專利名稱：通過多次讀取減小在非易失性存儲(chǔ)器中的噪聲影響的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器件，特別涉及用于減少當(dāng)讀取它們的信息內(nèi)容時(shí)的噪聲的方法。
背景技術(shù)：
在例如EEPROM這樣的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，每個(gè)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量被增加以增加存儲(chǔ)密度。與此同時(shí)，這種器件的工作電壓被降低以減小功耗。這導(dǎo)致在較小的電壓或電流值范圍內(nèi)存儲(chǔ)更多的狀態(tài)。隨著數(shù)據(jù)狀態(tài)之間的電壓或電流差距的減小，噪聲效果在這些單元的讀取中變得更加顯著。例如，對(duì)于在一個(gè)二進(jìn)制存儲(chǔ)的5伏EEPROM單元中可接受的閾值變化，在工作于3伏的每個(gè)單元具有4個(gè)或多個(gè)可存儲(chǔ)數(shù)位的器件中是不可接受的。在非易失性存儲(chǔ)器中，噪聲的一些后果以及用于處理該噪聲的一些方法在美國專利No.6044019中描述，其內(nèi)容被包含于此以供參考。
噪聲行為的一個(gè)例子如圖1A中所示，該圖選自該美國專利No.6044019。該圖示出響應(yīng)特定一組偏置條件通過存儲(chǔ)單元的電流的變化。由于在存儲(chǔ)單元的接口電路中的各種噪聲的影響，電流波動(dòng)量為ΔI，該噪聲將開始產(chǎn)生錯(cuò)誤的讀取數(shù)值。盡管噪聲的后果可以通過積分讀出技術(shù)而減輕，例如在美國專利No.6044019中所述，或者用糾錯(cuò)碼(ECC)或者其它等價(jià)的錯(cuò)誤管理而處理，例如在美國專利No.5418752中所述，其內(nèi)容被包含于此以供參考，存儲(chǔ)器可以受益于其它方法，以減小在存儲(chǔ)器操作時(shí)噪聲的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供進(jìn)一步減小在非易失性存儲(chǔ)器中的噪聲的影響的方法，從而使得該系統(tǒng)在電路中的每個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)更多的狀態(tài)，在該電路中，噪聲和瞬變狀態(tài)是一個(gè)重要的因素。通過讀出表示它們的狀態(tài)的一個(gè)參數(shù)而多次讀取該存儲(chǔ)單元。該結(jié)果被對(duì)于每個(gè)存儲(chǔ)單元而累積和平均，以減小在該電路中的噪聲以及對(duì)讀取的質(zhì)量可能具有不利影響的其它瞬變狀態(tài)的影響。
本發(fā)明的方法可以通過幾種技術(shù)而實(shí)現(xiàn)。在第一組實(shí)施例中，對(duì)每次迭代執(zhí)行從存儲(chǔ)器件到控制器件的數(shù)據(jù)完全讀取和傳輸，由控制器執(zhí)行平均。在第二組實(shí)施例中，對(duì)每個(gè)斷點(diǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)的完全讀取，但是在存儲(chǔ)器件中執(zhí)行平均，并且直到發(fā)送最終結(jié)果為止不把數(shù)據(jù)傳送到控制器。第三組實(shí)施例執(zhí)行一次完全讀取，隨后通過利用已經(jīng)建立的狀態(tài)信息而進(jìn)行多次較快的重新讀取，以避免完全讀取，利用一些智能算法來指示該存儲(chǔ)元件被讀出的狀態(tài)。該技術(shù)可以被用作為正常操作模式，或者根據(jù)系統(tǒng)特性在例外條件下被調(diào)用。
在編程的確認(rèn)階段過程中可以采用類似形式的信號(hào)平均。該技術(shù)的一個(gè)示例實(shí)施例可以使用一種峰值檢測(cè)方案。在這種情況中，在確定存儲(chǔ)單元是否已經(jīng)到達(dá)最終狀態(tài)之前在該目標(biāo)狀態(tài)執(zhí)行幾個(gè)確認(rèn)檢查。如果確認(rèn)的一些預(yù)定部分失敗，則該存儲(chǔ)單元接受額外的編程。
本發(fā)明的其它方法、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)被包含在下文的具體代表實(shí)施例的描述中，其描述應(yīng)當(dāng)與附圖相結(jié)合。


圖1A-1C示出在存儲(chǔ)單元中的噪聲響應(yīng)的例子。
圖2示出噪聲對(duì)編程和確認(rèn)操作的影響。
圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的操作的方框圖。
圖4A和4B為本發(fā)明一些方面的電路實(shí)施例的方框圖。
圖5為一個(gè)示例實(shí)施例的對(duì)分搜索應(yīng)用的示意圖。
具體實(shí)施例方式
通過減小包含存儲(chǔ)單元的各個(gè)部件的實(shí)際尺寸以及通過增加可在單個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量而增加非易失存儲(chǔ)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。例如，在都轉(zhuǎn)讓給SanDisk公司的被包含于此以供參考的美國專利No.5712180和6103573以及在2000年2月17日遞交的美國專利申請(qǐng)No.09/505,555和在2000年9月22日遞交的美國專利申請(qǐng)No.09/667,344中所述的器件可以在每個(gè)物理浮置柵極存儲(chǔ)晶體管中存儲(chǔ)4個(gè)或更多的邏輯數(shù)位。在4個(gè)邏輯數(shù)位的情況下，該存儲(chǔ)將需要每個(gè)浮置柵極能夠被編碼在16個(gè)可能的存儲(chǔ)器狀態(tài)之一中。每個(gè)存儲(chǔ)器狀態(tài)對(duì)應(yīng)于在浮置柵極上存儲(chǔ)電荷的一個(gè)唯一的數(shù)值，或者更加精確地說是一個(gè)窄范圍的數(shù)值，該數(shù)值與相鄰狀態(tài)的電荷存儲(chǔ)數(shù)值范圍充分地分離，以清楚地使它與相鄰狀態(tài)以及所有其它狀態(tài)相區(qū)別。這對(duì)于正常讀取操作以及作為編程操作的一部分的確認(rèn)讀取來說是正確的。
用于讀取存儲(chǔ)單元的多種技術(shù)在2002年9月27日遞交的美國專利申請(qǐng)No.09/671,793以及由Shahzad Khalid在2001年11月20日遞交的轉(zhuǎn)讓給SanDisk公司的名稱為“用于多級(jí)非易失性積分存儲(chǔ)器件的讀出放大器”中描述，這兩篇文獻(xiàn)被包含于此以供參考。第一篇申請(qǐng)描述讀取用于4位存儲(chǔ)中具有7位或更高的分辨率的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。當(dāng)該電平的數(shù)目被包含在FLASH存儲(chǔ)器的一般工作電壓的3V窗口中時(shí)，這導(dǎo)致大約25mV的分辨能力。利用該范圍，以前可接受的噪聲電平現(xiàn)在導(dǎo)致該單元的狀態(tài)的讀取具有一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)電平的錯(cuò)誤。
圖1A-C示出存儲(chǔ)單元讀取中噪聲波動(dòng)的例子。圖1A示出表示存儲(chǔ)單元的狀態(tài)的一些參數(shù)的數(shù)值，在這種情況中，電流I(t)在一些平均值<I>附近波動(dòng)。在其它實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器可以通過讀取電壓電平而工作。如果I(t)的數(shù)值被幾乎以等時(shí)間間隔瞬時(shí)讀取，則其結(jié)果類似于圖1B中所示。如果讀取表示單元狀態(tài)的參數(shù)的周期比該波動(dòng)的一般時(shí)間標(biāo)度長幾倍，則可以確定用于該單元狀態(tài)的相對(duì)精確的數(shù)值。用于實(shí)現(xiàn)此目的一些方法在美國專利No.6044019中描述，圖1A和1C選自該專利，并且該專利已經(jīng)在上文引用。
