DE102005000809B4 - Integrated semiconductor memory with non-volatile storage of data - Google Patents
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Abstract
Integrierter Halbleiterspeicher mit nichtflüchtiger Speicherung von Daten, – mit einem ersten Speicherzellenfeld (SF1) mit flüchtigen Speicherzellen (SZ) und nichtflüchtigen Speicherzellen (WZ), – mit einem zweiten Speicherzellenfeld (SF2) mit flüchtigen Speicherzellen (SZ), – mit einer Steuerschaltung (20) zur Steuerung eines Lese- und eines Schreibzugriffs auf eine der flüchtigen und nichtflüchtigen Speicherzellen (SZ, WZ) des ersten Speicherzellenfeldes (SF1) und auf eine der flüchtigen Speicherzellen (SZ) des zweiten Speicherzellenfeldes (SF2), – bei dem die Steuerschaltung (20) derart ausgebildet ist, dass sie während eines Zugriffs auf eine der flüchtigen Speicherzellen (SZ) des zweiten Speicherzellenfeldes (SF2) einen Schreibzugriff auf die mindestens eine der nichtflüchtigen Speicherzellen des ersten Speicherzellenfeldes zur Speicherung mindestens eines Datums, das mindestens einen im Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelten Betriebsparameter kennzeichnet, in mindestens einer der nichtflüchtigen Speicherzellen (WZ) des ersten Speicherzellenfeldes durchführt.Integrated semiconductor memory with non-volatile storage of data, - with a first memory cell array (SF1) with volatile memory cells (SZ) and non-volatile memory cells (WZ), - with a second memory cell array (SF2) with volatile memory cells (SZ), - with a control circuit (20 ) for controlling read and write access to one of the volatile and non-volatile memory cells (SZ, WZ) of the first memory cell array (SF1) and to one of the volatile memory cells (SZ) of the second memory cell array (SF2), - in which the control circuit (20 ) is designed in such a way that during an access to one of the volatile memory cells (SZ) of the second memory cell array (SF2) it allows write access to the at least one of the non-volatile memory cells of the first memory cell array for storing at least one data item, the at least one data item during operation of the integrated semiconductor memory identified operating parameters, in mi At least one of the non-volatile memory cells (WZ) of the first memory cell array is carried out.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen integrierten Halbleiterspeicher, bei dem Daten auf nichtflüchtige Weise speicherbar sind.The present invention relates to an integrated semiconductor memory in which data can be stored nonvolatilely.
Bei integrierten Halbleiterspeichern, wie beispielsweise DRAM (dynamic random access memory)-Halbleiterspeichern, ist die Ausfallrate in den ersten Betriebsstunden relativ hoch. Um fehlerhafte Bauteile nach der Herstellung aussortieren zu können, werden die integrierten Halbleiterspeicher nach Abschluss des Herstellungsprozesses für wenige Betriebsstunden gestresst. Innerhalb dieser kurzen Betriebszeit lässt sich bereits ein Großteil von fehlerhaften Bausteinen aussortieren. Es zeigt sich weiter, dass im statistischen Mittel erst nach langer Betriebszeit, wie beispielsweise mehreren Jahren, die Ausfallrate wieder ansteigt. Um solche Langzeitausfälle analysieren zu können, wäre es wünschenswert, wenn während des Betriebes eines Halbleiterspeichers Betriebsparameter, wie beispielsweise die Betriebsdauer oder die Anzahl bestimmter Ereignisse, wie beispielsweise Speicherzugriffe auf einen bestimmten Speicherbereich dauerhaft und permanent erfasst werden könnten. Die Offenlegungsschrift
Bei einem Halbleiterspeicher mit flüchtigen Speicherzellen, wie beispielsweise DRAM(dynamic random access memory)-Speicherzellen, muss der Speicherinhalt spätestens nach Ablauf einer Datenerhaltungszeit von neuem aufgefrischt werden. Im Gegensatz zu nichtflüchtigen Halbleiterspeichern, wie beispielsweise Flash, FeRAM (ferroelectric random access memory) oder MRAM(magnetic random access memory)-Halbleiterspeichern besteht somit bei DRAM-Halbleiterspeichern das Problem, dass produktions- und testrelevante Langzeitinformationen wie Testergebnisse, Sort-Kriterien, produktionsrelevante Daten, aber auch darüber hinaus Betriebsparameter, die während des Betriebs des integrierten Halbleiterspeichers auftreten, nicht irreversibel und dauerhaft gespeichert werden können.In a semiconductor memory with volatile memory cells, such as dynamic random access memory (DRAM) memory cells, the memory contents must be refreshed at the latest after expiration of a data retention time. In contrast to nonvolatile semiconductor memories, such as flash, ferroelectric random access memory (FERAM) or MRAM (magnetic random access memory) semiconductor memories, there is the problem with DRAM semiconductor memories that long-term production and test-relevant information such as test results, sort criteria, production-relevant Data, but also beyond operating parameters that occur during operation of the integrated semiconductor memory, can not be stored irreversibly and permanently.
