电阻式存储器装置和系统，以及操作该系统的方法
【专利说明】电阻式存储器装置和系统，以及操作该系统的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年12月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2014-0180491的权益，通过引用将其全部内容合并因此。
技术领域
[0003]本发明概念的示例性实施例涉及一种电阻式存储器装置。例如，在至少一些示例性实施例中涉及具有多个层的电阻式存储器装置，包括多个层的电阻式存储器系统，和/或操作所述电阻式存储器系统的方法。
[0004]由于对于高容量和低功耗存储器装置的增加需求，已经研发了作为非易失性并且不需要刷新的下一代存储器装置。下一代存储器装置可具有动态随机存取存储器(DRAM)的高集成度，静态RAM(SRAM)的快速响应等。相变RAM(PRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物RAM(PoRAM)、磁RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)、电阻式RAM(RRAM)等可以是满足上述要求的下一代存储器装置的例子。
【背景技术】
【发明内容】
[0005]本发明概念的示例性实施例提供一种电阻式存储器装置、电阻式存储器系统，和/或操作所述电阻式存储器系统的方法，其可以根据多层之间特征的差别来改善数据的可靠性的劣化。
[0006]本发明概念的至少一些示例性实施例涉及一种操作包括多个层的电阻式存储器系统的方法。
[0007]在一些示例性实施例中，所述方法包括:接收对应于第一地址的第一数据和写请求，通过将第一地址变换成第二地址来将n(n是等于或大于2的整数)个从第一数据产生的子区域数据分配到多个层，并且根据第二地址将η个子区域数据写入到至少两个层。
[0008]本发明性概念的至少一些示例性实施例涉及一种操作包括多个层的电阻式存储器系统的方法。
[0009]在一些示例性实施例，多个层被分类成多个平铺块(tile)。所述方法包括伴随第一写请求，从第一区域数据产生第一和第二子区域数据，选择用于将第一和第二子区域数据传输到多个层的路径，并且将第一子区域数据写入到第一平铺块的第一层，以及将第二子区域数据写入到第二平铺块的第二层。
[0010]本发明性概念的至少一些示例性实施例涉及一种操作存储器控制器的方法。
[0011]在一些示例性实施例中，存储器控制器控制对设置在多个层中的存储器单元上的写操作。所述方法包括:从主机接收写请求和对应于写请求的数据，通过对数据执行第一处理操作来产生η个子区域数据，基于地址变换操作将η个区域数据分配到所述多个层，并且控制写操作来在不同层中写入至少两个区域数据。
[0012]至少一些示例性实施例涉及一种电阻性存储器装置。
[0013]在一些示例性实施例中，电阻式存储器装置包括:存储器单元阵列，其包括包含在多个层中的电阻式存储器单元，读/写电路，其被配置为在电阻式存储器单元上执行写操作和读操作，控制逻辑，其被配置为根据接收到的命令和接收到的地址，来控制在电阻式存储器单元上的读和写操作，以及层分配单元，其被配置为伴随接收到命令来将数据分配到多个层。对应于第一地址的区域数据被分类为的多个子区域数据被同时写入到至少两个层。
[0014]至少一些示例性实施例涉及一种控制存储器装置的方法。
[0015]在一些示例性实施例中，所述方法包括将写数据划分到η个子区域数据;将η个子区域数据分配到与存储器装置相关联的存储器单元阵列的至少两个层;并且将η个子区域数据写入到所述至少两个层。
[0016]在一些示例性实施例中，所述方法进一步包括:将与数据相关的逻辑地址变换为存储器装置的第一物理地址；以及将所述第一物理地址变换为多个第二物理地址，所述第二物理地址指示用于存储η个子区域数据的物理位置，其中，所述分配基于第二物理地址来将η个子区域数据分配到至少两个层。
