具有存储装置和存储器控制器的存储器系统及其操作方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于6月12日提交的申请号为10--0067726的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本文。

本公开总体涉及一种具有存储装置和存储器控制器的存储器系统以及该存储器系统的操作方法，更特别地，涉及一种采用多个非易失性存储器装置的存储器系统。

背景技术：

存储器系统可包括存储装置和存储器控制器。

存储装置可包括用于存储数据的多个存储器装置。存储器装置还可输出存储的数据。例如，存储器装置可被配置为当电力供应被中断时存储的数据丢失的易失性存储器装置，或者被配置为即使当电力供应被中断时存储的数据也被保留的非易失性存储器装置。

存储器控制器可控制主机和存储装置之间的数据通信。

主机可通过使用诸如下列的接口协议通过存储器控制器与存储器装置通信：高速外围组件互连(pci-e)、高级技术附件(ata)、串行ata(sata)、并行ata(pata)或串列scsi(sas)。主机和存储器系统之间的接口协议不限于上述示例，并且可包括诸如通用串行总线(usb)、多媒体卡(mmc)、增强型小型磁盘接口(esdi)和电子集成驱动器(ide)的各种接口。

技术实现要素：

本发明的各种实施例涉及一种具有存储装置和用于控制存储装置的存储器控制器的存储器系统，更特别地，涉及一种具有采用多个非易失性存储器装置的存储装置的存储器系统。本发明的各种实施例还涉及一种本发明的存储器系统的操作方法。

本发明的各种实施例提供一种能够在突然断电后，基于存储器单元将发生编程干扰的可能性来执行或省略重写操作的存储器系统以及该存储器系统的操作方法。

根据本公开的一方面，提供一种存储器系统，包括：存储装置，包括用于存储数据的多个页面；以及存储器控制器，被配置成当发生突然断电时，在重启中确定页面之中的共享与被选择页面联接的字线的未选择页面是否存在发生编程干扰的高可能性，并且基于确定结果输出执行将数据编程在被选择页面中的重写操作或跳过该重写操作的命令。

根据本公开的另一方面，提供一种操作存储器系统的方法。该方法包括：在突然断电后执行重启；在重启中，确定与存储了数据的被选择页面联接至相同字线的未选择页面是否已经发生编程干扰；当确定尚未发生编程干扰时，执行将数据写入被选择页面中的重写操作；并且当确定已经发生编程干扰时，跳过被选择页面的重写操作。

根据本公开的又一方面，提供一种操作存储器系统的方法，该方法包括：在突然断电后执行重启；在重启中，根据对被选择页面执行的重写操作的数量来确定与存储了数据的被选择页面联接至相同字线的未选择页面是否已经发生编程干扰；当确定尚未发生编程干扰时，对被选择页面执行重写操作；并且当确定已经发生编程干扰时，重新选择与被选择页面不同的页面，并对重新选择页面执行重写操作。

根据本公开的再一方面，提供一种存储器系统，包括：存储器装置，包括多个页面；以及控制器，被配置成当由于突然断电，对页面之中的第一页面的写入操作被中断时，控制存储器装置对第二页面执行重写操作，其中第二页面具有与第二页面共享字线的相邻页面，并且相邻页面具有发生编程干扰的低可能性，并且其中控制器基于对页面之中的候选页面的相邻页面的读取操作的结果或者基于先前对该候选页面执行的重写操作的数量来选择该候选页面作为第二页面。

附图说明

现在将在下文中参照附图更全面地描述示例实施例；然而，它们可以不同的形式实现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将彻底并完整，并且将示例性实施例的范围完全传达给本领域技术人员。

为了清楚说明，在附图中可能放大尺寸。将理解的是，当元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是两个元件之间的唯一元件，或者也可存在一个或多个中间元件。相同的附图标记始终表示相同的元件。

图1是示出根据本公开的实施例的存储器系统的示图。

图2是示出图1的中央处理单元的实施例的示图。

图3是示出图1的存储器装置的示例的示图。

图4是示出图3的控制逻辑的实施例的示图。

图5是示出三维配置的存储块的示例的示图。

图6是示出图5中所示的存储块的示例的电路图。

图7是示出重写操作的示例的示图。

图8是示出由重写操作引起的存储器单元的阈值电压的变化的示例的示图。

图9是示出根据本公开的实施例的存储器系统的操作方法的流程图。

图10是示出图9的操作方法中的确定未选择存储器单元的状态的步骤的示图。

图11至图13是示出未选择页面的读取操作的示例的示图。

图14是详细示出确定具有最高阈值电压的存储器单元的状态的示例的示图。

图15是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的示例的示图。

图16是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的示例的示图。

图17是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的示例的示图。

图18是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的示例的示图。

具体实施方式

在本公开中，在结合附图阅读以下示例性实施例之后，优点、特征以及实现它们的方法将变得更加显而易见。然而，本公开可以不同的形式实现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例以将本公开详细描述到本公开所属领域的技术人员可以实践本公开的技术构思的程度。

在整个说明书中，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一个元件时，它可直接连接或联接至另一元件，或者利用置于它们之间的一个或多个中间元件间接连接或联接至另一元件。另外，当元件被称为“包括”组件时，除非存在不同的公开内容，否则这表示该元件可进一步包括另一组件而不是排除另一组件。

