專(zhuān)利名稱(chēng)：每單元使用多個(gè)狀態(tài)位以處理寫(xiě)操作期間的電源故障的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，特別是多電平單元存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
多電平單元存儲(chǔ)器由多電平單元組成，每個(gè)單元都可以存儲(chǔ)多個(gè)電荷狀態(tài)或電平。每個(gè)電荷狀態(tài)與存儲(chǔ)元件位模式相關(guān)。
快速電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)存儲(chǔ)單元和其它類(lèi)型的存儲(chǔ)單元可用于存儲(chǔ)多個(gè)閾值電平(VT)。例如，在每單元能夠存儲(chǔ)兩個(gè)數(shù)據(jù)位的存儲(chǔ)單元中，使用了四個(gè)閾值電平(VT)。對(duì)于每個(gè)閾值電平為這些位賦值。
在一個(gè)實(shí)施例中，多電平單元可以存儲(chǔ)四個(gè)電荷狀態(tài)。電平三保持高于電平二的電荷量，電平二保持高于電平一的電荷量，電平一保持高于電平零的電荷量。參考電壓可以區(qū)分多個(gè)電荷狀態(tài)。例如，第一參考電壓可以區(qū)分電平三和電平二，第二參考電壓可以將電平二從電平一中區(qū)分開(kāi)來(lái)，第三參考電壓可以將電平一從電平零中區(qū)分開(kāi)來(lái)。
多電平單元存儲(chǔ)器可以基于電荷狀態(tài)的數(shù)量來(lái)存儲(chǔ)一位以上的數(shù)據(jù)。例如，能夠存儲(chǔ)四個(gè)電荷狀態(tài)的多電平單元存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)兩位數(shù)據(jù)，能夠存儲(chǔ)八個(gè)電荷狀態(tài)的多電平單元存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)三位數(shù)據(jù)，能夠存儲(chǔ)十六個(gè)電平狀態(tài)的多電平單元存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)四位數(shù)據(jù)。對(duì)于每個(gè)N位多電平單元存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，各存儲(chǔ)元件位模式與各個(gè)不同的電荷狀態(tài)相關(guān)。
然而，可存儲(chǔ)在多電平單元中的電荷狀態(tài)的數(shù)量并不限于二的冪。例如，三個(gè)電荷狀態(tài)的多電平單元存儲(chǔ)器存儲(chǔ)1.5位數(shù)據(jù)。當(dāng)該多電平單元與附加的解碼邏輯電路組合，并耦合到第二個(gè)類(lèi)似的多電平單元時(shí)，兩個(gè)單元組合的輸出為三位數(shù)據(jù)。各種其它多電平組合也是可能的。
在每個(gè)單元存儲(chǔ)器的單個(gè)位中，單個(gè)位可以用作狀態(tài)位，以確定編程或?qū)懖僮鞅浑娫垂收纤袛鄷r(shí)是否已對(duì)單元進(jìn)行編程。采用多電平單元存儲(chǔ)器，由于具有更多的單元電平，因此在對(duì)單元進(jìn)行編程時(shí)，可以進(jìn)行更多轉(zhuǎn)換。結(jié)果，如果發(fā)生了電源故障，則單個(gè)位的狀態(tài)位將是沒(méi)有意義的。
因此，需要一種在發(fā)生與多電平存儲(chǔ)寫(xiě)操作相關(guān)的電源故障時(shí)能夠提供狀態(tài)信息的系統(tǒng)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多電平存儲(chǔ)單元的示意圖；圖2是用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的軟件的流程圖；圖3是用于本發(fā)明的另一實(shí)施例的軟件的流程圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多電平存儲(chǔ)器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，多電平單元存儲(chǔ)器的一個(gè)實(shí)施方式可以包括兩個(gè)狀態(tài)位，包括一個(gè)為最高有效位(MSB)的狀態(tài)位和另一個(gè)為最低有效位的狀態(tài)位(LSB)。因此，當(dāng)從擦除狀態(tài)向編程狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變時(shí)(其中，在擦除狀態(tài)下兩個(gè)狀態(tài)位都為一，在編程狀態(tài)下兩個(gè)狀態(tài)位都為零)，存儲(chǔ)器從電平零經(jīng)過(guò)電平一和電平二轉(zhuǎn)變到電平三，其中，在電平一狀態(tài)下，最高有效位為一，最低有效位為零，在電平二狀態(tài)下，最高有效位為零，最低有效位為一。
