半导体存储器装置、控制器、存储装置及其操作方法与流程

文档序号:21279655发布日期:2020-06-26 23:31阅读:199来源:国知局
半导体存储器装置、控制器、存储装置及其操作方法与流程
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月19日提交的申请号为10-2018-0165483的韩国专利申请的优先权,其全部公开内容通过引用整体并入本文。各个实施例总体涉及一种电子装置,且更特别地,涉及一种半导体存储器装置、控制器、具有该半导体存储器装置和该控制器的存储装置及其操作方法。
背景技术
:半导体存储器装置可具有二维结构或三维结构,其中在二维结构中,串布置在相对于半导体衬底的水平方向上,在三维结构中,串布置在相对于半导体衬底的垂直方向上。设计三维半导体存储器装置以克服二维半导体存储器装置中的集成度限制。三维构造的半导体存储器装置可包括垂直堆叠在半导体衬底上的多个存储器单元。控制器可控制半导体存储器装置的操作。半导体存储器装置和控制器可构成存储装置。技术实现要素:本公开的各个实施例提供了一种能够避免由读取干扰所引起的性能劣化的半导体存储器装置、控制器和具有该半导体存储器装置和控制器的存储装置。本公开的各个实施例提供了一种能够避免由读取干扰所引起的性能劣化的半导体存储器装置和操作控制器的方法。根据实施例,控制器可控制半导体存储器装置的操作。控制器可包括擦除页面搜索控制器、命令生成器和数据接收器。擦除页面搜索控制器可确定半导体存储器装置的搜索模式,基于该搜索模式在多个页面之中选择待搜索页面,并且生成对应于所选择页面的搜索控制信号。命令生成器可基于搜索控制信号生成针对所选择页面的搜索读取命令。数据接收器可从半导体存储器装置接收对应于搜索读取命令的搜索读取数据。搜索读取命令可以是用于控制半导体存储器装置通过将读取电压施加到包括对应于所选择页面的字线的多个字线来执行读取操作的命令。数据接收器可将搜索读取数据传输到擦除页面搜索控制器。擦除页面搜索控制器可基于搜索读取数据来确定所选择页面是否是初始擦除页面。初始擦除页面可以是用作所选择存储块的多个页面之中编程状态与擦除状态之间的边界的擦除页面。当所选择页面不是初始擦除页面时,擦除页面搜索控制器可改变待搜索页面并生成对应于改变后页面的搜索控制信号。擦除页面搜索控制器可通过二分搜索方法来改变待搜索页面。擦除页面搜索控制器可通过线性搜索方法来改变待搜索页面。控制器可进一步包括一般操作控制器。一般操作控制器可从主机接收请求并生成对应于该请求的一般控制信号。命令生成器可基于该一般控制信号生成一般操作命令,以控制半导体存储器装置的一般操作。根据另一实施例,半导体存储器装置可包括存储器单元阵列、外围电路和控制逻辑。存储器单元阵列可包括多个存储块。外围电路可对存储器单元阵列执行搜索读取操作。控制逻辑可基于从控制器接收的搜索读取命令控制外围电路对存储器单元阵列的所选择存储块执行搜索读取操作。在搜索读取操作期间,外围电路可通过将读取电压施加到与所选择存储块联接的多个字线之中的多个字线,并且将通过电压施加到多个字线之中的剩余字线来执行读取操作。所选择存储块可包括第一页面至第n页面。从第一页面开始对第一页面至第n页面进行编程,并且具有较小编号的页面在具有较大编号的页面之前被编程,其中n是大于1的自然数。当控制逻辑接收到针对第i页面的搜索读取命令时,控制逻辑可控制外围电路通过将通过电压施加到与第一至第(i-1)页面联接的字线并将读取电压施加到与第i页面至第n页面联接的字线来执行读取操作,其中i是大于1且等于或小于n的自然数。控制逻辑可响应于接收的一般读取命令,控制外围电路对存储器单元阵列执行一般读取操作。在一般读取操作期间,外围电路可通过将读取电压施加到与所选择存储块联接的多个字线之中的所选择字线并将通过电压施加到多个字线之中的未选择字线来执行读取操作。所选择存储块可包括第一页面至第n页面。当控制逻辑接收到针对第i页面的一般读取命令时,控制逻辑可控制外围电路通过将通过电压施加到与第一页面至第(i-1)页面和第(i+1)页面至第n页面联接的字线并将读取电压施加到与第i页面联接的字线来执行读取操作,其中n是大于1的自然数,并且i是大于1并等于或小于n的自然数。根据另一实施例,一种存储装置可包括:半导体存储器装置,包括多个存储块;以及控制器,包括控制半导体存储器装置的操作的控制器。控制器可响应于搜索模式将与多个存储块之中的所选择存储块中的第一选择页面相对应的搜索读取命令传输到半导体存储器装置。半导体存储器装置可响应于搜索读取命令,通过将读取电压施加到与所选择存储块联接的多个字线之中的、包括对应于第一选择页面的字线的至少两个字线来执行搜索读取操作。半导体存储器装置可将与搜索读取操作的结果相对应的搜索读取数据传输到控制器。控制器可基于搜索读取数据来确定该第一选择页面是否是初始擦除页面。当确定该第一选择页面不是初始擦除页面时,控制器可将与所选择存储块中的第二选择页面相对应的搜索读取命令传输到半导体存储器装置。控制器可通过二分搜索方法来确定第一选择页面和第二选择页面。控制器可通过线性搜索方法来确定第一选择页面和第二选择页面。根据实施例,可通过操作控制器的方法来控制半导体存储器装置的操作。通过该操作方法,可确定半导体存储器装置的搜索模式,并且可通过使用搜索读取命令来搜索半导体存储器装置的所选择存储块的初始擦除页面。搜索读取命令可以是用于控制半导体存储器装置以通过将读取电压施加到包括对应于所选择页面的字线的多个字线来执行读取操作的命令。搜索初始擦除页面可包括将与所选择存储块中的多个页面之中的所选择页面相对应的搜索读取命令传输到半导体存储器装置,从该半导体存储器装置接收对应于搜索读取命令的搜索读取数据,并且基于该搜索读取数据来确定所选择页面和后面页面是否是擦除页面。基于搜索读取数据来确定所选择页面和后面页面是否是擦除页面可包括:当搜索读取数据指示对应于擦除状态的数据时,将所选择页面和后面页面确定为擦除页面。基于搜索读取数据来确定所选择页面和后面页面是否是擦除页面可包括:当搜索读取数据包括对应于编程状态的数据时,将所选择页面和后面页面中的至少一个确定为编程页面。根据另一实施例,通过操作具有包括多个页面的存储块的半导体存储器装置的方法,可接收针对多个页面之中的所选择页面的搜索读取命令,可响应于接收的搜索读取命令,从联接到存储块的多个字线之中选择与所选择页面和后面页面相对应的字线,可将读取电压施加到多个字线之中的所选择字线,可将通过电压施加到多个字线之中的未选择字线,并且可对联接到存储块的多个位线执行位线感测操作。该方法可进一步包括将作为位线感测操作的结果而生成的数据输出为搜索读取数据。该搜索读取数据可指示所选择页面和后面页面中的至少一个是否是编程页面。根据另一实施例,存储装置可包括存储器装置和控制器。存储器装置可包括多个存储块以及与从多个存储块之中选择的存储块联接的多个字线。控制器可被配置成将搜索读取命令传输到半导体存储器装置。响应于搜索读取命令,存储器装置可将低于通过电压的读取电压施加到多个字线之中的目标字线和目标字线之后的至少一个后面字线,并且将通过电压施加到多个字线之中、在该目标字线之前的至少一个前面字线。附图说明图1是示出根据实施例的包括控制器和半导体存储器装置的存储装置的框图;图2是示出图1所示的半导体存储器装置的框图;图3是示出图2所示的存储器单元阵列的示例的示图;图4是示出图3所示的多个存储块blk1至blkz之中的存储块blka的电路图;图5是示出图3所示的多个存储块blk1至blkz之中的存储块blkb的电路图;图6是示出图2所示的存储器单元阵列110中的多个存储块blk1至blkz之中的存储块blkc的电路图;图7是示出根据本公开的实施例的控制器的框图;图8是示出根据实施例的搜索读取操作的效果的示图;图9是示出根据实施例的操作控制器的方法的流程图;图10是示出根据实施例的操作控制器的方法的详细流程图;图11是示出图10的步骤s240的流程图;图12a、图12b、图12c和图12d是示出通过根据二分搜索方法的搜索读取操作来确定初始擦除页面的方法的示图;图13a、图13b、图13c和图13d是示出通过根据线性搜索方法的搜索读取操作来确定初始擦除页面的方法的示图;图14是示出一般读取操作的示图;图15是示出根据本公开的实施例的操作半导体存储器装置的方法的流程图;图16是示出多层单元(mlc)的阈值电压分布的示图;图17是示出图7所示的控制器的示例的框图;图18是示出图1的存储装置的应用示例的框图;并且图19是示出包括图18的存储装置的计算系统的框图。具体实施方式在下文中,本公开的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将通过下面参照附图详细描述的实施例而变得显而易见。