如該專利中所述，存儲(chǔ)單元具有由讀出放大器所檢測(cè)的源-漏電流I(t)。在該讀出放大器處，I(t)一般具有如圖1A和1C中所示的噪聲成份，并且具有由ΔI所給出的噪聲波動(dòng)。在本發(fā)明中的讀出放大器的一個(gè)具體特征是通過積分器處理該波動(dòng)電流，其有效地在預(yù)定時(shí)間段T上產(chǎn)生時(shí)間平均電流<I(t)>T。A/D模塊進(jìn)一步把所讀出的模擬時(shí)間平均的電流轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于輸出存儲(chǔ)器狀態(tài)Φ的數(shù)字格式。
圖1C示出具有特征周期為TΔl的噪聲波動(dòng)的源-漏電流I(t)，以及由本發(fā)明的讀出放大器所處理的結(jié)果時(shí)間平均<I(t)>T。存儲(chǔ)單元的所讀出源-漏電流I(t)具有時(shí)間相關(guān)的隨機(jī)噪聲成份ΔI。當(dāng)I(t)被在足夠長的時(shí)間段T上平均之后，噪聲波動(dòng)被大大減弱。在<I(t)>T中所獲得的誤差由大大小于ΔI的δI所表示。用于平均的足夠長的時(shí)間段可以是遠(yuǎn)大于噪聲波動(dòng)的特征時(shí)間TΔl的時(shí)間段T。該TΔl可以被定義為已經(jīng)充分衰減預(yù)定量的噪聲波動(dòng)的時(shí)間段。
例如，在許多EEPROM或快速EEPROM設(shè)備中，特征波動(dòng)時(shí)間TΔl已經(jīng)被估計(jì)為從10納秒至幾百納秒。因此，對(duì)于這些一般的器件，用于美國專利No.6044019中所述的器件的模擬平均或積分時(shí)間T最好為遠(yuǎn)大于TΔl。相反，現(xiàn)有的I(t)的讀取幾乎被“瞬時(shí)地”檢測(cè)，也就是說，在遠(yuǎn)小于TΔl的時(shí)間中檢測(cè)，并且根據(jù)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間產(chǎn)生圖1B中所示的輸出。當(dāng)積分時(shí)間T基本上為0時(shí)，與通常沒有時(shí)間平均的情況相同，在所讀出電流中的噪聲波動(dòng)由ΔI給出。當(dāng)平均時(shí)間增加時(shí)，在時(shí)間平均的讀出電流中的噪聲波動(dòng)由于增加的相位抵消而減小。
對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元編程例如通常是通過在被包含于此以供參考的美國專利No.5172338中描述的編程/確認(rèn)周期而實(shí)現(xiàn)的。在典型的處理中，用編程電壓來脈沖驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元，并且其數(shù)值被檢測(cè)以確定它是否已經(jīng)到達(dá)所需的目標(biāo)狀態(tài)。如果沒有的話，則迭代該處理直到它也被確認(rèn)為止。由于該確認(rèn)是一種讀出處理，因此它還受到噪聲的影響。這在圖2中示出。
圖2示出噪聲對(duì)編程/確認(rèn)處理的影響。在每個(gè)編程脈沖之后，通過讀出處理檢查單元的狀態(tài)。參見圖2，在一個(gè)脈沖之后，所測(cè)量參數(shù)的狀態(tài)I(t)被示出為數(shù)值I(t)201，其包括一個(gè)噪聲成份。當(dāng)由201所反映的單元的狀態(tài)在目標(biāo)數(shù)值之下時(shí)，該單元被再次脈沖驅(qū)動(dòng)，如空白間隔所示，隨后接著一個(gè)新的讀出202。當(dāng)該單元的狀態(tài)到達(dá)目標(biāo)數(shù)值時(shí)，該噪聲成份可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的確認(rèn)。
當(dāng)單元的狀態(tài)接近目標(biāo)數(shù)值時(shí)，即使該單元還沒有在所需的狀態(tài)，但是由于噪聲所造成的在參數(shù)中的峰值可能超過目標(biāo)數(shù)值。這由204所示，其中即使平均值<I(t)>還沒有達(dá)到目標(biāo)數(shù)值，但是在I(t)中的峰值超過了該目標(biāo)數(shù)值。如果在204的這些峰值之一執(zhí)行確認(rèn)讀取，則該單元可能被不正確地確認(rèn)，而不是繼續(xù)進(jìn)行到由205所表示的更加精確的狀態(tài)。
當(dāng)讀取一個(gè)單元的狀態(tài)時(shí)，無論作為驗(yàn)證操作還是作為讀取操作的一部分，為了獲得由上述方法所述的對(duì)于其狀態(tài)的精確值，需要讀取時(shí)間段T相對(duì)于噪聲波動(dòng)的特征時(shí)間TΔl較長。該技術(shù)可能具有多個(gè)缺點(diǎn)。根據(jù)該特征時(shí)間的長度，與該存儲(chǔ)器的其它操作相比，可能需要非常長的讀取周期，并且可能導(dǎo)致相應(yīng)的不可接受地減小讀取速度。本發(fā)明使用較短的讀取時(shí)間，但是利用多次讀出對(duì)于一個(gè)給定的讀數(shù)迭代幾次處理，然后求平均以獲得該單元的狀態(tài)。對(duì)于具有較長的特征時(shí)間的成份的噪聲，多次短時(shí)間讀出可能需要比模擬積分的單次讀取所需的時(shí)間更短的組合時(shí)間。并且，由于大量存儲(chǔ)單元被同時(shí)讀取，因此對(duì)于在積分技術(shù)中所用的積分模擬電路具有的限制。
積分技術(shù)的另一個(gè)限制是<I(t)>數(shù)值可能由于非常短的時(shí)間但是較大噪聲的事件而導(dǎo)致偏差。這種較短時(shí)間中出現(xiàn)的事件可以在多次讀取方法的單次讀出中隔離，并且在計(jì)算平均值時(shí)與其它偏差較大的數(shù)值一同被除去。另外，當(dāng)每個(gè)被讀出單元的數(shù)值被多次地獨(dú)立確定，則可以用多種不可用于積分技術(shù)的附加方式來處理該數(shù)值。
更加具體來說，存儲(chǔ)單元被多次讀取，其結(jié)果被累加并且對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)單元數(shù)字平均。這減小了在電路中的噪聲以及可能對(duì)讀取的質(zhì)量具有不利影響的其它躍變的影響。在下文描述幾個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，利用由控制器所執(zhí)行的平均，對(duì)每次迭代執(zhí)行從存儲(chǔ)器件到控制器件的完全讀取和數(shù)據(jù)傳輸。另外，該器件可以對(duì)每次迭代執(zhí)行該數(shù)據(jù)的完全讀取，但是利用由存儲(chǔ)設(shè)備所執(zhí)行的數(shù)字平均，并且不被傳送到該控制器，直到最終結(jié)果被發(fā)送為止。除了對(duì)每次迭代執(zhí)行一次完全讀取之外，存儲(chǔ)器可以執(zhí)行一個(gè)初始的完全讀取，隨后接著多個(gè)利用已經(jīng)建立的狀態(tài)信息執(zhí)行多次較快速度的重新讀取，以避免完全讀取，利用一些智能算法來指導(dǎo)存儲(chǔ)單元被讀取的狀態(tài)。這些技術(shù)可以被用作為操作的普通模式，或者基于系統(tǒng)特征，根據(jù)例外條件而被調(diào)用。在編程的確認(rèn)階段過程中可以采用類似形式的信號(hào)平均。該技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例將使用峰值檢測(cè)方案。在這種情況中，在確定該存儲(chǔ)單元是否已經(jīng)到達(dá)最終狀態(tài)之前，在目標(biāo)狀態(tài)執(zhí)行幾個(gè)確認(rèn)檢查。如果確認(rèn)的一些預(yù)定部分失敗，則存儲(chǔ)單元被進(jìn)一步編程。當(dāng)噪聲量減小時(shí)，與當(dāng)噪聲和其它躍變?yōu)橹匾囊蛩貢r(shí)相比，該技術(shù)可以使得該系統(tǒng)在每個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)多個(gè)狀態(tài)。
