JP4237958B2 - 不揮発性メモリ装置におけるデータの記憶及び読み出し方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重レベル不揮発性メモリ内にデータを格納(記憶)すると共に読み出す方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
良く知られているように、制御ゲート領域を介してバイアスを掛けられ得る浮遊ゲート領域を有するMOSトランジスタを、基本セルとして利用するメモリ装置では、2つの論理状態を識別するために、そのセルのしきい電圧を調整する可能性が開発されている。その論理状態のうち1つの状態では、浮遊ゲート領域が消去されたセルの何らの電荷や特性を含まず(論理「1」)、そして別の状態では、浮遊ゲート領域が、しきい電圧のかなりの増加を決定するために十分な多数の電子を記憶しているので、プログラムされたセルの状態を識別する(論理「0」)。
【0003】
従来の2レベルのメモリ内にメモリセルを読み出すために、制御ゲート領域を読み出し電圧Vreadに持って来て、そしてセル内を流れる電流を読み取る(図1A)。セルが書き込まれると、そのしきい電圧が読み込み電圧より高くなり、それによって電流が流れなくなる。セルが消去されると、そのしきい電圧が読み込み電圧より高くなり、セルが電流を通す。
【0004】
メモリセル内に含まれている情報は、読み出し電流又は「センス増幅器」を介して読み込まれる。読み出し電流又は「センス増幅器」はセルの電流と基準電流とを比較し、デジタル形式で記憶された情報を出力する。
【0005】
多重レベル不揮発性メモリ、即ち、1セル当たり1ビット以上が記憶されているメモリが、最近、市場に出現している。この種のメモリでは、浮遊ゲート領域内に記憶された電荷が更にばらばらに砕かれて2n に対応する多数の分布を発生させる。ここに、nは各セル内に記憶され得るビット数である。例えば、1セル当たり2ビットの場合には、読み出し回路は4つのしきい電圧分布で作られなければならない(図1B)が、2レベルメモリの場合のように2つのしきい電圧分布でもはや作られない(図1A)。図1A及び図1Bは、しきい電圧の典型的な値を示している。
【0006】
2レベルメモリの場合、及び、多重レベルメモリの場合では、電気的に消去した後のセルのしきい電圧分布は、通常、約1〜2.5Vである。この分布の下限は、使い尽くされたセル(即ち、バイアス電圧がその制御ゲート領域に印加されていない時でさえ、電流を流すセル)の不足を保証するための、そして、浮遊ゲート領域の下方の薄い酸化物領域が書き込み段階で損傷されるのを防止するための要求によって、与えられる。その上限は、それよりむしろ、その分布の固有の増幅による。加えて、プログラムされるレベルは、信頼性のために6.5Vより上にシフトされ得ない。
【0007】
図1Aと図1Bとの間の比較から明らかに推定され得るように、多重レベルプログラミングは分布間の間隔の減少と、それによって、読み出し段階で検出され得る電流差の減少とを引き起こす。
【0008】
特に、20μA/Vのセル利得を想定すると、2レベルメモリの場合には、2つの分布間に50μAの間隔が存在するのに対して、4レベルメモリの場合には、たとえ(ビット「00」に対応する)高い分布が、2レベルメモリの場合と比べて高い電圧で設定されたとしても、分布間に20μAの間隔が存在する。
【0009】
異なるしきい電圧値用のセル内を流れる電流間の間隔の減少によって、ますます複雑にされ、ノイズに更に影響され易い等の読み出し回路を設計することが必要とされる。
【0010】
二進法について論じれば、単一セル内に記憶されるビット数を更に増加させるために、1セル当たり4ビットを記憶することが必要であり、これは同一しきい電圧間隔の全体の中で16個のしきい電圧分布に対応する。200mVの分布増幅と、100mVの異なったしきい電圧レベル間の間隔とを想定すれば、2μAの電流差に直面させられる。
【0011】
加えて、集積化密度が増大するにつれ(現在0.13μmの技術が用いられている)、セル利得は減少する傾向がある。その結果、10μA/Vのゲインに関して、2つの隣接するレベルに対応する電流間の間隔は1μAまで落ちる。即ち、それは、1セル当たり2ビットの場合と比べて20倍の割合で、減少する。その結果、1セル当たり2ビットから1セル当たり4ビットまで通過するのに要する精度は、1セル当たり1ビットから1セル当たり2ビットまで通過するのに要する精度より更に高い。
【0012】
