[发明专利]控制器及其操作方法

说明书

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。

相关申请的交叉引用

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。