專利名稱：數(shù)據(jù)記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種文件存儲器所需的數(shù)據(jù)保持時間的管理技術(shù)，且尤其涉及一種應(yīng)用于需要廉價、小型化內(nèi)置電池的高記錄密度的文件存儲卡的管理技術(shù)。
背景技術(shù)：
在如便攜式手機或個人計算機的外部裝置中使用的存儲卡必須包含即使卡從外部裝置處被移除且不在使用中，也能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)的(可移動的)功能。
但是，對于集成在存儲卡上的文件存儲器，存儲單元的小型化有利于實現(xiàn)低位成本和高記錄密度。因此，產(chǎn)生了難以維持恒定的數(shù)據(jù)保持時間的問題。
例如，以用作文件存儲器的NAND型閃速存儲器為例，如果使溝道和浮動門電極之間的門絕緣膜、以及浮動電極和控制門電極之間的內(nèi)聚絕緣膜減薄，那么在浮動門電極中的電荷有可能會泄漏。結(jié)果，縮短了數(shù)據(jù)保持時間(例如，可參考H.Wo et al.IEEE Trans.ED52，(5)955(2005))。
從增強存儲單元的電容耦合且排除存儲單元之間由于小型化而產(chǎn)生的干涉的觀點出發(fā)，門絕緣膜和內(nèi)聚絕緣膜的減薄是必不可少的。因此，這種數(shù)據(jù)保持時間被縮短的問題必須從其他觀點來解決。
第一，從材料的觀點出發(fā)，已知有一種使用由高絕緣材料制成的內(nèi)聚絕緣膜的技術(shù)(可參考W.H.Lee et al.Tech.Dig.VLSI symp；117(97))。
但是，在當(dāng)前階段，還沒有找到一種具有兩種特性即優(yōu)良的硅處理親和性且很少發(fā)生泄漏的材料。
此外，數(shù)據(jù)保持時間被縮短的問題不能只通過改變材料而被充分地解決。這是因為隧道絕緣膜和內(nèi)聚絕緣膜的減薄導(dǎo)致了存儲器中更大的參差(dispersion)。在這種情況下，如果厚度偏薄的存儲單元的絕緣膜不能滿足數(shù)據(jù)保持時間的條件(例如，一年或更多)，那么就導(dǎo)致了生產(chǎn)產(chǎn)量的降低。
第二，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，已知有一種通過使用電池來更新存儲單元數(shù)據(jù)的技術(shù)(可參照日本專利申請公開第2004-280971號公報)此外，結(jié)合電池的卡也已知(例如，可參考日本專利申請公開第2000-358090號公報以及美國專利第6,707,748號)。為了在這些卡中實際結(jié)合電池，則必須減少時鐘脈沖振蕩器或計時器操作及其類似物所需的電源，且必須減少電池容量。
第三，當(dāng)非易失性存儲器集成在存儲卡中時，已知有一種將如鐵磁性存儲器(ferromagnetic memory)、MRAM(磁性隨機存取存儲器magnetic random access memory)、OUM(交流控制的半導(dǎo)體元件統(tǒng)一存儲器ovonics unified memory)等的新穎存儲器代替NAND型閃速存儲器作為相變存儲器使用的技術(shù)。
但是，鐵磁性存儲器和MRAM并不適合于文件存儲器，因為每位的成本與閃速存儲器的相比要高。此外，OUM在寫入/擦除操作過程中的電力消耗高，且在不增加位成本的情況下降低非泄漏的技術(shù)仍然沒有被解決。
此外，同樣關(guān)于這些新穎存儲器，產(chǎn)生了數(shù)據(jù)保持特性由于熱擾動而被削弱的問題。
另一方面，已經(jīng)報告有一種在其內(nèi)集成有不需要電池的電子計時器的半導(dǎo)體集成電路，具體地，半導(dǎo)體集成電路由其輸出隨時間改變的時效裝置構(gòu)成(例如，可參考日本專利申請公開第2004-172404號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種數(shù)據(jù)記錄裝置包含半導(dǎo)體存儲器；執(zhí)行半導(dǎo)體存儲器的數(shù)據(jù)更新的更新電路；管理半導(dǎo)體存儲器的數(shù)據(jù)保持時間，以在短于數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔進行更新的更新控制電路；以及在數(shù)據(jù)記錄裝置從外部裝置中被移除的狀態(tài)下，提供執(zhí)行更新的電力的內(nèi)部電源。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種數(shù)據(jù)記錄裝置包含半導(dǎo)體存儲器；執(zhí)行半導(dǎo)體存儲器的塊或頁面的數(shù)據(jù)更新的更新電路；管理半導(dǎo)體存儲器的每個塊或每個頁面的數(shù)據(jù)保持時間，以在短于數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔進行更新的的更新控制電路；存儲每個塊或每個頁面的寫入/擦除操作歷史記錄的指示存儲器；以及在數(shù)據(jù)記錄裝置從外部裝置中被移除的狀態(tài)下，提供對應(yīng)于歷史記錄執(zhí)行更新的電力的內(nèi)部電源。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實例的結(jié)構(gòu)1的示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的實例的結(jié)構(gòu)2的示意圖；圖3是顯示根據(jù)第一實施例的存儲卡的示意圖；圖4是顯示根據(jù)第二實施例的存儲卡的示意圖；圖5是顯示根據(jù)第三實施例的存儲卡的示意圖；圖6是顯示根據(jù)第三實施例的存儲卡的示意圖；圖7是顯示根據(jù)第三實施例的部分存儲卡的示意圖；圖8是顯示外部裝置和存儲卡之間關(guān)系的示意圖；圖9是顯示更新控制電路的第一實例的示意圖；圖10是顯示更新控制電路的第二實例的示意圖；圖11顯示第一和第二實例的電力消耗的對比；圖12是顯示用作內(nèi)部電源的電容器的實例的示意圖；圖13是顯示用作內(nèi)部電源的電容器的實例的示意圖；圖14是顯示用作內(nèi)部電源的鋰離子二次電池的實例的示意圖；圖15是顯示閃速存儲器的裝置結(jié)構(gòu)的實例的視圖；圖16是顯示MRAM的裝置結(jié)構(gòu)的實例的視圖；圖17是顯示PRAM的裝置結(jié)構(gòu)的實例的視圖；圖18是顯示FeRAM的裝置結(jié)構(gòu)的實例的視圖；圖19是顯示時效裝置的實例的示意圖；圖20是顯示時效裝置的原理的示意圖；圖21是顯示時效裝置的原理的示意圖；圖22是顯示時效裝置的具體實例1的示意圖；圖23是顯示時效裝置的具體實例2的示意圖；圖24是顯示更新信號形成為脈沖波形的實例的視圖；圖25是顯示時效裝置的具體實例3的示意圖；圖26是顯示時效裝置的具體實例3的變化例的示意圖；圖27是顯示時效裝置的具體實例3的變化例的示意圖；圖28是顯示時效裝置的具體實例3的變化例的示意圖；圖29是顯示時效裝置的具體實例3的變化例的示意圖；圖30是顯示時效裝置的具體實例3的變化例的示意圖；
