本申請(qǐng)要求于2015年11月9日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2015-0156935的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種能夠提高數(shù)據(jù)可靠性和讀性能的非易失性存儲(chǔ)器裝置。示例實(shí)施例還涉及一種該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)讀取方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置可為易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置或者非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。易失性存儲(chǔ)器裝置的讀寫(xiě)速度很快，但是易失性存儲(chǔ)器裝置在電源電壓供應(yīng)中斷時(shí)丟失數(shù)據(jù)。另一方面，存儲(chǔ)在非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的數(shù)據(jù)在電源電壓供應(yīng)中斷的情況下不會(huì)消失。因此，非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)不管是否供應(yīng)電源都要保存的內(nèi)容。

非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置通常包括閃速存儲(chǔ)器裝置。閃速存儲(chǔ)器裝置可用作信息裝置的語(yǔ)音和圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述信息裝置諸如計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、智能電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)、語(yǔ)音記錄器、MP3播放器、手持PC、游戲臺(tái)、傳真機(jī)、掃描儀和打印機(jī)。為了將非易失性存儲(chǔ)器裝置安裝在諸如智能電話的移動(dòng)裝置中，正在發(fā)展高容量、高速和低功率非易失性存儲(chǔ)器裝置的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開(kāi)了一種非易失性存儲(chǔ)器裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，其執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作以減少(和/或最小化)錯(cuò)誤位的發(fā)生。

本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例涉及一種非易失性存儲(chǔ)器裝置和數(shù)據(jù)處理方法，其多次執(zhí)行感測(cè)操作并且在包括在感測(cè)結(jié)果中的數(shù)據(jù)當(dāng)中選擇和輸出最佳數(shù)據(jù)，以確定裝置中的特定數(shù)據(jù)狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種非易失性存儲(chǔ)器裝置可包括單元陣列、連接至單元陣列的位線、頁(yè)緩沖器和控制邏輯。所述單元陣列包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元。頁(yè)緩沖器包括多個(gè)鎖存集。頁(yè)緩沖器通過(guò)位線連接至單元陣列。鎖存集分別被構(gòu)造為通過(guò)所述多條位線從存儲(chǔ)器單元中的選擇的存儲(chǔ)器單元中感測(cè)數(shù)據(jù)。鎖存集分別被構(gòu)造為執(zhí)行多個(gè)讀操作，以確定一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)。鎖存集分別被構(gòu)造為存儲(chǔ)讀操作的結(jié)果?？刂七壿嫳粯?gòu)造為控制頁(yè)緩沖器，以使得鎖存集按次序分別存儲(chǔ)讀操作的結(jié)果，以將存儲(chǔ)在鎖存集中的數(shù)據(jù)彼此比較，以及基于比較結(jié)果選擇鎖存集中的一個(gè)鎖存集。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種讀取非易失性存儲(chǔ)器裝置的方法可包括以下步驟：在頁(yè)緩沖器的第一鎖存集中存儲(chǔ)第一數(shù)據(jù)，通過(guò)執(zhí)行用于確定選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的第一讀操作來(lái)獲得第一數(shù)據(jù)；在頁(yè)緩沖器的第二鎖存集中存儲(chǔ)第二數(shù)據(jù)，通過(guò)執(zhí)行用于確定選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的第二讀操作來(lái)獲得第二數(shù)據(jù)；基于將第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)進(jìn)行比較對(duì)存儲(chǔ)器單元的數(shù)量計(jì)數(shù)；以及基于存儲(chǔ)器單元的計(jì)數(shù)數(shù)量來(lái)選擇第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)之一。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種讀取非易失性存儲(chǔ)器裝置的方法可包括以下步驟：將第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器的第一鎖存集中，通過(guò)執(zhí)行用于確定所選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的第一讀操作來(lái)獲得第一數(shù)據(jù)；將第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器的第二鎖存集中，通過(guò)執(zhí)行用于確定所選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的第二讀操作來(lái)獲得第二數(shù)據(jù)；將第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器的第三鎖存集中，通過(guò)執(zhí)行用于確定所選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的第三讀操作來(lái)獲得第三數(shù)據(jù)；利用第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)計(jì)算第一單元計(jì)數(shù)；利用第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)計(jì)算第二單元計(jì)數(shù)；以及基于第一單元計(jì)數(shù)和第二單元計(jì)數(shù)選擇第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)之一。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種非易失性存儲(chǔ)器裝置包括：?jiǎn)卧嚵?，其包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元；連接至單元陣列的多條位線；連接至單元陣列的多條字線；頁(yè)緩沖器，其通過(guò)位線連接至單元陣列，頁(yè)緩沖器包括第一鎖存器、第二鎖存器和第三鎖存器；行解碼器，其通過(guò)字線連接至單元陣列；以及控制邏輯，其連接至頁(yè)緩沖器和行解碼器。所述控制邏輯被構(gòu)造為利用行解碼器和頁(yè)緩沖器在單元陣列中的存儲(chǔ)器單元當(dāng)中被選擇的存儲(chǔ)器單元上執(zhí)行芯片上谷搜索(OCVS)操作。OCVS操作包括：將第一數(shù)據(jù)至第三數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在第一數(shù)據(jù)鎖存器至第三數(shù)據(jù)鎖存器中；利用第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)確定第一單元計(jì)數(shù)；利用第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)確定第二單元計(jì)數(shù)；以及基于第一單元計(jì)數(shù)和第二單元計(jì)數(shù)來(lái)選擇第一數(shù)據(jù)至第三數(shù)據(jù)之一作為期望讀電平。通過(guò)在選擇的存儲(chǔ)器單元上分別執(zhí)行第一讀操作至第三讀操作來(lái)獲得第一數(shù)據(jù)至第三數(shù)據(jù)。第一讀操作至第三讀操作具有不同讀電壓條件和不同讀發(fā)展條件之一。第一單元計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于閾電壓在第一范圍內(nèi)的所選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。第二單元計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于閾電壓在不同于第一范圍的第二范圍內(nèi)的所選擇的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明構(gòu)思的以上和其它特征將從如附圖中所示的本發(fā)明構(gòu)思的非限制性實(shí)施例的更具體的描述中變得清楚，附圖中相同的附圖標(biāo)記在不同附圖中始終指代相同部件。附圖不一定按照比例繪制，其重點(diǎn)在于示出本發(fā)明構(gòu)思的原理。在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器裝置的框圖；

圖2是示出圖1所示的單元陣列和頁(yè)緩沖器的框圖；

圖3是示出圖1或圖2所示的頁(yè)緩沖器的結(jié)構(gòu)的框圖；

圖4是示出存儲(chǔ)器單元的常規(guī)讀方法的圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的讀取非易失性存儲(chǔ)器裝置的方法的流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的用于描述OCVS讀操作的流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的用于描述OCVS讀操作的時(shí)序圖；

圖8是示出基于圖7所示的控制信號(hào)的感測(cè)節(jié)點(diǎn)的電平變化的波形圖；

圖9是用于描述將根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作應(yīng)用于TLC的MSB頁(yè)的框圖；

圖10A至圖10C分別是用于描述利用感測(cè)節(jié)點(diǎn)的三次鎖存結(jié)果選擇數(shù)據(jù)的方法的示意圖；

圖11A至圖11D分別是用于描述利用感測(cè)節(jié)點(diǎn)的兩次鎖存結(jié)果選擇數(shù)據(jù)的方法的示意圖；

圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作的時(shí)序圖；

圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的OCVS讀操作的時(shí)序圖；

圖14是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的用于描述OCVS讀操作的另一時(shí)序圖的示意圖；

圖15是用于描述根據(jù)圖14所示的閾電壓狀態(tài)選擇性地應(yīng)用的OCVS讀操作的特征的表；

圖16A至圖16C是用于描述根據(jù)圖15的表中描述的次序來(lái)將OCVS讀操作選擇性地應(yīng)用于各個(gè)頁(yè)的時(shí)序圖；

圖17是示出包括在圖1的存儲(chǔ)器單元陣列中的存儲(chǔ)器塊中的第一存儲(chǔ)器塊的電路圖；

圖18是示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的存儲(chǔ)卡系統(tǒng)的框圖；

圖19是示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)系統(tǒng)的框圖；以及

圖20是示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的用戶系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將參照其中示出了一些示例實(shí)施例的附圖來(lái)更加全面地描述示例實(shí)施例。然而，示例實(shí)施例可按照多種不同形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)理解為限于本文闡述的實(shí)施例；相反，提供這些示例實(shí)施例以使得本公開(kāi)是徹底和完整的，并且把本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的范圍完全傳遞給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，夸大了層和區(qū)的厚度。圖中的相同的附圖標(biāo)記和/或數(shù)字表示相同元件，因此可不重復(fù)對(duì)它們的描述。

下面，可使用NAND型閃速存儲(chǔ)器裝置作為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器裝置的示例。然而，從本文公開(kāi)的信息中可容易地理解其它特征和性能。例如，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的技術(shù)可用于PRAM、MRAM、ReRAM、FRAM、NOR閃速存儲(chǔ)器等中。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器裝置的框圖。參照?qǐng)D1，非易失性存儲(chǔ)器100可包括單元陣列110、行解碼器120、頁(yè)緩沖器130、輸入/輸出(I/O)緩沖器140、控制邏輯150、電壓產(chǎn)生器160和單元計(jì)數(shù)器170。

單元陣列110可通過(guò)字線(WL)和/或選擇線(SSL和GSL)連接至行解碼器120。單元陣列110可通過(guò)位線BL連接至頁(yè)緩沖器130。單元陣列110可包括多個(gè)NAND單元串。NAND單元串中的每一個(gè)的溝道可在豎直方向或水平方向上形成。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的單元陣列110可包括用于形成NAND單元串的多個(gè)存儲(chǔ)器單元?？苫趯⒁峁┲廖痪€BL和/或字線的電壓對(duì)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程、擦除和讀取?？赏ㄟ^(guò)一個(gè)頁(yè)執(zhí)行編程操作，并且可通過(guò)一個(gè)塊(例如，BLK0至BLKi之一)或者通過(guò)多個(gè)塊(例如，BLK0至BLKi中的兩個(gè))執(zhí)行擦除操作。

在本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例中，單元陣列110可設(shè)為三維(3D)存儲(chǔ)器陣列。3D存儲(chǔ)器陣列可以單片方式形成在存儲(chǔ)器單元陣列的一個(gè)或多個(gè)物理層級(jí)中，所述存儲(chǔ)器單元陣列具有設(shè)置在硅襯底上的有源區(qū)域和與存儲(chǔ)器單元的操作相關(guān)的電路。與存儲(chǔ)器單元的操作相關(guān)的電路可位于襯底中或位于襯底上。術(shù)語(yǔ)“單片”意指所述陣列的每個(gè)層級(jí)的各層直接沉積在所述陣列的每個(gè)下一層級(jí)的各層上。

在示例實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器可實(shí)現(xiàn)為包括三維(3D)存儲(chǔ)器陣列。3D存儲(chǔ)器陣列可以單片方式形成在襯底(例如，諸如硅的半導(dǎo)體襯底或者絕緣體上半導(dǎo)體襯底)上。3D存儲(chǔ)器陣列可包括存儲(chǔ)器單元的兩個(gè)或多個(gè)物理層級(jí)，所述存儲(chǔ)器單元具有布置在襯底上方的有源區(qū)域和與這些存儲(chǔ)器單元的操作關(guān)聯(lián)的電路，無(wú)論這種關(guān)聯(lián)電路位于所述襯底上或所述襯底中。所述陣列的每個(gè)層級(jí)的各層可直接沉積在所述陣列的每個(gè)下一層級(jí)的各層上。

在示例實(shí)施例中，3D存儲(chǔ)器陣列可包括豎直地取向以使得至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元位于另一存儲(chǔ)器單元上方的豎直NAND串。所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元可包括電荷俘獲層。

