TW202219968A - 記憶體儲存裝置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種記憶體儲存裝置，包括記憶體晶胞陣列、備用熔絲電路以及記憶體控制電路。記憶體晶胞陣列包括多個正規記憶體區塊以及多個備用記憶體區塊。備用熔絲電路包括記錄多個修復資訊的多個熔絲組。每個修復資訊關聯於備用記憶體區塊的對應一者，並且包括修復位址、第一致能位元以及第二致能位元。記憶體控制電路包括多個判斷電路。每個判斷電路根據操作位址、修復位址、第一致能位元與第二致能位元產生擊中信號。當目標記憶體區塊不良時，記憶體控制電路的判斷電路產生擊中信號，並且記憶體控制電路根據擊中信號禁用不良的備用記憶體區塊。

Description

記憶體儲存裝置及其操作方法
本發明是有關於一種電子裝置及其操作方法，且特別是有關於一種記憶體儲存裝置及其操作方法。
對記憶體儲存裝置而言，循環（cycling）操作包括抹除操作及程式化（program）操作。記憶體晶胞經過多次的循環操作通常容易劣化，例如記憶體區塊的可靠度會下降，或者抹除及程式化時間會增加，亦即操作速度變慢。此外，在經過多次的循環操作之後，晶胞中的部分位元也會因為過早磨損而不符合規格。例如，在快閃記憶體中，循環操作容易在其汲極接面產生界面態，並且在其穿隧氧化層產生氧化物陷阱。然而，這些磨損的位元難以在測試階段被剔除，為此，現有技術利用錯誤校正碼來校正這些損壞的位元。然而這種方法卻會產生其他問題，例如增加晶片尺寸的大小、降低操作速度或者增加功率消耗等等的問題。
本發明提供一種記憶體儲存裝置及其操作方法，可提高其可靠度及操作速度。
本發明的記憶體儲存裝置包括記憶體晶胞陣列、備用熔絲電路以及記憶體控制電路。記憶體晶胞陣列包括多個正規記憶體區塊以及多個備用記憶體區塊。正規記憶體區塊用以儲存資料。備用熔絲電路包括用以記錄多個修復資訊的多個熔絲組。每個修復資訊關聯於其中一個備用記憶體區塊。每個修復資訊包括修復位址、第一致能位元與第二致能位元。修復位址用以指出將被關聯的備用記憶體區塊所取代的正規記憶體區塊的位置。第一致能位元用以記錄對應的熔絲組的使用狀態。第二致能位元用以啟用對應的備用記憶體區塊。記憶體控制電路耦接記憶體晶胞陣列及備用熔絲電路。記憶體控制電路用以根據操作位址對目標記憶體區塊進行操作，並且判斷目標記憶體區塊是否不良。記憶體控制電路包括多個判斷電路，各判斷電路根據操作位址、修復位址、第一致能位元與第二致能位元產生擊中信號。當目標記憶體區塊不良時，判斷電路產生擊中信號，並且記憶體控制電路根據擊中信號禁用不良的備用記憶體區塊。
本發明的記憶體裝置的操作方法適用於包括多個正規記憶體區塊以及多個備用記憶體區塊的記憶體儲存裝置。操作方法包括下列步驟：記錄多個如上所述的修復資訊；根據操作位址對目標記憶體區塊進行操作，並且判斷目標記憶體區塊是否不良；當目標記憶體區塊不良時，根據操作位址、修復位址、第一致能位元與第二致能位元產生擊中信號；以及根據擊中信號禁用不良的備用記憶體區塊。
基於上述，本發明的記憶體控制電路在判定目標記憶體區塊不良之後，根據操作位址、修復位址、第一致能位元與第二致能位元產生擊中信號，並且根據擊中信號禁用不良的備用記憶體區塊。藉此，提高記憶體區塊的操作速度以及可靠度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示本發明一實施例的記憶體儲存裝置的概要示意圖。圖2繪示圖1實施例之記憶體儲存裝置的內部方塊圖。請同時參照圖1及圖2，記憶體儲存裝置100包括記憶體晶胞陣列110、備用熔絲（redundant fuse）電路120及記憶體控制電路130。記憶體控制電路130耦接記憶體晶胞陣列110及備用熔絲電路120。記憶體儲存裝置100可例如是由快閃記憶體等非揮發性記憶體元件，或是由動態隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory，DRAM）及靜態隨機存取記憶體（Static Random Access Memory，SRAM）等揮發性記憶體元件所構成，本領域技術人員可以視其實際需求採用適當的結構。
記憶體晶胞陣列110包括多個正規記憶體區塊112_0至112_N以及多個備用記憶體區塊114_0至114_M。記憶體區塊112_0至112_N用來儲存資料。N及M分別都是大於0的正整數，且通常N大於M。在一實施例中，N例如等於255、M例如等於7，表示記憶體晶胞陣列110包括256個正規記憶體區塊及8個備用記憶體區塊，惟其數量並不用以限定本發明。
