CN109903790A - 存储器装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存储器装置及其操作方法，存储器装置包括：一控制器；一存储器阵列，耦接于该控制器；一再编程需求缓存器，耦接于该控制器；以及一再编程电路，耦接于该控制器与该存储器阵列。根据该再编程需求缓存器的一值，该控制器决定是否命令该再编程电路对该存储器阵列进行再编程操作。

Description

存储器装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种存储器装置及其操作方法。

背景技术

在半导体存储器装置中，当面临到热应力事件(thermal stress event)(例如，过锡炉)时，可能导致阻抗分布漂移(resistance distribution shift)，这将可能造成存储窗口的缩小或甚至可能造成数据错误或数据损失(data loss)。

图1A显示未发生热应力事件之前的存储窗口分布图。图1B显示发生热应力事件后的存储窗口分布图。比较图1A与图1B可看出，发生热应力事件后，电性参数的分布发生改变，导致存储窗口缩小，甚至可能导致数据错误或数据损失。「电性参数」可以是ReRAM(可变电阻式存储器，Resistive random-access memory)或相变存储器(phase-change memory)的阻抗值。或者是，”电性参数”可以是浮动栅极存储器或电荷捕获存储器(chargetrapping memory)或铁电式存储器(Ferroelectric memory)的阈值电压(thresholdvoltage)。

为让存储窗口恢复，可对存储器装置进行再编程操作(reprogram)，以让阻抗分布恢复，如图1C所示。图1D显示经再编程操作后的存储窗口分布图。比较图1C与图1D可看出，进行再编程操作后，存储窗口可以获得恢复。

然而，如果能有一种可以自动启动再编程操作的系统与方法的话，则可以减少用户必须下指令来进行再编程操作的麻烦。

发明内容

根据本案的一例，提出一种存储器装置包括：一控制器；一存储器阵列，耦接于该控制器；一再编程需求缓存器，耦接于该控制器；以及一再编程电路，耦接于该控制器与该存储器阵列。根据该再编程需求缓存器的一值，该控制器决定是否命令该再编程电路对该存储器阵列进行再编程操作。

根据本案的另一例，提出一种存储器装置的操作方法，该存储器装置包括一再编程需求缓存器与一存储器阵列，该操作方法包括：检查该再编程需求缓存器的一值；以及根据该再编程需求缓存器的该值，决定是否对该存储器阵列进行再编程操作。

为了对本发明上述及其他方面有更佳的了解，下文特列举实施例，并配合所附附图详细说明如下：

附图说明

图1A显示未发生热应力事件之前的存储窗口分布图。

图1B显示发生热应力事件后的存储窗口分布图。

图1C显示对存储器装置进行再编程操作(reprogram)，以让阻抗分布恢复。

图1D显示经再编程操作后的存储窗口分布图。

图2显示根据本案一实施例的存储器装置的方块示意图。

图3显示根据本案一实施例的自动再编程方法的流程图。

图4显示根据本案一实施例的再编程方法的流程图。

【符号说明】

200：存储器装置 210：控制器

220：存储器阵列 230：再编程需求缓存器

240：再编程电路 310-330、410-430：步骤

具体实施方式

本说明书的技术用语参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本揭露的各个实施例分别具有一个或多个技术特征。在可能实施的前提下，本领域技术人员可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。

现请参考图2，其显示根据本案一实施例的存储器装置的方块示意图。如图2所示，本案一实施例的存储器装置200至少包括：控制器210、存储器阵列220、再编程需求缓存器(reprogram requirement register)230与再编程电路240。本案一实施例的存储器装置200例如是非挥发性存储器。此外，本案一实施例的存储器装置200例如是但不受限于，ReRAM(可变电阻式存储器，Resistive random-access memory)，或相变存储器(phase-change memory)，或浮动栅极存储器，或电荷捕获存储器(charge trapping memory)，或铁电式存储器(Ferroelectric memory)。此外，本案一实施例的存储器装置200可以是单位元存储器或者多位存储器，此皆在本案精神范围内。

控制器210耦接至存储器阵列220、再编程需求缓存器230与再编程电路240。

存储器阵列220包括多个排列成阵列的存储单元。存储器阵列220的架构在此可不特别限定。存储器阵列220受控于控制器210。存储器阵列220耦接于控制器210与再编程电路240。

