數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置及其操作方法與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2014年12月23日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2014-0186967的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例涉及一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、其操作方法和包括該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置 的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種包括表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述表存儲(chǔ)針對(duì)在預(yù)定時(shí) 段輸入的地址的壓縮值作為用于補(bǔ)償初始閾電壓的漂移的值。
【背景技術(shù)】
[0004] 用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置可劃分為易失性存儲(chǔ)器裝置和非易失性存儲(chǔ)器裝置。 存儲(chǔ)器裝置的特性會(huì)隨著使用環(huán)境、使用次數(shù)和/或使用時(shí)間而變化。
[0005] 閃速存儲(chǔ)器裝置是在單個(gè)編程操作中對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行擦除或編程的電可 擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)的示例。在利用浮置柵極技術(shù)的閃速存儲(chǔ)器裝置中，就可 靠性而言，數(shù)據(jù)保持特性和質(zhì)量不劣化的編程-擦除(P/E)循環(huán)的次數(shù)（即，耐久性)是重要 問題。
[0006] 在位于閃速存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的閃速存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)的電荷或電子會(huì)通過各種失 效機(jī)制從浮置柵極泄漏，所述失效機(jī)制諸如通過有缺陷的極間絕緣膜的熱離子發(fā)射、電荷 擴(kuò)散、離子雜質(zhì)或編程干擾應(yīng)力。這種泄漏將導(dǎo)致閾電壓的降低。
[0007] 重復(fù)的P/E循環(huán)對(duì)閃速存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器晶體管氧化膜造成應(yīng)力，并且該應(yīng)力 會(huì)在閃速存儲(chǔ)器單元中導(dǎo)致失效。閃速存儲(chǔ)器單元的閾電壓會(huì)由于該應(yīng)力而漂移(增大或 減小）。例如，電子會(huì)從經(jīng)編程的閃速存儲(chǔ)器單元的浮置柵極泄漏。因此，經(jīng)編程的閃速存儲(chǔ) 器單元的閾電壓分布會(huì)朝著更低的電壓漂移。
[0008] 閃速存儲(chǔ)器單元的初始閾電壓會(huì)具有基于工藝和設(shè)計(jì)目標(biāo)的有限分布。然而，初 始閾電壓的分布根據(jù)使用環(huán)境、使用次數(shù)和/或使用時(shí)間而改變。當(dāng)在包括閃速存儲(chǔ)器單元 的存儲(chǔ)器裝置上執(zhí)行編程操作或讀操作時(shí)，需要適當(dāng)?shù)乜刂瞥跏奸撾妷悍植?。?dāng)沒有適當(dāng) 地控制初始閾電壓分布時(shí)，在存儲(chǔ)器裝置上不能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行程序或讀操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、一種操作所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置 的方法，以及包括所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括存儲(chǔ)針對(duì)在 預(yù)定時(shí)段輸入的地址的壓縮值作為用于補(bǔ)償初始閾電壓漂移的值的表，以確保合適的操 作。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，提供了一種操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的方法，其能夠補(bǔ)償多 個(gè)存儲(chǔ)器單元的初始閾電壓漂移。該方法包括:產(chǎn)生針對(duì)第一寫地址的第一壓縮值，所述第 一寫地址對(duì)應(yīng)于在不同的時(shí)間間隔中的第一時(shí)間間隔期間輸入的第一寫請(qǐng)求；以及將第一 壓縮值存儲(chǔ)在多個(gè)表中的第一表中。
[0011] 將第一壓縮值存儲(chǔ)在第一表中的步驟可包括:利用對(duì)應(yīng)于第一寫請(qǐng)求的第一時(shí)間 戳從所述多個(gè)表中選擇第一表;以及將第一壓縮值存儲(chǔ)在選中的第一表中。
[0012] 所述方法還可包括步驟:產(chǎn)生針對(duì)讀地址的第二壓縮值，所述讀地址對(duì)應(yīng)于在所 述不同的時(shí)間間隔中的第二時(shí)間間隔期間輸入的讀請(qǐng)求;在所述多個(gè)表中搜索存儲(chǔ)了與第 二壓縮值相同的第一壓縮值的第一表;基于第一表的索引補(bǔ)償所述存儲(chǔ)器單元的初始閾電 壓漂移；以及利用對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償后的初始閾電壓漂移的讀電壓執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的讀操 作。所述不同的時(shí)間間隔可分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)表。
[0013] 可基于對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的第二時(shí)間戳和第一表的索引執(zhí)行補(bǔ)償初始閾電壓漂移的 步驟。另外，補(bǔ)償初始閾電壓漂移的步驟可包括:基于第二時(shí)間戳和第一表的索引產(chǎn)生控制 碼;將所述控制碼存儲(chǔ)在包括所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器中；以及利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中 的控制碼補(bǔ)償所述存儲(chǔ)器單元的初始閾電壓漂移。