[0017]在一些示例性实施例中，所述分配包括:使用指示与扇区数据相关的第一物理地址和与多个子扇区数据相关的第二物理地址之间的关系的映射表来产生层选择信息；以及将层选择信息发送到与存储器装置相关的多路复用器，其中，层选择信息指令多路复用器来在至少两个层中分配η个子区域数据。
[0018]在一些示例性实施例中，所述至少两个层的每个具有与其相关联的多个平铺块，多路复用器分别对应于所述多个平铺块，并且所述多路复用器被配置为根据第二物理地址，将η个子区域数据提供到所述至少两个层中的相应的层上。
[0019]在一些示例性实施例中，划分包括将纠错码(ECC)应用到输入数据，以生成区域数据，区域数据包括扇区数据和奇偶数据;并且将区域数据划分成η个子区域数据，所述多个子区域数据的每个具有相应于纠错单元的大小。
[0020]在一些示例性实施例中，所述分配将η个子区域数据分配到所述至少两个层，使得在子区域数据中比特误码率是均匀分布的。
【附图说明】
[0021]本发明概念的示例性实施例可以更清楚地从结合附图的以下详细描述中理解，其中:
[0022]图1是根据示例性实施例的存储器系统的框图；
[0023]图2是示出图1的存储器装置的示例性实施例的框图；
[0024]图3是示出图1的存储器控制器的示例性实施例的框图；
[0025]图4Α和4Β分别是示出了存储器装置的示例性实施例的配置图和电路图；
[0026]图5是示出了图2的存储器单元阵列的示例性实施例的电路图；
[0027]图6Α到6C是示出了图5的存储器单元的变化示例的电路图；
[0028]图7是根据示例性实施例的用于执行存储器操作的存储器系统的框图；
[0029]图8Α和SB是根据另一示例性实施例的存储器系统400的存储器操作的框图；
[0030]图9至12是根据示例性实施例的层分配操作的各种例子的框图；
[0031]图13A和13B是根据另一示例性实施例的存储器系统的框图；
[0032]图14是示出了根据另一示例性实施例的存储器系统的操作的示例的框图；
[0033]图15是根据示例性实施例的用于说明操作存储器系统的方法的流程图；
[0034]图16是根据另一示例性实施例的用于说明操作存储器系统的方法的流程图；
[0035]图17A和17B是根据另一示例性实施例的存储器系统的操作的例子的框图；
[0036]图18是根据另一示例性实施例的存储器系统的框图；
[0037]图19是示出将根据示例性实施例中的任何一个的存储器系统应用到存储卡系统中的例子的框图；
[0038]图20是示出了将根据示例性实施例中的任何一个的存储器系统应用到固态驱动器(SSD)系统中的例子的框图；以及
[0039]图21是包括根据示例性实施例中的任何一个的存储器系统的计算机系统的框图。
【具体实施方式】
[0040]如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或者多个相关所列项目任何和所有组合。诸如在元件列表之后的“中的至少一个”的表述修饰元件的整个列表，而不是修饰该列表中的单个元件。
[0041]现在将更加充分地参照附图来说明本发明性概念的示例性实施例，在附图中示出了本发明的一些示例性实施例。然而，本发明概念的示例性实施例不限于此，并且应当理解，在不脱离以下权利要求的精神和范围的情况下可以在形式和细节上进行各种改变。也就是说，对于特定结构或功能的说明可以仅仅用于说明本发明概念的示例性实施例。在整个附图中，相同的标号表示相同的元件。在附图中的组件的尺寸可以被夸大以便于说明。
[0042]在本说明书中使用的术语被用于说明具体示例性实施例，而不是为了限制本发明概念的示例性实施例。因此，除非明确地在上下文中另有说明，否则本说明书中以单数形式使用的表达还包括其复数形式的表达。另外，例如“包括”或“包含”的术语可能被解释为表示一定的特性、数字、步骤、操作、构成元素、或它们的组合，但是其不被解释为排除存在或增加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、构成元素、或它们的组合的可能性。
