本申請要求于2015年11月17日提交到韓國知識產(chǎn)權局的申請?zhí)枮?0-2015-0161074的韓國專利申請的優(yōu)先權，其公開內(nèi)容通過引用方式整體并入本文。

技術領域

本發(fā)明的示例性實施例總體涉及一種存儲器系統(tǒng)，且更特別地，涉及一種用于處理存儲器裝置上的數(shù)據(jù)的存儲器系統(tǒng)以及存儲器系統(tǒng)的操作方法。

背景技術：

計算機環(huán)境范例已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛟谌魏蔚胤胶腿魏螘r間使用的普適計算系統(tǒng)。因此，諸如移動電話、數(shù)字相機和筆記本計算機的便攜式電子裝置的使用已迅速地增長。這些便攜式電子裝置一般使用用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)存儲裝置。存儲器系統(tǒng)可包括也被簡單稱作存儲器裝置的一個或多個半導體存儲器裝置。存儲器系統(tǒng)可被用作便攜式電子裝置的主要或輔助存儲器裝置。

由于使用存儲器裝置的存儲器系統(tǒng)沒有活動部件，所以它們提供優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐久性、高的信息存取速度和低功消。具有這些優(yōu)勢的存儲器系統(tǒng)的示例包括通用串行總線(USB)存儲器裝置、具有各種接口的存儲卡和固態(tài)驅(qū)動器(SSD)。

技術實現(xiàn)要素：

各種實施例涉及一種存儲器系統(tǒng)及其操作方法，用于通過使包含在存儲器系統(tǒng)中的一個或多個存儲器裝置的復雜性最小化而更迅速和/或更穩(wěn)定地處理數(shù)據(jù)。存儲器系統(tǒng)和操作方法可減小對包含在其中的一個或多個存儲器裝置的每一個的操作負載，并可使其使用效率最大化。從下面的描述中，本公開內(nèi)容的其它實施例和/或其變型對于本領域技術人員而言將變得顯而易見。

在實施例中，存儲器系統(tǒng)可包括:存儲器裝置，其包括每個都包括適于存儲數(shù)據(jù)的多個存儲塊的多個平面(plane)和對應于平面的多個頁面緩沖器；和控制器，其包括存儲器，所述控制器適于通過參照對應于讀取命令的第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)對平面中存儲第一數(shù)據(jù)的第一平面的存儲塊執(zhí)行讀取操作，并將第一數(shù)據(jù)提供至主機；其中元數(shù)據(jù)被存儲在存儲器或頁面緩沖器中。

控制器可從第一平面的存儲塊中讀取第一數(shù)據(jù)，并可通過頁面緩沖器中對應于第一平面的第一頁面緩沖器將第一數(shù)據(jù)提供至主機。

第一頁面緩沖器可包括：適于存儲從第一平面的存儲塊中讀取的第一數(shù)據(jù)的第一子緩沖器；適于為主機提供存儲在第一子緩沖器中的第一數(shù)據(jù)的第二子緩沖器；適于存儲在第一子緩沖器中存儲的第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)的第三子緩沖器；和適于存儲在第一子緩沖器中存儲的第一數(shù)據(jù)的副本的第四子緩沖器。

當在存儲器中未發(fā)現(xiàn)元數(shù)據(jù)時，控制器可在第三子緩沖器中搜索元數(shù)據(jù)，并可將存儲在第三子緩沖器中的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上。

當在存儲器和第一頁面緩沖器中都未發(fā)現(xiàn)元數(shù)據(jù)時，控制器可將存儲在第一平面的存儲塊中的元數(shù)據(jù)存儲在第一子緩沖器中，并可將存儲在第一子緩沖器中的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上。

當控制器未能為主機提供第一數(shù)據(jù)或者提供了用于第一數(shù)據(jù)的另一個讀取命令時，控制器可為主機提供存儲在第四子緩沖器中的第一數(shù)據(jù)的副本。

當控制器未能為主機提供第一數(shù)據(jù)或者提供了用于第一數(shù)據(jù)的另一個讀取命令時，控制器可將存儲在第三子緩沖器內(nèi)的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上、識別加載的元數(shù)據(jù)并可再次執(zhí)行讀取操作。

元數(shù)據(jù)可包括第一數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段，并且根據(jù)存儲在存儲器和頁面緩沖器之一中的映射片段的映射列表，控制器可在存儲器和頁面緩沖器之一中搜索元數(shù)據(jù)。

控制器可為第一平面提供存儲在存儲器內(nèi)的啟動命令(boost command)中的對應于第一平面的第一啟動命令，并可執(zhí)行讀取操作。

控制器：可根據(jù)第一啟動命令將存儲在頁面緩沖器中對應于第一平面的第一頁面緩沖器中的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上；以及可通過第一頁面緩沖器為主機提供存儲在第一平面的存儲塊中的第一數(shù)據(jù)，并在讀取操作期間將第一數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)存儲在第一頁面緩沖器中。

在實施例中，包含存儲器裝置和控制器的存儲器系統(tǒng)的操作方法可包括：接收用于存儲在存儲器裝置內(nèi)的多個平面中的第一平面內(nèi)的第一數(shù)據(jù)的讀取命令，其中每個平面包含多個存儲塊；通過參照第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，對存儲第一數(shù)據(jù)的第一平面的存儲塊執(zhí)行讀取操作；以及將第一數(shù)據(jù)提供至主機，其中元數(shù)據(jù)可被存儲在控制器的存儲器中或者分別對應于平面的存儲器裝置的多個頁面緩沖器中。

執(zhí)行讀取操作可包括：從第一平面的存儲塊中讀取第一數(shù)據(jù)；以及通過頁面緩沖器中對應于第一平面的第一頁面緩沖器，將第一數(shù)據(jù)提供至主機。

第一頁面緩沖器包括：適于存儲從第一平面的存儲塊中讀取的第一數(shù)據(jù)的第一子緩沖器；適于為主機提供存儲在第一子緩沖器中的第一數(shù)據(jù)的第二子緩沖器；適于存儲在第一子緩沖器中存儲的第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)的第三子緩沖器；和適于存儲在第一子緩沖器中存儲的第一數(shù)據(jù)的副本的第四子緩沖器。

當在存儲器中未發(fā)現(xiàn)元數(shù)據(jù)時，執(zhí)行讀取操作可包括：在第三子緩沖器中搜索元數(shù)據(jù)；和將存儲在第三子緩沖器中的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上。

當在存儲器和第一頁面緩沖器中都未發(fā)現(xiàn)元數(shù)據(jù)時，執(zhí)行讀取操作可包括：將存儲在第一平面的存儲塊中的元數(shù)據(jù)存儲在第一子緩沖器中；和將存儲在第一子緩沖器中的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上。

當未能提供第一數(shù)據(jù)或者提供了用于第一數(shù)據(jù)的另一個讀取命令時，存儲器系統(tǒng)的操作方法可進一步包括為主機提供存儲在第四子緩沖器中的第一數(shù)據(jù)的副本。

當未能提供第一數(shù)據(jù)或者提供了用于第一數(shù)據(jù)的另一個讀取命令時，存儲器系統(tǒng)的操作方法可進一步包括：將存儲在第三子緩沖器內(nèi)的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上；識別所加載的元數(shù)據(jù)；通過參照第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，對存儲第一數(shù)據(jù)的第一平面的存儲塊再次執(zhí)行讀取操作；以及將第一數(shù)據(jù)提供至主機。

元數(shù)據(jù)可包括第一數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段；并且參照第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)可包括根據(jù)存儲在存儲器和頁面緩沖器之一中的映射片段的映射列表，搜索存儲器和頁面緩沖器之一中的元數(shù)據(jù)。

執(zhí)行讀取操作可包括：為第一平面提供存儲在存儲器內(nèi)的啟動命令中對應于第一平面的第一啟動命令；和對第一平面的存儲塊執(zhí)行讀取操作。

執(zhí)行讀取操作可進一步包括：根據(jù)第一啟動命令，將存儲在頁面緩沖器中對應于第一平面的第一頁面緩沖器中的元數(shù)據(jù)加載到存儲器上；和將第一數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)存儲在第一頁面緩沖器中，且其中第一數(shù)據(jù)的提供通過第一頁面緩沖器利用存儲在第一平面的存儲塊中的第一數(shù)據(jù)來執(zhí)行。

附圖說明

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的簡圖。

圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1所示的存儲器系統(tǒng)的存儲器裝置的簡圖，其中存儲器裝置包括多個存儲塊。

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器裝置的存儲塊的電路圖。

圖4至圖11為圖示地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖2的存儲器裝置的更多結(jié)構(gòu)細節(jié)的簡圖。