[0014] 可利用一個(gè)哈希值產(chǎn)生器產(chǎn)生第一壓縮值和第二壓縮值中的每一個(gè)。第一壓縮值 和第二壓縮值可分別為從不同的哈希值產(chǎn)生器輸出的第一哈希值和第二哈希值。
[0015] 所述方法還可包括步驟:周期性地初始化所述多個(gè)表。另外，所述方法還可包括步 驟：當(dāng)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括三維閃速存儲(chǔ)器時(shí)，將對(duì)應(yīng)于第一寫請(qǐng)求的第一寫數(shù)據(jù)寫至 包括所述存儲(chǔ)器單元的三維閃速存儲(chǔ)器。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實(shí)施例，提供了一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其包括存儲(chǔ)器和控制 器。所述存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元。所述控制器配置為補(bǔ)償存儲(chǔ)器單元的初始閾電壓漂 移。所述控制器包括補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路配置為產(chǎn)生針對(duì)第一寫地址的第一壓縮值，所 述第一寫地址對(duì)應(yīng)于在不同的時(shí)間間隔中的第一時(shí)間間隔期間輸入的第一寫請(qǐng)求，并且將 第一壓縮值存儲(chǔ)在多個(gè)表中的第一表中。
[0017] 所述補(bǔ)償電路可包括:壓縮值產(chǎn)生電路，其配置為產(chǎn)生針對(duì)第一寫地址的第一壓 縮值；以及搜索電路，其配置為利用對(duì)應(yīng)于第一寫請(qǐng)求的第一時(shí)間戳從所述多個(gè)表中選擇 第一表，并且將第一壓縮值存儲(chǔ)在選中的第一表中。所述不同的時(shí)間間隔可分別對(duì)應(yīng)于所 述多個(gè)表。
[0018] 所述壓縮值產(chǎn)生電路可產(chǎn)生針對(duì)讀地址的第二壓縮值，所述讀地址對(duì)應(yīng)于在所述 不同的時(shí)間間隔中的第二時(shí)間間隔期間輸入的讀請(qǐng)求。所述搜索電路可在所述多個(gè)表中搜 索存儲(chǔ)了與第二壓縮值相同的第一壓縮值的第一表。
[0019] 所述壓縮值產(chǎn)生電路可利用至少一個(gè)哈希值產(chǎn)生器產(chǎn)生包括至少一個(gè)哈希值的 第一壓縮值以及包括至少一個(gè)第二哈希值的第二壓縮值。
[0020] 所述搜索電路可將第一表的索引輸出作為搜索結(jié)果。另外，所述控制器還可包括： 判定電路，其配置為利用對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的第二時(shí)間戳以及第一表的索引產(chǎn)生控制碼；以及 中央處理單元(CPU)，其配置為響應(yīng)于控制碼輸出用于補(bǔ)償初始閾電壓漂移的補(bǔ)償碼。所述 存儲(chǔ)器可利用從CPU輸出的補(bǔ)償碼補(bǔ)償存儲(chǔ)器單元的初始閾電壓漂移，利用對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償后 的初始閾電壓漂移的讀電壓從存儲(chǔ)器單元讀取對(duì)應(yīng)于讀命令的數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)輸出至控 制器。
[0021] 所述控制器還可包括構(gòu)造為存儲(chǔ)所述多個(gè)表的內(nèi)部存儲(chǔ)器，并且所述控制器可周 期性地初始化所述表。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實(shí)施例，提供了一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其包括如上所述的數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)裝置以及配置為控制所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的操作的主機(jī)。
[0023] 在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情形中，所述補(bǔ)償電路可包括:壓縮值產(chǎn)生電路，其配置為產(chǎn)生 針對(duì)第一寫地址的第一壓縮值；以及搜索電路，其配置為利用對(duì)應(yīng)于第一寫請(qǐng)求的第一時(shí) 間戳從所述多個(gè)表中選擇第一表，并且將第一壓縮值存儲(chǔ)在選中的第一表中。所述不同的 時(shí)間間隔可分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)表。
[0024] 所述壓縮值產(chǎn)生電路可產(chǎn)生針對(duì)讀地址的第二壓縮值，其對(duì)應(yīng)于在所述不同的時(shí) 間間隔中的第二時(shí)間間隔期間輸入的讀請(qǐng)求，并且所述搜索電路可在所述多個(gè)表中搜索存 儲(chǔ)了與第二壓縮值相同的第一壓縮值的第一表。
[0025] 所述搜索電路可將第一表的索引輸出作為搜索結(jié)果。另外，所述控制器還可包括： 判定電路，其配置為利用對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的第二時(shí)間戳和第一表的索引產(chǎn)生控制碼；以及 CPU，其配置為響應(yīng)于控制碼輸出用于補(bǔ)償初始閾電壓漂移的補(bǔ)償碼。所述存儲(chǔ)器可利用從 CPU輸出的補(bǔ)償碼來補(bǔ)償存儲(chǔ)器單元的初始閾電壓漂移，利用對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償后的初始閾電壓 漂移的讀電壓從存儲(chǔ)器單元讀取對(duì)應(yīng)于讀命令的數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)輸出至控制器。