【発明が解決しよとする課題】
従って、本発明の目的は、読み出し精度、複雑性、及び危険度評価(criticality)の必要条件を過度に圧迫することなく、不揮発性メモリの記憶容量の増大を可能とする記憶方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、請求項1及び15で各々明確にされるように、記憶方法及び多重レベル不揮発性メモリ装置が提供される。
【0014】
本発明を理解できるように、添付図面を参照して、非限定的な実施の形態を純粋に与えるために、その好適な実施の形態が以下説明される。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、多重レベルメモリでは、各セルがビットの非バイナリを記憶(格納)している。このビットの非バイナリ数は2の整数べき(累乗)、例えば(8レベルに対応する)3ビットではない。2の整数べきは、上述によれば、(1セル当たり16個の異なるレベルに対応する)4ビットに要する増大よりも更に低い読み出し及び書き込み精度の増大を必要としている。本明細書中では、表現「ビットの非バイナリべき数」は、2の整数べきでないビットの数を言う。
【0016】
ビットの非バイナリべき数を記憶することは、従来のメモリの処理方法とデジタル社会全体とに対立させられる。メモリの現実の容量は、現在、2進法で定義されている:1メガビット(1Mbit)メモリ方法と言われ、実際には、1024×1024(220)ビットと言われる。
【0017】
従って、1セル当たりのビットの非バイナリべき数を採用することにより、セル内に記憶されたビットを管理(読み出しやプログラミング)する方法を再検討する必要性を伴う。例えば、単一のメモリセルが2ビットを記憶すると、1メガビットメモリは512キロセル(512 Kcell)を含む必要がある:1セル当たり4ビットの場合には、メモリはちょうど256キロセルまで減らされる。後者の場合には、256キロセルは、純粋なバイナリ復号(バイナリデコーディング)と一緒にアドレス指定され、且つ、バイナリワード(例えば、バイト、ワード、ダブルワード等)に分割され得るバイナリアレイ(配列)を順に形成する。
【0018】
単一のセル内で3ビットを使用することにより、アレイ(配列、列)を形成したセルの個数がもはやバイナリ(二進法)でなくならされるので、存在状況が変更される。実際には、8ビット、即ち、1バイトのワードで動く装置を設計する必要があると、各バイトに対して3つのセルをまとめる必要がある。これは、配列内で利用可能な8ビット毎に1ビットを使用できないことを意味する。実際に、1セル当たり3ビットで8ビットを分割すると、
(8ビット)/(3ビット/セル)=2.67セル
が得られ、これは、使用されないが利用可能なセルの
(3−2.67)/3=11%
に相当する。
【0019】
上記した問題を解決するために、3つの解決法が以下に説明される。以下の説明では、明確且つ簡単のために、1セル当たり3ビットで説明するが、同じ論法が、ビットの任意の非2バイナリべき数を含んだ多重レベルセルの更に一般的な状況に範囲を広げられる。
【0020】
第1の解決法によれば、メモリ内で管理されているワード(以下、「内部ワード」と言う)の長さは、(通常、外部世界、例えば、メモリを内蔵した電子装置との連絡に用いられている)16又は32ビットより高く選択される。実際に、バイナリワードにおけるビット数を三分割すると、そのワードを記憶するのに必要なセル数が得られる。明らかに、この分割により得られる数は、整数ではなく、四捨五入以上にされなけらばならない。過剰のビットは復号レベルで削除される。
【0021】
例えば、256ビットワードの場合には、
(256ビット)/(3ビット/セル)=85.33セル
が得られ、これによって、86セルを満たす。このため、
(86−85.33)/86=0.8%
に等しい未使用なセルの割合が得られる。
【0022】
512ビットワードの場合には、0.19%の未利用の割合が得られる。両者の場合、1セル当たり3ビットを記憶することから得られる利点に比べられたら、セルの未利用のため領域の浪費は無視して良い。
【0023】
NANDアーキテクチャを有するフラッシュメモリの場合には、ワード(即ち、同じ行に配列されたセルの数)が512バイトを持つ。即ち、2ビットのみが、実際に用いられている4096ビット毎に使用されず、それによって、0.05%の浪費の割合を引き起こしている。
【0024】
