存储器系统和确定半导体存储器的最佳读取电压的方法与流程

存储器系统和确定半导体存储器的最佳读取电压的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于并要求2022年3月18日提交的日本专利申请2022-043988的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
3.本文所述的实施例一般地涉及存储器系统和确定半导体存储器的最佳读取电压的方法。


背景技术：

4.包括能够以非易失性方式存储数据的存储器装置和控制该存储器装置的控制器的存储器系统是已知的。


技术实现要素：

5.实施例提供了具有改善的可靠性的存储器系统和确定半导体存储器的最佳读取电压的方法。
6.一般而言，根据一个实施例，根据实施例的存储器系统包括半导体存储器和控制器。所述半导体存储器包括多个存储器基元，每个存储器基元被配置为根据其阈值电压存储具有至少第一值和第二值中的一者的数据，所述第一值对应于被包括在第一电压范围内的所述阈值电压，所述第二值对应于被包括在第二电压范围内的所述阈值电压。所述控制器被配置为将具有所述第一值的数据写入所述多个存储器基元当中的多个第一存储器基元的每一者中，将具有所述第二值的数据写入所述多个存储器基元当中的多个第二存储器基元的每一者中，通过对所述多个存储器基元执行跟踪过程(process)来确定第一电压，以及在所述跟踪过程之后的读取过程中使用所述第一电压从所述多个存储器基元读取数据。所述控制器被配置为使用第三电压范围内的多个读取电压执行多次读取操作，所述第三电压范围包括所述第一电压范围的一部分和所述第二电压范围的一部分，以确定所述多个存储器基元的第一分布，基于所述第一分布估计所述多个第一存储器基元在所述第三电压范围内的第二分布，基于所述第一分布和所述第二分布之间的差异，计算所述多个第二存储器基元在所述第三电压范围内的第三分布，以及基于所述第二分布和所述第三分布，将位于所述第三电压范围内的电压确定为所述第一电压。
附图说明
7.图1是示出根据实施例包括存储器系统和主机装置的信息处理系统的配置示例的框图。
8.图2是示出根据实施例在控制器中设置的功能部件的图。
9.图3是示出根据实施例的nand存储器的配置示例的框图。
10.图4是示出根据实施例的nand存储器的存储器基元阵列中的块的配置示例的电路
图。
11.图5是示出根据实施例的nand存储器的存储器基元晶体管的阈值电压分布的图。
12.图6a和图6b是示出根据实施例在存储器系统中执行的移位读取操作的图。
13.图7是示出根据实施例的存储器系统的整体操作的流程的流程图。
14.图8是示出根据实施例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
15.图9是示出根据实施例在存储器系统中执行的检测柱状图(detected histogram)的计算过程的概要的图。
16.图10是示出根据实施例在存储器系统中执行的检测柱状图的计算过程的流程的流程图。
17.图11是示出根据实施例在存储器系统中执行的使用读取数据生成标记(label)的图。
18.图12是示出了根据实施例的其中来自存储器基元晶体管的读取数据在循环过程期间具有多个变化的情况示例的图。
19.图13是示出根据实施例由在存储器系统中执行的计算过程计算出的检测柱状图的图。
20.图14是示出根据实施例在存储器系统中执行的电压确定的标记范围的检测过程的整体流程的流程图。
21.图15是示出根据实施例在存储器系统中执行的电压确定的临时标记范围的检测过程的流程的流程图。
22.图16是示出根据实施例在存储器系统中检测到的电压确定的临时标记范围的图。
23.图17是示出根据实施例在存储器系统中执行的电压确定的临时标记范围的检测过程的另一流程的流程图。
24.图18是示出根据实施例在存储器系统中检测到的电压确定的临时标记范围的图。
25.图19是示出根据实施例在存储器系统中执行的第一柱状图的估计过程的整体流程的流程图。
26.图20是根据实施例在存储器系统中执行的第一范围内的柱状图的估计过程的示意图。
27.图21是示出根据实施例在存储器系统中执行的第一范围内的柱状图的估计过程的流程的流程图。
28.图22是根据实施例在存储器系统中执行的第二范围内的柱状图的估计过程的示意图。
29.图23是根据实施例在存储器系统中执行的第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程的示意图。
30.图24是示出根据实施例在存储器系统中执行的第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程的流程图。
31.图25是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的电压确定的临时标记范围的检测过程的流程的流程图。
32.图26是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的电压确定的临时标记范围的
检测过程的流程的流程图。
33.图27是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的第一柱状图的估计过程的整体流程的流程图。
34.图28是根据第一变形例在存储器系统中执行的第三范围内的柱状图的估计过程的示意图。
35.图29是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的第三范围内的柱状图的估计过程的流程的流程图。
36.图30是根据第一变形例在存储器系统中执行的第四范围内的柱状图的估计过程的示意图。
37.图31是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程的流程图。
38.图32是示出根据第二变形例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
39.图33a和图33b是示出根据第二变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的示意图。
40.图34是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
41.图35是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的流程图。
42.图36a和图36b是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的示意图。
43.图37a和图37b是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的示意图。
44.图38是示出根据第四变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的流程图。
45.图39是示出根据第四变形例在存储器系统中的由噪声引起的检测柱状图的值的变动的图。
46.图40是示出根据第五变形例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
47.图41a至图41c是示出根据第五变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的图。
48.图42是示出根据第六变形例的存储器系统的整体操作的流程的流程图。
49.图43是示出根据第六变形例在存储器系统中的阈值电压分布的形状的趋势的示例的图。
具体实施方式
50.在下文中，将参考附图描述实施例。此外，在下面的描述中，相同的参考标号表示具有基本相同的功能和配置的部件。当需要区分具有相同配置的部件时，可以在相同的参考标号末尾添加不同的字符或数字。
51.1.实施例
52.1.1配置
53.1.1.1存储器系统
54.将参考图1描述存储器系统的配置示例。图1是示出根据实施例包括主机装置和存储器系统的信息处理系统的配置示例的框图。
55.存储器系统1包括控制器10和存储器装置20。
56.存储器系统1例如是固态驱动器(ssd)或卡。存储器系统1例如与外部主机装置2通信。存储器系统1存储用于主机装置2的数据。此外，存储器系统1读取用于主机装置2的数据。
57.控制器10可以配置有集成电路，例如片上系统(soc)。控制器10接收来自主机装置2的命令。控制器10的每个部件的功能可以通过专用硬件、执行程序的处理器(例如，固件)或其组合来实现。控制器10基于接收到的命令控制存储器装置20。具体地，控制器10基于从主机装置2接收到的写入命令，将被命令写入的数据写入到存储器装置20。此外，控制器10将基于从主机装置2接收到的读取命令从存储器装置20读取的数据发送到主机装置2。
58.存储器装置20例如是半导体存储器。存储器装置20例如是nand型闪速存储器。在下文中，存储器装置20将被称为nand存储器20。nand存储器20包括多个存储器基元晶体管。nand存储器20以非易失性方式存储数据。nand存储器20通过nand总线与控制器10连接。
59.nand总线通过单独的信号线根据nand接口标准发送和接收各种信号。各种信号例如包括io《7:0》、/ce、cle、ale、/we、/re和/rb。信号/ce是芯片使能信号。信号/ce是用于启用nand存储器20的信号。信号cle是命令锁存使能信号。信号cle在信号cle处于“高(h)”电平时向nand存储器20通知发送到nand存储器20的信号io《7:0》是命令。信号ale是地址锁存使能信号。在信号ale处于“高(h)”电平时，信号ale向nand存储器20通知发送到nand存储器20的信号io《7:0》是地址。信号/we是写入使能信号。信号/we指令(instruct)nand存储器20纳入(take in)信号io《7:0》。信号/re是读取使能信号。信号/re指令nand存储器20输出信号io《7:0》。信号/rb是就绪/忙信号。信号/rb指示(indicate)nand存储器20是处于就绪状态(能够接收来自外部的命令的状态)还是处于忙状态(不能接收来自外部的命令的状态)。
60.信号io《7:0》例如是8位宽的信号。信号io《7:0》在控制器10和nand存储器20之间被发送和接收。信号io《7:0》包括地址、命令和数据。命令是用于控制nand存储器20的信号。数据包括读取数据和写入数据。
61.1.1.2控制器
62.控制器10包括处理器(cpu：中央处理单元)11、嵌入式存储器12、缓冲存储器13、主机i/f(例如，主机接口电路)14、nand i/f(例如，nand接口电路)15以及错误检查和纠正(ecc)电路16。
63.处理器11控制控制器10的整体操作。例如，处理器11发出用于指令nand存储器20执行包括写入操作、读取操作和擦除操作在内的各种操作的命令。
64.嵌入式存储器12例如是诸如静态随机存取存储器(sram)的半导体存储器。嵌入式存储器12用作处理器11的工作区。嵌入式存储器12存储用于管理nand存储器20的固件、包括多个压缩数据表的各种管理表等。
65.缓冲存储器13例如是诸如动态随机存取存储器(dram)等的半导体存储器。缓冲存
储器13暂时存储从主机装置2接收的写入数据、控制器10从nand存储器20接收的读取数据等。请注意，缓冲存储器13可以设置在控制器10的外部。
66.主机接口电路14通过主机总线与主机装置2连接。主机总线例如是根据各种标准操作的总线，这些标准包括pcie(pci(外围部件快速互连))、ufs(通用闪速存储器)、接口、sas(串行连接scsi(小型计算机系统)接口))、sata(串行ata(高级技术附件))或nvme(nvm(非易失性快速存储器))。主机接口电路14负责控制器10和主机装置2之间的通信。主机接口电路14例如将从主机装置2接收到的命令和数据发送到处理器11和缓冲存储器13中的每一者。
67.nand接口电路15通过nand总线与nand存储器20连接。nand总线例如是根据toggle nand(toggle ddr)标准或开放式nand闪速存储器接口(open nand flash interface，onfi)标准操作的总线。nand接口电路15负责与nand存储器20的通信。nand接口电路15根据处理器11的指令向nand存储器20发送命令、地址和写入数据。此外，nand接口电路15接收来自nand存储器20的读取数据。
68.ecc电路16对存储在nand存储器20中的数据执行错误检查和纠正过程。更具体地，ecc电路16在数据写入期间生成错误纠正码，并将错误纠正码添加到正在写入的数据中。错误纠正码例如是诸如bose-chaudhuri-hocquenghem(bch)码、reed-solomon(rs)码等的硬判决解码代码，或诸如低密度奇偶校验(ldpc)代码的软判决解码代码。此外，在数据读取过程期间，ecc电路16对错误纠正码进行解码，并检测是否存在错误位。当检测到错误位时，ecc电路16通过指定错误位的位置来纠正错误。
69.1.1.3控制器的功能部件
70.将参考图2描述根据实施例的控制器10的功能部件的示例。图2是示出根据实施例的控制器的功能部件的图。
71.处理器11包括各种功能单元，例如跟踪控制单元101、读取控制单元102、标记生成单元103和柱状图计算单元104。缓冲存储器13包括读取数据存储器单元131。请注意，控制器10可以将诸如跟踪控制单元101、读取控制单元102、标记生成单元103和柱状图计算单元104的各个功能单元实现为专用硬件。
72.跟踪控制单元101控制稍后描述的阈值电压跟踪过程，并基于柱状图估计最佳读取电压。柱状图是表示其阈值电压分别属于多个电压范围的存储器基元晶体管的数量(导通基元(on-cell)的数量)的分布图。更具体地，跟踪控制单元101控制读取控制单元102和标记生成单元103以生成分配给每个存储器基元晶体管的标记。标记是用于区分包括每个存储器基元晶体管的阈值电压的电压范围的标识符。此外，跟踪控制单元101通过使用对应于标记的导通基元的数量来确定最佳读取电压。
73.读取控制单元102向nand存储器20发出用于执行读取操作的读取命令。例如，当生成标记时，读取控制单元102发出多个读取命令以搜索包括每个存储器基元晶体管的阈值电压的电压范围。
74.读取数据存储器单元131存储通过对nand存储器20执行的读取操作从存储器基元晶体管读取的数据。此外，读取数据存储器单元131存储分配给每个存储器基元晶体管的标记。
75.标记生成单元103使用存储在读取数据存储器单元131中的数据生成要分配给每
个存储器基元晶体管的标记。
76.柱状图计算单元104基于存储在读取数据存储器单元131中的每个存储器基元晶体管的标记计算被分配相同标记的存储器基元晶体管的数量。然后，柱状图计算单元104计算表示与每个标记对应的导通基元数量的分布的柱状图。
77.1.1.4nand存储器的配置
78.接下来，将参考图3描述根据实施例的nand存储器20的配置示例。图3是示出了根据实施例的nand存储器的配置示例的框图。
79.nand存储器20包括存储器基元阵列21、输入/输出电路22、逻辑控制电路23、寄存器24、定序器25、电压生成电路26、行解码器模块27和感测放大器(sense amplifier)模块28.
