存儲器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施方式提供一種耗電量減少了的存儲器系統(tǒng)。存儲器系統(tǒng)(10)包括非易失性存儲器(13)、熱電元件(17)、電容器(16)、以及使用由熱電元件(17)產(chǎn)生的電力對電容器(16)進行充電的控制器。
【專利說明】存儲器系統(tǒng)
[0001][相關申請案]
[0002]本申請案享有以日本專利申請案2014-178480號(申請日:2014年9月2日)為基礎申請案的優(yōu)先權(quán)。本申請案通過參照該基礎申請案而包含基礎申請案的所有內(nèi)容。
技術(shù)領域
[0003]本發(fā)明的實施方式涉及一種存儲器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]作為非易失性半導體存儲裝置的一種，已知有NAND(Not-And，與非)型閃存器。而且，已知有搭載著NAND型閃存器的存儲設備(例如SSD(Solid State Drive,固態(tài)驅(qū)動器))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]實施方式提供一種高品質(zhì)的存儲器系統(tǒng)。
[0006]實施方式的存儲器系統(tǒng)包括非易失性存儲器、熱電元件、電容器、以及使用由所述熱電元件產(chǎn)生的電力對所述電容器進行充電的控制器。
【附圖說明】
[0007]圖1是第一實施方式的存儲器系統(tǒng)的框圖。
[0008]圖2是示意性地表示存儲器系統(tǒng)的截面構(gòu)造的圖。
[0009]圖3是說明第一實施方式的存儲器系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0010]圖4是表示存儲器系統(tǒng)的內(nèi)部溫度的一例的曲線圖。
[0011]圖5是表示熱電元件產(chǎn)生的電力的一例的曲線圖。
[0012]圖6是說明變形例的存儲器系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0013]圖7是第二實施方式的存儲器系統(tǒng)的框圖。
[0014]圖8是說明第二實施方式的存儲器系統(tǒng)的寫入動作的流程圖。
[0015]圖9是說明第二實施方式的存儲器系統(tǒng)的讀出動作的流程圖。
[0016]圖10是說明繼圖9后進行的存儲器系統(tǒng)的讀出動作的流程圖。
[0017]圖11是說明其他例的存儲器系統(tǒng)的寫入動作的流程圖。
[0018]圖12是說明繼圖11后進行的存儲器系統(tǒng)的寫入動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]以下，參照附圖對實施方式進行說明。但是，附圖是示意性圖或概念性圖，各附圖的尺寸及比例等未必與實物相同。以下所示的若干實施方式例示了用以將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的裝置及方法，但并非通過構(gòu)成零件的形狀、構(gòu)造、配置等來特定本發(fā)明的技術(shù)思想。另外，在以下的說明中，對具有相同功能及構(gòu)成的要素標注相同符號，并且只在必要時進行重復說明。
[0020][第一實施方式]
[0021]存儲器系統(tǒng)包括非易失性半導體存儲裝置(非易失性存儲器)。在本實施方式中，作為非易失性半導體存儲裝置，列舉NAND型閃存器為例進行說明。而且，作為存儲器系統(tǒng)，列舉作為包括NAND型閃存器的存儲設備的SSD (Solid State Drive)為例進行說明。
[0022][I]存儲器系統(tǒng)的構(gòu)成
[0023]圖1是第一實施方式的存儲器系統(tǒng)10的框圖。存儲器系統(tǒng)10包括接口電路(I/F電路)11、存儲器控制器(SSD控制器)12、NAND型閃存器13、電源電路14、電源控制器15、電容器16、熱電元件17、溫度感測器18、以及冷卻風扇19。另外，在圖1中，為了使附圖容易理解，而以實線表示信號線，以虛線表示電源線。
[0024]接口電路11是經(jīng)由信號線(總線)20而連接于主機機器30。接口電路11是ATA (Advanced Technology Attachment，高級技術(shù)附件)接口等存儲器連接接口，在該接口電路11與主機機器30之間進行接口處理。主機機器30是對存儲器系統(tǒng)10進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀出、以及數(shù)據(jù)刪除的外部裝置，含有例如個人計算機、或者連接于網(wǎng)絡的服務器等。