以引用方式全文并入本文的以下專利文獻(xiàn)描述了用于三維存儲(chǔ)器陣列的合適的構(gòu)造，其中三維存儲(chǔ)器陣列被構(gòu)造為多個(gè)層級(jí)，在各層級(jí)之間共享字線和/或位線：美國(guó)專利No.7,679,133；No.8,553,466；No.8,654,587；No.8,559,235；以及美國(guó)專利公開(kāi)No.2011/0233648。

行解碼器120可響應(yīng)于地址ADD選擇單元陣列110中的存儲(chǔ)器塊之一。行解碼器120可響應(yīng)于地址ADD選擇已選中的存儲(chǔ)器塊的字線之一。行解碼器120可將對(duì)應(yīng)于操作模式的電壓VWL發(fā)送至選擇的存儲(chǔ)器塊的字線。在編程操作中，行解碼器120可將編程電壓和驗(yàn)證電壓發(fā)送至選擇的字線并且將通電壓(pass voltage)發(fā)送至未選擇的字線。在讀操作中，行解碼器120可將選擇讀電壓發(fā)送至選擇的字線并且將非選擇讀電壓發(fā)送至未選擇的字線。

頁(yè)緩沖器130可作為寫(xiě)驅(qū)動(dòng)器或者感測(cè)放大器而操作。在編程操作中，頁(yè)緩沖器130可將對(duì)應(yīng)于待編程數(shù)據(jù)的位線電壓發(fā)送至存儲(chǔ)器單元陣列110的位線。在讀操作或者驗(yàn)證讀操作中，頁(yè)緩沖器130可通過(guò)位線BL感測(cè)存儲(chǔ)在選擇的存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)。包括在頁(yè)緩沖器130中的多個(gè)頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)可連接至一根或兩根位線。

頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)可執(zhí)行感測(cè)和鎖存操作，以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的芯片上谷搜索(on-chip valley search，OCVS)操作。也就是說(shuō)，為了確定存儲(chǔ)在根據(jù)控制邏輯150的控制而選擇的存儲(chǔ)器單元中的一個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)可執(zhí)行多個(gè)感測(cè)操作。而且，在分別存儲(chǔ)通過(guò)感測(cè)操作感測(cè)的數(shù)據(jù)之后，頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1可在控制邏輯150的控制下選擇一個(gè)數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，為了確定所述一個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)可多次執(zhí)行感測(cè)操作。而且，頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)可選擇或者輸出根據(jù)控制邏輯150的控制而感測(cè)的多個(gè)數(shù)據(jù)中的最佳數(shù)據(jù)。將參照附圖詳細(xì)描述所述感測(cè)、鎖存和選擇操作。

I/O緩沖器140可將從外部裝置提供的數(shù)據(jù)提供至頁(yè)緩沖器130。I/O緩沖器140可將從外部裝置提供的命令CMD提供至控制邏輯150。I/O緩沖器140可將從外部裝置提供的地址ADD提供至控制邏輯150或者行解碼器120。另外，I/O緩沖器140可將通過(guò)頁(yè)緩沖器130感測(cè)和鎖存的數(shù)據(jù)輸出至外部裝置。

控制邏輯150可響應(yīng)于來(lái)自外部裝置的命令CMD控制頁(yè)緩沖器130和行解碼器120?？刂七壿?50可控制頁(yè)緩沖器130和行解碼器120以對(duì)根據(jù)命令CMD選擇的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行編程操作、讀操作和擦除操作。

具體地說(shuō)，控制邏輯150可針對(duì)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS操作而控制頁(yè)緩沖器130和電壓產(chǎn)生器160。為了確定所選擇的存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)的特定狀態(tài)，控制邏輯150可控制頁(yè)緩沖器130多次執(zhí)行感測(cè)操作。而且，控制邏輯150可控制頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1將與通過(guò)多次執(zhí)行感測(cè)操作獲得的感測(cè)結(jié)果中的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的感測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在包括在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)中的多個(gè)鎖存集中。而且，控制邏輯150可執(zhí)行從通過(guò)多次執(zhí)行感測(cè)操作獲得的數(shù)據(jù)中選擇最佳數(shù)據(jù)的操作。為了選擇最佳數(shù)據(jù)，控制邏輯150可使用單元計(jì)數(shù)器170提供的計(jì)數(shù)結(jié)果nC。也就是說(shuō)，控制邏輯150可控制頁(yè)緩沖器130以從感測(cè)結(jié)果中選擇和輸出最靠近谷部的感測(cè)結(jié)果。為了執(zhí)行該操作，控制邏輯150可包括OCVS電路155。

在控制邏輯150的控制下，電壓產(chǎn)生器160可產(chǎn)生將分別提供至字線的各種字線電壓和將提供至其中形成有存儲(chǔ)器單元的本體(bulk)(例如，阱區(qū))的電壓。在將分別提供至字線的字線電壓中可存在編程電壓、通電壓以及選擇和非選擇讀電壓。

單元計(jì)數(shù)器170可根據(jù)頁(yè)緩沖器130中的感測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)這樣的存儲(chǔ)器單元進(jìn)行計(jì)數(shù)，所述存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于特定閾電壓范圍。例如，單元計(jì)數(shù)器170可處理頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)中的感測(cè)數(shù)據(jù)，以對(duì)每一個(gè)均具有特定閾電壓范圍內(nèi)的閾電壓的各個(gè)存儲(chǔ)器單元的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器裝置100可對(duì)所選擇的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行多個(gè)感測(cè)操作。而且，非易失性存儲(chǔ)器裝置100可選擇多個(gè)感測(cè)數(shù)據(jù)中的最佳數(shù)據(jù)，以輸出選擇的數(shù)據(jù)作為外部裝置請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器裝置100可選擇利用非易失性存儲(chǔ)器裝置100中的最佳讀電壓感測(cè)的數(shù)據(jù)，從而提供高可靠性的數(shù)據(jù)。

圖2是示出圖1所示的單元陣列和頁(yè)緩沖器的框圖。參照?qǐng)D2，頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1可分別連接至位線BL0至BLn-1。位線BL0至BLn-1可分別連接至NAND單元串111、112、113、……、和114。

包括在單元陣列110中的NAND單元串111、112、113、……、和114可通過(guò)串選擇晶體管(例如，SST)分別與位線BL0至BLn-1連接。串選擇晶體管中的每一個(gè)的柵極端子可連接至串選擇線SSL。而且，NAND單元串111、112、113、……、和114中的每一個(gè)可通過(guò)地選擇晶體管(例如，GST)中的每一個(gè)連接至共源極線CSL。地選擇晶體管中的每一個(gè)的柵極端子可連接至地選擇線GSL。

頁(yè)緩沖器PB0可通過(guò)位線BL0與NAND單元串111連接。在編程操作中，頁(yè)緩沖器PB0可設(shè)置位線BL0或?yàn)槲痪€BL0預(yù)充電。在讀操作中，頁(yè)緩沖器PB0可為位線BL0預(yù)充電，并且可感測(cè)所選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通還是關(guān)斷。用于將電源電壓(VDD)供應(yīng)至位線的晶體管可被包括在頁(yè)緩沖器PB0中。而且，頁(yè)緩沖器PB0可從控制邏輯150接收用于控制晶體管的控制信號(hào)S_CTRL。

在示例實(shí)施例中，控制信號(hào)S_CTRL可設(shè)為多個(gè)控制信號(hào)(例如，BLSHF、BLSLT和BLSETUP)。位線BL0至BLn-1可基于各控制信號(hào)被預(yù)充電和發(fā)展。

頁(yè)緩沖器PB1至PBn-1可基于與上述頁(yè)緩沖器PB0的預(yù)充電操作相同的程序分別為與其連接的位線預(yù)充電。

圖3是示出圖1或圖2所示的頁(yè)緩沖器的結(jié)構(gòu)的框圖。參照?qǐng)D3，連接至位線BL的頁(yè)緩沖器可連接至NAND單元串111(參照?qǐng)D2)的存儲(chǔ)器單元。頁(yè)緩沖器可包括連接至位線BL的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO。而且，頁(yè)緩沖器可包括多個(gè)鎖存器131至134，它們中的每一個(gè)可連接至感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO。

在讀操作中，位線BL可通過(guò)控制邏輯150被預(yù)充電。例如，當(dāng)使負(fù)載信號(hào)LOAD和控制信號(hào)BLSHF有效(例如，通過(guò)控制邏輯150使有效)時(shí)，位線BL可被預(yù)充電至特定電平(例如，VBL)。在這種情況下，高電壓晶體管HNM1可基于位線選擇信號(hào)BLSLT保持導(dǎo)通狀態(tài)。可通過(guò)控制邏輯150提供位線選擇信號(hào)BLSLT。

接著，當(dāng)使負(fù)載信號(hào)LOAD無(wú)效(例如，通過(guò)控制邏輯150使無(wú)效)時(shí)，由于在感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO被充電的電荷導(dǎo)致的電流可通過(guò)由控制信號(hào)BLSHF導(dǎo)通的晶體管NM1流入位線BL。當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通的單元時(shí)，在感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO被充電的電荷可通過(guò)位線BL和單元串的溝道被放電至共源極線CSL。在這種情況下，因?yàn)閺母袦y(cè)節(jié)點(diǎn)SO流至位線BL的電流相對(duì)大，所以感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓下降的速度可相對(duì)快。另一方面，當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器單元是關(guān)斷的單元時(shí)，在感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO被充電的電荷可能難以通過(guò)位線BL被放電至共源極線CSL。因此，因?yàn)閺母袦y(cè)節(jié)點(diǎn)SO流至位線BL的電流相對(duì)小，所以感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓下降的速度可相對(duì)慢。

在OCVS讀操作中，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的頁(yè)緩沖器可將多個(gè)感測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)在鎖存器131至134中。例如，在第一編程狀態(tài)(S1)與第二編程狀態(tài)(S2)之間，可將不同電平的讀電壓提供至選擇的存儲(chǔ)器單元，以執(zhí)行OCVS讀操作。而且，關(guān)于根據(jù)每個(gè)讀電壓選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通還是關(guān)斷的信息可被按次序存儲(chǔ)在鎖存器131至134中。在鎖存器131至134中，可提供(例如，從控制邏輯150提供)用于存儲(chǔ)感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的發(fā)展?fàn)顟B(tài)的鎖存器控制信號(hào)LTCH_1、LTCH_2、LTCH_3、……和Dump。

接著，可利用存儲(chǔ)在鎖存器131至134中的數(shù)據(jù)對(duì)閾電壓介于不同電平的讀電壓之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)?？膳c上述單元計(jì)數(shù)器170相同地執(zhí)行單元計(jì)數(shù)操作。例如，假設(shè)基于第一讀電壓的感測(cè)結(jié)果被存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第一鎖存器LT_1中，并且基于第二讀電壓的感測(cè)結(jié)果被存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第二鎖存器LT_2中。當(dāng)執(zhí)行關(guān)于存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第一鎖存器LT_1中的位和存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第二鎖存器LT_2中的位的異或(XOR)操作時(shí)，可計(jì)算閾電壓在第一讀電壓與第二讀電壓之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。另外，可根據(jù)存儲(chǔ)在鎖存器中的每一個(gè)中的位的值利用具有差分放大器形式的電流比較器來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)器單元的數(shù)量的計(jì)算和比較。

雖然未示出，但是可控制一個(gè)鎖存器(例如，LT_1)按次序僅鎖存感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)。而且，在鎖存器LT_2、LT_3、……、和LT_C中，可控制從鎖存器LT_1復(fù)制數(shù)據(jù)。而且，可使用一個(gè)鎖存器(例如，LT_C)以輸出從鎖存器中選擇的一個(gè)鎖存器的數(shù)據(jù)。

以上，描述了用于執(zhí)行OCVS讀操作的頁(yè)緩沖器的結(jié)構(gòu)。頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)可與所示出的頁(yè)緩沖器的結(jié)構(gòu)基本相同。

