CN112447221A - 字线时序管理 - Google Patents

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F·贝代斯基
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Abstract

本申请涉及字线时序管理。描述用于字线时序管理的方法、系统及装置。在一些实例中,作为存取存储器单元的一部分,可对数字线进行预充电。所述存储器单元可包含存储组件及选择组件。字线可与所述选择组件耦合,及可选择所述字线以便通过所述选择组件将所述存储组件与所述数字线耦合。可在仍对所述数字线进行预充电时选择所述字线,及在所述数字线的预充电结束之后,与所述数字线的预充电结束同时地,或在仍对所述数字线进行充电时,所述存储组件可以减少的延迟与所述数字线耦合。还描述用于感测由所述存储器单元存储的逻辑状态的相关技术。

Description

字线时序管理
交叉参考
本专利申请要求Di Vincenzo等人在2019年8月27日提交的标题为“字线时序管理”的第16/552,984号美国专利申请的优先权,所述美国专利申请转让给本受让人且明确地以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
技术领域涉及存储器装置的字线时序管理。
背景技术
下文大体上涉及一种包含至少一个存储器装置的系统,且更确切地说,涉及字线时序管理。
存储器装置广泛用于将信息存储在例如计算机、无线通信装置、相机、数字显示器等各种电子装置中。通过编程存储器装置的不同状态来存储信息。举例来说,二进制装置最经常存储通常由逻辑1或逻辑0表示的两个状态中的一个。在其它装置中,可存储多于两个状态。为了存取所存储的信息,装置的组件可读取或感测存储器装置中的至少一个所存储状态。为了存储信息,装置的组件可写入或编程存储器装置中的状态。
存在各种类型的存储器装置,包含磁性硬盘、随机存取存储器(random accessmemory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、动态RAM(DRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、铁电RAM(FeRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)、闪存存储器、相变存储器(PCM)等。存储器装置可为易失性的或非易失性的。例如FeRAM的非易失性存储器即使在不存在外部电源的情况下仍可维持其所存储的逻辑状态很长一段时间。例如DRAM的易失性存储器装置在与外部电源断开连接时可能会丢失其所存储的状态。FeRAM可能够实现类似于易失性存储器的密度,但可具有非易失性特性,这是因为使用铁电电容器作为存储装置。
通常,改进存储器装置可包含增加存储器单元密度、增加读取/写入速度、增强可靠性、增加数据保持、减少功率消耗、减少存储器单元上的应力,或降低制造成本等。
发明内容
描述一种方法。在一些实例中,所述方法可包含:从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电,其中所述铁电存储器单元包含铁电电容器及与字线耦合;及在所述第一时间与所述第三时间之间的第二时间处及基于对所述数字线进行预充电选择所述字线,以使所述铁电电容器变成与所述数字线耦合。
描述一种设备。在一些实例中,所述设备可包含:铁电存储器单元,其包含铁电电容器及选择器组件;数字线,其与所述铁电存储器单元耦合;电压电源,其经配置以在第一时间处与所述数字线耦合及在第三时间处从所述数字线解耦合;及字线,其与所述选择器组件耦合及经配置以在所述第三时间之前的第二时间处进行选择,其中所述选择器组件经配置以基于选择所述字线而将所述铁电电容器与所述数字线耦合。
描述一种设备。在一些实例中,所述设备可包含:包含铁电电容器的铁电存储器单元;与所述铁电存储器单元耦合的数字线;与所述铁电存储器单元耦合的字线;与所述数字线耦合的电压电源;及存储器控制器,其与所述铁电存储器单元、所述数字线、所述字线,及所述电压电源耦合。所述存储器控制器可经配置以使所述设备:在第一时间处起始使用所述电压电源对所述数字线进行预充电;在所述第一时间之后的第二时间处基于起始对所述数字线进行预充电而选择所述字线,其中在所述第二时间处选择所述字线在所述第二时间之后的第三时间处或之前将所述铁电电容器与所述数字线耦合;及在所述第三时间处停止对所述数字线进行预充电。
附图说明
图1说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的系统的实例。
图2说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的存储器裸片的实例。
图3A及3B说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的磁滞曲线的实例。
图4说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的包含共同板的存储器阵列的实例。
图5说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的时序图的实例。
图6展示根据本公开的方面的支持字线时序管理的存储器阵列的框图。
图7到9展示说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的一或多种方法的流程图。
具体实施方式
根据本公开的方面,可存取存储器单元及可感测存储器单元的逻辑状态。存取可作为读取操作、写入操作,或其组合的一部分发生。
在一些存储器架构中,存储器单元(例如,铁电存储器单元)可与板、字线,及数字线耦合。存储器单元可包含存储组件(例如,铁电电容器)及选择组件(例如,晶体管,例如薄膜晶体管(TFT))。数字线及字线可与选择组件耦合,及激活字线可用于将存储组件与数字线耦合。存储器单元可布置成列及行,其中每一行存储器单元对应于同一字线(例如,与其耦合),及每一列存储器单元对应于同一数字线(例如,与其耦合)。在一些情况下,单个板对于多个存储器单元可为共用的(例如,由多个存储器单元共享、与多个存储器单元耦合)。与具有唯一的单独受控板的每个存储器单元相比,此架构可例如降低控制方案及相关电路系统(例如,解码器电路系统)的复杂性。
在一些存储器架构中,在读取或写入操作期间存取存储器单元可包含在存储器单元上施加非零电压,以便读取(感测)由存储器单元存储的逻辑状态。存取存储器单元还可包含通过将相应电压施加到数字线及字线来选择与存储器单元耦合的数字线及字线。在一些实例中,电压可施加到选定数字线,以便将数字线的电压提高到目标值及/或对与数字线相关联的任何寄生电容充电。这可称为对数字线进行预充电,及可通过将数字线与可称为预充电电压电源的电压电源(例如,电压源)耦合来执行。
在一些感测方案中,一旦已对数字线进行预充电(例如,数字线的电压已达到目标值),则预充电电压电源可从数字线解耦合,且随后电压可施加到字线,使得选择组件(例如,晶体管)稍后将开始导电(例如,随后变成导电的)及将存储元件与数字线耦合。
在一些情况下,预充电电压电源可包含在感测放大器中、与感测放大器耦合(例如,与其选择性地耦合及解耦合),或以其它方式与感测放大器相关联。举例来说,预充电电压电源可提供感测放大器的供电电压或参考电压。在一些此类情况下,预充电电压电源可通过将数字线耦合到感测放大器而与数字线耦合,同时感测放大器与预充电电压电源耦合,并且预充电电压电源可通过将预充电电压电源从感测放大器解耦合而从数字线解耦合(例如,同时将感测放大器保持为与数字线耦合)。
不管预充电电压电源与感测放大器之间的关系如何,数字线可在感测操作之前、感测操作开始时,或感测操作期间的某一其它时间处与感测放大器耦合。在一些情况下,感测放大器可包含放大电容器(例如,AMPCAP),其可在感测操作期间(例如,一旦选择组件开始导电)对在AMPCAP与存储器单元之间共享的一定量电荷(例如,通过AMPCAP从铁电电容器接收或提供给铁电电容器的一定量电荷)进行积分或以其它方式进行考虑(支持基于所述电荷量确定逻辑状态)。举例来说,可基于在感测操作期间在AMCAP与存储器单元内的铁电电容器之间共享的电荷量(例如,提供给AMPCAP或由AMPCAP提供的电荷量)确定存储器单元的逻辑状态。
如本文所描述,在仍对数字线进行预充电时(例如,在预充电电压电源与数字线耦合时,在预充电电压电源从数字线解耦合之前),将选择电压施加到字线(例如,以选择(激活)字线)可能是有利的。举例来说,从字线电压首先开始增加的时间(例如,选择字线的时间)到选择组件变成导电的时间,选择组件可展示一些磁滞(例如,由于选择组件的阈值电压、选择组件的接通时间等)。因此,在将预充电电压电源从数字线解耦合的时间处激活字线可导致选择组件在预充电电压电源从数字线解耦合的时间之后(或在一些情况下,甚至在所述时间处或之前)以减少的延迟变成导电的。如本文所描述的此类技术可更佳地对准数字线预充电的结束及选择组件导电的开始、可减少读取操作的总体持续时间,及可提供如本领域普通技术人员可了解的其它优势。
在一些情况下,可将选择电压施加到字线的时间调整到选择组件开始导电的足够早时间,因此在预充电电压电源从数字线解耦合之前铁电电容器与数字线耦合。这可导致在预充电操作结束之前,铁电电容器与电压电源共享电荷。然而,这可能不会妨碍感测由铁电存储器单元存储的逻辑状态的能力,而是可提供如本文所论述或另外如本领域普通技术人员所了解的一或多个相关优势。
举例来说,如本文所论述,铁电电容器可存储两种类型的电荷,即位移电荷及偶极电荷。位移电荷可与基于电容器两端的电压差存储的电荷相关联,并且偶极电荷可与铁电电容器内的铁电材料的极化相关联。位移电荷及偶极电荷可视为单独电荷,或可视为单个电荷的组成部分,但是本文中的教示并不取决于基础理论或机制。与位移电荷相比,由铁电电容器存储的偶极电荷可能较慢地变化(例如,增加或减少、改变极化)。因此,如果在预充电电压电源从数字线解耦合之前铁电电容器与数字线耦合,则可在铁电电容器与预充电电压电源之间发生与位移电荷(及偶极电荷的某一部分)相关的电荷共享,但在预充电电压电源从数字线解耦合之后,至少一些偶极电荷仍可在铁电电容器与AMPCAP之间共享。
因此,可基于与AMPCAP共享的电荷量感测由铁电电容器存储的逻辑状态,而不管在感测操作期间是否在铁电电容器与预充电电压电源之间发生一些电荷共享。举例来说,如果在感测操作期间在AMPCAP与铁电存储器之间共享相对较少电荷,则存储器单元可确定为已存储第一逻辑状态(例如,逻辑“1”);如果在感测操作期间在AMPCAP与铁电存储器之间共享相对较多电荷,则存储器单元可确定为已存储第二逻辑状态(例如,逻辑“0”)。此外,如果在铁电电容器与电压电源之间发生与铁电电容器的位移电荷相关联的电荷共享,则在第一逻辑状态的情况下,可在铁电电容器与AMCAP之间共享零或极少电荷,及在第二逻辑状态的情况下,可在铁电电容器与AMCAP之间共享更多电荷量(例如,等于所有或大部分偶极电荷的量),此感测方案可有益地改进感测操作的可靠性及敏感性(例如,通过从AMPCAP角度增加两个逻辑状态之间的共享电荷量的比率),同时也有意地支持较小(较小电容,及因此可能物理上较小的)AMPCAP的使用。
首先在如参考图1到3所描述的存储器系统及存储器裸片的上下文中描述本公开的特征。在如参考图4及5所描述的存储器阵列及时序图的上下文中描述本公开的特征。通过与如参考图6到9所描述的字线时序管理相关的设备图式及流程图说明及参考所述设备图式及流程图描述本公开的这些及其它特征。
图1说明根据如本文所公开的实例的利用一或多个存储器装置的系统100的实例。系统100可包含外部存储器控制器105、存储器装置110,及将外部存储器控制器105与存储器装置110耦合的多个信道115。系统100可包含一或多个存储器装置,但为易于描述,可将所述一或多个存储器装置描述为单个存储器装置110。
系统100可包含例如计算装置、移动计算装置、无线装置或图形处理装置等电子装置的部分。系统100可为便携式电子装置的实例。系统100可为计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、蜂窝电话、可穿戴装置、因特网连接装置等的实例。存储器装置110可为经配置以存储用于系统100的一或多个其它组件的数据的系统的组件。在一些实例中,系统100能够进行机器类型通信(MTC)、机器对机器通信(M2M)或装置对装置(D2D)通信。