圖31是顯示時效裝置的具體實例3的變化例的示意圖；圖32是顯示時效裝置的具體實例4的示意圖；圖33是顯示時效裝置的具體實例4的變化例的示意圖；圖34是顯示時效裝置的具體實例4的變化例的示意圖；圖35是顯示時效裝置的具體實例4的變化例的示意圖；以及圖36是顯示具體實例3和具體實例4之間的組合的實例的示意圖。
具體實施例方式
下面參考附圖具體說明本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)記錄裝置的實施例。
1.概要用作數(shù)據(jù)記錄裝置的存儲卡需要可移動的特性。為了維持這種可移動的特性，在本發(fā)明的實例中，提出了一種用較低的電力消耗來更新文件存儲器的技術(shù)。
更新必須在存儲單元的數(shù)據(jù)因泄漏而被消除前執(zhí)行。因此，在本發(fā)明的實例中，存儲單元的數(shù)據(jù)保持時間由更新控制電路(定時模塊)管理，且在短于數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔下執(zhí)行更新。
此外，內(nèi)部電源被集成在存儲卡中，因為更新需要電力消耗。內(nèi)部電源包括電池或電容器。內(nèi)部電源可以獨立于芯片設(shè)置，或者可以集成在芯片中。
由于受其尺寸的限制，難以將具有大容量的內(nèi)部電源集成在存儲卡中。同樣在這種情況下，為了維持存儲卡的可移動特性，必須減少更新所需的電力消耗。
因此，例如，更新控制電路(定時模塊)由時效裝置(aging device)構(gòu)成。
與晶體振蕩型計時器不同，該時效裝置不能管理精確的時間。但是，可以基于膜厚中的參差(dispersion)將時間設(shè)置為短于最短的數(shù)據(jù)保持時間。其電力消耗比利用具有晶體振蕩器或CMOS電路的時鐘的計時器的電力消耗足夠低。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實例，用微小的電力消耗管理文件存儲器的數(shù)據(jù)保持時間，且近似周期性地執(zhí)行文件存儲器更新，從而使內(nèi)部電池小型化，并可以維持存儲卡的移動特性。
在本發(fā)明的說明書中，這里使用的存儲卡涉及一種主要目的是記錄文件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄裝置。
即，存儲卡不包含主要目的是處理文件數(shù)據(jù)的如個人計算機的數(shù)據(jù)處理單元，且只要存儲卡是主要目的為記錄文件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄裝置，其形狀不受限制。例如，存儲卡的形狀當(dāng)然包含立體形狀、球形以及其他復(fù)雜形狀。
此外，數(shù)據(jù)保持時間表示從數(shù)據(jù)被寫入存儲單元的時間點開始，存儲單元在沒有數(shù)據(jù)損失的情況下可以連續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的時間。
當(dāng)本發(fā)明的實例被應(yīng)用時，用作文件存儲器的半導(dǎo)體存儲器的類型不被具體限制。例如，如EPROM、閃速存儲器、鐵磁性存儲器、MRAM和OUM的非易失性存儲器可以被使用。
2.結(jié)構(gòu)圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的存儲卡的結(jié)構(gòu)1。在結(jié)構(gòu)1中，用于更新操作的內(nèi)部電源、更新電路和更新控制電路被集成在存儲卡中。
更新電路作為包含寫入/讀取/擦除電路、升壓電路及其類似電路的外圍電路被安裝，并具有更新存儲在存儲單元陣列中的數(shù)據(jù)的功能。
當(dāng)存儲卡被插入到外部裝置中時，來自外部裝置的電源(外部電源)的電源電勢被供給到每個更新控制電路和更新電路。例如，接收到來自外部裝置的指示寫入操作的狀態(tài)信號“MODE”，更新電路執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入到存儲單元的操作并初始化更新控制電路。
另一方面，當(dāng)存儲卡從外部裝置的內(nèi)部中被移除并按照原狀放置時，來自集成在存儲卡中的內(nèi)部電源的電力被供給到每個更新控制電路和更新電路。更新控制電路管理從數(shù)據(jù)寫入操作結(jié)束的時間點開始存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間，并將指示在短于數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔開始更新的更新信號Φrefresh輸出到更新電路。
當(dāng)更新結(jié)束后，或者當(dāng)擦除和重寫存儲單元數(shù)據(jù)在更新進行前被執(zhí)行后，更新控制電路被初始化。再次，該更新控制電路將從初始時間開始的時間流逝作為數(shù)據(jù)保持時間管理。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的存儲卡的結(jié)構(gòu)2。
結(jié)構(gòu)2包含結(jié)構(gòu)1的特征。此外，在結(jié)構(gòu)2中，加入指示存儲器作為組成元件。
存儲單元陣列由1到n的多個塊構(gòu)成，且每個塊由多個頁面構(gòu)成。例如以頁面單位寫入或讀取數(shù)據(jù)，以及例如以塊單位擦除數(shù)據(jù)。
以塊單位或以頁面單位安裝指示存儲器。該存儲器存儲用于識別數(shù)據(jù)存儲其中的使用中的塊或頁面、和未存儲數(shù)據(jù)的未使用的塊或頁面的數(shù)據(jù)。
當(dāng)存儲卡被插入到外部裝置中時，來自外部裝置的電源(外部電源)的電源電勢被供給到每個更新控制電路和更新電路。
接收到指示寫入到來自外部裝置的屬于塊1的頁面的操作的狀態(tài)信號MODE的更新電路，例如，執(zhí)行將數(shù)據(jù)寫入該頁面的操作，以及執(zhí)行在對應(yīng)于塊1指示存儲器中寫入指示塊1是已存儲數(shù)據(jù)的塊的數(shù)據(jù)的操作。
同時，對應(yīng)于更新控制電路的塊1的部分被初始化。
另一方面，當(dāng)存儲卡從外部裝置的內(nèi)部中被移除并按照原狀放置時，來自集成在存儲卡中的內(nèi)部電源的電力被供給到每個更新控制電路和更新電路。