然而,它们可以不同形式实现,并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反,提供这些实施例以使本公开将是彻底且完整的,并且将向本领域技术人员充分传达示例实施例的范围。注意的是,对“实施例”、“另一实施例”等的参考不一定仅意味着一个实施例,并且对任何这种短语的不同参考不一定针对相同的实施例。如本文所使用的,除非上下文另有明确说明,否则单数形式也可包括复数形式,反之亦然。除非另有明确规定或根据上下文清楚地指向单数形式,否则本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为表示“一个或多个”。将理解的是,当元件被称为“联接”或“连接”到某个元件时,其可直接联接或连接到该某个元件,或者可间接联接或连接到该某个元件,在其之间存在中间元件。在说明书中,除非在上下文中具体指出相反的描述,否则当元件被称为“包括”或“包含”组件时,其不排除其它组件,并且可进一步包括其它组件。在下文中,将参照附图详细描述本公开的可选实施例。在附图中,相同的附图标记始终表示相同的元件。在一些实施例中,将不详细描述公知的进程、装置结构和技术,以免模糊本公开。省略不必要的描述旨在更清楚地公开本公开的主旨。图1是示出根据本公开的实施例的包括控制器200和半导体存储器装置100的存储装置1000的框图。参照图1,存储装置1000可包括半导体存储器装置100和控制器200。存储装置1000可与主机300通信。控制器200可基于从主机300接收的请求通过传输命令cmd来控制半导体存储器装置100的一般操作。控制器200可将对应于命令cmd中的每一个的数据data传输到半导体存储器装置100,或者可从半导体存储器装置100接收数据data。当控制器200从主机300接收到编程请求和编程数据时,控制器200可将与之对应的编程命令和编程数据传输到半导体存储器装置100。当控制器200从主机300接收到读取请求时,控制器200可将对应于读取请求的读取命令传输到半导体存储器装置100。半导体存储器装置100可将对应于读取命令的读取数据传输到控制器200。用于读取操作的读取命令可从控制器200传输到半导体存储器装置100。半导体存储器装置100可响应于该读取命令来读取数据。读取数据可从半导体存储器装置100传输到控制器200。用于编程操作的编程数据可从控制器200传输到半导体存储器装置100。编程数据可存储在半导体存储器装置100的页面缓冲器中。页面缓冲器可包括在半导体存储器装置100的读取和写入电路中。将在下面参照图2描述读取和写入电路以及页面缓冲器。半导体存储器装置100中的存储器单元可基于存储在半导体存储器装置100的页面缓冲器中的编程数据来进行编程。可能发生在控制器200正控制半导体存储器装置100的编程操作时电力供应突然被阻断或中断的情况,即可能发生突然断电(spo)的情况。例如,当通过控制器200生成的编程命令利用数据对半导体存储器装置100中的预定存储块编程时,可能发生突然断电(spo)。当在发生上述突然断电之后再次供应电力时,即当通电时,控制器200可识别出已发生突然断电,并且可恢复在发生突然断电之前正对半导体存储器装置100执行的编程操作。例如,控制器200可恢复对半导体存储器装置100的存储块的编程操作,以利用在发生突然断电之前编程的数据来对该存储块进行编程。更具体地,为了恢复由于突然断电而中断的半导体存储器装置100的编程操作,控制器200可在通电之后进入搜索模式,并且可在恢复相应的编程操作之前,对半导体存储器装置100中的多个存储块执行搜索操作。可执行搜索操作以检查在发生突然断电之前执行的编程操作的状态。换言之,搜索操作能够检测输入到半导体存储器装置100的多个数据(未示出)中有多少被实际编程到存储块中。控制器200可检查存储块中的页面中的每一个的编程状态或擦除状态。更具体地,为了识别存储块中包括的多个页面之中用作编程状态和擦除状态之间的边界(boundary)的擦除页面,控制器200可对存储块中包括的多个页面之中的至少一个物理页面执行读取操作。例如,位于边界处的擦除页面可表示该擦除页面之前的页面处于编程状态,并且该擦除页面之后的页面处于擦除状态。在本说明书中,可将处于编程状态和擦除状态之间的边界处的擦除页面称为“初始擦除页面”。例如,控制器200可控制半导体存储器装置100对存储块中的第一页面执行读取操作。当作为读取操作的结果而读取的数据包括编程数据时,可将相应的页面确定为编程页面。然而,当作为读取操作的结果而读取的数据仅包括擦除数据时,可将相应的页面确定为擦除页面。根据本公开的实施例,控制器200可使用不同于一般读取操作的搜索读取操作,以便在存储块中的页面之中搜索初始擦除页面。在搜索读取操作中,可将读取电压同时施加到与包括所选择页面的多个页面联接的多个字线。因此,即使重复读取操作,也可抑制读取干扰。因此,半导体存储器装置100和具有该半导体存储器装置100的存储装置1000的性能可被提高。可参照图7至图16详细描述搜索读取操作。图2是示出图1所示的半导体存储器装置100的框图。参照图2,半导体存储器装置100可包括存储器单元阵列110、地址解码器120、读取和写入电路130、控制逻辑140以及电压生成器150。存储器单元阵列110可包括多个存储块blk1至blkz。多个存储块blk1至blkz可通过字线wl联接到地址解码器120。多个存储块blk1至blkz可通过位线bl1至blm联接到读取和写入电路130。多个存储块blk1至blkz中的每一个可包括多个存储器单元。根据实施例,多个存储器单元可以是具有垂直沟道结构的非易失性存储器单元。存储器单元阵列110可具有二维结构。可选地,存储器单元阵列110可具有三维结构。存储器单元阵列110中的多个存储器单元中的每一个可存储至少1位数据。根据实施例,存储器单元阵列110中的多个存储器单元中的每一个可以是存储1位数据的单层单元(slc)。根据另一实施例,存储器单元阵列110中的多个存储器单元中的每一个可以是存储2位数据的多层单元(mlc)。根据另一实施例,存储器单元阵列110中的多个存储器单元中的每一个可以是存储3位数据的三层单元(tlc)。根据另一实施例,存储器单元阵列110中的多个存储器单元中的每一个可以是存储4位数据的四层单元(qlc)。根据另一实施例,存储器单元阵列110中的多个存储器单元中的每一个可存储5位或更多位数据。地址解码器120、读取和写入电路130、控制逻辑140和电压生成器150可作为用于驱动存储器单元阵列110的外围电路进行操作。地址解码器120可通过字线wl联接到存储器单元阵列110。地址解码器120可响应于控制逻辑140的控制进行操作。地址解码器120可通过半导体存储器装置100中的输入/输出缓冲器(未示出)来接收地址。地址解码器120可被配置成对接收的地址的块地址进行解码。地址解码器120可根据解码的块地址来选择至少一个存储块。在一般读取操作中的读取电压施加操作期间,地址解码器120可将读取电压vread施加到所选择存储块的所选择字线,并且将通过电压vpass施加到未选择字线。在编程验证操作期间,可将验证电压施加到所选择存储块的所选择字线,并且可将通过电压vpass施加到未选择字线。读取电压vread、通过电压vpass、验证电压和通过电压vpass可由电压生成器150生成。在搜索读取操作期间,地址解码器120可将读取电压vread施加到所选择存储块中的多个所选择字线,并且将通过电压vpass施加到剩余字线。地址解码器120可被配置成对接收的地址的列地址进行解码。地址解码器120可将解码的列地址传输到读取和写入电路130。可以页面为单位来执行半导体存储器装置100的读取操作和编程操作。在读取操作和编程操作的请求下所接收到的地址可包括块地址、行地址和列地址。地址解码器120可响应于块地址和行地址来选择一个存储块和一个字线。列地址可通过地址解码器120解码,并被提供到读取和写入电路130。地址解码器120可包括块解码器、行解码器、列解码器以及地址缓冲器。读取和写入电路130可包括多个页面缓冲器pb1至pbm。读取和写入电路130可在存储器单元阵列110的一般读取操作期间作为“读取电路”来操作,并且在写入操作期间作为“写入电路”来操作。页面缓冲器pb1至pbm可通过位线bl1至blm联接到存储器单元阵列110。在一般读取操作和编程验证操作期间,多个页面缓冲器pb1至pbm可连续地向联接到存储器单元的位线提供感测电流以感测存储器单元的阈值电压。进一步地,多个页面缓冲器pb1至pbm可通过感测节点感测根据相应存储器单元的编程状态流动的电流量的变化,并且将该变化锁存为感测数据。读取和写入电路130可响应于从控制逻辑140输出的页面缓冲器控制信号进行操作。在读取操作期间,读取和写入电路130可通过感测存储器单元的数据来临时存储读取数据,并且将数据data输出到半导体存储器装置100的输入/输出缓冲器(未示出)。