80.存储器基元阵列21包括多个块blk(blk0、blk1、...)。每个块blk是能够以非易失性方式存储数据的一组多个存储器基元晶体管，并且例如用作数据的擦除单位。此外，在存储器基元阵列21中设置有多条位线和多条字线。一个存储器基元晶体管与例如一条位线和一条字线相关联。
81.输入/输出电路22向控制器10发送和从控制器10接收信号io《7:0》。输入/输出电路22向寄存器24发送信号io《7:0》中的命令和地址。输入/输出电路22向/从感测放大器模块28发送和接收写入数据和读取数据。
82.逻辑控制电路23从控制器10接收信号/ce、cle、ale、/we和/re。此外，逻辑控制电路23向控制器10发送信号/rb。
83.寄存器24存储命令和地址。寄存器24向行解码器模块27和感测放大器模块28发送地址，以及向定序器25发送命令。
84.定序器25接收命令，并根据基于接收到的命令的序列控制整个nand存储器20。
85.电压生成电路26基于来自定序器25的指令产生诸如数据的写入、读取、擦除等操作所需的电压。电压生成电路26将所产生的电压提供给存储器基元阵列21、行解码器模块27和感测放大器模块28。
86.行解码器模块27从寄存器24接收地址中的行地址，并基于行地址选择块blk。此外，来自电压生成电路26的电压通过行解码器模块27被发送到选定块blk。
87.在数据读取操作期间，感测放大器模块28感测从存储器基元晶体管读取到位线的数据，并将感测到的数据发送到输入/输出电路22。在数据写入操作期间，感测放大器模块28通过位线将写入数据发送到存储器基元晶体管。此外，感测放大器模块28从寄存器24接收地址中的列地址，并基于列地址输出列的数据。
88.1.1.5存储器基元阵列的配置
89.接下来，将参考图4描述根据实施例的nand存储器20的存储器基元阵列21中的每个块blk的配置。图4是示出根据实施例的nand存储器的存储器基元阵列中的块的配置示例的电路图。
90.块blk例如包括四个串单元su(su0、su1、su2和su3)。每个串单元su包括多个nand串ns。
91.每个nand串ns例如包括八个存储器基元晶体管mt(mt0至mt7)、选择晶体管std和选择晶体管sts。请注意，每个nand串ns的存储器基元晶体管mt的数量不限于八个。每个存
储器基元晶体管mt包括堆叠栅极，堆叠栅极包括控制栅极和电荷存储层。各个存储器基元晶体管mt串联连接在选择晶体管std和sts之间。请注意，在下面的描述中，术语“连接”还包括插入另一导电元件的情况。
92.在某个块blk中，串单元su0至su3的选择晶体管std的栅极分别连接到选择栅极线sgd0至sgd3。此外，块blk中的所有串单元su的选择晶体管sts的栅极共同连接到选择栅极线sgs。同一块blk中的存储器基元晶体管mt0至mt7的控制栅极分别连接到字线wl0至wl7。即，同一地址的字线wl共同连接到同一块blk中的所有串单元su，选择栅极线sgs共同连接到同一块blk中的所有串单元su。同时，一条选择栅极线sgd仅连接到同一块blk中的串单元su之一。
93.另外，在存储器基元阵列21中排列成矩阵状的nand串ns当中，同一行的nand串ns的选择晶体管std的另一端连接到p条位线bl(bl0至bl(p-1))中的任一条。数p是自然数。此外，位线bl跨多个块blk共同连接到同一列的nand串ns。
94.此外，选择晶体管sts的另一端连接到源极线celsrc。源极线celsrc跨多个块blk共同连接到多个nand串ns。
95.如上所述，例如，针对同一块blk中的存储器基元晶体管mt共同地(collectively)擦除数据。相比而言，可以针对共同连接到任何块blk的任何串单元su中的任何一条字线wl的多个存储器基元晶体管mt共同地读取和写入数据。一个串单元su中共用字线wl的这样一组存储器基元晶体管mt将被称为例如基元单元cu。即，基元单元cu是其中共同地执行写入或读取操作的一组存储器基元晶体管mt。基元单元cu对应于例如一个存储区域或一组多个存储区域。一个基元单元cu的写入或读取操作针对其中一个存储区域执行。这种存储区域的单位将被称为“页”。
96.1.1.6存储器基元晶体管的阈值分布
97.将参考图5描述根据实施例的nand存储器20的存储器基元晶体管mt的阈值电压分布。图5是示出根据实施例的nand存储器的存储器基元晶体管的阈值电压分布的图。图5示出了根据实施例的nand存储器20中的存储器基元晶体管mt的阈值电压分布的示例。在图5所示的阈值电压分布中，纵轴对应于存储器基元晶体管mt的数量，横轴对应于存储器基元晶体管mt的阈值电压。
98.如图5所示，在根据实施例的nand存储器20中，例如，由多个存储器基元晶体管mt的阈值电压形成八个阈值电压分布。在下文中，这八个阈值电压分布将被称为按阈值电压的升序排列的“s0”状态、“s1”状态、“s2”状态、“s3”状态、“s4”状态、“s5”状态、“s6”状态和“s7”状态。
[0099]“s0”状态对应于例如数据的擦除状态。包括在“s0”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压低于电压r1。
[0100]“s1”至“s7”状态对应于其中电荷被注入到存储器基元晶体管mt的电荷存储层中的状态。包括在“s1”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或高于电压r1并且低于电压r2(r2＞r1)。包括在“s2”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或高于电压r2并且低于电压r3(r3＞r2)。包括在“s3”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或高于电压r3并且低于电压r4(r4＞r3)。包括在“s4”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或高于电压r4并且低于电压r5(r5＞r4)。包括在“s5”状态中的存储器基元晶体管mt的
阈值电压等于或高于电压r5并且低于电压r6(r6＞r5)。包括在“s6”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或高于电压r6并且低于电压r7(r7＞r6)。包括在“s7”状态中的存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或高于电压r7并且低于电压vread(vread＞r7)。电压vread是当施加到存储器基元晶体管mt的控制栅极时用于使存储器基元晶体管mt导通的电压，而不管存储器基元晶体管mt的阈值电压是否属于“s0”状态至“s7”状态中的任一状态。
[0101]
当向存储器基元晶体管mt的控制栅极施加电压时，如果存储器基元晶体管mt具有低于所施加电压的阈值电压，则存储器基元晶体管mt导通。当向控制栅极施加电压时，如果存储器基元晶体管mt具有等于或高于所施加电压的阈值电压，则存储器基元晶体管mt关断。
[0102]
将不同的3位数据分别分配给上述存储器基元晶体管mt的八个阈值电压分布。下面列出了分配给阈值电压分布的数据示例。分配给每个状态的数据按照与相应状态相关联的“高位、中位和低位”的顺序来表示。
[0103]“s0”状态：“1、1、1”数据
[0104]“s1”状态：“1、1、0”数据
[0105]“s2”状态：“1、0、0”数据
[0106]“s3”状态：“0、0、0”数据
[0107]“s4”状态：“0、1、0”数据
[0108]“s5”状态：“0、1、1”数据
[0109]“s6”状态：“0、0、1”数据
[0110]“s7”状态：“1、0、1”数据
[0111]
在上述数据分配中，配置有低位的1页数据(低页数据)通过分别使用电压r1和r5的读取操作来确定。配置有中位的1页数据(中页数据)通过分别使用电压r2、r4和r6的读取操作确定。配置有高位的1页数据(高页数据)通过分别使用电压r3和r7的读取操作确定。
[0112]
1.2操作
[0113]
将描述根据实施例的存储器系统1的操作。请注意，根据实施例在存储器系统1的描述中，为了简化描述，将其中使用电压r1至r7中任一者的读取电压执行读取操作的情况作为示例。
[0114]
1.2.1移位读取(shift read)操作
[0115]
首先，将参考图6a和图6b描述根据实施例在存储器系统1中执行的移位读取操作。图6a和图6b是示出根据实施例在存储器系统中执行的移位读取操作的图。例如，当数据不能以默认读取电压正确地读取数据时，执行移位读取操作。
[0116]
如图6a所示，紧接在写入操作之后，状态“s(m-1)”(m表示大于等于1且小于等于7的整数)的阈值电压分布与状态“sm”的阈值电压分布彼此分离。因此，控制器10将读取电压rm设定为状态“s(m-1)”和“sm”的阈值电压分布之间的默认读取电压rmdef，从而可以正确读取数据。
[0117]
然而，由于诸如干扰等因素，存储器基元晶体管mt的阈值电压可能波动。结果，每个状态的阈值电压的分布宽度可能变宽，或者每个状态的阈值电压分布的众数值(即，最频繁出现的值)可能改变。结果，如图6b所示，相邻分布可能相互重叠。在相邻分布相互重叠时，当以读取电压rmdef执行读取操作时，从存储器基元晶体管mt读取的数据不同于写入操
作时的数据(对应于图6b中的对角线部分)。更具体地，在状态“s(m-1)”的阈值电压分布中，具有等于或高于读取电压rmdef的阈值电压的存储器基元晶体管mt的数据变成错误位。此外，在状态“sm”的阈值电压分布中，具有低于读取电压rmdef的阈值电压的存储器基元晶体管mt的读取数据变成错误位。此外，当错误位数超过ecc电路16的可纠正错误位数时，数据不能被纠正。
[0118]
当错误位数(即，位错误的数量)相对较大时，控制器10将使错误位数减少的电压(例如，图6b中的读取电压rmopt)设定为新读取电压rm。读取电压rmopt例如高于读取电压rmdef。
[0119]
因此，移位读取操作是通过将经由使默认读取电压rmdef移位特定电压而获得的电压设定为读取电压rm来执行的读取操作。
[0120]
1.2.2整体操作(overall operation)
[0121]
接下来，将描述根据实施例的存储器系统1的包括阈值电压跟踪过程的整体操作。
[0122]
为了最小化错误位数，期望以最佳读取电压rmopt执行移位读取操作，其中图6b中的对角线部分的面积变为最小值。在下面的描述中，“opt”将被附加到每个状态的最佳读取电压的末尾。
[0123]
在下文中，将与包括阈值电压跟踪过程的整体操作一起，描述作为用于搜索最佳读取电压rmopt(r1opt至r7opt)的操作之一的阈值电压跟踪过程。
[0124]
1.2.2.1整体操作流程
[0125]
将参考图7描述根据实施例在存储器系统1中执行的包括阈值电压跟踪过程的整体操作的流程。图7是示出根据实施例的存储器系统的整体操作流程的流程图。
[0126]
当在利用默认读取电压rmdef执行的读取操作中检测到的错误位数超过错误可纠正位数时，控制器10使用从默认读取电压rmdef移位的读取电压rmasm执行移位读取操作(st1)。读取控制单元102发出用于使用读取电压rmasm在nand存储器20中执行读取操作的读取命令。nand存储器20基于读取命令执行读取操作(图7中的移位读取操作)，并将读取数据发送到控制器10。在下面的描述中，相对于用于st1的移位读取操作的读取电压将“asm”附加到每个状态的读取电压的末尾。
[0127]
ecc电路16执行错误检测和错误纠正过程。此外，控制器10确定错误纠正是否成功(st2)。当确定错误纠正成功时(st2；是)，控制器10获取错误纠正成功的状态，并结束操作。当确定错误纠正不成功时(st2；否)，过程进行到st3。
[0128]
控制器10执行阈值电压跟踪过程以确定使错误位数减少的新读取电压rm(st3)。稍后将描述阈值电压跟踪过程的细节。
[0129]
控制器10使用所确定的新读取电压rm执行移位读取操作(st4)。读取控制单元102发出用于使用新读取电压rm在nand存储器20中执行移位读取操作的读取命令。nand存储器20基于读取命令执行移位读取操作，并将读取数据发送到控制器10。
[0130]
ecc电路16执行错误检测和错误纠正过程。然后，控制器10确定错误纠正是否成功(st5)。当确定错误纠正成功时(st5；是)，控制器10获取错误纠正成功的状态，并结束操作。当确定错误纠正不成功时(st5；否)，过程进行到st6。
[0131]
当确定错误纠正不成功时(st5；否)，控制器10执行其他重试过程(st6)。
[0132]
整体操作由上述操作结束。
[0133]
1.2.2.2阈值电压跟踪过程
[0134]
将参考图8描述根据实施例在存储器系统1中执行的阈值电压跟踪过程(st3)的流程。图8是示出根据实施例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
[0135]
控制器10计算状态“s(m-1)”和“sm”的阈值电压分布的谷区中的检测柱状图hd(st11)。在下文中，st11的过程也被称为检测柱状图的计算过程。这里，谷区是以读取电压rmasm为中心的电压范围。检测柱状图hd是其中阈值电压属于包括在谷区中的多个电压范围中的每一个电压范围的存储器基元晶体管mt的数量(导通基元的数量)的柱状图(例如，分布图)。如上所述，每个电压范围由标记标识。稍后将描述检测柱状图的计算过程的细节。
[0136]
跟踪控制单元101通过使用检测柱状图hd来检测在确定最佳读取电压rmopt时要使用的标记的范围(以下简称为电压确定的标记范围)(st12)。以下也将st12的过程称为电压确定的标记范围的检测过程。稍后将描述电压确定的标记范围的检测过程的细节。
[0137]
跟踪控制单元101估计与状态“s(m-1)”和“sm”中的一者对应的柱状图(这里称为第一柱状图)(st13)。以下将st13的过程称为第一柱状图的估计过程。这里，对应于每个状态的柱状图是由属于紧接在写入操作之后的状态的存储器基元晶体管mt(即，被编程为具有对应于该状态的阈值电压的存储器基元晶体管mt)配置的柱状图。另外，在下面的描述中，将属于紧接在写入操作之后的每个状态的存储器基元晶体管mt简称为属于该状态的存储器基元晶体管mt。
[0138]
如图6b所示，多个存储器基元晶体管mt当中属于状态“s(m-1)”的一些存储器基元晶体管mt由于干扰等而具有高于默认读取电压rmdef的阈值电压。在该实施例中，跟踪控制单元101对有关电压确定的检测标记范围内的低电压侧范围的检测柱状图hd执行拟合，以估计对应于状态“s(m-1)”的柱状图h
(m-1)
。稍后将描述拟合的细节。这里，低电压侧范围是与电压确定的标记范围对应的电压范围中包括最小电压的一侧的范围。另外，在下面的描述中，与低电压侧范围邻接并且在与电压确定的标记范围对应的电压范围中包括最大电压的范围将被称为高电压侧范围。
[0139]
这里，a与b的比率被称为阈值电压中的重叠值，a是属于状态“s(m-1)”并且具有特定阈值电压的存储器基元晶体管mt的数量，b是属于状态“sm”并具有相同的特定阈值电压的存储器基元晶体管mt的数量。请注意，重叠值不超过1。即，当a≥b时，重叠值为b/a。当a《b时，重叠值为a/b。在a＝b的情况下，重叠值变为最大值。此外，特定阈值电压范围内的重叠值的平均值被称为状态“sm”和“s(m-1)”的相应阈值电压分布的重叠。此外，在下面的描述中，状态“sm”和“s(m-1)”的相应阈值电压分布的重叠也将被简称为阈值电压分布的重叠。
[0140]
在该实施例中，假设在低电压侧范围内的阈值电压分布的重叠小于在高电压侧范围内的阈值电压分布的重叠。在该实施例中，第一柱状图为柱状图h
(m-1)
。
[0141]
返回参考图8，跟踪控制单元101基于估计的柱状图h
(m-1)
和检测柱状图hd，计算与状态“s(m-1)”和“sm”中的另一状态对应的柱状图(这里称为第二柱状图)(st14)。在下文中，st14的过程也被称为第二柱状图的计算过程。在该实施例中，跟踪控制单元101计算对应于状态“sm”的柱状图hm。即，该实施例中的第二柱状图为柱状图hm。
[0142]
此外，跟踪控制单元101通过使用柱状图h
(m-1)
和hm将最佳读取电压rmopt确定为新读取电压rm(st15)。在下文中，st15的过程也被称为最佳读取电压的确定过程。
[0143]
通过上述操作，结束阈值电压跟踪过程。
[0144]
1.2.2.2.1检测柱状图的计算过程
[0145]
将参考图9描述根据实施例在存储器系统1中执行的检测柱状图的计算过程(st11)的概要。图9是示出根据实施例在存储器系统中执行的检测柱状图的计算过程的概要的图。