图1是示出根据本公开的实施例的存储器系统1000的示图。

参照图1，存储器系统1000可联接至主机2000。存储器系统1000可包括用于存储数据的存储装置1100和用于控制存储装置并且使存储装置1100和主机2000之间能够通信的存储器控制器1200。

存储装置1100可包括多个存储器装置md1至mdi(i是正整数)。例如，存储器装置md1至mdi可利用当电力供应被中断时存储的数据丢失的易失性存储器装置或者即使当电力供应被中断时存储的数据也被保留的非易失性存储器装置来实施。图1示出了存储器装置md1至mdi利用非易失性存储器装置来实施的实施例。例如，非易失性存储器装置可以是闪速存储器装置。闪速存储器装置可以是nand或nor闪速存储器装置。

存储器装置md1至mdi可通过多个通道ch1至chk联接至存储器控制器1200。例如，第一至第k通道ch1至chk可联接至存储器控制器1200，第一至第i存储器装置md1至mdi可联接至第一通道ch1，第一至第i存储器装置md1至mdi可联接至第二通道ch2并且第一至第i存储器装置md1至mdi可联接至第k通道chk。联接至不同通道ch1至chk的第一至第i存储器装置md1至mdi被配置为物理上不同的存储器装置。例如，联接至第一通道ch1的第一存储器装置md1不同于联接至第二通道ch2的第一存储器装置md1。

存储器控制器1200可包括中央处理单元(cpu)200、错误校正电路(ecc)210、内部存储器220、存储器接口230、缓冲存储器240和主机接口250。

cpu200可执行用于控制存储装置1100的各种操作(例如，算术计算、逻辑操作)或者生成命令和地址。根据本公开的实施例，当在突然断电之后重启存储器系统1000时，cpu200可执行突然断电恢复操作。本文使用的术语“突然断电”表示存储器系统1000的电力突然下降或断开或者电力供应被中断。突然断电恢复操作可以是下述的操作：当重启发生突然断电的存储器系统1000时，使存储器系统1000返回到存储器系统1000的电力被关断之前的状态或者防止由突然断电引起的错误。突然断电恢复操作可包括执行各种操作。例如，突然断电恢复操作可包括执行地址映射管理操作、重写操作和各种调试操作中的至少一种操作。重写操作是指将数据重新编程在另一页面中，而不是将数据重新编程在编程操作由于突然断电而被中断的页面中。

当对被选择页面重复重写操作时，与被选择页面共享字线的未选择页面的存储器单元可能重复地受到编程电压的影响。具体地，当未选择页面是已经被完全编程的页面时，可改变包括在未选择页面中的存储器单元的阈值电压。例如，存储器单元的阈值电压可能由于具有高电压的编程电压而变得高于目标电平。也就是说，可能发生编程干扰。

在实施例中，为了防止编程干扰，cpu200可确定包括在未选择页面中的存储器单元的状态，并且当确定可能发生编程干扰时输出命令来省略对被选择页面的重写操作。因此，可以重新选择联接至另一字线的页面来代替被选择页面，并且可对重新选择页面执行重写操作。cpu200可输出用于检测编程操作由于突然断电(spo)而被中断的页面的命令，以及当检测到编程中断的页面时用于确定未选择页面是否具有高可能性发生编程干扰的命令。

ecc210可检测从存储装置1100接收的读取数据的错误，并校正检测到的错误。而且，ecc210可通过检测读取数据的错误来对错误位数量进行计数。

内部存储器220可存储存储器控制器1200的操作所需的各种信息。例如，内部存储器220可包括逻辑和物理地址映射表。地址映射表可存储在存储器装置md1至mdi中。当启动存储器系统1000时，存储在存储器装置md1至mdi中的地址映射表可被重新加载到内部存储器220。内部存储器220可利用随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、静态ram(sram)、高速缓存和紧密耦合存储器(tcm)中的至少一种来配置。

存储器接口230可在存储器控制器1200和存储装置1100之间交换命令、地址、数据等。例如，存储器接口230可通过第一至第k通道ch1至chk将命令、地址、数据等传输到存储器装置md1至mdi，并从存储装置md1至mdi接收数据等。

在存储器系统1000的编程操作或读取操作中，缓冲存储器240可临时存储数据。例如，在对选择的存储器装置的编程操作中，缓冲存储器240可在对选择的存储器装置的编程操作通过之前临时存储原始编程数据。并且，在存储器装置的读取操作中，缓冲存储器240可临时存储从存储器装置读取的数据，然后顺序地将数据传输到主机接口250。除了上述数据之外，可将诸如地址映射表的系统数据存储在缓冲存储器240中。缓冲存储器240可利用dram来配置。

主机接口250可在存储器控制器1200和主机2000之间交换命令、地址、数据等。例如，主机接口250可从主机2000接收请求、地址、数据等，并且将数据等传输到主机2000。cpu200、ecc210、内部存储器220、存储器接口230、缓冲存储器240和主机接口250可通过总线260彼此通信，总线260在本文中也被称为控制器总线260。

主机2000可包括主机处理器2100和存储接口2200。主机处理器2100和存储接口2200可通过总线2300彼此通信，总线2300在本文中也被称为主机总线2300。