根据示例性实施例,读取和写入电路130除了页面缓冲器pb1至pbm(或页面寄存器)之外,还可包括列选择电路。控制逻辑140可联接到地址解码器120、读取和写入电路130以及电压生成器150。控制逻辑140可通过半导体存储器装置100的输入/输出缓冲器(未示出)接收命令cmd和控制信号ctrl。控制逻辑140可被配置成响应于控制信号ctrl来控制半导体存储器装置100的一般操作。另外,控制逻辑140可输出控制信号,以控制页面缓冲器pb1至pbm的感测节点预充电电势电平。控制逻辑140可控制读取和写入电路130执行存储器单元阵列110的读取操作。在读取操作期间,电压生成器150可响应于从控制逻辑140输出的控制信号来生成读取电压vread和通过电压vpass。电压生成器150可包括接收内部电源电压以生成具有各个电压电平的多个电压的多个泵浦电容器。进一步地,电压生成器150可响应于控制逻辑140的控制而选择性地激活多个泵浦电容器以生成多个电压。如上所述,电压生成器150可包括电荷泵,电荷泵可包括上述泵浦电容器。电压生成器150中的电荷泵的具体配置可以各种方式进行设计。地址解码器120、读取和写入电路130和电压生成器150可用作被配置成对存储器单元阵列110执行读取操作、写入操作和擦除操作的外围电路。控制逻辑140可控制外围电路对存储器单元阵列110执行读取操作、写入操作和擦除操作。当从控制器200接收的命令cmd是一般读取命令时,控制逻辑140可控制外围电路执行一般读取操作。当从控制器200接收的命令cmd是搜索读取命令时,控制逻辑140可控制外围电路执行搜索读取操作。根据本公开的实施例,在搜索读取操作期间,半导体存储器装置100可将读取电压施加到包括联接到所选择页面的字线的多个字线,并且可将通过电压施加到剩余字线。因此,因为将具有比通过电压低的电压电平的读取电压施加到多个字线,所以可防止由读取干扰所引起的半导体存储器装置100的性能劣化。图3是示出图2所示的存储器单元阵列110的示例的示图。参照图3,存储器单元阵列110可包括多个存储块blk1至blkz。存储块blk1至blkz中的每一个可包括三维结构。每个存储块可包括堆叠在衬底上方的多个存储器单元。多个存储器单元可沿+x方向、+y方向和+z方向布置。以下将参照图4和图5详细地描述每个存储块的结构。图4是示出图3所示的多个存储块blk1至blkz之中的存储块blka的电路图。参照图4,存储块blka可包括多个单元串cs11至cs1m和cs21至cs2m。根据实施例,单元串cs11至cs1m和cs21至cs2m中的每一个可形成为“u”形。在存储块blka中,可在行方向(即,+x方向)上布置“m”个单元串。图4示出了在列方向(即+y方向)上布置的两个单元串。然而,应当理解的是,可在列方向上布置三个或更多个单元串。单元串cs11至cs1m和cs21至cs2m中的每一个可包括至少一个源极选择晶体管sst、第一至第n存储器单元mc1至mcn、管道晶体管pt以及至少一个漏极选择晶体管dst。选择晶体管sst和dst中的每一个以及存储器单元mc1至mcn中的每一个可具有彼此相似的结构。根据实施例,选择晶体管sst和dst以及存储器单元mc1至mcn中的每一个可包括沟道层、隧道绝缘层、电荷存储层和阻挡绝缘层。根据实施例,可在每个单元串中设置用于提供沟道层的柱(pillar)。根据实施例,可为每个单元串设置用于提供沟道层、隧道绝缘层、电荷存储层和阻挡绝缘层中的至少一个的柱。每个单元串的源极选择晶体管sst可联接在共源线csl和第一至第p存储器单元mc1至mcp之间。根据实施例,布置在相同行中的单元串的源极选择晶体管可联接到在行方向上延伸的源极选择线,并且布置在不同行中的单元串的源极选择晶体管可联接到不同的源极选择线。在图4中,第一行中的单元串cs11至cs1m的源极选择晶体管可联接到第一源极选择线ssl1。第二行中的单元串cs21至cs2m的源极选择晶体管可联接到第二源极选择线ssl2。根据另一实施例,单元串cs11至cs1m和cs21至cs2m的源极选择晶体管可共同联接到一个源极选择线。每个单元串的第一至第n存储器单元mc1至mcn可联接在源极选择晶体管sst和漏极选择晶体管dst之间。第一至第n存储器单元mc1至mcn可被划分成第一至第p存储器单元mc1至mcp和第(p+1)至第n存储器单元mcp+1至mcn。第一至第p存储器单元mc1至mcp可被顺序地布置在与+z方向相反的方向上,并且可串联联接在源极选择晶体管sst和管道晶体管pt之间。第(p+1)至第n存储器单元mcp+1至mcn可被顺序地布置在+z方向上,并且可串联联接在管道晶体管pt和漏极选择晶体管dst之间。第一至第p存储器单元mc1至mcp和第(p+1)至第n存储器单元mcp+1至mcn可通过管道晶体管pt联接。每个单元串的第一至第n存储器单元mc1至mcn的栅极可分别联接到第一至第n字线wl1至wln。每个单元串的管道晶体管pt的栅极可联接到管线pl。每个单元串的漏极选择晶体管dst可联接在相应位线和存储器单元mcp+1至mcn之间。布置在行方向上的单元串可联接到在行方向上延伸的漏极选择线。第一行中的单元串cs11至cs1m的漏极选择晶体管可联接到第一漏极选择线dsl1。第二行中的单元串cs21至cs2m的漏极选择晶体管可联接到第二漏极选择线dsl2。布置在列方向上的单元串可联接到在列方向上延伸的位线。在图4中,第一列中的单元串cs11和cs21可联接到第一位线bl1。第m列中的单元串cs1m和cs2m可联接到第m位线blm。布置在行方向上的单元串中联接到相同字线的存储器单元可形成单个页面。例如,在第一行中的单元串cs11至cs1m中联接到第一字线wl1的存储器单元可构成单个页面。在第二行中的单元串cs21至cs2m中联接到第一字线wl1的存储器单元可构成另一页面。当选择第一和第二漏极选择线dsl1和dsl2中的一个时,可选择布置在一个行方向上的单元串。当选择第一至第n字线wl1至wln中的一个时,可从所选择单元串中选择一个页面。在另一实施例中,可设置偶数位线和奇数位线来代替第一至第m位线bl1至blm。布置在行方向上的单元串cs11至cs1m或cs21至cs2m中的偶数单元串可分别联接到偶数位线。布置在行方向上的单元串cs11至cs1m或cs21至cs2m中的奇数单元串可分别联接到奇数位线。根据实施例,第一至第n存储器单元mc1至mcn中的至少一个可用作虚设(dummy)存储器单元。例如,可设置一个或多个虚设存储器单元以减少源极选择晶体管sst与第一至第p存储器单元mc1至mcp之间的电场。可选地,可设置一个或多个虚设存储器单元以减少漏极选择晶体管dst与存储器单元mcp+1至mcn之间的电场。当设置更多的虚设存储器单元时,可提高存储块blka的操作可靠性,然而可能增加存储块blka的大小。当设置更少的虚设存储器单元时,可减少存储块blka的大小,并且也可能降低存储块blka的操作可靠性。为了有效地控制一个或多个虚设存储器单元,虚设存储器单元中的每一个可具有所需的阈值电压。在对存储块blka的擦除操作之前或之后,可对部分或全部虚设存储器单元执行编程操作。当在执行编程操作之后执行擦除操作时,通过控制施加到与虚设存储器单元联接的虚设字线的电压,虚设存储器单元可具有所需的阈值电压。图5是示出图3所示的多个存储块blk1至blkz之中的存储块blkb的电路图。参照图5,存储块blkb可包括多个单元串cs11'至cs1m'和cs21'至cs2m'。多个单元串cs11'至cs1m'和cs21'至cs2m'中的每一个可在+z方向延伸。多个单元串cs11'至cs1m'和cs21'至cs2m'中的每一个包括堆叠在存储块blkb下方的衬底(未示出)上的至少一个源极选择晶体管sst、第一至第n存储器单元mc1至mcn以及至少一个漏极选择晶体管dst。每个单元串的源极选择晶体管sst可联接在共源线csl和第一至第n存储器单元mc1至mcn之间。布置在相同行中的单元串的源极选择晶体管可联接到相同的源极选择线。布置在第一行中的单元串cs11'至cs1m'的源极选择晶体管可联接到第一源极选择线ssl1。布置在第二行中的单元串cs21'至cs2m'的源极选择晶体管可联接到第二源极选择线ssl2。根据另一实施例,单元串cs11'至cs1m'和cs21'至cs2m'的源极选择晶体管可共同联接到单个源极选择线。每个单元串的第一至第n存储器单元mc1至mcn可串联联接在源极选择晶体管sst和漏极选择晶体管dst之间。第一至第n存储器单元mc1至mcn的栅极可分别联接到第一至第n字线wl1至wln。每个单元串的漏极选择晶体管dst可联接在相应位线和存储器单元mc1至mcn之间。布置在行方向上的单元串的漏极选择晶体管可联接到在行方向上延伸的漏极选择线。