系统100的至少部分可为主机装置的实例。此种主机装置可为使用存储器来执行过程的装置的实例,例如计算装置、移动计算装置、无线装置、图形处理装置、计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、蜂窝电话、可穿戴装置、因特网连接装置、一些其它固定或便携式电子装置等。在一些情况下,主机装置可指实施外部存储器控制器105的功能的硬件、固件、软件或其任何组合。在一些情况下,外部存储器控制器105可称为主机或主机装置。在一些实例中,系统100是图形卡。
在一些情况下,存储器装置110可为经配置以与系统100的其它组件通信并提供可供系统100使用或引用的物理存储器地址/空间的独立装置或组件。在一些实例中,存储器装置110可经配置以与至少一种或多种不同类型的系统100合作。系统100的组件与存储器装置110之间的传信可用于支持调制信号的调制方案、用于传送信号的不同引脚设计、系统100及存储器装置110的不同封装、系统100与存储器装置110之间的时钟传信及同步、定时惯例及/或其它因素。
存储器装置110可经配置以存储用于系统100的组件的数据。在一些情况下,存储器装置110可充当系统100的从属型装置(例如,对系统100通过外部存储器控制器105提供的命令作出响应及执行所述命令)。此类命令可包含用于存取操作的存取命令,例如用于写入操作的写入命令、用于读取操作的读取命令、用于刷新操作的刷新命令,或其它命令。举例来说,命令可包含可使字线如本文所描述进行选择的激活命令。存储器装置110可包含支持用于数据存储的所要或指定容量的两个或更多个存储器裸片160(例如,存储器芯片)。包含两个或更多个存储器裸片的存储器装置110可称为多裸片存储器或封装(还称为多芯片存储器或封装)。
系统100可进一步包含处理器120、基本输入/输出系统(BIOS)组件125、一或多个外围组件130,及输入/输出(I/O)控制器135。系统100的组件可使用总线140彼此电子通信。
处理器120可经配置以控制系统100的至少部分。处理器120可为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件,或其可为这些类型的组件的组合。在此种情况下,处理器120可为中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、通用图形处理单元(GPGPU)或芯片上系统(SoC)的实例,以及其它实例。
BIOS组件125可为包含作为固件操作的BIOS的软件组件,其可初始化并运行系统100的各种硬件组件。BIOS组件125还可管理处理器120与系统100的各种组件之间的数据流,所述各种组件例如外围组件130、I/O控制器135等。BIOS组件125可包含存储在只读存储器(ROM)、闪存存储器或任何其它非易失性存储器中的程序或软件。
外围组件130可为任何输入装置或输出装置,或此类装置的接口,其可集成到系统100中或与系统100集成。实例可包含磁盘控制器、声音控制器、图形控制器、以太网控制器、调制解调器、通用串行总线(USB)控制器、串行或并行端口,或外围卡槽,例如外围组件互连(PCI)或专用图形端口。外围组件130可为本领域技术人员理解为外围设备的其它组件。
I/O控制器135可管理处理器120与外围组件130、输入装置145或输出装置150之间的数据通信。I/O控制器135可管理未集成到系统100中或未与系统100集成的外围设备。在一些情况下,I/O控制器135可表示到外部外围组件的物理连接或端口。
输入145可表示系统100外部的装置或信号,其将信息、信号或数据提供到系统100或其组件。此可包含用户接口或与其它装置或在其它装置之间的接口。在一些情况下,输入145可为经由一或多个外围组件130与系统100介接的外围设备,或可由I/O控制器135管理。
输出150可表示在系统100外部的装置或信号,其经配置以从系统100或其组件中的任一者接收输出。输出150的实例可包含显示器、音频扬声器、打印装置或印刷电路板上的另一处理器等等。在一些情况下,输出150可为经由一或多个外围组件130与系统100介接的外围设备,或可由I/O控制器135管理。
系统100的组件可由经设计以执行其功能的通用或专用电路系统构成。这可包含经配置以执行本文中所描述的功能的各种电路元件,例如,导线、晶体管、电容器、电感器、电阻器、放大器或其它有源或无源元件。
存储器装置110可包含装置存储器控制器155及一或多个存储器裸片160。每个存储器裸片160可包含本地存储器控制器165(例如,本地存储器控制器165-a、本地存储器控制器165-b,及/或本地存储器控制器165-N),及存储器阵列170(例如,存储器阵列170-a、存储器阵列170-b,及/或存储器阵列170-N)。存储器阵列170可为存储器单元的集合(例如,网格),其中每个存储器单元经配置以存储数字数据的至少一个位。参考图2更详细地描述存储器阵列170及/或存储器单元的特征。
存储器装置110可为二维(2D)存储器单元阵列的实例或可为三维(3D)存储器单元阵列的实例。举例来说,2D存储器装置可包含单个存储器裸片160。3D存储器装置可包含两个或更多个存储器裸片160(例如,存储器裸片160-a、存储器裸片160-b,及/或任何数量的存储器裸片160-N)。在3D存储器装置中,多个存储器裸片160-N可彼此堆叠或彼此靠近。在一些情况下,3D存储器装置中的存储器裸片160-N可称为层面、层级、层或裸片。3D存储器装置可包含任何数量的堆叠的存储器裸片160-N(例如,两个高、三个高、四个高、五个高、六个高、七个高、八个高)。与单个2D存储器装置相比,这可增加可位于衬底上的存储器单元的数量,这继而可降低生产成本或提高存储器阵列的性能,或降低生产成本且提高存储器阵列的性能。在一些3D存储器装置中,不同层面可共享至少一个共同存取线,使得一些层面可共享字线、数字线及/或板线中的至少一个。
装置存储器控制器155可包含经配置以控制存储器装置110的操作的电路或组件。因此,装置存储器控制器155可包含使存储器装置110能够执行命令的硬件、固件及软件,且可经配置以接收、传输或执行关于存储器装置110的命令、数据或控制信息。装置存储器控制器155可经配置以与外部存储器控制器105、一或多个存储器裸片160,或处理器120通信。在一些情况下,存储器装置110可从外部存储器控制器105接收数据及/或命令。举例来说,存储器装置110可接收写入命令或读取命令,所述写入命令指示存储器装置110应存储代表系统100的组件(例如,处理器120)的某些数据,所述读取命令指示存储器装置110应将存储在存储器裸片160中的某些数据提供到系统100的组件(例如,处理器120)。在一些情况下,装置存储器控制器155可与存储器裸片160的本地存储器控制器165结合控制本文所描述的存储器装置110的操作。装置存储器控制器155及/或本地存储器控制器165中包含的组件的实例可包含用于对从外部存储器控制器105接收的信号进行解调的接收器、用于调制及发射信号到外部存储器控制器105的解码器、逻辑、解码器、放大器、滤波器等。
本地存储器控制器165(例如,存储器裸片160的本地)可经配置以控制存储器裸片160的操作。而且,本地存储器控制器165可经配置以与装置存储器控制器155通信(例如,接收及传输数据及/或命令)。本地存储器控制器165可支持装置存储器控制器155以控制如本文中所描述的存储器装置110的操作。在一些情况下,存储器装置110不包含装置存储器控制器155,且本地存储器控制器165或外部存储器控制器105可执行本文所描述的各种功能。因此,本地存储器控制器165可经配置以与装置存储器控制器155通信,与其它本地存储器控制器165通信,或直接与外部存储器控制器105或处理器120通信。
外部存储器控制器105可经配置以实现系统100的组件(例如,处理器120)与存储器装置110之间的信息、数据及/或命令的传送。外部存储器控制器105可充当系统100的组件与存储器装置110之间的联络,使得系统100的组件可不需要知晓存储器装置的操作细节。系统100的组件可向外部存储器控制器105呈现外部存储器控制器105满足的请求(例如,读取命令或写入命令)。外部存储器控制器105可转换或变换在系统100的组件与存储器装置110之间交换的通信。在一些情况下,外部存储器控制器105可包含产生共同(源)系统时钟信号的系统时钟。在一些情况下,外部存储器控制器105可包含生成共同(源)数据时钟信号的共同数据时钟。
在一些情况下,外部存储器控制器105或系统100的其它组件或其在本文中所描述的功能可由处理器120实施。举例来说,外部存储器控制器105可为由处理器120或系统100的其它组件实施的硬件、固件或软件或其某一组合。尽管外部存储器控制器105被描绘为在存储器装置110外部,但是在一些情况下,外部存储器控制器105或其在本文中所描述的功能可由存储器装置110实施。举例来说,外部存储器控制器105可为由装置存储器控制器155或一或多个本地存储器控制器165实施的硬件、固件或软件或其某一组合。在一些情况下,外部存储器控制器105可分布在处理器120及存储器装置110上,使得外部存储器控制器105的部分由处理器120实施,且其它部分由装置存储器控制器155或本地存储器控制器165实施。同样地,在一些情况下,本文中归属于装置存储器控制器155或本地存储器控制器165的一或多个功能可在一些情况下由外部存储器控制器105(与处理器120分离或包含在处理器120中)执行。
系统100的组件可使用多个信道115与存储器装置110交换信息。在一些实例中,信道115可使得能够在外部存储器控制器105与存储器装置110之间进行通信。每个信道115可包含与系统100的组件相关联的端子之间的一或多个信号路径或传输介质(例如,导体)。举例来说,信道115可包含第一端子,其包含外部存储器控制器105处的一或多个引脚或衬垫,及存储器装置110处的一或多个引脚或衬垫。引脚可为系统100的装置的导电输入或输出点的实例,且引脚可经配置以充当信道的一部分。在一些情况下,端子的引脚或衬垫可为信道115的信号路径的一部分。额外信号路径可与信道的端子耦合以用于在系统100的组件内路由信号。举例来说,存储器装置110可包含信号路径(例如,存储器装置110或其组件内部,例如在存储器裸片160内部的信号路径),所述信号路径将信号从信道115的端子路由到存储器装置110的各个组件(例如,装置存储器控制器155、存储器裸片160、本地存储器控制器165、存储器阵列170)。
信道115(及相关联的信号路径及端子)可专用于传送特定类型的信息。在一些情况下,信道115可为聚合信道且因此可包含多个个别信道。举例来说,数据信道190可为x4(例如,包含四个信号路径)、x8(例如,包含八个信号路径)、x16(包含十六个信号路径)等等。通过信道传送的信号可使用双数据速率(DDR)定时方案。举例来说,信号的一些符号可记录在时钟信号的上升沿上,且信号的其它符号可记录在时钟信号的下降沿上。通过信道传送的信号可使用单数据速率(SDR)传信。举例来说,对于每一时钟循环,可记录信号的一个符号。
在一些情况下,信道115可包含一或多个命令及地址(CA)信道186。CA信道186可经配置以在外部存储器控制器105与存储器装置110之间传送命令,包含与命令相关联的控制信息(例如,地址信息)。举例来说,CA信道186可包含具有所要数据的地址的读取命令。在一些情况下,CA信道186可记录在上升时钟信号沿及/或下降时钟信号沿上。在一些情况下,CA信道186可包含任何数量的信号路径以解码地址及命令数据(例如,八个或九个信号路径)。
在一些情况下,信道115可包含一或多个时钟信号(CK)信道188。CK信道188可经配置以在外部存储器控制器105与存储器装置110之间传送一或多个共同时钟信号。每个时钟信号可经配置以在高状态与低状态之间振荡,且协调外部存储器控制器105及存储器装置110的动作。在一些情况下,时钟信号可为差分输出(例如,CK_t信号及CK_c信号)且可相应地配置CK信道188的信号路径。在一些情况下,时钟信号可为单端的。CK信道188可包含任何数量的信号路径。在一些情况下,时钟信号CK(例如,CK_t信号及CK_c信号)可提供用于存储器装置110的命令及寻址操作或者存储器装置110的其它系统范围内的操作的定时参考。时钟信号CK因此可不同地称为控制时钟信号CK、命令时钟信号CK,或系统时钟信号CK。系统时钟信号CK可由系统时钟产生,所述系统时钟可包含一或多个硬件组件(例如,振荡器、晶体、逻辑门、晶体管等)。
