要時(shí)，pmu140可以為控制器130的各種組件提供和管理電源。
nfc142可以用作控制器130和存儲(chǔ)器裝置150之間的存儲(chǔ)器接口以允許控制器130響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求控制存儲(chǔ)器裝置150。例如，nfc142可以產(chǎn)生用于存儲(chǔ)器裝置150的控制信號(hào)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)器裝置150是閃速存儲(chǔ)器特別是nand閃速存儲(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)器系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲(chǔ)器，并存儲(chǔ)用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)控制器130控制存儲(chǔ)器裝置150的操作時(shí)，存儲(chǔ)器144可以存儲(chǔ)被控制器130和存儲(chǔ)器裝置150用于諸如讀取操作、寫(xiě)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可以是易失性存儲(chǔ)器或包含易失性存儲(chǔ)器。例如，存儲(chǔ)器144可以是靜態(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)或者包含靜態(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)。如上所述，存儲(chǔ)器144可以存儲(chǔ)被主機(jī)102和存儲(chǔ)器裝置150用于讀取和/或?qū)懭氩僮鞯臄?shù)據(jù)。存儲(chǔ)器144可以是編程存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寫(xiě)入緩沖區(qū)、讀取緩沖區(qū)、映射緩沖區(qū)等或包含這些裝置。
處理器134可以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的一般操作。例如，處理器134可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的寫(xiě)入請(qǐng)求控制用于存儲(chǔ)器裝置150的寫(xiě)入操作。并且，例如，處理器134可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的讀取請(qǐng)求控制用于存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作。處理器134可以驅(qū)動(dòng)又被稱為閃存轉(zhuǎn)換層(ftl)的固件以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的一般操作。處理器134可以利用微處理器和中央處理單元(cpu)等來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)奶幚砥鳌?/p>
例如，管理單元(未示出)可以被包括在處理器134內(nèi)用于執(zhí)行存儲(chǔ)器裝置150的壞塊管理。因此，管理單元可以找出包括在存儲(chǔ)器裝置150內(nèi)的壞存儲(chǔ)塊，即，處于用于進(jìn)一步使用的不令人滿意的條件下的存儲(chǔ)塊，并對(duì)壞存儲(chǔ)塊執(zhí)行壞塊管理操作。例如，當(dāng)例如nand閃速存儲(chǔ)器的閃速存儲(chǔ)器被用作存儲(chǔ)器裝置150時(shí)，由于nand邏輯功能的固有特征，在寫(xiě)入操作期間可能出現(xiàn)編程失敗。在壞塊管理期間，編程失敗的存儲(chǔ)塊(例如，壞存儲(chǔ)塊)的數(shù)據(jù)可以被編程到新的存儲(chǔ)塊中。由于編程失敗導(dǎo)致的壞塊可以使存儲(chǔ)器裝置尤其是具有3d堆疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器裝置的使用效率嚴(yán)重惡化，并因此對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。
參照?qǐng)D2，存儲(chǔ)器裝置150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，例如，第0至第(n-1)塊210至240，其中n為正整數(shù)。多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁(yè)面，例如，2m數(shù)量的頁(yè)面(2m個(gè)頁(yè)面)，其中m為正整數(shù)。多個(gè)頁(yè)面中的每個(gè)頁(yè)面可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元，多條字線可以被電聯(lián)接至多個(gè)存儲(chǔ)器單元。應(yīng)該注意的是，可以采用任意數(shù)量的合適塊和每塊的頁(yè)面。
根據(jù)每個(gè)存儲(chǔ)器單元中可存儲(chǔ)或表達(dá)的位的數(shù)量，存儲(chǔ)塊可以是單層單元(slc)存儲(chǔ)塊和/多層單元(mlc)存儲(chǔ)塊。slc存儲(chǔ)塊可以包括利用存儲(chǔ)器單元來(lái)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)頁(yè)面，其中每個(gè)存儲(chǔ)器單元能夠存儲(chǔ)1位數(shù)據(jù)。mlc存儲(chǔ)塊可以包括利用存儲(chǔ)器單元實(shí)現(xiàn)的多個(gè)頁(yè)面，其中每個(gè)存儲(chǔ)器單元能夠存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)，例如，2位或者更多位數(shù)據(jù)。包括利用每個(gè)都能夠存儲(chǔ)3位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元實(shí)現(xiàn)的多個(gè)頁(yè)面的mlc存儲(chǔ)塊可以被采用并將被稱為三層單元(tlc)存儲(chǔ)塊。
多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以在寫(xiě)入操作期間存儲(chǔ)由主機(jī)裝置102提供的數(shù)據(jù)，并在讀取操作期間向主機(jī)102提供所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
參照?qǐng)D3，存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)塊152可以包括分別電聯(lián)接至位線bl0至blm-1的多個(gè)單元串340。每個(gè)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)器單元或多個(gè)存儲(chǔ)器單元晶體管mc0至mcn-1可以串聯(lián)地電聯(lián)接在選擇晶體管dst和sst之間。各自的存儲(chǔ)器單元mc0至mcn-1可以由多層單元(mlc)組成，其中每個(gè)多層單元存儲(chǔ)多個(gè)位的數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)器單元可以具有任何適當(dāng)?shù)募軜?gòu)。
在圖3中，“dsl”表示漏極選擇線，“ssl”表示源極選擇線，并且“csl”表示共源線。
圖3作為示例示出由nand閃速存儲(chǔ)器單元配置的存儲(chǔ)塊152。然而，應(yīng)注意的是，存儲(chǔ)塊152不限于nand閃速存儲(chǔ)器并且在其它實(shí)施例中，其可以由nor閃速存儲(chǔ)器、結(jié)合至少兩種存儲(chǔ)器單元的混合閃速存儲(chǔ)器或者內(nèi)置在存儲(chǔ)器芯片中的具有控制器的nand閃速存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且，半導(dǎo)體裝置的操作特征不僅可以應(yīng)用于其中電荷存儲(chǔ)層由導(dǎo)電浮置柵極配置的閃速存儲(chǔ)器裝置而且可以應(yīng)用于其中電荷存儲(chǔ)層由介電層配置的電荷捕獲閃存(ctf)。
還應(yīng)注意的是，存儲(chǔ)器裝置150不只限于閃速存儲(chǔ)器裝置。例如，存儲(chǔ)器裝置150可以是dram或sram裝置。
存儲(chǔ)器裝置150的電壓供應(yīng)塊310可以產(chǎn)生待根據(jù)操作模式提供至各自的字線的字線電壓，例如，編程電壓、讀取電壓或通過(guò)電壓。電壓供應(yīng)塊310可以產(chǎn)生待被提供給體材料(bulk)例如其中形成有存儲(chǔ)器單元的阱區(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)可變的讀取電壓以產(chǎn)生多個(gè)讀取數(shù)據(jù)。在控制電路的控制下，電壓供應(yīng)塊310可以選擇存儲(chǔ)塊或存儲(chǔ)器單元陣列的扇區(qū)中的一個(gè)、選擇被選擇的存儲(chǔ)塊的字線中的一個(gè)以及向被選擇的字線和未被選擇的字線提供字線電壓。
存儲(chǔ)器裝置150的讀取/寫(xiě)入電路320可以由控制電路控制并可以根據(jù)操作模式用作感測(cè)放大器或者寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器。在驗(yàn)證/正常讀取操作期間，讀取/寫(xiě)入電路320可以用作用于從存儲(chǔ)器單元陣列中讀取數(shù)據(jù)的感測(cè)放大器。并且，在編程操作期間，讀取/寫(xiě)入電路320可以用作寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器以用于根據(jù)將待存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元陣列中的數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)位線。讀取/寫(xiě)入電路320可以在編程操作期間從緩沖區(qū)(未示出)接收將被寫(xiě)入存儲(chǔ)器單元陣列內(nèi)的數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)被輸入的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)位線。為此，讀取/寫(xiě)入電路320可以包括分別對(duì)應(yīng)于列(或位線)或列對(duì)(或位線對(duì))的多個(gè)頁(yè)面緩沖區(qū)322、324和326。頁(yè)面緩沖區(qū)322、324和326中的每個(gè)可以包括多個(gè)鎖存器(未示出)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)存儲(chǔ)塊152至156的示例的框圖。
如圖4中所示，存儲(chǔ)器裝置150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1。存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1中的每個(gè)可以3d結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。各自的存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以包括在第一至第三方向例如x-軸方向、y-軸方向和z-軸方向上延伸的多個(gè)結(jié)構(gòu)。
各自的存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以包括在第二方向上延伸的多個(gè)nand串ns(圖8)。多個(gè)nand串ns可以設(shè)置在第一方向和第三方向上。每個(gè)nand串ns可以電聯(lián)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)虛擬字線dwl和共源線csl。各自的存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以電聯(lián)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)虛擬字線dwl和多個(gè)共源線csl。
圖5是在圖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的立體圖。圖6是圖5中所示的存儲(chǔ)塊blki的沿線i-i＇截取的截面。
參照?qǐng)D5和圖6，存儲(chǔ)塊blki可以包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)。
存儲(chǔ)塊可以包括襯底5111，襯底5111包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。例如，襯底5111可以包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料。襯底5111可以是p-型阱，例如，袋狀(pocket)p-阱。襯底5111可以進(jìn)一步包括圍繞p-型阱的n-型阱。盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中襯底5111被例示為p-型硅，但應(yīng)注意的是，襯底5111不限于p-型硅。
在第一方向上延伸的多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以設(shè)置在襯底5111上方。摻雜區(qū)域在第三方向上以均勻間隔隔開(kāi)。多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以含有與在襯底5111中所使用的雜質(zhì)類型不同的第二類型雜質(zhì)。例如，多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以摻雜有n-型雜質(zhì)。盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314被例示為n-型，但應(yīng)注意的是，它們不限于n-型。
在襯底5111上方、介于第一和第二摻雜區(qū)5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料區(qū)域5112可以在第二方向上以均勻的間隔隔開(kāi)。介電材料區(qū)域5112也可以在第二方向上以預(yù)設(shè)的距離與襯底5111分離。每個(gè)介電材料區(qū)域5112可以在第二方向上以預(yù)設(shè)的距離與另一個(gè)分離。介電材料5112可以包括任何適當(dāng)?shù)慕殡姴牧?，例如氧化硅?/p>
