存储设置数据的存储器件及其操作方法与流程

存储设置数据的存储器件及其操作方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于并要求于2021年8月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0104209的优先权，该申请的公开内容通过引用整体地并入本文。
技术领域
3.实施例涉及一种存储器件，并且更具体地，涉及一种提高设置数据的可靠性的存储器件及其操作方法。


背景技术：

4.作为存储器件，非易失性存储器件包括以非易失性方式存储数据的多个存储单元。作为非易失性存储器的示例，闪速存储器件可以用在便携式电话、数码相机、便携式数字助理(pda)、移动计算设备、固定计算设备和其他设备中。


技术实现要素：

5.根据实施例的存储器件包括：单元阵列，所述单元阵列包括多个单元块，每一个所述单元块包括多个页面；以及控制逻辑，所述控制逻辑被配置为控制对所述单元阵列的编程和读取操作，其中所述单元阵列的至少一个页面存储包括与所述存储器件的设置操作相关的信息的信息数据读取(idr)数据，所述单元阵列的至少另一页面存储包括所述idr数据的反转位值的副本idr数据，并且所述控制逻辑还被配置为：当发生所述idr数据的读取失败时，执行恢复操作，所述恢复操作通过读取所述副本idr数据来修复从所述单元阵列读取的idr数据中的错误。
6.根据实施例的存储器件包括：单元阵列，所述单元阵列包括多个单元块，每个所述单元块包括多个页面；以及控制逻辑，所述控制逻辑被配置为控制对所述单元阵列的编程和读取操作，其中所述单元阵列存储第一idr数据对至第n idr数据对，所述第一idr数据对至所述第n idr数据对中均包括idr数据和副本idr数据，所述idr数据包括与所述存储器件的设置操作相关的信息，所述副本idr数据包括所述idr数据的反转位值，并且所述控制逻辑还被配置为执行恢复操作，所述恢复操作基于所述第一idr数据对至所述第n idr数据对当中的至少一个idr数据对来修复从所述单元阵列中读取的idr数据中的错误。
7.根据实施例的存储器件的操作方法包括：从所述存储器件的单元阵列读取包括与所述存储器件的设置操作相关的信息的idr数据；确定所读取的idr数据中是否发生读取失败；当在所读取的idr数据中发生所述读取失败时，从所述单元阵列读取包括所述idr数据的反转位值的副本idr数据；以及执行恢复操作，所述恢复操作通过使用所读取的副本idr数据来修复所读取的idr数据中的错误。
附图说明
8.通过参考附图详细地描述示例实施例，对本领域的技术人员而言特征将变得显而
易见，在附图中：
9.图1是图示根据示例实施例的存储器系统的框图；
10.图2a和图2b是图示存储信息数据读取(idr)数据和副本idr数据的示例的图；
11.图3是图示包括在存储器系统中的控制器的示例实施例的框图；
12.图4是图示存储器件的单元块的示例实施例的透视图；
13.图5是图示根据示例实施例的存储器件的框图；
14.图6是图示在制造存储器件的过程中可能发生的idr数据劣化的示例的图；
15.图7是图示根据示例实施例的存储器系统的操作方法的流程图；
16.图8示出其中存储有idr数据和副本idr数据的存储单元的阈值电压分布的示例；
17.图9是图示根据示例实施例的根据多数规则的数据确定的示例的流程图；
18.图10是图示根据示例实施例的读取idr数据对的结果被存储在锁存器中的示例的图；
19.图11和图12是图示根据示例实施例的在改变读取电平的同时执行多数规则的示例的图；
20.图13是图示根据示例实施例的确定idr数据的位值的示例的图；以及
21.图14是图示根据示例实施例的存储器件被应用于固态硬盘(ssd)系统的示例的框图。
具体实施方式
22.图1是图示根据示例实施例的存储器系统10的框图。
23.参考图1，存储器系统10可以包括存储器控制器100和存储器件200。
24.存储器控制器100可以包括处理器110和设置控制模块120。
25.存储器件200可以包括单元阵列210、页面缓冲器220和控制逻辑230。
26.根据示例实施例，存储器件200可以包括非易失性存储器件。例如，存储器件200可以包括诸如nand闪速存储器、垂直nand闪速存储器、nor闪速存储器、电阻式随机存取存储器、相变存储器、磁阻式随机存取存储器等的非易失性存储器件。在一些示例实施例中，存储器件200或存储器系统10可以被实现为嵌入在电子设备中的嵌入式存储器，或者被实现为可从电子设备拆卸的外部存储器。例如，可以以诸如以下各种形式实现存储器件200或存储器系统10：嵌入式通用闪存(ufs)存储器件、嵌入式多媒体卡(emmc)、固态硬盘(ssd)、ufs存储卡、紧凑型闪存(compactflash，cf)卡、安全数字(sd)卡、微型sd卡、迷你sd、极限数字(xd)卡、记忆棒等。
27.响应于来自主机host的写入/读取请求，存储器控制器100可以控制存储器件200读取被存储在存储器件200中的数据或者向存储器件200写入(或编程)数据。
