CN102074268B - 当存取存储器中的储存单元时控制施加于存取装置的电压电平 - Google Patents

Abstract

本发明涉及当存取储存单元时控制施加于存取装置的电压电平。公开了半导体存储器储存装置，其具有：储存数据的多个储存单元；允许对相应多个储存单元存取的多个存取装置，存取装置布置为至少两个群组，该至少两个群组中的每个由存取控制线控制；存取控制电路，用于在对储存单元存取期间控制提供给至少两个存取控制线中的选定一个的电压电平，存取控制电路包含电容器及切换电路；和控制电路，响应于对存取选定储存单元的数据存取请求以：将存取控制线中的选定一个连接至电压电平以允许经由存取装置之一对选定储存单元存取；并且控制存取控制电路的切换电路以将存取控制电路的电容器连接至选定存取控制线，从而改变提供给选定存取控制线的电压电平。

Description

当存取存储器中的储存单元时控制施加于存取装置的电压电平

技术领域

本发明的领域涉及数据储存的领域，且具体地涉及半导体存储器中数据的储存及存取。

背景技术

随着对减小装置的大小及其功率消耗两者的需求的不断增加，设计诸如SRAM的鲁棒(robust)半导体存储器变得日益具有挑战性。SRAM中的每个储存单元都包含用于保持数据值的反馈回路。为了向反馈回路写入且储存新值，输入必须具有能够切换由该反馈回路储存的状态的足够高的电压电平(如果需要的话)，同时自该反馈回路的读取应在不干扰储存于这些反馈回路中的任一者中的值的情况下被执行。

随着尺寸缩减，由于随机掺杂变动、线边缘粗糙度等等引起的装置属性的变化大幅度地增加。

因此，设计其中可在所有操作电压范围上读取(无读取干扰)与写入单元的鲁棒SRAM结果是非常困难的。减小可成功地读取这些SRAM单元并向其写入的电压并不容易，并且尤其随着电压缩减，向这些单元写入变得日益困难。

在Iijima等人的“LowpowerSRAMwithBoostDriverGeneratingPulsedWordLineVoltageforSub-IVOperation”(JournalofComputers，第3卷，第5号，2008年5月)中公开了一种解决该写入问题的建议方式。在该文章中，主动体偏压控制的升压晶体管(boosttransistor)产生对该字线电压的升高(boost)，从而促进仅当存取时通过电容耦合来写入。此方案的缺点在于由于每字线具有一个额外晶体管而存在相当大的面积开销，并且该晶体管也对关闭传递栅极(passgate)添加附加延迟。该传递栅极允许对储存单元的存取，且该额外延迟造成某些电荷泄漏，且因此降低了该方案的效率。

除以上缺点之外，如此方案的此类方案仅解决了写入能力问题，而并未解决与读取干扰相关联的问题，其中在字线上的增加的电压使单元更有可能被无意地毁坏。

将期望的是尤其在半导体存储器的低电压操作期间能够减少读取故障与写入故障两者。

发明内容

本发明的第一方面提供一种半导体存储器储存装置，其包含：多个储存单元，用于储存数据；多个存取装置，用于允许存取所述相应多个储存单元，所述多个存取装置被布置为至少两个群组，所述至少两个群组中的每个由存取控制线控制；存取控制电路，用于在存取所述储存单元期间控制提供给所述存取控制线中的至少两个中的选定存取控制线的电压电平，所述存取控制电路包含电容器及切换电路；以及控制电路，响应于存取选定储存单元的数据存取请求以：将所述存取控制线中的选定存取控制线连接至电压电平，以允许经由所述存取装置之一对所述选定储存单元存取；并且控制所述存取控制电路的所述切换电路以将所述存取控制电路的所述电容器连接至所述选定存取控制线，从而改变提供给所述选定存取控制线的所述电压电平。

本发明认识到：经由存取装置存取在储存单元内的数据并不总是直接的，并且改变提供给该储存单元的存取装置的电压电平以帮助数据存取可能是有利的。本发明提供具有电容器及切换电路的存取控制电路，该切换电路用以将该电容器连接至已由该存取请求所选择的存取控制线。这允许该存取控制电路通过仅仅将该电容器连接至适当线来控制大于一个的存取控制线。这意味着一个电路可以控制多个线，而不是针对每个存取控制线需要个别的存取控制电路。这在面积上提供了显著节省。而且，使用电容器来改变电压值为系统提供了极大的灵活性，从而允许该电压电平根据特定情况的需要加以修正。

