JP2010527094A - データ読取装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッシュメモリセルのデータを示すステート間の信頼性が低下する電圧領域を設定し、フラッシュメモリセルの閾値電圧が信頼性が低下する電圧領域に位置した場合、判定不可能値として出力するデータ読み取り方法を提供する。
【解決手段】データ読取装置およびその方法を開示する。本発明の一実施形態に係るデータ読み取り方法は、メモリセルの閾値電圧と第１境界電圧を比較するステップと、閾値電圧と第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧を比較するステップと、閾値電圧、第１境界電圧、および第２境界電圧の間の比較に基づいてメモリセルのデータを読み取るステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、データ読み取りに関し、より詳細には、メモリセルにプログラムされたデータを２つの境界電圧を用いて読み取って復号し、メモリセルのデータを決定するデータ読取装置およびその方法に関する。

フラッシュメモリセルは、データをプログラムするとき、フラッシュメモリセルの閾値電圧の大きさをプログラムするデータに適合するように調節する。すなわち、フラッシュメモリセルの閾値電圧の大きさがフラッシュメモリセルにプログラムされたデータを意味する。
フラッシュメモリセルにプログラムされたデータを読み取るためには、フラッシュメモリセルの閾値電圧と予め設定された１つ以上の基準電圧、すなわち、リードレベルとを比べてフラッシュメモリセルのデータを読み取る。例えば、フラッシュメモリセルがＳＬＣ（ｓｉｎｇｌｅ ｌｅｖｅｌ ｃｅｌｌ）方式で動作して基準電圧がＡであると仮定し、読み取られたフラッシュメモリセルの閾値電圧が基準電圧Ａよりも小さければ、フラッシュメモリセルにプログラムされたデータを１として読み取り、読み取られたフラッシュメモリセルの閾値電圧が基準電圧Ａよりも大きければ、フラッシュメモリセルにプログラムされたデータを０として読み取る。

しかしながら、データがプログラムされたフラッシュメモリセルの閾値電圧は、チャージロス（ｃｈａｒｇｅ ｌｏｓｓ）およびフローティングポリカップリング（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｐｏｌｙ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）などのような様々な要因によって他のレベルの閾値電圧に変わるようになるが、フラッシュメモリセルの閾値電圧が基準電圧付近まで変わる場合、読み取られたフラッシュメモリセルのデータに対する信頼度が低下するようになる。

すなわち、基準電圧付近の閾値電圧を有するメモリフラッシュセルでは、「プログラムされたデータが１であるが読み取られたデータは０である場合」、あるいは「プログラムされたデータが０であるが読み取られたデータは１である場合」が発生し、基準電圧付近で多くのエラーが発生するようになる。

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために案出されたものであって、フラッシュメモリセルのデータを示すステート間の信頼性が低下する電圧領域を設定し、フラッシュメモリセルの閾値電圧が信頼性が低下する電圧領域に位置した場合、判定不可能値として出力するデータ読み取り方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、データ読み取り方法によって読み取られたフラッシュメモリセルのデータを復号して判定不可能値が含まれたメモリセルのデータを決定することにより、読み取られたメモリセルのデータに対する信頼性を高めることを目的とする。
さらに、本発明は、フラッシュメモリセルの閾値電圧が変わって判定不可能値が出力されても、復号過程を介して信頼性が高いデータとして決定することを目的とする。

上述した目的を達成し、従来技術の問題点を解決するために、本発明の一実施形態に係るデータ読み取り方法は、メモリセルの閾値電圧と第１境界電圧とを比較するステップと、前記閾値電圧と前記第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧とを比較するステップと、前記閾値電圧と前記第１境界電圧との比較結果および前記閾値電圧と前記第２境界電圧との比較結果に基づいて前記メモリセルのデータを判定するステップとを含む。

このとき、前記メモリセルのデータを判定するステップは、前記閾値電圧が前記第１境界電圧および前記第２境界電圧の間の電圧であれば、前記メモリセルのデータを予め設定された判定不可能値として判定することができる。
このとき、前記メモリセルは、ＭＬＣ（ｍｕｌｔｉ ｌｅｖｅｌ ｃｅｌｌ）方式のメモリセルであるか、ＳＬＣ方式のメモリセルとすることができる。

