专利名称：在多级单元闪存装置中使用的最低有效位页恢复方法
技术领域：
一个或多个实施例涉及一种半导体存储装置，更具体地讲，涉及一种在
多级单元(MLC)闪存装置中使用的最低有效位(LSB)页恢复方法，该方法包括设置LSB页组并为LSB页组产生LSB奇偶校验，以使得即使在对最高有效位(MSB)页的编程执行期间供电中断，也容易地恢复LSB页。
背景技术：
在多级单元(MLC)闪存中，在一个单元中对两个或多个位(bit)进行编程。在这些位中，较低的位被称为最低有效位(LSB)，较高的位被称为最高有效位(MSB)。
发明内容
一个或多个实施例包括一种在多级单元闪存中使用的最低有效位(LSB )页恢复方法，使得即使在对最高有效位(MSB)页的编程执行期间供电中断时，也容易地恢复LSB页。
另外的方面在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将从该描述中变得明显，或者可通过本发明的实践而了解。
为了实现上述和/或其它方面， 一个或多个实施例可包括在多级单元闪存(MLC)中使用的最低有效位(LSB)页恢复方法，其中，LSB页和最高有效位(MSB)页在配对页结构中彼此配对并且^皮编程或读耳又，所述方法包括设置第一至第n LSB页组(n是大于2的自然数)，所述LSB页组包括MLC闪存中所包括的LSB页中的至少两个LSB页；对第i LSB页组(i是小于n的自然数)中所包括的第一至第x LSB页(x是大于2的自然数)进行编程；针对第一至第xLSB页产生并存储第iLSB奇偶校验页；对与第一至第xLSB页中的一个LSB页对应的第一至第xMSB页进行编程；在第j MSB页(j是小于x的自然数)的编程期间，当对MLC闪存的供电中断时，使用与第i LSB页组对应的第i LSB奇偶校验页恢复与第j MSB页配对的第j LSB页。第i LSB页组可位于MLC闪存的块中的相同块 中。此外，第i LSB奇偶校^r页和第i LSB页组可位于MLC闪存的块中的不 同块中。
第iLSB奇偶校验页可位于不同于MLC闪存的存储器中。这里，第iLSB 奇偶校验页所在的所述存储器可以是非易失性存储器。
当靠近第i LSB页组的LSB页组是第(i+l) LSB页组时，第(i+l) LSB页 组可包括第(x+l)LSB页至第(2x+l)LSB页，其中，第(x+l)页最靠近第i LSB 页组，第(x+2)LSB页至第(2x+l)LSB页位于第(x+l)LSB页和对应于第(x+l) LSB页的第(x+l)MSB页之间。
当第一至第xMSB页的编程完成时，所述方法还可包括对第(i+l)LSB 页组中所包括的第(x+l) LSB页至第(2x+l) LSB页进行编程，并针对第(x+l) LSB页至第(2x+l) LSB页产生第(i+l) LSB奇偶校验页；在与第(x+l) LSB页 至第(2x+l)LSB页对应的第(x+l)MSB页至第(2x+l)MSB页的编程期间，当 对MLC闪存的供电中断时，使用第(x+l)LSB奇偶校验页来恢复相应的LSB 页。
在MLC闪存中的配对页结构中，任意LSB页可与这样的MSB页配对 所述MSB页与所述任意LSB页相隔四页。此外，在MLC闪存中的配对页结 构中，当任意LSB页是LSB页中的最前两个LSB页和最后两个LSB页时， 所述任意LSB页可与这样的MSB页配对所述MSB页与所述任意LSB页 相隔四页；当任意LSB页不是LSB页中的最前两个LSB页和最后两个LSB 页时，所述任意LSB页可与这样的MSB页配对所述MSB页与所述任意 LSB页相隔六页。
所述MLC闪存可以是2位MLC闪存。这里，可通过对第一至第x LSB 页执行异或(XOR)运算来产生第iLSB奇偶校验页。此外，在恢复第jLSB 页的步骤中，可对第i LSB奇偶校验页和第一至第x LSB页中除第j LSB页 之外的第一至第xLSB页执行XOR运算。
所述MLC闪存可以是n位MLC闪存(n是3或更大的自然数)。这里， 第iLSB页组可包括子LSB页组，所述子LSB页组包括第一至第xLSB页中 的至少两个LSB页，子LSB页组的数量对应于n。
此外，可针对每一子LSB页组产生第i LSB奇偶校验页。
可通过对相应的子LSB页组中所包括的LSB页执行XOR运算来产生第i LSB奇偶校验页。在恢复第j LSB页的步骤中，可对相应的第i LSB奇偶校 验页和LSB页执行XOR运算，所述第i LSB奇偶校验页与包括第j LSB页的 子LSB页组对应，所述LSB页不包括包含第j LSB页的子LSB页组中的LSB 页中的第jLSB页。