应注意，单一存取控制电路元件可以连接至的存取控制线的数目取决于存取控制电路的电容器的大小以及其连接至的这些存取控制线的电容。为了使该电容器引发(trigger)电压的合理大小的变化，该电容器的电容必须显著大于其连接至的这些存取控制线的电容。给其提供经由切换装置连接至若干存取控制线的能力会提供增加的电容负载，且因此存在最优数目，其中服务于所有这些线的该电容器的大小的所需增加过大并且优选的是使用多个存取控制电路元件，每个服务于较低数目的存取控制线。

在某些实施例中，所述存取控制电路被配置为根据来自所述控制电路的控制信号而改变提供给所述选定存取控制线的所述电压电平以增加所述电压电平或减小所述电压电平。

使用电容器来改变提供的电压电平意味着其可被用以根据该电容器如何被预充电而增加或减小该电压电平。这是有利的，因为可能存在该电压电平的增加将帮助数据存取的情况，同时存在需要该电压电平的减小的其它情况。把电容器作为控制电压改变的构件意味着相同的装置可被用以增加或减小该电压电平，这为本发明的实施例提供了增大的灵活性而无需过度地增加电路的面积。

在某些实施例中，所述数据存取请求包含读取请求或写入请求中的一个，该读取请求自所述储存单元读取数据而该写入请求向所述储存单元写入数据，该控制电路被配置为响应于所述数据存取请求为读取请求来控制所述存取控制电路以减小所述提供的电压电平，且响应于所述数据存取请求为写入请求来控制所述存取控制电路以增加所述提供的电压电平。

例如，当正在执行读取时减小到存取控制线的电压可能是有利的，原因在于如果存取电压过高则储存单元可能变得不稳定且储存单元然后可能丢失其储存的数据。然而，当正在执行写入时，该单元需要变得不稳定以重写(overwrite)所储存值，且因此可能需要所提供电压的增加。

在其它实施例中，所述数据存取请求包含读取请求或写入请求中的一个，该读取请求自所述储存单元读取数据而该写入请求向所述储存单元写入数据，该控制电路被配置为响应于所述数据存取请求为读取请求或写入请求来控制所述存取控制电路以增加所述提供的电压电平。

虽然通过存取控制线上的电压增加，可能使储存于单元中的数据更不稳定，但是该设计可能是使得其容忍此电压增加。在此状况下，增加存取控制线上的电压电平对于读取和写入两者而言可能是有利的，因为在读取的状况下这会降低读取时间且从而提高装置的性能。

在某些实施例中，所述切换电路被配置为在将所述电容器连接至所述选定存取控制线之前将所述电容器连接至所述半导体存储器的电源电压以对所述电容器进行充电。

为了预充电该电容器，可将该电容器连接至该半导体存储器的电源电压。这可在接收任何数据存取请求之前进行，且以此方式，对该电容器的充电没有时序损失(timingpenalty)，因为这是在存取请求的时序之外进行的。而且，因为电容器在连接至字线之前与字线隔离，所以以此方式充电不会对该字线产生任何负载。另外，以此方式充电该电容器可能是有利的，因为在充电状态下当连接至该电源电压时，该电容器将充当去耦(decoupling)电容器且帮助补偿该电源电压的变动。

因此在某些实施例中，有利的是较早地充电该电容器且让其被充电直到需要该电荷来升高存取控制线为止。

在某些实施例中，所述切换电路被配置为在将所述电容器连接至所述选定存取控制线之前响应于来自所述控制电路的指示要减小该电压电平的所述控制信号而将所述电容器连接至地以对所述电容器放电。

如果电容器被用以减小存取控制线上的电压电平，则其在连接至该存取控制线之前被放电。以此方式，当连接至该电容器时，存取控制线上的电荷将被共享且因此一些电荷将耗散至该电容器以使存取控制线及电容器上的电压相等，并且从而减小该电压电平。如果该电容器及该存取控制线与任何电压电源隔离，则这将起作用。

在某些实施例中，所述切换电路被配置为在将所述电容器连接至所述选定存取控制线之前将所述电容器连接至选定电压电平以将所述电容器充电预定量，所述选定电压电平是响应于接收的调谐信号来选择的。

在某些实施例中，可将电容器连接至可具有调谐值的选定电压电平，而不是将电容器连接至该电源电压。通过以此方式调谐该电压电平，该电容器上的电荷量可被控制，且因此提供给该存取控制线的电压的升高(boost)量或减小量也被控制。该调谐信号可为由当前正在存取存储器的处理系统产生的信号，且其可基于当时处理系统的关于操作条件的知识且因此基于其关于当前需要的存取控制信号中的减小和/或升高量的知识。