このとき、前記第１境界電圧および前記第２境界電圧は、前記メモリセルにプログラムされたデータを区分する境界領域間の予め決定された２つの電圧とすることができる。
このとき、前記データ読み取り方法は、判定された複数のメモリセルのデータを復号するステップと、前記復号によって前記メモリセルにプログラムされたデータを決定するステップとをさらに含むことができる。

このとき、前記復号するステップは、前記メモリセルのデータを用いて距離復号を実行することができる。
このとき、前記復号するステップは、前記メモリセルのデータを用いてシンドロームを計算し、前記計算されたシンドロームを用いて復号を実行することができる。

本発明の一実施形態に係るデータ読取装置は、メモリセルと、前記メモリセルの閾値電圧と第１境界電圧および前記第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧とを比較し、比較結果による結果値を生成する電圧比較部と、前記電圧比較部から入力された前記結果値に基づいて前記メモリセルのデータを判定するデータ読取部とを備える。

このとき、前記データ読取装置は、前記データ読取部によって判定された複数のメモリセルのデータが入力されて復号する復号部と、前記復号部によって復号された前記メモリセルのデータが入力され、前記復号されたメモリセルのデータによって前記メモリセルにプログラムされたデータを決定するデータ決定部とをさらに備えることができる。

本発明の一実施形態に係るデータ読取装置に対する構成ブロック図である。 本発明に係るデータ読取装置を説明するための一例を示す図である。 本発明の他の一実施形態に係るデータ読取装置に対する構成ブロック図である。 メモリセルにプログラムされるコードワードとしてハミングコードが用いられ、メモリセルから読み取られたコードワードが「１０１０ＸＸ１」である場合、可能なプログラムコードワードと読み取られたコードワードの距離を示すものである。 メモリセルにプログラムされるコードワードとしてハミングコードが用いられ、メモリセルから読み取られたコードワードが「１０１０Ｘ₁Ｘ₂１」である場合のシンドロームを示すものである。 本発明の一実施形態に係るデータ読み取り方法に対するフローチャートである。 本発明の他の一実施形態に係るデータ読み取り方法に対するフローチャートである。 図７に示すステップＳ７５０に対する一実施形態を示すフローチャートである。 図７に示すステップＳ７５０に対する他の一実施形態を示すフローチャートである。 図２と比較するとき、本発明のさらに他の一実施形態によって軟性決定値（ｓｏｆｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｖａｌｕｅ）を追加的に定義する図である。 図２と比較するとき、本発明のさらに他の一実施形態によって軟性決定値を追加的に定義する他の図である。

以下、本発明に係る好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るデータ読取装置に対する構成ブロック図である。
図１に示すように、データ読取装置は、電圧比較部１２０と、データ読取部１３０とを備える。

電圧比較部１２０は、メモリセル１１０の閾値電圧と第１境界電圧および第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧とを比較して結果値を生成する。
このとき、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルにプログラムされたデータ（０または１）を示すステート間のプログラムされたデータを区分する境界領域に含まれた、予め決定された２つの電圧とすることができる。ここで、プログラムされたデータを区分する境界領域は、データを読み取るときに読み取ったデータを信頼することができない領域であり、プログラムされたデータを区分する境界領域は、少なくとも１つ以上となる。すなわち、メモリセルがＳＬＣ方式で動作する場合には、プログラムされたデータを区分する境界領域は１つとなり、メモリセルがＭＬＣ方式で動作する場合には、プログラムされたデータを区分する境界領域は２つ以上となる。

ここで、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルからデータを読み取るとき、読み取ったデータを信頼することができない境界領域の最小電圧および最大電圧となる。
このとき、境界領域は、状況によって異なることがあるが、チャージロスおよびフローティングポリカップリングなどによる影響を考慮して設定することができる。

このとき、メモリセル１１０は、フラッシュメモリセルとすることができ、ＮＡＮＤフラッシュメモリセルまたはＮＯＲフラッシュメモリセルとすることができる。
このとき、メモリセル１１０は、ＭＬＣ方式のメモリセルであるか、ＳＬＣ方式のメモリセルとすることができる。

データ読取部１３０は、電圧比較部１２０から生成された結果値が入力され、この入力された結果値に基づいてメモリセルのデータを判定する。すなわち、データ読取部１３０は、結果値に基づいてメモリセルのデータを読み取る。
このとき、データ読取部１３０は、メモリセル１１０の閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間の電圧であれば、メモリセルのデータを判定不可能値として判定することができる。すなわち、データ読取部１３０は、電圧比較部１２０から入力された結果値が、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間の電圧を示す結果値であれば、メモリセルのデータを０として確信したり１として確信することができないため、０または１ではない特定値として判定する。

