專(zhuān)利名稱：具有可寫(xiě)存儲(chǔ)單元的集成存儲(chǔ)器的工作方法和相應(yīng)的集成存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可寫(xiě)存儲(chǔ)單元的集成存儲(chǔ)器的工作方法和一種相應(yīng)的集成存儲(chǔ)器。
具有可寫(xiě)存儲(chǔ)單元的已知集成存儲(chǔ)器譬如為DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和FRAM或FeRAM(鐵電RAM)。該兩種存儲(chǔ)器類(lèi)型均具備一些帶有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電容器的存儲(chǔ)單元。在DRAM中，存儲(chǔ)單元通常是1晶體管/1電容器的類(lèi)型。FRAM的存儲(chǔ)單元同樣也可以是1晶體管/1電容器的類(lèi)型。因此FRAM與DRAM的存儲(chǔ)單元的不同之處是在于其存儲(chǔ)電容器具有鐵電的電介質(zhì)。利用所述鐵電電介質(zhì)的不同極化，可以給需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)區(qū)分不同的邏輯狀態(tài)，因?yàn)樗鲭娙萜鞯碾娙菔请S著其極化進(jìn)行變化的。
US 5,592,410 A曾講述過(guò)一種具有2晶體管/2電容器類(lèi)型的存儲(chǔ)單元的FRAM。在該FRAM中，每個(gè)存儲(chǔ)單元的兩個(gè)存儲(chǔ)電容器都具有鐵電的電介質(zhì)。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，提供一種具有可寫(xiě)存儲(chǔ)單元的集成存儲(chǔ)器的工作方法，利用該方法可以確定在所述存儲(chǔ)器的預(yù)先工作當(dāng)中是否會(huì)發(fā)生功能干擾。本發(fā)明的另一任務(wù)是提供一種執(zhí)行該工作方法的相應(yīng)集成存儲(chǔ)器。
該任務(wù)由權(quán)利要求1所述的工作方法或權(quán)利要求3所述的集成存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選的擴(kuò)展或改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。
根據(jù)本發(fā)明，所述的集成存儲(chǔ)器具有一種安全存儲(chǔ)單元，在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)單元進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)同樣還讀出該安全存儲(chǔ)單元。如果讀取所述安全存儲(chǔ)單元內(nèi)所存儲(chǔ)的安全信息得到如下結(jié)果，即該信息的邏輯狀態(tài)與所述安全信息先前寫(xiě)入到所述安全存儲(chǔ)單元之中的邏輯狀態(tài)不一致，則產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的出錯(cuò)信號(hào)。于是該出錯(cuò)信號(hào)表明，沒(méi)有用正確地存儲(chǔ)所述具有已知第二邏輯狀態(tài)的安全信息。由于存儲(chǔ)器的這種功能干擾有可能也已經(jīng)影響到恰好需要從存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，所以該出錯(cuò)信號(hào)適合作為該集成存儲(chǔ)器的操作者的相應(yīng)警告。
如果在讀出安全存儲(chǔ)單元時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到存儲(chǔ)器的功能干擾，也就是說(shuō)所述的安全信息具有第二邏輯狀態(tài)，則向所述的安全存儲(chǔ)單元輸入一個(gè)重新存儲(chǔ)的、且具有所述第二邏輯狀態(tài)的安全信息。在此，如果沒(méi)有產(chǎn)生功能干擾，該安全信息就可以利用第二邏輯狀態(tài)寫(xiě)入到所述的安全存儲(chǔ)單元之中。相反，如果產(chǎn)生了功能干擾，則所述被寫(xiě)入的安全信息不是第二邏輯狀態(tài)，而是第一邏輯狀態(tài)。因此，倘若在稍后的時(shí)間點(diǎn)上重新執(zhí)行本發(fā)明的工作方法，就可以象上文所述一樣檢測(cè)出該功能干擾，并發(fā)出出錯(cuò)信號(hào)。