第一行中的单元串cs11'至cs1m'的漏极选择晶体管可联接到第一漏极选择线dsl1。第二行中的单元串cs21'至cs2m'的漏极选择晶体管可联接到第二漏极选择线dsl2。因此,除了从存储块blka的每个单元串中去除管道晶体管pt之外,图5所示的存储块blkb可具有与图4所示的存储块blka类似的等效电路。在另一实施例中,可设置偶数位线和奇数位线来代替第一至第m位线bl1至blm。布置在行方向上的单元串cs11'至cs1m'或cs21'至cs2m'中的偶数单元串可分别联接到偶数位线。布置在行方向上的单元串cs11'至cs1m'或cs21'至cs2m'中的奇数单元串可分别联接到奇数位线。根据实施例,第一至第n存储器单元mc1至mcn中的至少一个可用作虚设存储器单元。例如,可设置一个或多个虚设存储器单元以减少源极选择晶体管sst与第一至第n存储器单元mc1至mcn之间的电场。可选地,可设置一个或多个虚设存储器单元以减少漏极选择晶体管dst与存储器单元mc1至mcn之间的电场。当设置更多的虚设存储器单元时,可提高存储块blkb的操作可靠性,然而可能增加存储块blkb的大小。当设置更少的存储器单元时,可减少存储块blkb的大小,并且可能劣化存储块blkb的操作可靠性。为了有效地控制一个或多个虚设存储器单元,虚设存储器单元中的每一个可具有所需的阈值电压。在对存储块blkb的擦除操作之前或之后,可对部分或全部虚设存储器单元执行编程操作。当在执行编程操作之后执行擦除操作时,通过控制施加到与虚设存储器单元联接的虚设字线的电压,虚设存储器单元可具有所需的阈值电压。图6是示出图2所示的存储器单元阵列110中的多个存储块blk1至blkz之中的存储块blkc的电路图。参照图6,存储块blkc可包括多个单元串cs1至csm。多个单元串cs1至csm可分别联接到多个位线bl1至blm。单元串cs1至csm中的每一个可包括至少一个源极选择晶体管sst、第一至第n存储器单元mc1至mcn以及至少一个漏极选择晶体管dst。选择晶体管sst和dst中的每一个以及存储器单元mc1至mcn中的每一个可具有彼此相似的结构。根据实施例,选择晶体管sst和dst以及存储器单元mc1至mcn中的每一个可包括沟道层、隧道绝缘层、电荷存储层和阻挡绝缘层。根据实施例,可在每个单元串中设置用于提供沟道层的柱(pillar)。根据实施例,可为每个单元串设置用于提供沟道层、隧道绝缘层、电荷存储层和阻挡绝缘层中的至少一个的柱。每个单元串的源极选择晶体管sst可联接在共源线csl和第一至第n存储器单元mc1至mcn之间。每个单元串的第一至第n存储器单元mc1至mcn可联接在源极选择晶体管sst和漏极选择晶体管dst之间。每个单元串的漏极选择晶体管dst可联接在相应位线和存储器单元mc1至mcn之间。联接到相同字线的存储器单元可形成单个页面。当选择漏极选择线dsl时,可选择单元串cs1至csm。当选择字线wl1至wln中的一个时,可从所选择单元串中选择一个页面。在另一实施例中,可设置偶数位线和奇数位线来代替第一至第m位线bl1至blm。单元串cs1至csm的偶数单元串可分别联接到偶数位线。单元串cs1至csm的奇数单元串可分别联接到奇数位线。图7是示出根据本公开的实施例的控制器,例如图1所示的控制器200的框图。参照图7,控制器200可包括一般操作控制器215、擦除页面搜索控制器235、命令生成器255和数据接收器275。一般操作控制器215可从主机(例如,图1的主机300)接收请求rq。例如,请求rq中的每一个可以是数据写入请求或数据读取请求。一般操作控制器215可生成并传输对应于所接收的请求rq的一般控制信号ctr_n。命令生成器255可基于所接收的一般控制信号ctr_n生成一般操作命令cmd_nmr,以控制半导体存储器装置(例如,图1的半导体存储器装置100)执行一般操作。一般操作命令cmd_nmr可包括编程命令、读取命令和擦除命令中的一个。一般操作命令cmd_nmr的读取命令可以是一般读取命令。生成的一般操作命令cmd_nmr可传输到半导体存储器装置100。半导体存储器装置100可基于一般操作命令cmd_nmr来执行对应于所接收的一般操作命令cmd_nmr的操作。当一般操作命令cmd_nmr是编程命令时,半导体存储器装置100可执行编程操作。当一般操作命令cmd_nmr是读取命令时,半导体存储器装置100可执行读取操作。当一般操作命令cmd_nmr是擦除命令时,半导体存储器装置100可执行擦除操作。在发生上述突然断电(spo)之后,擦除页面搜索控制器235可生成搜索所选择存储块的擦除页面的搜索控制信号ctr_s并将其传输到命令生成器255。搜索控制信号ctr_s可包括对应于页面的地址信息,以用于确定该页面是否被擦除。命令生成器255可基于所接收的搜索控制信号ctr_s生成搜索读取命令cmd_sr,以控制半导体存储器装置100对擦除页面执行搜索操作。生成的搜索读取命令cmd_sr可传输到半导体存储器装置100。半导体存储器装置100可基于所接收的搜索读取命令cmd_sr来执行搜索读取操作。搜索读取操作可不同于一般读取操作。根据实施例,可执行搜索读取操作以确定编程页面是否包括在所选择存储块的所选择页面及后面页面中。在半导体存储器装置100的操作方面,一般读取操作可指通过将读取电压施加到所选择存储块的所选择字线并将通过电压施加到剩余字线而执行的数据读取操作。根据本公开的实施例,可通过选择对应于所选择页面的字线和一个或者多个后面字线并向其施加读取电压,并且将通过电压施加到剩余字线,即施加到在所选择的字线之前的一个或者多个字线,来执行搜索读取操作。根据本公开的实施例,可根据与每个字线相对应的页面的编程顺序来确定基于搜索目标字线而划分的前面字线和后面字线。下面将参照图12a至12d、图13a至图13d以及图14详细描述前面字线和后面字线。数据接收器275可从半导体存储器装置100接收读取数据rdata。读取数据rdata可以是半导体存储器装置100的一般读取操作的结果数据,或者是半导体存储器装置100的搜索读取操作的结果数据。当读取数据rdata是一般读取操作的结果数据时,读取数据rdata可以是与来自主机300的请求rq相对应的数据。因此,读取数据rdata可被传输到主机300。当读取数据rdata是搜索读取操作的结果数据时,读取数据rdata可被传输到擦除页面搜索控制器235。擦除页面搜索控制器235可基于从数据接收器275接收的读取数据rdata来确定当前所选择页面是初始擦除页面。可选地,擦除页面搜索控制器235可基于从数据接收器275接收的读取数据rdata生成搜索控制信号ctr_s以执行附加搜索读取操作。下面将参照图10描述擦除页面搜索控制器235的操作。图8是示出根据实施例的搜索读取操作的效果的示图。例如,图8示出了每一个存储1位数据的单层单元(slc)的阈值电压分布。为了存储1位数据,单层单元中的每一个的阈值电压可具有擦除状态e和完成编程操作之后的编程状态p中的一个。在一般读取操作中,可将读取电压vread施加到对应于所选择页面的所选择字线以读取所选择页面的数据,并且可将通过电压vpass施加到剩余字线,从而执行数据读取操作。如图8所示,在读取操作中,通过电压vpass可具有大于读取电压vread的电压电平。因此,在一般读取操作中,可将具有相对较高的电压电平的通过电压vpass施加到与未选择的字线联接的存储器单元。当将通过电压vpass施加到存储器单元时,可能发生读取干扰。因此,存储器单元的阈值电压分布可能劣化。因此,半导体存储器装置100和具有该半导体存储器装置100的存储装置1000的性能可能劣化。根据本公开的实施例,控制器200和半导体存储器装置100可在读取操作期间使用搜索读取操作而非一般读取操作来搜索擦除页面。在搜索读取操作期间,可将读取电压vread施加到所选择存储块的所选择字线和后面字线,并且可将通过电压vpass施加到所选择存储块的前面字线,从而执行数据读取操作。在一般读取操作中,可将通过电压vpass也施加到后面字线。然而,在搜索读取操作中,可将读取电压vread施加到后面字线。如上所述,根据本公开的实施例,在搜索读取操作期间,可将小于通过电压vpass的读取电压vread施加到与所选择字线之后的后面字线联接的存储器单元,虽然这些存储器单元可能被包括在未选择页面中。因此,可减少在重复读取操作期间由读取干扰所引起的影响。因此,可防止存储器单元的阈值电压分布的劣化。因此,可提高半导体存储器装置100和具有该半导体存储器装置100的存储装置1000的性能。图9是示出根据本发明的实施例的操作控制器,例如图7的控制器200的方法的流程图。参照图9,图9的方法可包括步骤s110和步骤s130。步骤s110可包括确定半导体存储器装置100的搜索模式。步骤s130可包括通过使用搜索读取命令来搜索半导体存储器装置100的初始擦除页面。