从非易失性存储器单元读取数据的方法和设备技术

公开了一种用于对包括一个或更多个互补单元对的互补单元阵列的单个用户读取命令做出响应的方法，该方法包括：确定数据字中的第一组单元是处于擦除状态还是处于编程状态，并且输出数据字，使得(a)如果确定第一组单元被擦除，则为数据字的每个位输出逻辑“1”，以及(b)如果确定第一组单元被编程，则为数据字的每个位输出互补读取的结果。

Method and equipment for reading data from non-volatile memory units

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从非易失性存储器单元读取数据的方法和设备相关申请的交叉引用本申请是于2016年9月29日提交的第15/279,974号美国申请的国际申请，其要求于2016年6月16日提交的第62/351,183号美国临时申请的优先权和权益，所有申请通过引用以其整体并入本文。专利
本专利技术总体上涉及非易失性存储器(NVM)设备的领域。更具体地，本专利技术涉及用于从NVM单元读取数据的方法、电路、设备和系统。背景集成电路(IC)可用于广泛的设计和产品中，一些集成电路可以包括非易失性存储器(NVM)阵列。NVM阵列可以由NVM单元、辅助电路、控制器和附加电路组成。辅助电路可以包括例如：阵列控制、地址解码电路、读出放大器(SA)和/或比较器。SA可以被配置为确定一个或更多个目标NVM单元的值/电平。一些存储器阵列类型可包括NVM阵列、浮动栅极阵列、eCT单元阵列、MirrorBit单元阵列、电荷俘获单元等。NVM单元可以是单个位(singlebit)或多级存储单元，并且这些单元可以编程为不同的状态。例如，在单个位配置中单元可以编程为擦除(ERS)或编程(PRG)状态。根据一些实施例，可以通过字线(WL)、位线(BL)、选择线(SL)、存储器栅极(MG)或其他方式在IC中内部访问NVM单元。对于每个序列(编程单元、擦除单元、读取单元等)，可以相应地激活WL、BL、SL和/或MG。操作模式(诸如，读取算法、编程算法、擦除算法)可以确定施加到NVM单元的WL、SL、SG、MG的电压或电流信号。其他因素包括选择的地址、使用的具体技术。在一些实施例中，NVM阵列可以包括不同的结构特征，并且可以不包括选择栅极(SG)、BL、SL、MG和/或WL，或者其他。可以在相关联的电路中使用的一些晶体管类型有Pmos、Nmos、低电压(LV)Nmos、LVPmos、高电压(HV)Nmos和HVPmos、作为低电阻Nmos或Pmos晶体管的Zmos、双极结型晶体管(BJT)等。HV晶体管/单元可以通过被设计/配置成与LV单元相比能够在其通道两端(例如，在晶体管的漏极节点和源极节点之间)在更高范围的电压范围内和/或在栅极两端(例如，在其栅极和基体(bulk)或接地节点之间)操作来与LV晶体管/单元区别开来，并且与LV设备相比，HV晶体管/单元可以包括厚氧化区。在外部，主机设备可以包括IC和/或存储器阵列，用户/主机设备可以通过发送用户/主机设备命令来访问该IC和/或存储器阵列，以执行用户读取操作、用户编程操作、用户擦除操作或其他操作，并且主机设备可以包括被请求应用该操作的地址。响应于用户读取命令，可以将来自存储器设备的信息输出到用户/主机设备。响应于用户编程命令，信息可以存储在存储器设备中。响应于用户擦除命令，可以擦除存储器的一段。专利技术概述本专利技术可以包括用于存储和读取来自非易失性存储器(NVM)单元的数据的方法、电路、设备和系统。根据一些实施例，用于对包括一个或更多个互补单元对的互补单元阵列的单个用户读取命令做出响应的方法可以包括：确定数据字中的第一组单元是处于擦除状态还是处于编程状态，并输出数据字，使得(a)如果确定第一组单元被擦除，则为数据字的每一位输出预定的二进制状态(诸如“1”或“0”)，以及(b)如果确定第一组单元被编程，则为数据字的每一位输出互补读取的结果。根据一些实施例，确定第一组单元是处于擦除状态还是处于编程状态还可以包括对第一组单元中有多少个处于第一二进制状态进行计数以产生计数值，并将该计数值与预定阈值进行比较。预定阈值可以是可编程的，并且可以基于以下参数中的至少一个来更新：电荷损失、寿命长度、阵列周期计数、寿命开始和寿命结束等。根据一些实施例，将计数值与预定阈值进行比较的方法可以导致/产生状态结果。如果第一二进制状态是“0”，则(a)如果计数值低于预定阈值，则状态结果可以是擦除状态，以及(b)如果计数值高于或等于预定阈值，则状态结果可以是编程状态。或者，如果第一二进制状态是“1”，则(a)如果计数值高于预定阈值，则状态结果可以是擦除状态，以及(b)如果计数值低于或等于预定阈值，则状态结果可以是编程状态。根据一些实施例，如果计数值超过预定阈值，则可以停止计数。此外，确定第一组单元是处于擦除状态还是处于编程状态可以包括第一读取事件，以确定第一组单元中的目标单元子组中的每一个目标单元的值。可选地，确定第一组单元是处于擦除状态还是处于编程状态还包括第二读取事件，以确定第一组单元中的成对单元(twincell)子组中的每一个成对单元的值。第一和第二读取事件可以同时或连续执行。根据一些实施例，NVM设备可以包括：(a)包括一个或更多个互补单元组的NVM阵列，每个组包括至少一对单元，所述一对单元包括目标单元和成对单元，当处于编程状态时，该目标单元和成对单元处于相反的二进制状态，(b)第一多个读出放大器，以用于检测第一多个单元的状态并输出适当的二进制值，(c)计数器，以用于产生从读出放大器接收的二进制值的总和，(d)控制器，以用于确定数据字是处于擦除状态还是编程状态，以及(e)状态相关开关，以用于输出数据字，使得如果确定该字被擦除，则为数据字的每个位输出预定的二进制值(“1”或“0”)(为所有位输出相同的二进制值)，以及如果确定该字被编程，则为数据字的每个位输出互补读取的结果。