備用熔絲電路120用以記錄一或多個修復資訊。每個修復資訊包括要以備用記憶體區塊取代正規記憶體區塊的修復位址ADD_R。具體來說，備用熔絲電路120包括多組熔絲。熔絲例如為非揮發性的電子熔絲。當記憶體晶胞陣列110由非揮發記憶晶胞所構成時，熔絲亦可為記憶體晶胞陣列110的一部分。每組熔絲可對應於備用記憶體區塊114_0至114_M中的其中一個備用記憶體區塊，並且可記錄一個修復資訊。舉例來說，使用者可事先對記憶體晶胞陣列110進行檢測程序（例如晶圓針測，成品測試以及系統開機自我測試等），以檢測出在正規記憶體區塊112_0至112_N中不良的正規記憶體區塊。並且，使用者可透過記憶體控制電路130或外部的測試機對備用熔絲電路120進行程式化（例如以高壓燒斷熔絲），以將不良的正規記憶體區塊的位址作為修復位址記錄於備用熔絲電路120的一組熔絲上。在本實施例中，預先抹除的備用記憶體區塊114_0至114_M用來取代記錄於備用熔絲電路120中的一或多個修復位址所對應的正規記憶體區塊。
記錄於備用熔絲電路120中的修復資訊除了修復位址之外，還可包括第一致能位元B1以及第二致能位元B2。舉例來說，圖3繪示本發明一實施例的修復資訊的配置方式的範例。請參照圖3，在此範例中，在備用熔絲電路120的兩個熔絲組上分別記錄修復資訊200及210。各修復資訊200及210包括修復位址ADD_R、第一致能位元B1及第二致能位元B2。在本實施例中，熔絲組例示為兩個，惟其數量並不用以限定本發明。
記錄有修復資訊210的熔絲組對應於備用記憶體區塊114_X。也就是說，備用記憶體區塊114_X可取代位址為修復資訊210上的修復位址ADD_R的正規記憶體區塊。修復資訊210的第一致能位元B1用以記錄所對應的熔絲組的使用狀態。第二致能位元B2則用以啟用對應的備用記憶體區塊114_X。舉例來說，第一致能位元B1與第二致能位元B2的初始狀態可皆為高邏輯準位，當修復資訊210的第一致能位元B1被編程為低邏輯準位且第二致能位元B2為高邏輯準位時，表示其熔絲組已被使用於以備用記憶體區塊114_X取代不良的正規記憶體區塊。當修復資訊210的第一致能位元B1為高邏輯準位時，表示其熔絲組未被使用（處於可用狀態）。當修復資訊210的第二致能位元B2被編程為低邏輯準位時，表示所對應的備用記憶體區塊114_X被檢測出不良而被禁用。在本實施例中，X是大於或等於0且小於或等於M的整數，另外，關於第一致能位元B1及B2的操作方式，將於之後的實施例中有更詳盡的說明，請參閱後述。
記憶體控制電路130耦接記憶體晶胞陣列110及備用熔絲電路120。如圖2所示記憶體控制電路130包括控制器電路132、內容可定址記憶體（content addressable memory，CAM）電路134、列解碼器（row decoder）136以及行解碼器（column decoder）138。在一實施例中，記憶體控制電路130可包括其他用來協同控制資料存取之適合的電路，例如上電復位（power on reset，POR）電路、狀態暫存器、高電壓產生器、頁面位址鎖存/計數器、位元組位址鎖存/計數器等電路，本發明並不加以限制。在本發明實施例中，記憶體控制電路130當中的各種電路可分別由所屬技術領域的任一種適合的電路結構來加以實施，本發明並不加以限制。
在本實施例中，記憶體控制電路130例如用來控制記憶體儲存裝置100整體之操作，例如包括抹除操作、軟程式化（soft program）操作及針對記憶體區塊的診斷操作等，以存取記憶體區塊當中所儲存的資料。舉例而言，控制器電路132可根據操作位址ADD_O來控制列解碼器136及行解碼器138，以選定所要存取資料的記憶體區塊，並且對記憶體區塊進行操作。
此外，控制器電路132耦接內容可定址記憶體電路134。在上電（power up）程序期間，控制器電路132將備用熔絲電路120所記錄的修復資訊（例如修復資訊200及210）載入至內容可定址記憶體電路134中。
內容可定址記憶體電路134用以判斷操作位址ADD_O是否與備用熔絲電路120中的任何一個修復位址（例如修復資訊200或210的修復位址ADD_R）相同，根據對應的修復資訊中的第一致能位元B1判斷對應的熔絲組是否已被使用，以及根據第二致能位元B2判斷所對應的備用記憶體區塊是否被啟用。內容可定址記憶體電路134可根據判斷的結果產生擊中信號。