在步骤s110中,控制器200可检测到在发生突然断电之后再次供应电力,即通电。因此,控制器200可识别出已发生突然断电并因此确定半导体存储器装置100的搜索模式。当在发生上述突然断电之后再次供应电力时,即当通电时,控制器200可识别出已发生突然断电,并且可恢复在发生突然断电之前正对半导体存储器装置100执行的编程操作。例如,控制器200可恢复对半导体存储器装置100的存储块的编程操作,以利用在发生突然断电之前编程的数据来对该存储块进行编程。更具体地,为了恢复由于突然断电而中断的半导体存储器装置100的编程操作,控制器200可在通电之后进入搜索模式,并且可在恢复相应的编程操作之前,对半导体存储器装置100中的多个存储块执行搜索操作。可在搜索模式下执行搜索操作,以检查在发生突然断电之前执行的编程操作的状态。换言之,搜索操作能够检测输入到半导体存储器装置100的多个数据(未示出)中有多少被实际编程到存储块中。在搜索模式下,控制器200可检查存储块中的每一个页面的编程状态或擦除状态。更具体地,为了识别存储块中包括的多个页面之中的用作编程状态和擦除状态之间的边界的擦除页面,控制器200可对存储块中包括的多个页面之中的至少一个物理页面执行读取操作。在步骤s110中,当确定了半导体存储器装置100的搜索模式时,可选择用于搜索初始擦除页面的存储块。例如,控制器200可响应于搜索模式而将存储器装置100中的多个存储块blk1至blkz区分为闭合块、开放块和空闲块。闭合块可表示页面全部被写入数据且没有执行编程操作的页面的存储块。开放块可表示一些页面被编程有数据而其它页面处于擦除状态的存储块。空闲块可表示页面都处于擦除状态的存储块。控制器200可选择存储块blk1至blkz之中的至少一个开放块作为搜索初始擦除页面的存储块。在步骤s130中,可对所选择存储块搜索初始擦除页面。在该过程中,控制器200可通过使用搜索读取命令来搜索所选择存储块的初始擦除页面。如上所述,半导体存储器装置100可接收搜索读取命令,并且通过将读取电压施加到所选择存储块的所选择字线和后面字线并通过将通过电压施加到剩余字线,即施加到所选择存储块的前面字线来执行搜索读取操作。在搜索读取操作期间,因为将小于通过电压vpass的读取电压vread施加到所选择字线之后的后面字线,所以可减少由重复读取操作所引起的读取干扰。图10是示出根据实施例的操作控制器,例如图7的控制器200的方法的详细流程图。参照图10,图10的方法可从确定半导体存储器装置100的搜索模式并确定初始值i的步骤s210开始。步骤s210可对应于图9的步骤s110。图10的剩余步骤s220至s280可对应于图9的步骤s130。在步骤s210中,控制器200可检测到在发生突然断电之后再次供电,即通电。因此,控制器200可识别出已发生突然断电,并因此确定半导体存储器装置100的搜索模式。可为擦除页面搜索确定初始值i。值i可对应于用于执行搜索读取操作以确定编程/擦除的页面地址。在图4的示例中,初始值i可以是对应于字线的索引的值1至n中的一个。初始值i可根据擦除页面的搜索方法而变化。例如,在线性搜索方法中,初始值i可被确定为“1”。在另一示例中,根据二分搜索方法,初始值i可被确定为n/2。当n/2不是整数时,与其近似的整数值可以作为初始值i。步骤s210可由图7的擦除页面搜索控制器235来执行。在图10中,关于存储块的编程顺序和对应于每个页面的编号,可假设从第一页面开始对第一页面至第n页面进行编程。换言之,具有较小编号的页面可在具有较大编号的页面之前被编程。在步骤s220中,可将针对所选择存储块的第i页面的搜索读取命令传输到半导体存储器装置100。步骤s220可由图7的命令生成器255来执行。半导体存储器装置100可接收搜索读取命令并对第i页面执行搜索读取操作。半导体存储器装置100可生成作为搜索读取操作结果的搜索读取数据并将其传输到控制器200。。根据本公开的实施例,对应于第i页面的搜索读取数据可指示第i至第n页面是否包括至少一个编程页面。还是参照图8,可假设对应于擦除状态e的存储器单元存储逻辑高值“1”的数据,并且对应于编程状态p的存储器单元存储逻辑低值“0”的数据。在该示例中,当搜索读取数据中的所有位数据都为逻辑高值“1”时,这可指示所有的第i至第n页面都是擦除页面。当搜索读取数据包括逻辑低值“0”时,这可指示第i至第n页面包括至少一个编程页面。因此,考虑到第一页面首先被编程并且第二至第n页面顺序被编程的顺序,第i页面可以是编程页面。在图8中,可假设对应于擦除状态e的存储器单元存储逻辑低值“0”的数据,并且对应于编程状态p的存储器单元存储逻辑高值“1”的数据。在上面的示例中,当搜索读取数据中的所有位数据都为逻辑低值“0”时,这可指示所有的第i至第n页面都是擦除页面。当搜索读取数据包括“1”位数据时,这可指示第i至第n页面包括至少一个编程页面。因此,考虑到存储块中页面的编程顺序,第i页面可以是编程页面。将在下面参照图12a至图12d描述半导体存储器装置100的搜索读取操作和搜索读取数据的特性。在步骤s230中,控制器200可从半导体存储器装置100接收关于第i页面的搜索读取数据。步骤s230可由图7的数据接收器275来执行。因为所接收的数据是搜索读取数据,所以数据接收器275可将所接收的数据传输到擦除页面搜索控制器235。在步骤s240中,可确定所有的第i至第n页面是否都处于擦除状态e。步骤s240可由图7的擦除页面搜索控制器235来执行。将参照图11更详细地描述步骤s240。当作为步骤s240中的确定结果,所有的第i至第n页面都处于擦除状态e时(即,步骤s240中为“是”),步骤s260中,可减少值i。针对减少后的值i可重复执行步骤s220至s240。当作为步骤s240中的确定结果,第i至第n页面中的至少一个是编程页面时(即,步骤s240中为“否”),在步骤s250中,可增加值i。在步骤s270中,可确定经增加后的值i是否是先前选择的值。以这种方式,可确定对应于增加后值i的页面是初始擦除页面还是编程页面。作为步骤s270中的确定结果,当该值i是先前选择的值时(即,步骤s270中为“是”),在步骤s280中,可将所选择存储块的第i页面确定为初始擦除页面。作为步骤s270中的确定结果,当该值i先前未被选择时(即,步骤s270中为“否”),可再次执行步骤s220至s250。将在下面参照图12a至图12d或图13a至图13d描述通过步骤s240、s250、s260和s270改变值i和根据改变后的值i是否是先前选择的值来执行的操作。在增加或减少值i的步骤s250和s260中,可通过各种方法来确定值i。根据实施例,可使用二分搜索方法来作为确定值i的方法中的一种。根据二分搜索方法,最大页面编号和最小页面编号的中间值可被选择为值i。当对应于所选择值i的页面是编程页面时,相应值i可以是新的最小值。当对应于所选择值i的页面是擦除页面时,相应值i可以是新的最大值。然后可通过选择新的最大值和最小值之间的中间值并将该中间值确定为值i来重复上述进程。将在下面参照图13a至图13d描述线性搜索方法。根据实施例,可以使用线性搜索方法来作为确定值i的方法中的一种。根据线性搜索方法,值i可以增量1(或一)。将在下面参照图13a至图13d描述线性搜索方法。与线性搜索方法相比,二分搜索方法提供了复杂的算法实施方案,但速度更快。然而,以上描述的诸如二分搜索方法和线性搜索方法仅仅是示例,并且可以通过除了线性搜索方法和二分搜索方法之外的各种其它方法来确定用于搜索初始擦除页面的值i。图11是示出图10的步骤s240的流程图。参照图11,步骤s240可包括确定搜索读取数据是否是擦除数据的步骤s310。换言之,在步骤s310中,可确定搜索读取数据中的所有位是否是与图8的擦除状态e相对应的数据。如上所述,当搜索读取数据是擦除数据时(即,步骤s310中为“是”),其可表示所有的第i至第n页面都是擦除页面。因此,进程进行到步骤s330,并且可确定所有的第i至第n页面都处于擦除状态e。当搜索读取数据包括与图8的编程状态p相对应的数据位时(即,步骤s310中为“否”),其可指示并非所有的第i至第n页面都是擦除页面。因此,进程进行到步骤s350,在该步骤s350中,可确定第i至第n页面中的至少一个被编程。根据具有较小编号的页面在具有较大编号的页面之前被编程的编程顺序,第i页面可以是编程页面。图12a、图12b、图12c和图12d是示出通过根据二分搜索方法的搜索读取操作来确定初始擦除页面的方法的示图。作为示例,图12a、图12b、图12c和图12d示出包括第一至第十六页面page1至page16的存储块。如图12a、图12b、图12c和图12d所示,阴影框表示编程页面,非阴影框表示擦除页面。换言之,第一至第十三页面page1至page13是编程页面,第十四至第十六页面page14至page16是擦除页面。在下文中,将参照图10、图11、图12a、图12b、图12c和图12d进行描述。