DE102008009847A1

DE102008009847A1 - Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements und nichtflüchtiges Speicherelement

Info

Publication number: DE102008009847A1
Application number: DE102008009847A
Authority: DE
Inventors: Sang-gu Suwon Kang; Young-Ho Yongin Lim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2008-09-04
Also published as: KR20080075749A; KR100885914B1; CN101246744A; CN101246744B; US20080192541A1; US8023323B2

Abstract

Ein nichtflüchtiges Speicherelement (100) mit Mehrpegelzellen umfasst ein Speicherzellenfeld (110), welches eine Überwachungsspeicherzelle aufweist, eine Wortleitungsspannungserzeugungseinheit (130), welche eine Wortleitungsspannung erzeugt, welche an das Speicherzellenfeld (110) angelegt wird, eine Datenvergleichseinheit (140), welche Daten empfängt, die aus der Überwachungsspeicherzelle in Bezug auf eine erste Lesespannung gelesen wird, die gelesenen Daten mit Referenzdaten vergleich und ein ein korrespondierendes Vergleichssignal erzeugt, und eine Steuereinheit (150), welche einen Pegel der Wortleitungsspannung in Reaktion auf das Vergleichssignal einstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements und auf ein nichtflüchtiges Speicherelement. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein nichtflüchtiges Speicherelement, welches einen Pegel einer Lesespannung in Reaktion auf Variationen einer Schwellwertspannungsverteilung einer Speicherzelle variiert, sowie auf zugehörige Verfahren zum Treiben des nichtflüchtigen Speicherelements.
Mit der Entwicklung von mobilen elektronischen Geräten und einer Vielzahl von zugehörigen Applikationen hat der Bedarf an Flashspeichern, einer gebräuchlichen Form von nichtflüchtigen Speichern, zugenommen. Ein Flashspeicher ist ein elektrisch löschbares und programmierbares nichtflüchtiges Speicherelement, welches in der Lage ist, gespeicherte Daten zu erhalten, auch wenn eine Energieversorgung unterbrochen wird. Eine vorgegebene Menge von Daten kann in einem Flashspeicher unter Verwendung von weniger Energie gespeichert werden als in anderen herkömmlichen Speichermedien, wie beispielsweise magnetische Plattenspeichern, d. h. Festplattenlaufwerke bzw. HDDs, zur Speiche rung der gleichen Datenmenge erforderlich ist. Zudem ist ein Flashspeicher in der Lage, auf gespeicherte Daten schneller als ein HHD-basiertes Speichersystem zuzugreifen.
Herkömmliche Flashspeicher sind entsprechend einer logischen Verbindung zwischen einzelnen Speicherzellen und Bitleitungen in NOR-Typ- und NAND-Typ-Flashspeicher klassifiziert. Ein NOR-Flashspeicher wird durch paralleles Verbinden von wenigstens zwei Zellentransistoren mit jeder Bitleitung ausgebildet und speichert Daten unter Verwendung eines Heiß-Kanal-Elektronenverfahrens und löscht Daten unter Verwendung eines Fowler-Nordheim(F-N)-Tunnelverfahrens. Ein NAND-Flashspeicher wird durch serielles Verbinden von wenigstens zwei Zellentransistoren mit jeder Bitleitung ausgebildet und speichert und löscht Daten unter Verwendung des F-N-Tunnelverfahrens. Generell können NOR-Flashspeicher nicht so hoch integriert werden und verbrauchen relativ mehr Strom, stellen aber auch eine relativ höhere Betriebsgeschwindigkeit zur Verfügung. Andererseits können NAND-Flashspeicher sehr hoch integriert werden und verbrauchen weniger Zellenstrom als NOR-Flashspeicher.
Unterschiedliche Mehrpegelzellen(MLC)-Architekturen und zugehörige Betriebsverfahren wurden vorgeschlagen, um die Gesamtdatenspeicherkapazität eines Flashspeichers zu erhöhen. Die Verwendung von MLC ermöglicht es einer einzelnen Speicherzelle gemäß definierten Schwellwertspannungen programmiert zu werden, so dass die Speicherzelle in der Lage ist, wenigstens zwei Datenbits zu speichern. Im Gegensatz dazu können Flashspeicher, welche Einzelpegelspeicherzellen (SLC) verwenden, nur ein Bit je Speicherzelle speichern.
1A ist eine Kennlinie, welche eine beispielhafte Schwellwertspannungsverteilung für eine SLC zeigt. Da die SLC nur ein Datenbit speichert, müssen die definierten Schwellwertspannungen nur zwei Da tenzustände [0] und [1] anzeigen. Um den von einer Speicherzelle eines SLC-Typ-Flashspeichers gespeicherten Datenwert zu lesen, kann eine einzelne Lesespannung an eine Wortleitung angelegt werden, die der Speicherzelle zugeordnet ist. Die Lesespannung weist einen Wert auf, welcher irgendwo zwischen den zwei Schwellwertspannungsverteilungen liegt und welcher ausreicht, die gespeicherten Datenzustände zu unterscheiden.
1B ist eine Kennlinie, welche eine beispielhafte Schwellwertspannungsverteilung für eine MLC zeigt. Insbesondere zeigt 1B einen Fall, in welchem zwei Datenbits in einer einzelnen Speicherzelle gespeichert sind. Da die MLC 2-Bitdaten speichert, müssen die definierten Schwellwertspannungen vier Datenzustände [00],[01], [10] und [11] anzeigen. Daraus resultiert, dass drei Lesespannungen erforderlich sind, um Daten aus einer Speicherzelle in einem MLC-Typ-Flashspeicher zu lesen.
In einem SLC-Typ-Flashspeicher kann jede Speicherzelle unter Verwendung von Schwellwertspannungsverteilungen, welche ein großes Unterscheidungsvermögen oder einen Lesespielraum zwischen den Datenzuständen gewährleisten, mit einem von zwei Zuständen programmiert werden. Im Gegensatz dazu sind die Lesespielräume zwischen entsprechenden Datenzuständen für Speicherzellen in einem MLC-Typ-Flashspeicher stark eingeschränkt. Das bedeutet, dass entsprechende benachbarte Schwellwertspannungsverteilungen, welche unterschiedliche Datenzustände anzeigen, relativ nahe nebeneinander liegen.