圖12和圖13為圖示地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)據(jù)處理操作的簡圖。

圖14為根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)據(jù)處理操作的流程圖。

具體實施方式

下面將參照所附附圖對各種實施例進行更詳細的描述。然而，本發(fā)明可以不同形式體現(xiàn)，并且不應被理解為局限于此處所陳述的實施例。而是，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完整的，并將本發(fā)明完全傳達給相關領域的技術人員。貫穿本公開，在本發(fā)明的各種附圖和實施例中，相似的參考數(shù)字指的是相似的部件。還應注意的是，在此說明書中，“連接/聯(lián)接”不僅指的是一個元件直接聯(lián)接另一個元件，而且指的是一個元件通過中間元件間接聯(lián)接另一個元件。而且，只要其沒有被另外特別地說明，單數(shù)形式也可包括復數(shù)形式。應該容易理解的是，本公開中的“在…上”和“之上”的含義應以最寬泛的方式解釋使得“在…上”不僅表示“直接在…上”，而且表示在某物“上”，其中其間具有中間特征或?qū)?，并且“之上”不僅表示直接在頂部上，而且表示在某物的頂部上，其中其間具有中間特征或?qū)?。當?shù)谝粚颖环Q為在第二層“上”或在基板“上”時，其可能不僅指的是第一層直接形成在第二層或基板上的情況，而且也可能指的是第三層存在于第一層和第二層或基板之間的情況。

將理解的是，盡管術語“第一”、“第二”、“第三”等可在此處用于描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應被這些術語限制。這些術語被用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，下文所描述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱做第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。

將進一步理解的是，當用于此說明書時，術語“含有”、“包含”、“包括”、“包括有”、“有”或“具有”說明所陳述的特征、整體、操作、元件和/或組件的存在，但并沒有排除一個或多個其它未陳述的特征、整體、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。如此處所用，術語“和/或”包括一個或多個相關列出項目的任意和所有的組合。

除非另外定義，否則包括此處使用的技術和科學術語的所有術語具有與該發(fā)明概念所屬領域的普通技術人員通常理解的含義相同的含義。還將理解的是，比如通常所用的字典中定義的那些術語，應被解釋為具有與其在相關領域的內(nèi)容中的含義一致的含義，并將不以理想化或過于正式的意義來解釋，除非在此如此定義。

在下面的說明中，眾多特定細節(jié)的闡述是為了提供本公開的徹底的理解。本公開可以在不存在某些或所有這些具體細節(jié)的情況下被實施。在其它情況下，為了不不必要地模糊本公開，眾所周知的進程結(jié)構(gòu)和/或進程未被詳細描述。

下面，將參照附圖對本公開的各種實施例進行更詳細的描述。

圖1為示出根據(jù)本公開的實施例的包括存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。

參照圖1，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可包括主機102和存儲器系統(tǒng)110。

主機102可以是或者包括例如便攜式電子裝置，諸如移動電話、MP3播放器和筆記本計算機。主機102也可以是或者包括例如電子裝置，諸如臺式計算機、游戲機、TV和投影儀。

存儲器系統(tǒng)110可響應于來自主機102的請求而運行。例如，存儲器系統(tǒng)110可存儲待由主機102訪問的數(shù)據(jù)。存儲器系統(tǒng)110可用作主機102的主要存儲器系統(tǒng)。存儲器系統(tǒng)可用作主機102的輔助存儲器系統(tǒng)。根據(jù)待與主機102電聯(lián)接的主機接口的協(xié)議，存儲器系統(tǒng)110可以是或者包括各種存儲裝置的任意一種。存儲器系統(tǒng)110可以是或者包括諸如以下的各種存儲裝置的任意一種：固態(tài)驅(qū)動器(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)存儲裝置、通用閃存(UFS)裝置、標準閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡、記憶棒等。

存儲器系統(tǒng)110的存儲裝置可以是或包括易失性存儲器裝置，諸如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)等。存儲器系統(tǒng)110的存儲裝置可以是或包括非易失性存儲器裝置，諸如只讀存儲器(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)、鐵電隨機存取存儲器(FRAM)、相變RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、電阻式RAM(RRAM)等。

存儲器系統(tǒng)110可包括存儲器裝置150和控制器130。存儲器裝置可存儲待由主機102訪問的數(shù)據(jù)?？刂破?30可控制數(shù)據(jù)在存儲器裝置150中的存儲。

控制器130和存儲器裝置150可被集成在單一半導體裝置中。例如，控制器130和存儲器裝置150可被集成在被配置為固態(tài)驅(qū)動器(SSD)的單一半導體裝置中。當存儲器系統(tǒng)110被配置為SSD時，與存儲器系統(tǒng)110電聯(lián)接的主機102的運行速度可被顯著提高。

控制器130和存儲器裝置150可被集成在被配置為存儲卡的單一半導體裝置中?？刂破?30和存儲卡150可被集成在被配置為諸如以下的存儲卡的單一半導體裝置中：個人計算機存儲卡國際協(xié)會(PCMCIA)卡、標準閃存(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、通用閃存(UFS)裝置等。

對于另一個示例，存儲器系統(tǒng)110可以是或者包括計算機、超移動PC(UMPC)、工作站、上網(wǎng)本、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計算機、網(wǎng)絡平板、平板計算機、無線電話、移動電話、智能電話、電子書、便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜式游戲機、導航裝置、黑匣子、數(shù)字相機、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)字圖像記錄器、數(shù)字圖像播放器、數(shù)字視頻記錄器、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的存儲器、能夠在無線環(huán)境下發(fā)送和接收信息的裝置、配置家庭網(wǎng)絡的各種電子裝置之一、配置計算機網(wǎng)絡的各種電子裝置之一、配置遠程信息處理網(wǎng)絡的各種電子裝置之一、RFID裝置、配置計算系統(tǒng)的各種組成元件之一等等。

存儲器裝置150可在寫入操作期間存儲從主機102中提供的數(shù)據(jù)。存儲器裝置150可在讀取操作期間將存儲的數(shù)據(jù)提供至主機102。存儲器裝置150可包括多個存儲塊152、154和156。存儲塊152、154和156中的每個可包括多個頁面。每個頁面可包括多個存儲器單元，多個字線(WL)可被電聯(lián)接至多個存儲器單元。

當裝置的電源被切斷或關閉時，存儲器裝置150可保留所存儲的數(shù)據(jù)。存儲器裝置150可以是非易失性存儲器裝置，例如閃速存儲器。閃速存儲器可具有三維(3D)堆棧結(jié)構(gòu)。后面參照圖2至圖11對存儲器裝置150的3D堆棧結(jié)構(gòu)進行更詳細的描述。

控制器130可響應于來自主機102的請求控制存儲器裝置150?？刂破?30可以控制存儲器裝置150和主機102之間的數(shù)據(jù)流。例如，控制器130可以將從存儲器裝置150讀取的數(shù)據(jù)提供至主機102，并將從主機102中提供的數(shù)據(jù)存儲在存儲器裝置150中。因此，控制器130可以控制存儲器裝置150的整體操作，諸如，例如，讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作。

在圖1的示例中，控制器130可包括主機接口單元132、處理器134、錯誤校正碼(ECC)單元138、電源管理單元140、NAND閃存控制器142和存儲器144。

主機接口單元132可處理從主機102中提供的命令和數(shù)據(jù)。主機接口單元132可通過諸如以下的各種接口協(xié)議中的至少一個與主機102通信：通用串行總線(USB)、多媒體卡(MMC)、高速外圍組件互連(PCI-E)、串列SCSI(SAS)、串行高級技術附件(SATA)、并行高級技術附件(PATA)、小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)、增強型小型磁盤接口(ESDI)、集成驅(qū)動電路(IDE)等。

在讀取操作期間，ECC單元138可檢測并校正從存儲器裝置150中讀取的數(shù)據(jù)中的錯誤。例如，當錯誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯誤位的閾值數(shù)量時，ECC單元138可不校正錯誤位，并且可輸出指示校正錯誤位失敗的錯誤校正失效信號。

ECC單元138可基于諸如以下的編碼調(diào)制執(zhí)行錯誤校正操作：低密度奇偶校驗檢查(LDPC)碼、博斯-查德胡里-霍昆格母(BCH)碼、turbo碼、里德-索羅門(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。ECC單元138可包括如錯誤校正操作可能需要的所有電路、系統(tǒng)或裝置。

