数据读取方法以及使用此方法的非易失性存储器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数据读取方法以及使用此方法的非易失性存储器装置。所述数据读取方法包括：从非易失性存储器装置的存储单元对取得第一读取电流以及第二读取电流；根据第一读取电流以及第二读取电流进行计算操作以取得计算结果；并且根据计算结果判断此存储单元对的逻辑状态。所述计算操作至少包括一个信号加法运算及一个信号乘法运算。

Data reading method and non-volatile memory device using this method

The invention provides a data reading method and a non-volatile memory device using the method. The data reading method includes: obtaining the first reading current and the second reading current from the storage unit of the non-volatile memory device; calculating operation according to the first reading current and the second reading current to obtain the calculation result; and judging the logical state of the storage unit pair according to the calculation result. The calculation operation includes at least one signal addition operation and one signal multiplication operation.

【技术实现步骤摘要】
数据读取方法以及使用此方法的非易失性存储器装置
本专利技术涉及一种存储器装置，尤其涉及一种数据读取方法以及使用此数据读取方法的非易失性存储器装置。
技术介绍
非易失性存储器(Non-VolatileMemory，NVM)在电源关闭后仍可保留存储数据，因此是让许多电子产品功能正常不可或缺的存储器装置。目前，电阻式随机存取存储器(ResistiveRandomAccessMemory，RRAM)是一种业界积极开发的非易失性存储器，其具有低电压写入操作、短时间内写入及消除、长久的存储时间、进行非破坏性的读取操作、能进行多状态存储、具有结构简单以及需求面积小的优点。所以，RRAM在未来的个人电脑以及电子装置的应用上具有很大的潜力。一般而言，一个电阻式存储单元被用以作为RRAM的一个比特，并且可以以一可逆和非易失性的方式被设置为低电阻状态(Low-ResistiveState，LRS)或高电阻状态(High-ResistiveState，HRS)，以便表示具有不同状态的存储数据。例如，施加RESET脉冲可以形成高电阻状态以写入逻辑1的数据；施加具有相反极性的SET脉冲可以形成低电阻状态以写入逻辑0的数据。因此，在数据读取期间，可根据在不同电阻状态所产生的读取电流来判断出逻辑1或逻辑0的数据。然而，低电阻状态的电阻通常在高温下有增加的趋向，而高电阻状态的电阻在高温下则通常有减少的趋向。这种电阻随温度变化的情况通常会导致难以区分低电阻状态和高电阻状态。据此，提供一种用于改善高温数据保持能力(Hightemperaturedataretention，HTDR)的数据读取方法是有帮助的。
技术实现思路
本专利技术提供一种数据读取方法及使用此数据读取方法的非易失性存储器装置，藉此可改善高温数据保持能力，并可降低比特错误率。本专利技术提供一种适用于非易失性存储器的数据读取方法。所述数据读取方法包括从非易失性存储器的存储单元对取得第一读取电流及第二读取电流；根据第一读取电流及第二读取电流进行计算操作以取得计算结果；并且根据所述计算结果判断所述存储单元对的逻辑状态。计算操作至少包括一个信号加法运算及一个信号乘法运算。本专利技术也提供一种非易失性存储器装置，包括存储器阵列、信号处理电路以及状态判断电路。存储器阵列包括多个存储单元对。信号处理电路耦接于存储器阵列，并且至少包括一个信号加法电路以及一个信号乘法电路。状态判断电路耦接于信号处理电路且用以判断逻辑状态。信号处理电路从多个存储单元对的其中之一接收第一读取电流和第二读取电流，并且根据第一读取电流及第二读取电流通过信号加法电路和信号乘法电路进行计算操作以取得计算结果。状态判断电路则接收计算结果并且根据计算结果判断对应的存储单元对的逻辑状态。基于上述，本专利技术实施例所提供的数据读取方法及使用此方法的非易失性存储器装置，通过至少一个加法计算和至少一个乘法计算来处理存储单元对的两个存储单元的两读取电流，并且将处理结果用以判断存储单元对的逻辑状态。据此，非易失性存储器的数据存储器在高温下变得强健，因此可降低比特错误率。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是根据本专利技术一实施例所示出的非易失性存储器装置的方块图；图2是根据本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置读取方法的流程图；图3是根据本专利技术一实施例所示出的非易失性存储器装置的方块图；图4是根据本专利技术一实施例所示出的非易失性存储器装置的方块图；图5是根据本专利技术一实施例所示出的非易失性存储器装置的方块图。具体实施方式图1示出本专利技术一实施例的非易失性存储器装置的方块图。请参照图1，非易失性存储器100包括存储器阵列110、信号处理电路130以及状态判断电路150。信号处理电路130是耦接于存储器阵列110，并且状态判断电路150是耦接于信号处理电路130。存储器阵列110包括多个存储单元且每两个存储单元形成一个存储单元对。如图1所示，存储器阵列110包括多个存储单元对110_1至110_n，而每个存储单元对包含两个存储单元。以存储单元对110_1为例，存储单元对110_1包括第一存储单元MC1和第二存储单元MC2。在一实施例中，NVM100是采用双晶体管双电阻器结构的RRAM。其中，每个存储单元对代表NVM100的一个比特数据。具体来说，对于采用单晶体管单电阻器(one-transistor-one-resistor，1T1R)结构的RRAM，每个包括1T1R的存储单元用于代表一个比特数据，并且所感测的各存储单元的读取电流可用来判断存储在对应存储单元的数据的逻辑状态(即，LRS或HRS)。对于在本实施例中采用2T2R结构的RRAM，每个存储单元对包括两个存储单元用于代表RRAM的一个比特数据，并且两个存储单元有分别的两个读取电流，可用来判断存储在对应的存储单元对的数据的逻辑状态，在其他实施例中，NVM100可以是磁阻式随机存取存储器(magnetoresistiverandomaccessmemory，MRAM)或其他相似的存储器装置，本专利技术并不限于此。根据本专利技术的实施例，在判断逻辑状态之前会先由信号处理电路130处理两个读取电流，以便改善HTDR和/或循环灵敏度(cyclingsensitivity)。图2示出本专利技术一实施例的数据读取方法的流程图。请参照图1和图2，本实施例的数据读取方法至少适用于例如图1所示出的NVM100。以下将参考NVM100的各个元件来描述本专利技术实施例的数据读取方法的步骤。值得注意的是，为了描述上的方便，以下以存储单元对100_1为例来描述数据读取方法的各步骤。然而，NVM100的其他存储单元对(例如，110_2至110_n)也可以通过类似的方式读取。在步骤210中，信号处理电路130从NVM100的存储单元对取得第一读取电流I1及第二读取电流I2。在一实施例中，NVM100是采用2T2R结构的RRAM。一个固定电压(例如，0.2V)被施加在第一存储单元MC1和第二存储单元MC2上，响应于第一存储单元MC1和第二存储单元MC2各自的电阻，因而产生第一读取电流I1和第二读取电流I2。所述第一读取电流I1和所述第二读取电流I2例如流入信号处理电路130的两个输入端。在步骤S230，信号处理电路130根据第一读取电流I1和第二读取电流I2进行计算操作以取得计算结果CR。特别是，信号处理电路130包括信号乘法电路131及信号加法电路132。信号乘法电路131包括至少一个乘法器，每个乘法器用以进行乘法计算，且可以模拟或数字实现。例如，乘法器有两个输入端用以接收两个信号，并且将这两个接收到的信号相乘以产生乘积结果。又例如，乘法器只有一个输入端用以接收一个信号，并且计算接收到的信号的n次方(例如，平方或立方等)，以产生乘积结果。通过采用乘法计算，可以正确识别HRS的逻辑状态LS1。也就是说，可以减少识别HRS逻辑状态LS1时的杂讯，所属领域技术人员可以基于当前的技术来实现信号乘法电路131，本专利技术并不在此加以限制。信号加法电路132包括至少一个加法器，每个加法器用以进行加法计算。例如，加法器具有至少两个输入端，各自用以接收一个信号，并且加法器将所有接收到的信号加在一起以产生总和结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据读取方法，适用于非易失性存储器，所述数据读取方法包括：从所述非易失性存储器的存储单元对取得第一读取电流以及第二读取电流；根据所述第一读取电流以及所述第二读取电流进行计算操作以取得计算结果；以及根据所述计算结果判断所述存储单元对的逻辑状态，其中所述计算操作包括信号加法运算以及信号乘法运算。

