存儲器裝置及相應的寫入方法制造方法及圖紙

本發明專利技術為一種用于實現動態裝置修復的存儲裝置及相應的寫入方法，存儲裝置包括一存儲陣列、一冗余陣列(redundancy?array)以及一冗余映像存儲器(redundancy?mapping?store)。存儲陣列包括多個存儲單元，冗余陣列包括多個冗余單元。存儲裝置亦包括一電路，用以響應分別的命令以執行一寫入操作和一讀取操作，采用動態冗余修復方法以冗余陣列中的冗余單元取代存儲陣列中暫時缺陷單元。

Memory device and corresponding write method

The invention relates to a storage device for realizing dynamic device repair and write the corresponding method of memory device includes a memory array, a redundant array (redundancy array) and a redundant memory map (redundancy mapping store). The memory array includes a plurality of memory cells, and the redundant array includes a plurality of redundant units. The storage device also comprises a circuit, in response to the command respectively to perform a write operation and a read operation, using dynamic redundancy repair method to replace the temporary defect unit in storage array to redundant units in redundant arrays.

【技術實現步驟摘要】
存儲器裝置及相應的寫入方法
本專利技術是有關于具有可取代缺陷非易失性(non-volatile)存儲單元的冗余單元(redundancycells)的存儲裝置，且特別是有關于一種采用動態冗余修復技術的存儲器裝置及相應的寫入方法。
技術介紹
錯誤更正碼(ErrorCorrectionCode，ECC)技術普遍地使用于存儲系統的讀取操作，以檢測數據中的錯誤以及更正錯誤。為了達到錯誤檢測及更正，一般的概念是在一信息中增加一些額外的數據，而接收器(receiver)可用以檢查送出的數據的一致性，并復原被認為損壞的數據。ECC技術用來增加更正的位至一群數據位以檢測和/或更正錯誤。這些技術需要一額外的狀態位(statusbit)(也稱作極性位(polaritybit)或翻轉位(flipbit))以指示是否該數據是正確。如果這個狀態位中發生錯誤，則對應此狀態位的數據位亦會是錯誤。舉例而言，當采用ECC技術消除因相變化存儲器的有限寫入耐久度性所造成的錯誤的影響時，這會變得特別關鍵。因此，相比于發生數據位的錯誤，發生在狀態位的錯誤是更加嚴重的，這會使得在狀態位的阻值水平漂移時、采用ECC技術從相變化存儲器讀取數據具有挑戰性。因此，如何提供一種在讀取操作中可以不需要ECC技術而適于相變化存儲器的修復技術，乃目前業界所致力的課題之一。
技術實現思路
本文所揭露的用于實現動態裝置修復的存儲裝置包括一存儲陣列、一冗余陣列(redundancyarray)以及一冗余映像存儲器(redundancymappingstore)。此存儲裝置包括一電路，耦接至冗余陣列和存儲陣列，此電路響應分別的命令以執行一寫入操作和一讀取操作。對應此寫入操作，此電路是寫入一數據值，此數據值在存儲陣列中具有一選定地址，且不論冗余映像存儲器中對于此選定地址是否具有一有效條目；對存儲陣列中具有此選定地址的一存儲單元采取一寫入/驗證周期；以及若選定的存儲單元未通過驗證，接著此電路寫入此數據值至冗余陣列中的一冗余單元，及更新、改變或寫入一條目至冗余映像存儲器以映像此選定地址至此冗余單元。在讀取操作中，此電路從存儲陣列讀取具有一選定地址的數據值，若冗余映像存儲器中對于此選定地址不具有一有效條目。若冗余映像存儲器中對于此選定地址具有一有效條目，此電路從冗余陣列讀取一數據值。本文所述的技術也包括一種寫入和讀取一存儲裝置的動態冗余修復方法，此方法包括：寫入一數據值，此數據值在存儲陣列中具有一選定地址，且不論冗余映像存儲器中對于此選定地址是否具有一有效條目；若選定的存儲單元未通過驗證，接著寫入此數據值至冗余陣列中的一冗余單元，及更新、改變或寫入一條目至冗余映像存儲器以映像此選定地址至此冗余單元；以及若冗余映像存儲器中對于此選定地址不具有一有效條目，讀取具有此選定地址的數據值，或若冗余映像存儲器中對于此選定地址具有一有效條目，從冗余陣列讀取一數據值。為了對本專利技術的上述及其他方面有更好的了解，下文特舉優選實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下：附圖說明圖1為依據本專利技術的一實施例的存儲裝置的方塊圖。