TWI712037B

TWI712037B - 電阻式記憶體及其資料寫入方法

Info

Publication number: TWI712037B
Application number: TW108116009A
Authority: TW
Inventors: 趙鶴軒; 王炳琨; 小峰林; 服部規男; 吳健民; 洪志華
Original assignee: 華邦電子股份有限公司
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-12-01
Also published as: TW202042232A

Abstract

一種電阻式記憶體及其資料寫入方法。電阻式記憶體的資料寫入方法包括：接收寫入資料並產生反向寫入資料；讀取多個選中記憶胞中的目前資料；使目前資料與寫入資料及反向寫入資料進行比較；依據比較結果選擇根據寫入資料或反向寫入資料產生最終資料；以及，寫入最終資料至選中記憶胞中。

Description

電阻式記憶體及其資料寫入方法

本發明是有關於一種電阻式記憶體及其資料寫入方法，且特別是有關於一種可降低寫入位元數的電阻式記憶體及其資料寫入方法。

隨著半導體技術的進步，多種不同型式的記憶體被提出。進年來，可作為非揮發性記憶媒介的電阻式記憶體被提出。

為提升電阻式記憶體的循環忍受度(cycling endurance)，習知技術提出2T2R(二電晶體、二電阻)式的電阻式記憶胞的架構。這種電阻式記憶胞雖可增加其循環忍受度，但卻需要相當大的電路面積，造成成本上升。因此，如何在兼顧成本以及循環忍受度的條件下，完成電阻式記憶體的設計，為本領域的重要課題。

本發明提供一種電阻式記憶體及其資料寫入方法，有效提升寫入循環的耐受度、寫入表現以及降低功率消耗。

本發明的電阻式記憶體的資料寫入方法包括：接收寫入資料並產生反向寫入資料；讀取多個選中記憶胞中的目前資料；使目前資料與寫入資料及反向寫入資料進行比較；依據比較結果選擇根據寫入資料或反向寫入資料產生最終資料；以及，寫入最終資料至選中記憶胞中。

本發明的電阻式記憶體包括記憶胞陣列、控制器以及資料變更電路。控制器耦接記憶胞陣列，用以：接收寫入資料並產生反向寫入資料；讀取多個選中記憶胞中的目前資料；使目前資料與寫入資料及反向寫入資料進行比較；依據比較結果選擇根據寫入資料或反向寫入資料產生最終資料；以及，寫入最終資料至選中記憶胞中。

基於上述，本發明實施例判斷寫入資料與目前資料間的變化狀態，並依據判斷結果來設定優先選擇旗標。並依據優先選擇旗標以選擇具有相對少的變化位元數量或相對少重置位元數量的其中之一的模式來進行寫入資料的寫入動作。如此一來，實際進行寫入動作的記憶胞數量可以有效被降低，除節省功率消耗外，並可提升記憶胞的生命週期，增加記憶胞的循環忍受度。

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。

S110~S150、S151~S153、S210~S233、S310~S380、 S510~S553、S1001~S1015:步驟

600:電阻式記憶體

610:記憶胞陣列

620:控制器

630:資料變更電路

640:讀出資料產生器

650:資料閂鎖器

660:輸入/輸出緩衝器

670:設定/重置電壓產生器

680:邏輯電路

681:位址閂鎖器

682:Y解碼器

683:X解碼器

611:Y閘控電路

621:優先選擇旗標設定電路

641:特殊資料產生電路

700:比較電路

Adata:一般資料

ADD:位址

AOI:選擇器

CC:變化位元數量

CLC:最少變化位元模式信號

CLR:最少重置位元模式信號

CR:重置位元數量

CRB、CCB:反向信號

DFB:資料反向旗標

DFL:資料

EN:致能信號

Fdata:最終資料

IV1、IV2:反向器

M1:電晶體

NOR1、NOR2:反或閘

Odata:目前資料

OR1:或閘

PSB:優先選擇旗標

RDOUT:讀出資料

RSETP、SETP:流程

SF:特殊資料旗標

V1、V2:電壓

XOR1~XOR3:互斥或閘

Udata:寫入資料

/Udata:反向寫入資料

圖1A繪示本發明一實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法的流程圖。

圖1B繪示設定程序實施細節的示意圖。

圖2A繪示本發明實施例的資料寫入方法的一實施方式的流程圖。

圖2B繪示本發明實施例的資料寫入方法的另一實施方式的流程圖。

圖2C繪示本發明實施例的資料寫入方法的另一實施方式的流程圖。

圖3繪示本發明實施例的資料寫入方法的另一實施方式的流程圖。

圖4A至圖4H繪示本發明實施例的資料寫入方法的實施細節示意圖。

圖5A~圖5C分別繪示本發明實施例的資料讀出方法的多個實施方式的流程圖。

圖6繪示本發明一實施例的電阻式記憶體的示意圖。

圖7繪示本發明實施例的電阻式記憶體中，執行比較動作的電路的示意圖。

圖8A、圖8B分別繪示本發明不同實施例的資料變更電路的示意圖。

圖9A、圖9B分別繪示本發明不同實施例的讀出資料產生器的示意圖。

圖10繪示本發明實施例的重置電壓調整方式的示意圖。

請參照圖1A，圖1A繪示本發明一實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法的流程圖。在圖1A中，步驟S110接收寫入資料並產生反向寫入資料，其中反向寫入資料為寫入資料的反向。接著，在步驟S120中，讀取多個選中記憶胞中的目前資料。其中，多個選中資料依據寫入動作中的寫入位址來獲得。具體來說明，多個選中記憶胞即為此次寫入動作所要進行資料寫入的記憶胞。此外，目前資料則為選中記憶胞中原先儲存的資料。

步驟S130使目前資料與寫入資料以及反向寫入資料進行比較，並藉以產生最終資料。以寫入資料為二進位的01010000為範例，反向寫入資料為10101111。再以選中記憶胞中的目前資料為二進位的10100000為範例，步驟S130透過使寫入資料與目前資料進行逐位元(bit by bit)的比較，並使反向寫入資料為與目前資料進行逐位元的比較，並依據比較結果來產生最終資料。