在一些情况下,信道115可包含一或多个数据(DQ)信道190。数据信道190可经配置以在外部存储器控制器105与存储器装置110之间传送数据及/或控制信息。举例来说,数据通道190可传送待写入到存储器装置110的信息(例如,双向)或从存储器装置110读取的信息。
在一些情况下,信道115可包含可专用于其它目的的一或多个其它信道192。这些其它信道192可包含任何数量的信号路径。
在一些情况下,其它信道192可包含一或多个写入时钟信号(WCK)信道。虽然WCK中的‘W’在名义上可代表“写入”,但写入时钟信号WCK(例如,WCK_t信号及WCK_c信号)可提供通常用于存储器装置110的存取操作的定时参考(例如,用于读取及写入操作两者的定时参考)。因此,写入时钟信号WCK还可称为数据时钟信号WCK。WCK信道可经配置以在外部存储器控制器105与存储器装置110之间传送共同数据时钟信号。数据时钟信号可经配置以协调外部存储器控制器105及存储器装置110的存取操作(例如,写入操作或读取操作)。在一些情况下,写入时钟信号可为差分输出(例如,WCK_t信号及WCK_c信号),并且WCK信道的信号路径可相应地进行配置。WCK信道可包含任何数量的信号路径。数据时钟信号WCK可由数据时钟产生,所述数据时钟可包含一或多个硬件组件(例如,振荡器、晶体、逻辑门、晶体管等)。
在一些情况下,其它信道192可包含一或多个错误检测码(EDC)信道。EDC信道可经配置以传送例如校验和的错误检测信号以提高系统可靠性。EDC信道可包含任何数量的信号路径。
信道115可使用各种不同架构将外部存储器控制器105与存储器装置110耦合。各种架构的实例可包含总线、点对点连接、纵横开关、例如硅内插件的高密度内插件,或形成于有机衬底中的信道,或其某一组合。举例来说,在一些情况下,信号路径可至少部分地包含高密度内插件,例如硅内插件或玻璃内插件。
通过信道115传送的信号可使用多种不同调制方案进行调制。在一些情况下,可使用二进制符号(或二进制层级)调制方案来调制在外部存储器控制器105与存储器装置110之间传送的信号。二进制符号调制方案可为M进制调制方案的实例,其中M等于二。二进制符号调制方案的每一符号可经配置以表示一个位的数字数据(例如,符号可表示逻辑1或逻辑0)。二进制符合调制方案的实例包含但不限于非归零(NRZ)、单极编码、双极编码、曼彻斯特编码、具有两个符号(例如,PAM2)的脉冲幅度调制(PAM)等等。
在一些情况下,可使用多符号(或多层级)调制方案来调制在外部存储器控制器105与存储器装置110之间传送的信号。多符号调制方案可为M进制调制方案的实例,其中M大于或等于三。多符号调制方案的每个符号可经配置以表示多于一个位的数字数据(例如,符号可表示逻辑00、逻辑01、逻辑10,或逻辑11)。多符号调制方案的实例包含但不限于PAM3、PAM4、PAM8等、正交振幅调制(QAM)、正交相移键控(QPSK)等等。多符号信号(例如,PAM3信号或PAM4信号)可为使用包含用于对多于一个位的信息进行编码的至少三个层级的调制方案来调制的信号。多符号调制方案及符号可替代地称为非二进制、多位或高阶调制方案及符号。
在一些实例中,存储器装置110可支持如本文所描述的存取操作(例如,单独或以任何组合响应于激活命令、存取命令,或一或多个其它命令)。存取操作可涉及与数字线及字线耦合的存储器单元(例如,其中数字线及字线与晶体管或存储器单元的其它选择组件耦合)。为了存取存储器单元(例如,从存储器单元读取、写入到存储器单元),可各自选择数字线及字线。在对数字线进行预充电时,可选择字线。举例来说,可选择字线,使得在使用电压电源将数字线预充电到目标电压时(例如,在用于预充电的电压电源从数字线解耦合之前,在数字线达到目标电压之前),字线的电压开始增加。这可更佳地对准数字线达到存取存储器单元所需的目标(预充电)电压的时间及选择组件开始导电的时间(例如,避免或减小其间的延迟)。在一些情况下,可选择字线,使得在预充电电压电源从数字线解耦合之前,数字线变成与铁电电容器耦合。
在一些实例中,存储器单元的电容器可与感测组件(AMPCAP)的电容器共享电荷,以便确定存储器单元的逻辑状态。因为存储到存储器单元的电容器的电荷量可取决于其逻辑状态,所以可基于存储器单元的电容器与AMPCAP之间共享的电荷量确定存储器单元的逻辑状态。在一次选择字线使得在预充电电压电源从数字线解耦合之前数字线变为与铁电电容器耦合的一些情况下,预充电电压电源也可以与存储器单元的电容器共享电荷。可在AMPCAP与存储器单元共享电荷之前发生或停止预充电电压电源与存储器单元之间的电荷共享。
在一些情况下,如果存储器单元存储第一逻辑状态(例如,逻辑“1”),则电压电源可与存储器单元共享电荷(例如,将电荷提供给存储器单元),使得AMPCAP随后可与存储器单元共享(例如,提供给存储器单元)相对较少(例如,零)电荷,因此AMPCAP与存储器单元之间共享的相对较少电荷可指示第一逻辑状态。然而,如果存储器单元存储第二逻辑状态(例如,逻辑“0”),则AMPCAP随后可与存储器单元共享(例如,提供给存储器单元)相对较多(例如,非零量)电荷,因此AMPCAP与存储器单元之间共享的相对较多(例如,一些)电荷可指示第二逻辑状态。
在一些情况下,如本文所描述的一次选择字线可通过减少当存储器单元为任一逻辑状态时AMPCAP共享的电荷量(例如,消除共模电荷)来提高感测操作的可靠性,这可提高(i)当存储器单元处于第一逻辑状态(例如,减小到零)时AMPCAP共享的电荷量及(ii)当存储器单元处于第二逻辑状态时AMPCAP共享的电荷量之间的比率。此外,减少当存储器单元处于任一逻辑状态时AMPCAP共享的电荷量可减小感测组件所需的AMPCAP的大小。
图2说明根据如本文所公开的实例的存储器裸片200的实例。存储器裸片200可为参考图1所描述的存储器裸片160的实例。在一些情况下,存储器裸片200可称为存储器芯片、存储器装置或电子存储器设备。存储器裸片200可包含可编程以存储不同逻辑状态的一或多个存储器单元205。每个存储器单元205可为可编程的以存储两个或更多个状态。举例来说,存储器单元205可经配置以存储一个位的信息(例如,逻辑0或逻辑1)。在一些情况下,单个存储器单元205(例如,多层级存储器单元)可经配置以一次存储多于一个位的信息(例如,逻辑00、逻辑01、逻辑10,或逻辑11)。
存储器单元205可存储表示数字数据的状态(例如,极化状态或电介质电荷)。在FeRAM架构中,存储器单元205可包含电容器,所述电容器包含铁电材料(铁电电容器)以存储表示可编程状态的电荷(例如,例如,位移电荷)及/或极化(例如,偶极电荷)。在DRAM架构中,存储器单元205可包含电容器,所述电容器包含介电材料以存储表示可编程状态的电荷(例如,位移电荷)。位移电荷可与存储到电容器(铁电或以其它方式)的典型(线性)电荷相关联,然而偶极电荷可特定于铁电材料的极化特性。由铁电电容器存储的偶极电荷可比位移电荷更缓慢地改变(例如,增加或减少、充电或放电、改变极性)。在一些实例中,可基于在感测操作期间在感测电容器(AMCAP)与存储器单元之间共享的电荷量来确定存储器单元205的逻辑状态。
可通过激活或选择例如字线210、数字线215及/或板线220的存取线在存储器单元205上执行例如读取及写入的操作。在一些情况下,数字线215还可称为位线。对存取线、字线、数字线、板线或其类似物的引用可互换,但不影响理解或操作。激活或选择字线210、数字线215或板线220可包含将电压施加到相应线。
存储器裸片200可包含以网格状图案布置的存取线(例如,字线210、数字线215,及板线220)。存储器单元205可位于字线210、数字线215,及/或板线220的相交点处。通过偏置字线210、数字线215及板线220(例如,将电压施加到字线210、数字线215,或板线220),可在其相交点处存取单个存储器单元205。
存取存储器单元205可通过行解码器225、列解码器230,及板驱动器235来控制。举例来说,行解码器225可从本地存储器控制器265接收行地址,及基于所接收行地址激活字线210。列解码器230从本地存储器控制器265接收列地址,及基于接收到的列地址激活数字线215。在一些情况下,列解码器230可包含预充电电压电源及经配置以选择性地将预充电电压电源与选定数字线耦合及解耦合。板驱动器235可从本地存储器控制器265接收板地址,及基于所接收板地址激活板线220。举例来说,存储器裸片200可包含标记为WL_1到WL_M的多个字线210、标记为DL_1到DL_N的多个数字线215,及标记为PL_1到PL_P的多个板线,其中M、N及P取决于存储器阵列的大小。因此,通过激活字线210、数字线215,及板线220(例如WL_1、DL_3及PL_1),可在其相交点处存取存储器单元205。二维或三维配置中的字线210及数字线215的相交点可称为存储器单元205的地址。在一些情况下,字线210、数字线215及板线220的相交点可称为存储器单元205的地址。
存储器单元205可包含逻辑存储组件,例如电容器240及开关组件245(选择组件)。电容器240可为铁电电容器的实例。电容器240的第一节点可与开关组件245耦合,及电容器240的第二节点可与板线220耦合。开关组件245可为选择性地建立或取消建立两个组件之间的电子通信的晶体管或任何其它类型的开关装置的实例。
选择或取消选择存储器单元205可通过激活或解除激活开关组件245而实现。电容器240可放置为使用开关组件245与数字线215电子通信。举例来说,当开关组件245被解除激活时电容器240可与数字线215隔离,且当开关组件245被激活时电容器240可与数字线215耦合。在一些情况下,开关组件245是晶体管,且可通过对晶体管栅极施加电压来控制其操作,其中晶体管栅极与晶体管源极之间的电压差大于或小于晶体管的阈值电压。在一些情况下,开关组件245可为p型晶体管或n型晶体管。字线210可与开关组件245的栅极电子通信,及可基于电压(例如,选择电压)施加到字线210激活/解除激活开关组件245。
字线210可为与存储器单元205电子通信的导线,其用于对存储器单元205执行存取操作。在一些架构中,字线210可与存储器单元205的开关组件245的栅极电子通信,及可经配置以控制存储器单元的开关组件245。在一些架构中,字线210可与存储器单元205的电容器的节点电子通信,及存储器单元205可不包含开关组件。
数字线215可为连接存储器单元205与感测组件250的导线。在一些架构中,存储器单元205可在存取操作的部分期间选择性地与数字线215耦合。举例来说,存储器单元205的字线210及开关组件245可经配置以选择性地耦合及/或隔离存储器单元205的电容器240及数字线215。在一些架构中,存储器单元205可与数字线215电子通信(例如,持续)。
板线220可为与存储器单元205电子通信的导线,其用于对存储器单元205执行存取操作。板线220可与电容器240的节点(例如,单元底部)电子通信。板线220经配置以与数字线215配合以在存储器单元205的存取操作期间偏置电容器240。
感测组件250可经配置以确定存储于存储器单元205的电容器240上的状态(例如,极化状态或其它电荷),及基于检测到的状态确定存储器单元205的逻辑状态。在一些情况下,由存储器单元205存储的电荷可能极小。因此,感测组件250可包含一或多个感测放大器以放大存储器单元205的信号输出。感测放大器可检测读取操作期间数字线215的电荷的微小改变,及可基于检测到的电荷产生对应于逻辑0或逻辑1的信号。
在读取操作期间,存储器单元205的电容器240可经由其对应的数字线215输出信号(例如,放电到其对应的数字线215或从其对应的数字线215接收电荷)。信号可使数字线215的电压发生改变。感测组件250可经配置以将跨越数字线215从存储器单元205接收的信号与参考信号255(例如,参考电压)进行比较。感测组件250可基于所述比较确定存储器单元205的存储状态。举例来说,在二进制传信中,如果数字线215具有比参考信号255高的电压,则感测组件250可确定存储器单元205的存储状态是逻辑1,并且如果数字线215具有比参考信号255低的电压,则感测组件250可确定存储器单元205的存储状态是逻辑0。感测组件250可包含各种晶体管或放大器以检测及放大信号的差。存储器单元205的检测到的逻辑状态可提供为感测组件250的输出(例如,到输入/输出260),且可向例如装置存储器控制器155的包含存储器裸片200的存储器装置110的另一组件指示检测到的逻辑状态(例如,直接或使用本地存储器控制器265)。在一些情况下,感测组件250可与行解码器225、列解码器230,及/或板驱动器235电子通信。