[0146]
在检测柱状图的计算过程中，控制器10计算与其中状态“s(m-1)”和“sm”的相应阈值电压分布相互重叠的阈值电压分布(由图9中的点划线表示)对应的导通基元数的柱状图。
[0147]
具体地，跟踪控制单元101将高于电压rm_(n+1)(《rmasm)且等于或低于电压rm_1(》rmasm)、以移位读取操作st1中使用的读取电压rmasm为中心的范围(称为检测柱状图的计算的电压范围)设定为充分包括两个状态之间的谷区的电压范围。“n”是正整数。检测柱状图的计算的电压范围例如比与电压确定的标记范围对应的电压范围更宽。
[0148]
跟踪控制单元101将检测柱状图的计算的电压范围划分为连续的n个电压范围，每个电压范围具有电压范围δr。即，跟踪控制单元101将检测柱状图的计算的电压范围划分为n个电压范围，包括高于电压rm_(n+1)且等于或低于电压rm_n的范围，高于电压rm_n且等于或低于电压rm_(n-1)的范围，
……
，高于电压rm_3且等于或低于电压rm_2的范围，以及高于电压rm_2且等于或低于电压rm_1的范围。这里，rm_n＝rm_(n+1)+δr，rm_(n-1)＝rm_n+δr，rm_2＝rm_3+δr，rm_1＝rm_2+δr。
[0149]
控制器10以相应的电压rm_(n+1)、rm_n、...、rm_2和rm_1执行多次移位读取操作。此外，标记生成单元103基于通过多次移位读取操作读取的数据，检测每个存储器基元晶体管mt的阈值电压属于(n+2)个电压范围内的哪个电压范围，即，在n个电压范围当中的一电压范围内，在等于或低于电压rm_(n+1)的电压范围内，以及在高于电压rm_1的电压范围内。此外，标记生成单元103基于检测结果生成每个存储器基元晶体管mt的标记。
[0150]
柱状图计算单元104基于生成的每个存储器基元晶体管mt的标记计算(n+2)个电压范围的每一个电压范围内的导通基元的数量。
[0151]
在下文中，将更详细地描述检测柱状图的计算过程。
[0152]
(检测柱状图的计算过程的流程)
[0153]
将参考图10描述根据实施例在存储器系统1中执行的检测柱状图的计算过程的流程。图10是示出根据实施例在存储器系统中执行的检测柱状图的计算过程的流程的流程图。
[0154]
在st21中，跟踪控制单元101将变量“n”设定为1(n＝1)。这里，“n”是大于等于1且小于等于(n+1)的整数，并且是在检测柱状图的计算过程中用于循环过程的变量。
[0155]
控制器10使用读取电压rm_n执行移位读取操作(st22)。读取控制单元102发出用于使用读取电压rm_n在nand存储器20中执行移位读取操作的读取命令。nand存储器20基于读取命令执行移位读取操作，并将每个存储器基元晶体管mt的1位读取数据发送到控制器10。控制器10将读取数据存储在例如嵌入式存储器12中。
[0156]
跟踪控制单元101确定变量“n”是否大于等于5且小于(n+1)(st23)。当确定变量“n”大于等于5且小于(n+1)时(st23；是)，过程进行到st24。当确定变量“n”大于等于(n+1)或小于5(st23；否)时，过程进行到st25。
[0157]
标记生成单元103在使用大于等于rm_1且小于等于rm_n的读取电压执行的多次(5
次或更多次)移位读取操作中基于读取数据执行数据压缩(st24)。请注意，st24的过程是可选的，因此标记生成单元103可以不执行st24的过程。
[0158]
跟踪控制单元101确定变量“n”是否为(n+1)(st25)。当确定变量“n”为(n+1)时(st25；是)，过程进行到st27。当确定变量“n”小于(n+1)时(st25；否)，过程进行到st26。
[0159]
跟踪控制单元101使变量“n”递增(st26)，并且过程进行到st22。如上所述，控制器10重复st22至st26的过程，直到跟踪控制单元101确定变量“n”为(n+1)(st25；是)。
[0160]
标记生成单元103基于通过st22至st26的循环过程获得的每个存储器基元晶体管mt的(n+1)位读取数据，生成对应于每个存储器基元晶体管mt的标记(st27)。稍后将描述标记生成的细节。
[0161]
柱状图计算单元104通过使用生成的标记来计算检测柱状图hd(st28)。稍后将描述检测柱状图hd的计算结果的细节。
[0162]
通过上述操作，结束检测柱状图hd的计算过程。
[0163]
此外，标记生成单元103可以通过对st22至st26的每个循环过程中的数据执行多次数据压缩过程(st24)，将通过(n+1)次读取操作获得的(n+1)位读取数据压缩成5位宽的数据。标记生成单元103通过使用例如存储在嵌入式存储器12中的(n-4)个压缩数据表来将(n+1)位读取数据压缩成5位宽数据。(n-4)个压缩数据表分别对应于第五循环过程(n＝5)至第n循环过程(n＝n)。每个压缩数据表是将循环过程中的5位宽数据与对应于该数据的4位宽压缩数据进行关联的表。
[0164]
更具体地，在第五循环过程中，标记生成单元103通过使用对应于第五循环过程的压缩数据表将第一至第五循环过程中的读取数据(5位宽数据)压缩成4位宽数据。类似地，在第n循环过程中，标记生成单元103通过使用对应于第n循环的压缩数据表将在第(n-1)循环过程中压缩的4位宽数据以及第n循环过程中的读取数据压缩成4位宽数据。请注意，标记生成单元103在最后的第(n+1)循环过程(n＝(n+1))中不执行数据压缩过程。即，在第(n+1)循环过程中，标记生成单元103从在第n循环过程中压缩的4位宽数据和第(n+1)循环过程中的读取数据获得5位宽数据。
[0165]
通过基于循环过程的数据顺序压缩，标记生成单元103可以将(n+1)位读取数据压缩成5位宽数据。更具体地，标记生成单元103将n位读取数据压缩成4位宽数据，并将该4位宽数据与最后第(n+1)循环过程(n＝(n+1))中的读取数据相加，从而使(n+1)位读取数据变成5位宽数据。
[0166]
(柱状图的计算)
[0167]
将参考图11更详细地描述在计算检测柱状图hd(st27)时使用的标记的生成。图11是示出根据实施例在存储器系统中执行的使用读取数据的标记生成的图。
[0168]
在图11所示的表中，在每一行中，排列了可以在对应于相关行的循环过程中从存储器基元晶体管mt读取的读取数据。第一循环过程、第二循环过程、...、第n循环过程和第(n+1)循环过程中的相应读取数据以此顺序在行方向上排列。此外，在每一列中，排列了具有包括在对应于同一列的电压范围内的阈值电压的存储器基元晶体管mt的读取数据。具有分别包括在等于或低于电压rm_(n+1)的电压范围、高于电压rm_(n+1)且等于或低于电压rm_n的电压范围、...、高于电压rm_2且等于或低于电压rm_1的电压范围，以及高于电压rm_1的电压范围内的阈值电压的存储器基元晶体管mt的读取数据以此顺序在列方向上排列。
[0169]
在第一循环过程中，当存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或低于电压rm_1时，读取数据(rm_1)变为数据“1”，当存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压rm_1时，读取数据(rm_1)变为数据“0”。
[0170]
此外，在第二循环过程中，当存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或低于电压rm_2时，读取数据(rm_2)变为数据“1”，当存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压rm_2时，读取数据(rm_2)变为数据“0”。
[0171]
类似地，在第n循环过程中，当存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或低于电压rm_n时，读取数据(rm_n)变为数据“1”，当存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压rm_n时，读取数据(rm_n)变为数据“0”。在第(n+1)循环过程中，当存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或低于电压(rm_(n+1))时，读取数据(rm_(n+1))变为数据“1”，当存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压(rm_(n+1))时，读取数据(rm_(n+1))变为数据“0”。
[0172]
如上所述，在检测柱状图的计算的电压范围(rm_(n+1)至rm_1)中，当存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压rm_(n+1)且等于或低于电压rm_n时，读取数据在第一循环过程到第n循环过程中变为数据“1”，读取数据在第(n+1)循环过程到第(n+1)循环过程中变为数据“0”。因此，当存储器基元晶体管mt的阈值电压在检测柱状图计算的电压范围内时，检测到在上一循环过程中变为数据“1”的读取数据在(n+1)个循环过程当中的特定循环过程中改变为数据“0”。
[0173]
此外，当存储器基元晶体管mt的阈值电压等于或低于电压rm_(n+1)时，读取数据在所有循环过程中变为数据“1”。
[0174]
此外，当存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压rm_1时，读取数据在所有循环过程中变为数据“0”。
[0175]
综上所述，标记生成单元103可以基于读取数据(rm_1)至读取数据(rm_(n+1))，检测存储器基元晶体管mt的阈值电压被包括在(n+2)个电压范围中的哪个电压范围内。标记生成单元103生成对应于检测到的电压范围的标记，作为存储器基元晶体管mt的标记。稍后将描述分别对应于(n+2)个电压范围的标记。
[0176]
此外，当存储器基元晶体管mt的阈值电压位于检测柱状图的计算的电压范围内时，通过st22至st26的循环过程获得的来自每个存储器基元晶体管mt的读取数据可能显示出多个变化(如图12所示，从数据“1”改变为数据“0”，以及从数据“0”改变为数据“1”)，这些变化是由图12所示的示例中的读取操作引起的噪声导致的。图12是示出了根据实施例的来自存储器基元晶体管mt的读取数据在循环过程期间显示出多个变化的情况示例的图。
[0177]
在这种情况下，标记生成单元103基于例如读取数据最初表示数据“0”的循环过程号(n1+1)和读取数据最后从数据“1”改变为数据“0”的循环过程号(n2+1)，估计读取数据的真实变化。这里，n1为大于等于1且小于等于(n-2)的整数。n2为大于等于3且小于等于n的整数。更具体地，例如，标记生成单元103估计读取数据在第一循环过程至第n3循环过程中为数据“1”，读取数据在第(n3+1)循环过程至第(n+1)循环过程中为数据“0”。这里，n3是小于等于n1和n2的加法平均值(即(n1+n2)/2)的最大整数。结果，标记生成单元103检测到存储器基元晶体管mt的阈值电压高于电压rm_(n3+1)且等于或低于电压rm_n3。
[0178]
基于如上所述检测到的每个存储器基元晶体管mt的阈值电压的范围，柱状图计算单元104计算分别与图13所示的(n+2)个电压范围对应的多个标记的导通基元数量的柱状
图(检测柱状图)hd。图13是示出根据实施例由在存储器系统中执行的计算过程生成的检测柱状图的图。
[0179]
请注意，在图13及以下描述中，与其阈值电压等于或低于电压rm_(n+1)的存储器基元晶体管mt对应的标记被设定为0，与其阈值电压高于电压rm_(n+1)且等于或低于电压rm_n的存储器基元晶体管mt对应的标记被设定为((n+1)-n)，并且与其阈值电压高于电压rm_1的存储器基元晶体管mt对应的标记被设定为(n+1)。即，设定标记“i”(i是大于等于0且小于等于(n+1)的整数)，使得对应于标记“i”的阈值电压的电压范围随着标记“i”的增大而变为高电压范围。
[0180]
此外，在下面的描述中，“(i)”被附加到标记“i”中的导通基元数的值(和函数值)的末尾。例如，标记“i”中的导通基元数的值被称为导通基元数hd(i)。
[0181]
在图13所示的检测柱状图hd的示例中，标记“0”中的导通基元数是hd(0)。即，其阈值电压等于或低于电压rm_(n+1)的存储器基元晶体管mt的数量是hd(0)。标记“1”中的导通基元数是hd(1)。即，其阈值电压高于电压rm_(n+1)且等于或低于电压rm_n的存储器基元晶体管mt的数量是hd(1)。标记“2”中的导通基元数是hd(2)。即，其阈值电压高于电压rm_n且等于或低于电压rm_(n-1)的存储器基元晶体管mt的数量是hd(2)。标记“n”中的导通基元数是hd(n)。即，其阈值电压高于电压rm_2且等于或低于电压rm_1的存储器基元晶体管mt的数量是hd(n)。标记“(n+1)”中的导通基元数是hd(n+1)。即，其阈值电压高于电压rm_1的存储器基元晶体管mt的数量是hd(n+1)。
[0182]
1.2.2.2.2电压确定的标记范围的检测
[0183]
将参考图14描述根据实施例在存储器系统1中执行的电压确定的标记范围的检测过程(st12)的整体流程。图14是示出根据实施例在存储器系统中执行的电压确定的标记范围的检测过程的整体流程的流程图。
[0184]
在电压确定的标记范围的检测过程中，控制器10确定包括在电压确定的标记范围内的最大标记imax和最小标记imin。
[0185]
在电压确定的标记范围的检测过程中，控制器10首先根据待确定的最佳读取电压rmopt检测电压确定的临时标记范围。此外，当电压确定的临时标记范围具有足够的宽度来执行st13至st15的过程时，控制器10将电压确定的临时标记范围设定为电压确定的标记范围。此外，当电压确定的临时标记范围太窄而无法执行st13至st15的过程时，控制器10将比电压确定的临时标记范围更宽的标记范围设定为电压确定的标记范围。在下文中，将更详细地描述电压确定的标记范围的检测过程的整体流程。
[0186]
跟踪控制单元101确定待确定的最佳读取电压是否是读取电压r1opt(st31)。当确定待确定的最佳读取电压为读取电压r1opt时(st31；是)，过程进行到st32。当确定待确定的最佳读取电压为电压r2opt至r7opt时(st31；否)，过程进行到st33。
[0187]
跟踪控制单元101检测读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围(st32)。这里，读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围是读取电压r1opt的临时检测到的电压确定的标记范围。在下文中，st32的过程被称为读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程。然后，过程进行到st34。稍后将描述读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程的细节。
[0188]
跟踪控制单元101检测读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围
(st33)。这里，读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围分别是读取电压r2opt至r7opt的临时检测到的电压确定的标记范围。在下文中，st33的过程被称为读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程。然后，过程进行到st34。
[0189]
跟踪控制单元101确定包括在电压确定的临时标记范围内的最大标记imax和最小标记imin之间的差值(imax-imin)是否大于等于lmin，lmin是电压确定的标记范围的预定下限值(st34)。当确定差值(imax-imin)大于等于下限值lmin时(st34；是)，过程进行到st40。当确定差值(imax-imin)小于下限值lmin时(st34；否)，即，当电压确定的临时标记范围过窄时，过程进行到st35。下限值lmin例如对应于执行st13至st15的过程所需的标记数量。
[0190]
当差值(imax-imin)小于下限值lmin时(st34；否)，跟踪控制单元101确定最大标记imax是否为n(st35)。当确定最大标记imax为n时(st35；是)，即，当对应于电压确定的临时标记范围的最大电压等于检测柱状图的计算的电压范围的最大电压时，过程进行到st38。当确定最大标记imax不是n时(st35；否)，过程进行到st36。