舉例來說，圖4繪示本發明一實施例的內容可定址記憶體電路的內部示意圖。請參照圖4，內容可定址記憶體電路134包括多個鎖存器（latch）300與多個判斷電路。為了使圖式的表達簡潔與清楚，圖4僅示例出內容可定址記憶體電路134的一個鎖存器300，以及與之相接的熔絲組120與判斷電路。各鎖存器300可從備用熔絲電路120的其中一個熔絲組載入修復資訊。接著，控制器電路132判斷備用熔絲電路120是否存在可用的熔絲組。舉例而言，控制器電路132可判斷這些鎖存器300所鎖存的任一個第一致能位元B1是否為高邏輯準位，當任一個第一致能位元B1為高邏輯準位），控制器電路132判斷備用熔絲電路120存在可用的熔絲組。當控制器電路132判斷備用熔絲電路120存在可用的熔絲組，內容可定址記憶體電路134可利用各判斷電路判斷從控制器電路132獲得的操作位址ADD_O是否與修復資訊中的修復位址ADD_R相同，根據對應的修復資訊中的第一致能位元B1判斷對應的熔絲組是否已被使用，以及根據第二致能位元B2判斷所對應的備用記憶體區塊是否被啟用。當判斷電路判斷從控制器電路132獲得的操作位址ADD_O與修復位址ADD_R相同，判斷對應的熔絲組已被使用（例如第一致能位元B1為低邏輯準位），且判斷所對應的備用記憶體區塊被啟用時（例如第二致能位元B2為高邏輯準位），判斷電路可產生高邏輯準位的擊中信號HT。高邏輯準位的擊中信號HT用以改變對應的修復資訊中的第二致能位元B2的邏輯狀態，例如使第二致能位元B2被編程為低邏輯準位，藉此禁用所對應的備用記憶體區塊，並啟用另一個備用記憶體區塊。詳細內容將於後文中敘述。於本實施例中，判斷電路包括多個反互斥或閘310、反相器320以及及閘330。各鎖存器300將修復資訊中的修復位址ADD_R的多個位元分別提供至這些反互斥或閘310的輸入端，而分別與操作位址ADD_O的多個位元進行比較。此外，各鎖存器300可將修復資訊中的第一致能位元B1提供至反相器320的輸入端，且將修復資訊中的第二致能位元B2提供至及閘330的輸入端。及閘330接收這些反互斥或閘310與反相器320的輸出與第二致能位元B2以進行邏輯與運算，並將運算結果作為擊中信號HT。
藉此，內容可定址記憶體電路134可從備用熔絲電路120載入修復資訊並進行比對，以產生對應的擊中信號HT。本領域技術人員應可以視其實際需求，並參照本發明實施例之教示加以類推。在一實施例中，在內容可定址記憶體電路134內可利用或閘來接收所有的擊中信號，並產生總擊中信號。總擊中信號可用以使正規記憶體區塊被禁用。
圖5繪示本發明一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。本實施例的操作方法例如適用於快閃記憶體。請同時參照圖2、圖3及圖5，以下即搭配記憶體儲存裝置100中的各項元件以說明本發明之操作方法的各個步驟。
在步驟S100中，備用熔絲電路120記錄一或多個修復資訊（例如修復資訊200及210）。每個修復資訊包括所耦接的備用記憶體區塊所欲取代的正規記憶體區塊的修復位址ADD_R。舉例來說，修復資訊210會包括要以備用記憶體區塊114_X取代正規記憶體區塊的修復位址ADD_R。
在步驟S110中，記憶體控制電路130（控制器電路132）根據操作位址ADD_O對目標記憶體區塊116進行操作，並且判斷目標記憶體區塊116是否不良。在本實施例中，目標記憶體區塊116為備用記憶體區塊114_X或正規記憶體區塊112_Y。在目前的備用熔絲電路120中已記錄與操作位址ADD_O相同的修復位址ADD_R的情況下，表示備用記憶體區塊114_X已取代了不良的正規記憶體區塊，此時的目標記憶體區塊116為備用記憶體區塊114_0至114_M當中的備用記憶體區塊114_X。在目前的備用熔絲電路120中未記錄與操作位址ADD_O相同的任何修復位址ADD_R的情況下，目標記憶體區塊116為備用記憶體區塊112_0至112_N當中的正規記憶體區塊112_Y。在本實施例中，Y是大於或等於0且小於或等於N的整數。
步驟S110包括步驟S112及S114。在步驟S112中，在接收到對操作位址ADD_O的區塊進行抹除的指令之後，記憶體控制電路130（控制器電路132）根據操作位址ADD_O對目標記憶體區塊116進行抹除操作，並且記錄目標記憶體區塊116的抹除重試值α。
在步驟S114中，記憶體控制電路130（控制器電路132）判斷抹除重試值α是否超過第一臨界值T1。若記憶體控制電路130判斷抹除重試值α沒有超過第一臨界值T1，則記憶體控制電路130判定目標記憶體區塊116無不良，並前進到步驟S120。