在襯底5111上方、介于兩個(gè)連續(xù)摻雜區(qū)域之間例如介于摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，多個(gè)柱狀物5113在第一方向上以均勻間隔隔開(kāi)。多個(gè)柱狀物5113在第二方向上延伸并可以穿過(guò)介電材料區(qū)域5112，使得其可以與襯底5111電聯(lián)接。每個(gè)柱狀物5113可以包括一種或多種材料。例如，每個(gè)柱狀物5113可以包括內(nèi)層5115和外表面層5114。表面層5114可以包括摻雜有雜質(zhì)的摻雜硅材料。例如，表面層5114可以包括摻雜有與襯底5111相同的或相同類型的雜質(zhì)的硅材料。盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中表面層5114被例示為包括p-型硅，但表面層5114不限于p-型硅并且其它實(shí)施例可以被技術(shù)人員容易想出，其中襯底5111和柱狀物5113的表面層5114可以摻雜有n-型雜質(zhì)。
每個(gè)柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由介電材料形成。內(nèi)層5115可以是介電材料或包括介電材料，例如氧化硅。
在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，介電層5116可以沿著介電材料區(qū)域5112、柱狀物5113和襯底5111的暴露表面設(shè)置。介電層5116的厚度可以小于介電材料區(qū)域5112之間的距離的一半。換言之，不同于介電材料5112和介電層5116的材料的區(qū)域可以設(shè)置在(i)在介電材料區(qū)域5112的第一介電材料的底表面下方的介電層5116和(ii)設(shè)置在介電材料區(qū)域5112的第二介電材料的頂表面上方的介電層5116之間。介電材料區(qū)域5112可以位于第一介電材料下方。
在介于連續(xù)摻雜區(qū)域之間的區(qū)域內(nèi)，例如在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以被置在介電層5116的暴露表面上方。在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域可以在與多個(gè)介電材料區(qū)域5112的交叉配置中在第二方向上以均勻間隔隔開(kāi)。介電層5116填充導(dǎo)電材料區(qū)域和介電材料區(qū)域5112之間的空間。因此，例如，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211可以設(shè)置在鄰近襯底5111的介電材料區(qū)域5112和襯底5111之間。特別地，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211可以設(shè)置在(i)設(shè)置在襯底5111上方的介電層5116和(ii)設(shè)置在鄰近襯底5111的介電材料區(qū)域5112的底表面下方的介電層5116之間。
在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291中的每個(gè)可以設(shè)置在(i)設(shè)置在一個(gè)介電材料區(qū)域5112的頂表面上方的介電層5116和(ii)設(shè)置在下一個(gè)介電材料區(qū)域5112的底表面下方的介電層5116之間。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5221至5281可以設(shè)置在介電材料區(qū)域5112之間。在第一方向上延伸的頂部導(dǎo)電材料區(qū)域5291可以設(shè)置在最上面的介電材料5112上方。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291可以由金屬材料制成或包括金屬材料。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)5211至5291可以由導(dǎo)電材料制成或者包括導(dǎo)電材料，例如多晶硅。
在第二摻雜區(qū)域5312和第三摻雜區(qū)域5313之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置與第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第二和第三摻雜區(qū)域5312和5313之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料區(qū)域5112、在第一方向上順序地設(shè)置并在第二方向上穿過(guò)多個(gè)介電材料區(qū)域5112的多個(gè)柱狀物5113、設(shè)置在多個(gè)介電材料區(qū)域5112和多個(gè)柱狀物5113的暴露表面上方的介電層5116以及在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5212至5292。
在第三摻雜區(qū)域5313和第四摻雜區(qū)域5314之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置與第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第三和第四摻雜區(qū)域5313和5314之間的區(qū)域內(nèi)，可以設(shè)置在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料區(qū)域5112、在第一方向上順序地設(shè)置并在第二方向上穿過(guò)多個(gè)介電材料區(qū)域5112的多個(gè)柱狀物5113、設(shè)置在多個(gè)介電材料區(qū)域5112和多個(gè)柱狀物5113的暴露表面上方的介電層5116以及在第一方向上延伸的多個(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)柱狀物5113上方。漏極5320可以由摻雜有第二類型雜質(zhì)的硅材料制成。漏極5320可以由摻雜有n-型雜質(zhì)的硅材料制成。盡管為了解釋的方便性，漏極5320被例示為包含n-型硅，但應(yīng)注意的是，漏極5320不限于n-型硅。例如，每個(gè)漏極5320的寬度可以大于每個(gè)對(duì)應(yīng)的柱狀物5113的寬度。每個(gè)漏極5320可以焊盤(pán)的形狀設(shè)置在每個(gè)對(duì)應(yīng)的柱狀物5113的頂表面上方。
在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以被設(shè)置在漏極5320上方。每個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可延伸地設(shè)置在在第三方向上以在第一方向上彼此之間預(yù)設(shè)的分離距離來(lái)被連續(xù)布置的漏極5320的上方。各自的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以與其下的漏極5320電聯(lián)接。漏極5320和在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以通過(guò)接觸插塞電聯(lián)接。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以由金屬材料制成。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以由導(dǎo)電材料制成，例如多晶硅。
在圖5和圖6中，各自的柱狀物5113可以與介電層5116和在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成串。各自的柱狀物5113可以與介電層5116以及在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成nand串ns。每個(gè)nand串ns可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7，在圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)ts中，介電層5116可以包括第一至第三子介電層5117、5118和5119。
在每個(gè)柱狀物5113內(nèi)的p-型硅的表面層5114可以用作主體。鄰近柱狀物5113的第一子介電層5117可以用作隧穿介電層，并可以包括熱氧化層。
第二子介電層5118可以用作電荷存儲(chǔ)層。第二子介電層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、二氧化鉿層等的金屬氧化物層。
鄰近導(dǎo)電材料5233的第三子介電層5119可以用作阻擋介電層。鄰近在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5233的第三子介電層5119可以形成為單層或多層。第三子介電層5119可以是介電常數(shù)大于第一子介電層5117和第二子介電層5118的諸如氧化鋁層和二氧化鉿層等的高k介電層。
導(dǎo)電材料5233可以用作柵或控制柵。例如，柵或控制柵5233、阻擋介電層5119、電荷存儲(chǔ)層5118、隧穿介電層5117以及主體5114可以形成晶體管或存儲(chǔ)器單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如，第一至第三子介電層5117至5119可以形成氧化物-氮化物-氧化物(ono)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，為了解釋的方便性，每個(gè)柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114將被稱作第二方向上的主體。
存儲(chǔ)塊blki可以包括多個(gè)柱狀物5113。例如，存儲(chǔ)塊blki可以包括多個(gè)nand串ns。具體地，存儲(chǔ)塊blki可以包括在第二方向或垂直于襯底5111的方向上延伸的多個(gè)nand串ns。
每個(gè)nand串ns可以包括設(shè)置在第二方向上的多個(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)可以用作串源極晶體管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)可以用作接地選擇晶體管gst。
柵或控制柵可以對(duì)應(yīng)于在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293。例如，柵極或控制柵極可以在第一方向上延伸并形成字線和包括至少一個(gè)源極選擇線ssl和至少一個(gè)接地選擇線gsl的至少兩個(gè)選擇線。
在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以電聯(lián)接至nand串ns的一端。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331至5333可以用作位線bl。例如，在一個(gè)存儲(chǔ)塊blki中，多個(gè)nand串ns可以電聯(lián)接至一個(gè)位線bl。
在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311至5314可以設(shè)置至nand串ns的另一端。在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311至5314可以用作共源線csl。
例如，存儲(chǔ)塊blki可以包括在垂直于襯底5111的方向例如第二方向上延伸的多個(gè)nand串ns并可以用作例如電荷捕獲類型存儲(chǔ)器的nand閃速存儲(chǔ)塊，其中多個(gè)nand串ns被電聯(lián)接至一個(gè)位線bl。
盡管在圖5至圖7中示出在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293被設(shè)置為九(9)層，但應(yīng)注意的是，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293不限于此。例如，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域可以被設(shè)置在八(8)層、十六(16)層或任意的多個(gè)層內(nèi)。例如，在一個(gè)nand串ns內(nèi)，晶體管的數(shù)量可以是8個(gè)、16個(gè)或更多個(gè)。
盡管在圖5至圖7中示出三(3)個(gè)nand串ns電聯(lián)接至一個(gè)位線bl，但應(yīng)注意的是，本實(shí)施例并不限于此。在存儲(chǔ)塊blki中，m個(gè)nand串ns可以電聯(lián)接至一個(gè)位線bl，m為正整數(shù)。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292以及5213至5293的數(shù)量和共源線5311至5314的數(shù)量可以隨著電聯(lián)接至一個(gè)位線bl的nand串ns的數(shù)量變化。
另外，盡管圖5至圖7中示出三(3)個(gè)nand串ns電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，但應(yīng)注意的是，本實(shí)施例并不限于此。例如，n個(gè)nand串ns可以電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，n為正整數(shù)。位線5331至5333的數(shù)量可以隨著電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的nand串ns的數(shù)量變化。
參照?qǐng)D8，在具有第一結(jié)構(gòu)的塊blki內(nèi)，多個(gè)nand串ns11至ns31可以設(shè)置在第一位線bl1和共源線csl之間。第一位線bl1可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5331。nand串ns12至ns32可以設(shè)置在第二位線bl2和共源線csl之間。第二位線bl2可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5332。nand串ns13至ns33可以設(shè)置在第三位線bl3和共源線csl之間。第三位線bl3可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5333。
每個(gè)nand串ns的源極選擇晶體管sst可以電聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的位線bl。每個(gè)nand串ns的接地選擇晶體管gst可以電聯(lián)接至共源線csl。存儲(chǔ)器單元mc1和mc6可以設(shè)置在每個(gè)nand串ns的源極選擇晶體管sst和接地選擇晶體管gst之間。
