存储系统的操作方法【专利说明】存储系统的操作方法[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求于2014年12月18日提交的第10_2014_0183456号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请通过引用全部合并于此。
技术领域：
[0003]本发明的各种示例性实施例涉及一种存储系统，更具体地讲，涉及一种能够改善数据读取可靠性的存储系统的读取方法。【
背景技术：
】[0004]半导体存储器件一般分为易失性存储器件和非易失性存储器件。易失性存储器件在供应至其的电源被中断时丢失储存于其中的数据，而非易失性存储器件即使在供应至其的电源被中断时仍保留储存于其中的数据。非易失性存储器件的示例为R0M(只读存储器)、EEPR0M(电可擦除ROM)等。作为闪速EEPROM而被引入的闪速存储器件在结构和操作方面与传统EEPROM不同。闪速存储器件以块为单位执行电擦除操作，并且以比特为单位执行编程操作。[0005]当存储器件执行预定次数的编程/擦除循环或对存储块执行编程操作，并且编程/擦除循环被执行的次数超过预定的次数时，则存储块的阈值电压分布会改变。闪速存储器件的阈值电压的改变会使读取数据的可靠性劣化。因此，应通过改变最佳读取电压来读取数据，将错误比特的数目最小化。即，使用如下方法来设定读取电压:将读取重试表(read-retrytable)提供给控制器，接着在读取操作期间改变包括在读取重试表中的读取电压的方法；分析阈值电压分布中的阈值电压的梯度的方法；以及分析存储单元的数目在读取电压区段之间被最小化所处的阈值电压的方法。[0006]然而，这些方法使用阈值电压分布，因此设定最佳读取电压的可能性不高。【
发明内容】[0007]本发明的各种实施例涉及一种存储系统的操作方法，包括设定最佳读取电压来可靠地读取数据的方法。[0008]根据本发明的实施例，一种包括非易失性存储器件和存储控制器的半导体存储系统的读取方法可包括:第一步骤，对储存在非易失性存储器件中的第一数据执行第一ECC译码，其中，第一数据使用第一读取电压来读取；第二步骤，当第一ECC译码失败时，通过使用第二读取电压重新读取第一数据，来产生第二数据；第三步骤，通过对第二数据执行第二ECC译码来产生第三数据；第四步骤，当第二ECC译码失败时，通过对第二数据与第三数据之间不同的位进行计数来获得错误位的数目；第五步骤，通过改变第二读取电压来重复第二步骤至第四步骤，直到错误位的数目小于预定阈值；第六步骤，将错误位的数目小于预定阈值时的第二读取电压设定为最佳读取电压，并进一步将使用最佳读取电压读取的第二数据设定为最佳数据；以及第七步骤，对最佳数据执行第三ECC译码。[0009]第四步骤可对第二数据和第三数据执行异或操作，以获得错误位的数目。第五步骤可通过利用固定量的电压变化改变第二读取电压，来重复第二步骤至第四步骤。第二ECC译码可为硬译码。第三ECC译码可为软译码。[0010]根据本发明的实施例，一种包括非易失性存储器件和存储控制器的半导体存储系统的读取方法可包括:第一步骤，对储存在非易失性存储器件中的第一数据执行第一ECC译码；第二步骤，当第一ECC译码失败时，通过使用第二读取电压重新读取第一数据，来产生第二数据；第三步骤，通过对第二数据执行第二ECC译码，来产生第三数据；第四步骤，当第二ECC译码失败时，通过对第二数据与第三数据之间不同的位进行计数，来获得错误位的数目；第五步骤，通过重复第二步骤至第四步骤并通过改变第二读取电压，来获得错误位的多个数目；第六步骤，将在错误位的所述多个数目之中获得错误位的最小数目时的第二读取电压设定为最佳读取电压，并进一步将使用最佳读取电压读取的第二数据设定为最佳数据；以及第七步骤，对最佳数据执行第三ECC译码。[0011]第四步骤可通过对第二数据和第三数据的异或操作来获得错误位的数目。第五步骤可通过将第二读取电压改变固定量来重复第二步骤至第四步骤。第二ECC译码可为硬译码。第三ECC译码可为软译码。