ここで、データ読取部１３０によって読み取られたメモリセルのデータが判定不可能値として読み取られた場合、判定不可能値は、本発明に係る復号過程を介して正確なデータとして決定される。
図２は、本発明に係るデータ読取装置を説明するための一例を示す図である。

ここで、図２は、４レベルで動作するメモリセルのＭＳＢ（ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ）データとＬＳＢ（ｌｅａｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ）データのうち、ＬＳＢデータを示すものである。
図２に示すように、メモリセルのＬＳＢデータ０と１を区分する境界領域間の２つの境界電圧を用いてメモリセルのＬＳＢデータを読み取る。

すなわち、メモリセルのデータ１１と１０の間であるメモリセルのＬＳＢデータ１と０の間の第１境界電圧Ｖ_{SEN_1A}および第２境界電圧Ｖ_{SEN_1B}、またはメモリセルのデータ００と０１の間であるメモリセルのＬＳＢデータ０と１の間の第１境界電圧Ｖ_{SEN_3A}および第２境界電圧Ｖ_{SEN_3B}を用いてメモリセルのＬＳＢデータを読み取る。

例えば、ＬＳＢデータを読み取るためのメモリセルの閾値電圧がＶ_{SEN_1A}よりも小さいかＶ_{SEN_3B}よりも大きい場合には、ＬＢＳデータを１として読み取り、メモリセルの閾値電圧がＶ_{SEN_1B}とＶ_{SEN_3A}の間の電圧である場合には、ＬＳＢデータを０として読み取る。
一方、メモリセルの閾値電圧がＶ_{SEN_1A}とＶ_{SEN_1B}の間の電圧であるか、Ｖ_{SEN_3A}とＶ_{SEN_3B}の間の電圧である場合には、ＬＳＢデータを０または１ではない特定値として読み取る。

すなわち、本発明は、メモリセルがチャージロスまたはフローティングポリカップリングなどによってメモリセルにプログラムされた閾値電圧が変わるようになり、メモリセルのデータを０または１として正確に読み取ることができない場合には、判定不可能な値として読み取り、判定不可能な値を復号過程を介して０または１として決定する。

図３は、本発明の他の一実施形態に係るデータ読取装置に対する構成ブロック図である。
図３に示すように、データ読取装置は、電圧比較部３２０と、データ読取部３３０と、復号部３４０と、データ決定部３５０とを備える。
電圧比較部３２０は、メモリ３１０を構成するメモリセルそれぞれの閾値電圧と第１境界電圧および第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧とを比較して結果値を生成する。

このとき、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルそれぞれにプログラムされたデータそれぞれを区分する境界領域間の予め決定された２つの電圧とすることができる。
ここで、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルからデータを読み取るとき、読み取られたデータを信頼することができない境界領域の最小電圧および最大電圧となる。

このとき、メモリセルは、フラッシュメモリセルとすることができ、ＮＡＮＤフラッシュメモリセルまたはＮＯＲフラッシュメモリセルとすることができる。
このとき、メモリセルは、ＭＬＣ方式のメモリセルであるか、ＳＬＣ方式のメモリセルとすることができる。

データ読取部３３０は、電圧比較部３２０から生成された結果値が入力され、この入力された結果値に基づいてメモリセルのデータを判定する。
このとき、データ読取部３３０は、結果値が、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間の電圧に相応する結果値であれば、メモリセルのデータを判定不可能値として判定することができる。すなわち、データ読取部３３０は、信頼することができないメモリセルのデータに対しては、０または１ではない特定値として判定する。

復号部３４０は、データ読取部３３０によって判定されたメモリセルのデータを復号する。
このとき、復号部３４０は、データ読取部３３０によって判定されたメモリセルのデータのうち、判定不可能値のデータを除いたデータを用いて距離復号を実行することができる。

このとき、復号部３４０は、データ読取部３３０によって判定されたメモリセルのデータのうち、判定不可能値のデータに対する各場合を考慮したシンドローム計算を用いて復号を実行することができる。
データ決定部３５０は、復号部３４０による復号結果を用いてメモリセルにプログラムされたデータを決定する。