在本示例中，nand串ns可以由行和列的單元來(lái)定義。電聯(lián)接至一個(gè)位線的nand串ns可以形成一列。電聯(lián)接至第一位線bl1的nand串ns11至ns31可以對(duì)應(yīng)于第一列。電聯(lián)接至第二位線bl2的nand串ns12至ns32可以對(duì)應(yīng)于第二列。電聯(lián)接至第三位線bl3的nand串ns13至ns33可以對(duì)應(yīng)于第三列。電聯(lián)接至一個(gè)源極選擇線ssl的nand串ns可以形成一行。電聯(lián)接至第一源極選擇線ssl1的nand串ns11至ns13可以形成第一行。電聯(lián)接至第二源極選擇線ssl2的nand串ns21至ns23可以形成第二行。電聯(lián)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內(nèi)，高度可以被定義。在每個(gè)nand串ns內(nèi)，鄰近接地選擇晶體管gst的存儲(chǔ)器單元mc1的高度可以具有例如值“1”。在每個(gè)nand串ns內(nèi)，當(dāng)從襯底5111測(cè)量時(shí)，隨著存儲(chǔ)器單元越來(lái)越靠近源極選擇晶體管sst，存儲(chǔ)器單元的高度可以增加。例如，在每個(gè)nand串ns內(nèi)，鄰近源極選擇晶體管sst的存儲(chǔ)器單元mc6的高度可以具有例如值“7”。
布置在相同行內(nèi)的nand串ns的源極選擇晶體管sst可以共享源極選擇線ssl。布置在不同行內(nèi)的nand串ns的源極選擇晶體管sst可以分別電聯(lián)接至不同的源極選擇線ssl1、ssl2和ssl3。
在相同行內(nèi)的nand串ns內(nèi)的相同高度上的存儲(chǔ)器單元可以共享字線wl。例如，在相同高度處，電聯(lián)接至不同行內(nèi)的nand串ns的存儲(chǔ)器單元mc的字線wl可以彼此之間電聯(lián)接。在相同行的nand串ns內(nèi)的相同高度上的虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可以共享虛擬字線dwl。例如，在相同高度或水平處，電聯(lián)接至在不同行內(nèi)的nand串ns的虛擬存儲(chǔ)器單元dmc的虛擬字線dwl可以彼此之間電聯(lián)接。
位于相同水平或高度或?qū)由系淖志€wl或虛擬字線dwl對(duì)于可設(shè)置在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293的每層可以彼此之間電聯(lián)接。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料區(qū)域5211至5291、5212至5292和5213至5293可以通過(guò)接觸部共同電聯(lián)接至上層。換言之，在相同行內(nèi)的nand串ns的接地選擇晶體管gst可以共享接地選擇線gsl。另外，在不同行內(nèi)的nand串ns的接地選擇晶體管gst可以共享接地選擇線gsl。例如，nand串ns11至ns13、ns21至ns23和ns31至ns33可以共同電聯(lián)接至接地選擇線gsl。
共源線csl可以共同電聯(lián)接至nand串ns。在襯底5111上方、在有源區(qū)域上方，第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314可被電聯(lián)接。第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314可以通過(guò)接觸部共同電聯(lián)接至上層。
例如，如圖8所示，相同高度或水平的字線wl可以互相之間電聯(lián)接。因此，當(dāng)在特定高度處的字線wl被選擇時(shí)，被電聯(lián)接至所選擇的字線wl的全部nand串ns可以被選擇。在不同行內(nèi)的nand串ns可以電聯(lián)接至不同的源極選擇線ssl。因此，在電聯(lián)接至相同字線wl的nand串ns中，通過(guò)選擇源極選擇線ssl1至ssl3中的一個(gè)，未選擇的行內(nèi)的nand串ns可以與位線bl1至bl3電隔離。換言之，通過(guò)選擇源極選擇線ssl1至ssl3中的一個(gè)，布置在與選擇的源極線相同的行內(nèi)的nand串ns可以被選擇。此外，通過(guò)選擇位線bl1至bl3中的一個(gè)，布置在與選擇的位線相同的列內(nèi)的nand串ns可以被選擇。因此，只有布置在與選擇的源極線相同的行和與選擇的位線相同的列內(nèi)的nand串ns可以被選擇。
在每個(gè)nand串ns內(nèi)，可以設(shè)置虛擬存儲(chǔ)器單元dmc。在圖8內(nèi)，例如，虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可以設(shè)置在每個(gè)nand串ns內(nèi)的第三存儲(chǔ)器單元mc3和第四存儲(chǔ)器單元mc4之間。例如，第一至第三存儲(chǔ)器單元mc1至mc3可以設(shè)置在虛擬存儲(chǔ)器單元dmc和接地選擇晶體管gst之間。第四至第六存儲(chǔ)器單元mc4至mc6可以設(shè)置在虛擬存儲(chǔ)器單元dmc和源極選擇晶體管sst之間。每個(gè)nand串ns的存儲(chǔ)器單元mc可以被虛擬存儲(chǔ)器單元dmc劃分為兩(2)個(gè)存儲(chǔ)器單元組。在劃分的存儲(chǔ)器單元組內(nèi)，鄰近接地選擇晶體管gst的存儲(chǔ)器單元例如mc1至mc3可以被稱作下部存儲(chǔ)器單元組，并且鄰近串選擇晶體管sst的剩余存儲(chǔ)器單元例如mc4至mc6可以被稱作上部存儲(chǔ)器單元組。
在下文中，將參照?qǐng)D9至圖11進(jìn)行詳細(xì)描述，圖9至圖11示出根據(jù)利用不同于第一結(jié)構(gòu)的三維(3d)非易失性存儲(chǔ)器裝置實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)器裝置。
圖9是示意性地示出了利用不同于上文參照?qǐng)D5至圖8所描述的第一結(jié)構(gòu)的三維(3d)非易失性存儲(chǔ)器裝置實(shí)施的存儲(chǔ)器裝置并示出了圖4的多個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)塊blkj的立體圖。圖10是示出了沿著圖9的線vii-vii＇截取的存儲(chǔ)塊blkj的截面圖。
參照?qǐng)D9和圖10，存儲(chǔ)塊blkj可以包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)并可以包括襯底6311。襯底6311可以包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。例如，襯底6311可以包含摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料。襯底6311可以是p-型阱，例如，袋狀p-阱。襯底6311還可以包括n-型阱，其圍繞p-型阱。盡管在所述實(shí)施例中襯底6311被例示為p-型硅，但應(yīng)注意的是，襯底6311并不限于p-型硅。
在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324設(shè)置在襯底6311上方。第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324可以在z-軸方向上以預(yù)設(shè)的距離隔開(kāi)。
在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以設(shè)置在襯底6311上方。第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以在z-軸方向上以預(yù)設(shè)的距離隔開(kāi)。第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以在y-軸方向上與第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324隔開(kāi)。
可以設(shè)置穿過(guò)第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324的多個(gè)下部柱狀物dp。每個(gè)下部柱狀物dp可以在z-軸方向上延伸。并且，可以設(shè)置穿過(guò)第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328的多個(gè)上部柱狀物up。每個(gè)上部柱狀物up可以在z-軸方向上延伸。
下部柱狀物dp和上部柱狀物up中的每個(gè)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可以包括阻斷介電層、電荷存儲(chǔ)層和隧穿介電層。
下部和上部柱狀物dp和up可以通過(guò)管柵pg彼此之間電聯(lián)接。管柵pg可以設(shè)置在襯底6311內(nèi)。例如，管柵pg可以包括與下部柱狀物dp和上部柱狀物up相同的材料。
在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第二類型的摻雜材料6312可以設(shè)置在下部柱狀物dp上方。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可以用作共源線csl。
漏極6340可以被設(shè)置在上部柱狀物up上方。漏極6340可以包括n-型硅材料。在y-軸方向上延伸的第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以設(shè)置在漏極6340上方。
第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以沿著x-軸方向分離。第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以由金屬形成。第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352和漏極6340可以通過(guò)接觸插塞彼此電聯(lián)接。第一和第二上部導(dǎo)電材料區(qū)域6351和6352可以分別用作第一和第二位線bl1和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可以用作第一虛擬字線dwl1。第三和第四導(dǎo)電材料區(qū)域6323和6324可以分別用作第一和第二主字線mwl1和mwl2。第五和第六導(dǎo)電材料區(qū)域6325和6326可以分別用作第三和第四主字線mwl3和mwl4。第七導(dǎo)電材料6327可以用作第二虛擬字線dwl2。第八導(dǎo)電材料6328可以用作漏極選擇線dsl。
下部柱狀物dp和鄰近下部柱狀物dp的第一至第四導(dǎo)電材料區(qū)域6321至6324可以形成下部串。上部柱狀物up和鄰近上部柱狀物up的第五至第八導(dǎo)電材料區(qū)域6325至6328可以形成上部串。下部串和上部串可以通過(guò)管柵pg彼此之間電聯(lián)接。下部串的一端可以電聯(lián)接至用作共源線csl的第二類型的摻雜材料6312。上部串的一端可以通過(guò)漏極6340電聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的位線。一個(gè)下部串和一個(gè)上部串可以形成一個(gè)單元串，其被電聯(lián)接在用作共源線csl的摻雜材料6312和用作位線bl的上部導(dǎo)電材料層6351和6352中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)之間。
例如，下部串可以包括源極選擇晶體管sst、第一虛擬存儲(chǔ)器單元dmc1和第一與第二主存儲(chǔ)器單元mmc1和mmc2。上部串可以包括第三和第四主存儲(chǔ)器單元mmc3和mmc4以及第二虛擬存儲(chǔ)器單元dmc2和漏極選擇晶體管dst。
在圖9和圖10中，上部串和下部串可以形成nand串ns。nand串ns可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。因?yàn)樯衔膮⒄請(qǐng)D7詳細(xì)描述了包括在圖9和圖10中的nand串ns內(nèi)的晶體管結(jié)構(gòu)，所以其詳細(xì)描述將會(huì)在此省略。
圖11是示出有如上參照?qǐng)D9和圖10描述的具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj的等效電路的電路圖。為了方便起見(jiàn)，僅示出形成在第二結(jié)構(gòu)內(nèi)的存儲(chǔ)塊bklj內(nèi)的一對(duì)的第一串st1和第二串st2。
參照?qǐng)D11，在具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj內(nèi)，多個(gè)單元串可以定義多個(gè)對(duì)的這種方式來(lái)設(shè)置，其中每個(gè)單元串利用如上參照?qǐng)D9和圖10描述的通過(guò)管柵pg電聯(lián)接的一個(gè)上部串和一個(gè)下部串來(lái)實(shí)現(xiàn)。
例如，在具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj內(nèi)，沿著第一溝道ch1(未示出)堆疊的存儲(chǔ)器單元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，以及沿著第二溝道ch2(未示出)堆疊的存儲(chǔ)器單元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。
第一和第二串st1和st2可以電聯(lián)接至相同的漏極選擇線dsl和相同的源極選擇線ssl。第一串st1可以電聯(lián)接至第一位線bl1。第二串st2可以電聯(lián)接至第二位線bl2。
盡管圖11示出第一串st1和第二串st2電聯(lián)接至相同的漏極選擇線dsl和相同的源極選擇線ssl，但是可以想到，第一串st1和第二串st2可以電聯(lián)接至相同的源極選擇線ssl和相同的位線bl，第一串st1可以電聯(lián)接至第一漏極選擇線dsl1并且第二串st2可以電聯(lián)接至第二漏極選擇線dsl2。進(jìn)一步地，可以想到，第一串st1和第二串st2可以電聯(lián)接至相同的漏極選擇線dsl和相同的位線bl，第一串st1可以電聯(lián)接至第一源極選擇線ssl1并且第二串st2可以電聯(lián)接至第二源極選擇線ssl2。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110。
