[发明专利]具有在远程缓冲器电路中缓冲的冗余数据的非易失性存储器及方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及非易失性半导体存储器，例如电可抹除可编程只读存储器(EEPROM)与快闪EEPROM，且具体而言涉及实施列冗余特征的非易失性半导体存储器。 

背景技术

能够非易失性存储电荷的固态存储器(特别是采用包装成小形状因数卡的EEPROM及快闪EEPROM的形式)近年来已经成为各种移动及手持装置(尤其是信息器具与消费性电子产品)中选用的存储装置。与同为固态存储器的RAM(随机存取存储器)不同的是，快闪存储器是非易失性的且在关闭电源后保留其已存储的数据。虽然与磁盘存储装置相比成本较高，但快闪存储器越来越多地用于大容量存储应用。常规的大容量存储装置(基于旋转磁性媒体，例如硬驱动和软盘)并不适用于移动及手持环境。这是因为磁盘驱动的体积趋于庞大，容易产生机械故障，而且具有较高的延迟时间以及较高的功率要求。所述不需要的属性使得基于磁盘的存储装置无法在大多数移动式及便携式应用中得到实用。另一方面，快闪存储器(不论是嵌入式或采用可拆卸卡形式)因为其小尺寸、低功率消耗、高速度以及较高可靠性特征而理想地适用于移动及手持环境。 

所述存储器装置一般包含可被安装在卡上的一或一个以上存储器芯片。每一存储器芯片皆包含受周边电路(例如解码器及抹除电路、写入电路以及读取电路)支持的存储器单元阵列。更复杂的存储器装置还会搭配实施智能与更高级存储器操作与介接的控制器。现今正在使用许多市售成功的非易失性固态存储器装置。所述存储器装置可利用不同类型的存储器单元，每一类型具有一个或一个以上电荷存储元件。EEPROM的实例和制造所述EEPROM的方法在美国专利第5,595,924号中给出。快闪EEPROM的实例、其在存储器系统中的使用和制造所述快闪EEPROM的方法在第5,070,032、5,095,344、5,315,541、5,343,063、5,661,053、5,313,421和6,222,762号美国专利中给出。具有NAND单元结构的存储器装置的实例在第5,570,315、5,903,495和6,046,935号美国专利中进行了描述。具有用于存储电荷的介电层的存储器装置的实例由艾坦(Eitan)等人的“规范：新型局部化陷阱、2位非易失性存储器单元(NORM：A NovelLocalized Trapping，2-Bit Nonvolatile Memory Cell)”(2000年11月第11期IEEE电 子装置学报，第21卷，第543-545页)且在第5,768,192和6,011,725号美国专利中进行描述。 

通常存储器装置被组织为以行和列布置并由字线及位线寻址的二维存储器单元阵列。所述阵列可根据NOR类型或NAND类型架构来形成。NOR类型存储器的实例揭示于美国专利第5,172,338及5,418,752号中。作为存储器系统的一部分的NAND架构阵列及其操作的实例见于美国专利第5,570,315、5,774,397及6,046,935号中。 

存储器经常会具有由于制造过程或在装置操作期间出现的有缺陷部分。特定而言，为了最大化制造良率，校正在制造时发现的缺陷以挽救否则有缺陷产品。存在许多用于管理所述缺陷的技术，包括错误校正编码或存储器的重新映射部分，例如美国专利第5,602,987、5,315,541、5,200,959、5,428,621及US2005/0141387A1号中所述。所述公告案的揭示内容以引用方式并入本文中。 

在制造之后，在出货之前会测试存储器芯片。如果发现缺陷，那么所述芯片可通过使用冗余部分来替代存储器的有缺陷部分来挽救。在存储器中发现的普遍缺陷类型是由于阵列的列问题所引起。例如，在快闪存储器中，列缺陷可由于存储器单元区域中的以下缺陷中的任一者引起：位线与位线短路；位线短路到其它信号；位线开路；不编程或编程太慢的坏单元；及/或坏数据锁存器。 

常规列冗余方案替换整列，包括所述位线、感测放大器及列内的数据锁存器。所述冗余方案还具有高速度匹配电路以及分离存取信号，在遭遇坏列时所述分离存取信号被启用。