主机处理器2100可生成针对存储器系统1000的编程操作的编程请求或者针对存储器系统1000的读取操作的读取请求。另外，主机处理器2100可生成各种其它操作请求，例如包括擦除请求。

存储接口2200可通过使用诸如下列的接口协议与存储器系统1000通信：高速外围组件互连(pci-e)、高级技术附件(ata)、串行ata(sata)、并行ata(pata)、串列scsi(sas)或高速非易失性存储器(nvme)。存储接口2200不限于上述示例，并且可包括诸如通用串行总线(usb)、多媒体卡(mmc)、增强型小型磁盘接口(esdi)和电子集成驱动器(ide)的各种接口。

图2是示出图1的cpu200的实施例的示图。

参照图2，cpu200可包括操作检测器201和命令(cmd)发生器202。

操作检测器201可输出恢复信号sig_rc或确定信号sig_det。恢复信号sig_rc可以是在突然断电之后的重启操作中被输出以执行恢复操作的信号。确定信号sig_det可以是基于根据从存储装置1100接收的状态结果值res获得的未选择页面将发生编程干扰的可能性的确定结果而输出的信号。

例如，当在突然断电之后开始重启操作时，操作检测器201可首先输出恢复信号sig_rc。当在恢复操作中从存储装置1100接收到状态结果值res时，操作检测器201可根据状态结果值res输出确定信号sig_det。当基于状态结果值res确定存在将发生编程干扰的可能性时，操作检测器201可输出具有高电平的确定信号sig_det。当基于状态结果值res确定不存在将发生编程干扰的可能性时，操作检测器201可输出具有低电平的确定信号sig_det。根据操作检测器201的设置，确定信号sig_det可具有不同的输出值。

当接收到恢复信号sig_rc时，cmd发生器202可生成读取命令cmd_re。当接收到确定信号sig_det时，cmd发生器202可生成并输出重写命令cmd_ow或重写跳过命令cmd_ows。另外，cmd发生器202可响应于来自图1的主机2000的请求，生成并输出各种命令。

命令可包括读取命令cmd_re、重写命令cmd_ow和重写跳过命令cmd_ows。从cmd发生器202输出的命令可通过选择的通道传输到选择的存储器装置。还可传输针对选择的存储器装置、选择的块等的地址和数据。

图3是示出图1的存储器装置的示例的示图。可彼此相同地配置图1中所示的存储器装置md1至mdi。因此，在图3中，将作为示例详细描述存储器装置md1至mdi中的任意一个存储器装置md1。

参照图3，存储器装置md1可包括存储器单元阵列110，被配置为执行编程操作、读取操作或擦除操作的外围电路，以及用于响应于命令控制外围电路的控制逻辑170。例如，外围电路可包括电压发生器120、行解码器130、页面缓冲器组140、列解码器150和输入-输出电路160。

存储器单元阵列110可包括多个存储块b1至bk(k是正整数)。存储块b1至bk包括多个存储器单元，并且可以二维或三维结构来实施。例如，在具有二维结构的存储块b1至bk中，存储器单元可在衬底上方在水平方向上布置。在具有三维结构的存储块b1至bk中，存储器单元可在衬底上方在垂直方向上堆叠。

电压发生器120可响应于操作信号op_sig生成并输出每个操作所需的操作电压vop。例如，当操作信号op_sig是用于编程操作的信号时，电压发生器120可生成编程电压、通过电压、编程验证电压等。当操作信号op_sig是用于读取操作的信号时，电压发生器120可生成读取电压、通过电压等。当操作信号op_sig是用于擦除操作的信号时，电压发生器120可生成擦除电压、通过电压、擦除验证电压等。

行解码器130可响应于行地址radd，通过局部线ll将操作电压vop传送到选择的存储块。

页面缓冲器组140可通过位线bl联接至存储块b1到bk，并且包括联接至各个位线bl的页面缓冲器。位线bl可沿第一方向x彼此间隔开布置，并且沿第二方向y延伸。页面缓冲器组140可响应于页面控制信号pbsig，控制位线bl的电压或者感测位线bl的电压或电流。

列解码器150可响应于列地址cadd与页面缓冲器组140交换数据或者与输入-输出电路160交换数据。例如，列解码器150可通过列线cl与页面缓冲器组140交换数据，或者通过数据线dl与输入-输出电路160交换数据。

输入-输出电路160可通过输入-输出线io与存储器控制器1200通信。例如，输入-输出电路160可将通过输入-输出线io接收的命令cmd和地址add传送到控制逻辑170，并将数据data传输到列解码器150。而且，输入-输出电路160可通过输入-输出线io将从存储块b1至bk读取的数据data输出到存储器控制器1200。

控制逻辑170可响应于命令cmd，输出用于控制外围电路的控制信号。控制信号可包括操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig。而且，控制逻辑170可响应于地址add来输出行地址radd和列地址cadd。根据该实施例的控制逻辑170可在响应于命令cmd，在对被选择页面执行重写操作之前，检查选择的存储块中的共享与被选择页面联接的字线的未选择页面的状态。而且，根据该实施例的控制逻辑170可响应于命令cmd，省略对被选择页面的重写操作。当省略了重写操作时，控制逻辑170可对另一页面而不是被选择页面执行重写操作。而且，控制逻辑170不对被选择页面执行重写操作，而是可对另一页面执行重写操作。

