JP2020527819A - 動作電力を減少させるためのメモリ・プレート・セグメンテーション - Google Patents

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Abstract

1つまたは複数の強誘電体メモリ・セルを動作させるための方法、システム、およびデバイスについて説明する。電子メモリ・デバイスは、複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分を含むことがあり、このセグメンテーション線は、平面内でメモリ・アレイの行もしくはメモリ・アレイの列、またはその両方と平行に向けられることがある。セグメンテーションされたプレートは、アレイのための単一のプレートの代わりに用いられることがある。1つまたは複数のプレート部分は、セル上で異なる電圧を生じさせるために、またはセルの電荷を変更することを容易にするために、強誘電体セルのアクセス動作中に通電されることがある。プレート部分の各々は、1つまたは複数のメモリ・セルを含むことがある。プレート部分上のメモリ・セルは、プレート部分がプレート・ドライバによって活性化された後、読み取られるまたは書き込まれることがある。【選択図】図4

Description

クロス・リファレンス
本特許出願は、2018年7月19日に出願された、Kimらによる「Memory Plate Segmentation to Reduce Operating Power」という名称のPCT出願第PCT/US2018/042875号に対する優先権を主張するものであり、PCT出願第PCT/US2018/042875号は、2018年7月20日に出願された、Kimらによる「Memory Plate Segmentation to Reduce Operating Power」という名称の米国特許出願第15/655,675号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願の各々は、本発明の譲受人に譲渡される。
以下は、一般的に、メモリ・デバイスに関し、より詳細には、複数のセグメンテーション線によって分離される複数のプレート部分を含む電子メモリ・デバイス、およびその使用の方法に関する。
メモリ・デバイスは、コンピュータ、ワイヤレス通信デバイス、カメラ、デジタル・ディスプレイなどのさまざまな電子デバイス内に情報を記憶するために広く使用されている。情報は、メモリ・デバイスの異なる状態をプログラムすることによって記憶される。たとえば、2値デバイスは、多くの場合は論理「1」または論理「0」によって示される、2つの状態を有する。他のシステムでは、3つ以上の状態が記憶されることがある。記憶された情報にアクセスするために、電子デバイスが、メモリ・デバイス内に記憶された状態を読み取るまたは感知することがある。情報を記憶するために、電子デバイスは、メモリ・デバイス内に状態を書き込むまたはプログラムすることがある。
ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期型ダイナミックRAM(SDRAM)、強誘電体RAM(FeRAM)、磁気RAM(MRAM)、抵抗RAM(RRAM)、フラッシュ・メモリなどを含むさまざまなタイプのメモリ・デバイスが存在する。メモリ・デバイスは、揮発性であってもよいし、不揮発性であってもよい。不揮発性メモリ、たとえば、フラッシュ・メモリは、外部電源の非存在下であっても、延長された時間の期間にわたってデータを記憶することができる。揮発性メモリ・デバイス、たとえば、DRAMは、外部電源によって周期的にリフレッシュされない限り、経時的に記憶された状態を失うことがある。バイナリ・メモリ・デバイスは、たとえば、充電されたキャパシタまたは放電されたキャパシタを含むことがある。しかしながら、充電されたキャパシタは、漏れ電流を通して経時的に放電され、記憶された情報の消失という結果になることがある。
揮発性メモリに勝る不揮発性メモリの利点は、電力消費が軽減され得る場合、さらに増加されることがある。FeRAMなどのいくつかの不揮発性メモリを動作させることは、アクセス動作を容易にするためにいくつかの構成要素を通電することを含むことがある。そのような構成要素のサイズを制限すること、またはそのような構成要素が通電される周波数を制限することは、電力消費を軽減する助けとなることがある。
本明細書における開示は、以下の図を参照し、これを含む。
本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイを示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイス内のメモリ・セルの例示的な回路を示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイス内の強誘電体メモリ・セルに関する例示的なヒステリシス・プロットである。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイを示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたメモリ・アレイに関する例示的なタイミング図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイを示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイを示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたメモリ・アレイ内の例示的な回路を示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスのための動作をサポートする例示的なメモリ・コントローラを示す図である。 本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた電子メモリ・デバイスを含むシステムを示す図である。 本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法を示す図である。 本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法を示す図である。 本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法を示す図である。 本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法を示す図である。
強誘電体セルをもつメモリ・アレイは、セグメンテーションされたプレートを有することができ、これは、プレートのサブセクションまたは部分が、それらの部分と関連づけられたセルにアクセスするために通電されることを可能にすることがある。これは、アクセスされないセルと関連づけられたプレートの部分が、絶縁された(すなわち、通電されない)ままであることを可能にすることがあり、したがって、単一のプレートをもつデバイスと比較して電力消費を軽減または減少させることがある。
例として、メモリ・デバイスは、セルアクセス(たとえば、セルから読み取るまたはこれに書き込むこと)を容易にするためにプレートが活性化されるとき、ある量の電力を消費することがある。プレート活性化のための電力消費は、寄生容量、たとえば、ディジット線とワード線との間、ワード線とメモリ・セルとの間、およびディジット線とメモリ・セルとの間の寄生容量により、増加されることがある。寄生容量は、活性化されたメモリ・プレートに結合された各メモリ・セルを成長させることがあり、これは、多数のメモリ・セルが、活性化されたメモリ・プレートに結合されるとき、かなりの電力消費という結果を引き起こすことがある。
電子メモリ・セルの総寄生容量およびしたがって電力消費を減少させるために、電子メモリ・セルは、複数のセグメンテーション線によって分離された複数のメモリ・プレート部分を含むことがある。少なくとも1つのメモリ・セルは、複数のメモリ・プレート部分の各々の上に配設されることがあり、複数のディジット線のうちの1つを介して感知構成要素に結合されることがある。メモリ・セルは、たとえば、強誘電体メモリ・セルであってよい。電子メモリ・セルは、複数のプレート・ドライバを含むプレート・ドライバ構成要素も含むことがあり、各プレート・ドライバは、プレート線によって複数のメモリ・プレート部分のうちの少なくとも1つに接続される。
いくつかの例では、複数のセグメンテーション線は、複数のディジット線と平行であるセグメンテーション線の第1のセットを含む。いくつかの他の例では、複数のセグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを含む。セグメンテーション線は、本明細書で使用されるとき、プレートの部分間の物理的な切れ目または不連続点を指すことがある。これらは、線であってもよいし、線でなくてもよい。
いくつかの例では、各プレート・ドライバは、単一のメモリ・プレート部分に結合されることがある。いくつかの他の例では、各プレート・ドライバは、2つまたはそれ以上のメモリ・プレート部分に結合されることがある。プレート・ドライバは、情報が、メモリ・プレート部分に接続されたメモリ・セルに書き込まれ得るまたはこれから読み取られ得るように、メモリ・プレート部分のうちの1つまたは複数を活性化することがある。
上記で紹介された本開示の特徴について、以下でメモリ・アレイの文脈でさらに説明する。次いで、動作電力を減少させるためにメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたまたはこれをサポートする電子メモリ・デバイスの構成および動作に関して具体的な例について説明する。本開示のこれらおよび他の特徴は、メモリ・プレート・セグメンテーションに関連する装置図、システム図、およびフローチャートによってさらに図示され、これらを参照しながら説明される。
図1は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイ100を図示する。メモリ・アレイ100は、電子的メモリ装置と呼ばれることもある。メモリ・アレイ100は、異なる状態を記憶するようにプログラム可能であるメモリ・セル105を含む。各メモリ・セル105は、論理0および論理1と示される2つの状態を記憶するようにプログラム可能であってよい。場合によっては、メモリ・セル105は、3つ以上の論理状態を記憶するように構成される。
メモリ・セル105は、プログラマブル状態を表す電荷を蓄えるためにキャパシタを含むことがある。たとえば、充電されたキャパシタおよび充電されていないキャパシタはそれぞれ、2つの論理状態を表すことがある。メモリ・セル105は、強誘電体材料をもつキャパシタを含むことがある。強誘電体材料は、自発電気分極を有する。すなわち、強誘電体材料は、電界の非存在下で非ゼロ分極を有する。強誘電体キャパシタの電荷の異なるレベルは、異なる論理状態を表し得る。強誘電体メモリ・セル105のいくつかの詳細および利点は、以下で説明される。
読み取りおよび書き込みなどの動作は、適切なアクセス線110およびディジット線115を活性化または選択することによって、メモリ・セル105上で実行されてよい。アクセス線110は、ワード線110とも呼ばれることがあり、ディジット線115も、ビット線115とも呼ばれることがある。ワード線110またはディジット線115を活性化または選択することは、電圧をそれぞれの線に印加することを含むことがある。ワード線110およびディジット線115は、導電材料から作製される。たとえば、ワード線110およびディジット線115は、金属(銅、アルミニウム、金、タングステンなど)、金属合金、他の導電材料などから作製されることがある。図1の例によれば、メモリ・セル105の各行は単一のワード線110に接続され、メモリ・セル105の各列は単一のディジット線115に接続される。1つのワード線110および1つのディジット線115を活性化する(たとえば、ワード線110またはディジット線115に電圧を印加すること)ことによって、単一のメモリ・セル105は、それらの交差点においてアクセスされ得る。メモリ・セル105にアクセスすることは、メモリ・セル105を読み取るまたは書き込むことを含むことがある。ワード線110とディジット線115の交差点は、メモリ・セルのアドレスと呼ばれることがある。いくつかの例では、メモリ・セル105は、ワード線110およびディジット線115に加えて他の線に結合されることがある。たとえば、メモリ・セル105は、プレート線(図示せず)に結合されることがある。プレート線の使用および接続について、以下で説明する。
いくつかのアーキテクチャでは、セルの論理記憶デバイス、たとえば、キャパシタは、選択構成要素によってディジット線から電気的に絶縁されることがある。ワード線110は、選択構成要素に接続されることがあり、これを制御することがある。たとえば、選択構成要素はトランジスタであってよく、ワード線110はトランジスタのゲートに接続されてよい。ワード線110を活性化すると、メモリ・セル105のキャパシタとその対応するディジット線115との間の電気接続または閉回路という結果になる。次いで、ディジット線が、メモリ・セル105を読み取るまたは書き込むのどちらかのためにアクセスされることがある。