以下に、1例として、256ビットワードに対する第1の解決法の手段が説明される。1セル当たり3ビットが記憶されている時、図2に示すようにワードは86メモリセル内に記憶され得る。86メモリセル内には、メモリ配列10に属するメモリセルC0,C1,C2,…,C85が各々ビット<0>−<2>,<3>−<5>,<6>−<8>,…,<255>−<257>を記憶(格納)している。これらのビットのうち、ビット<0>−<255>は一つのワードを形成し、ビット<256>及び<257>は意味を持たない。それぞれのセンス増幅器SA0,SA1,SA2,…,SA85は各セルC0,C1,C2,…,C85に接続されている。こうして、センス増幅器は258ビットを出力する。メモリセルを読み出す時に、センス増幅器SA85の出力で最後の二つのビットは、(例えば、センス増幅器SA85の不適切な二つの出力を接続しないことによって、ハードウェア的な方法で)除去されて、従来の方法で使用可能な記憶されたバイナリワードを得る。勿論、除去される二つのビットは、センス増幅器からの出力時にビット列の任意の点で、いずれにしても任意の二つである。
【0025】
図3は不揮発性メモリ1のアーキテクチャを示す。その不揮発性メモリ1は、複数のメモリセル11によって形成され、バイナリ行デコーダ12を通してアドレス指定されるメモリアレイ10を有する。バイナリ行デコーダ12は、外部から、9ビット行アドレスRAと、512ワードラインWL0,WL1,…,WL511のうち各時間アドレス指定ワードとを受信する。この場合には、メモリアレイ10は86列(COL0,COL1,…,COL85)を有し、そのメモリアレイ10の各々がそれぞれのセンス増幅器SA0,SA1,SA2,…,SA85に接続されている。センス増幅器SA0,SA1,SA2,…,SA85の出力は、バイナリ列デコーダ16によって制御される多重通信用装置(マルチプレクサ)15に接続されている。そのバイナリ列デコーダ16は、外部から、5ビット列アドレスCAを受信する。多重通信用装置15は1バイトを出力する。
【0026】
理解されるように、行(ワードライン)数は二進法(バイナリ)であり、これらの行は標準的な方法で行アドレスRAから復号される。内部ワードは256ビットを有し、32バイト(25 バイト)に対応する。列アドレスCAに従って、バイナリ列デコーダ16が、多重通信用装置15によって供給された32バイトのうち1バイトを選択し、その結果、外部に利用できる。
【0027】
明らかに、メモリアレイ10は、86の整数倍である多数の列を含み、同一ワードライン上で読み込まれる256ビットワードの数に対応している。
【0028】
たとえ、図3のアーキテクチャが、並列に働かなければならないセンス増幅器の数の増加を伴い、その結果、占有領域、消費量及びノイズの増加を伴っても、1セル当たりビットの非バイナリべき数を記憶することは、特に、後述の場合に大きな利点である。
【0029】
現在、「バースト読み出し」と呼ばれる同期式読み出し方法がますます普及し、その同期式読み出し方法は、メモリとそれを使用する装置との間のデータ転送を向上させる。この読み出し方法を使って、データは、外部クロックに同期してメモリの出力に供給される。クロック周波数は、通常、非同期アクセス時間に対応する周波数より高い。例えば、クロック周波数が50MHz(周期T=20ns)であり、そして一方、アクセス時間は(10MHzに対応する)約100nsである。従って、各クロックパルスで利用可能な外部ワードを持つように、出力へ供給される(外部)ワードよりも長い(内部)ワードを、メモリ内に、読み出す必要がある。
【0030】
更に、多重レベルメモリ装置は、セルの異なるしきい電圧を記憶するのに要する高い精度のため、プログラミング時間が2レベルメモリより長いという問題を持っている。このような状況を補うため、低減され、そして2レベルセルをプログラミングするのに必要なプログラミング時間に匹敵する(1バイト当たり)効果的なプログラミング時間を得るように、非常に多くのセルが並列的にプログラムされる。
【0031】
加えて、パリティビットを使用するエラー修復方法、即ち誤り訂正符号(EEC)が最近利用されている。必要なパリティビットの数、それ故、その配列のサイズを含むために、訂正は非常に長いワードで行わなければならない。
【0032】
