專利名稱：具有可寫存儲單元的集成存儲器的工作方法和相應(yīng)的集成存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可寫存儲單元的集成存儲器的工作方法和一種相應(yīng)的集成存儲器。
具有可寫存儲單元的已知集成存儲器譬如為DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)和FRAM或FeRAM(鐵電RAM)。該兩種存儲器類型均具備一些帶有至少一個用于存儲數(shù)據(jù)的存儲電容器的存儲單元。在DRAM中，存儲單元通常是1晶體管/1電容器的類型。FRAM的存儲單元同樣也可以是1晶體管/1電容器的類型。因此FRAM與DRAM的存儲單元的不同之處是在于其存儲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，可以給需存儲的數(shù)據(jù)區(qū)分不同的邏輯狀態(tài)，因為所述電容器的電容是隨著其極化進(jìn)行變化的。
US 5,592,410 A曾講述過一種具有2晶體管/2電容器類型的存儲單元的FRAM。在該FRAM中，每個存儲單元的兩個存儲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，提供一種具有可寫存儲單元的集成存儲器的工作方法，利用該方法可以確定在所述存儲器的預(yù)先工作當(dāng)中是否會發(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所述的集成存儲器來實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選的擴展或改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。
根據(jù)本發(fā)明，所述的集成存儲器具有一種安全存儲單元，在對標(biāo)準(zhǔn)存儲單元進(jìn)行訪問時同樣還讀出該安全存儲單元。如果讀取所述安全存儲單元內(nèi)所存儲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入到所述安全存儲單元之中的邏輯狀態(tài)不一致，則產(chǎn)生一個相應(yīng)的出錯信號。于是該出錯信號表明，沒有用正確地存儲所述具有已知第二邏輯狀態(tài)的安全信息。由于存儲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單元讀出的數(shù)據(jù)的存儲，所以該出錯信號適合作為該集成存儲器的操作者的相應(yīng)警告。
如果在讀出安全存儲單元時沒有檢測到存儲器的功能干擾，也就是說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單元輸入一個重新存儲的、且具有所述第二邏輯狀態(tài)的安全信息。在此，如果沒有產(chǎn)生功能干擾，該安全信息就可以利用第二邏輯狀態(tài)寫入到所述的安全存儲單元之中。相反，如果產(chǎn)生了功能干擾，則所述被寫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，倘若在稍后的時間點上重新執(zhí)行本發(fā)明的工作方法，就可以象上文所述一樣檢測出該功能干擾，并發(fā)出出錯信號。
上述方法可以在每次訪問存儲單元時執(zhí)行。但是，為了使執(zhí)行本發(fā)明工作方法的時間耗費保持盡可能地小，優(yōu)選地只在每次初始化所述的存儲器時執(zhí)行。于是，譬如只在第一次讀出存儲單元時執(zhí)行。由此可以確定在存儲器初始化之前所進(jìn)行的存儲器運行是否會出現(xiàn)功能干擾。
優(yōu)選地，所述存儲器的安全存儲單元和存儲單元具有相同的結(jié)構(gòu)。這樣可以確保在對所述安全存儲單元進(jìn)行寫訪問和對所述存儲單元之一進(jìn)行寫訪問時，存儲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單元中讀出所述的安全信息之后，并且在寫入所述新的安全信息之前，在所述的安全存儲單元內(nèi)生成一個第一邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)。這可以確保在存儲器的存儲內(nèi)容在讀出過程中沒有被破壞的情況下，只有當(dāng)所述第二邏輯狀態(tài)的新安全信息被正確地寫入時，才會在所述的安全存儲單元內(nèi)存儲該第二邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
在此，優(yōu)選地如此來構(gòu)造所述的安全存儲單元，使得其存儲內(nèi)容在所述的讀訪問時被破壞，這樣，該安全存儲單元在所述的讀訪問之后將包含有一個第一邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并且與事先所存儲的數(shù)據(jù)無關(guān)。由此可以自動地實現(xiàn)在讀訪問之后在所述的安全存儲單元中存儲一個第一邏輯狀態(tài)的數(shù)據(jù)。也就是說，在該情形下無須專門地向該安全存儲單元輸入這種數(shù)據(jù)。對此，實行破壞性讀出的所有存儲器都是較適合的，譬如DRAM和FRAM。