メモリ・セル105にアクセスすることは、行デコーダ120および列デコーダ130を通して制御され得る。いくつかの例では、行デコーダ120は、メモリ・コントローラ140から行アドレスを受け取り、受け取った行アドレスに基づいて、適切なワード線110を活性化する。同様に、列デコーダ130は、メモリ・コントローラ140から列アドレスを受け取り、適切なディジット線115を活性化する。たとえば、メモリ・アレイ100は、WL_1〜WL_Mとラベルされた複数のワード線110と、DL_1〜DL_Nとラベルされた複数のディジット線115とを含むことがあり、ここで、MおよびNはアレイ・サイズに依存する。したがって、ワード線110およびディジット線115、たとえば、WL_2およびDL_3を活性化することによって、それらの交差点にあるメモリ・セル105がアクセスされ得る。
プレートは、たとえば、図4および図6に示されるように、セル105のアレイの下にあることがある。プレートは、平面内でワード線110もしくはディジット線115、またはその両方と平行に、セグメンテーションされることがある。各セルは、プレートの一部分に結合されることがあり、プレートまたはプレートの部分は、その部分が結合されたセルにアクセスするために活性化または通電されることがある。本明細書において説明されるように、メモリ・プレート・セグメンテーションは、寄生容量を回避し、したがって、電力消費を減少させることがある。
アクセスすると、メモリ・セル105が、メモリ・セル105の記憶された状態を決定するために、感知構成要素125によって、読まれることがある、または感知されることがある。たとえば、メモリ・セル105にアクセスした後、メモリ・セル105の強誘電体キャパシタは、その対応するディジット線115の上に放電することがある。強誘電体キャパシタを放電することは、強誘電体キャパシタに電圧をバイアスまたは印加することに基づくことがある。放電は、ディジット線115の電圧の変化を誘発することがあり、この感知構成要素125は、メモリ・セル105の記憶された状態を決定するために基準電圧(図示せず)と比較し得る。たとえば、ディジット線115が基準電圧よりも高い電圧を有する場合、感知構成要素125は、メモリ・セル105内の記憶された状態が論理1であったことと、その逆も同様であることを決定することがある。感知構成要素125は、信号の差を検出および増幅するためにさまざまなトランジスタまたは増幅器を含むことがあり、これは、ラッチングと呼ばれることがある。次いで、メモリ・セル105の検出された論理状態は、列デコーダ130を通して、出力135として出力されることがある。
メモリ・セル105は、関連のあるワード線110およびディジット線115を活性化することによって設定されてもよいし、これによって書き込まれてもよい。上記で論じられたように、ワード線110を活性化すると、メモリ・セル105の対応する行が、それぞれのディジット線115に電気的に接続される。ワード線110が活性化されている間、関連のあるディジット線115を制御することによって、メモリ・セル105は書き込まれることがある。すなわち、論理値がメモリ・セル105内に記憶されることがある。列デコーダ130は、メモリ・セル105に書き込まれるために、データ、たとえば入力135を受け入れることがある。強誘電体メモリ・セル105は、強誘電体キャパシタにわたって電圧を印加することによって書き込まれることがある。このプロセスは、以下でより詳細に説明される。
いくつかのメモリ・アーキテクチャでは、メモリ・セル105にアクセスすると、記憶された論理状態が劣化または破壊することがあり、再書き込み動作またはリフレッシュ動作が、元の論理状態をメモリ・セル105に戻すために実行されることがある。DRAMでは、たとえば、キャパシタは、感知動作中に部分的にまたは完全に放電され、記憶された論理状態を損なうことがある。そのため、論理状態は、感知動作後に再度書き込まれることがある。加えて、単一のワード線110を活性化すると、行内のすべてのメモリ・セルの放電という結果になることがある。したがって、行内のいくつかまたはすべてのメモリ・セル105は、再度書き込まれる必要があることがある。
DRAMを含むいくつかのメモリ・アーキテクチャは、外部電源によって周期的にリフレッシュされない限り、経時的に記憶された状態を失うことがある。たとえば、充電されたキャパシタは、漏れ電流を通して経時的に放電され、記憶された情報の消失という結果になることがある。これらのいわゆる揮発性メモリ・デバイスのリフレッシュ・レートは、比較的高くてよく、たとえば、DRAMアレイの場合は毎秒数十のリフレッシュ動作であってよく、かなりの電力消費という結果になることがある。ますます大きくなるメモリ・アレイがあれば、増加された電力消費は、特にバッテリなどの有限電源に依拠するモバイル・デバイスの場合、メモリ・アレイの展開または動作(たとえば、電力供給、熱生成、材料制限など)を阻害することがある。以下で論じられるように、強誘電体メモリ・セル105は、他のメモリ・アーキテクチャと比較して改善された性能という結果になり得る有益な性質を有することがある。
メモリ・コントローラ140は、行デコーダ120、列デコーダ130、および感知構成要素125などのさまざまな構成要素を通して、メモリ・セル105の動作(たとえば、読み取り、書き込み、再書き込み、リフレッシュなど)を制御することがある。メモリ・コントローラ140は、所望のワード線110およびディジット線115を活性化するために、行アドレス信号および列アドレス信号を生成し得る。メモリ・コントローラ140はまた、メモリ・アレイ100の動作中に使用されるさまざまな電位を生成および制御し得る。一般に、本明細書において論じられる印加された電圧の振幅、形状、または継続時間は、調整または変化されてよく、メモリ・アレイ100を動作させるためのさまざまな動作に対して異なってよい。そのうえ、メモリ・アレイ100内の1つの、複数の、またはすべてのメモリ・セル105は、同時にアクセスされることがある。たとえば、メモリ・アレイ100の複数またはすべてのセルは、すべてのメモリ・セル105、またはメモリ・セル105のグループが単一の論理状態に設定されるリセット動作中に、同時にアクセスされることがある。
図2は、メモリ・セル105を含む例示的な回路200を図示し、このメモリ・セル105は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスの構成要素であってよい。回路200は、メモリ・セル105−aと、ワード線110−aと、ディジット線115−aと、感知構成要素125−aとを含み、これらはそれぞれ、図1を参照しながら説明されるように、メモリ・セル105、ワード線110、ディジット線115、および感知構成要素125の例であってよい。メモリ・セル105−aは、第1のプレートすなわちセル・プレート230と第2のプレートすなわちセル底部215とを有するキャパシタ205などの論理記憶構成要素を含むことがある。セル・プレート230とセル底部215は、それらの間に配置された強誘電材料を通して容量的に結合されることがある。セル・プレート230およびセル底部215の方角は、メモリ・セル105−aの動作を変更することなく反転されることがある。回路200は、選択構成要素220と、基準信号225も含む。図2の例においてセル・プレート230は、プレート線210を介してアクセスされることがあり、セル底部215は、ディジット線115−aを介してアクセスされることがある。上記で説明されたように、キャパシタ205を充電または放電することによって、さまざまな状態が記憶され得る。
キャパシタ205の記憶された状態は、回路200内で表されたさまざまな要素を動作させることによって読み取られるまたは感知されることがある。キャパシタ205は、ディジット線115−aと電子通信し得る。たとえば、キャパシタ205は、選択構成要素220が非活性化されるとき、ディジット線115−aから絶縁可能であり、キャパシタ205は、選択構成要素220が活性化されるとき、ディジット線115−aに接続可能である。選択構成要素220を活性化することは、メモリ・セル105−aを選択することと呼ばれることがある。場合によっては、選択構成要素220はトランジスタであり、その動作は、トランジスタ・ゲートに電圧を印加することによって制御され、この電圧の大きさは、トランジスタの閾値の大きさよりも大きい。ワード線110−aは、選択構成要素220を活性化することがある。たとえば、ワード線110−aに印加された電圧がトランジスタ・ゲートに印加され、キャパシタ205をディジット線115−aと接続する。代替実施形態では、選択構成要素220およびキャパシタ205の位置は、選択構成要素220がプレート線210とセル・プレート230との間に接続されるように、およびキャパシタ205がディジット線115−aと選択構成要素220の他の端子との間にあるように、交換されることがある。この実施形態では、選択構成要素220は、キャパシタ205を通してディジット線115−aと電子通信しているままであることがある。この構成は、読み取り動作および書き込み動作のための代替タイミングおよびバイアスと関連づけられることがある。
キャパシタ205のプレート間の強誘電材料により、および以下でより詳細に論じられるように、キャパシタ205は、ディジット線115−aへの接続時に放電しないことがある。1つのスキームでは、強誘電体キャパシタ205によって記憶された論理状態を感知するために、ワード線110−aは、メモリ・セル105−aを選択するようにバイアスされることがあり、電圧は、プレート線210に印加されることがある。場合によっては、ディジット線115−aは仮想的に接地され、次いで、仮想接地から絶縁され(すなわち、「フローティング」)、その後、プレート線210およびワード線110−aはバイアスされる。プレート線210をバイアスすることは、キャパシタ205にわたる電圧差(たとえば、プレート線210電圧マイナスディジット線115−a電圧)引き起こすことがある。電圧差は、キャパシタ205上に記憶された電荷の変化をもたらすことがあり、この記憶された電荷の変化の大きさは、キャパシタ205の初期状態。たとえば、記憶された初期状態が論理1であるか論理0であるかに依存することがある。これは、キャパシタ205上に記憶された電荷に基づいたディジット線115−aの電圧の変化を誘発することがある。セル・プレート230への電圧を変化させることによるメモリ・セル105−aの動作は、「セル・プレートの移動」と呼ばれることがある。
ディジット線115−aの電圧の変化は、その固有容量に依存することがある。すなわち、電荷がディジット線115−aを流れると、ある程度の有限電荷は、ディジット線115−a内に記憶されることがあり、結果として生じる電圧は、固有容量に依存する。固有容量は、ディジット線115−aの、寸法を含む物理的特性に依存することがある。ディジット線115−aは、多数のメモリ・セル105を接続することがあり、そのため、ディジット線115−aは、無視できない容量(たとえば、ピコファラド(pF)またはフェムトファラド(fF)程度)という結果になる長さを有することがある。次いで、結果として生じるディジット線115−aの電圧は、メモリ・セル105−a内の記憶された論理状態を決定するために、感知構成要素125−aによって基準(たとえば、基準信号225線の電圧)と比較されることがある。
感知構成要素125−aは、信号の差を検出および増幅するためにさまざまなトランジスタまたは増幅器を含むことがあり、これは、ラッチングと呼ばれることがある。感知構成要素125−aは、ディジット線115−aおよび基準信号225の電圧を受け取って比較する感知増幅器を含むことがあり、基準信号225の電圧は基準電圧であることがある。感知増幅器出力は、比較に基づいて、より高い(たとえば、正)またはより低い(たとえば、負または接地)供給電圧に駆動されることがある。たとえば、ディジット線115−aが、基準信号225よりも高い電圧を有する場合、感知増幅器出力は、正の供給電圧に駆動されることがある。場合によっては、感知増幅器は、加えて、ディジット線115−aを供給電圧に駆動することがある。次いで、感知構成要素125−aが、感知増幅器の出力および/またはディジット線115−aの電圧をラッチすることがあり、これは、メモリ・セル105−a内の記憶された状態、たとえば、論理1を決定するために使用されることがある。代替的に、ディジット線115−aが、基準信号225よりも低い電圧を有する場合、感知増幅器出力は、負の電圧または接地電圧に駆動されることがある。同様に、感知構成要素125−aが、メモリ・セル105−a内の記憶された状態、たとえば、論理0を決定するために、感知増幅器出力をラッチすることがある。次いで、メモリ・セル105のラッチされた論理状態は、図1を参照すると、列デコーダ130を通して、出力135として出力されることがある。
メモリ・セル105−aを書き込むために、電圧は、キャパシタ205にわたって印加されることがある。さまざまな方法が使用されてよい。一例では、選択構成要素220が、キャパシタ205をディジット線115−aに電気的に接続するために、ワード線110−aを通して活性化されることがある。電圧は、(プレート線210を通しての)セル・プレート230および(ディジット線115−aを通しての)セル底部215の電圧を制御することによって、キャパシタ205にわたって印加されることがある。論理0を書き込むために、セル・プレート230はハイとみなされることがある、すなわち、正の電圧がプレート線210に印加されることがあり、セル底部215は、ローとみなされることがある、たとえば、ディジット線115−aを仮想的に接地するまたは負の電圧をディジット線115−aに印加することがある。逆のプロセスは、論理1を書き込むために実行され、セル・プレート230はローとみなされ、セル底部215はハイとみなされる。
