專利名稱：一種存儲單元的數據讀取方法和用于mlc的靈敏放大器的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路的存儲器技術領域，特別是涉及一種存儲單元的狀態讀取方 法和一種用于多層單元閃存的靈敏放大器。
背景技術：
Sense amplifier (靈敏放大器)是存儲器器件中非常重要的電路，其主要用于將 存儲單元(cell)所存儲的數據位的狀態識別出來，以轉換為數字信號；靈敏放大器對存儲 器的性能非常關鍵。具體的，首先由于在存儲單元中數據位不同狀態之間的差異較小，需要Sense amplifier克服噪聲和干擾才能將不同狀態差異識別出來，從而完成數據的讀取。所以 Sense amplifier能否很好的識別各種狀態差異，就會直接影響到存儲器的性能。其次， Sense amplifier的速度也會在很大程度上影響存儲器的讀性能。因此，對存儲器器件的改 進，一個很好的角度就是對Senseamplifier的識別能力或者速度進行改進。現有的Flash 存儲器可以包括 SLC Flash Memory (Single-Level Cell，單層單元 閃存)和MLC Flash Memory (Multi-Level Cell，多層單元閃存)。它們之間的區別在于 SLC每一個存儲單元(cell)，只能存儲一位數據(兩個狀態0或1)，而MLC每一個單元可以 存儲兩位數據(4個狀態，00，01，10或11)或者兩位以上的數據，也就是說，MCL的數據密度 要比SLC至少大一倍。現有技術中，MLC主要有兩種讀取方案。一種方案是并行讀取在存儲cell的字線(WL)和參考cell的柵極(gate)上施 加相同的讀電壓，在存儲cell的位線(BL)和參考cell的漏極(drain)保持相近的電壓。 當開始讀取數據時，晶體管打開，而由于存儲cell和參考cell的電荷狀態不同，從而會導 致產生的電流不同。將上述存儲cell和三個參考cell的電流分別通過I_V(電流-電壓) 轉換電路，將不同的電流通過相同的阻抗器件得到不同的電壓值，從而將電流差異轉化為 了電壓差異。通過比較器比較兩個電壓信號，即可得到存儲數據位的狀態信息。但是這樣為了能夠保證所有四種狀態都能夠讀出來，需要把讀電壓抬升很高。現 有技術中一般采用帶有偏置電源的ZNMOS晶體管作為電流電壓轉換電路中的阻抗器件，該 阻抗器件具有如下特性在電流較小的情況下ZNMOS晶體管可以保持比較高的阻抗值，但 是隨著電流逐漸增大，ZNMOS晶體管的阻抗值則會急劇下降；而并行讀取需要較高的讀電 壓，從而使得電流的變化范圍太大，則根據上述阻抗器件的特性，電流電壓轉換電路中的阻 抗值的變化范圍也太大，這樣阻抗值就不能保持比較恒定的狀態，造成電壓差異的不穩定， 則存儲單元的數據狀態在比較器中無法準確識別，產生誤讀。另一種方案是串行讀取針對以上所述的四種不同的狀態，讀電壓分三步依次抬 升，分別讀取每一個狀態。這樣就避免了并行讀出的問題。但是，三步讀取則需要三倍于一 次讀取的時間，與并行性讀取相比，大大降低了讀取速度。總之，根據現有技術中的兩種方案，目前需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是如何改進MLC存儲單元數據狀態的讀取方法，提高Sense amplifier的識別能 力并且提高讀取速度。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種存儲單元的數據讀取方法，提高了存儲單 元的數據狀態在讀取過程中的識別能力并且提高讀取速度。 一種存儲單元的數據讀取方法，所述存儲單元存儲η位數據，共有2η種數據狀態， 則利用2η-1個參考單元進行讀取，所述方法包括一次讀取步驟，對存儲單元和第一參考單元施加讀電壓，并將所述存儲單元和第 一參考單元產生的電流轉換為電壓；比較存儲單元和第一參考單元的電壓，若滿足預置條 件，則判斷出所述存儲單元的數據狀態，若不滿足預置條件，則執行二次讀取步驟；二次讀取步驟，根據預置條件抬升或者降低施加到存儲單元和除第一參考單元以 外的剩余2η-2個參考單元的讀電壓，并將所述存儲單元和所述剩余2η-2個參考單元產生的 電流轉換為電壓；通過分別比較存儲單元和所述剩余2η-2個參考單元的電壓，判斷所述存 儲單元的數據狀態；根據上述一次讀取或二次讀取步驟判斷的數據狀態，輸出存儲單元存儲的數據信 肩、ο其中，所述預置條件具體為預置條件一，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲單元的電 壓小于第一參考單元的電壓；或者預置條件二，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最大，所述存儲單元 的電壓大于第一參考單元的電壓。