[0191]
跟踪控制单元101确定最小标记imin是否为1(st36)。当确定最小标记imin是1时(st36；是)，即，当对应于电压确定的临时标记范围的最小电压等于检测柱状图的计算的电压范围的最小电压时，过程进行到st39。当确定最小标记imin不是1时(st36；否)，过程进行到st37。
[0192]
跟踪控制单元101确定导通基元数hd(imax)是否大于导通基元数hd(imin)(st37)。当确定导通基元数hd(imax)大于导通基元数hd(imin)时(st37；是)，即，当与电压确定的临时标记范围的最大标记对应的导通基元数大于与电压确定的临时标记范围的最小标记对应的导通基元数时，过程进行到st38。当确定导通基元数hd(imax)小于等于导通基元数hd(imin)时(st37；否)，过程进行到st39。
[0193]
在st38中，跟踪控制单元101使最小标记imin递减(imin＝imin-1)，并且过程行进到st34。即，当与电压确定的临时标记范围对应的最大电压等于检测柱状图的计算的电压范围的最大电压时(st35；是)，跟踪控制单元101使最小标记imin递减，以扩大电压确定的临时标记范围。此外，当对应于电压确定的临时标记范围的最大电压和最小电压分别不等于检测柱状图的计算的电压范围的最大电压和最小电压时(st35；否，以及st36；否)，并且当与电压确定的临时标记范围的最大标记对应的导通基元数大于与电压确定的临时标记范围的最小标记对应的导通基元数时(st37；是)，跟踪控制单元101使最小标记imin递减，以扩大电压确定的临时标记范围。
[0194]
在st39中，跟踪控制单元101使最大标记imax递增(imax＝imax+1)，过程行进到st34。即，当对应于电压确定的临时标记范围的最大电压不等于检测柱状图的计算的电压范围的最大电压时(st35；是)，并且当对应于电压确定的临时标记范围的最小电压等于检测柱状图的计算的电压范围的最小电压时(st36；是)，跟踪控制单元101使最大值imax递增，以扩大电压确定的临时标记范围。即，跟踪控制单元101扩大分别对应于最大标记和最小标记的导通基元数中较小者的标记范围，以扩大电压确定的临时标记范围(st37、st38和st39)。
[0195]
如上所述，跟踪控制单元101重复st34至st39，直到在st34中确定差值(imax-imin)大于等于下限值lmin。即，跟踪控制单元101扩大电压确定的临时标记范围，直到确定
电压确定的标记范围具有大于等于下限值lmin的宽度。
[0196]
当差值(imax-imin)大于等于电压确定的标记范围的预定下限值lmin时(st34；否)，跟踪控制单元101确定电压确定的标记范围内的最大标记imax和最小标记imin(st40)。
[0197]
这样，电压确定的标记范围的检测过程结束。
[0198]
(读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程)
[0199]
将参考图15描述读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st32)的流程。图15是示出根据实施例在存储器系统中执行的读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程的流程的流程图。
[0200]
在读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程中，控制器10检测电压确定的临时标记范围，使得导通基元数hd(i)小于预定参考值，并且具有与电压确定的临时标记范围对应的电压范围内的阈值电压的存储器基元晶体管mt当中属于状态“s1”的存储器基元晶体管mt的比例不会变得过高。通过此过程，控制器10临时检测在确定最佳读取电压r1opt时要使用的电压确定的标记范围。
[0201]
跟踪控制单元101检测满足第一条件的标记“i”(st41)。在第一情况下，检测柱状图hd中的导通基元数的累积值cd(i)小于常数c10和常数c11的和(cd(i)《c10+c11)。这里，检测柱状图hd中的导通基元数的累积值cd(i)是导通基元数hd(0)至hd(i)之和。此外，常数c10是包括在一个状态中的存储器基元晶体管mt的数量的期望值。此外，常数c11是用于检测读取电压r1opt的电压确定的标记范围的调整值。通过st41的过程，跟踪控制单元101检测标记“i”的范围，使得具有与电压确定的临时标记范围对应的电压范围内的阈值电压的存储器基元晶体管mt当中属于状态“s1”的存储器基元晶体管mt的比例不会变得过高。
[0202]
跟踪控制单元101检测满足第二条件的标记“i”(st42)。在第二条件下，导通基元数hd(i)小于常数h10(hd(i)《h10)。常数h10是用于检测读取电压r1opt的电压确定的标记范围的导通基元数hd(i)的参考值。
[0203]
跟踪控制单元101检测满足第一条件和第二条件的标记“i”当中的最大标记imax和最小标记imin(st43)。
[0204]
跟踪控制单元101确定差值(imax-imin)是否大于电压确定的标记范围的上限值lmax(st44)。当确定差值(imax-imin)大于上限值lmax时(st44；是)，过程进行到st45。当确定差值(imax-imin)小于等于上限值lmax时(st44；否)，跟踪控制单元101结束读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程。
[0205]
跟踪控制单元101将标记imax设定为通过将上限值lmax与标记imin相加而获得的值(st45)。即，跟踪控制单元101在差值(imax-imin)大于上限值lmax时(st44；是)，调整最大标记imax，使得差值(imax-imin)变为与上限值lmax相等。
[0206]
如上所述，如图16所示，检测读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围。图16是示出根据实施例在存储器系统中检测到的读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的图。
[0207]
在图16所示的检测柱状图hd的示例中，标记“0”中的导通基元数是hd(0)。标记“1”中的导通基元数是hd(1)。标记“m
1”中的导通基元数是hd(m1)。标记“(m1+1)”中的导通基元数是hd(m1+1)。导通基元数hd(0)至hd(m1)之和小于常数c10+c11。导通基元数hd(0)至hd(m1+1)
之和大于等于常数c10+c11。即，标记0至m1满足第一条件。
[0208]
此外，标记“k
1”中的导通基元数是hd(k1)。标记“(k1+1)”中的导通基元数是hd(k1+1)。标记“(l
1-1)”中的导通基元数是hd(l
1-1)。标记“l
1”中的导通基元数是hd(l1)。所有导通基元数hd(k1)至hd(l1)小于常数h10。即，所有标记k1至l1满足第二条件。此外，所有标记k1至l1满足第一条件和第二条件。因此，跟踪控制单元101检测标记k1至l1的范围作为读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围。
[0209]
(读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程)
[0210]
将参考图17描述读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st33)的流程。图17是示出根据实施例在存储器系统中执行的读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程的流程的流程图。在下文中，将描述检测读取电压rmopt(即，r2opt至r7opt中的任一者)的电压确定的临时标记范围的情况。
[0211]
在读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程中，跟踪控制单元101检测其中导通基元数hd(i)小于预定参考值并且导通基元数的累积值cd(i)包括在预定范围内的电压确定的临时标记范围。通过此过程，跟踪控制单元101临时检测在确定最佳读取电压r2opt至r7opt时要使用的电压确定的标记范围。
[0212]
跟踪控制单元101检测满足第三条件的标记“i”(st51)。在第三条件下，检测柱状图hd中的导通基元数的累积值cd(i)大于通过从常数c10和状态数“m”的乘积(c10
×
m)中减去常数c21而获得的值，并且小于通过将常数c22与乘积(c10
×
m)相加而获得的值(c10
×
m-c21《cd(i)《c10
×
m+c22)。常数c21和c22是用于检测读取电压r2opt至r7opt的电压确定的标记范围的调整值。通过此过程，跟踪控制单元101检测标记“i”的范围，其中导通基元数的累积值cd(i)包括在预定范围内。
[0213]
跟踪控制单元101检测满足第四条件的标记“i”(st52)。在第四条件下，导通基元数hd(i)小于常数h20(hd(i)《h20)。常数h20是用于检测读取电压r2opt至r7opt的电压确定的标记范围的导通基元数hd(i)的参考值。
[0214]
跟踪控制单元101检测满足第三条件和第四条件的标记“i”当中的最大标记imax和最小标记imin(st53)。
[0215]
跟踪控制单元101确定差值(imax-imin)是否大于电压确定的标记范围的上限值lmax(st54)。当确定差值(imax-imin)大于上限值lmax时(st54；是)，过程进行到st55。当确定差值(imax-imin)小于等于上限值lmax时(st54；否)，跟踪控制单元101结束读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程。
[0216]
跟踪控制单元101将标记imax设定为通过将上限值lmax与标记imin相加而获得的值(st55)。即，跟踪控制单元101在差值(imax-imin)大于上限值lmax时(st54；是)，调整最大标记imax，使得差值(imax-imin)与上限值lmax相等。
[0217]
如上所述，检测读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围，如图18所示。图18是示出根据实施例在存储器系统中检测到的读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的图。
[0218]
在图18所示的检测柱状图hd的示例中，标记“0”中的导通基元数是hd(0)。标记“1”中的导通基元数是hd(1)。标记“(q-1)”中的导通基元数是hd(q-1)。标记“q”中的导通基元数是hd(q)。标记“m
2”中的导通基元数是hd(m2)。标记“(m2+1)”中的导通基元数是hd(m2+1)。导
通基元数hd(0)至hd(m2)之和大于常数(c10
×
m-c21)且小于常数(c10
×
m+c22)。导通基元数hd(0)至hd(m2+1)之和大于等于常数(c10
×
m+c22)。导通基元数hd(0)至hd(q)之和大于常数(c10
×
m-c21)且小于常数(c10
×
m+c22)。导通基元数hd(0)至hd(q-1)之和小于等于常数(c10
×
m-c21)。即，标记q至m2满足第三个条件。
[0219]
此外，标记“k
2”中的导通基元数是hd(k2)。标记“(k2+1)”中的导通基元数是hd(k2+1)。标记“(l
2-1)”中的导通基元数是hd(l
2-1)。标记“l
2”中的导通基元数是hd(l2)。所有导通基元数hd(k2)至hd(l2)小于常数h20。即，所有标记k2至l2满足第四条件。此外，所有标记k2至l2满足第三条件和第四条件。因此，跟踪控制单元101检测标记k2至l2的范围作为读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围。
[0220]
1.2.2.2.3第一柱状图的估计过程
[0221]
将参考图19描述根据实施例在存储器系统1中执行的第一柱状图(柱状图h
(m-1)
)的估计过程(st13)的整体流程。图19是示出根据实施例在存储器系统中执行的第一柱状图的估计过程的整体流程的流程图。
[0222]
控制器10通过使用在st40中确定的最大标记imax和最小标记imin以及通过实验确定的常数l0(例如，l0＝6；较大的l0为估计分布提供了更好的准确度，但代价是消耗更大的存储器区域)，检测包括在电压确定的标记范围内的第一范围和第二范围(st61)。此外，l0是大于0且小于(imax-imin)的整数。第一范围是对应于低电压侧范围的标记的范围，在该范围内要在st13中执行拟合。第一范围是大于等于标记imin且小于等于(imin+l0-1)的范围。第二范围是对应于高电压侧范围的标记的范围，高电压侧范围与低电压侧范围邻接并且包括对应于最佳读取电压rmopt的标记。第二范围是大于等于标记(imin+l0-1)且小于等于标记imax的范围。
[0223]
跟踪控制单元101估计第一范围内的柱状图h1
(m-1)
(st62)。跟踪控制单元101认为阈值电压分布的重叠在低电压侧范围内较小。跟踪控制单元101基于第一范围内的检测柱状图hd估计第一范围内的柱状图h1
(m-1)
。稍后将描述柱状图h1
(m-1)
的估计的细节。
[0224]
跟踪控制单元101通过使用估计柱状图h1
(m-1)
来估计第二范围内的柱状图h2
(m-1)
(st63)。稍后将描述柱状图h2
(m-1)
的估计的细节。
[0225]
跟踪控制单元101将通过使估计的柱状图h1
(m-1)
和估计的柱状图h2
(m-1)
相加而获得的柱状图设定为第一柱状图h
(m-1)
(st64)。
[0226]
通过上述操作，结束电压确定的标记范围内的第一柱状图h
(m-1)
的估计过程。
[0227]
(第一范围内的柱状图的估计过程)
[0228]
将参考图20详细描述第一范围内的柱状图h1
(m-1)
的估计过程(st62)的概要。图20是根据实施例在存储器系统中执行的第一范围内的柱状图的估计过程的示意图。
[0229]
跟踪控制单元101通过使用最小二乘法执行拟合来检测分布函数h
lkbest
，该函数再现在检测柱状图hd的导通基元数hd(i)(在图20中用
“○”
表示)当中的在第一范围内的柱状图h1
(m-1)
的导通基元数h1
(m-1)
(i)(在图20中用“δ”表示)。
[0230]
另外，跟踪控制单元101基于所获得的分布函数h
lkbest
，估计第一范围内的柱状图h1
(m-1)
的导通基元数h1
(m-1)
(i)。
[0231]
在下文中，将更详细地描述第一范围内的柱状图h1
(m-1)
的估计过程。
[0232]
跟踪控制单元101准备能够再现导通基元数h1
(m-1)
(i)的f1个候选分布函数h
lk
(即，h
l1
至h
lf1
)。这里，f1是大于1的整数。另外，“k”是大于等于1且小于等于f1的整数。该实施例中的候选分布函数h
lk
由下面的公式(1)表示。
[0233]
[公式1]
[0234]hlk
＝a
l
×vlk
ꢀꢀꢀ
(1)
[0235]
公式(1)中的值a
l
是常数。公式(1)中的函数v
lk
由下面的公式(2)表示。
[0236]
[公式2]
[0237][0238]
在公式(2)和下面的描述中，标记i1(》0)等于(-i+imin+l0)(即，i1＝-i+imin+l0)。标记i2是大于等于1且小于等于l0的整数。值“ρ”是常数。此外，上述公式(1)和(2)是通过使用拉普拉斯分布的概率密度函数生成的分布函数。
[0239]
跟踪控制单元101检测候选分布函数h
lk
，在候选分布函数h
lk
中，第一范围内的检测柱状图hd与候选分布函数h
lk
之间的平方误差se
lk
(即，se
l1
至se
lf1
)变为f1候选分布函数h
lk
当中的最小值。这里，第一范围内的平方误差se
lk
是导通基元数hd(i)与对应于标记i的标记i1中的候选分布函数的值h
lk
(i1)之差的平方和。平方误差se
lk
是依赖于“k”的函数，由下面的公式(3)表示。
[0240]
[公式3]
[0241][0242]
公式(3)中的值c
l
由下面的公式(4)表示。即，c
l
值是通过使用导通基元数hd(i)计算出的常数，不依赖于分布函数h
lk
。此外，值c
l
是被设定为满足公式(5)的常数。