このとき、データ決定部３５０は、復号部３４０が距離復号によって復号を実行する場合、距離復号によって計算された距離に基づいてメモリセルにプログラムされたデータを決定することができる。
距離復号を用いたデータ決定過程に対する一例を図４を参照しながら説明すれば、次のとおりとなる。

図４は、メモリセルにプログラムされるコードワードとしてハミングコードが用いられ、メモリセルから読み取られたコードワードが「１０１０ＸＸ１」である場合、可能なプログラムコードワードと読み取られたコードワードの距離を示すものである。
ここで、Ｘは、判定不可能値を意味する。

図４に示すように、復号部３４０は、ハミングコードに対する可能なプログラムコードワードと読み取られたコードワード「１０１０ＸＸ１」との距離計算を判定不可能値に該当する位置のデータを除いて実行する。
すなわち、読み取られたコードワードで判定不可能値に該当する位置のデータを除いた残りの位置のデータのみを用いた距離計算により、読み取られたコードワードと可能なプログラムコードワードの間の距離を計算する。例えば、２番目の可能なプログラムコードワード４１０「１０１０００１」と読み取られたコードワード「１０１０ＸＸ１」との距離を計算すれば、読み取られたコードワードから判定不可能値を除いた残りのデータが２番目の可能なプログラムコードワードのデータと同じであるため、距離は０となる。また、３番目の可能なプログラムコードワード「１１１００１０」と読み取られたコードワード「１０１０ＸＸ１」との距離を計算すれば、読み取られたコードワードから判定不可能値を除いた残りのデータのうち、左側２番目ビットと右側１番目ビットが３番目の可能なプログラムコードワードデータと異なるため、距離は２となる。

このような距離計算過程を介して読み取られたコードワードと可能なプログラムコードワードとの間の距離が計算されれば、データ決定部３５０は、計算された距離のうち最も小さい値を有するコードワードを検出し、この検出されたコードワードをプログラムコードワードとして決定する。すなわち、図４で計算された距離が０であるコードワード「１０１０００１」をプログラムコードワードとして決定する。この場合、読み取られたコードワードの判定不可能値がすべて０となり、メモリセルに格納されたデータを「１０１０００１」として決定するようになる。

このとき、データ決定部３５０は、復号部３４０がシンドローム計算を用いて復号を実行する場合、計算されたシンドロームに基づいてメモリセルにプログラムされたデータを決定することができる。
シンドローム計算による復号によってデータ決定過程に対する一例を図５を参照しながら説明すれば、次のとおりとなる。

図５は、メモリセルにプログラムされるコードワードとしてハミングコードが用いられ、メモリセルから読み取られたコードワードが「１０１０Ｘ₁Ｘ₂１」である場合のシンドロームを示すものである。
ここで、Ｘ₁およびＸ₂は、判定不可能値を意味する。
図５に示すように、復号部３４０は、読み取られたコードワード「１０１０Ｘ₁Ｘ₂１」に対するシンドローム計算を実行する。ここで、読み取られたコードワードに対するシンドローム計算過程は、当技術分野において通常の知識を有する当業者において自明であるため、これに関する説明は省略する。

シンドローム計算によるシンドロームｓは、「Ｘ₁［０１１］＋Ｘ₂［１１１］」となる。
復号部３４０によって計算されたシンドロームｓは、判定不可能値Ｘ₁およびＸ₂の可能な値００、０１、１０、および１１それぞれに対するシンドロームは、０００、１１１、０１１、および１００となる。

データ決定部３５０は、復号部３４０によって計算されたシンドロームに基づいてエラーパターンｅを確認し、読み取られたコードワードおよびエラーパターンに基づいてメモリセルにプログラムされたコードワードを決定する。すなわち、データ決定部３５０は、判定不可能値それぞれに対応する読み取られたコードワードおよびエラーパターンに基づいて可能なプログラムコードワードｃｐを計算し、この計算された可能なプログラムコードワードのうち頻度数が最も高い可能なプログラムコードワードである「１０１０００１」をプログラムコードワードとして決定し、メモリセルに格納されたデータを「１０１０００１」として決定する。

図６は、本発明の一実施形態に係るデータ読み取り方法に対するフローチャートである。
図６に示すように、データ読み取り方法は、メモリセルの閾値電圧と第１境界電圧および第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧を比較する（Ｓ６１０）。