圖4是示出存儲(chǔ)器單元的常規(guī)讀方法的圖。參照?qǐng)D4，可通過(guò)關(guān)于一個(gè)單元存儲(chǔ)3位數(shù)據(jù)的三級(jí)單元(TLC)的頁(yè)來(lái)公開(kāi)讀方法。

為了讀取最低有效位(LSB)頁(yè)，可將讀電壓RD1提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。而且，可感測(cè)所選擇的存儲(chǔ)器單元基于讀電壓RD1是導(dǎo)通還是關(guān)斷，并且關(guān)于所選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通還是關(guān)斷的信息可被存儲(chǔ)在多個(gè)鎖存器之一中?？筛鶕?jù)閾電壓低于讀電壓RD1的存儲(chǔ)器單元(例如，導(dǎo)通單元)的感測(cè)結(jié)果來(lái)鎖存邏輯高。可根據(jù)閾電壓等于或高于讀電壓RD1的存儲(chǔ)器單元(例如，關(guān)斷單元)的感測(cè)結(jié)果來(lái)鎖存邏輯低。接著，可將讀電壓RD5提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。而且，被感測(cè)為基于讀電壓RD5導(dǎo)通的單元的存儲(chǔ)器單元可保持先前鎖存的邏輯低。而且，被感測(cè)為基于讀電壓RD5關(guān)斷的單元的存儲(chǔ)器單元可保持通過(guò)切換先前鎖存的邏輯低而獲得的邏輯高。在完成該處理之后，可輸出LSB頁(yè)的讀取結(jié)果。

為了讀取中間有效位(CSB)頁(yè)，可將讀電壓RD2提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。而且，可在與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD2導(dǎo)通的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器中鎖存邏輯高，并且可在與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD2關(guān)斷的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器中鎖存邏輯低。而且，與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD4導(dǎo)通的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器可保持先前被感測(cè)的邏輯值，并且可在與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD4關(guān)斷的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器中鎖存邏輯高。最后，與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD6導(dǎo)通的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器可保持先前被感測(cè)的邏輯值，并且可在與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD6關(guān)斷的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器中鎖存邏輯低。

為了讀取最高有效位(MSB)頁(yè)，可將讀電壓RD3提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。而且，可感測(cè)所選擇的存儲(chǔ)器單元基于讀電壓RD3是導(dǎo)通還是關(guān)斷，并且關(guān)于所選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通還是關(guān)斷的信息可被存儲(chǔ)在多個(gè)鎖存器之一中?？稍谂c每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD3導(dǎo)通的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器中鎖存邏輯高，可在與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD3關(guān)斷的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器中鎖存邏輯低。接著，可將讀電壓RD7提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。而且，與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD7導(dǎo)通的單元的各個(gè)存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器的邏輯值可保持先前被感測(cè)的邏輯值。而且，與每一個(gè)均被感測(cè)為基于讀電壓RD7關(guān)斷的單元的存儲(chǔ)器單元相對(duì)應(yīng)的頁(yè)緩沖器可保持通過(guò)切換先前鎖存的邏輯低而獲得的邏輯高。在完成該處理之后，可輸出MSB頁(yè)的讀取結(jié)果。

以上，作為示例，描述了三級(jí)單元(TLC)的常規(guī)讀操作。在常規(guī)讀操作中，可由于存儲(chǔ)器單元的劣化而發(fā)生讀取失敗。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器裝置100可基于外部請(qǐng)求或內(nèi)部判定來(lái)執(zhí)行用于提供高可靠性的OCVS讀操作，并且可將結(jié)果提供至外部裝置。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的讀取非易失性存儲(chǔ)器裝置的方法的流程圖。參照?qǐng)D5，非易失性存儲(chǔ)器裝置100可基于從正常讀模式和OCVS讀模式當(dāng)中設(shè)置的讀模式來(lái)執(zhí)行讀操作。當(dāng)提供讀命令時(shí)，可開(kāi)始根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的讀操作。

在操作S110中，非易失性存儲(chǔ)器裝置100可識(shí)別與請(qǐng)求的讀操作相關(guān)聯(lián)的整體設(shè)置值。例如，控制邏輯150可檢查請(qǐng)求讀取的頁(yè)是MSB頁(yè)、CSB頁(yè)還是LSB頁(yè)。可替換地，控制邏輯150可檢查用于讀取所選擇的頁(yè)的讀電壓的施加次序。而且，控制邏輯150可檢查當(dāng)前讀操作的模式是正常讀模式還是OCVS讀模式。在正常讀模式下，可僅提供一次讀電壓來(lái)確定關(guān)于存儲(chǔ)器單元的一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)。另一方面，在OCVS讀模式下，為了確定一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，可多次提供不同電平的讀電壓，并且可執(zhí)行關(guān)于感測(cè)結(jié)果的比較操作。

在操作S120中，可出現(xiàn)根據(jù)設(shè)置的操作模式的操作分支。如果關(guān)于讀操作的模式不是OCVS讀模式(例如，“否”方向)，則程序可前進(jìn)至操作S130。另一方面，如果關(guān)于讀操作的模式是OCVS讀模式(例如，“是”方向)，則程序可前進(jìn)至操作S150。

在操作S130中，為了確定關(guān)于存儲(chǔ)器單元的一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，控制邏輯150可控制電壓產(chǎn)生器160和頁(yè)緩沖器130執(zhí)行提供一次讀電壓的正常讀操作。也就是說(shuō)，在將讀電壓提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線之后，頁(yè)緩沖器130可感測(cè)選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通還是關(guān)斷。在操作S140中，感測(cè)的數(shù)據(jù)可鎖存在頁(yè)緩沖器130的鎖存器中。

在操作S150中，為了確定關(guān)于存儲(chǔ)器單元的一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，控制邏輯150可控制電壓產(chǎn)生器160和頁(yè)緩沖器130執(zhí)行多次提供讀電壓的OCVS讀操作。在OCVS讀模式下，為了確定關(guān)于選擇的存儲(chǔ)器單元的一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，可提供不同電平的多個(gè)讀電壓。可替換地，可執(zhí)行相同的讀操作以確定選擇的存儲(chǔ)器單元的一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，但是可按照在不同的發(fā)展時(shí)間鎖存感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平的方式執(zhí)行OCVS讀操作。

在操作S160中，控制邏輯150可確定讀操作是否完成。當(dāng)確定關(guān)于選擇的頁(yè)或存儲(chǔ)器單元的讀操作完成時(shí)，程序可前進(jìn)至操作S170。然而，當(dāng)需要關(guān)于選擇的存儲(chǔ)器單元的額外讀操作時(shí)，程序可返回至操作S120。

在操作S170中，可將在正常操作模式或OCVS讀模式下感測(cè)的數(shù)據(jù)輸出至外部裝置。

以上，描述了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的在選擇性讀模式下執(zhí)行讀操作的方法。在OCVS模式下，為了確定所選擇的狀態(tài)，控制邏輯150可多次執(zhí)行感測(cè)操作，可比較感測(cè)結(jié)果，并且可輸出最佳讀取結(jié)果。

圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作的流程圖。參照?qǐng)D6，示出了圖5的操作S150所示的OCVS讀操作。

在操作S151中，可設(shè)置讀計(jì)數(shù)。讀計(jì)數(shù)可指關(guān)于所選擇的存儲(chǔ)器單元的搜索讀操作的次數(shù)。例如，當(dāng)所選擇的存儲(chǔ)器單元是TLC時(shí)，讀計(jì)數(shù)可指用于將編程狀態(tài)(P1)與擦除狀態(tài)(E0)區(qū)分開(kāi)以讀取LSB頁(yè)的讀操作的次數(shù)。也就是說(shuō)，在擦除狀態(tài)(E0)與編程狀態(tài)(P1)之間的閾電壓區(qū)間中，讀計(jì)數(shù)可指施加不同電平的讀電壓的次數(shù)?？商鎿Q地，可將相同的讀電壓提供至所選擇的存儲(chǔ)器單元，而讀計(jì)數(shù)可指在感測(cè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展(develop)時(shí)段中執(zhí)行的數(shù)據(jù)鎖存操作的次數(shù)。這里，讀計(jì)數(shù)可設(shè)為3或更大或者可設(shè)為2。

在操作S152中，可感測(cè)根據(jù)與相應(yīng)的讀計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)的讀電壓的電平而選擇的存儲(chǔ)器單元。可替換地，關(guān)于所選擇的存儲(chǔ)器單元在對(duì)應(yīng)于讀計(jì)數(shù)的發(fā)展時(shí)間中是導(dǎo)通還是關(guān)斷的信息可被存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器130的感測(cè)鎖存器中。

在操作S153中，感測(cè)的數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的鎖存器中。這里，可將用于感測(cè)數(shù)據(jù)和用于鎖存所感測(cè)的數(shù)據(jù)的操作看作一個(gè)處理，這是因?yàn)殡m然存在用于對(duì)感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行感測(cè)的單獨(dú)的感測(cè)鎖存器，但是多個(gè)鎖存器中的每一個(gè)執(zhí)行感測(cè)鎖存功能并且執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

在操作S154中，可確定讀計(jì)數(shù)是否為所設(shè)置的最終讀計(jì)數(shù)。最終讀計(jì)數(shù)可為在操作S151中設(shè)置的值。如果當(dāng)前執(zhí)行的讀操作的讀計(jì)數(shù)不是最終讀計(jì)數(shù)，則程序可前進(jìn)至操作S155。另一方面，如果當(dāng)前執(zhí)行的讀操作的讀計(jì)數(shù)是最終讀計(jì)數(shù)，則程序可前進(jìn)至操作S156。

在操作S155中，可增加讀計(jì)數(shù)。而且，程序可前進(jìn)至用于對(duì)應(yīng)于增加后的讀計(jì)數(shù)的感測(cè)和鎖存操作的操作S152。

在操作S156中，可執(zhí)行選擇這樣鎖存的多個(gè)讀取結(jié)果中的一個(gè)讀取結(jié)果的操作。也就是說(shuō)，可通過(guò)將靠近谷部的讀取結(jié)果進(jìn)行比較來(lái)選擇對(duì)應(yīng)于最佳讀取結(jié)果的鎖存值。將參照附圖詳細(xì)描述在存儲(chǔ)于鎖存器中的讀取數(shù)據(jù)當(dāng)中選擇最佳讀取數(shù)據(jù)的方法。

圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作的時(shí)序圖。參照?qǐng)D3和圖7，可根據(jù)在不同發(fā)展時(shí)段中多次鎖存感測(cè)節(jié)點(diǎn)并存儲(chǔ)感測(cè)的結(jié)果的方法來(lái)執(zhí)行OCVS讀操作。

從時(shí)間T0至?xí)r間T1，可執(zhí)行預(yù)充電操作?？蓪?duì)分別連接至頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1的位線BL0至BLn-1和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO充電以執(zhí)行預(yù)充電操作。例如，當(dāng)使控制信號(hào)BLSHF和BLSLT以及負(fù)載信號(hào)LOAD有效時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO和位線BL中的每一個(gè)可被預(yù)充電至特定電平。

在時(shí)間T1，當(dāng)通過(guò)高電平使負(fù)載信號(hào)LOAD有效時(shí)，PMOS晶體管PM1可截止，因此從電源電壓至感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電流供應(yīng)可中斷。在該情況下，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平可根據(jù)基于存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通還是關(guān)斷而流入位線BL的電流的大小而改變。當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通的單元時(shí)，流入位線的電流可相對(duì)大。因此，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平可相對(duì)快速地降低。另一方面，當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器單元是關(guān)斷的單元時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平可保持在近乎恒定的電平。