兩種讀取技術(shù)(多讀取的數(shù)字平均以及用于模擬平均的擴(kuò)展積分時(shí)間)應(yīng)當(dāng)被互補(bǔ)地考慮。它們的相對(duì)效果取決于噪聲的特征頻率。由于噪聲可以從具有不同的特征頻率的多個(gè)不同的來源產(chǎn)生，因此是否使用第一、第二或這兩個(gè)技術(shù)可以取決于器件的工作狀態(tài)。例如，如果噪聲由高頻成份和低頻成份所構(gòu)成，則用于每個(gè)獨(dú)立的讀出操作的積分時(shí)間可以足夠長，以有效地積分出高頻成份，而本發(fā)明的多次讀取可以被用于減小低頻成份的影響。積分時(shí)間的長度和重新讀取的次數(shù)可以根據(jù)噪聲的頻率特性而調(diào)節(jié)。這可以通過在測(cè)試過程中由參數(shù)所測(cè)試，并且存儲(chǔ)在該系統(tǒng)中。
可以進(jìn)一步與其它技術(shù)組合的附加讀取技術(shù)在與本申請(qǐng)同時(shí)遞交的由Nima Mokhlesi、Daniel C.Guterman和Geoff Gongwer所作的名稱為“Noise Reduction technique For Transistors and Small DevicesUtilizing an Episodic Agitation”的共同未決美國專利中描述。該申請(qǐng)描述了當(dāng)噪聲具有一個(gè)雙模態(tài)成份時(shí)適用的技術(shù)。
存儲(chǔ)單元的狀態(tài)可以使用多個(gè)不同的參數(shù)來確定。在上述例子中，單元的所存儲(chǔ)電荷電平的確定可以通過電流讀取而執(zhí)行，其中使用固定偏置條件的導(dǎo)電性被讀取。另外，這種確定可以通過讀取閾值電壓而執(zhí)行，其中這種導(dǎo)電的開始使用變化的導(dǎo)引門偏置條件而檢測(cè)。這些方法代表幾種更加標(biāo)準(zhǔn)的方法。
另外，該確定可以通過使單元電荷電平確定的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度控制(例如通過預(yù)充電電容器)動(dòng)態(tài)保持的讀取節(jié)點(diǎn)的放電速度而執(zhí)行。通過讀取到達(dá)給定的放電電平的時(shí)間，確定所存儲(chǔ)的電荷電平。在該狀態(tài)中，該單元條件的參數(shù)指示是時(shí)間。該方法在被包含于此以供參考的美國專利No.6222762中描述，以及在上文所引用的名稱為“用于多級(jí)非易失性積分存儲(chǔ)器件的讀出放大器”的美國專利申請(qǐng)中描述。其它技術(shù)使用頻率作為參數(shù)確定存儲(chǔ)單元的狀態(tài)，這是在上文所包含的美國專利No.6044019中所述的方法。
電流讀出方法在上文所包含以供參考的美國專利No.5172338以及在美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.08/910,947中進(jìn)一步發(fā)展，并且可以用于下文所述的各種實(shí)施例。但是，下文主要說明使用閾值電壓(Vth)讀出方法(另外稱為電壓容限)，因?yàn)樗岣咦x出分辨率，使得與大量并行讀出操作相關(guān)的電流以及功率保持為較低，并且使得高位線阻抗的缺點(diǎn)最小化。Vth讀出或者電壓容限方法在美國專利No.6222762中更加完整地描述。電壓讀取的另一種技術(shù)響應(yīng)給定柵極電壓為固定漏極電壓監(jiān)控在源極處的電壓，它是源極跟隨器技術(shù)，例如在美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.90/671,793中描述。
在電壓容限技術(shù)中的實(shí)際讀出可以用幾種方式來執(zhí)行，例如通過連續(xù)比較一個(gè)單元的閾值與每個(gè)相關(guān)的參考值。對(duì)于多狀態(tài)單元，可以更加有效地一個(gè)單元接一個(gè)單元地利用，例如在上述美國專利No.6222762中所述的數(shù)據(jù)條件對(duì)分搜索能夠通過一個(gè)順序的四次讀出操作而并行地把每個(gè)所讀出單元的Vth確定為16分之一的分辨率。用于讀出的分辨率在美國專利序號(hào)No.09/671,793中討論。通常，所用的分辨率在較高分辨率、由于在額外數(shù)位的對(duì)分搜索中的附加讀出次數(shù)和額外信息的傳送所導(dǎo)致超過該實(shí)施例的最小要求的四位分辨率(例如，用于提高存儲(chǔ)器的可靠性)的更多的潛在“數(shù)位”、以及與更大面積、讀出和存儲(chǔ)這些額外的數(shù)位以及更多的時(shí)間消耗相關(guān)的成本之間權(quán)衡。
應(yīng)當(dāng)指出，并非所有用于額外讀出和處理或者可能用于增加的積分時(shí)間的附加時(shí)間需要被直接在設(shè)備的速度中反映，因?yàn)樵撛O(shè)備可以并行地執(zhí)行許多這些操作。例如，如果普通讀取需要11次讀取操作，每次為3微秒，則本發(fā)明可以添加額外的6次左右的最終讀取次數(shù)，并且如果噪聲成份在1微秒的范圍內(nèi)，則潛在地使積分時(shí)間加倍。這將減慢用于給定單元的額定讀取時(shí)間，但是提供較高的存儲(chǔ)密度。增加并行性可能減小增加單個(gè)單元讀取時(shí)間的效果。用于增加在非易失存儲(chǔ)器中的并行度的技術(shù)在2001年1月19日遞交的美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.09/766,436中描述，其內(nèi)容被包含于此以供參考。盡管并行地增加操作次數(shù)通常會(huì)增加噪聲，但是本技術(shù)還可以應(yīng)用于減小噪聲。
為了提取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以被更加可靠地寫入和存儲(chǔ)。從而，為了獲得這種可靠度，當(dāng)單元的狀態(tài)被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)值時(shí)，在編程操作的確認(rèn)部分以及在實(shí)際讀取操作中使噪聲的影響最小化是重要的。
圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的操作的方框圖。在單元301上的柵極電壓被設(shè)置，并且其位線被預(yù)充電。在讀出階段的積分部分過程中，電壓V(t)(包括噪聲成份)被提供到具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器A-D311的讀出放大器SA310。讀出放大器SA310把該電壓轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)據(jù)狀態(tài)Φi。該讀出放大器的操作在上文所述的美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.09/671,793中所述。如在此所述，電壓電平以用于區(qū)分在每個(gè)單元存儲(chǔ)4或5位的27＝128個(gè)狀態(tài)。該單元被幾次讀取，每一次產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)Φi。由于噪聲，并且使用比噪聲的特征時(shí)間更短的積分時(shí)間，Φi將被輸出具有如圖1B中所示的分布。