パリティビットを備えたエラー修復を使用すると、訂正が行われたワード全体が、パリティビットと並列に書き込まれなければならない。不揮発性メモリ内では、一般的に、論理値「1」を持つビットがあった場所に、論理値「0」を持つビットを書き込むことが可能となるが、その逆は許容されない。実際に、従来の方法によって、論理値「1」は、メモリアレイ全体上で、又は、後者の予めセットされた部分上で実行される累積動作に由来している。フラッシュメモリの場合には、例えば、メモリの全領域におけるセルを消し、そして、そのセルを選択的に書き込むことだけできる。これが意味していることは、与えられたメモリセルの論理値「0」を論理値「1」に変更することが、メモリセルを含んだ全領域を消すことと等価であることである。情報ワード(datum word)の単一ビットさえ変更することは、パリティビットのうち論理値「0」の上に論理値「1」を書き込むことを必要とする。従って、パリティビットを用いたエラー修復方法が用いられる時に、パリティが計算された部分より小さな基準の部分を変更することは許されない。
【0033】
こうして、パリティビットを用いたエラー修復を有する多重レベルメモリは、上述された解決法を実行するのに特に適している。なぜならば、そのようなメモリは、とにかく、内部ワードのサブセットを変更する可能性がなくても、ビットの非常に長い列と一緒に動作しなければならないからである。
【0034】
更に、提案された解決法もまた、エラー修復用のパリティビットを記憶したメモリアレイの部分に、又は、列冗長に向かう部分に広げられることは明らかである。
【0035】
パリティビットを介してエラーを修復しない時、そして、内部ワードの長さより短い情報部分を変更する可能性を維持することが望まれる時には、ちょうど1バイトが変更され得る256ビット内部ワードを例証する場合には、後述される方法で動作できる。
【0036】
これに関して、図4が参照される。図4は、バイトに分割した図2のメモリアレイ構造を示している。
【0037】
理解されるように、メモリセルC2及びC5は、異なるバイトに属するビットを含んでいる。言い換えれば、バイトB1の内容を変更することは、バイトB0及びB2上でも干渉することを意味している。
【0038】
図5は、3ビットを含む一般的なメモリセルCi内に記憶可能な8レベルを、それぞれのしきい電圧分布と共に示している。各レベルの二進符号化(バイナリ符号化)とメモリセルのしきい電圧値との間の関係は完全に任意である。熟慮された例では、順番は下降し、最低レベル(及びそれぞれのしきい電圧分布)は、最高値を有する3ビットに対応している。
【0039】
実際には、最も高い桁のビットMSBが「1」の時に、4つの左側の分布が作動される;最も高い桁のビットMSBが「0」の時に、4つの右側の分布が作動される。
【0040】
バイトB0をプログラムしたい時に、始めの6ビットに関して、それらが完全にメモリセルC0及びC1内に含まれるので、問題がない。しかしながら、メモリセルC2の内容を明確にするために、ビット<8>の値もまた知ることが必要である;従って、それをプログラムする前に、メモリセルC2を読み出すことが必要である。
【0041】
バイトB1がプログラムされるべき時に、ビット<8>が依然として変更されないままであるか、又は、変更され得るかを評価する必要がある。前者の場合には、メモリセルC2は変更されてはいけない;後者の場合には、メモリセルC2の内容を変更する必要がある。しかしながら、不揮発性メモリ上で許容される変更動作が、理論値「1」を理論値「0」へ変更することだけであることを思い出すべきである。従って、ビット<8>が変更されると、それは「1」から「0」に変更されることを意味する。
【0042】
図示された例では、ビット<6>はメモリセルC2の最も高い桁のビットであるが、ビット<8>が最も高い桁のビットと考えられたとしても、同じ論法が当てはまる。
【0043】
この点で、ビット<6>の値によれば、二つのケースを区別することが必要である。
【0044】
ケースI:初めに、ビット<6>=1、及び、ビット<8>=1である。可能性のある分布はD0及びD2である。目的は次の状態に達することである:ビット<6>=1、及び、ビット<8>=0。メモリセルが分布D0内にあれば、それはD1に移さなければならない;メモリセルが分布D2内にあれば、それはD3に移さなければならない。両方の状態、メモリセルはプログラムされなければならない。
【0045】
ケースII:初めに、ビット<6>=0、及び、ビット<8>=1である。可能性のある分布はD4及びD6である。目的は次の状態に達することである:ビット<6>=0、及び、ビット<8>=0。メモリセルが分布D4内にあれば、それはD5に移さなければならない;メモリセルが分布D6内にあれば、それはD7に移さなけらばならない。この場合にも、メモリセルはプログラムされなければならない。