在步驟S120中，記憶體控制電路130完成目標記憶體區塊116的抹除操作。具體來說，控制器電路132對目標記憶體區塊116施加抹除脈衝，以抹除其中所儲存的資料。
在步驟S130中，記憶體控制電路130（控制器電路132）判斷目標記憶體區塊116是否通過抹除驗證。在本實施例中，若目標記憶體區塊116通過抹除驗證，控制器電路132結束抹除操作。若目標記憶體區塊116沒有通過抹除驗證，控制器電路132執行步驟S110，再次判斷目標記憶體區塊116的抹除重試值α是否超過第一臨界值T1。
回到步驟S114，若記憶體控制電路130判斷抹除重試值α超過第一臨界值T1，則記憶體控制電路130判定目標記憶體區塊116不良，並前進到步驟S140。在步驟S140中，記憶體控制電路130判斷操作位址ADD_O是否與備用熔絲電路120中的任何一個修復位址ADD_R匹配，並且據以禁用不良的備用記憶體區塊。
以下舉例說明步驟S140的詳細操作方式。圖6繪示本發明一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。本實施例的操作方法可包含於圖5的步驟S140中。請同時參照圖2、圖3及圖6，以下即搭配記憶體儲存裝置100中的各項元件以說明本發明之操作方法的各個步驟。
在步驟S200中，記憶體控制電路130（控制器電路132）判斷備用熔絲電路120是否存在可用的熔絲。具體來說，控制器電路132例如可檢查CAM電路134中的任一個第一致能位元B1是否表示高邏輯準位，以判斷是否還有可用的熔絲組。
若記憶體控制電路130判斷備用熔絲電路120不存在可用的熔絲，則結束操作。
若記憶體控制電路130判斷備用熔絲電路120存在可用的熔絲，在步驟S210中，內容可定址記憶體電路134判斷操作位址ADD_O是否與備用熔絲電路120中的任何一個修復位址ADD_R相同，根據對應的修復資訊中的第一致能位元B1判斷對應的熔絲組是否已被使用，以及根據第二致能位元B2判斷所對應的備用記憶體區塊是否被啟用。詳細的內容如上述圖4的實施例所述，在此不再贅述。
若內容可定址記憶體電路134判斷操作位址ADD_O與修復資訊210的修復位址ADD_R相同，判斷對應的熔絲組已被使用，且判斷所對應的備用記憶體區塊被啟用時，於步驟S220中，內容可定址記憶體電路134可產生擊中信號，其表示目前根據操作位址ADD_O進行操作且被判定為不良的目標記憶體區塊116為備用記憶體區塊114_X。
接著，在步驟S230中，當擊中信號產生時，控制器電路132改變所記錄的與被匹配的修復位址ADD_R對應的第二致能位元B2的邏輯準位，以禁用對應的備用記憶體區塊114_X。具體來說，控制器電路132可從CAM電路134接收擊中信號，並根據發出擊中信號的訊號線位址判斷出對應的熔絲組120，且將對應的熔絲組120中的第二致能位元B2編程為低邏輯準位，以禁用對應的修復資訊210所對應的備用記憶體區塊114_X。
在步驟S240中，記憶體控制電路132將新的修復資訊記錄於備用熔絲電路120的可用熔絲組中，以利用記錄有新的修復資訊的可用熔絲組所對應的備用記憶體區塊來取代目標記憶體區塊116。具體來說，記憶體控制電路132可選擇備用熔絲電路120的可用熔絲組的其中一者，將被匹配的修復位址ADD_R記錄（編程）於被選擇的可用熔絲組中，並將被選擇的可用熔絲組的第一致能位元B1編程為低邏輯準位。藉此，記憶體控制電路132就可使用另一個預先抹除的備用記憶體區塊取代作為被禁用的備用記憶體區塊114_X的目標記憶體區塊116。
請回到步驟S210，若內容可定址記憶體電路134判斷操作位址ADD_O與修復資訊210的修復位址ADD_R不相同或是對應的修復資訊中的第一致能位元B1與第二致能位元B2的邏輯狀態相同時，則內容可定址記憶體電路134不會產生高邏輯準位的擊中信號HT，且直接前進到步驟S240。詳細來說，於步驟S210中，若內容可定址記憶體電路134判斷操作位址ADD_O與所有的修復資訊210的修復位址ADD_R皆不相同，表示目前根據操作位址ADD_O進行操作的目標記憶體區塊116為不良的正規記憶體區塊112_Y，然而卻尚未有等於操作位址ADD_O的修復資訊210被記錄於備用熔絲電路120中。因此，前進到步驟S240。於步驟S210中，若內容可定址記憶體電路134判斷操作位址ADD_O與任一個修復資訊210的修復位址ADD_R相同，但所有的修復資訊中的第一致能位元B1與第二致能位元B2的邏輯狀態均為初始狀態，表示目前根據操作位址ADD_O進行操作的目標記憶體區塊116為不良的正規記憶體區塊112_Y，但尚未啟用任何的備用記憶體區塊來取代不良的正規記憶體區塊112_Y。因此，記憶體控制電路132將與被匹配的修復位址ADD_R對應的第一致能位元B1編程為低邏輯準位，以啟用對應的備用記憶體區塊來取代不良的正規記憶體區塊112_Y（步驟S212）。
