(57)【要約】【課題】  より簡易な構成でかつ高精度に無電源期間のデータ保持状態をモニタすることができる不揮発性記憶装置を提供する。【解決手段】  不揮発性記憶装置１を、データ記憶部２と、参照メモリセル部３と、状態検出部４と、制御回路部５とを備える構成とし、各部の構成及び機能を次のようにする。参照メモリセル部３は、非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセル３ａを含む。状態検出部４は、参照メモリセル３ａの状態を検出する。そして、制御回路部５は、状態検出部４での検出結果に基づいて、非動作期間のデータ保持状態を特定する。【選択図】  図１
2012094210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ記憶部と、
非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセルを含む参照メモリセル部と、
前記参照メモリセルの状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部での検出結果に基づいて、前記非動作期間のデータ保持状態を特定する制御回路部と
を備える不揮発性記憶装置。
【請求項２】
前記状態検出部が、前記参照メモリセルの状態として、前記参照メモリセルの閾値を求め、
前記制御回路部が、前記参照メモリセルの劣化度、及び、再動作時に前記状態検出部で求めた前記参照メモリセルの閾値に基づいて前記非動作期間の前記参照メモリセルの閾値の変動特性を特定し、該特定された変動特性に基づいて前記非動作期間のデータ保持状態を特定し、かつ、該特定された前記非動作期間のデータ保持状態に対応する所定動作を行う
請求項１に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項３】
前記参照メモリセルは、予め所定の劣化度で劣化されている
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項４】
前記制御回路部は、前記特定された前記非動作期間の前記参照メモリセルの閾値の変動特性に基づいて、前記非動作期間の経過時間及び／又は保存環境温度を算出する
請求項３に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項５】
前記参照メモリセル部が、第１劣化度を有する第１参照メモリセルと、該第１劣化度とは異なる第２劣化度を有する第２参照メモリセルとを含み、
前記制御回路部が、前記第１参照メモリセルの前記第１劣化度、及び、再動作時に前記状態検出部で求めた前記第１参照メモリセルの閾値に基づいて前記非動作期間の前記第１参照メモリセルの閾値の第１変動特性を特定し、前記第２参照メモリセルの前記第２劣化度、及び、該再動作時に前記状態検出部で求めた前記第２参照メモリセルの閾値に基づいて前記非動作期間の前記第２参照メモリセルの閾値の第２変動特性を特定し、かつ、該特定された第１変動特性及び第２変動特性に基づいて前記非動作期間の経過時間及び保存環境温度を特定する
請求項４に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項６】
前記制御回路部が、前記参照メモリセルの閾値の変動特性を格納する変動特性記憶部を有する
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項７】
前記データ記憶部が、複数のデータ記憶用メモリセルを有し、
前記参照メモリセルと、前記データ記憶用メモリセルとが同じ構成である
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項８】
前記参照メモリセルの劣化度は、前記参照メモリセルの書き換え回数により調整される
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項９】
前記参照メモリセルの劣化度は、前記参照メモリセルに電圧又は電流を印加することにより調整される
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１０】
前記制御回路部は、前記非動作期間の開始時に、前記参照メモリセルに書き込みを行う
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１１】
前記制御回路部は、前記データ記憶部の書き換え回数を管理する書き換え回数管理部を有し、該書き換え管理部で管理される前記データ記憶部の書き換え回数、及び、前記特定された前記非動作期間のデータ保持状態に基づいて、前記所定動作を行う
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１２】
前記所定動作が、前記データ記憶部に格納された所定のデータを消去する動作である
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１３】
前記所定動作が、前記データ記憶部に格納された所定のデータに対して再書き込みを行う動作である
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１４】
前記所定動作が、外部装置に警告信号を出力する動作である
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１５】
前記参照メモリセルが、窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルである
請求項２に記載の不揮発性記憶装置。
【請求項１６】
データ記憶部と、非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセルを含む参照メモリセル部と、該参照メモリセルの状態を検出する状態検出部と、該非動作期間のデータ保持状態を特定する制御回路部とを備える不揮発性記憶装置の前記制御回路部が、前記状態検出部を介して、再動作時の前記参照メモリセルの状態として、前記参照メモリセルの閾値を取得するステップと、
前記制御回路部が、前記参照メモリセルの劣化度、及び、前記取得した前記参照メモリセルの閾値に基づいて前記非動作期間の前記参照メモリセルの閾値の変動特性を特定し、該特定された変動特性に基づいて前記非動作期間の前記データ保持状態を特定するステップと、
前記制御回路部が、前記特定された前記非動作期間のデータ保持状態に基づいて、該データ保存状態に対応する所定動作を行うステップと
を含むデータ保持状態監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的にデータの書き換えが可能であり、かつ、無電源状態でもデータを保存することができる不揮発性記憶装置及びそのデータ保持状態監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリ等の不揮発性半導体記憶装置が様々な分野で使用されている。不揮発性半導体記憶装置では、例えば書き換え回数やデータ保持耐性等の向上（信頼性向上）、及び、構造の微細化によるコスト低減が、従来から常に重要な課題となっている。特に、データ保持耐性は、電源供給無しでもデータ保存が可能という大きな特徴を有する不揮発性半導体記憶装置において、その価値を決める重要な項目である。