このとき、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルにプログラムすることができるデータである０または１を区分する境界領域間の予め決定された２つの電圧とすることができる。
ここで、プログラムされたデータを区分する境界領域の数は、メモリセルの動作方式によって異なることがある。例えば、メモリセルがＳＬＣ方式で動作する場合には、プログラムされたデータを区分する境界領域は１つとなり、メモリセルがＭＬＣ方式で動作する場合には、プログラムされたデータを区分する境界領域は２つ以上となる。

ここで、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルにプログラムされたデータを０として判断する領域およびプログラムされたデータを１として判断する領域の間でデータを読み取るとき、読み取られたデータを信頼することができない境界領域の最小電圧および最大電圧となる。
このとき、境界領域は、状況によって異なることがあるが、チャージロスおよびフローティングポリカップリングなどによる影響を考慮して設定することができる。

このとき、メモリセルは、フラッシュメモリセルとすることができ、好ましくは、ＮＡＮＤフラッシュメモリセルまたはＮＯＲフラッシュメモリセルとすることができる。
このとき、メモリセルは、ＭＬＣ方式のメモリセルであるか、ＳＬＣ方式のメモリセルとすることができる。

メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間に位置するか否かを判断し（Ｓ６２０）、判断の結果、閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間に位置すれば、メモリセルのデータを判定不可能値として読み取る（Ｓ６３０）。
一方、ステップＳ６２０の判断の結果、閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間に位置しなければ、メモリセルのデータを該当の閾値電圧が位置した電圧領域に設定されたデータとして読み取る（Ｓ６４０）。例えば、図２に示すように、閾値電圧がＶ_{SEN_1A}よりも小さいかＶ_{SEN_3B}よりも大きい場合には、メモリセルのＬＳＢデータを１として読み取る。

図７は、本発明の他の一実施形態に係るデータ読み取り方法に対するフローチャートである。
図７に示すように、データ読み取り方法は、メモリを構成するメモリセルそれぞれの閾値電圧と第１境界電圧および第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧を比較する（Ｓ７１０）。

このとき、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルそれぞれにプログラムされたデータそれぞれを区分する境界領域の間の予め決定された２つの電圧とすることができる。
ここで、第１境界電圧および第２境界電圧は、メモリセルにプログラムされたデータを０として判断する領域およびプログラムされたデータを１として判断する領域の間でデータを読み取るとき、読み取られたデータを信頼することができない境界領域の最小電圧および最大電圧となる。

このとき、メモリセルは、フラッシュメモリセルとすることができ、好ましくは、ＮＡＮＤフラッシュメモリセルまたはＮＯＲフラッシュメモリセルとすることができる。
このとき、メモリセルは、ＭＬＣ方式のメモリセルであるか、ＳＬＣ方式のメモリセルとすることができる。

メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間に位置するか否かを判断し（Ｓ７２０）、メモリセルそれぞれに対する判断の結果、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間に位置すれば、該当のメモリセルのデータを判定不可能値として読み取る（Ｓ７３０）。
一方、メモリセルそれぞれに対するステップＳ７２０の判断の結果、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間に位置しなければ、該当のメモリセルのデータを該当のメモリセルの閾値電圧が位置した電圧領域として設定されたデータとして読み取る（Ｓ７４０）。

読み取られたメモリセルのデータを復号し、復号過程を介して判定不可能値が含まれたメモリセルのデータを決定する（Ｓ７５０）。
このとき、読み取られたメモリセルのデータは、読み取られたメモリセルのデータのうちから判定不可能値のデータを除いたデータを用いて距離復号を実行することができる。

このとき、読み取られたメモリセルのデータは、読み取られたメモリセルのデータのうち判定不可能値のデータに対する各場合を考慮したシンドローム計算を用いて復号を実行することができる。
図８は、図７に示すステップＳ７５０に対する一実施形態を示すフローチャートである。

図８に示すように、メモリセルのデータを決定するステップは、メモリセルのデータが読み取られたコードワードと予め決定された可能なプログラムコードワードとの距離を計算する（Ｓ８１０）。
このとき、可能なプログラムコードワードは、メモリセルにデータをプログラムするときに用いるコードによって異なることがある。