28.在示例实施例中，存储器控制器100可以通过向存储器件200提供地址add和命令cmd来控制存储器件200的编程、读取和擦除操作。另外，可以在存储器控制器100与存储器件200之间发送和接收要写入到存储器件200的数据data和从存储器件200读取的数据data。另外，可以从存储器件200读取信息数据读取(information data read，idr)数据。
29.单元阵列210可以包括多个单元区域211_1至211_n(也分别称为第一单元区域211_1至第n单元区域211_n)。在示例实施例中，多个单元区域211_1至211_n均可以具有特
定单位，并且例如，多个单元区域211_1至211_n均可以被称为单元块或平面。另外，多个单元区域211_1至211_n均可以包括多个页面，并且每一个页面可以包括多个存储单元。在单元阵列210中，可以以单元块为单位执行数据擦除操作，并且可以以页面为单位执行数据编程和读取操作。
30.多个单元区域211_1至211_n中的至少一些单元区域可以存储主要数据，诸如与存储器系统10的操作条件相关的设置数据。尽管图1图示了多个单元区域211_1至211_n全部存储设置数据(idr)，但是设置数据可以仅被存储在一些单元区域中。
31.在包括非易失性存储器件(例如，存储器件200)的系统(例如，存储器系统10)的初始驱动过程中，可以执行如下过程：读取被设置或被存储在非易失性存储器件中的设置数据(例如，idr数据)，以及基于读取到的设置数据来设置存储器系统的各种操作条件。在示例实施例中，存储在非易失性存储器件(例如，存储器件200)中的设置数据(例如，idr数据)包括与存储器系统(例如，存储器系统10)的操作相关的主要信息，因此，在读取设置数据(例如，idr数据)的过程中确保可靠性是很重要的。
32.如以上讨论的，存储器件200的多个单元区域211_1至211_n中的至少一些可以以信息数据读取(idr)数据(其在本文中可以被称为idr数据，并且在图中被示为idr)的形式存储设置数据。idr数据用于设置初始操作条件，例如被用在存储器系统10的初始驱动过程中。例如，idr数据可以包括用于存储器系统10的初始化的dc信息、选项信息、修复信息和坏块信息。在示例实施例中，存储器件200可以是在存储器件200的制造期间(例如，在包括存储器件200的组件或系统的制造完成之前)已在其中存储了或在其中设置了idr数据的非易失性存储器件。在示例实施例中，在制造过程中将idr数据存储或设置在存储器件200中(例如，在多个单元区域211_1至211_n中的至少一些单元区域中)。例如，可以在将存储器件200安装在诸如pcb的板上之前将idr数据存储在存储器件200中。在制造过程中，例如，在将闪速存储器芯片安装在板上的过程中，或者在邻近存储器件200安装附加元件的过程中，存储器件200可能暴露于非常高的温度并且存储器件200的内部温度可能明显升高。这样升高的温度可能对存储idr数据的存储单元的数据保持特性具有有害影响，导致存储在存储器件200中的idr数据可能劣化，例如，可能发生所存储的idr数据的一个或更多个位丢失或损坏。在美国专利no.11,003,393b2和美国专利no.11,056,200b2阐述了idr数据的其他方面及其在存储器件中的使用和运用，通过引用将这些专利整体地并入于此以用于所有目的。
33.在存储器系统10中，可以连续地执行：读取idr数据的操作、用于修复所读取的idr数据中的错误的恢复操作、以及使用修复后的idr数据的设置操作。
34.如上所述的各种操作可以由存储器控制器100和/或存储器件200执行。
35.在本文描述的示例实施例中，idr数据的读取操作和恢复操作被描述为由存储器件200执行，设置操作被描述为由存储器控制器100执行。然而，这可以变化，并且可以以根据各种方法将上述操作分发给存储器控制器100和存储器件200的方式实现存储器系统10。另外，描述了根据示例实施例的信息存储和恢复操作被应用于设置数据的示例，但是示例实施例不限于此并且可以被应用于其他各种类型的主要数据。
36.在示例实施例中，idr数据可以是在制造存储器系统10或存储器件200的过程期间存储的信息。在示例实施例中，因为idr数据包括主要信息，所以其中存储有idr数据的单元区域可以包括单阶单元(slc)结构，然而其中存储有用户数据的单元区域可以在一个存储
单元中存储信息的两个或更多个位(例如，多阶单元(mlc)结构)。另外，在示例实施例中，特定单元区域可以仅存储idr数据，或者可以以idr数据和用户数据被一起存储在共享单元区域中的方式运行存储器系统10。
37.处理器110可以控制存储器控制器100的整体操作。例如，处理器110可以运行存储在存储器控制器100中的指令以控制存储器控制器100的操作或者控制与数据擦除/编程/读取相关的各种操作。
38.另外，设置控制模块120可以基于从存储器件200提供的idr数据来设置存储器件200的各种操作条件。
39.另外，如在下面另外详细描述的，存储器件200可以修复从单元阵列210读取的idr数据中的错误，并且将修复后的idr数据提供给存储器控制器100。例如，控制逻辑230可以包括idr恢复模块231，所述idr恢复模块231控制用于修复所读取的idr数据中的错误的恢复操作。