進一步，不滿足預置條件一時，抬升施加到所述存儲單元和除第一參考單元以外 的剩余2η-2個參考單元的讀電壓。進一步，不滿足預置條件二時，降低施加到所述存儲單元和除第一參考單元以外 的剩余2η-2個參考單元的讀電壓。優選的，對于存儲兩位數據，有四種數據狀態的存儲單元，所述一次讀取步驟中判 斷所述存儲單元的數據狀態具體包括滿足預置條件一時，則判斷所述存儲單元的數據狀 態為數據狀態一。
優選的，對于存儲兩位數據，有四種數據狀態的存儲單元，所述二次讀取步驟中判 斷所述存儲單元的數據狀態具體包括若存儲單元的電壓小于第二參考單元的電壓，則判斷所述存儲單元的數據狀態為 數據狀態二；若存儲單元的電壓在第二參考單元的電壓與第三參考單元的電壓之間，則判斷所 述存儲單元的數據狀態為數據狀態三；若存儲單元的電壓大于第三參考單元的電壓，則判斷所述存儲單元的數據狀態為 數據狀態四。優選的，根據一次讀取步驟輸出存儲單元存儲的數據信息之后，還包括關閉所述 存儲單元相對應的靈敏放大器。
相應的，本發明還提供了一種用于多層單元閃存的靈敏放大器，包括2n個電流電壓轉換電路，用于當存儲單元和2n_l個參考單元加載讀電壓時，分別 將存儲單元和2n_l個參考單元產生的電流轉換為電壓；其中，所述存儲單元存儲η位數據， 共有2η種數據狀態；比較器，用于通過比較所述存儲單元與2η_1個參考單元的電壓，判斷所述存儲單 元的數據狀態，并輸出存儲單元存儲的數據信息，所述比較器包括第一判斷單元，用于當對存儲單元和第一參考單元施加讀電壓時，比較存儲單元 和第一參考單元的電壓，若滿足預置條件，則判斷出所述存儲單元的數據狀態并輸出數據 信息，若不滿足預置條件，則觸發第二判斷單元；第二判斷單元，用于當根據預置條件抬升或者降低施加到存儲單元和除第一參考 單元以外的剩余2η-2個參考單元的讀電壓時，通過分別比較存儲單元和所述剩余2η-2個參 考單元的電壓，判斷所述存儲單元的數據狀態并輸出數據信息。其中，所述預置條件具體為預置條件一，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲單元的電 壓小于第一參考單元的電壓；或者預置條件二，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最大，所述存儲單元 的電壓大于第一參考單元的電壓。進一步，不滿足預置條件一時，抬升施加到所述存儲單元和除第一參考單元以外 的剩余2η-2個參考單元的讀電壓。進一步，不滿足預置條件二時，降低施加到所述存儲單元和除第一參考單元以外 的剩余2η-2個參考單元的讀電壓。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明對現有的存儲單元的數據讀取方法進行了改進，結合并行讀取和串行讀取 兩種方法的優點，增強了識別能力并提高了讀取速度。首先施加一個讀電壓，比較存儲單元 和第一參考單元的電壓，判斷所述存儲單元的數據狀態；當不能判斷存儲單元的數據狀態 時，抬升或者降低讀電壓，比較存儲單元和除第一參考單元以外的剩余2η_2個參考單元的 電壓，判斷所述存儲單元的數據狀態，即一次讀取先判斷存儲單元存儲有最小電荷或者最 大電荷的數據狀態，二次讀取對剩下的數據狀態并行讀取判斷。該方法使得電流的變化在 較小的范圍，則電流電壓轉換電路中的阻抗值的變化范圍也較小，保證電流電壓轉換電路 中的阻抗值保持比較恒定的狀態，則電壓差異比較穩定，使得存儲單元的數據狀態在讀取 過程中能夠準確識別，保證讀取正確。此外，分兩步讀取，與串行讀取相比減少了讀取時間，提高了效率；同時，在一次讀 取時，如果已經確定存儲單元的數據狀態，則不需要進行二次讀取的操作，這樣把相應的靈 敏放大器關斷，能夠節省功耗，并降低該存儲單元大電流對其它的存儲單元的影響。