Allgemein variiert die Schwellwertspannung einer Flashspeicherzelle in Übereinstimmung mit der Quantität von elektrischen Ladungen, d. h. Elektronen, welche im zugehörigen floatenden Gate gespeichert sind. Leider tendieren im floatenden Gate gespeicherte Elektronen dazu mit der Zeit zu verschwinden oder „abzufließen". In Extremfällen kann ein Ladungsabfluss aktuell die Schwellwertspannung einer programmierten Speicherzelle verändern, wodurch der gespeicherte Datenwert verändert wird. Aufgrund des oben genannten reduzierten Lesespielraums sind MLC-Speichersysteme besonders empfindlich für Probleme, welche den Ladungsabfluss betreffen. Die Fähigkeit einer bestimmten Speicherzelle die Ladung über die Zeit zu erhalten, wird als Erhaltungscharakteristik bezeichnet. Die Erhaltungscharakteristik einer Speicherzelle ist ein Typenzuverlässigkeitsindex.
2 ist eine Kennlinie, welche mögliche Veränderungen der beispielhaften Schwellwertspannungsverteilungen gemäß 1B als Ergebnis des Ladungsabflusses zeigt. Wenn gespeicherte Elektronen mit der Zeit von einem floatenden Gate abfließen, neigen die Schwellwertspannungsverteilungen dazu sich zu verschieben oder zu verbreitern. Ab einem bestimmten Punkt erhöhen solche Verschiebungen oder Verbreiterungen die Wahrscheinlichkeit einer falschen Datenverteilung. Wenn beispielsweise eine feste Lesespannung Vread[1], welche zwischen den Datenwerten [10] und [01] unterscheiden soll, an die MLC gemäß 2 angelegt wird, kann ein unteres Ende der verbreiterten Schwellwertspannungsverteilung des Datenwerts [01] aufgrund des Ladungsabflusses unter die Lesespannung Vread[1] fallen. Speicherzellen, welche durch verschobene oder verbreiterte Schwellwertspannungen gekennzeichnet sind, führen wahrscheinlicher zu fehlerhaften Dateninterpretationen. In herkömmlichen Flashspeichern wird gewöhnlich eine feste Lesespannung verwendet, um zwischen gespeicherten Datenwerten zu unterscheiden, auch wenn die Verteilungen von einer oder mehreren Schwellwertspannungen für die Speicherzelle aufgrund des Ladungsabflusses verändert ist. Dieser Ansatz führt leicht zu fehlerhaften Datenlesevorgängen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements und ein nichtflüch tiges Speicherelement bereitzustellen, welche eine verbesserte Datenerhaltung für Speicherzellen aufweisen und die Erzeugung von Datenlesefehlern minimieren.
Die Erfindung löst dieses Problem durch Bereitstellung eines Verfahrens zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 11 und eines nichtflüchtigen Speicherelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
Vorteilhafte, nachfolgend im Detail beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten, herkömmlichen Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt/zeigen:
1A eine Kennlinie zur Darstellung einer Schwellwertspannungsverteilung einer Einpegelzelle,
1B eine Kennlinie zur Darstellung einer Schwellwertspannungsverteilung einer Mehrpegelzelle,
2 eine Kennlinie zur Darstellung von Veränderungen von Schwellwertspannungen aufgrund eines Elektronenabflusses in einer Mehrpegelzelle eines herkömmlichen nichtflüchtigen Speicherelements,
3 ein Blockdiagramm eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Kennlinie zur Darstellung eines Beispiels, in welchem eine Hauptlesespannung in Reaktion auf eine Variation einer Schwellwertspannungsverteilung gesetzt wird,
5A, 5B und 5C Blockdiagramme von Speicherzellenfeldstrukturen, welche Überwachungsspeicherzellen umfassen,
6 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zusammenfasst,
7 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zusammenfasst, und
8 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zusammenfasst.
3 ist ein Blockdiagramm eines nichtflüchtigen Speicherelements 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie aus 3 hervorgeht, umfasst das nichtflüchtige Speicherelement 100 ein Speicherzellenfeld 110, eine Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130, eine Datenvergleichseinheit 140 und eine Steuereinheit 150. Um die Operationen zum Programmieren, Lesen, Löschen usw. auszuführen, umfasst das nichtflüchtige Speicherelement 100 weiter eine Abtasteinheit 121, einen Multiplexer (MUX) 122, eine Datenausgabeeinheit 123, eine Adressenerzeugungseinheit 124, einen Zeilendecoder, d. h. einen X-Decoder 160, und einen Eingabe-/Ausgabepuffer 170.
Das Speicherzellenfeld 110 umfasst ein Hauptspeicherzellenfeld und eine Überwachungsspeicherzelle. Das Hauptspeicherzellenfeld und die korrespondierende Überwachungsspeicherzelle, welche in der Lage sind, wenigstens zwei Datenbits je Speicherzelle zu speichern, können mit einer aus einer Mehrzahl von Schwellwertspannungen programmiert werden. Wenn jede Speicherzelle im Hauptspeicherzellenfeld und die korrespondierende Überwachungsspeicherzelle beispielsweise MLCs sind, welche 2-Bitdaten speichern, kann jede Speicherzelle unter Verwendung von einer von vier Schwellwertspannungen programmiert werden.
Das Speicherzellenfeld 110 umfasst wenigstens eine Überwachungsspeicherzelle. Die Schwellwertspannungen der Speicherzellen im Speicherzellenfeld 110 können aufgrund von Ladungsabflüssen von entsprechenden floatenden Gates mit der Zeit variieren. Wenn die Variation einer Schwellwertspannung für die Überwachungsspeicherzelle abgetastet wird, kann diese Variation als Anzeige von ähnlichen Variationen der Schwellwertspannung der Speicherzellen innerhalb des Speicherzellenfelds 110 angesehen werden.
Wenn beispielsweise eine oder mehr Hauptspeicherzellen, welche mit einer einzelnen Wortleitung im nichtflüchtigen Speicherelement 100 verbunden sind, als eine „Programmiereinheit" definiert sind, kann eine korrespondierende Überwachungsspeicherzelle in Bezug auf die Programmiereinheit identifiziert werden. Nachfolgend wird der Begriff „Überwachungsspeicherzelle" verwendet, um eine oder mehrere physikalische Zellen anzugeben, welche mit einer definierten Programmiereinheit innerhalb des Hauptspeicherzellenfelds oder mit einem beliebigen anderen Teil des Hauptspeicherzellenfelds korrespondieren. Eine einzelne Überwachungsspeicherzelle, welche durch eine von einer Mehrzahl von Schwellwertspannungen programmiert ist, oder eine Mehrzahl von Überwachungsspeicherzellen, welche durch die Schwellwertspannun gen programmiert sind, können als „Überwachungsspeicherzellen" wirken.