【0046】
セルC5と一緒に動作させる方法を決めるために、ビット<15>の所望の値とビット<16>及び<17>の値とを考慮しながら、次にセルの読み出しとそれのプログラミングとを始める。
【0047】
この方法では、バイトB0及びB1は独立してプログラムされている。バイトB0をプログラムするために、3つのセルを並列でプログラムしなければならないが、バイトB1をプログラムするために、4つのセルに従って実行しなければならない。
【0048】
バイトB2をプログラムする間に、セルC6及びセルC7に関して、問題はない。しかしながら、この場合でも、メモリセルC5は二つのバイトを伴う。メモリセルC5の最も高い桁のビットがバイトB1によって固定されている。そのバイトB1は、既にプログラムされたバイトB1と、今もなお削除されているバイトB1と一緒に、図5における4つの左側の分布、又は、4つの右側の分布の上で作動することが必要か否かを確定する。どちらにしても、ビット<16>及びビット<17>は、単にプログラムすることによって任意の組み合わせを取り得る。
【0049】
また、バイトB3はバイトB0と同じ条件である。その結果、上述の説明が再び当てはまる。
【0050】
従って、提案された解決法は、装置内部のバイナリワードを(1バイト内に含まれるビット数を乗じられた1セル当たりのビット数に対応する)24ビットパケットに分割し、それらを、適当な制御論理を通して管理することを含んでいる。適当な制御論理は、明瞭にするために図6のフローチャート内で示されているように、上述の方法をハードウェアレベルで実行する。
【0051】
詳細には、始めに(ステップ20)、バイトB0,B1又はB2がプログラムされるべきか否かが質問される。
【0052】
その返答が否定(ステップ20から出力NO)の場合には、その処理は終了する。そうでない場合(ステップ21)には、三つのバイト全てを同時にプログラムするか否かが質問される。
【0053】
その返答が肯定(ステップ21から出力YES)の場合には、全ての24ビットを並列してプログラムすることが、ユーザによって入力されたデータに基づいて実行され(ステップ22)、その処理が終了する。
【0054】
その返答が否定(ステップ21から出力NO)の場合には、バイトB0,B1及びB2が読み出される(ステップ25)。次に、セルC2及びC5の内容が記憶される。加えて、補助変数(service variable) α,β,γ,δ,ε及びζが、各々、ビット<6>, <7>,<8>,<15>,<16>及び<17>の値と同じ値に設定される(ステップ26)。
【0055】
次いで、バイトB1をプログラムするべきか否かが質問される(ステップ27)。その返答が肯定(出力YES)の場合には、バイトB0もプログラムされるべきか否かの質問がなされる(ステップ28)。肯定(ステップ28から出力YES)の場合には、ステップ29が実行され、セルC4〜C0が、ユーザによって与えられたデータに基づいてプログラムされる。セルC5は、上述したように、ユーザと、予め記憶された補助変数ε及びζの値とに従って、プログラムされる。それから、その処理は終了する。
【0056】
否定(ステップ28から出力NO)の場合には、バイトB2もまたプログラムされるべきか否かの質問がなされる(ステップ40)。その返答が肯定(出力YES)の場合には、ステップ30が実行され、セルC7〜C3が、ユーザによって与えられたデータに基づいて、プログラムされる。セルC2は、上述のように、ユーザと、予め記憶された補助変数α及びβの値とに従って、プログラムされる。それから、その処理は終了する。否定(ステップ40から出力NO)の場合には、ステップ41が実行され、セルC3及びC4が、ユーザによって与えられたデータに基づいて、プログラムされる。セルC2及びC5は、上述のように、ユーザと、予め記憶された補助変数β,ε及びζの値とに従って、プログラムされる。それから、その処理は終了する。
【0057】
バイトB1がプログラムされるべきでない(ステップ27から出力NOの)場合には、バイトB0がプログラムされるべきか否かが質問される(ステップ35)。肯定(出力YES)の場合には、ステップ36が実行され、セルC0及びC1が、ユーザによって与えられたデータに基づいて、プログラムされる。セルC2は、上述のように、ユーザと、予め記憶された補助変数γの値とに従って、プログラムされる。ステップ36の終りで、且つ、ステップ35から出力NOの場合には、バイトB2がプログラムされるべきか否かが質問される(ステップ37)。その返答が否定(出力NO)の場合には、その処理は終了する。その返答が肯定(出力YES)の場合には、ステップ38が実行され、セルC6及びC7が、ユーザによって与えられたデータに基づいて、プログラムされる。セルC5は、上述のように、ユーザと、予め記憶された補助変数δの値とに従って、プログラムされる。それから、その処理は終了する。
