メモリ・セルの論理状態は、本開示の態様により、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームを実行することによって、維持され得る。たとえば、メモリ・デバイスは、いくつかのメモリ・セクションに分割され得る。メモリ・セクションの各々とまではいかないが少なくともいくつかは、メモリ・セクションのディジット線およびプレート線、もしくは共通プレート、もしくはメモリ・セクションの他の共通ノード(たとえば、メモリ・セクションのすべてのメモリ・セルに共通したノード)と結合されたまたはこれらの間に結合されたメモリ・セルのセットを含み得る。メモリ・セクションのメモリ・セルの各々は、メモリ・セルをメモリ・セクションの関連づけられたディジット線と選択的に結合するように構成されたセル選択コンポーネントを含んでもよいし、これと関連づけられてもよい。いくつかの実施例では、セル選択コンポーネントの各々は、特定のセル選択コンポーネントをアクティブ化または非アクティブ化するために使用され得る、メモリ・セクションのワード線のセットのうちの1つと(たとえば、セル選択コンポーネントの制御ノード、制御端子、選択ノード、または選択端子において)結合されてよい。
アクセス動作(たとえば、読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作、またはそれらの組み合わせ)は、メモリ・セクションの選択されたメモリ・セル(たとえば、それぞれのアクセス動作に対して選択または識別されたメモリ・セル)上で実行され得る。いくつかの実施例では、アクセス動作は、関連づけられたメモリ・セクションのプレート線またはディジット線にバイアスすることと関連づけられてよい。アクセス動作中に、選択されたメモリ・セルのためのセル選択コンポーネントは、選択されたメモリ・セルが関連づけられたメモリ・セクションのディジット線およびプレート線と選択的に結合され得るようにアクティブ化されてよい。したがって、アクセス動作と関連づけられた信号(たとえば、アクセス動作と関連づけられた電圧、アクセス動作と関連づけられた電荷、アクセス動作と関連づけられた電流)は、アクセス動作のためのメモリ・セクションのディジット線またはプレート線のバイアシングの結果として、選択されたメモリ・セルに、これから、またはこれを通じて、渡されてよい。
選択されていないメモリ・セル(たとえば、メモリ・セクションのアクセス動作のために選択または識別されていないメモリ・セクションのセル)のセル選択コンポーネントは、非アクティブ化されてよいが、電荷(たとえば、漏洩電荷)は、非アクティブ化されたセル選択コンポーネントを流れてよい。たとえば、メモリ・セクションのディジット線またはプレート線が、選択されたメモリ・セル上でのアクセス動作と関連づけられた電圧においてバイアスされるとき、ディジット線またはプレート線と選択されていないメモリ・セル(たとえば、選択されていないメモリ・セルの中間ノード)との間の電圧の差によって、電荷が、非アクティブ化されたセル選択コンポーネントの上を、選択されていないメモリ・セルにまたはこれから(たとえば、選択されたメモリ・セル上でのアクセス動作中に)流れることがある。
他の機構も、漏洩電荷があるメモリ・セルの記憶素子から別のメモリ・セルの記憶素子に流れることを可能にするメモリ・セル間の結合などの漏洩電荷の流れ(たとえば、非アクティブ化されたセル選択コンポーネントを通過する、非アクティブ化されたセル選択コンポーネントの周りを流れる、あるメモリ・セルの中間ノードから別のメモリ・セルの中間ノードに流れる)をもたらすことがある。いくつかの実施例では、漏洩電荷は、そうでなければ存在しないであろうメモリ・セル(たとえば、そうでなければ均等化されたバイアスまたは電圧を有するであろうセル)上でのバイアス(たとえば、非ゼロ・バイアスまたは電圧)を引き起こすことがある。そのような漏洩電荷またはゼロ・バイアスは、メモリ・セクションの連続アクセス動作中にメモリ・セクションの選択されていないメモリ・セル上にまたはこれから蓄積することがあり、これは、いくつかの実施例では、メモリ・セクションのメモリ・セル内に記憶されたデータの損失を引き起こし得る。
本開示の実施例によれば、動作は、メモリ・セクションのメモリ・セルからの蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散を可能にするまたはサポートするために、メモリ・デバイスのメモリ・セクション上で実行されてよい。たとえば、選択されたメモリ・セクションの1つまたは複数のメモリ・セル(たとえば、メモリ・セルのすべて)のセル選択コンポーネントは、(たとえば、選択されたメモリ・セクションと関連づけられた1つまたは複数のワード線をアクティブ化または「上昇」させることによって、選択されたメモリ・セクションと関連づけられたすべてのワード線をアクティブ化することによって)アクティブ化されてよい。
選択されたメモリ・セクションのセル選択コンポーネントはアクティブ化される(たとえば、「オンにされる」)が、選択されたメモリ・セクションの関連づけられたディジット線、およびプレート線、共通プレート、または選択されたメモリ・セクションの別の共通ノードは、蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散をサポートする電圧源と結合されることがある。たとえば、そのような動作のために選択されたメモリ・セクションのディジット線およびプレート線は、同じ電圧源と結合されてもよいし、同じ電圧を有する異なる電圧源と結合されてもよいし、選択されたメモリ・セクションのメモリ・セルにおいて蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散を他の方法でサポートする電圧を有する電圧源と結合されてもよい。いくつかの実施例では、漏洩電荷またはバイアスのそのような放散と関連づけられたメモリ・セクションの説明された動作は、メモリ・セクションのための電圧調整動作(たとえば、放散動作、均等化動作)と呼ばれることがある。動作は、ワード線のみリフレッシュ(WOR)動作として説明されてもよいし、その一部であってもよい。
そのような動作のためのメモリ・セクションの選択は、1つまたは複数のさまざまな間隔に応じて実行されてよい。たとえば、メモリ・デバイスはタイマを含むことがあり、メモリ・セクションは、(たとえば、タイマの初期化後に)タイマの決定された値に基づいて電圧調整動作のために選択されることがある。たとえば、タイマの決定された値は、メモリ・デバイスが電源投入された以降の持続時間を表すことがある、または以前の電圧調整動作が実行された以降の持続時間を表すことがある。いくつかの実施例では、そのような持続時間は、メモリ・デバイスの動作モードに基づくことがあり、いくつかの動作モードは、他の動作モードとは異なる(たとえば、より短いまたはより長い)、電圧調整動作間の持続時間と関連づけられることがある。いくつかの実施例では、タイマが、決定された値に到達すると、メモリ・デバイスが、メモリ・デバイスのセクションを調整するための順序(たとえば、逐次的順序)に基づいて、または最も新しく実行されたアクセス動作と関連づけられたメモリ・セクションを選択することによって、電圧調整動作のためにメモリ・セクションのセットのうちの1つを選択することがある。
メモリ・セクションのメモリ・セルにおいて蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散は、メモリ・セクションのメモリ・セルによって記憶された論理状態の劣化を防止または減少させ得る。たとえば、メモリ・セクションの強誘電体メモリ・セルは、非線形的分極挙動(たとえば、印加される電界がない場合に電荷を記憶することができること)に基づいて動作してよい。言い換えれば、一例として、分極した強誘電体メモリ記憶素子は、電界がメモリ・セル上に(たとえば、均等化された状態で、スタンバイ状態で)能動的に印加されないときですら、電荷を記憶し得る。漏洩電荷または非ゼロ・バイアスは、分極の劣化または損失を引き起こすことがあるが、そのような分極の劣化は、メモリ・セクションにおいて実行された連続アクセス動作から蓄積した漏洩電荷またはバイアスによって悪化され得る。本明細書において説明される動作(たとえば、電圧調整動作、放散動作、均等化動作)を実行することによって、メモリ・セクションの強誘電体メモリ・セルにおいて蓄積された漏洩電荷または非ゼロ・バイアスは、たとえば、メモリ・セクション上で実行されたアクセス動作後に放散してよく、これは、メモリ・セクションの連続アクセス動作上での漏洩電荷またはバイアスの蓄積を軽減または防止し、メモリ・デバイスが記憶されたデータを維持する能力を改善し得る。さらに、定期的な間隔に応じてそのような動作のために特定のメモリ・セクションを選択することによって、メモリ・デバイスは、各アクセス動作の後にそのような動作が実行されるときよりも効率的に動作し得る。
上記で紹介された本開示の特徴は、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートするメモリ・アレイ、メモリ回路、およびメモリ・セルの挙動の文脈で、図1〜図3を参照してさらに説明される。次いで、具体的な実施例が、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートする特定の回路および関連づけられたタイミング図を示す図4および図5を参照して説明される。説明された動作をサポートし得る方法および回路のさらなる実施例が、図6および図7を参照して説明される。本開示のこれらおよび他の特徴は、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートする装置およびシステム図を示す図8〜図10に関してさらに説明される。
図1は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートする例示的なメモリ・デバイス100を示す。メモリ・デバイス100は、電子メモリ装置と呼ばれることもある。メモリ・デバイス100は、異なる論理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を含んでよい。いくつかの場合では、メモリ・セル105は、論理0および論理1と示される2つの論理状態を記憶するようにプログラム可能であってよい。いくつかの場合では、メモリ・セル105は、3つ以上の論理状態を記憶するようにプログラム可能であってよい。いくつかの実施例では、メモリ・セル105は、容量性メモリ素子、強誘電体メモリ素子、抵抗性素子、自己選択メモリ素子、またはそれらの組み合わせを含んでよい。
メモリ・セル105のセットは、(たとえば、メモリ・セル105のアレイを含む)メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の一部であってよく、いくつかの実施例では、メモリ・セクション110は、メモリ・セル105の隣接タイル(たとえば、半導体チップの素子の隣接セット)を指すことがある。いくつかの実施例では、メモリ・セクション110は、アクセス動作においてバイアスされ得るメモリ・セル105の最小セットを指してもよいし、共通ノード(たとえば、共通プレート線、共通電圧にバイアスされるプレート線のセット)を共有するメモリ・セル105の最小セットを指してもよい。メモリ・デバイス100の単一のメモリ・セクション110のみが示されているが、本開示によるメモリ・デバイスのさまざまな実施例は、メモリ・セクション110のセットを有し得る。例示的な一実施例では、メモリ・デバイス100は32の「バンク」を含んでよく、各バンクは32のセクションを含んでよい。したがって、例示的な実施例によるメモリ・デバイス100は、1,024のメモリ・セクション110を含み得る。
いくつかの実施例では、メモリ・セル105は、(たとえば、キャパシタ、容量性メモリ素子、容量性記憶素子に電荷を記憶する)プログラム可能な論理状態を表す電荷を記憶することがある。一実施例では、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。別の実施例では、正に荷電されたキャパシタおよび負に荷電された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。DRAMアーキテクチャまたはFeRAMアーキテクチャは、そのような設計を使用することがあり、用いられるキャパシタは、線形的分極性質または常誘電性分極性質をもつ誘電材料を絶縁体として含んでよい。いくつかの実施例では、キャパシタの異なるレベルの電荷は、(たとえば、それぞれのメモリ・セル105内の3つ以上の論理状態をサポートする)異なる論理状態を表すことがある。FeRAMアーキテクチャなどのいくつかの実施例では、メモリ・セル105は、キャパシタの端子間の絶縁(たとえば、非導電)層として強誘電体材料を有する強誘電体キャパシタを含んでよい。強誘電体キャパシタの異なるレベルの分極は、(たとえば、それぞれのメモリ・セル105内の2つ以上の論理状態をサポートする)異なる論理状態を表すことがある。強誘電体材料は、図3を参照してさらに詳細に論じられる性質を含む非線形分極性質を有する。
いくつかの実施例では、メモリ・セル105は、メモリ素子、メモリ記憶素子、自己選択メモリ素子、または自己選択メモリ記憶素子と呼ばれることのある材料部分を含んでよい。材料部分は、異なる論理状態を表す、可変かつ構成可能な電気抵抗を有してよい。
たとえば、結晶原子配置または非晶質原子配置の形をとることができる(たとえば、メモリ・デバイス100の周囲動作温度範囲にわたって結晶状態または非晶質状態のどちらかを維持することができる)材料は、原子配置に応じて異なる電気抵抗を有することがある。材料のより結晶性の高い状態(たとえば、単結晶、実質的に結晶であり得る比較的大きい結晶粒の集まり)は、比較的低い電気抵抗を有することがあり、代替的に、「SET」論理状態と呼ばれることがある。材料の非晶質性のより高い状態(たとえば、完全に非晶質の状態、実質的に非晶質であり得る比較的小さい結晶粒の何らかの分布)は、比較的高い電気抵抗を有することがあり、代替的に、「RESET」論理状態と呼ばれることがある。したがって、そのようなメモリ・セル105に印加される電圧は、メモリ・セル105の材料部分がより結晶性の高い状態であるか非晶質性のより高い状態であるかに応じて、異なる電流の流れをもたらすことがある。したがって、読み出し電圧をメモリ・セル105に印加することから生じる電流の大きさは、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を決定するために使用されてよい。
いくつかの実施例では、メモリ素子は、異なる論理状態を表し得る(たとえば、それぞれのメモリ・セル105内の2つ以上の論理状態をサポートする)中程度の抵抗をもたらし得る、さまざまな比の結晶エリアと非晶質エリア(たとえば、さまざまな程度の原子秩序および無秩序)とともに構成されることがある。さらに、いくつかの実施例では、材料またはメモリ素子は、非晶質構成および2つの異なる結晶構成などの、3つ以上の原子配置を有することがある。本明細書では、異なる原子配置の電気抵抗に関して説明されるが、メモリ・デバイスは、メモリ素子の何らかの他の特性を使用して、原子配置または原子配置の組み合わせに対応する記憶される論理状態を決定し得る。
いくつかの場合では、非晶質性のより高い状態における記憶素子は、しきい値電圧と関連づけられることがある。いくつかの実施例では、電流は、しきい値電圧よりも大きい電圧がメモリ素子上に印加されるとき、非晶質性のより高い状態のメモリ素子を流れることがある。いくつかの実施例では、電流は、しきい値電圧よりも小さい電圧がメモリ素子上に印加されるとき、非晶質性のより高い状態のメモリ素子を流れないことがある。いくつかの場合では、より結晶性の高い状態のメモリ素子は、しきい値電圧と関連づけられないことがある(たとえば、ゼロのしきい値電圧と関連づけられることがある)。いくつかの実施例では、電流は、記憶素子上の非ゼロ電圧に応答して、より結晶性の高い状態のメモリ素子を流れることがある。
いくつかの場合では、非晶質性のより高い状態とより結晶性の高い状態の両方の材料は、しきい値電圧と関連づけられることがある。たとえば、自己選択メモリは、(たとえば、異なる成分分布によって)異なるプログラムされた状態間のメモリ・セルのしきい値電圧の差を増大し得る。そのようなメモリ素子を有するメモリ・セル105の論理状態は、特定の原子配置または原子配置の組み合わせを形成することをサポートする温度プロファイルにメモリ素子を経時的に加熱することによって設定され得る。
メモリ・デバイス100は、3次元(3D)メモリ・アレイを含んでよく、複数の2次元(2D)メモリ・アレイ(たとえば、デッキ、レベル)が互いの上に形成される。さまざまな実施例では、そのようなアレイは、メモリ・セクション110のセットに分割されてよく、各メモリ・セクション110は、デッキまたはレベル内に配設されてもよいし、複数のデッキまたはレベルにわたって分散されてもよいし、それらの任意の組み合わせであってもよい。そのような構成によって、2Dアレイと比較して単一のダイまたは基板の上に置かれ得るまたは作成され得るメモリ・セル105の数が増加することがあり、このことによって、生産コストが減少され得る、またはメモリ・デバイス100の性能が増加され得る、または両方であり得る。デッキまたはレベルは、電気的絶縁材料によって分離されてよい。各デッキまたはレベルは、メモリ・セル105が各デッキ上で互いとほぼ位置合わせされ、メモリ・セル105のスタックを形成し得るように、位置合わせまたは位置決めされてよい。
メモリ・デバイス100の実施例では、メモリ・セクション110のメモリ・セル105の各行は、第1のアクセス・ライン120のセットのうちの1つ(たとえば、WL1〜WLMのうちの1つなどのワード線(WL))と結合されてよく、メモリ・セル105の各列は、第2のアクセス・ライン130のセットのうちの1つ(たとえば、DL1〜DLNのうちの1つなどのディジット線(DL))と結合されてよい。いくつかの実施例では、異なるメモリ・セクション110(図示せず)のメモリ・セル105の行は、異なる複数の第1のアクセス・ライン120のうちの1つ(たとえば、WL1〜WLMとは異なるワード線)と結合されてよく、異なるメモリ・セクション110のメモリ・セル105の列は、異なる複数の第2のアクセス・ライン130のうちの1つ(たとえば、DL1〜DLNとは異なるディジット線)と結合されてよい。いくつかの場合では、第1のアクセス・ライン120と第2のアクセス・ライン130は、(たとえば、図1に示されるように、メモリ・デバイス100のデッキの平面を見るとき)メモリ・デバイス100内で互いに実質的に垂直であってよい。ワード線およびビット線またはそれらの類似物への参照は、理解または動作の損失なしに交換可能である。
一般に、1つのメモリ・セル105は、アクセス・ライン120とアクセス・ライン130の交点に配置され得る(たとえば、これらと結合され得る、これらの間に結合され得る)。この交点は、メモリ・セル105のアドレスと呼ばれることがある。ターゲット・メモリ・セルまたは選択されたメモリ・セル105は、通電または選択されたアクセス・ライン120と通電または選択されたアクセス・ライン130の交点に配置されたメモリ・セル105であってよい。言い換えれば、アクセス・ライン120およびアクセス・ライン130は、交点にあるメモリ・セル105にアクセスする(たとえば、これを読み出す、書き込む、再度書き込む、リフレッシュする)ために通電または選択されてよい。同じアクセス・ライン120または130と電子通信する(たとえば、これに接続される)他のメモリ・セル105は、非ターゲット・メモリ・セルまたは選択されていないメモリ・セル105と呼ばれることがある。
いくつかのアーキテクチャでは、メモリ・セル105の論理記憶コンポーネント(たとえば、容量性メモリ素子、強誘電体メモリ素子、抵抗性メモリ素子、他のメモリ素子)は、セル選択コンポーネントによって第2のアクセス・ライン130から電気的に絶縁されることがあり、セル選択コンポーネントは、いくつかの実施例では、スイッチング・コンポーネントまたはセレクタ・デバイスと呼ばれることがある。第1のアクセス・ライン120は、(たとえば、セル選択コンポーネントの制御ノードまたは端子を介して)セル選択コンポーネントと結合されてよく、メモリ・セル105のセル選択コンポーネントを制御してよい。たとえば、セル選択コンポーネントはトランジスタであってよく、第1のアクセス・ライン120は、トランジスタのゲートに結合されてよい(たとえば、トランジスタのゲート・ノードは、トランジスタの制御ノードであってよい)。メモリ・セル105の第1のアクセス・ライン120をアクティブ化することによって、メモリ・セル105の論理記憶コンポーネントとその対応する第2のアクセス・ライン130との間の電気接続または閉回路がもたらされ得る。次いで、第2のアクセス・ライン130は、メモリ・セル105を読み出すまたはこれに書き込むためにアクセスされてよい。