Die Überwachungsspeicherzelle kann in einem beliebigen geeigneten Teil des Speicherzellenfelds 110 angeordnet werden. Die Überwachungsspeicherzelle kann beispielsweise in einem speziell partitionierten Bereich des Speicherzellenfelds 110 angeordnet werden.
Die Abtasteinheit 121 tastet Daten, welche aus dem Speicherzellenfeld 110 gelesen werden, ab und verstärkt sie, und gibt die abgetasteten und verstärkten Daten aus. Der MUX 122 empfängt die abgetasteten und verstärkten Daten von der Abtasteinheit 121, multiplext die empfangenen Daten und gibt die gemultiplexten Daten an die Datenausgabeeinheit 123 aus. Die Datenausgabeeinheit 123 gibt die vom MUX 122 empfangenen Daten an den Eingabe-/Ausgabepuffer 170 aus. Der Eingabe-/Ausgabepuffer 170 puffert die empfangenen Daten und gibt die gepufferten Daten nach Außen ab. Die Adressenerzeugungseinheit 124 stellt der Abtasteinheit 121, dem MUX 122, der Datenausgabeeinheit 123 usw. Adressen zur Verfügung, um die oben beschriebene Serie von Operationen auszuführen.
Die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 erzeugt Spannungen, welche an Wortleitungen angelegt werden, welche wenigstens mit dem Speicherzellenfeld 110 assoziiert sind. Die von der Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 erzeugten Wortleitungsspannungen werden dem Zeilendecoder 160 zur Verfügung gestellt. Der Zeilendecoder 160 stellt den Wortleitungen des Speicherzellenfelds 110 die Wortleitungsspannungen in Reaktion auf die empfangen nicht dargestellten Adressensignale zur Verfügung.
Die Datenvergleichseinheit 140 empfängt das Ergebnis des Lesevorgangs, welcher auf Daten gerichtet ist, welche in der Überwachungs speicherzelle gespeichert sind, und vergleicht die gelesenen Daten mit Referenzdaten, d. h. mit einem vorbestimmten Datenwert. Da Informationen über die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten erkannt werden können, kann die Datenvergleichseinheit 140 insbesondere Informationen über einen Referenzausgabewert umfassen, welcher mit einem idealen Ergebnis eines Lesevorgangs der anfänglich gespeicherten Daten korrespondiert. Die Datenvergleichseinheit 140 bestimmt durch Vergleichen des Ergebnisses der aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den Referenzausgabedaten, ob die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind, und gibt ein Vergleichssignal aus, welches mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert.
Die Steuereinheit 150 empfängt das Vergleichssignal von der Datenvergleichseinheit 140 und steuert die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 in Reaktion auf das Vergleichssignal. Wenn die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 eine Lesespannung erzeugt, welche während eines Lesevorgangs an das Speicherzellenfeld 110 angelegt wird, steuert die Steuereinheit 150 die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 insbesondere, um den Pegel der Lesespannung in Reaktion auf das Vergleichssignal zu ändern.
Einen Lesevorgang für ein nichtflüchtiges Speicherelement 100, welches eine solche Struktur aufweist, wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In einer in 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird vorausgesetzt, dass eine Mehrzahl von vier (4) Überwachungsspeicherzellen in Bezug auf vier definierte Programmiereinheiten angeordnet ist, welche entsprechend den Datenzuständen 11, 10, 01 und 00 zugeordnet sind.
4 ist eine Kennlinie zur Darstellung eines Beispiels, in welchem eine Lesespannung in Reaktion auf eine abgetastete Variation einer Schwell wertspannungsverteilung gesetzt wird. Es sind beispielsweise drei (3) Lesespannungen erforderlich, um 2-Bitdaten zu unterscheiden, welche in den MLCs des Speicherzellenfelds 110 gespeichert sind. Ein Ansatz zum Setzen einer Lesespannung, welche zwischen den Datenzuständen 10 und 01 unterscheidet, wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst wird eine vorangestellte Leseoperation mit einer Überwachungsspeicherzelle ausgeführt bevor eine Hauptleseoperation ausgeführt wird. Ein Modus zum Setzen der Lesespannung in Reaktion auf eine abgetastete Veränderung der Schwellwertspannung der Überwachungsspeicherzelle wird ausgeführt.
Wenn in den Lesespannungssetzmodus eingetreten wird, erzeugt die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 eine erste Lesespannung Vread[1], welche einer ersten Wortleitung des Speicherzellenfelds 110 zur Verfügung gestellt wird. Entsprechend wird eine Leseoperation mit den mit der ersten Wortleitung verbundenen Speicherzellen ausgeführt.
Gemäß einer von der Adressenerzeugungseinheit 124 erzeugten Adresse wird das Ergebnis der Leseoperation, welche mit einer Überwachungsspeicherzelle ausgeführt wird, welche der ersten Wortleitung zugeordnet ist, der Datenvergleichseinheit 140 über die Abtasteinheit 121, den MUX 122 und die Datenausgabeeinheit 123 zur Verfügung gestellt. Insbesondere wird das Ergebnis der Leseoperation, welche mit der Überwachungsspeicherzelle ausgeführt wird, welche anfänglich einen Datenwert 01 speichert, der Datenvergleichseinheit 140 zur Verfügung gestellt. Die Datenvergleichseinheit 140 umfasst Informationen über einen Referenzausgabewert, welcher mit dem Datenwert 01 korrespondiert, welcher anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert ist. Die Datenvergleichseinheit 140 bestimmt, ob die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den Daten identisch sind, welche anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert sind, und gibt ein Vergleichssignal, welches mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert, an die Steuereinheit 150 aus.
Wenn die Schwellwertspannung der Überwachungsspeicherzelle, beispielsweise aufgrund eines Ladungsabflusses, auf einen Wert wechselt, welcher niedriger als die erste Lesespannung Vread[1] ist, wie aus 4 hervorgeht, wird bestimmt, dass sich der ausgelesene Datenwert vom Referenzausgabewert unterscheidet. In Reaktion auf das Vergleichssignal steuert die Steuereinheit 150 die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130. Unter der Steuerung der Steuereinheit 150 erzeugt die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 eine zweite Lesespannung Vread[2] mit einem Pegel, welcher sich vom Pegel der ersten Lesespannung Vread[1] unterscheidet. Die zweite Lesespannung Vread[2] wird der ersten Wortleitung des Speicherzellenfelds 110 zur Verfügung gestellt.
