半导体存储器件及其初始化方法技术

一种半导体存储器件包括含有非易失性存储单元的存储单元块（１１）至（１４）。存储单元块（１１）至（１４）包括用于存储包含半导体存储器件的操作参数的芯片数据的芯片数据存储区（１１ｂ）至（１４ｂ），和用于存储对应于相应的芯片数据存储区，并且显示存储的芯片数据的有效性的通过标记的通过标记存储区（１１ｃ）至（１４ｃ）。芯片数据存储区存储相同的芯片数据。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地讲，本专利技术涉及具有包括由铁电材料制造的电容膜的电容器的非易失性半导体存储器件，及其初始化方法。
技术介绍
近来，即使在断电时也不会失去记录的数据的非易失性存储器，例如，允许一次擦除整个块的电可擦除可编程只读存储器(Flash EEPROM)和铁电随机存取存储器(FeRAM)，已经被应用到越来越多的半导体存储器件。在非易失性存储器和使用非易失性存储器的系统中，为了系统优化的目的，非易失性存储器的一个扇区存储它的操作模式以及系统的操作模式。如果配置存储扇区执行冗余替换，那么如果系统使用的存储扇区中出现缺陷，则利用保存在存储扇区中的冗余替换的地址来修复这些缺陷。通常，为了优化存储扇区的操作模式和系统的操作模式或执行冗余替换，预先将包含操作模式和冗余替换的地址的芯片数据存储在非易失性存储扇区的一个区中，并且在通电之后通过从该区读出芯片数据来初始化非易失性存储扇区，从而，例如，初始化非易失性存储扇区和系统的操作模式，并设定冗余替换。以下，参考附图说明一种具有非易失性存储器的已知的半导体存储器件。图7示出了一种已知的半导体存储器件的电路配置。如图7所示，该已知的半导体存储器件包括第一存储单元块101，第二存储单元块102，第三存储单元块103，第四存储单元块104，这些存储单元块是用于存储排列成列和行的用户数据(通常的存储单元)，并且每个都是由多个非易失性存储单元构成的区。第一存储单元块101设置有用于存储包括，例如，存储单元块的操作模式和冗余替换的地址的芯片数据的芯片数据存储区101b，和正常的存储单元101a。存储单元块101至104连接到存储器控制电路110，存储器控制电路110接收来自用于对从微计算机120发出的外部命令解码的命令解码器111的内部控制信号。存储器控制电路110连接到用于临时存储操作模式和冗余替换的地址的系统寄存器112。在如此配置的半导体存储器件的初始化中，在通电之后，微计算机120经过存储器控制电路110从芯片数据存储区101b读出芯片数据，并且将芯片数据写到系统寄存器112中，从而，例如，设定器件的操作模式和执行冗余替换。在这种情况下，为了正常地初始化该器件，芯片数据存储区101b需要通过存储器测试。如果即使在芯片数据数据存储区101b中的一个地址上发现错误，那么认为整个半导体芯片是有缺陷的。如上所述，已知的半导体存储器件存在的第一个问题是，在芯片数据存储区101b中的一个地址上发生错误，使得整个半导体芯片被认为是有缺陷的，即使存储单元块101至104都没有缺陷。此外，已知的半导体存储器件存在的第二个问题是，没有采取任何措施处理由于通电之后器件立即被初始化造成的不稳定性，而因此需要比正常操作更为可靠的操作的电源电压。此外，在初始化过程中，外部命令的输入可能造成系统操作模式的设置和冗余替换的地址信息丢失。这在执行破坏性读出的诸如ReRAM之类的存储器中更为严重(第三问题)。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一个目的是要改善存储在包括非易失性半导体存储单元的半导体存储器件中的芯片数据的可靠性。本专利技术的第二个目的是要改善器件初始化的可靠性。为了达到第一个目的，第一专利技术的半导体存储器件包括至少一个包括非易失性存储单元的存储单元块。该至少一个存储单元块包括多个用于存储包含半导体存储器件的操作参数的芯片数据的芯片数据存储区，和多个用于存储通过标记(pass-flag)的通过标记存储区。通过标记存储区对应于相应的芯片数据存储区，并且指示存储的芯片数据的有效性。芯片数据存储区用于存储同样的芯片数据。在第一专利技术的半导体存储器件中，所有芯片数据存储区包括相同的芯片数据。因此，如果提供了数量为n(这里n是至少为2的整数)的芯片数据存储区，那么仅仅一个有效的通过标记就足以读取正常芯片数据，从而使本专利技术的器件的可靠性比已知的半导体存储器件的可靠性高n倍。在第一专利技术的半导体存储器件中，至少一个存储单元块优选包括多个存储单元块，并且芯片数据存储区优选设置在相应的存储单元块中。例如，如果所有芯片存储区设置在一个存储单元块中，那么可以共享一个存取芯片数据存储区的字线或位线。结果是，甚至可以共享缺陷。但是，由于芯片数据存储区被分配到专利技术的器件的相应的存储单元块，所以所有芯片数据存储区同时包括缺陷的可能性很少。在第一专利技术的半导体存储器件中，每个通过标记优选的是由一个包含多个位的位串构成。因此，如果即使构成通过标记的一个位是“通过”状态，也能够确定通过标记的有效性。在这种情况下，每个通过标记优选包含其中构成位串的所有位即不是“0”也不是“1”的数据。因此，即使当位线和电源线短路时所有位都变成“1”，也可以如预定的那样做出失败确定。在这种情况下，芯片数据优选包括一个控制位，并且根据这个控制位被定义为给出初始化半导体存储器件的指令的控制命令。如果，例如，在一个芯片数据存储区中设定了用于给予停止读出的指令的控制命令而不是芯片数据，那么不需要在下一个区中存取芯片数据。因此，可以缩短读取芯片数据的周期和写入(设定)数据的周期。在这种情况下，控制命令优选地包括用于停止从芯片数据存储区读出的读出停止命令，或跳过一个读出地址的跳跃命令。在第一专利技术的半导体存储器件中，至少一个存储单元块中的芯片数据存储区和通过标记存储区各优选地包括具有两个晶体管和两个电容器的非易失性存储单元，并且至少一个存储单元块中的除了芯片数据存储区和通过标记存储区之外的区优选地包括具有一个晶体管和一个电容器的非易失性存储单元。如上所述，如果配置用于存储用户数据的存储单元包括一个电容器和一个晶体管的FeRAM，使得芯片数据存储区中的每个存储单元包括两个电容器和两个晶体管，那么能够提高芯片数据存储区的可靠性。在第一专利技术的半导体存储器件中，非易失性存储单元优选的是具有包括由铁电材料制造的电容膜的电容器的铁电存储单元，并且优选地使写入到芯片数据存储区和通过标记存储区以及在读取操作中从芯片数据存储区和通过标记存储区重写的周期长于写入到至少一个存储单元块中的、除了芯片数据存储区和通过标记存储区的一个区中以及在读取操作中从这个区重写的周期。在执行破坏性读出的非易失性存储单元的情况下，如果如上所述将读出循环中重写的周期设置得比较长，那么可以提高可靠性。一种专利技术的用于初始化半导体存储器件的方法，该半导体存储器件包括具有非易失性存储单元的存储单元块，存储单元块包括多个用于存储包含半导体存储器件的操作参数的芯片数据的芯片数据存储区和多个用于存储通过标记的通过标记存储区。通过标记存储区对应于相应的芯片数据存储区，和表明存储的芯片数据的有效性，并且芯片数据存储区存储同样的芯片数据。专利技术的方法包括步骤a)确定存储在一个通过标记存储区中的通过标记是真还是假；b)如果在步骤a)中确定通过标记是真，那么初始化半导体存储器件，以根据存储在与所述一个通过标记存储区相关联的芯片数据存储区中的芯片数据决定半导体存储器件的操作；c)如果在步骤a)中确定通过标记是假，那么确定存储在其余的一个通过标记存储区中的通过标记是真还是假。重复步骤c)直到其余的通过标记为真。利用专利技术的初始化半导体存储器件的方法，如果通过标记中的一个确定的通过标记是假，那么重复进行存储在下一个通过标记区中的通过标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体存储器件，包括：　　　　至少一个包括非易失性存储单元的存储单元块，　　　　其中该至少一个存储单元块包括多个用于存储包含半导体存储器件的操作参数的芯片数据的芯片数据存储区，和多个用于存储通过标记的通过标记存储区，通过标记存储区对应于相应的芯片数据存储区并且指示存储的芯片数据的有效性，和　　　　芯片数据存储区用于存储相同的芯片数据。