いくつかの実施例では、メモリ・セクション110のメモリ・セル105は、複数の第3のアクセス・ライン140のうちの1つ(たとえば、PL1〜PLNのうちの1つなどのプレート線(PL))とも結合されてよい。別個のラインとして示されているが、いくつかの実施例では、複数の第3のアクセス・ライン140は、共通プレート線、共通プレート、またはメモリ・セクション110の他の共通ノード(たとえば、メモリ・セクション110内のメモリ・セル105の各々に共通したノード)、またはメモリ・デバイス100の他の共通ノードを表してもよいし、これと機能的に同等であってよい。いくつかの実施例では、複数の第3のアクセス・ライン140は、本明細書において説明される動作を含むさまざまなセンシング動作および/または書き込み動作のために、1つまたは複数の電圧源とメモリ・セル105を結合させることがある。たとえば、メモリ・セル105が論理状態を記憶するためにキャパシタを用いるとき、第2のアクセス・ライン130は、キャパシタの第1の端子または第1のプレートへのアクセスを提供することがあり、第3のアクセス・ライン140は、キャパシタの第2の端子または第2のプレート(たとえば、キャパシタの第1の端子と対向するキャパシタの反対側のプレートと関連づけられた端子、そうではなくキャパシタの第1の端子からのある容量の反対側の端子)へのアクセスを提供することがある。いくつかの実施例では、異なるメモリ・セクション110のメモリ・セル105(図示せず)は、異なる複数の第3のアクセス・ライン140のうちの1つ(たとえば、PL1〜PLNとは異なるプレート線のセット、異なる共通プレート線、異なる共通プレート、異なる共通ノード)と結合されることがある。
複数の第3のアクセス・ライン140は、プレート・コンポーネント145と結合されてよく、プレート・コンポーネント145は、複数の第3のアクセス・ライン140のうちの1つもしくは複数をアクティブ化すること、または複数の第3のアクセス・ライン140のうちの1つもしくは複数を電圧源もしくは他の回路素子と選択的に結合することなどの、さまざまな動作を制御し得る。メモリ・デバイス100の複数の第3のアクセス・ライン140は、複数の第2のアクセス・ライン130と実質的に平行であると示されているが、他の実施例では、複数の第3のアクセス・ライン140は、複数の第1のアクセス・ライン120と実質的に平行であってもよいし、他の任意の構成であってもよい。
図1を参照して説明されるアクセス・ラインは、メモリ・セル105と結合されたコンポーネントとの間の直接的な線として示されているが、アクセス・ラインは、本明細書において説明される動作を含むアクセス動作をサポートするために使用され得る、キャパシタ、抵抗、トランジスタ、アンプ、電圧源、スイッチング・コンポーネント、選択コンポーネントなどの他の回路素子を含んでよい。いくつかの実施例では、電極が、メモリ・セル105およびアクセス・ライン120と(たとえば、これらの間に)結合されてもよいし、メモリ・セル105およびアクセス・ライン130と(たとえば、これらの間に)結合されてもよい。電極という用語は、電気導体、またはコンポーネント間の他の電気インタフェースを指すことがあり、いくつかの場合では、メモリ・セル105への電気接点として用いられることがある。電極は、メモリ・デバイス100の要素またはコンポーネント間の導電路を提供する、トレース、ワイヤ、導電ライン、導電層、導電パッドなどを含んでよい。
読み出し、書き込み、再書き込み、およびリフレッシュなどのアクセス動作は、メモリ・セル105と結合された第1のアクセス・ライン120、第2のアクセス・ライン130、および/または第3のアクセス・ライン140をアクティブ化または選択することによって、メモリ・セル105上で実行されてよく、アクティブ化または選択することは、電圧、電荷、または電流をそれぞれのアクセス・ラインに印加することを含んでよい。アクセス・ライン120、130、および140は、金属(たとえば、銅(Cu)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、金(Au)、タングステン(W)、チタン(Ti))、金属合金、炭素、または他の導電材料もしくは半導体材料、合金、もしくは化合物などの導電材料から作製されてよい。メモリ・セル105を選択すると、結果として生じる信号は、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を決定するために使用され得る。たとえば、論理状態を記憶する容量性メモリ素子をもつメモリ・セル105が選択されることがあり、結果として生じる、アクセス・ラインを介する電荷の流れ、および/または結果として生じるアクセス・ラインの電圧は、メモリ・セル105によって記憶されるプログラムされる論理状態を決定するために検出されることがある。
メモリ・セル105にアクセスすることは、行コンポーネント125(たとえば、行デコーダ)、列コンポーネント135(たとえば、列デコーダ)、またはプレート・コンポーネント145(たとえば、プレート・ドライバ)、またはそれらの組み合わせを通して制御され得る。たとえば、行コンポーネント125は、メモリ・コントローラ170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第1のアクセス・ライン120をアクティブ化することがある。同様に、列コンポーネント135は、メモリ・コントローラ170から列アドレスを受け取り、適切な第2のアクセス・ライン130をアクティブ化することがある。したがって、いくつかの実施例では、メモリ・セル105は、第1のアクセス・ライン120および第2のアクセス・ライン130をアクティブ化することによってアクセスされ得る。いくつかの実施例では、そのようなアクセス動作は、プレート・コンポーネント145が第3のアクセス140のうちの1つまたは複数をバイアスすること(たとえば、メモリ・セクション110の第3のアクセス・ライン140のうちの1つをバイアスすること、メモリ・セクションの第3のアクセス・ライン140のすべてをバイアスすること、メモリ・セクション110またはメモリ・デバイス100の共通プレート線をバイアスすること、メモリ・セクション110またはメモリ・デバイス100の共通ノードをバイアスすること)を伴ってよく、これは、メモリ・セル105、メモリ・セクション110、またはメモリ・デバイス100の「プレートを移動させること」と呼ばれることがある。
いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ170は、さまざまなコンポーネント(たとえば、行コンポーネント125、列コンポーネント135、プレート・コンポーネント145、センス・コンポーネント150)を通してメモリ・セル105の動作(たとえば、読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作、放電動作、電圧調整動作、放散動作、均等化動作)を制御し得る。いくつかの場合では、行コンポーネント125、列コンポーネント135、プレート・コンポーネント145、およびセンス・コンポーネント150のうちの1つまたは複数は、メモリ・コントローラ170と同じ場所に配置されてもよいし、これとともに含まれてもよい。メモリ・コントローラ170は、所望のアクセス・ライン120およびアクセス・ライン130をアクティブ化するために、行アドレス信号および列アドレス信号を生成することがある。メモリ・コントローラ170は、メモリ・デバイス100の動作中に使用されるさまざまな電圧または電流も生成または制御することがある。たとえば、メモリ・コントローラ170は、1つまたは複数のメモリ・セル105にアクセスした後、メモリ・セクション110のアクセス・ライン120、アクセス・ライン130、またはアクセス・ライン140のうちの1つまたは複数に放電電圧または均等化電圧を印加することがある。単一のメモリ・コントローラ170のみが示されているが、メモリ・デバイス100の他の実施例は、複数のメモリ・コントローラ170(たとえば、メモリ・デバイスのメモリ・セクション110のセットの各々に対するメモリ・コントローラ170、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のいくつかのサブセットの各々に対するメモリ・コントローラ170、マルチチップ・メモリ・デバイス100のチップのセットの各々に対するメモリ・コントローラ170、マルチバンク・メモリ・デバイス100のバンクのセットの各々に対するメモリ・コントローラ170、マルチコア・メモリ・デバイス100の各コアに対するメモリ・コントローラ170、またはこれらの任意の組み合わせ)を有してよく、異なるメモリ・コントローラ170が、同じ機能および/または異なる機能を実行してよい。
メモリ・デバイス100は、単一の行コンポーネント125、単一の列コンポーネント135と、単一のプレート・コンポーネント145とを含むとして示されているが、メモリ・デバイス100の他の実施例は、メモリ・セクション110のセットに対応するために異なる構成を含んでよい。たとえば、さまざまなメモリ・デバイス100では、行コンポーネント125は、(たとえば、メモリ・セクション110のセットのすべてに共通するサブコンポーネントを有する、メモリ・セクション110のセットのそれぞれのメモリ・セクション110に専用のサブコンポーネントを有する)メモリ・セクション110のセットの間で共有されてもよいし、行コンポーネント125は、メモリ・セクション110のセットの1つのメモリ・セクション110に専用であってもよい。同様に、さまざまなメモリ・デバイス100では、列コンポーネント135は、(たとえば、メモリ・セクション110のセットのすべてに共通するサブコンポーネントを有する、メモリ・セクション110のセットのそれぞれのメモリ・セクション110に専用のサブコンポーネントを有する)メモリ・セクション110のセットの間で共有されてもよいし、列コンポーネント135は、メモリ・セクション110のセットの1つのメモリ・セクション110に専用であってもよい。追加的に、さまざまなメモリ・デバイス100では、プレート・コンポーネント145は、(たとえば、メモリ・セクション110のセットのすべてに共通するサブコンポーネントを有する、メモリ・セクション110のセットのそれぞれのメモリ・セクション110に専用のサブコンポーネントを有する)メモリ・セクション110のセットの間で共有されてもよいし、プレート・コンポーネント145は、メモリ・セクション110のセットの1つのメモリ・セクション110に専用であってもよい。
一般に、印加される電圧、電流、または電荷の振幅、形状、または持続時間は、調整または変化されてよく、メモリ・デバイス100を動作させる際に論じられるさまざまな動作に対して異なってよい。さらに、メモリ・デバイス100内の1つのメモリ・セル105、複数のメモリ・セル105、またはすべてのメモリ・セル105が、同時にアクセスされてよい。たとえば、メモリ・デバイス100の複数のメモリ・セル105またはすべてのメモリ・セル105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(たとえば、メモリ・セクション110のメモリ・セル105)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てよい。
メモリ・セル105は、メモリ・セル105が、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を決定するために(たとえば、メモリ・コントローラ170と協働して)アクセスされるとき、センス・コンポーネント150によって読み出され(たとえば、検知され)てよい。たとえば、センス・コンポーネント150は、読み出し動作に応答して、メモリ・セル105を通る電流もしくは電荷、またはセンス・コンポーネント150もしくは他の介在コンポーネント(たとえば、メモリ・セル105とセンス・コンポーネント150との間の信号発生コンポーネント)とメモリ・セル105を結合することから生じる電圧を検知するように構成されてよい。センス・コンポーネント150は、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を示す出力信号を、1つまたは複数のコンポーネントに(たとえば、列コンポーネント135、入出力コンポーネント160、メモリ・コントローラ170に)提供してよい。さまざまなメモリ・デバイス100では、センス・コンポーネント150は、(たとえば、メモリ・セクション110のセットのすべてに共通するサブコンポーネントを有する、メモリ・セクション110のセットのそれぞれのメモリ・セクション110に専用のサブコンポーネントを有する)メモリ・セクション110のセットの間で共有されてもよいし、センス・コンポーネント150は、メモリ・セクション110のセットの1つのメモリ・セクション110に専用であってもよい。
いくつかの実施例では、メモリ・セル105にアクセスする間またはその後、メモリ・セル105の論理記憶部分は、放電してもよいし、電荷または電流がその対応するアクセス・ライン120、130、または140を介して流れることを可能にしてもよい。そのような電荷または電流は、メモリ・デバイス100の1つまたは複数の電圧源または電圧供給源(図示せず)からメモリ・セル105にバイアスすること、またはこれに電圧を印加することから生じることがあり、そのような電圧源または電圧供給源は、行コンポーネント125、列コンポーネント135、プレート・コンポーネント145、センス・コンポーネント150、メモリ・コントローラ170、または何らかの他のコンポーネント(たとえば、バイアシング・コンポーネント)の一部であってよい。いくつかの実施例では、メモリ・セル105の放電は、アクセス・ライン130の電圧の変化を引き起こすことがあり、センス・コンポーネント150は、メモリ・セル105の記憶される状態を決定するために、アクセス・ライン130の電圧を基準電圧と比較することがある。いくつかの実施例では、電圧は、(たとえば、対応するアクセス・ライン120およびアクセス・ライン130を使用して)メモリ・セル105に印加されることがあり、結果として生じる電流の存在は、印加電圧およびメモリ・セル105のメモリ素子の抵抗状態に依存することがあり、センス・コンポーネント150は、メモリ・セル105の記憶される状態を決定するために、メモリ・セル105のメモリ素子の抵抗状態を使用することがある。
いくつかの実施例では、読み出し信号(たとえば、読み出しパルス、読み出し電流、読み出し電圧)が、第1の論理状態(たとえば、より結晶性の高い原子配置と関連づけられたSET状態)を記憶する材料メモリ素子をもつメモリ・セル105上に印加されるとき、メモリ・セル105は、メモリ・セル105のしきい値電圧を超える読み出しパルスにより電流を伝導する。これに応答して、またはこれに基づいて、センス・コンポーネント150は、したがって、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を決定することの一部として、メモリ・セル105を通る電流を検出することがある。読み出しパルスが、第1の論理状態を記憶するメモリ素子をもつメモリ・セル105上での読み出しパルスの印加前または後に出現し得る第2の論理状態(たとえば、非晶質性のより高い原子配置と関連づけられたRESET状態)を記憶するメモリ素子をもつメモリ・セル105に印加されるとき、メモリ・セル105は、読み出しパルスがメモリ・セル105のしきい値電圧を超えないことにより、電流を伝導しないことがある。したがって、センス・コンポーネント150は、記憶される論理状態を決定することの一部として、メモリ・セル105を通る電流をほとんどまたはまったく検出しないことがある。
いくつかの実施例では、しきい値電流が、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を検知するために定義されることがある。しきい値電流は、メモリ・セル105が読み出しパルスに応答してしきい値選定をしないとき、メモリ・セル105を通過し得る電流を上回って設定されてよいが、読み出しパルスに応答してメモリ・セル105がしきい値選定をするとき、メモリ・セル105を通る予想電流に等しいまたはこれを下回って設定されてよい。たとえば、しきい値電流は、関連づけられたアクセス・ライン120、130、または140の漏れ電流よりも高くてよい。いくつかの実施例では、メモリ・セル105によって記憶される論理状態は、読み出しパルスによって駆動される電流から生じる(たとえば、分路抵抗上の)電圧に基づいて決定されてよい。たとえば、結果として生じる電圧は、基準電圧に対して比較されてよく、結果として生じる電圧は、第1の論理状態に対応する基準電圧よりも低く、結果として生じる電圧は、第2の論理状態に対応する基準電圧よりも大きい。
いくつかの実施例では、メモリ・セル105を読み出すとき、複数の電圧が印加されることがある(たとえば、複数の電圧が、読み出し動作の一部として印加されることがある)。たとえば、印加される読み出し電圧が電流の流れをもたらさない場合、1つまたは複数の他の読み出し電圧が、(たとえば、電流がセンス・コンポーネント150によって検出されるまで)印加されてよい。電流の流れをもたらした読み出し電圧を評価することに基づいて、メモリ・セル105の記憶される論理状態が決定され得る。いくつかの場合では、読み出し電圧は、電流の流れまたは他の条件がセンス・コンポーネント150によって検出されるまで、逓増される(たとえば、大きさがより高く滑らかに増加する)ことがある。他の場合では、電流が検出されるまで、所定の読み出し電圧が印加されることがある(たとえば、段階的に大きさがより高く増加する読み出し電圧の所定のシーケンス)。同様に、読み出し電流がメモリ・セル105に印加されることがあり、読み出し電流を作成する電圧の大きさは、メモリ・セル105の電気抵抗または合計しきい値電圧に依存することがある。
センス・コンポーネント150は、いくつかの実施例ではラッチングと呼ばれることがある、センシング信号の差(たとえば、読み出し電圧と基準電圧との間の差、読み出し電流と基準電流との間の差、読み出し電荷と基準電荷との間の差)を検出または増幅するためのさまざまなスイッチング・コンポーネント、選択コンポーネント、トランジスタ、アンプ、キャパシタ、抵抗器、または電圧源を含んでよい。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150は、センス・コンポーネント150に接続されたアクセス・ライン130のセットの各々に対して繰り返し現れるコンポーネント(たとえば、回路素子)の集まりを含んでよい。たとえば、センス・コンポーネント150は、論理状態が、アクセス・ライン130のセットのそれぞれのアクセス・ライン130に結合されたそれぞれのメモリ・セル105に対して別個に検出され得るように、センス・コンポーネント150に結合されたアクセス・ライン130のセットの各々に対する別個のセンシング回路(たとえば、別個のセンス・アンプ、別個の信号発生コンポーネント)を含んでよい。いくつかの実施例では、基準信号源(たとえば、基準コンポーネント)または生成された基準信号が、メモリ・デバイス100のコンポーネント間で共有される(たとえば、1つまたは複数のセンス・コンポーネント150の間で共有される、センス・コンポーネント150の別個のセンシング回路の間で共有される、メモリ・セクション110のアクセス・ライン120、130、または140の間で共有される)ことがある。
センス・コンポーネント150は、メモリ・デバイス100を含むデバイス内に含まれてよい。たとえば、センス・コンポーネント150は、メモリ・デバイス100に結合され得るメモリの他の読み出しおよび書き込み回路、復号回路、またはレジスタ回路とともに含まれてよい。いくつかの実施例では、メモリ・セル105の検出される論理状態が、出力として列コンポーネント135を通して出力されることがある。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150は、列コンポーネント135または行コンポーネント125の一部であってよい。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150は、列コンポーネント135または行コンポーネント125に接続されてもよいし、これと電子通信してもよい。
単一のセンス・コンポーネント150が示されているが、メモリ・デバイス100(たとえば、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110)は、複数のセンス・コンポーネント150を含んでよい。たとえば、第1のセンス・コンポーネント150は、アクセス・ライン130の第1のサブセットと結合されてよく、第2のセンス・コンポーネント150は、(たとえば、アクセス・ライン130の第1のサブセットとは異なる)アクセス・ライン130の第2のサブセットと結合されてよい。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150のそのような分割は、複数のセンス・コンポーネント150の並列(たとえば、同時)動作をサポートしてよい。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150のそのような分割は、異なる構成または特性を有するセンス・コンポーネント150をメモリ・デバイスのメモリ・セル105の特定のサブセットに適合させることをサポートしてよい(たとえば、異なるタイプのメモリ・セル105をサポートする、メモリ・セル105のサブセットの異なる特性をサポートする、アクセス・ライン130のサブセットの異なる特性をサポートする)。追加的または代替的に、2つ以上のセンス・コンポーネント150は、(たとえば、コンポーネントの冗長性のために)アクセス・ライン130の同じセットと結合されてよい。いくつかの実施例では、そのような構成は、冗長なセンス・コンポーネント150のうちの1つの故障または不十分な動作を克服するために機能性を維持することをサポートしてよい。いくつかの実施例では、そのような構成は、特定の動作特性のために(たとえば、電力消費量特性に関連して、特定のセンシング動作のためのアクセス速度特性に関連して、揮発性モードまたは不揮発性モードでメモリ・セル105を動作させることに関連して)、冗長なセンス・コンポーネント150のうちの1つを選択する能力をサポートしてよい。
