改变读取参考电流以存取具有读取错误的非挥发存储器的装置与方法

摘要

本发明披露一种非挥发存储集成电路的读取参考值的改变，以回应与先前编程数据位相关的先前产生的检查码与回应读取命令而产生的新检查码之间的不一致。

说明书

其他申请案的参考

[0001]本发明主张美国临时申请案No.60/746,733，2006年5月8日提出申请的『Moving Reference Current Sensing Algorithm with ECCScheme』的优先权，发明人为洪俊雄及陈汉松。

发明领域

[0002]本发明相关于非挥发存储集成电路，更确切地说，相关于自非挥发存储器所读取出数据的错误检测以及错误更正。

技术背景

[0003]非挥发存储器的目的是可靠地储存数据，因此电源消失并不会影响数据储存的完整性。为了允许会影响非挥发存储单元的临界电压的不可预见的电荷获得或是电荷流失的情况，边界被用来区隔代表不同逻辑级别的临界电压范围。然而，虽然有此边界，错误仍不可避免地发生，例如一数据位编程至高逻辑级别被读取为低逻辑级别，或是相反。

[0004]虽然错误更正和错误检测演算法可以处理某些这样的错误，但是错误更正和错误检测演算法只是设计用来处理有限的错误位。当超过此极限后，错误更正和错误检测演算法就不够使用了。此外，错误检测仅会检测但不会更正这样的错误。

[0005]因此，需要一种改良使得非挥发存储集成电路更能面对这样的错误。

发明内容

[0006]本发明的一个目的在于提供一种读取非挥发存储器的方法。其回应至接收读取命令的非挥发存储集成电路，该非挥发存储集成电路进行下列步骤：

[0007]根据存取储存于该非挥发存储集成电路中的多个非挥发数据位来产生第一检查码。在不同的实施例中，此第一检查码是错误检测码或是错误更正码。

[0008]存取储存于该非挥发存储集成电路中的第二检查码，其作为与该多个数据位相关的多个非挥发检查位。在范例实施例中，此第二检查码在相关的数据位被编程至该非挥发存储集成电路时，被产生且被编程于该非挥发存储集成电路中。在不同的实施例中，此第二检查码是错误检测码或是错误更正码。

[0009]检查该第一检查码与该第二检查码是否相符。

[0010]于该产生与该检查步骤之后，回应该第一检查码与该第二检查码间的不相符，改变施加至存取储存于该非挥发存储集成电路中的该多个非挥发位至少一个参考值，以区别该多个非挥发位所代表的逻辑级别。此参考值可以是，例如，一个在感应放大器中决定由感应电流所代表的逻辑级别的参考电流。在另外的实施例中，此参考值可以是，一个介于两个代表不同逻辑级别的临界电压范围之间的代表非挥发存储临界电压所代表的逻辑级别的参考电压。在一个实施例中，该至少一个参考值区别该逻辑级别的至少一个第一逻辑级别与一个第二逻辑级别，该第一逻辑级别与相较于该第二逻辑级别为高的临界电压相关，且该改变至少一个参考值使得与该第一逻辑级别相关的临界电压的第一范围变宽而与该第二逻辑级别相关的临界电压的第二范围变窄。类似地，在另一实施例中，改变至少一个参考值使得与该第一逻辑级别相关的临界电压的第一范围变窄而与该第二逻辑级别相关的临界电压的第二范围变宽。

[0011]在某些实施例中，此非挥发存储集成电路还进行：

[0012]于该改变至少一个参考值之后，根据存取储存于该非挥发存储集成电路中的该多个非挥发数据位，使用该至少一个参考值来产生更新第一检查码。

[0013]在某些实施例中，于产生一更新第一检查码之后，此非挥发存储集成电路还进行：

[0014]检查该第一检查码与该第二检查码是否相符。

[0015]在某些实施例中，于产生更新第一检查码与检查该第一检查码与该第二检查码是否相符之后，此非挥发存储集成电路还进行：

[0016]存取储存于该非挥发存储集成电路中的该第二检查码，其作为与该多个数据位相关的多个非挥发检查位。

[0017]在某些实施例中，于产生更新第一检查码，及利用改变后的参考值存取该第二检查码与检查该第一检查码与该第二检查码是否相符之后，此非挥发存储集成电路还进行：

[0018]回应该第一检查码与该第二检查码间的另一不相符，改变施加至存取储存于该非挥发存储集成电路中的该多个非挥发位该至少一个参考值，以区别该多个非挥发位所代表的逻辑级别。