下面借助示出了實施例的附圖來詳細(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)明集成存儲器的實施例，以及圖3示出了圖2所示集成存儲器的存儲單元及安全存儲單元的結(jié)構(gòu)。
圖2示出了具有可寫存儲單元MC和可寫安全存儲單元SC的FRAM型鐵電存儲器，所述的存儲單元均被布置在位線BL和字線WL的交叉點上。
存儲單元MC和安全存儲單元SC具有圖3所示的結(jié)構(gòu)。它們具有一個選擇晶體管T和一個帶有鐵電電介質(zhì)的存儲電容器C。所述存儲電容器C的一個電極被接到所述存儲器的單元板的極板電位Vp上。該存儲電容器C的另一電極則通過選擇晶體管T被接到一個位線BL上。選擇晶體管T的門極與一個字線WL相連。在該實施例中，所述極板電位Vp的值對應(yīng)于該存儲器的兩個供電電位的算術(shù)平均值。
為了寫入邏輯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通過字線WL被導(dǎo)通，使得存儲電容器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。一旦不訪問存儲單元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，存儲電容器C上沒有電壓，由此使其極化保持不變。
為了讀出存儲單元MC內(nèi)存儲的數(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，對應(yīng)于不同邏輯狀態(tài)的存儲電容器的不同極化狀態(tài)總會使存儲電容器C的電容產(chǎn)生另一個值。如果其電容較大，則位線BL的電位會變得比所述電容小的時候要高。因為在讀出時所述的位線BL已被預(yù)充電為低的供電電位值，所以隨后總會在存儲單元MC中存儲一個邏輯0，且與事先在該存儲單元中所存儲的數(shù)據(jù)無關(guān)。于是，該存儲器涉及到破壞存儲單元內(nèi)容的讀訪問(“破壞性讀出”)。
如圖2所示，字線WL通過字線譯碼器WLDEC進(jìn)行控制，而位線BL則通過位線譯碼器BLDEC進(jìn)行控制。所述的譯碼器每次根據(jù)其輸入的地址ADR選出一個字線WL和一個位線BL。
另外，該存儲器還具有一個控制單元10和一個檢驗單元20?？刂茊卧?0被用來在對存儲單元MC之一實行寫和/或讀訪問時讀出所述安全存儲單元SC中所存儲的安全信息。所述的控制單元10通過數(shù)據(jù)線D被連在位線譯碼器BLDEC上，通過該數(shù)據(jù)線D可以從或向存儲單元MC傳輸數(shù)據(jù)，或者從或向安全存儲單元SC傳輸安全信息。為了對相應(yīng)的存儲單元MC或安全存儲單元SC進(jìn)行尋址，所述控制單元10把地址ADR傳送給兩個譯碼器WLDEC或BLDEC?？刂茊卧?0與輸入/輸出I/O相連，以便從其接收需寫入到存儲單元MC中的數(shù)據(jù)，或者向其輸出從存儲單元MC讀出的數(shù)據(jù)。
檢驗單元20與控制單元10相連，而且被用來檢驗從所述安全存儲單元SC中讀出來的安全信息，如果該讀出的安全信息為邏輯0，則產(chǎn)生出錯信號E。檢驗單元20向存儲器之外輸出該出錯信號E。此外，它還把該出錯信號E送回到控制單元10，然后由該出錯信號E去活該控制單元。隨后就不能通過該輸入/輸出I/O從或向存儲器傳輸數(shù)據(jù)。如果所述讀出的存儲于安全存儲單元SC中的安全信息為邏輯1，則不產(chǎn)生所述的出錯信號E，而控制單元10將繼續(xù)訪問該存儲單元MC。
下面借助圖1來講述本發(fā)明的工作方法。當(dāng)對存儲單元MC之一執(zhí)行寫和/或讀訪問時，首先對安全存儲單元SC進(jìn)行讀訪問。同時，通過所述的檢驗單元20檢驗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)生出錯信號E并去活控制單元10。反之，在所述的安全存儲單元SC中產(chǎn)生一個邏輯0。在此處所討論的實施例中，當(dāng)每次對安全存儲單元SC進(jìn)行讀訪問時，這是自動地實現(xiàn)的，正如上文借助圖3所討論的一樣。這意味著，已經(jīng)通過從所述安全存儲單元SC中讀出安全信息而在該安全存儲單元中產(chǎn)生了邏輯0。下一步驟便是對所述的存儲單元MC執(zhí)行所需的訪問。然后在安全存儲單元SC中寫入邏輯1。
因為在所述工作方法的最后步驟中以重新存儲的安全信息形式向所述的安全存儲單元SC輸入了一個邏輯1，所以在該方法的下一執(zhí)行過程中，如果產(chǎn)生出錯信號E，則表示該邏輯1因存儲器的功能干擾而沒有正確地存入到安全存儲單元SC之中。通過該出錯信號E可以提醒該存儲器的操作者已出現(xiàn)所述的功能故障，因為不能排除該故障也已經(jīng)影響到標(biāo)準(zhǔn)存儲單元MC中的數(shù)據(jù)存儲器。
借助圖1所講述的方法可以在每次訪問存儲單元MC時執(zhí)行，或只在存儲器的初始化之后執(zhí)行。
在本發(fā)明的其它實施例中，也可以通過所述檢驗單元20產(chǎn)生的出錯信號E只去活所述的控制單元10，而且該出錯信號E不輸送到存儲器之外。如下的實施例同樣也是較好的，其中所述的出錯信號E只被傳送到存儲器之外，而不被用來去活所述的控制單元10。