Dann wird mit Bezug auf die mit der ersten Wortleitung verbundenen Speicherzellen unter Verwendung der zweiten Lesespannung Vread[2] eine Leseoperation ausgeführt. Die Datenvergleichseinheit 140 bestimmt, ob die unter Verwendung der zweiten Lesespannung Vread[2] aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten identisch mit den Daten sind, welche anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert sind.
Wenn die zweite Lesespannung Vread[2] niedriger als die Schwellwertspannung der Überwachungsspeicherzelle ist, wie in 4 dargestellt ist, wird bestimmt, dass der ausgelesene Datenwert identisch mit dem anfänglich gespeicherten Datenwert ist. Die Steuereinheit 150 setzt die zweite Lesespannung Vread[2] in Reaktion auf das Vergleichssignal als Hauptlesespannung. Die Steuereinheit 150 steuert die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 so, dass die zweite Lesespannung Vread[2] der ersten Wortleitung des Speicherzellenfelds 110 zur Verfü gung gestellt wird. Entsprechend wird eine Hauptleseoperation in Bezug auf die mit der ersten Wortleitung verbundenen Speicherzellen unter Verwendung der zweiten Lesespannung Vread[2] ausgeführt.
Andererseits wird bestimmt, dass sich der ausgelesene Datenwert vom anfänglich gespeicherten Datenwert unterscheidet, wenn die zweite Lesespannung Vread[2] größer als die Schwellwertspannung der Überwachungsspeicherzelle ist, wie in 4 dargestellt ist. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 150 die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130, um eine nicht dargestellte dritte Lesespannung Vread[3] mit einem Pegel zu erzeugen, welcher sich vom Pegel der zweiten Lesespannung Vread[2] unterscheidet. Der oben beschriebene Prozess kann unter Verwendung der dritten Lesespannung Vread[3] wiederholt werden usw. Wenn endgültig aus dem Ergebnis dieses iterativen Prozesses bestimmt wird, dass die mit Bezug auf eine n-te Lesespannung Vread[n] mit der Überwachungsspeicherzelle ausgeführte Leseoperation identisch mit dem Datenwert ist, welcher anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert ist, setzt die Steuereinheit 150 die n-te Lesespannung Vread[n] als die gewünschte Lesespannung. Anschließend wird in Bezug auf das Hauptspeicherzellenfeld eine Leseoperation unter Verwendung der n-ten Lesespannung Vread[n] ausgeführt.
Wenn andererseits die Schwellwertspannung der Überwachungsspeicherzelle aufgrund eines Ladungsabflusses von der Überwachungsspeicherzelle einen größeren Wert als die erste Lesespannung Vread[1] aufweist, wird der unter Verwendung der ersten Lesespannung Vread[1] aus der Überwachungsspeicherzelle gelesene Datenwert als identisch zum Datenwert bestimmt, welcher anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert ist. Die Steuereinheit 150 setzt die erste Lesespannung Vread[1] in Reaktion auf das Vergleichssignal als die gewünschte Lesespannung. Anschließend wird die erste Lesespannung Vread[1], welche als die Hauptlesespannung gesetzt ist, der ersten Wortleitung des Speicherzellenfelds 110 zur Verfügung gestellt, so dass eine Leseoperation in Bezug auf das mit der ersten Wortleitung verbundene Hauptspeicherzellenfeld ausgeführt werden kann.
Wenn die Leseoperation in Bezug auf das mit der ersten Wortleitung verbundene Hauptspeicherzellenfeld abgeschlossen ist, wird der oben beschriebene Prozess wiederholt, um eine Leseoperation für die mit einer zweiten Wortleitung verbundenen Speicherzellen zu ermöglichen. In anderen Worten ausgedrückt, die Wortleitungsspannungserzeugungseinheit 130 erzeugt die erste Lesespannung Vread[1]. Die erste Lesespannung Vread[1] wird der zweiten Wortleitung des Speicherzellenfelds 110 zur Verfügung gestellt. Entsprechend wird unter Verwendung der ersten Lesespannung Vread[1] eine Leseoperation ausgeführt, welche auf Speicherzellen gerichtet ist, welche mit der zweiten Wortleitung verbunden sind.
Wenn das Ergebnis der Leseoperation, welche mit der Überwachungsspeicherzelle ausgeführt wird, welche mit der zweiten Wortleitung verbunden ist, der Datenvergleichseinheit 140 zur Verfügung gestellt wird, bestimmt die Datenvergleichseinheit 140, ob das Ergebnis mit dem anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Datenwert identisch ist. Wenn das Ergebnis der Leseoperation als identisch mit dem Datenwert bestimmt wird, welcher anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert ist, setzt die Steuereinheit 150 die erste Lesespannung Vread[1] in Reaktion auf das von der Datenvergleichseinheit 140 erzeugte Vergleichssignal als die gewünschte Lesespannung. Wenn das Ergebnis der Leseoperation andererseits als unterschiedlich zum Datenwert bestimmt wird, welcher anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert ist, setzt die Steuereinheit 150 die Hauptlesespannung in Reaktion auf das von der Datenvergleichseinheit 140 erzeugte Vergleichssignal auf einen Pegel, welcher sich vom Pegel der ersten Lesespannung Vread[1] unterscheidet. Anschließend wird unter Verwendung der definierten Lesespannung eine Leseoperation ausgeführt, welche auf Speicherzellen gerichtet ist, welche mit der zweiten Wortleitung verbunden sind.
Wenn das Speicherzellenfeld 110 N Wortleitungen aufweist, folgen entsprechende Operationen zum Setzen von Lesespannungen für die dritte bis n-te Wortleitung den vorherigen auf eine entsprechende Weise. Anschließend werden unter Verwendung der passenden definierten Lesespannungen Leseoperationen ausgeführt, welche auf Speicherzellen gerichtet sind, welche entsprechend mit der dritten bis n-ten Wortleitung verbunden sind.