[0012]根据本发明的实施例，一种包括非易失性存储器件和存储控制器的半导体存储系统的读取方法可包括:第一步骤，对储存在非易失性存储器件中的第一数据执行第一ECC译码，其中，第一数据使用第一读取电压来读取；第二步骤，当第一ECC译码失败时，通过使用第二读取电压重新读取第一数据，来产生第二数据；第三步骤，通过对第二数据执行第二ECC译码，来产生第三数据；第四步骤，当第二ECC译码失败时，通过对第二数据与第三数据之间不同的位进行计数，来获得错误位的数目；第五步骤，通过改变第二读取电压将第二步骤至第四步骤重复预定的次数，直到错误位的数目小于预定阈值；第六步骤，将在错误位的所述多个数目之中获得错误位的最小数目时的第二读取电压设定为最佳读取电压，并进一步将使用最佳读取电压读取的第二数据设定为最佳数据；以及第七步骤，对最佳数据执行第三ECC译码。[0013]第三步骤可通过对第一数据和第二数据的异或操作来获得错误位的数目。第四步骤可通过将读取电压改变固定量的电压变化来重复第二步骤和第三步骤。在不管第二步骤和第三步骤的重复的预定次数如何，而错误位的数目仍大于预定阈值时，第六步骤可根据与通过第三步骤获得的错误位的所述多个数目之中的错误位的最小数目对应的读取电压来执行第三ECC译码。第二ECC译码可为硬译码。第三ECC译码可为软译码。[0014]根据本发明的实施例，通过利用在以改变的读取电压重新读取的数据与通过硬译码形成的硬译码数据之间的错误位的数目而设定最佳读取电压，可以可靠地读取数据。【附图说明】[0015]图1为图示根据本发明实施例的半导体存储系统的框图。[0016]图2为图示图1中示出的存储块的框图。[0017]图3为图示根据本发明实施例的图1中示出的半导体存储系统的操作的流程图。[0018]图4为图示根据本发明另一实施例的图1中示出的半导体存储系统的操作的流程图。[0019]图5为图示根据本发明又一实施例的图1中示出的半导体存储系统的操作的流程图。[0020]图6为图示图1中示出的半导体存储系统的操作的曲线图。[0021]图7至图11为示意性图示根据本发明实施例的三维(3D)非易失性存储器件的示图。[0022]图12至图14为示意性图示根据本发明实施例的3D非易失性存储器件的示图。[0023]图15为示意性图示根据本发明实施例的包括半导体存储系统的电子装置的框图。[0024]图16为示意性图示根据本发明实施例的包括半导体存储系统的电子装置的框图。[0025]图17为示意性图示根据本发明实施例的包括半导体存储系统的电子装置的框图。【具体实施方式】[0026]下面将参照附图来更详细地描述各种实施例。然而，本发明可以以不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于这里阐述的实施例。相反地，提供这些实施例使得本公开将是彻底的且完整的，这些实施例将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。附图未必按比例，在某些情况下，比例可以被夸大以清楚地图示实施例的特征。贯穿本公开，附图标记在本发明的各种附图和实施例中直接对应于同样的部件。另外注意，在本说明书中，“连接/耦合”不仅指一个组件直接耦合另一个组件，也指通过中间组件间接耦合另一个组件。此外，只要句子中没有特别提到，则单数形式可包括复数形式。应容易地理解，本公开中的“在……上”和“在……之上”的含意应以最广义的方式来解释，从而“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”，也表示在它们之间有中间特征或层而“在”某物“上”，并且“在……之上”不仅表示直接在某物的顶部上，也表示在它们之间有中间特征或层而在某物的顶部上。当第一层被称作“在”第二层“上”或“在”基板“上”时，这不仅指第一层直接形成在第二层或基板上的情况，也指第三层存在于第一层与第二层或基板之间的情况。[0027]图1为图示根据本发明实施例的半导体存储系统的框图。图1示出了根据本发明实施例的包括半导体存储系统的数据处理系统10。[0028]参照图1，数据处理系统10可包括主机100和半导体存储系统110。[0029]例如，主机100可包括诸如移动电话、MP3播放器、膝上型计算机等的便携式电子装置以及诸如台式计算机、游戏机、TV、投影仪等的电子装置。[0030]半导体存储系统110可响应主机100的请求来操作，并且可储存将被主机100存取的数据。即，半导体存储系统110可用作主储存装置或次储存装置。半导体存储器件110可用根据耦接至主机100的主机接口协议而用各种储存装置中的一种来实施。