然而，閾電壓分布在谷部周圍的存儲(chǔ)器單元可為處于導(dǎo)通的單元與關(guān)斷的單元之間的界限的存儲(chǔ)器單元。因此，關(guān)于存儲(chǔ)器單元的對(duì)導(dǎo)通的單元與關(guān)斷的單元的區(qū)分可根據(jù)發(fā)展時(shí)間而改變。也就是說(shuō)，即使發(fā)展時(shí)間稍微減少，也可將閾電壓分布在谷部周圍的存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)確定為關(guān)斷的單元。另一方面，即使發(fā)展時(shí)間稍微增加，也可將閾電壓分布在谷部周圍的存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)確定為導(dǎo)通的單元。也就是說(shuō)，在閾電壓電平與要提供至字線的讀電壓電平相似的存儲(chǔ)器單元中，可通過(guò)減少發(fā)展時(shí)間，來(lái)與利用增大的讀電壓的感測(cè)操作相同地執(zhí)行感測(cè)操作。另一方面，在閾電壓電平與要提供至字線的讀電壓電平相似的存儲(chǔ)器單元中，可通過(guò)增加發(fā)展時(shí)間，來(lái)與利用減小的讀電壓的感測(cè)操作相同地執(zhí)行感測(cè)操作。

因此，在發(fā)展時(shí)間改變的時(shí)間點(diǎn)多次對(duì)感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO進(jìn)行感測(cè)的步驟可與改變字線電壓并且為位線預(yù)充電和感測(cè)位線的步驟相同。

可在比時(shí)間T2早Δt的時(shí)間點(diǎn)(例如，T2-Δt)使控制信號(hào)LTCH_1的脈沖有效。也就是說(shuō)，在相同讀電壓的條件下，可提供用于將對(duì)應(yīng)于感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO狀態(tài)的邏輯值鎖存在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第一鎖存器LT_1中的控制信號(hào)LTCH_1的脈沖。而且，在時(shí)間T2，可提供用于將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)鎖存在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第二鎖存器LT_2中的控制信號(hào)LTCH_2的脈沖。而且，可在比時(shí)間T2晚Δt的時(shí)間點(diǎn)(例如，T2+Δt)提供用于將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)鎖存在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的第三鎖存器LT_3中的控制信號(hào)LTCH_3的脈沖。為了增大讀取分辨率，可進(jìn)一步減小時(shí)間差Δt，并且可進(jìn)一步多次執(zhí)行感測(cè)和鎖存操作。

圖8是示出基于圖7所示的控制信號(hào)的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平變化的波形圖。參照?qǐng)D8，可簡(jiǎn)要地示出根據(jù)存儲(chǔ)器單元的閾電壓電平的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平變化和根據(jù)發(fā)展時(shí)段的鎖存結(jié)果?？蓪臅r(shí)間T0至?xí)r間T1的間隔稱作“預(yù)充電時(shí)段”，可將從時(shí)間T1至?xí)r間T2的間隔稱作“發(fā)展時(shí)段”，并且可將時(shí)間T2之后的間隔稱作“鎖存時(shí)段”。如在圖7中描述的，在發(fā)展時(shí)段中，可使負(fù)載信號(hào)LOAD無(wú)效，并且在鎖存時(shí)段中，可使控制信號(hào)BLSHF無(wú)效。

在預(yù)充電時(shí)段中，可使負(fù)載信號(hào)LOAD和控制信號(hào)BLSHF二者有效，并且位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)可被預(yù)充電。在預(yù)充電時(shí)段中，位線電壓VBL可被充電至第一電壓電平V1。在預(yù)充電時(shí)段中，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO可被充電至感測(cè)節(jié)點(diǎn)電壓VSO。

在時(shí)間T1，當(dāng)發(fā)展時(shí)段開(kāi)始時(shí)，可使負(fù)載信號(hào)LOAD無(wú)效。在該區(qū)間中，控制信號(hào)BLSHF可仍然保持在有效狀態(tài)。因此，在感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO被充電的電荷可基于存儲(chǔ)器單元的閾電壓狀態(tài)而移動(dòng)至位線BL。

就閾電壓相對(duì)高于讀電壓的強(qiáng)關(guān)斷單元而言，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平變化可相對(duì)小。在發(fā)展時(shí)段中，關(guān)于強(qiáng)關(guān)斷單元的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓電平的改變可與對(duì)應(yīng)于虛線的曲線C0對(duì)應(yīng)。就閾電壓相對(duì)低于讀電壓的強(qiáng)導(dǎo)通單元而言，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電平變化可相對(duì)大。在發(fā)展時(shí)段中，關(guān)于強(qiáng)導(dǎo)通單元的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓電平的改變可對(duì)應(yīng)于曲線C1。強(qiáng)關(guān)斷單元或強(qiáng)導(dǎo)通單元受發(fā)展時(shí)間的輕微改變的影響可不明顯。

用于感測(cè)存儲(chǔ)器單元的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓改變可對(duì)應(yīng)于曲線C2、C3和C4，并且存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)的閾電壓可位于讀電壓附近。曲線C2示出了閾電壓稍低于讀電壓的存儲(chǔ)器單元的發(fā)展斜坡。曲線C3示出了閾電壓幾乎與讀電壓相似的存儲(chǔ)器單元的發(fā)展斜坡。曲線C4示出了閾電壓稍高于讀電壓的存儲(chǔ)器單元的發(fā)展斜坡。

可在比時(shí)間T2更早的鎖存時(shí)間提供用于鎖存存儲(chǔ)器單元的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的第一鎖存信號(hào)LTCH_1。當(dāng)響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1鎖存感測(cè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)時(shí)，就強(qiáng)關(guān)斷單元而言，可鎖存對(duì)應(yīng)于關(guān)斷的單元的邏輯值，并且就強(qiáng)導(dǎo)通的單元而言，可鎖存對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通的單元的邏輯值。然而，就對(duì)應(yīng)于曲線C2的存儲(chǔ)器單元(其中的每一個(gè)的閾電壓相對(duì)低)而言，可鎖存對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通的單元的邏輯值。另一方面，就對(duì)應(yīng)于曲線C3和C4的存儲(chǔ)器單元而言，可響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1鎖存對(duì)應(yīng)于關(guān)斷的單元的邏輯值。

當(dāng)響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存感測(cè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，如在第一鎖存信號(hào)LTCH_1中那樣，就強(qiáng)關(guān)斷單元(對(duì)應(yīng)于C0)而言可鎖存邏輯低，并且就強(qiáng)導(dǎo)通單元(對(duì)應(yīng)于C1)而言可鎖存邏輯高。然而，就具有對(duì)應(yīng)于曲線C2的閾電壓的存儲(chǔ)器單元而言，可鎖存對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通的單元的邏輯值。另一方面，就對(duì)應(yīng)于曲線C3的存儲(chǔ)器單元而言，可響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存斷路電平V2的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓電平。也就是說(shuō)，可不區(qū)分邏輯低和邏輯高。就對(duì)應(yīng)于曲線C4的存儲(chǔ)器單元而言，可響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存對(duì)應(yīng)于關(guān)斷的單元的邏輯值。

當(dāng)響應(yīng)于第三鎖存信號(hào)LTCH_3鎖存感測(cè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，如在第一鎖存信號(hào)LTCH_1中那樣，就強(qiáng)關(guān)斷單元(對(duì)應(yīng)于C0)而言可鎖存邏輯低，并且就強(qiáng)導(dǎo)通單元(對(duì)應(yīng)于C1)而言可鎖存邏輯高。然而，就具有對(duì)應(yīng)于曲線C2和C3的閾電壓的存儲(chǔ)器單元而言，可鎖存對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通的單元的邏輯高。而且，就對(duì)應(yīng)于曲線C4的存儲(chǔ)器單元而言，可響應(yīng)于第三鎖存信號(hào)LTCH_3鎖存對(duì)應(yīng)于關(guān)斷的單元的邏輯低。

以上，為了確定一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，描述了在不同的發(fā)展時(shí)段將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)鎖存為邏輯值的方法。這可基本上與基于發(fā)展時(shí)段將不同電平的讀電壓提供至字線相似?？蓪⑾鄬?duì)于一個(gè)上述數(shù)據(jù)狀態(tài)執(zhí)行的OCVS讀操作選擇性地應(yīng)用于讀電壓中的每一個(gè)，或者根據(jù)讀電壓選擇性地應(yīng)用。

圖9是用于描述將根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作應(yīng)用于TLC的MSB頁(yè)的框圖。參照?qǐng)D9，為了按照OCVS方式讀TLC的MSB頁(yè)，可執(zhí)行基于讀電壓RD3的讀操作和基于讀電壓RD7的讀操作。然后，可執(zhí)行用于初始化頁(yè)緩沖器和字線電壓的讀恢復(fù)。

為了基于讀電壓RD3執(zhí)行OCVS讀操作，可將位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO預(yù)充電?？蓪⒆x電壓RD3提供至所選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。當(dāng)完成預(yù)充電操作時(shí)，可在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1(參照?qǐng)D2)中執(zhí)行發(fā)展操作，其用于根據(jù)存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)而產(chǎn)生感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓變化。而且，可響應(yīng)于按次序提供的鎖存信號(hào)LTCH_1、LTCH_2和LTCH_3鎖存所選擇的存儲(chǔ)器單元在不同的發(fā)展時(shí)間的狀態(tài)。在這種情況下，可將鎖存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在包括在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)中的多個(gè)鎖存器中。

為了執(zhí)行基于讀電壓RD7的OCVS讀操作，可將位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO預(yù)充電?？蓪⒆x電壓RD7提供至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。當(dāng)預(yù)充電操作完成時(shí)，可在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中執(zhí)行發(fā)展操作，其用于根據(jù)存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)而產(chǎn)生感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓變化。而且，可響應(yīng)于鎖存信號(hào)LTCH_1、LTCH_2和LTCH_3鎖存所選擇的存儲(chǔ)器單元在不同發(fā)展時(shí)段的數(shù)據(jù)狀態(tài)，并且可將鎖存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在包括在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)中的多個(gè)鎖存器中。

具體地說(shuō)，可在基于讀電壓RD7的讀操作的預(yù)充電時(shí)段中執(zhí)行關(guān)于鎖存在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1中的每一個(gè)的鎖存器中的數(shù)據(jù)的比較和選擇操作。也就是說(shuō)，通過(guò)將響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1鎖存的數(shù)據(jù)與響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可對(duì)存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)。也就是說(shuō)，通過(guò)將響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存的數(shù)據(jù)與響應(yīng)于第三鎖存信號(hào)LTCH_3鎖存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可對(duì)存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)?？赏ㄟ^(guò)比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量來(lái)選擇響應(yīng)于鎖存信號(hào)LTCH_1、LTCH_2和LTCH_3中的每一個(gè)而鎖存的數(shù)據(jù)集之一。在圖9中，將該處理示為數(shù)據(jù)修復(fù)。當(dāng)選擇一個(gè)數(shù)據(jù)集時(shí)，可重置其余兩個(gè)數(shù)據(jù)集。因此，存儲(chǔ)其余兩個(gè)數(shù)據(jù)集的鎖存集可存儲(chǔ)在重置鎖存器集之后的發(fā)展時(shí)段和鎖存時(shí)段中的感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)值。

當(dāng)完成基于讀電壓RD7的OCVS讀操作時(shí)，可按照流水線方式執(zhí)行數(shù)據(jù)比較和選擇操作以及讀恢復(fù)。在讀恢復(fù)時(shí)段中，位線BL0至BLn-1和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO可返回至初始電壓電平。在這種情況下，可通過(guò)讀電壓RD7的條件下的比較操作來(lái)選擇響應(yīng)于鎖存信號(hào)LTCH_1、LTCH_2和LTCH_3中的每一個(gè)而鎖存的數(shù)據(jù)集之一。而且，可通過(guò)處理基于讀電壓RD3的OCVS結(jié)果和基于讀電壓RD7的OCVS結(jié)果來(lái)確定MSB數(shù)據(jù)。