圖2為依據本專利技術的另一實施例的存儲裝置的方塊圖。圖3為一相變化存儲陣列的多晶排列的設置狀態(crystallinesetstate)的阻值和設置速度(setspeed)的Shmoo圖(Shmooplot)。圖4為一存儲器的寫入操作的流程圖。圖5為一存儲器的讀取操作的流程圖。圖6為一相變化存儲單元的剖面圖。圖7為另一相變化存儲單元的設計的剖面圖。圖8為另一相變化存儲單元的設計的剖面圖。圖9為一金屬氧化物存儲單元的剖面圖。【符號說明】130：冗余映射存儲器140：頁緩沖器150：地址譯碼器151：存儲地址譯碼器152：冗余地址譯碼器153：第二冗余地址譯碼器160：陣列161：存儲陣列162：冗余陣列163：第二冗余陣列169：控制器174、1010、1020、1030、1040、1050、1110、1120、1130、1140、1150：方塊175：存儲裝置300、370、400、900：存儲單元302、372、402、959：存儲元件304、382、414：主動區306、374、404：第一電極308、958：介電層310、376、406：第二電極312、384、412：寬度378、380、480：頂表面410：底表面952：襯底層954：底電極956：導電元件960：金屬氧化物層962：頂電極964：金屬氧化物環1000：寫入操作具體實施方式以下參照附圖對本專利技術的多個實施例提供詳細說明。應了解的是，本專利技術并非被限制于特定的揭露的結構實施例與方法，本專利技術可經由使用其他特征、元件、方法與實施例加以實行。本專利技術雖然通過優選的實施例來說明，但并不會限縮欲保護的范圍，本專利技術的保護范圍應視權利要求而定。本領域普通技術人員于參考本
技術實現思路
后，應可了解其他可能的等同實施方式。不同實施例中的相似元件通常以相似的元件符號表示。圖1為依據一實施例的存儲裝置175的簡化方塊圖。本實施中，存儲裝置175包括一陣列160，陣列包括具有多個存儲單元的一存儲陣列161和具有多個冗余單元的一冗余陣列(RED)162。存儲單元和冗余單元可以是非易失性與非門(NAND)快閃存儲單元，或非門(NOR)快閃存儲單元或基于其他非易失性存儲器技術的存儲單元。為了修復存儲陣列161中的缺陷位置(defectivelocation)并為缺陷位置提供冗余(redundancy)，冗余陣列162用于為存儲陣列161中的缺陷位置而存儲數據。存儲陣列161中的缺陷位置被冗余單元所取代，存儲陣列161中的缺陷位置的地址映像至冗余陣列162中的一冗余單元。缺陷位置可以是永久的或暫時的。永久的缺陷存儲單元可能起因于結構缺陷，例如是單元、或線之間的不良接觸、電極、存儲元件、存取裝置、和上述的結合的不規則形狀，且這些單元可以在存儲裝置175的工藝中被檢查及辨別。暫時的缺陷存儲單元可能起因于未完成的設置/重置操作，而這些單元可以在檢查時通過驗證，因此不會在存儲裝置175的工藝中被辨別。本文所述的「硬件錯誤位(hardfailbits)」是指永久的缺陷存儲單元，而「軟件錯誤位(softfailbits)」是指暫時的缺陷存儲單元。存儲陣列161中的硬件錯誤位和軟件錯誤位可以被冗余陣列162中的冗余單元所取代。地址譯碼器150耦接至陣列160并包括存儲地址譯碼器(X/YDEC)151及冗余地址譯碼器(RX/YDEC)152，用以譯碼送至陣列160中的地址和選定對應單元。地址可以被送至或在存儲裝置175中產生再送至地址譯碼器150。地址譯碼器150亦耦接至冗余映像存儲器130，其具有多個條目以映像存儲單元(硬件錯誤位和軟件錯誤位)的地址至冗余單元的地址，并且可以執行地址查閱功能(addresslookupfunction)。冗余映射存儲器130采用致能-失能邏輯而從存儲陣列161讀取數據，當冗余映像存儲器130中不具有有效條目時，致能地址存儲譯碼器151并失能冗余地址譯碼器152。不具有有效條目表示沒有條目或標記一條目為無效。另一方面，當冗余映射存儲器130中具有一有效條目，則經由失能地址存儲譯碼器151并致能冗余地址譯碼器15本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種存儲裝置，其特征在于，包括：一存儲陣列，具有多個存儲單元；一冗余陣列(redundancy?array)，具有多個冗余單元(redundancy?cell)；一冗余映射存儲器(redundancy?mapping?store)，具有多個條目，以映像該存儲陣列中的該些存儲單元的地址至該些冗余單元的地址；以及一電路，耦接至該冗余陣列和該存儲陣列，該電路響應一寫入命令以執行一寫入操作，該寫入操作是寫入一數據值，該數據值在該存儲陣列中具有一選定地址，且不論該冗余映像存儲器中對于該選定地址是否具有一有效條目；對該存儲陣列中具有該選定地址的一存儲單元采取一寫入/驗證周期；以及若選定的該存儲單元未通過驗證，接著寫入該數據值至該冗余陣列中的一冗余單元，及改變或寫入一條目至該冗余映像存儲器以映像該選定地址至該冗余單元。