本地存储器控制器265可通过各种组件(例如,行解码器225、列解码器230、板驱动器235及感测组件250)控制存储器单元205的操作。本地存储器控制器265可为参考图1所描述的本地存储器控制器165的实例。在一些情况下,行解码器225、列解码器230及板驱动器235中的一或多个及感测组件250可与本地存储器控制器265处于相同位置。本地存储器控制器265可经配置以接收来自外部存储器控制器105(或参考图1所描述的装置存储器控制器155)的一或多个命令及/或数据,将所述命令及/或数据变换成可由存储器裸片200使用的信息,在存储器裸片200上执行一或多个操作,及响应于执行所述一或多个操作将数据从存储器裸片200传送到外部存储器控制器105(或装置存储器控制器155)。本地存储器控制器265可产生行、列及/或板线地址信号以激活目标字线210、目标数字线215,及目标板线220。本地存储器控制器265还可以产生并控制在存储器裸片200的操作期间使用的各种电压或电流。一般来说,本文中论述的所施加电压或电流的振幅、形状或持续时间可经调整或变化,并可针对操作存储器裸片200时论述的各种操作而不同。
在一些情况下,本地存储器控制器265可经配置以对存储器裸片200执行预充电操作。预充电操作可包括将存储器裸片200的一或多个组件及/或存取线预充电到一或多个预定电压电平。在一些情况下,存储器单元205及/或存储器裸片200的部分可在不同存取操作之间进行预充电。在一些情况下,可在读取操作之前对数字线215及/或其它组件进行预充电(例如,使用可称为预充电电压电源的电路或其它组件预充电到目标电压)。
在一些情况下,本地存储器控制器265可经配置以对存储器裸片200的一或多个存储器单元205执行写入操作(例如,编程操作)。在写入操作期间,存储器裸片200的存储器单元205可经编程以存储所需逻辑状态。在一些情况下,可在单写入操作期间对多个存储器单元205进行编程。本地存储器控制器265可识别将在上面执行写入操作的目标存储器单元205。本地存储器控制器265可识别与目标存储器单元205(例如,目标存储器单元205的地址)电子通信的目标字线210、目标数字线215,及/或目标板线220。本地存储器控制器265可激活目标字线210、目标数字线215、及/或目标板线220(例如,将电压施加到字线210、数字线215或板线220),以存取目标存储器单元205。本地存储器控制器265可在写入操作期间将特定信号(例如,电压)施加到数字线215且将特定信号(例如,电压)施加到板线220,以将特定状态存储在存储器单元205的电容器240中,所述特定状态指示所要逻辑状态。
在一些情况下,本地存储器控制器265可经配置以在存储器裸片200的一或多个存储器单元205上执行读取操作(例如,感测操作)。在读取操作期间,可确定存储于存储器裸片200的存储器单元205中的逻辑状态。在一些情况下,可在单读取操作期间感测多个存储器单元205。本地存储器控制器265可识别将在上面执行读取操作的目标存储器单元205。本地存储器控制器265可识别与目标存储器单元205(例如,目标存储器单元205的地址)电子通信的目标字线210、目标数字线215,及/或目标板线220。本地存储器控制器265可激活目标字线210、目标数字线215,及/或目标板线220(例如,将电压施加到字线210、数字线215或板线220),以存取目标存储器单元205。目标存储器单元205可响应于偏置存取线而将信号传递到感测组件250。感测组件250可放大信号。本地存储器控制器265可触发感测组件250(例如,锁存感测组件),由此将从存储器单元205接收的信号与参考信号255进行比较。基于所述比较,感测组件250可确定存储在存储器单元205上的逻辑状态。作为读取操作的一部分,本地存储器控制器265可将存储在存储器单元205上的逻辑状态传送到外部存储器控制器105(或装置存储器控制器)。
在一些实例中,可在将数字线215预充电到目标电压时(例如,在用于预充电的电压电源仍与数字线215耦合时)选择字线210。这可更佳地对准数字线达到目标电压的时间及开关组件245将数字线与电容器240耦合的时间(例如,将其间的间隙或延迟例如减小到零或某一其它减小的量)。
在一些情况下,可一次选择字线210,使得即使在开关组件245将数字线与电容器240耦合之后仍对数字线215进行预充电(例如,用于预充电的电压电源仍与数字线耦合)。这可使电压电源与电容器240共享电荷,直到电压电源被移除(例如,从数字线215解耦合)为止。
如本文所论述,可基于包含在感测组件250中的电容器(例如,AMPCAP)与电容器240之间共享的电荷(例如,表示位移电荷及/或偶极电荷的电荷量)来确定存储器单元205的逻辑状态。根据本文中的教示选择字线210可改进此感测操作的可靠性,同时减小感测组件250所需的电容器的大小。
在一些情况下,在存取操作期间选择字线210的时间可为可配置的(例如,可微调的)。举例来说,可基于一或多个熔丝或反熔丝,及相关联的熔丝加载过程来配置在存取操作期间选择字线210的时间,或可基于设置存储器装置内的一或多个模式寄存器配置在存取操作期间选择字线210的时间。
在一些情况下,在存取操作期间选择字线210的时间可基于每装置或每裸片200可配置(可调整、可调谐、可微调),及装置或裸片200内的每个字线210可经配置以根据同一时序(在存取操作的时间表内的同一时间处)进行选择。举例来说,在存取操作期间选择字线210的时间可经配置以针对过程变化(例如,跨越装置或裸片200的开关组件245的阈值电压或接通时间的变化)、调整性能,或针对本领域普通技术人员可了解的其它原因进行优化。
另外或替代地,选择字线210的时间可基于每字线210或每组字线210可配置(可调整、可调谐的、可微调),使得裸片200内的不同字线210可经配置以根据不同时序(在存取操作的时间表内的不同时间处)进行选择。举例来说,在存取操作期间选择字线210的时间可基于存储器裸片200或相关基底的拓扑而在字线210上变化,所述拓扑可包含数字线215的长度、字线210的长度、存储器单元205在存储器裸片200中的位置、存储器单元与存储器裸片200的其它组件(例如,感测组件250、预充电电压电源、字线驱动器(其可包含在行解码器225中或与行解码器225耦合))之间的距离,或其任何组合。
在一些存储器架构中,存取存储器单元205可降级或破坏存储在存储器单元205中的逻辑状态。举例来说,在铁电存储器单元上执行的读取操作可破坏存储在铁电电容器中的逻辑状态。在另一实例中,在DRAM架构中执行的读取操作可使目标存储器单元的电容器部分或完全放电。本地存储器控制器265可执行重写操作或刷新操作以将存储器单元恢复到其原始逻辑状态。本地存储器控制器265可在读取操作之后将逻辑状态重写到目标存储器单元。在一些情况下,重写操作可视为读取操作的一部分。另外,激活单个存取线(例如,字线210)可干扰存储在与所述存取线电子通信的一些存储器单元中的状态。因此,可对可能尚未被存取的一或多个存储器单元执行重写操作或刷新操作。
图3A及3B说明根据如本文所公开的各种实例的具有磁滞曲线300-a及300-b的铁电存储器单元的非线性电特性的实例。磁滞曲线300-a及300-b分别说明实例铁电存储器单元写入及读取过程。磁滞曲线300-a及300-b描绘随电压差V而变的存储于铁电电容器(例如,参考图2描述的电容器240)上的电荷Q。
铁电材料的特征在于自发电极化,即其在不存在电场的情况下维持非零电极化。实例铁电材料包含钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、锆钛酸铅(PZT)及铋钽酸锶(SBT)。本文中所描述的铁电电容器可包含这些或其它铁电材料。铁电电容器内的电极化会在铁电材料的表面产生净电荷并通过电容器端子吸引相反电荷,这可称为偶极电荷或极化。因此,电荷存储在铁电材料与电容器端子的界面处。因为在不存在外部施加的电场的情况下可长时间,甚至无限地保持电极化,所以与例如从线性电容器(例如,如在DRAM阵列中采用)的位移电荷泄漏相比,可显著地减少与极化(例如,偶极电荷)有关的电荷泄漏(例如,可以低得多的速率发生)。这可能减少执行刷新操作的需求。
可从电容器的单个端子的角度理解磁滞曲线300-a及300-b。借助于实例,如果铁电材料具有负极化,则正电荷在端子处积聚。同样,如果铁电材料具有正极化,则负电荷在端子处积聚。另外,磁滞曲线300-a及300-b中的电压表示跨电容器的电压差且是方向性的。举例来说,通过将正电压施加到相关端子(例如,单元板)且保持第二端子(例如,单元底部)处于接地(或近似为零伏特(0V))可实现正电压。可通过保持相关端子接地且将正电压施加到第二端子来施加负电压,即,可施加正电压以负极化相关端子。类似地,可将两个正电压、两个负电压或正及负电压的任何组合施加到适当的电容器端子,以产生磁滞曲线300-a及300-b中所展示的电压差。
如在磁滞曲线300-a中所描绘,铁电材料可在零电压差的情况下保持正或负极化,从而产生两个可能的带电荷状态:电荷状态305及电荷状态310。根据图3A及3B的实例,电荷状态305表示逻辑1及电荷状态310表示逻辑0。在一些实例中,相应电荷状态的逻辑值被逆转以适应用于操作存储器单元的其它方案。
可通过施加电压来控制铁电材料的电极化且因此控制电容器端子上的电荷,从而将逻辑0或1写入到存储器单元。举例来说,跨越电容器施加净正电压315导致电荷累积,直到达到电荷状态305-a为止。在移除电压315之后,电荷状态305-a遵循路径320,直到其在零电压下达到电荷状态305为止。因此,在极化(偶极电荷)保持在与沿着Q轴测量到的电荷状态305的量值对应的量时,电荷状态305-a与电荷状态305之间的电荷差(例如,电荷差365-a或沿着Q轴的距离)可表示可从铁电电容器泄漏(例如,相对快速地)的位移电荷量。
类似地,通过施加净负电压325来写入电荷状态310,这产生电荷状态310-a。在移除负电压325之后,电荷状态310-a遵循路径330,直至其在零电压下达到电荷状态310为止。因此,在极化(偶极电荷)保持在与沿着Q轴测量到的电荷状态310的量值对应的量时,电荷状态310-a与电荷状态310之间的电荷差365-b(例如,沿着Q轴的距离)可表示可从铁电电容器泄漏(例如,相对快速地)的位移电荷量。
电荷状态305及310还可称为剩余极化(Pr)值,即,在去除外部偏置(例如,电压)后保持的极化(或偶极电荷)。矫顽电压是电荷(或极化)为零时的电压。
为了读取或感测铁电电容器的所存储状态,可跨越电容器施加电压。作为响应,存储电荷Q改变,且改变程度取决于初始电荷状态,即最终存储电荷(Q)取决于最初存储电荷状态305-b还是310-b。举例来说,磁滞曲线300-b说明两个可能的存储电荷状态305-b及310-b。可跨电容器240施加电压335,如参考图2所论述。在其它情况下,固定电压可施加到单元板,且尽管描绘为正电压,但电压335可为负。
响应于电压335,如果最初存储电荷状态305-b,则由铁电电容器存储的电荷量可遵循路径340。因此,存储电荷可从电荷状态305-b改变到电荷状态305-c,其中电荷差365-c(沿着Q轴的电荷状态305-b与电荷状态305-c之间的距离)表示与铁电电容器共享(例如,由铁电电容器获取)的电荷量。电荷差365-c可与铁电电容器的位移电荷变化相关联。也就是说,铁电电容器的极化可不变(例如,因为电荷状态305-b及305-c都为正Q值),因此电荷差365-c可独立于(不取决于其或不受其影响、可不包含)施加电压335之前的铁电电容器(由铁电电容器存储的偶极电荷)的任何剩余极化。因此,与电荷状态305-b相关联的逻辑状态(例如,逻辑“1”)可不与偶极电荷的变化相关联,及电荷差365-c可基于参考图3A的电荷状态305及305-a描述为泄漏的位移电荷(例如,排他性地可在量上等于所述位移电荷)。