Um permanent Daten in einem DRAM-Halbleiterspeicher zu speichern, werden daher elektrische Fuses (E-Fuses) oder Laser-Fuses eingesetzt. Laser-Fuses können nur während der Herstellung des integrierten Halbleiterspeichers programmiert werden. Über E-Fuses lassen sich auch im gehäusten Zustand eines DRAM-Speichers Daten permanent speichern, indem die E-Fuses durch Anlegen einer Programmierspannung programmiert werden. Ein kleines Feld von E-Fuses ist im Allgemeinen noch leicht auswertbar. Wenn jedoch größere Mengen an Daten permanent gespeichert werden sollen, muss eine Fuse-Array-Struktur vorgesehen werden. Innerhalb der Fuse-Array-Struktur sind die E-Fuses, wie die flüchtigen DRAM-Zellen im Speicherzellenfeld, im Allgemeinen matrixförmig entlang von Spalten- und Zeilenleitungen angeordnet. Zum Auslesen des Programmierzustands der einzelnen E-Fuses wird eine Zeilen-/Spalten-Dekoder-Architektur benötigt. Aufgrund des großen Platzbedarfs für derartige Schaltungen werden große E-Fuse-Speicherbereiche im Allgemeinen nicht in Halbleiterspeicher mit flüchtigen Speicherzellen integriert.In order to permanently store data in a DRAM semiconductor memory, electrical fuses (e-fuses) or laser fuses are therefore used. Laser fuses can only be programmed during the manufacture of the integrated semiconductor memory. Via e-fuses, data can also be stored permanently in the packaged state of a DRAM memory by programming the e-fuses by applying a programming voltage. A small field of e-fuses is generally still easy to evaluate. However, if larger amounts of data are to be stored permanently, a fuse array structure must be provided. Within the fuse array structure, the E-fuses, like the volatile DRAM cells in the memory cell array, are generally arranged in matrix form along column and row lines. To read the programming state of the individual e-fuses, a row / column decoder architecture is required. Due to the large space requirement for such circuits, large e-fuse memory areas are generally not integrated in semiconductor memory with volatile memory cells.
Des Weiteren weisen E-Fuses den Nachteil auf, dass sie nur einmal programmiert werden können. Somit können Änderungen von Daten, wie sie beispielsweise bei den Betriebsparametern im Laufe der Betriebszeit auftreten, nicht in den gleichen E-Fuses verändert abgespeichert werden.Furthermore, e-fuses have the disadvantage that they can only be programmed once. Thus, changes in data, such as occur in the operating parameters during the operating time, can not be stored changed in the same e-fuses.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen integrierten Halbleiterspeicher anzugeben, bei dem es ermöglicht ist, Herstellungs- und Betriebsdaten über einen längeren Zeitraum zuverlässig zu speichern, wobei möglichst wenige zusätzliche Schaltungskomponenten zur Speicherung der Herstellungs- und Betriebsdaten erforderlich sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich bei einem integrierten Halbleiterspeicher Herstellungs- und Betriebsdaten über einen längeren Zeitraum zuverlässig speichern lassen, wobei möglichst wenige zusätzliche Schaltungskomponenten zur Speicherung der Herstellungs- und Betriebsdaten erforderlich sind.The object of the present invention is to specify an integrated semiconductor memory in which it is possible to reliably store production and operating data over a relatively long period of time, with as few additional circuit components as possible being required for storing the production and operating data. A further object of the present invention is to specify a method with which, in the case of an integrated semiconductor memory, manufacturing and operating data can be stored reliably over a relatively long period of time, with as few additional circuit components as possible for storing the production and operating data.