40.根据示例实施例，设置控制模块120和idr恢复模块231均可以被实现为硬件或软件，或者可以被实现为硬件和软件的组合。例如，在设置控制模块120和idr恢复模块231被实现为硬件的情况下，设置控制模块120和idr恢复模块231可以分别被称为设置控制电路和idr恢复电路。作为另一示例，在设置控制模块120和idr恢复模块231均被实现为包括固件的软件的情况下，可以在被设置在存储器控制器100和存储器件200的每一者中的存储器(未示出)中加载并运行设置控制模块120和idr恢复模块231。
41.控制逻辑230可以控制存储器件200的与存储器操作有关的所有操作。例如，控制逻辑230可以基于来自存储器控制器100的控制信号(未示出)，生成用于存储器件200的内部控制操作的内部控制信号。
42.现在将描述根据示例实施例的存储idr数据和副本idr数据的示例。
43.在制造存储器件200的过程中，可以将idr数据存储在单元阵列210中。另外，与idr数据相对应的副本idr数据(其在本文中可以被称为副本idr数据，并且在附图中被示为ridr)可以被存储在单元阵列210中，并且可以用于提高idr数据的可靠性。
44.副本idr数据和idr数据可以被存储在同一单元块的不同页面中。副本idr数据和idr数据可以被存储在不同的单元块中。
45.在示例实施例中，idr数据可以包括多个位，并且具有所述多个位的反转值的副本idr数据可以被存储在单元阵列210中。另外，可以将idr数据和副本idr数据定义为构成idr数据对，其在本文中可以被称为idr_p并且在附图中被示为idr_p，例如，idr_p1、idr_p2、...、idr_pm。
46.在其他示例实施例中，可以以各种方式定义与idr数据相关的术语。例如，与原始数据相对应的idr数据可以被存储在一个单元区域中，并且基于原始数据，也可以将复制到多个单元区域211_1至211_n的数据定义为副本idr数据。在这种情况下，在一个idr数据对idr_p中，可以将位值等于原始数据的位值的数据定义为副本idr数据，并且可以将包括原始数据的反转位值的数据定义为反转副本idr数据。
47.在下文描述的示例实施例中，可以将位值等于存储在单元阵列210中的原始数据的位值的信息称为idr数据，并且可以将具有原始数据的反转位值的信息称为副本idr数据。
48.假定存储在第一单元区域211_1中的idr数据是原始数据，控制逻辑230可以通过页面缓冲器220来接收存储在第一单元区域211_1中的idr数据并且确定是否发生idr数据的读取失败。如果idr数据发生错误或不可纠正的错误，则可以确定idr数据的读取失败，并且可以控制用于恢复操作的一系列操作。
49.例如，控制逻辑230可以读取存储在单元阵列210中的一个或更多个idr数据对idr_p，并且基于该一个或更多个idr数据对idr_p执行恢复操作。例如，可以读取存储在第一单元区域211_1中的副本idr数据，可以确定是否发生副本idr数据的读取失败(换而言之，所读取的副本idr数据中是否发生错误)，并且当未发生副本idr数据的读取失败时，可以将副本idr数据(即，idr数据的位值的反转位值)用作idr数据。根据实施例，根据是否发生idr数据的读取失败和副本idr数据的读取失败，可以将所读取的idr数据或者所读取的副本idr数据输出到外部。或者，可以读取存储在单元阵列210中的多个idr数据对idr_p，可以从多个idr数据对idr_p确定与idr数据的各个位相关的多个位值，并且通过对所确定的多个位值应用多数规则，可以确定idr数据的每一个位值(或逻辑状态)。现在将另外详细地描述这些操作的各方面。
50.在下文中，参考图2a和图2b，根据示例实施例的存储idr数据和副本idr数据的详细示例被描述如下。
51.图2a和图2b通过示例示出一条idr数据被作为原始数据存储在单元区域的一个页面中的情况，但是idr数据可以被存储在多个页面中或者可以被存储在多个单元区域中。另外，在图2a和图2b中，单元块被例示为其中存储有idr数据的单元区域。
52.单元阵列可以包括第一单元块blk1至第n单元块blkn作为多个单元区域。
53.在制造存储器件的过程中，与设置包括存储器件的存储器系统的操作条件相关地，可以将idr数据对存储在第一单元块blk1至第n单元块blkn中的至少一些单元块中。例如，在图2a中，第一单元块blk1至第n单元块blkn中的一些单元块存储设置数据，其他单元块存储用户数据，并且第一idr数据对idr_p至第m idr数据对idr_p(例如，idr_p1至idr_pm)被作为设置数据存储在单元阵列210中。
54.与原始数据相对应的idr数据可以被存储在第一单元块blkl的一个页面中。副本idr数据(其可以通过对idr数据执行not运算来生成)可以被存储在第一单元块blk1的另一页面中。idr数据和副本idr数据可以构成第一idr数据对idr_p1。
55.另外，额外的idr数据对可以被进一步存储在一个或更多个单元块中。例如，在图2a中，第二idr数据对idr_p2至第m idr数据对idr_pm被进一步存储在第一单元块blk1和第二单元块blk2中。例如，与原始数据相对应的idr数据可以被复制到第一单元块blk1和第二单元块blk2，并且具有原始数据的反转位值的副本idr数据可以被复制到第一单元块blk1和第二单元块blk2。