如图10的步骤s210中所述,可确定初始值i。根据使用二分搜索方法的实施例,可通过最大值和最小值之间的中间值来确定初始值i。因为最大值为16且最小值为1,所以可确定初始值i为8。在图12a中,因为值i被确定为8,所以控制器200可将针对第八页面的搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(例如,图10的s220)。半导体存储器装置100可响应于所接收的搜索读取命令而对第八页面page8执行搜索读取操作。为了对第八页面page8执行搜索读取操作,半导体存储器装置100可将通过电压vpass施加到对应于第一至第七页面page1至page7的第一至第七字线wl1至wl7,并且可将读取电压vread施加到对应于第八至第十六页面page8至page16的第八至第十六字线wl8至wl16。施加通过电压vpass的第一至第七字线wl1至wl7可被称为未选择字线。施加读取电压vread的第八至第十六字线wl8至wl16可被称为所选择字线。换言之,在搜索读取操作中,可将通过电压vpass施加到目标字线(即,作为搜索目标的第八字线wl8)之前的前面字线(即,第一至第七字线wl1至wl7),并且可将读取电压vread施加到目标字线(即,第八字线wl8)之后(后面)的后面字线(即,第九至第十六字线wl9至wl16)。也可将读取电压vread施加到目标字线(即,第八字线wl8)。因为第八至第十三页面page8至page13是编程页面,所以搜索读取数据可包括指示编程状态p的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200接收的搜索读取数据可与实际存储在第八页面page8中的数据不同。然而,因为搜索读取数据用于确定第八页面page8是编程页面还是擦除页面,所以搜索读取数据可能不是第八页面page8的实际数据。在执行以读取所选择页面中存储的数据的一般读取操作中,可将读取电压施加到与所选择页面联接的字线并将通过电压施加到剩余字线来执行读取操作。另一方面,可执行搜索读取操作以确定所选择页面是擦除页面还是编程页面,并且可不必读取实际数据。因此,通过确定第八至第十六页面page8至page16中的至少一个是否被编程,还可根据页面的编程顺序来确定第八页面page8是否被编程。因为具有较小编号的页面早于具有较大编号的页面被编程,所以当第八至第十六页面page8至page16中的至少一个被编程时,第八页面page8可以总是编程页面。因此,控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第八至第十六页面page8至page16是否都被擦除。因为搜索读取数据包括指示编程状态p的数据位,所以进程进行到步骤s250以增加值i。通过二分搜索方法,因为8变为新的最小值且16是最大值,所以可选择12作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,因为先前未选择12,所以进程进行到步骤s220。参照图12b,控制器200可生成针对新选择为12的值i的搜索读取命令,并且可将搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可对作为搜索目标的第十二页面page12执行搜索读取操作。因此,可将通过电压vpass施加到第一至第十一字线wl1至wl11并将读取电压vread施加到第十二至第十六字线wl12至wl16来执行读取操作。因为第十二和第十三页面page12和page13是编程页面,所以搜索读取数据可包括指示编程状态p的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第十二至第十六页面page12至page16是否都处于擦除状态e。因为搜索读取数据包括指示编程状态p的数据位,所以进程进行到步骤s250以增加值i。通过二分搜索方法,因为12变为新的最小值且16是最大值,所以可选择14作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,因为先前未选择14,所以进程进行到步骤s220。参照图12c,控制器200可生成针对新选择为14的值i的搜索读取命令,并且可将搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可对作为搜索目标的第十四页面page14执行搜索读取操作。因此,可将通过电压vpass施加到第一至第十三字线wl1至wl13并将读取电压vread施加到第十四至第十六字线wl14至wl16来执行读取操作。因为所有的第十四至第十六页面page14至page16都是擦除页面,所以搜索读取数据可仅包括指示擦除状态e的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第十四至第十六页面page14至page16是否都被擦除。因为搜索读取数据仅包括指示擦除状态e的数据位,所以进程进行到步骤s260以减少值i。通过二分搜索方法,14可以是新的最大值,并且可保持最小值12。因此,可选择13作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,因为先前未选择13,所以进程进行到步骤s220。参照图12d,控制器200可生成针对新选择为13的值i的搜索读取命令,并且可将搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可对作为搜索目标的第十三页面page13执行搜索读取操作。因此,可将通过电压vpass施加到第一至第十二字线wl1至wl12并将读取电压vread施加到第十三至第十六字线wl13至wl16来执行读取操作。因为第十三页面page13是编程页面,所以搜索读取数据可包括指示编程状态p的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第十三至第十六页面page13至page16是否都处于擦除状态e。因为搜索读取数据包括指示编程状态p的数据位,所以进程进行到步骤s250以增加值i。通过二分搜索方法,因为13变为新的最小值且最大值为14,所以可选择14作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,进程进行到步骤s280,从而可将当前选择的第十四页面page14确定为初始擦除页面。参照图12a至图12d,根据二分搜索方法可执行四次读取操作来搜索初始擦除页面。表1示出,当执行搜索读取操作时,在执行四次读取操作期间将通过电压vpass施加到每个字线的次数。表1字线施加通过电压(vpass)的次数wl14wl24wl34wl44wl54wl64wl74wl83wl93wl103wl113wl122wl131wl140wl150wl160另一方面,下面表2示出,当通过使用一般读取操作而非搜索读取操作来搜索初始擦除页面时,在执行四次读取操作期间将通过电压vpass施加到每个字线的次数。表2字线施加通过电压(vpass)的次数wl14wl24wl34wl44wl54wl64wl74wl83wl94wl104wl114wl123wl133wl143wl154wl164参照表1和表2,与通过使用一般读取操作来搜索初始擦除页面的操作相比,当使用根据本公开的实施例的搜索读取操作时,将通过电压vpass施加到第九至第十二字线wl9至wl12中的每一个的次数可减少一次,将通过电压vpass施加到第十三字线wl13的次数可减少两次,将通过电压vpass施加到第十四字线wl14的次数可减少三次,并且将通过电压vpass施加到第十五和第十六字线wl15和wl16的次数可减少四次。当为搜索初始擦除页面而执行的读取操作的数量随字线数量的增加而增加时,具有施加通过电压vpass的次数减少的字线范围以及施加通过电压vpass的次数的减少幅度也可增加。如上所述,在各个实施例中,搜索读取操作可用于搜索初始擦除页面以减少施加通过电压的次数,从而可减少读取干扰。在参照图12a至图12d所示的实施例中,可在搜索读取操作期间将读取电压vread施加到第i至第十六字线。换言之,在图12a至图12d所示的实施例中,可将读取电压vread施加到从第i字线到最后字线wl16的所有字线。然而,本公开不限于此,并且可将读取电压vread施加到第i字线和一些后面字线。例如,在图12a的示例中,示出了当值i为8时,将读取电压vread施加到第八至第十六字线wl8至wl16。然而,根据实施例,可将读取电压vread施加到第八至第十二字线wl8至wl12,并且可将通过电压vpass施加到第十三至第十六字线wl13至wl16。