【技术特征摘要】
2017.09.07 US 15/697,4691.一种数据读取方法，适用于非易失性存储器，所述数据读取方法包括：从所述非易失性存储器的存储单元对取得第一读取电流以及第二读取电流；根据所述第一读取电流以及所述第二读取电流进行计算操作以取得计算结果；以及根据所述计算结果判断所述存储单元对的逻辑状态，其中所述计算操作包括信号加法运算以及信号乘法运算。2.根据权利要求1所述的数据读取方法，其中根据所述第一读取电流以及所述第二读取电流进行所述计算操作以取得所述计算结果包括：将所述第一读取电流乘以所述第二读取电流以取得第一乘积；以及根据所述第一乘积进行所述信号加法运算以取得所述计算结果。3.根据权利要求2所述的数据读取方法，其中根据所述第一读取电流以及所述第二读取电流进行所述计算操作以取得所述计算结果还包括：将所述第一读取电流取平方以取得第二乘积；将所述第二读取电流取平方以取得第三乘积；以及根据所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积进行所述信号加法运算以取得所述计算结果。4.根据权利要求3所述的数据读取方法，其中根据所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积进行所述信号加法运算以取得所述计算结果还包括：计算所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积的总和以作为所述计算结果。5.根据权利要求1所述的数据读取方法，其中根据所述第一读取电流以及所述第二读取电流进行所述计算操作以取得所述计算结果包括：将所述第一读取电流以及所述第二读取电流相加以取得总和；以及根据所述总和进行所述信号乘法运算以取得所述计算结果。6.根据权利要求5所述的数据读取方法，其中所述计算操作还包括最大值取得运算，其中根据所述第一读取电流以及所述第二读取电流进行所述计算操作以取得所述计算结果还包括：取得所述第一读取电流和所述第二读取电流的最大值；以及根据所述总和以及所述最大值进行所述信号乘法运算以取得所述计算结果。7.根据权利要求6所述的数据读取方法，其中根据所述总和以及所述最大值进行所述信号乘法运算以取得所述计算结果包括：计算所述总和以及所述最大值的乘积；以及取所述乘积的n次方作为所述计算结果，其中n是自然数。8.一种非易失性存储器装置，包括：存储器阵列，包括多个存储单元对；信号处理电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，廖绍憬，王炳琨，何家骅，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71