PMU 140可提供和/或管理用于控制器130的電源即，用于包括在控制器130中的組成元件的電源?？梢允褂萌魏魏线m的電源模塊。

NFC 142可以用作控制器130和存儲器裝置150之間的存儲器接口，用于容許控制器130例如響應于來自主機102的請求控制存儲器裝置150。當存儲器裝置150為閃速存儲器時，并且例如當存儲器裝置150為NAND閃速存儲器時，NFC 142可在處理器134的控制下生成用于存儲器裝置150的控制信號并且處理數(shù)據(jù)。盡管圖1的實施例中的接口單元142為適于將NAND閃速存儲器與控制器接口連接的NFC單元，但本發(fā)明并不局限于這種方式。接口單元142可以是適于將存儲器裝置150接口連接至控制器的任何合適的接口單元。應該注意的是，接口單元142的特定架構(gòu)和功能可根據(jù)采用的存儲器裝置的類型而變化。

存儲器144可用作存儲器系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲器，并存儲用于驅(qū)動存儲器系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)?？刂破?30可響應于來自主機102的請求控制存儲器裝置150。例如，控制器130可將從存儲器裝置150讀取的數(shù)據(jù)提供至主機102并將從主機102提供的數(shù)據(jù)存儲在存儲器裝置150中。當控制器130控制存儲器裝置150的操作時，存儲器144可存儲被控制器130和存儲器裝置150用于諸如讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作的操作的數(shù)據(jù)。

存儲器144可以是或包括任何適合的存儲器裝置。存儲器144可以是易失性存儲器。存儲器144可以是或包括靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)。存儲器144可以是或包括動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)。存儲器144可包括任何適合的架構(gòu)。例如，存儲器144可包括本領域公知的編程存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、寫入緩沖器、讀取緩沖器、映射緩沖器等。

處理器134可控制存儲器系統(tǒng)110的一般操作。處理器134可響應于來自主機102的寫入或讀取請求而控制用于存儲器裝置150的寫入或讀取操作。處理器134可以是或包括任何適合的處理器。處理器134可驅(qū)動被稱為閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)的固件，以控制存儲器系統(tǒng)110的一般操作。處理器134可以是或包括微處理器?？梢允褂萌魏芜m合的微處理器。處理器134可以是或包括中央處理單元(CPU)。

在處理器134中可包括壞塊管理單元(未示出)，用于執(zhí)行存儲器裝置150的壞塊管理。壞塊管理單元可發(fā)現(xiàn)包括在存儲器裝置150中的處于用于進一步使用的不滿意狀態(tài)的壞存儲塊，并對壞存儲塊執(zhí)行壞塊管理。當存儲器裝置150為閃速存儲器例如NAND閃速存儲器時，在寫入操作期間，例如編程操作期間，由于NAND邏輯功能的特性，可能發(fā)生編程失敗。在壞塊管理操作期間，編程失敗的存儲塊或壞存儲塊的數(shù)據(jù)可被編程到新的存儲塊中。由于編程失敗導致的壞塊可使存儲器裝置150的利用效率和存儲器系統(tǒng)100的可靠性嚴重惡化。因此，為了解決這些問題，在處理器134中可包括可靠的壞塊管理。

圖2說明了圖1所示的存儲器裝置150的示例。

參照圖2，存儲器裝置150可包括多個存儲塊，例如，第0至第(N-1)塊210至240。多個存儲塊210至240的每一個可包括多個頁面，例如，本發(fā)明將不被局限于此的2^M數(shù)量的頁面(2^M個頁面)。多個頁面的每一個可包括多個字線可被電聯(lián)接至其的多個存儲器單元。

根據(jù)可被存儲或表達在每個存儲器單元中的位的數(shù)量，存儲塊可以是單層單元(SLC)存儲塊或多層單元(MLC)存儲塊。SLC存儲塊可包括含有多個存儲器單元的多個頁面，每個存儲器單元能夠存儲1位數(shù)據(jù)。MLC存儲塊可包括含有多個存儲器單元的多個頁面，每個存儲器單元能夠存儲多-位數(shù)據(jù)，例如，兩位或更多位數(shù)據(jù)。包括利用每個能存儲三位數(shù)據(jù)的存儲器單元實施的多個頁面的MLC存儲塊可被定義為三層單元(TLC)存儲塊。

多個存儲塊210至240的每一個可在寫入操作期間存儲從主機裝置102中提供的數(shù)據(jù)，并可在讀取操作期間提供存儲的數(shù)據(jù)至主機102。

圖3為說明圖1所示的多個存儲塊152至156中的一個的電路圖。

參照圖3，存儲器裝置150的存儲塊152可包括多個單元字符串340，其分別被電聯(lián)接至位線BL0至BLm-1。每列的字符串340可包括至少一個漏極選擇晶體管DST和至少一個源極選擇晶體管SST。多個存儲器單元或多個存儲器單元晶體管MC0至MCn-1可被串聯(lián)電聯(lián)接在選擇晶體管DST和SST之間。各個存儲器單元MC0至MCn-1可由多層單元(MLC)配置，其每一個存儲多位的數(shù)據(jù)信息。字符串340可分別電聯(lián)接至對應的位線BL0至BLm-1。作為參考，在圖3中，“DSL”表示漏極選擇線，“SSL”表示源極選擇線，并且“CSL”表示共源線。

盡管作為示例，圖3示出了由NAND閃速存儲器單元配置的存儲塊152，但是應注意的是，根據(jù)該實施例的存儲器裝置150的存儲塊152并不局限于NAND閃速存儲器，并可由NOR閃速存儲器、其中組合有至少兩種存儲器單元的混合閃速存儲器或者其中控制器被內(nèi)置在存儲芯片內(nèi)的1-NAND閃速存儲器來實現(xiàn)。半導體裝置的操作特性可以不僅應用于其中電荷存儲層由導電浮置柵極配置的閃速存儲器裝置，而且應用于其中電荷存儲層由介電層配置的電荷捕獲閃存(CTF)。

存儲器裝置150的電壓供應塊310可提供待根據(jù)操作模式被供應至各個字線的字線電壓，例如，編程電壓、讀取電壓和過電壓，以及待供應至體材料(bulk)的電壓，例如，其中形成有存儲器單元的阱區(qū)。電壓供應塊310可在控制電路(未示出)的控制下執(zhí)行電壓產(chǎn)生操作。電壓供應塊310可產(chǎn)生多個可變的讀取電壓以產(chǎn)生多個讀取數(shù)據(jù)、在控制電路的控制下選擇存儲塊或者存儲器單元陣列的扇區(qū)中的一個、選擇所選擇的存儲塊的字線中的一個并將字線電壓提供至所選擇的字線和未選擇的字線。

存儲器裝置150的讀取/寫入電路320可由控制電路控制，并可以根據(jù)操作模式用作感測放大器或?qū)懭腧?qū)動器。在校驗/標準讀取操作期間，讀取/寫入電路320可用作用于從存儲器單元陣列中讀取數(shù)據(jù)的感測放大器。而且，在編程操作期間，讀取/寫入電路320可用作寫入驅(qū)動器，該寫入驅(qū)動器根據(jù)將存儲在存儲器單元陣列中的數(shù)據(jù)來驅(qū)動位線。讀取/寫入電路320可在編程操作期間從緩沖器(未示出)中接收將被寫在存儲器單元陣列中的數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)來驅(qū)動位線。為此，數(shù)據(jù)讀取/寫入電路320可包括多個頁面緩沖器322、324和326，其分別對應于列(或位線)或者列對(或位線對)，且在頁面緩沖器322、324和326的每個中可包含多個鎖存器(未示出)。

圖4至11為說明圖1所示的存儲器裝置150的示意圖。

圖4為說明圖1所示的存儲器裝置150的多個存儲塊152至156的示例的框圖。

參照圖4，存儲器裝置150可包括多個存儲塊BLK0至BLKN-1。存儲塊BLK0至BLKN-1的每一個可實施成三維(3D)結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)。各個存儲塊BLK0至BLKN-1可包括在第一至第三方向例如x-軸、y-軸和z-軸方向上延伸的結(jié)構(gòu)。

各個存儲塊BLK0至BLKN-1可包括在第二方向上延伸的多個NAND字符串NS。多個NAND字符串NS可在第一方向和第三方向上設置。每個NAND字符串NS可以被電聯(lián)接至位線BL、至少一個源極選擇線SSL、至少一個接地選擇線GSL、多個字線WL、至少一個虛擬字線DWL和共源線CSL。即，各個存儲塊BLK0至BLKN-1可以被電聯(lián)接至多個位線BL、多個源極選擇線SSL、多個接地選擇線GSL、多個字線WL、多個虛擬字線DWL和多個共源線CSL。

圖5為圖4中所示的多個存儲塊BLK0至BLKN-1的一個BLKi的立體圖。圖6為圖5中所示的存儲塊BLKi沿線I-I＇截取的橫截面圖。

參照圖5和圖6，在存儲器裝置150的多個存儲塊中的存儲塊BLKi可包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)。