响应于电压335,如果最初存储电荷状态310-b,则由铁电电容器存储的电荷量可遵循路径345。因此,存储电荷可从电荷状态310-b改变到电荷状态310-c,其中电荷差360(沿着Q轴的电荷状态310-b与电荷状态310-c之间的距离)表示与铁电电容器共享(例如,由铁电电容器获取)的电荷量。电荷差360可与铁电电容器的位移电荷变化及偶极电荷变化两者相关联。也就是说,铁电电容器的极化可从负改变到正(例如,因为电荷状态310-b为负Q值,及电荷状态310-c为正Q值)。因此,与电荷状态310-b相关联的逻辑状态(例如,逻辑“0”)可与位移电荷变化及偶极电荷变化相关联,其中电荷差360可取决于(反映、基于、指示)在施加电压335之前铁电电容器(由铁电电容器存储的偶极电荷)的剩余极化,以及参考图3A的电荷状态310及310-A描述为泄漏的位移电荷的量。
电荷状态305-c及电荷状态310-c的最终位置,及因此电荷差365-c及电荷差360的量值可取决于一或多个因数,包含特定感测方案及电路系统。
在一些情况下,最终电荷可取决于连接到存储器单元的数字线的本征电容。举例来说,如果电容器电连接到数字线且施加电压335,则数字线的电压可由于其本征电容而上升。然而,在感测组件处测量到的电压可不为相等电压335,及可替代地取决于数字线的电压。因此,最终电荷状态305-c及310-c在磁滞曲线300-b上的位置可取决于数字线的电容,且可通过负载线分析进行确定,即,可相对于数字线电容限定电荷状态305-c及310-c。因此,电容器的电压,电压350或电压355可为不同的,且可取决于电容器的初始状态。
在一些感测方案中,通过将数字线电压与参考电压进行比较,可确定电容器的初始状态。数字线电压可为电压335与电容器两端的最终电压之间的差、电压350或电压355,即,电压335与电压350之间的差或电压335与电压355之间的差。可产生参考电压,使得其量值在两个可能的数字线电压的两个可能电压之间,以便确定所存储的逻辑状态,即,数字线电压是否高于或低于参考电压。在通过感测组件比较后,感测到的数字线电压可确定为比参考电压高或低,且可确定铁电存储器单元的所存储逻辑值(即,逻辑0或1)。
在一些情况下,可基于铁电电容器与包含在感测组件中的电容器(AMPCAP)之间的电荷共享来确定存储器单元的逻辑状态。如本文所论述,铁电电容器可在处于静止(零电压)状态时存储偶极电荷,及随后可展示包括位移电荷量或包括位移电荷量及偶极电荷量的存储电荷的变化。在一些实例中,可基于由铁电电容器存储在其中的电荷的变化来确定存储器单元的逻辑状态。
如本文所论述,数字线可与电压电源耦合以将数字线预充电到目标电压。在一些实例中,在电压电源从数字线解耦合之前,数字线可与存储器单元内的铁电电容器耦合,及可在电压电源与铁电电容器之间共享一定量电荷,即,此电荷量可考虑或以其它方式反映存储器单元的位移电荷的变化,所述变化可比偶极电荷更快速地改变。举例来说,当从电荷状态305-b移动到电荷状态305-c时,可(例如,完全地)由电压电源提供电荷差360。另外或替代地,当从电荷状态310-b移动到电荷状态310-c时,电荷差360的第一部分可由电压电源提供,及电荷差360的第二部分可由AMPCAP提供(例如,基于电荷的第二部分从AMPCAP传递到存储器单元)。第一部分可包含存储器单元的位移电荷的变化及存储器单元的偶极电荷的(相对较小)变化,但是可主要地将位移电荷的变化反映到偶极电荷的较慢变化性质。因此,第二部分可考虑或以其它方式反映(例如,主要地或排他性地)存储器单元的偶极电荷的其它变化。
因此,当AMPCAP不提供电荷(或提供相对较少电荷)时可确定逻辑“1”,然而当AMPCAP提供一些(或相对较多)电荷时可确定逻辑“0”。在利用较小放大电容器时,此感测方案可允许更可靠的读取操作。
在一些情况下,铁电存储器单元可在读取操作之后保持初始逻辑状态。举例来说,如果存储电荷状态305-b,则在读取操作期间电荷状态可遵循到电荷状态305-c的路径340,且在移除电压335之后,电荷状态可通过在相反的方向上遵循路径340而返回到初始电荷状态305-b。在一些情况下,铁电存储器单元可在读取操作之后丢失其初始逻辑状态。举例来说,如果存储电荷状态310-b,则在读取操作期间电荷状态可遵循到电荷状态305-c的路径345,且在移除电压335之后,电荷状态可通过遵循路径340而松弛到电荷状态305-b。
磁滞曲线300-b说明读取经配置以存储电荷状态305-b及电荷状态310-b的存储器单元的实例。举例来说,可经由参考图2所描述的数字线215及板线220施加作为电压差的读取电压335。磁滞曲线300-b可说明其中读取电压335是正电压差Vcap(例如,其中数字线电压(VDL)-板线电压(VPL)为正)的读取操作。跨越电容器的正读取电压可称为“板低”读取操作,其中数字线215最初被带到高压,及板线220最初处于低压(例如,接地电压)下。尽管读取电压335示为跨越铁电电容器240的正电压,但在替代性操作中,读取电压可为跨越铁电电容器240的正电压,其可称为“板高”读取操作。
当选择存储器单元205时,可跨越铁电电容器240施加读取电压335(例如,通过激活如参考图2所描述的开关组件245)。在将读取电压335施加到铁电电容器240后,电荷可经由数字线215及板线220流入或流出铁电电容器240,且取决于铁电电容器240处于电荷状态305-b(例如,逻辑1)还是处于电荷状态310-b(例如,逻辑0),可产生不同的电荷状态。
图4说明根据如本文所公开的实例的包含共同板及支持字线时序管理的存储器阵列400的实例。在一些实例中,存储器阵列400可为或可表示较大存储器阵列的部分。如参考图4所示,存储器阵列可包含板405、多个存储器单元(例如,包含存储器单元410及存储器单元410-a)、多个字线(例如,包含字线425、字线425-a,及字线425-b)、多个数字线(例如,包含数字线430、数字线430-a,及数字线430-b),及板线435。
在一些实例中,每个存储器单元可包含晶体管或其它选择器装置(例如,存储器单元410的晶体管420)及电容器(例如,存储器单元410的电容器415)。每个数字线(例如,数字线430、430-a、430-b)可经由相应晶体管(例如,晶体管432、晶体管432-a、晶体管432-b)与板线435耦合。晶体管432、晶体管432-a、晶体管432-b中的每一个可称为分流器,及可经配置以将数字线430中的一或多个耦合到板405。在一些情况下,晶体管(分流器)432可包含在列解码器230中,如参考图1所描述。
如本文所描述,存储器单元可位于字线及数字线的相交点处。举例来说,存储器单元410可位于字线425及数字线430的相交点处。存储器单元410可包含逻辑存储组件,例如电容器415及晶体管420(例如,开关或选择组件)。电容器415可为铁电电容器的实例。电容器415的第一节点可与晶体管420耦合,及电容器415的第二节点可与板405耦合。为了存取存储器单元410,可按特定次序选择板405、数字线430,及字线425(例如,通过调整板405、数字线430及字线425的相应电压)。在一些实例中,可通过经由板线435将电压施加到板405来选择板405。
在一些实例中,板405可为多个存储器单元共用的。举例来说,板405可为至少存储器单元410及存储器单元410-a共用的。板405可为或可表示包含在单元(例如,包含多个板的板组)中的单个板,且每个单元可包含在贴片(例如,还可称为瓦片的贴片,或包含多个板组的其它阵列子部分)中。在一些实例中,板405可位于存储器阵列400的多个存储器单元中的每一个上方。换句话说,存储器阵列400的每个存储器单元可位于板405下方(例如,每个存储器单元共用的板405下方)。在其它实例中,板405可位于存储器阵列400的多个存储器单元中的每一个下方,及存储器阵列400的每个存储器单元可位于板405上方(例如,每个存储器单元共用的板405上方)。
在一些实例中,可存取存储器阵列400的一或多个存储器单元。如本文所论述,可通过选择数字线430及字线425来存取存储器单元(例如,存储器单元410)。在一些实例中,可使用电压电源选择(例如,预充电)数字线430,所述电压电源在一些情况下可包含在列解码器230中。在数字线430达到目标电压之后或之前,可选择字线425。因为字线425可能需要达到目标电压(例如,晶体管420的阈值电压,其在一些情况下可为TFT),以使电容器415与数字线430耦合,所以可能有利的是在将电压电源从数字线解耦合之前选择字线425,以(至少部分地)考虑字线达到目标电压的任何延迟,或电容器415否则变成与数字线430耦合。举例来说,字线425可与晶体管420耦合,可能有利的是,在对数字线430进行预充电时选择字线425,使得在对数字线430进行预充电时,或在数字线430停止进行预充电之后至少以减小的(例如,零)延迟,字线425的电压等于晶体管的阈值电压。
在感测操作期间,在电压电源将数字线430预充电到目标电压之后,数字线430及因此电容器415可与感测放大器的AMPCAP共享电荷。在一些情况下,在感测操作期间或之前的某一其它时间开始时或某一其它时间处,数字线430可与感测放大器耦合,但是AMPCAP与电容器415之间的电荷共享可能直到电压电源从数字线430解耦合(例如,从感测放大器解耦合)才开始,例如,当电压电源与数字线430耦合时,可跨越AMPCAP存在恒定(固定)电压,使得阻止AMPCAP与电容器415之间的电荷共享,直到移除(解耦合)电压电源。
在一些实例中,在电压电源从数字线430解耦合之前,数字线430可与电容器415耦合,并且可在电压电源与电容器415之间共享一定量电荷。在一些实例中,此电荷量可考虑或以其它方式反映存储器单元410的位移电荷的变化,所述变化可比偶极电荷更快速地变化。此电荷量可另外称为存储到存储器单元410的不同逻辑状态之间的共同模式。
举例来说,当感测时,存储第一逻辑状态(例如,逻辑“0”)的存储器单元410可共享包含位移电荷及偶极电荷的一定量电荷,且存储第二逻辑状态(例如,逻辑“1”)的存储器单元410可共享仅包含位移电荷的一定量电荷。如果存储器单元410存储第一逻辑状态,则电源电压可供应(例如,考虑)两个逻辑状态共用的位移电荷,同时AMPCAP可供应对应于偶极电荷的电荷。因此,当感测到存储器单元410的第二逻辑状态(例如,逻辑“0”)时,AMPCAP可不提供(或提供相对较少)电荷(由于已由电压电源提供位移电荷)。然而,当感测到存储器单元410的第一逻辑状态(例如,逻辑“1”)时,AMPCAP可提供对应于偶极电荷的至少一些部分的电荷量(例如,由于电压电源先前已供应位移电荷)。因此,本文采用的感测方案可基于是否在AMPCAP与电容器415之间共享任何(或相对较大量)电荷(例如,偶极电荷)来确定由存储器单元410存储的逻辑状态。因此,通过从由AMPCAP积分的电荷量中消除逻辑状态之间的共同模式(例如,共同模式电荷量),同时还支持较小AMPCAP的使用,选择字线425的时间可允许更可靠的感测。
在一些实例中,选择字线425的时间可为微调参数(可微调的)或以其它方式可配置的(可调整的、可调谐的)。举例来说,可调整选择字线425的时间,以便更佳地对准预充电操作的结束及晶体管420变成导电的时间。作为另一实例,选择字线425的时间可基于存储器裸片或相关基底的拓扑配置,所述拓扑可包含选定数字线430的长度、选定字线425的长度、存储器单元410在存储器阵列400中的位置、存储器单元410与存储器阵列400的其它组件(例如,感测放大器、电压电源、字线驱动器)之间的距离,或这些的任何组合。举例来说,当存储器单元410距感测放大器及/或电压源相对较远时,可在存取操作的时间表内的相对较早时间处选择字线425,且当存储器单元410相对更靠近感测放大器及/或电压源时,可在存取操作的时间表内的相对较晚时间处选择字线425。作为另一实例,当存储器单元410距离用于激活字线425的字线驱动器相对较远时,可在存取操作的时间表内的相对较早时间处选择字线425,且当存储器单元410相对更靠近用于激活字线425的字线驱动器时,可在存取操作的时间表内的相对较晚时间处选择字线425。在存取操作的时间表内,可基于每个字线425或每组(子集)字线425调整或以其它方式配置选择字线425的时间(以便跨越存储器阵列400内的字线425改变),或可针对存储器阵列内的所有字线425(例如,相对于出厂或默认设置)调整选择字线425的时间。