いくつかのメモリ・アーキテクチャでは、メモリ・セル105にアクセスすることによって、記憶された論理状態が劣化または破壊されることがあり、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またはFeRAMでは、たとえば、メモリ・セル105のキャパシタは、センス動作中に部分的または完全に放電され、それによって、メモリ・セル105に記憶された論理状態を損なうことがある。PCMでは、たとえば、センス動作は、メモリ・セル105の原子配置の変化を引き起こし、それによって、メモリ・セル105の抵抗状態を変化させることがある。したがって、いくつかの実施例では、メモリ・セル105に記憶される論理状態は、アクセス動作後に再書き込みされることがある。さらに、単一のアクセス・ライン120、130、または140をアクティブ化することは、アクセス・ライン120、130、または140に結合されたすべてのメモリ・セル105の放電を招くことがある。したがって、アクセス動作と関連づけられたアクセス・ライン120、130、または140に結合されたいくつかまたはすべてのメモリ・セル105(たとえば、アクセスされる行のすべてのセル、アクセスされる列のすべてのセル)は、アクセス動作後に再書き込みされることがある。
いくつかの実施例では、メモリ・セル105を読み出すことは、非破壊的であることがある。すなわち、メモリ・セル105の論理状態は、メモリ・セル105が読み出された後で再書き込みされる必要がないことがある。たとえば、PCMなどの不揮発性メモリでは、メモリ・セル105にアクセスすることによって、論理状態が破壊されないことがあり、したがって、メモリ・セル105は、アクセス後の再書き込みを必要としないことがある。しかしながら、いくつかの実施例では、メモリ・セル105の論理状態をリフレッシュすることは、アクセス動作の不在または存在下で必要されるまたは必要とされないことがある。たとえば、メモリ・セル105によって記憶される論理状態は、記憶される論理状態を維持するために適切な書き込み、リフレッシュ、または均等化パルスまたはバイアスを印加することによって、定期的な間隔でリフレッシュされてよい。メモリ・セル105をリフレッシュすることによって、電荷漏洩または経時的なメモリ素子の原子配置の変化による読み出し妨害エラーまたは論理状態破損が減少または解消されることがある。
メモリ・セル105はまた、関連する第1のアクセス・ライン120、第2のアクセス・ライン130、および/または第3のアクセス・ライン140を(たとえば、メモリ・コントローラ170を介して)アクティブ化することによって、設定されてもよいし、書き込まれてもよい。言い換えれば、論理状態は、メモリ・セル105に記憶されてよい。行コンポーネント125、列コンポーネント135、またはプレート・コンポーネント145は、たとえば、入出力コンポーネント160を介して、メモリ・セル105に書き込まれることになるデータを受け入れ得る。いくつかの実施例では、書き込み動作は、少なくとも一部はセンス・コンポーネント150によって実行されてよく、書き込み動作は、センス・コンポーネント150をバイパスするように構成されてよい。
容量性メモリ素子の場合、メモリ・セル105は、キャパシタに電圧を印加し、次いで、所望の論理状態と関連づけられたキャパシタに電荷を記憶するためにキャパシタを絶縁する(たとえば、メモリ・セル105に書き込むために使用される電圧源からキャパシタを絶縁する、キャパシタを浮遊させる)ことによって書き込まれてよい。強誘電体メモリの場合、メモリ・セル105の強誘電体メモリ素子(たとえば、強誘電体キャパシタ)は、所望の論理状態と関連づけられた分極を用いて強誘電体メモリ素子を分極させるのに十分に高い大きさをもつ電圧を印加する(たとえば、飽和電圧を印加する)ことによって書き込まれてよく、強誘電体メモリ素子は絶縁されてよく(たとえば、フローティング)、またはゼロ正味電圧またはバイアスが強誘電体メモリ素子上に印加されて(たとえば、強誘電体メモリ素子上の電圧を接地して、仮想的に接地、または均等化させて)もよい。PCMの場合、メモリ素子は、メモリ素子に(たとえば、加熱および冷却によって)所望の論理状態と関連づけられた原子配置を形成させるプロファイルをもつ電流を印加することによって書き込まれてよい。
本開示によるいくつかの実施例では、メモリ・デバイス100は、メモリ・セクション110のセットを含んでよい。メモリ・セクション110の各々は、(たとえば、それぞれのメモリ・セクション110の)第2のアクセス・ライン130のセットのうちの1つおよび第3のアクセス・ライン140のセットのうちの1つと結合されたまたは第2のアクセス・ライン130のセットのうちの1つと第3のアクセス・ライン140のセットとの間に結合されたメモリ・セル105のセットを含んでよい。メモリ・セル105の各々は、(たとえば、それぞれのメモリ・セクション110の)関連づけられた第2のアクセス・ライン130または関連づけられた第3のアクセス・ライン140とメモリ・セル105を選択的に結合するように構成されたセル選択コンポーネントを含んでよい。いくつかの実施例では、セル選択コンポーネントの各々は、(たとえば、メモリ・セクション110の)第1のアクセス・ライン120のうちのそれぞれの第1のアクセス・ライン120と(たとえば、それぞれのセル選択コンポーネントの制御ノードまたは制御端子において)結合されてよく、それぞれの第1のアクセス・ライン120は、特定のセル選択コンポーネントをアクティブ化または非アクティブ化するために使用されてよい。
読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作、またはこれらのさまざまな組み合わせを含み得るアクセス動作は、メモリ・セクション110の選択されたメモリ・セル105上で実行されてよい。いくつかの実施例では、アクセス動作は、選択されたメモリ・セル105と関連づけられた第2のアクセス・ライン130または第3のアクセス・ライン140にバイアスすることと関連づけられてよい。アクセス動作中、選択されたメモリ・セル105のためのセル選択コンポーネントは、選択されたメモリ・セル105が第2のアクセス・ライン130または第3のアクセス・ライン140と選択的に結合され得るように、アクティブ化されてよい。したがって、アクセス動作と関連づけられた信号(たとえば、アクセス動作と関連づけられた電圧、アクセス動作と関連づけられた電荷、アクセス動作と関連づけられた電流)は、アクセス動作のための第2のアクセス・ライン130または第3のアクセス・ライン140のバイアシングの結果として、選択されたメモリ・セル105に渡してもよいし、これから渡してもよいし、またはこれを通じて渡してもよい。
メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105のセル選択コンポーネントが非アクティブ化され得るが、漏洩電荷は、メモリ・セクション110の非アクティブ化されたセル選択コンポーネントを流れ得る。たとえば、メモリ・セクション110の関連づけられた第2のアクセス・ライン130または第3のアクセス・ライン140が、選択されたメモリ・セル105上でのアクセス動作と関連づけられた電圧においてバイアスされるとき、選択されていないメモリ・セル105と第2のアクセス・ライン130または第3のアクセス・ライン140との間の電圧の差によって、漏洩電荷が、(たとえば、選択されたメモリ・セル上でのアクセス動作中に)非アクティブ化されたセル選択コンポーネント上で、選択されてないメモリ・セル105にまたはこれから流れ得る。そのような漏洩電荷は、メモリ・セクション110の連続アクセス動作中に選択されていないメモリ・セル105上に蓄積することがある、または非ゼロ・バイアスもしくは電圧を、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セルにおいて蓄積させることがある。いくつかの実施例では、そのような漏洩電荷またはバイアスの蓄積は、メモリ・セクション110のメモリ・セル105内に記憶されたデータの劣化または損失を引き起こすことがある。
本開示の実施例によれば、動作は、メモリ・セクション110のメモリ・セル105上での蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散を促進またはサポートするために、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110上で実行されてよい。たとえば、特定の間隔で(たとえば、タイマの値に基づいて、メモリ・デバイス100のアクセス動作の総数に基づいて)、メモリ・コントローラ170は、バイアスの蓄積された漏洩電荷の放散と関連づけられた動作を実行することを決定することがある。そのような動作を実行することを決定すると、メモリ・コントローラ170は、その上で動作を実行するためにメモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のセットのうちの1つを選択し得る。
いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ170は、メモリ・セクション110を均等化するための決定された順序(たとえば、複数のセクションの逐次的順序、交互のセクションまたはセクションの別のパターンであってよい非逐次的または非隣接的セクションの順序)に基づいてメモリ・セクション110を選択してよく、これは、「ラウンド・ロビン」手法と呼ばれることがある。いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ170は、1つまたは複数のアクセス動作がいつ実行されたかに基づいてメモリ・セクション110を選択することがある。たとえば、メモリ・コントローラ170は、最も新しく実行されたアクセス動作と関連づけられたメモリ・セクション110を選択する(たとえば、均等化動作のために、最も新しく実行された読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、またはリフレッシュ動作と関連づけられたメモリ・セクション110を選択すること)ことがある。
蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散をサポートする説明される動作は、(たとえば、メモリ・セクション110と関連づけられた第1のアクセス・ライン120の各々をアクティブ化することによって)選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル105の各々のセル選択コンポーネントをアクティブ化することを含んでよい。たとえば、動作は、選択されたメモリ・セクション110の第1のアクセス・ライン120の各々を同時にもしくは並行してアクティブ化すること、第1の時間期間中に選択されたメモリ・セクション110の第1のアクセス・ライン120の第1のサブセットをアクティブ化して、第2の時間期間中に選択されたメモリ・セクション110の第1のアクセス・ライン120の第2のサブセットをアクティブ化すること、または選択されたメモリ・セクション110の第1のアクセス・ライン120の各々を逐次的な順序でアクティブ化することを含んでよい。
セル選択コンポーネント、メモリ・セル105がアクティブ化される間、選択されたメモリ・セクション110の第2のアクセス・ライン130および第3のアクセス・ライン140は、蓄積された漏洩電荷または電圧バイアスの放散をサポートする電圧源と結合されてよい。たとえば、第2のアクセス・ライン130および第3のアクセス・ライン140は、同じ電圧源と結合されてもよいし、同じ電圧を有する電圧源と結合されてもよいし、他の方法でメモリ・セクション110のメモリ・セル105において蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散をサポートする電圧を有する電圧源と結合されてもよい。
さまざまな実施例では、漏洩電荷またはバイアスのそのような放散と関連づけられた説明された動作は、電圧調整動作と呼ばれることがある。本明細書において説明された電圧調整動作を実行することによって、メモリ・セクション110のメモリ・セル105において蓄積された漏洩電荷または電圧バイアスは放散されてよく、これは、メモリ・セクションの連続アクセス動作にわたっての漏洩電荷の蓄積を軽減または防止し、記憶されたデータを維持するためのメモリ・デバイス100の能力を改善し得る。さらに、定期的な間隔に応じてそのような動作のために特定のメモリ・セクション110を選択することによって、メモリ・デバイスは、たとえば各アクセス動作の後にそのような動作が実行されるときよりも効率的に動作し得る。
図2は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートする例示的な回路200を示す。回路200はメモリ・セル105−aを含んでよく、メモリ・セル105−aは、図1を参照して説明されるメモリ・セル105の一実施例であってよい。回路200はセンス・アンプ290も含んでよく、センス・アンプ290は、図1を参照して説明されるセンス・コンポーネント150の一部分であってよい。回路200は、ワード線205と、ディジット線210と、プレート線215も含んでよく、ワード線205、ディジット線210、およびプレート線215はそれぞれ、いくつかの実施例では、図1を参照して説明されるように、(たとえば、メモリ・セクション110の)第1のアクセス・ライン120、第2のアクセス・ライン130、および第3のアクセス・ライン140に対応してよい。いくつかの実施例では、プレート線215は、メモリ・セル105−aおよび同じメモリ・セクション110の別のメモリ・セル105(図示せず)のための共通プレート線、共通プレート、または別の共通ノードを示してよい。回路200は、メモリ・セル105−aの記憶される論理状態を決定するためにセンス・アンプ290によって使用される基準線265も含んでよい。
図2に示されるように、センス・アンプ290は、第1のノード291と第2のノード292とを含んでよく、第1のノード291および第2のノード292は、いくつかの実施例では、回路の異なるアクセス・ライン(たとえば、それぞれ、回路200の信号線260および基準線265)と結合されてもよいし、異なる回路の共通アクセス・ライン(図示せず)と結合されてよい。いくつかの実施例では、第1のノード291は、信号ノードと呼ばれることがあり、第2のノード292は、基準ノードと呼ばれることがある。しかしながら、本開示のさまざまな実施形態により、アクセス・ラインおよび/または基準線の他の構成が可能である。
メモリ・セル105−aは、第1のプレートであるセル・プレート221と第2のプレートであるセル底部222とを有するキャパシタ220などの、論理記憶コンポーネント(たとえば、メモリ素子、記憶素子、メモリ記憶素子)を含んでよい。セル・プレート221とセル底部222は、(たとえば、DRAM適用例では)それらの間に位置決めされた誘電材料を通して容量的に結合されてもよいし、(たとえば、FeRAM適用例では)それらの間に位置決めされた強誘電体材料を通して容量的に結合されてもよい。回路200内で示されるように、セル・プレート221は電圧Vplateと関連づけられてよく、セル底部222は電圧Vbottomと関連づけられてよい。セル・プレート221およびセル底部222の方位は、メモリ・セル105−aの動作を変更することなく異なって(たとえば、反転されて)よい。セル・プレート221は、プレート線215を介してアクセスされてよく、セル底部222は、ディジット線210を介してアクセスされてよい。本明細書において説明されるように、さまざまな論理状態は、キャパシタ220を充電、放電、または分極させることによって記憶されてよい。
キャパシタ220は、ディジット線210と電子通信してよく、キャパシタ220の記憶される論理状態は、回路200内に表されるさまざまな要素を動作させることによって読み出されてもよいし、検知されてもよい。たとえば、メモリ・セル105−aはセル選択コンポーネント230も含んでよく、セル選択コンポーネント230は、いくつかの実施例では、アクセス・ライン(たとえば、ディジット線210)およびキャパシタ220と結合されたスイッチング・コンポーネントまたはセレクタ・デバイスと呼ばれることがある。いくつかの実施例では、セル選択コンポーネント230は、メモリ・セル105−aの例示的な境界の外にあると考えられてよく、セル選択コンポーネント230は、アクセス・ライン(たとえば、ディジット線210)およびメモリ・セル105−aと結合されたまたはアクセス・ライン(たとえば、ディジット線210)とメモリ・セル105−aとの間に結合されたスイッチング・コンポーネントまたはセレクタ・デバイスと呼ばれることがある。
キャパシタ220は、セル選択コンポーネント230が(たとえば、アクティブ化論理信号によって)アクティブ化されるとき、ディジット線210と選択的に結合されてよく、キャパシタ220は、セル選択コンポーネント230が(たとえば、非アクティブ化論理信号によって)非アクティブ化されるとき、ディジット線210から選択的に絶縁可能である。論理信号または他の選択信号もしくは電圧は、セル選択コンポーネント230の制御ノード235(たとえば、制御ノード、制御端子、選択ノード、選択端子)に(たとえば、ワード線205を介して)印加されてよい。言い換えれば、セル選択コンポーネント230は、ワード線205を介して制御ノード235に印加される論理信号または電圧に基づいてキャパシタ220およびディジット線210を選択的に結合または結合解除するように構成されてよい。
セル選択コンポーネント230をアクティブ化することは、いくつかの実施例では、メモリ・セル105−aを選択することと呼ばれることがあり、セル選択コンポーネント230を非アクティブ化することは、いくつかの実施例では、メモリ・セル105−aを選択解除することと呼ばれることがある。いくつかの実施例では、セル選択コンポーネント230はトランジスタであり、その動作は、トランジスタ・ゲート(たとえば、制御または選択ノードまたは端子)にアクティブ化電圧を印加することによって制御され得る。トランジスタをアクティブ化するための電圧(たとえば、トランジスタ・ゲート端子とトランジスタ・ソース端子との間の電圧)は、トランジスタのしきい値電圧の大きさよりも大きい電圧であってよい。ワード線205は、セル選択コンポーネント230をアクティブ化するために使用され得る。たとえば、ワード線205に印加される選択電圧(たとえば、ワード線論理信号またはワード線電圧)は、セル選択コンポーネント230のトランジスタのゲートに印加されてよく、セル選択コンポーネント230は、キャパシタ220をディジット線210に選択的に接続し得る(たとえば、キャパシタ220とディジット線210との間の導電路を提供する)。いくつかの実施例では、セル選択コンポーネント230をアクティブ化することは、メモリ・セル105−aをディジット線210と選択的に結合すると呼ばれることがある。
他の実施例では、メモリ・セル105−a内のセル選択コンポーネント230およびキャパシタ220の位置は、セル選択コンポーネント230がプレート線215およびセル・プレート221と結合され得るまたはプレート線215とセル・プレート221との間に結合され得、キャパシタ220がディジット線210およびセル選択コンポーネント230の他の端子と結合され得るまたはディジット線210とセル選択コンポーネント230の他の端子との間に結合され得るように、切り換えられることがある。そのような実施形態では、セル選択コンポーネント230は、キャパシタ220を通してディジット線210と電子通信したままであることがある。この構成は、アクセス動作のために代替タイミングおよびバイアシングと関連づけられてよい。
強誘電体キャパシタ220を用いる実施例では、キャパシタ220は、ディジット線210への接続時に完全に放電することもあり、完全に放電しないこともある。さまざまなスキームでは、強誘電体キャパシタ220によって記憶される論理状態を検知するために、電圧がプレート線215および/またはディジット線210に印加されてよく、ワード線205は、メモリ・セル105−aを選択するために(たとえば、ワード線205をアクティブ化することによって)バイアスされてよい。いくつかの場合では、プレート線215および/またはディジット線210は、ワード線205をアクティブ化する前に、仮想的に接地され、次いで、仮想接地から絶縁されてよく、これは、フローティング条件、アイドル条件、またはスタンバイ条件と呼ばれることがある。