在某些实施例中，所述控制电路被配置为响应于接收的调谐信号而改变所述电容器的电容。

可选地，系统可通过改变电容器的电容进行调谐。电压电平被减小或升高的量将取决于储存于电容器上的、可取决于用以预充电电容器的电压电平的电荷量，但也将取决于电容器的大小。因此，在某些实施例中，电容器的大小可响应于接收的调谐信号而改变。这可在该电容器由可能耦合在一起或彼此隔离的若干元件形成的情况下进行。

在某些实施例中，所述控制电路被配置为：确定连接至所述电压电平的所述存取控制线何时达到预定值，并且响应于确定达到所述预定值而控制所述切换装置以将所述电容器与电压电源隔离且将所述存取控制线与所述选定电压隔离且将所述电容器连接至所述存取控制线。

为了控制存取的时序，存在确定存取控制线何时获取预定值的控制电路，并且响应于此，该控制电路将该电容器与其电压电源隔离且将该存取控制线与该选定电压隔离且然后将该电容器连接至该存取控制线。响应于此，该电压电平改变且可执行该存取。为了使该存取不过度地延迟，该切换应在确定在该存取控制线上已达到所需的预定电压电平时就进行，因为任何延迟都将达不到(defeat)降低用于读取的电压的目的或增加用于写入的存取时间。如果该切换在达到该值之前发生，则达不到升高电压的效应，且在该电压被降低的状况下，其对读取的削弱可能比预期的更多。应注意，可使用电压检测器进行确定何时达到该所需的电压电平，但是在许多实施例中，这是通过检测电压跃迁且提供在该跃迁与该切换之间的特定延迟来进行的，该延迟经选择以使得在该延迟期间由该存取控制线达到的电压电平为所需的预定电压电平。

在某些实施例中，所述半导体存储器包含复制存取控制线的复本(replica)存取控制线，所述控制电路被配置为当将所述选定存取控制线连接至所述电压电平时将所述复本存取控制线连接至所述电压电平，所述控制电路被配置为检测所述复本存取控制线上的电压跃迁且提供在检测所述跃迁与将该存取控制线和该选定电压隔离之间的预定延迟。

为了确定何时已达到预定值，可以使用复本控制线，其也连接至该电压电平。使用复本控制线意味着可以使用用于检测复本线上的电压跃迁的单一检测电路，而不需要用于检测每个存取控制线的检测电路。这在面积上提供了显著节省。应注意，检测器仅检测电压跃迁且然后提供延迟电路以提供在该检测的跃迁与字线和电压电源线的隔离之间的足以使该字线上的电压电平已达到期望值的合适延迟。

在某些实施例中，所述控制电路被配置为响应于接收的调谐信号来选择所述预定值。

调谐该电路的可选方式是选择在将电容器连接至存取控制线之前该存取控制线的电压电平达到的该预定值，其中使用调谐信号来指示该值。以此方式，可以控制在由于连接至该电容器引起的升高或减小之后信号所达到的最终电平。

在某些实施例中，所述控制电路响应于接收到控制信号以禁止所述存取控制电路改变提供给所述选定存取控制线的电压电平，以使得响应于数据存取请求，所述控制电路：将所述选定存取控制线连接至所述电压电平以允许对所述选定储存单元存取；并且维持所述存取控制电路与所述选定存取控制线隔离。

由于该控制电路的构造，如果需要的话，有可能禁止其改变提供给该存取控制线的电压电平。因此，响应于接收到指示无需电压改变的控制信号，该控制电路不将电容器连接至该存取控制线，而是让该电容器与该存取控制线隔离。当使用存储器的处理系统意识到存储器正在存取控制线不需要电压电平的任何升高或任何减小以正确操作的条件下操作时，指示无需电压改变的信号可以由该处理系统产生。因为由该电容器产生的存取控制线上的电压电平的任何变化将增加装置所消耗的功率，所以如果当不需要电压电平的这些变化时则禁止这些变化，是有利的。以此方式，该存储器的性能可以被改进。因为该存取控制电路具有通常与该存取控制线隔离且仅在存取期间被连接的电容器，所以禁止其操作是简单的事情。

在某些实施例中，所述控制电路响应于接收到控制信号以禁止所述存取控制电路改变提供给所述选定存取控制线的电压电平，以控制所述切换电路将所述电容器连接至所述半导体存储器的电源电压。