图5说明根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的时序图500的实例。举例来说,时序图500可说明用于铁电存储器单元的存取操作的第一阶段(例如,激活阶段)。在一些实例中,时序图500可包含在第一阶段期间的选定数字线信号505、选定字线信号510,及感测放大器节点信号515。在一些实例中,选定数字线信号505及选定字线信号510可分别说明如参考图4所描述的数字线430及字线425的电压。
在一些实例中,在第一阶段之前,选定数字线430可与板耦合,使得选定数字线信号505是与板的电压相同的电压。在接收一或多个命令(例如,激活命令、读取命令)后,选定数字线430可从板解耦合。在t1处,选定数字线430可与感测放大器耦合。
在一些实例中,一或多个命令可导致通过在t1处将电压(例如,来自电压电源,例如在感测放大器内或与感测放大器耦合的电压电源)施加到选定数字线430而将选定数字线偏置(例如,预充电)到第一电压(例如,vbias)。电压电源可经配置以偏置选定数字线430,使得选定数字线信号505等于目标电压(例如,偏置到vbias)。在一些实例中,作为经配置以感测(例如,读取)存储器单元的逻辑状态的存取操作的一部分,可对选定数字线430进行预充电。最后,可通过选择可各自与晶体管(例如,TFT)或包含在存储器单元中的其它选择组件耦合的数字线430及字线425来存取存储器单元。
通过从t1开始将电压施加到选定数字线430,可对选定数字线430的寄生电容进行充电,使得当选定数字线430随后与存储器单元内的铁电电容器耦合时,存储于存储器单元中的电荷不受干扰。电压电源可在t3处从选定数字线430解耦合(及因此对数字线进行预充电可在t1处开始及在t3处结束),及选定数字线信号505可在t3处或之前达到目标电压。
图5说明何时可选择字线425的说明性实例(例如,t2及t2'),但应理解,可在与t3同时或t3之前的任何时间选择字线425。在一些情况下,选择字线425的时间可为可配置的(例如,可微调的),或可使用如本文所描述的相同装置跨越不同字线425变化。
在选择字线425之后,由于选定数字线430与存储器单元内的铁电电容器之间的电荷共享,选定数字线信号505可暂时地减少。然而,在一些实例中,选定数字线信号505可增加回到目标电压(例如,增加到vbias),因此在选定数字线430与存储器单元内的铁电电容器之间的电荷共享可对在t1之前确定存储器单元所存储的逻辑状态具有最少净影响或不具有净影响。
在一些实例中,当在t2处选择字线425时,可在t2处将电压施加到字线425,使得选择组件随后变成导电(例如,在t3处或之前)。在一些实例中,选择组件可为或包含与选定字线425耦合的晶体管(例如,TFT),及当选定字线信号510达到晶体管的阈值电压时,选择组件可变成导电的。
在一些实例中,选择字线425的时间可比t3早第一持续时间。举例来说,可在t2处选择字线425,这可在t3之前进行,其中在t2与t3之间的时间等于第一持续时间。通过在t2处选择字线425,选择组件导电的开始(例如,与存储器单元耦合的晶体管变成导电的)可相对于选定数字线430的预充电结束较少地延迟(如果完全延迟)。因此,在t2处选择字线425可导致主机装置发布激活命令与确定存储器单元的逻辑状态,或完成相关联存取操作之间的时钟循环数减少,这可提供时延或其它优势。
在感测操作期间,选定数字线430的预充电可在t1处开始。如本文所论述,选定数字线信号505可增加(例如,朝向目标电压),或在选择字线425时(例如,在t2处)已对目标电压进行再充电。有时在选择字线425之后,选择组件可变成导电的,及数字线430可变成与存储器单元内的铁电电容器耦合。举例来说,可将电压施加到字线425,这使选定字线信号510等于晶体管的阈值电压,其中选择组件为或包含晶体管。因此,选定数字线430可变成与铁电电容器耦合(例如,在t3处或之前)。
在一些实例中,感测放大器可与锁存器(未展示)耦合。在本文所描述的感测操作期间,可基于数字线430与存储器单元内的铁电电容器耦合(例如,基于选择数字线430及字线425)感测存储器单元的逻辑状态。举例来说,AMPCAP与铁电电容器之间的电荷共享可在t4处或之前结束,及可在时间t4处或接近时间t4感测存储器单元的逻辑状态(例如,存储到锁存器)。在一些情况下,AMPCAP与铁电电容器之间的电荷共享可在t4处或之前结束。举例来说,时间t4可对应于锁存器的触发事件,其可包含锁存器连接到电源电压(例如,与其耦合)。当锁存器连接到电源电压时,锁存器可在一侧上产生感测到的信号(例如,从存储器单元感测到的信号,对应于在感测放大器的节点处产生的感测放大器节点信号515),及在另一侧(例如,锁存器的相对侧)上产生参考信号。因为信号可为不同的,所以锁存器可变成不平衡,这可指示存储器单元的逻辑状态(例如,逻辑“1”或逻辑“0”)。
因此,当可在t2处选择字线425时,在t3处或之前字线可开始导电及数字线430可与存储器单元内的铁电电容器耦合,及可在t4处或接近t4感测(例如,锁存)存储器单元的逻辑状态。在一些实例中,在t1之后,包含在t4之后,例如在t5处或接近t5,可由存储器装置接收存取命令(例如,读取或写入命令)。在一些情况下,t1与t5之间的持续时间可称为行地址到列地址延迟(tRCD)(例如,在主机装置发布激活命令与主机装置发布读取/写入命令之间获取的时钟循环数)。因此,如本文所描述一次选择字线可在一些情况下减少tRCD持续时间以及与存取存储器单元相关联的其它持续时间(时延)。
在t2可配置(例如,可微调、可调整)的一些情况下,t2可经配置以考虑过程变化,或可包含一或多个晶体管420的接通时间或阈值电压的其它因素。因此,可优化t2(例如,在装置或裸片粒度级别)以对准或以其它方式减小t3与当跨越晶体管420的电压达到晶体管420的阈值电压时之间的时间间隔。
在一些实例中,选择字线425的时间可比t3早第二持续时间(例如,比第一持续时间更大的持续时间)。举例来说,可在t2'处选择字线425,t2'可足够在t3之前,使得在t3之前(相较于在t3处或具有在t3之后的减小延迟)及因此在电压电源从数字线430解耦合之前,具有存储器单元的晶体管变成导电的(及因此数字线430变成与存储器单元内的铁电电容器耦合)。通过在t2'处选择字线425,存储器单元的两个逻辑状态共用的共享电荷量(例如,感测逻辑“0”及感测逻辑“1”共用的位移电荷的变化)可通过电压电源与(例如,供应到)铁电电容器共享。与在t2处选择字线425相比,在t2'处选择字线425可进一步减小tRCD持续时间,以及与存取存储器单元相关联的其它持续时间(时延)。
在一些实例中,当在t2'处选择字线425时,可在电压电源(与数字线430耦合)与铁电存储器单元的铁电电容器之间发生电荷共享。也就是说,可在铁电电容器与电压电源之间传递第一电荷量。第一电荷量可包含在铁电电容器处的位移电荷的变化,及在一些情况下还可包含在铁电电容器处的偶极电荷的变化。另外(例如,在t3处开始),铁电电容器可与感测放大器的电容器共享电荷,及可在铁电电容器与电容器(例如,AMPCAP)之间传递第二电荷量。如本文所论述,在AMPCAP与铁电电容器之间(例如,从AMPCAP到铁电电容器)传递任何电荷量(或高于非零阈值的量)可指示存储器单元的特定逻辑状态。第二电荷量可包含在铁电电容器处的偶极电荷的另一变化。在一些情况下,第二电荷量还可包含在铁电电容器处的位移电荷的另外变化,及在其它情况下,第二电荷量可排除(可不包括、可独立于)在铁电电容器处的位移电荷的任何变化。
举例来说,选定数字线430可与电压电源(例如,感测放大器的电压电源)耦合,及可在t3之前与电压电源共享电荷,使得电压电源供应在感测操作期间存储在存储器单元处的电荷的变化的一部分。在一些实例中,此电荷可考虑存储器单元的一些或全部位移电荷的变化。在一些实例中,此电荷可仅考虑存储器单元的一些(例如,较小部分)偶极电荷的变化。如本文所论述,第一逻辑状态(例如,逻辑“0”)可与包含位移电荷变化及偶极电荷变化的存储器单元处的电荷变化相关联,及第二逻辑状态(例如,逻辑“1”)可与仅位移电荷变化相关联。
因此,在一些情况下(例如,当在t2'处选择字线425时),电压电源与存储器单元之间的电荷共享可抵消原本将在存储器单元与AMPCAP之间共享的任何(所有)位移电荷,但是可能无法抵消原本将在存储器单元与AMPCAP之间共享的所有偶极电荷。也就是说,当存储器单元与AMPCAP之间不传递(或传递相对较少)电荷(例如,无位移电荷或偶极电荷)时,可确定存储器单元存储第二逻辑状态(例如,逻辑“1”)。另外或替代地,当在AMPCAP与存储器单元之间传递一些(或相对较多)电荷(例如,偶极电荷)时,可确定存储器单元存储第一逻辑状态(例如,逻辑“0”)。因此,由于电荷共享,位移电荷可由电源电压提供,而至少大部分偶极电荷(如果存储器单元存储第一逻辑状态)可与AMPCAP共享(例如,由AMPCAP提供)。在一些实例中,在选定数字线430的预充电结束之后(例如,在t3之后),可在存储器单元与AMPCAP之间传递偶极电荷。
在t2'处选择字线425的感测操作期间,选定数字线430的预充电可在t1处开始。在一些情况下,当选择字线425时(例如,在t2'处),选定数字线信号505可增加(例如,朝向目标电压)。在选择字线425之后,在t3之前电压电源及存储器单元内的铁电电容器可开始电荷共享,及选定数字线430可与存储器单元内的铁电电容器耦合。在一些实例中,由于选定数字线430与存储器单元内的铁电电容器之间的电荷共享,选定数字线信号505可暂时地减小。在图5所说明的实例中,在增加回到目标电压(例如,到vbias)之前,选定数字线信号505在t2之后暂时地减小。在一些实例中,可在t3与t4之间在存储器单元与AMPCAP之间传递电荷。
在本文所描述的感测操作期间,可基于选定数字线430与存储器单元内的铁电电容器耦合(例如,基于选择数字线430及字线425)感测存储器单元的逻辑状态。举例来说,可在时间t4处或接近时间t4感测存储器单元的逻辑状态(例如,存储到锁存器)。因此,当在t2'处选择字线425时,选定字线425可开始导电及可在t3与t4之间在存储器单元与AMPCAP之间传递电荷,及可在t4处或接近t4感测(例如,锁存)存储器单元的逻辑状态。
如本文所描述,可基于如通过感测放大器节点信号515说明的在感测放大器的节点处产生的信号来确定存储器单元的逻辑状态。因为在t2'处选择字线425可能导致当存储第二逻辑状态时在AMPCAP与感测放大器的节点之间不传递电荷,及当存储第一逻辑状态时在AMPCAP与感测放大器的节点之间传递电荷(例如,偶极电荷),所以感测放大器可能够更准确地感测存储器单元的逻辑状态。此种增加的准确度可能是由于当相对于第二逻辑状态存储第一逻辑状态时感测放大器节点信号515之间的比率(例如,无限比率)引起的。
在t2'可配置(例如,可微调、可调整)的一些情况下,t2'可跨越相同存储器装置或裸片内的字线425改变。举例来说,t2'与t3之间的时间间隔可与字线425与预充电电压电源之间的距离成比例(例如,可以较大时间间隔选择距预充电电压电源更远的字线425(在存取操作的上下文内较早地),而可以较小时间间隔选择更接近预充电电压电源的字线425(在存取操作的上下文内较晚地))。作为另一实例,t2'与t3之间的时间间隔可与字线425与感测放大器之间的距离成比例(例如,可以较大时间间隔选择距感测放大器更远的字线425(在存取操作的上下文内较早地),而可以较小时间间隔选择更接近感测放大器的字线425(在存取操作的上下文内较晚地))。而且作为另一实例,t2'与t3之间的时间间隔可与字线425与用于将选择电压施加到字线425的字线驱动器之间的距离成比例(例如,可以较大时间间隔选择距字线驱动器更远的字线425(在存取操作的上下文内较早地),而可以较小时间间隔选择更接近字线驱动器的字线425(在存取操作的上下文内较晚地))。因此,存储器控制器可选择具有不同预期量的不同字线425,及针对在一行存储器单元上执行的存取操作的t2'与t3之间的时间间隔可不同于针对在不同行的存储器单元上执行的存取操作的t2'与t3之间的时间间隔。应理解,t2可同样为可配置的及根据针对t2'描述的任何基础改变,及t2'可同样为可配置的及根据针对t2描述的任何基础改变。
图6展示根据如本文所公开的实例的支持字线时序管理的存取操作管理器605的框图600。存取操作管理器605可包含如参考图4及5所描述的存储器阵列的方面,或与如参考图4及5所描述的存储器阵列的方面耦合。存取操作管理器605可包含预充电组件610、字线选择组件615,及逻辑状态确定组件620。这些模块中的每一个可与彼此直接或间接通信(例如,经由一或多个总线)。