上述方法可以在每次訪問(wèn)存儲(chǔ)單元時(shí)執(zhí)行。但是，為了使執(zhí)行本發(fā)明工作方法的時(shí)間耗費(fèi)保持盡可能地小，優(yōu)選地只在每次初始化所述的存儲(chǔ)器時(shí)執(zhí)行。于是，譬如只在第一次讀出存儲(chǔ)單元時(shí)執(zhí)行。由此可以確定在存儲(chǔ)器初始化之前所進(jìn)行的存儲(chǔ)器運(yùn)行是否會(huì)出現(xiàn)功能干擾。
優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)器的安全存儲(chǔ)單元和存儲(chǔ)單元具有相同的結(jié)構(gòu)。這樣可以確保在對(duì)所述安全存儲(chǔ)單元進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn)和對(duì)所述存儲(chǔ)單元之一進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn)時(shí)，存儲(chǔ)器的功能干擾可以起到同樣的作用。
此外，優(yōu)選地在從所述的安全存儲(chǔ)單元中讀出所述的安全信息之后，并且在寫(xiě)入所述新的安全信息之前，在所述的安全存儲(chǔ)單元內(nèi)生成一個(gè)第一邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)。這可以確保在存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)內(nèi)容在讀出過(guò)程中沒(méi)有被破壞的情況下，只有當(dāng)所述第二邏輯狀態(tài)的新安全信息被正確地寫(xiě)入時(shí)，才會(huì)在所述的安全存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)該第二邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
在此，優(yōu)選地如此來(lái)構(gòu)造所述的安全存儲(chǔ)單元，使得其存儲(chǔ)內(nèi)容在所述的讀訪問(wèn)時(shí)被破壞，這樣，該安全存儲(chǔ)單元在所述的讀訪問(wèn)之后將包含有一個(gè)第一邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并且與事先所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。由此可以自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)在讀訪問(wèn)之后在所述的安全存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)一個(gè)第一邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，在該情形下無(wú)須專(zhuān)門(mén)地向該安全存儲(chǔ)單元輸入這種數(shù)據(jù)。對(duì)此，實(shí)行破壞性讀出的所有存儲(chǔ)器都是較適合的，譬如DRAM和FRAM。
下面借助示出了實(shí)施例的附圖來(lái)詳細(xì)講述本發(fā)明。其中

圖1示出了本發(fā)明工作方法的流程圖，圖2示出了本發(fā)明集成存儲(chǔ)器的實(shí)施例，以及圖3示出了圖2所示集成存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元及安全存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)。
圖2示出了具有可寫(xiě)存儲(chǔ)單元MC和可寫(xiě)安全存儲(chǔ)單元SC的FRAM型鐵電存儲(chǔ)器，所述的存儲(chǔ)單元均被布置在位線BL和字線WL的交叉點(diǎn)上。
存儲(chǔ)單元MC和安全存儲(chǔ)單元SC具有圖3所示的結(jié)構(gòu)。它們具有一個(gè)選擇晶體管T和一個(gè)帶有鐵電電介質(zhì)的存儲(chǔ)電容器C。所述存儲(chǔ)電容器C的一個(gè)電極被接到所述存儲(chǔ)器的單元板的極板電位Vp上。該存儲(chǔ)電容器C的另一電極則通過(guò)選擇晶體管T被接到一個(gè)位線BL上。選擇晶體管T的門(mén)極與一個(gè)字線WL相連。在該實(shí)施例中，所述極板電位Vp的值對(duì)應(yīng)于該存儲(chǔ)器的兩個(gè)供電電位的算術(shù)平均值。