可設置基板5111?；?111可包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料?；?111可包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料或可以是p-型阱，例如袋(pocket)p-阱，并包括圍繞p-型阱的n-型阱。盡管假定基板5111為p-型硅，但是應注意的是基板5111并不局限于為p-型硅。

在第一方向上延伸的多個摻雜區(qū)域5311至5314可被設置在基板5111上方。多個摻雜區(qū)域5311至5314可含有不同于基板5111的第二類型雜質(zhì)。多個摻雜區(qū)域5311至5314可摻雜有n-型雜質(zhì)。盡管這里假定第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314為n-型，但應注意的是第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314并不局限于為n-型。

在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的基板5111上方的區(qū)域中，在第一方向上延伸的多個介電材料5112可以在第二方向上順序設置。介電材料5112和基板5111可以在第二方向上相互分開預定的距離。介電材料5112可以在第二方向上相互分開預定的距離。介電材料5112可包括諸如氧化硅的介電材料。

在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的基板5111上方的區(qū)域中，可以設置多個柱狀物5113，其在第一方向上順序設置并在第二方向上穿過介電材料5112。多個柱狀物5113可各自穿過介電材料5112并可與基板5111電聯(lián)接。每個柱狀物5113可由多種材料配置。每個柱狀物5113的表面層5114可包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。每個柱狀物5113的表面層5114可包括摻雜有與基板5111相同類型雜質(zhì)的硅材料。盡管這里假定每個柱狀物5113的表面層5114可包括p-型硅，但每個柱狀物5113的表面層5114并不限于為p-型硅。

每個柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由介電材料形成。每個柱狀物5113的內(nèi)層5115可以被諸如氧化硅的介電材料填充。

在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，可沿著介電材料5112、柱狀物5113和基板5111的暴露表面設置介電層5116。介電層5116的厚度可小于介電材料5112之間的距離的一半。換言之，可設置不同于介電材料5112和介電層5116的材料的區(qū)域可以被設置在(i)設置在介電材料5112的第一介電材料的底面上方的介電層5116和(ii)設置在介電材料5112的第二介電材料的頂面上方的介電層5116之間。介電材料5112位于第一介電材料下方。

在第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間的區(qū)域內(nèi)，導電材料5211至5291可以被設置在介電層5116的暴露表面上方。在第一方向上延伸的導電材料5211可被設置在鄰近基板5111的介電材料5112和基板5111之間。例如，在第一方向上延伸的導電材料5211可被設置在(i)設置在基板5111上方的介電層5116和(ii)設置在鄰近基板5111的介電材料5112的底面上方的介電層5116之間。

在第一方向上延伸的導電材料可被設置在(i)設置于一個介電材料5112的頂面上方的介電層5116和(ii)設置于被設置在特定介電材料5112上方的介電材料5112的另一個介電材料的底面上方的介電層5116之間。在第一方向上延伸的導電材料5221至5281可被設置在介電材料5112之間。在第一方向上延伸的導電材料5291可被設置在最上面的介電材料5112上方。在第一方向上延伸的導電材料5211至5291可以是金屬材料。在第一方向上延伸的導電材料5211至5291可以是諸如多晶硅的導電材料。

在第二和第三摻雜區(qū)域5312和5313之間的區(qū)域中，可設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)域中，可以設置在第一方向上延伸的多個介電材料5112、在第一方向上順序排列并在第二方向上穿過多個介電材料5112的多個柱狀物5113、設置在多個介電材料5112和多個柱狀物5113的暴露表面上方的介電層5116和在第一方向上延伸的多個導電材料5212至5292。

在第三和第四摻雜區(qū)域5313和5314之間的區(qū)域中，可設置與第一和第二摻雜區(qū)域5311和5312之間相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第三和第四摻雜區(qū)域5313和5314之間的區(qū)域中，可設置在第一方向上延伸的多個介電材料5112、在第一方向順序排列并在第二方向上穿過多個介電材料5112的多個柱狀物5113、設置在多個介電材料5112和多個柱狀物5113的暴露表面上方的介電層5116和在第一方向上延伸的多個導電材料5213至5293。

漏極5320可分別設置在多個柱狀物5113上方。漏極5320可以是摻雜有第二類型雜質(zhì)的硅材料。漏極5320可以是摻雜有n-型雜質(zhì)的硅材料。盡管為了方便假定漏極5320包括n-型硅，但應注意的是，漏極5320并不局限于n-型硅。例如，每個漏極5320的寬度可以大于每個對應的柱狀物5113的寬度。每個漏極5320可以焊盤的形狀設置在每個對應的柱狀物5113的頂面上方。

在第三方向上延伸的導電材料5331至5333可被設置在漏極5320上方?？稍诘谝环较蛏享樞蛟O置導電材料5331至5333。各個導電材料5331至5333可與對應區(qū)域的漏極5320電聯(lián)接。在第三方向上延伸的漏極5320和導電材料5331至5333可通過接觸插塞電聯(lián)接。在第三方向上延伸的導電材料5331至5333可以是金屬材料。在第三方向上延伸的導電材料5331至5333可以是諸如多晶硅的導電材料。

在圖5和圖6中，各個柱狀物5113可與介電層5116和在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成字符串。各個柱狀物5113可與介電層5116和在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成NAND字符串NS。每個NAND字符串NS可包括多個晶體管結(jié)構(gòu)TS。

圖7為圖6所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS的橫截面圖。

參照圖7，在圖6所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS中，介電層5116可包括第一至第三子介電層5117、5118和5119。

在每個柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114可作為主體。鄰近柱狀物5113的第一子介電層5117可作為遂穿介電層，并可包括熱氧化層。

第二子介電層5118可作為電荷存儲層。第二子介電層5118可作為電荷捕獲層，并可包括氮化物層或金屬氧化物層，諸如氧化鋁層、氧化鉿層等。

鄰近導電材料5233的第三子介電層5119可作為阻斷介電層。鄰近在第一方向上延伸的導電材料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可以是高-k介電層，諸如氧化鋁層、氧化鉿層等，其具有比第一和第二子介電層5117和5118更大的介電常數(shù)。

導電材料5233可作為柵或控制柵。即，柵或控制柵5233、阻斷介電層5119、電荷存儲層5118、隧穿介電層5117和主體5114可形成晶體管或存儲器單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如，第一至第三子介電層5117至5119可形成氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)。在實施例中，為了方便，每個柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114將被稱作第二方向上的主體。

存儲塊BLKi可包括多個柱狀物5113。即，存儲塊BLKi可包括多個NAND字符串NS。詳細地，存儲塊BLKi可包括在第二方向或與基板5111垂直的方向上延伸的多個NAND字符串NS。

每個NAND字符串NS可包括設置在第二方向上的多個晶體管結(jié)構(gòu)TS。每個NAND字符串NS的多個晶體管結(jié)構(gòu)TS的至少一個可作為字符串源極晶體管SST。每個NAND字符串NS的多個晶體管結(jié)構(gòu)TS的至少一個可作為接地選擇晶體管GST。

柵或控制柵可對應于在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293。換言之，柵或控制柵可在第一方向上延伸并形成字線和至少兩個選擇線、至少一個源極選擇線SSL和至少一個接地選擇線GSL。

在第三方向上延伸的導電材料5331至5333可被電聯(lián)接至NAND字符串NS的一端。在第三方向上延伸的導電材料5331至5333可作為位線BL。即，在一個存儲塊BLKi中，多個NAND字符串NS可被電聯(lián)接至一個位線BL。

在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311至5314可被設置于NAND字符串NS的其它端。在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311至5314可作為共源線CSL。

即，存儲塊BLKi可包括在垂直于基板5111的方向上延伸的多個NAND字符串NS，并可作為例如電荷捕獲型存儲器的NAND閃速存儲塊，其中多個NAND字符串NS被電聯(lián)接至一個位線BL。

盡管在圖5至圖7中說明了在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293被設置成9層，但應注意到，在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293并不局限于被設置成9層。例如，在第一方向上延伸的導電材料可被設置成8層、16層或任意多層。換言之，在一個NAND字符串NS中，晶體管的數(shù)量可以是8個、16個或更多個。

盡管如圖5至圖7中說明了3個NAND字符串NS被電聯(lián)接至一個位線BL，但應注意到，實施例并不局限于具有被電聯(lián)接至一個位線BL的3個NAND字符串NS。在存儲塊BLKi中，m數(shù)量的NAND字符串NS可被電聯(lián)接至一個位線BL，m為正整數(shù)。根據(jù)電聯(lián)接至一個位線BL的NAND字符串NS的數(shù)量，在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293的數(shù)量和共源線5311至5314的數(shù)量也可控。