[0019]在某些实施例中，于改变至少一个参考值之后，此非挥发存储集成电路还进行：

[0020]直到自一系列检查该第一检查码与该第二检查码是否相符得到成功地结果，反复地改变施加至存取储存于该非挥发存储集成电路中的该多个非挥发位该至少一个参考值，以区别该多个非挥发位所代表的逻辑级别。

[0021]本发明的另一目的在于提供一种非挥发存储集成电路。此非挥发存储集成电路具有非挥发存储阵列，以及控制电路耦接至该非挥发存储阵列。此控制电路进行下列步骤来回应给该非挥发存储集成电路所接收的读取命令。

[0022]根据存取储存于该非挥发存储集成电路中的多个非挥发数据位来产生第一检查码；

[0023]存取储存于该非挥发存储集成电路中的第二检查码，其作为与该多个数据位相关的多个非挥发检查位；

[0024]检查该第一检查码与该第二检查码是否相符；

[0025]于该产生与该检查步骤之后，回应该第一检查码与该第二检查码间的不相符，改变施加至存取储存于该非挥发存储集成电路中的该多个非挥发位至少一个参考值，以区别该多个非挥发位所代表的逻辑级别。

附图说明

[0026]图1为编程命令的范例流程图，显示编程数据以及根据该数据的检查码；

[0027]图2为读取命令的范例流程图，显示读取参考电流改变以回应先前产生及编程检查码与新检查码之间的不一致；

[0028]图3为显示例示的临界电压演算法；

[0029]图4显示另一例示的临界电压演算法，其类似于图3但是具有改变后的参考电流，不同于图3对低临界电压分布较为有利；

[0030]图5显示另一例示的临界电压演算法，其类似于图3但是具有另一改变后的参考电流，不同于图3对高临界电压分布较为有利；

[0031]图6为根据本发明的一个实施例的非挥发存储集成电路的简化例示方块示意图，其回应一个错误而改变读取参考值，例如是前述的检查码间的不相符。

【主要元件符号说明】

301        低临界电压分布B1的低边界

302        低临界电压分布B2的高边界

305        高临界电压分布B3的低边界

306        高临界电压分布B4的高边界

307        正常参考电流normal_I_ref

310        高临界电压单元的电荷损失边界D1

311        低临界电压单元的电荷损失边界D2

314        漏极区域

315        本体区域

407        改变后的参考电流Changed_I_ref

410        高临界电压单元的电荷损失边界D1’

411        低临界电压单元的电荷损失边界D2’

507        改变后的参考电流Changed_I_ref

510        高临界电压单元的电荷损失边界D1”

511        低临界电压单元的电荷损失边界D2”

600        非挥发存储阵列

601        列解码器

602        字线

603        行解码器

604        位线

605        汇流排

606        感应放大器/数据输入结构

607        数据汇流排

608        偏压安排供应电压

609        偏压安排状态机器

611        数据输入线

615        数据输出线

650        集成电路

具体实施方式

[0032]图1为编程命令的范例流程图，显示编程数据以及根据该数据的检查码。

[0033]在步骤100，此非挥发存储集成电路接收编程命令。在步骤110，根据将被该编程命令所编程的数据产生检查码。在不同的实施例中，此检查码可以是错误更正码或是许多错误更正码。

这些检查码的范例有区块码(汉明、里德-所罗门、里德-穆勒、高发、波斯-巧亨利-汉克琨瀚、低密度同位检查)，回旋码(涡轮增压、吉列)，连锁码以及插入码。其他的例子也可以是单一错误更正双重错误检测码、单一错误更正双重错误检测单一位组错误码、单一位组错误更正双重位组错误检测以及双重错误更正三重错误检测。这些实施例用来检测或更正错误的合用性部分取决于特定实施例的码演算法。

[0034]在步骤120，编程位以及在步骤110所产生的检查码位组两者皆被编程至此非挥发存储集成电路中。在步骤120写入的检查码会被用做读取命令，如图2所示。

[0035]图2为读取命令的范例流程图，显示读取参考电流改变以回应一先前产生及编程检查码与新检查码之间的不一致。

[0036]在步骤200此非挥发存储集成电路接收读取命令。在步骤210，存取在图1步骤120中被编程至此非挥发存储集成电路内的数据位，使用参考值来决定这些数据位所代表的逻辑级别。在步骤220，根据在步骤210中所存取的数据位来产生第一检查码。在步骤230，第二检查码被存取。此第二检查码与在步骤210中所读取出的数据位相关。此第二检查码在图1步骤120中被编程至此非挥发存储集成电路内。