根據(jù)圖12的實(shí)施例，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110包括多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>。作為參考，圖12示出了存儲(chǔ)器系統(tǒng)110包括四個(gè)存儲(chǔ)器裝置如多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>，以及四個(gè)存儲(chǔ)器裝置如多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>。然而，這僅是一個(gè)示例，并且更多數(shù)量或更少數(shù)量的存儲(chǔ)器裝置可以被包括，如多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>。另外，圖12示出了包括在圖1的控制器130內(nèi)的ecc單元138和電源管理單元140不包括在圖12的控制器130內(nèi)。然而，省略這些單元的圖示是為了有助于對(duì)多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置的描述。因此，圖1的控制器130的ecc單元138和電源管理單元140也可以包括在圖12的控制器130內(nèi)。
特別地，在圖12內(nèi)示出的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以包括控制器130，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>以及多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>?？刂破?30可以包括主機(jī)接口132、處理器134、存儲(chǔ)器144以及存儲(chǔ)器接口142。
多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>可以通過(guò)第一溝道ch1聯(lián)接至存儲(chǔ)器接口142，并通過(guò)接口142聯(lián)接至控制器130內(nèi)的總線bus。
多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以通過(guò)第二溝道ch2聯(lián)接至存儲(chǔ)器接口142，并通過(guò)接口142聯(lián)接至控制器130內(nèi)的總線bus。
多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以根據(jù)交錯(cuò)機(jī)制來(lái)操作。
然而，應(yīng)注意到，其中多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>通過(guò)不同的溝道ch1和ch2聯(lián)接至控制器130并根據(jù)交錯(cuò)機(jī)制來(lái)操作的配置僅是一個(gè)示例。根據(jù)另一個(gè)采用不同的電路設(shè)計(jì)的實(shí)施例，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以以不同的方式聯(lián)接至控制器并依然可以根據(jù)與圖12的實(shí)施例相同的交錯(cuò)機(jī)制來(lái)操作。例如，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以通過(guò)相同的溝道聯(lián)接至控制器并可以根據(jù)交錯(cuò)機(jī)制來(lái)操作。
主機(jī)102可以通過(guò)主機(jī)接口132聯(lián)接至總線bus。
如圖1中所示，存儲(chǔ)器144可以用作控制器130的工作存儲(chǔ)器，并存儲(chǔ)控制器130所需的命令、地址和數(shù)據(jù)以控制多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>。
存儲(chǔ)器144可以用作高速緩沖存儲(chǔ)器用于緩存輸入至多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的數(shù)據(jù)或從多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>輸出的數(shù)據(jù)。
例如，存儲(chǔ)器144可以用作寫(xiě)入式高速緩沖存儲(chǔ)器用于緩存待存儲(chǔ)在多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>內(nèi)的編程數(shù)據(jù)。同樣地，存儲(chǔ)器144可以用作讀取式緩存存儲(chǔ)器用于緩存從多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>中讀取的數(shù)據(jù)。
如參照?qǐng)D1所描述的那樣，處理器134可以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的全部操作。
現(xiàn)在參考圖13，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供在圖12的存儲(chǔ)器系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)存儲(chǔ)器裝置的詳細(xì)架構(gòu)。例如，圖13示出了第一存儲(chǔ)器裝置1501<1>可以被如何配置的示例。
特別地，如參考圖1至圖3所描述的，每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156，并且存儲(chǔ)塊152、154和156中的每個(gè)可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元(未示出)。
在圖13所示的實(shí)施例中，包括在多個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>中的每個(gè)內(nèi)的存儲(chǔ)器單元包括每個(gè)能夠一次存儲(chǔ)3位數(shù)據(jù)的三層單元(tlc)。
例如，圖13示出了第一存儲(chǔ)器裝置1501<1>包括具有tlc的tlc存儲(chǔ)塊321和322。然而，這只是一個(gè)示例。根據(jù)另一個(gè)采用另一種電路設(shè)計(jì)的實(shí)施例，每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>中可以包括mlc例如存儲(chǔ)較少數(shù)據(jù)的雙層單元，或者相比于tlc存儲(chǔ)較多數(shù)據(jù)的mlc例如四、六、八層單元。
根據(jù)本實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以支持一次編程操作，即通過(guò)一次編程操作存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以支持同時(shí)編程3位數(shù)據(jù)到tlc的操作。
為了支持一次編程操作，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>可以包括3位多緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb以及發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb。
在圖13所示的實(shí)施例中，包括在每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb用于在一次編程操作期間，一次存儲(chǔ)3位待存儲(chǔ)到tlc內(nèi)的數(shù)據(jù)。
當(dāng)對(duì)應(yīng)于tlc架構(gòu)的存儲(chǔ)器裝置包括3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb時(shí)，對(duì)應(yīng)于雙層單元架構(gòu)的存儲(chǔ)器裝置可以包括2位多級(jí)緩沖區(qū)(未示出)，并且對(duì)應(yīng)于四層單元架構(gòu)的儲(chǔ)存器裝置可以包括4位多級(jí)緩沖區(qū)(未示出)。即，包括在每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>中的多級(jí)緩沖區(qū)的類型可以取決于包括在每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>中的存儲(chǔ)器單元的類型。
另外，包括在每個(gè)第一和第二存儲(chǔ)器1501<1:4>和1502<1:4>中的發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb可以指高速緩存緩沖區(qū)tcb(其用于傳輸從第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>的外部輸入的數(shù)據(jù)或輸出至第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>的外部的數(shù)據(jù))和主緩沖區(qū)tmb(其用于傳輸包括在第一和第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和1502<1:4>內(nèi)的多個(gè)存儲(chǔ)塊321和322之間的數(shù)據(jù))。在圖13所示的實(shí)施例中，不管哪種類型的存儲(chǔ)器單元包括在存儲(chǔ)塊321和322中的每個(gè)內(nèi)，發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb始終是主緩沖區(qū)tmb和緩存緩沖區(qū)tcb或者包括主緩沖區(qū)tmb和高速緩存緩沖區(qū)tcb。
圖14是用于描述在圖13的存儲(chǔ)器裝置內(nèi)執(zhí)行的一般編程操作突然被中止或終止的情況的時(shí)序圖。
在如圖14所示的一般編程操作期間，當(dāng)表示所有的編程地址address和編程數(shù)據(jù)data的編程啟動(dòng)命令start_cmd、編程地址address、編程數(shù)據(jù)data以及確認(rèn)命令confirm_cmd按順序被輸入時(shí)，每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以在時(shí)間點(diǎn)t1響應(yīng)于命令和數(shù)據(jù)啟動(dòng)編程準(zhǔn)備操作。
此時(shí)，使用編程地址以在多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中找到編程數(shù)據(jù)待存儲(chǔ)的位置。另外，編程數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在包括在位于多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中的待存儲(chǔ)編程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
此時(shí)，當(dāng)編程數(shù)據(jù)在頁(yè)面基礎(chǔ)上輸入時(shí)，一個(gè)基于頁(yè)面的編程數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在每個(gè)3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，并且總計(jì)三個(gè)基于頁(yè)面的編程數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。另外，當(dāng)每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>包括tlc時(shí)，存儲(chǔ)在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的三個(gè)基于頁(yè)面的編程數(shù)據(jù)可以被一次編程到對(duì)應(yīng)于一個(gè)物理頁(yè)面或三個(gè)邏輯頁(yè)面的存儲(chǔ)器單元中。
在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中執(zhí)行的編程準(zhǔn)備操作可以包括對(duì)存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in，對(duì)通過(guò)數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in進(jìn)行排序并存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc，以及當(dāng)通過(guò)數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc被校驗(yàn)的數(shù)據(jù)被一次編程至在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中、被選作一次編程目標(biāo)的存儲(chǔ)器單元時(shí)，產(chǎn)生所使用的電壓的電壓產(chǎn)生操作pump_on。即，為了通過(guò)實(shí)際編程操作將編程數(shù)據(jù)編程至多個(gè)存儲(chǔ)器單元內(nèi)，編程準(zhǔn)備操作可以表明在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)執(zhí)行的操作。
以這種方式，在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中執(zhí)行實(shí)際編程操作之前，可以執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作。此時(shí)，為了存儲(chǔ)編程數(shù)據(jù)，根據(jù)ispp(增量步進(jìn)脈沖編程)方法向在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)被選作一次編程目標(biāo)的存儲(chǔ)器單元提供通過(guò)編程準(zhǔn)備操作產(chǎn)生的編程脈沖的操作pgm_pulse。
作為參考，數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in可以表明當(dāng)數(shù)據(jù)被一次編程至對(duì)應(yīng)于一個(gè)物理頁(yè)面或三個(gè)邏輯頁(yè)面的tlc時(shí)，存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb內(nèi)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置以為了使發(fā)生于其間的干擾最小化的形式而排序。