[0025]存儲器控制器12包括CPU (Central Processing Unit,中央處理器)及RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)等。存儲器控制器12統(tǒng)一控制存儲器系統(tǒng)10內(nèi)的動作。存儲器控制器12具有如下功能:在與主機機器30之間處理命令；或者在NAND型閃存器13與主機機器30之間進行數(shù)據(jù)傳輸；或者管理NAND型閃存器13內(nèi)的各區(qū)塊。
[0026]NAND型閃存器13是能夠非揮發(fā)地存儲數(shù)據(jù)的非易失性半導體存儲器，存儲用戶數(shù)據(jù)、程序、以及存儲器系統(tǒng)10的管理數(shù)據(jù)等。在NAND型閃存器13中，以區(qū)塊為單位進行刪除，以頁面為單位進行寫入與讀出。NAND型閃存器13包含將多個存儲單元呈矩陣狀排列而成的存儲單元陣列，該存儲單元陣列是排列多個作為數(shù)據(jù)刪除單位的物理區(qū)塊而構(gòu)成。在NAND型閃存器13中，針對每個物理頁面進行數(shù)據(jù)寫入及數(shù)據(jù)讀出。物理頁面含有多個存儲單元。物理區(qū)塊含有多個物理頁面。NAND型閃存器13例如含有多個NAND芯片。多個NAND芯片可個別地控制，并且可并列動作。
[0027]電源電路14經(jīng)由電源線21而連接于主機機器30，從主機機器30接收多種電源。而且，電源電路14使用從主機機器30接收到的電源，在存儲器系統(tǒng)10內(nèi)部產(chǎn)生所需要的多種電源。
[0028]電源控制器15接收由電源電路14產(chǎn)生的電源。電源控制器15統(tǒng)一控制存儲器系統(tǒng)10內(nèi)部的電源。關于電源控制器15的具體動作將于下文進行敘述。
[0029]電容器16作為蓄電池發(fā)揮功能，該電容器16是作為存儲器系統(tǒng)10的電力供給源的備份電源。電容器16在發(fā)生例如當存儲器系統(tǒng)10進行動作時電源電壓降低、電源電壓瞬間切斷、以及存儲器系統(tǒng)10的電源異常斷路等情況時，對電源控制器15供給電源。
[0030]熱電元件17具有將熱能轉(zhuǎn)換成電能的功能。作為熱電元件17，可使用例如利用熱源與除熱源以外的部分的溫度差進行發(fā)電的元件、也就是利用塞貝克效應(Seebeckeffect)的元件。關于熱電元件17的構(gòu)成，記載于例如稱為“THERMOELECTRIC DEVICE ANDTHERMOELECTRIC MODULE (熱電裝置及熱電模塊)”的2010年12月9日提出申請的美國專利申請案12/964，152號。該專利申請案的全部內(nèi)容以參照的形式引用于本案說明書中。
[0031]溫度感測器18測定存儲器系統(tǒng)10內(nèi)部的溫度。冷卻風扇19通過向存儲器系統(tǒng)10內(nèi)部吹送空氣，而冷卻存儲器系統(tǒng)10內(nèi)部。
[0032]圖2是示意性地表示存儲器系統(tǒng)10的截面構(gòu)造的圖。在襯底22上安裝構(gòu)成存儲器系統(tǒng)10的多個模塊。另外，在圖2中，作為安裝在襯底22上的多個模塊，例示了接口電路11、存儲器控制器(存儲器Ctrl.) 12、NAND型閃存器13、電源控制器(電源Ctrl.) 15、電容器16、以及冷卻風扇19。
[0033]以與多個模塊的全部或一部分相接的方式設置熱電元件17。熱電元件17至少與模塊相接的面被絕緣膜覆蓋。熱電元件17也可以形成在發(fā)熱量尤其多的模塊(例如，存儲器控制器12等)的附近。而且，當存儲器控制器12的發(fā)熱量多時，理想為將存儲器控制器12配置在冷卻風扇19的附近。
[0034]而且，在本實施方式中，為了冷卻元件而使用冷卻風扇19，但也可以使用利用電力冷卻元件的?自爾帖(Peltier)元件、熱交換元件等。
[0035][2]動作
[0036]接下來，對如上所述那樣構(gòu)成的存儲器系統(tǒng)10的動作進行說明。圖3是對存儲器系統(tǒng)10的動作進行說明的流程圖。
[0037]首先，通過從主機機器30經(jīng)由電源線21對存儲器系統(tǒng)10供給電源，而存儲器系統(tǒng)10 (步驟S100)啟動。具體來說，電源控制器15 —邊從電源電路14接收電源，一邊對接口電路11、存儲器控制器12、NAND型閃存器13、以及溫度感測器18供給電源。之后，存儲器系統(tǒng)10執(zhí)行與主機機器30的命令相應的正常動作(包含寫入動作、讀出動作、以及刪除動作)。