為了寫(xiě)入邏輯0，位線BL被置為低的供電電位(譬如0伏)。隨后，選擇晶體管T通過(guò)字線WL被導(dǎo)通，使得存儲(chǔ)電容器C內(nèi)的鐵電電介質(zhì)被極化，并因此使其電容被置為第一值。為了寫(xiě)入邏輯1，位線BL的電位被置為高的供電電位，由此使所述的電介質(zhì)被極化，并將其電容置為第二值。一旦不訪問(wèn)存儲(chǔ)單元MC，選擇晶體管T則被截止，而且所述的位線BL處于極板電位Vp。在該狀態(tài)下，存儲(chǔ)電容器C上沒(méi)有電壓，由此使其極化保持不變。
為了讀出存儲(chǔ)單元MC內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，位線BL被置為低的供電電位(0伏)。在選擇晶體管T被導(dǎo)通之后，觀測(cè)被預(yù)充電的位線BL的電位以何種值進(jìn)行變化。也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于不同邏輯狀態(tài)的存儲(chǔ)電容器的不同極化狀態(tài)總會(huì)使存儲(chǔ)電容器C的電容產(chǎn)生另一個(gè)值。如果其電容較大，則位線BL的電位會(huì)變得比所述電容小的時(shí)候要高。因?yàn)樵谧x出時(shí)所述的位線BL已被預(yù)充電為低的供電電位值，所以隨后總會(huì)在存儲(chǔ)單元MC中存儲(chǔ)一個(gè)邏輯0，且與事先在該存儲(chǔ)單元中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。于是，該存儲(chǔ)器涉及到破壞存儲(chǔ)單元內(nèi)容的讀訪問(wèn)(“破壞性讀出”)。
如圖2所示，字線WL通過(guò)字線譯碼器WLDEC進(jìn)行控制，而位線BL則通過(guò)位線譯碼器BLDEC進(jìn)行控制。所述的譯碼器每次根據(jù)其輸入的地址ADR選出一個(gè)字線WL和一個(gè)位線BL。
另外，該存儲(chǔ)器還具有一個(gè)控制單元10和一個(gè)檢驗(yàn)單元20?？刂茊卧?0被用來(lái)在對(duì)存儲(chǔ)單元MC之一實(shí)行寫(xiě)和/或讀訪問(wèn)時(shí)讀出所述安全存儲(chǔ)單元SC中所存儲(chǔ)的安全信息。所述的控制單元10通過(guò)數(shù)據(jù)線D被連在位線譯碼器BLDEC上，通過(guò)該數(shù)據(jù)線D可以從或向存儲(chǔ)單元MC傳輸數(shù)據(jù)，或者從或向安全存儲(chǔ)單元SC傳輸安全信息。為了對(duì)相應(yīng)的存儲(chǔ)單元MC或安全存儲(chǔ)單元SC進(jìn)行尋址，所述控制單元10把地址ADR傳送給兩個(gè)譯碼器WLDEC或BLDEC?？刂茊卧?0與輸入/輸出I/O相連，以便從其接收需寫(xiě)入到存儲(chǔ)單元MC中的數(shù)據(jù)，或者向其輸出從存儲(chǔ)單元MC讀出的數(shù)據(jù)。
檢驗(yàn)單元20與控制單元10相連，而且被用來(lái)檢驗(yàn)從所述安全存儲(chǔ)單元SC中讀出來(lái)的安全信息，如果該讀出的安全信息為邏輯0，則產(chǎn)生出錯(cuò)信號(hào)E。檢驗(yàn)單元20向存儲(chǔ)器之外輸出該出錯(cuò)信號(hào)E。此外，它還把該出錯(cuò)信號(hào)E送回到控制單元10，然后由該出錯(cuò)信號(hào)E去活該控制單元。隨后就不能通過(guò)該輸入/輸出I/O從或向存儲(chǔ)器傳輸數(shù)據(jù)。如果所述讀出的存儲(chǔ)于安全存儲(chǔ)單元SC中的安全信息為邏輯1，則不產(chǎn)生所述的出錯(cuò)信號(hào)E，而控制單元10將繼續(xù)訪問(wèn)該存儲(chǔ)單元MC。
下面借助圖1來(lái)講述本發(fā)明的工作方法。當(dāng)對(duì)存儲(chǔ)單元MC之一執(zhí)行寫(xiě)和/或讀訪問(wèn)時(shí)，首先對(duì)安全存儲(chǔ)單元SC進(jìn)行讀訪問(wèn)。同時(shí)，通過(guò)所述的檢驗(yàn)單元20檢驗(yàn)所讀出的安全信息是否為邏輯1。如果不是這種情況，則產(chǎn)生出錯(cuò)信號(hào)E并去活控制單元10。反之，在所述的安全存儲(chǔ)單元SC中產(chǎn)生一個(gè)邏輯0。在此處所討論的實(shí)施例中，當(dāng)每次對(duì)安全存儲(chǔ)單元SC進(jìn)行讀訪問(wèn)時(shí)，這是自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)的，正如上文借助圖3所討論的一樣。這意味著，已經(jīng)通過(guò)從所述安全存儲(chǔ)單元SC中讀出安全信息而在該安全存儲(chǔ)單元中產(chǎn)生了邏輯0。下一步驟便是對(duì)所述的存儲(chǔ)單元MC執(zhí)行所需的訪問(wèn)。然后在安全存儲(chǔ)單元SC中寫(xiě)入邏輯1。