将如下更详细地描述上述控制逻辑170。

图4是示出图3的控制逻辑170的实施例的示图。

参照图4，控制逻辑170可包括命令(cmd)检测器171、读取操作管理器172、重写操作管理器173和重写跳过操作管理器174。

cmd检测器171可响应于从图1的存储器控制器1200接收的各个命令cmd_re、cmd_ow或cmd_ows，输出读取信号s_re、重写信号s_ow或重写跳过信号s_ows，使得执行与接收的命令对应的操作。例如，cmd检测器171可当接收到读取命令cmd_re时输出读取信号s_re、当接收到重写命令cmd_ow时输出重写信号s_ow，并且当接收到重写跳过命令cmd_ows时输出重写跳过信号s_ows。

读取操作管理器172可响应于读取信号s_re，输出用于执行读取操作的操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig。例如，存储器装置mdk可响应于从读取操作管理器172输出的操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig，对共享与被选择页面联接的字线的未选择页面执行读取操作，并将读取结果输出到存储器控制器1200。

重写操作管理器173可于响应于重写信号s_ow，输出用于执行重写操作的操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig。例如，存储器装置mdk可响应于从重写操作管理器173输出的操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig，对被选择页面执行重写操作。

重写跳过操作管理器174可响应于重写跳过信号s_ows，输出用于执行重写跳过操作的操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig。例如，存储器装置mdk可响应于从重写跳过操作管理器174输出的操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig，省略对被选择页面的重写操作，并对另一被选择页面执行重写操作。例如，当在重新选择另一页面之前，从读取操作管理器172输出了操作信号op_sig和页面缓冲器控制信号pbsig时，可首先执行对共享与待重新的选择页面联接的字线的未选择页面的读取操作。当基于读取结果确定可执行重写操作时，可重新选择相应页面，并且可对重新选择页面执行重写操作。

图5是示出三维配置的存储块的示图。

参照图5，三维配置的存储块b1至bk可沿方向y布置，其中位线bl1至blj在方向y上彼此间隔地延伸。例如，第一至第k存储块b1至bk可沿第二方向y彼此间隔地布置，并且包括沿第三方向z堆叠的多个存储器单元。将在下面详细描述第一至第k存储块b1至bk之中的任意一个存储块的配置。

图6是详细示出图5中所示的任意一个存储块的电路图。

参照图6，存储块可包括多个串st，多个串st中的每个包括多个存储器单元。每个串st可联接在位线和源极线sl之间。联接在第一位线bl1和源极线sl之间的串st将被作为示例进行描述。

串st可包括串联联接在源极线sl和第一位线sl1之间的源极选择晶体管sst、存储器单元f1至fn(n是正整数)和漏极选择晶体管dst。联接至不同位线bl1至blj的不同串中包括的源极选择晶体管sst的栅极可联接至源极选择线ssl，存储器单元f1至fn的栅极可联接至字线wl1至wln，以及漏极选择晶体管dst的栅极可联接至漏极选择线dsl1至dsl4。

在漏极选择晶体管dst之中，沿第一方向x布置的晶体管的栅极共同联接至相同的漏极选择线，但是沿第二方向y布置的晶体管可联接至不同的漏极选择线dsl2至dsl4。例如，当假设漏极选择晶体管dst沿第二方向y顺序地布置时，从第一漏极选择晶体管dst开始、沿第一方向x布置并且包括在其它串st中的漏极选择晶体管dst的栅极可联接至第一漏极选择线dsl1。从联接至第一漏极选择线dsl1的漏极选择晶体管dst开始、沿第二方向y布置的漏极选择晶体管dst可顺序地联接至第二到第四漏极选择线dsl2到dsl4。因此，在选择的存储块中，可选择联接至选择的漏极选择线的串st，并且可不选择联接至其它未选择的漏极选择线的串st。

联接至相同字线的存储器单元组可构成多个页面pg。该页面表示物理页面。例如，在联接至第一位线bl1到第j位线blj的串st之中，沿第一方向x联接至相同字线的一组存储器单元51被称为页面pg。例如，在共同联接至第一字线wl1的第一存储器单元f1之中，沿第一方向x布置的存储器单元可构成一个页面pg。在共同联接至第一字线wl1的第一存储器单元f1之中，沿第二方向y布置的存储器单元可被划分为不同的页面。因此，当第一漏极选择线dsl1是选择的漏极选择线并且第一字线wl1是选择的字线时，在联接至第一字线wl1的多个页面pg之中、联接至第一漏极选择线dsl1的页面变成被选择页面。共同联接至第一字线wl1但联接至未选择的第二漏极选择线dsl2至第四漏极选择线dsl4的页面变成未选择页面。

虽然在附图中示出了一个源极选择晶体管sst和一个漏极选择晶体管dst包括在每个串st中的情况，但是多个源极选择晶体管sst和多个漏极选择晶体管dst可包括在每个串st中。虚设单元可包括在源极选择晶体管sst、存储器单元f1至fn和漏极选择晶体管dst之间。虚设单元不像普通存储器单元f1至fn那样存储用户数据，但是可以用于某些其它目的，例如，用于提高每个串st的电特性。由于虚设单元不是本实施例的重要组件，因此将省略虚设单元的详细描述。