圖1是本發明一種存儲cell的數據讀取方法實施例的流程圖；圖2是本發明一種存儲cell的數據讀取方法優選實施例的流程圖；圖3是本發明一種存儲cell的數據讀取方法優選實施例存儲cell的數據狀態對應電壓的分布范圍示意圖；圖4是本發明一種用于多層單元閃存的靈敏放大器的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。本發明的核心構思在于將并行讀取和串行讀取的方法相結合，首先施加一個讀電 壓，根據存儲單元和第一參考單元的電壓的比較結果，對存儲單元的數據狀態進行一次讀 取，若不能讀取存儲單元的數據狀態，則抬升或者降低讀電壓，進行二次讀取。兩次讀取比 并行讀取電流的變化范圍要小，從而電流電壓轉換電路中的阻抗值的變化范圍也較小，得 到的電壓差異比較穩定，使得存儲單元的數據狀態在比較器中能夠準確識別。同時，分兩步 讀取，與串行讀取相比減少了讀取時間。半導體存儲器(Memory) —般由字線(WL)行和位線(BL)列組成，每一行和列的交 叉點是一個存儲單元(cell)。存儲cell由晶體管和電容組成。存儲cell中的數據狀態取 決于存儲在電容中的電荷，晶體管的開關控制數據的存取。在存儲cell的WL和參考cell 的柵極(gate)上施加相同的讀電壓，所述讀電壓大于晶體管的開啟電壓時，晶體管導通， 有電流流過，則進行數據的讀取。而由于存儲cell和參考cell的電荷狀態不同，從而會導 致產生的電流不同。將存儲cell和參考cell的電流分別通過電流電壓轉換電路(即將不 同的電流通過相同的阻抗器件)，得到不同的電壓值，不同的電壓值代表了存儲cell的數 據狀態，即將代表數據狀態的電荷轉換成電壓，根據比較存儲cell和參考eel 1的電壓差異 判斷數據狀態。參照圖1，示出了本發明一種存儲cell的數據讀取方法實施例，該方法的具體步 驟包括步驟101，對存儲cell和第一參考單元施加讀電壓，并將所述存儲cell單元和第 一參考單元產生的電流轉換為電壓；存儲cell存儲的電荷代表了存儲cell的數據狀態，當開始讀取數據時，施加一個 讀電壓，保證施加的讀電壓能夠使存儲cell和第一參考cell的晶體管導通，所述第一參考 cell用于對存儲cell存儲有最小電荷或者最大電荷時代表的數據狀態的判斷。由于存儲 cell和第一參考cell存儲有不同的電荷，晶體管導通后二者產生不同的電流，存儲cell和 第一參考cell通過電流電壓轉換電路將產生的不同電流轉換為不同的電壓。步驟102，比較存儲cell和第一參考單元的電壓，根據是否滿足預置條件，判斷所 述存儲cell的數據狀態，若滿足，則判斷出所述存儲cell的數據狀態，若不滿足，則執行步 驟 103 ；比較存儲cell和第一參考cell的電壓，進行一次讀取，所述預置條件包括預置條件一，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲cell的電 壓小于第一參考單元的電壓，由于代表數據狀態的電荷轉換成了電壓，則根據電壓的比較， 判斷此時所述存儲cell存儲有最小電荷代表的數據狀態；或者預置條件二，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最大，所述存儲單元 的電壓大于第一參考單元的電壓，由于代表數據狀態的電荷轉換成了電壓，則根據電壓的比較，判斷此時所述存儲cell存儲有最大電荷代表的數據狀態。若不滿足上述預置條件，此步驟不能判斷出所述存儲cell的數據狀態，則執行步 驟103進行二次讀取判斷。步驟103，根據預置條件抬升或者降低施加到存儲cell和除第一參考單元以外的 剩余2n-2個參考單元的讀電壓，并將所述存儲cell和所述剩余2n-2個參考單元產生的電 流轉換為電壓；若通過步驟102不能判斷存儲cell的數據狀態，則進行二次讀取，具體方法為根據上述步驟102，不滿足預置條件一時，抬升施加到所述存儲單元和除第一參考 單元以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓，保證所述存儲cell存儲有最大電荷代表的數 據狀態時，施加的讀電壓能夠使存儲cell和參考cell的晶體管導通；根據上述步驟102，不滿足預置條件二時，降低施加到所述存儲單元和除第一參考 單元以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓，保證所述存儲cell存儲有除最大電荷以外的 電荷代表的數據狀態時，施加的讀電壓能夠使存儲cell和參考cell的晶體管導通。