[0038]接著，使存儲器系統(tǒng)10整體(存儲器系統(tǒng)10內(nèi)的全部模塊)開始發(fā)熱，由此熱電元件17使用存儲器系統(tǒng)10產(chǎn)生的熱，開始發(fā)電(步驟S101)。
[0039]圖4是表示存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度的一例的曲線圖。圖5是表示熱電元件17產(chǎn)生的電力的一例的曲線圖。圖4的縱軸為存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度T，橫軸為時間t。圖5的縱軸為熱電元件17產(chǎn)生的電力W，橫軸為時間t。圖4及圖5為任意單位。
[0040]例如，如果存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度成為閾值Ta以上，則熱電元件17利用存儲器系統(tǒng)10的熱產(chǎn)生電力。閾值Ta是由熱電元件17的材料及特性而決定的值。例如，在使用利用溫度差進行發(fā)電的熱電元件17的情況下，閾值Ta是將熱源以外的部分的低溫側(cè)的溫度、與熱電元件17能夠發(fā)電的溫度差相加所得的溫度。
[0041]接著，電源控制器15使用熱電元件17的電力，對電容器16進行充電(步驟S102)。接著，存儲器控制器12判定電容器16的充電是否已完成(步驟S103)。判定電容器16的充電是否已完成可根據(jù)基于電容器16及熱電元件17的特性算出的充電時間而進行管理。也就是說，當開始對電容器16進行充電后的經(jīng)過時間超過預先算出的充電時間時，存儲器控制器12判定為電容器16的充電已完成。
[0042]如果在步驟S103中電容器16的充電完成，則存儲器控制器12監(jiān)視存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度是否超過存儲器系統(tǒng)10的動作保證溫度(步驟S104)。動作保證溫度是根據(jù)存儲器系統(tǒng)10的規(guī)格而設定。此處所謂的動作保證溫度是指上限側(cè)的動作保證溫度，例如為70?85°C左右。
[0043]當在步驟S104中存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度超過動作保證溫度時，電源控制器15使用熱電元件17的電力驅(qū)動冷卻風扇19(步驟S105)。另一方面，當存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度未超過動作保證溫度時，電源控制器15將熱電元件17的電力用于存儲器系統(tǒng)10的正常動作(步驟S106) ο
[0044]另外，冷卻風扇19理想為以主要冷卻發(fā)熱量大的元件(例如存儲器控制器12)而不冷卻熱電元件17的方式配置各要素。例如，以使從冷卻風扇19吹出的風直接吹到存儲器控制器12，而使風不吹到熱電元件17的方式進行配置。
[0045](變形例)
[0046]電容器16也可以為超級電容器。超級電容器16用于當發(fā)生異常的電源斷路時保證存儲器系統(tǒng)10的動作。超級電容器16的電容被設定為在發(fā)生異常的電源斷路時供給存儲器系統(tǒng)10能夠完成正常的電源斷開時的結(jié)束動作的電力所需的電容以上。
[0047]圖6是說明變形例的存儲器系統(tǒng)10的動作的流程圖。圖6的步驟S200?S201與圖3的步驟SlOO?SlOl相同。
[0048]接著，電源控制器15使用熱電元件17的電力對超級電容器16進行充電(步驟S202)。接著，存儲器控制器12判定存儲在超級電容器16的電力量是否超過存儲器系統(tǒng)10的電源斷路時的結(jié)束動作所需的電力量(步驟S203)。判定存儲在超級電容器16的電力量可根據(jù)基于超級電容器16及熱電元件17的特性而算出的充電時間進行管理。
[0049]當在步驟S203中超級電容器16的電力量超過電源斷路時的結(jié)束動作所需的電力量時，存儲器控制器12監(jiān)視存儲器系統(tǒng)10的內(nèi)部溫度是否超過存儲器系統(tǒng)10的動作保證溫度(步驟S204)。之后的動作(步驟S205及S206)與圖3的步驟S105及S106相同。
[0050][3]效果
[0051]如以上所詳細敘述那樣，在第一實施方式中，存儲器系統(tǒng)10包括使用熱產(chǎn)生電力的熱電元件17。而且，電源控制器15使用由熱電元件17產(chǎn)生的電力，對電容器16進行充電、驅(qū)動冷卻風扇19、以及進行NAND型閃存器13的正常動作。