在步驟S240中，記憶體控制電路132可建立新的修復資訊，並將其記錄於備用熔絲電路120中。藉此，記憶體控制電路132就可使用另一個預先抹除的備用記憶體區塊取代作為不良的正規記憶體區塊112_Y的目標記憶體區塊116。
藉由上述記憶體儲存裝置的操作方法，記憶體控制電路130可將被判定為不良的備用記憶體區塊114_X禁用。並且，在抹除操作規範的時間區間內，記憶體控制電路130能夠以預先抹除的另一個備用記憶體區塊來取代被禁用的備用記憶體區塊114_X。藉此，能夠提高記憶體區塊的可靠度以及操作速度。
圖7繪示本發明另一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。本實施例的操作方法例如適用於以快閃記憶體所構成的儲存裝置。請同時參照圖2、圖3及圖7，本實施例之快閃記憶體儲存裝置的操作方法類似於圖5的實施例，惟兩者之間主要的差異例如在於，圖7實施例的操作方法更根據軟程式化重試值β是否超過第二臨界值T2來判斷目標記憶體區塊116是否不良。因此，在本實施例中，判斷目標記憶體區塊116是否不良的兩個參數值包括抹除重試值α以及軟程式化重試值β。
具體而言，在步驟S330中，若目標記憶體區塊116通過抹除驗證，前進到步驟S340。
在步驟S340中，記憶體控制電路130（控制器電路132）根據操作位址ADD_O對目標記憶體區塊116進行操作，並且判斷目標記憶體區塊116是否不良。
步驟S340包括步驟S342及S344。在步驟S342中，在接收到對操作位址ADD_O的區塊進行軟程式化的指令之後，控制器電路132根據操作位址ADD_O對目標記憶體區塊116進行軟程式化操作，並且記錄目標記憶體區塊116的軟程式化重試值β。
在步驟S344中，記憶體控制電路130（控制器電路132）判斷軟程式化重試值β是否超過第二臨界值T2。若記憶體控制電路130判斷程式化重試值β沒有超過第二臨界值T2，則記憶體控制電路130判定目標記憶體區塊116無不良，並前進到步驟S350。
在步驟S350中，記憶體控制電路130（控制器電路132）完成目標記憶體區塊116的程式化操作。軟程式化操作例如是對區塊內的字元線施加比一般程式化時施加的電壓小的軟程式化電壓，而提供將電荷注入記憶胞以使啟始電壓朝正向改變的動力。軟程式化電壓比一般的程式化電壓低，相對來說較容易使電荷注入被過抹除的記憶體晶胞，而較難使電荷注入啟始電壓在上限值附近的記憶體晶胞。本實施例的軟程式化操作可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明。
在步驟S360中，記憶體控制電路130（控制器電路132）判斷目標記憶體區塊116是否通過軟程式化驗證。在本實施例中，若目標記憶體區塊116通過軟程式化驗證，控制器電路132結束軟程式化操作。若目標記憶體區塊116沒有通過軟程式化驗證，控制器電路132執行步驟S340，再次判斷目標記憶體區塊116的判斷程式化重試值β是否超過第二臨界值T2。
回到步驟S344，若記憶體控制電路130判斷程式化重試值β超過第二臨界值T2，則記憶體控制電路130判定目標記憶體區塊116不良，並前進到步驟S370。在步驟S370中，記憶體控制電路130判斷操作位址ADD_O是否與備用熔絲電路120中的任何一個修復位址ADD_R匹配，並且據以禁用不良的備用記憶體區塊。
此外，本發明之實施例的步驟S300、步驟S310、步驟S312、步驟S314、步驟S320、步驟S330及步驟S370分別與前述實施例的步驟S100、步驟S110、步驟S112、步驟S114、步驟S120、步驟S130及步驟S140相同或相似，故其詳細內容在此不再贅述。
藉由上述記憶體儲存裝置的操作方法，記憶體控制電路130可將被判定為不良的備用記憶體區塊114_X禁用。並且，在抹除操作或軟程式化操作規範的時間區間內，記憶體控制電路130能夠以預先抹除的另一個備用記憶體區塊來取代被禁用的備用記憶體區塊114_X。藉此，能夠提高記憶體區塊的可靠度以及操作速度。