【０００３】
データ保持耐性は、書き換え回数（素子の劣化度）や保存環境等により大きく変動するため、従来の信頼性設計はあらゆる使用環境を考慮して行われ、現在では、例えばデータ保持期間を１０年間とする製品仕様が提示されている。なお、その信頼性評価手法も、ＪＥＤＥＣ（Joint Electron Device Engineering Council）やＪＥＳＤ（JEDEC Standards）４７Ｅの規格に規定されている。
【０００４】
また、従来、不揮発性半導体記憶装置の書き換え回数をモニタして劣化度を検出する手法が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。さらに、保存環境を示すパラメータの一つである保持時間（無電源状態で保持されている期間）を計時する手法も、従来、提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献２では、２つの機能ブロック（メモリ及びデコーダ）間に半導体時限スイッチを設けた有効期限付き機能利用装置が提案されており、半導体時限スイッチは電源が切断された際に動作し、所定時間が経過するとオフ状態となる。すなわち、半導体時限スイッチが無電源状態での計時デバイスとして作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４１５９９号公報
【特許文献２】特許第４０６８５１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、不揮発性記憶装置の信頼性向上を図るためには、無電源期間（非動作期間）のデータ保持状態をモニタして、不揮発性記憶装置の劣化度を評価することが望ましい。なお、ここでいう「非動作期間」は、例えば、不揮発性記憶装置がホストマシンから外された状態（電源断状態）の期間を含む。さらに、「非動作期間」には、ホストマシンに装着された状態で、ある時刻で例えば書き込み、消去等の処理が実施されてから、次に例えば書き込み、消去等の処理が実施されるまでの期間も含まれる。
【０００８】
不揮発性記憶装置において、上記特許文献２で提案されている計時デバイスを用いて非動作期間の経過時間を計時することは可能である。しかしながら、非動作期間の経過時間のみで、非動作期間のデータ保持状態を正確に検出することは困難である。さらに、この手法では、計時デバイスを別途作製して、不揮発性記憶装置に実装する必要があり、この場合、コストが増大するという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記状況を鑑みなされたものである。本発明の目的は、上述した計時デバイスを別途作製して実装することなく、より簡易な構成でかつ高精度に非動作期間のデータ保存状態を検出することができる不揮発性記憶装置及びそのデータ保持状態監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の不揮発性記憶装置は、データ記憶部と、参照メモリセル部と、状態検出部と、制御回路部とを備える構成とし、各部の構成及び機能を次のようにする。参照メモリセル部は、非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセルを含む。状態検出部は、参照メモリセルの状態を検出する。そして、制御回路部は、状態検出部での検出結果に基づいて、非動作期間のデータ保持状態を特定する。
【００１１】
また、本発明のデータ保持状態監視方法は、上記本発明の不揮発性記憶装置におけるデータ保持状態の監視方法であり、次の手順で行われる。まず、制御回路部が、状態検出部を介して、再動作時の参照メモリセルの状態として、参照メモリセルの閾値を取得する。次いで、制御回路部が、参照メモリセルの劣化度、及び、取得した参照メモリセルの閾値に基づいて非動作期間の参照メモリセルの閾値の変動特性を特定し、該特定された変動特性に基づいて非動作期間のデータ保持状態を特定する。そして、制御回路部が、特定された非動作期間のデータ保持状態に基づいて、該データ保存状態に対応する所定動作を行う。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように、本発明では、非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセルを設け、状態検出部で参照メモリセルの状態を検出し、その検出結果に基づいて、非動作期間のデータ保持状態を特定する。すなわち、本発明では、非動作期間における参照メモリセルの状態（物理的な特性）を検出してデータ保持状態を特定する。それゆえ、本発明によれば、非動作期間のデータ保持状態を高精度に検出（モニタ）することができる。
【００１３】
また、本発明では、上記特許文献２で提案されているような計時デバイスを別途設ける必要がなく、非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセルを設けるだけの構成であるので、より簡易な構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る不揮発性記憶装置の概略ブロック構成図である。
【図２】窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルの概略断面図である。
【図３】窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルの閾値電圧の変動特性例を示す図である。
【図４】窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルの閾値電圧の変動特性例を示す図である。
【図５】窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルの閾値電圧の変動特性例を示す図である。
【図６】窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルの閾値電圧の変動特性例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る不揮発性記憶装置におけるデータ保持状態の監視処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態に係る不揮発性記憶装置及びそのデータ保持状態監視手法の一例を、図面を参照しながら下記の順で説明する。なお、本発明は下記の例に限定されない。
１．不揮発性記憶装置の構成例
２．データ保持状態の検出原理
３．データ保持状態の監視手法
４．各種変形例
【００１６】
＜１．不揮発性記憶装置の構成例＞
［不揮発性半導体メモリの構成］
図１に、本発明の一実施形態に係る不揮発性半導体メモリ（不揮発性記憶装置）の概略構成を示す。なお、図１は、本実施形態の不揮発性半導体メモリの概略ブロック構成図である。
【００１７】
不揮発性半導体メモリ１は、データ記憶部２と、参照メモリセル部３と、閾値検出部４（状態検出部）と、制御回路部５とを備える。
【００１８】
データ記憶部２は、データ記憶用の複数の不揮発性半導体メモリセル２ａ（以下、データメモリセル２ａという）で構成される。データメモリセル２ａ（データ記憶用メモリセル）の数は、必要とする記憶容量により適宜設定される。なお、データ記憶部２で用いるデータメモリセル２ａの構成は、後で詳述する。
