存储设备和存储设备的操作方法与流程

本文所述的本公开的实施例涉及半导体设备，更具体地涉及能够减小检查操作的次数和周期使得延迟减小并保持可靠性的存储设备、以及该存储设备的操作方法。

背景技术：

1、存储设备是指在主机设备(例如，计算机、智能电话或智能平板)的控制下存储数据的设备。存储设备包括将数据存储在磁盘(例如，硬盘驱动器(hdd))上的设备，或者将数据存储在半导体存储器，特别是非易失性存储器(例如，固态驱动器(ssd)或存储卡)中的设备。

2、非易失性存储器包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存、相变随机存取存储器(pram)、磁性ram(mram)、电阻式ram(rram)、铁电ram(fram)等。

3、随着半导体制造技术的发展，存储设备的集成度和体积持续增加。存储设备的高度集成度使得可以降低制造存储设备所需的成本。然而，存储设备的高度集成度导致存储设备的缩小和结构变化，从而引起各种新问题。新问题导致存储在存储设备中的数据损坏。这可能意味着存储设备的可靠性降低。

4、各种可靠性检查方法可以用于防止存储设备的可靠性降低。然而，由于可靠性检查方法的引入需要附加的时间来执行可靠性检查方法，因此存储设备的延迟可能增加或者其吞吐量可能降低。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了能够减少检查读取操作所需的时间同时通过检查读取操作确保可靠性的存储设备和存储设备的操作方法。

2、根据实施例，一种存储设备包括非易失性存储器件和存储控制器，该非易失性存储器件包括多个存储块。多个存储块中的每一个包括多个单元串，每个单元串包括沿垂直于衬底的方向堆叠在所述衬底上的至少一个接地选择晶体管、两个或更多个存储单元、以及至少一个串选择晶体管。在从多个存储块中选择的存储块中，存储控制器允许非易失性存储器件对多个单元串中的多个存储单元中的属于所选择的页的存储单元执行读取操作。在读取操作之后，在所选择的存储块中，存储控制器在顺序地选择读取电压集合时允许非易失性存储器件对与所选择的页相关联的第一相邻页的存储单元执行第一检查读取操作。在第一检查读取操作之后，在所选择的存储块中，存储控制器在顺序地选择读取电压集合时允许非易失性存储器件对与所选择的页相关联的第二相邻页的存储单元执行第二检查读取操作。在第二检查读取操作中，存储控制器从读取电压集合中首先选择在纠错成功的第一检查读取操作中使用的读取电压集合。

3、根据实施例，公开了一种用于存储设备的操作方法，该存储设备包括非易失性存储器件和存储控制器。非易失性存储器件包括以行和列布置在衬底上并且在垂直于衬底的方向上堆叠的多个存储单元。该方法包括：在存储控制器处从外部主机设备接收读取请求；响应于读取请求，在存储设备处对非易失性存储器件的所选择的存储单元执行读取操作；在存储设备处，在顺序地选择读取电压集合时，对非易失性存储器件的所选择的存储单元的第一相邻存储单元执行第一检查读取操作；在存储设备处，在顺序地选择读取电压集合时，对非易失性存储器件的所选择的存储单元的第二相邻存储单元执行第二检查读取操作；以及在存储设备处，在第二检查读取操作中从读取电压集合中首先选择在纠错成功的第一检查读取操作中使用的读取电压集合。

4、根据实施例，公开了一种用于存储设备的操作方法，该存储设备包括非易失性存储器件和存储控制器。非易失性存储器件包括以行和列布置在衬底上并且在垂直于衬底的方向上堆叠的多个存储单元。该方法包括：在存储控制器处从外部主机设备接收读取请求；响应于读取请求，在存储设备处对非易失性存储器件的所选择的存储单元执行读取操作；在存储设备处，在顺序地选择读取电压集合时，对非易失性存储器件的所选择的存储单元的第一相邻存储单元执行第一检查读取操作；以及在存储设备处，在顺序地选择读取电压集合时，对非易失性存储器件的所选择的存储单元的第二相邻存储单元执行第二检查读取操作。在第二检查读取操作中，存储设备从读取电压集合中首先选择在纠错成功的第一检查读取操作中使用的读取电压集合。执行读取操作包括在存储控制器处向非易失性存储器件发送第一读取命令；在非易失性存储器件处，响应于第一读取命令，通过使用第一读取电压来执行读取操作，使得通过读取操作读取的第一数据被发送到存储控制器；在存储控制器处对第一数据执行纠错解码；在所述存储控制器处，响应于确定纠错解码成功，向外部主机设备发送纠错解码的第一数据；以及在存储控制器处，响应于确定纠错解码失败，向非易失性存储器件发送第一读取命令和第一电压信息。执行第一检查读取操作包括：在存储控制器处向非易失性存储器件发送第二读取命令；在非易失性存储器件处，响应于第二读取命令，通过使用读取电压集合中的一个读取电压集合来执行读取操作，使得通过读取操作读取的第二数据被发送到存储控制器；在存储控制器处对第二数据执行纠错解码；在存储控制器处，响应于确定纠错解码成功，终止第一检查读取操作；以及在存储控制器处，响应于确定纠错解码失败，向非易失性存储器件发送第二读取命令和第二电压信息，所述第二电压信息指示读取电压集合中的下一读取电压集合。执行第二检查读取操作包括：在存储控制器处向非易失性存储器件发送第三读取命令和第三电压信息，所述第三电压信息指示在第一检查读取操作中使用并且纠错成功的读取电压集合；在非易失性存储器件处，响应于第三读取命令，通过使用读取电压集合中的在第一检查读取操作中使用并且纠错成功的读取电压集合来执行读取操作，使得通过读取操作读取的第三数据被发送到存储控制器；在存储控制器处对第三数据执行纠错解码；以及在存储控制器处，响应于确定纠错解码成功，终止第二检查读取操作。