再编程需求缓存器230耦接于控制器210。在图2中，再编程需求缓存器230独立于存储器阵列220，但本案并不受限于此。在本案其他可能实施例中，再编程需求缓存器230可整合于存储器阵列220内，此也在本案精神范围内。

再编程电路240耦接于控制器210与存储器阵列220。再编程电路240受控于控制器210，以根据存储器阵列220的该些存储单元的各别存储器状态来对存储器阵列220的该些存储器单元进行再编程。再编程电路240的架构与其操作细节在此可不特别限定。

现将说明本案实施例设定(set)/复位(reset)再编程需求缓存器230的情况。在本案实施例中，再编程需求缓存器230可当成旗标，以指示是否要启动自动再编程(auto-reprogramming)。

在一可能例子中，在对存储器装置200经历过热应力事件(例如但不受限于，过锡炉)后，使用者可以透过下达用户指令UC给控制器210，以让控制器210将再编程需求缓存器230设定(例如，设定成高逻辑电平)。

此外，在一可能例子中，在用户(如系统设计者)预期到存储器装置200将可能在不久的未来经历到热应力事件(例如但不受限于，过锡炉)的话，则用户可以下达用户指令UC给控制器210，以让控制器210将再编程需求缓存器230设定。

此外，在一可能例子中，控制器210可以根据所接收到的错误校正码(ErrorCorrection Code)结果ECC_OUTPUT来决定是否要设定再编程需求缓存器230。例如，如果错误校正码结果ECC_OUTPUT指示错误位数已超过门坎值(例如10位，但本案并不受限于此)的话，则控制器210可以设定再编程需求缓存器230。

图3显示根据本案一实施例的自动再编程方法的流程图。图4显示根据本案一实施例的再编程方法的流程图。请一并参考图3与图4。

在步骤310中，控制器210检查再编程需求缓存器230。如果再编程需求缓存器230处于设定状态，则代表需要对存储器阵列220进行再编程，如步骤320所示。至于再编程的实施细节则如图4所示。相反地，如果再编程需求缓存器230处于复位状态，则代表不需要对存储器阵列220进行再编程。

当完成对存储器阵列220的再编程操作后，控制器210会将再编程需求缓存器230复位(步骤330)。

现将说明再编程的实施细节，如图4所示。在步骤410中，控制器210读取存储器阵列220的存储单元。在步骤420中，控制器210根据存储器阵列220的该些存储单元的各别逻辑状态，或者根据存储器阵列220的该些存储单元的经错误校正码(Error CorrectionCode)修正后的各别逻辑状态，命令再编程电路240对该些存储单元进行再编程操作。至于再编程操作的细节，在此可不特别限定。

在步骤430中，控制器210判断是否已完成对整个存储器阵列220的再编程操作。如果尚未完成，则流程回至步骤410，读取其他存储单元。如果已完成，则流程结束。

现将说明本案实施例中，启动自动再编程方法的时机。

在本案一实施例的一可能例子中，在存储器装置200的每一次开机程序中，可以启动图3的自动再编程方法。在开机程序中，控制器210会检查再编程需求缓存器230，以决定是否要执行再编程操作。如果要执行再编程操作的话(也即再编程需求缓存器230处于「设定状态」)，则于再编程操作完成后，存储器装置200可以继续执行后续的开机程序。相反地，如果不需要执行再编程操作的话(也即再编程需求缓存器230处于「复位状态」)，则存储器装置200可以继续执行后续的开机程序。

如上所述，在存储器装置200经历过热应力事件(例如但不受限于，过锡炉)后的第一次开机程序中，存储器装置200执行自动再编程方法。在系统或用户判断存储器装置200已经历过热应力事件，或者是在系统或用户判断存储器装置200即将经历热应力事件的话，或者是系统侦测到热应力事件的话，可以由系统或用户下令，让控制器210将再编程需求缓存器230设定成“设定状态”，如此一来，在存储器装置200经历过热应力事件(例如但不受限于，过锡炉)后的第一次开机程序中(此时的再编程需求缓存器230已被设定成“设定状态”)，于执行自动再编程方法时，控制器210检查到再编程需求缓存器230已被设定成“设定状态”，控制器210便会下令对存储器阵列220进行再编程操作并于再编程操作完成后，控制器210将再编程需求缓存器230设定成「复位状态」。