【技術特征摘要】
2015.11.17 US 14/943,3661.一種存儲裝置，其特征在于，包括：一存儲陣列，具有多個存儲單元；一冗余陣列(redundancyarray)，具有多個冗余單元(redundancycell)；一冗余映射存儲器(redundancymappingstore)，具有多個條目，以映像該存儲陣列中的該些存儲單元的地址至該些冗余單元的地址；以及一電路，耦接至該冗余陣列和該存儲陣列，該電路響應一寫入命令以執行一寫入操作，該寫入操作是寫入一數據值，該數據值在該存儲陣列中具有一選定地址，且不論該冗余映像存儲器中對于該選定地址是否具有一有效條目；對該存儲陣列中具有該選定地址的一存儲單元采取一寫入/驗證周期；以及若選定的該存儲單元未通過驗證，接著寫入該數據值至該冗余陣列中的一冗余單元，及改變或寫入一條目至該冗余映像存儲器以映像該選定地址至該冗余單元。2.根據權利要求1所述的存儲裝置，其中在該寫入操作中，若選定的該存儲單元通過驗證，接著對于該選定地址移除該冗余映像存儲器中的一條目或標記該冗余映像存儲器中的一條目為無效。3.根據權利要求1所述的存儲裝置，其中在對該存儲陣列中的該選定地址的一后續寫入操作中，對該存儲陣列中具有該選定地址的一存儲單元采取一寫入/驗證周期，以及若選定的該存儲單元通過驗證，接著對于該選定地址移除該冗余映像存儲器中的一條目或標記該冗余映像存儲器中的一條目為無效。4.根據權利要求2所述的存儲裝置，其中映像至該選定地址的該冗余單元可用于對于一不同地址存儲另一數據值。5.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于，還包括：一存儲地址譯碼器和一冗余地址譯碼器，分別耦接至該存儲陣列和該冗余陣列。6.根據權利要求1所述的存儲裝置，其中該冗余映像存儲器耦接至該存儲地址譯碼器和該冗余地址譯碼器。7.根據權利要求1所述的存儲裝置，其中一第二寫入操作包括寫入一第二數據值，該第二數據值在該存儲陣列中具有該選定地址，且不論該冗余映像存儲器中對于該選定地址是否具有一有效條目；對該存儲陣列中具有該選定地址的該存儲單元采取一寫入/驗證周期；以及若選定的該存儲單元未通過驗證，接著寫入該第二數據值至一冗余單元，該冗余單元為相同或不同于存儲該數據值的該冗余單元。8.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于，還包括一第二映射存儲器，具有多個條目以映像該存儲陣列中的多個硬件錯誤位(hardfailbits)的地址至一第二冗余陣列中的多個冗余單元的地址。9.根據權利要求8所述的存儲裝置，其中該冗余陣列中的該些冗余單元可用來取代該存儲陣列中的多個軟件錯誤位(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍翔瀾，
申請(專利權)人：旺宏電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣,71