控制器及其操作方法技术

本公开涉及一种控制存储器装置的控制器，该控制器包括：处理器，适于控制存储器装置通过使用第一软读取电压来执行第一软读取操作；以及错误校正码(ECC)编解码器，适于基于通过第一软读取操作获得的第一软读取数据来执行第一软判决解码操作，其中根据第一软判决解码操作是否失败，处理器控制存储器装置利用第二软读取电压的附加读取电压来执行第二软读取操作，该第二软读取电压的附加读取电压不同于第一软读取电压中的任意一个且基于第一软读取数据而确定，并且其中ECC编解码器基于第一软读取数据和通过第二软读取操作获得的第二软读取数据来执行第二软判决解码操作。软读取数据来执行第二软判决解码操作。软读取数据来执行第二软判决解码操作。

【技术实现步骤摘要】
控制器及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年4月17日提交的、申请号为10
‑
2020
‑
0046686的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本公开的各个实施例涉及一种控制存储器装置的控制器以及该控制器的操作方法。

技术介绍

[0004]通常，存在两种类型的半导体存储器装置：易失性存储器装置和非易失性存储器装置。易失性存储器装置的示例包括动态随机存取存储器(DRAM)和静态RAM(SRAM)。非易失性存储器装置的示例包括只读存储器(ROM)、掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、铁磁RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)和闪速存储器。
[0005]易失性存储器装置在其电源中断时会丢失其存储的数据，而非易失性存储器装置即使在没有电力的情况下也会保留其存储的数据。非易失性闪速存储器装置由于其高编程速度、低功耗和大数据存储容量而被广泛用作计算机系统中的存储介质。
[0006]在非易失性存储器装置中，特别是在闪速存储器装置中，每个存储器单元的数据状态取决于该存储器单元可以编程的位数。存储1位数据的存储器单元被称为单个位单元或单层单元(SLC)。存储多位数据(即，2位或更多位数据)的存储器单元被称为多位单元、多层单元(MLC)或多状态单元。MLC有利于高度集成。然而，随着每个存储器单元中编程的位数增加，可靠性会降低并且读取失败率增加。
[0007]例如，当要在存储器单元中编程k位时，在该存储器单元中形成2
k
个阈值电压中的一个。由于存储器单元的电特性之间的微小差异，针对相同数据编程的存储器单元的阈值电压形成阈值电压分布。阈值电压分布分别对应于与k位信息相对应的2
k
个数据值。
[0008]然而，可用于阈值电压分布的电压窗口是有限的。因此，随着值k的增加，阈值电压分布之间的距离减小，并且相邻的阈值电压分布可能会重叠。当相邻的阈值电压分布重叠时，读取数据可能包括错误位。
[0009]图1是示意性地示出三层单元(TLC)非易失性存储器装置的编程状态和擦除状态的阈值电压分布。
[0010]图2是示意性地示出由于TLC非易失性存储器装置的特性劣化而导致的编程状态和擦除状态的阈值电压分布。
[0011]在MLC非易失性存储器装置(例如，能够在单个存储器单元中存储k位数据的MLC闪速存储器装置)中，存储器单元可以具有2
k
个阈值电压分布中的一个。例如，TLC具有8个阈值电压分布中的一个。
[0012]针对相同数据编程的存储器单元的阈值电压由于存储器单元之间的特性差异而
形成阈值电压分布。如图1所示，在TLC非易失性存储器装置中，对应于包括8个编程状态“P1”至“P8”的数据状态形成阈值电压分布。图1示出了阈值电压分布没有重叠并且在它们之间具有足够的读取电压裕量的理想情况。
[0013]参照图2的闪速存储器示例，存储器单元可能会经历浮栅或隧道氧化物膜处捕获的电子随时间放电的电荷损失。当隧道氧化物膜由于重复的编程操作和擦除操作而劣化时，这种电荷损失可能会加速。电荷损失导致存储器单元的阈值电压降低。例如，如图2所示，由于电荷损失，阈值电压分布可能会向左移动。
[0014]进一步地，编程干扰、擦除干扰和/或反向图案依赖性可能会导致阈值电压升高。随着存储器单元的特性劣化，如图2所示，编程状态“P1”至“P8”中的每一个可能会改变，并且相邻的阈值电压分布可能会重叠。
[0015]因此，需要一种用于精确地读取半导体存储器装置的存储器单元中存储的数据的方法。