Die Aufgabe betreffend den integrierten Halbleiterspeicher wird gelöst durch einen integrierten Halbleiterspeicher mit einem ersten Speicherzellenfeld mit flüchtigen Speicherzellen und mit nichtflüchtigen Speicherzellen, mit einem zweiten Speicherzellenfeld mit flüchtigen Speicherzellen und mit einer Steuerschaltung zur Steuerung eines Zugriffs auf eine der Speicherzellen des ersten und zweiten Speicherzellenfeldes. Erfindungsgemäß ist die Steuerschaltung derart ausgebildet, dass sie bei einem Zugriff auf eine der flüchtigen Speicherzellen des zweiten Speicherzellenfeldes einen Schreibzugriff auf mindestens eine der nichtflüchtigen Speicherzellen des ersten Speicherzellenfeldes durchführt zur Speicherung eines des im aktuellen Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelten Datums in der mindestens einen der nichtflüchtigen Speicherzellen des ersten Speicherzellenfeldes.The object concerning the integrated semiconductor memory is achieved by an integrated semiconductor memory having a first memory cell array with volatile memory cells and non-volatile memory cells, with a second memory cell array with volatile memory cells and with a control circuit for controlling access to one of the memory cells of the first and second memory cell array. According to the invention, the control circuit is designed in such a way that when accessing one of the volatile memory cells of the second memory cell array, it writes to at least one of the nonvolatile memory cells of the first memory cell array to store one of the datum determined in the current operation of the integrated semiconductor memory in the at least one of the nonvolatile ones Memory cells of the first memory cell array.
Durch Verwendung eines Speicherzellenfeldes mit flüchtigen als auch mit nichtflüchtigen Speicherzellen lassen sich die gleichen Ansteuerschaltungen, wie Zeilendekoder, Spaltendekoder und Leseverstärker verwenden, die auch zum Einschreiben von Informationen in die flüchtigen Speicherzellen und zum Auslesen von Informationen aus den flüchtigen Speicherzellen dienen. Dadurch ist der Platzbedarf deutlich reduziert, da zusätzlicher Speicherplatz nur für die nichtflüchtigen Speicherzellen vorzusehen ist. Bei dem im aktuellen Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelten Datum kann es sich beispielsweise um einen Betriebsparameter handeln, der im Rahmen eines Testbetriebs des integrierten Halbleiterspeichers aufgetreten ist. Dies kann beispielsweise eine Losnummer oder der Name eines Testprogramms sein. Es kann sich dabei aber auch um einen Betriebsparameter handeln, der einen Betriebszustand des Halbleiterspeichers angibt. Dazu gehört beispielsweise die Anzahl an Zugriffen auf einen bestimmten Speicherbereich oder die im Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers aufgetretene Betriebstemperatur.By using a memory cell array with both volatile and nonvolatile memory cells, the same drive circuits as row decoders, column decoders, and sense amplifiers can be used, which also serve to write information to the volatile memory cells and to read information from the volatile memory cells. As a result, the space requirement is significantly reduced, as additional storage space is to be provided only for the non-volatile memory cells. The date determined in the current operation of the integrated semiconductor memory may be, for example, an operating parameter which has occurred during a test operation of the integrated semiconductor memory. This can be, for example, a lot number or the name of a test program. However, it may also be an operating parameter that indicates an operating state of the semiconductor memory. This includes, for example, the number of accesses to a specific memory area or the operating temperature that has occurred during operation of the integrated semiconductor memory.
Gemäß einer Weiterbildung des integrierten Halbleiterspeichers sind die flüchtigen Speicherzellen des ersten und zweiten Speicherzellenfeldes jeweils derart ausgebildet, dass nach einer Abspeicherung eines Speicherzustandes in einer der flüchtigen Speicherzellen zur Erhaltung des abgespeicherten Speicherzustandes der Speicherzustand spätestens nach Ablauf einer Datenerhaltungszeit aufgefrischt werden muss. Die Steuerschaltung ist derart ausgebildet, dass sie zur Erhaltung des abgespeicherten Speicherzustandes in einer der Speicherzellen des zweiten Speicherzellenfeldes den in der einen der Speicherzellen abgespeicherten Speicherzustand auffrischt und dabei das im aktuellen Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelte Datum in der einen der nichtflüchtigen Speicherzellen des ersten Speicherzellenfeldes abspeichert.According to one development of the integrated semiconductor memory, the volatile memory cells of the first and second memory cell arrays are each designed such that, after a memory state has been stored in one of the volatile memory cells to preserve the stored memory state, the memory state must be refreshed at the latest after the expiration of a data retention period. The control circuit is designed such that, in order to maintain the stored memory state in one of the memory cells of the second memory cell array, it refreshes the memory state stored in one of the memory cells and thereby stores the datum determined in the current operation of the integrated semiconductor memory in one of the nonvolatile memory cells of the first memory cell array ,