更新控制電路的對應(yīng)于塊1的部分，管理從寫入屬于存儲單元陣列的塊1的頁面的操作結(jié)束的時間點開始塊1所需的時間保持時間，并在短于數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔，基于對應(yīng)于塊1的指示存儲器的記錄，將指示作為更新的目標(biāo)的頁面的更新信號Φrefresh 1輸出到更新電路。
當(dāng)與塊1相關(guān)的更新結(jié)束后，或者當(dāng)關(guān)于塊1的數(shù)據(jù)擦除和重寫在進行與塊1相關(guān)的更新前被執(zhí)行后，更新控制電路的對應(yīng)于塊1的部分在指示存儲器中記錄執(zhí)行內(nèi)容，并再次從起始開始管理數(shù)據(jù)保持時間(初始化)。
3.實施例現(xiàn)在將給出關(guān)于一些看來是最佳實施例的說明。
(1)第一實施例第一實施例涉及結(jié)構(gòu)1的實施例。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的存儲卡。用作文件存儲器的存儲芯片12被集成在存儲卡11中。存儲芯片12包含存儲單元陣列16、X解碼器17、Y解碼器18、更新電路19和更新控制電路(定時模塊)20。
從更新控制電路20接收到更新信號Φrefresh的更新電路19更新包含在存儲單元陣列16中的數(shù)據(jù)。
更新操作通過讀出包含在存儲單元陣列16中的數(shù)據(jù)并將該讀出數(shù)據(jù)再次寫入到存儲單元陣列中來執(zhí)行。例如，作為具體的更新操作，動態(tài)隨機存取存儲器的更新操作可以按照原狀被應(yīng)用。
更新控制電路20用作定時模塊，管理存儲單元陣列16所需的數(shù)據(jù)保持時間，并在短于該數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔(更新定時)，輸出用于啟動存儲單元陣列16的更新操作的更新信號Φrefresh。
更新控制電路20可以由計時器和時效裝置構(gòu)成。隨后將給出說明。
在生產(chǎn)存儲芯片12的時候，預(yù)先通過測試統(tǒng)計性地掌握存儲單元陣列16所需的數(shù)據(jù)保持時間。在允許范圍內(nèi)的并且比具有最短數(shù)據(jù)保持時間的存儲單元的壽命足夠短的更新定時被確定。
電源端子14和15被設(shè)置在存儲卡11中。當(dāng)存儲卡11被插入到外部設(shè)備中時，電源電勢Vdd和Vss從電源端子14和15被供給到存儲芯片12。
此外，內(nèi)部電源13被集成在存儲卡11中。在存儲卡11從外部裝置中被移除并按照原狀放置的狀態(tài)下，內(nèi)部電源13被用作用于與存儲單元陣列16相關(guān)的更新操作的電源。
內(nèi)部電源13由如電池或電容器的電容元件構(gòu)成。在內(nèi)部電源13由電池構(gòu)成且更新控制電路20由計時器構(gòu)成的情況下，具有0.10Wh電子放電容量的鋰離子二次電池被用作電池。
此外，在內(nèi)部電源13由電池構(gòu)成且更新控制電路20由時效裝置構(gòu)成的情況下，具有0.04Wh電子放電容量的鋰離子二次電池被用作電池。
關(guān)于這種結(jié)構(gòu)，集成在存儲卡11中的存儲芯片12具有更新功能，且用于更新操作的內(nèi)部電源13被設(shè)置在存儲卡11中。因此，即使存儲芯片12所需的數(shù)據(jù)保持時間由于高集成度而減少，存儲卡11的可移動特性也可以被維持。
(2)第二實施例第二實施例涉及結(jié)構(gòu)1的實施例。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的存儲卡。
存儲芯片12被集成在存儲卡11中。存儲芯片12包含存儲單元陣列16、X解碼器17、Y解碼器18、更新電路19、更新控制電路(定時模塊)20和內(nèi)部電源21。
更新電路19輸出包含用于更新存儲單元陣列16中含有的數(shù)據(jù)的地址信號的控制信號。與第一實施例相同，更新操作通過讀出包含在存儲單元陣列16中的數(shù)據(jù)并將該讀出數(shù)據(jù)再次寫入到存儲單元陣列16中來執(zhí)行。
更新控制電路20用作定時模塊，管理存儲單元陣列16所需的數(shù)據(jù)保持時間，并在短于該數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔(更新定時)，輸出用于啟動存儲單元陣列16的更新操作的更新信號Φrefresh。
例如，與第一實施例相同，更新控制電路20可以由計時器、時效裝置和類似裝置構(gòu)成。
與第一實施例相同，在生產(chǎn)存儲芯片12的時候，也通過測試準(zhǔn)確掌握存儲單元陣列16所需的數(shù)據(jù)保持時間。
電源端子14和15被設(shè)置在存儲卡11中。當(dāng)存儲卡11被插入到外部設(shè)備中時，電源電勢Vdd和Vss從電源端子14和15被供給到存儲芯片12。
此外，存儲芯片12集成內(nèi)部電源21。在存儲卡11從外部裝置中被移除并不在使用中的狀態(tài)下，內(nèi)部電源21被用作用于與存儲單元陣列16相關(guān)的更新操作的電源。
當(dāng)內(nèi)部電源21由如電容器的電容元件構(gòu)成時，在其被形成在芯片上的條件下，該電源可以是電池。
具有這種結(jié)構(gòu)，集成在存儲卡11中的存儲芯片12具有更新功能，并結(jié)合內(nèi)部電源21用于更新操作。因此，即使存儲芯片12所需的數(shù)據(jù)保持時間減少，存儲卡11的可移動特性也可以被維持。
(3)第三實施例第三實施例涉及結(jié)構(gòu)2的實施例。
圖5和圖6分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的存儲卡。
用作文件存儲器的存儲芯片12被集成在存儲卡11中。存儲芯片12包含存儲單元陣列16、X解碼器17、Y解碼器18、更新電路19、更新控制電路20和指示存儲器37。
存儲單元陣列16由n(n為多個)個塊BLOCK1到BLOCKn構(gòu)成，且每個塊由多個頁面構(gòu)成。頁面是由多個連接到公用字線的存儲單元組成的單位。例如，數(shù)據(jù)的寫入/讀取以頁面單位被執(zhí)行，且數(shù)據(jù)的擦除以塊單元被執(zhí)行。
例如，更新控制電路20由n個對應(yīng)于n個塊BLOCK1到BLOCKn的時效裝置部分AGE1到AGEn構(gòu)成。
在該實例中，當(dāng)指示存儲器37被分配作為外圍電路的一部分時，該存儲器可以是存儲單元陣列16的一部分。指示存儲器37由n個對應(yīng)于存儲單元陣列16的n個塊BLOCK1到BLOCKn的指示單元部分PC1到PCn構(gòu)成。
例如，每個指示單元部分PC1到PCn由一個或者更多與構(gòu)成存儲單元陣列16的那些具有相同結(jié)構(gòu)的存儲單元構(gòu)成。
