[发明专利]存储器控制器、非易失性存储装置、非易失性存储系统及数据写入方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备可重写的非易失性存储器的非易失性存储装置，以及控制所述非易失性存储装置的存储器控制器、非易失性存储系统及数据写入方法。

背景技术

关于具备可重写的非易失性主存储器的非易失性存储装置，主要是应用于半导体存储卡的需求逐步增加。关于此存储卡，具有快闪存储器作为非易失性存储器，且具有用于控制此快闪存储器的存储器控制器。存储器控制器根据数码相机、个人电脑(PC)本体等的存取装置的读写指示，对快闪存储器的读写处理进行控制。

另外，在使用非易失性存储器的非易失性存储装置中，众所周知有对数据进行追加式重写的装置(专利文献1)。这种非易失性存储装置中，当来自主机的写入数据量小于擦除块单位时，那么并非以擦除块为单位，而是以非易失性存储器的最小写入单位(扇区或者页)为单位而进行写入。由此，可提供一种在对连续的逻辑地址进行数据写入操作时不会进行多余的复制处理，因而可提高写入性能的快闪存储媒体。

而且，作为多值NAND快闪存储器，期待其为低价快闪存储器，且很可能今后主要用作存储卡的主存储器。专利文献2中，公开了一种为了实现高速存取而改良了多值NAND快闪存储器的页结构的技术。作为二值存储器，常规的快闪存储器是利用一个存储单元保存一页的某一位的数据。另一方面，多值NAND快闪存储器中，各存储单元跨多页，例如跨两页而构成，也就是说，保存多位数据。

图1至图3是表示页位置的结构图，其中，当使用如多值NAND快闪存储器这样的一个存储单元内保存多位信息的存储单元来构成非易失性存储器时，所述页内保存着物理块中的同一存储单元群组的信息。图1至图3中，PN表示页编号，当对物理块进行写入时，是按照PN的编号顺序进行写入的。而且，群组编号(GN)相同的页是含有由相同存储单元群组保存的数据的两页。未标注阴影的页作为相同存储单元群组中最先写入的第一页，而将以斜线标注了阴影的页作为之后写入的第二页。

例如，图1所示的多值NAND快闪存储器中，由偶数页和奇数页成对地构成一个存储单元群组。图中GN所示的群组编号相同的页表示含有由一个存储单元群组所保存的数据的成对的页。各成对的页中，将地址在前的页作为第一页，将地址在后的页(标注了阴影的页)作为第二页。图1中，第一页与第二页相邻，图2及图3中第一页与第二页分离。使两者分离是为了减少已完成写入的页内所存储的数据受其他页的写入的影响(干扰)。

然而，当一个存储单元跨两页而构成时，存在以下问题：如果一页的写入出错，那么另一页内所存储的数据会发生改变。关于此问题，以下参看图4至图6进行说明。

图4是表示图1至图3所示的多值NAND快闪存储器的存储单元的阈值电压分布的特性图。此存储单元内存储2位信息。横轴表示存储单元的阈值电压V，纵轴表示存储单元数P，四个曲线表示存储单元的阈值电压分布在4处。

其中，图4的4个分布，从左到右分配为“11”、“10”、“00”、“01”四个代码。各代码中的右侧数字(bit)对应于第一页，而左侧数字(bit)对应于第二页。在擦除结束的状态下，各存储单元是“11”。如果从这一状态开始对第一页进行写入，那么正常写入后，各存储单元保持“11”的状态，或者从“11”转变为“10”。然后，如果对第二页进行写入，那么当正常写入后，各存储单元保持“11”的状态，或者从“11”转变为“01”。再或者，保持“10”的状态，或者从“10”转变为“00”。

图5是表示对存储单元进行正常写入的状态的特性图。图5中，假设向第一页及第二页进行写入后，写入目标值“01”的信息。关于写入过程，首先，经过对第一页的写入，成为“11”的状态，然后，经过对第二页的写入，成为“01”的状态。

图6是表示未对存储单元进行正常写入的状态的特性图。图6中，当对第二页进行写入时，在施加到存储单元的电压从“11”转变为“01”的过程中，会产生包括电源突然切断在内的电源电压的变动、或存储单元自身产生的物理缺陷，而导致电压成为“10”或“00”(图中的箭头表示电压成为“10”)。如果成为这种状态，那么第二页的写入错误会影响到已完成写入的第一页。

专利文献1：日本专利特开2004-62328号公报

专利文献2：日本专利特开2001-93288号公报

发明内容