借助于與每個(gè)單元存儲(chǔ)器中單個(gè)位相關(guān)的狀態(tài)位，可以禁止一個(gè)位從零到一的轉(zhuǎn)變。為了與單個(gè)位狀態(tài)指示系統(tǒng)兼容，也可以在多位方案中取消從零到一的轉(zhuǎn)變。由此，例如，可以不對(duì)圖1中所示的閃存單元編程，以使?fàn)顟B(tài)位例如從“1，0”向“0，1”轉(zhuǎn)變。在使單元處于錯(cuò)誤狀態(tài)的電力損失的情況下，如果允許狀態(tài)位從零轉(zhuǎn)變?yōu)橐?，則不能確定正確的狀態(tài)。這意味著需要提供多位電力損失恢復(fù)系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)單個(gè)多電平存儲(chǔ)單元中存在一個(gè)以上狀態(tài)的事實(shí)。這樣，該系統(tǒng)可以避免在包含狀態(tài)位由零變?yōu)橐坏霓D(zhuǎn)變過(guò)程中發(fā)生電力損失的可能性，狀態(tài)位由零變?yōu)橐坏霓D(zhuǎn)變有可能使單元處于不確定狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，有時(shí)讀取“1，0”狀態(tài)位，有時(shí)讀取“0，1”狀態(tài)位。
在圖1所示類(lèi)型的器件中，每單元具有兩個(gè)位，單個(gè)存儲(chǔ)單元具有四個(gè)可能的狀態(tài)位狀態(tài)11，10，01和00。這些狀態(tài)可以被定義為如果在編程或?qū)懖僮鬟^(guò)程中有電力損失則總有可能恢復(fù)到下一狀態(tài)。為了確保電力損失的情況下的數(shù)據(jù)完整性，每單元器件的兩個(gè)位中的每個(gè)單元都表現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)。這會(huì)使更少的單元在不確定狀態(tài)下結(jié)束。
由此，單元可以從電平零轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖揭唬粡碾娖揭晦D(zhuǎn)變?yōu)殡娖饺?；同樣，從電平二轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖饺?。然而，在一個(gè)實(shí)施例中不允許其它的轉(zhuǎn)變。在每單元系統(tǒng)的兩個(gè)位中，任何其它的轉(zhuǎn)變都將包含從零位向一位的轉(zhuǎn)變。
參考圖2，一旦對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行初始化，軟件10將確定存儲(chǔ)單元是否具有狀態(tài)位，該狀態(tài)位對(duì)每單元實(shí)施例兩個(gè)位中的最高有效位和最低有效位都具有值一。當(dāng)然，也可以采用狀態(tài)位多于兩個(gè)的其它實(shí)施方式。
如果電源故障之后的兩個(gè)狀態(tài)位都為一，則假定未執(zhí)行編程操作。在這種情況下，所述位保持“1”狀態(tài)位，如方框14所示。
相反，如果在菱形框12中確定兩個(gè)位都不是一，則兩個(gè)位都設(shè)為零，且假定已經(jīng)進(jìn)行了寫(xiě)操作。這樣，在一個(gè)實(shí)施方式中，狀態(tài)位轉(zhuǎn)變總是發(fā)生從一向零的轉(zhuǎn)變，而從不發(fā)生從零向一的轉(zhuǎn)變。
參考圖3，軟件20確認(rèn)正常讀取操作過(guò)程中或換句話(huà)說(shuō)初始化存儲(chǔ)單元之后的狀態(tài)。如果已經(jīng)發(fā)生了讀取操作，則在菱形框24的檢驗(yàn)將確定狀態(tài)位的最高有效位是否為1。如果是這樣的話(huà)，則假定未執(zhí)行寫(xiě)操作，如方框26所示。否則，假定已經(jīng)執(zhí)行了寫(xiě)操作，如方框28所示。
最后，參考圖4，多單元存儲(chǔ)器30可以包括處理器34，該處理器經(jīng)過(guò)總線32與元件36耦合。元件36可以包括存儲(chǔ)單元陣列38、接口控制器40和寫(xiě)狀態(tài)機(jī)42。寫(xiě)狀態(tài)機(jī)42負(fù)責(zé)對(duì)存儲(chǔ)陣列38進(jìn)行寫(xiě)入。接口控制器40控制存儲(chǔ)陣列38的讀取操作。在一個(gè)實(shí)施例中，接口控制器40可以存儲(chǔ)程序10和20。
本發(fā)明說(shuō)明了使用軟件控制的實(shí)施方式。當(dāng)然，也可以采用硬連線的實(shí)施方式。另外，雖然就僅采用兩個(gè)狀態(tài)位而對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明還適用于一個(gè)以上的任意數(shù)量的狀態(tài)位和具有任意電平數(shù)量的多電平存儲(chǔ)單元。
雖然已經(jīng)關(guān)于限定數(shù)量的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是還可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)和改變，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。附加的權(quán)利要求趨于覆蓋落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這些改進(jìn)和改變。
權(quán)利要求