每個指示單元部分PC1到PCn存儲寫入/擦除歷史記錄，用于識別在對應(yīng)單元陣列16中的塊BLOCK1到BLOCKn之一是數(shù)據(jù)被存儲的使用中的塊，還是無數(shù)據(jù)存儲的未使用塊。
例如，如圖7所示，在塊BLOCK1和BLOCK2被使用的情況下，數(shù)據(jù)“1”被寫入到指示單元部分PC1和PC2中，且在對應(yīng)于非使用塊BLOCK3到BLOCKn的指示單元部分PC3到PCn中的數(shù)據(jù)維持“0”。
這里，考慮到會產(chǎn)生錯誤位的事實，指示單元部分PC1到PCn由多個位構(gòu)成，例如，由10個位構(gòu)成，且基于該多個位的數(shù)據(jù)平均值來確定使用/未使用塊。
例如，在這種情況下，即使指示單元部分PC1的10個位之一是錯誤的，確定所述平均值是大于還是小于“0”和“1”之間的中間值(這里是0.5)，從而可以準(zhǔn)確地確定塊BLOCK1是使用還是未使用。
這里，在閃速存儲器芯片被用作存儲芯片12的情況下，時效裝置部分AGE1到AGEn以及指示單元部分PC1到PCn分別可以由與閃速存儲器具有相同結(jié)構(gòu)的存儲單元構(gòu)成。
在這種情況下，當(dāng)存儲單元陣列16的存儲單元的隧道膜的厚度被設(shè)置為tox2，構(gòu)成時效裝置部分AGE1到AGEn的存儲單元(時效裝置)的隧道膜的厚度被設(shè)置為tox1(＜tox2)。
此外，構(gòu)成指示單元部分PC1到PCn的存儲單元的門絕緣膜的厚度被設(shè)置為tox3(＞tox2＞tox1)或tox3(＝tox2＞tox1)。
在tox3＞tox2＞tox1的情況下，構(gòu)成指示單元部分PC1到PCn的存儲單元的泄漏低于存儲單元陣列16的存儲單元的。
在這種情況下，無需執(zhí)行關(guān)于指示單元部分PC1到PCn的更新。此外，當(dāng)存儲單元位于外圍電路部分時，可以降低膜制造步驟的數(shù)量。
在tox3＝tox2＞tox1的情況下，指示存儲器37的單元間隔被設(shè)置為大于存儲單元陣列16的單元間隔，以便不由于在數(shù)據(jù)被包含在存儲單元陣列16前的指示存儲器37的數(shù)據(jù)損失而產(chǎn)生錯誤。隨后，使構(gòu)成指示單元部分PC1到PCn的存儲單元的泄漏低于存儲單元陣列16的存儲單元的。
在這種情況下，指示單元部分PC1到PCn能形成為具有膜厚等于存儲單元的膜厚。因此可以根據(jù)相同于存儲單元陣列的制造步驟來制造這些單元部分。這種情況下，同樣具有減少步驟數(shù)的優(yōu)點。
基于來自更新控制電路20的Фrefresh 1到Φrefresh n以及存儲在指示存儲器37中的寫入/擦除歷史記錄，更新電路19輸出控制信號，該控制信號包括用于更新以塊單位包含在存儲單元陣列16中的數(shù)據(jù)的地址信號。
通過讀出包含在所選擇的作為更新目標(biāo)的塊BLOCKi(i＝1到n)中的數(shù)據(jù)來執(zhí)行更新操作，且隨后，將讀出的數(shù)據(jù)再次寫入到所選擇的塊BLOCKi中。
構(gòu)成更新控制部分20的時效裝置部分AGE1到AGEn各自以頁面單位管理存儲單元陣列16的塊BLOCK1到BLOCKn所需的數(shù)據(jù)保持時間，并在短于該數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔，輸出用于啟動與對應(yīng)塊BLOCKi(i＝1到n)相關(guān)的更新操作的更新信號Φrefresh i(i＝1到n)。
存儲卡11的內(nèi)部電源13和21各自由如電池或電容器的電容元件構(gòu)成。在圖5所示的實例中，內(nèi)部電源13獨立于存儲芯片12設(shè)置。在圖6所示的實例中，內(nèi)部電源21被集成在存儲芯片12中。
當(dāng)存儲卡11被插入到外部設(shè)備中時，來自外部裝置的電源(外部電源)的電源電勢Vdd和Vss被供給到存儲芯片12。
例如，當(dāng)外部裝置指示寫入到塊BLOCK1和BLOCK2中的寫入操作時，如圖7所示，寫入到存儲單元陣列16的塊BLOCK1和BLOCK2中的數(shù)據(jù)寫入操作被執(zhí)行，且“1”被寫入到指示存儲器37的指示單元部分PC1和PC2中。同時，時效裝置部分AGE1和AGE2被初始化。
此外，當(dāng)存儲卡11從外部裝置的內(nèi)部中被移除且按照原狀放置時，集成在存儲卡11中的內(nèi)部電源13或21被用作更新的電源。
從寫入塊BLOCK1和BLOCK2中的寫入操作已經(jīng)結(jié)束的時間點開始，時效裝置部分AGE1和AGE2管理塊BLOCK1和BLOCK2所需的數(shù)據(jù)保持時間，并在短于該數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔，輸出指示與塊BLOCK1和BLOCK2相關(guān)的更新操作開始的更新信號Φrefresh 1和Φrefresh 2。
這里，關(guān)于無數(shù)據(jù)寫入的塊BLOCK3到BLOCKn，無需進行數(shù)據(jù)保持時間的管理和更新操作。因此，通過采用指示存儲器37，可以有助于降低電力消耗。
當(dāng)與塊BLOCK1和BLOCK2相關(guān)的更新操作結(jié)束后，或者當(dāng)關(guān)于塊BLOCK1和BLOCK2的數(shù)據(jù)擦除和重寫在進行與塊BLOCK1和BLOCK2相關(guān)的更新前被執(zhí)行后，與時效裝置部分AGE1和AGE2相關(guān)的初始化也被執(zhí)行。因此，時效裝置部分AGE1和AGE2再次從起始(初始化)開始管理數(shù)據(jù)保持時間。
較佳的是依照與塊BLOCK1和BLOCK2相關(guān)的更新操作，執(zhí)行關(guān)于指示存儲器37的指示單元部分PC1和PC2的更新操作。
在關(guān)于塊BLOCK1和BLOCK2的數(shù)據(jù)擦除在進行與塊BLOCK1和BLOCK2相關(guān)的更新前被執(zhí)行的情況下，包含在指示單元部分PC1和PC2中的數(shù)據(jù)被重寫入“0”。通過這么做，沒有與塊BLOCK1和BLOCK2相關(guān)的后續(xù)更新被執(zhí)行，因此，數(shù)據(jù)保持時間的管理被基本取消。
采用這種結(jié)構(gòu)，集成在存儲卡11中的存儲芯片12具有更新功能，且用于更新操作的內(nèi)部電源13被設(shè)置在存儲卡11中。
此外，數(shù)據(jù)保持時間管理以塊單位被時效裝置部分執(zhí)行，且存儲單元陣列16的更新操作以塊單位被指示存儲器37的指示單元部分執(zhí)行。
因此，用作文件存儲器的存儲芯片12的更新可以用低電力消耗來進行，且即使存儲芯片12所需的數(shù)據(jù)保持時間由于小型化而減少時，也可以維持存儲卡11的可移動特性。