通過(guò)上述過(guò)程，在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中內(nèi)啟動(dòng)編程操作之后，用于突然終止或中止編程操作的命令stop_cmd可以在時(shí)間點(diǎn)t2輸入。
其中編程操作被終止或中止的情況可以包括多種不可預(yù)知的情況。例如，因?yàn)榫幊滩僮鞑恍枰粓?zhí)行，所以用于終止編程操作的請(qǐng)求可以直接由主機(jī)102發(fā)出。通常地，編程操作可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。因此，為了執(zhí)行需要在編程操作之前被執(zhí)行的讀取操作，可以發(fā)出暫時(shí)中止編程操作的請(qǐng)求。另外，終止編程操作的請(qǐng)求可以被發(fā)出用于執(zhí)行由于各種未知的錯(cuò)誤所導(dǎo)致的重置存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的操作。
以這種方式，在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中啟動(dòng)編程操作之后，用于突然終止或中止編程操作的命令stop_cmd被輸入時(shí)，終止或中止編程操作所需要的操作響應(yīng)于該命令執(zhí)行。即，終止或中止編程操作所需要的操作在編程終止操作之前執(zhí)行，如在編程操作之前執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作。
在所示的示例中，終止或中止編程操作所需要的操作包括對(duì)在編程操作期間使用的電壓進(jìn)行放電的電壓放電操作pump_discharge；對(duì)被存儲(chǔ)在第一或第二存儲(chǔ)器設(shè)備1501<1:4>或1502<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的數(shù)據(jù)排序操作data_setting_out，因?yàn)楫?dāng)執(zhí)行編程操作時(shí)，被選作一次編程目標(biāo)的存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)是變化的，以及對(duì)被設(shè)為適于在存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的編程操作的內(nèi)部電路進(jìn)行重置的重置操作reset_behavior，該存儲(chǔ)器裝置對(duì)應(yīng)于在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中的編程目標(biāo)。
以這種方式，直到用于終止或中止編程操作的命令stop_cmd輸入到每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中之后，編程操作被實(shí)際終止或中止時(shí)，需要終止或中止的編程操作的操作才被執(zhí)行。因此，時(shí)間點(diǎn)t2和t3之間的時(shí)間差可以存在。
作為參考，編程操作可以執(zhí)行比在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的編程準(zhǔn)備操作更長(zhǎng)的時(shí)間。然而，圖14示出了編程操作僅執(zhí)行了很短的時(shí)間，這是因?yàn)樵诰幊滩僮鲉?dòng)之后編程操作被立即終止或中止。
當(dāng)在每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中的編程操作被啟動(dòng)之后，編程操作突然被終止或中止時(shí)，一些操作可以認(rèn)為在編程準(zhǔn)備操作中是不必要的。
特別地，除了在終止或中止編程操作所需的操作中的重置，在編程準(zhǔn)備操作中執(zhí)行的操作可以認(rèn)為是不必要的。
例如，在編程準(zhǔn)備操作期間，執(zhí)行的操作中的電壓產(chǎn)生操作pump_on可以通過(guò)需要終止或中止編程操作的操作的電壓放電操作pump_discharge來(lái)重置。另外，在終止或中止編程操作所需的操作期間，執(zhí)行數(shù)據(jù)排序操作data_setting_out時(shí)，在編程準(zhǔn)備操作期間執(zhí)行的操作中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc需要再次執(zhí)行。因此，當(dāng)編程操作沒(méi)有被正確地完成時(shí)，數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc不需要提前執(zhí)行。
因此，當(dāng)需要終止或中止編程操作的操作在編程操作完成之前被執(zhí)行時(shí)，在編程準(zhǔn)備操作期間執(zhí)行的操作中的電壓產(chǎn)生操作pump_on和數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc可以認(rèn)為是不必要的。
因此，在實(shí)施例中，在編程準(zhǔn)備操作期間執(zhí)行的操作中的電壓產(chǎn)生操作pump_on和數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc可以設(shè)置為次要準(zhǔn)備操作。
然而，在編程準(zhǔn)備操作期間執(zhí)行的操作中的數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in不可以歸類為不必要操作。原因是當(dāng)數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in被歸類為需要的操作時(shí)，終止或中止編程操作所需的操作需要的時(shí)間可以有效地減少。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該原因?qū)⒃谔囟ň幊滩僮鞯纳舷挛闹羞M(jìn)行詳細(xì)描述。
因此，在實(shí)施例中，在編程準(zhǔn)備操作期間執(zhí)行的操作中的數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in可以設(shè)置為必要準(zhǔn)備操作。
圖15是用于描述在圖13的存儲(chǔ)器裝置內(nèi)特定編程操作被執(zhí)行的情況的時(shí)序圖。
參考圖15，當(dāng)表示所有的編程地址address和編程數(shù)據(jù)data被輸入的編程啟動(dòng)命令wt_start_cmd、編程地址address、編程數(shù)據(jù)data以及確認(rèn)命令confirm_cmd按順序輸入時(shí)，每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>響應(yīng)于命令和數(shù)據(jù)可以啟動(dòng)編程準(zhǔn)備操作，如參照?qǐng)D14所述。
此時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在特定編程操作期間的確認(rèn)命令confirm_cmd可以與用于終止或中止編程操作的命令stop_cmd同時(shí)輸入。
因此，在時(shí)間點(diǎn)t1n，響應(yīng)于在特定編程操作期間同時(shí)輸入的命令confirm_cmd和stop_cmd，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以僅啟動(dòng)編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作，而不啟動(dòng)編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作。
即，在特定編程操作期間，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以僅啟動(dòng)設(shè)為編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作的數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in，并且可以不啟動(dòng)設(shè)為次要準(zhǔn)備操作的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc以及電壓產(chǎn)生操作pump_on。
以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在時(shí)間點(diǎn)t2n，在特定編程操作期間，終止或中止編程操作所需要的操作可以在編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作之后啟動(dòng)。
此時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，終止或中止編程操作所需要的操作可以僅包括重置操作reset_behavior。
即，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作期間，編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作的數(shù)據(jù)排序操作data_setting_in在終止或中止編程操作所需要的操作之前執(zhí)行。因此，在終止或中止編程操作所需要的操作期間，數(shù)據(jù)排序操作data_setting_out不需要執(zhí)行。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作期間，編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作io_check和csc和電壓產(chǎn)生操作pump_on在終止或中止編程操作所需要的操作之前不被執(zhí)行。因此，在為了終止或中止編程操作所需要的操作期間，電壓放電操作pump_discharge不需要執(zhí)行。
以這樣的方式，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作期間，表示所有的編程地址和編程數(shù)據(jù)被輸入的確認(rèn)命令confirm_cmd以及用于終止或中止編程操作的命令stop_cmd可以同時(shí)輸入。因此，編程操作和終止或中止編程操作所需要的操作可以被相當(dāng)程度地簡(jiǎn)化，并且可以最小化這些操作所需的時(shí)間化。
在時(shí)間點(diǎn)t3n之后，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作應(yīng)用于在多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中選作編程目標(biāo)的任意一個(gè)存儲(chǔ)器裝置時(shí)，即當(dāng)被選擇的存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作并執(zhí)行終止或中止編程操作所需要的操作時(shí)，編程數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在包括在選擇的存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，并且發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb可以設(shè)為空的狀態(tài)。
因此，當(dāng)起始命令rd_start_cmd、讀取地址address以及表示讀取地址address輸入的確認(rèn)命令confirm_cmd在時(shí)間點(diǎn)t3n以后按順序輸入時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以不使用3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb，而僅使用發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb以在編程終止或中止?fàn)顟B(tài)中執(zhí)行讀取操作。
圖16描繪了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作被執(zhí)行時(shí)，設(shè)為編程目標(biāo)的存儲(chǔ)器裝置的緩沖區(qū)狀態(tài)。
參照?qǐng)D16，每個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以按順序?qū)⒕幊虜?shù)據(jù)存儲(chǔ)在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，在編程起始命令和編程地址(wt_start_cmd&addressinput)之后輸入的編程數(shù)據(jù)被輸入。
此時(shí)，編程地址可以用于在選擇的存儲(chǔ)器裝置中選擇第一或第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或1502<1:4>中的任意一個(gè)作為編程目標(biāo)，并且用于尋找編程數(shù)據(jù)待被存儲(chǔ)于其中的并且對(duì)應(yīng)于一個(gè)物理頁(yè)面(目標(biāo)頁(yè)面)或三個(gè)邏輯頁(yè)面tlsb、tcsb和tmsb的存儲(chǔ)器單元。另外，當(dāng)編程數(shù)據(jù)可以在頁(yè)面基礎(chǔ)上輸入時(shí)，一個(gè)基于頁(yè)面的編程數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在包括在選擇的存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb。
即，當(dāng)編程數(shù)據(jù)的最低有效位(lsb)數(shù)據(jù)通過(guò)高速緩存緩沖區(qū)tcb輸入時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以將lsb數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的緩沖區(qū)mlb中用以存儲(chǔ)lsb數(shù)據(jù)(1.lsb數(shù)據(jù)輸入)。然后，當(dāng)編程數(shù)據(jù)的中心有效位(csb)數(shù)據(jù)通過(guò)高速緩存緩沖區(qū)輸入時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以將csb數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的緩沖區(qū)mcb中用以存儲(chǔ)csb數(shù)據(jù)(2.csb數(shù)據(jù)輸入)。再然后，當(dāng)編程數(shù)據(jù)的最高有效位(msb)數(shù)據(jù)通過(guò)高速緩存緩沖區(qū)tcb輸入時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以將msb數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的緩沖區(qū)mmb內(nèi)用以存儲(chǔ)msb數(shù)據(jù)(3.msb數(shù)據(jù)輸入)。