例如，半导体存储器件I1可用以下各种储存装置中的一种来实施，诸如固态硬盘(SSD，solidstatedrive)、多媒体卡(MMC，multimediacard)、嵌入式MMC(eMMC)、减小尺寸MMC(RS-MMC)和微型版MMC(MMCmicro)、安全数字(SD)卡、迷你安全数字(miniSD)卡、微型安全数字(microSD)卡、通用串行总线(USB，universalstoragebus)储存装置、通用闪速储存(UFS，universalflashstorage)装置、紧凑闪存(CF)卡、智能媒体(SM)卡、存储棒等。[0031]包括在半导体存储系统110中的半导体存储器件200可用易失性存储器件(诸如DRAM(动态随机存取存储器)和SRAM(静态RAM))和非易失性存储器件(诸如ROM(只读存储器)、MR0M(掩模ROM)、PR0M(可编程ROM)、EPR0M(可擦除PROM)^EEPROM(电可擦除ROM)、FRAM(铁磁RAM)、PRAM(相变RAM)、MRAM(磁性RAM)、RRAM(电阻RAM)和闪速存储器)来实施。[0032]半导体存储系统110可包括:半导体存储器件200，用于储存将被主机100存取的数据；以及存储控制器120，用于控制半导体存储器件200的数据储存。[0033]控制器120和半导体存储器件200可集成为单个半导体装置。例如，控制器120和半导体存储器件200可集成为单个半导体装置，以形成固态硬盘(SSD，solid-statedrive)。固态硬盘可包括用于将数据储存在半导体存储器中的储存装置。当半导体存储系统110被用作SSD时，可显著提高耦接至半导体存储系统110的主机100的操作速度。[0034]控制器120和半导体存储器件200可集成为单个半导体装置，以构造存储卡。例如，控制器120和半导体存储器件200可集成为单个半导体装置，以形成以下存储卡，诸如个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)的PC卡、紧凑型闪存(CF)卡、智能媒体(SM)卡、存储棒、多媒体卡(MMC)、尺寸减小多媒体卡(RS-MMC)和微型版MMC(MMCmicro)、安全数字(SD)卡、迷你安全数字(miniSD)卡、微型安全数字(microSD)卡、安全数字高容量卡(SDHC)和通用闪速储存器(UFS)。[0035]对于另一示例，半导体存储系统110可作为形成以下电子装置的各种元件中的一种来提供，诸如计算机、超移动PC(UMPC)、工作站、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络平板计算机、无线电话、移动电话、智能电话、电子书阅读器、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏装置、导航装置、黑匣子、数字相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、3维电视、智能电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图像记录器、数字图像播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、数据中心的储存装置、能够在无线环境下收发信息的装置、家庭网络的电子装置中的一种、计算机网络的电子装置中的一种、远程通信网路的电子装置中的一种、射频识别(RFID)装置或计算系统的元件装置。[0036]即使在供应至其的电源中断时，半导体存储系统110的半导体存储器件200仍可保留储存在其中的数据。半导体存储器件200可储存通过写入操作而从主机100提供的数据，并且可将储存的数据通过读取操作提供给主机100。[0037]半导体存储器件200可包括存储块210、控制电路220、电压供应单元230、行译码器240、页缓冲器250和列译码器260。半导体存储器件200可为例如闪速存储器件的非易失性存储器件。半导体存储器件200可为3维层叠结构。[0038]存储块210可包括多个页，每个页包括耦接至多个字线的多个存储单元。[0039]控制电路220可控制与半导体存储器件200的编程、擦除和读取操作有关的各种操作。[0040]电压供应单元230可根据操作模式来将例如编程电压、读取电当前第1页1 2 3 4 5 6