同步驟101，存儲cell和剩余2n_2個參考單元存儲有不同的電荷，晶體管導通后 它們產生不同的電流，通過電流電壓轉換電路將產生的不同電流轉換為不同的電壓。步驟104，通過分別比較存儲cell和所述剩余2n_2個參考單元的電壓，判斷所述 存儲cell的數據狀態；所述2n_2個電壓的比較并行進行，實現二次讀取，2n_2個參考單元的電壓劃分了 2n-l種數據狀態，參考cell的電壓落入哪部分參考電壓的范圍，即可判斷出所述存儲cell 的數據狀態。步驟105，根據上述步驟102或步驟104判斷的數據狀態，輸出參考cell存儲的數 據信息。根據本發明的存儲cell的數據讀取方法，若存儲cell存儲有最小電荷或者最大 電荷時代表的數據狀態時，通過一次讀取即可以讀得出數據狀態，方便高效，并且兩次讀取 比并行讀取電流的變化范圍要小，從而電流電壓轉換電路中的阻抗值的變化范圍也較小， 得到的電壓差異比較穩定，使得存儲單元的數據狀態在比較器中能夠準確識別。此外，分兩 步讀取，與串行讀取相比減少了讀取時間。在本發明的一個優選實施例中，對于存儲兩位數據，有四種數據狀態的存儲單元， 按照存儲cell存儲的電荷由小到大，即存儲cell產生的電流通過電流電壓轉換電路后得 到的電壓由小到大，對應數據狀態為數據狀態一、數據狀態二、數據狀態三和數據狀態四， 本發明實施例中數據狀態一具體為11狀態、數據狀態二具體為10狀態、數據狀態三具體為 01狀態，數據狀態四具體為00狀態。所述參考cell包括第一參考cell、第二參考cell 和第三參考cell。參見圖2，該方法實施例的具體步驟包括步驟201，對存儲cell和第一參考cell施加讀電壓，并將所述存儲cell和第一參 考cell產生的電流轉換為電壓；當開始讀取數據時，施加一個讀電壓，保證當存儲cell存儲有表示數據狀態11的 電荷時，施加的讀電壓能夠使存儲cell和參考cell的晶體管導通，所述第一參考cell用 于對存儲cell的數據狀態是否為11狀態的判斷。同時在晶體管導通后將存儲cell和第 一參考cell產生的不同電流通過電流電壓轉換電路轉換為不同的電壓。
步驟202，比較存儲cell和第一參考cell的電壓，根據是否滿足預置條件，判斷所 述存儲cell的數據狀態，若滿足，則判斷出所述存儲cell的數據狀態，若不滿足，則執行步 驟 203 ；比較存儲cell和第一參考cell的電壓，進行一次讀取，具體方法為若滿足預置條件參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲cell 的電壓小于第一參考cell的電壓，則判斷出所述存儲cell的數據狀態為11狀態；若不滿 足預置條件，即存儲cell的電壓大于第一參考cell的電壓，則不能判斷存儲cell的數據 狀態，因此第一參考cell的電壓為判斷存儲cell的數據狀態是否為11狀態的標準。步驟203，抬升施加到存儲cell和第二參考單元、第三參考單元的讀電壓，并將所 述存儲cell和第二參考cell、第三參考cell產生的電流轉換為電壓；若通過步驟202不能判斷存儲cell的數據狀態，則進行二次讀取。此次讀取需要 抬升加載的讀電壓，保證當存儲cell存儲有表示數據狀態00的電荷時，施加的讀電壓能夠 使存儲cell和參考cell的晶體管導通，即此時的讀電壓能夠保證除步驟201外所述的其 它數據狀態的識別，第二參考cell、第三參考cell用于對存儲cell的數據狀態10狀態、01 狀態和00狀態的判斷。同步驟201，存儲cell和第一參考cell、第二參考cell存儲有不 同的電荷，晶體管導通后三者產生不同的電流，通過電流電壓轉換電路將產生的不同電流 轉換為不同的電壓。步驟204，通過分別比較存儲cell和第二參考cell、第三參考cell的電壓，判斷 所述存儲cell的數據狀態；分別將存儲cell的電壓和第二參考cell、第三參考cell的電壓進行比較，所述兩 個電壓的比較并行進行，實現二次讀取，具體方法為若存儲cell的電壓小于第二參考cell的電壓，則判斷所述存儲cell的數據狀態 為10狀態；若存儲cell的電壓在第二參考cell的電壓與第三參考cell的電壓之間，則判斷 所述存儲cell的數據狀態為01狀態；若存儲cell的電壓大于第三參考cell的電壓，則判斷所述存儲cell的數據狀態 為00狀態。