然后數(shù)據(jù)狀態(tài)Φi被求平均。這可以用如下文中所述的多種方式來完成，一個(gè)示意實(shí)施例在圖3中所示。該平均電路AVE320包括一個(gè)累加器∑i321和除法器323。例如，數(shù)據(jù)狀態(tài)可以被8次測(cè)量，在321中累加該結(jié)果以產(chǎn)生 ，并且除法器323可以是一個(gè)位移寄存器，當(dāng)位移3次時(shí)將使該總和除以8。AVE320的輸出Φ然后是該平均的讀取數(shù)值，在本例中為一個(gè)簡(jiǎn)單平均。
一個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)通常包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器芯片，其中每個(gè)芯片包含存儲(chǔ)單元的實(shí)際陣列加上一個(gè)控制芯片，但是在單芯片實(shí)施例中，控制器功能可以集成到包含該陣列的相同芯片中。盡管讀取電路SA310將位于與存儲(chǔ)單元相同的芯片中，但是平均電路AVE320的位置和操作可以具有多種不同的實(shí)施例。更加具體來說，如何由各個(gè)讀取形成平均值Φ以及在形成該合成數(shù)值(composite)中所涉及的電路的類型和位置具有幾種可能的變型。例如，圖3的電路AVE320可以完全置于與該存儲(chǔ)單元相同電路中，從而在處理結(jié)束時(shí)僅僅合成數(shù)值Φ被傳送回該控制器。另外，每個(gè)Φi可以被傳送到該控制器并且在其中求平均。
盡管具體細(xì)節(jié)將根據(jù)下文所述的實(shí)施例而變化，但是在圖4A和4B中示出兩個(gè)一般情況。在此示出存儲(chǔ)器芯片MEM400和控制器CONT460。存儲(chǔ)器芯片包含與行解碼器電路411和列解碼器電路413相連接的存儲(chǔ)單元陣列401。讀取電路421將包含讀出放大器，例如圖3的方框310，以及任何其它相關(guān)的電路。讀取電路的輸出然后被提供到一組寄存器425，其可以根據(jù)實(shí)施例而省略。盡管該討論主要是對(duì)單個(gè)單元給出，但是通常大量單元被并行地讀取，并且該寄存器和其它元件將支持該并行性。該電路的其它元件被忽略，以簡(jiǎn)化該描述，但是在本文所引用的各個(gè)專利和申請(qǐng)中更加詳細(xì)地討論這些元件。例如，該電路還包括沒有在此明確示出的寫入電路，但是它被作為包含到讀取模塊或其它模塊中，以及包含在可以與讀取寄存器429相同的一組編程寄存器中。把存儲(chǔ)部分400連接到控制器460的總線430將在它們之間傳送數(shù)據(jù)以及地址、命令、參數(shù)等等?？刂破?60除了在此具體示出的元件之外還具有所有通用元件。
圖4A為一個(gè)實(shí)施例，其中各個(gè)讀數(shù)Φi(或者如下文中所述的Φ0和Φ’i)被從存儲(chǔ)器發(fā)送到控制器。這些數(shù)值在被發(fā)送到控制器CONT460之前可以暫時(shí)存儲(chǔ)在MEM400上的REG425中。一旦在控制器中，該數(shù)值可以存儲(chǔ)在REG461或者其它存儲(chǔ)器中，并且在被輸出到主機(jī)之前，平均值Φ形成在電路AVE463中。在該情況中，AVE463累加來自MEM400的數(shù)值，以形成不斷變化的平均值，該數(shù)值不需要分別存儲(chǔ)在REG461中。
圖4B的變型示出一個(gè)例子，其中組合數(shù)值Φ被形成在存儲(chǔ)器MEM400上，然后傳送到控制器，以輸出到主機(jī)。圖4B中所示的實(shí)施例示出與圖3相類似的平均電路，其中包括累加器423和除法器429，以從各種讀數(shù)形成平均值Φ。在存儲(chǔ)芯片上的另一個(gè)實(shí)施例將具有其它或附加的元件，例如在圖4A中的用于獨(dú)立存儲(chǔ)讀取數(shù)值的寄存器組425，其沒有在此示出。
對(duì)于任何實(shí)施例，本發(fā)明的基本處理包括同時(shí)把表示單元狀態(tài)的一個(gè)參數(shù)組p(t)，例如電壓或電流，提供給用于從該單元并行讀取該參數(shù)組的讀取電路。由此，被讀取的單元被根據(jù)所用的讀取技術(shù)而被偏置。參數(shù)p(t)將包含一個(gè)噪聲成份。然后，讀取電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該偏置條件的數(shù)據(jù)狀態(tài)Φi(p)，然后從該偏置狀態(tài)形成合成數(shù)值Φ，并且從控制器輸出。
在第一組實(shí)施例中，所有單元的讀數(shù)被完全讀?。灰簿褪钦f，如果單元被以7位的分辨率讀取，例如在上文所引用的美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.09/671,793中所述，所有讀數(shù)都基于該分辨率，包括讀取全分辨率所需的所有步驟，并且傳送到控制器。這些數(shù)據(jù)狀態(tài)可以被用于形成一個(gè)變化的平均值，例如在圖3的平均電路320中所示，或者被存儲(chǔ)在圖4的寄存器461的控制器中或其它控制器存儲(chǔ)器中。通過存儲(chǔ)所有被測(cè)量的數(shù)據(jù)狀態(tài)，該控制器可以執(zhí)行更廣泛的各種平均處理。該數(shù)據(jù)狀態(tài)可以被從存儲(chǔ)器電路400傳送，或者在傳送之前暫時(shí)存儲(chǔ)在寄存器425中。
從所測(cè)量的數(shù)值，多個(gè)不同的合成數(shù)值可以形成在該控制器中。該合成數(shù)值可以是一個(gè)簡(jiǎn)單平均值、加權(quán)平均值或者忽略外圍數(shù)值的平均值、或者均方根、或者基于其它冪次的平均并且可以通過硬件、軟件或固件來實(shí)現(xiàn)。除了可能增加存儲(chǔ)容量之外，可以使用基于控制器的實(shí)現(xiàn)方式，而不引入新的電路。這種實(shí)現(xiàn)方式可以在所述實(shí)施例的存儲(chǔ)電路和控制器電路之間傳送大量的信息，由于增加的總線通信量而導(dǎo)致這成為一個(gè)缺點(diǎn)，特別是當(dāng)控制器與存儲(chǔ)電路在分離的芯片上時(shí)尤其如此。純粹基于存儲(chǔ)器件的實(shí)現(xiàn)方式將需要引用額外的電路，可能包括足夠的寄存器容量，以保存用于所有被并行讀取的單元的多個(gè)讀數(shù)的結(jié)果。
減小傳送到控制器的信息量的一種方法是對(duì)一個(gè)單元進(jìn)行完全讀取，隨后執(zhí)行多次部分的讀取，部分讀取需要較少的數(shù)位來表示相對(duì)于基線的偏移量，該偏移量的范圍受到限制。該結(jié)果是用于數(shù)據(jù)狀態(tài)的基本數(shù)值Φ0和由于噪聲而表現(xiàn)出圍繞該基本數(shù)值而波動(dòng)的多個(gè)讀數(shù)Φ`i。由于該方法產(chǎn)生較少的數(shù)據(jù)用于分析(并且可能被存儲(chǔ))，這將節(jié)約需要被傳送到控制器的數(shù)據(jù)量，如果在此執(zhí)行平均，即使在存儲(chǔ)芯片上執(zhí)行平均的實(shí)施例中，也可以在此時(shí)執(zhí)行分析。它還減少了總讀取時(shí)間。
考慮到存儲(chǔ)單元的狀態(tài)被以7位的分辨率而確定。如果讀取使用對(duì)分搜索技術(shù)，則至少需要在7個(gè)斷點(diǎn)處的7個(gè)讀數(shù)。從而，重復(fù)4次的單元狀態(tài)的完全讀取被在該單元上執(zhí)行，以確定Φ0，隨后利用具有2位分辨率的三個(gè)讀數(shù)來確定在基本數(shù)值Φ0附近的波動(dòng)Φ`i，這將至少13個(gè)讀出操作。在本例中，集合(Φ0，Φ`i)將包含與完全讀取相同的信息，具有小于一半的讀取操作，并且小于一般的數(shù)據(jù)需要被存儲(chǔ)、傳輸。當(dāng)然，假設(shè)波動(dòng)的幅度在繞著在基本電平附近測(cè)量的范圍內(nèi)。(另外，這將消除由于飽和效應(yīng)所導(dǎo)致的較大幅度的波動(dòng)的影響。)而部分讀取的范圍和次數(shù)可以由系統(tǒng)參數(shù)所設(shè)置，并且在測(cè)試芯片過程中確定，并且還響應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)而改變。在噪聲電路中，部分讀取需要被設(shè)置以覆蓋較大的范圍。對(duì)于大多數(shù)結(jié)構(gòu)，用于給定次數(shù)的讀取操作的最佳精度由基本上具有專用于確定Φ0和用于確定Φ`i所需的相同的操作次數(shù)而獲得。