【００１９】
参照メモリセル部３は、データ保持状態監視用の少なくとも一つの不揮発性半導体メモリセル３ａ（以下、参照メモリセル３ａという）で構成される。なお、本実施形態では、参照メモリセル３ａを、データ記憶部２内のデータメモリセル２ａと同じ構成とする。ただし、本発明はこれに限定されず、参照メモリセル３ａを、データメモリセル２ａとは異なる構成にしてもよい。また、データ記憶部２のエリアに対する参照メモリセル部３のエリアの割合は例えば用途等に応じて適宜設定される。なお、参照メモリセル部３及び参照メモリセル３ａの具体的な構成は、後で詳述する。
【００２０】
閾値検出部４は、参照メモリセル部３及び制御回路部５に接続され、参照メモリセル３ａの閾値電圧（状態）を検出し、該検出した閾値電圧を制御回路部５に出力する。なお、本実施形態では、閾値検出部４では、参照メモリセル３ａの閾値電圧を直接測定してもよいし、例えば、次のようにして間接的に参照メモリセル３ａの閾値電圧を求めてもよい。まず、参照メモリセル３ａの閾値を特定するための基準電流源（基準セル）を不揮発性半導体メモリ１内に複数設ける。そして、閾値検出部４は、参照メモリセル３ａの特性と、各基準電流源の特性とを比較して、その比較結果に対応する閾値電圧を出力するように構成してもよい。
【００２１】
制御回路部５は、不揮発性半導体メモリ１の動作全体を制御する回路である。例えば、制御回路部５は、データ記憶部２へのデータの書き込み、データ消去等の処理動作の制御を行う。
【００２２】
また、制御回路部５は、演算部５ａと、記憶部５ｂ（変動特性記憶部）とを備える。演算部５ａは、閾値検出部４及び記憶部５ｂに接続される。なお、記憶部５ｂには、後述するように、例えば、参照メモリセル３ａの閾値電圧の変動特性（変動曲線）を示すデータが格納される。
【００２３】
演算部５ａは、再動作時に閾値検出部４で検出された参照メモリセル３ａの閾値電圧、及び、記憶部５ｂに格納された参照メモリセル３ａの閾値電圧の変動特性のデータに基づいて、非動作期間のデータ保持状態を示すパラメータを同定（検出）する。具体的には、演算部５ａは、非動作期間の保持時間ｔ（経過時間）及び／又は保存環境温度Ｔを検出する。そして、演算部５ａは、検出したデータ保持状態を示すパラメータを、インターフェース（図１中のＩ／Ｆ）を介して外部のホストマシンに出力する。なお、非動作期間のデータ保持状態を示すパラメータの検出原理は、後で詳述する。
【００２４】
［不揮発性半導体メモリセルの構成］
次に、データ記憶部２及び参照メモリセル部３で用いる不揮発性半導体メモリセル（データメモリセル２ａ及び参照メモリセル３ａ）の構成を説明する。なお、本実施形態では、不揮発性半導体メモリセルとして、窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルを用いる。
【００２５】
図２に、窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセル（以下、単にメモリセルという）の概略構成を示す。なお、図２は、窒化膜トラップ型のメモリセル１０の概略断面図である。
【００２６】
メモリセル１０は、主に、半導体基板１１と、該半導体基板の一方の表面付近に形成されたソース領域１２及びドレイン領域１３と、第１酸化膜１４と、窒化膜１５と、第２酸化膜１６と、ゲート電極１７とで構成される。そして、第１酸化膜１４、窒化膜１５、第２酸化膜１６及びゲート電極１７は、半導体基板１１のソース領域１２及びドレイン領域１３間の表面上に、この順で積層される。すなわち、窒化膜トラップ型のメモリセル１０では、窒化膜１５が第１酸化膜１４及び第２酸化膜１６で挟み込まれた構造となる。
【００２７】
なお、半導体基板１１は、例えばＳｉ基板で形成される。また、窒化膜１５は例えばＳｉＮ膜で形成され、第１酸化膜１４及び第２酸化膜１６は例えばＳｉＯ２膜で形成される。
【００２８】
窒化膜トラップ型のメモリセル１０において、窒化膜１５に電子を注入した状態と、ホールを注入した状態とでは、メモリセル１０の閾値電圧（閾値）が異なり、この差を利用して、データ記録を行う。より具体的には、窒化膜トラップ型のメモリセル１０では、窒化膜１５に電子を注入することによりデータを書き込み、ホールを注入することによりデータの消去を行う。
【００２９】
［参照メモリ部及び参照メモリセルの構成］
本実施形態では、参照メモリセル部３を構成する参照メモリセル３ａとして、所定の劣化度を有する不揮発性半導体メモリセルを用いる。なお、本実施形態では、出荷前に予め参照メモリセル３ａに対して所定回数、書き換えを行い、参照メモリセル３ａの劣化度を所定の劣化度に調整する。
【００３０】
ただし、参照メモリセル３ａの劣化度の調整手法は、書き換え回数で調整する手法に限定されず、例えば電圧印加、電流印加等のストレスを与える手法により、参照メモリセル３ａの劣化度を調整してもよい。
【００３１】
また、参照メモリセル３ａの劣化度は、例えば用途、不揮発性半導体メモリ１の構成等に応じて適宜設定できる。なお、データ保持時間に対する参照メモリセル３ａの閾値電圧の変動量を精度良く検出するために、参照メモリセル３ａの劣化度を、閾値電圧の変動量がある程度大きくなるような劣化度に設定することが好ましい。
【００３２】
参照メモリセル３ａの数は、参照メモリセル３ａから検出する非動作期間のデータ保持状態のパラメータ（保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔ）に応じて適宜設定する。
【００３３】
具体的には、保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの一方を参照メモリセル３ａから検出する場合には、参照メモリセル３ａを少なくとも１つ設ければよい。また、保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの両方を参照メモリセル３ａから検出する場合には、参照メモリセル３ａを少なくとも２つ設ければよい。なお、この場合、データ保持状態の検出精度を向上させるため、２つの参照メモリセル３ａ間の劣化度の差はできる限り大きくすることが好ましい。
【００３４】
また、後述する本実施形態のデータ保持状態監視手法では、非動作期間の開始直前（以下、単に非動作開始時ともいう）に参照メモリセル３ａに書き込みを行う。すなわち、本実施形態では、非動作期間が発生する度に参照メモリセル３ａに書き込みを行うことになる。それゆえ、本実施形態では、参照メモリセル３ａの劣化を防止するために、同じ劣化度の参照メモリセル３ａを複数用意してもよい。
【００３５】
また、参照メモリセル部３には、非動作期間のデータ保持状態を検出するための参照メモリセル３ａだけでなく、出荷時からのデータ保持状態を検出するための参照メモリセル３ａを別途設けてもよい。さらに、データ記憶部２内のコンテンツデータ（データブロック）毎に参照メモリセル３ａを設けてもよい。
【００３６】
＜２．データ保持状態の検出原理＞
次に、不揮発性半導体メモリ１の非動作期間のデータ保持状態を示すパラメータ（保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔ）の検出原理を説明する。
【００３７】