[0052]因此，根據(jù)第一實施方式，可減少存儲器系統(tǒng)10的耗電量。也就是說，可減少相當于存儲器系統(tǒng)10中所使用的電力量中由熱電元件17產(chǎn)生的電力量的程度的耗電量。而且，使用熱電元件17產(chǎn)生的電力驅(qū)動冷卻風扇19，可減少存儲器系統(tǒng)10的發(fā)熱。
[0053]近年來，為了滿足用戶對速度所要求的等級，SSD中使多個NAND芯片并列動作。隨之，SSD(尤其是存儲器控制器)的自身發(fā)熱量變多，而當進行負載最大的動作時(例如進行順序?qū)?sequential write)動作時)難以保證動作保證溫度。而且，因多個NAND芯片并列動作，而導致耗電量增大。
[0054]相對于此，在本實施方式中，可利用熱電元件17減少存儲器系統(tǒng)10的耗電量，因此可實現(xiàn)存儲器系統(tǒng)10的高速動作。而且，可減少存儲器系統(tǒng)10的發(fā)熱，因此可維持存儲器系統(tǒng)10的高速動作。
[0055][第二實施方式]
[0056][I]存儲器系統(tǒng)的構(gòu)成
[0057]圖7是第二實施方式的存儲器系統(tǒng)10的框圖。存儲器系統(tǒng)10包括接口電路11、存儲器控制器12、NAND型閃存器13、ECC (Error Checking and Correcting，錯誤檢查與校正)電路40、無線控制器41、以及無線電路42。
[0058]ECC電路40在數(shù)據(jù)寫入時，使用寫入數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤校正碼。該錯誤校正碼與寫入數(shù)據(jù)一起被寫入到NAND型閃存器13中。而且，ECC電路40在數(shù)據(jù)讀出時，使用包含在讀出數(shù)據(jù)中的錯誤校正碼來校正讀出數(shù)據(jù)的錯誤。錯誤校正碼從讀出數(shù)據(jù)中被去除。
[0059]無線電路42與外部裝置(包含通信終端43及外部存儲裝置44)之間進行無線通信。無線電路42包括天線、發(fā)送電路、以及接收電路。作為無線通信，可列舉依據(jù)IEEE802.11 標準的無線 LAN (Local Area Network，局域網(wǎng))、Bluetooth (藍牙)(注冊商標)、以及紅外線通信等。例如，無線電路42經(jīng)由無線LAN從通信終端43及外部存儲裝置44接收無線信號，并且向通信終端43及外部存儲裝置44發(fā)送無線信號。
[0060]作為通信終端43，可列舉移動電話、以及智能手機等。作為外部存儲裝置44，可列舉連接于網(wǎng)絡的NAS (Network Attached Storage，網(wǎng)絡連接存儲)、以及服務器等。通信終端43及外部存儲裝置44經(jīng)由例如因特網(wǎng)而連接于云服務(cloud service) 45，從云服務45提供數(shù)據(jù)或軟件。
[0061]無線控制器41統(tǒng)一控制無線通信。也就是說，無線控制器41經(jīng)由無線電路42將數(shù)據(jù)寫入到通信終端43及外部存儲裝置44，并且從通信終端43及外部存儲裝置44讀出數(shù)據(jù)。
[0062][2]動作
[0063]接下來，對如上所述那樣構(gòu)成的存儲器系統(tǒng)10的動作進行說明。
[0064][2-1]寫入動作
[0065]首先，對存儲器系統(tǒng)10的寫入動作進行說明。圖8是說明存儲器系統(tǒng)10的寫入動作的流程圖。在圖8的流程圖中，將通信終端43及/或外部存儲裝置44記為外部裝置。
[0066]主機機器30將寫入請求發(fā)行到存儲器系統(tǒng)10中(步驟S300)。寫入請求中包含命令、地址、及數(shù)據(jù)。接著，存儲器控制器(存儲器Ctrl.) 12回應來自主機機器30的寫入請求，將寫入請求發(fā)行到NAND型閃存器13及無線控制器(無線Ctrl.) 41中(步驟S301)。
[0067]NAND型閃存器13回應來自存儲器控制器12的寫入請求而執(zhí)行寫入處理(步驟S302) ο而且，無線控制器41回應來自存儲器控制器12的寫入請求，經(jīng)由無線電路42將寫入請求發(fā)行到外部裝置中(步驟S303)。
[0068]外部裝置回應來自無線控制器41的寫入請求而執(zhí)行寫入處理(步驟S304)。寫入到外部裝置的數(shù)據(jù)與寫入到NAND型閃存器13的數(shù)據(jù)相同。另外，由于使用無線通信將數(shù)據(jù)寫入到外部裝置，因此，外部裝置的寫入處理比NAND型閃存器13的寫入處理更耗時間。