對(duì)分搜索例子將需要改變算法，如圖5的用于并行讀取一個(gè)單元的示意圖所示。繼續(xù)以前的例子，為了以7位的分辨率讀取單元的狀態(tài)，可以使用128個(gè)電壓斷點(diǎn)。在該系列中的第一讀數(shù)將決定該單元是在存儲(chǔ)器窗口中的上半部分或下半部分中，而第二讀出確定該單元是在以前確定的半部分中的上半部分或下半部分中，如此等等。
考慮到這種對(duì)分搜索，其中例如該單元處于第64個(gè)狀態(tài)中，剛好位于圖5中的電平V64上。在該單元或其它電路元件上沒有噪聲，這將讀入第64個(gè)狀態(tài)。從而，在第一次讀取(501a)中，讀數(shù)在該斷點(diǎn)之上，并且在每次隨后的讀取中(501b-501g)，在該斷點(diǎn)之下。這在圖5中由方向箭頭所表示，其表示該測(cè)量電壓是否在用于讀取該單元的斷點(diǎn)之上或之下。由于噪聲，幾個(gè)讀數(shù)可能在該斷點(diǎn)之上或之下。但是，為了確定該噪聲的影響，僅僅使用該算法的最后幾個(gè)步驟(也就是說501f和501g)不會(huì)獲得比第一斷點(diǎn)更小的數(shù)值。為了適當(dāng)?shù)胤从吃撛肼暤挠绊?，可能需要全?個(gè)步驟的讀取或者算法的改變。從而，完全對(duì)分搜索可以被用于從完全讀取算法確定基本電平Φ0，隨后接著用于確定Φ`i的第二模式。該多個(gè)較快速度的重新讀取可以使用以Φ0為中心的簡(jiǎn)化的對(duì)分搜索，或者切換到非對(duì)分方法。
圖5示出用于重新讀取的511、513和515的簡(jiǎn)化的對(duì)分搜索的使用。再次聲明，前七次讀取(501a-501g)確定基本狀態(tài)Φ0為第64個(gè)狀態(tài)。當(dāng)在該狀態(tài)附近的一個(gè)波動(dòng)可以容易地下降到第一讀取電壓501a之下時(shí)，將省略使用相同算法的任何后續(xù)的讀取。從而，精確地確定與該Φ0相對(duì)應(yīng)的Φ`i，該算法改變?yōu)橐誀顟B(tài)Φ0為中心的簡(jiǎn)化的對(duì)分搜索。圖5示出3個(gè)部分讀取(511、513、515)，每個(gè)由以完全讀取的數(shù)值為中心的一個(gè)2位對(duì)分搜索(a和b)。
在本例中，在第一斷點(diǎn)(511a)和第二斷點(diǎn)(511b)之上讀取這些結(jié)果中的第一個(gè)，對(duì)應(yīng)于第65個(gè)狀態(tài)。請(qǐng)注意，盡管實(shí)際結(jié)果可能由于暫時(shí)的較大波動(dòng)而遠(yuǎn)在該狀態(tài)之上，出現(xiàn)“飽和”效應(yīng)，這限制該毛刺的量值，將有助于平均。第二組重新讀取產(chǎn)生在513a中的第一斷點(diǎn)之下的一個(gè)結(jié)果，隨后在513b中的第二斷點(diǎn)之上的一個(gè)讀出，對(duì)應(yīng)于第63個(gè)狀態(tài)。類似地，515a和515b的重新讀取再次返回第64個(gè)狀態(tài)。因此在本例中，用于Φ0的第一讀數(shù)包含用于被讀取的每個(gè)單元的7位數(shù)據(jù)，而每次重新讀取包含2位數(shù)據(jù)，或者用于整個(gè)重新讀取處理的總共6位數(shù)據(jù)。
圖5的處理是具有僅僅一次讀取該單元的第一讀取模式和多次讀取該單元的第二模式的讀取操作的一個(gè)例子。在另一個(gè)例子中，其中該單元的所測(cè)量參數(shù)被并行地與多個(gè)參考電平相比較，第一讀數(shù)可以是粗略模式的，其讀取一些最高有效位，隨后多次讀取剩余的較低有效位。在其它例子中，在例如圖2中所示的確認(rèn)處理過程中，在該單元遠(yuǎn)離該目標(biāo)數(shù)值的早期階段(例如在201中)，該單元僅僅可以被讀取一次，當(dāng)單元接近該目標(biāo)值時(shí)，讀取模式改變(例如在204和205中)。使用具有粗略模式和精細(xì)模式的編程技術(shù)在2001年2月26日遞交的美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.09/793,371中描述，其內(nèi)容被包含于此以供參考。
回到圖4A和4B，如上文已經(jīng)指出任何這些實(shí)施例可以通過把所有數(shù)據(jù)(多次完全讀數(shù)Φi(p)或者多次部分讀數(shù)與一個(gè)完全讀數(shù)(Φ0，Φ`i)的集合)傳送到控制器460，并且在其中執(zhí)行處理，如圖4A中所示。另外，所有處理可以在該存儲(chǔ)芯片上執(zhí)行，僅僅最終結(jié)果Φ被傳送到控制器并且傳送到該系統(tǒng)的外部，如圖4B中所示。該處理還可以被分解，傳送在中間狀態(tài)的讀數(shù)。例如，該部分讀數(shù)可以在存儲(chǔ)器芯片上累加，然后傳送到該控制器用于除法或者其它進(jìn)一步的處理。
該處理被在控制器與存儲(chǔ)器芯片之間分解的另一個(gè)例子涉及使用參考或跟蹤單元，例如在上文所引用的美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.09/671,793中描述。該申請(qǐng)描述一種方法，其中跟蹤單元被以7位的分辨率而讀取，以確定用于以4倍分辨率讀取該數(shù)據(jù)單元的斷點(diǎn)。在該方法中，跟蹤單元可以根據(jù)本發(fā)明多次讀取，并且在該控制器上形成合成數(shù)值。一旦使用本發(fā)明確定斷點(diǎn)，則這些斷點(diǎn)可以被傳送回存儲(chǔ)器芯片，以讀取數(shù)據(jù)單元。
用于在存儲(chǔ)器芯片上確定合成數(shù)值的一種方法將在該存儲(chǔ)電路400上形成一個(gè)不斷變化的平均值。這可以是對(duì)應(yīng)于圖3的方框320的累加器和除法電路。另外，該數(shù)值可以由元件423累加，存儲(chǔ)在寄存器425中，然后傳送到控制器460用于進(jìn)一步所處理。該讀取數(shù)值還可以首先被獨(dú)立存儲(chǔ)在寄存器425中，然后由存儲(chǔ)器芯片上的其它電路所處理，如上文對(duì)控制器執(zhí)行的例子所述。
對(duì)存儲(chǔ)電路400執(zhí)行平均一般將具有在該電路上導(dǎo)入通常不被包含的附加元件的成本。根據(jù)如何形成該平均值或其它合成數(shù)值的方式，這可以包括用于存儲(chǔ)讀取數(shù)值而增加寄存器尺寸、導(dǎo)入附加電路、除法電路、一些種類的狀態(tài)機(jī)等等的一些組合。另一方面，在需要被傳送到控制器的信息量的減少在用于保持較高寫入速度的程序確認(rèn)處理中特別有利。
如美國專利No.5172338以及在此所引用的其它參考文獻(xiàn)中所述，在浮置柵極型存儲(chǔ)單元中的一般編程處理包括脈沖驅(qū)動(dòng)該單元以改變其狀態(tài)，讀取該單元以確定它是否達(dá)到所需狀態(tài)，如果達(dá)到所需狀態(tài)則結(jié)束進(jìn)一步的編程，如果沒有達(dá)到所需狀態(tài)則繼續(xù)進(jìn)行脈沖讀取循環(huán)，直到該單元被確認(rèn)為具有所獲得的所需狀態(tài)。噪聲的影響在上文中參照?qǐng)D2描述。為了在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)和精確地提取數(shù)據(jù)，需要在寫入和讀出處理中具有高精度。參見圖2，205的平均值對(duì)應(yīng)于所需狀態(tài)；但是，如果編程響應(yīng)到達(dá)目標(biāo)數(shù)值之上的204的峰值而停止，則這將導(dǎo)致較低的平均值被確認(rèn)為正確數(shù)值。該錯(cuò)誤可能然后在讀取處理過程中被噪聲所混合。從而，在確認(rèn)處理中減小噪聲的影響與增加在單個(gè)單元中存儲(chǔ)的狀態(tài)密度同樣重要。