[0243]
[公式4]
[0244][0245]
[公式5]
[0246][0247]
公式(3)中的函数e
lk
是由下面的公式(6)表示的函数，并且依赖于函数v
lk
。
[0248]
[公式6]
[0249][0250]
从上文，跟踪控制单元101搜索其中平方误差se
lk
的函数的值e
lk
变为最大值的分布函数h
lk
，以检测其中第一范围内的平方误差se
lk
变为最小值的分布函数h
lk
。跟踪控制单
元101将对应于搜索到的分布函数h
lk
的“k”设定为kbest。
[0251]
另外，跟踪控制单元101基于搜索到的分布函数h
lkbest
估计第一范围内的导通基元数h1
(m-1)
(i)。
[0252]
(第一范围内的柱状图的估计过程的流程)
[0253]
将参考图21详细描述第一范围内的柱状图h1
(m-1)
的估计过程(st62)的流程。图21是示出根据实施例在存储器系统中执行的第一范围内的柱状图的估计过程的流程的流程图。
[0254]
在st71中，跟踪控制单元101将变量k设定为1，将平方误差的评价值e
lbest
的值设定为0(k＝1，e
lbest
＝0)。
[0255]
跟踪控制单元101计算检测柱状图hd与候选分布函数h
lk
之间的平方误差的值e
lk
(st72)。
[0256]
跟踪控制单元101确定计算出的值e
lk
是否大于评价值e
lbest
(st73)。当确定计算出的值e
lk
大于评价值e
lbest
时(st73；是)，过程进行到st74。当确定计算出的值e
lk
小于等于评价值e
lbest
时(st73；否)，过程进行到st75。
[0257]
在st74中，跟踪控制单元101将评价值e
lbest
的值设定为计算出的值e
lk
(e
lbest
＝e
lk
)，将kbest设定为变量“k”(kbest＝k)。
[0258]
在st75中，跟踪控制单元101使变量k递增(k＝k+1)，并且过程进行到st76。
[0259]
跟踪控制单元101确定变量“k”是否大于作为候选数的f1(st76)。当确定变量“k”大于作为候选数的f1时(st76；是)，过程进行到st77。当确定变量“k”小于等于作为候选数的f1时(st76；否)，过程进行到st72。如上所述，跟踪控制单元101重复st72至st76，直到在st76中确定变量“k”大于作为候选数的f1。结果，跟踪控制单元101将其中平方误差se
lk
变为最小值并且值e
lk
变为最大值的变量“k”设定为kbest。
[0260]
在st77中，跟踪控制单元101通过使用对应于kbest的候补分布函数h
lkbest
来估计第一范围内的导通基元数h1
(m-1)
(i)。更具体地，跟踪控制单元101估计分布函数值h
lkbest
(i)作为第一范围内的导通基元数h1
(m-1)
(i)。
[0261]
如上所述，第一范围内的柱状图h1
(m-1)
的估计过程结束。
[0262]
(第二范围内的柱状图的估计过程)
[0263]
将参考图22详细描述第二范围内的柱状图h2
(m-1)
的估计过程(st63)。图22是根据实施例在存储器系统中执行的第二范围内的柱状图的估计过程的示意图。
[0264]
在第二范围内的柱状图h2
(m-1)
的估计过程中，跟踪控制单元101通过使用由下面的公式(7)表示的函数(由图22和以下描述中的“基于第一范围的估计结果的函数”表示)估计第二范围内的导通基元数h2
(m-1)
(i)(在图22中用“δ”表示))，公式(7)使用第一范围内的导通基元数h1
(m-1)
(imin+l0-1)。
[0265]
[公式7]
[0266]
h2
(m-1)
(i)＝h1
(m-1)
(imin+l0-1)
×blkbest(i-(imin+l0-1))
ꢀꢀꢀ
(7)
[0267]
公式(7)中的值b
lkbest
是被确定为对应于分布函数h
lkbest
的常数。
[0268]
1.2.2.2.4第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程
[0269]
将参考图23描述第二柱状图(柱状图hm)的计算过程(st14)和最佳读取电压rmopt的确定过程(st15)的概要。图23是根据实施例在存储器系统中执行的第二柱状图的计算过
程和最佳读取电压的确定过程的示意图。
[0270]
在柱状图hm的计算过程(st14)中，跟踪控制单元101基于检测柱状图的导通基元数hd(i)(在图23中用
“○”
表示)和第一柱状图的估计的导通基元数数h
(m-1)
(i)(在图23中用“δ”表示)，计算电压确定的标记范围内的第二柱状图的导通基元数hm(i)(在图23中用
“◇”
表示)。
[0271]
在最佳读取电压rmopt的确定过程(st15)中，跟踪控制单元101通过使用估计的第一柱状图h
(m-1)
和计算的第二个柱状图hm，计算与状态“sm”的阈值电压分布和状态“s(m-1)”的阈值电压分布的相交处(intersection)对应的标记imopt。此外，跟踪控制单元101基于计算的标记imopt确定最佳读取电压rmopt。
[0272]
(第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程的流程)
[0273]
将参考图24描述根据实施例在存储器系统1中执行的第二柱状图(柱状图hm)的计算过程和最佳读取电压rmopt的确定过程的流程。图24是示出根据实施例在存储器系统中执行的第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程的流程图。
[0274]
在st81中，跟踪控制单元101将标记“i”设定为imin(i＝imin)。
[0275]
跟踪控制单元101确定标记“i”是否大于标记imax(st82)。当确定标记“i”大于标记imax时(st82；是)，过程进行到st87。当确定标记“i”小于等于标记imax时(st82；否)，过程进行到st83。
[0276]
跟踪控制单元101确定导通基元数hd(i)是否大于导通基元数h
(m-1)
(i)(st83)。当确定导通基元数hd(i)大于导通基元数h
(m-1)
(i)时(st83；是)，过程进行到st84。当确定导通基元数hd(i)小于等于导通基元数h
(m-1)
(i)时(st83；否)，过程进行到st85。
[0277]
当导通基元数hd(i)大于导通基元数h
(m-1)
(i)时(st83；是)，跟踪控制单元101将通过从导通基元数hd(i)减去导通基元数h
(m-1)
(i)而获得的值设定为导通基元数hm(i)(st84)。即，当检测柱状图hd的导通基元数hd(i)大于第一柱状图的估计的导通基元数h
(m-1)
(i)时，跟踪控制单元101将其差值视为柱状图hm的导通基元数hm(i)。然后，过程进行到st86。
[0278]
当导通基元数hd(i)小于等于导通基元数h
(m-1)
(i)时(st83；否)，跟踪控制单元101将导通基元数hm(i)设定为0(st85)。即，当检测柱状图hd的导通基元数hd(i)小于等于第一柱状图的估计的导通基元数h
(m-1)
(i)时，跟踪控制单元101将柱状图hm的导通基元数hm(i)视为0。然后，过程进行到st86。
[0279]
跟踪控制单元101使标记“i”递增(st86)，并且过程进行到st82。如上所述，跟踪控制单元101重复st82至st86，直到确定标记“i”大于标记imax(st82；是)。即，对于大于等于imin且小于等于imax的标记“i”，通过st83至st85的过程计算导通基元数hm(i)。结果，跟踪控制单元101基于检测柱状图hd和柱状图h
(m-1)
，计算电压确定的标记范围内的柱状图hm(st14)。
[0280]
跟踪控制单元101计算其中导通基元数h
(m-1)
(i)大于导通基元数hm(i)(即，h
(m-1)
(i)》hm(i))的标记“i”当中的最大标记“i”作为标记imopt(st87)。
[0281]
跟踪控制单元101基于计算的标记imopt确定最佳读取电压rmopt(st88)。更具体地，例如，跟踪控制单元101将与标记imopt对应的读取电压范围的中心电压，即(rm_(n-imopt+2)+rm_(n-imopt+1))/2设定为电压rmopt。
[0282]
如上所述，跟踪控制单元101通过st87和st88分别执行读取电压r1至r7的最佳读取电压r1opt至r7opt的确定过程(st15)。
[0283]
1.3实施例的效果
[0284]
根据实施例，能够增强存储器系统1的可靠性。下面将描述实施例的效果。
[0285]
在根据实施例的存储器系统1中，控制器10通过对多个存储器基元晶体管mt执行阈值电压跟踪过程来确定最佳读取电压rmopt。当确定最佳读取电压rmopt时，控制器10计算与状态“sm”和“s(m-1)”的相应阈值电压分布的谷区对应的检测柱状图hd。控制器10通过使用计算的检测柱状图hd的拟合来估计第一范围内的柱状图h1
(m-1)
。控制器10基于第一范围内的柱状图的估计的导通基元数h1
(m-1)
(imin+l0-1)，估计第二范围内的柱状图h2
(m-1)
。控制器10基于柱状图h1
(m-1)
和柱状图h2
(m-1)
，估计第一柱状图h
(m-1)
。控制器10基于检测柱状图hd和第一柱状图h
(m-1)
之差，计算第二柱状图hm。控制器10基于第一柱状图h
(m-1)
和第二柱状图hm，确定最佳读取电压rmopt。结果，当确定最佳读取电压rmopt时，控制器10可以减小由阈值电压分布的重叠引起的读取电压与最佳读取电压rmopt之差。结果，存储器系统1可以防止错误位数的增加。因此，根据实施例的存储器系统1可以增强其可靠性。
[0286]
《比较例1》
[0287]
作为根据比较例1用于减少存储器系统中的错误位数的方法，例如使用了将用于使阈值电压分布的谷区中的导通基元数变为最小值的电压(最小电压)的相邻电压设定为新读取电压的方法。然而，例如，当状态“s(m-1)”的阈值电压分布通过在高电压侧扩展而不对称时，阈值电压分布的重叠在阈值电压分布的谷区中的状态“sm”侧增加。结果，最佳读取电压与最小电压之间的差值增大。因此，即使将最小电压用作读取电压，也可能难以减少错误位数。
[0288]
《比较例2》
[0289]
关于根据比较例2的存储器系统，作为用于在最佳读取电压与最小电压之间的差值增大时减少错误位数的方法，使用了通过利用基于检测柱状图的谷区的斜率来确定读取电压的方法。更具体地，根据比较例2的存储器系统的控制器根据基于检测柱状图的谷区中的高电压侧部分的斜率与基于检测柱状图的谷区中的低电压侧部分的斜率的相交处来确定新读取电压。此外，根据比较例2的存储器系统的控制器将其中任一斜率变为检测柱状图的谷区中的最小值附近的值的电压确定为新读取电压。然而，当阈值电压分布的重叠较大时，即使通过这种方法，所确定的新读取电压与最佳读取电压之间的差值也可能增大。结果，即使通过这种方法也可能难以减少错误位数。
[0290]
根据实施例，控制器10通过使用电压范围的检测柱状图hd来估计电压确定的标记范围中状态“s(m-1)”的第一柱状图h
(m-1)
。此外，控制器10基于检测柱状图hd和估计的第一柱状图h
(m-1)
，计算状态“sm”的第二柱状图hm。结果，控制器10基于估计的第一柱状图h
(m-1)
和计算的第二柱状图hm，确定最佳读取电压rmopt。因此，控制器10可以减小由阈值电压分布的重叠引起的读取电压与最佳读取电压rmopt的差值。
[0291]
2.变形例
[0292]
实施例可以具有各种变形例。
[0293]
在下文中，将描述根据变形例的存储器系统。请注意，由于根据变形例的存储器系统的配置基本等同于根据实施例的存储器系统的配置，因此将省略对其的描述。在下文中，
将着重描述根据变形例的存储器系统的操作与根据实施例的存储器系统的操作的不同之处。通过根据变形例的存储器系统，也实现了与实施例相同的效果。
[0294]
2.1第一变形例
[0295]
在实施例中，跟踪控制单元101在第一柱状图的估计过程(st13)中估计状态“s(m-1)”的柱状图h
(m-1)
。然而，本公开不限于此。跟踪控制单元101可以在第一柱状图的估计过程(st13)中根据阈值电压分布的形状来估计状态“sm”的柱状图hm。
[0296]
在下文中，将描述当由于状态“sm”的阈值电压分布在低电压侧范围的扩展，相应状态“sm”和“s(m-1)”的阈值电压分布的重叠相较于高电压侧范围而在低电压侧范围内增加时，存储器系统1的操作。
[0297]
(电压确定的标记范围的检测过程)
[0298]
根据第一变形例的跟踪控制单元101在电压确定的标记范围的检测过程(st12)中检测对应于高电压侧电压范围的标记范围。此外，跟踪控制单元101检测对应于低电压侧范围的标记范围，低电压侧范围与高电压侧范围邻接并且包括对应于最佳读取电压rmopt的标记。根据第一变形例的电压确定的标记范围的检测过程(st12)基本等同于根据实施例的电压确定的标记范围的检测过程(st12)，不同之处在于最佳读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st32)和最佳读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st33)。在下文中，主要描述最佳读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st32)和最佳读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st33)，并且将省略其他描述。此外，如上所述，在变形例中，假设与高电压侧范围内相比，阈值电压分布的重叠在低电压侧范围内较大。请注意，在以下对第一变形例的描述中，对应于高电压侧范围的标记范围也将被称为第三范围。此外，对应于低电压侧范围的标记范围也将被称为第四范围。
[0299]
(读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程)
[0300]
将参考图25描述读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st32)的流程。图25是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围的检测过程的流程的流程图。
[0301]
由于第一变形例中的st91至st94与实施例中的st41至st44基本相同，因此将省略对其的描述。在下文中，将描述第一变形例中的st95。
[0302]
跟踪控制单元101将标记imin设定为通过从标记imax减去上限值lmax而获得的值(st95)。即，跟踪控制单元101在差值(imax-imin)大于上限值lmax时(st94；是)，调整最小标记imin，使得差值(imax-imin)与上限值lmax相等。
[0303]
如上所述，检测读取电压r1opt的电压确定的临时标记范围。
[0304]
(读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程)
[0305]
将参考图26描述读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程(st33)的流程。图26是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围的检测过程的流程的流程图。在下文中，将描述检测读取电压rmopt(r2opt至r7opt)的电压确定的临时标记范围的情况。
[0306]
由于第一变形例中的st101至st104与实施例中的st51至st54基本相同，因此将省略对其的描述。在下文中，将描述第一变形例中的st105。
[0307]
跟踪控制单元101将标记imin设定为通过从标记imax减去上限值lmax而获得的值(st105)。即，跟踪控制单元101在差值(imax-imin)大于上限值lmax时(st104；是)，调整最小标记imin，使得差值(imax-imin)与上限值lmax相等。
[0308]
如上所述，检测读取电压r2opt至r7opt的电压确定的临时标记范围。
[0309]
(第一柱状图的估计过程)
[0310]
根据第一变形例的跟踪控制单元101在第一柱状图的估计过程期间估计柱状图hm(st13)。即，第一变形例中的第一柱状图是柱状图hm。
[0311]
另外，根据第一变形例的跟踪控制单元101在第二柱状图的计算过程期间基于估计的柱状图hm和检测柱状图hd计算柱状图h
(m-1)
(st14)。即，第一变形例中的第二柱状图是柱状图h
(m-1)