ここで、距離を計算するステップＳ８１０は、読み取られたコードワードに含まれた判定不可能値を除いたデータを用いて実行される。すなわち、読み取られたコードワードが７ビットであり判定不可能値が２ビットである場合、５ビットのデータを用いて可能なプログラムコードワードとの距離を計算する。
計算された距離のうち最も小さい値を有する距離の可能なプログラムコードワードを検出する（Ｓ８２０）。すなわち、可能なプログラムコードワードのうち可能性が最も高いコードワードを検出する。

検出された可能なプログラムコードワードをメモリセルに格納されたプログラムコードワードとして決定し、てメモリセルのデータを決定する（Ｓ８３０）。
図９は、図７に示すステップＳ７５０に対する他の一実施形態を示すフローチャートである。

図９に示すように、メモリセルのデータを決定するステップは、メモリセルのデータである読み取られたコードワードに対するシンドロームを計算する（Ｓ９１０）。
計算されたシンドロームに含まれた判定不可能値それぞれの場合に対するシンドロームを検出する（Ｓ９２０）。例えば、受信コードワードに２つの判定不可能値が含まれた場合、４つのシンドロームを検出する。

検出したシンドロームに基づいて、シンドロームそれぞれに相応するエラーパターンを確認する（Ｓ９３０）。
エラーパターンおよび読み取られたコードワードに基づいて可能なプログラムコードワードを計算する（Ｓ９４０）。例えば、ハミングコードを用いてメモリセルにデータをプログラムした場合、判定不可能値それぞれに０または１を適用した読み取られたコードワードと該当のエラーパターンの加算演算によって可能なプログラムコードワードを計算する。

計算された可能なコードワードのうち頻度数が最も高い可能なプログラムコードワードをメモリセルに格納されたプログラムコードワードとして決定し、メモリセルのデータを決定する（Ｓ９５０）。
図１０は、図２と比較するとき、本発明のさらに他の一実施形態によって軟性決定値を追加的に定義する図である。以下、図１０を参照（図１および図２を補助参照）しながら、本発明に係るデータ読取装置のさらに他の一実施形態について説明すれば、次のとおりとなる。

図１および図２に対する説明において、本発明の一実施形態として、データ読取部１３０は、電圧比較部１２０から生成された結果値が入力され、この入力された結果値に基づいてメモリセルのデータを判定し、このとき、メモリセル１１０の閾値電圧が第１境界電圧および第２境界電圧の間の電圧であれば、メモリセルのデータを判定不可能値として判定することができると説明した。

ただし、本発明の他の一実施形態として、信頼度に応じて軟性決定値を生成し、必要によって信頼することができない区間に対する追加的なリーディングオペレーション（ｒｅａｄｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を実行し、より正確な軟性決定値を生成することが可能となる。したがって、データの復号以前のステップでも、信頼することができない区間で読み取られたデータの正確度を高めるプロセスを実行することにより、最終的にメモリセルのデータをより正確に決定することができるという長点がある。

例えば、メモリセルの閾値電圧がＶ_{SEN_1A}（第１境界電圧）とＶ_{SEN_1B}（第２境界電圧）の間の電圧である場合があるため、より正確な閾値電圧の位置を把握するために、図１０に示すように、リーディングオペレーションを追加的に実施し、閾値値が第１境界電圧に近似した場合、閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧により近似するという情報が含まれるように、データ読取部１３０は、メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定する。

一方、リーディングオペレーションを追加的に実施し、閾値電圧が第２境界電圧に近似する場合、閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧により近似するという情報が含まれるように、データ読取部１３０は、メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定する。
より具体的に、例えば、図１０に示すように、任意のメモリセルのＬＳＢデータが１である軟性決定値が「１１」で設計され、ＬＳＢデータが０であるときの軟性決定値が「００」で設計された場合、メモリセルの閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧により近似する場合、データ読取部１３０は、メモリセルのデータに対する軟性決定値として「１０」を読み取る。一方、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧により近似する場合、データ読取部１３０は、メモリセルのデータに対する軟性決定値として「０１」を読み取る。

したがって、閾値電圧が第１境界電圧と第２境界電圧との間に存在する場合、すなわち、信頼することができない区間に存在する場合にも、閾値電圧がどの境界電圧に近似するかに対する情報を読み取って復号することにより、データの正確度をより高めることができるという本発明に特有の長所がある。
一方、他の第１境界電圧Ｖ_{SEN_3A}と第２境界電圧Ｖ_{SEN_3B}とに対しても、上述した同じ説明が適用され、これに対する説明を省略しても、当業者であれば上述した説明によって本発明を十分に理解することができるため、重複する説明は省略する。