56.在图2b所示的示例中，设置数据与用户数据一起被存储在第一单元块blk1至第n单元块blkn中的至少一些单元块中，并且例如，基于与原始数据相对应的idr数据的第一idr数据对idr_p1至第m idr数据对idr_pm可以被存储在第一单元块blk1至第n单元块blkn中。另外，在每个单元块中，用户数据可以被存储在其中未存储有设置数据的区域中。另外，为了确保设置数据的可靠性，在每个单元块中，可以在其中存储有设置数据的区域的每一个存储单元中存储一个位，而可以在其中存储有用户数据的区域的每一个存储单元中存储
两个或更多个位。
57.如以上讨论的，在制造存储器系统的过程期间，在将诸如闪速存储器芯片的存储器件安装在板上或者邻近存储器件安装元件的过程中，可能对存储器件施加极高温度的热量，并且在这种情况下，存储在存储器件中的idr数据的保持特性可能劣化。如果未修复idr数据中的错误，则在设置包括存储器件的存储器系统的操作环境时可能发生错误，这可能导致无法使用存储器件的状态。另外，当对存储器件施加很高温度的热量时，可能发生如下劣化：具有编程状态的存储单元的阈值电压电平可能减小，这可以导致被编程的存储单元的数据丢失。
58.在初始化存储器系统的过程中，可以读取存储在第一单元块blkl中的idr数据，并且可以确定是否发生idr数据的读取失败。例如，可以根据从第一单元块blk1读取的idr数据中的错误是否是可纠正的来确定是否发生读取失败，并且当确定已发生读取失败时，可以通过读取第一idr数据对idr_p1的副本idr数据来执行恢复操作，或者可以通过读取一个或更多个其他idr数据对来执行恢复操作。
59.根据实施例，因为可以如上所述的那样基于包括idr数据的反转位值的副本idr数据来执行恢复操作，所以在读取idr数据的过程中发生错误的位的位置与在读取副本idr数据的过程中发生错误的位的位置可能不同，因此，可以减少或最小化在上述所有读取过程中发生错误的位数。
60.一般而言，如果仅仅通过存储具有相同位值的多条idr数据(例如，相同的或重复的idr数据)来提供数据可靠性，则多条idr数据的相同位仍然可能发生错误(例如，由于如上所述的施加高热量而导致的)。在这样的情况下，可能无法确定原始位值。
61.相比之下，根据本示例实施例，因为副本idr数据包括idr数据的反转位值，所以在读取idr数据和副本idr数据的所有过程中发生错误的位可以被最小化，并且可以执行基于各自包括原始数据和具有反转位值的副本idr数据的多个idr数据对的恢复操作，因此，可以提高恢复操作成功的可能性。
62.关于根据示例实施例的恢复操作，当发生与原始数据相对应的第一idr数据对idr_p1中的idr数据的读取失败时，可以读取第一idr数据对idr_p1中的副本idr数据，并且可以读取第二idr数据对idr_p2至第m idr数据对idr_pm。另外，对于idr数据中发生错误的每一个位，可以基于已通过以上过程读取的第一idr数据对idr_p1至第m idr数据对idr_pm中的至少一些数据对来修复这些位的错误，并且例如，可以使用从多个idr数据对确定的位值基于多数规则来修复错误。
63.或者，当发生第一idr数据对idr_p1中的idr数据的读取失败时，可以读取第一idr数据对idr_p1中的副本idr数据，并且可以确定是否发生副本idr数据的读取失败。如果未发生副本idr数据的读取失败，则可以将副本idr数据的反转位值用作idr数据。相比之下，当发生副本idr数据的读取失败时，可以执行基于多数规则的恢复操作。
64.图3是图示包括在存储器系统中的控制器的示例实施例的框图。
65.参考图3，存储器控制器300可以包括处理器310、设置控制模块320、缓冲器330、随机存取存储器(ram)340、主机接口350和存储器接口360。处理器310可以通过总线电连接到存储器控制器300中的各种组件，并且可以对其执行控制操作。
66.处理器310可以响应于从主机host接收到的请求而控制存储器件301执行存储器
操作。另外，处理器310可以通过运行存储在ram 340中的指令来执行存储器系统的整体控制操作。例如，用于将逻辑地址转换成存储器件301的物理地址的映射信息可以被存储在ram 340中。在缓冲器330中，可以临时存储从主机host发送的写入数据，或者可以临时存储从存储器件301读取的读取数据。
67.主机接口350可以根据特定接口与主机host进行通信。主机接口350可以包括例如高级技术附件(ata)接口、串行高级技术附件(sata)接口、并行高级技术附件(pata)接口、通用串行总线(usb)或串行连接小型计算机系统(sas)接口、小型计算机系统接口(scsi)、嵌入式多媒体卡(emmc)接口和unix文件系统(ufs)接口等。
68.根据示例实施例，存储器接口360可以电连接到存储器件301，并且可以从存储器件301接收idr数据。
69.另外，根据示例实施例，设置控制模块320可以基于idr数据设置存储器件301的各种操作条件。