電圧を(たとえば、プレート線215を介して)セル・プレート221に変化させることによるメモリ・セル105−aの動作は、「セル・プレートを移動させること」と呼ばれることがある。プレート線215および/またはディジット線210をバイアスすることは、キャパシタ220上の電圧差(たとえば、ディジット線210の電圧−プレート線215の電圧)をもたらすことがある。電圧差は、キャパシタ220上に記憶される電荷の変化に付随することがあり、記憶される電荷の変化の大きさは、キャパシタ220の初期状態(たとえば、初期論理状態が論理1を記憶するのか論理0を記憶するのか)に依存することがある。いくつかのスキームでは、キャパシタ220の記憶される電荷の変化は、ディジット線210の電圧の変化を引き起こすことがあり、この電圧は、メモリ・セル105−aの記憶される論理状態を決定するためにセンス・コンポーネント150−aによって使用され得る。
ディジット線210は、追加のメモリ・セル105(図示せず)と結合されてよく、ディジット線210は、無視できない真性容量240(たとえば、ピコファラド(pF)程度)をもたらす性質を有することがあり、これによって、ディジット線210が電圧源250−aに結合されることがある。電圧源250−aは、共通接地電圧もしくは仮想接地電圧、または回路200の隣接するアクセス・ライン(図示せず)の電圧を表すことがある。図2では別個の要素として示されているが、真性容量240は、ディジット線210全体を通して分散される性質と関連づけられてよい。
いくつかの実施例では、真性容量240は、ディジット線210の導体寸法(たとえば、長さ、幅、厚さ)を含むディジット線210の物理的特性に依存することがある。真性容量240は、隣接するアクセス・ラインまたは回路コンポーネントの特性、そのような隣接するアクセス・ラインもしくは回路コンポーネントへの近接性、またはディジット線210とそのようなアクセス・ラインもしくは回路コンポーネントとの間の絶縁特性にも依存することがある。したがって、メモリ・セル105−aを選択した後のディジット線210の電圧の変化は、ディジット線210の正味容量に依存し得る(たとえば、これと関連づけられる)。言い換えれば、電荷がディジット線210に沿って(たとえば、ディジット線210に、ディジット線210から)流れると、何らかの有限電荷がディジット線210に沿って(たとえば、真性容量240内、ディジット線210と結合された他の容量内に)記憶されることがあり、結果として得られるディジット線210の電圧は、ディジット線210の正味容量に依存することがある。
メモリ・セル105−aを選択した後に結果として得られるディジット線210の電圧は、メモリ・セル105−aに記憶された論理状態を決定するためにセンス・コンポーネント150−aによって基準(たとえば、基準線265の電圧)と比較され得る。いくつかの実施例では、基準線265の電圧は、基準コンポーネント285によって提供されることがある。他の実施例では、基準コンポーネント285が省略されることがあり、基準電圧は、たとえば、基準電圧を(たとえば、自己参照アクセス動作において)生成するためにメモリ・セル105−aにアクセスすることによって、提供されることがある。他の動作は、本明細書において説明されるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートするための動作を含む、メモリ・セル105−aを選択および/または検知することをサポートするために使用されてよい。
いくつかの実施例では、回路200は信号発生コンポーネント280を含んでよく、信号発生コンポーネント280は、メモリ・セル105−aおよびセンス・アンプ290と結合されたまたはメモリ・セル105−aとセンス・アンプ290との間に結合された信号発生回路の一実施例であってよい。信号発生コンポーネント280は、検知動作前にディジット線210の信号を増幅または変換してよい。信号発生コンポーネント280は、たとえば、トランジスタ、アンプ、カスコード、または他の任意の電荷もしくは電圧変換器もしくはアンプ・コンポーネントを含んでよい。いくつかの実施例では、信号発生コンポーネント280は、電荷移送型センシング・アンプ(CTSA)を含んでよい。信号発生コンポーネント280をもついくつかの実施例では、センス・アンプ290と信号発生コンポーネント280との間の線は、信号線(たとえば、信号線260)と呼ばれることがある。いくつかの実施例(たとえば、信号発生コンポーネント280をもつまたはもたない実施例)では、ディジット線210は、センス・アンプ290と直接的に接続してよい。
いくつかの実施例では、回路200は、信号発生コンポーネント280またはメモリ・セル105−aとセンス・アンプ290との間の何らかの他の信号生成回路を選択的にバイパスすることを可能にし得るバイパス線270を含んでよい。いくつかの実施例では、バイパス線270は、スイッチング・コンポーネント275によって選択的にイネーブルされてよい。言い換えれば、スイッチング・コンポーネント275がアクティブ化されるとき、ディジット線210は、バイパス線270を介して信号線260と結合されてよい(たとえば、メモリ・セル105−aをセンス・コンポーネント150−aと結合する)。
いくつかの実施例では、スイッチング・コンポーネント275がアクティブ化されるとき、信号発生コンポーネント280は、(たとえば、図示されない別のスイッチング・コンポーネントまたは選択コンポーネントによって)ディジット線210または信号線260の一方または両方から選択的に絶縁されてよい。スイッチング・コンポーネント275が非アクティブ化されるとき、ディジット線210は、信号発生コンポーネント280を介して信号線260と選択的に結合されてよい。他の実施例では、選択コンポーネントは、メモリ・セル105−a(たとえば、ディジット線210)を信号発生コンポーネント280またはバイパス線270のうちの1つと選択的に結合するために使用されてよい。追加的または代替的に、いくつかの実施例では、選択コンポーネントは、センス・アンプ290を信号発生コンポーネント280またはバイパス線270のうちの1つと結合するために使用されてよい。いくつかの実施例では、選択可能なバイパス線270は、信号発生コンポーネント280を使用することによってメモリ・セル105−aの論理状態を検出するためのセンス信号を生成することと、信号発生コンポーネント280をバイパスするメモリ・セル105−aに論理状態を書き込むために書き込み信号を生成することとをサポートすることがある。
説明されたセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートするメモリ・デバイスのいくつかの実施例は、センス信号および基準信号を同じメモリ・セル105から生成することをサポートするためにメモリ・セル105とセンス・アンプ290との間の共通アクセス・ライン(図示せず)を共有してよい。一実施例では、信号発生コンポーネント280とセンス・アンプ290との間の共通アクセス・ラインは、「共通ライン」、「AMPCAPライン」、または「AMPCAPノード」と呼ばれることがあり、この共通アクセス・ラインは、回路200内に示される信号線260および基準線265の代わりをすることがある。そのような実施例では、共通アクセス・ラインは、2つの異なるノード(たとえば、本明細書において説明されるような、第1のノード291および第2のノード292)においてセンス・アンプ290に接続されることがある。いくつかの実施例では、共通アクセス・ラインは、自己参照読み出し動作が、信号生成動作と基準生成動作の両方で、センス・アンプ290とアクセスされているメモリ・セル105との間に存在し得るコンポーネントを共有することを可能にし得る。そのような構成は、メモリ・セル105、アクセス・ライン(たとえば、ワード線205、ディジット線210、プレート線215)、信号発生回路(たとえば、信号発生コンポーネント280)、トランジスタ、電圧源250などの、メモリ・デバイス内のさまざまなコンポーネントの動作変動に対するセンス・アンプ290の感度を減少させ得る。
ディジット線210と信号線260は別の線として識別されるが、ディジット線210、信号線260、およびメモリ・セル105をセンス・コンポーネント150と接続する他の任意の線は、本開示による単一のアクセス・ラインと呼ばれることがある。そのようなアクセス・ラインの構成要素部分は、さまざまな例示的な構成では、介在コンポーネントおよび介在信号を示す目的で別個に識別されることがある。
センス・アンプ290は、信号の差を検出、変換、または増幅するために、さまざまなトランジスタまたはアンプを含んでよく、これは、ラッチングと呼ばれることがある。たとえば、センス・アンプ290は、第1のノード291におけるセンス信号電圧(たとえば、Vsig)を受け取って第2のノード292における基準信号電圧(たとえば、Vref)と比較する回路素子を含んでよい。センス・アンプの出力は、センス・アンプ290における比較に基づいて、より高い(たとえば、正の)電圧に駆動されてもよいし、より低い電圧(たとえば、負電圧、接地電圧)に駆動されてもよい。
たとえば、第1のノード291が第2のノード292よりも低い電圧を有する場合、センス・アンプ290の出力は、センス・アンプによって、第1のセンス・アンプ電圧源250−bの比較的低い電圧(たとえば、V0に実質的に等しい接地電圧であってもよいし負の電圧であってもよいVLの電圧)に駆動されてよい。センス・アンプ290を含むセンス・コンポーネント150は、メモリ・セル105−a内に記憶される論理状態を決定するためにセンス・アンプ290の出力をラッチしてよい(たとえば、第1のノード291が第2のノード292よりも低い電圧を有するとき、論理0を検出する)。
第1のノード291が第2のノード292よりも高い電圧を有する場合、センス・アンプ290の出力は、第2のセンス・アンプ電圧源250−cの電圧(たとえば、VHの電圧)に駆動されてよい。センス・アンプ290を含むセンス・コンポーネント150は、メモリ・セル105−a内に記憶される論理状態を決定するためにセンス・アンプ290の出力をラッチしてよい(たとえば、第1のノード291が第2のノード292よりも高い電圧を有するとき、論理1を検出する)。次いで、メモリ・セル105−aの検出される論理状態に対応する、センス・アンプ290のラッチされる出力が、1つまたは複数の入出力(I/O)ライン(たとえば、I/Oライン295)を介して出力されてよく、I/Oラインは、図1を参照して説明される入出力コンポーネント160を介して列コンポーネント135を通る出力を含んでよい。
メモリ・セル105−a上で書き込み動作を実行するために、電圧は、キャパシタ220の上に印加されてよい。さまざまな方法が使用されてよい。一実施例では、セル選択コンポーネント230は、キャパシタ220をディジット線210に電気的に接続するために、(たとえば、ワード線205をアクティブ化することによって)ワード線205を通してアクティブ化されることがある。電圧は、セル・プレート221(たとえば、プレート線215を通る)およびセル底部222(たとえば、ディジット線210を通る)の電圧を制御することによって、キャパシタ220上に印加され得る。
たとえば、論理0を書き込むために、セル・プレート221は、ハイとされてよく(たとえば、正の電圧をプレート線215に印加する)、セル底部222は、ローとされてよい(たとえば、ディジット線210を接地する、ディジット線210を仮想接地、負の電圧をディジット線210に印加する)。セル・プレート221がローとされ、セル底部222がハイとされる場合、論理1を書き込むために反対のプロセスが実行されてよい。いくつかの場合では、書き込み動作中にキャパシタ220上に印加される電圧は、キャパシタ220が分極され、したがって、印加電圧の大きさが減少されるときですら、またはゼロ正味電圧がキャパシタ220上に印加される場合、電荷を維持するように、キャパシタ220内の強誘電体材料の飽和電圧に等しいまたはこれよりも大きい大きさを有することがある。いくつかの実施例では、センス・アンプ290は、書き込み動作を実行するために使用されることがあり、書き込み動作は、第1のセンス・アンプ電圧源250−bまたは第2のセンス・コンポーネント電圧源250−cをディジット線と結合することを含み得る。センス・アンプ290が書き込み動作を実行するために使用されるとき、信号発生コンポーネント280は、(たとえば、バイパス線270を介して書き込み信号を印加することによって)バイパスされてもよいし、バイパスされなくてもよい。
センス・アンプ290、セル選択コンポーネント230、信号発生コンポーネント280、または基準コンポーネント285を含む回路200は、さまざまなタイプのトランジスタを含んでよい。たとえば、回路200は、n型トランジスタを含んでよく、n型トランジスタに対するしきい値電圧を上回る相対的な正の電圧(たとえば、しきい値電圧よりも大きい、ソース端子に対して正の大きさを有する印加電圧)をn型トランジスタのゲートに印加することによって、n型トランジスタの他の端子(たとえば、ソース端子とドレイン端子)間の導電路が可能になる。
いくつかの実施例では、n型トランジスタは、印加電圧が、比較的高い論理信号電圧(たとえば、正の論理信号電圧供給源と関連づけられ得る、論理1状態に対応する電圧)を印加することによるトランジスタを通る伝導を可能にするため、または比較的低い論理信号電圧(たとえば、接地電圧または仮想接地電圧と関連づけられ得る、論理0状態に対応する電圧)を印加することによるトランジスタを通る伝導を不可能にするために使用される論理信号である場合、スイッチング・コンポーネントとして機能することがある。n型トランジスタがスイッチング・コンポーネントとして用いられるいくつかの実施例では、ゲート端子に印加される論理信号の電圧は、(たとえば、飽和領域内またはアクティブ領域内の)特定の作業点でトランジスタを動作させるように選択されてよい。
いくつかの実施例では、n型トランジスタの挙動は、論理切り換えよりも複雑であることがあり、トランジスタ上での選択的伝導率は、変動するソース電圧とドレイン電圧の関数であってもよい。たとえば、ゲート端子における印加電圧は、ソース端子電圧があるレベルを下回る(たとえば、ゲート端子電圧−しきい値電圧を下回る)ときにソース端子とドレイン端子との間の伝導を可能にするために使用される特定の電圧レベル(たとえば、クランプ電圧)を有することがある。ソース端子電圧またはドレイン端子電圧の電圧が、あるレベルを上回って上昇するとき、n型トランジスタは、ソース端子とドレイン端子との間の導電路が開かれるように非アクティブ化され得る。
追加的または代替的に、回路200は、p型トランジスタを含んでよく、p型トランジスタに対するしきい値電圧を上回る相対的な負の電圧(たとえば、しきい値電圧よりも大きい、ソース端子に対して負の大きさを有する印加電圧)をp型トランジスタのゲートに印加することによって、p型トランジスタの他の端子(たとえば、ソース端子とドレイン端子)間の導電路が可能になる。
いくつかの実施例では、p型トランジスタは、印加電圧が、比較的低い論理信号電圧(たとえば、負の論理信号電圧供給源と関連づけられ得る、論理「1」状態に対応する電圧)を印加することによる伝導を可能にするため、または比較的高い論理信号電圧(たとえば、接地電圧または仮想接地電圧と関連づけられ得る、論理「0」状態に対応する電圧)を印加することによる伝導を不可能にするために使用される論理信号である場合、スイッチング・コンポーネントとして機能することがある。p型トランジスタがスイッチング・コンポーネントとして用いられるいくつかの実施例では、ゲート端子に印加される論理信号の電圧は、(たとえば、飽和領域内またはアクティブ領域内の)特定の作業点でトランジスタを動作させるように選択されてよい。
いくつかの実施例では、p型トランジスタの挙動は、ゲート電圧による論理切り換えよりも複雑であることがあり、トランジスタ上での選択的伝導率は、変動するソース電圧とドレイン電圧の関数であってもよい。たとえば、ゲート端子における印加電圧は、ソース端子電圧があるレベルを上回る(たとえば、ゲート端子電圧+しきい値電圧を上回る)限りソース端子とドレイン端子との間の伝導を可能にするために使用される特定の電圧レベルを有することがある。ソース端子電圧の電圧が、あるレベルを下回って低下するとき、p型トランジスタは、ソース端子とドレイン端子との間の導電路が開かれるように非アクティブ化され得る。
回路200のトランジスタは、MOSFETと呼ばれることがある金属酸化膜半導体FETを含む、電界効果トランジスタ(FET)であってよい。これらおよび他のタイプのトランジスタは、基板上の材料のドープ領域によって形成されてよい。いくつかの実施例では、トランジスタは、回路200の特定のコンポーネントに専用の基板(たとえば、センス・アンプ290のための基板、信号発生コンポーネント280のための基板、またはメモリ・セル105−aのための基板)上に形成されてもよいし、トランジスタは、回路200の特定のコンポーネントに共通の基板(たとえば、センス・アンプ290、信号発生コンポーネント280、およびメモリ・セル105−aに共通の基板)上に形成されてもよい。いくつかのFETは、アルミニウムまたは他の金属を含む金属部分を有することがあるが、いくつかのFETは、MOSFETと呼ばれることがあるFETを含む多結晶シリコンなどの他の非金属材料を組み込むことがある。さらに、酸化物部分は、FETの誘電体部分として使用されることがあるが、他の非酸化物材料が、MOSFETと呼ばれることがあるFETを含むFET内の誘電材料に使用されてよい。
本開示によるいくつかの実施例では、アクセス動作は、ディジット線210と結合されたメモリ・セル105−a以外の選択されたメモリ・セル105上で実行されてよい。そのような実施例では、メモリ・セル105−aは、選択されていないメモリ・セルと呼ばれることがある。アクセス動作は、ディジット線210およびプレート線215をバイアスすることと関連づけられてよい。選択されていないメモリ・セル105−aのセル選択コンポーネント230が非アクティブ化され得るが、漏洩電荷は、(たとえば、ディジット線210を介して)セル選択コンポーネント230を流れ得る。そのような漏洩電荷は、(たとえば、メモリ・セル105−aの中間ノードにおいて、キャパシタ220のセル底部222において)選択されていないメモリ・セル105−a上に蓄積することもあり、または、選択されていないメモリ・セル105−aから流れることもあり、または、バイアス(たとえば、非ゼロ電圧)を、選択されていないメモリ・セル105−aのうちの少なくともいくつかの上で蓄積させることもあり、これは、いくつかの実施例では、選択されていないメモリ・セル105のうちの少なくともいくつかに記憶されたデータの損失を引き起こし得る。
本開示の実施例によれば、動作が、選択されていないメモリ・セル105−a、および漏洩電荷またはバイアスを蓄積した可能性のあるメモリ・セクション110の他のメモリ・セル105からの蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散を促進またはサポートするために、メモリ・セル105−aを含むメモリ・セクション110上で実行されてよい。たとえば、定期的な間隔(たとえば、定期的なセクション選択間隔、定期的な放散間隔、定期的な均等化間隔、定期的な電圧調整間隔)に応じて、メモリ・コントローラ170は、電圧調整動作のためのメモリ・セル105−aを含むメモリ・セクション110を選択し、電圧調整動作の一部として、セル選択コンポーネント230が(たとえば、ワード線205をアクティブ化することによって)アクティブ化されてよい。セル選択コンポーネント230がアクティブ化される間、ディジット線210およびプレート線215は、蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散をサポートする電圧源と結合されてよい。たとえば、ディジット線210とプレート線215は、同じ電圧源と結合されてもよいし、同じ電圧を有する電圧源と結合されてもよいし、選択されていないメモリ・セル105−aにおいて蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散を他の方法でサポートする、電圧を有する電圧源と結合されてもよい。
いくつかの実施例では、漏洩電荷またはバイアスのそのような放散と関連づけられた説明された動作は、電圧調整動作と呼ばれることがある。本明細書において説明された電圧調整動作を実行することによって、メモリ・セクション110のメモリ・セル105において蓄積された漏洩電荷またはバイアスは放散されてよく、これは、メモリ・セクション110の連続アクセス動作にわたっての漏洩電荷またはバイアスの蓄積を軽減または防止し、記憶されたデータを維持するためのメモリ・デバイス100の能力を改善し得る。さらに、定期的な間隔に応じてそのような動作のために特定のメモリ・セクション110を選択することによって、メモリ・デバイスは、たとえば各アクセス動作の後にそのような動作が実行されるときよりも効率的に動作し得る。
図3は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートするメモリ・セル105に関するヒステリシス・プロット300−aおよび300−bを用いた非線形的な電気的性質の一例を示す。ヒステリシス・プロット300−aおよび300−bはそれぞれ、図2を参照して説明されるように強誘電体キャパシタ220を用いるメモリ・セル105に対して、例示的な書き込みプロセスおよび読み出しプロセスを示し得る。ヒステリシス・プロット300−aおよび300−bは、強誘電体キャパシタ220の端子間の、電圧差Vcapの関数として、強誘電体キャパシタ220上に記憶された電荷Qを示す(たとえば、電荷が、電圧差Vcapに応じて強誘電体キャパシタ220へと流入するまたはこれから流出することが可能とされるとき)。たとえば、電圧差Vcapは、キャパシタ220のディジット線側とキャパシタ220のプレート線側との間の電圧の差(たとえば、Vbottom−Vplate)を表すことがある。