技术特征：

1.一种存储设备，包括：

2.根据权利要求1所述的存储设备，其中，响应于确定所述读取操作在所选择的存储块中至少执行了由阈值识别的次数，所述存储控制器控制所述非易失性存储器件执行所述第一检查读取操作和所述第二检查读取操作。

3.根据权利要求1所述的存储设备，其中，直到与从所述非易失性存储器件读取的数据相关联的所述纠错成功为止，所述存储控制器在顺序地选择所述读取电压集合时控制所述非易失性存储器件执行所述第一检查读取操作。

4.根据权利要求3所述的存储设备，其中，响应于确定与在所述第一检查读取操作中使用所述读取电压集合从所述非易失性存储器件读取的数据相关联的所述纠错失败，所述存储控制器选择所选择的存储块作为读取回收操作的目标。

5.根据权利要求3所述的存储设备，其中，所述存储控制器：

6.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储控制器选择所选择的页的上页和下页之一作为所述第一相邻页。

7.根据权利要求1所述的存储设备，其中，直到与从所述非易失性存储器件读取的数据相关联的所述纠错成功为止，所述存储控制器在顺序地选择所述读取电压集合时控制所述非易失性存储器件执行所述第二检查读取操作。

8.根据权利要求7所述的存储设备，其中，响应于确定与在所述第二检查读取操作中使用所述读取电压集合从所述非易失性存储器件读取的数据相关联的所述纠错失败，所述存储控制器选择所选择的存储块作为读取回收操作的目标。

9.根据权利要求7所述的存储设备，其中，所述存储控制器通过向所述非易失性存储器件发送读取命令和第一电压信息来从所述读取电压集合中选择第一读取电压集合，所述第一电压信息指示在所述第一检查读取操作中使用并且所述纠错成功的读取电压集合。

10.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储控制器选择以下之一作为所述第二相邻页：

11.根据权利要求1所述的存储设备，其中：

12.根据权利要求11所述的存储设备，其中，所述存储控制器基于预先存储的页地址之一选择所述第三相邻页。

13.根据权利要求11所述的存储设备，其中：

14.一种存储设备的操作方法，所述存储设备包括非易失性存储器件和存储控制器，所述非易失性存储器件包括以行和列布置在衬底上并且在垂直于所述衬底的方向上堆叠的多个存储单元，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，执行所述读取操作包括：

16.根据权利要求14所述的方法，其中，执行所述第一检查读取操作包括：

17.根据权利要求14所述的方法，其中，执行所述第二检查读取操作包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中，执行所述第二检查读取操作还包括以下之一：

19.根据权利要求14所述的方法，还包括：

20.一种存储设备的操作方法，所述存储设备包括非易失性存储器件和存储控制器，所述非易失性存储器件包括以行和列布置在衬底上并且在垂直于所述衬底的方向上堆叠的多个存储单元，所述方法包括：

技术总结
一种存储设备包括非易失性存储器件和存储控制器，该存储控制器允许非易失性存储器件对属于所选择的存储块中的所选择的页的存储单元执行读取操作。在读取操作之后，存储控制器在顺序地选择读取电压集合时允许非易失性存储器件对第一相邻页的存储单元执行第一检查读取操作。在第一检查读取操作之后，存储控制器在顺序地选择读取电压集合时允许非易失性存储器件对第二相邻页的存储单元执行第二检查读取操作。在第二检查读取操作中，存储控制器首先选择在纠错成功的第一检查读取操作中使用的读取电压集合。

技术研发人员：李允宑,姜熙雄
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12