。
[0312]
2.1.1第一柱状图的估计过程
[0313]
将参考图27描述根据第一变形例在存储器系统1中执行的第一柱状图(柱状图hm)的估计过程(st13)的整体流程。图27是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的第一柱状图的估计过程的整体流程的流程图。
[0314]
控制器10通过使用在st40中确定的最大标记imax和最小标记imin以及常数l0来检测包括在电压确定的标记范围内的第三范围和第四范围(st111)。第三范围是对应于高电压侧范围的标记的范围，其中要在第一变形例的st13中执行拟合。第三范围是大于等于标记(imax-(l0-1))且小于等于imax的范围。第四范围是对应于低电压侧范围的标记的范围，低电压侧范围与高电压侧范围邻接并且包括对应于最佳读取电压rmopt的标记。第四个范围是大于等于标记imin且小于标记(imax-(l0-1))的范围。
[0315]
跟踪控制单元101估计第三范围内的柱状图h3m(st112)。跟踪控制单元101认为阈值电压分布的重叠在高电压侧范围内较小。跟踪控制单元101基于第三范围内的检测柱状图hd，估计第三范围内的柱状图h3m。稍后将描述柱状图h3m的估计的细节。
[0316]
跟踪控制单元101通过使用估计的柱状图h3m来估计第四范围内的柱状图h4m(st113)。稍后将描述柱状图h4m的估计的细节。
[0317]
跟踪控制单元101将通过使估计的柱状图h3m与估计的柱状图h4m相加而获得的柱状图设定为第一柱状图hm(st114)。
[0318]
通过上述操作，结束电压确定的标记范围内的第一柱状图hm的估计过程。
[0319]
2.1.2第三范围内的柱状图的估计过程
[0320]
将参考图28详细描述第三范围内的柱状图h3m的估计过程(st112)的概要。图28是根据第一变形例在存储器系统中执行的第三范围内的柱状图的估计过程的示意图。
[0321]
跟踪控制单元101通过使用最小二乘法执行拟合，检测分布函数h
rjbest
，该分布函数h
rjbest
再现在检测柱状图hd的导通基元数hd(i)(在图28中用
“○”
表示)当中的在第三范围内的柱状图h3m的导通基元数h3m(i)(在图28中用“δ”表示)。
[0322]
然后，跟踪控制单元101基于获取的分布函数h
rjbest
，估计第三范围内的柱状图h3m的导通基元数h3m(i)。
[0323]
在下文中，将更详细地描述第三范围内的柱状图h3m的估计过程。
[0324]
跟踪控制单元101准备能够再现导通基元数h3m(i)的f2个候选分布函数h
rj
(即，h
r1
至h
rf2
)。这里，f2是大于1的整数。另外，“j”是大于等于1且小于等于f2的整数。第一变形例
中的候选分布函数h
rj
由下面的公式(8)表示。
[0325]
[公式8]
[0326]hrj
＝ar×vrj
ꢀꢀꢀ
(8)
[0327]
公式(8)中的值ar是常数。公式(8)中的函数v
rj
由下面的公式(9)表示。
[0328]
[公式9]
[0329][0330]
在公式(9)和下面的描述中，标记i3(》0)等于(i-imax+l0)(即，i3＝i-imax+l0)。标记i4是大于等于1且小于等于l0的整数。值“ρ”是常数。此外，上述公式(8)和(9)是通过使用拉普拉斯分布的概率密度函数生成的分布函数。
[0331]
跟踪控制单元101检测候选分布函数h
rj
，在候选分布函数h
rj
中，第三范围内的检测柱状图hd和候选分布函数h
rj
之间的平方误差se
rj
(即，se
r1
至se
rf2
)变为f2个候选分布函数h
rj
中的最小值。这里，第三范围内的平方误差se
rj
是导通基元数hd(i)与对应于标记i的标记i3中的候选分布函数的值h
rj
(i3)之差的平方和。平方误差se
rj
是依赖于“j”的函数，由下面的公式(10)表示。
[0332]
[公式10]
[0333][0334]
公式(10)中的值cr由下面的公式(11)表示。即，值cr是通过使用导通基元数hd(i)计算出的常数，不依赖于分布函数h
rj
。此外，值cr是被设定为满足公式(12)的常数。
[0335]
[公式11]
[0336][0337]
[公式12]
[0338][0339]
公式(10)中的函数e
rj
是由下面的公式(13)表示的函数，并且依赖于函数v
rj
。
[0340]
[公式13]
[0341][0342]
从上文，跟踪控制单元101搜索其中平方误差se
rj
的函数的值e
rj
变为最大值的分布函数h
rj
，以检测其中第三范围内的平方误差se
rj
变为最小值的分布函数h
rj
。跟踪控制单元101将对应于搜索到的分布函数h
rj
的“j”设定为jbest。
[0343]
然后，跟踪控制单元101基于搜索到的分布函数h
rjbest
，估计第三范围内的导通基元数h3m(i)。
[0344]
2.1.2.1第三范围内的柱状图的估计过程的流程
[0345]
将参考图29描述第三范围内的柱状图h3m的估计过程(st112)的流程。图29是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的第三范围内的柱状图的估计过程的流程的流程图。
[0346]
在st121中，跟踪控制单元101将变量“j”设定为1，并将平方误差的评价值e
rbest
的值设定为0(j＝1，且e
rbest
＝0)。
[0347]
跟踪控制单元101计算检测柱状图hd与候补分布函数h
rj
之间的平方误差的值e
rj
(st122)。
[0348]
跟踪控制单元101确定计算出的值e
rj
是否大于评价值e
rbest
(st123)。当确定计算出的值e
rj
大于评价值e
rbest
时(st123；是)，过程进行到st124。当确定计算出的值e
rj
小于等于评价值e
rbest
时(st123；否)，过程进行到st125。
[0349]
在st124中，跟踪控制单元101将评价值e
rbest
的值设定为计算出的值e
rj
(e
rbest
＝e
rj
)，并将jbest设定为变量“j”(jbest＝j)。
[0350]
在st125中，跟踪控制单元101使变量j递增(j＝j+1)，并且过程进行到st126。
[0351]
跟踪控制单元101确定变量“j”是否大于作为候选数的f2(st126)。当确定变量“j”大于作为候选数的f2时(st126；是)，过程进行到st127。当确定变量“j”小于等于作为候选数的f2时(st126；否)，过程进行到st122。如上所述，跟踪控制单元101重复st122至st126，直到在st126中确定变量“j”大于作为候选数的f2。结果，跟踪控制单元101将其中平方误差se
rj
变为最小值并且值e
rj
变为最大值的变量“j”设定为jbest。
[0352]
在st127中，跟踪控制单元101通过使用对应于jbest的候补分布函数h
rjbest
来估计第三范围内的导通基元数h3m(i)。更具体地，跟踪控制单元101将分布函数值h
rjbest
(i)估计为第三范围内的导通基元数h3m(i)。
[0353]
如上所述，第三范围内的柱状图h3m的估计结束。
[0354]
2.1.3第四范围内的柱状图的估计过程
[0355]
将参考图30详细描述第四范围内的柱状图h4m的估计过程(st113)。图30是根据第一变形例在存储器系统中执行的第四范围内的柱状图的估计过程的示意图。
[0356]
在第四范围内的柱状图h4m的估计过程中，跟踪控制单元101通过使用由下面的公式(14)表示的函数(由图30和以下描述中的“基于第三范围的估计结果的函数”表示)，估计第四范围内的导通基元数h4m(i)(在图30中用“δ”表示))，公式(14)使用第三范围内的导通基元数h3m(imax-(l0-1))。
[0357]
[公式14]
[0358]
h4m(i)＝h3m(imax-l0+1)
×brjbest((imax-l0+1)-i)
ꢀꢀꢀ
(14)
[0359]
公式(14)中的值b
rjbest
是被确定为对应于分布函数h
rjbest
的常数。
[0360]
2.1.4第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程
[0361]
将参考图31描述在根据第一变形例的存储器系统1中执行的第二柱状图(柱状图h
(m-1)
)的计算过程和最佳读取电压rmopt的确定过程的流程。图31是示出根据第一变形例在存储器系统中执行的第二柱状图的计算过程和最佳读取电压的确定过程的流程图。
[0362]
在st131中，跟踪控制单元101将标记“i”设定为imin(i＝imin)。
[0363]
跟踪控制单元101确定标记“i”是否大于标记imax(st132)。当确定标记“i”大于标记imax时(st132；是)，过程进行到st137。当确定标记“i”小于等于标记imax时(st132；否)，过程进行到st133。
[0364]
跟踪控制单元101确定导通基元数hd(i)是否大于等于导通基元数hm(i)(st133)。当确定导通基元数hd(i)大于等于导通基元数hm(i)时(st133；是)，过程进行到st134。当确定导通基元数hd(i)小于导通基元数hm(i)时(st133；否)，过程进行到st135。
[0365]
当导通基元数hd(i)大于等于导通基元数hm(i)时(st133；是)，跟踪控制单元101将从导通基元数hd(i)减去导通基元数hm(i)而获得的值设定为导通基元数h
(m-1)
(i)(st134)。即，当检测柱状图hd的导通基元数hd(i)大于等于第一柱状图的估计的导通基元数hm(i)时，跟踪控制单元101将其差值视为柱状图h
(m-1)
的导通基元数h
(m-1)
(i)。然后，过程进行到st136。
[0366]
当导通基元数hd(i)小于导通基元数hm(i)时(st133；否)，跟踪控制单元101将导通基元数h
(m-1)
(i)设定为0(st135)。即，当检测柱状图hd的导通基元数hd(i)小于第一柱状图的估计的导通基元数hm(i)时，跟踪控制单元101将柱状图h
(m-1)
的导通基元数h
(m-1)
(i)视为0。然后，过程进行到st136。
[0367]
st136至st138与实施例中的st86至st88基本相同。
[0368]
通过上述操作，确定了最佳读取电压rmopt。
[0369]
根据第一变形例的存储器系统1，即使阈值电压分布的重叠由于状态“sm”的阈值电压分布在低电压侧的扩展而在状态“s(m-1)”和“sm”的阈值电压分布的谷区的低电压侧部分中增加，也可以确定最佳读取电压rmopt。
[0370]
2.2第二变形例
[0371]
在实施例中，跟踪控制单元101在阈值电压跟踪过程中确定最佳读取电压r1opt。然而，本公开不限于此。当状态“s0”和“s1”的相应阈值电压分布的重叠较大时，不能通过拟合检测柱状图hd来高准确度地估计柱状图h
(m-1)
(或柱状图hm)。在这种情况下，控制器10不能基于柱状图h
(m-1)
(或柱状图hm)的估计来确定最佳读取电压r1opt。更具体地，跟踪控制单元101可以执行确定是否确定最佳读取电压r1opt的过程。
[0372]
在下文中，将着重描述在根据第二变形例的存储器系统1中执行的操作与在根据实施例的存储器系统1的操作的不同之处。
[0373]
2.2.1阈值电压跟踪过程
[0374]
将参考图32描述根据第二变形例在存储器系统1中执行的阈值电压跟踪过程的流程。图32是示出根据第二变形例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
[0375]
控制器10确定是否确定最佳读取电压r1opt(st141)。当控制器10确定将确定最佳读取电压r1opt时(st141；是)，过程进行到st143。当控制器10确定将不确定最佳读取电压r1opt时(st141；否)，过程进行到st142。控制器10基于电压确定的标记范围(包括其中状态“s0”和“s1”的相应阈值电压分布的重叠较小的范围)是否可以被检测到，确定是否确定最佳读取电压r1opt。稍后将描述有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定的细节。
[0376]
跟踪控制单元101例如将读取电压r1asm确定为新读取电压r1(st142)。
[0377]
st143至st147分别与根据实施例的st11至st15相同。
[0378]
如上所述，在根据第二变形例的存储器系统1中，在确定最佳读取电压r1opt的情况和不确定最佳读取电压r1opt的情况下分别确定新读取电压r1。
[0379]
2.2.2有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定
[0380]
接下来，将参考图33a和图33b描述有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定(st141)。图33a和图33b是示出根据第二变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的示意图。
[0381]
如图33a所示，当作为存储器基元晶体管mt的数量的c
rmin
小于参考值c
th
时，低电压侧范围内状态“s0”和“s1”的相应阈值电压分布的重叠可能较小(在图33a所示的示例中几乎为零)。这里，存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
是具有等于或低于可用于执行读取操作的最小读取电压rmin的阈值电压的存储器基元晶体管mt的数量。在下文中，也将能够用于执行读取操作的最小读取电压rmin简称为下限电压rmin。存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
是当使用下限电压rmin执行读取操作时变为导通状态的存储器基元晶体管mt的数量。同时，如图33b所示，当存储器基元晶体管mt的数量c
rmini
大于等于参考值c
th
时，低电压侧范围内状态“s0”和“s1”的相应阈值电压分布的重叠可能较大。阈值电压分布与存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
(如图33a和图33b所示)之间的关系可以通过例如nand存储器20的特性评估来证明。
[0382]
跟踪控制单元101比较存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
和参考值c
th
。如图33a所示，当存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
小于参考值c
th
时，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压r1opt。如图33b所示，当存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
大于等于参考值c
th
时，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压r1opt。
[0383]
《比较例3》
[0384]
如图33b所示，当存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
大于等于参考值c
th
时，低电压侧范围内相应阈值电压分布的重叠可能较大。即，其中控制器在确定最佳读取电压r1opt时执行拟合的电压范围变为其中阈值电压分布的重叠较大的电压范围。即使在这种情况下，根据比较例3的存储器系统的控制器也试图确定最佳读取电压r1opt。然而，在这种情况下，控制器不能适当地执行检测柱状图的拟合。结果，通过使用拟合确定的新读取电压与真正的最佳读取电压之间的差值变得大于读取电压r1asm与真正的最佳读取电压之间的差值。因此，错误位数可能会增加。
[0385]
根据第二变形例，当下限电压rmin接近状态“s0”和“s1”的阈值电压分布的谷位置时，跟踪控制单元101将读取电压r1asm设定为新读取电压rm，而不是确定最佳读取电压r1opt。结果，根据第二变形例的存储器系统1可以防止错误位数的增加，这种错误位数的增加是由于基于其中阈值电压分布的重叠较大的电压范围的检测柱状图hd来确定最佳读取电压r1opt而导致的。
[0386]
请注意，在阈值电压跟踪过程中，控制器10可以分别针对读取电压r2至r7，通过与实施例类似的操作来确定最佳读取电压r2opt至r7opt。
[0387]
2.3第三变形例
[0388]