図3Aおよび図3Bは、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイス内のメモリ・セルのためのヒステリシス曲線300−a(図3A)および300−b(図3B)とともに非線形電気的性質の例を図示する。ヒステリシス曲線300−aおよび300−bはそれぞれ、例示的な強誘電体メモリ・セルの書き込みプロセスおよび読み取りプロセスを図示する。ヒステリシス曲線300は、電圧差Vの関数として強誘電体キャパシタ(たとえば、図2のキャパシタ205)上に記憶される電荷Qを示す。
図3を参照して説明される非線形特性は、本明細書において説明される有益な不揮発性メモリ性質を生じることがある。しかしながら、そのような性質をもつ強誘電体セルを動作させることが、プレートを通電すること、寄生容量などに関連する考慮事項を関係させることがある。そのため、強誘電体セルを動作させる際、セルの特性(その例は、図3を参照して説明される)と、セグメンテーションされたプレートまたはセグメンテーションされていないプレートなどのそのような動作を可能にする回路構成要素の特性の両方が、考慮されることがある。
強誘電材料は、自発電気分極によって特徴づけられる、すなわち、電界の非存在下で非ゼロ電気分極を維持する。例示的な強誘電材料としては、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸鉛(PbTiO)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、およびタンタル酸ストロンチウム・ビスマス(SBT)がある。本明細書において説明される強誘電体キャパシタは、これらまたは他の強誘電材料を含んでよい。強誘電体キャパシタ内の電気分極は、強誘電材料の表面における正味電荷という結果になり、キャパシタ端子を通して反対の電荷を引きつける。したがって、電荷は、強誘電材料とキャパシタ端子の境界面において記憶される。電気分極は、比較的長い時間にわたって、無期限でさえ、外部から印加された電界の非存在下で維持され得るので、電荷漏洩は、たとえば、DRAMアレイ内で用いられるキャパシタと比較して、著しく減少されることがある。これによって、上記でいくつかのDRAMアーキテクチャに関して説明されたリフレッシュ動作を実行する必要性が減少され得る。
ヒステリシス曲線300は、キャパシタの単一の端子の観点から理解され得る。例として、強誘電材料が負の分極を有する場合、正の電荷が端子に蓄積する。同様に、強誘電材料が正の分極を有する場合、負の電荷が端子に蓄積する。加えて、ヒステリシス曲線300における電圧は、キャパシタにわたる電圧差を表し、指向性であることが理解されるべきである。たとえば、正の電圧は、正の電圧を問題の端子(たとえば、セル・プレート230)に印加し、第2の端子(たとえば、セル底部215)を接地(または約ゼロ・ボルト(0V))に維持することによって、実現され得る。負の電圧は、問題の端子を接地に維持し、正の電圧を第2の端子に印加することによって印加され得る。すなわち、正の電圧は、問題の端子を負に分極させるために印加され得る。同様に、2つの正の電圧、2つの負の電圧、または正の電圧と負の電圧の任意の組み合わせは、ヒステリシス曲線300に示される電圧差を生成するために適切なキャパシタ端子に印加され得る。
ヒステリシス曲線300−aにおいて示されるように、強誘電材料は、電圧差ゼロで正の分極または負の分極を維持し、2つの可能な充電された状態、すなわち、電荷状態305および電荷状態310という結果になることがある。図3の例によれば、電荷状態305は論理0を表し、電荷状態310は論理1を表す。いくつかの例では、それぞれの電荷状態の論理値は、メモリ・セルを動作させるための他のスキームに対応するために逆転されることがある。
論理0または1は、電圧を印加することにより、強誘電材料の電気分極、したがってキャパシタ端子上の電荷を制御することによって、メモリ・セルに書き込まれることがある。たとえば、キャパシタ上に正味の正の電圧315を印加すると、電荷状態305−aが到達されるまでの電荷蓄積という結果になる。電圧315を除去すると、電荷状態305−aは、ゼロ電圧において電荷状態305に到達するまで経路320をたどる。同様に、電荷状態310は、正味の負の電圧325を印加することによって書き込まれ、これによって、電荷状態310−aという結果になる。負の電圧325を除去した後、電荷状態310−aは、ゼロ電圧において電荷状態310に到達するまで経路330をたどる。電荷状態305および310は、残留分極(Pr)値、すなわち、外部バイアス(たとえば、電圧)を除去するときに残留する分極(または電荷)と呼ばれることもある。抗電圧とは、電荷(または分極)がゼロである電圧である。
強誘電体キャパシタの記憶された状態を読み取る、またはこれを感知するために、電圧が、キャパシタにわたって印加されることがある。それに応答して、記憶された電荷Qは変化し、変化の程度は、初期電荷状態に依存する。すなわち、最終的な記憶された電荷(Q)は、電荷状態305−bが最初に記憶されたか電荷状態310−bが最初に記憶されたかに依存する。たとえば、ヒステリシス曲線300−bは、2つの可能な記憶された電荷状態305−bおよび310−bを図示する。電圧335が、図2を参照して論じられるように、キャパシタにわたって印加されることがある。正の電圧として示されているが、電圧335は負であることがある。電圧335に応答して、電荷状態305−bは、経路340をたどることがある。同様に、電荷状態310−bが最初に記憶された場合、電荷状態310−bは経路345をたどる。電荷状態305−cおよび電荷状態310−cの最終的な位置は、具体的な感知スキームおよび回路を含むいくつかの要因に依存する。
場合によっては、最終的な電荷は、メモリ・セルに接続されたディジット線の固有容量に依存することがある。たとえば、キャパシタがディジット線に電気的に接続され、電圧335が印加された場合、ディジット線の電圧は、その固有容量により上昇することがある。そのため、感知構成要素において測定される電圧は、電圧335に等しくないことがあり、その代わりに、ディジット線の電圧に依存することがある。したがって、ヒステリシス曲線300−b上での最終的な電荷状態305−cおよび310−cの位置は、ディジット線の容量に依存することがあり、ロードライン解析を通して決定されることがある。すなわち、電荷状態305−cおよび310−cは、ディジット線容量を参照して規定されることがある。その結果、キャパシタの電圧、電圧350、または電圧355は、異なってよく、キャパシタの初期状態に依存してよい。
ディジット線電圧を基準電圧と比較することによって、キャパシタの初期状態が決定されることがある。ディジット線電圧は、電圧335と、キャパシタにわたっての最終的な電圧、電圧350、または電圧355との差、すなわち、(電圧335−電圧350)または(電圧335−電圧355)であってよい。基準電圧は、記憶された論理状態を決定するために、すなわち、ディジット線電圧が基準電圧よりも高いまたは低い場合に、その大きさが2つの可能なディジット線電圧の2つの可能な電圧の間の差であるように生成されることがある。たとえば、基準電圧は、2つの量すなわち(電圧335−電圧350)および(電圧335−電圧355)の平均であることがある。感知構成要素による比較時、感知されるディジット線電圧は、基準電圧よりも高いまたは低いように決定されることがあり、強誘電体メモリ・セルの記憶される論理値(すなわち、論理0または1)が決定され得る。
上記で論じられたように、強誘電体キャパシタを使用しないメモリ・セルを読み取ることは、記憶された論理状態を劣化または破壊することがある。しかしながら、強誘電体メモリ・セルは、読み取り動作の後で初期論理状態を維持することがある。たとえば、電荷状態305−bが記憶される場合、電荷状態は、読み取り動作中に電荷状態305−cへの経路340をたどることがあり、電圧335を除去した後、電荷状態は、経路340を反対方向にたどることによって、初期電荷状態305−bに戻ることがある。
図4は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイ400を図示する。メモリ・アレイ400は、複数のセグメンテーション線410によって分離された複数のプレート部分405を含むことがある。セグメンテーション線410は、いくつかの実施形態では、第1の方向に延びることがある。場合によっては、第1の方向は、垂直方向であることがある。複数のプレート部分405の各々は、複数のメモリ・セルを含むことができ、この複数のメモリ・セルは、図1を参照して説明されるメモリ・セル105または図2を参照して説明されるメモリ・セル105−aの態様の例であることがある。メモリ・セルの各々は、図1を参照して説明されるように、電圧をワード線(図示せず)およびディジット線415に印加することによってアクセスされることがある。ワード線およびディジット線415は、図1を参照して説明されるワード線110およびディジット線115の例であってよい。図4では、各プレート部分405に結合された単一の線が示されているが、当業者は、各プレート部分405が複数のディジット線415に結合されることがあり、したがって、各線は複数のディジット線を表すことがあることを理解するであろう。たとえば、いくつかの例では、各プレート部分405は、それに結合された256のディジット線415を有することがある。
複数のプレート部分405の各々は、プレート・ドライバ構成要素420によって活性化されることがある。プレート・ドライバ構成要素420は、複数のプレート・ドライバ425を含むことがあり、各プレート・ドライバ425は、複数のプレート部分405の1つを活性化するように構成される。プレート・ドライバ425の各々は、プレート線430を介してプレート部分405に接続されることがある。プレート線430は、図2を参照して説明されるプレート線210の態様の例であることがある。プレート・ドライバ425は、電圧を対応するプレート線430に印加することによって、プレート部分405を活性化することがある。プレート・ドライバ構成要素420は、場合によっては、感知構成要素445、列デコーダ440、または両方に対する可能な位置のうちの異なる位置に設置されることがある。いくつかの実施形態では、プレート・ドライバ構成要素420は、図4に示されるように設置されることがある。いくつかの他の実施形態では、プレート・ドライバ構成要素420は、メモリ・アレイ400の、感知構成要素445および/または列デコーダ440と同じ側に設置されることがある。いくつかの他の実施形態では、プレート・ドライバ構成要素420は、メモリ・アレイ400の、感知構成要素445および/または列デコーダ440と反対の側に設置されることがある。
メモリ・アレイ400は、メモリ・コントローラ435、行デコーダ(図示せず)、列デコーダ440、および感知構成要素445を含む、いくつかの追加の構成要素を含むことがある。メモリ・コントローラ435、行デコーダ、列デコーダ440、および感知構成要素445はそれぞれ、図1を参照して説明される、メモリ・コントローラ140、行デコーダ120、列デコーダ130、および感知構成要素125の態様の例であることがある。いくつかの例では、感知構成要素125は、選択されたプレート部分405からディジット線415を選択するために複数の感度増幅器に結合されたマルチプレクサを含むことがある。
情報が、メモリ・アレイから読み取られるまたはこれに書き込まれることが可能であるとき、メモリ・コントローラ435は、メモリ・アレイ400内の複数のメモリ・セルからターゲット・メモリ・セルを識別することがある。ターゲット・メモリ・セルは、たとえば、ユーザがメモリ・アレイ400から読み取ることを望む情報を含むメモリ・セルであってもよいし、ユーザがメモリ・アレイ400に書き込むことを望む情報を記憶するために使用可能である未使用のメモリ・セルであってもよい。メモリ・コントローラ435は、メモリ・アレイ400内のターゲット・メモリ・セルの場所を識別することがある。次いで、メモリ・コントローラ435は、プレート・ドライバ構成要素420に、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応する単一のプレート部分405を活性化させることがある。いくつかの実施形態では、プレート・ドライバ構成要素420は、複数のプレート・ドライバ425の1つを使用して電圧をターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート線430に印加することによって、プレート部分405を活性化することがある。いくつかの実施形態では、プレート・ドライバ構成要素420は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分405以外の他のプレート部分405を活性化しないことがある。すなわち、プレート・ドライバ構成要素420は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分405のみを活性化することがあるが、他の任意のプレート部分を活性化しないことがある。プレート・ドライバ420は、他のプレート部分405を非活性化された状態に設定することがある(これは、それらのプレート部分405を非活性化された状態で維持することを含むことがある)。メモリ・コントローラ435は、行デコーダに、ターゲット・メモリ・セルをディジット線415の1つに接続するためにターゲット・メモリ・セルの場所に対応する選択構成要素(図示せず)を活性化させることがある。選択構成要素は、図2を参照して説明される選択構成要素220の態様の一例であることがある。次いで、メモリ・コントローラは、図1を参照して説明されるように、列デコーダ440および感知構成要素445を介してターゲット・メモリ・セルから読み取るまたはこれに書き込むことができる。