70.根据示例实施例，当通过软件来执行与设置操作条件相关的各种控制时，设置控制模块320可以由包括一个或更多个指令的固件来实现，并且包括在设置控制模块320中的指令可以被加载到ram 340中。
71.图4是图示存储器件的单元块的示例实施例的透视图。
72.参考图4，单元块blk形成在与衬底sub垂直的方向上。衬底sub具有第一导电类型(例如，p型)，并且可以设置在衬底sub上沿第二水平方向hd2延伸并掺杂有第二导电类型(例如，n型)的杂质的公共源极线csl。沿第二水平方向hd2延伸的多个绝缘层il沿垂直方向vd顺序设置在衬底sub的位于两条相邻的公共源极线csl之间的区域中，并且多个绝缘层il在垂直方向vd上彼此隔开特定距离。例如，多个绝缘层il可以包括诸如氧化硅的绝缘材料。
73.在第一水平方向hd1上顺序排列的并且在垂直方向vd上穿透多个绝缘层il的多个柱状物p设置在衬底sub的位于两条相邻的公共源极线csl之间的区域中。例如，多个柱状物p可以穿透多个绝缘层il并且接触衬底sub。例如，每一个柱状物p的表面层s可以包括具有第一类型的硅材料并且可以用作沟道区域。另外，每一个柱状物p的内层i可以包括诸如氧化硅的绝缘材料或者包括气隙。
74.在两条相邻的公共源极线csl之间的区域中，沿着绝缘层il、柱状物p和衬底sub的暴露表面设置电荷存储层cs。电荷存储层cs可以包括栅极绝缘层(也称为“隧穿绝缘层”)、电荷俘获层和阻挡绝缘层。例如，电荷存储层cs可以具有氧化物-氮化物-氧化物(ono)结构。另外，诸如选择线gsl和ssl以及字线wl0至wl7的栅电极ge在位于两条相邻的公共源极线csl之间的区域中被设置在电荷存储层cs的暴露表面上。
75.漏极或漏极接触dr分别设置在多个柱状物p上。例如，漏极或漏极接触dr可以包括掺杂有具有第二导电类型的杂质的硅材料。沿第一水平方向hd1延伸并且在第二水平方向hd2上彼此间隔开特定距离的位线bl1至bl2设置在漏极或漏极接触dr上。
76.图5是图示根据示例实施例的存储器件的框图。
77.参考图5，存储器件400可以包括单元阵列410和外围电路420，并且外围电路420可以包括页面缓冲器421、控制逻辑422、电压发生器423和行译码器424。尽管在图5中未示出，但是外围电路420还可以包括诸如数据输入/输出电路或输入/输出接口的各种组件。
78.单元阵列410可以通过多条位线bl连接到页面缓冲器421，并且可以通过字线wl、
串选择线ssl和接地选择线gsl连接到行译码器424。单元阵列410可以包括多个存储单元，并且例如，存储单元可以是闪速存储单元。
79.另外，根据示例实施例，单元阵列410可以存储多个idr数据对idr_p。
80.控制逻辑422可以基于命令cmd、地址add和控制信号ctrl将数据编程在单元阵列410中，并且可以输出用于从单元阵列410读取数据的各种控制信号(例如，电压控制信号ctrl_vol)、行地址x-add和列地址y-add。
81.另外，根据示例实施例，控制逻辑422可以包括基于idr数据对idr_p来恢复idr数据的idr恢复模块422_1。
82.电压发生器423可以基于电压控制信号ctrl_vol生成用于对单元阵列410执行编程操作、读取操作和擦除操作的各种类型的电压。例如，电压发生器423可以生成字线电压vwl，例如，编程电压、读取电压和擦除电压。另外，电压发生器423还可以基于电压控制信号ctrl_vol生成串选择线电压和接地选择线电压。
83.页面缓冲器421可以通过多条位线bl连接到单元阵列410的页面。例如，页面缓冲器421可以包括用于存储与页面相对应的数据的一个或更多个锁存器，并且例如，页面缓冲器421可以包括第一锁存器latch 1至第k锁存器latch k。
84.作为操作示例，第一锁存器至第k锁存器中的每一个锁存器可以存储单元阵列410的一个页面的数据，idr数据对idr_p中的idr数据可以被存储在一个锁存器中，并且副本idr数据可以被存储在另一锁存器中。例如，当idr数据被读取并被存储在第一锁存器中然后副本idr数据被读取时，存储在第一锁存器中的idr数据转移到第二锁存器，并且从单元阵列410读取的副本idr数据可以被存储在第一锁存器中。
85.根据示例实施例，idr恢复模块422_1可以基于从单元阵列410读取的多个idr数据对idr_p来控制恢复操作。例如，关于idr数据的恢复操作，可以基于idr恢复模块422_1的控制来执行读取一个或更多个idr数据对idr_p的操作以及确定所读取的一个或更多个idr数据对idr_p的位值的操作。
86.根据示例实施例，当发生idr数据的读取失败时，idr恢复模块422_1可以控制读取与所读取的idr数据构成相同的idr数据对的恢复idr数据，确定是否发生恢复idr数据的读取失败，作为确定的结果，基于所读取的恢复idr数据执行恢复。或者，当发生idr数据的读取失败时，idr恢复模块422_1可以控制读取多个idr数据对idr_p，并且针对所读取的多个idr数据对idr_p的每一个位值基于多数规则执行恢复。
87.图6是图示在制造存储器件的过程中可能发生的idr数据劣化的示例的图。