图7是示出重写操作的实施例的示图。

参照图7，当在页面的编程操作期间发生突然断电spo时，可在重启中选择另一页面，并且可在被选择页面中执行用于重写数据的重写操作。

例如，假设第十一页面pg11至第六十一页面pg61是联接至第一漏极选择线的页面，第十二页面pg12至第六十二页面pg62是联接至第二漏极选择线的页面，并且第十三页面pg13至第六十三页面pg63是联接至第三漏极选择线的页面。当在第十一页面pg11的编程操作期间发生突然断电spo时，可在重启中选择第三十一页面pg31而不是第十一页面pg11，并且待被编程在第十一页面pg11中的数据可被重写在第三十一页面pg31中。可在串st中包括的页面之中选择另一擦除页面，而不是代替第十一页面pg11的第三十一页面pg31。

当对第三十一页面pg31执行重写操作时，编程电压vpgm可被施加到与第三十一页面pg31联接的第三字线wl3，并且通过电压可被施加到其它字线wl1、wl2和wl4至wl6。由于未选择的第三十二页面pg32和第三十三页面pg33以及第三十一页面pg31共同联接至被施加编程电压vpgm的第三字线wl3，因此包括在未选择的第三十二页面pg32和第三十三页面pg33中的存储器单元可能受编程电压vpgm的影响。包括在未选择的第三十二页面pg32和第三十三页面pg33中的串的沟道电压被大大提升，因此抑制了包括在未选择的第三十二页面pg32和第三十三页面pg33中的存储器单元的阈值电压增加。然而，当对第三十一页面pg31重复重写操作时，包括在未选择的第三十二页面pg32和第三十三页面pg33中的存储器单元的阈值电压可能由于编程电压vpgm的影响而逐渐增加。特别地，当完成编程操作的存储器单元的阈值电压逐渐增加时，可能发生编程干扰，并且因此，因为在读取操作中错误位的数量可能显著增加，所以错误校正也许是不可能的。下面将更详细地描述包括在未选择页面中的存储器单元的阈值电压增加的现象。

图8是示出由于重写操作引起的存储器单元的阈值电压的变化的示图。图8仅示出了图7中所示的页面之中的联接至被选择字线wl3的页面。

参照图8，联接至第三字线wl3的未选择页面81，例如第三十二页面pg32和第三十三页面pg33，可能受到施加到第三字线wl3的编程电压vpgm的影响。例如，每当重复第三十一页面pg31的重写操作时，第三十二页面pg32和第三十三页面pg33中包括的存储器单元的阈值电压vth1可逐渐增加到阈值电压vth1"。当如上所述编程的存储器单元的阈值电压增加时，当在具有诸如多层单元(mlc)的存储器单元的多个阈值电压分布的存储器装置中，不同阈值电压分布之间的距离变窄时可能发生错误。

为了解决该问题，根据本公开的实施例，首先确定与候选选择页面共享相同字线的未选择页面将发生编程干扰的可能性，然后基于确定的可能性，其次确定是否对候选选择页面执行重写操作。

图9是示出根据本公开的实施例的存储器系统1000的操作方法的流程图。

参照图9，在步骤s91中，当在存储器系统1000正在运行时发生突然断电spo时，可在步骤s92中重启存储器系统1000。

当重启存储器系统1000时，在步骤s93中，包括在存储器系统1000中的存储器控制器1200可在执行被选择页面的重写操作之前确定未选择页面的状态。例如，存储器控制器1200可生成用于确定包括在未选择页面中的未选择存储器单元unsel.cells的状态的命令，并将生成的命令传输到被选择存储器装置。被选择存储器装置可响应于接收的命令，执行用于确定存储器单元的状态的操作，并且将状态结果值输出到存储器控制器1200。

在步骤s94中，存储器控制器1200可基于从存储器装置接收的状态结果值来确定未选择存储器单元发生编程干扰的可能性。

在步骤s94中，当确定未选择存储器单元不存在将发生编程干扰的可能性(否)时，在步骤s95中，存储器控制器1200可输出使得对被选择页面执行重写操作的命令。

在步骤s94中，当确定未选择存储器单元存在将发生编程干扰的可能性(是)时，在步骤s96中，存储器控制器1200可输出用于跳过被选择页面的重写操作的命令。

在上述步骤之中，以下将详细描述确定未选择存储器单元unsel.cells的状态的步骤s93。

图10是示出确定未选择存储器单元的状态的步骤s93的示图。

参照图10，可使用各种方法来执行确定未选择存储器单元的状态的步骤s93。例如，在步骤s93_1中，存储器控制器可通过读取未选择存储器单元unsel.cells来确定阈值电压被改变的存储器单元的数量。也就是说，当由于对被选择页面的重写操作，导致包括在未选择页面中的、阈值电压高于参考电压的存储器单元的数量大于或等于设定数量时，存储器控制器可确定在联接至被选择字线的未选择页面中将发生编程干扰。因此，可执行图9的步骤s96。当具有高于参考电压的阈值电压的存储器单元的数量小于设定数量时，存储器控制器可确定在相应页面中将不发生编程干扰。因此，可执行图9的步骤s95。