Daher erfordert das nichtflüchtige Speicherelement 100, welches MLCs umfasst, eine Mehrzahl von passend definierten Lesespannungen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Hauptlesespannung für jede der erforderlichen Lesespannungen definiert. Um dies zu erreichen, sind eine Mehrzahl von Überwachungsspeicherzellen vorgesehen, die mit einer entsprechenden Programmiereinheit korrespondieren und durch entsprechende Schwellwertspannungen programmiert werden, welche die unterschiedlichen Datenzustände repräsentieren, welche in den MLCs speicherbar sind.
Wenn jede der MLCs beispielsweise 2-Bitdaten speichert, werden Überwachungsspeicherzellen, welche anfänglich Datenwerte von 11, 10, 01 und 00 speichern, vorgesehen, um mit einer einzelnen Programmiereinheit zu korrespondieren. In diesem Fall wird die Überwachungsspeicherzelle, welche anfänglich den Datenwert 10 speichert, einer Leseoperation unterzogen und eine Hauptlesespannung zum Lesen der Speicherzellen im Speicherzellenfeld, welche Datenwerte von 10 speichern, wird unter Verwendung der vorgenannten Datenvergleichsoperation gesetzt. Die Überwachungsspeicherzelle, welche anfänglich den Datenwert 01 speichert, wird einer Leseoperation unterzogen und eine Hauptlesespannung, welche mit dem Datenwert 01 korrespondiert, wird unter Verwendung der Datenvergleichsoperation gesetzt. Die Überwachungsspeicherzelle, welche anfänglich den Datenwert 00 speichert, wird einer Leseoperation unterzogen und eine Hauptlesespannung, welche mit dem Datenwert 00 korrespondiert, wird unter Verwendung der Datenvergleichsoperation gesetzt.
In einer Speicherzelle, welche unter Verwendung einer relativ hohen Schwellwertspannung programmiert ist, kann eine größere Menge der gespeicherten Ladung vom floatenden Gate abfließen. Daher kann in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung nur eine Überwachungsspeicherzelle, welche durch die höchste Schwellwertspannung programmiert ist, vorgesehen sein, um mit einer einzelnen Programmiereinheit zu korrespondieren. Eine Überwachungsspeicherzelle, welche einen anfänglichen Datenwert von 00 speichert, kann beispielsweise vorgesehen sein, um mit jeder Programmiereinheit zu korrespondieren. In diesem Fall wird die Überwachungsspeicherzelle, welche anfänglich den Datenwert 00 speichert, einer Leseoperation unterzogen und eine Hauptlesespannung, welche mit dem Datenwert 00 korrespondiert, wird unter Verwendung der Datenvergleichsoperation gesetzt. Zudem wird die gesetzte Hauptlesespannung verwendet, um den Datenwert 00 aus den Speicherzellen des Hauptspeicherzellenfelds zu lesen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Überwachungsspeicherzellen dazu ausgebildet, mit den Programmeinheiten des Speicherzellenfelds 110 zu korrespondieren, so dass Änderungen der Schwellwertspannungen der Sensorzellen Änderungen der Schwellwertspannungen der korrespondierenden Programmiereinheiten repräsentieren. Die Struktur des Speicherzellenfelds 110 ist jedoch nicht schon an sich auf diese Ausführungsform beschränkt.
Eine Überwachungsspeicherzelle kann beispielsweise in einem partitionierten Bereich des Speicherzellenfelds 110 angeordnet sein, so dass eine Veränderung der Schwellwertspannung der Überwachungsspeicherzelle eine Veränderung der Schwellwertspannung des gesamten Speicherzellenfelds 110 repräsentieren kann. In diesem Fall wird eine Hauptlesespannung entsprechend einem Ergebnis einer Leseoperation gesetzt, welche mit der Überwachungsspeicherzelle ausgeführt wird, und allen Wortleitungen des Speicherzellenfelds 110 zum Lesen von vorbestimmten Daten zur Verfügung gestellt. Daher kann die Überwachungsspeicherzelle als eine Mehrzahl von Zellen, welche durch eine Mehrzahl von Schwellwertspannungen programmiert sind, welche Multipegel repräsentieren, wie oben beschrieben ist, im Speicherzellenfeld 110 angeordnet werden. Alternativ kann die Überwachungsspeicherzelle daher eine einzelne Zelle sein, welche mit einem Datenwert von 00 oder einem beliebigen anderen Datenzustand programmiert ist, welcher insbesondere für Ladungsabflüsse anfällig zu sein scheint.
5A, 5B und 5C sind Blockdiagramme, welche unterschiedliche mögliche Strukturen für das Speicherzellenfeld 110 zeigen, welches eine Überwachungsspeicherzelle umfasst. 5A zeigt das Speicherzellenfeld 110, welches eine mit der Anzahl von Programmiereinheiten korrespondierende Anzahl von Überwachungsspeicherzellen aufweist. Wie aus 5A hervorgeht, kann das Speicherzellenfeld 110 N Programmiereinheiten 0 bis (N – 1) und N Überwachungsspeicherzellen MC0 bis MC(N – 1) aufweisen, welche mit den N Programmiereinheiten korrespondieren. Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1) sind mit entsprechenden Programmiereinheiten und Überwachungsspeicherzellen verbunden, welche mit den Programmiereinheiten korrespondieren. Wenn das Speicherzellenfeld 110 gemäß 5A vorgesehen ist, wird eine Hauptlesespannung für die Wortleitung WL0 unter Verwendung eines Ergebnisses der aus der Überwachungsspeicherzelle MC0 gelesenen Daten gesetzt und der Wortleitung WL0 zur Verfügung gestellt, um dadurch eine Lese operation mit der Programmiereinheit 0 durchzuführen. Auf diese Weise werden die Hauptlesespannungen für die N Programmiereinheiten gesetzt und den korrespondierenden Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1) zur Verfügung gestellt, um dadurch Leseoperationen für die N Programmiereinheiten durchzuführen.
5B zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Speicherzellenfelds 110. Wie aus 5B hervorgeht, weist das Speicherzellenfeld 110 N Programmiereinheiten 0 bis (N – 1), welche mit Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1) verbunden sind, und eine Überwachungsspeicherzelle auf, welche mit einer Überwachungswortleitung RL verbunden ist. Wenn das Speicherzellenfeld 110 gemäß 5B vorgesehen ist, werden Daten durch Anlegen einer Lesespannung an die Überwachungswortleitung RL aus der Überwachungsspeicherzelle gelesen und eine Hauptlesespannung wird unter Verwendung des Ergebnisses dieser Leseoperation gesetzt. Die Hauptlesespannung wird an die Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1) angelegt und entsprechende Leseoperationen der N Programmiereinheiten 0 bis (N – 1) werden durchgeführt.