Bei einer anderen Ausführungsform des integrierten Halbleiterspeichers sind im ersten und zweiten Speicherzellenfeld Leseverstärker vorgesehen, die jeweils an ein Bitleitungspaar mit einer ersten und einer zweiten Bitleitung angeschlossen sind. Die flüchtigen Speicherzellen und die nichtflüchtigen Speicherzellen des ersten Speicherzellenfeldes sind jeweils an ein Bitleitungspaar angeschlossen. Die flüchtigen Speicherzellen und die nichtflüchtigen Speicherzellen sind jeweils derart ausgebildet, dass sie beim Auslesen eine Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Bitleitung des Bitleitungspaares (BLP) an das sie jeweilig angeschlossen sind, erzeugen. Die Leseverstärker sind jeweils derart ausgebildet, dass sie beim Auslesen einer der flüchtigen Speicherzellen und einer der nichtflüchtigen Speicherzellen jeweils die Potentialdifferenz zwischen der ersten und zweiten Bitleitung des Bitleitungspaares, an das sie jeweilig angeschlossen sind, auswerten und in Abhängigkeit von der ausgewerteten Potentialdifferenz ein Datum mit einem ersten oder zweiten Pegel erzeugen.In another embodiment of the integrated semiconductor memory, sense amplifiers are provided in the first and second memory cell arrays, each being connected to a bit line pair having a first and a second bit line. The volatile memory cells and the nonvolatile memory cells of the first memory cell array are each connected to a bit line pair. The volatile memory cells and the nonvolatile memory cells are each designed such that, when read out, they generate a potential difference between the first and the second bit line of the bit line pair (BLP) to which they are respectively connected. The sense amplifiers are each designed in such a way that when reading one of the volatile memory cells and one of the nonvolatile memory cells, they respectively evaluate the potential difference between the first and second bit lines of the bit line pair to which they are respectively connected and have a datum depending on the evaluated potential difference generate a first or second level.
Gemäß einer Weiterbildung des integrierten Halbleiterspeichers sind die nichtflüchtigen Speicherzellen für einen Lese- und Schreibzugriff über Adressen auswählbar. Die Steuerschaltung ist derart ausgebildet, dass sie bei einem erstmaligen Aktivieren des integrierten Halbleiterspeichers eine Adressposition der zuletzt beschriebenen nichtflüchtigen Speicherzelle ermittelt und das im aktuellen Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelte Datum an der auf die zuletzt beschriebene Adressposition folgenden nächst höheren Adressposition abspeichert.According to one development of the integrated semiconductor memory, the nonvolatile memory cells can be selected for read and write access via addresses. The control circuit is designed such that it determines an address position of the last-described nonvolatile memory cell upon initial activation of the integrated semiconductor memory and stores the data determined in the current operation of the integrated semiconductor memory at the next higher address position following the address position last described.
Bei einer Ausführungsform des integrierten Halbleiterspeichers sind die nichtflüchtigen Speicherzellen jeweils als einmalig irreversibel programmierbare Bauelemente ausgebildet. Die nichtflüchtigen Speicherzellen können auch jeweils als eine elektrisch programmierbare Fuse oder Antifuse ausgebildet sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform des integrierten Halbleiterspeichers umfassen die nichtflüchtigen Speicherzellen mindestens einen steuerbaren Widerstand. Die flüchtigen Speicherzellen sind vorzugsweise jeweils als Speicherzellen mit wahlfreiem Zugriff ausgebildet.In one embodiment of the integrated semiconductor memory, the nonvolatile memory cells are each designed as once irreversibly programmable components. The nonvolatile memory cells can also be designed in each case as an electrically programmable fuse or antifuse. According to another embodiment of the integrated semiconductor memory, the nonvolatile memory cells comprise at least one controllable resistor. The volatile memory cells are preferably designed in each case as random access memory cells.