強誘電体材料は自発電気分極によって特徴づけられ、材料は、電界の不在下で非ゼロ電荷を維持し得る。強誘電体材料の例としては、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸鉛(PbTiO3)、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220は、これらまたは他の強誘電体材料を含んでよい。強誘電体キャパシタ220内の電気分極は、強誘電体材料の表面における正味電荷をもたらし、強誘電体キャパシタ220の端子を通る反対電荷を引きつける。したがって、電荷は、強誘電体材料の境界面とキャパシタ端子に記憶される。電気分極は、比較的長い時間にわたって、無期限にすら、外部から印加される電界の不在下で維持され得るので、電荷漏洩が、たとえば、従来のDRAMアレイにおいて使用されるキャパシタなどの強誘電体性質をもたないキャパシタと比較して、著しく減少され得る。強誘電体材料を用いることによって、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することがあり、したがって、FeRAMアーキテクチャの論理状態を維持することは、DRAMアーキテクチャの論理状態を維持することよりも実質的に低い電力消費量と関連づけられることがある。
ヒステリシス・プロット300−aおよび300−bは、強誘電体キャパシタ220の単一端子の観点から理解され得る。例として、強誘電体材料が負の分極を有する場合、正の電荷が、強誘電体キャパシタ220の関連づけられた端子に蓄積する。同様に、強誘電体材料が正の分極を有する場合、負の電荷が、強誘電体キャパシタ220の関連づけられた端子に蓄積する。
追加的に、ヒステリシス・プロット300−aおよび300−b内の電圧は、キャパシタ上の電圧差(たとえば、強誘電体キャパシタ220の端子間の電位)を表し、方向性があることが理解されるべきである。たとえば、正の電圧は、正の電圧をパースペクティブ(perspective)端子(たとえば、セル底部222)に印加し、基準端子(たとえば、セル・プレート221)を接地または仮想接地(すなわち約ゼロ・ボルト(0V))に維持することによって、実現されることがある。いくつかの実施例では、負の電圧は、パースペクティブ端子を接地に維持し、正の電圧を基準端子(たとえば、セル・プレート221)に印加することによって、印加されることがある。言い換えれば、正の電圧は、強誘電体キャパシタ220上で負の電圧差Vcapに達し、それによって、問題の端子を負に分極させるために印加されることがある。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が、ヒステリシス・プロット300−aおよび300−bに示される電圧差Vcap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・プロット300−aに示されるように、強誘電体キャパシタ220において使用される強誘電体材料は、強誘電体キャパシタ220の端子間に正味電圧差がないとき、正の分極または負の分極を維持することがある。たとえば、ヒステリシス・プロット300−aは、それぞれ正に飽和された分極状態および負に飽和された分極状態を表し得る、2つの可能な分極状態すなわち電荷状態305−aおよび電荷状態310−bを示す。電荷状態305−aおよび310−aは、残留分極(Pr)値を示す物理的状態にあることがあり、これは、外部バイアス(たとえば、電圧)を除去したときに状態を保つ分極(または電荷)を指し得る。強制的電圧は、電荷(または分極)がゼロである電圧である。ヒステリシス・プロット300−aの例によれば、電荷状態305−aは、電圧差が強誘電体キャパシタ220の上に印加されないとき、論理0を表すことがあり、電荷状態310−aは、電圧差が強誘電体キャパシタ220の上に印加されないとき、論理1を表すことがある。いくつかの実施例では、それぞれの電荷状態の論理値は、メモリ・セル105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得る。
論理0または1は、正味電圧差を強誘電体キャパシタ220の上に印加することによって、強誘電体材料の電気分極を、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・セルに書き込まれ得る。たとえば、電圧315は、正の飽和電圧に等しいまたはこれよりも大きい電圧であることがあり、電圧315を強誘電体キャパシタ220の上に印加することによって、電荷状態305−bが到達される(たとえば、論理1を書き込む)まで電荷蓄積がもたらされることがある。電圧315を強誘電体キャパシタ220から除去すると(たとえば、強誘電体キャパシタ220の端子の上にゼロ正味電圧を印加すると)、強誘電体キャパシタ220の電荷状態は、キャパシタ上のゼロ電圧における電荷状態305−bと電荷状態305−aとの間に示されるパス320をたどることがある。言い換えれば、電荷状態305−aは、正に飽和されている強誘電体キャパシタ220上での均等化された電圧における論理1状態を表し得る。
同様に、電圧325は、負の飽和電圧に等しいまたはこれよりも小さい電圧であることがあり、電圧325を強誘電体キャパシタ220の上に印加することによって、電荷状態310−bが到達される(たとえば、論理0を書き込む)まで電荷蓄積がもたらされ得る。電圧325を強誘電体キャパシタ220から除去すると(たとえば、強誘電体キャパシタ220の端子の上にゼロ正味電圧を印加すると)、強誘電体キャパシタ220の電荷状態は、キャパシタ上のゼロ電圧における電荷状態310−bと電荷状態310−aとの間に示されるパス330をたどることがある。言い換えれば、電荷状態310−aは、負に飽和されている強誘電体キャパシタ220上での均等化された電圧における論理0状態を表し得る。いくつかの実施例では、飽和電圧を表す電圧315と電圧325が、同じ大きさであるが強誘電体キャパシタ220上での反対の極性を有することがある。
強誘電体キャパシタ220の記憶された状態を読み出す、または検知するために、電圧は、強誘電体キャパシタ220の上にも印加されることがある。印加電圧に応答して、強誘電体キャパシタによって記憶されるその後の電荷Qが変化し、変化の程度は、初期分極状態、印加電圧、アクセス・ライン上の真性容量または他の容量、および他の要因に依存し得る。言い換えれば、読み出し動作から生じる電荷状態は、要因の中でもとりわけ、電荷状態305−aが最初に記憶されたか、または電荷状態310−aが最初に記憶されたか、または何らかの他の電荷状態が最初に記憶されたかに依存し得る。
ヒステリシス・プロット300−bは、記憶される電荷状態305−aおよび310−aを読み出すためのアクセス動作の一例を示す。読み出し電圧335は、たとえば、図2を参照して説明されるディジット線210およびプレート線215を介した電圧差として、印加されることがある。ヒステリシス・プロット300−bは、読み出し電圧335が負の電圧差Vcapである(たとえば、Vbottom−Vplateが負である)読み出し動作を示すことがある。強誘電体キャパシタ220上の負の読み出し電圧は、プレート線215が最初は高電圧とされ、ディジット線210が最初は低電圧(たとえば、接地電圧)である、「プレート・ハイ」読み出し動作と呼ばれることがある。読み出し電圧335は、強誘電体キャパシタ220上の負の電圧として示されているが、代替動作では、読み出し電圧は、強誘電体キャパシタ220上の正の電圧であってもよく、これは、「プレート・ロー」読み出し動作と呼ばれることがある。
読み出し電圧335は、メモリ・セル105が(たとえば、図2を参照して説明されるようにワード線205を介してセル選択コンポーネント230をアクティブ化することによって)選択されるとき、強誘電体キャパシタ220の上に印加されることがある。読み出し電圧335を強誘電体キャパシタ220に印加すると、電荷が、関連づけられたディジット線210およびプレート線215を介して強誘電体キャパシタ220へと流入するまたはこれから流出することがあり、異なる電荷状態が、強誘電体キャパシタ220が電荷状態305−a(たとえば、論理1)であったか電荷状態310−a(たとえば、論理0)であったか何らかの他の電荷状態に応じて起こることがある。
電荷状態310−a(たとえば、論理0)である強誘電体キャパシタ220上で読み出し動作を実行するとき、追加の負の電荷が、強誘電体キャパシタ220上に蓄積することがあり、電荷状態は、電荷状態310−cの電荷および電圧に到達するまでパス340をたどることがある。キャパシタ220を流れる電荷の量は、ディジット線210の真性容量または他の容量(たとえば、図2を参照して説明される真性容量240)に関連することがある。
したがって、電荷状態310−aと電荷状態310−cとの間の遷移によって示されるように、結果として生じる強誘電体キャパシタ220上の電圧350は、電荷の所与の変化に対する電圧の比較的大きい変化により、比較的大きい負の値であることがある。したがって、「プレート・ハイ」読み出し動作において論理0を読み出すとき、電荷状態310−cにおける、VPLと(Vbottom−Vplate)の値の合計に等しいディジット線電圧は、比較的低い電圧であることがある。そのような読み出し動作は、電荷状態310−aを記憶した強誘電体キャパシタ220の残留分極を変更しないことがあり、したがって、読み出し動作を実行した後、強誘電体キャパシタ220は、読み出し電圧335が(たとえば、強誘電体キャパシタ220の上にゼロ正味電圧を印加することによって、強誘電体キャパシタ220上の電圧を均等化することによって)除去されたとき、パス340を介して電荷状態310−aに戻ることがある。したがって、電荷状態310−aをもつ強誘電体キャパシタ220上で負の読み出し電圧を用いる読み出し動作を実行することは、非破壊的読み出しプロセスと考えられ得る。
電荷状態305−a(たとえば、論理1)において強誘電体キャパシタ220上で読み出し動作を実行するとき、記憶される電荷は、正味の負の電荷が強誘電体キャパシタ220の上に蓄積するので、極性を逆転させることがあり、電荷状態は、電荷状態305−cの電荷および電圧に到達するまでパス360をたどることがある。強誘電体キャパシタ220を流れる電荷の量は、やはり、ディジット線210の真性容量または他の容量(たとえば、図2を参照して説明される真性容量240)に関連することがある。したがって、電荷状態305−aと電荷状態305−cとの間の遷移によって示されるように、結果として生じる電圧355は、いくつかの場合では、電荷の所与の変化に対する電圧の比較的小さい変化により、比較的小さい負の値であることがある。したがって、「プレート・ハイ」読み出し動作において論理1を読み出すとき、電荷状態305−cにおける、VPLと(Vbottom−Vplate)の値の合計に等しいディジット線電圧は、比較的高い電圧であることがある。
いくつかの実施例では、負の読み出し電圧(たとえば、読み出し電圧335)を用いた読み出し動作は、電荷状態305−aを記憶したキャパシタ220の残留分極の減少または逆転をもたらすことがある。言い換えれば、強誘電体材料の性質により、読み出し動作を実行した後、強誘電体キャパシタ220は、読み出し電圧335が(たとえば、強誘電体キャパシタ220上でゼロ正味電圧を印加することによって、強誘電体キャパシタ220上で電圧を均等化することによって)除去されたとき、電荷状態305−aに戻らないことがある。むしろ、読み出し電圧335を用いた読み出し動作後に強誘電体キャパシタ220の上にゼロ正味電圧を印加するとき、電荷状態は、分極の大きさの正味減少(たとえば、電荷状態305−aと電荷状態305−dとの間の電荷の差によって示される、初期電荷状態305−aよりも小さく正に分極された電荷状態)を示す、電荷状態305−cから電荷状態305−dまでパス365をたどることがある。したがって、電荷状態305−aをもつ強誘電体キャパシタ220上で負の読み出し電圧を用いる読み出し動作を実行することは、破壊的な読み出しプロセスとして説明されてよい。しかしながら、いくつかのセンシング・スキームでは、減少された残留分極が、依然として、飽和残留分極状態(たとえば、電荷状態305−aと電荷状態305−dの両方からの論理1の検出をサポートする)と同じ記憶された論理状態として読み出され、それによって、読み出し動作に関してメモリ・セル105にある程度の不揮発性を提供することがある。
電荷状態305−aから電荷状態305−dまでの遷移は、メモリ・セル105の強誘電体キャパシタ220の分極における部分的減少および/または部分的逆転(たとえば、電荷状態305−aから電荷状態305−dへの電荷Qの大きさの減少)と関連づけられるセンシング動作を示すことがある。いくつかの実施例では、センシング動作の結果としてのメモリ・セル105の強誘電体キャパシタ220の分極の変化の量は、特定のセンシング・スキームに従って選択され得る。いくつかの実施例では、メモリ・セル105の強誘電体キャパシタ220の分極のより大きい変化を有するセンシング動作は、メモリ・セル105の論理状態を検出する際の比較的大きい堅牢さと関連づけられることがある。いくつかのセンシング・スキームでは、電荷状態305−aにおける強誘電体キャパシタ220の論理0を検知することは、分極の完全な逆転をもたらすことがあり、強誘電体キャパシタ220は、センシング動作後に電荷状態305−aから電荷状態310−aに遷移する。
読み出し動作を開始した後の電荷状態305−cおよび電荷状態310−cの位置は、特定のセンシング・スキームおよび回路を含むいくつかの要因に依存することがある。いくつかの場合では、最終電荷は、メモリ・セル105と結合されたディジット線210の正味容量に依存することがあり、これは、真性容量240、積分器キャパシタなどを含んでよい。たとえば、強誘電体キャパシタ220が0Vのディジット線210と電気的に結合され、読み出し電圧335がプレート線に印加された場合、ディジット線210の電圧は、強誘電体キャパシタ220からディジット線210の正味容量に流れる電荷によりメモリ・セル105が選択されたとき、上昇することがある。したがって、センス・コンポーネント150において測定された電圧は、読み出し電圧335、または結果として生じる電圧350もしくは355に等しくないことがあり、代わりに、電荷共有の期間に続くディジット線210の電圧に依存することがある。
読み出し動作を開始するときヒステリシス・プロット300−b上の電荷状態305−cおよび310−cの位置は、ディジット線210の正味容量に依存することがあり、負荷線分析(load−line analysis)を通して決定されることがある。言い換えれば、電荷状態305−cおよび310−cは、ディジット線210の正味容量に関して定義されることがある。その結果、読み出し動作を開始した後の強誘電体キャパシタ220の電圧(たとえば、電荷状態310−aを記憶した強誘電体キャパシタ220を読み出すときの電圧350、電荷状態305−aを記憶した強誘電体キャパシタ220を読み出すときの電圧355)は、異なってよく、強誘電体キャパシタ220の初期状態に依存することがある。
強誘電体キャパシタ220の初期状態(たとえば、電荷状態、論理状態)は、(たとえば、図2を参照して説明される基準線265を介した、または共通アクセス・ラインを介した)基準電圧を用いた読み出し動作から生じるディジット線210(または適用可能な場合、信号線260)の電圧を比較することによって決定されてよい。いくつかの実施例では、ディジット線電圧は、プレート線電圧と強誘電体キャパシタ220上での最終電圧の合計であってよい(たとえば、記憶された電荷状態310−aを有する強誘電体キャパシタ220を読み出すときの電圧350、または記憶された電荷状態305−aを有する強誘電体キャパシタ220を読み出すときの電圧355)。いくつかの実施例では、ディジット線電圧は、読み出し電圧335とキャパシタ220上の最終電圧との間の差であってよい(たとえば、記憶された電荷状態310−aを有する強誘電体キャパシタ220を読み出すときの(読み出し電圧335−電圧350)、記憶された電荷状態305−aを有する強誘電体キャパシタ220を読み出すときの(読み出し電圧335−電圧355))。
いくつかのセンシング・スキームでは、基準電圧は、基準電圧が、異なる論理状態を読み出すことから生じ得る可能な電圧の間にあるように、生成されることがある。たとえば、基準電圧は、論理1を読み出すときに結果として生じるディジット線電圧よりも低く、論理0を読み出すときに結果として生じるディジット線電圧よりも高いように選択されることがある。他の実施例では、比較は、ディジット線が結合される部分とは異なる、センス・コンポーネント150の一部分においてなされることがあり、したがって、基準電圧は、論理1を読み出すときにセンス・コンポーネント150の比較部分における結果として生じる電圧よりも低く、論理0を読み出すときにセンス・コンポーネント150の比較部分における結果として生じる電圧よりも高いように選択されることがある。センス・コンポーネント150による比較中、センシングに基づく電圧は、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、したがって、メモリ・セル105の記憶される論理状態(たとえば、論理0または論理1)が決定されることがある。
センシング動作中、さまざまなメモリ・セル105を読み出すことからの、結果として生じる信号は、さまざまなメモリ・セル105間の製造変動または動作変動の関数であることがある。たとえば、さまざまなメモリ・セル105のキャパシタ220は、異なるレベルの容量または飽和分極を有することがあり、したがって、論理1は、あるメモリ・セルから次のメモリ・セルへの異なるレベルの電荷と関連づけられてよく、論理0は、あるメモリ・セルから次のメモリ・セルへの異なるレベルの電荷と関連づけられてよい。さらに、真性容量または他の容量(たとえば、図2を参照して説明される真性容量240)は、メモリ・デバイス内のあるディジット線210から次のディジット線210へ異なることがあり、同じディジット線上のあるメモリ・セル105から次のメモリ・セル105への観点からすれば、1つのディジット線210内でも変化することがある。したがって、これらおよび他の理由で、論理1を読み出すことは、あるメモリ・セルから次のメモリ・セルへ異なるレベルのディジット線電圧と関連づけられることがあり(たとえば、結果として生じる電圧350は、あるメモリ・セル105から次のメモリ・セル105へ読み出すことによって異なることがある)、論理0を読み出すことは、あるメモリ・セルから次のメモリ・セルへ異なるレベルのディジット線電圧と関連づけられることがある(たとえば、結果として生じる電圧355は、あるメモリ・セル105から次のメモリ・セル105へ読み出すことによってさまざまであることがある)。
いくつかの実施例では、基準電圧は、論理1を読み出すことと関連づけられる電圧の統計的平均と論理0を読み出すことと関連づけられる電圧の統計的平均との間で提供され得るが、基準電圧は、結果として生じる、任意の所与のメモリ・セル105に対する論理状態のうちの1つを読み出すことの電圧に比較的近くてよい。結果として生じる、特定の論理状態を(たとえば、メモリ・デバイスの複数のメモリ・セル105を読み出すための統計値として)読み出すことの電圧と、関連づけられたレベルの基準電圧との間の最小差は、「最小読み出し電圧差」と呼ばれることがあり、低い最小読み出し電圧差を有することは、所与のメモリ・デバイス内のメモリ・セルの論理状態を確実に検知することの困難さと関連づけられ得る。
いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150は自己参照技法を用いるように設計されることがあり、メモリ・セル105自体は、メモリ・セル105を読み出すときに基準信号を提供することに関与する。しかしながら、センス信号と基準信号の両方を提供するために同じメモリ・セル105を使用するとき、センス信号と基準信号は、メモリ・セル105によって記憶される状態を変更しないアクセス動作を実行するとき、実質的に同一であることがある。たとえば、論理1を記憶する(たとえば、電荷状態310−aを記憶する)メモリ・セル105上で自己参照読み出し動作を実行するとき、読み出し電圧335を印加することを含み得る第1のアクセス動作は、パス340をたどることがあり、読み出し電圧335を印加することも含み得る第2の動作も、パス340をたどることがあり、第1のアクセス動作および第2のアクセス動作は、(たとえば、メモリ・セル105の観点からすれば)実質的に同じアクセス信号をもたらすことがある。そのような場合、センス信号と基準信号との間の差に依拠するセンス・コンポーネント150を用いて、メモリ・セル105によって記憶される論理状態を検出するとき、メモリ・デバイスの何らかの他の部分は、アクセス動作が実質的に等しいセンス信号および基準信号を提供し得る場合、そのような差を提供することがある。