而且，盡管如圖5至圖7中說明了3個NAND字符串NS被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料，但是應注意到，實施例并不局限于具有被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料的3個NAND字符串NS。例如，n數(shù)量的NAND字符串NS可被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料，n為正整數(shù)。根據(jù)被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料的NAND字符串NS的數(shù)量，位線5331至5333的數(shù)量也可控。

圖8為說明具有參照圖5至圖7所述的第一結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKi的等價電路圖。

參照圖8，在具有第一結(jié)構(gòu)的塊BLKi中，NAND字符串NS11至NS31可被設置在第一位線BL1和共源線CSL之間。第一位線BL1可對應于在第三方向上延伸的圖5和圖6的導電材料5331。NAND字符串NS12至NS32可被設置在第二位線BL2和共源線CSL之間。第二位線BL2可對應于在第三方向上延伸的圖5和圖6的導電材料5332。NAND字符串NS13至NS33可被設置在第三位線BL3和共源線CSL之間。第三位線BL3可對應于在第三方向上延伸的圖5和圖6的導電材料5333。

每個NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST可被電聯(lián)接至對應的位線BL。每個NAND字符串NS的接地選擇晶體管GST可被電聯(lián)接至共源線CSL。存儲器單元MC可被設置在每個NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST和接地選擇晶體管GST之間。

在該示例中，NAND字符串NS可以由行和列的單元定義，并且電聯(lián)接至一個位線的NAND字符串NS可形成一列。電聯(lián)接至第一位線BL1的NAND字符串NS11至NS31可以對應于第一列，電聯(lián)接至第二位線BL2的NAND字符串NS12至NS32可以對應于第二列，并且電聯(lián)接至第三位線BL3的NAND字符串NS13至NS33可以對應于第三列。電聯(lián)接至一個源極選擇線SSL的NAND字符串NS可以形成一行。電聯(lián)接至第一源極選擇線SSL1的NAND字符串NS11至NS13可形成第一行，電聯(lián)接至第二源極選擇線SSL2的NAND字符串NS21至NS23可形成第二行，且電聯(lián)接至第三源極選擇線SSL3的NAND字符串NS31至NS33可形成第三行。

在每個NAND字符串NS中，可以定義高度。在每個NAND字符串NS中，鄰近接地選擇晶體管GST的存儲器單元MC1的高度可具有值“1”。在每個NAND字符串NS中，當從基板5111測量時，隨著存儲器單元靠近源極選擇晶體管SST，存儲器單元的高度可增加。在每個NAND字符串NS中，鄰近源極選擇晶體管SST的存儲器單元MC6的高度可以為7。

在同一行中的NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST可共享源極選擇線SSL。在不同行中的NAND字符串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。

在同一行中的NAND字符串NS中的相同高度處的存儲器單元可共享字線WL。即，在同一高度上，電聯(lián)接至不同行的NAND字符串NS的存儲器單元MC的字線WL可被電聯(lián)接。在同一行的NAND字符串NS中的相同高度處的虛擬存儲器單元DMC可共享虛擬字線DWL。即，在同一高度或水平上，電聯(lián)接至不同行中的NAND字符串NS的虛擬存儲器單元DMC的虛擬字線DWL可被電聯(lián)接。

位于相同水平或高度或?qū)拥淖志€WL或虛擬字線DWL可在其中可設置在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293的層處互相電聯(lián)接。在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293可以通過接觸部被共同電聯(lián)接至上層。在上層處，在第一方向上延伸的導電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293可被電聯(lián)接。換言之，在同一行中的NAND字符串NS的接地選擇晶體管GST可共享接地選擇線GSL。而且，在不同行中的NAND字符串NS的接地選擇晶體管GST可共享接地選擇線GSL。即，NAND字符串NS11至NS13、NS21至NS23和NS31至NS33可電聯(lián)接至接地選擇線GSL。

共源線CSL可與NAND字符串NS電聯(lián)接。在有源區(qū)域上方和基板5111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可通過接觸部被電聯(lián)接至上層，并且在上層處，第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314可被電聯(lián)接。

即，如圖8所示，同一高度或水平的字線WL可被電聯(lián)接。因此，當特定高度處的字線WL被選擇時，電聯(lián)接至字線WL的所有NAND字符串NS可以被選擇。不同行中的NAND字符串NS可被電聯(lián)接至不同的源極選擇線SSL。因此，在電聯(lián)接至同一字線WL的NAND字符串NS中，通過選擇源極選擇線SSL1至SSL3之一，在未選擇行中的NAND字符串NS可以與位線BL1至BL3電絕緣。換言之，通過選擇源極選擇線SSL1至SSL3之一，可以選擇一行NAND字符串NS。而且，通過選擇位線BL1至BL3之一，在列單元中可選擇在所選擇行中的NAND字符串NS。

在每個NAND字符串NS中，可設置虛擬存儲器單元DMC。在圖8中，可在每個NAND字符串NS的第三存儲器單元MC3和第四存儲器單元MC4之間設置虛擬存儲器單元DMC。即，可在虛擬存儲器單元DMC和接地選擇晶體管GST之間設置第一至第三存儲器單元MC1至MC3?？稍谔摂M存儲器單元DMC和源極選擇晶體管SST之間設置第四至第六存儲器單元MC4至MC6。每個NAND字符串NS的存儲器單元MC可通過虛擬存儲器單元DMC被劃分成存儲器單元組。在劃分的存儲器單元組中，存儲器單元，例如鄰近接地選擇晶體管GST的MC1至MC3可被稱作較低存儲器單元組，而存儲器單元，例如鄰近字符串選擇晶體管SST的MC4至MC6可被稱作較高存儲器單元組。

下面，將參照圖9至圖11進行詳細的描述，圖9至圖11示出了根據(jù)利用不同于第一結(jié)構(gòu)的3D非易失存儲器裝置實現(xiàn)的實施例的存儲器系統(tǒng)中的存儲器裝置。

圖9為示意性說明利用不同于上文參照圖5至圖8所述的第一結(jié)構(gòu)的3D非易失存儲器裝置實現(xiàn)的存儲器裝置并示出圖4的多個存儲塊的存儲塊BLKj的立體圖。圖10為沿圖9的線VII-VII＇截取的存儲塊BLKj的橫截面圖。

參照圖9和圖10，存儲塊BLKj可包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)。

可以設置基板6311。例如，基板6311可包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。例如，基板6311可包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料或者可以為p-型阱，例如袋p-阱，并包括圍繞p-型阱的n-型阱。盡管假定在所描述的實施例中，為了方便的原因，基板6311為p-型硅，但應注意到，基板6311并不局限于為p-型硅。

在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第一至第四導電材料6321至6324可被設置在基板6311上方。第一至第四導電材料6321至6324可以在z-軸方向上分離預定距離。

在x-軸方向和y-軸方向上延伸的第五至第八導電材料6325至6328可被設置在基板6311上方。第五至第八導電材料6325至6328可在z-軸方向上分離預定距離。第五至第八導電材料6325至6328可在y-軸方向上與第一至第四導電材料6321至6324分離。

多個下部柱狀物DP可以穿過第一至第四導電材料6321至6324。每個下部柱狀物DP可以在z-軸方向上延伸。而且，多個上部柱狀物UP可穿過第五至第八導電材料6325至6328。每個上部柱狀物UP可在z-軸方向上延伸。

下部柱狀物DP和上部柱狀物UP的每一個可包括內(nèi)部材料6361、中間層6362和表面層6363。中間層6362可作為單元晶體管的通道。表面層6363可包括阻斷介電層、電荷存儲層和隧穿介電層。

下部柱狀物DP和上部柱狀物UP可通過管柵PG被電聯(lián)接。管柵PG可被設置在基板6311中。例如，管柵PG可包括與下部柱狀物DP和上部柱狀物UP所采用的材料相同的材料。

在x-軸和y-軸方向上延伸的第二類型的摻雜材料6312可被設置在下部柱狀物DP上方。例如，第二類型的摻雜材料6312可包括n-型硅材料。第二類型的摻雜材料6312可作為共源線CSL。

漏極6340可被設置在上部柱狀物UP上方。漏極6340可包括n-型硅材料。在y-軸方向上延伸的第一和第二上部導電材料6351和6352可被設置在漏極6340上方。

第一和第二上部導電材料6351和6352可在x-軸方向上分離。第一和第二上部導電材料6351和6352可由金屬形成。第一和第二上部導電材料6351和6352和漏極6340可通過接觸插塞電聯(lián)接。第一和第二上部導電材料6351和6352可分別作為第一和第二位線BL1和BL2。