因?yàn)樵谒龉ぷ鞣椒ǖ淖詈蟛襟E中以重新存儲(chǔ)的安全信息形式向所述的安全存儲(chǔ)單元SC輸入了一個(gè)邏輯1，所以在該方法的下一執(zhí)行過(guò)程中，如果產(chǎn)生出錯(cuò)信號(hào)E，則表示該邏輯1因存儲(chǔ)器的功能干擾而沒(méi)有正確地存入到安全存儲(chǔ)單元SC之中。通過(guò)該出錯(cuò)信號(hào)E可以提醒該存儲(chǔ)器的操作者已出現(xiàn)所述的功能故障，因?yàn)椴荒芘懦摴收弦惨呀?jīng)影響到標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)單元MC中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
借助圖1所講述的方法可以在每次訪問(wèn)存儲(chǔ)單元MC時(shí)執(zhí)行，或只在存儲(chǔ)器的初始化之后執(zhí)行。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以通過(guò)所述檢驗(yàn)單元20產(chǎn)生的出錯(cuò)信號(hào)E只去活所述的控制單元10，而且該出錯(cuò)信號(hào)E不輸送到存儲(chǔ)器之外。如下的實(shí)施例同樣也是較好的，其中所述的出錯(cuò)信號(hào)E只被傳送到存儲(chǔ)器之外，而不被用來(lái)去活所述的控制單元10。
如同借助圖3所講述的一樣，由于在讀出存儲(chǔ)單元MC的過(guò)程中，原則上已通過(guò)在存儲(chǔ)單元MC中產(chǎn)生邏輯0而破壞了其存儲(chǔ)內(nèi)容，所以在讀出之后需要把所述被讀出的信息-必要時(shí)經(jīng)過(guò)放大-再次回寫(xiě)到所述的存儲(chǔ)單元中。FRAM和DRAM的這種回寫(xiě)都是大家公知的。在此，在讀訪問(wèn)期間所執(zhí)行的這種回寫(xiě)不同于對(duì)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)訪問(wèn)。由于在此也可能再次產(chǎn)生功能干擾，所以本發(fā)明的工作方法不僅在針對(duì)存儲(chǔ)單元MC的純粹寫(xiě)訪問(wèn)中有意義，而且在讀訪問(wèn)中也是有意義的。
由檢驗(yàn)單元20檢測(cè)到的存儲(chǔ)器功能干擾譬如可能是由該存儲(chǔ)器的不理想的外部干擾操作觸發(fā)的。因此，尤其在安全性很重要的存儲(chǔ)器中應(yīng)用本發(fā)明是有意義的，譬如可以應(yīng)用在芯片卡中。
在此處所介紹的實(shí)施例中只為整個(gè)存儲(chǔ)器裝設(shè)了一個(gè)安全存儲(chǔ)單元SC，但其它的實(shí)施例也是可以的，其中把存儲(chǔ)單元MC劃分為多個(gè)組，并給這些組分別分配一個(gè)上述類(lèi)型的安全存儲(chǔ)單元SC。譬如可以為每個(gè)存儲(chǔ)塊裝設(shè)一個(gè)安全存儲(chǔ)單元SC。
當(dāng)存儲(chǔ)器的供電電壓中斷時(shí)，在寫(xiě)和/或讀訪問(wèn)的結(jié)束處不會(huì)有序地對(duì)安全存儲(chǔ)單元進(jìn)行寫(xiě)入。于是，如果事先在安全存儲(chǔ)單元內(nèi)已產(chǎn)生邏輯0，則也會(huì)按本發(fā)明的方式產(chǎn)生出錯(cuò)信號(hào)。該邏輯0可以通過(guò)破壞性的讀訪問(wèn)來(lái)產(chǎn)生，或通過(guò)直接寫(xiě)入到所述的安全存儲(chǔ)單元來(lái)產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.集成存儲(chǔ)器的工作方法，所述的存儲(chǔ)器在字線(WL)和位線(BL)的交叉點(diǎn)處布置了用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可寫(xiě)存儲(chǔ)單元(MC)和用于存儲(chǔ)安全信息的可寫(xiě)安全存儲(chǔ)單元(SC)，所述工作方法具有如下步驟-在對(duì)所述的存儲(chǔ)單元(MC)之一進(jìn)行寫(xiě)和/或讀訪問(wèn)之前，讀出所述安全存儲(chǔ)單元(SC)中所存儲(chǔ)的安全信息，-如果所述被讀出的安全信息具有第一邏輯狀態(tài)(0)，則產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)信號(hào)(E)，-而且，如果所述被讀出的安全信息具有第二邏輯狀態(tài)(1)，則對(duì)所述的存儲(chǔ)單元(MC)執(zhí)行訪問(wèn)，而且對(duì)所述的安全存儲(chǔ)單元(SC)進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn)，在該寫(xiě)訪問(wèn)中向所述的安全存儲(chǔ)單元輸入一個(gè)重新存儲(chǔ)的、且具有所述第二邏輯狀態(tài)(1)的安全信息。