5C zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Speicherzellenfelds 110. Wie aus 5C hervorgeht, weist das Speicherzellenfeld 110 N Programmiereinheiten 0 bis (N – 1), welche mit Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1) verbunden sind, und eine Überwachungsspeicherzelle auf, welche mit beliebigen der Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1), beispielsweise mit der Wortleitung WL(N – 1), verbunden ist. In diesem Fall werden Daten durch Anlegen einer Lesespannung an die Wortleitung WL(N – 1) gelesen und eine Hauptlesespannung wird unter Verwendung des Ergebnisses dieser Leseoperation gesetzt. Die Hauptlesespannung wird an die Wortleitungen WL0 bis WL(N – 1) angelegt und entsprechende Leseoperationen der N Programmiereinheiten 0 bis (N – 1) werden durchgeführt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zusammenfasst. Wie aus 6 hervorgeht, wird im Schritt S110 zuerst ein Modus zum Setzen einer Hauptlesespannung ausgewählt. Um dem Modus zum Setzen der Hauptlesespannung selektiv auszuführen, können generelle Moduswechselmittel, wie eine Sicherungsdurchtrennung, eine Bondingoption oder ein vorbestimmter Befehl, installiert werden.
Wenn der Modus ausgewählt ist, wird im Schritt S120 eine erste Lesespannung an ein Speicherzellenfeld angelegt. Die erste Lesespannung wird an ein Gate einer Überwachungsspeicherzelle angelegt, welche im Speicherzellenfeld enthalten ist, und entsprechend werden im Schritt S130 Daten aus der Überwachungsspeicherzelle gelesen.
Da Informationen über anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherte Daten ermittelt werden können, kann auch ein Datenwert ermittelt werden, welcher aus der unter Verwendung der vorbestimmten Lesespannung mit der Überwachungsspeicherzelle ausgeführten Leseoperation resultiert. Der resultierende Datenwert ist ein Referenzausgabewert und wird im nichtflüchtigen Speicherelement gespeichert. Die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten werden im Schritt S140 unter Verwendung der Referenzausgabespannung mit Daten verglichen, welche unter Verwendung der ersten Lesespannung aus der Überwachungsspeicherzelle gelesen werden. Aus dem Vergleich wird im Schritt S150 dann bestimmt, ob die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind.
Wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind, wird die erste Lesespannung, welche zum Lesen der Daten aus der Überwachungsspeicherzelle verwendet wird, als eine Hauptlesespannung gesetzt und die Hauptlesespannung wird im Schritt S161 an das Speicherzellenfeld angelegt. Daten werden unter Verwendung der Hauptlesespannung im Schritt S162 aus einer Hauptzelle gelesen, welche im Speicherzellenfeld 110 enthalten ist.
Andererseits wird, wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten von den anfänglich gespeicherten Daten verschieden sind, im Schritt S171 eine Lesespannung mit einem anderen Pegel als die erste Lesespannung als eine Hauptlesespannung gesetzt. Die Hauptlesespannung wird dann im Schritt S172 an das Speicherzellenfeld angelegt. Dann wird im Schritt S173 unter Verwendung der Hauptlesespannung ein Lesen von Daten aus der Hauptzelle ausgeführt.
Die Lesespannung mit dem von der ersten Lesespannung unterschiedlichen Pegel kann voreingestellt werden. Wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten von den anfänglich gespeicherten Daten verschieden sind, kann die voreingestellte Lesespannung als die Hauptlesespannung gesetzt werden.
Alternativ können „n" Lesespannungen voreingestellt werden und ein auf die Überwachungsspeicherzelle gerichteter Lesevorgang unter Verwendung einer ersten Lesespannung aus den „n" Lesespannungen und eine Datenvergleichsoperation werden ausgeführt. Wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten von den anfänglich gespeicherten Daten verschieden sind, werden die Leseoperation und die Vergleichsoperation unter Verwendung einer zweiten Lesespannung ausgeführt. Dieser Prozess wird wiederholt, um eine Lesespannung für eine Leseoperation zu finden, welche in einem Datenwert resultiert, welcher identisch zum anfänglich gespeicherten Datenwert ist.
Die identifizierte Lesespannung kann dann als eine Hauptlesespannung gesetzt werden.
7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zusammenfasst. Wie aus 7 hervorgeht, wird im Schritt S210 zuerst ein Modus zum Setzen einer Hauptlesespannung ausgewählt. Der Wert für „n" wird im Schritt S220 auf 1 gesetzt. Im Schritt S230 wird dann eine Lesespannung Vread[1] an das Speicherzellenfeld angelegt.
Wenn die Lesespannung Vread[1] an das Speicherzellenfeld über eine Wortleitung angelegt wird, werden im Schritt S240 Daten aus der Überwachungsspeicherzelle gelesen, welche mit der Wortleitung verbunden ist. Die unter Verwendung der Lesespannung Vread[1] aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten werden im Schritt S250 mit den anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten verglichen. Es wird dann im Schritt S260 aus dem Vergleich bestimmt, ob die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind.
Wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind, wird die Lesespannung Vread[1] im Schritt S271 als eine Hauptlesespannung gesetzt. Die Hauptlesespannung wird im Schritt S272 an das Speicherzellenfeld angelegt. Daten werden im Schritt S273 unter Verwendung der an das Speicherzellenfeld angelegten Hauptlesespannung aus einer Hauptspeicherzelle gelesen, welche im Speicherzellenfeld enthalten ist.
Andererseits wird, wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten von den anfänglich gespeicherten Daten verschieden sind, im Schritt S281 „n" inkrementiert und eine Lesespannung Vread[2] wird an das Speicherzellenfeld angelegt. Anschließend kehrt das dargestellte Verfahren unter Verwendung der Lesespannung Vread[2] zu den Schritten S230 bis 260 zurück. Wenn bestimmt wird, dass die unter Verwendung der Lesespannung Vread[2] aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind, wird die Lesespannung Vread[2] als eine Hauptlesespannung gesetzt. Andererseits wird, wenn bestimmt wird, dass die unter Verwendung der Lesespannung Vread[2] aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten von den anfänglich gespeicherten Daten verschieden sind, der oben beschriebene Prozess unter Verwendung der Lesespannung Vread[3] wiederholt usw.