まず、データ保持状態の検出原理の概要を説明する。上述のように、不揮発性半導体メモリ１の信頼性向上のため、例えば不揮発性半導体メモリ１が非動作状態にある期間のデータ保持特性をモニタすることが好ましい。しかしながら、非動作期間では不揮発性半導体メモリ１は無電源状態であるので、その期間中の保存環境温度やデータ劣化度をモニタすることは困難である。
【００３８】
それゆえ、例えば不揮発性半導体メモリ１が意図せず高温下に放置されると、再動作（電源再投入）後、不揮発性半導体メモリ１のデータが予期せず消失するといった事態を招くおそれがある。それゆえ、本実施形態では、非動作期間のデータの保持時間ｔだけでなく、保存環境温度Ｔも検出する。これにより、不揮発性半導体メモリ１を再動作させた際にデータの劣化度をより正確に判別することができ、予期せぬデータ消失といった事態を未然に防ぐことができる。
【００３９】
一般に、窒化膜トラップ型のメモリセル１０では、非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔの変化により、その閾値電圧ＶｔＰＫが変化することが知られている。また、その閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性がメモリセル１０の劣化度（書き換え回数）によっても変化することが知られている。
【００４０】
そこで、本実施形態では、所定の劣化度を有する参照メモリセル３ａの非動作期間の閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性（変動量ΔＶｔＰＫ）を特定し、その変動特性に基づいて非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保持環境温度Ｔ（データ保持状態）を検出する。
【００４１】
次に、不揮発性半導体メモリ１の非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保持環境温度Ｔの検出原理をより具体的に説明する。なお、従来、窒化膜トラップ型のメモリセル１０の性能及び信頼性の評価については、例えば文献「IEEE TRANSACTIONS ON DEVICE AND MATERIALS RELIABILITY, VOL. 4, NO. 3, SEPTEMBER 2004, p.404-415」に示されている。下記に示す数式は、この文献にも記載されている。
【００４２】
いま、メモリセル１０が予めｃ回書き換えられて劣化されているものとする。この場合、メモリセル１０の閾値電圧ＶｔＰＫの変動量ΔＶｔＰＫと、書き換え回数ｃと、保持時間ｔ（非動作期間）と、保存環境温度Ｔとの間には、下記数式１が成立する。
【００４３】
【数１】
2012094210.tif 000003
【００４４】
なお、上記数式１中の書き換え回数ｃの関数Ｆ（ｃ）は、下記数式２で表される。
【００４５】
【数２】
2012094210.tif 000004
【００４６】
上記数式２中の「Ａ」及び「γ」は定数である。また、上記数式１中の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの関数Ｙ（ｔ，Ｔ）は、下記数式３で表される。
【００４７】
【数３】
2012094210.tif 000005
【００４８】
なお、上記数式３中の「β」及び「τ」は、保存環境温度Ｔの関数であり、下記数式４で表される。
【００４９】
【数４】
2012094210.tif 000006
【００５０】
上記数式４中の「Ｔ０」は定数である。また、上記数式４中の「Ｅτ」はデータの保持損失過程の特性エネルギー係数であり、「ｋ」はボルツマン定数（＝８．６１７×１０−５［ｅＶ／Ｋ］）である。また、上記数式４中の「τ０」は時間係数であり、下記数式５で表される。なお、下記数式５中の「τ００」は定数であり、「ＥＭＮ」は特性エネルギーである。
【００５１】
【数５】
2012094210.tif 000007
【００５２】
ここで、上記数式１〜５で求まる閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性（変動曲線）と、閾値電圧ＶｔＰＫの実測値とのフィッティング結果を図３〜６に示す。なお、図３は、１０回書き換え後の閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性であり、図４は、３００回書き換え後の閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性である。また、図５は、３０００回書き換え後の閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性であり、図６は、３００００回書き換え後の閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性である。
【００５３】
図３〜６に示す閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性では、横軸がデータ書き換え後の経過時間（保持時間ｔ）であり、縦軸が閾値電圧ＶｔＰＫである。なお、縦軸に示す閾値電圧ＶｔＰＫは、非動作期間の閾値電圧ＶｔＰＫの初期値Ｖｔｏ（各図中の破線で示す値）に上記数式１で算出される閾値電圧ＶｔＰＫの変動量ΔＶｔＰＫを加算した値である。また、図３〜６の各図には、保存環境温度Ｔ＝２５℃、５５℃、９０℃、１５０℃及び２００℃における閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性を示す。
【００５４】
なお、図３〜６に示す閾値電圧ＶｔＰＫの各変動曲線は、上記数式２〜５中の各種定数をそれぞれ、Ａ＝０．０２２［Ｖ］、γ＝０．３３、Ｔ０＝２５００［Ｋ］、τ００＝０．１８［ｓｅｃ］、及び、ＥＭＮ＝０．０３８［ｅＶ］として算出したものである。また、図３〜５に示す閾値電圧ＶｔＰＫの各変動曲線では、特性エネルギー係数Ｅτ＝０．９７［ｅＶ］とし、図６に示す閾値電圧ＶｔＰＫの各変動曲線では、特性エネルギー係数Ｅτ＝１．１０［ｅＶ］とした。
【００５５】
図３〜６に示す閾値電圧ＶｔＰＫの各変動曲線から、メモリセル１０の書き換え回数ｃが増加すると、すなわち、メモリセル１０の劣化が進むと、閾値電圧ＶｔＰＫの変動量ΔＶｔＰＫが大きくなり、保存環境温度Ｔに対する変動感度も大きくなることが分かる。
【００５６】
また、図３〜６のフィッティング結果から明らかなように、上記数式１〜５で求まる閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線と、閾値電圧ＶｔＰＫの実測値とが精度良く合致することが分かる。すなわち、所定の書き換え回数ｃで劣化されたメモリセル１０の閾値電圧ＶｔＰＫは、保持時間ｔの経過とともに、対応する保存環境温度Ｔの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線上に沿って変化することが分かる。本実施形態では、この閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性を利用して非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔを検出（同定）する。
【００５７】