[0026]所述存儲(chǔ)器可具有包括所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的三維存儲(chǔ)器陣列。所述三維存儲(chǔ)器 陣列可包括非易失性存儲(chǔ)器，其以單片方式形成在具有設(shè)置在硅襯底上的有源區(qū)域的存儲(chǔ) 器單元的一個(gè)或多個(gè)物理層級(jí)中。所述三維存儲(chǔ)器陣列可包括存儲(chǔ)器單元，存儲(chǔ)器單元中 的每一個(gè)包括電荷俘獲層。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實(shí)施例，提供了一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其包括存儲(chǔ)器和控制 器。所述存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元。所述控制器配置為響應(yīng)于控制碼補(bǔ)償存儲(chǔ)器單元的 初始閾電壓漂移。所述控制器包括CPU，其配置為產(chǎn)生針對(duì)第一寫地址的第一壓縮值，所述 第一寫地址對(duì)應(yīng)于在不同的時(shí)間間隔中的第一時(shí)間間隔期間輸入的第一寫請(qǐng)求，并且將第 一壓縮值存儲(chǔ)在多個(gè)表中的第一表中。所述CHJ包括:壓縮值產(chǎn)生模塊，其配置為產(chǎn)生針對(duì) 第一寫地址的第一壓縮值以及針對(duì)讀地址的第二壓縮值，所述讀地址對(duì)應(yīng)于在所述不同的 時(shí)間間隔中的第二時(shí)間間隔期間輸入的讀請(qǐng)求;搜索引擎，其配置為利用對(duì)應(yīng)于第一寫請(qǐng) 求的第一時(shí)間戳從所述多個(gè)表中選擇第一表，并且將第一壓縮值存儲(chǔ)在選中的第一表中， 其中，所述不同的時(shí)間間隔分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)表；以及判定模塊，其配置為利用對(duì)應(yīng)于讀 請(qǐng)求的第二時(shí)間戳和第一表的索引產(chǎn)生控制碼。
【附圖說明】
[0028] 通過以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述將更加清楚地理解本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，其 中：
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；
[0030] 圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖1所示的補(bǔ)償電路的框圖；
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖2所示的處理第一寫地址的哈希值產(chǎn)生電路 的操作的概念圖；
[0032]圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖2所示的處理第二寫地址的哈希值產(chǎn)生電路 的操作的概念圖；
[0033]圖5是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖2所示的處理讀地址的哈希值產(chǎn)生電路的操 作的概念圖；
[0034] 圖6是初始閾電壓分布隨時(shí)間的漂移的概念圖；
[0035] 圖7是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的存儲(chǔ)在哈希表中的針對(duì)寫地址的壓縮值的時(shí)間 間隔的概念圖；
[0036] 圖8是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的用于補(bǔ)償初始閾電壓分布漂移的表的概念圖；
[0037] 圖9是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；
[0038]圖10是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的在圖1所示的中央處理單元(CPU)中運(yùn)行的補(bǔ) 償模塊的操作的概念圖；
[0039] 圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖1或圖9所示的第二存儲(chǔ)器的框圖；
[0040] 圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的在圖1或圖9所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中執(zhí)行的寫 操作的流程圖；
[0041] 圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的在圖1或圖9所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中執(zhí)行的讀 操作的流程圖；
[0042] 圖14是在常規(guī)方法和根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施例的方法中使用的存儲(chǔ)器容量 的示圖；
[0043] 圖15是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施例的地址的定義的示圖；以及
[0044] 圖16是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖1或圖9所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的數(shù)據(jù)中 心的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 將參照以下描述和附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思可按照各種不同形式 實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)理解為僅限于本文闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例作為示例，是為了 使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明構(gòu)思的范圍完全傳遞給本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員之一。因此，對(duì)于一些實(shí)施例而言，將不再描述已知的工藝、元件和技術(shù)。除非另有說明， 否則相同的附圖標(biāo)記在附圖和撰寫的描述中始終指代相同的元件，因此將不重復(fù)描述。在 附圖中，為了清楚起見，可放大層和區(qū)的尺寸和相對(duì)尺寸。
[0046] 應(yīng)該理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱作"連接至"或"結(jié)合至"另一元件時(shí)，所述一個(gè)元件可 直接連接至或結(jié)合至所述另一元件，或者可存在中間元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱作"直接 連接"或"直接結(jié)合"至另一元件時(shí)，則不存在中間元件。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括相關(guān) 所列項(xiàng)之一或多個(gè)的任何和所有組合，并且可簡(jiǎn)寫為7"。
[0047]應(yīng)該理解，雖然本文中可使用術(shù)語(yǔ)例如第一、第二