在本發明實施中，產生最終資料的實施細節可分為兩種模式，其一為最少變化模式(change less mode)，另一為最少重置模式(reset less mode)。而採用何種模式可以依據一優先選擇旗標的邏輯值來決定，其中當優先選擇旗標為第一邏輯值(例如為0)時，可對應採用最少變化模式，而當優先選擇旗標為第二邏輯值 (例如為1)時，可對應採用最少重置模式。在本實施例中，優先選擇旗標的預設值為0。然而，本發明不限於此，本發明也可進一步應用在不同的模式(例如最少設定模式(set less mode))，或者具有三個以上的旗標值及不同的模式。

在最少變化模式下，可透過計算寫入資料與目前資料間的位元差異的第一數量，以及計算反向寫入資料為與目前資料的位元差異的第二數量，並依據第一數量以及第二數量的大小，選擇依據寫入資料或反向寫入資料中差異最少者來產生最終資料。

在最少重置模式下，則可判斷由目前資料變化至寫入資料及反向寫入資料時，所需進行重置的位元數量，並選擇需最少重置位元數量者，來產生最終資料。

另外，最終資料包括一般資料、優先選擇旗標以及資料反向旗標。一般資料可以為寫入資料或反向寫入資料，資料反向旗標則用以指示一般資料為寫入資料或反向寫入資料。其中，當一般資料為寫入資料時，資料反向旗標可以為第一邏輯值(例如為0)，當一般資料為反向寫入資料時，資料反向旗標可以為第二邏輯值(例如為1)。

步驟S140依據最終資料對選中記憶胞中需變更為資料1的一個或多個第一部分選中記憶胞進行重置程序，步驟S150則依據最終資料對選中記憶胞中需要變更為資料0的一個或多個第二部分選中記憶胞進行設定程序。在本實施例中，若選擇依據寫入資料(例如等於01010000)以產生最終資料時，可針對選中記憶胞中對應寫入資料的第2、4位元(以最高位元為第1位元)的部分(第一部分)選中記憶胞進行重置程序，並針對選中記憶胞中對應寫入資料的第1、3位元(以最高位元為第1位元)的部分(第二部分)選中記憶胞進行設定程序。本發明中，上述的重置程序(步驟S140)以及設定程序(步驟S150)的執行順序有沒一定的限制。在其他實施例中，亦可先執行設定程序後再執行重置程序。

因應電阻式記憶體執行設定操作後，一定數量的氧離子可能卡在電阻式記憶胞的傳導燈絲(conducting filament)與電極層的連接面上，導致電阻式記憶胞的設定電流無法增加。本發明的設定程序中可在設定操作驗證失敗後，執行一修復操作。上述的修復操作用以推開氧離子，以使電阻式記憶胞的設定電流可以有效增加。然而，當修復操作被執行後，透過偵測電阻式記憶體的電流，若發現電阻式記憶體的設定電流仍然無法增加，或甚至降低時，則代表電阻式記憶體開始出現劣化的傾向。

請參照圖1B繪示的設定程序實施細節的示意圖。在本發明中的設定程序(步驟S150)中，可選擇性的包含根據選中記憶胞劣化狀態設定優先選擇旗標的步驟S151~S153。詳細而言，在步驟S151中，對選中記憶胞的一個或多個第二部分提供正向的設定電壓以對其進行設定操作。當對選中記憶胞的一個或多個第二部分執行的設定操作失敗時。執行步驟S152對設定操作失敗的記憶胞提供反向設定電壓執行一修復操作，並對其驗證以取得驗證結果。若驗證的結果為設定失敗時，表示選中記憶胞發生劣化現象，並在步驟S153依據驗證結果來更新優先選擇旗標(例如變更為1)。

在其他實施例中，優先選擇旗標也可由使用者直接設定。

圖2A繪示本發明一實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法的流程圖。圖2A所示的資料寫入方法中，電阻式記憶體裝置可操作在直接寫入模式或快閃記憶體相容模式，其中，選中記憶胞所儲存的目前資料Odata中包含了一般資料、資料反向旗標DFB以及優先選擇旗標PSB。資料反向旗標DFB用以表示一般資料是否為反向過的資料，當資料反向旗標DFB為第一邏輯值(例如為0)時，表示一般資料為正常資料；相反地，當資料反向旗標DFB為第二邏輯值(例如為1)時，表示一般資料為反向過的資料。在本實施例中，資料反向旗標DFB的預設值為0。優先選擇旗標PSB則用以表示對該位址的記憶胞進行資料寫入動作時，需使用的資料比較模式，使用者可依據設計需求將優先選擇旗標PSB設定為多個邏輯值，並對應多個資料比較模式。在本實施例中，優先選擇旗標PSB具有兩種邏輯值(0和1)，且優先選擇旗標PSB的預設值為0。

請參照圖2A，首先，步驟S210可接收寫入命令或程式化命令，並接收位址以及寫入資料Udata。上述的位址指示要進行資料寫入動作的被選中記憶胞的位址。

接著，步驟S230則載入被選中記憶胞所儲存的目前資料 Odata，並依據寫入資料Udata來產生暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata。其中，暫時資料Tdata={Udata,0}(0為資料反向旗標DFB)，反向暫時資料/Tdata={/Udata,1}(1為資料反向旗標DFB)，反向寫入資料/Udata為寫入資料Udata的反向。

步驟S231中判斷目前資料Odata中的優先選擇旗標PSB的狀態。若優先選擇旗標PSB具有第一邏輯值(例如為0)，則執行步驟S232，相對的，若優先選擇旗標PSB具有第二邏輯值(例如為1)，則執行步驟S233。

在步驟S232中，使目前資料Odata中的一般資料分別與暫時資料Tdata中的寫入資料Udata以及反向暫時資料/Tdata中的反向寫入資料/Udata進行比較，透過最少變化位元模式，以選擇暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata的其中之一來產生最終資料Fdata。接著，再將優先選擇旗標PSB(=0)加入最終資料Fdata，並使最終資料Fdata寫入選中記憶胞中。