具体的には、まず、図３〜６に示すような、参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを複数種の書き換え回数ｃ毎に用意する。この際、図３〜６に示すように、各書き換え回数ｃに対して、複数種の保存環境温度Ｔでそれぞれ得られる複数の閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを用意する。すなわち、書き換え回数ｃと保存環境温度Ｔとの種々の組み合わせにおいて、それぞれ、参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを用意する。
【００５８】
なお、閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データは不揮発性半導体メモリ１毎に異なるので、不揮発性半導体メモリ１毎に閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを用意し、そのデータを制御回路部５内の記憶部５ｂに格納する。
【００５９】
用意する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの書き換え回数ｃは、参照メモリセル３ａに対して最初に設定される劣化度（書き換え回数）に応じて設定される。具体的には、参照メモリセル３ａの最初の書き換え回数以上の複数の書き換え回数にそれぞれ対応する複数の閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを用意する。
【００６０】
また、用意する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの書き換え回数ｃの間隔は、例えば書き換え回数ｃに対する変動曲線の変化量や必要とするデータ保持状態の検出精度等に応じて適宜設定される。例えば、書き換え回数ｃが１０回程度以上変化しないと変動曲線に大きな変化が現れない場合には、用意する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの書き換え回数ｃの間隔を１０回程度とする。なお、閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの書き換え回数ｃの間隔は、等間隔としてもよいし、図３〜６に示す例のように不等間隔にしてもよい。
【００６１】
さらに、各書き換え回数ｃにおいて用意する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの保存環境温度Ｔの間隔は、保存環境温度Ｔに対する変動曲線の変化量や必要とするデータ保持状態の検出精度等に応じて適宜設定される。例えば、保存環境温度Ｔが１０℃程度以上変化しないと変動曲線に大きな変化が現れない場合には、用意する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの保存環境温度Ｔの間隔を１０℃程度とする。なお、閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データの保存環境温度Ｔの間隔は、等間隔としてもよいし、図３〜６に示す例のように不等間隔にしてもよい。
【００６２】
次いで、データ記憶部２への例えば書き込み等の処理が行われ、非動作期間が開始する際に、制御回路部５は、所定の書き換え回数で劣化された参照メモリセル３ａに書き込みを行う。なお、この際、制御回路部５は、書き込み処理された参照メモリセル３ａの書き換え回数ｃを例えば記憶部５ｂ等に格納する。
【００６３】
次いで、不揮発性半導体メモリ１の再動作時（電源の再投入時やデータの再書き込み時）に、制御回路部５内の演算部５ａは、非動作開始時に書き込みが実施された参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫを、閾値検出部４を介して取得する。次いで、演算部５ａは、参照メモリセル３ａの書き換え回数ｃに対応する参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを記憶部５ｂから読み出す。
【００６４】
そして、演算部５ａは、取得した参照メモリセル３ａの再動作時の閾値電圧ＶｔＰＫと、参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データとに基づいて、非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔを同定する。
【００６５】
ただし、非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔを同定する際、保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの一方が既知である場合と、両方が未知である場合とでは、以下に説明するように、同定手法が変わる。なお、例えば、用途、日時等に応じて予め保存環境が限定される場合には、非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの一方を予め設定することができる。
【００６６】
（１）非動作期間の保存環境温度Ｔが既知である場合（第１の場合）
第１の場合には、まず、演算部５ａは、参照メモリセル３ａの書き換え回数ｃに対応し、かつ、保存環境温度Ｔに対応する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを記憶部５ｂから読み出す。
【００６７】
なお、この際、再動作時の参照メモリセル３ａの書き換え回数ｃと一致する書き換え回数の変動曲線データが記憶部５ｂに格納されていない場合には、再動作時の参照メモリセル３ａの書き換え回数ｃに近い書き換え回数の変動曲線データを読み出す。
【００６８】
例えば、記憶部５ｂに書き換え回数ｃ＝３０００回及び３０１０回の変動曲線データが格納されており、再動作時の書き換え回数ｃ＝３００４回である場合、演算部５ａは、書き換え回数ｃ＝３０００回の変動曲線データを読み出す。ただし、本発明はこれに限定されない。例えば、記憶部５ｂに書き換え回数ｃ＝３０００回及び３０１０回の変動曲線データが格納されている場合、再動作時の書き換え回数ｃ＝３０００〜３００９回であれば、書き換え回数ｃ＝３０００回の変動曲線データを読み出すようにしてもよい。
【００６９】
また、変動曲線データの読み出し処理において、非動作期間の保存環境温度Ｔと一致する保存環境温度の変動曲線データが記憶部５ｂに格納されていない場合には、非動作期間の保存環境温度Ｔに近い保存環境温度の変動曲線データを読み出す。
【００７０】
例えば、記憶部５ｂに保存環境温度Ｔ＝５０℃及び５５℃の変動曲線データが格納されており、非動作期間の保存環境温度Ｔ＝５２℃である場合、演算部５ａは、保存環境温度Ｔ＝５０℃の変動曲線データを読み出す。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、記憶部５ｂに保存環境温度Ｔ＝５０℃及び５５℃の変動曲線データが格納されている場合、非動作期間の保存環境温度Ｔ＝５０〜５４℃であれば、保存環境温度Ｔ＝５０℃の変動曲線データを読み出すようにしてもよい。
【００７１】
次いで、演算部５ａは、記憶部５ｂから読み出した閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データと、再動作時に検出した参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫとを比較して、再動作時の参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫに対応する経過時間（保持時間ｔ）を特定する。