在所有的編程數(shù)據(jù)輸入到選擇的存儲(chǔ)器裝置(數(shù)據(jù)輸入)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb之后，當(dāng)表示所有的編程地址和編程數(shù)據(jù)被輸入的命令和用于終止或中止編程操作的命令同時(shí)輸入(confirm_cmd&stop_cmdinput)時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作以及終止或中止編程操作所需要的操作。
因?yàn)榻K止或中止編程操作所需要的操作可以在編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作之后執(zhí)行，如參考圖15所描述，被輸入到選擇的存儲(chǔ)器裝置的編程數(shù)據(jù)不可以被編程到選擇的的存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb中，但可以被維持以被存儲(chǔ)在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中(4.一次編程停留)。
當(dāng)輸入到選擇的存儲(chǔ)器裝置的編程數(shù)據(jù)沒(méi)有被編程到選擇的存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb中但被維持以存儲(chǔ)到3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中(4.一次編程停留)中時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置的發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb可以設(shè)置為空的狀態(tài)。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器裝置需要讀取操作時(shí)，或者當(dāng)讀取啟動(dòng)命令、讀取地址以及表示讀取地址輸入的確認(rèn)命令被接收(rd_start_cmd&address&confirm_cmdinput)時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以不使用3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb，而僅使用發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb來(lái)讀取存儲(chǔ)在選擇的存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單元trpb的數(shù)據(jù)。即，在編程終止或中止?fàn)顟B(tài)中的讀取操作可以在選擇的存儲(chǔ)器裝置上執(zhí)行(5.隨機(jī)讀取)。
此時(shí)，如圖16所示，被輸入至選擇的存儲(chǔ)器裝置的編程數(shù)據(jù)待被一次編程至其上的選擇的存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb的物理位置可以不同于作為在編程終止或中止?fàn)顟B(tài)中的讀取操作的目標(biāo)的存儲(chǔ)器單元trpb的物理位置。
另外，由于作為編程終止或中止?fàn)顟B(tài)中的讀取操作的目標(biāo)的存儲(chǔ)器單元trpb也為tlc，因此三個(gè)基于頁(yè)面的數(shù)據(jù)的最大值，即3位數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在每個(gè)存儲(chǔ)器單元中。然而，在這種狀態(tài)中，選擇的存儲(chǔ)器裝置可以僅使用能夠傳輸一個(gè)基于頁(yè)面的數(shù)據(jù)的發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb，即來(lái)自每個(gè)存儲(chǔ)器單元的1位數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)三個(gè)基于頁(yè)面的數(shù)據(jù)從作為編程終止或中止?fàn)顟B(tài)中的讀取操作的目標(biāo)的存儲(chǔ)器單元trpb中讀取時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器裝置需要重復(fù)讀取一個(gè)基于頁(yè)面的數(shù)據(jù)，即從每個(gè)存儲(chǔ)器單元trpb讀取三次1位數(shù)據(jù)。
在編程數(shù)據(jù)被維持以將其存儲(chǔ)到3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb(4.一次編程停留)中的狀態(tài)下，讀取操作可以在選擇的存儲(chǔ)器裝置上選擇地執(zhí)行(5.隨機(jī)讀取)。即，在編程數(shù)據(jù)被維持以將其存儲(chǔ)在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb(4.一次編程停留)中的狀態(tài)下，讀取操作(5.隨機(jī)讀取)可以出現(xiàn)也可以不出現(xiàn)。
另外，不管讀取操作(5.隨機(jī)讀取)是否被執(zhí)行，在其中編程數(shù)據(jù)被維持以將其存儲(chǔ)在3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb(4.一次編程停留)內(nèi)的狀態(tài)下，編程操作可以重新開(kāi)始。此時(shí)，編程重啟命令可以被輸入(wt_restart_cmdinput)，以便為選擇的存儲(chǔ)器裝置重新啟動(dòng)編程操作。在編程重新啟動(dòng)命令被輸入后(wt_restart_cmdinput)，編程操作可以以如下方式重新開(kāi)始：執(zhí)行在用于終止或中止編程的操作之前沒(méi)有被執(zhí)行的編程準(zhǔn)備操作的第一次要準(zhǔn)備操作，然后執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作。
此時(shí)，如圖16所示，編程操作可以包括將存儲(chǔ)在選擇的存儲(chǔ)器裝置的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的編程數(shù)據(jù)一次編程至選擇的存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb中。
作為參考，圖16示出了存儲(chǔ)在選擇的存儲(chǔ)器裝置的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的編程數(shù)據(jù)可能將被一次編程至選擇的存儲(chǔ)器裝置的選擇的存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb中，而無(wú)需通過(guò)主緩沖區(qū)tmb。然而，這僅是為了方便描述而給出的示例。事實(shí)上，編程數(shù)據(jù)可以是通過(guò)主緩沖區(qū)tmb一次編程的。
圖17和18是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作應(yīng)用于圖12至16的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的示例的框圖。
圖17示出了包括在根據(jù)本實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110內(nèi)的多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>。
另外，圖17在實(shí)施例中示出了的包括在存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的控制器130內(nèi)的存儲(chǔ)器144，如高速緩沖存儲(chǔ)器1441，以便強(qiáng)調(diào)高速緩沖存儲(chǔ)器的作用。
特別地，控制器130可以執(zhí)行將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的操作。編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441以被傳輸并編程至多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>。即，第一編程數(shù)據(jù)wt_data<1>可以被傳輸并編程至第一個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1>，并且第二編程數(shù)據(jù)wt_data<2>可以被傳輸并編程至第二個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<2>。第三編程數(shù)據(jù)wt_data<3>可以被傳輸并編程至第三個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<3>，并且第四編程數(shù)據(jù)wt_data<4>可以被傳輸并編程至第四個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<4>。
此時(shí)，為了存儲(chǔ)在一次被編程至多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的所有的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>，高速緩沖存儲(chǔ)器需要具有相對(duì)較大的尺寸。
然而，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作期間，待編程至各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以存儲(chǔ)到包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
例如，在第一編程數(shù)據(jù)wt_data<1>被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第一編程數(shù)據(jù)wt_data<1>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第一個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，并且在第二編程數(shù)據(jù)wt_data<2>被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第二編程數(shù)據(jù)wt_data<2>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第二個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<2>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。在第三編程數(shù)據(jù)wt_data<3>緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第三編程數(shù)據(jù)wt_data<3>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第三個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<3>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，并且在第四編程數(shù)據(jù)wt_data<4>緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第四編程數(shù)據(jù)wt_data<4>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第四個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
以這種方式，無(wú)論何時(shí)緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的大小變得與可以同時(shí)存儲(chǔ)在包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>中的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的數(shù)據(jù)的大小相等，例如對(duì)應(yīng)于三個(gè)頁(yè)面的大小，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器130都可以將高速緩沖存儲(chǔ)器1441中的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>分別傳遞并存儲(chǔ)至包括在多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
另外，當(dāng)緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>傳遞并存儲(chǔ)至包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中時(shí)，控制器130不僅可以使用圖14中所示的一般編程操作，也可以使用參照?qǐng)D15和圖16所述的特定編程操作。由于圖14中所示的一般編程操作是公知的編程操作，因此以下描述將會(huì)基于圖15和圖16的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作來(lái)進(jìn)行。
因此，在輸出各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的讀取目標(biāo)存儲(chǔ)器單元trpb<1:4>內(nèi)的讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>的操作的同時(shí)，控制器130可以執(zhí)行將緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的編程數(shù)據(jù)傳遞并存儲(chǔ)至包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的操作。