即第二參考cell的電壓為判斷存儲cell的數據狀態為10狀態和01狀態的劃分 標準。第三參考cell的電壓為判斷存儲cell的數據狀態為01狀態和00狀態的劃分標準。步驟205，根據上述步驟202或步驟204判斷的數據狀態，輸出存儲cell存儲的數 據信息；若在一次讀取時，判斷數據狀態為11狀態，則根據此狀態輸出存儲cell存儲的數 據信息，此時，不需要進行二次讀取。優選的，在一次讀取中根據判斷的數據狀態輸出存儲 cell存儲的數據信息之后，關閉所述存儲cell相對應的靈敏放大器，從而節省功耗，并降 低存儲cell大電流對其它的存儲cell的影響。相應的，在二次讀取時，根據對數據狀態10狀態、01狀態或00狀態的判斷，輸出存 儲cell存儲的數據信息。具體的，根據本發明優選實施例所述，假設通過電流電壓轉換電路得到的三個參 考cell的電壓依次為V1 = 2. 9V，V2 = 4. 5V，V3 = 6. IV，根據本發明的數據讀取方法，串并行讀取相結合判斷存儲cell的數據狀態。首先進行一次讀取，對存儲cell和第一參考cell 施加一個較小的讀電壓，保證當存儲cell存儲有表示數據狀態11的電荷時，施加的讀電壓 能夠使存儲cell和參考cell的晶體管導通。如果存儲cell的轉化電壓V = 2. 5V，即V < V1，判斷存儲cell的數據狀態為11狀 態，則根據一次讀取判斷的數據狀態輸出存儲cell存儲的數據信息，不再進行二次讀取。如果存儲cell的電壓V = 4. 3V，即V > V1,根據一次讀取不能判斷存儲cell的數 據狀態，則抬升施加到存儲cell和第二參考單元、第三參考單元的讀電壓，進行二次讀取。 由于V1 < V < V2，判斷存儲cell的數據狀態為10狀態。如果存儲cell的電壓V = 5. 2V，即V > V1,根據一次讀取不能判斷存儲cell的數 據狀態，則抬升施加到存儲cell和第二參考單元、第三參考單元的讀電壓，進行二次讀取。 由于V2 < V < V3，判斷存儲cell的數據狀態為01狀態。如果存儲cell的電壓V = 6. 3V，即V > V3,根據一次讀取不能判斷存儲cell的數 據狀態，則抬升施加到存儲cell和第二參考單元、第三參考單元的讀電壓，進行二次讀取。 由于V > V3，判斷存儲cell的數據狀態為00狀態。本發明的優選實施例，在步驟204中只針對三種數據狀態的識別，電流的變化在 較小的范圍，從而使電流電壓轉換電路中的阻抗值的變化范圍也較小，能夠保證電流電壓 轉換電路中的阻抗值保持比較恒定的狀態，電壓差異比較穩定，使得存儲cell的數據狀態 在讀取過程中能夠準確識別，保證讀取正確。同時，本發明實施例分兩步讀取，與串行分三 步讀取的方法相比，減少了讀取時間，提高了效率。此外，如圖3所示的本優選實施例存儲 cell的數據狀態對應電壓的分布范圍示意圖，存儲cell的電壓最小時存儲的數據狀態為 11狀態，其對應電壓的分布范圍最廣，由于11狀態是存儲器的擦除Erase狀態，通過一次讀 取可以將其確定下來并擦除掉，這樣，剩下的數據狀態對應電壓的分布范圍相對較窄，可以 通過并行讀取判斷，提高了數據讀取的效率。參照圖4，示出了本發明一種用于多層單元閃存的靈敏放大器，具體可以包括2n個電流電壓轉換電路401，用于當存儲單元和2n_l個參考單元加載讀電壓時，分 別將存儲單元和2n_l個參考單元產生的電流轉換為電壓；其中，所述存儲單元存儲η位數 據，共有2η種數據狀態；比較器402，用于通過比較所述存儲單元與2η_1個參考單元的電壓，判斷所述存儲 單元的數據狀態，并輸出存儲單元存儲的數據信息，所述比較器402包括第一判斷單元4021，用于當對存儲單元和第一參考單元施加讀電壓時，比較存儲 單元和第一參考單元的電壓，若滿足預置條件，則判斷出所述存儲單元的數據狀態并輸出 數據信息，若不滿足預置條件，則觸發第二判斷單元；第二判斷單元4022，用于當根據預置條件抬升或者降低施加到存儲單元和除第一 參考單元以外的剩余2η-2個參考單元的讀電壓時，通過分別比較存儲單元和所述剩余2η-2 個參考單元的電壓，判斷所述存儲單元的數據狀態并輸出數據信息。其中，所述預置條件具體為預置條件一，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲單元的電 壓小于第一參考單元的電壓；預置條件二，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最大，所述存儲單元的電壓大于第一參考單元的電壓。