【００７２】
この際、読み出した閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データに、再動作時に検出した参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫと一致する閾値電圧のデータが無い場合には、最も近い閾値電圧に対応する保持時間ｔを変動曲線データから抽出する。保存環境温度Ｔが既知である場合には、このようにして、非動作期間の保持時間ｔを同定する。
【００７３】
（２）非動作期間の保持時間ｔが既知である場合（第２の場合）
第２の場合には、まず、演算部５ａは、参照メモリセル３ａの再動作時の書き換え回数ｃに対応する複数の閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを、上記第１の場合と同様にして、記憶部５ｂから読み出す。
【００７４】
次いで、演算部５ａは、再動作時に検出した参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫと、既知の保持時間ｔとの組み合わせのデータが最も近い閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを特定する。そして、演算部５ａは、特定された閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データに対応する保存環境温度Ｔを読み出す。
【００７５】
保持時間ｔが既知である場合には、このようにして、非動作期間の保存環境温度Ｔを同定する。ただし、非動作期間に保存環境温度Ｔが一定であるとは限らないので、ここで特定される保存環境温度Ｔは非動作期間の平均的な保存環境温度となる。なお、上述した保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの一方が既知である場合における他方のパラメータの同定手法では、その原理から明らかなように、参照メモリセル３ａを少なくとも一つ用意すればよい。
【００７６】
（３）保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの両方が未知である場合（第３の場合）
第３の場合には、参照メモリセル部３内に互いに劣化度の異なる参照メモリセル３ａを少なくとも２つ（以下では、第１参照メモリセル及び第２参照メモリセルという）用意する。
【００７７】
なお、ここでは、再動作時の第１参照メモリセルの劣化度は書き換え回数ｃ１に対応する劣化度（第１劣化度）とし、第２参照メモリセルの劣化度は書き換え回数ｃ２（≠ｃ１）に対応する劣化度（第２劣化度）とする。また、再動作時には、演算部５ａは、第１参照メモリセル及び第２参照メモリセルの閾値電圧ＶｔＰＫ（以下、それぞれ第１閾値電圧ＶｔＰＫ１及び第２閾値電圧ＶｔＰＫ２という）を、閾値検出部４を介して取得する。
【００７８】
第３の場合には、まず、演算部５ａは、第１参照メモリセルの書き換え回数ｃ１に対応する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データ（第１変動特性）を、上記第１の場合と同様にして、記憶部５ｂから読み出す。この際、図３〜６に示すように、複数の保存環境温度Ｔにそれぞれ対応する複数の閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データが記憶部５ｂから読み出される。
【００７９】
次いで、演算部５ａは、読み出した各閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データから、再動作時に検出した第１参照メモリセルの第１閾値電圧ＶｔＰＫ１に対応する保持時間ｔ（経過時間）と保存環境温度Ｔとの第１の組み合わせのデータを抽出する。この際、保持時間ｔと保存環境温度Ｔとの第１の組み合わせも記憶部５ｂから読み出した閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線の数と同数抽出される。ただし、読み出した閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データに、再動作時に検出した第１参照メモリセルの第１閾値電圧ＶｔＰＫ１と一致する閾値電圧のデータが無い場合には、最も近い閾値電圧に対応する第１の組み合わせのデータを変動曲線データから抽出する。
【００８０】
また、演算部５ａは、第２参照メモリセルの書き換え回数ｃ２に対応する閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データ（第２変動特性）を、上記第１の場合と同様にして、記憶部５ｂから読み出す。この際、複数の保存環境温度Ｔにそれぞれ対応する複数の閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データが記憶部５ｂから読み出される。
【００８１】
次いで、演算部５ａは、読み出した各閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データから、再動作時に検出した第２参照メモリセルの第２閾値電圧ＶｔＰＫ２に対応する保持時間ｔ（経過時間）と保存環境温度Ｔとの第２の組み合わせのデータを抽出する。この際、保持時間ｔと保存環境温度Ｔとの第２の組み合わせも記憶部５ｂから読み出した閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線の数と同数抽出される。ただし、読み出した閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データに、再動作時に検出した第２参照メモリセルの第２閾値電圧ＶｔＰＫ２と一致する閾値電圧のデータが無い場合には、最も近い閾値電圧に対応する第２の組み合わせのデータを変動曲線データから抽出する。
【００８２】
そして、演算部５ａは、抽出した保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの複数の第１の組み合わせと、複数の第２の組み合わせとを比較し、合致する保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの組み合わせを特定する。保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの両方が未知である場合に、このようにして、非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔを同定する。
【００８３】
＜３．データの保持状態の監視手法＞
次に、本実施形態の不揮発性半導体メモリ１における非動作期間のデータ保持状態の検出処理から、その検出結果に基づいて不揮発性半導体メモリ１で行う所定処理までの一連の処理（監視処理）を、図７を参照しながら説明する。なお、図７は、非動作期間のデータ保持状態の監視処理の手順を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、例えば、データ記憶部２への書き込み等の処理が行われ、非動作期間が始まる直前（非動作開始時）に、制御回路部５は、参照メモリセル部３内の所定の参照メモリセル３ａに書き込みを行う（ステップＳ１）。なお、この際、制御回路部５は、書き込み処理された参照メモリセル３ａの書き込み回数ｃを記憶部５ｂに格納する。