在步驟S233中，使目前資料Odata中的一般資料分別與暫時資料Tdata中的寫入資料Udata以及反向暫時資料/Tdata中的反向寫入資料/Udata進行比較，透過最少重置位元模式，以選擇暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata的其中之一來產生最終資料Fdata。接著，再將優先選擇旗標PSB(=1)加入最終資料Fdata，並使最終資料Fdata寫入選中記憶胞中。

值得一提的是，在本發明一實施例中，於執行步驟S232及S233時更可針對最終資料Fdata執行ECC動作，並且最終資料Fdata可更包含對應產生的錯誤糾正碼。

圖2B繪示本發明另一實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法的流程圖。圖2B所示的資料寫入方法中，電阻式記憶體裝置可操作在直接寫入模式。其中，圖2B所示的資料寫入方法大致與圖2A類似，主要差異在於，圖2B的選中記憶胞所儲存的目前資料Odata中更包含了特殊資料旗標SF，並包含了特殊資料判斷步驟S220及包含快速寫入的步驟S240~S241。當特殊資料旗標SF為第一邏輯值時(例如為0)，表示在讀取目前資料Odata時須根據一般資料及資料反向旗標DFB進行資料讀出。相反地，當特殊資料旗標SF為第二邏輯值時(例如為1)，則表示在讀取目前資料Odata時，可忽略一般資料及資料反向旗標DFB，直接讀出為一特殊資料(例如#FF)即可。

請參照圖2B，首先，步驟S210可接收寫入命令，並接收位址以及寫入資料Udata。上述的位址指示要進行資料寫入動作的被選中記憶胞的位址。

接著，執行步驟S220以判斷寫入資料Udata是否等於一特殊資料(例如16進位的#FF)。若判斷的結果為否，則進行步驟S230~S231及S232’~S233’，其中步驟S230~S231與圖2A之實施方式相同，在此不再贅述。而步驟S232’~S233’與圖2A之實施方式相同，差別僅在於本實施例中，步驟S232’~S233’更將特殊資料旗標SF=0加入最終資料Fdata，並使最終資料Fdata寫入選中記憶胞中。

回到步驟S220，若判斷結果為是，由於寫入資料Udata與特殊資料相同，因此目前資料Odata及最終資料Fdata中除特殊資料旗標SF外皆為可忽略(X)，僅需執行快速寫入步驟S240~S241判斷是否需將目前資料中的特殊資料旗標SF改變為第二邏輯值(1)，以表示在讀取目前資料Odata時，可忽略一般資料及資料反向旗標DFB，直接將目前資料Odata讀出為特殊資料即可。詳細而言，在步驟S240中，先讀取目前資料中的特殊資料旗標SF狀態是否為1。若是，則無需變更目前資料Odata，直接結束資料寫入流程。若否，則執行步驟S241，僅將目前資料Odata中的特殊資料旗標SF更新為1，不變更目前資料Odata中的其他部分。

圖2C繪示本發明另一實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法的流程圖。圖2C所示的資料寫入方法中，電阻式記憶體裝置可操作在直接寫入模式。其中，圖2C所示的資料寫入方法大致與圖2B類似，主要差異在於，圖2C的特殊資料判斷包括了步驟S221~S222，且快速寫入的步驟包含了步驟S250~S251及步驟S260~S261。類似於圖2B的實施方式，當特殊資料旗標SF為第一邏輯值時(例如為0)，表示在讀取目前資料Odata時須根據一般資料及資料反向旗標DFB進行資料讀出。然而，在本實施例中，當特殊資料旗標SF為第二邏輯值時(1)且資料反向旗標DFB為第一邏輯值(0)時，表示在讀取目前資料Odata時，可忽略一般資料，直接讀出為一第一特殊資料(例如16進位的#00)；另一方面，當特殊資料旗標SF為第二邏輯值時(1)而資料反向旗標DFB 為第二邏輯值(1)時，表示在讀取目前資料Odata時，可忽略一般資料，直接讀出為一第二特殊資料(例如16進位的#FF)。

請參照圖2C，首先，步驟S210可接收寫入命令，並接收位址以及寫入資料Udata。上述的位址指示要進行資料寫入動作的被選中記憶胞的位址。

接著，執行步驟S221以判斷寫入資料Udata是否等於第一特殊資料(例如16進位的#00)。若判斷結果為是，則執行快速寫入步驟S250~S251。在步驟S250中，先讀取判斷目前資料Odata中的特殊資料旗標SF狀態是否為1且資料反向旗標DFB是否為0。若是，則無需變更目前資料Odata，直接結束寫入流程。若否，則執行步驟S251，不變更目前資料Odata中的其他部分，僅將目前資料Odata中的特殊資料旗標SF更新為1，並將資料反向旗標DFB更新為0後，結束寫入流程。

回到步驟S221，當寫入資料Udata不等於第一特殊資料時，進一步執行步驟S222以判斷寫入資料Udata是否等於第二特殊資料(例如16進位的#FF)。若判斷結果為是，則執行快速寫入步驟S260~S261。若判斷結果為否，則進行步驟S230~S231及S232’~S233’，步驟S230~S231及S232’~S233’與圖2B之實施方式大致相同，在此不再贅述。

在步驟S260中，先讀取判斷目前資料Odata中的特殊資料旗標SF狀態是否為1且資料反向旗標DFB是否為1。若是，則無需變更目前資料Odata，直接結束寫入流程。若否，則執行步驟 S261，不變更目前資料Odata中的其他部分，僅將目前資料Odata中的特殊資料旗標SF更新為1，並將資料反向旗標DFB更新為1後，結束寫入流程。

請參照圖3，圖3繪示本發明另一實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法的流程圖。圖3所示的資料寫入方法中，電阻式記憶體裝置僅可操作在快閃記憶體相容模式。在本實施例中，電阻記憶體可根據快閃記憶體的抹除命令進行資料寫入動作。其中，圖3的選中記憶胞所儲存的目前資料Odata中更包含了特殊資料旗標SF。其中，當特殊資料旗標SF為第一邏輯值(例如為0)時，表示於在讀取目前資料Odata時，不須將目前資料Odata中的一般資料取代為十六進位的#FF。當特殊資料旗標SF為第二邏輯值(例如為1)時，則表示於在讀取目前資料Odata時，須將目前資料Odata中的一般資料取代為十六進位的#FF。

