存储设备及其读取方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 此专利申请要求于2014年7月4日提交的韩国专利申请第10-2014-0083854号 的优先权，其主题通过引用合并于此。
技术领域
[0003] 本文描述的本发明构思设及一种存储设备及其操作和读取方法。
【背景技术】
[0004] 半导体存储器件可W分类为易失性半导体存储器件和非易失性半导体存储器件。 非易失性半导体存储器件可W甚至在处于断电时也保持存储在其中的数据，而取决于使用 的制造技术，存储在非易失性半导体存储器件中的数据可W是永久的或可重编程的。非易 失性半导体存储器件可W在计算机、航空电子设备、无线电通讯W及消费电子行业中的各 式各样的应用中被用于用户数据存储W及程序与微码存储。
【发明内容】
阳〇化]本发明构思的实施例的一方面旨在提供一种包括至少一个非易失性存储器件W 及用于控制所述至少一个非易失性存储器件的存储器控制器的存储设备的读取方法，该非 易失性存储器件包括由沿垂直于衬底的方向穿透位线和公共源极线之间堆叠的字线的柱 形成的多个串，所述读取方法包括：基于存储编程时间的时间戳表格W及指示由于编程经 过时间所致的读取电平偏移的时间-读取电平查找表来执行第一读操作；基于第一读操作 的结果确定是否调整时间-读取电平查找表；作为确定需要调整时间-读取电平查找表的 结果，通过谷捜索（valley search)操作调整时间-读取电平查找表；W及基于时间戳表格 和调整的时间-读取电平查找表来执行第二读操作。
[0006] 在示例性实施例中，当在第一读操作期间读取的数据的错误不可纠正时调整所述 时间-读取电平查找表。
[0007] 在示例性实施例中，借助于存储设备的溫度、至少一个非易失性存储器件的溫度、 存储器控制器的溫度、与将读取的存储单元相关联的地址、W及与将读取的存储单元相关 联的退化程度中的至少一个来设置用于第一读操作和第二读操作中的每一个的读取电压。 [000引在示例性实施例中，时间-读取电平查找表的读取电平偏移随溫度、擦除计数、编 程计数、读取计数和地址中的至少一个而变。
[0009] 在示例性实施例中，所述谷捜索操作相对于与将读取的存储单元相关联的至少一 个页面来执行。
[0010] 在示例性实施例中，时间-读取电平查找表的读取电平偏移借助于作为预先运行 的谷捜索操作的结果获得的读取电平W及作为谷捜索操作的结果获得的读取电平的滑动 平均来调整。
[0011] 在示例性实施例中，所述读取方法还包括周期性地或非周期性地更新所述至少一 个非易失性存储器件中的调整过的时间-读取电平查找表。
[0012] 在示例性实施例中，所述调整包括调整相应于读取电平偏移的编程经过时间。
[0013] 本发明构思的实施例的另一方面旨在提供一种包括至少一个非易失性存储器件 W及用于控制所述至少一个非易失性存储器件的存储器控制器的存储设备的读取方法，该 非易失性存储器件包括由沿垂直于衬底的方向穿透在位线和公共源极线之间堆叠的字线 的柱形成的多个串，所述读取方法包括：响应于内部请求或外部请求确定是否利用编程经 过时间调整指示读取电平偏移的时间-读取电平查找表，所述内部请求基于环境信息而发 出；作为确定需要调整时间-读取电平查找表的结果，通过谷捜索操作调整时间-读取电平 查找表；基于调整的时间-读取电平查找表和存储编程时间的时间戳表格执行读操作；W 及实施错误校正操作W校正读取数据的错误。
[0014] 在示例性实施例中，所述外部请求是可靠性读请求或高速读请求。
[0015] 在示例性实施例中，基于退化程度、溫度和与将读取的页面相关联的地址发出所 述内部请求。
[0016] 在示例性实施例中，读取电压借助于将读取的页面的编程经过时间W及在退化程 度、溫度和地址中的至少一个两者被设置。
[0017] 在示例性实施例中，所述调整包括：在至少一个页面上执行谷捜索操作；W及借 助于作为谷捜索操作的结果获得的读取电平偏移W及作为先前的谷捜索操作的结果存储 的读取电平偏移计算滑动平均。
[0018] 在示例性实施例中，所述读取方法还包括在确定是否调整时间-读取电平查找表 之前向存储器控制器的缓冲存储器提供从所述至少一个非易失性存储器件中读取的时间 戳表格和时间-读取电平查找表。
[0019] 本发明构思的实施例的仍一方面旨在提供一种包括至少一个非易失性存储器件 W及用于控制所述至少一个非易失性存储器件的存储器控制器的存储设备的读取方法， 该非易失性存储器件包括由沿垂直于衬底的方向穿透在位线和公共源极线之间堆叠的字 线的柱形成的多个串，所述读取方法包括：基于指示相应于编程经过时间的读取电平偏移 的时间-读取电平查找表执行第一读操作；执行错误校正操作W校正在第一读操作期间 读取的数据的错误；W及当错误校正操作的结果指示读取数据的错误不可纠正时，调整时 间-读取电平查找表并且基于调整的时间-读取电平查找表执行第二读操作。
