[發明專利]固態儲存裝置及其數據寫入方法

有效

• 申請號: 201610502949.0
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN107544748B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 謝勝任;徐暐淇;蘇仲銘;莊森銘
• 申請（專利權）人: 建興儲存科技(廣州)有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;田景宜

本發明提供一種固態儲存裝置及其數據寫入方法。固態儲存裝置具有一快閃記憶體，內含多個區塊。本發明的數據寫入方法包括下列步驟：接收一清除指令；將一緩沖器中的一主機寫入數據根據一編程次序儲存至快閃記憶體的一開啟區塊；執行一垃圾搜集動作，由快閃記憶體的一關閉區塊中取得一搜集的寫入數據并暫存于該緩沖器中；以及將該緩沖器中的主機寫入數據及搜集的寫入數據根據該編程次序儲存至快閃記憶體的該開啟區塊。

技術領域

本發明是有關于一種固態儲存裝置及其控制方法，特別是有關于一種固態儲存裝置及其收到清除指令(flush command)時的數據寫入方法。

背景技術

固態儲存裝置(Solid State Device，SSD)使用與非門快閃記憶體(NANDflashmemory)為主要儲存元件，而快閃記憶體為一種非揮發性(non-volatile)記憶體。也就是說，當數據寫入快閃記憶體后，即使系統電源關閉，數據仍保存在快閃記憶體中。

請參照圖1A，其所繪示為固態儲存裝置中快閃記憶體的晶胞排列示意圖。快閃記憶體105由多個晶胞排列成一記憶體陣列(memory array)，而每個晶胞內包括一個浮柵晶體管(floating gate transistor)。在進行編程(program)時，將熱載子(hot carrier)注入(inject)浮柵晶體管的浮動柵極，而根據注入熱載子的數量即可改變浮柵晶體管的臨限電壓(threshold voltage)，并進而決定該晶胞的儲存狀態。并且，于抹除(erase)時，是將熱載子退出(eject)浮柵晶體管的浮動柵極。再者，利用字元線(word line)WL(n-1)、WL(n)、WL(n+1)可控制一列(row)的晶胞。意即，動作一條字元線即可編程該條字元線所對應的一列晶胞。

快閃記憶體依據不同的設計，可分為單層晶胞(single-level cell，SLC)與多層晶胞(multi-level cell)的快閃記憶體。而多層晶胞更可包括二層晶胞(double-levelcell)、三層晶胞(triple-level cell)，或者更多層晶胞的快閃記憶體。

請參照圖1B，其所繪示為各種快閃記憶體中的儲存狀態與臨限電壓的關系示意圖。在單層晶胞快閃記憶體中，每個晶胞可儲存一位元的數據(1bit/cell)。因此，根據熱載子的注入量，晶胞中的浮柵晶體管可產生二種臨限電壓分布，用以代表二種相異的儲存狀態。舉例來說，具備低臨限電壓的晶胞可視為儲存狀態“0”的晶胞；具備高臨限電壓的晶胞可視為儲存狀態“1”的晶胞。當然，此處的儲存狀態“0”與儲存狀態“1”僅是表示相異的二個儲存狀態，當然也可以用第一儲存狀態與第二儲存狀態來表示。舉例來說，臨限電壓在0V附近的晶胞可視為具有第一儲存狀態的晶胞；臨限電壓在10V附近的晶胞可視為具有第二儲存狀態的晶胞。

同理，在二層晶胞快閃記憶體中，每個晶胞可儲存二位元的數據(2bits/cell)。因此，根據熱載子的注入量，晶胞中的浮柵晶體管可產生四種臨限電壓分布，用以代表四種相異的儲存狀態。例如，臨限電壓由低至高可用以依序代表儲存狀態“00”、儲存狀態“01”、儲存狀態“10”與儲存狀態“11”。

在三層晶胞快閃記憶體中，每個晶胞可儲存三位元的數據(3bits/cell)。因此，根據熱載子的注入量，晶胞中的浮柵晶體管可產生八種臨限電壓分布，用以代表八種相異的儲存狀態。例如，臨限電壓由低至高可用以依序代表儲存狀態“000”、儲存狀態“001”、儲存狀態“010”、儲存狀態“011”、儲存狀態“100”、儲存狀態“101”、儲存狀態“110”與儲存狀態“111”。

由以上說明可知，在編程快閃記憶體時，控制晶胞的熱載子注入量，即可改變晶胞的臨限電壓并更改其儲存狀態。然而，除了單層晶胞快閃記憶體在編程動作時，可僅需對晶胞進行一次編程程序(program procedure)即可以達到想要的臨限電壓，亦即達到想要的儲存狀態之外，其他多層晶胞快閃記憶于編程動作時，大多會對晶胞進行多次編程程序以到達想要的臨限電壓，亦即達到想要的儲存狀態。