首先，步驟S310接收一抹除命令及位址，上述的位址指示要進行資料抹除動作(即，對選中的所有記憶胞寫入十六進位的#FF)的被選中記憶胞的位址。步驟S320先讀取判斷目前資料Odata中的特殊資料旗標SF狀態是否為1。若是，則無需變更目前資料Odata，直接結束資料寫入流程。若否，則執行步驟S330將目前資料Odata中的特殊資料旗標SF更新為1，不變更目前資料Odata中的其他部分後，結束資料寫入流程。

為進一步說明本發明實施例的資料寫入方法，以下舉出多個實際範例來進行說明。圖4A至圖4D繪示依據圖2A的資料寫入方法的實施細節示意圖。圖4E至圖4F繪示依據圖2B的資料寫入方法的實施細節示意圖。圖4G至圖4H繪示依據圖2C的資料寫入方法的實施細節示意圖。其中，圖4A至圖4H的資料係以十六進位制的資料進行示例說明。

請先參照圖4A至圖4D。在圖4A中，目前資料Odata為#F9，寫入資料Udata則為#00，依據寫入資料Udata產生的暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata分別為#00以及#FF。當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為0時，電阻式記憶體透過最少變化位元模式(模式I)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，由0轉變為1的位元有0個，而由1轉變為0的位元有6個，總計的位元變化數量為6個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，由0轉變為1的位元有2個，而由1轉變為0的位元有0個，總計的位元變化數量為2個。因此，依據最少變化的原則，可選擇反向暫時資料/Tdata，並加上資料反向旗標DFB=1以及優先選擇旗標PSB=0來產生最終資料。

當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為1時，電阻式記憶體透過最少重置位元模式(模式II)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)有0個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)的位元有2個。因此，依據最少重置的原則，可選擇暫時資料Tdata，並加上資料反向旗標DFB=0以及優先選擇旗標PSB=1來產生最終資料。

在圖4B中，目前資料Odata為#F9，寫入資料Udata則為#FF，依據寫入資料Udata產生的暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata分別為#FF以及#00。當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為0時，電阻式記憶體透過最少變化位元模式(模式I)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，由0轉變為1的位元有2個，而由1轉變為0的位元有0個，總計的位元變化數量為2個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，由0轉變為1的位元有0個，而由1轉變為0的位元有6個，總計的位元變化數量為6個。因此，依據最少變化的原則，可選擇暫時資料Tdata，並加上資料反向旗標DFB=0以及優先選擇旗標PSB=0來產生最終資料。

當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為1時，電阻式記憶體透過最少重置位元模式(模式II)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)有2個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)的位元有0個。因此，依據最少重置的原則，可選擇反向暫時資料/Tdata，並加上資料反向旗標DFB=1以及優先選擇旗標PSB=1來產生最終資料。

在圖4C中，目前資料Odata為#F9，寫入資料Udata則為#03，依據寫入資料Udata產生的暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata分別為#03以及#FC。當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為0時，電阻式記憶體透過最少變化位元模式(模式I)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，由0轉變為1的位元有1個，而由1轉變為0的位元有5個，總計的位元變化數量為6個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，由0轉變為1的位元有1個，而由1轉變為0的位元有1個，總計的位元變化數量為2個。因此，依據最少變化的原則，可選擇反向暫時資料/Tdata，並加上資料反向旗標DFB=1以及優先選擇旗標PSB=0來產生最終資料。

當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為1時，電阻式記憶體透過最少重置位元模式(模式II)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)有1個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)的位元有1個。在進行重置的位元相同的情況下，可進一步比較目前資料Odata與暫時資料Tdata間由1變0的位元數(為5個)以及比較目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間由1變0的位元數(為1個)。因此，可選擇反向暫時資料/Tdata，並加上資料反向旗標DFB=1以及優先選擇旗標PSB=1來產生最終資料。

在圖4D中，目前資料Odata為#F9，寫入資料Udata則為#AA，依據寫入資料Udata產生的暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata分別為#AA以及#55。當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為0時，電阻式記憶體透過最少變化位元模式(模式I)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，由0轉變為1的位元有1個，而由1轉變為0的位元有3個，總計的位元變化數量為4個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，由0轉變為1的位元有1個，而由1轉變為0的位元有3個，總計的位元變化數量為4個。因此，依據最少變化的原則，可任選反向暫時資料/Tdata或暫時資料Tdata，並加上對應的資料反向旗標DFB=1或0以及優先選擇旗標PSB=0來產生最終資料。

當自目前資料Odata讀出的優先選擇旗標PSB為1時，電阻式記憶體透過最少重置位元模式(模式II)將目前資料Odata分別與暫時資料Tdata以及反向暫時資料/Tdata進行逐位的比較，可計算出目前資料Odata與暫時資料Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)有1個。目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間，需進行重置的位元(由0轉變為1)有1個。此外，目前資料Odata與暫時資料Tdata間由1變0的位元數以及目前資料Odata與反向暫時資料/Tdata間由1變0的位元數亦皆為3個。因此，可任選暫時資料Tdata或反向暫時資料/Tdata，並加上對應的資料反向旗標DFB=0或1以及優先選擇旗標PSB=1來產生最終資料。

請參照圖4E至圖4F。如圖2B的實施例所述，選中記憶胞所儲存的目前資料Odata中更包含了特殊資料旗標SF，並包含了步驟S220及快速寫入步驟S240~S241，因此會先判斷寫入資料Udata是否與特殊資料相同。在圖4E的實施例中，特殊資料例如為#00，寫入資料Udata則為#00。此時，由於寫入資料Udata與特殊資料相同，因此目前資料Odata及最終資料Fdata中除特殊資料旗標SF外皆為可忽略(X)，僅需判斷是否需將目前資料中的特殊資料旗標SF改變為第二邏輯值(1)，以表示在讀取目前資料Odata時，可忽略一般資料及資料反向旗標DFB，直接將目前資料Odata讀出為特殊資料(#00)即可。此實施例中，若目前資料Odata中的特殊資料旗標SF為第二邏輯值(1)，則可直接結束資料寫入操作。若目前資料Odata中的特殊資料旗標SF的狀態非第二邏輯值時，則僅需將特殊資料旗標SF更新為第二邏輯值(1)來產生最終資料Fdata即可。