在另一实施例中，在步骤s93_2中，存储器控制器可通过检查对被选择页面执行的重写操作的数量来确定将发生编程干扰的可能性。例如，当对被选择页面执行的重写操作的数量大于或等于参考数量时，存储器控制器可确定在联接至被选择字线的未选择页面中将发生编程干扰。因此，将执行图9的步骤s96。当重写操作的数量小于参考数量时，存储器控制器可确定在相应页面中将不发生编程干扰。因此，可执行图9的步骤s95。

在上述方法中，可根据各种实施例来执行读取未选择单元的步骤s93_1。

图11至图13是示出未选择页面的读取操作的实施例的示图。将通过假设第三十一页面pg31是被选择页面并且第三十二页面pg32和第三十三页面pg33是未选择页面来描述每个实施例。

参照图11，可对包括在未选择页面中的所有存储器单元执行用于确定未选择页面的编程干扰的读取操作。该实施例被称为读取(read)所有单元实施例。换言之，可对所有阈值电压分布区段执行读取操作。例如，在每个存储两个位的多层单元(mlc)中，存储器单元的阈值电压分布可以被划分为擦除状态、第一编程状态、第二编程状态和第三编程状态。可对第一至第三编程状态中的每一个执行用于确定编程干扰的读取操作。例如，可对被编程为第一编程状态的存储器单元，对被编程为第二编程状态的存储器单元，并且对被编程为第三编程状态的存储器单元执行该读取操作。读取操作还可应用于以下方案：在一个存储器单元中存储三个或更多个位，诸如三层单元(tlc)或四层单元(qlc)。

存储器控制器可接收读取数据作为状态结果值，并且通过根据状态结果值对错误位数量进行计数来确定将发生编程干扰的可能性。可通过包括在存储器控制器中的图1的ecc210来对错误位数量进行计数。

可使用略高于每个阈值电压分布的最大电平的电压作为读取电压来执行读取操作。例如，对于每个存储两个位的mlc，可针对第一编程状态，利用略高于第一编程状态的阈值电压分布的最大电平的读取电压执行读取操作。可针对第二编程状态，利用略高于第二编程状态的阈值电压分布的最大电平的读取电压执行读取操作。可针对第三编程状态，利用略高于第三编程状态的阈值电压分布的最大电平的读取电压执行读取操作。参照图12，可仅对一部分存储器单元执行用于确定被选择页面的编程干扰的读取操作(读取一部分单元实施例)。换言之，可对该一部分存储器单元可以具有的一部分阈值电压分布区段执行读取操作。例如，在mlc的情况下，可对第一编程状态和第二编程状态执行读取操作，可对第二编程状态和第三编程状态执行读取操作，或者可对第一编程状态和第三编程状态执行读取操作。也就是说，可不使用与所有编程状态对应的所有读取电压而是使用一部分读取电压来执行读取操作。当如图11所示，对所有编程状态执行读取操作时，执行该读取操作所需的时间大于仅对一部分单元执行读取操作所需的时间。根据图12的实施例，可对少于所有编程状态且至少两个编程状态执行读取操作。

参照图13，可仅对被编程为最高编程状态的存储器单元执行用于确定未选择页面的编程干扰的读取操作(读取pvmax单元实施例)。换言之，可仅使用与最高编程状态对应的读取电压来执行读取操作。例如，在上述mlc的示例中，可仅对第三编程状态执行读取操作。当如图11或图12所示，对所有编程状态或一部分编程状态执行读取操作时，执行该读取操作所需的时间大于仅对最高编程状态执行读取操作所需的时间。在图13的实施例中，可仅对最高编程状态执行读取操作。

图14是详细示出确定具有最高阈值电压的存储器单元的状态的实施例的示图。

在图14中，将描述tlc作为示例。

在tlc中，存储器单元可以被编程为擦除状态er或七个编程状态pv1至pv7中的任意一种状态。例如，编程的存储器单元的状态可以是第一编程状态pv1至第七编程状态pv7中的任意一种状态。在第一编程状态pv1至第七编程状态pv7之中，第一编程状态pv1可以是存储器单元被编程为具有最低阈值电压的状态，第七编程状态pv7可以是存储器单元被编程为具有最高阈值电压的状态。因此，如图13的实施例中所述，被编程为最高编程状态的存储器单元可以是被编程为第七编程状态pv7的存储器单元。

由于执行用于确定编程干扰的读取操作以搜索阈值电压增加的存储器单元，因此可基于选择的编程状态的阈值电压分布中的最高电压来设置读取电压vmax。例如，当根据通过使用设置的读取电压vmax执行读取操作而获得的结果，确定了阈值电压都低于读取电压vmax时，可确定在相应页面中尚未发生编程干扰。可选地，当检测到阈值电压高于读取电压vmax的存储器单元时，可确定在相应页面中已经发生编程干扰。

存储器控制器可接收通过使用上述实施例中的任何一个而读取的数据作为状态读取值，并且基于输入的状态结果值来确定未选择页面是否已经发生编程干扰。

图15是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的另一实施例的示图。

参照图15，存储器系统30000可被实施为蜂窝电话、智能电话、平板pc、个人数字助理(pda)或无线通信装置。存储器系统30000可包括存储装置1100和能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200。存储器控制器1200可在处理器3100的控制下，控制存储装置1100的数据存取操作，例如编程操作、擦除操作或读取操作等。