いくつかの例では、メモリ・アレイ400は、1つまたは複数のダミー線を含むことがある。たとえば、メモリ・アレイ400内の複数のワード線は、1つまたは複数のダミー・ワード線を含むことができる。ダミー・ワード線は、プレート部分405のうちの少なくとも1つの縁に隣接して設置されることがある。ダミー・ワード線は、メモリ・アレイ400のメモリ・セルから電気的に絶縁されることがある。たとえば、ダミー・ワード線の各々は、プレート部分405のいずれかの上のメモリ・セルのいずれにも接続されないことがある。ダミー・ワード線は、設計問題に対処するために利用されることがある。たとえば、プレートのセル・ピッチが2Fである場合、プレート線間隔は、ダミー・ワード線を追加することによってFから3Fに増加されることがある。いくつかの例では、複数のディジット線は、同様に、プレート部分405のうちの少なくとも1つの縁に隣接して設置され、メモリ・アレイ400のメモリ・セルから電気的に絶縁される、1つまたは複数のダミー・ディジット線を含むことがある。
図5は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイに関する例示的なタイミング図500を図示する。メモリ・アレイは、図4を参照して説明されるメモリ・アレイ400の態様の一例であることがある。
タイミング図500は、プレート線における第1の電圧に対応するプレート信号505を含み、このプレート線は、図4を参照して説明されるプレート線430の態様の一例であることがある。タイミング図は、ワード線における第2の電圧に対応するワード線信号510をさらに含み、このワード線は、図1を参照して説明されるワード線110の態様の一例であることがある。タイミング図は、ディジット線における第3の電圧に対応するディジット線信号515をさらに含み、このディジット線は、図4を参照して説明されるディジット線415の態様の一例であることがある。たとえば、ディジット線信号515は、図6に示されるディジット線A(DA)と示される場所における電圧を示すことがある。タイミング図は、感知構成要素の入力/出力における第4の電圧に対応する入力/出力信号520も含み、この感知構成要素は、図4を参照して説明される感知構成要素445の一例であることがある。たとえば、入力/出力信号520は、図6に示されるディジット線B(DB)と示される場所における電圧を示すことがある。
時間t0において、プレート部分は、電圧をプレート線に印加することによって、活性化される。したがって、プレート信号505は、たとえばプレート・ドライバによってプレート線に印加された電圧に基づいて増加する。時間t1では、電圧がワード線に印加され、これによって、ワード線信号510上の第2の電圧が増加する。ワード線に対する電圧の印加は、図2を参照して説明されるように、メモリ・セルがディジット線に接続されるという結果になる。したがって、ディジット線信号515は、時間t2において増加する。次いで、感知構成要素は、時間t3において、ディジット線信号515の第3の電圧を基準信号と比較し、第3の電圧が論理「0」に対応すると決定する。次いで、読み取り動作が完了する。プレートは、時間t4においてプレート信号505の電圧をゼロに低下させることによって非活性化され、ワード線信号510も同様に、時間t5においてゼロに低下される。その後、データが、メモリ・アレイ内の別のメモリ・セルから読み取り可能である、またはこれに書き込み可能である。
いくつかの例では、アドレス指定されない線(図示せず)に結合されたプレート線は、選択されたセルがアクセスされているとき、バイアスされないことがある。したがって、そうでない場合はアドレス指定されない線に結合されたプレート線のバイアスに関連する電力消費を回避しながら、電力消費は、選択されたプレート線のバイアスに制限されるので、電力消費は、アドレス指定されない線がバイアスされるシステムと比較して減少されることがある。いくつかの実施形態では、アドレス指定されないセルに対するバイアスの欠如は、アドレス指定されないセルに対する電気妨害も減少させることがある。
図6は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイ600を図示する。メモリ・アレイ600は、第1の方向(たとえば、垂直方向)に延びるセグメンテーション線の第1のグループ610と第2の方向(たとえば、水平方向)に延びるセグメンテーション線の第2のグループ615とを含む複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分605を含むことがある。複数のプレート部分605の各々は、複数のメモリ・セルを含むことがあり、この複数のメモリ・セルは、図1を参照して説明されるメモリ・セル105または図2を参照して説明されるメモリ・セル105−aの態様の例であってよい。メモリ・セルは、図1を参照して説明されるように、電圧をワード線およびディジット線に印加することによるアクセスであることができる。
複数のプレート部分605の各々は、プレート・ドライバ構成要素620によって活性化されることがある。プレート・ドライバ構成要素620は、複数のプレート・ドライバ625を含むことがあり、各プレート・ドライバ625は、複数のプレート部分605の1つに結合され、これを活性化するように構成される。プレート・ドライバ625の各々は、プレート線630を介してプレート部分605に接続されることがある。プレート線630は、図2を参照して説明されるプレート線210の態様の例であることがある。プレート・ドライバ625は、電圧を対応するプレート線630に印加することによって、プレート部分605を活性化することがある。プレート・ドライバ構成要素620は、場合によっては、感知構成要素635に対する可能な位置のうちの異なる位置に設置されることがある。いくつかの実施形態では、プレート・ドライバ構成要素620は、図6に示されるように設置されることがある。いくつかの他の実施形態では、プレート・ドライバ構成要素620は、メモリ・アレイ600の、感知構成要素635と同じ側に設置されることがある。いくつかの他の実施形態では、プレート・ドライバ構成要素620は、メモリ・アレイ600の、感知構成要素635と反対の側に設置されることがある。
メモリ・アレイ600は、感知構成要素635、ならびに、それぞれ図1を参照して説明される行デコーダ120、列デコーダ130、およびメモリ・コントローラ140などの行デコーダ、列デコーダ、およびメモリ・コントローラなどの、追加の構成要素を含むことがある。データは、図4を参照して説明されるように、メモリ・アレイ600に書き込まれ、これから読み取られることがある。しかしながら、メモリ・アレイ600の電力消費は、メモリ・アレイ400の電力消費と比較して減少されることがある。たとえば、メモリ・アレイ600の電力消費は、メモリ・アレイ400の電力消費の約25%であることがある。
図7は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いた例示的なメモリ・アレイ700を図示する。メモリ・アレイ700は、第1の方向(たとえば、垂直方向)に延びるセグメンテーション線の第1のグループ710と第2の方向(たとえば、水平方向)に延びるセグメンテーション線の第2のグループ715とを含む複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分705を含むことがある。複数のプレート部分705の各々は、複数のメモリ・セルを含むことがあり、この複数のメモリ・セルは、図1を参照して説明されるメモリ・セル105または図2を参照して説明されるメモリ・セル105−aの態様の例であってよい。メモリ・セルは、図1を参照して説明されるように、電圧をワード線およびディジット線に印加することによるアクセスであることができる。
複数のプレート部分705の各々は、プレート・ドライバ構成要素720によって活性化されることがある。プレート・ドライバ構成要素720は、複数のプレート・ドライバ725を含むことがあり、各プレート・ドライバ725は、複数のプレート部分705の1つに結合され、これを活性化するように構成される。プレート・ドライバ725の各々は、いくつかのプレート部分705に接続されることがある。たとえば、各プレート・ドライバ725は、プレート・ドライバ線730に結合されることがある。プレート・ドライバ線730は、複数のプレート部分705上のプレート線735に結合されることがある。プレート線735は、図2を参照して説明されるプレート線210の態様の例であることがある。プレート・ドライバ725は、電圧をプレート・ドライバ線730に印加することによってそれが結合されるプレート部分705の各々を活性化することがある。プレート・ドライバ線730は、メモリ・アレイ600のあらゆる行740においてプレート部分705に接続されたプレート・ドライバ線730に結合されることがある。いくつかの例では、プレート・ドライバ線730は、少なくとも2つの列745においてプレート部分705に結合されることがある。たとえば、プレート・ドライバ線730は、電圧をプレート・ドライバ線730に印加することによって、あらゆる列745におけるプレート部分705が活性化されるように、あらゆる列745においてプレート部分705に結合されることがある。
メモリ・アレイ700は、感知構成要素、行デコーダ、列デコーダ、およびメモリ・コントローラなどの追加の構成要素を含むことがあり、これらの感知構成要素、行デコーダ、列デコーダ、およびメモリ・コントローラはそれぞれ、図1を参照して説明される、感知構成要素125、行デコーダ120、列デコーダ130、およびメモリ・コントローラ140の態様の例であることがある。データは、図1および図4を参照して説明されるように、メモリ・アレイ700に書き込まれ、これから読み取られることがある。
いくつかの例では、メモリ・アレイ700は、1つまたは複数のダミー線を含むことがある。たとえば、メモリ・アレイ700内の複数のワード線は、1つまたは複数のダミー・ワード線を含むことができる。ダミー・ワード線は、プレート部分705のうちの少なくとも1つの縁に隣接して設置されることがある。ダミー・ワード線は、メモリ・アレイ700のメモリ・セルから電気的に絶縁されることがある。たとえば、ダミー・ワード線の各々は、プレート部分705のいずれかの上のメモリ・セルのいずれにも接続されないことがある。ダミー・ワード線は、設計問題に対処するために利用されることがある。たとえば、プレートのセル・ピッチが2Fである場合、プレート線間隔は、ダミー・ワード線を追加することによってFから3Fに増加されることがある。いくつかの例では、複数のディジット線は、同様に、プレート部分705のうちの少なくとも1つの縁に隣接して設置され、メモリ・アレイ700のメモリ・セルから電気的に絶縁される、1つまたは複数のダミー・ディジット線を含むことがある。
図8は、本開示のさまざまな実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたメモリ・アレイ内のメモリ・セルのための例示的な回路図800を図示する。回路図は、メモリ・プレート810と選択構成要素815とを含むメモリ・セル805を含むことがある。メモリ・セル805は、ワード線820およびディジット線825に結合されることがある。メモリ・セル805、ワード線820、およびディジット線825は、図1を参照して説明されるメモリ・セル105、ワード線110、およびディジット線115の態様の例であることがある。メモリ・プレート810は、図4を参照して説明されるプレート部分405の態様の一例であることがある。選択構成要素815は、図2を参照して説明される選択構成要素220の態様の一例であることがある。
メモリ・プレート810が活性化されるとき、寄生容量が生成されることがある。たとえば、第1の寄生容量830がディジット線825とメモリ・セル805との間に生成されることがあり、第2の寄生容量835がワード線820とメモリ・セル805との間に生成されることがあり、第3の寄生容量840がワード線820とディジット線825との間に生成されることがある。第1の寄生容量830、第2の寄生容量835、および第3の寄生容量840は、メモリ・プレート810が活性化されるとき、メモリ・プレート810に結合された各メモリ・セルに対して生成されることがある。第1の寄生容量830、第2の寄生容量835、および第3の寄生容量840の組み合わせは、メモリ・プレート810のための寄生負荷と考えられることがある。電力消費は、活性化されたメモリ・プレートに結合されたメモリ・セルの数を減少させ、それによって、寄生負荷の数を減少させることによって、減少することがある。