88.参考图6，在将诸如闪速存储器芯片的存储器件安装在板上或者邻近存储器件安装元件的过程中，可能对存储器件施加极高温度的热量，并且在这种情况下，存储在存储器件中的idr数据的保持特性可能劣化。例如，可能对存储器件施加数次很高温红外线ir，或者可能对存储器件施加更高温度的热量(图示的是大约400摄氏度)，并且在这种情况下，由于其中编程有idr数据的存储单元的电荷泄漏，可能发生分布偏移以降低其阈值电压的现象。例如，由于诸如对存储器件施加的热量的温度和施加次数的各种因素，可能发生如图6所示的劣化，并且被编程为具有相对高的阈值电压电平的存储单元中的至少一些存储单元的数据可能丢失。
89.例如，在不应用实施例的情况下，当仅将位值等于原始数据的位值的多条idr数据
存储在存储器件中时，由于施加了如上所述的高温热量，多条idr数据可能具有相同的劣化特性，因此，当保持特性由于如上所述的高热量而劣化时，idr数据的特定位可能同时发生错误，并且错误不可修复的可能性可能增加。
90.相比之下，根据示例实施例，通过反转idr数据的位值所获得的副本idr数据被存储在存储器件中，在读取idr数据和副本idr数据的过程中相同位发生错误的可能性可以降低，因此，可以提高用于修复idr数据中的错误的恢复操作的成功概率。
91.图7是图示根据示例实施例的存储器系统的操作方法的流程图。
92.参考图7，在存储器系统的初始驱动过程中，可以开始用于读取被预先存储在存储器件中的idr数据的idr过程(操作s11)。
93.当idr过程开始时，可以读取作为设置数据被存储在单元阵列中的idr数据(操作s12)。根据示例实施例，所读取的idr数据可以是包括存储在一个或更多个页面中的多个位的原始数据，并且位值等于原始数据的位值的多条idr数据和包括原始数据的反转位值的多条副本idr数据可以被复制到单元阵列。
94.可以对所读取的idr数据执行错误检测操作，并且可以基于错误检测来确定是否发生idr数据的读取失败(操作s13)。如果因为在所读取的idr数据中没有错误或只有可纠正的错误而确定idr数据的读取成功，则可以通过使用所读取的idr数据执行初始化操作(例如，设置存储器系统的操作条件)(操作s14)。
95.相比之下，当确定发生了idr数据的读取失败时，可以执行读取一个或更多个idr数据对idr_p的过程(操作s15)。例如，如上述示例实施例，可以读取一个或更多个包括idr数据和副本idr数据的idr数据对idr_p，并且可以使用所读取的一个或更多个idr数据对idr_p来执行idr恢复操作(操作s16)。由于具有不同位值的idr数据和副本idr数据被用于idr恢复操作，所以可以降低相同位发生重叠错误的概率，并且可以基于是否可以确定idr数据的所有位来确定恢复是否成功(操作s17)。如果因为即使在idr恢复操作中idr数据的一些位也无法确定而导致恢复失败，则可以最终确定idr读取失败(操作s18)。
96.相比之下，在idr恢复操作中确定恢复成功的情况指示可以确定原始idr数据的位值的情况，因此，可以执行通过使用错误被修复的idr数据来设置用于存储器系统的操作条件的操作(操作s19)。
97.在下文中，描述根据示例实施例的恢复操作的详细示例。
98.图8示出其中存储有idr数据和副本idr数据的存储单元的阈值电压分布的示例。
99.参考图8，idr数据的多个位中的每一个位的位值可以为“1”或“0”，并且在其中存储有idr数据的多个存储单元当中，可以基于特定读取电平确定接通(on)单元(或具有相对小的阈值电压的存储单元)的位值为“1”，而关断(off)单元的位值为“0”。相比之下，在副本idr数据的情况下，通过反转从存储单元读取的位值所获得的信息可以被存储在页面缓冲器中，因此，基于特定读取电平，位值为与接通单元相对应的“0”的信息可以被存储在页面缓冲器中，而位值为与关断单元相对应的“1”的信息可以被存储在页面缓冲器中。
100.在这种情况下，由于存储单元的阈值电压分布劣化，一些存储单元尽管被编程为关断单元但仍可能在读取idr数据的过程中被确定为接通单元，并且被编程为关断单元的存储单元甚至可能在读取副本idr数据的过程中被错误地确定为接通单元。如图8所示，在idr数据的情况下，位值“0”可能被错误地确定为位值“1”，而在副本idr数据的情况下，位值“1”可能被错误地确定为位值“0”。
101.根据图8所示的阈值电压分布的示例，在读取idr数据的过程和读取副本idr数据的过程中都被确定为接通单元的存储单元的位值可以对应于“1”或“0”，从而指示位值未被确定的情况。例如，在读取idr数据的过程和读取副本idr数据的过程中都被确定为接通单元的一些存储单元的位值通常被读取为“0”，而其他存储单元的位值也可能被错误地读取为“0”，即使正常位值对应于“1”。
102.相比之下，在读取idr数据的过程中，被确定为关断单元的存储单元的位值可以被确定为“0”，并且在读取副本idr数据的过程中，被确定为关断单元的存储单元的位值可以被确定为“1”。根据示例实施例，关断单元基于特定读取电平被降级为接通单元，因此，假设在读取idr数据的过程和读取副本idr数据的过程中都不存在存储单元被确定为关断单元的情况。