[0069]接著，NAND型閃存器13在寫入處理完成之后，將寫入結(jié)束通知發(fā)送給存儲器控制器12 (步驟S305)。接著，存儲器控制器12將寫入結(jié)束通知發(fā)送給主機機器30 (步驟S306) ο主機機器30通過從存儲器控制器12接收寫入結(jié)束通知，而識別寫入已正常結(jié)束(步驟 S307) ο
[0070]接著，外部裝置在寫入處理完成之后，將寫入結(jié)束通知發(fā)送給無線控制器41 (步驟S308)。接著，無線控制器41將管理數(shù)據(jù)的寫入請求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S309)，該管理數(shù)據(jù)包含寫入到外部裝置的數(shù)據(jù)的地址(數(shù)據(jù)范圍)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的寫入處理(步驟S310)。
[0071]通過以上的寫入動作，將從主機機器30發(fā)送而來的寫入數(shù)據(jù)存儲到NAND型閃存器13中，并且將相同的寫入數(shù)據(jù)存儲到通信終端43及/或外部存儲裝置44。進而，將用以特定出該寫入數(shù)據(jù)的地址作為管理數(shù)據(jù)存儲在NAND型閃存器13中。
[0072][2-2]讀出動作
[0073]接下來，對存儲器系統(tǒng)10的讀出動作進行說明。圖9及圖10是說明存儲器系統(tǒng)10的讀出動作的流程圖。
[0074]主機機器30將讀出請求發(fā)行到存儲器系統(tǒng)10中(步驟S400)。讀出請求中包含命令、及地址。接著，存儲器控制器12回應來自主機機器30的讀出請求，將讀出請求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S401)。
[0075]NAND型閃存器13回應來自存儲器控制器12的讀出請求而執(zhí)行讀出處理(步驟
5402)。接著，ECC電路40對來自存儲器控制器12的讀出數(shù)據(jù)進行錯誤校正。錯誤校正的結(jié)果被發(fā)送到存儲器控制器12中。存儲器控制器12判定是否產(chǎn)生了讀出錯誤(步驟
5403)。讀出錯誤的定義可根據(jù)存儲器系統(tǒng)10的規(guī)格而適當設定，可在無法校正的錯誤比特數(shù)存在I比特以上時判定為讀出錯誤，也可以在無法校正的錯誤比特數(shù)超過允許比特數(shù)時判定為讀出錯誤。
[0076]當在步驟S403中并非讀出錯誤時，存儲器控制器12將讀出數(shù)據(jù)發(fā)送給主機機器30 (步驟S404)。主機機器30通過從存儲器控制器12接收讀出數(shù)據(jù)，而識別讀出已正常結(jié)束(步驟S405) ο
[0077]另一方面，當在步驟S403中為讀出錯誤時，無線控制器41將管理數(shù)據(jù)的讀出請求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S406)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的讀出處理(步驟S407) ο
[0078]接著，無線控制器41使用從NAND型閃存器13讀出的管理數(shù)據(jù)，判定讀出對象的數(shù)據(jù)是否被存儲到外部裝置(步驟S408)。當在步驟S408中讀出對象的數(shù)據(jù)未被存儲到外部裝置時，成為讀出失敗(步驟S409)。
[0079]當在步驟S408中讀出對象的數(shù)據(jù)被存儲到外部裝置時，無線控制器41將讀出請求發(fā)行到外部裝置中(步驟S410)。外部裝置回應來自無線控制器41的讀出請求而執(zhí)行讀出處理(步驟S411)。接著，ECC電路40對來自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)進行錯誤校正。錯誤校正的結(jié)果被發(fā)送給無線控制器41。無線控制器41判定是否產(chǎn)生了讀出錯誤(步驟S412)。當在步驟S412中為讀出錯誤時，成為讀出失敗(步驟S409)。
[0080]另一方面，當在步驟S412中并非讀出錯誤時，無線控制器41將來自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)發(fā)送給主機機器30 (步驟S413)。主機機器30通過從無線控制器41接收讀出數(shù)據(jù)，而識別讀出已正常結(jié)束(步驟S414)。