8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zusammenfasst. Zuerst wird im Schritt S310 ein Modus zum Setzen einer Hauptlesespannung ausgewählt. Der Wert für „n" wird im Schritt S320 auf 1 gesetzt. Im Schritt S330 wird eine erste Lesespannung an eine erste Wortleitung des Speicherzellenfelds angelegt.
Eine Hauptzelle, welche mit einer Programmiereinheit korrespondiert, ist mit der ersten Wortleitung verbunden und eine Überwachungsspeicherzelle, welche mit der Hauptzelle korrespondiert, ist mit der ersten Wortleitung verbunden. Wenn die erste Lesespannung an die Wortleitung angelegt wird, werden im Schritt S340 Daten aus der Hauptzelle und der Überwachungsspeicherzelle gelesen, welche mit der Wortleitung verbunden sind.
Anschließend werden aus der Überwachungsspeicherzelle gelesene Daten im Schritt S350 mit den anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten verglichen. Es wird dann im Schritt S360 aus dem Vergleich bestimmt, ob die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind.
Wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind, werden die aus der Hauptzelle gelesenen Daten im Schritt S371 nach Außen ausgegeben. Entsprechend kann eine Operation zum Anlegen der ersten Lesespannung an die erste Wortleitung und ein Operation eines erneuten Lesens von Daten aus der Hauptzelle vermieden werden.
Andererseits wird, wenn bestimmt wird, dass die aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten von den anfänglich gespeicherten Daten verschieden sind, im Schritt S381 eine Lesespannung mit einem von der ersten Lesespannung unterschiedlichen Pegel als eine Hauptlesespannung gesetzt. Die Hauptlesespannung wird dann im Schritt S382 an die erste Wortleitung angelegt. Entsprechend wird im Schritt S383 eine Leseoperation für die Hauptspeicherzellen ausgeführt, welche mit der ersten Wortleitung verbunden sind.
Wenn die Operation des Lesens von Daten aus der Hauptzelle, welche mit der ersten Wortleitung verbunden ist, beendet ist, wird im Schritt S390 bestimmt, ob das Lesen von Daten von allen Programmiereinheiten beendet ist, welche im Speicherzellenfeld enthalten sind. Wenn bestimmt wird, dass das Lesen von Daten aus allen der Programmiereinheiten nicht beendet ist, wird der Wert von „n" im Schritt S391 inkrementiert. Dann wird im Schritt S330 die erste Lesespannung an eine zweite Wortleitung des Speicherzellenfelds angelegt und das dargestellte Verfahren kehrt unter Bezug auf die zweite Wortleitung zu den Schritten S340 bis 390 zurück. Der oben beschriebene Prozess wird mit Bezug auf die dritte bis N-te Wortleitung wiederholt und dann wird das Lesen der Daten in Bezug auf das gesamte Speicherzellenfeld abgeschlossen.
Wie oben ausgeführt, kann ein nichtflüchtiges Speicherelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Erzeugung von Fehlern während Datenleseoperationen minimieren, auch wenn der Pegel der Schwellwertspannung einer Speicherzelle beispielsweise aufgrund von Ladungsabflüssen variiert.

Claims

Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements (100), welches ein Feld von Mehrpegelzellen und eine Überwachungsspeicherzelle umfasst, mit den Schritten: – Ausführen einer vorangestellten Leseoperation in Bezug auf die Überwachungsspeicherzelle unter Verwendung einer ersten Lesespannung, – Bestimmen, ob anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherte Daten mit den während der vorangestellten Leseoperation aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten identisch sind, und – Setzen einer Hauptlesespannung auf einen Pegel, welcher vom Pegel der ersten Lesespannung verschieden ist, wenn die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten nicht identisch mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: – Ausführen einer Hauptleseoperation in Bezug auf das Speicherzellenfeld unter Verwendung der Hauptlesespannung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Setzen der Hauptlesespannung umfasst: – Ausführen einer Leseoperation in Bezug auf die Überwachungsspeicherzelle unter Verwendung einer zweiten Lesespannung, welche einen vom Pegel der ersten Lesespannung unterschiedlichen Pegel aufweist, wenn die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten nicht identisch mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind, und – Bestimmen, ob die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten mit den in Bezug auf die zweite Lesespannung aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten identisch sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Setzen der Hauptlesespannung weiter umfasst: – Wiederholen einer Leseoperation, welche auf die Überwachungsspeicherzelle gerichtet ist, mit unterschiedlichen Lesespannungen und Vergleichen der aus der Überwachungsspeicherzelle in Bezug auf die unterschiedlichen Lesespannungen gelesenen Daten mit den anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten solange, bis die gelesenen Daten mit den anfänglich gespeicherten Daten identisch sind, und – Definieren der Hauptlesespannung in Bezug auf eine Lesespannung, welche einer der Wiederholungen der Leseoperationen und ihrer korrespondierenden Lesespannung zugehörig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn bestimmt wird, dass die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten identisch mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind, die Hauptlesespannung auf die erste Lesespannung gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Überwachungsspeicherzelle dazu ausgebildet ist, mit Programmiereinheiten des Speicherzellenfelds zu korrespondieren, wobei die voran gestellte Leseoperation wiederholt ausgeführt wird, so dass unterschiedliche Hauptlesespannungen mit unterschiedlichen Spannungspegeln an die Programmiereinheiten entsprechend den unterschiedlichen Ergebnissen für die wiederholt mit den Überwachungsspeicherzellen ausgeführten vorangestellten Leseoperationen angelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Überwachungsspeicherzelle in einem partitionierten Bereich des Speicherzellenfelds angeordnet ist, wobei eine einzelne Hauptlesespannung an die Programmiereinheiten entsprechend einem Ergebnis der vorangestellten Leseoperation angelegt wird, die für die Überwachungsspeicherzelle ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Überwachungsspeicherzelle eine Mehrzahl von Zellen umfasst, welche zum Speichern einer Mehrzahl von Datenwerten ausgebildet sind, die mit definierten Mehrpegeln korrespondieren, wobei die Operation zum Setzen der Hauptlesespannung für jede der Mehrzahl von Lesespannungen ausgeführt wird, welche der Mehrzahl von Datenwerten zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Überwachungsspeicherzelle eine Speicherzelle umfasst, welche einen ersten Datenwert speichert, welcher aus einer Mehrzahl von Datenwerten ausgewählt wird, welche mit definierten Mehrpegeln korrespondieren, wobei die Operation zum Setzen der Hauptlesespannung in Bezug auf eine Lesespannung ausgeführt wird, die dem ersten Datenwert zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend: – Auswählen eines Hauptlesespannungseinstellmodus vor dem Ausführen der vorangestellten Leseoperation.
