用于三维NAND存储器的固件修复的制作方法

本公开一般地涉及半导体，并且更特别地，涉及3d nand存储器中的错误校正的设计和方法。

背景技术：

1、随着存储器器件缩小到更小的管芯尺寸以降低制造成本并且增加存储密度，面存储器单元的缩放面临归因于工艺技术限制和可靠性问题的挑战。三维(3d)存储器架构可以解决面存储器单元中的密度和性能限制。

2、在3d nand闪存存储器中，可以垂直地堆叠存储器单元的许多层，使得可以极大地增加每单位面积的存储密度。垂直地堆叠的存储器单元可以形成存储器串，其中，存储器单元的沟道在每个存储器串中连接。每个存储器单元可以通过字线和位线被寻址。共享同一条字线的整个存储器页中的存储器单元的数据(即，逻辑状态)可以同时地被读取或编程。然而，由于工艺变化，并非每个存储器单元可以被编程到目标状态或保持在目标状态处。冗余存储器单元或存储器串可以用于代替缺陷存储器单元或存储器串。在读取操作期间，可以通过用冗余存储器单元或冗余存储器串的地址代替缺陷存储器单元或缺陷存储器串的地址而修复3d nand的固件。传统上，内容可寻址存储器(cam)可以用于存储映射表，在映射表中，缺陷存储器单元或存储器串的旧地址对应于冗余存储器单元或存储器串的新地址。

3、为了提高效率，3d nand存储器可以执行多面读取操作，在多面读取操作中，可以并行地读取不同存储器面中的存储器页。尽管cam可以用于在单独读取操作期间修复固件，但是需要多个cam以支持多面读取操作，这增加了制造成本。因此，需要一种设计和方法来修复用于3d nand存储器的固件，以便提供用于多面读取操作的低成本但有效的解决方案。

技术实现思路

1、本公开描述了用于三维(3d)存储器器件中的固件修复的方法和电路的实施例。

2、本公开的一个方面提供了用于修复闪存存储器器件中的多面读取操作的固件的内容可寻址存储器(cam)。cam包括一组cam寄存器，一组cam寄存器被配置为存储映射表。映射表包括多个旧地址，每个旧地址对应于新地址。cam还包括n个比较器，n个比较器耦合到一组cam寄存器，并且被配置为将旧地址与n个输入信号进行比较，以用于对n个存储器面执行多面读取操作，其中，n是大于1的整数。cam还包括n个多路复用器，n个多路复用器分别耦合到n个比较器并且耦合到一组cam寄存器，并且被配置为生成用于多面读取操作的n个输出信号。n个输出信号中的至少一个包括根据映射表的新地址和由比较器输出的比较。

3、在一些实施例中，n个比较器中的每一个还被配置为：生成输出使能信号；并且将输出使能信号发送到n个多路复用器中的一个多路复用器。

4、在一些实施例中，n个多路复用器中的每一个还被配置为：接收由比较器发送的输出使能信号；并且接收存储在映射表中的新地址。

5、在一些实施例中，在输入信号中的输入地址与多个旧地址中的一个旧地址匹配时，输出使能信号指示匹配状态。

6、在一些实施例中，在输入信号中的输入地址与多个旧地址中的任何一个旧地址都不匹配时，输出使能信号指示null。

7、在一些实施例中，输入信号中的输入地址标识闪存存储器器件中的存储器单元、存储器串、存储器页、存储器块或存储器面。

8、在一些实施例中，存储在映射表中的多个旧地址标识闪存存储器器件中的缺陷存储器单元、缺陷存储器串、缺陷存储器页或缺陷存储器块。

9、在一些实施例中，存储在映射表中的新地址标识闪存存储器器件中的冗余存储器单元、冗余存储器串、冗余存储器页、冗余存储器块或冗余存储器面。

10、在一些实施例中，输入信号包括第一面索引和不同于第一面索引的第二面索引，其中，多面读取操作同时指向具有第一面索引的第一存储器面中的第一存储器页和具有第二面索引的第二存储器面中的第二存储器页。

11、在一些实施例中，闪存存储器包括三维nand闪存存储器。

12、在一些实施例中，三维nand闪存存储器包括多个存储器串，多个存储器串垂直地延伸穿过交替的导电层和电介质层的膜堆叠层，其中，多个存储器串均包括：设置在核心填充膜的侧壁上的沟道层；以及设置在沟道层的侧壁上的存储器膜。

13、本公开还提供了具有m个存储器面的闪存存储器器件，其中，m是大于1的整数。闪存存储器器件还包括控制电路，控制电路通过字线驱动器和/或位线驱动器耦合到m个存储器面。控制电路包括m个具有独立页地址的异步多面(ampi)读取单元，每个读取单元被配置为提供用于m个存储器面中的相应存储器面的ampi读取控制信号，以控制对相应存储器面的ampi读取操作。控制电路还包括内容可寻址存储器(cam)，内容可寻址存储器包括由m个ampi读取单元共享的一组cam寄存器，以用于修复ampi读取操作的固件。