4.變化例圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的存儲卡的變化例。
根據(jù)本發(fā)明的實例的存儲卡的特征之一是內(nèi)部電源被集成在存儲卡11中。
這里，該電源不能具有大容量，因為存儲卡11的尺寸受到限制。
因此，每次存儲卡被插入到外部裝置22，內(nèi)部電源的充電通過使用外部裝置22來進行。
以這種方式，存儲卡11的可移動特性可以以半永久性的方式被維持。
外部裝置22的類型不受限制，且例如，如個人計算機、數(shù)碼相機或便攜式電話的各種電子裝置可以被使用。
5.更新控制電路的實例圖9顯示了更新控制電路的第一實例。
在第一實例(CASE1)中，更新控制電路20由時鐘脈沖發(fā)生器電路23和計時器24構(gòu)成。
在這種情況下，雖然存儲單元陣列所需的數(shù)據(jù)保持時間可以被計時器24準(zhǔn)確地管理，但是在數(shù)據(jù)保持時間被管理時，時鐘脈沖發(fā)生器23和計時器24總是必須被操作。因此，當(dāng)更新在等待模式中時，大量電力被消耗。
因此，在采用第一實例的情況下，必須充分地增加內(nèi)部電源13或21的容量。當(dāng)石英振蕩器被用作時鐘脈沖發(fā)生器23時，該石英振蕩器不能被安裝在存儲芯片上，從而造成了較高的成本。即，有另一種降低成本的發(fā)明需要。
圖10顯示了更新控制電路的第二實例。
在第二實例(CASE2)中，更新控制電路20由時效裝置25構(gòu)成。
盡管時效裝置25關(guān)于時間的可控制能力并不準(zhǔn)確，但是當(dāng)在更新等待模式中時，時效裝置25幾乎不消耗電力。因此，存儲卡的內(nèi)部電源可以被小型化。
例如，時效裝置25具有與閃速存儲器的存儲單元相同的結(jié)構(gòu)。因此，有該裝置可以被集成在存儲芯片12中以及電池配置空間可以被充分提供的優(yōu)點。
此外，電池容量與其體積成比例。因此，電池容量可以通過充分提供電池配置空間而被增加。在該方法中，可以獲得上述兩個優(yōu)點，而且更新允許的數(shù)量可以在不充電的情況下被增加。
圖11相比較地顯示了CASE1和CASE2中顯示的電力消耗。
即使，在第一實例(CASE1)中，存儲卡從外部裝置中被移除并按照原狀放置，時鐘脈沖發(fā)生器電路和計時器也必須被操作。因此，當(dāng)在更新等待模式中時，消耗電力。
相反，在第二實例(CASE2)中，數(shù)據(jù)保持時間的管理通過時效裝置被進行，因此，當(dāng)在更新等待模式中時，不消耗電力。即，在第二實例中，僅在更新的時間消耗電力，因此可以有助于內(nèi)部電源的小型化。
6.內(nèi)部電源的實例首先，將給出關(guān)于內(nèi)部電源由層壓電容器構(gòu)成的情況下的實例的說明。在內(nèi)部電源由層壓電容器構(gòu)成的情況下，更新控制電路較好是由具有低電力消耗的時效裝置來構(gòu)成。
圖12和13各自顯示了用作內(nèi)部電源的電容器的實例。
時效裝置，存儲單元陣列和外圍電路被形成在硅襯底(Si-sub)的一個表面上。接著，由絕緣層(氧化物或絕緣體)-浮動電極(金屬或硅聚合物)-絕緣層(氧化物或絕緣體)結(jié)構(gòu)組成的層壓電容器被形成在硅襯底的另一個表面上。
為了盡可能地配置大容量，層壓電容器28通過利用硅襯底的另一個表面的全部而被形成。
在存儲單元陣列和外圍電路中，當(dāng)存儲卡被插入到外部裝置時，電源電勢Vdd和Vss從外部裝置供給。
此外，當(dāng)存儲卡從外部裝置中被移除時，層壓電容器28用作內(nèi)部電源。
這里，在圖12所示的實例中，層壓電容器28的電極由以對向的極板形狀形成的三個導(dǎo)電層(一個硅襯底和兩個導(dǎo)體層(金屬或硅聚合物))構(gòu)成。在圖13所示的實例中，層壓電容器28的浮動電極具有波紋管結(jié)構(gòu)，以便配置大容量。
圖14顯示了用作內(nèi)部電源的鋰離子二次電池的實例。
現(xiàn)在，將給出關(guān)于內(nèi)部電源由鋰離子二次電池構(gòu)成的情況下的實例的說明。
這里，正極集電器A由例如Al構(gòu)成，且正電極混合物B由例如正極活性物質(zhì)、粘合劑和電導(dǎo)體的混合物構(gòu)成。正電極物質(zhì)由如LiCoO2的氧化物構(gòu)成，粘合劑由pVDF構(gòu)成，以及電導(dǎo)體由乙炔黑構(gòu)成。
此外，負電極電力集電器D由例如Cu構(gòu)成，且負電極混合物E由例如負電極物質(zhì)和粘合劑的混合物構(gòu)成。負電極活性物質(zhì)由碳構(gòu)成，且粘合劑由丁苯橡膠(SBR)和羧甲基纖維素(CMC)的混合物構(gòu)成。
分離器C被用作通過將電解液浸入PE的多孔物體中獲得的物體。電解液通過將1mol/l-LiPF6混合入EC/DEC來獲得。pVDF可以被用作負電極側(cè)的粘合劑。
假設(shè)本實例中的存儲卡被形成為卡狀(片狀)，那么較佳的是，鋰離子二次電池被形成為平行平板狀。這是因為卷形(圓柱狀)電池雖然具有高的產(chǎn)率，但是太厚，因此難以放置在卡中，且不能分配充分的容量。
但是，這種電池形狀取決于存儲卡的形狀，因此依據(jù)存儲卡的形狀，可以使用如除了形成為平行平板狀的電池以外的卷形電池的鋰離子二次電池。
在該實例中，注意力集中對電源結(jié)構(gòu)作出了說明。因此，在這里省略了如升壓電路的其他元件。
7.文件存儲器的實例如前所述，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的實例時，并不具體限制用作文件存儲器的半導(dǎo)體存儲器的類型。
例如，可以使用如EPROM、閃速存儲器、鐵磁性存儲器、MRAM和OUM的非易失性存儲器。
圖15顯示了閃速存儲器的存儲單元MC的結(jié)構(gòu)實例。此外，圖16和18各自分別顯示了MRAM(磁性RAM)、PRAM(相變RAM)以及FeRAM(鐵磁性RAM)的結(jié)構(gòu)實例。
PRAM指OUM(交流控制的半導(dǎo)體元件統(tǒng)一存儲器ovonics unified memory)。
具體地，在MRAM和PRAM中，用作存儲元件的永磁式隧道結(jié)(magneto tunnel junctionMTJ)元件和相變(PC)元件的熱擾動由于小型化而成為問題。由于該熱擾動，適合于用作存儲元件的存儲單元的壽命可能被縮短。
應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實例的更新，由此可以維持在其內(nèi)集成有這些半導(dǎo)體存儲器的存儲卡的可移動特性，并實現(xiàn)歸因于電池小型化的存儲卡的整平和尺寸減少。
8.時效裝置的實例將給出關(guān)于適用于根據(jù)本發(fā)明的實例的存儲卡的時效裝置的說明。作為集成在存儲卡中的存儲芯片，假設(shè)使用閃速存儲芯片。