根据一些实施例，NVM设备可以包括逻辑电路，以用于将计数值与预定阈值进行比较并产生状态结果。根据一些实施例，控制器可以被配置为基于状态结果来确定数据字是处于擦除状态还是编程状态。因此，如果第一二进制状态是“0”，并且如果计数值低于预定阈值，则确定为擦除状态。如果计数值高于或等于预定阈值，则可以确定该字处于编程状态。根据一些实施例，可以从多个目标单元接收第一多个单元，并且第一多个读出放大器中的每一个读出放大器都可以被配置为对目标单元和参考信号进行比较，并且向计数器中继目标单元的二进制状态。根据一些实施例，可以从多个成对单元接收第一多个单元，并且第一多个读出放大器中的每一个读出放大器都可以对成对单元和参考信号进行比较，并相应地向计数器中继成对单元的二进制状态。可选地，第一多个读出放大器可以各自接收成对单元和目标单元，并确定目标单元的二进制值。附图简述视为本专利技术的主题被特别地指出并且在说明书的结论部分中被清楚地要求保护。然而，在连同附图阅读时，通过参考下面的详细描述，可以很好地理解本专利技术关于组织和操作方法、以及目的、特征和优点，其中：图1示出了根据主题的一个实施例的用于实现单次读取访问的方法的流程图；图2示出了用于确定字是被编程还是被擦除的方法的流程图；图3A描绘了包括NVM阵列的NVM设备的示例框图；图3B描绘了示例NVM阵列和相关联的读出放大器(SA)；以及图4A-图4C描绘了同一用户读取命令的不同进程的不同SA连接。应当理解，为了说明的简单和清楚，图中所示的元件不必按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在认为合适之处，参考数字可以在附图之间重复以指示相应的或类似的元件。详细描述在下面的详细描述中，阐述了众多具体的细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，本领域技术人员将会理解，本专利技术可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：获得包括N个互补存储器单元的存储器设备，每个互补存储器单元包括第一存储器单元和第二存储器单元，其中N是大于0的自然数，并且其中所述存储器设备存储阈值数，所述阈值数是初始预定义的和随后可编程的；确定所述N个互补存储器单元的所述第一存储器单元中的每个是处于第一二进制状态还是第二二进制状态；确定所述N个互补存储器单元的所述第二存储器单元中的每个是处于所述第一二进制状态还是所述第二二进制状态；通过对处于所述第一二进制状态的所述第一存储器单元和第二存储器单元的总数量进行计数，生成计数值；以及基于对所述计数值与所述阈值数的比较的结果，确定所述N个互补存储器单元是否被编程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.16 US 62/351,183;2016.09.29 US 15/279,9741.一种方法，包括：获得包括N个互补存储器单元的存储器设备，每个互补存储器单元包括第一存储器单元和第二存储器单元，其中N是大于0的自然数，并且其中所述存储器设备存储阈值数，所述阈值数是初始预定义的和随后可编程的；确定所述N个互补存储器单元的所述第一存储器单元中的每个是处于第一二进制状态还是第二二进制状态；确定所述N个互补存储器单元的所述第二存储器单元中的每个是处于所述第一二进制状态还是所述第二二进制状态；通过对处于所述第一二进制状态的所述第一存储器单元和第二存储器单元的总数量进行计数，生成计数值；以及基于对所述计数值与所述阈值数的比较的结果，确定所述N个互补存储器单元是否被编程。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一二进制状态表示数据“0”，而所述第二二进制状态表示数据“1”。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一二进制状态表示数据“1”，而所述第二二进制状态表示数据“0”。4.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述存储器设备的寿命期间更新所述阈值数，以适应电荷损失，使得所述N个互补存储器单元从所述存储器设备的寿命开始到寿命结束是可操作的。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一存储器单元是位单元，而所述第二存储器单元是互补单元。6.如权利要求5所述的方法，其中，当确定所述N个互补存储器单元被编程时，还包括：输出所述位单元的数据内容作为读取命令的结果。7.如权利要求4所述的方法，其中，所述阈值数基于以下项中的至少一项更新：电荷损失、寿命长度、周期计数和所述N个互补存储器单元的寿命开始或寿命结束的状态。8.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一存储器单元中的每个是处于所述第一二进制状态还是第二二进制状态包括：检测所述第一存储器单元中的每个的输出；使用至少一个第一读出放大器，将所述第一存储器单元中的每个的输出与参考信号进行比较。9.如权利要求8所述的方法，其中确定所述第二存储器单元中的每个是处于所述第一二进制状态还是第二二进制状态包括：检测所述第二存储器单元中的每个的输出；使用至少一个第二读出放大器，将每个所述第二存储器单元的输出与所述参考信号进行比较。10.如权利要求6所述的方法，其中，所述N个互补存储器单元的所述位单元的输出包括N位字。11.如权利要求9所述的方法，其中，所述参考信号被配置为在介于第一二进制状态信号和第二二进制状态信号之间的范围内，并且所述阈值数介于0和N之间。12.一种存储器设备，包括：多个互补存储器单...

【专利技术属性】
技术研发人员：科比·达农，约拉姆·比特森，亚历克斯·库什纳伦科，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US