[0043]在此使用的如“第一”和“第二”的术语仅仅用于描述各种构成元件，但是构成元件不限于此。这些术语仅用于将一个构成元件与另一个构成元件相区分。例如，在不脱离本发明概念的权利范围的情况下，第一构成元件可被称为第二构成元件，反之亦然。
[0044]除非另有定义，否则包括技术或科学术语的在此使用的所有术语具有与本发明概念的示例性实施例所属的领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。除非明确地定义，否则在通常使用的词典中定义的术语被理解为具有在相关技术的上下文中匹配的意义，而不被解释为理想的或过于正式的意义。
[0045]图1是根据示例性实施例的存储器系统10的框图。存储器系统10可包括存储器装置100和存储器控制器200。
[0046]在至少一些示例性实施例中，存储器装置100可包括多种类型的存储器单元。例如，在一些示例性实施例中，存储器装置100可包括电阻式存储器单元，存储器装置100可以被称为电阻式存储器装置。或者，在其它示例性实施例中，存储器装置100可包括多种类型的存储器单元，并且因为存储单元被布置在其中多个第一信号线和多个第二信号线相交的区域中，所以存储器装置100可被称为交叉点存储器装置。在一些示例性实施例的以下说明中，存储器装置100可以是电阻式存储器装置。
[0047]参考图1，存储器系统10可包括存储装置100和存储器控制器200。存储器装置100可包括存储器单元阵列110、读/写电路120、以及控制逻辑130。当在存储器单元阵列110包括电阻式存储器单元时，存储器系统10可被称为电阻式存储器系统。
[0048]响应于来自主机HOST的读/写请求，存储器控制器200可控制存储器装置100读取存储在存储器装置100中的数据或将数据写入到存储器装置100中。详细地，存储器控制器200可以通过提供地址ADDR、命令CMD、和控制信号CTRL到存储器装置100，而相对于存储器装置100来控制编程或者写、读、和擦除操作。此外，要被写入的数据DATA和要读取的数据DATA可在存储器控制器200和存储器装置100之间进行通信。
[0049]存储器单元阵列110可以包括布置在其中第一信号线和第二信号线交叉的区域处的多个存储器单元(未示出)。在一些示例性实施例中，第一信号线可以是多个位线，并且第二信号线可以是多个字线。在其他示例实施例中，第一信号线可以是多个字线，并且第二信号线可以是多个位线。
[0050]而且，每个存储器单元可以是单电平单元(SLC)，其中存储数据中的一个位，或可以使多电平单元(MLC)，其中存储数据的至少两个位。可替代地，存储器单元阵列110可以包括SLC和MLC两者。当数据的一个位被写入到一个存储器单元中时，存储器单元可以根据写入的数据而具有两个电阻级分布。或者，当数据的两个位被写入一个存储器单元时，存储器单元可以根据写入的数据具有四个电阻级分布。在其它示例性实施例中，当数据的三个位被写入一个存储单元，即，三级单元(TLC)时，存储器单元可以根据写入的数据有八个电阻级分布。然而，本发明概念的示例性实施例不限于此。例如，在一些示例性实施例中，存储器单元的每个可以存储数据的四个或更多个位。
[0051]此外，在至少一些示例性实施例中，存储器单元阵列110可包括被包含在多个层中的电阻式存储器单元。例如，存储器系统10可包括垂直堆叠的多个层，并且所述多个层中的至少一些可包括阵列型存储器单元。即，被包含在多个层中的存储单元可以构成存储器单元阵列100。而且，在一些示例性实施例，包括存储器单元阵列110的层可被定义为单元层，并且包括作为各种其它外围电路的写/读电路120和控制逻辑30的层可以被定义为控制层。控制层可对应于附加层而不是单元层。
[0052]可替代地，存储器单元阵列110可包括具有可变电阻装置(未示出)的电阻式存储器单元。例如，当可变电阻装置由例如锗-锑-碲(GST或Ge-SB-