圖10A至圖10C分別是用于描述利用感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的三次鎖存結(jié)果選擇數(shù)據(jù)的方法的示意圖。圖10A示出了當(dāng)每一個(gè)均通過(guò)OCVS讀操作感測(cè)的各個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾電壓位于谷的左側(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)選擇方法。圖10B示出了當(dāng)被感測(cè)的存儲(chǔ)器單元的閾電壓位于谷的中心時(shí)的數(shù)據(jù)選擇方法。圖10C示出了當(dāng)每一個(gè)均通過(guò)OCVS讀操作感測(cè)的各個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾電壓位于谷的右側(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)選擇方法。

參照?qǐng)D10A，存儲(chǔ)在鎖存集中的閾電壓電平可根據(jù)用于區(qū)分存儲(chǔ)器單元的兩種狀態(tài)S1和S2的OCVS讀操作來(lái)進(jìn)行建模。也就是說(shuō)，當(dāng)在不同發(fā)展時(shí)段感測(cè)存儲(chǔ)器單元時(shí)或者當(dāng)利用不同電平的讀電壓感測(cè)存儲(chǔ)器單元時(shí)可示出其中示出了存儲(chǔ)器單元的閾電壓位置的分布圖。例如，當(dāng)在相同的讀電壓條件下響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1以邏輯電平鎖存時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)可被匹配為利用①電平的讀電壓感測(cè)和鎖存的結(jié)果。當(dāng)在相同的讀電壓條件下響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2以邏輯電平鎖存時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)可被匹配為利用②電平的讀電壓感測(cè)和鎖存的結(jié)果。而且，當(dāng)在相同的讀電壓條件下響應(yīng)于第三鎖存信號(hào)LTCH_3以邏輯電平鎖存時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)可被匹配為利用③電平的讀電壓感測(cè)和鎖存的結(jié)果。對(duì)應(yīng)于①電平的鎖存結(jié)果可被稱作“第一鎖存集”。也就是說(shuō)，第一鎖存集可指多個(gè)鎖存集中的存儲(chǔ)響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1鎖存的數(shù)據(jù)的鎖存集。也就是說(shuō)，第二鎖存集可指多個(gè)鎖存集中的存儲(chǔ)響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存的數(shù)據(jù)的鎖存集。也就是說(shuō)，第三鎖存集可指多個(gè)鎖存集中的存儲(chǔ)響應(yīng)于第三鎖存信號(hào)LTCH_3鎖存的數(shù)據(jù)的鎖存集。

在這種假設(shè)下，當(dāng)將第一鎖存集與第二鎖存集進(jìn)行比較時(shí)可對(duì)閾電壓在①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)。例如，當(dāng)對(duì)于鎖存在第一鎖存集和第二鎖存集中的每一個(gè)中的數(shù)據(jù)執(zhí)行XOR操作時(shí)，可對(duì)閾電壓在①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1計(jì)數(shù)。類似地，可對(duì)閾電壓在②電平與③電平之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2計(jì)數(shù)?？稍趫D1所示的單元計(jì)數(shù)器170中執(zhí)行計(jì)數(shù)操作。

當(dāng)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2計(jì)數(shù)時(shí)，可比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。當(dāng)確定存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1大于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2時(shí)，控制邏輯150可選擇對(duì)應(yīng)于③電平的鎖存集。也就是說(shuō)，可將對(duì)應(yīng)于谷的讀取結(jié)果確定為存儲(chǔ)在第三鎖存集中的數(shù)據(jù)。

參照?qǐng)D10B，將描述與圖10A對(duì)比的基于谷執(zhí)行OCVS讀操作的情況?？赏ㄟ^(guò)將第一鎖存集與第二鎖存集進(jìn)行比較來(lái)對(duì)閾電壓在①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)?？赏ㄟ^(guò)頁(yè)緩沖器的第一鎖存集與第二鎖存集的比較對(duì)閾電壓在①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1計(jì)數(shù)。類似地，可對(duì)閾電壓在②電平與③電平之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2計(jì)數(shù)。

當(dāng)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2中的每一個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)，可比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。當(dāng)確定存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1等于或大于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2時(shí)，控制邏輯150可選擇對(duì)應(yīng)于②電平的鎖存集。也就是說(shuō)，可將對(duì)應(yīng)于谷的讀取結(jié)果確定為存儲(chǔ)在第二鎖存集中的數(shù)據(jù)。

參照?qǐng)D10C，將描述與圖10B對(duì)比的當(dāng)閾電壓位于谷的右側(cè)時(shí)執(zhí)行OCVS讀操作的情況?？赏ㄟ^(guò)將第一鎖存集與第二鎖存集進(jìn)行比較對(duì)閾電壓位于①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)?？赏ㄟ^(guò)頁(yè)緩沖器的第一鎖存集與第二鎖存集的比較對(duì)閾電壓在①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1計(jì)數(shù)。類似地，可對(duì)閾電壓在②電平與③電平之間的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2計(jì)數(shù)。

當(dāng)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2中的每一個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)，可比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。當(dāng)存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2大于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1時(shí)，控制邏輯150可選擇對(duì)應(yīng)于①電平的鎖存集。也就是說(shuō)，可將對(duì)應(yīng)于谷的讀取結(jié)果確定為存儲(chǔ)在第一鎖存集中的數(shù)據(jù)。

圖11A至圖11D分別是用于描述利用感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的兩次鎖存結(jié)果選擇數(shù)據(jù)的方法的示意圖。

參照?qǐng)D11A，當(dāng)在相同的讀電壓條件下響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1通過(guò)邏輯電平鎖存時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)可被匹配為利用①電平的讀電壓感測(cè)和鎖存的結(jié)果。當(dāng)在相同的讀電壓條件下響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2通過(guò)邏輯電平鎖存時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的狀態(tài)可被匹配為利用②電平的讀電壓感測(cè)和鎖存的結(jié)果。對(duì)應(yīng)于①電平的鎖存的結(jié)果可被稱作“第一鎖存集”。也就是說(shuō)，第一鎖存集可指多個(gè)鎖存集中的存儲(chǔ)響應(yīng)于第一鎖存信號(hào)LTCH_1鎖存的數(shù)據(jù)的鎖存集。而且，第二鎖存集可指多個(gè)鎖存集中的存儲(chǔ)響應(yīng)于第二鎖存信號(hào)LTCH_2鎖存的數(shù)據(jù)的鎖存集。

而且，假設(shè)包括在兩種狀態(tài)S1和S2中的每一個(gè)中的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量相同。在該假設(shè)下，可利用第一鎖存集對(duì)在對(duì)應(yīng)于狀態(tài)S1的存儲(chǔ)器單元當(dāng)中每一個(gè)的閾電壓均低于①電平的各個(gè)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行計(jì)數(shù)。而且，可利用第二鎖存集對(duì)在對(duì)應(yīng)于狀態(tài)S2的存儲(chǔ)器單元當(dāng)中每一個(gè)的閾電壓均高于②電平的各個(gè)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行計(jì)數(shù)。

當(dāng)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2計(jì)數(shù)時(shí)，可比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。當(dāng)確定存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1小于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2時(shí)，控制邏輯150可選擇對(duì)應(yīng)于②電平的鎖存集。也就是說(shuō)，可將對(duì)應(yīng)于谷的讀取結(jié)果確定為存儲(chǔ)在第二鎖存集中的數(shù)據(jù)。

參照?qǐng)D11B，將描述與圖11A對(duì)比的基于谷來(lái)執(zhí)行OCVS讀操作的情況。當(dāng)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2計(jì)數(shù)時(shí)，可比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。當(dāng)確定存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1與存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2相同或相似時(shí)，控制邏輯150可隨機(jī)選擇第一鎖存集和第二鎖存集之一并且可輸出選擇的那一個(gè)。

參照?qǐng)D11C，將描述與圖11B對(duì)比的當(dāng)閾電壓位于谷的右側(cè)時(shí)執(zhí)行的OCVS讀操作的情況?？赏ㄟ^(guò)將第一鎖存集與第二鎖存集進(jìn)行比較對(duì)閾電壓位于①電平與②電平之間的存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)。可通過(guò)處理頁(yè)緩沖器130的第一鎖存集和第二鎖存集中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2計(jì)數(shù)。

當(dāng)對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1和nC2中的每一個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)，可比較關(guān)于被計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量。當(dāng)存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2大于存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1時(shí)，控制邏輯150可選擇對(duì)應(yīng)于①電平的鎖存集。也就是說(shuō)，可將對(duì)應(yīng)于谷的讀取結(jié)果確定為存儲(chǔ)在第一鎖存集中的數(shù)據(jù)。

在上述狀態(tài)S1和S2中的每一個(gè)中，圖11A至圖11C示出了對(duì)每一個(gè)的閾電壓均小于或等于特定電平或者每一個(gè)的閾電壓均大于或等于特定電平的各個(gè)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。也就是說(shuō)，示出了在MLC或TLC中對(duì)具有作為OCVS的目標(biāo)的特定狀態(tài)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。

如圖11D所示，讀電壓RD3a可對(duì)應(yīng)于圖11A中的①電平的讀電壓，讀電壓RD3b可對(duì)應(yīng)于圖11A中的②電平的讀電壓。可通過(guò)從基于①電平的讀取結(jié)果(例如，導(dǎo)通的單元的數(shù)量)中減去在兩種狀態(tài)下分配的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量(例如，2/8)來(lái)計(jì)算存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC1。而且，可通過(guò)從基于②電平的讀取結(jié)果(例如，關(guān)斷的單元的數(shù)量)中減去在四種狀態(tài)下分配的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量(例如，4/8)來(lái)計(jì)算存儲(chǔ)器單元的數(shù)量nC2。

圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作的時(shí)序圖。參照?qǐng)D12，為了執(zhí)行OCVS讀操作，可應(yīng)用直接改變提供至字線的讀電壓的方法，而不是控制發(fā)展時(shí)段的方法?？蓪⒃赥LC的MSB頁(yè)的讀操作中應(yīng)用OCVS讀操作的情況作為示例來(lái)提供。

為了執(zhí)行關(guān)于MSB頁(yè)的OCVS讀操作，可將讀電壓RD3_1施加至所選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。而且，當(dāng)通過(guò)頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1完成了關(guān)于位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電和發(fā)展操作時(shí)，可以脈沖的形式使第一鎖存信號(hào)LTCH_1有效。此時(shí)，可將對(duì)應(yīng)于讀電壓RD3_1的OCVS讀操作的結(jié)果存儲(chǔ)在第一鎖存集中。

接著，可將讀電壓RD3_2施加至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。讀電壓RD3_2可高于讀電壓RD3_1，但是可為用于確定相同數(shù)據(jù)狀態(tài)的電壓。當(dāng)通過(guò)頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1完成了關(guān)于位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電和發(fā)展操作時(shí)，可以脈沖的形式使第二鎖存信號(hào)LTCH_2有效。此時(shí)，可將對(duì)應(yīng)于讀電壓RD3_2的OCVS讀操作的結(jié)果存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1的第二鎖存集中。

而且，可將讀電壓RD3_3施加至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。讀電壓RD3_3可高于讀電壓RD3_2，但是可為用于確定與讀電壓RD3_1或讀電壓RD3_2中相同的數(shù)據(jù)狀態(tài)的電壓。當(dāng)通過(guò)頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1完成了關(guān)于位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電和發(fā)展操作時(shí)，可以脈沖的形式使第三鎖存信號(hào)LTCH_3有效。此時(shí)，可將對(duì)應(yīng)于讀電壓RD3_3的OCVS讀操作的結(jié)果存儲(chǔ)在頁(yè)緩沖器PB0至PBn-1的第三鎖存集中。

然后，當(dāng)比較存儲(chǔ)在第一鎖存集至第三鎖存集中的結(jié)果時(shí)，可選擇一個(gè)鎖存集。可按照參照?qǐng)D10A至圖10C和圖11A至圖11D描述的上述方式執(zhí)行該比較。

圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的OCVS讀操作的時(shí)序圖。參照?qǐng)D13，為了執(zhí)行OCVS讀操作，可應(yīng)用改變位線BL(參照?qǐng)D3)的電平的方法，而不是控制發(fā)展時(shí)段的方法。作為改變位線BL的電平的示例，描述了在TLC的MSB頁(yè)的讀操作中應(yīng)用OCVS讀操作。

在時(shí)間T0，可開(kāi)始第一OCVS讀操作。為了執(zhí)行關(guān)于MSB頁(yè)的第一OVCS讀操作，可將讀電壓RD3_1施加至選擇的存儲(chǔ)器單元的字線。此外，可通過(guò)控制邏輯150將位線BL預(yù)充電至第一位線電壓Vbl_1。例如，可用0V使負(fù)載信號(hào)LOAD有效，并且控制信號(hào)BLSHF可被提供有第一預(yù)充電控制電壓Vpre_1。然后，位線BL可預(yù)充電至第一位線電壓Vbl_1。這種情況下，高電壓晶體管HNM1可基于位線選擇信號(hào)BLSLT保持導(dǎo)通狀態(tài)。即，當(dāng)控制信號(hào)BLSHF的電平改變時(shí)，可通過(guò)晶體管NM1控制位線BL處被充電的電荷量。

接著，在時(shí)間t0，可執(zhí)行第一OCVS讀操作的發(fā)展操作。當(dāng)通過(guò)高電平使負(fù)載信號(hào)LOAD有效時(shí)，可根據(jù)存儲(chǔ)器單元的編程狀態(tài)將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO處被充電的電荷放電。當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器單元是導(dǎo)通單元時(shí)，感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO處和位線BL處被充電的電荷可被放電至共源極線CSL。以虛線示出了連接至導(dǎo)通單元的位線BL的電壓波動(dòng)。另一方面，當(dāng)選擇的存儲(chǔ)器單元是關(guān)斷的單元時(shí)，難以將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO和位線BL處被充電的電荷放電至共源極線CSL。因而，由于從感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO流至位線BL的電流相對(duì)小，因此感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的電壓下降的速度可相對(duì)慢。以實(shí)線示出了連接至關(guān)斷的單元的位線BL的電壓波動(dòng)。

在時(shí)間t1，根據(jù)第一OCVS讀操作感測(cè)的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在第一鎖存集中。當(dāng)完成了感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的發(fā)展操作時(shí)，可以脈沖的形式使第一鎖存信號(hào)LTCH_1有效。這種情況下，可將對(duì)應(yīng)于讀電壓RD3_1的OCVS讀操作的結(jié)果存儲(chǔ)在第一鎖存集中。

在時(shí)間T1，可開(kāi)始第二OCVS讀操作。在第二OCVS讀操作的預(yù)充電操作時(shí)，可向所選擇的存儲(chǔ)器單元的字線提供讀電壓RD3_1。此外，所選擇的存儲(chǔ)器單元的位線可預(yù)充電至改變的位線預(yù)充電電壓Vbl_2?？捎?V使負(fù)載信號(hào)LOAD有效，并且控制信號(hào)BLSHF可被提供有第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2。第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2可被設(shè)為比第一預(yù)充電控制電壓Vpre_1高出電壓差ΔVS的電壓。晶體管NM1可通過(guò)第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2而導(dǎo)通。這種情況下，晶體管NM1的溝道尺寸可增大至比晶體管NM1在被施加第一預(yù)充電控制電壓Vpre_1時(shí)的尺寸更大，并且流入位線BL的電荷量可相對(duì)增加。因此，位線BL可被預(yù)充電至第二位線電壓Vbl_2，第二位線電壓Vbl_2比第一位線電壓Vbl_1高出電壓差ΔVb。這種情況下，描述了第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2的電平高于第一預(yù)充電控制電壓Vpre_1的電平。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。也就是說(shuō)，第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2可被設(shè)為比第一預(yù)充電控制電壓Vpre_1的電平更低的電平。

接著，在時(shí)間t2，可執(zhí)行第二OCVS讀操作的發(fā)展操作。當(dāng)通過(guò)高電平使負(fù)載信號(hào)LOAD無(wú)效時(shí)，可根據(jù)存儲(chǔ)器單元的編程狀態(tài)將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO處和位線BL處被充電的電荷放電。接著，在時(shí)間t3，根據(jù)第二OCVS讀操作感測(cè)的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在第二鎖存集中。當(dāng)完成了感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的發(fā)展操作時(shí)，可以脈沖的形式使第二鎖存信號(hào)LTCH_2有效。這種情況下，可將對(duì)應(yīng)于讀電壓RD3_1的OCVS讀操作的結(jié)果存儲(chǔ)在第二鎖存集中。

在時(shí)間T2，可開(kāi)始第三OCVS讀操作。在第三OCVS讀操作的預(yù)充電操作時(shí)，可向所選擇的存儲(chǔ)器單元的字線提供讀電壓RD3_1。此外，可向所選擇的存儲(chǔ)器單元的位線提供改變的位線預(yù)充電電壓Vbl_3。可用0V使負(fù)載信號(hào)LOAD有效，并且控制信號(hào)BLSHF可被提供有第三預(yù)充電控制電壓Vpre_3。第三預(yù)充電控制電壓Vpre_3可被設(shè)為比第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2高出電壓差ΔVS的電壓。晶體管NM1可通過(guò)第三預(yù)充電控制電壓Vpre_3而導(dǎo)通。這種情況下，晶體管NM1的溝道尺寸可增大至比晶體管NM1在被施加第二預(yù)充電控制電壓Vpre_2時(shí)的尺寸更大，并且流入位線BL的電荷量可相對(duì)增加。因此，位線BL可被預(yù)充電至第三位線電壓Vbl_3，第三位線電壓Vbl_3比第二位線電壓Vbl_2高出電壓差ΔVb。

接著，在時(shí)間t4，可執(zhí)行第三OCVS讀操作的發(fā)展操作。當(dāng)通過(guò)高電平使負(fù)載信號(hào)LOAD無(wú)效時(shí)，可根據(jù)存儲(chǔ)器單元的編程狀態(tài)將感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO處和位線BL處被充電的電荷放電。接著，在時(shí)間t5，根據(jù)第三OCVS讀操作感測(cè)的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在第三鎖存集中。當(dāng)完成了感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的發(fā)展操作時(shí)，可以脈沖的形式使第三鎖存信號(hào)LTCH_3有效。這種情況下，可將對(duì)應(yīng)于讀電壓RD3_1的OCVS讀操作的結(jié)果存儲(chǔ)在第三鎖存集中。

然后，當(dāng)比較存儲(chǔ)在第一鎖存集至第三鎖存集中的結(jié)果時(shí)，可選擇一個(gè)鎖存集。可按照參照?qǐng)D10A至圖10C和圖11A至圖11D描述的上述方式執(zhí)行該比較。

以上，描述了通過(guò)改變預(yù)充電的位線的電壓來(lái)執(zhí)行OCVS讀操作。例如，描述了通過(guò)控制被提供給位線的電荷或電流量來(lái)控制預(yù)充電的電壓電平的方法。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可采用各種控制預(yù)充電的位線的電壓的方法。

圖14是描述用于描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的OCVS讀操作的另一時(shí)序圖的示意圖。參照?qǐng)D14，通常，可根據(jù)編程狀態(tài)不同地示出存儲(chǔ)器單元的閾電壓分布的改變。例如，就擦除狀態(tài)E0或下編程狀態(tài)P1而言，分布可趨于移至稍右側(cè)。而且，就上編程狀態(tài)P6和P7而言，分布可趨于在稍左側(cè)擴(kuò)散。然而，雖然中間編程狀態(tài)(例如，P2、P3、P4和P5)可具有輕微的不同，但是分布的擴(kuò)散或移動(dòng)可幾乎忽略。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，提供了通過(guò)上述編程狀態(tài)鑒于特征來(lái)執(zhí)行OCVS讀操作的方法。也就是說(shuō)，當(dāng)讀取其中存在分布的擴(kuò)散或移動(dòng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)，可執(zhí)行OCVS讀模式的讀操作，并且當(dāng)讀取其中分布的擴(kuò)散或移動(dòng)輕微的數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)，可跳過(guò)OCVS讀模式的讀操作。當(dāng)對(duì)一個(gè)狀態(tài)應(yīng)用OCVS讀操作時(shí)，可提高讀取速度。分布的擴(kuò)散或移動(dòng)的上述趨勢(shì)可為示例。然而，本發(fā)明構(gòu)思的范圍和精神可不限于此。例如，應(yīng)用OCVS讀操作的讀電壓和讀次序可根據(jù)分布的特征不同地改變。

為了區(qū)分編程狀態(tài)P1與擦除狀態(tài)E0，可在LSB頁(yè)的讀操作中使用讀電壓RD1。而且，在基于讀電壓RD1被確定為關(guān)斷的單元的存儲(chǔ)器單元當(dāng)中，可保持基于讀電壓RD5被確定為導(dǎo)通單元的每一個(gè)存儲(chǔ)器單元的感測(cè)結(jié)果，并且在基于讀電壓RD1確定為關(guān)斷的單元的存儲(chǔ)器單元當(dāng)中，可切換被確定為關(guān)斷單元的每一個(gè)存儲(chǔ)器單元的先前鎖存的狀態(tài)。

為了讀取LSB頁(yè)，可在基于讀電壓RD5的讀操作之前執(zhí)行基于讀電壓RD1的OCVS模式的讀操作。在利用讀電壓RD5的讀操作中，可使OCVS模式無(wú)效，并且可執(zhí)行一次讀操作?？稍诨谧x電壓RD5的讀操作中根據(jù)比較和選擇操作來(lái)處理根據(jù)OCVS讀操作的結(jié)果鎖存的多個(gè)讀取結(jié)果。而且，當(dāng)選擇的鎖存集與基于讀電壓RD5感測(cè)的另一鎖存集組合時(shí)，可輸出組合的結(jié)果作為L(zhǎng)SB頁(yè)的最終讀取數(shù)據(jù)。

為了讀CSB頁(yè)，可將OCVS模式應(yīng)用于基于讀電壓RD2和RD6的感測(cè)和鎖存操作。而且，在利用讀電壓RD4的讀操作中，可使OCVS模式無(wú)效，并且可執(zhí)行一次讀操作。為了讀LSB頁(yè)，可在基于讀電壓RD4的讀操作之前執(zhí)行基于讀電壓RD6的OCVS模式的讀操作。在這種情況下，首先施加應(yīng)用了OCVS模式的讀電壓RD2和讀電壓RD6中的哪一個(gè)可以是無(wú)關(guān)緊要的?？砂凑樟魉€方式比較和選擇根據(jù)OCVS模式鎖存的數(shù)據(jù)集。而且，當(dāng)在基于讀電壓RD4的讀操作中最終選擇的鎖存集與基于讀電壓RD4感測(cè)的另一鎖存集組合時(shí)，可輸出組合的結(jié)果作為CSB頁(yè)的最終讀取數(shù)據(jù)。

為了讀MSB頁(yè)，可將OCVS模式應(yīng)用于基于讀電壓RD7的感測(cè)和鎖存操作?？稍诨谧x電壓RD3的讀操作之前執(zhí)行基于讀電壓RD7的OCVS模式的讀操作。而且，在利用讀電壓RD3的讀操作中，可使OCVS模式無(wú)效，并且可執(zhí)行一次讀操作?？稍诨谧x電壓RD3的讀操作中根據(jù)比較和選擇程序來(lái)處理根據(jù)OCVS讀操作的結(jié)果鎖存的多個(gè)讀取結(jié)果。而且，當(dāng)選擇的鎖存集與基于讀電壓RD3感測(cè)的另一鎖存集組合時(shí)，可輸出組合的結(jié)果作為MSB頁(yè)的最終讀取數(shù)據(jù)。