即，當(dāng)將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>時(shí)，控制器130可以僅使用發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb來(lái)從各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的讀取目標(biāo)存儲(chǔ)器單元trpb<1:4>中讀取該讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>，而不使用包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb，即使是在當(dāng)處于編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入沒(méi)有結(jié)束或各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb與mlb沒(méi)有滿的狀態(tài)下的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>需要讀取操作的情況下。
控制器130的上述操作，即，將緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441中的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>傳遞并存儲(chǔ)到包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的操作可以一直持續(xù)，直到?jīng)]有更多的數(shù)據(jù)被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441中，因?yàn)榫幊虜?shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入被結(jié)束或者包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb已滿。
當(dāng)由于編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入結(jié)束或者包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb已滿所以沒(méi)有更多的數(shù)據(jù)被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441中時(shí)，控制器130可以控制多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>以同時(shí)執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，并且控制多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>以執(zhí)行編程操作。然后，存儲(chǔ)在包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以被一次編程至各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的編程目標(biāo)存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb。
另外，圖17中所示的操作，即，將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第一存儲(chǔ)器1501<1:4>的操作可以應(yīng)用于將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第二存儲(chǔ)器1502<1:4>的操作。
特別地，緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以被傳輸并編程至多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>。即，第一編程數(shù)據(jù)wt_data<1>可以被傳輸并編程至第一個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1>，并且第二編程數(shù)據(jù)wt_data<2>可以被傳輸并編程至第二個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<2>。第三編程數(shù)據(jù)wt_data<3>可以被傳輸并編程至第三個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<3>，并且第四編程數(shù)據(jù)wt_data<4>可以被傳輸并編程至第四個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<4>。
此時(shí)，高速緩沖存儲(chǔ)器1441需要具有相對(duì)大的大小，用于一次存儲(chǔ)待編程至多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的所有的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>。
然而，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作期間，待編程至各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以存儲(chǔ)到包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
例如，在第一編程數(shù)據(jù)wt_data<1>緩存到高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第一編程數(shù)據(jù)wt_data<1>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第一個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，并且在第二編程數(shù)據(jù)wt_data<2>緩存到高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第二編程數(shù)據(jù)wt_data<2>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第二個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<2>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。在第三編程數(shù)據(jù)wt_data<3>緩存到高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第三編程數(shù)據(jù)wt_data<3>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第三個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<2>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中，并且在第四編程數(shù)據(jù)wt_data<4>緩存到高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，第四編程數(shù)據(jù)wt_data<4>可以被傳遞并存儲(chǔ)至包括在第四個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
以這種方式，無(wú)論何時(shí)緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441中的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的大小變得與可以同時(shí)存儲(chǔ)在包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的數(shù)據(jù)的大小相等，例如對(duì)應(yīng)于三個(gè)頁(yè)面的大小，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器130都可以將緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441中的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>分別傳遞并存儲(chǔ)至包括在多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
另外，當(dāng)緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441中的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>被傳遞并存儲(chǔ)至包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中時(shí)，控制器130不僅可以使用圖14所示的一般編程操作，還可以使用圖15和圖16的特定編程操作。由于圖14中所示的一般編程操作是公知的編程操作，以下描述將會(huì)基于圖15和圖16的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作。
因此，在輸出存儲(chǔ)在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的讀取目標(biāo)存儲(chǔ)器單元trpb<1:4>中的讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>的操作的同時(shí)，控制器130可以執(zhí)行將緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器144內(nèi)的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>傳遞并存儲(chǔ)至包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的操作。。
即，當(dāng)將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>時(shí)，控制器130可以僅使用發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb來(lái)從各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的讀取目標(biāo)存儲(chǔ)器單元trpb<1:4>中讀取該讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>，而不使用包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb，即使是在當(dāng)處于編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入沒(méi)有結(jié)束或包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb沒(méi)有滿的狀態(tài)下的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>需要讀取操作的情況下。
控制器130的上述操作，即，將緩存在高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)的編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>傳遞并存儲(chǔ)至或包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的操作可以一直持續(xù)，直到?jīng)]有更多的數(shù)據(jù)被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441，因?yàn)榫幊虜?shù)據(jù)wtdata<1:4>的輸入被結(jié)束或者包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb與mlb已滿。
當(dāng)因?yàn)榫幊虜?shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入結(jié)束或者包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb已滿所以沒(méi)有更多的數(shù)據(jù)被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441時(shí)，控制器130可以控制多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>以同時(shí)執(zhí)行編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作，并且控制多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>以同時(shí)執(zhí)行編程操作。然后，存儲(chǔ)在包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中的編程數(shù)據(jù)可以被一次編程至各自的第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的編程目標(biāo)存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb中。
參考圖18，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，特定編程操作可以根據(jù)交錯(cuò)機(jī)制在多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中被執(zhí)行。