第一導電材料6321可作為源極選擇線SSL，第二導電材料6322可作為第一虛擬字線DWL1，且第三和第四導電材料6323和6324可分別作為第一和第二主字線MWL1和MWL2。第五和第六導電材料6325和6326可分別作為第三和第四主字線MWL3和MWL4，第七導電材料6327可作為第二虛擬字線DWL2，且第八導電材料6328可作為漏極選擇線DSL。

下部柱狀物DP和鄰近下部柱狀物DP的第一至第四導電材料6321至6324可形成下部字符串。上部柱狀物UP和鄰近上部柱狀物UP的第五至第八導電材料6325至6328可形成上部字符串。下部字符串和上部字符串可通過管柵PG被電聯(lián)接。下部字符串的一端可電聯(lián)接至作為共源線CSL的第二類型的摻雜材料6312。上部字符串的一端可通過漏極6340被電聯(lián)接至對應的位線。一個下部字符串和一個上部字符串可形成一個單元字符串，其被電聯(lián)接在作為共源線CSL的第二類型的摻雜材料6312和作為位線BL的上部導電材料層6351和6352中的對應一個之間。

即，下部字符串可包括源極選擇晶體管SST、第一虛擬存儲器單元DMC1和第一和第二主存儲器單元MMC1和MMC2。上部字符串可包括第三和第四主存儲器單元MMC3和MMC4、第二虛擬存儲器單元DMC2和漏極選擇晶體管DST。

在圖9和圖10中，上部字符串和下部字符串可形成NAND字符串NS，且NAND字符串NS可包括多個晶體管結(jié)構(gòu)TS。由于包括在圖9和圖10中的NAND字符串NS中的晶體管結(jié)構(gòu)在上文中參照圖7被詳細地描述了，因此這里將省略其詳細的描述。

圖11為說明具有如上文參照圖9和圖10所述的第二結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKj的等價電路的電路圖。為了方便，只示出形成在第二結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKj中的一對的第一字符串和第二字符串。

參照圖11，在存儲器裝置150的多個塊中具有第二結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKj中，其每一個利用如上文參照圖9和圖10所述的通過管柵PG電聯(lián)接的一個上部字符串和一個下部字符串實現(xiàn)的單元字符串可以定義多個對的方式設置。

即，在具有第二結(jié)構(gòu)的特定存儲塊BLKj中，沿第一通道CH1(未示出)堆疊的存儲器單元CG0至CG31例如至少一個源極選擇柵SSG1和至少一個漏極選擇柵DSG1可形成第一字符串ST1，沿第二通道CH2(未示出)堆疊的存儲器單元CG0至CG31例如至少一個源極選擇柵SSG2和至少一個漏極選擇柵DSG2可形成第二字符串ST2。

第一和第二字符串ST1和ST2可以被電聯(lián)接至同一漏極選擇線DSL和同一源極選擇線SSL。第一字符串ST1可被電聯(lián)接至第一位線BL1，且第二字符串ST2可被電聯(lián)接至第二位線BL2。

盡管圖11中描述了第一和第二字符串ST1和ST2可被電聯(lián)接至同一漏極選擇線DSL和同一源極選擇線SSL，但可以設想不同的布局。例如，在實施例中，第一和第二字符串ST1和ST2可被電聯(lián)接至同一源極選擇線SSL和同一位線BL，第一字符串ST1可被電聯(lián)接至第一漏極選擇線DSL1，且第二字符串ST2可被電聯(lián)接至第二漏極選擇線DSL2。而且，可以設想的是，第一和第二字符串ST1和ST2可被電聯(lián)接至同一漏極選擇線DSL和同一位線BL，第一字符串ST1可被電聯(lián)接至第一源極選擇線SSL1，且第二字符串ST2可被電聯(lián)接至第二源極選擇線SSL2。

下面，將參照圖12至圖14更詳細地描述響應于從主機102接收的命令的存儲器系統(tǒng)的操作。根據(jù)本發(fā)明的實施例，操作可以例如為用于存儲器裝置的讀取/寫入操作。

圖12和圖13為示意性地說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于存儲器系統(tǒng)110中的存儲器裝置150的數(shù)據(jù)處理操作的示例的簡圖。

響應于從主機102提供的讀取或?qū)懭朊?，命令?shù)據(jù)(即，讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù))可被存儲在控制器130的存儲器144的緩沖器/緩存中。然后可以執(zhí)行命令操作(即，讀取或?qū)懭氩僮?，從而存儲在緩沖器/緩存中的數(shù)據(jù)在讀取操作中被提供至主機102，或者在寫入操作(也被稱為編程操作)中被編程在存儲器裝置150中包含的多個存儲塊中。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，存儲器裝置150的緩沖器/緩存可被動態(tài)分割成兩個子緩沖器/子緩存片段(segment)，在命令操作期間用于存儲命令數(shù)據(jù)的第一子緩沖器/子緩存片段和用于存儲命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)的第二子緩沖器/子緩存片段。

另外，下面，為了便于說明，存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作被說明為由控制器130執(zhí)行。然而，應注意到的是，例如，控制器130的處理器134也可以通過如上面所述的FTL來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，命令數(shù)據(jù)可被存儲在包含于存儲器裝置150中的緩沖器/緩存的第一子緩沖器/子緩存片段中，以及包含在控制器130的存儲器144中的緩沖器/緩存中。

在命令操作期間，命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)可被存儲在存儲器裝置150的緩沖器/緩存的第二子緩沖器/子緩存片段中，以及包含在存儲器144中的緩沖器/緩存的映射緩沖器/映射緩存中。元數(shù)據(jù)例如可以是除命令數(shù)據(jù)之外的用于讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段。

控制器130的存儲器144的尺寸有限，因此可用存儲器144的尺寸可能不夠存儲命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。因此，容許用于讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段(例如，命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù))被存儲在除了控制器130的限制尺寸的存儲器144之外的動態(tài)分割和分配的存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存中是有利的。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，例如，包含在圖3的存儲器裝置300中的多個頁面緩沖器322、324和326，多個緩存或多個寄存器可被分割和分配為多個子緩沖器/子緩存片段。除了控制器130的限制尺寸的存儲器144之外，命令數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)可被存儲在存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存中。

當包含在控制器130的存儲器144中的緩沖器/緩存的尺寸小于命令數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(例如映射數(shù)據(jù)的映射片段)的尺寸時，包含在存儲器裝置150的芯片或管芯(die)中的多個頁面緩沖器、緩存或寄存器可以被動態(tài)地分割和分配為映射緩沖器/讀取緩沖器/寫入緩沖器(或映射緩存/讀取緩存/寫入緩存，或映射寄存器/讀取寄存器/寫入寄存器)，用于為了存儲命令數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的命令操作。

在響應于命令的命令操作期間，除了包含在控制器130的存儲器144中的緩沖器/緩存之外，包含在存儲器裝置150的芯片或管芯中的多個頁面緩沖器、緩存或寄存器可以被分割和分配為子緩沖器/子緩存，用于存儲命令數(shù)據(jù)和用于命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。因此，命令數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)可被存儲在由存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存提供的擴展的存儲空間中。

參照圖12和圖13，響應于讀取命令，控制器130可在包含在控制器130的存儲器144中的映射緩存1210中搜索讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(例如，讀取數(shù)據(jù)的映射片段)。在該情況下，當讀取數(shù)據(jù)的映射片段不存在于映射緩存1210中時，控制器130可將存儲在啟動緩存1220中的啟動命令發(fā)送至存儲器裝置150，由此搜索存儲在存儲器裝置150的頁面緩沖器或存儲塊中的讀取數(shù)據(jù)的映射片段。作為該搜索的結(jié)果，控制器130可識別對應于讀取數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址，從對應于識別的物理地址的存儲器裝置150的存儲塊中讀取讀取數(shù)據(jù)，并將讀取的數(shù)據(jù)提供至主機102。啟動緩存也可被包括在如圖12所示的控制器130的存儲器144中。

繼續(xù)相同的示例，控制器130可在控制器130的存儲器144的映射緩存1210中搜索讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(例如，包括作為映射數(shù)據(jù)的映射片段的邏輯至物理(L2P)映射信息的L2P映射數(shù)據(jù)的L2P片段)。控制器130可將諸如近期最多使用的/近期最少MRU/LRU列表的L2P片段和L2P片段的映射列表保持在映射緩存1210中。根據(jù)MRU/LRU列表，控制器130可將L2P片段傳送至存儲器裝置150。