圖15是用于描述根據(jù)圖14所示的閾電壓狀態(tài)選擇性地應(yīng)用的OCVS讀操作的特征的表。參照?qǐng)D15，可按照頁(yè)對(duì)用于將選擇性O(shè)CVS應(yīng)用于TLC的每一頁(yè)的讀序列進(jìn)行分類。

在LSB頁(yè)的讀操作中，可在基于讀電壓RD1的OCVS模式的讀操作之后執(zhí)行基于讀電壓RD5的讀操作。為了讀取MSB頁(yè)，可在基于讀電壓RD3的讀操作之前執(zhí)行應(yīng)用了OCVS模式的基于讀電壓RD7的讀操作。由于OCVS模式應(yīng)用于先前執(zhí)行的讀操作(例如，基于讀電壓RD7的讀操作)，可按照流水線方式執(zhí)行利用后面執(zhí)行的讀操作(例如，基于讀電壓RD3的讀操作)和先前執(zhí)行的讀操作的結(jié)果的單元計(jì)數(shù)和鎖存器選擇操作。

而且，在CSB頁(yè)的讀操作中，可將OCVS模式應(yīng)用于基于讀電壓RD2和RD6的讀操作。而且，當(dāng)最終基于讀電壓RD4執(zhí)行一次感測(cè)操作時(shí)，可按照OCVS模式執(zhí)行利用先前鎖存的數(shù)據(jù)的單元計(jì)數(shù)和鎖存器選擇操作。因此，首先將應(yīng)用了OCVS模式的讀電壓RD2和RD6中的哪一個(gè)施加至讀操作可以是無(wú)關(guān)緊要的。

圖16A至圖16C是用于描述將根據(jù)在圖15的表中描述的序列的選擇性O(shè)CVS讀操作應(yīng)用于每一頁(yè)的時(shí)序圖。

參照?qǐng)D16A，為了讀LSB頁(yè)，可執(zhí)行基于讀電壓RD1的OCVS模式的讀操作。首先，選擇的存儲(chǔ)器單元的位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO可被預(yù)充電(例如，PRCH)。而且，可在感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO發(fā)展的時(shí)間按次序提供鎖存信號(hào)LTCH_1、LTCH_2和LTCH_3。響應(yīng)于鎖存信號(hào)LTCH_1、LTCH_2和LTCH_3中的每一個(gè)，可在不同的鎖存集中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

接著，可執(zhí)行基于讀電壓RD5的正常讀操作。選擇的存儲(chǔ)器單元的位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO可在讀電壓RD5(例如，PRCH)的條件下被預(yù)充電?？稍趫?zhí)行預(yù)充電操作的同時(shí)執(zhí)行關(guān)于其中存儲(chǔ)了先前執(zhí)行的讀操作的結(jié)果的鎖存集的比較和選擇操作。

可在讀電壓RD5的條件下執(zhí)行關(guān)于位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)SO的發(fā)展操作，并且可通過(guò)鎖存集中的未被選擇的一個(gè)鎖存集來(lái)鎖存讀取結(jié)果。然后，當(dāng)選擇的鎖存集與其中存儲(chǔ)基于讀電壓RD5感測(cè)的數(shù)據(jù)的鎖存集組合時(shí)，可將組合結(jié)果作為L(zhǎng)SB頁(yè)的讀取結(jié)果輸出。然后，可進(jìn)行讀恢復(fù)。

參照?qǐng)D16B，為了讀CSB頁(yè)，可將OCVS模式應(yīng)用于基于讀電壓RD2和RD6的讀操作。而且，在利用讀電壓RD4的讀操作中，可使OCVS模式無(wú)效。在圖16B中，可在基于讀電壓RD2的讀操作之前執(zhí)行基于讀電壓RD6的讀操作。然而，無(wú)所謂是否首先執(zhí)行基于讀電壓RD2的讀操作。

在讀電壓RD6的條件下的不同發(fā)展時(shí)段中可發(fā)生多個(gè)鎖存操作，并且可將在每次鎖存操作中鎖存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鎖存集中。而且，當(dāng)位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)在讀電壓RD2的條件下被預(yù)充電時(shí)，可將先前鎖存的、被存儲(chǔ)在鎖存集中的數(shù)據(jù)彼此比較，并且可選擇一個(gè)鎖存集。而且，當(dāng)位線和感測(cè)節(jié)點(diǎn)在讀電壓RD4的條件下被預(yù)充電時(shí)，可將先前鎖存的、存儲(chǔ)在各鎖存集中的數(shù)據(jù)相互比較，并且可選擇一個(gè)鎖存集?？蓪⒆罱K選擇的鎖存集與在讀電壓RD4的條件下最終鎖存的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，并且可將組合結(jié)果作為CSB頁(yè)的讀取結(jié)果輸出。

參照?qǐng)D16C，為了讀MSB頁(yè)，可執(zhí)行基于讀電壓RD7的OCVS模式的讀操作。接著，可基于讀電壓RD2執(zhí)行正常讀操作，在正常讀操作的預(yù)充電時(shí)段中，可對(duì)單元計(jì)數(shù)，并且可選擇鎖存集。

以上，描述了根據(jù)示例實(shí)施例的基于數(shù)據(jù)狀態(tài)的特征來(lái)選擇性地應(yīng)用OCVS讀操作的方法。在示例實(shí)施例中，可應(yīng)用OCVS模式而不顯著降低數(shù)據(jù)可靠性，因此可提供高讀取性能。

圖17是示出包括在圖1的存儲(chǔ)器單元陣列中的存儲(chǔ)器塊的第一存儲(chǔ)器塊BLK1的電路圖。在示例實(shí)施例中，將參照?qǐng)D17描述具有三維結(jié)構(gòu)的第一存儲(chǔ)器塊BLK1。然而，本發(fā)明構(gòu)思的范圍和精神可不限于此。參照?qǐng)D17，第一存儲(chǔ)器塊BLK1可包括多個(gè)單元串CS11、CS12、CS21和CS22。單元串CS11、CS12、CS21和CS22可沿著行方向和列方向排列，并且可形成多行多列。

例如，單元串CS11和CS12可連接至串選擇線SSL1a和SSL1b，以形成第一行。單元串CS21和CS22可連接至串選擇線SSL2a和SSL2b，以形成第二行。例如，單元串CS11和CS21可連接至第一位線BL1，以形成第一列。單元串CS12和CS22可連接至第二位線BL2，以形成第二列。

單元串CS11、CS12、CS21和CS22中的每一個(gè)可包括多個(gè)單元晶體管。單元串CS11、CS12、CS21和CS22中的每一個(gè)可包括串選擇晶體管SSTa和SSTb、多個(gè)存儲(chǔ)器單元MC1至MC8、地選擇晶體管GSTa和GSTb以及虛設(shè)存儲(chǔ)器單元DMC1和DMC2。包括在單元串CS11、CS12、CS21和CS22中的存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)可為電荷俘獲閃速(CTF)存儲(chǔ)器單元。

存儲(chǔ)器單元MC1至MC8可串聯(lián)連接，并且可在作為垂直于由行方向和列方向限定的平面的方向的高度方向上堆疊。串選擇晶體管SSTa和SSTb可串聯(lián)連接，并且可布置在存儲(chǔ)器單元MC1至MC8與位線BL之間。地選擇晶體管GSTa和GSTb可串聯(lián)連接，并且可布置在存儲(chǔ)器單元MC1至MC8與共源極線CSL之間。

第一虛設(shè)存儲(chǔ)器單元DMC1可布置在存儲(chǔ)器單元MC1至MC8與地選擇晶體管GSTa和GSTb之間。第二虛設(shè)存儲(chǔ)器單元DMC2可布置在存儲(chǔ)器單元MC1至MC8與串選擇晶體管SSTa和SSTb之間。

單元串CS11、CS12、CS21和CS22的地選擇晶體管GSTa和GSTb可共同連接至地選擇線GSL。同一行中的地選擇晶體管可連接至相同的地選擇線，并且不同行中的地選擇晶體管可連接至不同的地選擇線。例如，第一行中的單元串CS11和CS12的第一地選擇晶體管GSTa可連接至第一地選擇線，并且第二行中的單元串CS21和CS22的第一地選擇晶體管GSTa可連接至第二地選擇線。

雖然未示出，相對(duì)于襯底(未示出)處于相同高度的地選擇晶體管可連接至相同的地選擇線，并且相對(duì)于襯底處于不同高度的地選擇晶體管可連接至不同的地選擇線。例如，單元串CS11、CS12、CS21和CS22的第一地選擇晶體管GSTa可連接至第一地選擇線，單元串CS11、CS12、CS21和CS22的第二地選擇晶體管GSTb可連接至第二地選擇線。

相對(duì)于襯底(或者地選擇晶體管GSTa和GSTb)處于相同高度的存儲(chǔ)器單元可共同連接至相同的字線，并且相對(duì)于襯底處于不同高度的存儲(chǔ)器單元可連接至不同的字線。例如，單元串CS11、CS12、CS21和CS22的存儲(chǔ)器單元MC1至MC8可共同連接至第一字線WL1至第八字線WL8。

處于相同高度的第一串選擇晶體管SSTa中的屬于同一行的串選擇晶體管可連接至同一串選擇線，并且屬于不同行的串選擇晶體管可連接至不同的串選擇線。例如，第一行中的單元串CS11和CS12的第一串選擇晶體管SSTa可共同連接至串選擇線SSL1a，并且第二行中的單元串CS21和CS22的第一串選擇晶體管SSTa可共同連接至串選擇線SSL1a。

類似地，處于相同高度的第二串選擇晶體管SSTb中的屬于同一行的串選擇晶體管可連接至相同的串選擇線，并且屬于不同行的串選擇晶體管可連接至不同的串選擇線。例如，第一行中的單元串CS11和CS12的第二串選擇晶體管SSTb可共同連接至串選擇線SSL1b，并且第二行中的單元串CS21和CS22的第二串選擇晶體管SSTb可共同連接至串選擇線SSL2b。

雖然未示出，但是同一行中的單元串的串選擇晶體管可共同連接至相同的串選擇線。例如，第一行中的單元串CS11和CS12的第一串選擇晶體管SSTa和第二串選擇晶體管SSTb可共同連接至相同的串選擇線。第二行中的單元串CS21和CS22的第一串選擇晶體管SSTa和第二串選擇晶體管SSTb可共同連接至相同的串選擇線。

在示例實(shí)施例中，處于相同高度的虛設(shè)存儲(chǔ)器單元可與相同的虛設(shè)字線連接，并且處于不同高度的虛設(shè)存儲(chǔ)器單元可與不同的虛設(shè)字線連接。例如，第一虛設(shè)存儲(chǔ)器單元DMC1可連接至第一虛設(shè)字線DWL1，并且第二虛設(shè)存儲(chǔ)器單元DMC2可連接至第二虛設(shè)字線DWL2。

在第一存儲(chǔ)器塊BLK1中，可按照行來(lái)執(zhí)行讀操作和寫(xiě)操作。例如，可通過(guò)串選擇線SSL1a、SSL1b、SSL2a和SSL2b來(lái)選擇一行存儲(chǔ)器塊BLK1。當(dāng)導(dǎo)通電壓被供應(yīng)至串選擇線SSL1a和SSL1b并且截止電壓被供應(yīng)至串選擇線SSL2a和SSL2b時(shí)，第一行中的單元串CS11和CS12可分別連接至位線BL1和BL2。當(dāng)導(dǎo)通電壓被供應(yīng)至串選擇線SSL2a和SSL2b并且截止電壓被供應(yīng)至串選擇線SSL1a和SSL1b時(shí)，第二行中的單元串CS21和CS22可分別連接至位線BL1和BL2。隨著字線被驅(qū)動(dòng)，可在連接至被驅(qū)動(dòng)字線的單元串中的存儲(chǔ)器單元當(dāng)中選擇處于相同高度的存儲(chǔ)器單元?？蓪?duì)選擇的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行讀操作和寫(xiě)操作。選擇的存儲(chǔ)器單元可構(gòu)成一個(gè)物理頁(yè)。