即使当禁止改变这些存取控制线上的电压电平时，该存取控制电路也可以通过对该电容器充电且将其耦合至该电源电压而对存储器产生正面影响，以便其充当去耦电容器且帮助维持该电源电压的稳定性而不对该字线添加任何负载。

虽然该半导体存储器可以具有许多形式，但是在某些实施例中，其包含SRAM存储器，所述群组的存取装置及相应储存单元包含一行所述SRAM存储器且所述存取控制线包含字线。

通过结合附图阅读的说明性实施例的以下详细描述，本发明的以上及其它目标、特征及优点将显现出来。

附图说明

图1示出根据本发明实施例的存储器；

图2示意性地示出根据本发明实施例的存取控制电路；

图3a示出根据本发明实施例的存取控制电路及字线驱动器；

图3b示出在图3a的电路的操作期间的电荷的传输；

图4示出读取干扰裕度(margin)及写入裕度相对于字线电压过驱动百分比的变化；

图5示出电容器所充电至的电压电平为可调谐的存取控制电路；

图6示出该电容器的电容值为可调谐的存取控制电路；

图7示出说明字线上的电压如何随着控制切换装置的控制信号而变化的时序图；

图8示出根据本发明实施例的可调谐的存取控制电路及字线；

图9示出根据本发明实施例的由虚设(dummy)字线上检测的电压所控制的多个字线及存取控制电路；

图10示出图9的电路的时序图；

图11示出作为电容器大小的百分比的过驱动效率；以及

图12示出说明根据本发明实施例的方法中的步骤的流程图。

具体实施方式

图1示出根据本发明实施例的存储器5。存储器5包含以阵列布置的多个数据储存单元10，每个单元具有控制对这些储存单元的存取的存取装置12。在该实施例中，该存储器被布置为阵列，且请求经由字线WL存取数据、存取阵列的选定行。

为了存取由数据存取请求指定的数据储存单元10，相关字线上的驱动器20将被选择且其将为字线供电来提高电压，以使得单元10的存取装置12被开启且提供经由该装置对单元10的存取。在该实施例中，该存储器为具有字线和位线及互补位线的SRAM存储器。

存储器5也包含存取控制电路30，其用以响应于数据存取请求来改变提供给字线的电压电平，以便促进对这些储存单元的存取。

在向储存单元写入的请求的状况下，则该请求必须足以切换储存于单元中的状态(如果需要的话)且这可能是困难的，特别是在低操作电压电平下更是如此。为了确保该写入能够正确地运行，存取控制电路30响应于写入请求而提供对该字线信号上的电压电平的升高，且该升高使存取储存单元中的状态能够切换。

在该实施例中，存取控制电路30被示意性地示为向两个字线提供电压电平控制。含有待存取的单元的字线是经由切换晶体管35上的选择信号进行选择的。因此，单一存取控制电路30可用以向多个字线提供电压电平控制，这使本发明的实施例在面积方面非常高效。

虽然在该实施例中存取控制电路30仅被示为向两个字线提供电压控制，但是在某些实施例中，存取控制电路30可向更多字线提供电压控制。对单一存取控制电路可以向其提供电压控制的字线的数目进行控制的因素为与字线其自身的电容的大小相比在该存取控制电路内电容器40的大小。这将参阅稍后的附图更加详细地阐释。

除提供对字线上的电压电平的升高之外，存取控制电路30也可用以减小该字线上的电压电平(如果这是需要的话)。存取控制电路30是提供电压电平的升高还是减小由控制电路50控制。可能在一些情况下，诸如当执行读取时，该电压电平在数据存取期间被减小。在读取期间，重要的是在经存取的字线上的储存单元10的状态不被存取信号毁坏，且因此可能优选的是具有较低电压电平的存取信号。

也可能存在如下情况：存储器正在可以正确地进行存取而无需升高或减小这些电压电平的条件下操作。在此类状况下，控制信号50禁止存取控制电路30在数据存取期间将电容器40连接至字线，以使得存取控制电路30在这些数据存取期间不影响电压电平。

图1的存储器5也包含调谐信号输入60，调谐信号输入60接收来自存取该存储器的处理器的调谐信号。该调谐信号向控制电路50提供关于该电压电平是需要增加、减小还是不应被更改的信息。该调谐信号也可提供关于该电压电平应改变的量的信息。

图2以示意形式示出存取控制电路30。存取控制电路30包含电容器40及多个开关42、44、46及48。在预充电模式中，接通开关42及开关48，且电荷自电源线VDD流动至电容器40且对其充电。当字线WL触发(fire)时，开关42及48关闭且开关44及46开启。电容器40上保持的电荷然后经由开关44耦合至字线，且提供对该字线上的电压电平的升高。