為了響應于讀取命令將來自存儲器裝置150的讀取數(shù)據(jù)提供至主機102，控制器130可識別來自存儲在啟動緩存1220中的啟動列表的啟動命令用于待對其執(zhí)行讀取操作的存儲器裝置150的管芯。特別是，控制器130可首先識別存儲讀取數(shù)據(jù)的存儲器裝置150的管芯和來自啟動緩存1220的啟動列表中的啟動命令，然后可以將識別的啟動命令發(fā)送至識別的存儲器裝置150的管芯，從而存儲器裝置150可對識別的管芯執(zhí)行讀取操作?？刂破?30還可從存儲器裝置150的管芯接收讀取數(shù)據(jù)，并將讀取數(shù)據(jù)提供至主機102。

在讀取操作期間，控制器130可將讀取數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)存儲和管理在控制器130的存儲器144的映射緩存1210中。讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)可以例如為用于讀取數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段。

而且，控制器130可以將對應于包含在存儲器裝置150中的多個管芯0至3(1320至1380)的頁面緩沖器動態(tài)地分割成子緩沖器，并可將讀取數(shù)據(jù)、讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(即，映射數(shù)據(jù)的映射片段)和映射片段的映射列表存儲和管理存儲器裝置150的分割的子緩沖器中。

當在控制器130的映射緩存1210中不存在用于讀取數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段時，為了執(zhí)行讀取操作，控制器130可在存儲器裝置150的子緩沖器中搜索用于讀取數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段。在讀取操作期間，控制器130可將讀取數(shù)據(jù)存儲在存儲器裝置150的子緩沖器中，同時將讀取數(shù)據(jù)提供至主機102。

例如，響應于讀取命令，控制器130可將管芯0至3(1320至1380)的頁面緩沖器分割成多個子緩沖器、從管芯0至3(1320至1380)的存儲塊中讀取數(shù)據(jù)并將讀取數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(即，映射數(shù)據(jù)的映射片段)存儲在子緩沖器中，同時將讀取數(shù)據(jù)提供至主機102。

如上所述，存儲器裝置150包括多個管芯0至3(1320至1380)。每一個管芯0至3(1320至1380)包括多個平面0至3(1321至1333、1341至1353、1361至1373和1381至1393)。

而且，多個平面(1321至1333、1341至1353、1361至1373和1381至1393)的每一個包括多個各自存儲塊(1322至1334、1342至1354、1362至1374和1382至1394)。例如，如參照圖2所述，多個平面的每一個可包括N個存儲塊，包括2^M頁面的塊0至塊N-1。而且，平面(1321至1333、1341至1353、1361至1373和1381至1393)可包括各自頁面緩沖器。各個平面的頁面緩沖器包括多個子緩沖器，例如，主緩沖器1323、1327、1331和1335；1343、1347、1351和1355；1363、1367、1371和1375；和1383、1387、1391和1395，緩存緩沖器1323-1、1327-1、1331-1和1335-1；1343-1、1347-1、1351-1和1355-1；1363-1、1367-1、1371-1和1375-1；和1383-1、1387-1、1391-1和1395-1，第一臨時緩沖器1324、1328、1332和1336；1344、1348、1352和1356；1364、1368、1372和1376；和1384、1388、1392和1396，和第二臨時緩沖器1324-1、1328-1、1332-1和1336-1；1344-1、1348-1、1352-1和1356-1；1364-1、1368-1、1372-1和1376-1；和1384-1、1388-1、1392-1和1396-1。

在讀取操作期間，來自存儲塊(1322至1334、1342至1354、1362至1374和1382至1394)的讀取數(shù)據(jù)被存儲在主緩沖器中。存儲在主緩沖器中的讀取數(shù)據(jù)被傳送至緩存緩沖器，且然后通過緩存緩沖器被提供至主機102。

存儲在主緩沖器中的讀取數(shù)據(jù)被復制到第二臨時緩沖器。存儲在主緩沖器中的讀取數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)被存儲在第一臨時緩沖器中。在該情況下，存儲在第一臨時緩沖器中的映射數(shù)據(jù)的映射片段的映射列表可被管理在包含于控制器130的存儲器144的映射緩存1210或第一臨時緩沖器中。

在讀取操作期間，控制器130可通過存儲在映射緩存1210中的映射列表搜索控制器130的存儲器144中將讀取的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。例如，基于映射緩存1210中的映射列表，控制器130響應于讀取命令可搜索待被讀取的第一數(shù)據(jù)的映射片段。當在映射緩存1210中發(fā)現(xiàn)第一數(shù)據(jù)的映射片段時，控制器130可通過存儲在映射緩存1210中的映射片段識別對應于第一數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址。然后，控制器130可基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表來識別對應于第一數(shù)據(jù)的物理地址的管芯0至3(1320至1380)，并可將啟動命令發(fā)送至對應于被識別的物理地址的管芯0至3(1320至1380)。然后，控制器130可對管芯0至3(1320至1380)執(zhí)行讀取操作。

例如，通過存儲在映射緩存1210中的第一數(shù)據(jù)的映射片段，控制器130可以識別對應于第一數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址。然后，基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表，控制器130可識別在管芯0至3(1320至1380)中對應于第一數(shù)據(jù)的物理地址的管芯。例如，基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表，控制器130可識別在管芯0至3(1320至1380)中對應于第一數(shù)據(jù)的物理地址的管芯0(1320)。然后，控制器130可基于第一數(shù)據(jù)的映射片段確認第一數(shù)據(jù)的物理地址是否對應于包含在管芯0(1320)的平面0(1321)中的存儲塊1322，并可發(fā)送啟動命令，該啟動命令可基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表實現(xiàn)對包含在管芯0(1320)的平面0(1321)中的存儲塊1322執(zhí)行的讀取操作。因此，控制器130可對包含在管芯0(1320)的平面0(1321)中的存儲塊1322執(zhí)行讀取操作。

更具體地，控制器130可通過將啟動命令發(fā)送到管芯0(1320)的平面0(1321)而從存儲塊1322中讀取第一數(shù)據(jù)，并可將第一讀取數(shù)據(jù)存儲在主緩沖器1323中。而且，控制器130可將來自主緩沖器1323的第一讀取數(shù)據(jù)發(fā)送至緩存緩沖器1323-1，并且也為主機102提供第一讀取數(shù)據(jù)。而且，控制器130可將第一讀取數(shù)據(jù)復制到第二臨時緩沖器1324-1。而且，控制器130將第一數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)例如映射數(shù)據(jù)的映射片段存儲在第一臨時緩沖器1324中。

當主機102提供用于第一數(shù)據(jù)的另一個讀取命令或者控制器130未能將第一數(shù)據(jù)提供至主機102時，控制器130可基于存儲在第一臨時緩沖器1324中的第一數(shù)據(jù)的映射片段識別對應于第一數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址，可從存儲塊1322中讀取第一數(shù)據(jù)，并可將讀取的第一數(shù)據(jù)提供至主機102?？蛇x地，通過緩存緩沖器1323-1，控制器130可為主機102提供復制在第二臨時緩沖器1324-1中的第一數(shù)據(jù)。

在讀取操作期間，控制器130可通過存儲在映射緩存1210中的映射列表搜索控制器130的存儲器144中將被讀取的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。例如，基于映射緩存1210中的映射列表，控制器130響應于讀取命令可搜索將讀取的第二數(shù)據(jù)的映射片段。當在映射緩存1210中未發(fā)現(xiàn)第二數(shù)據(jù)的映射片段時，控制器130可基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表識別對應于第二數(shù)據(jù)的映射片段的管芯0至3(1320至1380)。然后，控制器130可將啟動命令發(fā)送至所識別的對應于第二數(shù)據(jù)的映射片段的管芯0至3(1320至1380)，并可對管芯0至3(1320至1380)執(zhí)行讀取操作。

例如，因為第二數(shù)據(jù)的映射片段不存在于映射緩存1210中，所以基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表，控制器130可搜索包含在管芯0至3(1320至1380)中的對應于第二數(shù)據(jù)的映射片段的管芯1(1340)的平面0(1341)中的存儲塊1342。例如，基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表，控制器130可發(fā)送啟動命令，該啟動命令實現(xiàn)對包含在管芯1(1340)的平面0(1341)中的存儲塊1342執(zhí)行的讀取操作。因此，基于存儲在映射緩存1210或第一臨時緩沖器1344中的映射列表，控制器130可在對應于管芯1(1340)的平面0(1341)的第一臨時緩沖器1344中搜索第二數(shù)據(jù)的映射片段。當在第一臨時緩沖器1344中發(fā)現(xiàn)第二數(shù)據(jù)的映射片段時，控制器130可將來自第一臨時緩沖器1344的第二數(shù)據(jù)的映射片段發(fā)送至緩存緩沖器1343-1，并可將第二數(shù)據(jù)的映射片段加載到包含在控制器130的存儲器144中的映射緩存1210上。