【００８５】
次いで、所定期間、非動作状態（無電源状態）で放置された後、再動作が行われた際に、演算部５ａは、直近の非動作開始時に書き込みが実施された参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫを、閾値検出部４を介して検出する（ステップＳ２）。なお、再動作時であるか否かの判別は、例えば、電源再投入時に発生する開始信号やホストマシンからのアクセス信号等の信号が、制御回路部５に入力されたか否かを判定することにより行うことができる。
【００８６】
次いで、演算部５ａは、ステップＳ２で検出した再動作時の参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫと、記憶部５ｂに格納された参照メモリセル３ａの非動作開始時の書き換え回数ｃとに基づいて、保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔを同定する（ステップＳ３）。この際、非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔは、上述した原理に基づいて同定する。
【００８７】
次いで、制御回路部５は、ステップＳ３で同定した保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔに基づいて、不揮発性半導体メモリ１のデータ記憶部２又はホストマシンに対して所定の処理を行うか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００８８】
ステップＳ４において、制御回路部５により所定動作を行う必要がないと判定された場合、ステップＳ４はＮＯ判定となる。この場合には、制御回路部５は、非動作期間のデータ保持状態の監視処理を終了する。
【００８９】
一方、ステップＳ４において、制御回路部５により所定動作を行う必要があると判定された場合、ステップＳ４はＹＥＳ判定となる。この場合には、制御回路部５は、次のような所定動作（非動作期間のデータ保持状態に対応する所定動作）を行う（ステップＳ５）。
【００９０】
例えば、不揮発性半導体メモリ１のデータ記憶部２に期限付きコンテンツが記憶されている場合には、制御回路部５は、同定した保持時間ｔと該コンテンツの期限とを比較してコンテンツのデータを消去する必要があるか否か判定する。そして、保持時間ｔが該コンテンツの期限以上であれば、制御回路部５は、その期限付きコンテンツを消去する。
【００９１】
また、例えば、ステップＳ３で同定した保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔから、制御回路部５は、不揮発性半導体メモリ１が非動作期間にデータエラーが発生しうる状態に放置されていたか否かを判定する。そして、制御回路部５は、その判定結果に基づいてデータ記憶部２のデータの再書き込み処理（リフレッシュ処理）やホストマシンへのアラーム（警告信号）の出力処理を行う。
【００９２】
本実施形態では、このようにして非動作期間のデータ保持状態の検出を行い、その検出結果に基づいて、不揮発性半導体メモリ１又はホストマシンに対して所定の処理を行う。なお、上記ステップＳ４以降の処理は、データ記憶部２全体に対して実施してもよいし、データ記憶部２内のコンテンツデータ（データブロック）毎に実施してもよい。
【００９３】
上述のように、本実施形態の不揮発性半導体メモリ１では、非動作（無電源）期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔを、劣化度が既知である参照メモリセル３ａの非動作期間の閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性から特定する。すなわち、本実施形態では、非動作期間のデータ保持状態を参照メモリセル３ａの物理的な特性変化に基づいて同定する。それゆえ、本実施形態では、例えば、不揮発性半導体メモリ１が非動作期間に特異な環境にさらされても、その非動作期間のデータ保持状態をより正確に検出することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、参照メモリセル３ａの構成をデータメモリセル２ａのそれと同じにするので、製造コストをより低減することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態では、非動作期間のデータ保持状態の検出結果に基づいて、例えば、データの消去処理、データのリフレッシュ処理、アラームの出力処理等の所定処理を行う。それゆえ、本実施形態では、不揮発性半導体メモリ１において、予期しないデータ消失を未然に防止することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、上記特許文献２で提案されているような計時デバイスを別途作製して実装する必要はなく、劣化度が既知である参照メモリセル３ａを設けるだけの構成であるので、より簡易な構成となる。
【００９７】
さらに、本実施形態では、上述した特許文献２の技術に対して、次のような利点も有する。特許文献２に記載されているような計時デバイスは環境温度により特性差が生じるため、保存環境温度Ｔが変化すると計時結果にもばらつきが生じる。それに対して、本実施形態では、非動作期間の参照メモリセル３ａの物理的な特性変化から非動作期間の保持時間ｔを特定するので、保存環境温度Ｔに依存することなく正確な計時が可能になる。
【００９８】
また、本実施形態の不揮発性半導体メモリ１は、所定期間でデータが消去される時限消去メモリとしても適用可能であり、その場合には次のような効果が得られる。
【００９９】
本実施形態では、上述のように、非動作期間の参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性を特定して、非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔを特定する。それゆえ、例えば、データ保持期間（非動作期間）中に、故意に環境温度を変えて時限消去メモリのタイマーを誤動作させるような行為が行われても、正確な計時と異常な保存環境温度の検出が可能になる。
【０１００】
また、本実施形態では、上述のように、互いに劣化度の異なる少なくとも２つの参照メモリセルの閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性を特定することにより、データ保持期間中の経過時間ｔだけでなく、保存環境温度Ｔも同定することができる。それゆえ、本実施形態の不揮発性半導体メモリ１を時限消去メモリに適用した場合でも、保存環境温度Ｔに依存することなく正確な計時が可能になる。
【０１０１】