本發(fā)明的不同方面可以用多種方式包含到該確認(rèn)處理中。該確認(rèn)狀態(tài)不同于標(biāo)準(zhǔn)讀取處理之處在于，該單元狀態(tài)被測(cè)量，而不是必須滿足迭代編程算法的所測(cè)量參數(shù)的數(shù)據(jù)相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值，這與搜索參考參數(shù)空間以確定該單元的實(shí)際狀態(tài)的情況相反。換句話說，在編程確認(rèn)中一般不涉及太多的信息和處理，而僅僅判斷它是否已經(jīng)超過給定的參考值。該技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例將使用峰值檢測(cè)方案。另外，也可以使用其它檢測(cè)方法，例如模擬濾波的平均檢測(cè)。在這種情況中，在確定存儲(chǔ)單元是否已經(jīng)到達(dá)最終狀態(tài)之前在目標(biāo)狀態(tài)執(zhí)行幾個(gè)確認(rèn)檢查。如果該確認(rèn)的一些預(yù)定部分失敗，則該存儲(chǔ)元件接收額外的編程。例如，盡管對(duì)應(yīng)于圖2的204的狀態(tài)具有兩次超過目標(biāo)數(shù)值的峰值，如果幾乎地瞬時(shí)對(duì)該單元執(zhí)行多次讀取，該讀數(shù)將不止兩次地超過該目標(biāo)數(shù)值。相反，對(duì)于205的狀態(tài)將是絕大部分超過目標(biāo)數(shù)值。
為了執(zhí)行多次讀取，當(dāng)該單元的狀態(tài)仍然遠(yuǎn)離所需狀態(tài)時(shí)將大大減慢用于逐步增加精度的處理。從而，在編程處理的早期階段，當(dāng)該單元仍然遠(yuǎn)離目標(biāo)數(shù)值時(shí)(例如，在圖2中的201)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的單個(gè)讀取模式，到達(dá)躍變到作為目標(biāo)狀態(tài)的第二模式。這將在用于不同狀態(tài)的不同脈沖次數(shù)之后發(fā)生，對(duì)于較低狀態(tài)更早地出現(xiàn)躍變。例如，該躍變由具有超過目標(biāo)數(shù)值的一個(gè)峰值的第一確認(rèn)電平所觸發(fā)(例如圖2中的204)，或者作為從粗略編程模式到達(dá)精細(xì)編程模式的躍變的一部分，如在上文所包含的美國專利申請(qǐng)序號(hào)No.09/793,370中所述。
雙模式操作的另一個(gè)例子是多讀取模式，其根據(jù)例如條件而被調(diào)用，否則使用標(biāo)準(zhǔn)的單讀取模式。
雙模式操作的另一個(gè)例子是第一模式使用標(biāo)準(zhǔn)的單讀取模式，以及第二模式使用多讀取模式。多讀取模式根據(jù)例外條件而被調(diào)用，否則單讀取模式將被使用。例如，糾錯(cuò)碼(ECC)是在器件工作中的問題或例外的主要指示符。當(dāng)存儲(chǔ)器上的錯(cuò)誤程度超過預(yù)定數(shù)值(例如，大于1位)，則可以調(diào)用多讀取技術(shù)。
一種例外條件還可以基于跟蹤或參考單元的讀取。如上文所述，在一個(gè)實(shí)施例中，參考單元被以7位的分辨率而讀取，而數(shù)據(jù)單元僅僅以4位分辨率而讀取。從而，參考單元更加容易受到噪聲的影響。通過使用參考單元來監(jiān)控噪聲程度，如果當(dāng)處理跟蹤單元時(shí)發(fā)現(xiàn)噪聲程度超過一個(gè)預(yù)值，則可以產(chǎn)生一個(gè)調(diào)用多讀取技術(shù)的標(biāo)志。
盡管到目前為止的討論集中在例如浮置柵極EEPROM或FLASH單元這樣的使用電荷存儲(chǔ)器件用于存儲(chǔ)器件的實(shí)施例，但是它可以應(yīng)用于其它實(shí)施例，其中這種類型的噪聲是一個(gè)問題，包括磁性和光介質(zhì)。本發(fā)明在所有類型的器件/晶體管讀取中可以具有廣泛的應(yīng)用，包括但不限于小于0.1微米的晶體管，單電子晶體管、有機(jī)/碳基納米晶體管、以及分子晶體管。例如，也可以使用在Eitan的美國專利5768192和Sato等人的美國專利4630086中所述的NROM和MNOS單元，或者分別在Gallagher等人的美國專利5991193和Shimizu等人的美國專利5892706中所述的磁性RAM和FRAM單元，所有這些專利通過引用而被包含于此。使用該方法，由于噪聲而以前不可實(shí)現(xiàn)的的系統(tǒng)變?yōu)榭尚械募夹g(shù)。對(duì)于這些其它類型的存儲(chǔ)單元，確定反映該元件的狀態(tài)的參數(shù)的具體機(jī)制可以不同，例如可以在磁性介質(zhì)中測(cè)量磁特性，以及可以在CD-ROM或其它光介質(zhì)中測(cè)量光學(xué)特性，但是容易從上述例子獲得隨后的處理。
盡管上文已經(jīng)參照具體的實(shí)施例描述本發(fā)明的各個(gè)方面，但是應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明的保護(hù)范圍是所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種讀取非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)內(nèi)容的方法，其中包括根據(jù)一組操作參數(shù)和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)而偏置非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)元件；利用根據(jù)所述操作參數(shù)組和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏置的存儲(chǔ)元件，多次確定表示所述存儲(chǔ)元件的狀態(tài)的一個(gè)參數(shù)數(shù)值；通過形成所述參數(shù)的多個(gè)數(shù)值的合成數(shù)值而確定所述存儲(chǔ)元件的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述存儲(chǔ)元件是多狀態(tài)存儲(chǔ)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定一個(gè)參數(shù)的數(shù)值的步驟被執(zhí)行以產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該存儲(chǔ)元件是一個(gè)電荷存儲(chǔ)器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該參數(shù)是電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該參數(shù)是電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該參數(shù)是時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該參數(shù)是頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該參數(shù)是磁特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該參數(shù)是光特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成一個(gè)合成數(shù)值的步驟包括把多個(gè)參數(shù)數(shù)值相加以形成一個(gè)總和；以及