所述MLC闪存可以是NAND闪存。
为了实现上述和/或其它方面， 一个或多个实施例包括一种MLC闪存装 置中使用的编程方法，其中，LSB页和MSB页在配对页结构中彼此配对并 且被编程或读取，所述方法包括设置第一至第n LSB页组(n是大于2的 自然数)，所述LSB页组包括MLC闪存中所包括的LSB页中的至少两个LSB 页；对第i LSB页组(i是小于n的自然数)中所包括的第 一至第x LSB页(x 是大于2的自然数)进行编程；针对第一至第x LSB页产生并存储第i LSB 奇偶校验页；对与第一至第xLSB页中的一个LSB页对应的第一至第xMSB 页进行编程；在第j MSB页(j是小于x的自然数)的编程期间，当对MLC 闪存的供电中断时，使用与第i LSB页组对应的第i LSB奇偶校验页恢复与 第j MSB页配对的第j LSB页。
通过下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得明显并更
容易理解，其中
图1示出在2位多级单元(MLC)闪存中的单元阈值电压分布；
图2A和图2B示出在2位MLC闪存(例如，图1的2位MLC闪存)
中的编程处理；
图3示意性地示出在2位MLC闪存(例如图1的2位MLC闪存)中的 最低有效位(LSB)页和最高有效位(MSB)页之间的"配对页"； 图4示出"配对页"(例如图3的"配对页")的示例； 图5示出"配对页，，(例如图4的"配对页")中的LSB奇偶校验页的位
置；
图6示出"配^f页"(例如图3的"配对页")的另一示例；
图7示出"配对页，，(例如图6的"配对页")中的LSB奇偶校验页的位
置；
图8示出位于不同块中的LSB奇偶冲交-险页和LSB页；图9示出位于不同存储器中的LSB奇偶校验页和LSB页；
图10示出3位MLC闪存中的LSB页和MSB页之间的"配对页"；
图11示出"配对页"(例如图10的"配对页")中的LSB奇偶校验页的位置。
具体实施例方式
现在将详细说明实施例，其示例示出于附图中，在附图中，相同的标号 始终表示相同的部件。在这一方面，这些实施例可具有不同的形式，不应被 解释为限于这里所阐述的描述。因此，下面仅参照附图描述实施例以解释本 发明的各方面。
在多级单元(MLC)闪存中，在一个单元中对两位(或多于两位)进行 编程。在这些位中，较低的位被称为最低有效位(LSB)，较高的位被称为最 高有效位(MSB)。 LSB和MSB均位于单元阵列上的相同字线(wordline ) 中所包括的相同单元中。然而，由于LSB和MSB形成两个不同的页，所以 通过LSB和MSB各自的页地址来分别对LSB和MSB进行编程。
LSB页用于记录或读取较低位，MSB页用于记录或读取较高位。 一个或 多个实施例可应用于MLC闪存，该MLC闪存包括以两位或更多位进行编程 的单元。然而，为了描述方便，以下描述MLC闪存中的一个单元表示两个位 值的情形。另外，下面描述的闪存可以是NAND闪存。
图1示出2位MLC闪存中的单元阈值电压分布。
参照图1，才艮据单元阈值电压的强度，2位MLC闪存中的每一存储单元 表示"11"、 "10"、 "00"和"01"中的任一值。这样，当2位MLC闪存表示 两位时，需要至少两个编程处理。
图2A和图2B示出2位MLC闪存中的编程处理。
参照图2A，被初始化为"11"(①)的存储单元的LSB T被编程为"0" (②)，因此，编程后的存储单元的值为"10"。然后，如图2B中所示，被初 始化为"11"(①)的存储单元的MSB被编程为"0"(②)，因而，编程后的 存储单元的值为"01"。此外，被编程为"10"(①)的存储单元的MSB被编 程为"0"(②)，因而，编程后的存储单元的值为"00"。
这样，可通过例如图3中所示的"配对页"将编程为不同页的LSB和 MSB连接。图3示意性地示出2位MLC闪存中的LSB页和MSB页之间的"配对页"。
图4是"配对页"(例如图3的"配对页")的示例。
参照图3和图4，在图3的"配对页"中，最前两个LSB页0和1以及 最后两个LSB页(未示出)可与这样的MSB页配对所述MSB页与LSB
页相隔四页。其余LSB页2、 3、 6、 7......可与这样的MSB页配对所述
MSB页与LSB页相隔六页。例如，LSB页"0"可与MSB页"4"配对，LSB 页"2"可与MSB页"8"配对。
图5示出"配对页，，(例如图4的"配对页")中的LSB奇偶校验页的位置。