さらに、参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動特性は、書き換え回数を著しく加えない限り維持されるので、前回の閾値の変動量ΔＶｔＰＫを検出した後、再書き込みを行うことにより非動作期間のモニタ（保持時間ｔの計時）をリセットすることができる。すなわち、本実施形態の不揮発性半導体メモリ１は、時限消去メモリとして用いた場合においても、繰り返し利用が可能である。それゆえ、本実施形態の不揮発性半導体メモリ１は、例えばレンタルビデオ等のコンテンツ貸出し用のメディア（時限消去メモリ）として応用することも可能である。
【０１０２】
＜４．各種変形例＞
本発明の不揮発性半導体メモリ及びそのデータ保持状態監視手法は、上記実施形態の例に限定されない。以下、上記実施形態の各種変形例について説明する。
【０１０３】
［変形例１］
上記実施形態では、予め記憶部５ｂに格納された参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを参照して、直近の非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔを同定する例を説明したが本発明はこれに限定されない。
【０１０４】
例えば、制御回路部５が、再動作時の参照メモリセル３ａの劣化度（書き込み回数）及び閾値電圧ＶｔＰＫの変動量ΔＶｔＰＫに基づいて、直近の非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔを上記数式１〜５から演算して求めてもよい。
【０１０５】
ただし、この場合には、非動作期間の閾値電圧ＶｔＰＫの初期値Ｖｔｏ（図３〜６中の破線で示す値）を予め算出する。閾値電圧ＶｔＰＫの初期値Ｖｔｏの算出方法としては、非動作開始時に参照メモリセル３ａに書き込みを行った直後に閾値電圧ＶｔＰＫを検出し、その値を初期値Ｖｔｏとしてもよい。また、参照メモリセル３ａの劣化度（書き換え回数）に対応する閾値電圧ＶｔＰＫの初期値Ｖｔｏのデータを予め記憶部５ｂに格納しておいてもよい。
【０１０６】
この例において、非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの一方が既知である場合には、次のようにして、他方のパラメータを同定する。この場合、参照メモリセル３ａの書き換え回数ｃ、閾値電圧ＶｔＰＫの初期値Ｖｔｏ、再動作時の閾値電圧ＶｔＰＫ、並びに、保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの一方を上記数式１に代入することにより、保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの他方を同定する。
【０１０７】
一方、非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの両方が未知である場合には、次のようにして、両方のパラメータを同定する。まず、第１参照メモリセルの書き換え回数ｃ１、第１閾値電圧ＶｔＰＫ１の初期値Ｖｔｏ１、及び、再動作時の第１閾値電圧ＶｔＰＫ１を上記数式１に代入する。また、第２参照メモリセルの書き換え回数ｃ２、第２閾値電圧ＶｔＰＫ２の初期値Ｖｔｏ２、及び、再動作時の第２閾値電圧ＶｔＰＫ２を上記数式１に代入する。そして、上記各種パラメータが代入された２つの上記数式１を連立方程式として解くことにより、非動作期間の保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの両方を同定する。
【０１０８】
上述のように、この例においても、上記実施形態と同様にして非動作期間の保持時間ｔ及び／又は保存環境温度Ｔを同定することができ、同様の効果が得られる。また、この例のように、上記数式１〜５に基づいて直近の非動作期間のデータ保持状態を演算して求めた場合、同定処理は若干複雑になるが、参照メモリセル３ａの閾値電圧ＶｔＰＫの変動曲線データを予め用意する必要がない。それゆえ、この場合には、制御回路部５内に設ける記憶部５ｂの容量を小さくすることができる。
【０１０９】
［変形例２］
本実施形態の不揮発性半導体メモリ１では、例えば、データ記憶部２のデータ書き換え回数を管理するための書き換え回数モニタ部（不図示）を、制御回路部５にさらに設けてもよい（変形例２）。なお、この場合、書き換え回数モニタ部（書き換え回数管理部）は、複数のデータメモリセル２ａからなるデータブロック毎（コンテンツ毎）に書き換え回数を管理することが好ましいが、データメモリセル単位で書き換え回数を管理してもよい。
【０１１０】
この例にように、制御回路部５に書き換え回数モニタ部を設けた場合、各データブロックの書き換え回数から、各データブロックのデータ保持特性（例えば、図３〜６のような閾値電圧の変動特性）をある程度予測することができる。この場合、制御回路部５で、データブロック毎に残りの書き換え回数及びデータ保持予測時間を見積もることができる。また、再動作時には、非動作期間のデータ保持状態の情報から、制御回路部５で、データブロック毎に残りの書き換え回数及びデータ保持予測時間を再計算して見積もることもできる。
【０１１１】
そして、この例では、制御回路部５で見積もられたデータブロック毎の残りの書き換え回数及びデータ保持予測時間の情報をホストマシンに出力して表示することが可能になる。これにより、例えばユーザがバッテリーの残量をホストマシンでモニタするのと同様に、ユーザはデータ記憶部２内に格納された各コンテンツデータの劣化度を知ることができ、そのデータの予期せぬ消失や、メモリ寿命による故障等の事態を防止することができる。
【０１１２】
［変形例３］
上記実施形態では、出荷時に参照メモリセル３ａに対して予め所定回数書き換えを行って、参照メモリセル３ａの劣化度を所定の劣化度に設定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１１３】
例えば、出荷時には参照メモリセル３ａを劣化していない状態（書き換え回数ｃ＝０）とし、不揮発性半導体メモリ１が最初に使用された際に、参照メモリセル３ａに対して所定回数書き換えを行い、劣化度を所定の値に設定してもよい。なお、この場合、不揮発性半導体メモリ１の使用が最初であるか否かを判定する処理、及び、劣化度（書き換え回数）の設定処理は例えば制御回路部５により行われる。
【０１１４】
［変形例４］
上記実施形態では、不揮発性記憶装置のメモリセルとして、不揮発性半導体メモリセルを用いた例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。また、上記実施形態では、不揮発性半導体メモリセルとして、窒化膜トラップ型の不揮発性半導体メモリセルを用いた例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１１５】
メモリセルの閾値が、書き換え回数ｃ（劣化度）、保持時間ｔ及び保存環境温度Ｔの変化に対して、例えば図３〜６に示すように変化するものであれば任意の不揮発性メモリセルを本発明に適用することができ、同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１１６】
１…不揮発性半導体メモリ、２…データ記憶部、２ａ…データメモリセル、３…参照メモリセル部、３ａ…参照メモリセル、４…閾値検出部、５…制御回路部、５ａ…演算部、５ｂ…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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