Ein Verfahren zum Aufzeichnen von Herstellungs- und Betriebsdaten eines integrierten Halbleiterspeichers sieht die Verwendung eines integrierten Halbleiterspeichers mit einem ersten Speicherzellenfeld mit nichtflüchtigen Speicherzellen und flüchtigen Speicherzellen und einem zweiten Speicherzellenfeld mit flüchtigen Speicherzellen vor, bei dem die nichtflüchtigen Speicherzellen erste nichtflüchtige Speicherzellen und zweite nichtflüchtige Speicherzellen umfassen, wobei in den ersten nichtflüchtigen Speicherzellen eine Information zur Konfiguration der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen abgespeichert ist. Nach dem Hochfahren des integrierten Halbleiterspeichers werden die Speicherzustände der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen ausgewertet, um eine Information zur Konfiguration der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen zu erhalten. Anschließend wird eine Adressposition einer zuletzt beschriebenen zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle im ersten Speicherzellenfeld ermittelt. Danach wird eine auf die Adressposition der zuletzt beschriebene zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle folgenden nächst höhere Adresspostion ermittelt. Das im aktuellen Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelte Datum wird in einer zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle des ersten Speicherzellenfeldes, die über die ausgewählte nächst höhere Adresspositon adressierbar ist, in einer Konfiguration in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Speicherzustand der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen gespeichert, wenn eine der flüchtigen Speicherzellen des zweiten Speicherzellenfeldes aufgefrischt wird.A method for recording manufacturing and operating data of an integrated semiconductor memory envisages the use of an integrated semiconductor memory having a first memory cell array with nonvolatile memory cells and volatile memory cells and a second memory cell array with volatile memory cells, wherein the nonvolatile memory cells comprise first nonvolatile memory cells and second nonvolatile memory cells , wherein in the first non-volatile memory cells information for the configuration of the second non-volatile memory cells is stored. After starting up the integrated semiconductor memory, the memory states of the first nonvolatile memory cells are evaluated to obtain information for configuring the second nonvolatile memory cells. Subsequently, an address position of a last-described second nonvolatile memory cell in the first memory cell array is determined. Thereafter, a next higher address position following the address position of the second non-volatile memory cell described last is determined. The data determined in the current operation of the integrated semiconductor memory is stored in a second nonvolatile memory cell of the first memory cell array addressable via the selected next higher address position in a configuration in dependence on the evaluated memory state of the first nonvolatile memory cells, if one of the volatile memory cells of the second memory cell array is refreshed.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Aufzeichnen von Betriebsdaten eines integrierten Halbleiterspeichers wird das gespeicherte im aktuellen Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers ermittelte Datum durch Setzen eines Bits in einem Register des integrierten Halbleiterspeichers aus der einen der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen ausgelesen.According to a development of the method for recording operating data of an integrated semiconductor memory, the stored data determined in the current operation of the integrated semiconductor memory is set by setting a bit in a register of the integrated semiconductor memory one of the second non-volatile memory cells read out.
Eine andere Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines integrierten Halbleiterspeichers sieht vor, den integrierten Halbleiterspeicher in einem Testbetriebszustand zu betreiben. Im Testbetriebszustand wird eine jede der ersten und zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen durch Anlegen eines Steuersignals an den integrierten Halbleiterspeicher ausgelesen.Another embodiment of the method for operating an integrated semiconductor memory provides for operating the integrated semiconductor memory in a test operating state. In the test mode, each of the first and second nonvolatile memory cells is read out by applying a control signal to the integrated semiconductor memory.
Weitere Ausbildungsformen betreffend den integrierten Halbleiterspeicher zur Aufzeichnung von Betriebsdaten sowie das Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the integrated semiconductor memory for recording operating data and the method for recording operating data can be found in the dependent claims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to figures showing exemplary embodiments of the present invention. Show it:
Zur Steuerung von Lese-, Schreib- und Vorladevorgängen innerhalb des Speicherzellenfeldes
Zum Einschreiben oder Auslesen einer Information aus den flüchtigen Speicherzellen oder den nichtflüchtigen Speicherzellen sind die Leseverstärker jeweils über einen Datenbus LDQ mit dem externen Datenanschluss DQ verbunden. Die Leseverstärker, die mit den Bitleitungen des ersten Speicherzellenfeldes SF1 verbunden sind, speichern wahlweise eine Information in den flüchtigen Speicherzellen SZ oder den nichtflüchtigen Speicherzellen WZ ab. Den nichtflüchtigen Speicherzellen WZ sind ebenso Zeilen- und Spaltenadressen zugeordnet wie den flüchtigen Speicherzellen. Vorteilhafterweise lassen sich die nichtflüchtigen Speicherzellen ebenso wie die flüchtigen Speicherzellen durch die Zeilen- und Spaltendekoder
Die Aufteilung des Adressraums in Adressbereiche, die mit flüchtigen Speicherzellen verknüpft sind und in Adressbereiche, die mit nichtflüchtigen Speicherzellen verknüpft sind, kann über Bereichsdefinition oder Bitinjizierung erfolgen. Bei der Bereichsdefinition lassen sich nichtflüchtigen Speicherzellen mit Adresswerten oberhalb einem bestimmten Wert adressieren. Adresswerte unterhalb dieses Wertes sprechen flüchtige Speicherzellen an. Bei der Bitinjizierung wird zum Zugriff auf die nichtflüchtigen Speicherzellen ein Adressbit an einer bestimmten Position einer Bitadresse auf beispielsweise den logischen Wert „1” gesetzt. Die niederwertigen Adressbits wählen dann eine nichtflüchtige Speicherzelle im ersten Speicherzellenfeld aus.The division of the address space into address areas associated with volatile memory cells and into address areas associated with nonvolatile memory cells may be via area definition or bit injection. In the area definition, nonvolatile memory cells with address values above a certain value can be addressed. Address values below this value are addressed by volatile memory cells. In the case of bit injection, an address bit at a specific position of a bit address is set to, for example, the logical value "1" in order to access the nonvolatile memory cells. The low order address bits then select a nonvolatile memory cell in the first memory cell array.