進一步，不滿足預置條件一時，抬升施加到所述存儲單元和除第一參考單元以外 的剩余2n-2個參考單元的讀電壓。進一步，不滿足預置條件二時，降低施加到所述存儲單元和除第一參考單元以外 的剩余2n-2個參考單元的讀電壓。所述2n個電流電壓(IV)轉換電路401，通過位線分別連接到一個存儲cell 403 的晶體管源極和2n-l個參考cell 404的晶體管源極。當存儲cell和2n_l個參考cell的 晶體管都導通時，2"個cell分別引出？“個電流‘‘丄”‘…‘^，其中山表示當前存 儲cell的電流，IK1、IK2、IK3. . . Ik2i^1分別表示2η-1個參考cell的電流。通過電流電壓轉換 電路，將上述2n個電流轉換為2n個電壓，然后通過比較器402比較存儲cell的電壓和參考 cell的電壓，即可根據比較結果判斷當前存儲cell的數據狀態，輸出存儲cell存儲的數據 fn息ο在一次讀取時，在存儲cell的WL (—排cell的gate連接在一起)和參考cell 的WL上施加一個讀電壓，保證存儲cell和參考cell的晶體管導通。通過電流電壓轉換電 路，將所述存儲cell和第一參考cell產生的電流轉換為電壓，此時，根據比較器402的第 一判斷單元4021，比較存儲cell和第一參考cell的電壓，若滿足預置條件，則判斷出所述 存儲cell的數據狀態；若不滿足預置條件，則不能判斷出所述存儲cell的數據狀態，觸發 第二判斷單元，進行二次讀取。二次讀取具體包括抬升或者降低施加到存儲cell和除第 一參考單元以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓，保證當存儲cell存儲有除第一次讀取 表示數據狀態的電荷時，存儲cell和參考cell的晶體管導通，根據比較器402的第二判斷 單元4022，比較存儲cell和剩余2n_2個參考單元的電壓，判斷所述存儲cell的數據狀態， 輸出存儲cell存儲的數據信息。所述靈敏放大器的具體工作方式與前面所述的存儲單元 的數據讀取方法類似，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發明所提供的一種存儲單元的數據讀取方法以及一種用于多層單元閃 存的靈敏放大器，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進 行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本 領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處， 綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
一種存儲單元的數據讀取方法，所述存儲單元存儲n位數據，共有2n種數據狀態，則利用2n 1個參考單元進行讀取，其特征在于，所述方法包括一次讀取步驟，對存儲單元和第一參考單元施加讀電壓，并將所述存儲單元和第一參考單元產生的電流轉換為電壓；比較存儲單元和第一參考單元的電壓，若滿足預置條件，則判斷出所述存儲單元的數據狀態，若不滿足預置條件，則執行二次讀取步驟；二次讀取步驟，根據預置條件抬升或者降低施加到存儲單元和除第一參考單元以外的剩余2n 2個參考單元的讀電壓，并將所述存儲單元和所述剩余2n 2個參考單元產生的電流轉換為電壓；通過分別比較存儲單元和所述剩余2n 2個參考單元的電壓，判斷所述存儲單元的數據狀態；根據上述一次讀取或二次讀取步驟判斷的數據狀態，輸出存儲單元存儲的數據信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預置條件具體為預置條件一，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲單元的電壓小 于第一參考單元的電壓；或者預置條件二，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最大，所述存儲單元的電 壓大于第一參考單元的電壓。