在存儲(chǔ)器塊BLK1中，可通過(guò)存儲(chǔ)器塊或者子塊來(lái)擦除存儲(chǔ)器單元。當(dāng)通過(guò)存儲(chǔ)器塊執(zhí)行擦除時(shí)，存儲(chǔ)器塊BLK1中的所有存儲(chǔ)器單元MC可根據(jù)擦除請(qǐng)求同時(shí)被擦除。當(dāng)通過(guò)子塊執(zhí)行擦除時(shí)，存儲(chǔ)器塊BLK1中的存儲(chǔ)器單元MC的一部分可根據(jù)擦除請(qǐng)求同時(shí)被擦除，存儲(chǔ)器塊BLK1中的存儲(chǔ)器單元MC的其余部分可被禁止擦除?？蓪⒌碗妷?例如，地電壓)供應(yīng)至連接至擦除的存儲(chǔ)器單元MC的字線，并且連接至被禁止擦除的存儲(chǔ)器單元MC的字線可浮置。

圖17所示的第一存儲(chǔ)器塊BLK1可為一示例。例如，單元串的數(shù)量可增加或減少，并且單元串的行數(shù)和單元串的列數(shù)可根據(jù)單元串的數(shù)量增加或減少。在第一存儲(chǔ)器塊BLK1中，單元串(GST、MC、DMC、SST等)的數(shù)量可增加或減少，并且第一存儲(chǔ)器塊BLK1的高度可根據(jù)單元串(GST、MC、DMC、SST等)的數(shù)量增加或減少。此外，與單元晶體管連接的線(GSL、WL、DWL、SSL等)的數(shù)量可根據(jù)單元串(GST、MC、DMC、SST等)的數(shù)量增加或減少。

圖18是示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的存儲(chǔ)卡系統(tǒng)的框圖。參照?qǐng)D18，存儲(chǔ)卡系統(tǒng)1000可包括存儲(chǔ)器控制器1100、非易失性存儲(chǔ)器1200和連接器1300。

存儲(chǔ)器控制器1100可連接至非易失性存儲(chǔ)器1200。存儲(chǔ)器控制器1100可被構(gòu)造為訪問(wèn)非易失性存儲(chǔ)器1200。例如，存儲(chǔ)器控制器1100可被構(gòu)造為控制非易失性存儲(chǔ)器1200的整體操作，包括(但不限于)讀操作、寫(xiě)操作、擦除操作和后臺(tái)操作。后臺(tái)操作可包括以下操作：磨損均衡管理、垃圾收集等。

存儲(chǔ)器控制器1100可提供非易失性存儲(chǔ)器1200與主機(jī)之間的接口。存儲(chǔ)器控制器1100可被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)用于控制非易失性存儲(chǔ)器1200的固件。在示例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器控制器1100可包括諸如(但不限于)RAM、處理單元、主機(jī)接口、存儲(chǔ)器接口和錯(cuò)誤校正單元的組件。

存儲(chǔ)器控制器1100可通過(guò)連接器1300與外部裝置通信。存儲(chǔ)器控制器1100可基于特定通信協(xié)議與外部裝置通信。例如，存儲(chǔ)器控制器1100可通過(guò)各種通信協(xié)議中的至少一個(gè)與外部裝置通信，諸如(但不限于)通用串行總線(USB)、多媒體卡(MMC)、eMMC(嵌入式MMC)、外圍組件互連(PCI)、快速PCI(PCI-E)、高級(jí)技術(shù)附件(ATA)、串行ATA、并行ATA、小計(jì)算機(jī)小接口(SCSI)、增強(qiáng)小磁盤(pán)接口(ESDI)、電子集成驅(qū)動(dòng)器(IDE)、火線(Firewire)、通用閃存(UFS)和快速非易失性存儲(chǔ)器(NVMe)。在示例實(shí)施例中，通過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)限定的寫(xiě)命令可包括寫(xiě)數(shù)據(jù)的大小信息。

可通過(guò)多種非易失性存儲(chǔ)器裝置實(shí)施非易失性存儲(chǔ)器1200，諸如(但不限于)，電可擦除可編程ROM(EEPROM)、NAND閃速存儲(chǔ)器、NOR閃速存儲(chǔ)器、相變RAM(PRAM)、電阻RAM(ReRAM)、鐵電RAM(FRAM)、自旋轉(zhuǎn)矩磁性RAM(STT-MRAM)等。

在示例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器控制器1100和非易失性存儲(chǔ)器1200可集成在單個(gè)半導(dǎo)體裝置中。存儲(chǔ)器控制器1100和非易失性存儲(chǔ)器1200可集成在單個(gè)半導(dǎo)體裝置中以形成固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。存儲(chǔ)器控制器1100和非易失性存儲(chǔ)器1200可集成在單個(gè)半導(dǎo)體裝置中，以構(gòu)成存儲(chǔ)卡。例如，存儲(chǔ)器控制器1100和非易失性存儲(chǔ)器1200可集成在單個(gè)半導(dǎo)體裝置中，以構(gòu)成存儲(chǔ)卡，諸如(但不限于)PC卡(個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)(PCMCIA)卡)、緊湊型閃存卡(CF)、智能媒體卡(SM、SMC)、記憶棒、多媒體卡(MMC、RS-MMC、MMCmicro)、SD卡(SD、miniSD、microSD、SDHC)和通用閃存(UFS)。

圖19是示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)系統(tǒng)的框圖。參照?qǐng)D19，固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)系統(tǒng)2000可包括主機(jī)2100和SSD 2200。SSD 2200可通過(guò)信號(hào)連接器2001與主機(jī)2100交換信號(hào)，并且可通過(guò)電力連接器2002被供應(yīng)電力。SSD 2200可包括SSD控制器2210、多個(gè)閃速存儲(chǔ)器2221至222n、輔助電源2230和緩沖存儲(chǔ)器2240。

SSD控制器2210可響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)2100的信號(hào)控制閃速存儲(chǔ)器2221至222n。

輔助電源2230可經(jīng)電力連接器2002連接至主機(jī)2100。輔助電源2230可從主機(jī)2100接收功率，并且可通過(guò)電力充電。當(dāng)不能平穩(wěn)地從主機(jī)2100供應(yīng)功率時(shí)，輔助電源2230可對(duì)SSD系統(tǒng)2000供電。輔助電源2230可位于SSD 2200內(nèi)部或外部。例如，輔助電源2230可放置在主板上，以向SSD 2200供應(yīng)輔助電力。

緩沖存儲(chǔ)器2240可用作SSD 2200的緩沖存儲(chǔ)器。例如，緩沖存儲(chǔ)器2240可暫時(shí)存儲(chǔ)從主機(jī)2100或者從閃速存儲(chǔ)器2221至222n接收到的數(shù)據(jù)，或者可暫時(shí)存儲(chǔ)閃速存儲(chǔ)器2221至222n的元數(shù)據(jù)(例如，映射表)。緩沖存儲(chǔ)器2240可包括諸如DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、LPDDR SDRAM和SRAM的易失性存儲(chǔ)器或者諸如FRAM、ReRAM、STT-MRAM和PRAM的非易失性存儲(chǔ)器。

圖20是示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的用戶系統(tǒng)的框圖。參照?qǐng)D20，用戶系統(tǒng)3000可包括應(yīng)用處理器3100、存儲(chǔ)器模塊3200、網(wǎng)絡(luò)模塊3300、存儲(chǔ)模塊3400和用戶接口3500。

應(yīng)用處理器3100可驅(qū)動(dòng)用戶系統(tǒng)3000的組件、操作系統(tǒng)等。例如，應(yīng)用處理器3100可包括用于控制用戶系統(tǒng)3000的組件的控制器、圖形引擎、多種接口等。例如，應(yīng)用處理器3100可為片上系統(tǒng)(SoC)。

存儲(chǔ)器模塊3200可作為用戶系統(tǒng)3000的主要存儲(chǔ)器、工作存儲(chǔ)器、緩沖存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器操作。存儲(chǔ)器模塊3200可通過(guò)易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(諸如DRAM、SDRAM、雙倍數(shù)據(jù)傳輸率DRAM(DDR SDRAM)、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、LPDDR DRAM、LPDDR2 DRAM或LPDDR3 DRAM)或者非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(諸如PRAM、MRAM、RRAM或FRAM)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)模塊3300可與外部裝置通信。例如，網(wǎng)絡(luò)模塊3300可支持無(wú)線通信，諸如碼分多址(CDMA)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA-2000、時(shí)分多址(TDMA)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、Wimax、WLAN、UWB、藍(lán)牙、WI-DI等。在示例實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)模塊3300可被包括在應(yīng)用處理器3100中。

存儲(chǔ)模塊3400可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)模塊3400可存儲(chǔ)從應(yīng)用處理器3100接收到的數(shù)據(jù)。可替換地，存儲(chǔ)模塊3400可向應(yīng)用處理器3100提供存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)模塊3400可通過(guò)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置諸如PRAM、MRAM、RRAM、NAND閃速存儲(chǔ)器、NOR閃速存儲(chǔ)器或三維NAND閃速存儲(chǔ)器。

用戶接口3500可包括在應(yīng)用處理器3100中輸入數(shù)據(jù)或命令或者將數(shù)據(jù)輸出至外部裝置的接口。例如，用戶接口3500可包括諸如鍵盤(pán)、鍵區(qū)、按鈕、觸摸面板、觸摸屏、觸摸墊、觸摸球、相機(jī)、麥克風(fēng)、陀螺儀傳感器、振動(dòng)傳感器等的用戶輸入接口。用戶接口3500還可包括用戶輸出接口，諸如液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置、有源矩陣OLED(AMOLED)顯示裝置、發(fā)光二極管(LED)、揚(yáng)聲器和顯示器。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的非易失性存儲(chǔ)器裝置、卡控制器和存儲(chǔ)卡可根據(jù)多種不同封裝技術(shù)中的任一種進(jìn)行封裝。所述封裝技術(shù)的示例可包括以下：層疊封裝(PoP)、球柵陣列(BGA)、芯片尺寸封裝(CSP)、塑料引線芯片載體(PLCC)、塑料雙列直插式封裝(PDIP)、華夫盤(pán)裸晶、晶圓式裸晶、板上芯片(COB)、陶瓷雙列直插式封裝(CERDIP)、塑料公制方形扁平封裝(MQFP)、小外形(SOIC)、收縮型小外形封裝(SSOP)、薄小外形封裝(TSOP)、薄方形扁平封裝(TQFP)、系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)、多芯片封裝(MCP)、晶圓級(jí)制造封裝(WFP)和晶圓級(jí)處理堆疊封裝(WSP)

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，在非易失性存儲(chǔ)器裝置中，可執(zhí)行多次感測(cè)操作以確定特定數(shù)據(jù)狀態(tài)，并且可輸出在各個(gè)操作中鎖存的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤比特的數(shù)量減少(和/或最小化)的數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的技術(shù)應(yīng)用于非易失性存儲(chǔ)器裝置時(shí)，非易失性存儲(chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)可靠性可顯著提高。另外，可提高非易失性存儲(chǔ)器裝置的讀性能。

應(yīng)該理解，應(yīng)該僅按照描述性含義而不是為了限制的目的來(lái)看待本文描述的示例實(shí)施例。對(duì)根據(jù)示例實(shí)施例的各個(gè)裝置或方法中的特征或方面的描述應(yīng)該通常被認(rèn)為適用于根據(jù)示例實(shí)施例的其它裝置或方法中的其它相似特征或方面。雖然已經(jīng)具體示出并描述了一些示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可在其中作出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。