在另一示例中,当值i为8时,可将读取电压vread施加到第八和第九字线wl8和wl9,并且可将通过电压vpass施加到第十至第十六字线wl10至wl16。图13a、图13b、图13c和图13d是示出通过根据线性搜索方法的搜索读取操作来确定初始擦除页面的方法的示图。在下文中,将参照图10、图11、图13a、图13b、图13c和图13d进行描述。如图10的步骤s210所述,可确定初始值i。根据使用线性搜索方法的实施例,可确定初始值i为1。在图13a中,因为值i被确定为1,所以控制器200可将针对第一页面的搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可响应于所接收的搜索读取命令来对第一页面page1执行搜索读取操作。为了对第一页面page1执行搜索读取操作,可将读取电压vread分别施加到对应于第一至第十六页面page1至page16的第一至第十六字线wl1至wl16。因为第一至第十三页面page1至page13是编程页面,所以搜索读取数据可包括指示编程状态p的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第一至第十六页面page1至page16是否都处于擦除状态e。因为搜索读取数据包括指示编程状态p的数据位,所以进程进行到步骤s250以增加值i。通过线性搜索方法,可选择2作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,因为先前未选择2,所以进程进行到步骤s220。参照图13b,控制器200可生成针对新选择为2的值i的搜索读取命令,并且可将搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可对作为搜索目标的第二页面page2执行搜索读取操作。因此,可将通过电压vpass施加到第一字线wl1并将读取电压vread施加到第二至第十六字线wl2至wl16来执行读取操作。因为第二至第十三页面page2至page13是编程页面,所以搜索读取数据可包括指示编程状态p的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第二至第十六页面page2至page16是否都处于擦除状态e。因为搜索读取数据包括指示编程状态p的数据位,所以进程进行到步骤s250以增加值i。通过线性搜索方法,可选择3作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,因为先前未选择3,所以进程进行到步骤s220。通过重复如上所述的线性搜索方法,可对第三至第十二页面page3至page12执行搜索读取操作。在图13a至图13d中,省略了对第三至第十二页面的搜索读取操作。如图13c所示,因为第十二页面page12也是编程页面,所以控制器200可生成针对新选择为13的值i的搜索读取命令,并且可将该搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可对作为搜索目标的第十三页面page13执行搜索读取操作。因此,可将通过电压vpass施加到第一至第十二字线wl1至wl12并将读取电压vread施加到第十三至第十六字线wl13至wl16来执行读取操作。因为第十三页面page13是编程页面,所以搜索读取数据可包括指示编程状态p的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第十三至第十六页面page13至page16是否都处于擦除状态e。因为搜索读取数据包括指示编程状态p的数据位,所以进程进行到步骤s250以增加值i。通过线性搜索方法,可选择14作为新的值i。作为步骤s270中的确定结果,因为先前未选择14,所以进程进行到步骤s220。参照图13d,控制器200可生成针对新选择为14的值i的搜索读取命令,并且可将搜索读取命令传输到半导体存储器装置100(图10的s220)。半导体存储器装置100可对作为搜索目标的第十四页面page14执行搜索读取操作。因此,可将通过电压vpass施加到第一至第十三字线wl1至wl13并将读取电压vread施加到第十四至第十六字线wl14至wl16来执行读取操作。因为第十四至第十六页面page14至page16都是擦除页面,所以搜索读取数据可仅包括指示擦除状态e的数据位。半导体存储器装置100可将搜索读取数据传输到控制器200。控制器200的擦除页面搜索控制器235可基于搜索读取数据来确定所有的第十四至第十六页面page14至page16是否都处于擦除状态e。因为搜索读取数据仅包括指示擦除状态e的数据位,所以进程进行到步骤s260以减少值i。因此,可选择13作为新的值i。进程进行到步骤s220,并且如图13c所示,可再次执行搜索读取操作。在步骤s250中,i可被再次选择为14。作为步骤s270中的确定结果,因为先前选择了14,所以可将第十四页面page14确定为初始擦除页面。线性搜索和二分搜索两者都适用于图10的实施例。在另一实施例中,为了防止重复读取第十三页面page13,可修改图10的实施例。例如,当使用线性搜索方法时,如果作为步骤s240中的确定结果,第i页面至第n页面被擦除,则进程可直接进行到步骤s280以确定对应于当前值i的页面是初始擦除页面,而不进行到步骤s260以减少值i。如图13d所示,当作为搜索读取结果,确定第十四至第十六页面page14至page16为擦除页面时,进程进行到步骤s280以确定第十四页面page14是初始擦除页面。如图12a至图12d和图13a至图13d所示,使用搜索读取操作来搜索初始擦除页面的方法可应用二分搜索方法和线性搜索方法。然而,也可通过将搜索读取操作应用于图12a至图12d和图13a至图13d中未示出的各种其它方法来搜索初始擦除页面。图14是示出不同于搜索读取操作的一般读取操作的示图。作为示例,图14示出当控制器200传输读取命令以对第七页面page7执行一般读取操作时的半导体存储器装置100的操作。读取命令可以是图7所示的一般操作命令cmd_nmr。参照图14,响应于针对第七页面page7的读取命令,半导体存储器装置100可将通过电压vpass施加到第一至第六字线wl1至wl6以及第八至第十六字线wl8至wl16,并且可将读取电压vread施加到第七字线wl7。基于第七字线wl7,可将通过电压vpass施加到前面字线(wl1至wl6),并且可将读取电压vread施加到第七字线wl7,这可与搜索读取操作相同。然而,在搜索读取操作中,可将读取电压vread施加到后面字线wl8至wl16,而在一般读取操作中,可将通过电压vpass施加到后面字线wl8至wl16。图15是示出根据本公开的实施例的操作半导体存储器装置,例如图2的半导体存储器装置100的方法的流程图。参照图15,半导体存储器装置100可从控制器200接收对应于第i页面的读取命令(s410)。读取命令可被传输到图2的控制逻辑140。控制逻辑140可检查所接收的读取命令的类型(s420)。在本公开中,控制器200可将一般操作命令cmd_nmr和搜索读取命令cmd_sr中的一个传输到半导体存储器装置100。因为一般操作命令cmd_nmr包括一般编程、读取和擦除命令,所以控制逻辑140可确定所接收的读取命令是搜索读取命令cmd_sr还是包括在一般操作命令cmd_nmr中的读取命令。当确定所接收的命令是一般读取命令时,进程进行到步骤s430以选择第i字线。因此,如图14所示,可仅选择对应于第i页面的第i字线,并且可不选择剩余字线。当确定所接收的命令是搜索读取命令时,进程进行到步骤s440以选择第i字线至第n字线。因此,如图12a至图12d或图13a至图13d所示,可选择对应于第i页面至第n页面的第i字线至第n字线,并且可不选择第一字线至第(i-1)字线。在步骤s450中,可将读取电压vread施加到所选择字线,并且可将通过电压vpass施加到未选择字线。当所接收的命令是一般读取命令时,可将读取电压vread施加到第i字线,并且可将通过电压vpass施加到剩余字线。当所接收的命令是搜索读取命令时,可将读取电压vread施加到第i字线至第n字线,并且可将通过电压vpass施加到第一字线至第(i-1)字线。在步骤s460中,可执行位线感测操作。因此,可生成根据位线感测结果的读取数据。当所接收的命令是一般读取命令时,读取数据可存储在第i页面中。当所接收的数据是搜索读取命令时,读取数据可以是指示第一页面至第n页面是否被擦除的搜索读取数据。虽然未在图15中示出,但根据本公开的实施例,操作半导体存储器装置100的方法可进一步包括将所生成的读取数据传输到控制器200。图16是示出多层单元(mlc)的阈值电压分布的示图。