把該總和除以相加的參數(shù)個(gè)數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在把多個(gè)參數(shù)數(shù)值相加之前，該多個(gè)參數(shù)數(shù)值被分別存儲(chǔ)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該非易失性存儲(chǔ)器包括具有多個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元，其包括所述存儲(chǔ)元件和一個(gè)控制器，其中該合成數(shù)值由該控制器所形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在形成一個(gè)合成數(shù)值之前，表示存儲(chǔ)元件的狀態(tài)的參數(shù)數(shù)值被分別存儲(chǔ)在該控制器上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在形成一個(gè)合成數(shù)值之前，表示存儲(chǔ)元件的狀態(tài)的參數(shù)數(shù)值被分別存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)單元上。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該非易失性存儲(chǔ)器包括具有多個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元，其包括所述存儲(chǔ)元件和一個(gè)控制器，其中在形成一個(gè)合成數(shù)值之前，表示存儲(chǔ)元件的狀態(tài)的參數(shù)數(shù)值被分別存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)單元上，以及該合成數(shù)值由該存儲(chǔ)單元所形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中讀出非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)內(nèi)容的所述方法被執(zhí)行，作為編程操作的確認(rèn)階段的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成一個(gè)合成數(shù)值包括形成多個(gè)參數(shù)數(shù)值的平均值。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成一個(gè)合成數(shù)值包括形成多個(gè)參數(shù)數(shù)值的加權(quán)平均值。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成一個(gè)合成數(shù)值包括峰值檢測(cè)方案。
21.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成一個(gè)合成數(shù)值包括忽略多個(gè)參數(shù)數(shù)值中的外圍數(shù)值。
22.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定表示存儲(chǔ)元件的狀態(tài)的參數(shù)數(shù)值包括確定用于該參數(shù)的基本數(shù)值；以及多次確定相對(duì)于該基本數(shù)值的偏差。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述存儲(chǔ)元件是被同時(shí)讀取的多個(gè)存儲(chǔ)元件中的一個(gè)。
24.一種在非易失性存儲(chǔ)器中寫入數(shù)據(jù)值的方法，其中包括改變?cè)诜且资源鎯?chǔ)器中的存儲(chǔ)元件的狀態(tài)；多次把表示存儲(chǔ)元件的結(jié)果狀態(tài)的參數(shù)與表示數(shù)據(jù)值的參考數(shù)值相比較；以及確定是否要響應(yīng)所述多次比較進(jìn)一步改變?cè)摯鎯?chǔ)元件的狀態(tài)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述存儲(chǔ)元件是一個(gè)多狀態(tài)存儲(chǔ)元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述比較是使用數(shù)字?jǐn)?shù)值技術(shù)而執(zhí)行的。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中該存儲(chǔ)元件是電荷存儲(chǔ)器件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該參數(shù)是電流。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該參數(shù)是電壓。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該參數(shù)是時(shí)間。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該參數(shù)是頻率。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該參數(shù)是磁特性。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該參數(shù)是光特性。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述比較包括峰值檢測(cè)方法。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述比較包括模擬濾波平均檢測(cè)。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中該非易失性存儲(chǔ)器包括具有多個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元，其包括所述存儲(chǔ)元件和一個(gè)控制器，其中由該控制器執(zhí)行比較。
37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中該非易失性存儲(chǔ)器包括具有多個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元，其包括所述存儲(chǔ)元件和一個(gè)控制器，其中由該存儲(chǔ)單元執(zhí)行比較。
38.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述存儲(chǔ)元件是被同時(shí)寫入數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)元件。