Die Speicherzelle WZa1 der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen des Konfigurationsbereiches enthält eine Information, ob der Speicherbereich der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen zur Speicherung eines Betriebsparameters genutzt werden soll. Ein möglicher Betriebsparameter ist beispielsweise die Betriebsdauer des integrierten Halbleiterspeichers. Zur Protokollierung der Betriebsdauer ist auf dem integrierten Halbleiterspeicher eine Zählerschaltung
Die Speicherzelle WZa2 der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen innerhalb des Konfigurationsbereiches enthält eine Information, ob der abzuspeichernde Betriebsparameter im Rahmen einer Hintergrundspeicherung während des Betriebs des integrierten Halbleiterspeichers, beispielsweise bei einem Auffrischvorgang von Speicherzellen, die in dem zweiten Speicherzellenfeld SF2 liegen, erfolgen soll. Da, wie in
Wenn die Speicherzelle WZa3 der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen programmiert ist, lassen sich die zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen W2b des ersten Speicherzellenfeldes extern beschreiben, bzw. es lässt sich von extern ein Betriebsparameter zur Speicherung in den nichtflüchtigen Speicherzellen auswählen. Das Beschreiben der nichtflüchtigen Speicherzellen erfolgt dabei in einem so genannten Appending-Modus. Dies bedeutet, dass bereits beschriebene nichtflüchtige zweite Speicherzellen nicht überschrieben werden können. Stattdessen wird die zuletzt beschriebene nichtflüchtige zweite Speicherzelle ermittelt und die im Adressraum nächst höher liegende nichtflüchtige zweite Speicherzelle für den Speichervorgang ausgewählt.When the memory cell WZa3 of the first nonvolatile memory cells is programmed, the second nonvolatile memory cells W2b of the first memory cell array can be externally written, or an external operating parameter can be selected for storage in the nonvolatile memory cells. Describing the non-volatile memory cells takes place in a so-called Appending mode. This means that non-volatile second memory cells already described can not be overwritten. Instead, the non-volatile second memory cell described last is determined and the next higher non-volatile second memory cell selected in the address space for the memory operation.
Die Speicherzelle WZa4 der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen innerhalb des Konfigurationsbereiches gibt an, ob lediglich ein Lesezugriff auf die nichtflüchtigen zweiten Speicherzellen gestattet ist. Wenn der Lesezugriff erlaubt ist, lassen sich in einer Applikation Betriebsdaten aus den nichtflüchtigen zweiten Speicherzellen WZb auslesen. Als Betriebsparameter lässt sich beispielsweise von einem Temperatursensor
Wenn der Lesezugriff auf die nichtflüchtigen Speicherzellen gestattet ist, lässt sich die Betriebstemperatur von einem Speichercontroller auswerten. Der Speichercontroller kann dann beispielsweise bei einer hohen Betriebstemperatur die Betriebsfrequenz des Halbleiterspeichers reduzieren.If read access to the non-volatile memory cells is permitted, the operating temperature can be evaluated by a memory controller. The memory controller can then reduce the operating frequency of the semiconductor memory, for example, at a high operating temperature.