【0058】
上述の全ての処理は、各24ビットパケット用に実行されなければならない。ワードはその各24ビットパケットに分割されている。一般的には、バイトB0,B1及びB2は、バイトB3n,B(3n+1)及びB(3n+2)に置き換えら、n=0,…,(K/3−1)であり、Kは内部ワードを形成するバイト数である。
【0059】
実際には、24ビットはメモリセルの整数に対応している。これにより、メモリセルを完全に使い切ることができる。
【0060】
図6の処理では、順序のプログラミングをより簡潔に説明可能となる。実際には、情報は各バイトに対して変更され、そしてランダムな方法で変更され得る。要するに、何らかの変更処理を行う前に、二つの異なるバイトに属するビットを記憶しているメモリセルの内容を正確に認識するために、24ビットの全パケットを読み出す必要がある。24ビットパケットについて判断することによって、及び、図5に示されたようなレベルのナンバリングを用いることによって、より高いしきい電圧に向けてプログラムすることが単に必要となるという事実により、「1」から「0」までの全ての変更が可能になる。
【0061】
256ビット内部ワードの場合には、10個の24ビットパケットが存在し、そして、切捨て(truncation)技術を用いて記憶され得る、過剰に残った16ビットが存在する:16ビットは6個のメモリセル内に記憶され、二つの過剰なビットは削除される。この方法では、各バイトに対して3つのメモリセルが用いられ、そして、一つのビットが最後の二つのバイト内で削除されるので、それらは独立して変更され得る。
【0062】
上述の切捨て解決法を実行するアレイのアーキテクチャは、図3に示したアーキテクチャと同じである。しかしながら、今の場合には、二つの過剰なビットをメモリセル85から除くことはできない。最後の二つのバイトを独立して変更する可能性を保管するために、二つの異なるメモリセルから、例えば、メモリセルC82及びC85から、一つのビットを削除することが必要である。それから、最初の240ビットをプログラムすることが24ビットパケット内で起こり、そして、並列又は直列の何れかで図6の処理を10回実行するロジックによって管理される。
【0063】
単一バイトを変更するために提案された技術は、長いバイナリワードをも変更するために利用され得る。その目的が16ビットワードレベルで干渉することである時、上述の処理が16×3ビットパケット上で繰り返される。基本的には、長さyのバイナリワードを変更するために、1セル当たり3ビットの場合、並列にy×3ビットと考えるプログラミングアルゴリズムが必要とされる。
【0064】
同じ考えが、列パリティ及び列冗長セルに適用される。
【0065】
別の解決法によれば、256ビット内部ワードに結合された二つの過剰なビットは付加的な記憶空間として用いられ得る。
【0066】
例えば、NAND形式のフラッシュメモリは、通常、標準アドレス指定空間に対応するビットと並んで、付加的な記憶空間を備えている。この付加的な記憶空間は、パリティビットを備えたエラー修正のため、カウンタのため、又は、使用者が手段と考える何らかの他の目的のため、使用者によって利用され得る。一般的には、16付加バイトが、512バイト毎に設けられ、並列に読み出される頁の大きさに対応している。
【0067】
各々三つのビットを記憶したメモリセルと一緒に得られる256ビットの場合には、通常のアドレス指定空間に8ビットを付加することは容易である:二つのビットは切捨てから得られ、他の六つのビットは二つの付加セルと一緒に実行され得る。付加ビットは、外部のユーザに分かり易い方法で用いられ、又は、ユーザによって管理されるように全体的に又は部分的に残され得る。
【0068】
本発明による方法の利点は、上述の説明から明らかである。
【0069】
最後に、多くの変更又は変形が、ここで記述され且つ例示された方法に対してなされ、添付された請求項で明確にされるように、発明の範囲内に全て収まることは明らかである。特に、各セル内に記憶されたビットの(非バイナリ)数に独立して適用され得ることは強調される。