编程在存储装置1100中的数据可在存储器控制器1200的控制下通过显示器3200被输出。

无线电收发器3300可通过天线ant传输/接收无线电信号。例如，无线电收发器3300可将通过天线ant将接收的无线电信号转换成可由处理器3100处理的信号。因此，处理器3100可处理从无线电收发器3300输出的信号，并将处理的信号传输到存储器控制器1200或显示器3200。存储器控制器1200可将由处理器3100处理的信号传输到半导体存储装置1100。而且，无线电收发器3300可将从处理器3100输出的信号转换成无线电信号，并且通过天线ant将转换的无线电信号输出到外部装置。输入装置3400是能够用于输入用于控制处理器3100的操作的控制信号或待由处理器3100处理的数据的装置，并且输入装置3400可被实施为诸如触摸板或计算机鼠标的定点装置、小键盘或键盘。处理器3100可控制显示器3200的操作，使得从存储器控制器1200输出的数据、从无线电收发器3300输出的数据或从输入装置3400输出的数据可通过显示器3200被输出。

在一些实施例中，能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200可被实施为处理器3100的一部分。在一些实施例中，能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200可被实施为独立于处理器3100的芯片。

图16是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的另一实施例的示图。

参照图16，存储器系统40000可被实施为个人计算机(pc)、平板pc、上网本、电子阅读器、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、mp3播放器或mp4播放器。

存储器系统40000可包括存储装置1100和能够控制存储装置1100的数据处理操作的存储器控制器1200。

处理器4100可根据通过输入装置4200输入的数据来通过显示器4300输出存储在存储装置1100中的数据。例如，输入装置4200可被实施为诸如触摸板或计算机鼠标的定点装置、小键盘或键盘。

处理器4100可控制存储器系统40000的全部操作，并且控制存储器控制器1200的操作。在一些实施例中，能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200可被实施为处理器4100的一部分。在一些实施例中，能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200可被实施为独立于处理器4100的芯片。

图17是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的另一实施例的示图。

参照图17，存储器系统50000可被实施为图像处理装置，例如数码相机、具有附接的数码相机的智能电话或具有附接的数码相机的平板pc。

存储器系统50000可包括存储装置1100和能够控制存储装置1100的例如编程操作、擦除操作或读取操作的数据处理操作的存储器控制器1200。

存储器系统50000的图像传感器5200可将光学图像转换为数字信号，并且转换的数字信号可被传输到处理器5100或存储器控制器1200。在处理器5100的控制下，转换的数字信号可通过显示器5300被输出，或通过存储器控制器1200被存储在存储装置1100中。另外，存储在存储装置1100中的数据可在处理器5100或存储器控制器1200的控制下通过显示器5300被输出。

在一些实施例中，能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200可被实施为处理器5100的一部分。在一些实施例中，能够控制存储装置1100的操作的存储器控制器1200可被实施为独立于处理器5100的芯片。

图18是示出具有存储装置和存储器控制器的存储器系统的另一实施例的示图。

参照图18，存储器系统70000可被实施为存储卡或智能卡。存储器系统70000可包括存储装置1100、存储器控制器1200和卡接口7100。

存储器控制器1200可控制存储装置1100和卡接口7100之间的数据交换。在一些实施例中，卡接口7100可以是安全数字(sd)卡接口或多媒体卡(mmc)接口，但是本公开不限于此。

卡接口7100可根据主机60000的协议来接口连接主机60000和存储器控制器1200之间的数据交换。在一些实施例中，卡接口7100可支持通用串行总线(usb)协议和芯片间(ic)-usb协议。卡接口7100可指能够支持由主机60000使用的协议的硬件、安装在硬件中的软件或者信号传输方案。

当存储器系统70000联接至诸如pc、平板pc、数码相机、数字音频播放器、蜂窝电话、控制台视频游戏硬件或数字机顶盒的主机60000的主机接口6200时，主机接口6200可在微处理器(μp)6100的控制下通过卡接口7100和存储器控制器1200与存储装置1100执行数据通信。

根据本公开，可防止存储器单元的编程干扰。因此，存储装置的可靠性和具有该存储装置的存储器系统的可靠性可得到提高。

本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性意义来使用和解释，而不是出于限制的目的。在一些情况下，如本领域普通技术人员在提交本申请时显而易见的是，除非另外特别指出，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节的各种改变。

技术特征：

1.一种存储器系统，包括：

存储装置，包括用于存储数据的多个页面；以及

存储器控制器，当发生突然断电时，在重启中确定所述页面之中的共享与被选择页面联接的字线的未选择页面是否存在发生编程干扰的高可能性，并且基于确定结果来输出执行将数据编程在所述被选择页面中的重写操作或跳过所述重写操作的命令。