[0081]而且，無線控制器41將用以將來自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)寫回到NAND型閃存器13的寫回請求，發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S415)。寫回請求包含命令、地址、以及來自外部裝置的讀出數(shù)據(jù)。NAND型閃存器13回應來自無線控制器41的寫回請求而執(zhí)行寫回處理(步驟S416)。通過該寫回處理，可恢復本來在NAND型閃存器13的讀出處理中成為讀出錯誤的數(shù)據(jù)。
[0082][2-3]寫入動作的其他例
[0083]接下來，對寫入動作的其他例進行說明。此處，對在寫入動作的中途存儲器系統(tǒng)10的電源被斷開時的寫入動作進行說明。圖11及圖12是說明其他例的存儲器系統(tǒng)10的寫入動作的流程圖。圖11的步驟S300?S307與圖8相同。
[0084]接著，主機機器30將用以通知斷開存儲器系統(tǒng)10的電源的電源斷開通知發(fā)送給存儲器系統(tǒng)10(步驟S500)。無線控制器41回應來自主機機器30的電源斷開通知，將用以中斷寫入處理的寫入中斷通知發(fā)送給外部裝置(步驟S501)。
[0085]外部裝置回應來自無線控制器41的寫入中斷通知而執(zhí)行寫入中斷處理(步驟S502)。具體來說，外部裝置一邊中斷當前的寫入處理，一邊將此次的寫入數(shù)據(jù)中已經(jīng)完成寫入的數(shù)據(jù)的地址發(fā)送給無線控制器41。
[0086]接著，無線控制器41將用以將管理數(shù)據(jù)寫入到NAND型閃存器13的寫入請求，發(fā)送給NAND型閃存器13 (步驟S503)，該管理數(shù)據(jù)包含從外部裝置發(fā)送而來的地址、以及表示有無寫入中斷的旗標。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的寫入處理(步驟S504)。之后，存儲器系統(tǒng)10的電源被斷開(步驟S505)。
[0087]接著，主機機器30接通存儲器系統(tǒng)10的電源(步驟S506)。接著，無線控制器41將管理數(shù)據(jù)的讀出請求發(fā)行到NAND型閃存器13中(步驟S507)。接著，NAND型閃存器13執(zhí)行管理數(shù)據(jù)的讀出處理(步驟S508)。
[0088]接著，無線控制器41使用從NAND型閃存器13讀出的管理數(shù)據(jù)，判定是否已中斷外部裝置的寫入處理(步驟S509)。當在步驟S509中無寫入中斷時，無線控制器41結(jié)束處理。另一方面，當在步驟S509中有寫入中斷時，無線控制器41將寫入恢復請求發(fā)送給外部裝置。寫入恢復請求包含命令、未完成寫入的數(shù)據(jù)及其地址。未完成寫入的數(shù)據(jù)是由無線控制器41從NAND型閃存器13被讀出。
[0089]接著，外部裝置回應來自無線控制器41的寫入恢復請求而恢復寫入(步驟S511)。之后的步驟S308?S310與圖8相同。
[0090]通過以上的寫入動作，即便當在外部裝置中寫入處理被中斷時，也可以在之后的存儲器系統(tǒng)10被接通電源時，將所有寫入數(shù)據(jù)存儲到外部裝置中。本實施例的寫入動作在利用通信速度慢的無線通信時尤其有效。
[0091][3]效果
[0092]如以上所詳細敘述那樣，在第二實施方式中，存儲器系統(tǒng)10包括與外部裝置(包含通信終端43及外部存儲裝置44)之間進行無線通信的無線電路42。而且，無線控制器41將與寫入到NAND型閃存器13的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)寫入到外部裝置。
[0093]因此，根據(jù)第二實施方式，當在從NAND型閃存器13的讀出動作中產(chǎn)生了讀出錯誤時，可將存儲在外部裝置中的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機機器30。由此，可提高從主機機器30觀察到的存儲器系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)可靠性。
[0094]一般來說，為了提高數(shù)據(jù)可靠性，必須強化ECC電路的錯誤校正能力，但錯誤校正能力高的ECC電路的電路面積大，而且錯誤校正所耗費的時間也變長。而且，該存在因物理應力(熱或沖擊等)而導致存儲在存儲器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被破壞的情況。