【図面の簡単な説明】
【図1A】2レベルメモリに対するしきい電圧の分布を示す図である。
【図1B】1セル当たり2ビットを備えた多重レベルメモリのしきい電圧の分布を示す図である。
【図2】本発明における第1の実施の形態による多重レベルメモリ内でビットの分布の図である。
【図3】図2を実行するメモリアレイのブロック図である。
【図4】本発明における第2の実施の形態による多重レベルメモリ内でビットの分布の図である。
【図5】1セル当たり3ビットの多重レベルメモリの場合におけるしきい電圧の分布を示す図である。
【図6】図4に示されたビットの分布の場合におけるプログラミング動作のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
1 不揮発性メモリ
10 メモリアレイ
11 メモリセル
12 バイナリ行デコーダ
15 多重通信用装置
16 バイナリ列デコーダ
C0,C1,…,C85 セル
C0L0,C0L1,…,C0L85 列
CA 5ビット列アドレス
RA 9ビット行アドレス
SA0,SA1,…,SA85 センス増幅器
WL0,WL1,…,WL511 行
Claims (9)
- 複数のメモリセルを含むメモリアレイを有する多重レベル不揮発性メモリ装置におけるデータ管理方法であって、
前記メモリセルの各々がビットの非バイナリの数を、記憶し、
ビットの非バイナリの数が三つの隣接するバイトに関連し、三つの隣接するバイトにわたって分布し、
一つまたは二つのバイトへの書き込みが、
a)三つのバイト(B0〜B2)を読み出し(25)、
b)隣接するバイト(C2,C5)のセル共有ビットの内容を記憶し(26)、
c)三つのバイトの第1(B1)が書き込まれるべきかチェックし(27)、
d)そうである場合、三つのバイトの第2(B0)が書き込まれるべきかチェックし(28)、
e)ステップd)におけるチェックが肯定の場合、ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいて書き込まれるべき第1および第2のバイトにのみ関連するセル(C4〜C0)と、書き込まれるべきでない第3のバイトとともにビットを共有するセル(C5)とを書き込み(29)、
f)ステップd)におけるチェックが否定の場合、三つのバイトの第3(B2)が書き込まれるべきかチェックし(40)、
g)ステップf)におけるチェックが肯定の場合、ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいて書き込まれるべき第1および第3のバイトにのみ関連するセル(C7〜C3)と、書き込まれるべきでない第2のバイトとともにビットを共有するセル(C2)とを書き込み(30)、
h)ステップf)におけるチェックが否定の場合、ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいて書き込まれるべき第1のバイトにのみ関連するセル(C3,C4)と、書き込まれるべきでない第2および/または第3のバイトとともにビットを共有する一つ以上のセル(C2,C5)とを書き込み(41)、
i)ステップc)におけるチェックが否定の場合、第2(B0)または第3のバイトが書き込まれるべきかチェックし(35)、
j)ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいたステップi)に基づいて書き込まれるべきバイトにのみ関連するセル(C0,C1;C6,C7)と、書き込まれるべきでない隣接するバイトとともにそのビットを共有するセル(C2;C5)とを書き込む(36;38)、
ことを有することを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項1に記載のデータ管理方法において、
前記ビットの数が3であることを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項1に記載のデータ管理方法において、
同じクロックサイクル内に、前記複数のバイトを含んだデータワードを読み込むステップを有することを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項1に記載のデータ管理方法において、
外部アドレスに従って前記複数のバイトから一つのバイトを選択するステップを有することを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項1に記載のデータ管理方法において、