圖8繪示本發明又一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。與前述實施例不同的是，本實施例的操作方法例如適用於以動態隨機存取記憶體及靜態隨機存取記憶體等揮發性記憶體元件所構成的儲存裝置。請同時參照圖2、圖3及圖8，以下即搭配記憶體儲存裝置100中的各項元件以說明本發明之操作方法的各個步驟。
在步驟S400中，備用熔絲電路120記錄一或多個修復資訊（例如修復資訊200及210）。每個修復資訊200及210包括修復位址ADD_R。
在步驟S410中，記憶體控制電路130根據操作位址ADD_O對目標記憶體區塊116進行操作，並且判斷目標記憶體區塊116是否不良。
步驟S410包括步驟S412及S414。在步驟S412中，在接收到對操作位址ADD_O的區塊進行診斷的指令之後，記憶體控制電路130（控制器電路132）根據操作位址ADD_O對目標記憶體區塊116進行診斷操作。在本實施例中，診斷操作例如可判斷目標記憶體區塊116是否不良，其可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明。
在步驟S414中，記憶體控制電路130根據診斷操作的結果判斷目標記憶體區塊116是否不良。若記憶體控制電路130判斷目標記憶體區塊116不良，前進到步驟S440。此步驟S440係與前述實施例的步驟S140相同或相似，故其詳細內容在此不再贅述。
若記憶體控制電路130判斷目標記憶體區塊116無不良，則前進到步驟S420。在步驟S420中，記憶體控制電路130（控制器電路132）遞增操作位址ADD_O。
接著，在步驟S430中，記憶體控制電路130（控制器電路132）判斷遞增後的操作位址ADD_O是否超過位址臨界值γ。在本實施例中，若控制器電路132判斷遞增後的操作位址ADD_O超過位址臨界值γ，控制器電路132結束診斷操作。若控制器電路132判斷遞增後的操作位址ADD_O沒有超過位址臨界值γ，控制器電路132執行步驟S410，再次判斷根據遞增後的操作位址ADD_O進行操作的目標記憶體區塊116是否不良。
綜上所述，本發明的記憶體控制電路在判定目標記憶體區塊不良之後，還會再判斷目前的操作位址是否與備用熔絲電路內所記錄的任何一個修復位址匹配。因此，本發明的記憶體控制電除了可找出不良的正規記憶體區塊之外，還可找出不良的備用記憶體區塊並且將其禁用，以提高記憶體區塊的操作速度以及可靠度。
100:記憶體儲存裝置 110:記憶體晶胞陣列 112_0、112_N、112_Y:正規記憶體區塊 114_0、114_M、114_X:備用記憶體區塊 116:目標記憶體區塊 120:備用熔絲電路 130:記憶體控制電路 132:控制器電路 134:內容可定址記憶體電路 136:列解碼器 138:行解碼器 200、210:修復資訊 300:鎖存器 310:反互斥或閘 320:反相器 330:及閘 ADD_R:修復位址 B1:第一致能位元 B2:第二致能位元 HT:擊中信號 S100、S110、S112、S114、S120、S130、S140、S200、S210、S212、S220、S230、S240、S300、S310、S312、S314、S320、S330、S340、S342、S344、S350、S360、S370、S400、S410、S412、S414、S420、S430、S440:步驟
圖1繪示本發明一實施例的記憶體儲存裝置的概要示意圖。 圖2繪示圖1實施例之記憶體儲存裝置的內部方塊圖。 圖3繪示本發明一實施例的修復資訊的配置方式的範例。 圖4繪示本發明一實施例的內容可定址記憶體電路的內部示意圖。 圖5繪示本發明一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。 圖6繪示本發明一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。 圖7繪示本發明另一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。 圖8繪示本發明又一實施例之記憶體儲存裝置的操作方法的步驟流程圖。
S100、S110、S112、S114、S120、S130、S140:步驟

Claims (18)

