存储器器件及动态误差监视和修复的方法技术

一种存储器器件包含：存储单元阵列，包括多个存储单元，多个存储单元包括包含第一数据存储单元的多个数据存储单元和包含第一备份存储单元的多个备份存储单元；存储装置，存储配置成记录多个数据存储单元中的误差的误差表，误差表包含多个误差表条目，每一误差表条目对应于多个数据存储单元中的一个且具有地址和故障计数；以及控制器，配置成基于误差表用第一备份存储单元替换第一数据存储单元。

【技术实现步骤摘要】
存储器器件及动态误差监视和修复的方法
在本专利技术的实施例中阐述的技术大体来说涉及存储器器件，且更具体来说，涉及存储器器件及动态误差监视和修复的方法。
技术介绍
存储器器件用于在半导体器件和系统中存储信息。非易失性存储器器件即使在切断电源之后也能够保留数据。非易失性存储器器件的实例包含闪速存储器、铁电随机存取存储器(ferroelectricrandomaccessmemory,FRAM)、磁性随机存取存储器(magneticrandomaccessmemory,MRAM)、电阻式随机存取存储器(resistiverandomaccessmemory,RRAM)以及相变存储器(phase-changememory,PCM)。MRAM、RRAM、FRAM以及PCM有时被称为新出现的存储器器件。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种存储器器件，包括：存储单元阵列，包括多个存储单元，所述多个存储单元包括包含第一数据存储单元的多个数据存储单元以及包含第一备份存储单元的多个备份存储单元；存储装置，存储配置成记录与所述多个数据存储单元相关联的误差的误差表，所述误差表包含多个误差表条目，每一误差表条目对应于所述多个数据存储单元中的一个且具有地址和故障计数；以及控制器，配置成基于所述误差表用所述第一备份存储单元替换所述第一数据存储单元。本专利技术实施例提供一种存储器器件，包括：存储单元阵列，包括多个存储单元，所述多个存储单元包括多个数据存储单元和M个备份存储单元，M是大于一的整数；存储装置，存储修复表，其中所述修复表包含对应于由所述M个备份存储单元替换的M个数据存储单元的M个修复表条目，每一修复表条目具有地址和故障计数；以及控制器，配置成：更新所述修复表以产生更新的修复表；以及基于所述更新的修复表用所述M个备份存储单元中的至少一个替换所述M个数据存储单元中的至少一个。本专利技术实施例提供一种动态误差监视和修复的方法，包括：提供包括多个存储单元的存储单元阵列，所述多个存储单元包括多个数据存储单元和多个备份存储单元；通过误差校正码电路检测所述多个数据存储单元中的误差；产生误差表，所述误差表包含多个误差表条目，每一误差表条目对应于所述多个数据存储单元中的一个且具有地址和故障计数；以及基于所述误差表，用所述多个备份存储单元当中的第一备份存储单元替换所述多个数据存储单元当中的第一数据存储单元。附图说明当结合附图阅读时从以下详细描述最好地理解本公开的方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各个特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可任意增大或减小各个特征的尺寸。另外，图式作为本专利技术的实施例的实例是说明性的且并不希望是限制性的。图1是示出根据一些实施例的并入动态误差监视和修复的实例存储器器件的框图。图2是根据一些实施例的实例误差表。图3是示出根据一些实施例的更新误差表的方法的流程图。图4是示出根据一些实施例的动态误差监视和修复的方法的流程图。图5A是示出根据一些实施例的在任何替换之前具有动态误差监视和修复的存储单元阵列的示意图。图5B是示出根据一些实施例的在实施图4的方法之后的图5A的存储单元阵列的示意图。图6A是根据一些实施例的修复表。图6B是根据一些实施例的另一修复表。图6C是根据一些实施例的又一修复表。图7是示出根据一些实施例的更新修复表的方法的流程图。图8A是示出根据一些实施例的动态误差监视和修复的方法的流程图。图8B是示出根据一些实施例的在实施图8A的方法之前的存储单元阵列的示意图。图8C是示出根据一些实施例的在实施图8A的方法之后的图8B的存储单元阵列的示意图。图9是根据一些实施例的动态误差监视和修复的方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定实例来简化本公开。当然，这些组件和布置仅是实例且并不希望是限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含可在第一特征与第二特征之间形成额外特征以使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复附图标号和/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。另外，为了易于描述，在本文中可使用例如“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语来描述如图式中所示出的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。除图式中所描绘的定向之外，空间相对术语意图涵盖器件在使用或操作时的不同定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间相对描述词也可相应地进行解译。新出现的存储器器件(如铁电随机存取存储器(FRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)以及相变存储器(PCM))的制造工艺仍不成熟。由于制造工艺的差异、存储单元当中的特性和使用条件等，存储单元的耐久性和可靠性可能不同。因而，能够令人满意地存储数据的“健康”单元可随时间而发生故障，从而记录不正确的存储数据。换句话说，那些“健康”单元变成“故障”单元，并且存储在那些“故障”单元中的数据位变成“故障”位。为了解决这类存储器故障，误差校正码(errorcorrectioncode,ECC)有时用于检测和校正数据误差。可利用不同的ECC方案。具体地，ECC电路可在存储器器件的操作期间检测误差并校正这些误差。除其它之外，ECC电路可包含ECC编码器和ECC解码器。ECC编码器配置成产生奇偶校验位且形成码字，而ECC解码器配置成对码字进行解码且提供校正数据。随着存储在存储器器件中的数据的复杂度增加，误差校正码(ECC)能力也增加。举例来说，一些ECC功能能够校正多个数据位。举例来说，具有五位容量的ECC能够校正多达五位的误差。然而，随着数据的复杂度持续增加，ECC可能难以提供所需数据误差校正。根据本公开的一些方面，产生且更新误差表。误差表记录存储器地址和对应于故障位的故障单元的故障计数两者。具有更新误差表有助于更好地理解存储单元阵列的存储单元的状态，所述状态又可用于动态误差监视和修复。在修复工艺中，作为故障单元的数据存储单元的一部分基于误差表用备份存储单元替换。在替换故障单元时，修复对应故障位。在一个实施例中，具有高于阈值故障计数的故障计数的数据存储单元用备份存储单元替换。在另一实施例中，具有最高M个故障计数的M个数据存储单元用备份存储单元替换，且M是备份存储单元的数目。因而，在替换具有较低故障计数的数据存储单元之前替换具有较高故障计数的数据存储单元。在又一实施例中，修复表记录替换存储单元的地址和故障计数。修复表周期性地或在更新误差表后更新。由于有限数目的备份存储单元，修复表在存储器器件工作某一时间段后可以是“全满的”(即，已经使用所有备份存储单元)。因此，更新修复表以用具有较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器器件，包括：/n存储单元阵列，包括多个存储单元，所述多个存储单元包括包含第一数据存储单元的多个数据存储单元以及包含第一备份存储单元的多个备份存储单元；/n存储装置，存储配置成记录与所述多个数据存储单元相关联的误差的误差表，所述误差表包含多个误差表条目，每一误差表条目对应于所述多个数据存储单元中的一个且具有地址和故障计数；以及/n控制器，配置成基于所述误差表用所述第一备份存储单元替换所述第一数据存储单元。/n