在第二变形例中，跟踪控制单元101将其阈值电压为小于等于下限电压rmin的存储器基元晶体管mt的数量c
rmin
与参考值c
th
进行比较，并确定是否确定最佳读取电压r1opt。然而，本公开不限于此。跟踪控制单元101可以基于检测柱状图hd的形状来确定是否确定最
佳读取电压r1opt。
[0389]
在下文中，将着重描述根据第三变形例在存储器系统1中执行的操作与根据第二变形例的存储器系统的操作的不同之处。
[0390]
2.3.1阈值电压跟踪过程
[0391]
将参考图34描述根据第三变形例在存储器系统1中执行的阈值电压跟踪过程的流程。图34是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
[0392]
以与根据实施例的存储器系统的操作的st11和st12类似的方式，跟踪控制单元101执行检测柱状图的计算(st151)和电压确定的标记范围的检测过程(st152)。
[0393]
然后，跟踪控制单元101确定是否确定最佳读取电压r1opt(st153)。当跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压r1opt时(st153；是)，过程进行到st155。当跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压r1opt时(st153；否)，过程进行到st154。跟踪控制单元101基于第一范围内的检测柱状图hd的形状来确定是否确定最佳读取电压r1opt。稍后将描述有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定的细节。
[0394]
st154至st157分别与根据第二变形例的st142和st145至st147相同。
[0395]
2.3.2有关是否确定最佳读取电压的确定
[0396]
将参考图35、图36a和图36b描述根据第三变形例在存储器系统1中执行的有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定(st153)的流程。图35是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的流程图。图36a和图36b是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的示意图。
[0397]
在有关是否确定最佳读取电压的确定中，跟踪控制单元101确定导通基元数hd(i)是否随着第一范围内的标记“i”的增加而单调减少。当确定导通基元数hd(i)随着第一范围内的标记“i”的增加而单调减少时，跟踪控制单元101确定在低电压侧范围内状态“s0”和“s1”的相应阈值电压分布的重叠较小(在图36a所示的示例中几乎为零)，如图36a所示。然后，跟踪控制单元101确定估计最佳读取电压r1opt。同时，当确定导通基元数hd(i)不随着第一范围内的标记“i”的增加而单调减少时，跟踪控制单元101确定在低电压侧范围内状态“s0”和“s1”的相应阈值电压分布的重叠较大，如图36b所示。然后，跟踪控制单元101确定不估计最佳读取电压r1opt。
[0398]
参考图35，在st161中，跟踪控制单元101将标记“i”设定为imin(i＝imin)。
[0399]
跟踪控制单元101确定标记“i”是否等于(imin+l0-1)(st162)。当确定标记“i”等于(imin+l0-1)时(st162；是)，过程进行到st165。当确定标记“i”小于(imin+l0-1)时(st162；否)，过程进行到st163。
[0400]
跟踪控制单元101计算通过从导通基元数hd(i+1)减去导通基元数hd(i)而获得的差值δhd(i)(st163)。
[0401]
跟踪控制单元101使标记“i”递增(st164)，并且过程进行到st162。如上所述，跟踪控制单元101重复st162至st164，直到确定标记“i”等于(imin+l0-1)(st162；是)。
[0402]
跟踪控制单元101基于st162至st164的循环过程的结果，计算评价值n
cn
。评价值n
cn
是用于指示导通基元数hd(i)是否随着标记“i”的增加而单调减少的值。评价值n
cn
是当差值δhd(imin)、δhd(imin+1)、...、δhd(imin+l0-2)、δhd(imin+l0-1)以此顺序排列时，差
值δhd(i)连续变为负的个数中的最大值。跟踪控制单元101基于评价值n
cn
是否大于等于参考值n
cth
，确定导通基元数hd(i)是否随着第一范围内的标记“i”的增加而单调减少。
[0403]
即，跟踪控制单元101基于评价值n
cn
，确定是否确定最佳读取电压r1opt(st165)。当确定评价值n
cn
大于等于参考值n
cth
时(st165；是)，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压r1opt，因为导通基元数hd(i)随着标记“i”的增加而单调减少，并且过程进行到st155。当确定评价值n
cn
小于参考值n
cth
时(st165；否)，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压r1opt，因为导通基元数hd(i)不随着标记“i”的增加而单调减少，并且过程进行到st154。
[0404]
如上所述，确定是否确定最佳读取电压r1opt。
[0405]
将参考图37a和图37b进一步描述有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定。图37a和图37b是示出根据第三变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的示意图。
[0406]
如图37a所示，当评价值n
cn
大于等于第一范围内的参考值n
cth
时(例如，当导通基元数hd(i)随着读取电压的增加而单调减少时)，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压r1opt，因为低电压侧范围内的阈值电压分布的重叠较小。
[0407]
在图37a所示的示例中，差值δhd(imin)、δhd(imin+1)、...、δhd(imin+l0-2)、δhd(imin+l0-1)均为负。即，评价值n
cn
为l0。当评价值n
cn
(这里，l0)大于等于参考值n
cth
时，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压r1opt。
[0408]
同时，如图37b所示，当第一范围内的评价值n
cn
小于参考值n
cth
时(例如，当第一范围内的检测柱状图具有向下凸的形状时)，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压r1opt，因为在低电压侧范围内的阈值电压分布的重叠较大。
[0409]
在图37b所示的示例中，差值δhd(imin)和δhd(imin+1)为负。同时，差值δhd(imin+2)、δhd(imin+3)、...、δhd(imin+l0-2)和δhd(imin+l0-1)均为正。即，评价值n
cn
为2。当评价值n
cn
(这里，2)小于参考值n
cth
时，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压r1opt。
[0410]
通过如上所述根据第三变形例的存储器系统1，与第二变形例中一样，能够防止错误位数的增加。
[0411]
2.4第四变形例
[0412]
在第三变形例中，跟踪控制单元101基于第一范围内的其中差值δhd(i)连续变为负的个数中的最大值(评价值n
cn
)，确定是否确定最佳读取电压r1opt。然而，本公开不限于此。跟踪控制单元101可以基于第一范围内的负差值δhd(i)的数量，确定是否确定最佳读取电压r1opt。
[0413]
在下面的描述中，将着重描述根据第四变形例在存储器系统1中执行的操作与根据第三变形例的存储器系统的操作的不同之处。
[0414]
将参考图38描述根据第四变形例在存储器系统1中执行的有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定。图38是示出根据第四变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的流程图。
[0415]
在有关是否确定最佳读取电压r1opt的确定中，跟踪控制单元101确定导通基元数hd(i)是否趋于随着第一范围内的标记“i”的增加而减少。当导通基元数hd(i)趋于随着第一范围内的标记“i”的增加而减少时，跟踪控制单元101估计最佳读取电压r1opt。当导通基元
数hd(i)不趋于随着第一范围内的标记“i”的增加而减少时，跟踪控制单元101将读取电压r1asm设定为读取电压r1。
[0416]
st171至st174分别与st161至st164相同。
[0417]
跟踪控制单元101基于st172至st174的循环过程的结果，计算评价值nn。评价值nn是用于指示导通基元数hd(i)是否随着标记“i”的增加而单调减少的值。评价值nn是在st172至st174的循环过程中计算出的差值δhd(i)当中的负差值δhd(i)的个数。跟踪控制单元101基于评价值nn是否大于等于确定值n
nth
(0《n
nth
≤l0)，确定导通基元数hd(i)是否随着第一范围内的标记“i”的增加而单调减少。
[0418]
即，跟踪控制单元101基于评价值nn，确定是否确定最佳读取电压r1opt(st175)。当评价值nn大于等于确定值n
nth
时(st175；是)，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压r1opt，因为导通基元数hd(i)随着标记“i”的增加而单调减少，并且过程进行到st155。当评价值nn小于确定值n
nth
时(st175；否)，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压r1opt，因为导通基元数hd(i)不随着标记“i”的增加而单调减少，并且过程进行到st154。
[0419]
图39是示出检测柱状图的导通基元数hd(i)因噪声而变动的图。在图39所示的示例中，导通基元数hd(imin)大于导通基元数hd(imin+1)。导通基元数hd(imin+1)小于导通基元数hd(imin+2)。导通基元数hd(imin+2)大于导通基元数hd(imin+3)。因此，导通基元数hd(i)因为例如噪声而变动。
[0420]
根据第四变形例的存储器系统1，即使导通基元数hd(i)变动，跟踪控制单元101也可以基于评价值nn来确定低电压侧范围是否是其中阈值电压分布的重叠较小的范围。
[0421]
这样，与在第二变形例和第三变形例中一样，在根据第四变形例的存储器系统1中，即使检测柱状图hd因噪声而变动，也可以防止错误位数的增加。
[0422]
2.5第五变形例
[0423]
在上述实施例中，跟踪控制单元101分别针对所有读取电压r1至r7确定最佳读取电压r1opt至r7opt。然而，本公开不限于此。跟踪控制单元101可以针对读取电压r1至r7中的每一者来确定是否确定最佳读取电压rmopt。
[0424]
在下文中，将着重描述根据第五变形例在存储器系统1中执行的操作与根据实施例的存储器系统的操作的不同之处。
[0425]
将参考图40描述根据第五变形例在存储器系统1中执行的阈值电压跟踪过程的流程。图40是示出根据第五变形例在存储器系统中执行的阈值电压跟踪过程的流程的流程图。
[0426]
当其阈值电压等于或低于读取电压rmasm的存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
被包括在预定范围内时，跟踪控制单元101确定读取电压rmasm约等于最佳读取电压rmopt。然后，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压rmopt。此外，当存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
不被包括在预定范围内时，跟踪控制单元101确定读取电压rmasm和最佳读取电压rmopt是不同的值。然后，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压rmopt。
[0427]
跟踪控制单元101计算存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
(st181)。存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
是当以读取电压rmasm执行读取操作时变为导通状态的存储器基元晶体管mt的数量。
[0428]
跟踪控制单元101基于存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
确定是否确定最佳读取电
压rmopt(st182)。跟踪控制单元101确定存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
是否小于等于值(c10
×
m-c31)或者大于等于值(c10
×
m+c32)。这里，常数c31和c32是用于确定是否通过拟合确定最佳读取电压rmopt的调整值。常数c31和c32具有正值。
[0429]
当c
rmasm
小于等于值(c10
×
m-c31)或者c
rmasm
大于等于值(c10
×
m+c32)时，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压rmopt(st182；是)。过程进行到st184。
[0430]
当存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
大于值(c10
×
m-c31)且小于值(c10
×
m+c32)时，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压rmopt(st182；否)。例如，跟踪控制单元101将读取电压rmasm确定为新读取电压rm(st183)。
[0431]
如上所述，跟踪控制单元101基于存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
是否在大于值(c10
×
m-c31)且小于值(c10
×
m+c32)的范围内，确定读取电压rmasm和最佳读取电压rmopt是否彼此大致相等。
[0432]
st184至st188分别与st11至st15相同。
[0433]
通过上述操作，结束根据第五变形例的阈值电压跟踪过程。
[0434]
将参考图41a至图41c更详细地描述有关是否确定最佳读取电压rmopt的确定(st182)。图41a至图41c是示出根据第五变形例在存储器系统中执行的有关是否确定最佳读取电压的确定的图。
[0435]
如图41a所示，例如，当读取电压rmasm小于最佳读取电压rmopt时，存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
变得小于等于参考值(c10
×
m-c31)。在这种情况下，由于状态“s(m-1)”的阈值电压分布在高电压侧的扩展，高电压侧范围内的阈值电压分布的重叠变得大于低电压侧范围内的阈值电压分布的重叠。在这种情况下，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压rmopt。
[0436]
此外，如图41b所示，例如，当读取电压rmasm大于最佳读取电压rmopt时，存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
变得大于等于参考值(c10
×
m+c32)。在这种情况下，由于状态“sm”的阈值电压分布在低电压侧的扩展，低电压侧范围内的阈值电压分布的重叠变得大于在高电压侧范围内的阈值电压分布的重叠。在这种情况下，跟踪控制单元101确定将确定最佳读取电压rmopt。
[0437]
此外，如图41c所示，例如，当读取电压rmasm等于最佳读取电压rmopt时，存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
变得大于参考值(c10
×
m-c31)且小于参考值(c10
×