在字线WL上的电压电平需要减小的情况下，电容器40在数据存取发生之前经由开关48放电。然后，响应于该字线的触发，经放电的电容器40经由开关44连接至该字线，且在该字线与电容器40之间发生电荷共享且该字线上的电压电平被减小。

图3a示出诸如在图2中所示的存取控制电路的示例性实施例。在该实施例中，更加详细地示出该切换电路且也示出字线及字线驱动器20。因此，存取控制电路30及字线驱动器20由两个信号PHI1及PHI2控制。这些信号是用以管理电容器的充电及电荷共享的相位信号以便在该字线上获得所期望的电压改变，以允许在写入或读取操作期间增加栅极过驱动或减小栅极过驱动。

该电路操作如下，当存储器空闲时，信号PHI2及信号PHI2B为有效、断言(asserted)的，而信号PHI1及信号PHI1B为无效、去断言(de-asserted)的。这允许电容器40经过传递晶体管M1、M2(其对应于图2中的开关42)、经过节点N1、N2且经过传递晶体管M5、M6(其对应于图2中的开关48)充电，以便在电容器40处的电压保持在特定电压，该电压被示为V3且通常为电源电压VDD。

在图3B中示出图3a的电路的操作。当PHI2及PHI2B被断言且PHI1及PHI1B被去断言时，在预充电阶段中然后电荷经由箭头72流动至电容器。当字线触发且已达到等于V2的电压电平时，PHI1被去断言且PHI2被断言，其中V2可以被设定为电源电压VDD或者如果该电路将使用此电压进行调谐且期望减小电压升高则可以被设定得较低。在PHI1的去断言与PHI2的断言之间不应存在重迭，以避免损失在切换期间于电容器40上已产生的电荷。当PHI1被断言时，电荷沿着箭头74流动至字线WL且该字线上的电压被提高至一电压，该电压取决于电容器40的电容CSW及该字线上的节点的电容CL。如果该电容器已充电至VDD，则电压的上升将等于VDD(1+CSW)/(CSW+CL)。因此，电压被提高的量取决于电容器40的电容及该字线的电容并且也取决于在去断言PHI1之前该字线被提高至的电压。在该状况下，电压的上升将等于VDD+V2(CSW/(CSW+CL))。

在控制电路正在控制若干字线的情况下，则该字线的电容CL将增加且这限制了存取控制电路30可控制的字线的数目，因为当在该节点处经受(seen)的电容CL达到显著大于电容器40的电容CSW的值时，电容器40引起的电压增加将很小。

PHI1的断言也被用以通过经由开关22关闭字线驱动器20而将字线节点从该电源电压切断。这确保在字线WL的电容CL与电容器40的电容CSW之间发生电荷共享。

应注意，在字线及电容器被充电至VDD的情况下，电压的上升等于VDD(1+CSW)/(CSW+CL)。

相同原理可应用来减小字线WL上的电压以允许减小的栅极过驱动。因此，该单一电路30不但可以控制多个字线上的电压增加，而且其可以控制电压减小(如果这是期望的话)。为了减小该电压，可以建立共享以使得在第一阶段(PHI2断言)中，电容器40被放电至较低电压。这可为零伏特或其可被建立为具有预定低电压，如将参阅稍后的附图所看到的。当该字线的电压升高时，PHI1被断言且开关22被关闭以将该字线与该电源电压断开，且发生电荷共享以使得该字线上的电压电平稳定(settle)为VDD(CL/(CL+CSW))。因此，以此方式，电容器40可用以通过在处理数据存取请求之前控制该电容器保持的电荷量来降减小该字线上的电压电平以及对其增加。

有一点要牢记，在数据存取期间字线上的电压增加会增加写入裕度，但也增加读取干扰裕度。换言之，更有可能的是如果该字线上的电压电平在写入期间被增加，则被存取的且未被写入至的、字线中的储存单元将被干扰。

图4示出说明写入裕度及读取干扰裕度相对于字线上的电压增加的改变的图表。因此，可以看到增加字线电压会增加写入裕度但也影响读取干扰裕度，且因此存在对该字线上的电压电平应被增加的量的限制，且对该值的控制在确保存储器正确地操作方面是重要的。应注意，在读取期间因为储存于单元中的值不被重写，所以在读取存取期间字线上的电压的减小可被实施以降低所储存的值被干扰的可能性。然而，应注意这具有减小存储器存取速度的缺点。因此，如果单元已被设计成使得其响应于使其电压电平增加已知量的写入存取而是稳定的，则在读取期间把该电压电平增加该量可能是有利的以及这将增加数据存取的速度且改进存储器性能。