39.一種讀取非易失性的存儲(chǔ)元件的數(shù)據(jù)內(nèi)容的方法，其中包括在第一模式讀取存儲(chǔ)元件，其中對(duì)于一個(gè)或多個(gè)第一組偏置條件一次讀取該存儲(chǔ)元件；隨后在第二模式讀取該存儲(chǔ)元件，其中對(duì)于一個(gè)或多個(gè)第二組偏置條件多次讀取該存儲(chǔ)元件；以及從第一模式中的讀取和第二模式中的讀取的組合確定該存儲(chǔ)元件的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述存儲(chǔ)元件是多狀態(tài)存儲(chǔ)元件。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中第一模式是確定近似數(shù)據(jù)值的粗略模式，以及第二模式是細(xì)化該近似的數(shù)據(jù)值的精細(xì)模式。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中第一模式確定第一數(shù)據(jù)值，以及第二模式讀取關(guān)于第一數(shù)據(jù)值的變化。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中第一模式是對(duì)分搜索。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中第二模式是對(duì)分搜索，以及第二組偏置條件是第一組偏置條件的子集。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中第二模式的對(duì)分搜索是基于第一數(shù)據(jù)值而確定的。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中讀取非易失性存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)內(nèi)容的方法是作為編程操作的確認(rèn)階段的一部分而執(zhí)行的。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中第二模式在粗略編程階段被應(yīng)用，以及第二模式在精細(xì)編程階段被應(yīng)用。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中第二模式是峰值檢測(cè)方法。
49.一種非易失性存儲(chǔ)器，其中包括存儲(chǔ)元件的陣列；連接到該陣列的讀取電路，以提供與其中包含的單元的狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)；連接到該讀取電路的讀出放大器，以確定該參數(shù)的數(shù)值；以及連接到該讀出放大器的平均電路，用于從由該讀出放大器提供的參數(shù)的多個(gè)獨(dú)立確定的數(shù)值形成用于單個(gè)單元的合成數(shù)值。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該參數(shù)是電流電平。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該參數(shù)是電壓電平。
52.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該參數(shù)是時(shí)間。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該參數(shù)是頻率。
54.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該參數(shù)是磁特性。
55.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該參數(shù)是光特性。
56.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該平均電路包括加法器，用于產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立確定的數(shù)值的總和，以及除法電路，用于把該總和除以被相加以產(chǎn)生該總和的獨(dú)立確定數(shù)值的個(gè)數(shù)。
57.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該存儲(chǔ)器包括具有該陣列、讀取電路和讀出放大器的一個(gè)存儲(chǔ)部分，以及具有該平均電路的控制器部分。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的存儲(chǔ)器，其中該控制器部分進(jìn)一步包括多個(gè)寄存器，其中在被提供到該平均電路之前，從該讀出放大器提供的參數(shù)的多個(gè)獨(dú)立確定的數(shù)值被存儲(chǔ)。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的存儲(chǔ)器，其中該存儲(chǔ)部分進(jìn)一步包括多個(gè)寄存器，其中在被提供到該平均電路之前，從該讀出放大器提供的參數(shù)的多個(gè)獨(dú)立確定的數(shù)值被存儲(chǔ)。
60.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中該存儲(chǔ)器包括一個(gè)控制器部分和一個(gè)存儲(chǔ)部分，該存儲(chǔ)部分包括該陣列、讀取電路、讀出放大器和平均電路。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的存儲(chǔ)器，其中該存儲(chǔ)部分進(jìn)一步包括多個(gè)寄存器，其中在被提供到該平均電路之前，從該讀出放大器提供的參數(shù)的多個(gè)獨(dú)立確定的數(shù)值被存儲(chǔ)。
62.根據(jù)權(quán)利要求49所述的存儲(chǔ)器，其中進(jìn)一步包括編程電路，其連接到該陣列，用于改變包含在其中的存儲(chǔ)元件的狀態(tài)，并且連接到該平均電路，用于接收該合成數(shù)值，其中該合成數(shù)值在編程處理的確認(rèn)階段被使用。
63.一種非易失性存儲(chǔ)器，其中包括用于根據(jù)一組操作參數(shù)和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)而同時(shí)偏置非易失性存儲(chǔ)器的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件的裝置；利用根據(jù)所述操作參數(shù)組和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏置的存儲(chǔ)元件，用于多次確定表示每個(gè)所述存儲(chǔ)元件的狀態(tài)的一個(gè)參數(shù)數(shù)值的裝置；通過為每個(gè)所述存儲(chǔ)元件形成所述參數(shù)的所述相應(yīng)的多個(gè)數(shù)值的合成數(shù)值而確定所述存儲(chǔ)元件的數(shù)據(jù)內(nèi)容的裝置。
全文摘要
存儲(chǔ)元件被多次讀取，并且對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)元件累加和平均該讀取結(jié)果，以減小噪聲的影響?？梢圆捎脦追N技術(shù)，包括完全讀取，把數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器件傳送到控制器件，由該控制器執(zhí)行平均；對(duì)于每次迭代對(duì)該數(shù)據(jù)的完全讀取，由該存儲(chǔ)設(shè)備執(zhí)行平均，直到獲得最終結(jié)果為止；一次完全讀取，隨后接著利用已經(jīng)建立的狀態(tài)信息執(zhí)行多次快速的重新讀取。這些技術(shù)可以被用作為操作的普通模式，或者根據(jù)系統(tǒng)特性在例外條件下調(diào)用。該技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例將使用峰值檢測(cè)方案。在確定該存儲(chǔ)元件是否到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)之前的狀態(tài)執(zhí)行幾個(gè)確認(rèn)檢查。如果該確認(rèn)失敗，則存儲(chǔ)元件受到額外的編程。該技術(shù)使得該系統(tǒng)在具有各種噪聲源的情況下在每個(gè)存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)多個(gè)狀態(tài)。
文檔編號(hào)G11B5/09GK1434456SQ0310069
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者卡羅斯·J·剛雷萊斯, 丹尼歐·C·噶特門 申請(qǐng)人:三因迪斯克公司