1.一種提供多電平存儲(chǔ)器的方法，包括為多電平存儲(chǔ)器的每個(gè)單元提供至少兩個(gè)狀態(tài)位；和使用所述狀態(tài)位確定電力損失之后所述單元的編程狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括避免狀態(tài)位從零轉(zhuǎn)變?yōu)橐弧?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括確定初始化時(shí)至少兩個(gè)狀態(tài)位是否都為一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，如果狀態(tài)位都為一，則指示未執(zhí)行編程操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括，如果狀態(tài)位都不為一，則將兩個(gè)位都設(shè)為零。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括，如果發(fā)生了讀取操作，則確定最高有效狀態(tài)位是否等于一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，如果最高有效狀態(tài)位為一，則指示未執(zhí)行寫(xiě)操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，如果最高有效位不等于一，則指示已經(jīng)執(zhí)行了寫(xiě)操作。
9.一種制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)執(zhí)行下述操作為多電平存儲(chǔ)器的每個(gè)單元提供至少兩個(gè)狀態(tài)位；和使用所述狀態(tài)位確定電力損失之后所述單元的編程狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)避免狀態(tài)位從零轉(zhuǎn)變?yōu)橐弧?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)確定初始化時(shí)至少兩個(gè)狀態(tài)位是否都為一。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)在狀態(tài)位都為一的情況下指示未執(zhí)行編程操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)在狀態(tài)位都不為一的情況下將兩個(gè)位都設(shè)為零。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)在讀取操作期間確定最高有效狀態(tài)位是否等于一。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)在最高有效狀態(tài)位為一的情況下指示未執(zhí)行寫(xiě)操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，包括存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，該指令可以使基于處理器的系統(tǒng)在最高有效位不等于一的情況下指示已經(jīng)執(zhí)行了寫(xiě)操作。
17.一種多電平存儲(chǔ)器，包括具有至少兩個(gè)狀態(tài)位的單元；和使用所述狀態(tài)位確定電力損失之后所述單元的編程狀態(tài)的接口。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器，其中，所述接口避免狀態(tài)位從零轉(zhuǎn)變?yōu)橐弧?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器，其中，所述接口確定初始化時(shí)至少兩個(gè)狀態(tài)位是否都為一。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)器，其中，如果狀態(tài)位都為一，則所述接口指示未執(zhí)行編程操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)器，其中，如果初始化之后狀態(tài)位都不為一，則所述接口將兩個(gè)位都設(shè)為零。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器，其中，所述接口在讀取操作過(guò)程中確定最高有效狀態(tài)位是否等于一。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的存儲(chǔ)器，其中，如果最高有效狀態(tài)位為一，則接口指示未執(zhí)行寫(xiě)操作。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器，其中，如果最高有效位不等于一，則接口指示已經(jīng)執(zhí)行了寫(xiě)操作。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器，其中，所述接口為狀態(tài)機(jī)。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器，其中，所述存儲(chǔ)器為閃速存儲(chǔ)器。
全文摘要
一種多電平單元存儲(chǔ)器(30)可以包括至少兩個(gè)狀態(tài)位，可以通過(guò)檢驗(yàn)該狀態(tài)位確定電力損失發(fā)生之后是否成功執(zhí)行了寫(xiě)操作。
文檔編號(hào)G11C16/20GK1633694SQ03803975
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月15日
發(fā)明者S·斯里尼瓦桑, D·S·德雷斯勒, J·C·魯?shù)吕? R·E·法肯塔爾 申請(qǐng)人:英特爾公司