可以看到，存在影响期望把字线上的电压电平增加或减小多少的各种因素，诸如存储器及其部件的操作电压。因此，如果可以设定该电平则是有利的。因此，提供具有调谐能力的电路以使得可响应于调谐控制信号而调谐电压电平的改变是有利的。存在可调谐电压电平的改变的不同方式，且这些涉及在实施升高或减小机制之前选择特定大小的电容、将该电容充电至特定电压或改变字线已达到的电压电平。

图5以示意形式示出类似于图2的存取电路30，但该存取电路30具有调谐电容器40被充电至的电压电平的能力，以使得电容器40保持的电荷量可以变化且因此可以控制由该电容器40提供的字线电压的升高或减小。在该实施例中，调谐电路包含用以控制电容器40所经受的电压的可变电阻器电路80及82。在所有其它方面，该电路以与图2的电路相同的方式操作，只不过是电容器40所保持的电荷量是可控制的且因此响应于该调谐信号，此电路提供给该字线的电压的增加或减小可以变化。

图6示出可选实施例，其中由可变电容器提供该调谐以使得响应于调谐信号可以更改该电容器的电容且这改变了该电压电平被升高或减小的量。

控制电路30提供给字线的电压的改变量的可选方式是控制何时将电容器40连接至该字线以及何时将该字线与其电源电压断开。如果该字线在其已达到电源电压的电压电平之前与其电源电压断开，则显然所升高的值将比一旦该字线已达到该值时提供该升高的情况下低。图7示出一时序图，该时序图示出控制信号PHI1及PHI2和字线上的电压值。该图示出当过早断言PHI1且正在提供电压升高时达不到该升高的效应。而且，如果其被断言过早且需要电压减小，则这对读取的削弱可能比需要的更多。另一方面，使用固定时间延迟来断言PHI1信号可能使效应过迟发生，从而导致用于写入的字线脉冲延长或者达不到降低在读取期间电压的目的且对该存储器性能具有不利影响。

为了确定用以断言PHI1信号的适当时间，有利的是检测节点WL上达到的电压电平并且当其已达到所需的值时然后可断言PHI1。

这种电压检测器可用以确保PHI1信号的正确时序。其也可在通过改变字线已达到的电压电平来调谐电路时被使用，以便把最终升高的值或减小的值改变为所需的电平。

图8示出说明由电压检测器90控制的存取控制电路30的示意图。在该实施例中，形成虚设字线95，其复制在存储器5内的字线。该虚设字线以与实际字线相同的方式被控制，且因此其通过相同的控制信号连接至该电源电压，且该电压电平以与字线上的电压电平相同的方式上升。电压检测器90检测虚设字线95上的电压电平的上升，且在检测到其达到期望值后，该电压检测器90发送控制信号至控制电路50，控制电路50控制在存取控制电路30内的切换电路及字线驱动器20。

储存于电压检测器90中的期望值可响应于自正在存取存储器的处理器接收的调谐信号而进行设定，且以此方式，升高或减小的电压电平可被控制。信号的时序也由此调谐信号控制。

虚设字线用以模仿实际字线的行为，因为以此方式仅需要一个电压检测器90来检测此虚设字线上的跃迁，而不需要多个检测器来检测多个字线上的电压上升。此跃迁的检测用以控制系统的时序。

虚设字线上的电压的跃迁可被检测，且因为选定字线上的跃迁将同时发生或者在较早或较迟的已知时间发生，所以可估计何时该字线将已达到该电源电压且该切换应发生。因此，可控制该切换以在虚设字线跃迁之后的特定时间发生。时序中的此控制也可用以调谐该系统，如下文所述。

如果字线的电压的上升的特性是已知的，则通过改变在当虚设字线跃迁或达到预定值时与当信号被发送给控制电路50以控制该切换时之间的延迟，则字线电压在切换发生时已达到的电平可被控制且因此所达到的电压电平的最终值可被调谐。此延迟可通过经由可调谐延迟链将电压检测器的输出发送至控制电路而被控制。以此方式调谐该电路可能在例如其中该字线负载是可变的且因此所需的过驱动也改变的编译环境中是有利的。