[0020] 本发明构思的实施例的还一方面旨在提供一种包括至少一个非易失性存储器件 W及用于控制所述至少一个非易失性存储器件的存储器控制器的存储设备，该非易失性 存储器件包括由沿垂直于衬底方向穿透位线与公共源极线之间堆叠的字线的柱形成的多 个串，其中所述存储器控制器包括：定时器，被适配为指示当前时间；W及读取电平补偿单 元，被适配为基于当前时间、存储编程时间的时间戳表格、W及相应于编程经过时间的读取 电平偏移来设置读取电压，并且其中响应于外部请求或基于环境信息调整所述时间-读取 电平查找表。
[0021] 在示例性实施例中，所述多个串中的每一个包括至少两个柱。
[0022] 在示例性实施例中，所述至少一个非易失性存储器件存储时间戳表格和时间-读 取电平查找表。
[0023] 在示例性实施例中，周期性地或非周期性地在所述至少一个非易失性存储器件中 更新所述时间-读取电平查找表。
[0024] 在示例性实施例中，所述存储器控制器存储时间戳表格和时间-读取电平查找 表。
[0025] 在示例性实施例中，所述存储器控制器存储在先前页面上的谷捜索操作的结果， 并且基于在读取页面上的谷捜索操作的结果W及存储的结果调整读取电平。
[0026] 在示例性实施例中，所述时间戳表格和时间-读取电平查找表被管理为时间表。
[0027] 本发明构思的实施例旨在提供一种管理存储设备的时间-读取电平查找表的方 法，该存储设备包括至少一个非易失性存储器件W及用于控制所述至少一个非易失性存储 器件的存储器控制器，该非易失性存储器件包括由沿垂直于衬底的方向穿透位线与公共源 极线之间堆叠的字线的柱形成的多个串，所述方法包括：从所述至少一个非易失性存储器 件读取时间-读取电平查找表；借助于谷捜索操作调整时间-读取电平查找表；W及周期 性地或非周期性地在所述至少一个非易失性存储器件中更新所调整的时间-读取电平查 找表。
[0028] 在示例性实施例中，所述调整包括当存储设备的溫度、所述至少一个非易失性存 储器件的溫度、W及存储器控制器的溫度中的至少一个溫度超过预定值时执行谷捜索操 作。
[0029] 在示例性实施例中，所述调整包括当编程经过时间超过预定值时执行谷捜索操 作。
[0030] 利用本发明构思的实施例，存储设备实时调整时间-读取电平查找表，从而明显 地改善数据的可靠性。
【附图说明】
[0031] 从W下参照附图的描述，上述和其他对象和特征将变得清楚，贯穿不同的附图，相 似的附图标记始终指代相似的部分，除非另有说明，其中：
[0032] 图1是示意地示出用于描述本发明构思的存储设备的图；
[0033] 图2是用于描述如何调整图1中示出的时间-读取电平查找表的图；
[0034] 图3是示意地示出根据本发明构思的实施例的非易失性存储器件的框图；
[0035] 图4是示出图1中示出的存储块的透视图；
[0036] 图5是取沿图4中示出的存储块的线1-1'的截面图；
[0037]图6是示意地示出根据本发明构思实施例的、图4中示出的存储块的等效电路的 电路图；
[0038] 图7是示意地示出根据本发明构思的另一实施例的存储块的图；
[0039] 图8是示意地示出根据本发明构思实施例的、存储设备的读取方法的流程图；
[0040] 图9是示意地示出根据本发明构思第二实施例的、存储设备的读取方法的流程 图；
[0041] 图10是示意地示出根据本发明构思实施例的、当实施谷捜索操作时获得的谷位 置分布的图；
[0042]图11是示意地示出根据本发明构思实施例的、利用谷捜索操作的读取电平调整 方法的流程图；
[0043] 图12是示意地示出根据本发明构思第=实施例的、存储设备的读取方法的流程 图；
[0044] 图13是示意地示出根据本发明构思实施例的、管理时间-读取电平查找表的方法 的流程图；
[0045] 图14是示意地示出根据本发明构思的另一实施例的存储设备的框图；
[0046] 图15是示意地示出图14中示出的时间-读取电平查找表的图；
[0047] 图16是示意地示出根据本发明构思的仍一实施例的存储设备的框图；
[0048] 图17是示意地示出根据本发明构思实施例的存储设备的框图；
[0049] 图18是示意地示出根据本发明构思实施例的固态驱动器的框图；
[0050] 图19是示意地示出根据本发明构思的实施例的eMMC的框图； 阳05U图20是示意地示出根据本发明构思的实施例的UFS系统的框图；W及
[0052] 图21是示意地示出根据本发明构思的实施例的移动设备的框图。
【具体实施方式】
[0053] 将参照附图详细描述实施例。然而，本发明构思可WW多种不同的形式来具体实 现，并且不应被解释为仅仅局限于所图示的实施例。相反，提供运些实施例作为例子，W使 本公开全面和完整，并充分地向本领域技术人员传达本发明构思的概念。从而，对于本发明 构思的一些实施例不描述已知的过程、元件和技术。除非另作说明，遍及附图和写出的描 述，相似的参考标记表示相似的元件，从而将不重复描述。附图中，为清楚起见，可能夸大了 层和区域的大小及相对大小。
[0054]将会理解，尽管此处可能使用词语"第一"、"第二"、"第等等来描述不同的元 件、组件、区