然后，基于加載到映射緩存1210上的第二數(shù)據(jù)的映射片段，控制器130可識別對應于第二數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址?？刂破?30可基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表識別包含在對應于第二數(shù)據(jù)的物理地址的管芯1(1340)的平面0(1341)中的存儲塊1342，并發(fā)送啟動命令，用于基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表實現(xiàn)對包含在模子1(1340)的平面0(1341)中的存儲塊1342執(zhí)行的讀取操作。因此，控制器130可對包含在管芯1(1340)的平面0(1341)中的存儲塊1342執(zhí)行讀取操作。

更具體地，通過將啟動命令發(fā)送至管芯1(1340)的平面0(1341)，控制器130可從存儲塊1342中讀取第二數(shù)據(jù)，并可將讀取的第二數(shù)據(jù)存儲在主緩沖器1343中。而且，控制器130可將來自主緩沖器1343的第二數(shù)據(jù)發(fā)送到緩存緩沖器1343-1，并為主機102提供第二數(shù)據(jù)。而且，控制器130可將第二數(shù)據(jù)復制到第二臨時緩沖器1344-1，并將第二數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)例如映射數(shù)據(jù)的映射片段存儲在第一臨時緩沖器1344中。

當主機102提供用于第二數(shù)據(jù)的另一個讀取命令或者控制器130未能將第二數(shù)據(jù)提供至主機102時，控制器130可基于存儲在第一臨時緩沖器1344中的第二數(shù)據(jù)的映射片段識別對應于第二數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址，可從存儲塊1342中讀取第二數(shù)據(jù)，并可將讀取的第二數(shù)據(jù)提供至主機102?？蛇x地，控制器130可通過緩存緩沖器1343-1為主機102提供復制在第二臨時緩沖器1344-1中的第二數(shù)據(jù)。

在讀取操作期間，控制器130可通過存儲在映射緩存1210中的映射列表來搜索在控制器130的存儲器144中將被讀取的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。例如，控制器130響應于讀取命令可基于映射緩存1210中的映射列表搜索將被讀取的第三數(shù)據(jù)的映射片段。當在映射緩存1210中未發(fā)現(xiàn)第三數(shù)據(jù)的映射片段時，控制器130可基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表識別對應于第三數(shù)據(jù)的映射片段的管芯0至3(1320至1380)，將啟動命令發(fā)送至對應于第三數(shù)據(jù)的映射片段的管芯0至3(1320至1380)，并對管芯0至3(1320至1380)執(zhí)行讀取操作。

例如，因為第三數(shù)據(jù)的映射片段不存在于映射緩存1210中，所以基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表，控制器130可搜索包含在管芯0至3(1320至1380)中的對應于第三數(shù)據(jù)的映射片段的管芯2(1360)的平面0(1361)中的存儲塊1362。例如，基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表，控制器130可發(fā)送啟動命令，該啟動命令實現(xiàn)對包含在管芯2(1360)的平面0(1361)中的存儲塊1362執(zhí)行的讀取操作。因此，控制器130可基于存儲在映射緩存1210或第一臨時緩沖器1364中的映射列表在對應于管芯2(1360)的平面0(1361)的第一臨時緩沖器1364中搜索第三數(shù)據(jù)的映射片段。當在第一臨時緩沖器1364中未發(fā)現(xiàn)第三數(shù)據(jù)的映射片段時，控制器130可從管芯2(1360)的平面0(1361)的存儲塊1362中的映射塊中讀取第三數(shù)據(jù)的映射片段，并將讀取的第三數(shù)據(jù)的映射片段存儲到主緩沖器1363中。然后，控制器130可將來自主緩沖器1363的第三數(shù)據(jù)的映射片段發(fā)送至緩存緩沖器1363-1，并將第三數(shù)據(jù)的映射片段加載到包含在控制器130的存儲器144中的映射緩存1210上。

然后，基于加載到映射緩存1210上的第三數(shù)據(jù)的映射片段，控制器130可識別對應于第三數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址。控制器130可基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表識別包含在對應于第三數(shù)據(jù)的物理地址的管芯2(1360)的平面0(1361)中的存儲塊1362，并發(fā)送啟動命令，用于基于存儲在啟動緩存1220中的啟動列表實現(xiàn)對包含在管芯2(1360)的平面0(1361)中的存儲塊1362執(zhí)行的讀取操作。因此，控制器130可對包含在管芯2(1360)的平面0(1361)中的存儲塊1362執(zhí)行讀取操作。

更具體地，控制器130可通過將啟動命令發(fā)送至管芯2(1360)的平面0(1361)從存儲塊1362中讀取第三數(shù)據(jù)，并將讀取的第三數(shù)據(jù)存儲在主緩沖器1363中。而且，控制器130可將來自主緩沖器1363的第三數(shù)據(jù)發(fā)送至緩存緩沖器1363-1，并為主機102提供第三數(shù)據(jù)。而且，控制器130可將第三數(shù)據(jù)復制到第二臨時緩沖器1364-1。而且，控制器130可將第三數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)例如映射數(shù)據(jù)的映射片段存儲在第一臨時緩沖器1364中。

當主機102提供用于第三數(shù)據(jù)的另一個讀取命令或者控制器130未能將第三數(shù)據(jù)提供至主機102時，控制器130可基于存儲在第一臨時緩沖器1364中的第三數(shù)據(jù)的映射片段來識別對應于第三數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址，可從存儲塊1362中讀取第三數(shù)據(jù)，并可將所讀取的第三數(shù)據(jù)提供至主機102?？蛇x地，通過緩存緩沖器1363-1，控制器130可為主機102提供復制在第二臨時緩沖器1364-1中的第三數(shù)據(jù)。

如上所述，在本發(fā)明的實施例中，包括在存儲器裝置150的多個管芯中的多個頁面緩沖器、緩存、寄存器或鎖存器的每一個可被動態(tài)地分割成多個子部分，諸如例如子緩沖器/子緩存。除了控制器130的存儲器144之外，對應于命令的命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，例如映射數(shù)據(jù)的映射片段可被存儲在存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存中。當對應于命令的命令操作將被執(zhí)行的時，可在控制器130的存儲器144或存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存中搜索命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。例如，在控制器130的存儲器144或存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存中發(fā)現(xiàn)命令數(shù)據(jù)的映射片段。在存儲器裝置150的子緩沖器/子緩存中發(fā)現(xiàn)的命令數(shù)據(jù)的映射片段可被加載到控制器130的存儲器144上。因此，可以使在存儲器裝置150的存儲塊中搜索元數(shù)據(jù)的操作最小化。因此，通過快速確認命令數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，可以更快速和穩(wěn)定地執(zhí)行命令操作。

圖14為用于處理根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器系統(tǒng)110中的數(shù)據(jù)的操作的流程圖。

參照圖12至圖14，在步驟1410中，存儲器系統(tǒng)110可從主機接收命令，例如，讀取命令。然后，在步驟1420中，控制器可搜索將讀取的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。將讀取的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)例如可以是映射數(shù)據(jù)的映射片段。如上所述，將讀取的數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)可以被存儲在控制器130的存儲器144或者存儲器裝置150的管芯的頁面緩沖器的子緩沖器中。在步驟1420中，存儲器系統(tǒng)110可在控制器130的存儲器144或存儲器裝置150的子緩沖器中發(fā)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)的映射片段。當在存儲器裝置150的子緩沖器中發(fā)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)的映射片段時，存儲器系統(tǒng)110可將讀取數(shù)據(jù)的映射片段加載到控制器130的存儲器144上。

在步驟1430中，存儲器系統(tǒng)110可基于讀取數(shù)據(jù)的映射片段識別對應于讀取數(shù)據(jù)的邏輯地址的物理地址，并可從對應于物理地址的存儲器裝置150的存儲塊中讀取數(shù)據(jù)。

在步驟1440中，存儲器系統(tǒng)110可將從存儲器裝置150的存儲塊中讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機102。即，存儲器系統(tǒng)110可將讀取數(shù)據(jù)提供至主機102。

作為示例，用于響應于讀取命令搜索將被讀取的數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)的映射片段、將映射片段和映射列表存儲在控制器130的存儲器144或者存儲器裝置150的子緩沖器中以及執(zhí)行讀取操作已經(jīng)參照圖12和圖13被詳細地描述。因此，省略操作的詳細描述。

根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的存儲器系統(tǒng)和存儲器系統(tǒng)的操作方法可以通過最小化存儲器裝置的復雜性并降低存儲器裝置的性能負荷而更加快速和穩(wěn)定地處理數(shù)據(jù)。因此，也可以改進存儲器裝置的總體使用效率。

盡管出于說明性的目的已對各種實施例進行了描述，但對于本領域技術人員顯而易見的是，在不背離如權利要求限定的本發(fā)明的精神和/或范圍的情況下，可以做出各種變化和修改。