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，不滿足預置條件一時，抬升施加到所述存 儲單元和除第一參考單元以外的剩余2η-2個參考單元的讀電壓。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，不滿足預置條件二時，降低施加到所述存 儲單元和除第一參考單元以外的剩余2η-2個參考單元的讀電壓。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，對于存儲兩位數據，有四種數據狀態的存 儲單元，所述一次讀取步驟中判斷所述存儲單元的數據狀態具體包括滿足預置條件一時，則判斷所述存儲單元的數據狀態為數據狀態一。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，對于存儲兩位數據，有四種數據狀態的存 儲單元，所述二次讀取步驟中判斷所述存儲單元的數據狀態具體包括若存儲單元的電壓小于第二參考單元的電壓，則判斷所述存儲單元的數據狀態為數據 狀態二 ；若存儲單元的電壓在第二參考單元的電壓與第三參考單元的電壓之間，則判斷所述存 儲單元的數據狀態為數據狀態三；若存儲單元的電壓大于第三參考單元的電壓，則判斷所述存儲單元的數據狀態為數據 狀態四。
7.根據權利要求1或5所述的方法，其特征在于，根據一次讀取步驟輸出存儲單元存儲 的數據信息之后，還包括關閉所述存儲單元相對應的靈敏放大器。
8.一種用于多層單元閃存的靈敏放大器，其特征在于，包括2η個電流電壓轉換電路，用于當存儲單元和2η-1個參考單元加載讀電壓時，分別將存 儲單元和2η-1個參考單元產生的電流轉換為電壓；其中，所述存儲單元存儲η位數據，共有 2η種數據狀態；比較器，用于通過比較所述存儲單元與2η-1個參考單元的電壓，判斷所述存儲單元的 數據狀態，并輸出存儲單元存儲的數據信息，所述比較器包括第一判斷單元，用于當對存儲單元和第一參考單元施加讀電壓時，比較存儲單元和第一參考單元的電壓，若滿足預置條件，則判斷出所述存儲單元的數據狀態并輸出數據信息， 若不滿足預置條件，則觸發第二判斷單元；第二判斷單元，用于當根據預置條件抬升或者降低施加到存儲單元和除第一參考單元 以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓時，通過分別比較存儲單元和所述剩余2n-2個參考單 元的電壓，判斷所述存儲單元的數據狀態并輸出數據信息。
9.根據權利要求8所述的靈敏放大器，其特征在于，所述預置條件具體為預置條件一，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最小，所述存儲單元的電壓小 于第一參考單元的電壓；或者預置條件二，參考單元中所述第一參考單元產生的電壓最大，所述存儲單元的電 壓大于第一參考單元的電壓。
10.根據權利要求9所述的靈敏放大器，其特征在于，不滿足預置條件一時，抬升施加 到所述存儲單元和除第一參考單元以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓。
11.根據權利要求9所述的靈敏放大器，其特征在于，不滿足預置條件二時，降低施加 到所述存儲單元和除第一參考單元以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓。
全文摘要
本發明提供了一種存儲單元的數據讀取方法和一種用于多層單元閃存的靈敏放大器。所述方法包括一次讀取，對存儲單元和第一參考單元施加讀電壓，并將存儲單元和第一參考單元產生的電流轉換為電壓；比較二者的電壓，若存滿足預置條件，則判斷出存儲單元的數據狀態，否則執行二次讀取根據預置條件抬升或者降低施加到存儲單元和除第一參考單元以外的剩余2n-2個參考單元的讀電壓，并將存儲單元和剩余2n-2個參考單元產生的電流轉換為電壓；比較存儲單元和參考單元的電壓，判斷存儲單元的數據狀態，最后根據判斷的數據狀態輸出數據信息。本發明電流的變化范圍小，得到的電壓差異比較穩定，使得數據狀態能夠準確識別，與串行讀取相比減少了讀取時間。
文檔編號G11C16/26GK101958142SQ20091008895
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月14日 優先權日2009年7月14日
發明者舒清明, 蘇志強 申請人:北京芯技佳易微電子科技有限公司