たとえば、4,096のメモリ・セルを有する電子メモリ・デバイスは、単一のメモリ・プレートを有することがある。そのような一例では、メモリ・プレートが活性化されるとき、メモリ・デバイスは、4,096の寄生負荷を有することがある。いくつかの他の例では、メモリ・デバイスは、たとえば、図4を参照して説明されるように、4つの別個のメモリ・プレートを有することがある。そのような例では、4つのメモリ・プレートの1つが活性化されるとき、メモリ・デバイスは、1,024の寄生負荷を有し、寄生容量による電力消費を、単一のプレートを使用するときと比較して75%減少させ得る。他の3つのメモリ・プレートは活性化されない。いくつかの他の例では、メモリ・デバイスは、たとえば、図6を参照して説明されるように、16の別個のメモリ・プレートを有することがある。そのような例では、16のメモリ・プレートの1つが活性化されるとき、メモリ・デバイスは、256の寄生負荷を有することがあり、したがって、寄生容量による電力消費は、単一のプレートをもつメモリ・デバイスの電力消費の1/16になるであろう。他の15のメモリ・プレートは活性化されない。
図9は、本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスの動作をサポートするメモリ・コントローラ915のブロック図900を示す。メモリ・コントローラ915は、図1もしくは図10、または両方を参照して説明されるメモリ・コントローラ140の一例であることがある。メモリ・コントローラ915は、バイアス構成要素920と、タイミング構成要素925と、ターゲット・メモリ・セル・ロケータ930と、プレート・ドライバ活性化構成要素935と、ワード線セレクタ940と、メモリ・セル・リーダ945と、メモリ・セル・ライタ950とを含むことがある。これらのモジュールの各々は、互いと(たとえば、1つまたは複数のバスを介して)直接的または間接的に通信することがある。
ターゲット・メモリ・セル・ロケータ930が、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することがある。ターゲット・メモリ・セルは、上述の図を参照して説明されるメモリ・セル105であることがある。
プレート・ドライバ活性化構成要素935は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することがあり、このプレート部分は、セグメンテーション線によって他のプレート部分のセットから分離され、このセグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを含む。プレート・ドライバ活性化構成要素935は、プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加するために命令をプレート・ドライバに送ることによって、プレート部分を活性化することがある。プレート・ドライバ活性化構成要素935は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することがあり、このプレート部分は、セグメンテーション線によって他のプレート部分のセットから分離され、このセグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを含む。プレート・ドライバ活性化構成要素935は、プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加するために命令をプレート・ドライバに送ることによって、プレート部分を活性化することがある。いくつかの例では、電圧が、アドレス指定されないメモリ・セルと関連づけられたプレート部分に印加されないことがある。
ワード線セレクタ940は、第1の方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することがある。
メモリ・セル・リーダ945は、ディジット線上の第2の電圧に基づいてターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定することがある。
メモリ・セル・ライタ950は、ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために、第2の電圧をディジット線に印加することがある。
図10は、本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイス1005を含むシステム1000の図を示す。デバイス1005は、メモリ・コントローラ1015と、メモリ・セル1020と、基本入力/出力システム(BIOS)構成要素1025と、プロセッサ1030と、I/Oコントローラ1035と、周辺構成要素1040とを含む、通信を送信および受信するための構成要素を含む、双方向音声およびデータ通信のための構成要素を含むことがある。これらの構成要素は、1つまたは複数のバス(たとえば、バス1010)を介して電子通信することがある。
メモリ・コントローラ1015は、上記で、たとえば図1または図9を参照して説明されたメモリ・コントローラ140の構成要素の一例であってもよいし、これを含んでもよい。メモリ・セル1020は、本明細書において説明されるように、情報を(すなわち、論理的な状態の形で)記憶することがある。
BIOS構成要素1025は、さまざまなハードウェア構成要素を初期化して走らせ得る、ファームウェアとして動作されるBIOSを含むソフトウェア構成要素であってよい。BIOS構成要素1025はまた、プロセッサとさまざまな他の構成要素、たとえば、周辺構成要素、入力/出力制御構成要素などとの間のデータ・フローを管理することがある。BIOS構成要素1025は、読み出し専用メモリ(ROM)、フラッシュ・メモリ、または他の任意の不揮発性メモリ内に記憶されたプログラムまたはソフトウェアを含むことがある。
プロセッサ1030は、インテリジェント・ハードウェア・デバイス(たとえば、汎用プロセッサ、DSP、中央処理装置(CPU)、マイクロコントローラ、ASIC、FPGA、プログラム可能論理デバイス、個別のゲートもしくはトランジスタ論理構成要素、個別のハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組み合わせ)を含むことがある。場合によっては、プロセッサ1030は、メモリ・コントローラを使用してメモリ・アレイを動作させるように構成されることがある。他の場合には、メモリ・コントローラは、プロセッサ1030に統合されることがある。プロセッサ1030は、さまざまな機能(たとえば、動作電力を減少させるためにメモリ・プレート・セグメンテーションをサポートする機能またはタスク)。を実行するために、メモリ内に記憶されたコンピュータ可読命令を実行するように構成されることがある。
I/Oコントローラ1035は、デバイス1005のための入力信号および出力信号を管理し得る。I/Oコントローラ1035は、デバイス1005に統合されていない周辺機器も管理し得る。場合によっては、I/Oコントローラ1035は、外部周辺機器への物理的接続またはポートを表すことがある。場合によっては、I/Oコントローラ1035は、iOS(登録商標)、ANDROID(登録商標)、MS−DOS(登録商標)、MS−WINDOWS(登録商標)、OS/2(登録商標)、UNIX(登録商標)、LINUX(登録商標)、または別の既知のオペレーティング・システムなどのオペレーティング・システムを利用することがある。他の場合には、I/Oコントローラ1035は、モデム、キーボード、マウス、タッチスクリーン、または類似のデバイスを表す、またはこれと相互作用することがある。場合によっては、I/Oコントローラ1035は、プロセッサの一部として実施されることがある。場合によっては、ユーザは、I/Oコントローラ1035を介して、またはI/Oコントローラ1035によって制御されるハードウェア構成要素を介して、デバイス1005と対話することがある。
周辺構成要素1040は、任意の入力デバイスもしくは出力デバイス、またはそのようなデバイスのためのインタフェースを含んでよい。例としては、ディスク・コントローラ、サウンド・コントローラ、グラフィックス・コントローラ、イーサネット・コントローラ、モデム、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)コントローラ、シリアル・ポートもしくはパラレル・ポート、または周辺構成要素相互接続(PCI)スロットまたはアクセラレーテッド・グラフィックス・ポート(AGP)スロットなどの周辺カード・スロットがあり得る。
入力1045は、デバイス1005またはその構成要素に入力を提供する、デバイス1005の外部にあるデバイスまたは信号を表すことがある。これは、ユーザ・インタフェースを含んでもよいし、他のデバイスとの、またはこれとの間の、インタフェースを含んでもよい。場合によっては、入力1045は、I/Oコントローラ1035によって管理されることがあり、周辺構成要素1040を介してデバイス1005と相互作用することがある。
出力1050は、デバイス1005またはその構成要素のいずれかから出力を受信するように構成された、デバイス1005の外部にあるデバイスまたは信号を表すこともある。出力1050の例としては、ディスプレイ、オーディオ・スピーカ、印刷デバイス、別のプロセッサ、またはプリント回路基板などがあり得る。場合によっては、出力1050は、周辺構成要素1040を介してデバイス1005とインタフェースする周辺要素であってもよい。場合によっては、出力1050は、I/Oコントローラ1035によって管理されることがある。
デバイス1005の構成要素は、機能を行うように設計された回路を含んでよい。これには、本明細書において説明される機能を行うように構成されたさまざまな回路要素、たとえば、導電線、トランジスタ、キャパシタ、インダクタ、抵抗、増幅器、または他の活性要素もしくは不活性要素があり得る。デバイス1005は、コンピュータ、サーバ、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、携帯電話、ウェアラブル電子デバイス、パーソナル電子デバイスなどであってよい。または、デバイス1005は、そのようなデバイスの一部分または一態様であってよい。
図11は、本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法1100を図示するフローチャートを示す。方法1100の動作は、本明細書において説明されるメモリ・コントローラ140またはその構成要素によって実施されることがある。たとえば、方法1100の動作は、図1から図10を参照して説明されるメモリ・コントローラ140によって実行されることがある。いくつかの例では、メモリ・コントローラ140は、以下で説明される機能を実行するようにデバイスの機能要素を制御するためにコードのセットを実行することがある。加えて、または代替的に、メモリ・コントローラ140は、特殊目的ハードウェアを使用して、以下で説明される機能の態様を実行することがある。
場合によっては、方法は、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することも含むことがある。場合によっては、方法は、プレート・ドライバによって、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することであって、このプレート部分はセグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える、活性化することも含むことがある。場合によっては、方法は、プレート部分を活性化することが、プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加することを含むことも含むことがある。場合によっては、方法は、垂直方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することも含むことがある。場合によっては、方法は、ディジット線上の第2の電圧に基づいてターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定することも含むことがある。場合によっては、方法は、ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧をディジット線に印加することも含むことがある。
ブロック1105では、メモリ・コントローラ140が、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することがある。ブロック1105の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1105の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるターゲット・メモリ・セル・ロケータによって実行され得る。