(1)基本結(jié)構(gòu)例如，圖19中所示的時效裝置，除了設(shè)有比閃速存儲器的存儲單元的門絕緣膜(具有tox2厚度)薄的門絕緣膜(具有tox1厚度)以外，具有與閃速存儲器的存儲單元完全相同的結(jié)構(gòu)。
因此，時效裝置的壽命短于存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間。
在該方法中，時效裝置的壽命通過門絕緣膜的厚度tox1來調(diào)節(jié)，由此可以在短于存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔進行更新。
時效裝置的原理將在這里簡要地說明。
有兩種類型的時效裝置，也就是，當(dāng)電荷沒有被注入浮動門電極FG時建立關(guān)閉狀態(tài)的“常閉類型”和當(dāng)電荷沒有被注入浮動門電極FG時建立打開狀態(tài)的“常開類型”。
在電荷被注入到浮動門電極FG中之后，使用時效裝置的時間計數(shù)立即開始。
例如，與NAND型閃速存儲器的情況相同，圖20所示的電荷注入通過將源極/漏極和襯底設(shè)置到Vss(0V)、將控制門CG設(shè)置到寫電勢Vpp、以及將電荷通過FN隧道移動到浮動門FG來實現(xiàn)。
此外，可以利用使用熱電子的電荷注入來替代上述電荷注入。
如圖21所示，在常開型時效裝置的情況下，當(dāng)電荷被注入到浮動門電極FG時，建立關(guān)閉狀態(tài)。接著，浮動門電極FG中的電荷隨著時間的流逝而泄漏，并逐漸減少。當(dāng)預(yù)定時間過去后，常開型時效裝置被建立在打開狀態(tài)。
在該電荷注入后被建立用于打開狀態(tài)的時間為時效裝置的壽命。該時間被設(shè)置為短于存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間的值。
當(dāng)電荷被注入到如圖20所示的浮動門電極FG時，使用時效裝置的時間計數(shù)重新開始。
(2)具體實例1圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的適用于存儲卡的時效裝置的具體實例。
在具體實例1中，使用了串行連接的N個(N兩個或更多)常開型時效裝置和并行連接的M個(M兩個或更多)常閉型時效裝置。
在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)保持時間的設(shè)計目標(biāo)值為τ1的N個常開型時效裝置時，分別獲得如τ1-1，τ1-2，...τ1-N的考慮到制造參差的數(shù)據(jù)保持時間。
在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)保持時間的設(shè)計目標(biāo)值為τ2的M個常閉型時效裝置時，分別獲得如τ2-1，τ2-2，...τ2-N的包含制造參差的數(shù)據(jù)保持時間。
此外，設(shè)計目標(biāo)值τ1比設(shè)計目標(biāo)值τ2短。
首先，用于所有N個常開型時效裝置和M個常閉型時效裝置的寫操作被執(zhí)行，且電荷被注入到這些時效裝置的浮動門電極FG中。結(jié)果，N個常開型時效裝置被設(shè)置到關(guān)閉狀態(tài)，且M個常閉型時效裝置被設(shè)置到打開狀態(tài)。
其次，如圖24所示的時間t1(τ1-1，τ1-2，...τ1-N＜t1＜τ2-1，τ2-2，...τ2-N)過去后，所有的常開型裝置被設(shè)置到打開狀態(tài)，且更新信號Φrefresh的電平上升。
此外，當(dāng)時間t2(τ1-1，τ1-2，...τ1-N＜τ2-1，τ2-2，...τ2-N＜t2過去后，所有的M個常閉型時效裝置被設(shè)置到關(guān)閉狀態(tài)，且更新信號Φrefresh的電平下降。
時間t1和t2均比存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間短。
常開型時效裝置由此被串行連接以消除在數(shù)據(jù)保持時間中極短的錯誤位的影響。例如，即使一個單元在短于設(shè)計允許范圍的時間間隔內(nèi)被打開，其他單元在關(guān)閉狀態(tài)中，這樣，該關(guān)閉狀態(tài)整體保持不變。
常閉型時效裝置由于相同的理由而被并行連接。例如，即使一個單元在短于設(shè)計允許范圍的時間間隔內(nèi)被關(guān)閉，其他單元在打開狀態(tài)中，這樣，該打開狀態(tài)整體保持不變。
因此，即使產(chǎn)生錯誤位，由于常開型時效裝置被串行連接且常閉型時效裝置被并行連接，從而可以防止在極短的時間間隔內(nèi)進行更新的錯誤。
此外，在本實例中，常開型時效裝置和常閉型時效裝置被進一步串行連接，以便只在時間t1和時間t2之間整體建立打開狀態(tài)。
如此，更新信號Φrefresh表示如圖24中所示的脈沖波形。因此，只要在時間t1和時間t2之間進行更新，就無需在其他時間段接受來自電池的電源，從而可以有助于降低電力消耗。
(3)具體實例2圖23顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的適用于存儲卡的時效裝置的具體實例2。
例如，與具體實例1相比，具體實例2的特征在于串行連接的N個(N兩個或更多)常開型時效裝置被定義為一個單元，且進一步地，幾個單元例如M個單元被并行連接。
N個串行連接的常開型時效裝置(串鏈)被進一步并行連接的原因如下所述。
首先，在串鏈1到M中，構(gòu)成其各自串鏈的單元所需的最長數(shù)據(jù)保持時間決定了各自串鏈中的數(shù)據(jù)保持時間，這樣，這些串鏈各自被分別定義為τmax1，τmax2，...τmaxM。
這些串鏈被進一步并行連接，從而使N×M個常開型時效裝置所需的整個數(shù)據(jù)保持時間由τmax1，τmax2，…τmaxM中具有最短值的任何一個所確定。
因此，在由錯誤位導(dǎo)致的影響已經(jīng)被串行連接的N個常開型時效裝置所消除后，使時效裝置中的參差分布通過并行連接的M個單元而回到到短壽命側(cè)，并可以使由形狀分散而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)保持時間中的分散降低到最低。
其他構(gòu)成元件與具體實例1中的相同。
(4)具體實例3
圖25顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的適用于存儲卡的時效裝置的具體實例3。
在具體實例3中，串行連接的N個常開型時效裝置(串鏈)被定義為一個單元，且進一步地，M個單元被并行連接，并通過更新信號Φrefresh的電平上升指示更新的開始或結(jié)束。
M個單元各自被稱為時效裝置單元32。
M個時效裝置單元32被相互并行連接，且M個時效裝置單元32中的每一個、計算電路34和斷路器(breaker)35被相互串行連接。M個計算電路34和M個斷路器35總的被稱為修整單元(trimming unit)33。