本開示によるいくつかの実施例では、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105のセル選択コンポーネント230が非アクティブ化され得るが、漏洩電荷は、それにもかかわらず、メモリ・セクション110の異なる選択されたメモリ・セル105と関連づけられたアクセス動作中にメモリ・セクション110の非アクティブ化されたセル選択コンポーネント230を流れ得る。強誘電体メモリ・セル105の実施例では、漏洩電荷またはバイアスは、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105の強誘電体キャパシタ220(たとえば、セル底部222)において蓄積することがあり、これによって、強誘電体キャパシタ220の分極が変えられ得る。
たとえば、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105の強誘電体キャパシタ220が(たとえば、論理1を記憶する)電荷状態305−aであるとき、メモリ・セクションの選択されたメモリ・セル105上でのアクセス動作(たとえば、選択されたメモリ・セル105のためのプレート・ハイ読み出し動作、選択されたメモリ・セル105上に論理0を書き込むことと関連づけられた書き込み動作)と関連づけられた漏洩電荷によって、選択されていないメモリ・セル105の電荷状態が、パス360の少なくとも一部分をたどることがある。いくつかの実施例では、選択されたメモリ・セル105上での第1のアクセス動作によって、選択されていないメモリ・セルの強誘電体キャパシタ220が、電荷状態305−eに到達することがある(たとえば、電荷状態305−aから電荷状態305−eへの電荷Qの変化によって示される漏洩電荷を蓄積する、電荷状態305−aから電荷状態305−eへの電圧Vcapの変化によって示されるバイアスを蓄積する)。しかしながら、選択されていないメモリ・セル105が、同じメモリ・セクション110の選択されたメモリ・セル105(たとえば、同じ選択されたメモリ・セル105、1つまたは複数の異なる選択されたメモリ・セル105)のためのその後のアクセス動作のために選択されていないままである場合、選択されていないメモリ・セル105は、漏洩電荷またはバイアスが引き続き蓄積するので、たとえば、電荷状態305−cに到達するまで、パス360に沿って継続してよい。
電荷状態305−cは、分極の実質的な損失を表すことがあり、これは、電荷状態305−aと電荷状態305−dとの間の、記憶された電荷の差によって表され得る。言い換えれば、選択されていないメモリ・セル105以外の選択されたメモリ・セルのためのアクセス動作のセットの後で、選択されていないメモリ・セル105上の電圧が均等化される場合、選択されていないメモリ・セル105は、電荷状態305−aよりも実質的に低い分極または電荷を示す、電荷状態305−cから電荷状態305−dまでパス365をたどることがある。いくつかの実施例では、この電荷または分極の損失は、ある論理状態または別の論理状態に関して不確定である電荷状態と関連づけられることがある。いくつかの実施例では、分極が、飽和された分極状態から30%以上(たとえば、電荷状態305−aと関連づけられた電荷Qの70%未満)減少した場合、電荷状態が不確定になることがある。したがって、いくつかの実施例では、漏洩電荷またはバイアスの蓄積の結果としての(たとえば、電荷状態305−cを介した)電荷状態305−aと電荷状態305−dとの間の遷移は、そのような漏洩電荷からのデータの損失を表し得る。
本開示の実施例によれば、動作が、メモリ・セクション110のメモリ・セル105からの漏洩電荷またはバイアスの放散を促進またはサポートするために、メモリ・セクション110上で実行されてよく、これによって、漏洩電荷またはバイアスの蓄積から生じ得るデータ損失が減少または解消し得る。たとえば、メモリ・セクション110の選択されたメモリ・セル105上でのアクセス動作の後、選択されていないメモリ・セル105の電荷状態は、アクセス動作によって引き起こされる漏洩電荷の結果としてパス360の少なくとも一部分をたどることがある。定期的な間隔(たとえば、定期的なセクション選択間隔、定期的な電圧調整間隔、定期的な放散間隔、定期的な均等化間隔であってよい間隔に応じて)、メモリ・コントローラ170は、電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択することがある。電圧調整動作の一部として、メモリ・セクション110のメモリ・セル105の各々のセル選択コンポーネント230が、(たとえば、メモリ・セクション110と関連づけられたワード線205の各々をアクティブ化することによって)アクティブ化されることがある。
セル選択コンポーネント230がアクティブ化される間、メモリ・セクション110の関連づけられたディジット線210およびプレート線215は、蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散をサポートする電圧源と結合されてよい。たとえば、メモリ・セクション110の関連づけられたディジット線210およびプレート線215は、同じ電圧源と結合されてもよいし、同じ電圧(たとえば、接地電圧、ゼロ電圧、非ゼロ電圧)を有する電圧源と結合されてもよいし、メモリ・セクション110のメモリ・セル105において蓄積された漏洩電荷またはバイアスの放散を他の方法でサポートする電圧を有する電圧源と結合されてもよい。言い換えれば、いくつかの実施例では、ゼロ電圧または均等化された電圧がメモリ・セル105上で印加されてよく、これによって、メモリ・セル105が、非ゼロ・バイアスと関連づけられた電荷状態305(たとえば、電荷状態305−e)からゼロ・バイアスをもつ電荷状態305(たとえば、電荷状態305−f)に遷移してよく、これは、ゼロ・キャパシタ電圧Vcapと呼ばれることがある。
いくつかの実施例では、説明された電圧調整動作のためのメモリ・セクション110の選択は、定期的な選択間隔に応じて実行されてよく、そのような間隔は、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105内の分極の比較的小さい損失(たとえば、電荷状態305−aと電荷状態305−fとの間の、記憶される電荷の差)と関連づけられるアクセス動作の量または時間の期間に対応する。いくつかの実施例では、電荷または分極の比較的小さい損失は、関連づけられたメモリ・セルがある論理状態を記憶するのか別の論理状態を記憶するのかに関して確定したままである電荷状態と関連づけられることがある。言い換えれば、いくつかの実施例では、論理1は、電荷状態305−aまたは305−fにおける強誘電体キャパシタ220に関して検出されることがある。したがって、いくつかの実施例では、アクセス動作からの漏洩電荷またはバイアスの蓄積の結果としての電荷状態305−aと電荷状態305−fとの間の遷移は、そのような漏洩電荷またはバイアスにもかかわらずデータが維持されていることを表し得る。いくつかの実施例では、分極が、飽和された分極状態の30%以内である限り、電荷状態が確定することがある(たとえば、特定の論理状態に関して検出可能である状態を依然として表すことがある)。
いくつかの実施例では、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105が電荷状態305−fを記憶する、その後のアクセス動作が実行されることがある。そのような実施例では、メモリ・セクション110の選択されていないメモリ・セル105は、メモリ・セクション110上でのその後のアクセス動作と、その後の均等化、放電動作、または電圧調整動作の、それぞれの結果として、電荷状態305−fと305−eを繰り返すことがある。したがって、本明細書において説明されるセクション・ベースの放散、均等化、または電圧調整動作を実行することによって、メモリ・セクション110のメモリ・セル105において蓄積された漏洩電荷またはバイアスは、メモリ・セクション110上でのさまざまなアクセス動作の後に放散され得る。そのような放散または均等化は、連続アクセス動作にまたがる漏洩電荷またはバイアスの蓄積を軽減または防止し、記憶されたデータを維持するメモリ・デバイス100の能力を改善し得る。さらに、間隔(たとえば、定期的な間隔)に応じてそのような動作のために特定のメモリ・セクション110を選択することによって、メモリ・デバイス100は、たとえば各アクセス動作の後にそのような動作が実行されるときよりも効率的に動作し得る。
図4は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートする例示的なメモリ・デバイスの回路400の一実施例を示す。回路400のコンポーネントは、図1〜図3を参照して説明される対応するコンポーネントの実施例であってよい。
回路400は、メモリ・セル105−bの第1のセット(たとえば、メモリ・セル105−b−11〜105−b−mn)を含む第1のメモリ・セクション110−bを含んでよく、この第1のセットは、m列とn行とを有するメモリ・セル105のアレイを示し得る。メモリ・セル105−bの各々は、第1のメモリ・セクション110−bのワード線205−a(たとえば、ワード線205−a−1〜205−a−nのうちの1つ)、第1のメモリ・セクション110−bのディジット線210−a(たとえば、ディジット線210−a−1〜210−a−mのうちの1つ)、および第1のメモリ・セクション110−bのプレート線215−aと結合されてよい。回路400によって示される一実施例によれば、メモリ・セル105−b−11〜105−b−1nは、第1のメモリ・セクション110−bのディジット線(たとえば、ディジット線210−a−1)および第1のメモリ・セクション110−bのプレート線(たとえば、プレート線215−a)と結合されたまたは第1のメモリ・セクション110−bのディジット線(たとえば、ディジット線210−a−1)と第1のメモリ・セクション110−bのプレート線(たとえば、プレート線215−a)との間に結合された第1のメモリ・セクション110−bのメモリ・セル105のセット(たとえば、列)を表してよい。回路400によって示される別の実施例によれば、メモリ・セル105−b−m1〜105−b−mnは、第1のメモリ・セクション110−bの異なるディジット線(たとえば、ディジット線210−a−m)および第1のメモリ・セクション110−bのプレート線(たとえば、プレート線215−a)と結合されたまたは第1のメモリ・セクション110−bの異なるディジット線(たとえば、ディジット線210−a−m)と第1のメモリ・セクション110−bのプレート線(たとえば、プレート線215−a)との間に結合された第1のメモリ・セクション110−bのメモリ・セル105のセットを表してよい。
回路400は第2のメモリ・セクション110−cも含んでよく、この第2のメモリ・セクションのコンポーネントは、例示の目的かつ本開示における明瞭性のために簡略化されている。第2のメモリ・セクション110−cは、メモリ・セル105−cのセット(たとえば、メモリ・セル105−c−11〜105−c−mn)を含んでよく、このセットも、m列とn行とを有するメモリ・セル105のアレイを示し得る。メモリ・セル105−cの各々は、第2のメモリ・セクション110−cのワード線205−b(たとえば、ワード線205−b−1〜205−b−nのうちの1つ)、第2のメモリ・セクション110−cのディジット線210−b(たとえば、ディジット線210−b−1〜210−b−mのうちの1つ)、および第2のメモリ・セクション110−cのプレート線215−bと結合されてよい。回路400によって示される一実施例によれば、メモリ・セル105−c−11〜105−c−1nは、メモリ・セクション110−cのディジット線(たとえば、ディジット線210−b−1)および第2のメモリ・セクション110−cのプレート線(たとえば、プレート線215−b)と結合されたまたはメモリ・セクション110−cのディジット線(たとえば、ディジット線210−b−1)と第2のメモリ・セクション110−cのプレート線(たとえば、プレート線215−b)との間に結合された第2のメモリ・セクション110−cのメモリ・セル105のセット(たとえば、列)を表してよい。回路400によって示される別の実施例によれば、メモリ・セル105−c−m1〜105−c−mnは、第2のメモリ・セクション110−cの異なるディジット線(たとえば、ディジット線210−b−m)および第2のメモリ・セクション110−cのプレート線(たとえば、プレート線215−b)と結合されたまたは第2のメモリ・セクション110−cの異なるディジット線(たとえば、ディジット線210−b−m)と第2のメモリ・セクション110−cのプレート線(たとえば、プレート線215−b)との間に結合された第2のメモリ・セクション110−cのメモリ・セル105のセットを表してよい。
回路400の実施例では、メモリ・セル105−bおよび105−cの各々は、それぞれのキャパシタ220と、それぞれのセル選択コンポーネント230とを含んでよい。それぞれのキャパシタ220とそれぞれのセル選択コンポーネント230との間のある点(たとえば、ノード、中間ノード、端子)における電圧は、第1のメモリ・セクション110−b全体を通じて示されるように、それぞれのVbottomとして識別され得る。いくつかの実施例では、キャパシタ220のうちの1つまたは複数は、本明細書において説明される強誘電体キャパシタであってよい。メモリ・セクション110−bおよび110−cの各々は、メモリ・セル105をセクションの複数のディジット線210のうちの1つと選択的に結合するように構成されたセクションの複数のワード線205のうちの1つと関連づけられたメモリ・セル105を含むメモリ・セクション110の一実施例であってよい。回路400は、メモリ・セル105と、ディジット線210と、メモリ・セル105をディジット線210のうちの1つと選択的に結合するように構成されたワード線205とを各々が含むメモリ・セクション110を有する装置の一実施例であってよい。回路400は、本開示のさまざまな動作を実行するように動作可能であるメモリ・コントローラ170を有する装置の一実施例であってもよい。
第1のメモリ・セクション110−bと第2のメモリ・セクション110−cの両方が、共通プレート線215−aおよび215−b(たとえば、各メモリ・セクション110のための共通プレート、メモリ・セクション110のメモリ・セル105の各々のための共通ノード)をそれぞれ含むと示されているが、回路400のいくつかの実施例は、メモリ・セル105−bまたは105−cの各行のための別個のプレート線215−aまたは215−b(たとえば、ワード線205の各々と関連づけられた独立してアクセス可能なプレート線215)を含んでもよいし、メモリ・セル105−bもしくは105−cの各列のための別個のプレート線215−aまたは215−b(たとえば、ディジット線210の各々と関連づけられた独立してアクセス可能なプレート線215)を含んでもよい。
ワード線205−aおよび205−bの各々(たとえば、ワード線WL11〜WL1nおよびWL21〜WL2nの各々)は、示されるようにそれぞれのワード線電圧VWLと関連づけられてよく、それぞれの行コンポーネント(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのための行コンポーネント125−b、第2のメモリ・セクション110−cのための行コンポーネント125−c)と結合されてよい。行コンポーネント125−bおよび125−cは、ワード線205−aまたは205−bのうちの1つまたは複数をさまざまな電圧源(図示せず)と結合してよい。たとえば、行コンポーネント125−bは、ワード線205−aのうちの1つまたは複数を、比較的高い電圧(たとえば、0Vよりも大きい電圧であってよい選択電圧)を有する電圧源または比較的低い電圧(たとえば、0Vの接地電圧または負の電圧であってよい選択解除電圧)を有する電圧源と選択的に結合してよい。別の実施例では、行コンポーネント125−bは、ワード線205−aのうちの1つまたは複数を3つの電圧源のうちの1つと選択的に結合してよい。いくつかの実施例では、第1の電圧源はアイドル電圧またはスタンバイ電圧(たとえば、接地電圧、比較的小さい正の電圧)を有することがあり、第2の電圧源は選択電圧(たとえば、接地電圧よりも大きい正の電圧、比較的大きい正の電圧)を有することがあり、第3の電圧源は選択解除電圧(たとえば、接地電圧、負の電圧)を有することがある。いくつかの実施例は、さまざまな動作をサポートするためにワード線均等化電圧源をさらに含むことがあり、このワード線均等化電圧源は第4の電圧源であってよい。本開示によれば、他の実施例も可能である。行コンポーネント125−cは、行コンポーネント125−bに類似した様式でワード線205−bを電圧源と結合してもよいし、または行コンポーネント125−bとは異なる様式でワード線205−bを電圧源と結合してもよい。
ディジット線210−aおよび210−bの各々(たとえば、ディジット線DL11〜DL1mおよびDL21〜DL2mの各々)は、示されるようにそれぞれのディジット線電圧VDLと関連づけられてよく、それぞれのセンス・コンポーネント150(たとえば、センス・コンポーネント150−b、センス・コンポーネント150−c)と結合されてよい。回路400の実施例では、ディジット線210−aおよび210−bの各々は、それぞれのメモリ・セクション110とそれぞれのセンス・コンポーネント150との間の直接接続(たとえば、メモリ・セクション110−bをセンス・コンポーネント150−bと直接的に結合する、メモリ・セクション110−cをセンス・コンポーネント150−cと直接的に結合する)として示されている。メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のための説明されたアクセス・スキームをサポートする回路の他の実施例では、図2を参照して説明されるように、真性容量240、1つもしくは複数の信号発生コンポーネント280、または1つもしくは複数のバイパス線270を含む追加のコンポーネントまたは要素は、メモリ・セクション110およびセンス・コンポーネント150に結合されてもよいし、メモリ・セクション110とセンス・コンポーネント150との間に結合されてもよい。いくつかの実施例では、回路400は、図2を参照して説明される信号線260などの、信号線のセットSL11〜SL1mまたはSL21〜SL2mも含んでよい。
1つまたは複数のプレート線215−aまたは215−b(たとえば、プレート線PL1、プレート線PL2)の各々は、示されるようにそれぞれのプレート線電圧VPLと関連づけられてよく、それぞれのプレート・コンポーネント145(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのためのプレート・コンポーネント145−b、第2のメモリ・セクション110−cのためのプレート・コンポーネント145−c)と結合されてよい。プレート・コンポーネント145−bまたは145−cは、1つまたは複数のプレート線215−aまたは215−bをさまざまな電圧源(図示せず)と結合してよい。たとえば、プレート・コンポーネント145−bは、1つまたは複数のプレート線215−aを、比較的高い電圧(たとえば、0Vよりも大きい電圧であってよいプレート・ハイ電圧)を有する電圧源または比較的低い電圧(たとえば、0Vの接地電圧または負の電圧であってよいプレート・ロー電圧)を有する電圧源と選択的に結合してよい。
行コンポーネント125−b、センス・コンポーネント150−b、およびプレート・コンポーネント145−bは、第1のメモリ・セクション110−bのためのさまざまなアクセス動作(たとえば、読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作、放散動作、均等化動作、電圧調整動作)をサポートするように構成されてよい。たとえば、行コンポーネント125−bは、特定のワード線205−aをアクティブ化するまたはこれに電圧を印加するように構成されてよい。いくつかの実施例では、ワード線205−aをアクティブ化することによって、それぞれのワード線205−aと結合されたメモリ・セル105−bのうちの1つまたは複数のためのセル選択コンポーネント230−aがアクティブ化され得る。たとえば、ワード線205−a−1をアクティブ化することによって、メモリ・セル105−b−11〜105−b−m1(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのメモリ・セル105−bの行)と関連づけられたセル選択コンポーネント230−a−11〜230−a−m1のすべてがアクティブ化され得る。
センス・コンポーネント150−bは、メモリ・セル105−bのそれぞれのメモリ・セルによって記憶された論理状態を検出するように構成されたセンス・アンプ290−aのセットを含んでよい。いくつかの実施例では、センス・アンプ290−aは、それぞれのディジット線電圧VDLを基準線電圧VRLと比較することによって、記憶された論理状態を検出することがあり、この論理状態は、(たとえば、基準線265−aを介して)基準コンポーネント285−aによってセンス・コンポーネント150−bに提供され得る。プレート・コンポーネント145−bは、プレート線215−aのうちの特定の1つもしくは複数をアクティブ化するまたはこれに電圧を印加するように構成されてよい。いくつかの実施例では、行コンポーネント125−b、センス・コンポーネント150−b、プレート・コンポーネント145−b、または基準コンポーネント285−aと関連づけられた動作は、少なくとも一部はメモリ・コントローラ170−bによって制御されてよい。
