[發明專利]非易失性存儲器件和編程方法

有效

• 申請號: 201310343797.0
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103578551B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 郭東勛
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10;G11C16/24;G11C16/06
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張帆

本發明公開了非易失性存儲器件和編程方法，非易失性存儲器包括設置在物理頁中的多層級存儲單元的存儲單元陣列。一種用于非易失性存儲器的編程方法包括：接收第一數據并且根據物理頁的單比特頁容量對第一數據進行分割從而生成已分割第一數據；將已分割第一數據作為單比特數據編程到多個物理頁；以及接收第二數據并且將第二數據作為多比特數據編程到所述多個物理頁當中的所選物理頁，其中第二數據被同時編程到所選物理頁的多層級存儲單元。

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年8月8日提交的韓國專利申請號10-2012-0086805的優先權，該申請的主題通過引用被合并在此。

技術領域

本發明構思涉及半導體存儲器件及其編程方法。更具體來說，本發明構思涉及合并有多層級非易失性存儲單元的半導體存儲器件及其編程方法。在某些實施例中，本發明構思涉及具有非易失性存儲單元的三維（3D）存儲單元陣列的半導體存儲器件及其編程方法。

背景技術

半導體存儲器件根據其操作性質總體上可以分類為易失性或非易失性。易失性存儲器件在沒有外加電力的情況下會丟失所存儲的數據，而非易失性存儲器件即使在沒有外加電力的情況下也能夠保持所存儲的數據。

存在不同種類的非易失性存儲器件，其中例如包括掩模只讀存儲器（MROM）、可編程只讀存儲器（PROM）、可擦寫可編程只讀存儲器（EPROM）以及電可擦寫可編程只讀存儲器（EEPROM）。

閃速存儲器是一種特定類型的EEPROM，其已被采用在多種數字系統中，比如計算機、蜂窩電話、PDA、數碼相機、攝錄一體機、錄音機、MP3播放器、手持式PC、游戲、傳真機、掃描儀、打印機等等。促使在當今的電子器件中廣泛使用閃速存儲器的一個因素是其高數據密度。數據密度可以被理解為在存儲器件或存儲器系統所占用的每單位面積內所能夠存儲的數字數據比特的數目。

近來針對進一步增大例如閃速存儲器件之類的非易失性存儲器件的數據密度的嘗試已經導致開發出并使用多層級（或多比特）存儲單元（MLC）連同有關的編程技術。術語“（多個）多層級存儲單元”或“MLC”已被用來通常指代能夠存儲多于一個比特的二進制數據的一類非易失性存儲單元。與此相對，“單層級存儲單元”或“SLC”意指僅存儲單個比特的二進制數據（例如一個“1”或“0”）。在大多數應用中，MLC或SLC之間與存儲單元（或存儲單元組）有關的區別更多地與應用于存儲單元的特定編程、擦寫和/或讀取技術而不是（多個）存儲單元的物理或材料結構相關。無論如何，通過為非易失性存儲單元陣列提供MLC以替代SLC已經導致總體數據密度的急劇增大。

針對進一步增大例如閃速存儲器件之類的非易失性存儲器件的數據密度的其他近期嘗試已經導致開發出三維（3D）存儲單元陣列。在過去，已經以存儲單元的平面（2D）布置的方式實現了存儲單元陣列。

發明內容

本發明構思的實施例以各種方式提供允許將數據高效地存儲在多層級非易失性存儲單元中的存儲器件、存儲器系統、控制器和非易失性存儲器編程方法，從而提供增強的數據密度。本發明構思的某些實施例高效地利用由奇數比特多層級存儲單元提供的數據存儲容量，盡管主機數據可能是以2^N大小提供的。本發明構思的某些實施例減少了必須由包括多層級存儲單元的非易失性存儲器件執行的內務處理操作（例如垃圾收集操作）的數目。本發明構思的某些實施例可以被有利地應用于包括三位存儲單元陣列的非易失性存儲器件。

在一個實施例中，本發明構思提供一種用于非易失性存儲器的編程方法，所述非易失性存儲器包括設置在物理頁中的多層級存儲單元（MLC）的存儲單元陣列，其中每一個MLC存儲多達N個比特的數據，“N”是大于2的整數，所述方法包括步驟：接收第一數據并且根據物理頁的單比特頁容量對第一數據進行分割從而生成已分割第一數據；將已分割第一數據作為單比特數據編程到多個物理頁；以及接收第二數據并且將第二數據作為多比特數據編程到所述多個物理頁當中的所選物理頁，其中第二數據被同時編程到所選物理頁的MLC。