或者是，在本案一实施例的一可能例子中，控制器210可以定期地(如每天、每星期、每月等)检查再编程需求缓存器230，以决定是否要自动执行再编程操作。

或者是，在本案一实施例的一可能例子中，控制器210可以不定期地检查再编程需求缓存器230，以决定是否要自动执行再编程操作。

或者是，在本案一实施例的一可能例子中，控制器210可以响应于用户指令UC来检查再编程需求缓存器230，以决定是否要自动执行再编程操作。也就是说，未必受限于热应力事件，使用者可以自行决定何时来让存储器装置200自动执行再编程操作。

在图2本案实施例中，错误校正码结果ECC_OUTPUT可以由内建于存储器装置200内的ECC逻辑电路所提供，或者是由位于存储器装置200外部的ECC逻辑电路所提供，此皆在本案精神范围内。

此外，在本案另一可能实施例中，再编程需求缓存器230可包括于存储器阵列220内，此也在本案精神范围内。

也即，在本案一可能实施例中，存储器装置200包括ECC逻辑电路，且再编程需求缓存器230独立于存储器阵列220。在本案另一可能实施例中，存储器装置200包括ECC逻辑电路，且再编程需求缓存器230包括于存储器阵列220内。在本案又一可能实施例中，ECC逻辑电路独立于存储器装置200，且再编程需求缓存器230独立于存储器阵列220。在本案更一可能实施例中，ECC逻辑电路独立于存储器装置200，且再编程需求缓存器230包括于存储器阵列220内。

本案实施例的优点在于，可以自动执行再编程来恢复存储窗口，并改善数据保存。如此一来，可减少用户手动设定再编程操作的麻烦。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种存储器装置，包括：

一控制器；

一存储器阵列，耦接于该控制器；

一再编程需求缓存器，耦接于该控制器；以及

一再编程电路，耦接于该控制器与该存储器阵列；

其中，根据该再编程需求缓存器的一值，该控制器决定是否命令该再编程电路对该存储器阵列进行再编程操作。

2.如权利要求1所述的存储器装置，其中，响应于一热应力事件的发生，和/或一热应力事件的侦测，和/或，一热应力事件的预期发生，该控制器设定该再编程需求缓存器。

3.如权利要求1所述的存储器装置，其中，该控制器根据一错误校正码结果来决定是否要设定该再编程需求缓存器。

4.如权利要求1所述的存储器装置，其中，

于该存储器装置的一开机程序中，该控制器检查该再编程需求缓存器；或者

该控制器定期地或不定期地检查该再编程需求缓存器；或者

该控制器响应于一用户指令来检查该再编程需求缓存器。

5.如权利要求1所述的存储器装置，其中，

如果该控制器决定要命令该再编程电路对该存储器阵列进行再编程操作的话，于完成对该存储器阵列所进行的再编程操作之后，该控制器复位该再编程需求缓存器。

6.一种存储器装置的操作方法，该存储器装置包括一再编程需求缓存器与一存储器阵列，该操作方法包括：

检查该再编程需求缓存器的一值；以及

根据该再编程需求缓存器的该值，决定是否对该存储器阵列进行再编程操作。

7.如权利要求6所述的存储器装置的操作方法，其中，回应于一热应力事件的发生，和/或一热应力事件的侦测，和/或，一热应力事件的预期发生，设定该再编程需求缓存器。

8.如权利要求6所述的存储器装置的操作方法，其中，根据一错误校正码结果来决定是否要设定该再编程需求缓存器。

9.如权利要求6所述的存储器装置的操作方法，其中，

于该存储器装置的一开机程序中，检查该再编程需求缓存器；或者

定期地或不定期地检查该再编程需求缓存器；或者

响应于一用户指令来检查该再编程需求缓存器。

10.如权利要求6所述的存储器装置的操作方法，其中，

如果决定对该存储器阵列进行再编程操作的话，于完成对该存储器阵列所进行的再编程操作之后，复位该再编程需求缓存器。