103.在基于包括idr数据和副本idr数据的idr数据对(例如，称为第一idr数据对)确定了每一个位的值之后，可以执行针对至少一个其他idr数据对(称为多个第二idr数据对)的位值确定操作。例如，对于第一idr数据对中其值未被确定的一个或更多个位，可以通过针对多个第二idr数据对的读取和确定操作来确定位值。在示例实施例中，可以基于多个第二idr数据对将特定位的值确定为“1”或“0”，并且可以基于多数规则将特定位的值确定为“1”和“0”之一。
104.如图8所示的示例实施例，未确定数据的位值的情况可以对应于存储单元在读取idr数据的过程和读取副本idr数据的过程中都被确定为接通单元的情况，因此，可以在读取副本idr数据的过程中仅对一些位线选择性地执行预充电操作。例如，由于在读取idr数据的过程中不对连接到被确定为关断单元的存储单元的位线执行预充电，所以不对连接到在读取副本idr数据的过程中未执行预充电的位线的存储单元执行读取操作。
105.图9是图示根据示例实施例的根据多数规则的数据确定的示例的流程图。
106.参考图9，可以在初始化存储器系统的过程中读取存储在存储器件的一个或更多个页面中的idr数据(操作s21)。
107.可以确定所读取的idr数据的所有位是否都被确定(操作s22)。如果确定结果是正常地确定了idr数据的所有位的值，则可以执行初始化操作，例如，通过使用所读取的idr数据来设置存储器系统的操作条件(操作s23)。
108.相比之下，当因为在所读取的idr数据中发生错误所以未正常地确定一些位的值时，可以对存储在存储器件中的副本idr数据执行读取操作，并且例如，可以读取各自包括idr数据和副本idr数据的一个或更多个idr数据对。在图9中，第一至第n idr数据对idr_p被读取，其中n可以是2或比2大的整数(操作s24)，并且在示例实施例中，由于第一idr数据对包括所读取的idr数据，因此可以通过仅读取副本idr数据来配置第一idr数据对。
109.可以基于所读取的第一至第n idr数据对idr_p来执行恢复操作，并且因此可以确定idr数据的位值。例如，可以从所读取的第一至第nidr数据对idr_p确定每个位值，并且可以通过基于根据第一至第n idr数据对idr_p确定位值的结果应用多数规则来确定idr数据中的每个位的值(操作s25)。另外，当基于多数规则确定了idr数据的所有位值时，可以使用通过恢复操作修复了其中的错误的idr数据来执行对存储器系统的设置操作(操作s26)。
110.图10是图示根据示例实施例的读取idr数据对的结果被存储在锁存器中的示例的
图。
111.图10通过示例示出了存储在连接到第一位线bl0至第四位线bl3的存储单元中的四个位的位值。
112.存储器件可以包括用于存储数据的一个或更多个锁存器，并且例如，可以包括用于存储从多个页面读取的数据的多个锁存器。根据示例实施例，构成一个idr数据对的idr数据和副本idr数据被一起存储在第一锁存器(latch 1)和第二锁存器(latch 2)中。
113.在图10中的(i)和(ii)中，所读取的idr数据的位值被存储在第一锁存器中，并且由于与第三位线bl2相对应的存储单元的保持特性劣化，位值被错误地确定为“1”。可以确定读取idr数据是否失败，如图10中的(iii)所示，当确定了读取idr数据失败时存储在第一锁存器中的idr数据被复制到第二锁存器中，并且如图10中的(iv)所示，可以对其中存储有副本idr数据的页面执行读取操作。
114.根据读取操作，如图10中的(v)所示，副本idr数据的位值可以被存储在第一锁存器中，并且idr数据的位值可以被存储在第二锁存器中。在这种情况下，在读取过程中有一次被确定为关断单元的存储单元的情况下，数据可以作为值“1”或“0”被正常地存储在第一锁存器和第二锁存器中，并且例如，可以从与第一位线bl0相对应的存储单元正常地确定位值“1”，并且可以从与第四位线bl3相对应的存储单元正常地确定位值“0”。
115.相比之下，与第二位线bl1和第三位线bl2相对应的存储单元均可以在读取过程中被确定为接通单元，因此，存储在第一锁存器和第二锁存器中的数据的位值可以是不同的。在这种情况下，可以确定与第二位线bl1和第三位线bl2相对应的存储单元的位值未被正常地确定。根据示例实施例的idr恢复模块可以基于存储在第一锁存器和第二锁存器中的位值来确定每个位是否是可确定的。
116.由于一个或更多个位值未被确定，所以可以读取多个其他idr数据对，并且可以执行根据示例实施例的恢复操作(例如，基于多数规则的位值确定操作)。例如，可以从一个或更多个idr数据对正常地确定与第二位线bl1和第三位线bl2相对应的存储单元的位值，并且可以通过基于所确定的多个位值应用多数规则来确定每个位的值。
117.图11和图12是图示根据示例实施例的在改变读取电平的同时执行多数规则的示例的图。
118.参考图11，根据示例实施例，可以执行对idr数据和与其相对应的副本idr数据的读取操作，并且如图11所示，由于在一些存储单元中发生保持劣化，所以可能无法确定一些存储单元的位值。因此，可以执行对多个idr数据对的读取操作，并且可以基于所读取的多个idr数据对的位值来执行基于多数规则的位值确定操作。