m+c32)。在这种情况下，状态“s(m-1)”和“sm”的相应阈值电压分布可以是彼此对称的，并且通过将读取电压rmasm设定为读取电压rm，可以获得足够的读取电压准确度。在这种情况下，跟踪控制单元101确定将不确定最佳读取电压rmopt。
[0438]
图41a至图41c所示的阈值电压分布与存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
之间的关系例如可以通过nand存储器20的特性评价来证明。
[0439]
根据第五变形例，在确定每个新读取电压r1至r7时，跟踪控制单元101基于存储器基元晶体管mt的数量c
rmasm
，确定是将最佳读取电压rmopt设定为新读取电压rm，或者是否将读取电压rmasm设定为新读取电压rm。因此，在根据第五变形例的存储器系统1中，当通过将读取电压rmasm设定为新读取电压rm而获得足够的准确度时，可以缩短用于确定最佳读取电压rmopt的时间段。
[0440]
2.6第六变形例
[0441]
在上述第五变形例中，跟踪控制单元101分别在确定新读取电压r1至r7时确定是否确定最佳读取电压r1opt至r7opt。然而，本公开不限于此。跟踪控制单元101可以基于例如状态“s0”至“s7”中每一者的阈值电压分布的形状的趋势，在阈值电压跟踪过程之前检测作为最佳读取电压rmopt的确定目标(target)的读取电压rm。
[0442]
2.6.1整体操作
[0443]
将参考图42描述根据第六变形例在存储器系统1中执行的包括阈值电压跟踪过程的整体操作的流程。图42是示出根据第六变形例的存储器系统的整体操作流程的流程图。
[0444]
跟踪控制单元101检测读取电压rm(过程目标读取电压)，该读取电压rm是读取电压r1至r7中的最佳读取电压rmopt的确定过程的目标(st193)。在下文中，st193的过程也被称为过程目标读取电压的检测过程。跟踪控制单元101基于由图6b的对角线部分表示的状态“s(m-1)”和“sm”的阈值电压分布的重叠的形状，检测过程目标读取电压rm。稍后将描述过程目标读取电压的检测过程的细节。
[0445]
跟踪控制单元101仅对过程目标读取电压rm执行阈值电压跟踪过程(st194)。阈值电压跟踪过程与根据实施例的阈值电压跟踪过程(st3)相同。因此，跟踪控制单元101针对过程目标读取电压rm将最佳读取电压rmopt确定为新读取电压rm。同时，跟踪控制单元101针对不是过程目标的读取电压rm将读取电压rmasm确定为新读取电压rm。
[0446]
st191、st192、st195至st197与根据实施例的st1、st2、st4至st6相同。
[0447]
2.6.2过程目标读取电压的检测过程
[0448]
将参考图43描述过程目标读取电压的检测过程(st193)。图43是示出状态“s0”至“s7”中每一者的阈值电压分布的形状的趋势的示例的图。图43示出了在写入操作之后由于诸如干扰等因素而变宽的状态“s0”至“s7”中每一者的阈值电压分布。
[0449]
跟踪控制单元101基于状态“s0”至“s7”中每一者的阈值电压分布的形状的趋势，执行过程目标读取电压的检测过程。
[0450]
如图43所示，状态“s0”至“s7”中的相应低电压侧状态“s0”至“s3”的阈值电压分布具有其中高电压侧比低电压侧扩展得更多的趋势。另一方面，状态“s0”至“s7”中的相应高电压侧状态“s4”至“s7”的阈值电压分布例如具有与状态“s0”至“s3”的阈值电压分布相比对称地变宽的趋势。通过阈值电压分布的趋势，状态“s0”和“s1”的阈值电压分布的重叠、状态“s1”和“s2”的阈值电压分布的重叠、状态“s2”和“s3”的阈值电压分布的重叠，以及状态“s3”和“s4”的阈值电压分布的重叠彼此不对称。此外，状态“s4”和“s5”的阈值电压分布的重叠，状态“s5”和“s6”的阈值电压分布的重叠，以及状态“s6”和“s7”的阈值电压分布的重叠进一步对称。
[0451]
跟踪控制单元101确定状态“s0”和“s1”的阈值电压分布的重叠以及状态“s6”和“s7”的阈值电压分布的重叠中的每一者是否不对称。当状态“s(m-1)”和“sm”的阈值电压分布的重叠不对称时，跟踪控制单元101确定最佳读取电压rmopt和读取电压rmasm不同。此外，跟踪控制单元101检测与被确定为不对称的阈值电压分布的重叠对应的读取电压(图43中的读取电压r1至r4)，作为过程目标读取电压rm。此外，当状态“s(m-1)”和“sm”的阈值电压分布的重叠对称时，跟踪控制单元101确定最佳读取电压rmopt和读取电压rmasm彼此大致相等。此外，跟踪控制单元101检测与被确定为对称的阈值电压分布的重叠对应的读取电压(图43中的读取电压r5至r7)，作为不是过程目标的读取电压rm。
[0452]
此外，跟踪控制单元101例如在过程目标读取电压的检测过程(st193)之前，通过使用比用于计算检测柱状图hd的电压范围δr更宽的电压范围，计算包括分别与读取电压r1至r7对应的阈值电压分布的谷区的柱状图。跟踪控制单元101例如基于计算出的柱状图的形状，确定阈值电压分布的重叠是否不对称。
[0453]
根据第六变形例的存储器系统1，跟踪控制单元101在阈值电压跟踪过程之前检测读取电压rm，用于确定读取电压r1至r7中的最佳读取电压rmopt。因此，在根据第六变形例的存储器系统1中，在阈值电压跟踪过程中，可以缩短用于针对读取电压r1至r7中的每一者确定是否确定最佳读取电压rmopt的时间段。
[0454]
3.杂项
[0455]
在上述实施例和变形例中，使用读取电压r1至r7中的任何读取电压rm来执行读取操作。然而，本公开不限于此。控制器10可以使用多个电压(例如，对应于低页数据的电压r1和r5)来执行读取操作。当使用电压r1至r5进行读取操作时，控制器10将检测柱状图计算的电压范围设定为基于电压r1asm的高于电压r1_(n+1)(《r1asm)且等于或低于电压r1_1(》r1asm)的范围，以及基于电压r5asm的高于电压r5_(n+1)(r1_1《r5_(n+1)《r5asm)且等于或低于电压r5_1(》r5asm)的范围。即，存储器系统1使用两个读取电压r1_n和r5_n来执行多个移位读取操作。此外，控制器10可以包括分离读取，用于在计算检测柱状图时确定每个存储器基元晶体管mt的阈值电压是否被包括在等于或低于电压r1_1的范围内，以及每个存储器基元晶体管mt的阈值电压是否被包括在等于或高于电压r5_(n+1)的范围内。分离读取的读取电压高于电压r1_1且低于电压r5_(n+1)。分离读取的读取电压例如是默认读取电压r3def。
[0456]
此外，在实施例和第一变形例的每一者中，对所有读取电压r1至r7执行第一范围的拟合，并且对所有读取电压r1至r7执行第三范围的拟合。然而，本公开不限于此。例如，针对读取电压r1至r7中每一者的读取电压rm，可以通过执行第一范围的拟合来确定最佳读取电压rmopt，并且可以通过执行第三范围的拟合来确定最佳读取电压rmopt。
[0457]
尽管已经描述了某些实施例，但这些实施例仅通过示例呈现，并不旨在限制本公开的范围。实际上，本文所述的新颖实施例可以以多种其他形式体现；此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文描述的实施例的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本公开的范围和精神内的此类形式或修改。
[0458]
1存储器系统
[0459]
2主机装置
[0460]
10控制器
[0461]
11处理器
[0462]
12嵌入式存储器
[0463]
13缓冲存储器
[0464]
14主机i/f
[0465]
15nandi/f
[0466]
16ecc电路
[0467]
20存储器装置
[0468]
21存储器基元阵列
[0469]
22 输入/输出电路
[0470]
23 逻辑控制电路
[0471]
24 寄存器
[0472]
25 定序器
[0473]
26 电压生成电路
[0474]
27 行解码器模块
[0475]
28 感测放大器模块
[0476]
101 跟踪控制单元
[0477]
102 读取控制单元
[0478]
103 标记生成单元
[0479]
104 柱状图计算单元
[0480]
131 读取数据存储器单元

技术特征：
1.一种存储器系统，包括：半导体存储器，其包括多个存储器基元，每个存储器基元被配置为根据其阈值电压存储具有至少第一值和第二值中的一者的数据，所述第一值对应于被包括在第一电压范围内的所述阈值电压，所述第二值对应于被包括在第二电压范围内的所述阈值电压；以及控制器，其被配置为将具有所述第一值的数据写入所述多个存储器基元当中的多个第一存储器基元的每一者中，将具有所述第二值的数据写入所述多个存储器基元当中的多个第二存储器基元的每一者中，通过对所述多个存储器基元执行跟踪过程，确定第一电压，以及在所述跟踪过程之后的读取过程中使用所述第一电压从所述多个存储器基元读取数据，其中，所述控制器被配置为，在所述跟踪过程中，使用第三电压范围内的多个读取电压执行多次读取操作，所述第三电压范围包括所述第一电压范围的一部分和所述第二电压范围的一部分，以确定所述多个存储器基元的第一分布，基于所述第一分布，估计所述多个第一存储器基元在所述第三电压范围内的第二分布，基于所述第一分布与所述第二分布之间的差异，计算所述多个第二存储器基元在所述第三电压范围内的第三分布，以及基于所述第二分布和所述第三分布，将位于所述第三电压范围内的电压确定为所述第一电压。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为基于被包括在所述第三电压范围内的第四电压范围内的所述第一分布，估计第四分布，基于所述第四分布，估计被包括在所述第三电压范围内并且不同于所述第四电压范围的第五电压范围内的第五分布，以及基于所述第四分布和所述第五分布，估计所述第二分布。3.根据权利要求2所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为：通过对所述第四电压范围内的所述第一分布执行曲线拟合，估计所述第四分布。4.根据权利要求3所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为：通过执行用于所述曲线拟合的最小二乘法来确定第一函数，并基于所述第一函数，估计所述第四分布。5.根据权利要求4所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为：基于所述第一范围内的第二电压和被确定为对应于所述第一函数的常数，估计所述第五分布。6.根据权利要求2所述的存储器系统，其中，所述第一电压范围包括比所述第二电压范围低的电压，以及所述第四电压范围包括比所述第五电压范围低的电压。7.根据权利要求2所述的存储器系统，其中，所述第一电压范围包括比所述第二电压范围高的电压，以及
所述第四电压范围包括比所述第五电压范围高的电压。8.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为：执行确定过程，以确定是否将确定所述第一电压。9.根据权利要求8所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为，在所述确定过程中：计算第一导通基元数，所述第一导通基元数是在使用被包括在所述第一电压范围或所述第二电压范围内的第三电压对所述多个存储器基元执行读取过程时变为导通状态的第三存储器基元的数量，以及确定是否将基于所述第一导通基元数确定所述第一电压。10.根据权利要求9所述的存储器系统，其中所述第三电压是用于对所述多个存储器基元执行所述读取过程的最小读取电压，以及所述控制器在所述第一导通基元数小于第一阈值时确定将确定所述第一电压，在所述第一导通基元数等于或大于所述第一阈值时确定将不确定所述第一电压。11.根据权利要求8所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为，在所述确定过程中：基于被包括在所述第三电压范围内的第六电压范围内的所述第二分布的形状，确定所述第二分布是否显示出随着读取电压的增大而减小的趋势，以及当在所述第六电压范围内的所述第二分布显示出随着读取电压的增大而减小的趋势时，确定将确定所述第一电压。12.根据权利要求8所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为，在所述确定过程中：确定被包括在所述第三电压范围内的第六电压范围内的所述第二分布随着读取电压的增大而连续减小的最大次数是否等于或大于第一确定值，以及在所述最大次数等于或大于所述第一确定值时，确定将确定所述第一电压。13.根据权利要求8所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为，在所述确定过程中：确定被包括在所述第三电压范围内的第六电压范围内的所述第二分布随着读取电压的增大而减小的总次数是否等于或大于第二确定值，以及在所述总次数等于或大于所述第二确定值时，确定将确定所述第一电压。14.根据权利要求8所述的存储器系统，其中，所述控制器被配置为，在所述确定过程中：确定所述第二分布和所述第三分布的重叠是否关于所述读取电压不对称，以及在所述第二分布和所述第三分布的所述重叠关于所述读取电压不对称时，确定将确定所述第一电压。15.一种确定半导体存储器的最佳读取电压的方法，所述半导体存储器包括多个存储器基元，每个存储器基元被配置为根据其阈值电压存储具有至少第一值和第二值中的一者的数据，所述第一值对应于被包括在第一电压范围内的所述阈值电压，所述第二值对应于被包括在第二电压范围内的所述阈值电压，所述方法包括：执行第一写入操作，以将具有所述第一值的数据写入所述多个存储器基元当中的多个第一存储器基元的每一者中；
执行第二写入操作，以将具有所述第二值的数据写入所述多个存储器基元当中的多个第二存储器基元的每一者中；以及通过对所述多个存储器基元执行跟踪过程，确定所述最佳读取电压，其中，所述跟踪过程包括：使用第三电压范围内的多个读取电压执行多次读取操作，所述第三电压范围包括所述第一电压范围的一部分和所述第二电压范围的一部分，以确定所述多个存储器基元的第一分布，基于所述第一分布，估计所述多个第一存储器基元在所述第三电压范围内的第二分布，基于所述第一分布与所述第二分布之间的差异，计算所述多个第二存储器基元在所述第三电压范围内的第三分布；以及基于所述第二分布和所述第三分布，将位于所述第三电压范围内的电压确定为所述最佳读取电压。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述跟踪过程还包括：基于被包括在所述第三电压范围内的第四电压范围内的所述第一分布，估计第四分布，基于所述第四分布，估计被包括在所述第三电压范围内并且不同于所述第四电压范围的第五电压范围内的第五分布，以及基于所述第四分布和所述第五分布，估计所述第二分布。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第四分布是通过对所述第四电压范围内的所述第一分布执行曲线拟合来估计的。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第四分布是基于通过执行用于所述曲线拟合的最小二乘法而确定的第一函数来估计的。19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一电压范围包括比所述第二电压范围低的电压，以及所述第四电压范围包括比所述第五电压范围低的电压。20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一电压范围包括比所述第二电压范围高的电压，以及所述第四电压范围包括比所述第五电压范围高的电压。

技术总结
本公开涉及存储器系统和确定半导体存储器的最佳读取电压的方法。实施例提供了具有改善的可靠性的存储器系统和确定半导体存储器的最佳读取电压的方法。一种存储器系统包括第一和第二存储器基元以及控制器，该控制器被配置为将具有第一值的数据写入第一存储器基元中并且将具有第二值的数据写入第二存储器基元中，通过执行跟踪过程确定第一电压，以及使用第一电压从存储器基元读取数据。在跟踪过程中，控制器执行多次读取操作以确定存储器基元的第一分布，基于第一分布估计第一存储器基元的第二分布，基于第一分布和第二分布之间的差异计算第二存储器基元的第三分布，并基于第二分布和第三分布将第三电压内的电压确定为第一电压。一电压。一电压。


技术研发人员：中川贵史
受保护的技术使用者：铠侠股份有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/9/25