[0095]相對于此，在本實施方式中，由于可利用存儲在外部裝置的數(shù)據(jù)，因此無須只依存于ECC電路的錯誤校正能力，并且可降低ECC電路的錯誤校正能力。進而，即便在物理應力更大的環(huán)境中使用存儲器系統(tǒng)10的情況下，也能夠提高存儲器系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)可靠性。
[0096]而且，由于錯誤校正能力高的ECC電路40的面積大而且進行動作時的發(fā)熱量也大，因此也可以將熱電元件17置于該ECC電路40上。而且，理想為以使來自冷卻風扇19的風優(yōu)先冷卻ECC電路40的方式配置各元件。
[0097]而且，當在將數(shù)據(jù)寫入到外部裝置的過程中存儲器系統(tǒng)10的電源被斷開時，一邊將寫入中斷通知發(fā)送給外部裝置，一邊將已經(jīng)寫入的數(shù)據(jù)的地址作為管理數(shù)據(jù)寫入到NAND型閃存器13中。并且，當存儲器系統(tǒng)10的電源再次被接通時，只恢復未寫入的數(shù)據(jù)部分的寫入。由此，可將數(shù)據(jù)準確地存儲在外部裝置中。
[0098]另外，也可以將第一實施方式的熱電元件17及電力控制應用于第二實施方式中。
[0099]另外，關于存儲單元陣列的構(gòu)成，記載于例如稱為“三維積層非易失性半導體存儲器”的2009年3月19日提出申請的美國專利申請案12/407，403號。而且，記載于稱為“三維積層非易失性半導體存儲器”的2009年3月18日提出申請的美國專利申請案12/406，524號、稱為“非易失性半導體存儲裝置及其制造方法”的2010年3月25日提出申請的美國專利申請案12/679，991號、及稱為“半導體存儲器及其制造方法”的2009年3月23日提出申請的美國專利申請案12/532，030號。這些專利申請案的全部內(nèi)容以參照的形式引用于本案說明書中。
[0100]另外，在與本發(fā)明相關的各實施方式中，
[0101](I)在讀出動作中，
[0102]施加給A等級的讀出動作中所選擇的字線的電壓例如為OV?0.55V之間。并不限定于此，也可以設為 0.1V ?0.24V、0.21V ?0.31V、0.31V ?0.4V、0.4V ?0.5V、0.5V ?
0.55V中的任一者之間。
[0103]施加給B等級的讀出動作中所選擇的字線的電壓例如為1.5V?2.3V之間。并不限定于此，也可以設為1.65V?1.8V、1.8V?1.95V、1.95V?2.1V、2.IV?2.3V中的任一者之間。
[0104]施加給C等級的讀出動作中所選擇的字線的電壓例如為3.0V?4.0V之間。并不限定于此，也可以設為 3.0V ?3.2V、3.2V ?3.4V、3.4V ?3.5V、3.5V ?3.6V、3.6V ?4.0V中的任一者之間。
[0105]作為讀出動作的時間(tR)，也可以設為例如25ys?38ys、38ys?70ys、70 μ s?80 μ s之間。
[0106](2)寫入動作如上所述那樣包含編程動作與驗證動作。在寫入動作中，
[0107]最初施加給編程動作時所選擇的字線的電壓例如為13.7V?14.3V之間。并不限定于此，也可以設為例如13.7V?14.0V、14.0V?14.6V中的任一者之間。
[0108]也可以改變寫入奇數(shù)號字線時的最初施加給所選擇的字線的電壓、與寫入偶數(shù)號字線時的最初施加給所選擇的字線的電壓。
[0109]當將編程動作設為ISPP方式(Incremental Step Pulse Program，增量步進脈沖編程)時，作為步升電壓(step up Voltage)，可列舉例如0.5V左右。
[0110]作為施加給非選擇的字線的電壓，也可以設為例如6.0V?7.3V之間。并不限定于該情況，也可以設為例如7.3V?8.4V之間，還可以設為6.0V以下。
[0111]也可以根據(jù)非選擇的字線為奇數(shù)號字線或偶數(shù)號字線，而改變所要施加的導通電壓(pass Voltage)。
[0112]作為寫入動作的時間(tProg)，也可以設為例如1700 ys?1800 ys之間、1800 μ s ?1900 μ s 之間、1900 μ s ?2000 μ s 之間。
[0113](3)在刪除動作中，
[0114]最初施加給形成在半導體襯底上部并且上方配置著所述存儲單元的井(well)的電壓為例如12V?13.6V之間。并不限定于該情況，也可以為例如13.6V?14.8V之間、14.8V ?19.0V 之間、19.0 ?19.8V 之間、19.8V ?21V 之間。
[0115]作為刪除動作的時間(tErase)，也可以設為例如3000 μ s?4000 μ s之間、4000 μ s ?5000 μ s 之間、4000 μ s ?9000 μ s 之間。