ブロック1110では、メモリ・コントローラ140は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することがあり、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える。メモリ・コントローラ140は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分に電圧を印加するために命令をプレート・ドライバに送ることによってプレート部分を活性化することがある。ブロック1110の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1110の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるプレート・ドライバ活性化構成要素によって実行され得る。
図12は、本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法1200を図示するフローチャートを示す。方法1200の動作は、本明細書において説明されるメモリ・コントローラ140またはその構成要素によって実施されることがある。たとえば、方法1200の動作は、図1を参照して説明されるメモリ・コントローラ140によって実行されることがある。いくつかの例では、メモリ・コントローラ140は、以下で説明される機能を実行するデバイスの機能要素を制御するためにコードのセットを実行することがある。加えて、または代替的に、メモリ・コントローラ140は、特殊目的ハードウェアを使用して、以下で説明される機能の態様を実行することがある。
場合によっては、方法は、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することも含むことがある。場合によっては、方法は、プレート・ドライバによって、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することであって、このプレート部分はセグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える、活性化することも含むことがある。場合によっては、方法は、垂直方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することも含むことがある。
ブロック1205では、メモリ・コントローラ140が、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することがある。ブロック1205の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1205の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるターゲット・メモリ・セル・ロケータによって実行され得る。
ブロック1210では、メモリ・コントローラ140は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することがあり、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える。メモリ・コントローラ140は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分に電圧を印加するために命令をプレート・ドライバに送ることによってプレート部分を活性化することがある。ブロック1210の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1210の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるプレート・ドライバ活性化構成要素によって実行され得る。
ブロック1215では、メモリ・コントローラ140が、垂直方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するためにプレート部分上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することがある。ブロック1215の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1215の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるワード線セレクタによって実行され得る。
図13は、本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法1300を図示するフローチャートを示す。方法1300の動作は、本明細書において説明されるメモリ・コントローラ140またはその構成要素によって実施されることがある。たとえば、方法1300の動作は、図1、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるメモリ・コントローラによって実行されることがある。いくつかの例では、メモリ・コントローラ140は、以下で説明される機能を実行するようにデバイスの機能要素を制御するためにコードのセットを実行することがある。加えて、または代替的に、メモリ・コントローラ140は、特殊目的ハードウェアを使用して、以下で説明される機能の態様を実行することがある。
場合によっては、方法は、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することも含むことがある。場合によっては、方法は、プレート・ドライバによって、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することであって、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、活性化することも含むことがある。場合によっては、方法は、プレート部分を活性化することが、プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加することを含むことも含むことがある。場合によっては、方法は、第1の方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することも含むことがある。場合によっては、方法は、ディジット線上の第2の電圧に基づいてターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定することも含むことがある。場合によっては、方法は、ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧をディジット線に印加することも含むことがある。
ブロック1305では、メモリ・コントローラ140が、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することがある。ブロック1305の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1305の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるターゲット・メモリ・セル・ロケータによって実行され得る。
ブロック1310では、メモリ・コントローラ140が、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することがあり、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える。メモリ・コントローラ140は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分に電圧を印加するために命令をプレート・ドライバに送ることによってプレート部分を活性化することがある。ブロック1310の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1310の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるプレート・ドライバ活性化構成要素によって実行され得る。
図14は、本開示の実施形態によるメモリ・プレート・セグメンテーションを用いたデバイスを動作させるための方法1400を図示するフローチャートを示す。方法1400の動作は、本明細書において説明されるメモリ・コントローラ140またはその構成要素によって実施され得る。たとえば、方法1400の動作は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるメモリ・コントローラによって実行されることがある。いくつかの例では、メモリ・コントローラ140は、以下で説明される機能を実行するデバイスの機能要素を制御するためにコードのセットを実行することがある。加えて、または代替的に、メモリ・コントローラ140は、特殊目的ハードウェアを使用して、以下で説明される機能の態様を実行することがある。
場合によっては、方法は、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することも含むことがある。場合によっては、方法は、プレート・ドライバによって、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することであって、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線が、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、活性化することも含むことがある。場合によっては、方法は、第1の方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することも含むことがある。
ブロック1405では、メモリ・コントローラ140が、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することがある。ブロック1405の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1405の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるターゲット・メモリ・セル・ロケータによって実行され得る。
ブロック1410では、メモリ・コントローラ140が、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化することがあり、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える。メモリ・コントローラ140は、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分に電圧を印加するために命令をプレート・ドライバに送ることによってプレート部分を活性化することがある。ブロック1410の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1410の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるプレート・ドライバ活性化構成要素によって実行され得る。
ブロック1415では、メモリ・コントローラ140が、第1の方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するためにプレート部分上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することがある。ブロック1415の動作は、本明細書において説明される方法により実行され得る。いくつかの例では、ブロック1415の動作の態様は、図4、図6、図7、図9、および図10を参照して説明されるワード線セレクタによって実行され得る。
装置について説明する。いくつかの例では、装置は、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定するための手段と、プレート・ドライバによって、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化するための手段であって、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える、活性化するための手段をサポートすることがある。
いくつかの例では、装置は、複数の他のプレート部分を、非活性化された状態に設定するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、プレート部分を活性化するための手段は、プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加するための手段を含むことがある。いくつかの例では、装置は、垂直方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、装置は、ディジット線上の第2の電圧に基づいてターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、装置は、ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧をディジット線に印加するための手段をサポートすることがある。
