[发明专利]3-D非易失性存储器中的部分坏的块的操作

说明书

在3‑D块可擦除非易失性存储器中识别部分坏的块，每个部分坏的块具有一个或多个不可操作的可单独选择的NAND串的集合和一个或多个可操作的可单独选择的NAND串的集合。可操作的NAND串的集合在两个或更多个部分坏的块内被识别并被映射，以形成一个或多个虚拟块，一个或多个虚拟块被独立地分配虚拟块地址。虚拟块地址在列表中维护并且用来存取虚拟块。

技术领域

本申请涉及可重新编程的非易失性存储器(例如半导体闪存存储器)的操作。

背景技术

能够对电荷进行非易失性存储的固态存储器(特别是以封装为小形状因数卡的EEPROM和闪存EEPROM的形式)已经成为各种移动和手持设备(尤其是信息电器和消费电子产品)中的存储的选择。与同样为固态存储器的RAM(随机存取存储器)不同，闪存存储器是非易失性的，并且即使在电源被关断之后也保留其存储的数据。另外，与ROM(只读存储器)不同，闪存存储器类似于磁盘存储装置是可重写的。

闪存EEPROM类似于EEPROM(电可擦除且可编程只读存储器)，在于它是可以被擦除并且将新数据写入或“编程”到它们的存储器单元中的非易失性存储器。两者都利用在场效应晶体管结构中的、设置在半导体基板中的沟道区域之上的、在源极区域与漏极区域之间的浮置(未连接的)导电栅极。然后控制栅极设置在浮置栅极之上。晶体管的阈值电压特性由保留在浮置栅极上的电荷量控制。换言之，对于浮置栅极上的给定的电荷水平，存在要在晶体管被导“通”之前施加到控制栅极的对应的电压(阈值)，以允许其源极区域与漏极区域之间的传导。闪存存储器(例如闪存EEPROM)允许同时擦除存储器单元的整个块。

浮置栅极可以保持一定范围的电荷，并且因此可以被编程到阈值电压窗口内的任何阈值电压电平(threshold voltage level)。阈值电压窗口的大小由装置的最小和最大阈值电平界定，装置的最小和最大阈值电平进而对应于可以编程到浮置栅极上的电荷的范围。阈值窗口通常取决于存储器装置的特性、操作条件和历史。原则上，窗口内的每个不同的、可分辨的阈值电压电平范围可以用于指定单元的有限存储状态。

非易失性存储器装置还由具有用于存储电荷的电介质层的存储器单元制造。使用电介质层，而不是之前描述的导电浮置栅极元件。ONO电介质层跨越源极扩散(diffusion)与漏极扩散之间的沟道延伸。一个数据位的电荷被局域化在邻接漏极的电介质层中，并且另一数据位的电荷被局域化在邻接源极的电介质层中。通过单独地读取电介质内的空间分离的电荷存储区域的二进制状态来实现多状态数据存储。

许多非易失性存储器沿着基板(例如，硅基板)的表面形成为二维(2D)或平面存储器。其他非易失性存储器为三维(3-D)存储器，其单片形成在具有设置在基板上方的有源区的存储器单元的一个或多个物理级中。

发明内容

三维非易失性存储器中的块可以包含多个可单独选择的串的集合。在一些示例中，这样的串的集合中的一个或多个可能是不可操作的并且可能测试失败，而相同的块中的其他串的集合是可操作的并且可以通过测试。可以映射来自两个或更多个这样的部分坏的块的可操作的串的集合，以形成虚拟块，虚拟块被分配虚拟块地址并且作为单元进行操作。虚拟块在大小上与好的物理块相等。这允许存储器管理系统以相等数据存储容量的块来操作，虽然用来形成虚拟块的部分坏的块各自具有缩小的数据存储容量。可以以比在好的块中存储的数据更高的冗余来存储虚拟块中的数据。虚拟块中的数据可以仅存储为SLC格式(其中好的块存储至少一些MLC数据)。虚拟块中的数据可以储存特定类型的数据，或可以以与好的块不同的方式来操作。