Der Speicherzustand in den ersten nichtflüchtigen Speicherzellen WZa5 und WZa6 innerhalb des Konfigurationsbereiches gibt an, ob die Speicherung eines Betriebsparameters innerhalb der nichtflüchtigen zweiten Speicherzellen bit-, byte- oder wortweise erfolgen soll. Bei einer byte- oder wortweisen Speicherung eines Betriebsparameters ist die Information in mehreren Bits kodiert. Bei der bitweisen Speicherung hingegen ist die Information des abzuspeichernden Betriebsparameters in einem einzelnen Bit kodiert. Wenn beispielsweise die Betriebsdauer bitweise gespeichert werden soll, so wird in bestimmten Zeitabständen, beispielsweise alle sechs Minuten, sobald ein Auffrischungsvorgang für Speicherzellen innerhalb des zweiten Speicherzellenfeldes stattfindet, eine der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen WZb beschrieben.The memory state in the first nonvolatile memory cells WZa5 and WZa6 within the configuration area indicates whether the storage of an operating parameter within the nonvolatile second memory cells is to take place bit-by-byte or word-wise. In a byte or wordwise storage of an operating parameter, the information is encoded in several bits. By contrast, in the bit-wise storage, the information of the operating parameter to be stored is encoded in a single bit. If, for example, the operating time is to be stored bit-by-bit, one of the second nonvolatile memory cells WZb will be written at certain time intervals, for example every six minutes, as soon as a refresh operation for memory cells takes place within the second memory cell array.
Zu Beginn der Betriebsdauer wird beispielsweise die nichtflüchtige zweite Speicherzelle, die der Adresse Xw0, Y16 zugeordnet ist mit einem ”1”-Pegel beschrieben. Alle sechs Minuten später wird eine auf die zuletzt beschriebene nichtflüchtige Speicherzelle im Adressraum folgende Speicherzelle, also bei der zweiten Speicherung die Speicherzelle, die zu der Adresse Xw0, Y17 zugehörig ist, mit dem logischen „1”-Pegel beschrieben. Wenn bei dieser Art der Speicherung die Betriebsdauer über einen Zeitraum von zehn Jahren protokolliert werden soll, werden dazu 876.000 nichtflüchtige Speicherzellen benötigt. Im Vergleich zu typischen 512 Mb DRAM-Speicherzellen sind dazu lediglich 0,163% an zusätzlichem Speicherplatz notwendig.At the beginning of the operating period, for example, the non-volatile second memory cell associated with the
Die Speicherzellen WZa6, ..., WZa14 der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen enthalten eine Information über die Anzahl der logischen Speicherbereiche, in die die zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen unterteilt sind. Des Weiteren enthalten die ersten nichtflüchtigen Speicherzellen WZa6, ..., WZa14 eine Information über den innerhalb eines Speicherbereiches zu speichernden Betriebsparameter. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den logischen Adressraum von nichtflüchtigen Speicherzellen der
Die Speicherzelle WZa15 der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen enthält eine Information, ob die Speicherkapazität der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen bereits vollständig erschöpft ist, da alle zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen schon mit Informationsdaten beschrieben sind. Wenn die nichtflüchtige Speicherzelle WZa15 beispielsweise mit einem logischen ”1”-Pegel programmiert ist, ist der zur Verfügung stehende Speicherraum erschöpft und das Protokollieren eines Betriebsparameters in den zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen wird unterbrochen.The memory cell WZa15 of the first nonvolatile memory cells contains information as to whether the memory capacity of the second nonvolatile memory cells has already been completely exhausted, since all second nonvolatile memory cells are already described with information data. For example, when the nonvolatile memory cell WZa15 is programmed to a logical "1" level, the available memory space is exhausted and logging of an operating parameter in the second nonvolatile memory cells is interrupted.
Der Speicherzustand der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen wird entweder bereits bei der Fertigung oder erst im späteren Betrieb des integrierten Halbleiterspeichers festgelegt. So kann beispielsweise die spätere Verwendung der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen zur Speicherung eines Betriebsparameters durch eine Vorprogrammierung der ersten nichtflüchtigen Speicherzellen im Konfigurationsbereich bereits vom Hersteller festgelegt werden. Ein bestimmter Bereich der zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen WZb kann beispielsweise zur Protokollierung der Betriebsdauer des integrierten Halbleiterspeichers vorgesehen sein.The memory state of the first non-volatile memory cells is determined either already during production or only during later operation of the integrated semiconductor memory. Thus, for example, the subsequent use of the second non-volatile memory cells for storing an operating parameter by preprogramming the first non-volatile memory cells in the configuration area can already be determined by the manufacturer. A specific area of the second nonvolatile memory cells WZb can be provided, for example, for logging the operating time of the integrated semiconductor memory.