Verfahren zum Treiben eines nichtflüchtigen Speicherelements (100), welches ein Feld von Mehrpegelzellen umfasst, mit den Schritten: – Anlegen einer ersten Lesespannung an eine erste Wortleitung, welche einer ersten Programmiereinheit zugeordnet ist, und an eine korrespondierende erste Überwachungsspeicherzelle innerhalb eines Speicherzellenfelds, – Ausführen einer Leseoperation in Bezug auf die erste Programmiereinheit und die erste Überwachungsspeicherzelle unter Verwendung der ersten Lesespannung, – Bestimmen, ob anfänglich in der ersten Überwachungsspeicherzelle gespeicherte Daten mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der ersten Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten identisch sind, und – Ausführen eines Hauptlesevorgangs in Bezug auf die erste Programmiereinheit durch Setzen einer Hauptlesespannung auf einen Pegel, welcher vom Pegel der ersten Lesespannung verschieden ist, und durch Bereitstellen der Hauptlesespannung an der ersten Wortleitung, wenn die anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten nicht identisch mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der ersten Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind.
Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend: – Ausgeben der in der ersten Programmiereinheit gespeicherten Daten, welche durch Lesen der Daten aus der ersten Programmiereinheit und der ersten Überwachungsspeicherzelle ermittelt werden, wenn bestimmt wird, dass die an fänglich in der ersten Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten identisch mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, weiter umfassend: – Anlegen der ersten Lesespannung an eine zweite Wortleitung, welche einer zweiten Programmiereinheit zugeordnet ist, und an eine korrespondierende zweite Überwachungsspeicherzelle innerhalb des Speicherzellenfelds, – Ausführen einer Leseoperation in Bezug auf die zweite Programmiereinheit und die zweite Überwachungsspeicherzelle unter Verwendung der ersten Lesespannung und – Bestimmen, ob anfänglich in der zweiten Überwachungsspeicherzelle gespeicherte Daten mit in Bezug auf die erste Lesespannung aus der zweiten Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten identisch sind.
Verfahren nach Anspruch 13, weiter umfassend: – Ausführen einer Hauptleseoperation in Bezug auf die zweite Programmiereinheit unter Verwendung einer Hauptlesespannung, welche einen Pegel aufweist, welcher vom Pegel der ersten Lesespannung verschieden ist, wenn bestimmt wird, dass die anfänglich in der zweiten Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten nicht identisch mit den in Bezug auf die zweite erste Lesespannung aus der zweiten Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind, und – Ausgeben der aus der zweiten Programmiereinheit gelesenen Daten, wenn bestimmt wird, dass die anfänglich in der zweiten Überwachungsspeicherzelle gespeicherten Daten identisch mit den in Bezug auf die erste Lesespannung aus der zweiten Überwachungsspeicherzelle gelesenen Daten sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei Daten sequentiell aus Überwachungsspeicherzellen gelesen werden, welche mit einer dritten bis n-ten Programmiereinheit innerhalb des Speicherzellenfelds korrespondieren, wobei anschließend die entsprechenden Daten, welche aus den entsprechenden Überwachungsspeicherzellen gelesen werden, die mit der dritten bis n-ten Programmiereinheit korrespondieren, mit Daten verglichen werden, welche anfänglich in den entsprechenden Überwachungsspeicherzellen gespeichert waren, die mit der dritten bis n-ten Programmiereinheit korrespondieren, und Setzen einer Hauptlesespannung für jede der dritten bis n-ten Programmiereinheit in Übereinstimmung mit einem entsprechenden Vergleich.
Nichtflüchtiges Speicherelement (100) mit Mehrpegelzellen, umfassend: – ein Speicherzellenfeld (110), welches eine Überwachungsspeicherzelle aufweist, – eine Wortleitungsspannungserzeugungseinheit (130), welche eine Wortleitungsspannung erzeugt, welche an das Speicherzellenfeld (110) angelegt wird, – eine Datenvergleichseinheit (140), welche Daten empfängt, die aus der Überwachungsspeicherzelle in Bezug auf eine erste Lesespannung gelesen sind, die gelesenen Daten mit Referenzdaten vergleicht und ein korrespondierendes Vergleichssignal erzeugt, und – eine Steuereinheit (150), welche einen Pegel der Wortleitungsspannung in Reaktion auf das Vergleichssignal einstellt.
Nichtflüchtiges Speicherelement nach Anspruch 16, wobei die Referenzdaten Daten sind, welche anfänglich in der Überwachungsspeicherzelle gespeichert sind.
Nichtflüchtiges Speicherelement nach Anspruch 16 oder 17, wobei wenn bestimmt ist, dass die gelesenen Daten mit den Referenzdaten identisch sind, die Steuereinheit eine Hauptlesespannung, welche während einer Hauptleseoperation verwendet und an das Speicherzellenfeld angelegt wird, identisch mit der ersten Lesespannung einstellt.
Nichtflüchtiges Speicherelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei wenn bestimmt ist, dass die gelesenen Daten mit den Referenzdaten nicht identisch sind, die Steuereinheit eine Hauptlesespannung, welche während einer Hauptleseoperation verwendet und an das Speicherzellenfeld angelegt wird, verschieden von der ersten Lesespannung einstellt.
Nichtflüchtiges Speicherelement nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Überwachungsspeicherzelle eine Mehrzahl von Überwachungsspeicherzellen aufweist, die mit entsprechenden von unterschiedlichen Programmiereinheiten im Speicherzellenfeld korrespondieren, wobei die Wortleitungsspannung eine Mehrzahl von Wortleitungsspannungen aufweist, welche jeweils von der Steuereinheit in Bezug auf eine entsprechende der unterschiedlichen Programmiereinheiten eingestellt werden.
Nichtflüchtiges Speicherelement nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei die Überwachungsspeicherzelle in einem partitionierten Bereich des Speicherzellenfelds angeordnet ist.