预充电组件610可从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电,其中铁电存储器单元包含铁电电容器及与字线耦合。在一些实例中,预充电组件610可在第一时间处将数字线与电压电源耦合。预充电组件610可在第三时间处将数字线从电压电源解耦合。
字线选择组件615可在第一时间与第三时间之间的第二时间处及基于对数字线进行预充电选择字线,以使铁电电容器变成与数字线耦合。在一些实例中,字线选择组件615可基于可配置参数来确定第一时间与第二时间之间的持续时间。在一些情况下,第一时间与第二时间之间的持续时间可基于字线与电压电源之间的距离、字线与感测组件之间的距离、字线与字线驱动器之间的距离,或其任何组合。
在一些情况下,数字线、字线,及铁电电容器与晶体管耦合。在一些情况下,选择字线包括在第二时间处将电压施加到字线,以使字线的电压在第三时间处或之前等于晶体管的阈值电压。在一些情况下,晶体管在第三时间处或之前基于选择字线开始导电。在一些情况下,基于在第二时间处选择字线,铁电电容器在第三时间处开始与电容器共享电荷。
在一些情况下,基于在第二时间处选择字线,在第三时间之前在铁电电容器与电压电源之间传递一定量电荷。在一些情况下,字线选择组件615可基于选择字线将铁电存储器单元与电容器耦合,其中基于耦合在铁电存储器单元与电容器之间传递第二电荷量。在一些情况下,在第三时间之后在铁电存储器单元与电容器之间传递第二电荷量。在一些情况下,电荷量基于在第一时间之前由铁电存储器单元存储的位移电荷及在第一时间之前铁电电容器的极化。在一些情况下,第二电荷量基于在第一时间之前铁电存储器单元的极化。在一些情况下,第二电荷量与在第一时间之前由铁电存储器单元存储的位移电荷无关。
逻辑状态确定组件620可基于在铁电电容器与电容器之间传递的电荷量来确定由铁电存储器单元存储的逻辑状态,其中电容器在第三时间处开始与铁电电容器共享电荷。
图7展示根据本公开的方面的支持字线时序管理的一或多种方法700的流程图。方法700的操作可由如本文中所描述的存储器控制器或其组件实施。举例来说,方法700的操作可由如参考图6所描述的存取操作管理器执行。在一些实例中,存储器控制器可执行一组指令以控制存储器控制器的功能元件来执行所描述的功能。另外或替代地,存储器控制器可使用专用硬件来执行所描述功能的方面。
在705处,可从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电,其中铁电存储器单元包含铁电电容器及与字线耦合。可根据本文所描述的方法来执行705的操作。在一些实例中,705的操作的方面可由如参考图6所描述的预充电组件执行。
在710处,可在第一时间与第三时间之间的第二时间处及基于对数字线进行预充电选择字线,以使铁电电容器变成与数字线耦合。可根据本文所描述的方法来执行710的操作。在一些实例中,710的操作的方面可由如参考图6所描述的字线选择组件执行。
在一些实例中,如本文所描述的设备可执行例如方法700的一或多种方法。所述设备可包含:用于从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电的特征、装置或指令(例如,存储可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读媒体),其中铁电存储器单元包含铁电电容器及与字线耦合;以及用于在第一时间与第三时间之间的第二时间处及基于对数字线进行预充电选择字线,以使铁电电容器变成与数字线耦合的特征、装置或指令。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,数字线、字线,及铁电电容器可与晶体管耦合,及选择字线可包含用于在第二时间处将电压施加到字线,以使字线的电压在第三时间处或之前等于晶体管的阈值电压的操作、特征、装置或指令。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,数字线、字线,及铁电电容器可与晶体管耦合,及晶体管可在第三时间处或之前基于选择字线开始导电。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,基于在第二时间处选择字线,铁电电容器可在第三时间处开始与电容器共享电荷。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,基于在第二时间处选择字线,可在第三时间之前在铁电电容器与电压电源之间传递一定量电荷。
本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包含用于基于选择字线将铁电存储器单元与电容器耦合的操作、特征、装置或指令,其中可基于耦合在铁电存储器单元与电容器之间传递第二电荷量。在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,可在第三时间之后在铁电存储器单元与电容器之间传递第二电荷量。在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,电荷量可基于在第三时间之前在电压电源与铁电存储器单元之间交换的位移电荷,及可基于在第一时间之前铁电电容器的极化,及第二电荷量可基于在第一时间之前铁电存储器单元的极化。在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,第二电荷量可与在第三时间之前在电压电源与铁电存储器单元之间交换的位移电荷无关。
本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包含用于基于在铁电电容器与电容器之间传递的电荷量来确定由铁电存储器单元存储的逻辑状态的操作、特征、装置或指令,其中电容器在第三时间处开始与铁电电容器共享电荷。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,从第一时间到第三时间对数字线进行预充电可包含在第一时间处将数字线与电压电源耦合,及在第三时间处将数字线从电压电源解耦合。
本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包含用于基于可配置参数确定第一时间与第二时间之间的持续时间的操作、特征、装置或指令。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中,第一时间与第二时间之间的持续时间可基于字线与电压电源之间的距离、字线与感测组件之间的距离、字线与字线驱动器之间的距离,或其任何组合。
图8展示根据本公开的方面的支持字线时序管理的一或多种方法800的流程图。方法800的操作可由如本文所描述的存储器控制器或其组件实施。举例来说,方法800的操作可由如参考图6所描述的存取操作管理器执行。在一些实例中,存储器控制器可执行一组指令以控制存储器控制器的功能元件来执行所描述的功能。另外或替代地,存储器控制器可使用专用硬件来执行所描述功能的方面。
在805处,可从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电,其中铁电存储器单元包含铁电电容器及与字线耦合。可根据本文所描述的方法来执行805的操作。在一些实例中,805的操作的方面可由如参考图6所描述的预充电组件执行。
在810处,可在第一时间与第三时间之间的第二时间处及基于对数字线进行预充电来选择字线,以使铁电电容器变成与数字线耦合,其中基于在第二时间处选择字线,在第三时间之前在铁电电容器与电压电源之间传递一定量电荷。可根据本文所描述的方法来执行810的操作。在一些实例中,810的操作的方面可由如参考图6所描述的字线选择组件执行。
在815处,铁电存储器单元可基于选择字线与电容器耦合,其中基于耦合在铁电存储器单元与电容器之间传递第二电荷量。可根据本文所描述的方法来执行815的操作。在一些实例中,815的操作的方面可由如参考图6所描述的字线选择组件执行。
图9展示根据本公开的方面的支持字线时序管理的一或多种方法900的流程图。方法900的操作可由如本文所描述的存储器控制器或其组件实施。举例来说,方法900的操作可由如参考图6所描述的存取操作管理器执行。在一些实例中,存储器控制器可执行一组指令以控制存储器控制器的功能元件来执行所描述的功能。另外或替代地,存储器控制器可使用专用硬件来执行所描述功能的方面。
在905处,可从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电,其中铁电存储器单元包含铁电电容器及与字线耦合。可根据本文所描述的方法来执行905的操作。在一些实例中,905的操作的方面可由如参考图6所描述的预充电组件执行。
在910处,可在第一时间与第三时间之间的第二时间处及基于对数字线进行预充电选择字线,以使铁电电容器变成与数字线耦合。可根据本文所描述的方法来执行910的操作。在一些实例中,910的操作的方面可由如参考图6所描述的字线选择组件执行。
在915处,可基于在铁电电容器与电容器之间传递的电荷量来确定由铁电存储器单元存储的逻辑状态,其中电容器在第三时间处开始与铁电电容器共享电荷。可根据本文所描述的方法来执行915的操作。在一些实例中,915的操作的方面可由如参考图6所描述的逻辑状态确定组件执行。
应注意,上文描述的方法描述了可能的实施方案,且操作及步骤可重新布置或以其它方式加以修改,且其它实施方案是可能的。此外,可组合方法中的两个或更多个的各部分。
描述一种设备。所述设备可包含:铁电存储器单元,其包含铁电电容器及选择器组件;数字线,其与铁电存储器单元耦合;电压电源,其经配置以在第一时间处与数字线耦合及在第三时间处从数字线解耦合;及字线,其与选择器组件耦合及经配置以在第三时间之前的第二时间处进行选择,其中选择器组件经配置以基于选择字线而将铁电电容器与数字线耦合。
设备的一些实例可包含:存储器控制器,其经配置以在第二时间处选择字线;及驱动器,其经配置以基于选择字线而与字线耦合,及使字线的电压在第三时间处或之前与选择器组件的阈值电压交叉。
在一些实例中,选择器组件可经配置以基于在第二时间处选择字线而在第三时间处或之前开始导电。
设备的一些实例可包含电容器,其经配置以基于在第二时间处选择字线而在第三时间处与铁电电容器共享电荷。在一些实例中,第一时间与第二时间之间的时间延迟可基于字线与电容器之间的距离。
在一些实例中,电压电源可经配置以基于在第二时间处选择字线而在第三时间之前与铁电电容器交换一定量电荷。设备的一些实例可包含电容器,其经配置以在第三时间之后与铁电电容器交换第二电荷量。在一些实例中,电荷量可基于在第三时间之前在电压电源与铁电电容器之间交换的位移电荷,电荷量还可基于在第一时间之前铁电电容器的极化,及第二电荷量可基于在第一时间之前铁电电容器的极化。在一些实例中,第二电荷量可与在第三时间之前在电压电源与铁电电容器之间交换的位移电荷无关。
在一些实例中,铁电存储器单元可与可为一组铁电存储器单元共用的板耦合。
描述一种设备。所述设备可包含:包含铁电电容器的铁电存储器单元;与铁电存储器单元耦合的数字线;与铁电存储器单元耦合的字线;与数字线耦合的电压电源;及存储器控制器,其与铁电存储器单元、数字线、字线,及电压电源耦合。存储器控制器可经配置以使所述设备:在第一时间处起始使用电压电源对数字线进行预充电;在第一时间之后的第二时间处基于起始对数字线进行预充电而选择字线,其中在第二时间处选择字线在第二时间之后的第三时间处或之前将铁电电容器与数字线耦合;及在第三时间处停止对数字线进行预充电。
在一些实例中,电压电源及铁电电容器可经配置以基于在第二时间处选择字线而在第三时间之前共享电荷。
设备的一些实例可包含电容器,其经配置以在第三时间之后对与铁电电容器共享的电荷进行积分。
在一些实例中,控制器可进一步经配置以使设备确定数字线的电压可能已达到目标电压,及基于确定在第二时间处或之前数字线的电压可能已达到目标电压,在第二时间处选择字线。
可使用多种不同技术及技艺中的任一个来表示本文中所描述的信息及信号。举例来说,可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。一些附图可将信号示出为单个信号;然而,本领域普通技术人员将理解,所述信号可表示信号总线,其中总线可具有多种位宽度。