2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述存储器控制器：

确定所述页面之中是否存在当发生突然断电时正在被执行所述编程操作的页面；并且

当存在当发生突然断电时正在被执行所述编程操作的页面时，确定所述未选择页面发生所述编程干扰的高可能性。

3.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述存储器控制器包括：

中央处理单元，确定所述未选择页面发生所述编程干扰的高可能性，并且基于所述确定结果输出所述命令；以及

错误校正电路，通过检测从所述存储装置读取的数据的错误来对错误位数量进行计数。

4.根据权利要求3所述的存储器系统，其中所述中央处理单元包括：

操作检测器，确定所述未选择页面的编程干扰的高可能性，并且基于所述确定结果来输出信号；以及

命令发生器，响应于所述信号来输出所述命令。

5.根据权利要求4所述的存储器系统，其中所述操作检测器：

当在所述突然断电后开始重启操作时，优先输出恢复信号；并且

当从所述存储装置接收到状态结果值时，根据所述状态结果值输出确定信号。

6.根据权利要求5所述的存储器系统，其中所述操作检测器输出所述恢复信号和所述确定信号中的任意一个信号。

7.根据权利要求4所述的存储器系统，其中响应于从所述操作检测器输出的信号，所述命令发生器输出用于执行所述未选择页面的读取操作的读取命令、用于执行所述被选择页面的重写操作的重写命令、或用于跳过所述重写操作的重写跳过命令。

8.根据权利要求7所述的存储器系统，其中所述存储装置包括：

命令检测器，响应于所述读取命令、所述重写命令或所述重写跳过命令输出读取信号、重写信号或重写跳过信号；

读取操作管理器，响应于所述读取信号输出用于执行所述读取操作的控制信号；

重写操作管理器，响应于所述重写信号输出用于执行所述重写操作的控制信号；以及

重写跳过操作管理器，响应于所述重写跳过信号输出用于跳过所述重写操作的控制信号。

9.根据权利要求8所述的存储器系统，其中当输入所述重写跳过命令时，所述存储装置重新选择与所述被选择页面不同的页面，并且输出所述控制信号使得对重新选择页面执行所述重写操作。

10.一种操作存储器系统的方法，所述方法包括：

在突然断电后执行重启；

在所述重启中，确定与被选择页面联接至相同字线的未选择页面是否存在发生编程干扰的高可能性，

当确定不存在发生所述编程干扰的高可能性时，执行将数据写入所述被选择页面中的重写操作；并且

当确定存在发生所述编程干扰的高可能性时，跳过所述被选择页面的所述重写操作。

11.根据权利要求10所述的方法，其中基于在所述未选择页面中包括的存储器单元的读取操作中读取的数据或者根据在所述被选择页面中执行的重写操作的数量来执行所述确定。

12.根据权利要求11所述的方法，其中对所有所述存储器单元、所述存储器单元的一部分或所述存储器单元之中的被编程为最高编程状态的存储器单元执行所述读取操作。

13.根据权利要求12所述的方法，其中针对所述存储器单元将具有的所有编程状态，对所有存储器单元执行所述读取操作。

14.根据权利要求12所述的方法，其中针对所述存储器单元具有的部分编程状态，对所述存储器单元的一部分执行所述读取操作。

15.根据权利要求11所述的方法，其中使用比所述未选择页面中包括的存储器单元具有的阈值电压分布之中的被选择阈值电压分布的最高电压高的电压作为读取电压来执行所述读取操作。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述跳过包括：

重新选择与所述被选择页面不同的页面；并且

对重新选择页面执行所述重写操作。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定包括：

当对所述被选择页面执行的重写操作的数量大于或等于参考数量时，确定所述未选择页面中存在发生所述编程干扰的高可能性；并且

当对所述被选择页面执行的重写操作的数量小于所述参考数量时，确定所述未选择页面中不存在发生所述编程干扰的高可能性。

18.一种操作存储器系统的方法，所述方法包括：

在突然断电后执行重启；

在所述重启中，根据对被选择页面执行的重写操作的数量来确定与所述被选择页面联接至相同字线的未选择页面是否存在发生编程干扰的高可能性；

当确定不存在发生所述编程干扰的高可能性时，对所述被选择页面执行所述重写操作；并且

当确定存在发生所述编程干扰的高可能性时，重新选择与所述被选择页面不同的页面，并且对重新选择页面执行所述重写操作。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述确定包括当对所述被选择页面执行的重写操作的数量大于或等于参考数量时，确定所述未选择页面中存在发生所述编程干扰的高可能性。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述确定包括当对所述被选择页面执行的重写操作的数量小于所述参考数量时，确定所述未选择页面中不存在发生所述编程干扰的高可能性。

21.一种存储器系统，包括：

存储器装置，包括多个页面；以及

存储器控制器，当由于突然断电，对所述页面之中的第一页面的写入操作被中断时，控制所述存储器装置对第二页面执行重写操作，

其中所述第二页面具有与所述第二页面共享字线的相邻页面，并且所述相邻页面具有发生编程干扰的低可能性，以及

其中所述存储器控制器基于对所述页面之中的候选页面的相邻页面的读取操作的结果或者基于先前对所述候选页面执行的所述重写操作的数量来选择所述候选页面作为所述第二页面。

技术总结

本发明提供了一种存储器系统。该存储器系统包括：存储装置，包括用于存储数据的多个页面；以及存储器控制器，当发生突然断电时，在重启中确定页面之中的共享与被选择页面联接的字线的未选择页面是否存在发生编程干扰的高可能性，并且基于确定结果输出执行将数据编程在被选择页面中的重写操作或跳过该重写操作的命令。

技术研发人员：洪志满

受保护的技术使用者：爱思开海力士有限公司

技术研发日：.01.28

技术公布日：.12.20

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