[0116](4)關于存儲單元的構(gòu)造
[0117]具有介隔膜厚為4?1nm的隧道絕緣膜而配置在半導體襯底(硅襯底)上的電荷存儲層。該電荷存儲層可設為膜厚為2?3nm的SiN、或S1N等絕緣膜與膜厚為3?8nm的多晶娃的積層構(gòu)造。而且，也可以在多晶娃中添加Ru等金屬。在電荷存儲層上具有絕緣膜。該絕緣膜具有例如夾在膜厚為3?1nm的下層High_k膜與膜厚為3?1nm的上層High-k膜間的膜厚為4?1nm的氧化娃膜。High_k膜可列舉HfO等。而且，可使氧化娃膜的膜厚厚于High-k膜的膜厚。在絕緣膜上介隔膜厚為3?1nm的功函數(shù)調(diào)整用材料而形成膜厚為30nm?70nm的控制電極。此處，功函數(shù)調(diào)整用材料為TaO等金屬氧化膜、TaN等金屬氮化膜?？刂齐姌O可使用W(鎢)等。
[0118]而且，在存儲單元間可形成氣隙。
[0119]對本發(fā)明的若干實施方式進行了說明，但這些實施方式是作為示例而提出的，并未意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式能以其他各種方式實施，并且可在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍或主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
[0120][符號的說明]
[0121]10存儲器系統(tǒng)
[0122]11接口電路
[0123]12存儲器控制器
[0124]13 NAND型閃存器
[0125]14電源電路
[0126]15電源控制器
[0127]16電容器
[0128]17熱電元件
[0129]18溫度感測器
[0130]19冷卻風扇
[0131]20信號線
[0132]21電源線
[0133]22 襯底
[0134]30主機機器
[0135]40 ECC 電路
[0136]41無線控制器
[0137]42無線電路
[0138]43通信終端
[0139]44外部存儲裝置
[0140]45云服務
【主權(quán)項】
1.一種存儲器系統(tǒng)，其特征在于包括: 非易失性存儲器； 熱電元件； 電容器；以及 控制器，使用由所述熱電元件產(chǎn)生的電力對所述電容器進行充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器在所述電容器充電完成之后，將由所述熱電元件產(chǎn)生的電力用于所述非易失性存儲器的動作。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的存儲器系統(tǒng)，其特征在于還包括:冷卻風扇；并且 所述控制器在內(nèi)部溫度超過閾值的情況下，使用由所述熱電元件產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述冷卻風扇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其特征在于還包括: 無線電路，與外部裝置之間進行無線通信；以及 第二控制器，進行將從主機發(fā)送而來的寫入數(shù)據(jù)寫入到所述非易失性存儲器、以及將所述寫入數(shù)據(jù)經(jīng)由所述無線電路寫入到所述外部裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲器系統(tǒng)，其特征在于還包括: 錯誤檢查與校正電路，對從所述非易失性存儲器讀出的讀出數(shù)據(jù)的錯誤進行校正；并且 所述第二控制器在從所述非易失性存儲器讀出的讀出數(shù)據(jù)的錯誤無法校正時，從所述外部裝置讀出數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲器系統(tǒng)，其特征在于:所述第二控制器將管理數(shù)據(jù)寫入到所述非易失性存儲器中，該管理數(shù)據(jù)包含寫入到所述外部裝置的寫入數(shù)據(jù)的地址。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的存儲器系統(tǒng)，其特征在于:所述第二控制器基于所述管理數(shù)據(jù)來判定讀出對象的數(shù)據(jù)是否已存儲到所述外部裝置中。
【文檔編號】G06F13/16GK105988734SQ201510096503
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月4日
【發(fā)明人】荒川暢行, 酒井勛, 田中智貴
【申請人】株式會社東芝