  1. 一種記憶體儲存裝置，包括： 一記憶體晶胞陣列，包括多個正規記憶體區塊以及多個備用記憶體區塊，該些正規記憶體區塊被配置以儲存資料； 一備用熔絲電路，包括被配置以記錄多個修復資訊的多個熔絲組，其中各該修復資訊關聯於該些備用記憶體區塊的對應一者，且各該修復資訊包括： 一修復位址，被配置以指出將被該關聯的備用記憶體區塊所取代的該正規記憶體區塊的位置； 一第一致能位元，被配置以記錄該些熔絲組的對應一者的使用狀態；及 一第二致能位元，被配置以啟用該些備用記憶體區塊的對應一者；以及 一記憶體控制電路，耦接該記憶體晶胞陣列及該備用熔絲電路，且被配置為根據一操作位址對一目標記憶體區塊進行操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否不良，該記憶體控制電路包括多個判斷電路，各該判斷電路根據該操作位址、該修復位址、該第一致能位元與該第二致能位元產生一擊中信號， 其中當該目標記憶體區塊不良時，該記憶體控制電路的該判斷電路產生該擊中信號，並且該記憶體控制電路根據該擊中信號禁用不良的該備用記憶體區塊。
  2. 如請求項1所述的記憶體儲存裝置，其中當該目標記憶體區塊不良時，該記憶體控制電路根據該第一致能位元判斷該些熔絲組中是否存在一可用熔絲組，當該備用熔絲電路存在該可用的熔絲組，該記憶體控制電路在該擊中信號產生後將新的修復資訊記錄於該備用熔絲電路中，以用關聯於該新的修復資訊的該備用記憶體區塊取代該目標記憶體區塊。
  3. 如請求項2所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路包括： 一內容可定址記憶體電路，包括該些判斷電路及與該些判斷電路分別地耦接的多個鎖存器，其中該些鎖存器被配置以自該備用熔絲電路載入該些修復資訊，各該判斷電路被配置以在判斷出該操作位址與該備用熔絲電路中的任何一個該修復位址相同，該些熔絲組的對應一者已被使用，及該些備用記憶體區塊的對應一者被啟用時，產生該擊中信號；以及 一控制器電路，耦接該內容可定址記憶體電路，被配置以提供該操作位址至該內容可定址記憶體電路，並且根據該擊中信號改變該備用熔絲電路所記錄的與該操作位址相同的該修復位址所對應的該修復資訊中的該第二致能位元的邏輯準位，以禁用對應的該備用記憶體區塊。
  4. 如請求項3所述的記憶體儲存裝置，其中在一上電期間，該控制器電路將該些修復資訊從該備用熔絲電路載入至該內容可定址記憶體電路的該些鎖存器中。
  5. 如請求項1所述的記憶體儲存裝置，其中各該判斷電路包括： 多個反互斥或閘，被配置以比較該操作位址與該修復位址； 一反相器，被配置以接收該第一致能位元，且輸出該第一致能位元的反向值；以及 一及閘，被配置以接收該些反互斥或閘的輸出、該第一致能位元的反向值及該第二致能位元，並產生該擊中信號。
  6. 如請求項1所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行一診斷操作，並根據該診斷操作的結果判斷該目標記憶體區塊是否不良，若該目標記憶體區塊無不良，遞增該操作位址，以對下一個記憶體區塊進行該診斷操作。
  7. 如請求項1所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行一抹除操作，並且記錄該目標記憶體區塊的一抹除重試值，該記憶體控制電路判斷該抹除重試值是否超過一第一臨界值，並且若該抹除重試值超過該第一臨界值，該記憶體控制電路判定該目標記憶體區塊不良。
  8. 如請求項7所述的記憶體儲存裝置，其中若該抹除重試值沒有超過該第一臨界值，該記憶體控制電路完成該目標記憶體區塊的該抹除操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否通過一抹除驗證。
  9. 如請求項7所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路還根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行一軟程式化操作，並且記錄該目標記憶體區塊的一軟程式化重試值，該記憶體控制電路判斷該軟程式化重試值是否超過一第二臨界值，並且若該軟程式化重試值超過該第二臨界值，該記憶體控制電路判定該目標記憶體區塊不良。
  10. 如請求項9所述的記憶體儲存裝置，其中若該抹除重試值沒有超過該第二臨界值，該記憶體控制電路完成該目標記憶體區塊的該軟程式化操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否通過一軟程式化驗證。