如具體實例1和2所述，N×M個常開型時效裝置被設(shè)置用于消除由數(shù)據(jù)保持時間的參差所導(dǎo)致的影響，數(shù)據(jù)保持時間的分散由時效裝置的形狀參差導(dǎo)致。但是，修整單元33被進一步設(shè)置用于具有高精度的參差控制。
當(dāng)電荷已經(jīng)被注入到時效裝置的浮動門電極FG中的寫狀態(tài)被建立時，計算電路34檢測流經(jīng)各計算電路34的電流，并在這些電流值不在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，通過斷路器35關(guān)閉電流路徑。
如此，不在所希望的精度范圍內(nèi)的時效裝置單元32不用于更新信號Φrefresh的檢測。
關(guān)于斷路器35，可以使用任何元件，只要其具有能夠根據(jù)來自計算電路34的信號關(guān)閉電流路徑的功能。
例如，斷路器35可以由如圖26所示的MOS晶體管構(gòu)成，也可以由圖27所示的閃速存儲器的存儲單元構(gòu)成。
此外，斷路器35可以由具有如E(電)熔絲的依靠電子遷移的斷路電線功能的元件構(gòu)成。
關(guān)于修整單元33，如圖28所示，計算電路34的位置和斷路器35的位置可以相互對換。
此外，修整單元33可以如圖29所示的被分配在N×M個常開型時效裝置的前級部分，或者可以如圖30所示的分配在N×M個常開型時效裝置的中間部分。
進一步地，如圖31所示，計算電路34或斷路器35和時效裝置之間的位置關(guān)系可以隨機設(shè)置。
采用這種結(jié)構(gòu)，錯誤位被消除，且通過修整單元可以顯著地改進數(shù)據(jù)保持時間的可控制能力。例如，在該單元被用作存儲卡中的半導(dǎo)體存儲器的更新控制電路的情況下，存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間被精確管理。
(5)具體實例4圖32顯示了根據(jù)本發(fā)明的實例的適用于存儲卡的時效裝置的具體實例4。
在具體實例4中，更新控制電路由并行連接的M個(M兩個或更多)常閉型時效裝置構(gòu)成，并通過更新信號Φrefresh的電平下降指示更新的開始或結(jié)束。
M個時效裝置被相互并行連接，且M個時效裝置中的每個、計算電路34和斷路器35被相互串行連接。M個計算電路34和M個斷路器35總的被稱為修整單元33。
如具體實例1和2所述，M個常閉型時效裝置被設(shè)置用于消除由數(shù)據(jù)保持時間的分散所導(dǎo)致的影響，數(shù)據(jù)保持時間的參差起因于時效裝置的形狀參差。
修整單元33進一步改進其參差的可控制能力。
當(dāng)電荷已經(jīng)被注入到時效裝置的浮動門電極FG中的寫狀態(tài)被建立時，計算電路34檢測流經(jīng)各計算電路34的電流，并在這些電流值不在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，通過斷路器35關(guān)閉電流路徑。
如此，不在所希望的精度范圍內(nèi)的時效裝置單元不用于更新信號Φrefresh的檢測。
關(guān)于斷路器35，如具體實例3所述，可以使用如MOS晶體管、閃速存儲器的存儲單元或E熔絲的任何元件，只要其具有能夠根據(jù)來自計算電路34的信號關(guān)閉電流路徑的功能。
關(guān)于修整單元33，如圖33所示，計算電路34的位置和斷路器35的位置可以相互改變。
此外，修整單元33可以如圖34所示的被分配在M個常閉型時效裝置的前級部分。
進一步地，如圖35所示，計算電路34、斷路器34和時效裝置可以以隨機的方式被放置。
采用這種結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)保持時間中的參差可以被消除，且錯誤位可以同時被消除。例如，在該電路被用作存儲卡中的半導(dǎo)體存儲器的更新控制電路的情況下，存儲單元所需的數(shù)據(jù)保持時間被精確管理。
(6)其他在具體實例3中，通過更新信號Φrefresh的電平上升指示更新的開始或結(jié)束。在具體實例4中，通過更新信號Φrefresh的電平下降指示更新的開始或結(jié)束。
這里，可以通過使用具體實例3和具體實例4的組合來產(chǎn)生更新控制電路。例如，如圖36所示，可以通過使用圖25和34的組合來產(chǎn)生如圖24所示的脈沖波形。
在這種情況下，通過更新信號Φrefresh的上升使更新開始，且通過更新信號Φrefresh的下降使更新結(jié)束。關(guān)于時效裝置，也可以接受除具體實例1到4中的裝置外的裝置，例如，美國專利號為6,707,748中所示的裝置。但是，較佳的是做一些改變，以適應(yīng)存儲卡中的半導(dǎo)體存儲器所需的數(shù)據(jù)保持時間的管理。
在時效裝置由浮動門的存儲單元構(gòu)成的情況下，既可使用P溝道型也可使用N溝道型。而且，注入到浮動門電極FG的電荷可以是電子或正極孔。
是使用常開型或是使用常閉型時效裝置取決于注入這些導(dǎo)電型和浮動門電極FG中的電荷類型。
9.應(yīng)用實例當(dāng)前，商業(yè)上有各種類型的存儲卡。隨著存儲卡中存儲芯片的較高容量的發(fā)展，將來，半導(dǎo)體存儲卡所需的數(shù)據(jù)保持時間的減少預(yù)期將成為待解決的大問題。本發(fā)明的實例是解決該問題的非常有效的方法。
例如，存儲卡的尺寸為大約2.2cm(長度)×大約2.2cm(寬度)×2mm(厚度)，因此，作為內(nèi)部電池，最大大約2cm(長度)×大約2cm(寬度)×大約0.4mm(厚度)的鋰離子二次電池可以被集成在存儲卡中。在這種情況下，當(dāng)以一星期為單位執(zhí)行更新時，即使沒有進行充電，也可以以半永久的方式存儲數(shù)據(jù)。
較佳是配置電池或電容器作為電源，以便在1C放電過程中，平均放電電壓被設(shè)置到20V或更多。這里使用的1C涉及放電電流，以便在完全充電狀態(tài)后的一個小時內(nèi)完成放電。
此外，存儲芯片的尺寸與大約5mm×大約5mm一樣小。在電池被用作電源的情況下，較佳是縮小其尺寸以基本與存儲芯片相等。
本發(fā)明的實例適用于具有數(shù)據(jù)保持時間在1秒到六個月(1.5×107秒)的范圍內(nèi)的半導(dǎo)體存儲器的存儲卡。
10.其他如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實例，用微小的電力消耗管理集成在存儲卡中的文件存儲器所需的數(shù)據(jù)保持時間，并進行更新，從而可以基本上延長數(shù)據(jù)保持時間和使電池小型化，并維持存儲卡的可移動特性。