术语“电子通信”、“导电接触”、“连接”及“耦合”可指代支持信号在组件之间流动的组件之间的关系。如果组件之间存在可在任何时间支持信号在组件之间流动的任何导电路径,则认为组件彼此电子通信(或彼此导电接触,或彼此连接,或彼此耦合)。在任何给定时间,基于包含所连接组件的装置的操作,彼此电子通信(或彼此导电接触,或彼此连接,或彼此耦合)的组件之间的导电路径可为开路或闭路。所连接组件之间的导电路径可为组件之间的直接导电路径,或所连接组件之间的导电路径可为可包含例如开关、晶体管或其它组件的中间组件的间接导电路径。在一些情况下,可例如使用例如开关或晶体管的一或多个中间组件将所连接组件之间的信号流动中断一段时间。
术语“耦合”是指从组件之间的开路关系移动到组件之间的闭路关系的条件,在开路关系中,信号当前不能够通过导电路径在组件之间传送,在闭路关系中,信号可通过导电路径在组件之间传送。当例如控制器的组件将其它组件耦合在一起时,组件发起允许信号通过先前不准许信号流动的导电路径在其它组件之间流动的改变。
术语“隔离”指代信号当前无法在组件之间流动的组件之间的关系。如果组件之间存在开路,则组件彼此隔离。举例来说,由位于两个组件之间的开关间隔开的组件在开关断开时彼此隔离。当控制器将两个组件彼此隔离时,控制器实现以下改变:阻止信号使用先前准许信号流动的导电路径在组件之间流动。
包含存储器阵列的本文讨论的装置可形成于例如硅、锗、硅锗合金、砷化镓、氮化镓等半导体衬底上。在一些情况下,衬底是半导体晶片。在其它情况下,衬底可为绝缘体上硅(SOI)衬底,例如玻璃上硅(SOG)或蓝宝石上硅(SOP),或另一衬底上的半导体材料的外延层。可通过使用包含但不限于磷、硼或砷的各种化学物质的掺杂来控制衬底或衬底的子区的导电性。可在衬底的初始形成或生长期间,通过离子植入或通过任何其它掺杂方式来进行掺杂。
本文中所论述的开关组件或晶体管可表示场效应晶体管(FET),及包括包含源极、漏极及栅极的三端装置。端子可通过例如金属的导电材料连接到其它电子元件。源极及漏极可为导电的,及可包括经重掺杂半导体区,例如简并半导体区。源极及漏极可由轻掺杂的半导体区或沟道间隔开。如果沟道是n型(即,多数载流子为电子),则FET可称为n型FET。如果沟道是p型(即,多数载子为电穴),那么FET可被称作p型FET。沟道可由绝缘栅极氧化物封端。可通过将电压施加到栅极来控制沟道导电性。举例来说,将正电压或负电压相应地施加到n型FET或p型FET可使得沟道变为导电的。当大于或等于晶体管的阈值电压的电压施加到晶体管栅极时,晶体管可“接通”或“激活”。当小于晶体管的阈值电压的电压施加到晶体管栅极时,晶体管可“关闭”或“解除激活”。
本文中结合附图阐述的描述内容描述了实例配置,且并不表示可实施的或在权利要求书的范围内的所有实例。本文所用的术语“示例性”意指“充当实例、例子或说明”,且不比其它实例“优选”或“有利”。具体实施方式包含提供对所描述技术的理解的特定细节。然而,可在没有这些特定细节的情况下实践这些技术。在一些情况下,以框图形式展示众所周知的结构及装置以免混淆所描述实例的概念。
在附图中,类似组件或特征可具有相同参考标记。此外,可通过在参考标记之后跟着短划线及在类似组件当中进行区分的第二标记来区分相同类型的各种组件。如果在说明书中仅使用第一参考标记,则描述适用于具有相同第一参考标记而与第二参考标记无关的类似组件中的任一者。
结合本文中的公开内容所描述的各种说明性块及模块可使用经设计以执行本文中所描述的功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器,但在替代方案中,处理器可为任何处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合(例如,DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合DSP核心,或任何其它此种配置)。
本文中所描述的功能可用硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合来实施。如果用由处理器执行的软件实施,则可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或通过计算机可读媒体传输。其它实例及实施方案在本公开及所附权利要求书的范围内。举例来说,由于软件的本质,上文所描述的功能可使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬连线或这些中的任一个的组合来实施。实施功能的特征也可物理上位于各个位置处,包含经分布以使得功能的各部分在不同物理位置处实施。而且,如本文(包含在权利要求书中)所使用,如在项目列表(例如,以例如“中的至少一个”或“中的一或多个”的短语开头的项目列表)中所使用的“或”指示包含性列表,使得例如A、B或C中的至少一个的列表意指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即,A及B及C)。此外,如本文所使用,短语“基于”不应理解为参考封闭条件集。举例来说,在不脱离本公开的范围的情况下,描述为“基于条件A”的示例性步骤可基于条件A及条件B两者。换句话说,如本文中所使用,短语“基于”应同样地解释为短语“至少部分地基于”。
提供本文中的描述以使得本领域技术人员能够制造或使用本公开。本领域技术人员将易于了解对本公开的各种修改,且本文中定义的一般原理可应用于其它变体而不脱离本公开的范围。因此,本公开不限于本文描述的实例及设计,而是被赋予与本文公开的原理及新颖特征一致的最宽范围。

Claims (25)

1.一种方法,包括:
从第一时间到第三时间使用电压电源对与铁电存储器单元耦合的数字线进行预充电,其中所述铁电存储器单元包括铁电电容器及与字线耦合;及
在所述第一时间与所述第三时间之间的第二时间处及至少部分地基于对所述数字线进行预充电选择所述字线,以使所述铁电电容器变成与所述数字线耦合。
2.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述数字线、所述字线,及所述铁电电容器与晶体管耦合;及
选择所述字线包括在所述第二时间处将电压施加到所述字线,以使所述字线的电压在所述第三时间处或之前等于所述晶体管的阈值电压。
3.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述数字线、所述字线,及所述铁电电容器与晶体管耦合;及
所述晶体管在所述第三时间处或之前至少部分地基于选择所述字线开始导电。
4.根据权利要求1所述的方法,其中至少部分地基于在所述第二时间处选择所述字线,所述铁电电容器在所述第三时间处开始与电容器共享电荷。
5.根据权利要求1所述的方法,其中至少部分地基于在所述第二时间处选择所述字线,在所述第三时间之前在所述铁电电容器与所述电压电源之间传递一定量电荷。
6.根据权利要求5所述的方法,其进一步包括:
至少部分地基于选择所述字线将所述铁电存储器单元与电容器耦合,其中至少部分地基于所述耦合在所述铁电存储器单元与所述电容器之间传递第二电荷量。
7.根据权利要求6所述的方法,其中在所述第三时间之后在所述铁电存储器单元与所述电容器之间传递所述第二电荷量。
8.根据权利要求6所述的方法,其中:
所述电荷量至少部分地基于在所述第三时间之前在所述电压电源与所述铁电存储器单元之间交换的位移电荷,及至少部分地基于在所述第一时间之前所述铁电电容器的极化;及
所述第二电荷量至少部分地基于在所述第一时间之前所述铁电存储器单元的所述极化。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述第二电荷量与在所述第三时间之前在所述电压电源与所述铁电存储器单元之间交换的所述位移电荷无关。
10.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
至少部分地基于在所述铁电电容器与电容器之间传递的电荷量来确定由所述铁电存储器单元存储的逻辑状态,其中所述电容器在所述第三时间处开始与所述铁电电容器共享电荷。
11.根据权利要求1所述的方法,其中从所述第一时间到所述第三时间对所述数字线进行预充电包括:
在所述第一时间处将所述数字线与所述电压电源耦合;及
在所述第三时间处将所述数字线从所述电压电源解耦合。
12.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
至少部分地基于可配置参数确定所述第一时间与所述第二时间之间的持续时间。
13.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一时间与所述第二时间之间的持续时间至少部分地基于所述字线与所述电压电源之间的距离、所述字线与感测组件之间的距离,或所述字线与字线驱动器之间的距离,或其任何组合。
14.一种设备,包括:
铁电存储器单元,其包括铁电电容器及选择器组件;
数字线,其与所述铁电存储器单元耦合;
电压电源,其经配置以在第一时间处与所述数字线耦合及在第三时间处从所述数字线解耦合;及
字线,其与所述选择器组件耦合及经配置以在所述第三时间之前的第二时间处进行选择,其中所述选择器组件经配置以至少部分地基于选择所述字线将所述铁电电容器与所述数字线耦合。
15.根据权利要求14所述的设备,其进一步包括:
存储器控制器,其经配置以在所述第二时间处选择所述字线;及
驱动器,其经配置以至少部分地基于选择所述字线而与所述字线耦合,及使所述字线的电压在所述第三时间处或之前与所述选择器组件的阈值电压交叉。
16.根据权利要求14所述的设备,其中所述选择器组件经配置以至少部分地基于在所述第二时间处选择所述字线而在所述第三时间处或之前开始导电。
17.根据权利要求14所述的设备,其进一步包括:
电容器,其经配置以至少部分地基于在所述第二时间处选择所述字线而在所述第三时间处与所述铁电电容器共享电荷。
18.根据权利要求17所述的设备,其中所述第一时间与所述第二时间之间的时间延迟至少部分地基于所述字线与所述电容器之间的距离。
19.根据权利要求14所述的设备,其中所述电压电源经配置以至少部分地基于在所述第二时间处选择所述字线而在所述第三时间之前与所述铁电电容器交换一定量电荷。
20.根据权利要求19所述的设备,其进一步包括:
电容器,其经配置以在所述第三时间之后与所述铁电电容器交换第二电荷量,其中:
所述电荷量至少部分地基于在所述第三时间之前在所述电压电源与所述铁电电容器之间交换的位移电荷,及至少部分地基于在所述第一时间之前所述铁电电容器的极化;及
所述第二电荷量至少部分地基于在所述第一时间之前所述铁电电容器的所述极化。
21.根据权利要求20所述的设备,其中所述第二电荷量与在所述第三时间之前在所述电压电源与所述铁电电容器之间交换的所述位移电荷无关。
22.根据权利要求14所述的设备,其中所述铁电存储器单元与多个铁电存储器单元共用的板耦合。
23.一种设备,包括:
铁电存储器单元,其包括铁电电容器,
数字线,其与所述铁电存储器单元耦合,
字线,其与所述铁电存储器单元耦合,
电压电源,其与所述数字线耦合,及
存储器控制器,其与所述铁电存储器单元、所述数字线、所述字线,及所述电压电源耦合,其中所述存储器控制器经配置以使所述设备:
在第一时间处起始使用所述电压电源对所述数字线进行预充电;
至少部分地基于起始对所述数字线进行预充电而在所述第一时间之后的第二时间处选择所述字线,其中在所述第二时间处选择所述字线在所述第二时间之后的第三时间处或之前将所述铁电电容器与所述数字线耦合;及
在所述第三时间处停止对所述数字线进行预充电。
24.根据权利要求23所述的设备,其中所述电压电源及所述铁电电容器经配置以至少部分地基于在所述第二时间处选择所述字线而在所述第三时间之前共享电荷,所述设备进一步包括:
电容器,其经配置以在所述第三时间之后对与所述铁电电容器共享的电荷进行积分。
25.根据权利要求23所述的设备,其中所述存储器控制器进一步经配置以使所述设备:
确定所述数字线的电压已达到目标电压;及
至少部分地基于确定所述数字线的所述电压在所述第二时间处或之前已达到所述目标电压而在所述第二时间处选择所述字线。
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