2.如權(quán)利要求1所述的工作方法，它是在每次初始化所述的存儲(chǔ)器時(shí)執(zhí)行的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工作方法，其中，在從所述的安全存儲(chǔ)單元(SC)中讀出所述的安全信息之后，并且在寫(xiě)入所述新的安全信息之前，在所述的安全存儲(chǔ)單元(SC)內(nèi)生成一個(gè)第一邏輯狀態(tài)(0)的數(shù)據(jù)。
4.集成存儲(chǔ)器，-具有用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可寫(xiě)存儲(chǔ)單元(MC)和用于存儲(chǔ)安全信息的可寫(xiě)安全存儲(chǔ)單元(SC)，-具有一種控制單元(10)，用于在對(duì)所述的存儲(chǔ)單元(MC)之一進(jìn)行寫(xiě)和/或讀訪問(wèn)時(shí)讀出所述安全存儲(chǔ)單元(SC)中所存儲(chǔ)的安全信息，-以及具有一種檢驗(yàn)單元(20)，用于檢驗(yàn)所述從安全存儲(chǔ)單元(SC)中讀出的安全信息，而且如果所述被讀出的安全信息具有第一邏輯狀態(tài)(0)，則產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)信號(hào)(E)，-其控制單元(10)被用來(lái)在讀出安全信息之后緊接著對(duì)該安全存儲(chǔ)單元(SC)執(zhí)行寫(xiě)訪問(wèn)，其中，如果所述的檢驗(yàn)單元(2)沒(méi)有事先產(chǎn)生出錯(cuò)信號(hào)(E)，則由所述的控制單元向所述的安全存儲(chǔ)單元輸入一個(gè)重新存儲(chǔ)的、且具有所述第二邏輯狀態(tài)(1)的安全信息。
5.如權(quán)利要求4所述的集成存儲(chǔ)器，如此來(lái)構(gòu)造其安全存儲(chǔ)單元(SC)，使得其存儲(chǔ)內(nèi)容在讀訪問(wèn)時(shí)被破壞，這樣，該安全存儲(chǔ)單元在所述的讀訪問(wèn)之后包含有一個(gè)第一邏輯狀態(tài)(0)的數(shù)據(jù)，并且與事先所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的集成存儲(chǔ)器，其安全存儲(chǔ)單元(SC)為一種鐵電存儲(chǔ)單元。
7.如權(quán)利要求4所述的集成存儲(chǔ)器，其安全存儲(chǔ)單元(SC)的構(gòu)造與其存儲(chǔ)單元(MC)相同。
全文摘要
在對(duì)所述的存儲(chǔ)單元(MC)之一進(jìn)行寫(xiě)和/或讀訪問(wèn)之前,讀出所述安全存儲(chǔ)單元(SC)中所存儲(chǔ)的安全信息。如果所述被讀出的安全信息具有第一邏輯狀態(tài)(0),則產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)信號(hào)(E)。如果所述被讀出的安全信息具有第二邏輯狀態(tài)(1),則對(duì)所述的存儲(chǔ)單元(MC)執(zhí)行訪問(wèn),而且對(duì)所述的安全存儲(chǔ)單元(SC)進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn),在該寫(xiě)訪問(wèn)中向所述的安全存儲(chǔ)單元輸入一個(gè)重新存儲(chǔ)的、且具有所述第二邏輯狀態(tài)(1)的安全信息。
文檔編號(hào)G11C29/52GK1345450SQ0080549
公開(kāi)日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2000年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月25日
發(fā)明者T·貝姆, G·布勞恩 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司