在控制的切换点，信号PHI2被去断言且信号PHI1被断言，然后电容器40连接至字线且这根据储存在电容器40上的电荷而减小或提高其电压电平。

应注意，除调谐电路之外，例如控制电路50也可用以当其检测到指示存储器正在其中不需要升高或减小其字线上的电压来成功地存取该存储器的区域中操作的调谐信号时禁止开关44及46打开且打开开关42及关48。在此状况下，电容器40充当正被充电且连接至电源电压VDD的去耦电容器，并且这有助于补偿该电源电压中的任何电压变化。而且，因为开关44是打开的，所以电容器40在字线上不提供任何负载。因此，由于此系统的布置，其可以简单地与该字线断开且将充当去耦电容器，从而改进系统的性能。如果不需要的话则停止电压电平的减小或增加是有利的，因为每当该电压电平由电容器40更改时损失一些电荷且该存储器的功率消耗因此增加。

也应注意，开关22也可用作电源开关。

图9示意性地示出多个字线及其至电容器40的连接。也示出自虚设字线的输入，该输入控制开关切换所用的延迟。因此，存在多个字线WL0......WLn，该多个字线WL0......WLn是响应于在字线驱动器20处接收的地址信号而选择的。开关22切换选定字线驱动器以使得将VDD自电源电压线VDD提供至字线。存在用以在字线达到期望的电压电平后将该选定字线连接至电容器40的附加开关35。也存在用以将电容器40充电至期望的电压电平的开关45，该开关是在开关35被接通之前被切断的。

图10示出图9的电压过驱动示例中的时序顺序。可以看到，响应于时钟信号，选定字线被充电。该虚设字线也被充电且在计算的延迟后将控制信号发送至开关22，该开关22经由字线驱动器20将电压施加至该选定字线。然后响应于开关35切换且来自电容器40的电荷流动至该字线上而升高该字线上的信号。

图11示出说明存储器的切换效率如何随着电压的升高而增加的图表。该图示出与切换电容器值与字线及切换电容器的总电容相比的百分比相关的过驱动效率。这随着开关中的延迟而变化，该开关将电容器连接至字线以为16字线驱动器施加升高或过驱动降低。可以看到，该方法对于少量的过驱动非常高效，而且在该实施例中该切换电容器在16字线驱动器之间被共享。

图12示出说明根据本发明实施例的方法的流程图。该方法涉及升高字线以改进写入请求的成功。最初，将存取控制电路中的电容器预充电。当存储器无效时，该电容器可保持其电荷且充当去耦电容器。一旦接收到数据存取请求，则触发该选定字线。然后确定该存储器是否正在需要电压改变以改进写入成功的区域中操作。如果是，则将该字线与该电源电压隔离且将该电容器与该电源电压隔离。然后将该电容器连接至该字线以提供电压的升高并且存取该数据。如果该存储器并非在需要电压升高的区域中操作，则仅存取该数据并且该电容器并非连接至该字线且保持充电且充当用于该电源电压的去耦电容器。

该方法示出当字线电压被升高以改进写入时发生的步骤。如前所述，电容器及存取控制装置也可用以响应于读取来减小字线上的电压电平。在此状况下，最初将该电容器放电，然后发生相同的步骤，但是不是升高电压，放电电容器将用以减小字线上的电压电平，从而减小读取干扰发生的可能性。

尽管已在本文中参考附图详细地描述了本发明的说明性实施例，但应理解：本发明不限于那些精确的实施例；并且在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的范围及精神的情况下，本领域的技术人员可在其中实现各种改变及修改。例如，在不脱离本发明的范围的情况下可以将所附从属权利要求的特征与独立权利要求的特征进行各种组合。

Claims (18)

1.一种半导体存储器储存装置，包含：

多个储存单元，用于储存数据；

多个存取装置，用于允许对多个储存单元进行存取，其中一个存取装置针对一个储存单元，并且所述多个存取装置和存储单元被布置在至少两个存储器行中，对所述至少两个存储器行中的各存储器行的存取是由相应一条存取控制线来控制的，其中，所述存取控制线包含字线；

存取控制电路，用于在存取所述储存单元期间控制提供给所述存取控制线中的至少两个中的选定存取控制线的电压电平，所述存取控制电路包含电容器及切换电路；以及

控制电路，响应于对存取选定储存单元的数据存取请求以：

将所述存取控制线中的选定存取控制线连接至电压电平，以允许经由所述存取装置之一对所述选定储存单元存取；并且

控制所述存取控制电路的所述切换电路以将所述存取控制电路的所述电容器连接至所述选定存取控制线，从而改变提供给所述选定存取控制线的所述电压电平。

2.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述存取控制电路被配置为根据来自所述控制电路的控制信号而改变提供给所述选定存取控制线的所述电压电平以增加所述电压电平或减小所述电压电平。