技术实现思路

[0016]本公开的各个实施例针对一种控制器和存储器系统，其可以准确且快速地读取存储器单元中存储的数据。
[0017]根据本专利技术的实施例，控制存储器装置的控制器包括：处理器，适于控制存储器装置通过使用第一软读取电压来执行第一软读取操作；以及错误校正码(ECC)编解码器，适于基于通过第一软读取操作获得的第一软读取数据来执行第一软判决解码操作，其中根据第一软判决解码操作是否失败，处理器控制存储器装置利用第二软读取电压的附加读取电压来执行第二软读取操作，该第二软读取电压的附加读取电压不同于第一软读取电压中的任意一个且基于第一软读取数据而确定，并且其中ECC编解码器基于第一软读取数据和通过第二软读取操作获得的第二软读取数据执行第二软判决解码操作。
[0018]根据本专利技术的实施例，一种控制存储器装置的控制器的操作方法，该操作方法包括：控制存储器装置通过使用第一软读取电压执行第一软读取操作；基于通过第一软读取操作获得的第一软读取数据来执行第一软判决解码操作；根据第一软判决解码操作是否失败，控制存储器装置利用第二软读取电压的附加读取电压来执行第二软读取操作，该第二软读取电压的附加读取电压不同于第一软读取电压中的任意一个且基于第一软读取数据而确定；并且基于第一软读取数据和通过第二软读取操作获得的第二软读取数据来执行第二软判决解码操作。
[0019]根据本专利技术的实施例，一种控制器的错误校正方法，该方法包括：对使用不同第一读取电压读取的第一数据执行第一软判决解码操作；并且当第一软判决解码操作失败时，根据基于第一数据所确定的第二读取电压对第二数据执行第二软判决解码操作，其中第二读取电压包括第一读取电压中的一个或多个以及不同于第一读取电压的一个或多个第三读取电压，并且其中第二数据包括在第一软判决解码操作期间通过第一读取电压读取的一条或多条第一数据以及在第二软判决解码操作期间通过该一个或多个第三读取电压读取的第三数据。
附图说明
[0020]图1是示出三层单元(TLC)非易失性存储器装置的编程状态和擦除状态的阈值电压分布曲线图。
[0021]图2是示出TLC非易失性存储器装置已经由于其特性劣化而改变的编程状态和擦除状态的阈值电压分布曲线图。
[0022]图3是示出根据实施例的半导体存储器系统的框图。
[0023]图4A是示出诸如图3所示的半导体存储器系统的详细框图。
[0024]图4B是示出诸如图4A所示的存储块的框图。
[0025]图5是示出用于描述参考读取电压的存储器单元的阈值电压分布的示图。
[0026]图6是示出用于描述软读取电压的存储器单元的阈值电压分布的示图。
[0027]图7A至图7G是示出用于描述根据第一软读取电压的可靠性值的阈值电压分布的示图。
[0028]图8是示出用于描述第二软读取电压的存储器单元的阈值电压分布的示图。
[0029]图9是示出根据实施例的存储器控制器的操作的示图。
[0030]图10是示出根据另一实施例的存储器控制器的操作的示图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制存储器装置的控制器，包括：处理器，控制所述存储器装置通过使用第一软读取电压来执行第一软读取操作；以及错误校正码即ECC编解码器，基于通过所述第一软读取操作获得的第一软读取数据来执行第一软判决解码操作，其中根据所述第一软判决解码操作是否失败，所述处理器控制所述存储器装置利用第二软读取电压的附加读取电压来执行第二软读取操作，所述第二软读取电压的附加读取电压不同于所述第一软读取电压中的任意一个且基于所述第一软读取数据而确定，并且其中所述ECC编解码器基于所述第一软读取数据和通过所述第二软读取操作获得的第二软读取数据执行第二软判决解码操作。2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述处理器确定所述第一软读取电压为具有离第一参考读取电压的各自的偏移量。3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述处理器基于应用于阈值电压分布的高斯建模技术，将所述存储器装置中的存储器单元的阈值电压分布内的两个相邻逻辑状态的平均阈值电压之间的电压确定为所述第一参考读取电压。4.根据权利要求3所述的控制器，其中所述处理器控制所述存储器装置通过使用所述第一参考读取电压来执行第一硬读取操作，并且其中所述ECC编解码器在执行所述第一软判决解码操作之前，基于通过所述第一硬读取操作获得的第一硬取读数据来执行第一硬判决解码操作。5.根据权利要求2所述的控制器，其中所述处理器确定所述第二软读取电压为具有离第二参考读取电压的各自的偏移量。6.根据权利要求5所述的控制器，其中所述处理器将根据所述第一软读取电压确定的二进制标签之中数量最少的存储器单元所属的二进制标签的中心阈值电压确定为所述第二参考读取电压。7.根据权利要求1所述的控制器，其中所述处理器执行第一操作，所述第一操作为控制所述存储器装置通过使用所述第一软读取电压中的任意一个来执行所述第一软读取操作，其中所述ECC编解码器执行第二操作，所述第二操作为基于通过执行所述第一软读取操作而获得的所述第一软读取数据来执行所述第一软判决解码操作，并且其中所述处理器和所述ECC编解码器重复地执行所述第一操作和所述第二操作，直到成功执行所述第一软判决解码操作或达到设置的迭代次数。8.根据权利要求1所述的控制器，进一步包括：存储所述第一软读取数据和所述第二软读取数据的存储器。9.一种控制存储器装置的控制器的操作方法，所述操作方法包括：控制所述存储器装置通过使用第一软读取电压执行第一软读取操作；基于通过所述第一软读取操作获得的第一软读取数据来执行第一软判决解码操作；根据所述第一软判决解码操作是否失败，控制所述存...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹相皓，姜淳荣，金大成，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：