図１１は、図２と比べるとき、本発明のさらに他の一実施形態によって軟性決定値を追加的に定義する他の図である。以下、図１１を参照（図１、図２、および図１０を補助参照）しながら、本発明に係るデータ読取装置のさらに他の一実施形態を説明すれば、次のとおりとなる。参考までに、図１１と図１０を比較するとき、図１０は軟性決定値を２ビットで定義したものであり、図１１は軟性決定値を３ビットで定義したものであるため、詳細な説明は省略しても、上述した図１０に対する説明により、当業者であれば本発明を容易に理解することができる。

より具体的に、例えば、図１１に示すように、任意のメモリセルのＬＳＢデータが１であるときの軟性決定値が「１１１」で設計され、ＬＳＢデータが０であるときの軟性決定値が「０００」で設計された場合、メモリセルの閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧により近似した特定範囲に属する場合には、データ読取部１３０は、メモリセルのデータに対する軟性決定値として「１１０」を読み取る。一方、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧により近似する特定範囲に属する場合には、データ読取部１３０は、メモリセルのデータに対する軟性決定値として「１００」を読み取る。一方、メモリセルの閾値電圧が第１境界電圧と第２境界電圧と同じ程度の特定範囲に属する場合には、データ読取部１３０は、メモリセルのデータに対する軟性決定値として「１０１」を読み取る。

以上のように、２ビットと３ビットの軟性決定値を例示して説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されることはなく、他の数値のビットの軟性決定値を設計することも可能である。
なお、本発明に係るデータ読み取り方法は、コンピュータにより実現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータ読取可能な記録媒体を含む。当該記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともでき、記録媒体およびプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。また、記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体でもある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。前記したハードウェア要素は、本発明の動作を実行するために一以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成することができ、その逆もできる。

上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。

本発明の一実施形態に係るデータ読取装置およびその方法は、フラッシュメモリセルのデータを示すステート間の信頼性が低下する電圧領域を設定し、フラッシュメモリセルの閾値電圧が信頼性が低下する電圧領域に位置した場合、判定不可能値として出力するデータ読み取り方法を提供することができる。
また、本発明は、データ読み取り方法によって読み取られたフラッシュメモリセルのデータを復号して判定不可能値が含まれたメモリセルのデータを決定することにより、読み取られたメモリセルのデータに対する信頼性を高めることができる。

さらに、本発明は、フラッシュメモリセルの閾値電圧が変わって判定不可能値が出力されても、復号過程を介して信頼性が高いデータとして決定することができる。
一方、上述した一部実施形態によって、本発明の権利範囲が制限的に解釈されてはならず、本発明の思想を逸脱しない範囲の多様な変更や応用例も、本発明の権利範囲に属するものとして解釈されなければならない。

Claims (28)