装置について説明する。いくつかの例では、装置は、ターゲット・メモリ・セルの場所を決定するための手段と、プレート・ドライバによって、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応するプレート部分を活性化するための手段であって、このプレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、セグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、活性化するための手段をサポートすることがある。
いくつかの例では、装置は、プレート部分を活性化するとき、プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加することをサポートすることがある。いくつかの例では、装置は、第1の方向に延びるディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するために、プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、装置は、ディジット線上の第2の電圧に基づいてターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、装置は、ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧をディジット線に印加するための手段をサポートすることがある。
装置について説明する。いくつかの例では、装置は、複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分であって、複数のセグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、複数のプレート部分と、これらの複数のプレート部分に結合された複数のプレート・ドライバを備えるプレート・ドライバ構成要素と、このプレート・ドライバ構成要素と電子通信するコントローラとを含むことがある。いくつかの例では、コントローラは、ターゲット・メモリ・セルの場所を識別するための手段と、ターゲット・メモリ・セルの場所に対応する複数のプレート部分の1つを活性化するための手段をサポートすることがある。
いくつかの例では、コントローラは、ディジット線にターゲット・メモリ・セルを接続するためにターゲット・メモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、コントローラは、ディジット線上の第2の電圧に基づいてターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定するための手段をサポートすることがある。いくつかの例では、コントローラは、ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧をディジット線に印加するための手段をサポートすることがある。
本明細書における説明は、例を提供するものであり、特許請求の範囲に記載される範囲、適用性、または例の限定ではない。本開示の範囲から逸脱することなく、論じられる要素の機能および構成において、変更がなされてよい。さまざまな例は、必要に応じて、さまざまな手順または構成要素を省略、置換、または追加してよい。また、いくつかの例に関して説明される特徴は、他の例では組み合わされてよい。
本明細書において、添付の図面に関連して記載される説明は、例示的な構成について説明し、実施され得るまたは特許請求の範囲内にあるすべての例を表すとは限らない。特許請求の範囲内である。本明細書で使用される「例」、「例示的な」、および「実施形態」という用語は、「一例、事例、または例示として役立つ」を意味し、「好ましい」または「他の例に勝って有利である」を意味しない。詳細な説明は、説明される技法の理解を提供する目的で具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細なしに実施され得る。いくつかの事例では、よく知られている構造およびデバイスは、説明される例の概念を不明瞭にすることを避けるためにブロック図形式で示される。
添付の図では、類似の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有することがある。さらに、同じタイプのさまざまな構成要素は、ダッシュおよび類似の構成要素を区別する第2のラベルによって参照ラベルを追跡することによって、区別され得る。第1の参照ラベルが本明細書において使用されるとき、説明は、第2の参照ラベルには関係なく、同じ第1の参照ラベルを有する類似の構成要素のいずれか1つに適用可能である。
本明細書において説明される情報および信号は、さまざまな異なる技術および技法のいずれかを使用して表されてよい。たとえば、上記の説明全体を通じて言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組み合わせによって表されることがある。いくつかの図面は、信号を単一の信号として図示することがある。しかしながら、信号が信号のバスを表すことがあり、バスはさまざまなビット幅を有することがあることは、当業者によって理解されよう。
本明細書で使用されるとき、「仮想接地」という用語は、約ゼロ・ボルト(0V)の電圧に保たれるが接地と直接的に接続されていない電気回路のノードを指す。したがって、仮想接地の電圧は、一時的に変動し、定常状態で約0Vに戻ることがある。仮想接地は、演算増幅器および抵抗器からなる電圧分割器などのさまざまな電子回路要素を使用して実施され得る。他の実施例も可能である。「仮想接地すること」または「仮想的に接地される」は、約0Vに接続されることを意味する。
「電子通信」という用語は、構成要素間の電子流をサポートする構成要素間の関係を指す。これは、構成要素間の直接接続を含んでもよいし、中間構成要素を含んでもよい。電子通信している構成要素は、電子もしくは信号を(たとえば、通電された回路内で)能動的に交換することがあり、または、電子もしくは信号を(たとえば、遮断された回路内で)能動的に交換しないことがあるが、回路が通電されると電子もしく信号を交換するように構成および動作可能であることがある。例として、スイッチ(たとえば、トランジスタ)を介して物理的に接続された2つの構成要素は、スイッチの状態(すなわち、開いているまたは閉じられている)にかかわらず電子通信している。
「絶縁された」という用語は、電子がそれらの間を流れることが現在不可能である構成要素間の関係を指す。構成要素は、それらの間に開回路がある場合、互いから絶縁される。たとえば、スイッチによって物理的に接続された2つの構成要素は、スイッチが開いているとき、互いから絶縁されることがある。
本明細書で使用されるとき、「短絡」という用語は、問題の2つの構成要素間の単一の中間構成要素の活性化を介して構成要素間に導電性経路が確立される構成要素間の関係を指す。たとえば、第2の構成要素に短絡された第1の構成要素は、2つの構成要素間のスイッチが閉じられているとき、第2の構成要素と電子を交換し得る。したがって、短絡は、電子通信する構成要素(または線)間の電荷の流れを可能にする動的な動作であることがある。
メモリ・アレイ100を含む、本明細書において論じられるデバイスは、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金、ガリウム砒素、窒化ガリウムなどの半導体基板上に形成されてよい。場合によっては、基板は、半導体ウェハである。他の場合には、基板は、シリコン・オン・ガラス(SOG)またはシリコン・オン・サファイア(SOP)などのシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板であってもよいし、別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であってもよい。基板または基板の副領域の導電性は、限定するものではないが、リン、ホウ素、またはヒ素を含むさまざまな化学種を使用したドーピングを通して制御されることがある。ドーピングは、基板の初期形成または成長中に、イオン注入によって、または他の任意のドーピング手段によって、実行されてよい。
本明細書において論じられる1つまたは複数のトランジスタは、電界効果トランジスタ(FET)を表し、ソース、ドレイン、およびゲートを含む3つの端子デバイスを備えることがある。端子は、導電材料、たとえば金属を通して、他の電子要素に接続されることがある。ソースおよびドレインは、導電性であってよく、多量にドーピングされた、たとえば縮退した、半導体領域を備えることがある。ソースとドレインは、軽度にドーピングされた半導体領域またはチャネルによって分離されることがある。チャネルがn形(すなわち、多数キャリアが電子である)場合、FETは、n形FETと呼ばれることがある。チャネルがp形(すなわち、多数キャリアが正孔である)場合、FETは、p形FETと呼ばれることがある。チャネルは、絶縁性ゲート酸化物によってキャップされることがある。チャネル導電性は、ゲートに電圧を印加することによって制御されることがある。たとえば、n形FETまたはp−タイプ形に正の電圧または負の電圧をそれぞれ印加すると、チャネルが導電性になるという結果になることがある。トランジスタは、トランジスタの閾値電圧よりも大きいまたはこれに等しい電圧がトランジスタ・ゲートに印加されるとき、「オン」であるまたは「活性化される」ことがある。トランジスタは、トランジスタの閾値電圧よりも小さい電圧がトランジスタ・ゲートに印加されるとき、「オフ」であるまたは「非活性化される」ことがある。
本明細書における開示に関連して説明されるさまざまな例示的なブロック、構成要素、およびモジュールは、汎用プロセッサ、DSP、ASIC、FPGAもしくは他のプログラム可能論理デバイス、個別のゲートもしくはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、または本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて、実施または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替形態では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってよい。プロセッサは、コンピューティング・デバイスの組み合わせ(たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成)として実施されてもよい。
本明細書において説明される機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせにおいて実施されてよい。プロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて実施される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されてもよいし、送信されてもよい。他の例および実施例は、本開示および添付の特許請求の範囲内にある。たとえば、ソフトウェアの性質により、上記で説明された機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはこれらのいずれかの組み合わせを使用して実施可能である。機能を実施する特徴はまた、機能の部分が異なる物理的な場所において実施されるように分散されることを含めて、さまざまな位置に物理的に設置されてよい。また、特許請求の範囲内を含めて本明細書で使用されるとき、項目のリスト(たとえば、「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」などの句が前に置かれる項目のリスト)内で使用される「または」は包括的なリストを示し、したがって、たとえば、A、B、またはCのうちの少なくとも1つというリストは、AまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわち、AおよびBおよびC)を意味する。
コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータ・プログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む、非一時的なコンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。非一時的な記憶媒体は、汎用コンピュータまたは特殊目的コンピュータによってアクセス可能である任意の利用可能な媒体であってよい。限定ではなく、例として、非一時的なコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、コンパクト・ディスク(CD)ROMもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形で所望のプログラム・コード手段を搬送もしくは記憶するために使用可能であり、汎用コンピュータもしくは特殊目的コンピュータ、または汎用プロセッサもしくは特殊目的プロセッサによってアクセス可能である他の任意の非一時的な媒体を含むことができる。