同様に、行コンポーネント125−c、センス・コンポーネント150−c、およびプレート・コンポーネント145−cは、第2のメモリ・セクション110−cのためのさまざまなアクセス動作(たとえば、読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作、放散動作、均等化動作、電圧調整動作)をサポートするように構成されてよい。いくつかの実施例では、行コンポーネント125−c、センス・コンポーネント150−c、プレート・コンポーネント145−c、または基準コンポーネント285−bと関連づけられた動作は、少なくとも一部はメモリ・コントローラ170−bによっても制御されてよい。
回路400の実施例では、センス・コンポーネント150−bおよび150−cは各々、それぞれのディジット線210−aまたは210−b(たとえば、メモリ・セル105の各列のための別個のセンス・アンプ290)の各々と関連づけられた別個のセンス・アンプ290(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのためのセンス・アンプ290−a、第2のメモリ・セクション110−cのためのセンス・アンプ290−b)を含んでよい。センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、列コンポーネント135、入出力コンポーネント160、またはメモリ・コントローラ170−bなどのメモリ・デバイスの他の部分と(たとえば、図示されない1つまたは複数のI/Oライン295を介して)結合されてよい。センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、図2を参照して説明されるような関連づけられた電圧などの、それぞれの信号電圧Vsigおよびそれぞれの基準電圧Vrefと関連づけられてよい。センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、図2を参照して説明されるものなどの、(たとえば、V0または負の電圧に実質的に等しい接地電圧であってよいVLの電圧を有する)第1のセンス・アンプ電圧源と結合されてよく、(たとえば、VLの電圧よりも大きくてよいVHの電圧を有する)第2のセンス・アンプ電圧源と結合されてよい。
センス・コンポーネント150−bおよび150−cは、いくつかの実施例では、メモリ・セル105−bまたは150−cによって記憶された論理状態を検出するときに読み出し動作と関連づけられた信号をラッチするために使用されてよい。たとえば、そのようなラッチングと関連づけられた電気信号は、たとえばI/Oライン295(図示せず)を介して、センス・コンポーネント150−a(たとえば、センス・アンプ290−a)と入出力コンポーネント160(図示せず)との間で通信されることがある。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150−aおよび150−bは、メモリ・コントローラ170−bと電子通信することがあり、メモリ・コントローラ170−bは、センス・コンポーネント150−aおよび150−bのさまざまな動作を制御し得る。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150に提供された論理信号をアクティブ化することは、センス・コンポーネント150を「イネーブル」にするまたは「アクティブ化」することと呼ばれることがある。いくつかの実施例では、センス・コンポーネント150に提供された論理信号をアクティブ化することは、メモリ・セル105にアクセスした結果を「ラッチ」することと呼ばれることがある、または、それとして知られる動作の一部であることがある。
回路400の実施例では、センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、さまざまなスイッチング・コンポーネントによって回路400のさまざまな部分を選択的に結合または結合解除されてよい。いくつかの実施例では、センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、(たとえば、論理信号をアクティブ化または非アクティブ化することによって)それぞれのセンス・アンプ290−aまたは290−bおよびそれぞれのディジット線210−aまたは210−bを選択的に結合または結合解除するように構成されたスイッチング・コンポーネントを含んでよい。いくつかの実施例では、センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、(たとえば、論理信号をアクティブ化または非アクティブ化することによって)それぞれのセンス・アンプ290−aまたは290−bおよび基準コンポーネント285−aまたは285−bなどの基準源を選択的に結合または結合解除するように構成されたスイッチング・コンポーネントを含んでよい。
いくつかの実施例では、センス・アンプ290−aおよび290−bの各々は、(たとえば、論理信号をアクティブ化または非アクティブ化することによって)それぞれのセンス・アンプ290−aまたは290−bおよびそれぞれの均等化電圧源を選択的に結合または結合解除するように構成されたスイッチング・コンポーネントを含んでよい。いくつかの実施例では、均等化電圧源は、電圧V0を有する共通基準電圧と関連づけられ得る共通接地点(たとえば、シャーシ接地、中性点など)を表すことがあり、共通基準電圧から他の電圧が定義される。
回路400に関して説明される論理信号のうちの任意の1つまたは複数は、メモリ・コントローラ170−bによって提供されてよく、メモリ・コントローラ170−bは、複数のメモリ・セクション110の間で共有されるメモリ・コントローラ170の一実施例であってよい。いくつかのスイッチング・コンポーネントは共通論理信号を共有し得るが、スイッチング・コンポーネントのいずれかは、所与のスイッチング・コンポーネントに固有の論理信号(たとえば、ディジット線210−aまたは210−bのうちの特定の1つに固有の論理信号、メモリ・セル105の特定の行に固有の論理信号、ディジット線210−aまたは210−bのうちの特定の1つに固有の論理信号、メモリ・セル105の特定の列に固有の論理信号)によってアクティブ化または非アクティブ化されてよい。
回路400は、別個の基準電圧源(たとえば、基準コンポーネント285−a、基準コンポーネント285−b)とともに示されているが、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のための説明されるアクセス・スキームをサポートする他の実施形態または構成は自己参照アクセス・スキームを用いてよく、それぞれのメモリ・セル105−bまたは105−cを読み出すための基準電圧は、少なくとも一部は(たとえば、その後の動作において)それぞれのメモリ・セル105−bまたは105−cにアクセスすることによって提供されてよい。そのような実施例では、メモリ・セル105−bまたは150−cは、それぞれのセンス・アンプ290−aまたは290−bの基準ノードと結合されてよい。
メモリ・セクション110−aおよび110−bならびにセンス・コンポーネント150−aおよび150−bは、特定の境界を反映するそれぞれの破線とともに示されているが、そのような境界は、例示のために示されているにすぎない。言い換えれば、本開示によるメモリ・セクション110−aおよび110−bならびにセンス・コンポーネント150−aおよび150−bのうちの1つまたは複数は、回路400に示される破線の境界とは異なる境界を有してよく、したがって、図4の実施例に示されるよりも多いまたは少ないコンポーネントを含んでよい。
一実施例では、メモリ・デバイスは、センス・コンポーネント150−bと結合されたディジット線210の複数のセットを有してよく、これは、列選択コンポーネントまたはレベル選択コンポーネントを介して選択されてよい。たとえば、回路400のディジット線210−a−1〜210−a−mは、センス・コンポーネント150−bと結合されたディジット線の第1のセット(たとえば、列の第1のセット、列の第1のレベル)を示すことがある。ディジット線の別のセット(たとえば、図示されないディジット線210−c−1〜210−c−m)は、ディジット線の第1のセットと類似の構成を有し得るセンス・コンポーネント150−bと結合された(たとえば、図示されないメモリ・セル105の異なるセットと結合された)ディジット線の第2のセット(たとえば、列の第2のセット、列の第2のレベル)を指すことがある。
いくつかの実施例では、メモリ・デバイス100の回路は、ディジット線の第1のセットのディジット線210がセンス・コンポーネント150−bと結合されるかまたはディジット線の第2のセットのディジット線210がセンス・コンポーネント150−bと結合されるかを選択するために、センス・コンポーネント150−bとディジット線の第1のセットおよび第2のセットとの間の列選択コンポーネントまたはレベル選択コンポーネントを含んでよい。いくつかの実施例では、ディジット線210または列の異なるセットが共通ワード線205を共有し得る。言い換えれば、いくつかの実施例では、ワード線205は、ディジット線210の異なるセットまたは列内の、メモリ・セル105のセル選択コンポーネント230(たとえば、行)をアクティブ化し得る。いくつかの実施例では、ディジット線210の異なるセットまたは列は、メモリ・セクション110とセンス・コンポーネント150との間の(たとえば、センス・コンポーネント150と列選択コンポーネントまたはレベル選択コンポーネントとの間の)信号線も共有し得る。したがって、特定のメモリ・セル105は、特定のワード線アドレス、ディジット線アドレスまたは信号線アドレス、および列選択アドレスまたはレベル選択アドレス(たとえば、「Yアドレス」)の組み合わせを用いてアクセスされ得る。
本開示によるさまざまな実施例では、ディジット線の第1のセットおよびディジット線の第2のセットと関連づけられたメモリ・セル105は、同じメモリ・セクション110の一部である(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bに含まれるディジット線210−a−1〜210−a−mおよびディジット線210−c−1〜210−c−m、共通プレート線215−aを共有するディジット線210−a−1〜210−a−mおよびディジット線210−c−1〜210−c−m)と考えられてもよいし、ディジット線の第1のセットおよびディジット線の第2のセットと関連づけられたメモリ・セル105は、異なるメモリ・セクションの一部である(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bに含まれ、プレート線215−aと結合されたディジット線210−a−1〜210−a−m、および別のメモリ・セクション110−dに含まれ、図示されていない別のプレート線215−cと結合されたディジット線210−c−1〜210−c−m)と考えられてよい。
いくつかの場合では、電圧源は、共通電圧供給源および/または接地点に結合されることがあるが、共通電圧供給源または共通接地点と結合された電圧源の各々における電圧は、それぞれの電圧源と関連づけられた共通電圧供給源または共通接地点との間の回路400におけるさまざまな差(たとえば、導体長さ、導体幅、導体抵抗、導体または他の容量)により、異なることがある。
いくつかの実施例では、第1のメモリ・セクション110−bは、第2のメモリ・セクション110−cから絶縁または分離されてよい。たとえば、ディジット線210−aはディジット線210−bから絶縁されてよく、プレート線215−aはプレート線215−bから絶縁されてよく、ワード線205−aはワード線205−bから絶縁されてよい。さまざまな実施例では、行コンポーネント125−bは行コンポーネント125−cから分離されてもよいし、プレート・コンポーネント145−bはプレート・コンポーネント145−cから分離されてもよいし、基準コンポーネント285−aは基準コンポーネント285−bから分離されてもよいし、センス・コンポーネント150−bはセンス・コンポーネント150−cから分離されてもよい。
いくつかの実施例では(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bが第2のメモリ・セクション110−cから絶縁または分離されるとき)、第1のメモリ・セクション110−b上で実行されるアクセス動作は、第2のメモリ・セクション110−cに影響を与えないことがある。言い換えれば、(たとえば、アクセス動作中に)第1のメモリ・セクション110−bに印加される電圧または他の信号は、第2のメモリ・セクション110−cに印加される電圧または他の信号へと転換されないことがあり、その逆も同様である。したがって、漏洩電荷またはバイアスは、メモリ・デバイス100の異なるメモリ・セクション110によって異なるように蓄積することがあり、あるメモリ・セクション110上で実行される電圧調整動作は、別のメモリ・セクション110上で類似の効果を提供しないことがある。本開示の態様によれば、電圧調整動作は、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110上での漏洩電荷またはバイアスの蓄積を軽減するために、セクションごとにさまざまな間隔に従って実行されることがある。
図5は、本開示の態様による、メモリ・デバイスにおいて記憶されたデータを保護するための例示的なアクセス・スキームの動作を示すタイミング図500を示す。タイミング図500は、図4の例示的な回路400のコンポーネントを参照して説明されるが、異なる回路配置とともに実行され得る動作を示すこともある。
タイミング図500の例では、メモリ・セル105−b−11は、選択されたメモリ・セル105(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bの選択されたメモリ・セル105−b)であってよい。言い換えれば、タイミング図500の動作の前またはその間に、メモリ・セル105−b−11は、第1のメモリ・セクション110−bのアクセス動作(たとえば、読み出し動作、いくつかの実施例では再書き込み動作を含むまたはこれが続くことがある)のために、(たとえば、メモリ・コントローラ170−bによって)選択または識別されてよい。第1のメモリ・セクション110−bの他のメモリ・セル105−b(たとえば、図示されないメモリ・セル105−b−12〜105−b−1n)は、タイミング図500の例では、選択されていないメモリ・セル105(たとえば、メモリ・セルの列の選択されていないメモリ・セル105−b)であってよい。タイミング図500の例では、メモリ・セル105−b−11は、最初は、本明細書において(たとえば、図3を参照して)説明される論理1状態を記憶することがある。タイミング図500の例では、選択されていないメモリ・セル105−b−1nも、最初は、本明細書において(たとえば、図3を参照して)説明される論理1状態を記憶することがある。アクセス動作から生じる説明される漏洩に関して、選択されていないメモリ・セル105は「犠牲セル」と呼ばれることがあり、選択されたメモリ・セル105は「攻撃者セル」と呼ばれることがある。
いくつかの実施例では、タイミング図500の動作を開始する前に(たとえば、アイドル期間、アイドル間隔、スタンバイ期間、スタンバイ間隔の間に)、第1のメモリ・セクション110−bのディジット線210−aとプレート線215−aが、同じ電圧でバイアスされることがある。ディジット線210とプレート線215の電圧を一致させることは、第1のメモリ・セクション110−a内の電荷漏洩を最小にし得る。たとえば、タイミング図500の例では、第1のメモリ・セクション110−bのディジット線210−aおよびプレート線215−aは、0Vの初期電圧(たとえば、接地電圧、シャーシ接地電圧、均等化電圧)を有することがあり、この初期電圧は、(たとえば、センス・コンポーネント150−bを介して、プレート・コンポーネント145−bを介して、列コンポーネント135を介して、信号発生コンポーネント280を介して)さまざまな電圧源によって提供され得る。他の実施例では、ディジット線210−aおよびプレート線215−aは、異なる電圧でバイアスされてよく、その電圧は、ディジット線210−aとプレート線215−aとで等しくてもよいし、等しくなくてもよい。
タイミング図500は、行コンポーネント125−bが本明細書において説明される(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bの特定のワード線205−aまたは列をアクティブ化、非アクティブ化、均等化するための)さまざまな動作をサポートするために3つの電圧のうちの1つである電圧(たとえば、バイアス)を第1のメモリ・セクション110−bのワード線205−aの各々に印加するように構成されるアクセス・スキームを示し得る。タイミング図500の動作をサポートするために、行コンポーネント125−bは、ワード線205−aの特定のワード線に特定の電圧印加するために電圧源、電圧供給源、スイッチング・コンポーネント、選択コンポーネント、アンプ、または電圧変換コンポーネントのさまざまな構成を含んでよく、いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ170−bからの信号またはコマンドに応答し得る。
第1の電圧であるV1は、ワード線アイドル電圧またはワード線スタンバイ電圧を表し得る。タイミング図500の例によれば、第1の電圧は、いくつかの場合では、接地電圧または仮想接地電圧であることがあり、たとえば、センス・コンポーネント150−bまたはプレート・コンポーネント145−bの電圧源と同じ電圧供給源またはシャーシ接地と結合されることがある。第1の電圧は、いくつかの条件下で第1のメモリ・セクション110−bのセル選択コンポーネント230−aを非アクティブ化することと関連づけられた値を有することがある。いくつかの実施例では、第1の電圧は、0Vの値を有することがあり、VSSと呼ばれることがある。他の実施例では、第1の電圧は、セル選択コンポーネント230を非アクティブ化するために負の値を有することがあり、VNWLと呼ばれることがある。
第2の電圧であるV2は、セル・アクセス・ワード線電圧を表し得る。タイミング図500の例によれば、第3の電圧は、いくつかの場合では、比較的大きい正の電圧であってよく、(たとえば、読み出し動作のための、書き込み動作のための、再書き込み動作のための、リフレッシュ動作のための)いくつかの条件下で第1のメモリ・セクション110−bのセル選択コンポーネント230−aをアクティブ化するのに十分に大きい大きさを有することがある。いくつかの実施例では、第2の電圧は、(たとえば、読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作のためにメモリ・セル105−bを選択するためにより低い電圧を使用することと比較して)比較的高速なアクセス動作をサポートするために比較的大きい大きさを有するように選択されることがある。いくつかの実施例では、第2の電圧は、3.1Vの値を有することがあり、VCCPと呼ばれることがある。
第3の電圧であるV3は、セル均等化または放散ワード線電圧を表し得る。タイミング図500の例によれば、第3の電圧は、いくつかの場合では、比較的小さい正の電圧であってよく、(たとえば、電圧調整動作のための)いくつかの条件下で第1のメモリ・セクション110−bのセル選択コンポーネント230−aをアクティブ化するのに十分に大きい大きさを有することがある。いくつかの実施例では、第3の電圧は、電圧調整動作または比較的低い電力消費量をもつ他の状態(たとえば、電圧調整動作のためにより高い電圧を使用することと比較して)をサポートするために比較的小さい大きさを有するように選択されてよい。いくつかの実施例では、第3の電圧は、説明された動作中の比較的低いスルー・レート(たとえば、電圧の変化の速度)をサポートするように選択されることがある。いくつかの実施例では、第3の電圧は、1.0V〜1.2Vの値を有することがあり、VPWLまたはVperiと呼ばれることがある。
501では、アクセス動作は、第1のメモリ・セクション110−bのさまざまな初期化動作を含んでもよいし、第1のメモリ・セクション110−bと関連づけられてもよい。たとえば、501では、アクセス動作は、センス・コンポーネント150−bのセンス・アンプ290−aをそれぞれの均等化電圧源から選択的に結合解除すること(たとえば、センス・コンポーネント150−bと関連づけられた論理信号を非アクティブ化することを含み得る、センス・アンプ290−aと接地電圧源との間のスイッチング・コンポーネントを非アクティブ化すること)を含むことがある。したがって、501では、センス・アンプ290−aのためのそれぞれの信号電圧Vsig(たとえば、センス・コンポーネント150−bのアレイ側の電圧)および基準電圧Vref(たとえば、センス・コンポーネント150−bの基準側の電圧)は、ゼロ・ボルトであることがある。