其他的優(yōu)點和修改對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說是很容易實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明在其廣闊的各個方面并不限于本文顯示和描述的具體細節(jié)和代表性實施例。所以，可以進行各種各樣的修改和變化而不背離由附后的權(quán)利要求及其等同內(nèi)容定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，包括半導(dǎo)體存儲器；執(zhí)行所述半導(dǎo)體存儲器的數(shù)據(jù)更新的更新電路；管理所述半導(dǎo)體存儲器的數(shù)據(jù)保持時間，以在短于所述數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔進行所述更新的更新控制電路；以及在所述數(shù)據(jù)記錄裝置從外部裝置中被移除的狀態(tài)下，提供用于執(zhí)行所述更新的電力的內(nèi)部電源。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述更新電路、所述更新控制電路和所述半導(dǎo)體存儲器均被集成在芯片上，且所述內(nèi)部電源與所述芯片一起被包含在所述數(shù)據(jù)記錄裝置中。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述更新電路、所述更新控制電路、所述內(nèi)部電源和所述半導(dǎo)體存儲器均被集成在芯片上。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，進一步包括充電電路，當(dāng)所述數(shù)據(jù)記錄裝置被插入所述外部裝置時，對所述內(nèi)部電源充電。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述內(nèi)部電源為電池或電容器。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)保持時間的管理通過計時器來實現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)保持時間的管理通過時效裝置來實現(xiàn)，所述時效裝置除了門絕緣膜的厚度以外，與所述半導(dǎo)體存儲器具有相同的結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)保持時間為大于等于1秒并小于等于6個月。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體存儲器是EPROM、閃速存儲器、鐵磁性存儲器、MRAM和相變RAM中的一個。
10.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述電容器被配置在其上集成有所述更新電路、所述更新控制電路和所述半導(dǎo)體存儲器的所述芯片的背面上。
11.一種數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，包括半導(dǎo)體存儲器；執(zhí)行所述半導(dǎo)體存儲器的塊或頁面的數(shù)據(jù)更新的更新電路；管理所述半導(dǎo)體存儲器的每個所述塊或每個所述頁面的數(shù)據(jù)保持時間，以在短于所述數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔進行所述更新的更新控制電路；存儲每個所述塊或每個所述頁面的寫入/擦除操作歷史記錄的指示存儲器；以及在所述數(shù)據(jù)記錄裝置從外部裝置中被移除的狀態(tài)下，提供用于響應(yīng)所述歷史記錄執(zhí)行所述更新的電力的內(nèi)部電源。
12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述指示存儲器包括存儲單元，每個所述存儲單元具有與所述半導(dǎo)體存儲器的存儲單元相同的結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，對所述指示存儲器也執(zhí)行所述更新。
14.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述更新電路、所述更新控制電路和所述半導(dǎo)體存儲器均被集成在芯片上，且所述內(nèi)部電源與所述芯片一起被包括在所述數(shù)據(jù)記錄裝置中。
15.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述更新電路、所述更新控制電路、所述內(nèi)部電源和所述半導(dǎo)體存儲器均被集成在芯片上。
16.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，進一步包括當(dāng)所述數(shù)據(jù)記錄裝置被插入所述外部裝置時，對所述內(nèi)部電源充電的充電電路。
17.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述內(nèi)部電源為電池或電容器。
18.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)保持時間的管理通過計時器實現(xiàn)。
19.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)保持時間的管理通過時效裝置實現(xiàn)，所述時效裝置除了門絕緣膜的厚度以外，與所述半導(dǎo)體存儲器具有相同的結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)保持時間為大于等于1秒并小于等于6個月。
21.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體存儲器是EPROM、閃速存儲器、鐵磁性存儲器、MRAM和相變RAM中的一個。
22.如權(quán)利要求17所述的數(shù)據(jù)記錄裝置，其特征在于，所述電容器被配置在其上集成有所述更新電路、所述更新控制電路和所述半導(dǎo)體存儲器的所述芯片的背面上。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種數(shù)據(jù)記錄裝置，包括存儲芯片中的存儲單元陣列；執(zhí)行存儲單元陣列的數(shù)據(jù)更新的更新電路；在短于數(shù)據(jù)保持時間的時間間隔，執(zhí)行更新并管理數(shù)據(jù)保持時間的更新控制電路；以及在數(shù)據(jù)記錄裝置從外部裝置中被移除的狀態(tài)下，向更新電路和更新控制電路供給電源電勢的內(nèi)部電源。
文檔編號G11C11/22GK1913037SQ20061010918
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者平井隆大, 內(nèi)藤勝之, 久保光一, 元井雄一, 渡邊浩志 申請人:株式會社東芝