14、在一些实施例中，m个ampi读取单元是微控制器单元(mcu)。

15、在一些实施例中，m个存储器面中的每一个包括多个存储器串，多个存储器串垂直地延伸穿过交替的导电层和电介质层的膜堆叠层。多个存储器串均包括：设置在核心填充膜的侧壁上的沟道层；以及设置在沟道层的侧壁上的存储器膜。

16、在一些实施例中，cam还包括m个比较器。每个比较器耦合到一组cam寄存器，并且被配置为将存储在一组cam寄存器中的多个旧地址与用于相应存储器面的ampi读取控制信号进行比较。

17、在一些实施例中，多个旧地址标识闪存存储器器件中的缺陷存储器单元、缺陷存储器串、缺陷存储器页或缺陷存储器块。

18、在一些实施例中，cam还包括m个多路复用器每个多路复用器耦合到相应比较器和一组cam寄存器。每个多路复用器被配置为生成用于对相应存储器面进行ampi读取操作的输出信号。

19、在一些实施例中，输出信号包括由一组cam寄存器提供的新地址，新地址标识闪存存储器器件中的冗余存储器单元、冗余存储器串、冗余存储器页或冗余存储器块。

20、在一些实施例中，每个比较器还被配置为：在ampi读取控制信号中的输入地址与多个旧地址中的一个旧地址匹配时，生成指示匹配状态的输出使能信号；并且将输出使能信号发送到相应多路复用器，以生成用于对相应存储器面进行ampi读取操作的输出信号。

21、本公开还提供了一种具有闪存存储器器件的存储器存储系统。闪存存储器器件包括m个存储器面，其中，m是大于1的整数。闪存存储器器件还包括控制电路，控制电路通过字线驱动器和/或位线驱动器耦合到m个存储器面。控制电路包括m个具有独立页地址的异步多面(ampi)读取单元，每个读取单元被配置为提供用于m个存储器面中的相应存储器面的ampi读取控制信号，以控制对相应存储器面的ampi读取操作。控制电路还包括内容可寻址存储器(cam)，内容可寻址存储器具有由m个ampi读取单元共享的一组cam寄存器，以用于修复ampi读取操作的固件。

22、本公开还提供了一种修复用于闪存存储器器件中的多面读取操作的固件的方法。该方法包括下述步骤：在内容可寻址存储器(cam)处接收n个输入信号，以对n个存储器面执行多面读取操作，其中，n是大于1的整数；通过cam中的n个比较器将n个输入信号与存储在cam中的一组cam寄存器中的第一旧地址进行比较；通过cam中的n个比较器生成n个输出使能信号，以指示相应输入信号是否包括与第一旧地址匹配的输入地址；以及通过cam中的n个多路复用器根据n个输出使能信号生成n个输出信号，其中，n个输出信号中的至少一个指向存储在一组cam寄存器中的新地址，其中，新地址对应于第一旧地址。

23、在一些实施例中，该方法还包括通过相应比较器确定相应输入信号的输入地址是否与第一旧地址匹配。

24、在一些实施例中，该方法还包括在输入地址与第一旧地址匹配时，生成指示匹配状态的相应输出使能信号。

25、在一些实施例中，生成n个输出信号包括：在相应输出使能信号指示匹配状态时，生成具有新地址的相应输出信号。

26、在一些实施例中，该方法还包括：在输入地址与第一旧地址不匹配时，通过相应比较器将相应输入信号的输入地址与存储在一组cam寄存器中的第二旧地址进行比较，其中，第二旧地址不同于第一旧地址。

27、在一些实施例中，该方法还包括：在输入地址与存储在一组cam寄存器中的任何旧地址都不匹配时，生成相应输出使能信号，以指示null。

28、在一些实施例中，生成n个输出信号包括：在相应输出使能信号指示null时，生成具有不改变的输入地址的相应输出信号。

29、在一些实施例中，该方法还包括接收输入使能信号，以激活cam。

30、在一些实施例中，该方法还包括将第一旧地址存储在一组cam寄存器中，以标识闪存存储器器件中的缺陷存储器单元、缺陷存储器页或缺陷存储器块。

31、在一些实施例中，该方法还包括将新地址存储在一组cam寄存器中，以标识闪存存储器器件中的冗余存储器单元、冗余存储器页或冗余存储器块。

32、在一些实施例中，该方法还包括修复用于三维nand闪存存储器中的多面读取操作的固件。三维nand闪存存储器包括多个存储器串，多个存储器串垂直地延伸穿过交替的导电层和电介质层的膜堆叠层。多个存储器串均包括：设置在核心填充膜的侧壁上的沟道层；以及设置在沟道层的侧壁上的存储器膜。

33、本领域技术人员根据本公开的说明书、权利要求和附图可以理解本公开的其他方面。