以上基于图8所示的单层单元(slc)描述了控制器200、半导体存储器装置100、具有该控制器和半导体存储器装置的存储装置1000及其操作。然而,本公开不限于此。如图16所示,多层单元(mlc)的阈值电压中的每一个可对应于由第一至第三读取电压vread1至vread3划分的四种状态(e、p1、p2和p3)中的一种。在对多层单元的搜索读取操作期间,可将读取电压vread施加到与搜索目标页面和后面页面联接的字线,并且可将通过电压vpass施加到与前面页面联接的字线。施加到搜索目标页面和后面页面的读取电压vread可以是第一至第三读取电压vread1到vread3中的一个。根据实施例,施加到搜索目标页面和后面页面的读取电压vread可以是第一读取电压vread1。当第一读取电压vread1用作在搜索读取操作期间施加的读取电压时,可通过将擦除状态e与编程状态p1至p3划分开来生成搜索读取数据。虽然未在图8和图16中示出,但本公开的搜索读取操作适用于包括存储3位数据的三层单元(tlc)或存储4位数据的四层单元(qlc)的半导体存储器装置。另外,本公开的搜索读取操作还适用于包括存储五位或更多位数据的存储器单元的半导体存储器装置。图17是示出图7所示的控制器200的示例的框图。参照图17,控制器200可联接在半导体存储器装置100和主机之间。半导体存储器装置100可以是参照图2描述的半导体存储器装置。控制器200可对应于图1或图7的控制器200。在下文中,将省略重复的说明。控制器200可被配置成在主机(例如,图1的主机300)的请求下访问半导体存储器装置100。例如,控制器200可控制半导体存储器装置100的读取操作、编程操作、擦除操作和/或后台操作。控制器200可被配置成提供半导体存储器装置100与主机300之间的接口连接。控制器200可被配置成驱动用于控制半导体存储器装置100的固件。控制器200可包括随机存取存储器(ram)210、处理器220、主机接口230、存储器接口240和错误校正块250。ram210可被用作处理器220的操作存储器、半导体存储器装置100和主机300之间的高速缓存存储器以及半导体存储器装置100和主机300之间的缓冲存储器中的至少一个。另外,ram210可用作用于临时存储待被传输到半导体存储器装置100的命令的命令队列。处理器220可控制控制器200的一般操作。例如,如图7所示的一般操作控制器215、擦除页面搜索控制器235和命令生成器255可以被设置成由处理器220执行的固件的形式。主机接口230可包括用于在主机和控制器200之间交换数据的协议。例如,控制器200可通过诸如以下的各种协议中的一种或多种与主机通信:通用串行总线(usb)协议、多媒体卡(mmc)协议、外围组件互连(pci)协议、高速pci(pci-e或pcie)协议、高级技术附件(ata)协议、串行ata协议、并行ata协议、小型计算机小型接口(scsi)协议、增强型小型磁盘接口(esdi)协议、电子集成驱动器(ide)协议以及私有协议等。根据实施例,图7的一般操作控制器275可实现到图17的主机接口230中。存储器接口240可与半导体存储器装置100接口连接。例如,存储器接口包括nand接口或nor接口。根据实施例,图7的数据接收器275可实现到图17的存储器接口240中。错误校正块250可通过使用错误校正码(ecc)来检测并校正从半导体存储器装置100读取的数据中的错误。处理器220可根据错误校正块250的错误检测结果来控制读取电压,并且控制半导体存储器装置100以执行重新读取。控制器200和半导体存储器装置100可被集成到单个半导体装置中。在示例性实施例中,控制器200和半导体存储器装置100可被集成到一个半导体装置中以构成存储卡。例如,控制器200和半导体存储器装置100可被集成到单个半导体装置中并形成诸如以下的存储卡:个人计算机存储卡国际协会(pcmcia)、紧凑型闪存卡(cf)、智能媒体卡(例如,sm或smc)、记忆棒、多媒体卡(例如,mmc、rs-mmc或微型mmc)、数字安全(sd)卡(例如,sd、迷你sd、微型sd或sdhc)或通用闪存(ufs)等。控制器200和半导体存储器装置100可被集成到单个半导体装置中以形成固态驱动器(ssd)。ssd可包括用于将数据存储在半导体存储器中的存储装置。当包括控制器200和半导体存储器装置100的存储装置1000用作固态驱动器(ssd)时,可显著提高联接到存储装置1000的主机的操作速度。在另一示例中,包括控制器200和半导体存储器装置100的存储装置可被设置为诸如以下的电子装置的各种元件中的一种:计算机、超移动pc(umpc)、工作站、上网本、个人数字助理(pda)、便携式计算机、网络平板、无线电话、移动电话、智能电话、电子书、便携式多媒体播放器(pmp)、游戏机、导航装置、黑盒、数码相机、三维电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片播放器、数字图片记录器、数字视频记录器、能够在无线环境下发送/接收信息的装置、形成家庭网络的各种装置中的一种、形成计算机网络的各种电子装置中的一种、形成远程信息处理网络的各种电子装置中的一种、rfid装置或形成计算系统的各种元件中的一种等。在示例性实施例中,半导体存储器装置100或具有半导体存储器装置100的存储装置可在各种形式的封装来实现。例如,半导体存储器装置100或存储装置可在诸如以下的封装中实现:堆叠封装(pop)、球栅阵列(bga)、芯片级封装(csp)、塑料引线芯片载体(plcc)、塑料双列直插式封装(pdip)、叠片包装管芯(adieinwafflepack)、晶圆形式管芯(adieinwaferform)、板上芯片(cob)、陶瓷双列直插式封装(cerdip)、塑料公制四方扁平封装(mqfp)、薄型四方扁平封装(tqfp)、小外形集成电路封装(soic)、收缩型小外形封装(ssop)、薄型小外形(tsop)、薄型四方扁平封装(tqfp)、系统级封装(sip)、多芯片封装(mcp)、晶圆级制造封装(wfp)、晶圆级处理堆叠封装(wsp)等。图18是示出与图1的存储装置1000的应用示例相对应的存储装置2000的框图。参照图18,存储装置2000可包括半导体存储器装置2100和控制器2200。半导体存储器装置2100可包括多个半导体存储器芯片。多个半导体存储器芯片可被划分成多个组。在图18中,示出了多个组通过第一至第k通道ch1至chk与控制器2200通信。半导体存储器芯片中的每一个可以与上面参照图2描述的半导体存储器装置100相同的方式来配置和操作。每个组可被配置成通过单个公共通道与控制器2200通信。控制器2200可以与参照图18描述的控制器200基本相同的方式配置,并且被配置成通过多个第一至第k通道ch1至chk来控制半导体存储器装置2100的多个存储器芯片。图19是示出包括参照图18描述的存储装置2000的计算系统3000的框图。参照图19,计算系统3000可包括中央处理单元3100、随机存取存储器(ram)3200、用户接口3300、电源3400、系统总线3500和存储装置2000。存储装置2000可通过系统总线3500电联接到中央处理单元3100、ram3200、用户接口3300和电源3400。通过用户接口3300提供或由中央处理单元3100处理的数据可被存储在存储装置2000中。图19示出半导体存储器装置2100通过控制器2200联接到系统总线3500。然而,半导体存储器装置2100可直接联接到系统总线3500。控制器2200的功能可由中央处理单元3100和ram3200执行。在图19中,示出了设置参照图18描述的存储装置2000。然而,存储装置2000可由包括如上参照图17描述的控制器200和半导体存储器装置100的存储装置1000来代替。根据本公开的实施例,可提供一种能够避免由读取干扰所引起的性能劣化的半导体存储器装置、控制器和具有该半导体存储器装置和控制器的存储装置。根据本公开的另一实施例,可提供一种能够避免由读取干扰所引起的性能劣化的半导体存储器装置和操作控制器的方法。在以上讨论的实施例中,可选择性地执行或跳过所有步骤。另外,并非总以常规顺序来执行每个实施例中的步骤。此外,本说明书和附图中公开的实施例旨在帮助本领域的普通技术人员更清楚地理解本公开,而不是旨在限制本公开的范围。换言之,本公开所属领域的普通技术人员将能够容易地理解,基于本公开的技术范围,可以进行各种修改。对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本发明的实质或范围的情况下,可对本公开的上述示例性实施例进行各种修改。因此,本公开旨在涵盖所有这些修改,只要其落入所附权利要求书及其等同方案的范围内。当前第1页12
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