  11. 一種記憶體儲存裝置的操作方法，其中該記憶體儲存裝置包括多個正規記憶體區塊以及多個備用記憶體區塊，並且該些記憶體區塊用以儲存資料，該操作方法包括： 記錄多個修復資訊，其中各該修復資訊關聯於該些備用記憶體區塊的其中一者，且各該修復資訊包括： 一修復位址，被配置以指出將被該關聯的備用記憶體區塊所取代的該正規記憶體區塊的位置； 一第一致能位元，被配置以記錄該備用熔絲電路當中的熔絲的使用狀態；及 一第二致能位元，被配置以啟用該備用記憶體區塊； 根據一操作位址對一目標記憶體區塊進行操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否不良； 當該目標記憶體區塊不良時，根據該操作位址、該修復位址、該第一致能位元與該第二致能位元產生一擊中信號；以及 根據該擊中信號禁用不良的該備用記憶體區塊。
  12. 如請求項11所述的記憶體儲存裝置的操作方法，更包括： 在產生該擊中信號之前，根據該第一致能位元判斷該些熔絲組中是否存在一可用熔絲組。
  13. 如請求項12所述的記憶體儲存裝置的操作方法，更包括： 當該備用熔絲電路存在該可用的熔絲組，在禁用不良的該備用記憶體區塊之後，該記憶體控制電路將新的修復資訊記錄於該備用熔絲電路中，以用關聯於該新的修復資訊的該備用記憶體區塊取代該目標記憶體區塊。
  14. 如請求項11所述的記憶體儲存裝置的操作方法，其中產生該擊中信號的步驟包括： 判斷該操作位址是否與所記錄的任何一個該修復位址相同，根據與該操作位址相同的該修復位址所對應的該修復資訊中的該第一致能位元判斷該些熔絲組的對應一者是否已被使用，及根據該第二致能位元判斷該些備用記憶體區塊的對應一者是否被啟用；以及 當該操作位址與所記錄的該修復位址相同，該些熔絲組的對應一者已被使用，且該些備用記憶體區塊的對應一者被啟用時，產生該擊中信號， 其中根據該擊中信號禁用不良的該備用記憶體區塊的步驟包括：當該擊中信號產生時，改變所記錄的與該操作位址相同的該修復位址所對應的該修復資訊中的該第二致能位元的邏輯準位，以禁用對應的該備用記憶體區塊。
  15. 如請求項11所述的記憶體儲存裝置的操作方法，其中產生該擊中信號的步驟包括： 藉由多個反互斥或閘比較該操作位址與該修復位址； 藉由一反相器接收該第一致能位元，且輸出該第一致能位元的反向值；以及 藉由一及閘接收該些反互斥或閘的輸出、該第一致能位元的反向值及該第二致能位元，並產生該擊中信號。
  16. 如請求項11所述的記憶體儲存裝置的操作方法，其中根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否不良的步驟包括： 根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行一診斷操作；以及 根據該診斷操作的結果判斷該目標記憶體區塊是否不良， 其中該操作方法更包括： 若該目標記憶體區塊無不良，遞增該操作位址，以對下一個記憶體區塊進行該診斷操作。
  17. 如請求項11所述的記憶體儲存裝置的操作方法，其中根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否不良的步驟包括： 根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行一抹除操作，並且記錄該目標記憶體區塊的一抹除重試值； 判斷該抹除重試值是否超過一第一臨界值； 若該抹除重試值超過該第一臨界值，判定該目標記憶體區塊不良；以及 若該抹除重試值沒有超過該第一臨界值，完成該目標記憶體區塊的該抹除操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否通過一抹除驗證。
  18. 如請求項17所述的記憶體儲存裝置的操作方法，其中根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否不良的步驟更包括： 根據該操作位址對該目標記憶體區塊進行一軟程式化操作，並且記錄該目標記憶體區塊的一軟程式化重試值； 判斷該軟程式化重試值是否超過一第二臨界值； 若該軟程式化重試值超過該第二臨界值，判定該目標記憶體區塊不良；以及 若該抹除重試值沒有超過該第二臨界值，完成該目標記憶體區塊的該軟程式化操作，並且判斷該目標記憶體區塊是否通過一軟程式化驗證。
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