特別地，在將存儲(chǔ)在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb內(nèi)的數(shù)據(jù)一次編程至編程目標(biāo)存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb的編程操作在編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作于第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中啟動(dòng)之后被執(zhí)行期間，在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>僅啟動(dòng)編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作而不啟動(dòng)次要準(zhǔn)備操作的狀態(tài)下，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>可以將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>存儲(chǔ)至其3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb中。
另一方面，在將被存儲(chǔ)在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb與mlb內(nèi)的數(shù)據(jù)一次編程至編程目標(biāo)存儲(chǔ)器單元tlsb、tcsb和tmsb的編程操作在編程準(zhǔn)備操作的次要準(zhǔn)備操作于第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>中被啟動(dòng)之后被執(zhí)行期間，在第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>僅啟動(dòng)編程準(zhǔn)備操作的必要準(zhǔn)備操作而不啟動(dòng)次要準(zhǔn)備操作的狀態(tài)下，多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>存儲(chǔ)在其中的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb內(nèi)。
如參照?qǐng)D18所描述的那樣，當(dāng)多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>根據(jù)交錯(cuò)機(jī)制被操作時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作可以有效使用。
特別地，當(dāng)編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>直接從主機(jī)102輸入并存儲(chǔ)至第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中時(shí)，包括在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的每個(gè)中的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb可以為了與高速緩沖存儲(chǔ)器1441具有相同的用途而被操作。因此，可以最小化高速緩沖存儲(chǔ)器1441的物理尺寸。
另外，當(dāng)編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>直接從主機(jī)102輸入并存儲(chǔ)至第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中時(shí)，讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>可以從各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>或各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中讀取，并輸出至主機(jī)102，即使是在編程操作未完成的狀態(tài)下。因此，即使當(dāng)主機(jī)交替或隨機(jī)地請(qǐng)求編程操作和讀取操作時(shí)，所有的編程操作和讀取操作仍可以在消耗最小的等待時(shí)間的狀態(tài)下被執(zhí)行。
另外，當(dāng)多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>需要執(zhí)行垃圾回收操作來(lái)作為后臺(tái)操作而非主機(jī)102的請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作可以被有效應(yīng)用。
特別地，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定編程操作被使用時(shí)，在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>設(shè)為一組的狀態(tài)下，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>可以同時(shí)執(zhí)行垃圾回收操作。同樣地，在第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>設(shè)為一組的狀態(tài)下，多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以同時(shí)執(zhí)行垃圾回收操作。另外，根據(jù)交錯(cuò)機(jī)制，在多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>設(shè)為各自的組的狀態(tài)下，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>和多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以交替執(zhí)行垃圾回收操作。
首先，在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>設(shè)為一組的狀態(tài)下，其中多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>同時(shí)執(zhí)行垃圾回收操作的情況將在下文描述。讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>可以包括已經(jīng)存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的各自的受損(victim)塊內(nèi)的有效數(shù)據(jù)。以這樣的方式，已經(jīng)存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的各自的受損塊內(nèi)的有效數(shù)據(jù)可以作為讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>被讀取并被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)，然后作為編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>被編程至第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的目標(biāo)塊。即，編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以表示在垃圾回收操作期間從多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>中隨機(jī)讀取的讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>。
因此，在第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>設(shè)為一組之后的同時(shí)為了順利執(zhí)行垃圾回收操作，即使當(dāng)執(zhí)行編程操作時(shí)，第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>仍將執(zhí)行讀取操作。
即，當(dāng)特定編程操作被應(yīng)用時(shí)，多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>可以設(shè)為一組，然后同時(shí)順利執(zhí)行垃圾回收操作。
這是因?yàn)?，在特定編程操作期間，當(dāng)將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>時(shí)，在不使用包括在各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb的情況下，控制器130可以僅使用發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb來(lái)從各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的讀取目標(biāo)存儲(chǔ)器單元trpb<1:4>中讀取該讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>，即使是在處于編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入沒(méi)有結(jié)束或者各自的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb沒(méi)有滿的狀態(tài)下的第一存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>請(qǐng)求讀取操作的情況下。
其次，在第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>設(shè)為一組的狀態(tài)下，多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>同時(shí)執(zhí)行垃圾回收操作的情況將在下文中描述。讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>可以包括已經(jīng)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的各自的受損塊內(nèi)的有效數(shù)據(jù)。這樣，已經(jīng)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器裝置1501<1:4>的各自的受損塊內(nèi)的有效數(shù)據(jù)可以作為讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>被讀取、并被緩存至高速緩沖存儲(chǔ)器1441內(nèi)，然后作為編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>被編程至第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的目標(biāo)塊。即，編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>可以表示在垃圾回收操作期間從多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>中被隨機(jī)讀取的讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>。
因此，當(dāng)?shù)诙鎯?chǔ)器裝置1502<1:4>設(shè)為一組之后的同時(shí)為了順利執(zhí)行垃圾回收操作，即使當(dāng)執(zhí)行編程操作時(shí)，第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>仍將執(zhí)行讀取操作。
即，當(dāng)特定編程操作被應(yīng)用時(shí)，多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>可以設(shè)為一組，然后同時(shí)順利執(zhí)行垃圾回收操作。
這是因?yàn)椋谔囟ň幊滩僮髌陂g，當(dāng)將編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>編程至多個(gè)第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>時(shí)，在不使用包括在各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>內(nèi)的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb的情況下，控制器130可以僅使用發(fā)送緩沖區(qū)tmb和tcb來(lái)從各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的讀取目標(biāo)存儲(chǔ)器單元trpb<1:4>中讀取該讀取數(shù)據(jù)rd_data<1:4>，即使是在處于編程數(shù)據(jù)wt_data<1:4>的輸入沒(méi)有結(jié)束或者各自的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>的3位多級(jí)緩沖區(qū)mmb、mcb和mlb沒(méi)有滿的狀態(tài)下的第二存儲(chǔ)器裝置1502<1:4>請(qǐng)求讀取操作的情況下。
另外，根據(jù)參考圖18所示的交錯(cuò)機(jī)制，控制器130可以交替執(zhí)行設(shè)為各自的組的第一和第二存儲(chǔ)器裝置的垃圾回收操作。
根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)編程數(shù)據(jù)被編程至多個(gè)存儲(chǔ)器裝置時(shí)，存儲(chǔ)器系統(tǒng)及其操作方法可以控制多個(gè)存儲(chǔ)器裝置不啟動(dòng)編程操作，直到編程數(shù)據(jù)被緩沖到各自的存儲(chǔ)器裝置的所有的頁(yè)面緩沖區(qū)中。
即使當(dāng)需要突然中止或終止編程操作的情況在編程數(shù)據(jù)被緩沖至所有的存儲(chǔ)器裝置的頁(yè)面緩沖區(qū)之前出現(xiàn)，存儲(chǔ)器系統(tǒng)及其操作方法不需要為每個(gè)存儲(chǔ)器裝置取消編程準(zhǔn)備操作，并因此可以快速并穩(wěn)定地中止或終止編程操作。
盡管為說(shuō)明目的已經(jīng)描述了各種實(shí)施例，然而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種變化和變型是顯而易見(jiàn)的。