如同借助圖3所講述的一樣，由于在讀出存儲單元MC的過程中，原則上已通過在存儲單元MC中產(chǎn)生邏輯0而破壞了其存儲內(nèi)容，所以在讀出之后需要把所述被讀出的信息-必要時經(jīng)過放大-再次回寫到所述的存儲單元中。FRAM和DRAM的這種回寫都是大家公知的。在此，在讀訪問期間所執(zhí)行的這種回寫不同于對存儲單元的寫訪問。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存儲單元MC的純粹寫訪問中有意義，而且在讀訪問中也是有意義的。
由檢驗單元20檢測到的存儲器功能干擾譬如可能是由該存儲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。
在此處所介紹的實施例中只為整個存儲器裝設(shè)了一個安全存儲單元SC，但其它的實施例也是可以的，其中把存儲單元MC劃分為多個組，并給這些組分別分配一個上述類型的安全存儲單元SC。譬如可以為每個存儲塊裝設(shè)一個安全存儲單元SC。
當(dāng)存儲器的供電電壓中斷時，在寫和/或讀訪問的結(jié)束處不會有序地對安全存儲單元進(jìn)行寫入。于是，如果事先在安全存儲單元內(nèi)已產(chǎn)生邏輯0，則也會按本發(fā)明的方式產(chǎn)生出錯信號。該邏輯0可以通過破壞性的讀訪問來產(chǎn)生，或通過直接寫入到所述的安全存儲單元來產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.集成存儲器的工作方法，所述的存儲器在字線(WL)和位線(BL)的交叉點處布置了用于存儲數(shù)據(jù)的可寫存儲單元(MC)和用于存儲安全信息的可寫安全存儲單元(SC)，所述工作方法具有如下步驟-在對所述的存儲單元(MC)之一進(jìn)行寫和/或讀訪問之前，讀出所述安全存儲單元(SC)中所存儲的安全信息，-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)生一個出錯信號(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)，則對所述的存儲單元(MC)執(zhí)行訪問，而且對所述的安全存儲單元(SC)進(jìn)行寫訪問，在該寫訪問中向所述的安全存儲單元輸入一個重新存儲的、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器時執(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單元(SC)中讀出所述的安全信息之后，并且在寫入所述新的安全信息之前，在所述的安全存儲單元(SC)內(nèi)生成一個第一邏輯狀態(tài)(0)的數(shù)據(jù)。
4.集成存儲器，-具有用于存儲數(shù)據(jù)的可寫存儲單元(MC)和用于存儲安全信息的可寫安全存儲單元(SC)，-具有一種控制單元(10)，用于在對所述的存儲單元(MC)之一進(jìn)行寫和/或讀訪問時讀出所述安全存儲單元(SC)中所存儲的安全信息，-以及具有一種檢驗單元(20)，用于檢驗所述從安全存儲單元(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)生一個出錯信號(E)，-其控制單元(10)被用來在讀出安全信息之后緊接著對該安全存儲單元(SC)執(zhí)行寫訪問，其中，如果所述的檢驗單元(2)沒有事先產(chǎn)生出錯信號(E)，則由所述的控制單元向所述的安全存儲單元輸入一個重新存儲的、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所述的集成存儲器，如此來構(gòu)造其安全存儲單元(SC)，使得其存儲內(nèi)容在讀訪問時被破壞，這樣，該安全存儲單元在所述的讀訪問之后包含有一個第一邏輯狀態(tài)(0)的數(shù)據(jù)，并且與事先所存儲的數(shù)據(jù)無關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的集成存儲器，其安全存儲單元(SC)為一種鐵電存儲單元。
7.如權(quán)利要求4所述的集成存儲器，其安全存儲單元(SC)的構(gòu)造與其存儲單元(MC)相同。
全文摘要
在對所述的存儲單元(MC)之一進(jìn)行寫和/或讀訪問之前,讀出所述安全存儲單元(SC)中所存儲的安全信息。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)生一個出錯信號(E)。如果所述被讀出的安全信息具有第二邏輯狀態(tài)(1),則對所述的存儲單元(MC)執(zhí)行訪問,而且對所述的安全存儲單元(SC)進(jìn)行寫訪問,在該寫訪問中向所述的安全存儲單元輸入一個重新存儲的、且具有所述第二邏輯狀態(tài)(1)的安全信息。
文檔編號G11C29/52GK1345450SQ0080549
公開日2002年4月17日 申請日期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 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司