【技术特征摘要】
20200227 US 62/982,369;20201222 US 17/130,2501.一种存储器器件，包括：
存储单元阵列，包括多个存储单元，所述多个存储单元包括包含第一数据存储单元的多个数据存储单元以及包含第一备份存储单元的多个备份存储单元；
存储装置，存储配置成记录与所述多个数据存储单元相关联的误差的误差表，所述误差表包含多个误差表条目，每一误差表条目对应于所述多个数据存储单元中的一个且具有地址和故障计数；以及
控制器，配置成基于所述误差表用所述第一备份存储单元替换所述第一数据存储单元。


2.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述控制器配置成在所述第一数据存储单元的所述故障计数高于阈值故障计数时替换所述第一数据存储单元。


3.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述多个备份存储单元是M个备份存储单元，M是大于一的整数，且其中所述控制器配置成用所述M个备份存储单元替换具有最高M个故障计数的M个数据存储单元。


4.根据权利要求1所述的存储器器件，其中用所述第一备份存储单元替换所述第一数据存储单元包括：
将存储在所述第一数据存储单元中的数据传送至所述第一备份存储单元；以及
将所述第一数据存储单元指定为替换存储单元。


5.一种存储器器件，包括：
存储单元阵列，包括多个存储单元，所述多个存储单元包括多个数据存储单元和M个备份存储单元，M是大于一的整数；
存储装置，存储修复表，其中所述修复表包含对应于由所述M个备份存储单元替换的M个数据存储单元的M个修复表条目，每一修复表条目具有地址和故障计数；以及
控制器，配置成：
更新所述修复表以产生更新的修复表；以及
基于所述更新的修复表用所述M个备份存储单元中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：野口纮希，林谷峰，王奕，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71