1. メモリセルの閾値電圧と第１境界電圧とを比較するステップと、
   前記閾値電圧と前記第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧とを比較するステップと、
   前記閾値電圧、前記第１境界電圧、および前記第２境界電圧に基づいて前記メモリセルのデータを判定するステップと、
   を含むデータ読み取り方法。
2. 前記メモリセルのデータを判定するステップは、前記閾値電圧と前記第１境界電圧との比較結果および前記閾値電圧と前記第２境界電圧との比較結果に基づいて前記メモリセルのデータを判定する請求項１に記載のデータ読み取り方法。
3. 前記メモリセルのデータを判定するステップは、
   前記閾値電圧が前記第１境界電圧および前記第２境界電圧の間の電圧であれば、前記メモリセルのデータを予め設定された判定不可能値として判定することを特徴とする請求項２に記載のデータ読み取り方法。
4. 前記メモリセルは、
   フラッシュメモリセルであることを特徴とする請求項２に記載のデータ読み取り方法。
5. 前記メモリセルは、
   ＭＬＣ方式のメモリセルであることを特徴とする請求項４に記載のメモリセルのデータ読み取り方法。
6. 前記メモリセルは、
   ＳＬＣ方式のメモリセルであることを特徴とする請求項４に記載のデータ読み取り方法。
7. 前記第１境界電圧および前記第２境界電圧は、
   前記メモリセルにプログラムされたデータを区分する境界領域の間の２つの電圧であることを特徴とする請求項２に記載のデータ読み取り方法。
8. 前記データ読み取り方法は、
   判定された複数のメモリセルのデータを復号するステップと、
   前記復号によって前記メモリセルにプログラムされたデータを決定するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のデータ読み取り方法。
9. 前記復号するステップは、
   前記メモリセルのデータを用いて距離復号を実行することを特徴とする請求項８に記載のデータ読み取り方法。
10. 前記復号するステップは、
    前記メモリセルのデータを用いてシンドロームを計算し、前記計算されたシンドロームを用いて復号を実行することを特徴とする請求項８に記載のデータ読み取り方法。
11. 請求項２の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
12. 前記メモリセルのデータを判定するステップは、前記閾値電圧が前記第１境界電圧と前記第２境界電圧のうちのいずれとより近似するかに基づいた軟性決定値によって前記メモリセルのデータを判定する請求項１に記載のデータ読み取り方法。
13. 前記メモリセルのデータを判定するステップは、前記閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧とより近似する場合、前記閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧により近似するという情報が含まれるように、前記メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定する請求項１２に記載のデータ読み取り方法。
14. 前記メモリセルのデータを判定するステップは、前記閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧とより近似する場合、前記閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧により近似するという情報が含まれるように、前記メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定する請求項１２に記載のデータ読み取り方法。
15. 前記データ読取部によって判定された複数のメモリセルのデータが入力されて復号するステップと、
    前記復号によって前記メモリセル内にプログラムされたデータを判定するステップと、
    をさらに含む請求項１２に記載のデータ読み取り方法。
16. 請求項１２の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
17. メモリセルの閾値電圧と第１境界電圧とを比較し、前記メモリセルの他の閾値電圧と前記第１境界電圧よりも高い電圧レベルを有する第２境界電圧とを比較し、比較結果による結果値を生成する電圧比較部と、
    前記電圧比較部から入力された前記結果値に基づいて前記メモリセルのデータを判定するデータ読取部と、
    を備えるデータ読取装置。
18. 前記データ読取部は、
    前記電圧比較部から入力された前記結果値が前記閾値電圧が前記第１境界電圧および前記第２境界電圧の間の電圧を示す結果値であれば、前記メモリセルのデータを予め設定された判定不可能値として判定することを特徴とする請求項１７に記載のデータ読取装置。
19. 前記メモリセルは、
    フラッシュメモリセルであることを特徴とする請求項１８に記載のデータ読取装置。
20. 前記メモリセルは、
    ＭＬＣ方式のメモリセルであることを特徴とする請求項１９に記載のメモリセルのデータ読取装置。
21. 前記メモリセルは、
    ＳＬＣ方式のメモリセルであることを特徴とする請求項１９に記載のデータ読取装置。
22. 前記データ読取部によって判定された複数のメモリセルのデータが入力されて復号する復号部と、
    前記復号部によって復号された前記メモリセルのデータが入力され、前記復号されたメモリセルのデータによって前記メモリセルにプログラムされたデータを決定するデータ決定部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のデータ読取装置。
23. 前記復号部は、
    前記メモリセルのデータを用いて距離復号を実行することを特徴とする請求項２２に記載のデータ読取装置。
24. 前記復号部は、
    前記メモリセルのデータを用いてシンドロームを計算し、前記計算されたシンドロームを用いて復号を実行することを特徴とする請求項２２に記載のデータ読取装置。
25. 前記データ読取部は、前記閾値電圧が第１境界電圧または前記第２境界電圧と近似した程度によって前記メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定する請求項１７に記載のデータ読取装置。
26. 前記データ読取部は、
    前記閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧とより近似した場合、前記閾値電圧が第２境界電圧よりも第１境界電圧により近似するという情報が含まれるように、前記メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定することを特徴とする請求項２５に記載のデータ読取装置。
27. 前記データ読取部は、
    前記閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧とより近似した場合、前記閾値電圧が第１境界電圧よりも第２境界電圧により近似するという情報が含まれるように、前記メモリセルのデータを特定軟性決定値として判定することを特徴とする請求項２５に記載のデータ読取装置。
28. 前記データ読取部によって判定された複数のメモリセルのデータが入力されて復号する復号部と、
    前記復号部によって復号された前記メモリセルのデータが入力され、前記復号されたメモリセルのデータによって前記メモリセルにプログラムされたデータを決定するデータ決定部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載のデータ読取装置。

Images