同じクロックサイクル内に、前記隣接するメモリセルの予め決められた数と、前記ビットの非バイナリ数との積に等しいビットの数を読み出し、そして、前記読み出されたビットの数と記憶されたビットの数との差に等しいビットの数を削除するステップを有し、
前記記憶されたビットの数がパケット内におけるビットの数に等しいことを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項1に記載のデータ管理方法において、
前記記憶するステップが、前記データワードと付加情報とを同時に記憶することを含み、
前記付加情報が、前記データワードのビットを含んだメモリセル内に、少なくとも部分的に記憶されていることを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項6に記載のデータ管理方法において、
付加情報を記憶する前記ステップが、利用可能なビットの数とワードビットの数との差に等しいビットの数を記憶することを含み、
前記利用可能なビットの数が、メモリセルの予め決められた数と前記ビットの予め決められた数との積に等しく、
前記ワードビットの数が、前記複数のバイト内におけるバイトの数と前記ビットの予め決められた数との積に等しいことを特徴とするデータ管理方法。 - 請求項1に記載のステップの前に、
k)三つのバイト全てが書き込まれるべきかチェックし(21)、
l)そうでない場合、ステップa)〜j)を行い、
m)ステップk)におけるチェックが肯定の場合、三つのバイトに関連する全てのセルを並列して書き込む(22)、
ことが行われることを特徴とする、請求項1に記載のデータ管理方法。 - 複数のメモリセル(11)を含むメモリアレイ(10)を有する不揮発性メモリ装置(10)であって、
前記メモリセルの各々がビットの非バイナリの数を記憶し、
本装置はさらに、
a)三つのバイト(B0〜B2)を読み出す(25)手段と、
b)隣接するバイト(C2,C5)のセル共有ビットの内容を記憶する(26)手段と、
c)三つのバイトの第1(B1)が書き込まれるべきかチェックする(27)第1の手段と、
d)チェックする(27)第1の手段で行われるチェックの肯定結果によって可能になる、三つのバイトの第2(B0)が書き込まれるべきかチェックする(28)第2の手段と、
e)チェックする(28)第2の手段で行われるチェックの肯定結果によって可能になる、ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいて書き込まれるべき第1および第2のバイトにのみ関連するセル(C4〜C0)と、書き込まれるべきでない第3のバイトとともにビットを共有するセル(C5)とを書き込む(29)第1の手段と、
f)チェックする(28)第2の手段で行われるチェックの否定結果によって可能になる、三つのバイトの第3(B2)が書き込まれるべきかチェックする(40)第3の手段と、
g)チェックする(40)第3の手段で行われるチェックの肯定結果によって可能になる、ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいて書き込まれるべき第1および第3のバイトにのみ関連するセル(C7〜C3)と、書き込まれるべきでない第2のバイトとともにビットを共有するセル(C2)とを書き込む(30)第2の手段と、
h)チェックする(40)第3の手段で行われるチェックの否定結果によって可能になる、ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいて書き込まれるべき第1のバイトにのみ関連するセル(C3,C4)と、書き込まれるべきでない第2および/または第3のバイトとともにビットを共有する一つ以上のセル(C2,C5)とを書き込む(41)第3の手段と、
i)チェックする(27)第1の手段で行われるチェックの否定結果によって可能になる、第2(B0)または第3のバイトが書き込まれるべきかチェックする(35)第4の手段と、
j)ユーザデータおよびセルの記憶された内容に基づいて、ユーザデータに基づいてチェックする(35)第4の手段によって特定される書き込まれるべきバイトにのみ関連するセル(C0,C1;C6,C7)と、書き込まれるべきでない隣接するバイトとともにそのビットを共有するセル(C2;C5)とを書き込む(36;38)第4の手段と、
を有することを特徴とする不揮発性メモリ装置。
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