圖4F的實施例與圖4E類似，差別僅在於本實施例中，特殊資料為#FF，而寫入資料Udata亦為#FF。類似地，由於寫入資料Udata與特殊資料相同，因此僅需判斷是否需將目前資料中的特殊資料旗標SF更新為第二邏輯值(1)即可。

請參照圖4G至圖4H。如圖2C的實施例所述，選中記憶胞所儲存的目前資料Odata中更包含了特殊資料旗標SF，並包含了步驟S221~S222與快速寫入步驟S250~S251及S260~S261，因此會先判斷寫入資料Udata是否與第一特殊資料(例如為#00)或第二特殊資料(例如為#FF)相同。

在圖4G的實施例中，寫入資料Udata則為#00。此時，由於寫入資料Udata與第一特殊資料相同，因此目前資料Odata及最終資料Fdata中除特殊資料旗標SF及資料反向旗標DFB外皆為可忽略(X)，僅需判斷是否需將目前資料Odata中的特殊資料旗標SF更新為第二邏輯值(1)，並將資料反向旗標DFB更新為第一邏輯值(0)，以表示在讀取目前資料Odata時，可忽略一般資料直接將目前資料Odata讀出為第一特殊資料即可。此實施例中，若目前資料Odata中的特殊資料旗標SF為第二邏輯值且資料反向旗標DFB為第一邏輯值，則可直接結束資料寫入操作。若目前資料Odata中的特殊資料旗標SF非第二邏輯值或資料反向旗標DFB非為第一邏輯值時，則僅需將特殊資料旗標SF更新為第二邏輯值並將資料反向旗標DFB更新為第一邏輯值來產生最終資料Fdata。

在圖4F的實施例中，寫入資料Udata則為#FF。此時，由於寫入資料Udata與第二特殊資料相同，因此目前資料Odata及最終資料Fdata中除特殊資料旗標SF及資料反向旗標DFB外皆為可忽略(X)，僅需判斷是否需將目前資料Odata中的特殊資料旗標SF更新為第二邏輯值(1)，並將資料反向旗標DFB更新為第二邏輯值(1)即可。

圖5A-5C依據不同實施例說明本發明的資料讀出方法的流程圖。當寫入資料依據圖2A的實施方式寫入至選中記憶胞中後，可依據圖5A的方法進行讀出；當寫入資料依據圖2B的實施方式寫入至選中記憶胞中後，可依據圖5B的方法進行讀出。當寫入資料依據圖2C的實施方式寫入至選中記憶胞中後，可依據圖5C的方法進行讀出。

請參照圖5A，首先，步驟S510接收讀出命令，並接收位址。接著，讀取選中記憶胞中的目前資料Odata(步驟S520)，並判斷其中的資料反向旗標DFB的資料(步驟S540)。其中，當資料反向旗標DFB具有第一邏輯值(0)時，執行步驟S541，相對的，當資料反向旗標DFB具有第二邏輯值(1)時，執行步驟S542。

在步驟S541中，不使目前資料Odata中的一般資料進行反向動作，直接產生讀出資料。相對的，步驟S542中則使目前資料Odata中的一般資料進行反向動作以產生讀出資料。值得一提的是，在目前資料Odata包含錯誤糾正碼的實施例中，在步驟S541及步驟S542產生讀出資料前，可先根據錯誤糾正碼進行ECC運算以產生經除錯的讀出資料。

圖5B的實施方式與圖5A類似，差別在於本實施例中，由於目前資料Odata具有特殊資料旗標SF，因此，本實施方式在步驟S540前更包括判斷目前資料Odata是否為特殊資料的步驟S530-S531。為簡明起見，此處僅說明步驟S530-S531，其餘步驟不再贅述。

請參照圖5B，在步驟S530中，判斷目前資料Odata中的特殊資料旗標SF的資料。其中，當特殊資料旗標SF具有第一邏輯值(0)時，執行步驟S540，相對的，當特殊資料旗標SF具有第二邏輯值(1)時，執行步驟S531。步驟S531中，基於特殊資料旗標SF具有第二邏輯值(1)，因此，可直接使讀出資料等於特殊資料(例如使讀出資料等於十六進位的#FF)，並結束讀出動作。

請參照圖5C，相較於圖5B，當步驟S530判斷出特殊資料旗標SF為第二邏輯值(1)時，更執行步驟S551以針對資料反向旗標DFB進行判斷。在當步驟S551判斷出資料反向旗標DFB為第一邏輯值(0)時，執行步驟S552以使讀出資料等於第一特殊資料(例如十六進位的#FF)，相對的，在當步驟S551判斷出資料反向旗標DFB為第二邏輯值(1)時，執行步驟S553以使讀出資料等於第二特殊資料(例如十六進位的#00)。

以下請參照圖6，圖6繪示本發明一實施例的電阻式記憶體的示意圖。電阻式記憶體600包括記憶胞陣列610、控制器620、資料變更電路630、讀出資料產生器640、資料閂鎖器650、輸入/輸出緩衝器660、設定/重置電壓產生器670、邏輯電路680、位址閂鎖器681、Y解碼器682、X解碼器683以及Y閘控電路611。輸入/輸出緩衝器660用以接收寫入資料Udata或輸出讀出資料RDOUT。輸入/輸出緩衝器660耦接至讀出資料產生器640、控制器620以及資料閂鎖器650。讀出資料產生器640可接收由資料閂鎖器650所讀出的資料，並依據資料反向旗標DFB以決定是否針對所接收的資料進行反向以產生讀出資料RDOUT，讀出資料RDOUT可作為目前資料Odata並被傳送至控制器620。另外，寫入資料Udata可傳送至控制器620。在具有特殊資料旗標SF的實施例中，讀出資料產生器640亦可依據特殊資料旗標決定是否直接以特殊資料作為讀出資料RDOUT。

控制器620中包括優先選擇旗標設定電路621。優先選擇旗標設定電路621用以設定優先選擇旗標PSB的狀態。控制器620另可用以設定資料反向旗標DFB以及特殊資料旗標SF的狀態，並將優先選擇旗標PSB、資料反向旗標DFB以及特殊資料旗標SF的狀態傳送至資料變更電路630。