【技术特征摘要】
JP 2002-7-25 216127/20021.一种半导体存储器件，包括至少一个包括非易失性存储单元的存储单元块，其中该至少一个存储单元块包括多个用于存储包含半导体存储器件的操作参数的芯片数据的芯片数据存储区，和多个用于存储通过标记的通过标记存储区，通过标记存储区对应于相应的芯片数据存储区并且指示存储的芯片数据的有效性，和芯片数据存储区用于存储相同的芯片数据。2.根据权利要求1所述的器件，其中该至少一个存储单元块包括多个存储单元块，和芯片数据存储区设置在相应的存储单元块中。3.根据权利要求1所述的器件，其中每个通过标记是由包含多个位的位串构成的。4.根据权利要求3所述的器件，其中每个通过标记包含其中构成位串的所有位既不是“0”也不是“1”的数据。5.根据权利要求3所述的器件，其中芯片数据包括控制位，并且根据控制位将该芯片数据定义为用于发出初始化半导体存储器件的指令的控制命令。6.根据权利要求5所述的器件，其中控制命令包括用于停止从芯片数据存储区读出的读出停止命令，或用于跳过读出地址的跳跃命令。7.根据权利要求1所述的器件，其中该至少一个存储单元块中的每个芯片数据存储区和通过标记存储区包括了包含两个晶体管和两个电容器的非易失性存储单元，和该至少一个存储单元块中的除了芯片数据存储区和通过标记存储区之外的区包括了包含一个晶体管和一个电容器的非易失性存储单元。8.根据权利要求1所述的器件，其中非易失性存储单元是带有包括由铁电材料制造的电容膜的电容器的铁电存储单元，和使得用于对芯片数据存储区和通过标记存储区写入和在读取操作中从芯片数据存储区和通过标记存储区重写的时间周期比用于对该至少一个存储单元块中除了芯片数据存储区和通过标记存储区外的...

【专利技术属性】
技术研发人员：村久木康夫，平野博茂，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]