また、あらゆる接続は、コンピュータ可読媒体と呼ばれるのが適切である。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバ・ケーブル、ツイスト・ペア、デジタル加入者線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモート・ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバ・ケーブル、ツイスト・ペア、デジタル加入者線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク(disk)およびディスク(disc)は、本明細書で使用されるとき、CD、レーザ・ディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー・ディスク、およびBlu−rayディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
本明細書における説明は、当業者が開示を作製または使用することを可能にするために提供される。本開示のさまざまな修正形態は、当業者には容易に明らかであろう。本明細書において定義される一般的原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書において説明される例および設計に限定されず、本明細書で開示される原理および新規な特徴に合致する最も幅広い範囲が与えられるべきである。
クロス・リファレンス
本特許出願は、2018年7月19日に出願された、Kimらによる「Memory Plate Segmentation to Reduce Operating Power」という名称のPCT出願第PCT/US2018/042875号に対する優先権を主張するものであり、PCT出願第PCT/US2018/042875号は、2018年7月20日に出願された、Kimらによる「Memory Plate Segmentation to Reduce Operating Power」という名称の米国特許出願第15/655,675号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願の各々は、本発明の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に明白に組み込まれる。

Claims (36)

  1. 複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分であって、前記複数のセグメンテーション線が、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える、複数のプレート部分と、
    前記複数のプレート部分の各々の上に配設された少なくとも1つのメモリ・セルであって、メモリ・セルの各々は、前記第1の方向に延びる複数のディジット線のうちの1つを介して感知構成要素に結合される、少なくとも1つのメモリ・セルと、
    複数のプレート・ドライバを備えるプレート・ドライバ構成要素であって、前記複数のプレート・ドライバの各々は、プレート線によって前記複数のプレート部分の1つに接続される、プレート・ドライバ構成要素と
    を備える電子メモリ装置。
  2. 前記複数のセグメンテーション線は、前記第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットをさらに備える、請求項1に記載の電子メモリ装置。
  3. 前記少なくとも1つのメモリ・セルは強誘電体キャパシタを備える、請求項1に記載の電子メモリ装置。
  4. 前記プレート・ドライバ構成要素に結合されたメモリ・コントローラをさらに備える、請求項1に記載の電子メモリ装置。
  5. 前記メモリ・コントローラは、ターゲット・メモリ・セルの場所に少なくとも一部は基づいて前記複数のプレート部分の1つを活性化するように構成される、請求項4に記載の電子メモリ装置。
  6. 前記メモリ・コントローラは、複数の他のプレート部分を非活性化された状態に設定しながら、前記複数のプレート部分の前記1つを活性化するように構成される、請求項5に記載の電子メモリ装置。
  7. 行デコーダと、
    前記行デコーダを、前記複数のプレート部分の各々の上に配設された前記少なくとも1つのメモリ・セルに結合する複数のワード線と
    をさらに備える、請求項1に記載の電子メモリ装置。
  8. 複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分であって、前記複数のセグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、前記第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、複数のプレート部分と、
    前記複数のプレート部分の各々の上に配設された少なくとも1つのメモリ・セルと、
    複数のプレート・ドライバを備えるプレート・ドライバ構成要素であって、前記複数のプレート・ドライバの各々は、プレート線によって前記複数のプレート部分の少なくとも1つに接続される、プレート・ドライバ構成要素と
    を備える電子メモリ装置。
  9. 前記少なくとも1つのメモリ・セルは強誘電体キャパシタを備える、請求項8に記載の電子メモリ装置。
  10. 前記プレート・ドライバ構成要素に結合されたメモリ・コントローラをさらに備える、請求項8に記載の電子メモリ装置。
  11. 前記メモリ・コントローラは、ターゲット・メモリ・セルの場所に少なくとも一部は基づいて前記複数のプレート部分の1つを活性化するように構成される、請求項10に記載の電子メモリ装置。
  12. 行デコーダと、
    前記行デコーダを、前記複数のプレート部分の各々の上に配設された前記少なくとも1つのメモリ・セルに結合する複数のワード線と
    をさらに備える、請求項8に記載の電子メモリ装置。
  13. 前記複数のワード線が少なくとも1つのダミー線を備え、前記少なくとも1つのダミー線は、前記装置のセルから電気的に絶縁され、前記複数のプレート部分のうちの少なくとも1つの縁に隣接して設置される、請求項12に記載の電子メモリ装置。
  14. 前記複数のプレート部分が複数の列および複数の行をなして配列され、
    前記複数のプレート・ドライバの各々は、前記複数の行の各々においてプレート部分に結合され、
    前記複数のプレート・ドライバの各々は、前記複数の列のうちの少なくとも2つ内でプレート部分に結合される、
    請求項8に記載の電子メモリ装置。
  15. 前記複数のプレート・ドライバの各々は、前記複数の列の各々においてプレート部分に結合される、請求項14に記載の電子メモリ装置。
  16. ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することと、
    プレート・ドライバによって、前記ターゲット・メモリ・セルの前記場所に対応するプレート部分を活性化することであって、前記プレート部分はセグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、前記セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える、活性化することと
    を含む方法。
  17. 複数の他のプレート部分を、非活性化された状態に設定することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  18. 前記プレート部分を活性化することは、前記プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加することを含む、請求項16に記載の方法。
  19. 前記垂直方向に延びるディジット線に前記ターゲット・メモリ・セルを接続するために、前記プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  20. 前記ディジット線上の第2の電圧に基づいて前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
  21. 前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧を前記ディジット線に印加することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
  22. ターゲット・メモリ・セルの場所を決定することと、
    プレート・ドライバによって、前記ターゲット・メモリ・セルの前記場所に対応するプレート部分を活性化することであって、前記プレート部分は、セグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、前記セグメンテーション線が、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、前記第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、活性化することと
    を含む方法。
  23. 前記プレート部分を活性化することは、前記プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加することを含む、請求項22に記載の方法。
  24. 前記第1の方向に延びるディジット線に前記ターゲット・メモリ・セルを接続するために、前記プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
  25. 前記ディジット線上の第2の電圧に基づいて前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定することをさらに含む、請求項24に記載の方法。
  26. 前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧を前記ディジット線に印加することをさらに含む、請求項24に記載の方法。
  27. 複数のセグメンテーション線によって分離された複数のプレート部分であって、前記複数のセグメンテーション線は、第1の方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットと、前記第1の方向に垂直である第2の方向に延びるセグメンテーション線の第2のセットとを備える、複数のプレート部分と、
    前記複数のプレート部分に結合された複数のプレート・ドライバを備えるプレート・ドライバ構成要素と、
    前記プレート・ドライバ構成要素と電子通信するコントローラであって、前記装置に、
    ターゲット・メモリ・セルの場所を識別させ、
    前記ターゲット・メモリ・セルの前記場所に対応する前記複数のプレート部分の1つを活性化させる
    ように動作可能であるコントローラと
    を備える電子メモリ装置。
  28. 前記コントローラが、ディジット線に前記ターゲット・メモリ・セルを接続するために、前記装置に、前記ターゲット・メモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加させるようにさらに動作可能である、請求項27に記載の装置。
  29. 前記コントローラは、前記装置に、前記ディジット線上の第2の電圧に基づいて前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定させるようにさらに動作可能である、請求項28に記載の装置。
  30. 前記コントローラは、前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために、前記装置に、第2の電圧を前記ディジット線に印加させるようにさらに動作可能である、請求項28に記載の装置。
  31. ターゲット・メモリ・セルの場所を決定するための手段と、
    プレート・ドライバによって、前記ターゲット・メモリ・セルの前記場所に対応するプレート部分を活性化するための手段であって、前記プレート部分はセグメンテーション線によって複数の他のプレート部分から分離され、前記セグメンテーション線は、垂直方向に延びるセグメンテーション線の第1のセットを備える、活性化するための手段と
    を備える装置。
  32. 複数の他のプレート部分を、非活性化された状態に設定するための手段
    をさらに備える、請求項31に記載の装置。
  33. 前記プレート部分を活性化するための前記手段は、前記プレート部分に結合されたプレート線に第1の電圧を印加するための手段を含む、請求項31に記載の装置。
  34. 前記垂直方向に延びるディジット線に前記ターゲット・メモリ・セルを接続するために、前記プレート部分の上に配設されたメモリ・セルに結合されたワード線に第1の電圧を印加するための手段
    をさらに備える、請求項31に記載の装置。
  35. 前記ディジット線上の第2の電圧に基づいて前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を決定するための手段
    をさらに備える、請求項34に記載の装置。
  36. 前記ターゲット・メモリ・セルと関連づけられた論理値を設定するために第2の電圧を前記ディジット線に印加するための手段
    をさらに備える、請求項34に記載の装置。
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