資料變更電路630可依據優先選擇旗標PSB、資料反向旗標DFB以及特殊資料旗標SF的狀態產生最終資料，並使最終資料透過Y閘控電路611寫入至記憶胞陣列610的選中記憶胞中。

在另一方面，位址閂鎖器681接收位址ADD，並透過Y解碼器682以及X解碼器683針對位址ADD執行解碼動作，以選中記憶胞陣列610中的選中記憶胞以進行存取動作。邏輯電路680接收致能信號EN，並依據致能信號EN致能電阻式記憶體600的內部動作。

在本實施例中，記憶胞可以依據固定數量進行為分組，例如1個位元組(1 Byte)為一組、兩個位元組為一組或一個字元組(1 Word)為一組，沒有特定的限制。並且，各記憶胞分組可對應一個資料反向旗標DFB及一個優先選擇旗標PSB。在其他實施例中，各記憶胞分組可各對應至少一個特殊資料旗標SF。並且，在其他實施例中，各記憶胞分組中的資料，可包括資料糾正碼。

電阻式記憶體600更可包括錯誤糾正(error correction)電路(未繪示)，在具有資料糾正碼的實施例中，可用以計算資料糾正碼或根據所接收的資料糾正碼進行讀出資料的糾正動作。

值得一提的，設定/重置電壓產生器670耦接至控制器620以及位址閂鎖器681。在當控制器620判斷出電阻式記憶體600進行資料寫入動作過程中，當執行重置程序時，設定/重置電壓產生器670可根據優先選擇旗標PSB調整重置電壓以提供具有第一電壓V1或第二電壓V2的重置脈衝信號對電阻式記憶體600執行重置操作。相關的動作細節則在圖10的實施方式中進行細部的陳述。

值得一提的，設定/重置電壓產生器670的重置電壓的調整動作，與控制器620所執行的優先選擇旗標PSB、資料反向旗標DFB以及特殊資料旗標SF的設定動作，及最終寫入資料的產生動作可以同步或分開來執行，沒有一定的限制。

以下請參照圖7，圖7繪示本發明實施例的電阻式記憶體中，執行比較動作的電路的示意圖。比較電路700可設置在控制器中，包括互斥或閘XOR1、反或閘NOR1、NOR2以及反向器IV1、IV2。互斥或閘XOR1及反向器IV1用以執行目前資料中Odata中的一般資料Adata與暫時資料Tdata中的寫入資料Udata及反向暫時資料/Tdata中的反向寫入資料/Udata的逐位比較動作，並產生一般資料Adata與寫入資料Udata及反向寫入資料/Udata間的變化位元數量CC以及反向信號CCB。反或閘NOR2針對寫入資料Udata與一般資料Adata進行反或邏輯運算，反或閘NOR1則針對寫入資料Udata的反向與一般資料Adata進行反或邏輯運算，並分別產生重置位元數量CR及其反向信號CRB。

圖8A-8B繪示本發明不同實施例的資料變更電路的示意圖。請先參照圖8A，資料變更電路630耦接至選擇器AOI，選擇器AOI依據優先選擇旗標PSB以選擇最少變化位元模式信號CLC或最少重置位元模式信號CLR的其中之一以進行輸出。資料變更電路630包括互斥或閘XOR2。互斥或閘XOR2接收寫入資料Udata以及選擇器AOI的輸出信號，並依據選擇器AOI的輸出信號來決定是否針對寫入資料Udata進行互斥或(exclusive or)運算以產生最終資料Fdata。

請再參照圖8B，相較於圖8A的實施例，在目前資料Odata具有特殊資料旗標SF的實施例中，資料變更電路630更具有一電晶體M1。電晶體M1受控於特殊資料旗標SF，當特殊資料旗標SF等於邏輯值1時，電晶體M1被斷開，並不產生最終資料Fdata(即，不會變更目前資料Odata中的一般資料Adata)。相對的，當特殊資料旗標SF等於邏輯0時，電晶體M1被導通，互斥或閘XOR2的輸出可成為最終資料Fdata。

圖9A-9B繪示本發明實施例的讀出資料產生器的示意圖。請先參照圖9A，讀出資料產生器640包括互斥或閘XOR3。互斥或閘XOR3接收來資料閂鎖器650的資料DFL。互斥或閘XOR3另接收資料反向旗標DFB，並依據資料反向旗標DFB以決定是否反向資料DFL以輸出作為讀出資料RDOUT。

請參照圖9B，相較於圖9A的實施例，在目前資料Odata具有特殊資料旗標SF的實施例中，讀出資料產生器640更具有一特殊資料產生電路641。特殊資料產生電路641接收互斥或閘XOR3的輸出信號，並依據特殊資料旗標SF以決定是否依據資料DFL以產生讀出資料RDOUT。以特殊資料為十六進位的#FF為例進行說明，本實施例的特殊資料產生電路641可包括或閘OR1，或閘OR1接收互斥或閘XOR3的輸出信號，並依據特殊資料旗標SF以決定是否依據資料DFL以產生讀出資料RDOUT。在當特殊資料旗標SF等於1時，讀出資料產生器640強制產生等於1的讀出資料RDOUT，相對的，在當特殊資料旗標SF等於0時，讀出資料產生器640產生等於資料DFL的讀出資料RDOUT(當資料反向旗標DFB等於0時)，或產生反向於資料DFL的讀出資料RDOUT(當資料反向旗標DFB等於1時)。特別說明的是，本實施例的電路是以特殊資料為十六進位的#FF為例說明，然本發明不限於此，本領域人員亦可根據不同的特殊資料設計依據特殊資料旗標SF產生特殊資料所需的電路。

請參照圖10，圖10繪示本發明實施例的資料寫入方法的示意圖。在圖10中包括重置流程RSETP以及設定流程SETP。在圖10的流程中，步驟S1001接收寫入命令，並接收寫入位址及寫入資料。在步驟S1002中，自記憶胞陣列中讀出寫入位址的目前資料及一重置電壓調整旗標Flag。在一實施例中，重置電壓調整旗標Flag之初始值被設定為0。在另一實施例中，可使用優先選擇旗標PSB作為該重置電壓調整旗標。