参照图5，假设彼此相邻的任意数量的LSB页被称为LSB页组。这里， 第二 LSB页组LPG2由LSB页"F"以及LSB页"G"和"J"形成，其中 LSB页"F"最靠近第一 LSB页组LPGl， LSB页"G"和"J"存在于LSB 页"F"和与LSB页"F"配对的MSB页"K"之间。
针对每一LSB页组中所包括的LSB页存在LSB奇偶校验页。例如，针 对第一LSB页组LPG1中所包括的三个LSB页"A"、 "B"和"C"存在LSB 奇偶校验页"PAR1"。这里，可利用产生奇偶校验的方法(独立/廉价冗余盘 阵列(RAID )技术)中所使用的信息产生方法来实现LSB奇偶校验页"PARI", 其中，针对三个LSB页"A"、 "B"和"C"产生所述奇偶校验。
以下，为了描述方便，仅描述LSB奇偶校验页"PARl"执行异或(XOR) 运算并产生三个LSB页"A"、 "B"和"C"的情形。例如，关于分别被编程 为"0"、 T和T的LSB页"A"、 "B"和"C"， LSB奇偶校验页"PARI" 针对"0"、 T和T依次执行XOR运算，并且可具有值"0"。
在图5中，在对MSB页"D"编程期间供电突然中断。在这种情况下， 与MSB页"D"对应的LSB页"A"的编程状态不能被保证。在2位MLC 闪存中，彼此相关的LSB页和MSB页共享相同的字线，从而如果MSB页的 编程由于突然断电而没有正确地完成，那么LSB的编程状态不能保证。
例如，在LSB "1" -陂编程以成为"01"然后MSB "0" 一皮编程的同时， 当供电中断时，被编程为'T，的LSB页的单元电位可能改变。在这种情况 下，LSB可能被识别为"O，，,而非T。
在根据当前实施例的2位MLC闪存中，参考LSB奇偶校验页并恢复LSB页。在MSB页"D，，的编程期间供电中断时，依次对LSB奇偶校验页"PARI" 以及LSB页 "B"和"C"执行XOR运算，然后可恢复LSB页"A"。例如， 使用通过对值为"0"的LSB奇偶校验页"PARI"和值为"1"的LSB页"C" 执行XOR运算获得的值"1"，并且使用通过对值为"1"的LSB页"B"执 行XOR运算获得的值"0",可恢复LSB页"A"。
这样，即使在MSB页的编程期间供电中断，根据一个或多个实施例的2 位MLC闪存装置也可容易地恢复LSB页。
图6示出例如图3的"配对页"的另一示例。
参照图3和图6，与图4不同，在图6中，所有LSB页可与这样的MSB 页配对所述MSB页与LSB页相隔四页。例如，LSB页"0"可与MSB页 "4"配对，LSB页"2"可与MSB页"6"配对。
图7示出"配对页，，(例如图6的"配对页")中的LSB奇偶校验页的位置。
参照图7,针对第一 LSB页组LPG1中所包括的LSB页"A"、 "B"和 "C"存在LSB奇偶4交验页"PARI",针对第二 LSB页组LPG2中所包括的 LSB页"H"、 T和"J"存在LSB奇偶校验页"PAR2"。除了 LSB页组的 配置之外，图7的配置与图5的配置相似，因此省略其详细描述。
在参照图5和图7描述的2位MLC闪存中，LSB奇偶校验页与LSB页 位于相同的块中；然而， 一个或多个实施例不限于此，如图8中所示，LSB 奇偶校验页PARI 、 PAR2 、 PAR3等可位于块BLKj中，块BLKj不同于LSB 页A、 B、 C等所在的块BLKi,其中i和j是自然数。
此外，如图9所示，LSB奇偶校验页PARx可位于存储器NVRAM中， 该存储器NVRAM不同于LSB页A、 B、 C等所在的存储器FM中，其中x 是自然数。具体地讲，由于LSB奇偶校验页被存储在非易失性存储器中，所 以可减小LSB奇偶校验页所占用的存储容量。
当与任意LSB页组对应的MSB页的编程没有正确地完成时，用于相应 的LSB页组的LSB奇偶校验页是不起作用的。然而，在非易失性存储器中， 提供现场更新功能，以使得可在存储LSB奇偶校验页的位置上恢复新的LSB 奇偶校验页。
如上所述，已描述了在2位MLC闪存中使用的LSB页恢复方法。以下， 将描述在3位MLC闪存中使用的LSB页恢复方法。图10示出在3位MLC闪存中的LSB页和MSB页之间的"配对页"。 参照图10， LSB页"0"和"4"与MSB页"8"配对，LSB页T和 "5"与MSB页"9"配对。其余LSB页以相同的方式与其余MSB页配对，
从而表示3位的单元值。
图11示出"配对页"(例如图10的"配对页")中的LSB奇偶校验页的位置。