3.根据权利要求2的半导体存储器，其中所述数据存取请求包含读取请求或写入请求中的一个，所述读取请求自所述储存单元读取数据而所述写入请求向所述储存单元写入数据，所述控制电路被配置为响应于所述数据存取请求为读取请求来控制所述存取控制电路以减小所述提供的电压电平，且响应于所述数据存取请求为写入请求来控制所述存取控制电路以增加所述提供的电压电平。

4.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述数据存取请求包含读取请求或写入请求中的一个，所述读取请求自所述储存单元读取数据而所述写入请求向所述储存单元写入数据，所述控制电路被配置为响应于所述数据存取请求为读取请求或写入请求来控制所述存取控制电路以增加所述提供的电压电平。

5.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述切换电路被配置为在将所述电容器连接至所述选定存取控制线之前将所述电容器连接至所述半导体存储器的电源电压以对所述电容器充电。

6.根据权利要求2的半导体存储器，其中所述切换电路被配置为在将所述电容器连接至所述选定存取控制线之前响应于来自所述控制电路的指示要减小所述电压电平的所述控制信号而将所述电容器连接至地以对所述电容器放电。

7.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述切换电路被配置为在将所述电容器连接至所述选定存取控制线之前将所述电容器连接至选定电压电平以对所述电容器充电预定量，所述选定电压电平是响应于接收的调谐信号来选择的。

8.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述控制电路被配置为响应于接收的调谐信号来改变所述电容器的电容。

9.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述控制电路被配置为确定连接至所述电压电平的所述存取控制线何时达到预定值并且响应于确定达到所述预定值而控制所述切换装置以将所述电容器与电压电源隔离且将所述存取控制线与所述选定电压隔离且将所述电容器连接至所述存取控制线。

10.根据权利要求9的半导体存储器，其中所述半导体存储器包含复制存取控制线的复本存取控制线，所述控制电路被配置为当将所述选定存取控制线连接至所述电压电平时将所述复本存取控制线连接至所述电压电平，所述控制电路被配置为检测所述复本存取控制线上的电压跃迁并且提供在检测所述跃迁与将所述存取控制线与所述选定电压隔离之间的预定延迟。

11.根据权利要求9的半导体存储器，其中所述控制电路被配置为响应于接收的调谐信号而选择所述预定值。

12.根据权利要求1的半导体存储器，其中所述控制电路响应于接收到控制信号以禁止所述存取控制电路改变提供给所述选定存取控制线的电压电平，以使得响应于数据存取请求，所述控制电路：

将所述选定存取控制线连接至所述电压电平以允许对所述选定储存单元存取；并且

维持所述存取控制电路与所述选定存取控制线隔离。

13.根据权利要求12的半导体存储器，其中所述控制电路响应于接收到控制信号以禁止所述存取控制电路改变提供给所述选定存取控制线的电压电平，以控制所述切换电路从而将所述电容器连接至所述半导体存储器的电源电压。

14.根据权利要求1的半导体存储器，所述半导体存储器包含SRAM存储器。

15.一种存取半导体存储器储存装置内的储存单元的方法，所述半导体存储器储存装置包含：

多个储存单元，用于储存数据；

多个存取装置，用于允许对多个储存单元进行存取，其中一个存取装置针对一个储存单元，并且所述多个存取装置和存储单元被布置在至少两个存储器行中，所述至少两个存储器行中的每个存储器行是由相应一条存取控制线来控制的，其中所述存取控制线包含字线；

所述方法包含以下步骤：

接收对存取选定储存单元的数据存取请求；

将所述存取控制线中的选定存取控制线连接至电压电平以允许经由所述存取装置之一对所述选定储存单元存取；以及

将电容器连接至所述选定存取控制线以改变提供给所述选定存取控制线的所述电压电平。

16.根据权利要求15的方法，包含初始步骤：对所述电容器预充电以储存预定量的电荷，所述预定量的电荷取决于自所述控制电路接收的控制信号且确定所述电压电平的所述变化是所述电压电平的增加还是降低。

17.根据权利要求15的方法，进一步包含以下步骤：

在将所述存取控制线连接至所述电压电平后；

确定连接至所述电压电平的所述存取控制线何时达到预定值；并且

响应于确定达到所述预定值，在将所述电容器连接至所述存取控制线之前将所述电容器与电压电源隔离且将所述存取控制线与所述选定电压隔离。

18.根据权利要求17的方法，包含初始步骤：响应于接收到调谐信号来选择所述预定值。