之後，步驟S1003將目前資料與寫入資料進行比對，以決定是否須對寫入位址對應的各記憶胞進行設定操作或重置操作。在一實施例中，步驟S1003亦可將目前資料與寫入資料及反向寫入資料分別進行比對，並根據優先選擇旗標PSB決定是否須對寫入位址對應的各記憶胞進行設定操作或重置操作。

接著，根據比對結果對需要變更為資料1的記憶胞執行重置流程RSETP。首先，步驟S1004先判斷重置電壓調整旗標Flag是否為0，若重置電壓調整旗標Flag為0，則根據一預設電壓值的大小設定重置電壓(步驟S1006)。相對的，若重置電壓調整旗標Flag不為0，則將重置電壓的電壓值大小更新為較低的電壓(步驟S1005)。

之後，在步驟S1007中，根據比對結果對需要變更為資料1的第二部分記憶胞施加重置電壓以執行一次或多次的重置操作並驗證所有被重置的記憶胞是否重置成功。在本實施例中，可驗證被重置的記憶胞的電流Icell是否小於預設臨界值Ivfy1以驗證是否重置成功。步驟S1008中，判斷是否所有被重置的第二部分記憶胞皆通過驗證。當判斷結果為是，則進入設定流程SETP，相對的，當判斷結果為否，則執行步驟S1009，繼續對驗證失敗的記憶胞執行預定的重置程序直到所有第二部分記憶胞皆通過驗證，或直到預定的重置程序結束仍有記憶胞被判定為驗證失敗為止。

當重置流程RSETP結束後，繼續根據比對結果對需要變更為資料0的第一部分記憶胞執行設定流程SETP。在步驟S1010中，根據比對結果對需要變更為資料0的第一部分記憶胞施加設定電壓以執行設定操作並驗證所有被設定的記憶胞是否設定成功。在本實施例中，可驗證被設定的記憶胞的電流Icell是否大於預設臨界值Ivfy2以驗證是否設定成功。在一實施例中，預設臨界值Ivfy2可設定為25μA、30μA、記憶胞35μA或任何合適的值。

接著，步驟S1011判斷是否所有被設定的第一部分記憶胞皆通過驗證。當判斷結果為是，則結束資料寫入流程，相對的，當判斷結果為否，則執行步驟S1012。

在步驟S1012中，對驗證失敗的記憶胞執行一修復操作，並再次驗證所有驗證失敗的記憶胞是否設定成功。詳細而言，可對驗證失敗的記憶胞施加一反向設定電壓(SIRP)以進行該修復操作。在本實施例中，反向設定電壓為與設定電壓相位相反的電壓，且其電壓大小的絕對值約為重置電壓絕對值的1/3~3/4。

接著，步驟S1013判斷是否所有被修復的記憶胞皆通過驗證。當判斷結果為是，則結束資料寫入流程，相對的，當判斷結果為否，則執行步驟S1014。

在步驟S1014中，將重置電壓調整旗標Flag更新為1，並繼續對修復失敗的記憶胞執行預定的設定程序(步驟S1015)直到所有第一部分記憶胞皆通過驗證，或直到預定的設定程序結束仍有記憶胞被判定為驗證失敗為止。

值得一提的是，在本實施例中，是先執行重置流程RSETP後再執行寫入流程SETP，但本發明不限於此，本發明提供的資料寫入方法亦可根據設計需求先執行設定流程SETP後再執行重置流程RSETP。

綜上所述，本發明實施例的電阻式記憶體的資料寫入方法，透過優先選擇旗標以指示寫入資料的寫入方式，並藉此降低寫入資料的寫入過程中，實際被寫入的記憶胞的數量，可降低功耗，並增加記憶胞的循環忍受度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S110~S150:資料寫入步驟