参照图11，针对LSB页组存在LSB奇偶校验页，像图5中一样。然而， 在3位MLC闪存中，LSB是两位，从而需要与每一位对应的LSB页组。例 如，如图ll所示，针对LSB的一位，存在第十一LSB页组LPGll和第十二 LSB页组LPG12。
这里，针对LSB的每一位存在LSB奇偶校验页。可针对第十一LSB页 组LPG11存在第十一 LSB奇偶校验页PAR11,针对第十二 LSB页组LPG12 存在第十二 LSB奇偶校验页PAR12。
当第十一LSB页组LPGll中所包括的LSB页"A"、 "B"和"C"的编 程完成时，在第十二 LSB页组LPG12中所包括的LSB页"D"的编程期间 对3位MLC闪存的供电中断时，可通过参照图5所描述的方法来恢复LSB 页"A"。即，依次对第十一LSB奇偶校验页PAR11以及LSB页"C，，和"B，， 执行XOR运算，从而可恢复LSB页"A"。
类似地，当第十二LSB页组LPG中所包括的LSB页"D"、 "E"和"F" 的编程完成时，在MSB页"G"的编程期间供电中断时，通过上述方法恢复 LSB页"A",并且依次对第十二 LSB奇偶校验页PAR12以及LSB页"F" 和"E，，执行XOR运算，从而恢复LSB页"D"。
如上所述，才艮据一个或多个实施例的LSB恢复方法还可应用于包括以3 位或多于3位进行编程的单元的MLC闪存。
如上所述，才艮据上面的一个或多个实施例，即使在MSB页的编程期间 供电中断，也可容易地恢复LSB页。
除了上述实施例之外， 一个或多个实施例还可通过介质(例如，计算机 可读介质)中/上的计算机可读代码/指令来实现，以控制至少一个处理元件实 现上面描述的任何实施例。所述介质可对应于允许计算机可读代码的存储或 传输的任何介质。
计算机可读代码可以以各种方式在介质上存储/传送，介质的例子包括记录介质，如;兹存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例 如，CD-ROM或DVD )以及传输介质。因此，所述介质可以是这样定义的包 括或携带信号或信息的可测量结构，如携带例如才艮据一个或多个实施例的比 特流的装置。所述介质还可以是分布式网络，以使得计算机可读代码以分布 式方式存储/传送和执行。另外，仅作为示例，所述处理元件可包括处理器或 计算机处理器，处理元件可分布于和/或包括于单个装置中。
尽管已经显示和描述了若干实施例，但是本领域技术人员应该理解，在 不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的 范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1、一种多级单元MLC闪存中使用的最低有效位LSB页恢复方法，其中，LSB页和最高有效位MSB页在配对页结构中彼此配对并且被编程或读取，所述方法包括设置第一至第n LSB页组，所述LSB页组包括MLC闪存中所包括的LSB页中的至少两个LSB页，其中，n是大于2的自然数；对第i LSB页组中所包括的第一至第x LSB页进行编程，其中，x是大于2的自然数，i是小于n的自然数；针对第一至第x LSB页产生并存储第i LSB奇偶校验页；对与第一至第x LSB页中的一个LSB页对应的第一至第x MSB页进行编程；在第j MSB页的编程期间，当对MLC闪存的供电中断时，使用与第i LSB页组对应的第i LSB奇偶校验页恢复与第j MSB页配对的第j LSB页，其中，j是小于x的自然数。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，第i LSB奇偶校验页和第i LSB页组位于MLC闪存的块中的相同块中。
3、 根据权利要求1所述的方法，其中，第i LSB奇偶校验页和第i LSB页组位于MLC闪存的块中的不同块中。
4、 根据权利要求1所述的方法，其中，第iLSB奇偶校验页位于不同于MLC闪存的存储器中。
5、 才艮据权利要求4所述的方法，其中，第iLSB奇偶校验页所在的所述存储器是非易失性存储器。
6、 根据权利要求1所述的方法，其中，当靠近第i LSB页组的LSB页组是第(i+l) LSB页组时，第(i+l) LSB页组包括第(x+l) LSB页至第(2x+l) LSB页，其中，第(x+l)页最靠近第i LSB页组，第(x+2) LSB页至第(2x+l) LSB页位于第(x+l)LSB页和对应于第(x+l)LSB页的第(x+l)MSB页之间。