119.如果因为甚至在恢复操作中也无法确定至少一个位值而发生恢复失败，则可以通过将读取电平降低特定电平来重复执行恢复操作。如果通过使用降低了特定电平的读取电平的恢复操作确定了所有数据的位值，则可以完成恢复操作，并且即使在通过调整读取电平来执行恢复操作的情况下，当发生恢复失败时，也可以逐渐地降低读取电平并且可以重复执行恢复操作。
120.如图11所示，当读取电平降低时，防止或减少了与关断单元相对应的存储单元由于其阈值电压减小而被错误地确定为接通单元的情况，并且在读取第k idr数据的操作中正常地确定了idr数据的所有位。也就是说，在读取电平逐渐降低的同时，可以重复根据示
例实施例的读取idr数据和副本idr数据的操作以及基于多数规则的位值确定操作，并且可以防止或减少存储idr数据的存储单元当中的与关断单元相对应的存储单元被错误地确定为接通单元的情况。
121.图12是图示根据示例实施例的存储器系统的操作方法的流程图。
122.在描述图12所示的实施例时，省略了与对反转副本idr数据和idr数据对的读取操作相关的详细描述。
123.参考图12，可以在初始化存储器系统的过程中开始读取idr数据的操作(操作s31)。
124.根据示例实施例，可以读取第一至第n idr数据对idr_p(操作s32)。
125.可以通过基于所读取的第一至第n idr数据对idr_p中的至少一些idr数据对的、根据多数规则的恢复操作，来确定idr数据的位值(操作s33)。
126.可以根据idr数据的所有位值是否都被正常地确定来确定恢复是否成功(操作s34)。作为确定的结果，当确定恢复成功时，可以执行通过使用恢复的idr数据对存储器系统的设置操作(操作s35)。相比之下，当确定恢复失败时，可以确定使用第一至第n idr数据对idr_p执行恢复操作的次数是否大于阈值(操作s36)。
127.如果使用第一至第n idr数据对idr_p执行恢复操作的次数大于阈值，则可以最终确定在初始化过程中对idr数据的读取失败(操作s37)。相比之下，当使用第一至第n idr数据对idr_p执行恢复操作的次数不大于阈值时，可以调整用于读取第一至第n idr数据对idr_p中的数据的读取电平(操作s38)，并且例如，可以根据上述实施例降低读取电平。另外，可以使用降低后的读取电平再次执行对第一至第n idr数据对idr_p的读取操作和基于多数规则的位值确定操作。
128.图13是图示根据示例实施例的确定idr数据的位值的示例的图。
129.在图13中，在不应用多数规则的情况下使用副本idr数据修复idr数据中的错误。另外，在图13中，从存储单元读取的数据的位值在不被反转的情况下被存储在锁存器中。
130.参考图13中的(a)，在存储idr数据的存储单元当中的关断单元中可能发生劣化，因此，在一些存储单元中位值“0”可能被错误地确定为“1”。另外，可以基于各种方法(例如，接通单元计数或关断单元计数)来确定是否发生idr数据的读取失败，并且当确定读取失败时，可以如图13中的(b)所示的那样将所读取的idr数据从第一锁存器(latch 1)复制到第二锁存器(latch 2)。
131.同时，可以执行对存储副本idr数据的存储单元的读取操作，并且因为存储副本idr数据的存储单元的劣化相对小，所以可以确定尚未发生副本idr数据的读取失败。在这种情况下，具有idr数据的反转位值的数据可以被存储在第一锁存器中，并且当存储器件将idr数据提供给控制器时，通过反转存储在第一锁存器中的副本idr数据的位值所获得的值可以作为idr数据被提供给控制器。
132.图14是图示根据示例实施例的存储器件被应用于固态硬盘(ssd)系统的示例的框图。
133.参考图14，ssd系统500可以包括主机510和ssd 520。ssd 520通过信号连接器sig向主机510发送信号以及从主机510接收信号，并且通过电源连接器pwr接收电力。ssd 520可以包括ssd控制器521、辅助电源装置522和存储器件(mem)523_1至523_n。存储器件523_1
至523_n可以是垂直堆叠的nand闪速存储器件。在这种情况下，可以根据以上参考图1至图13描述的示例实施例来实现ssd 520。也就是说，设置在ssd 520中的存储器件523_1至523_n均可以存储与操作环境设置相关的idr数据对，并且每一个idr数据对可以包括idr数据和包括反转位值的副本idr数据。另外，ssd控制器521可以包括设置控制电路521_1，所述设置控制电路521_1基于从存储器件523_1至523_n接收的idr数据来设置ssd系统500的操作环境。
134.如上所述，实施例可以提供能够稳定修复从存储器件读取的设置数据中的错误的存储器件及其操作方法。
135.已经在本文中公开了示例性实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅在通用和描述性意义上被使用和解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如从提交本技术时起对本领域普通技术人员而言显而易见的，除非另外具体地指示，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域的技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。