Claims

一種電阻式記憶體的資料寫入方法，包括：接收一寫入資料並產生一反向寫入資料；讀取多個選中記憶胞中的一目前資料；使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較；依據比較結果選擇根據該寫入資料或該反向寫入資料產生一最終資料；以及寫入該最終資料至該些選中記憶胞中，其中，當該寫入資料被選中為該最終資料時，設定一資料反向旗標為一第一邏輯值；其中，當該反向寫入資料被選中為該最終資料時，設定該資料反向旗標為一第二邏輯值。
如申請專利範圍第1項所述的資料寫入方法，包括：當該寫入資料為一第一特殊資料或一第二特殊資料，或當該電阻式記憶體接收一抹除命令時，設定一特殊資料旗標為一第三邏輯值以作為該最終資料。
如申請專利範圍第1項所述的資料寫入方法，包括：當該寫入資料為一第一特殊資料時，設定該資料反向旗標為該第一邏輯值，並設定一特殊資料旗標為一第三邏輯值以作為該最終資料；以及當該寫入資料為一第二特殊資料時，設定該資料反向旗標為該第二邏輯值，並設定該特殊資料旗標為該第三邏輯值以作為該最終資料。
如申請專利範圍第1項所述的資料寫入方法，其中使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較的步驟包括：根據一優先選擇旗標對應的模式使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較。
如申請專利範圍第4項所述的資料寫入方法，其中根據該優先選擇旗標對應的模式使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較的步驟包括：當該優先選擇旗標為一第四邏輯值時，對應選擇一最少變化模式使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較；以及當該優先選擇旗標為一第五邏輯值時，對應選擇一最少重置模式使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較。
如申請專利範圍第4項所述的資料寫入方法，其中寫入該最終資料至該些選中記憶胞中的步驟包括：針對該些選中記憶胞中的至少一第一部分選中記憶胞進行一重置程序，其中該重置程序包括：依據一重置電壓調整旗標設定一重置電壓；以及依據該重置電壓來對該至少一第一部分選中記憶胞進行一重置操作，其中依據該重置電壓調整旗標以設定該重置電壓的步驟包括：當該重置電壓調整旗標為一第六邏輯值時，使該重置電壓等於一預設重置電壓；以及當該重置電壓調整旗標為一第七邏輯值時，使該重置電壓等於一調整重置電壓，其中，該預設重置電壓的電壓絕對值大於該調整重置電壓的電壓絕對值。
如申請專利範圍第5項所述的資料寫入方法，其中寫入該最終資料至該些選中記憶胞中的步驟包括：針對該些選中記憶胞中的至少一第二部分選中記憶胞進行一設定程序。
如申請專利範圍第7項所述的資料寫入方法，其中該設定程序包括：依據一設定電壓來對該至少一第二部分選中記憶胞進行一設定操作；以及當該設定操作失敗時，依據一反向設定電壓來對失敗的該至少一第二部分選中記憶胞執行一修復操作，其中該設定電壓的絕對值大於該反向設定電壓的絕對值。
如申請專利範圍第8項所述的資料寫入方法，其中該設定程序更包括：對執行該修復操作的該至少一第二部分選中記憶胞進行驗證以取得一驗證結果；以及依據該驗證結果以更新該優先選擇旗標。
如申請專利範圍第9項所述的資料寫入方法，當該驗證結果為通過時，設定該優先選擇旗標為該第四邏輯值；當該驗證結果為失敗時，設定該優先選擇旗標為該第五邏輯值。
如申請專利範圍第2項所述的資料寫入方法，包括：當該特殊資料旗標為該第三邏輯值時，令對應的一讀出資料為該第一特殊資料。
如申請專利範圍第3項所述的資料寫入方法，包括：當該特殊資料旗標為該第三邏輯值且該資料反向旗標為該第一邏輯值時，令對應的一讀出資料為該第一特殊資料；以及當該特殊資料旗標為該第三邏輯值且該資料反向旗標為該第二邏輯值時，令對應的該讀出資料為該第二特殊資料。
一種電阻式記憶體，包括：一記憶胞陣列；一控制器，耦接該記憶胞陣列，用以：接收一寫入資料並產生一反向寫入資料；讀取多個選中記憶胞中的一目前資料；使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較以選擇根據該寫入資料或該反向寫入資料產生一最終資料；以及一資料變更電路，耦接至該控制器以及該記憶胞陣列，該資料變更電路用以變更該寫入資料為該最終資料，並使該最終資料寫入至該些選中電阻式記憶胞，其中該控制器用以：當該寫入資料被選中為該最終資料時，設定一資料反向旗標為一第一邏輯值；以及當該反向寫入資料被選中為該最終資料時，設定該資料反向旗標為一第二邏輯值。
如申請專利範圍第13項所述的電阻式記憶體，其中該控制器用以：根據一優先選擇旗標對應的模式使該目前資料與該寫入資料及該反向寫入資料進行比較。
如申請專利範圍第14項所述的電阻式記憶體，其中該控制器包括一優先選擇旗標設定電路，用以設定該優先選擇旗標為一第三邏輯值或一第四邏輯值。
如申請專利範圍第15項所述的電阻式記憶體，其中該控制器更用以：依據該最終資料來選出該些選中記憶胞中的至少一第一部分選中記憶胞進行一重置程序，其中執行該重置程序時，該控制器更用以：依據一重置電壓調整旗標設定一重置電壓；以及依據該重置電壓來針對該至少一第一部分選中記憶胞進行一重置操作，該電阻式記憶體更包括：一設定/重置電壓產生器，耦接該控制器，用以提供該重置脈衝電壓，當該重置電壓調整旗標為一第五邏輯值時，該設定/重置電壓產生器使該重置電壓等於一預設重置電壓；以及當該重置電壓調整旗標為一第六邏輯值時，該設定/重置電壓產生器使該重置電壓等於一調整重置電壓，其中，該預設重置電壓的電壓絕對值大於該調整重置電壓的電壓絕對值。
如申請專利範圍第15項所述的電阻式記憶體，其中該控制器用以：依據該最終資料來針對該些選中記憶胞中的至少一第二部分選中記憶胞進行一設定程序。
如申請專利範圍第17項所述的電阻式記憶體，其中執行該設定程序時，該控制器用以：依據一設定電壓來對該至少一第二部分選中記憶胞執行一設定操作；以及在該設定操作失敗時，依據一反向設定電壓來對失敗的該至少一第二部分選中記憶胞執行一修復操作，其中該設定電壓的絕對值大於該反向設定電壓的絕對值。
如申請專利範圍第18項所述的電阻式記憶體，其中該控制器用以：對執行該修復操作的該至少一第二部分選中記憶胞進行驗證以取得一驗證結果；以及依據該驗證結果以更新該優先選擇旗標。
如申請專利範圍第19項所述的電阻式記憶體，其中當該驗證結果為通過時，該控制器設定該優先選擇旗標為該第三邏輯值，當該當該驗證結果為失敗時，該控制器設定該優先選擇旗標為該第四邏輯值。
如申請專利範圍第13項所述的電阻式記憶體，更包括：一資料閂鎖器，耦接該記憶胞陣列以及該資料變更電路，用以閂鎖該寫入資料及該目前資料；以及一讀出資料產生器，依據該資料反向旗標以針對該目前資料進行反向動作以產生一讀出資料。
如申請專利範圍第13項所述的電阻式記憶體，其中該控制器更用以：當該寫入資料為一特殊資料或當該電阻式記憶體接收一抹除命令時，設定一特殊資料旗標為一第七邏輯值以作為該最終資料。
如申請專利範圍第22項所述的電阻式記憶體，其中該控制器更用以：當判斷該特殊資料旗標為該第七邏輯值時，令讀出資料為該第一特殊資料。
如申請專利範圍第13項所述的電阻式記憶體，其中該控制器更用以：當該寫入資料為一第一特殊資料時，設定一特殊資料旗標為一第七邏輯值，並設定該資料反向旗標為該第一邏輯值以作為該最終資料；當該寫入資料為一第二特殊資料時，設定該特殊資料旗標為該第七邏輯值，並設定該資料反向旗標為該第二邏輯值以作為該最終資料。
如申請專利範圍第24項所述的電阻式記憶體，其中該控制器更用以：當判斷該特殊資料旗標為該第七邏輯值且該資料反向旗標為該第一邏輯值時，令讀出資料為該第一特殊資料；以及當判斷該特殊資料旗標為該第七邏輯值且該資料反向旗標為該第二邏輯值時，令該讀出資料為該第二特殊資料。