Wenn ein Speicherbereich mit nichtflüchtigen Speicherzellen erst in einer Applikation konfiguriert wird, so kann beispielsweise das Protokollieren der Betriebstemperatur dadurch gestartet werden, dass ein Signalisierungsbit in einem Register
Neben der Möglichkeit auf die nichtflüchtigen Speicherzellen durch Setzen eines Bits in einem Mode-Register oder einem Extended-Mode-Register zuzugreifen, besteht auch die Möglichkeit durch das Anlegen eines charakteristischen Test-Mode-Signals TM bzw. einer oder mehrerer charakteristischer Schlüsselbitfolgen an den Steueranschluss S20 der Steuerschaltung
Wenn ein Speicherbereich von zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen kontinuierlich fortlaufend von niedrigen zu hohen Adresspositionen beschrieben wird, so wird bei jedem Hochfahren des Halbleiterspeichers innerhalb des Speicherbereichs der nichtflüchtigen Speicherzellen diejenige Adressposition bestimmt, ab der während der folgenden Betriebszeit die Speicherung von Betriebsparametern fortgesetzt werden kann. Dadurch wird verhindert, dass bereits beschriebene nichtflüchtige Speicherzellen überschrieben werden.When a memory area of second nonvolatile memory cells is continuously written continuously from low to high address positions, each time the semiconductor memory is booted within the memory area of the nonvolatile memory cells, the address position from which the storage of operating parameters can be continued during the following operating time is determined. This prevents that already described nonvolatile memory cells are overwritten.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- SpeicherzellenfeldMemory cell array
- 2020
- Steuerschaltungcontrol circuit
- 2121
- Mode-RegisterMode Register
- 3030
- Adressregisteraddress register
- 4040
- Speicherregistermemory register
- 5050
- Temperatursensortemperature sensor
- 6060
- BetriebsstundenzählerHour meter
- 7070
- Zeilendekoderrow decoder
- 8080
- Spaltendekodercolumn decoder
- ATAT
- Auswahltransistorselection transistor
- BB
- Speicherbankmemory bank
- BLBL
- Bitleitungbit
- BLPBLP
- Bitleitungspaarbit line
- DD
- Datumdate
- DQDQ
- Datenanschlussdata port
- SASA
- Leseverstärkersense amplifier
- SASSAS
- WortleitungsstreifenWordline strips
- SCSC
- Speicherkondensatorstorage capacitor
- SFSF
- SpeicherzellenfeldMemory cell array
- SPSP
- Spine-BereichSpine-area
- SZSZ
- flüchtige Speicherzellevolatile memory cell
- WLWL
- Wortleitungwordline
- WZWZ
- nichtflüchtige Speicherzellenon-volatile memory cell
- X, YX, Y
- Adressenaddresses
Claims (25)
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0247739A2 (en) * | 1986-04-30 | 1987-12-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor nonvolatile memory device |
EP0096781B1 (en) * | 1982-06-16 | 1989-11-29 | International Business Machines Corporation | System for updating error map of fault tolerant memory |
US5526302A (en) * | 1993-05-31 | 1996-06-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor memory device having volatile storage unit and non-volatile storage unit |
EP0530928B1 (en) * | 1987-07-02 | 1997-04-16 | Ramtron International Corporation | Ferroelectric shadow RAM |
DE10035598A1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-07 | Infineon Technologies Ag | Data carrier with a data storage |
DE10101268A1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-25 | Infineon Technologies Ag | Integrated semiconductor circuit for executing a built-in function redundant to a function block and a built-in function for a semiconductor circuit has function and redundancy blocks switched on for a failed function block. |
-
2005
- 2005-01-05 DE DE200510000809 patent/DE102005000809B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0096781B1 (en) * | 1982-06-16 | 1989-11-29 | International Business Machines Corporation | System for updating error map of fault tolerant memory |
EP0247739A2 (en) * | 1986-04-30 | 1987-12-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor nonvolatile memory device |
EP0530928B1 (en) * | 1987-07-02 | 1997-04-16 | Ramtron International Corporation | Ferroelectric shadow RAM |
US5526302A (en) * | 1993-05-31 | 1996-06-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor memory device having volatile storage unit and non-volatile storage unit |
DE10035598A1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-07 | Infineon Technologies Ag | Data carrier with a data storage |
DE10101268A1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-25 | Infineon Technologies Ag | Integrated semiconductor circuit for executing a built-in function redundant to a function block and a built-in function for a semiconductor circuit has function and redundancy blocks switched on for a failed function block. |
Also Published As
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