7、 根据权利要求6所述的方法，还包括当第一至第x MSB页的编程完成时，对第(i+l) LSB页组中所包括的第(x+l) LSB页至第(2x+l) LSB页进行编程，并针对第(x+l) LSB页至第(2x+l)LSB页产生第(i+l)LSB奇偶校验页；在与第(x+l)LSB页至第(2x+l)LSB页对应的第(x+l)MSB页至第(2x+l)MSB页的编程期间，当对MLC闪存的供电中断时，使用第(x+l)LSB奇偶校马全页来恢复相应的LSB页。
8、 根据权利要求1所述的方法，其中，在MLC闪存中的配对页结构中，任意LSB页与这样的MSB页配对所述MSB页与所述任意LSB页相隔四页。
9、 根据权利要求1所述的方法，其中，在MLC闪存中的配对页结构中，当任意LSB页是LSB页中的最前两个LSB页和最后两个LSB页时，所述任意LSB页与这样的MSB页配对所述MSB页与所述任意LSB页相隔四页；当任意LSB页不是LSB页中的最前两个LSB页和最后两个LSB页时，所述任意LSB页与这样的MSB页配对所述MSB页与所述任意LSB页相隔六页。
10、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述MLC闪存是2位MLC闪存。
11、 根据权利要求IO所述的方法，其中，通过对第一至第xLSB页执行异或运算来产生第iLSB奇偶校^r页。
12、 根据权利要求11所述的方法，其中，在恢复第jLSB页的步骤中， 对第i LSB奇偶校验页和第一至第x LSB页中除第j LSB页之外的第一至第xLSB页执行异或运算。
13、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述MLC闪存是n位MLC闪存，其中，n是3或更大的自然数。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中，第i LSB页组包括子LSB页组，所述子LSB页组包括第一至第x LSB页中的至少两个LSB页，子LSB页组的数量对应于n。
15、 根据权利要求14所述的方法，其中，针对每一子LSB页组产生第iLSB奇偶校验页。
16、 根据权利要求15所述的方法，其中，通过对相应的子LSB页组中所包括的至少两个LSB页执行异或运算来产生第iLSB奇偶校验页。
17、 根据权利要求16所述的方法，其中，在恢复第jLSB页的步骤中，对相应的第i LSB奇偶校验页和LSB页执行异或运算，所述相应的第i LSB奇偶校验页与包括第j LSB页的子LSB页组对应，所述LSB页不包括包含第jLSB页的子LSB页组中的LSB页中的第jLSB页。
18、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述MLC闪存是NAND闪存。
19、 一种多级单元MLC闪存装置中使用的编程方法，其中，最低有效所述方法包括设置第 一至第n LSB页组，所述LSB页组包括MLC闪存中所包括的LSB页中的至少两个LSB页，其中，n是大于2的自然数；对第i LSB页组中所包括的第一至第x LSB页进行编程，其中，x是大于2的自然数，i是小于n的自然数；针对第一至第xLSB页产生并存储第iLSB奇偶校-验页；对与第一至第x LSB页中的一个LSB页对应的第一至第x MSB页进行编程；在第j MSB页的编程期间，当对MLC闪存的供电中断时，使用与第i LSB页组对应的第i LSB奇偶校验页恢复与第j MSB页配对的第j LSB页，其中，j是小于x的自然数。
20、 一种使用根据权利要求1所述的最低有效位LSB页恢复方法的多级单元MLC闪存装置。
全文摘要
本发明提供一种在多级单元(MLC)闪存装置中使用的最低有效位(LSB)页恢复方法。所述方法包括设置第一至第n LSB页组(n是大于2的自然数)，所述LSB页组包括MLC闪存中所包括的LSB页中的至少两个LSB页；对第i LSB页组(i是小于n的自然数)中所包括的第一至第x LSB页(x是大于2的自然数)进行编程；针对第一至第x LSB页产生并存储第i LSB奇偶校验页；对与第一至第x LSB页中的一个LSB页对应的第一至第x MSB页进行编程；在第j MSB页(j是小于x的自然数)的编程期间，当对MLC闪存的供电中断时，使用与第i LSB页组对应的第i LSB奇偶校验页恢复与第j MSB页配对的第j LSB页。
文档编号G11C16/10GK101685672SQ20091017628
公开日2010年3月31日 申请日期2009年9月21日 优先权日2008年9月22日
发明者安成晙, 朴景民 申请人:三星电子株式会社