[0037]在步骤240，检查在步骤220所产生的第一检查码与在步骤230所产生的第二检查码是否相符。假如第一检查码与第二检查码相符，则在步骤260做出成功读取的结论。然而，假如第一检查码与第二检查码不相符，则改变使用于步骤210的参考值，且此流程重新回到步骤210。为了回应持续地错误，此回圈可以重复多达3到10次。假如此参考值是感应放大器用来比较自存储单元中位线电流的参考电流，则此参考电流可以通过改变此参考单元的栅极电压或是改变此感应放大器电路的时序来改变。在一个参考电流的例示中电流改变幅度为约1微安培。在不同的实施例中，此改变后的参考值可以使用或不使用于存取此第二检查码。

[0038]图1和图2中的流程图仅是作为范例之用。在其他的实施例中，这些所显示的步骤可以被重新排序、修改、删除或是加入。例如，存取数据位和存取第二检查码的步骤可以被合并为单一步骤。

[0039]图3显示一个例示的临界电压演算法。

[0040]301是低临界电压分布B1的低边界。302是低临界电压分布B2的高边界。305是高临界电压分布B3的低边界。306是高临界电压分布B4的高边界。感应放大器会使用正常参考电流normal_I_ref 307来感测存储数据，且其具有对于高临界电压单元的电荷损失边界D1 310及对于低临界电压单元的电荷损失边界D2 311。虽然显示了两个逻辑级别，但是在其他的实施例中四个或更多的逻辑级别可以用来代表两个或更多位。

[0041]图4显示另一例示的临界电压演算法，其类似于图3但是具有改变后的参考电流，不同于图3对低临界电压分布较为有利。

[0042]此改变后的参考电流Changed_I_ref 407被改变以回应图2中的检查码的不相符状况，例如在图2中的步骤240。改变后的参考电流Changed_I_ref 407具有相较于D1 310较窄的感应边界D1’410，及相较于D2 311较宽的感应边界D2’411，因此改变后的参考电流Changed_I_ref 407对高临界电压单元具有较窄的感应区间而对低临界电压单元具有较宽的感应区间。在此非挥发存储单元的电荷储存材料获取过多净负电荷的情况下，此临界电压会不正确地被提升。因此，改变后的参考电流Changed_I_ref 407会较有可能对所代表的逻辑级别产生正确的决定。

[0043]图5显示另一例示的临界电压演算法，其类似于图3但是具有另一改变后的参考电流，不同于图3对高临界电压分布较为有利。

[0044]相似于但与图4相反，此改变后的参考电流Changed_I_ref507具有相较于D1 310较宽的感应边界D1”510，及相较于D2311较窄的感应边界D2”511，因此改变后的参考电流Changed_I_ref 507对低临界电压单元具有较窄的感应区间而对高临界电压单元具有较宽的感应区间。在此非挥发存储单元的电荷储存材料获取过多净正电荷的情况下，此临界电压会不正确地被降低。因此，改变后的参考电流Changed_I_ref 507会较有可能对所代表的逻辑级别产生正确的决定。

[0045]在其他的实施例中，净正电荷获得会使得改变参考值对低临界电压存储单元较为有利，而净负电荷获得会使得改变参考值对高临界电压存储单元较为有利。

[0046]图6为根据本发明的一个实施例的非挥发存储集成电路的简化例示方块示意图，其回应一个错误而改变读取参考值，例如是前述的检查码间的不相符。

[0047]此集成电路650包括在半导体基板上的非挥发存储单元构成的存储阵列600。此存储单元阵列600可以是单独的存储单元，交错构成阵列或是多个阵列。列解码器601耦接于在该存储阵列600中成列排列的多个字线602。行解码器603耦接至在该存储阵列600中成行排列的多条位线604。在汇流排605上提供位址到行解码器603与列解码器601。在区块606中感测放大器与数据输入结构通过数据汇流排607而耦接至该行解码器603。通过该数据输入线611从在该集成电路650上的输入/输出端口提供数据，或从其他在集成电路650内部或外部数据源提供数据到区块606的数据输入结构。在区块606中通过该数据输出线615从这些感测放大器提供数据至集成电路650上的输入/输出端口，或提供数据至在集成电路650内部或外部的其他数据目的地。偏压安排状态机器609控制偏压安排供应电压608的应用，例如擦除确认以及编程确认电压，和编程、擦除及读取此存储单元的安排。此偏压安排状态机器609导致使用于区块606中感应放大器的参考值为了回应先前所描述的检查码比较的错误而改变。

[0048]在本发明已通过参考详述于上的该较佳实施例与例示而披露的同时，需了解的是，这些实施例与例示仅为例示性之用而为非用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，可轻易地达成各种的修饰与结合，而这些修饰与结合应落入本发明的精神和所附权利要求书所限定的范围中。