502では、アクセス動作は、第1のメモリ・セクション110−bのプレート線215−a(たとえば、共通プレート、メモリ・セル105−bの共通ノード)の電圧を上昇させることを含んでよい。たとえば、502では、プレート・コンポーネント145−bは、プレート線215−aを比較的高い電圧(たとえば、プレート・ハイ電圧)を有する電圧源と結合することがある。いくつかの実施例では、502では、プレート・コンポーネント145−bは、プレート線215−aを比較的高い電圧を有する電圧源と結合する前に、プレート線215−aをプレート・ロー電圧源(たとえば、接地電圧源、アイドル・プレート線電圧源、スタンバイ・プレート線電圧源)から結合解除することがある。したがって、502では、第1のメモリ・セクション110−bのプレート線電圧VPL,1は、502の前の電圧から増加し得る。
いくつかの実施例では、502の動作は、漏洩電荷を第1のメモリ・セクション110−bの選択されていないメモリ・セル105−bへとまたはこれから駆動することと関連づけられることがある。たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのプレート線215−aとディジット線210−a−1の電圧の差(たとえば、VPL,1−VDL,11)により、漏洩電荷は、メモリ・セル105−b−12〜105−b−1nと関連づけられたセル選択コンポーネント230−a−12(図示せず)〜230−a−1nのうちの1つまたは複数にわたって流れることがある。したがって、漏洩電荷は、キャパシタ220−a−12(図示せず)〜220−a−1nのうちの1つまたは複数へとまたはこれから流れることがあり、これによって、選択されていないメモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの1つまたは複数(たとえば、選択されたメモリ・セル105−bと同じ列のメモリ・セル105−b)によって記憶された電荷状態または論理状態が変わり得る。たとえば、図3を参照して説明される電荷状態305−aと比較して、502の動作は、選択されていないメモリ・セルの強誘電体キャパシタ220−a(たとえば、メモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの1つまたは複数)を、パス360に沿って(たとえば、電荷状態305−eの方へ)移動させることがあり、これは、選択されていないメモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの1つまたは複数の分極の部分的損失を表し得る。
いくつかの実施例では、漏洩電荷は、プレート線215−aの電圧を上昇させた結果として、第1のメモリ・セクション110−bの他の選択されていないメモリ・セル105−b(たとえば、第1のメモリ・セクション110の他の列のメモリ・セル105、メモリ・セル105−b−m1〜105−b−mnのうちのもう1つ)へとまたはこれから駆動されることがある。いくつかの実施例では、メモリ・セクション110のプレート線215の電圧を上昇させたことは、特定のメモリ・セル105が選択されているにせよいないにせよ、メモリ・セクション110のすべてのメモリ・セル105へとまたはこれから漏洩電荷を駆動することと関連づけられ得る。たとえば、何らかの量の漏洩電荷は、セル選択コンポーネント230−a−11が決定されたアクセス動作(たとえば、503におけるワード線選択動作)のためにアクティブ化される前に、502においてプレート線215−aの電圧を第1の電圧から第2のより高い電圧に上昇させた結果として、選択されたメモリ・セル105−b−11へとまたはこれから駆動されることがある。
そのような動作と関連づけられた漏洩電荷は、第1のメモリ・セクション110−bの選択されていないメモリ・セル105−b(たとえば、ディジット線210−a−1と結合された、メモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの任意の1つまたは複数)の電圧挙動によって示され得る。たとえば、電荷漏洩の不在下で、ディジット線210−a−1と結合された選択されていないメモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのセル底部電圧Vbottom,1は、プレート線電圧VPL,1に全体的に従う。しかしながら、タイミング図500の例では、(たとえば、論理1を記憶する)メモリ・セル105−b−1nと関連づけられたセル底部電圧Vbottom,1nは、強誘電体キャパシタ220−a−1nのセル底部からセル選択コンポーネント230−a−1nを通ってディジット線210−a−1への電荷漏洩により、印加電圧VPLほど高く上昇しないことがある。したがって、強誘電体キャパシタ220−a−1n(または、他の選択されていないメモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのいずれかのキャパシタ220−a)は、強誘電体キャパシタ220−a−1nの電荷状態の変化(たとえば、電荷状態305−aから電荷状態305−eに向けての遷移)と関連づけられ得る、ΔVcap,1nによって示される、電圧(たとえば、蓄積された非ゼロ・バイアス)の変化を経験することがある。
いくつかの実施例では、漏洩電荷は、502の後に(たとえば、508の後にプレート線215−aおよびディジット線210−a−1の電圧が均等化されるまで、プレート線215−aおよびディジット線210−a−1の電圧の差がそれぞれのメモリ・セル105−bの強誘電体キャパシタ220−aのキャパシタ電圧Vcapに等しくなるまで)第1のメモリ・セクション110−b内を引き続き流れることがある。強誘電体キャパシタ220−a−1nの電圧の変化は、タイミング図500の動作全体を通して電圧ΔVcap,1nによって引き続き示されることがある。漏洩電荷はセル選択コンポーネント230上での漏洩に関して説明されるが、漏洩は、中間ノードまたは隣接するメモリ・セル105のセル底部222の間を結合した結果でもあることがある(たとえばVbottom,11とVbottom,12との間の差の結果としての漏洩、Vbottom,11とVbottom,21の間の差の結果としての漏洩)。
503では、動作は、第1のメモリ・セクション110−bのワード線選択動作を含んでよい。たとえば、503では、行コンポーネント125−bは、選択されたメモリ・セル105−b−11と関連づけられたワード線205−a−1(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bの選択されたワード線205−a、第1のメモリ・セクション110−bの選択された行)を、第1の電圧(たとえば、V1、ワード線アイドル電圧またはスタンバイ電圧)にバイアスされることから、第2の電圧(たとえば、V2、セル・アクセス・ワード線電圧)にバイアスされることに変更することがある。言い換えれば、503の動作は、ワード線205−a−1に印加されたバイアスにおける遷移(たとえば、VWL,11)を引き起こすまたは開始することを含んでよい、(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bの)ワード線205−a−1をアクティブ化または選択することと関連づけられることがある。いくつかの実施例では、503の動作は、メモリ・セクション110−bのメモリ・セル105−b−11にアクセスすることを決定すること(たとえば、メモリ・コントローラ170−bによる決定)を伴ってもよいし、アクセス動作を実行するためにメモリ・セル105−b−11を識別してもよい。いくつかの実施例では、503の動作は、強誘電体キャパシタ220−a−11をディジット線210−a−1と選択的に結合することと関連づけられることがある。いくつかの実施例では、503の動作は、メモリ・セル105−b−11を選択することと呼ばれることがある。
ワード線205−a−1はセル選択コンポーネント230−a−11と結合されているので、セル選択コンポーネント230−a−11は、503の動作の結果としてアクティブ化され得る。言い換えれば、503の動作の結果として、キャパシタ220−a−11は、ディジット線210−a−1と選択的に結合され得る。したがって、電荷は、メモリ・セル105−b−11によって記憶された論理状態に基づいて(たとえば、キャパシタ220−a−11の分極状態に基づいて)メモリ・セル105−b−11とディジット線210−a−1との間を流れ得る。したがって、タイミング図500の例では、ディジット線210−a−1の電圧(たとえば、VDL,1)は、電荷がディジット線210−a−1と共有されるとき、上昇し得る。いくつかの実施例では(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bがセンス・コンポーネント150−bと結合されているとき)、センス・アンプ290−a−1における信号電圧(たとえば、Vsig,1)も上昇することがあり、503の後でVDL,1に等しいことがある。したがって、503の動作は、行コンポーネント125−b(たとえば、行デコーダ)にワード線205−a−1をアクティブ化させることによって選択されたメモリ・セル105−b−11上でアクセス動作を実行する実施例であることがある。いくつかの実施例では、503の動作は、メモリ・セル105(たとえば、メモリ・セル105−b−21〜105−b−m1)の行内の他のメモリ・セル105上でアクセス動作を実行することとも関連づけられることがある。
504では、動作は、センス・コンポーネント150−bに基準電圧を提供することを含んでよい。たとえば、504では、基準コンポーネント285−aは、第1のメモリ・セクション110−bの基準線265−aを、基準電圧を提供する電圧源と結合することがある。基準電圧は、いくつかの場合では、論理0を記憶するメモリ・セル105−bを読み出すときに生成される信号電圧(たとえば、論理0を読み出すときの論理Vsig)と論理1を記憶するメモリ・セル105−bを読み出すときに生成される信号電圧(たとえば、論理1を読み出すときのVsig)との間の値(たとえば、平均)として選択されることがある。いくつかの実施例では、504では、アクセス動作は、基準電圧を提供する電圧源と基準線265−aを結合する前に基準コンポーネント285−aが基準線265−aを接地電圧源から結合解除することを含んでよい。したがって、504では、基準線265−aの電圧(たとえば、VRL,1)は、504の前の電圧(たとえば、アイドル基準線電圧またはスタンバイ基準線電圧)から増加し得る。いくつかの実施例では、センス・アンプ290−a−1における基準電圧(たとえば、Vref,1)も、上昇することがあり、504の後のVRL,1に等しいことがある。自己参照読み出し動作をサポートするアクセス・スキームの他の実施例(図示せず)では、504において示される動作は、メモリ・セル105−b−11を使用して(たとえば、選択されたメモリ・セル105−bを使用して)基準信号を発生させる1つまたは複数の動作と置き換えられてよい。
505では、動作は、メモリ・セル105−b−11によって記憶された論理状態を検出した結果をラッチすることを含んでよい。たとえば、505では、センス・アンプ290−aは、(たとえば、論理信号をセンス・コンポーネント150−bにアクティブ化することによって)アクティブ化されることがあり、これによって、センス・アンプ290−a−1がハイ・センス・アンプ電圧源(たとえば、電圧VHの電圧源)と結合されることがあり、センス・アンプ290−a−1がロー・センス・アンプ電圧源(たとえば、電圧VLの電圧源)と結合されることがある。いくつかの実施例では、505における動作は、(たとえば、センス・アンプ290−aと第1のメモリ・セクション110−bとの間のスイッチング・コンポーネントを非アクティブ化することによって)センス・アンプ290−aを第1のメモリ・セクション110−bから絶縁(たとえば、結合解除)することを含むことがあり、これによって、センス・アンプ290−a−1の信号ノード291がメモリ・セル105−b−11から絶縁され得る。いくつかの実施例では、505における動作は、(たとえば、センス・アンプ290−aと基準コンポーネント285−aとの間のスイッチング・コンポーネントを非アクティブ化することによって)センス・アンプ290−aを基準コンポーネント285−aから絶縁(たとえば、結合解除)することを含むことがあり、これによって、センス・アンプ290−a−1の基準ノード292が基準コンポーネント285−aから絶縁され得る。いくつかの実施例では、センス・アンプ290−aを第1のメモリ・セクション110−bまたは基準コンポーネント285−bまたは両方から絶縁することは、センス・アンプ290−aをアクティブ化する前に実行されることがある。
タイミング図500の例では、505においてVsig,1がVref,1よりも大きい場合、505の動作の結果として、Vsig,1は電圧VHに上昇することがあり、Vref,1は電圧VLに低下することがある。Vsig,1またはVref,1(たとえば、VHまたはVL)の電圧は、(たとえば、列コンポーネント135に、入出力コンポーネント160に、メモリ・コントローラ170−bに)センス・コンポーネント150−bの出力として提供されてよい。いくつかの実施例では、501〜505の動作のうちの任意の1つまたは複数は、読み出し動作と呼ばれることがある。
506では、動作は、センス・アンプ290−a−1を第1のメモリ・セクション110−bと結合することを含んでよい。たとえば、506では、動作は、センス・アンプ290−a−1と第1のメモリ・セクション110−bとの間のスイッチング・コンポーネントをアクティブ化することを含むことがあり、これによって、センス・アンプ290−a−1の信号ノード291がメモリ・セル105−b−11と結合され得る。したがって、ディジット線210−a−1の電圧(たとえば、VDL,11)は、ハイ・センス・アンプ電圧源(たとえば、VH)の電圧に上昇することがあり、この電圧は、いくつかの実施例では、(たとえば、502においてアクティブ化されるような)プレート線ハイ電圧源の電圧であってもよい。
507では、動作は、第1のメモリ・セクション110−bのプレート線215−aの電圧を低下させることを含んでよい。たとえば、507では、プレート・コンポーネント145−bは、比較的低い電圧(たとえば、プレート線ロー電圧、接地電圧、仮想接地電圧)を有する電圧源とプレート線215−aを結合することがある。いくつかの実施例では、507では、プレート・コンポーネント145−bは、比較的低い電圧を有する電圧源とプレート線215−aを結合する前に、比較的高い電圧を有する電圧源からプレート線215−aを結合解除することがある。したがって、507では、プレート線電圧は、(たとえば、アイドル・プレート線電圧またはスタンバイ・プレート線電圧に戻ると)507の前の電圧から降下することがある。
いくつかの実施例では、506または507の一方または両方の動作は、再書き込み動作と呼ばれてもよいし、メモリ・セル105−b−11の再書き込み動作に含まれてもよい。たとえば、507では、強誘電体キャパシタ220−a−11上に印加される電圧(たとえば、Vcap)は、第1のメモリ・セクション110−bのディジット線210−a−1の電圧(たとえば、VDL,11)とプレート線215−aの電圧(たとえば、VPL,1)との間の差に等しいことがある。いくつかの実施例では、強誘電体キャパシタ220−a−11上に印加される電圧は、正の飽和電圧に対応し得る、図3を参照して説明される電圧315に対応することがある。言い換えれば、506および507の一方または両方の動作は、論理1状態をもつメモリ・セル105−b−11を再書き込みすること(たとえば、タイミング図500の動作の前に記憶されたメモリ・セル105−b−11を論理状態に戻すこと)と関連づけられることがある。したがって、507の動作の後、強誘電体キャパシタ220−a−11は、正に飽和されることがある。他の実施例では、再書き込み動作を含む、501〜507のうちの任意の1つまたは複数の動作は、単一のアクセス動作(たとえば、「読み出しプラス再書き込み」動作)と呼ばれることがある。いくつかの実施例では、506または507の一方または両方の動作は、読み出し動作とは別個に実行されることがあり、代替的に、「書き込み」動作と呼ばれることがある。
いくつかの実施例では、507の動作は、漏洩電荷を選択されていないメモリ・セル105へと駆動することとも関連づけられることがある。たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのディジット線210−a−1およびプレート線215−aの電圧の差(たとえば、VDL,11−VPL,1)により、漏洩電荷は、(たとえば、第1のメモリ・セクション110−bのメモリ・セル105−bの列の)メモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのセル選択コンポーネント230−a−12〜230−a−1nのうちの1つまたは複数にわたって流れることがある。したがって、漏洩電荷は、キャパシタ220−a−12〜220−a−1nのうちの1つまたは複数に流入することがあり、これによって、第1のメモリ・セクション110−bの選択されていないメモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの1つまたは複数によって記憶される論理状態が変えられることがある。
いくつかの実施例では、507の動作と関連づけられた漏洩電荷は、502の動作と関連づけられた漏洩電荷の流れとは反対の方向に流れることがある。言い換えれば、図3を参照して説明される電荷状態305−eと比較して、507の動作は、選択されていないメモリ・セル(たとえば、メモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの1つまたは複数)の強誘電体キャパシタ220−1を、電荷状態305−fの方へ移動させることがある。いくつかの実施例では、漏洩電荷またはバイアスが、507の後に(たとえば、508の後にプレート線215−aおよびディジット線210−a−1の電圧が均等化されるまで、第1のメモリ・セクション110−bのプレート線215−aおよびディジット線210−a−1の電圧の差がそれぞれのメモリ・セル105−bのキャパシタ電圧Vcapに等しくなるまで)引き続き蓄積することがある。
508では、動作は、センス・アンプ290−aの入力ノードを均等化することを含んでよい。たとえば、508では、動作は、センス・アンプ290−aとそれぞれの均等化電圧源との間のスイッチング・コンポーネントをアクティブ化することを含むことがあり、これによって、センス・アンプ290−aがそれぞれの均等化電圧源と選択的に結合されることがある。いくつかの実施例では、508における動作は、センス・コンポーネント150−aを非アクティブ化すること(たとえば、センス・アンプ290−aの入力ノードを均等化する前にセンス・アンプ290−aを非アクティブ化すること)を含むことがある。たとえば、508においてセンス・コンポーネント150−bを非アクティブ化することは、センス・アンプ290−aをハイ・センス・アンプ電圧源(たとえば、電圧VHの電圧源)から結合解除することと、センス・アンプ290−aをロー・センス・アンプ電圧源(たとえば、電圧VLの電圧源)から結合解除することとを含むことがある。したがって、508では、センス・アンプ290−aのための信号電圧Vsigおよび基準電圧Vrefが、ゼロ・ボルトでバイアスされることがある。いくつかの実施例では(たとえば、センス・コンポーネント150−bが第1のメモリ・セクション110−bと結合されるとき)、ディジット線210−aの各々も、508の動作の結果としてゼロ・ボルトでバイアスされることがある。
いくつかの実施例では、508における動作は、センス・アンプ290−aを基準コンポーネント285−aと結合することを含むことがある。たとえば、508における動作は、センス・アンプ290−aと基準コンポーネント285−aとの間のスイッチング・コンポーネントをアクティブ化することを含むことがあり、これによって、センス・アンプ290−aの基準ノード292が基準コンポーネント285−aと選択的に結合されることがある。いくつかの実施例では、基準コンポーネント285−aは、センス・アンプ290−aを基準コンポーネント285−aと結合する前または後に、基準線265−aを接地電圧源と結合することがある。
509では、動作は、選択されたワード線205−a−1を非アクティブ化することを含むことがある。たとえば、509では、行コンポーネント125−bは、選択されたワード線205−a−1を、第2の電圧(たとえば、V2、セル・アクセス・ワード線電圧)でバイアスされることから、第1の電圧(たとえば、V1、ワード線アイドル電圧またはワード線スタンバイ電圧)でバイアスされることに変更することがある。いくつかの実施例では、509の動作は、強誘電体キャパシタ220−a−11をそれぞれのディジット線210−a−1から選択的に結合解除することと関連づけられることがある。
別個の動作が異なるときに起こるように示されているが、いくつかの動作が、同時に出現してもよいし、並行して出現してもよいし、異なる順序で出現してもよい。
いくつかの実施例では、さまざまな動作は、有利には、メモリ・セル105−bの論理状態を検知するための時間の量を減少させるために、同時に開始されることがある。たとえば、502においてプレート線215−aの電圧を上昇させること、503においてワード線205−a−1をアクティブ化すること、または504においてセンス・コンポーネント150−aに基準電圧を提供すること、のうちの任意の2つ以上が、異なる相対的順序で出現してもよいし、重複する持続時間中に出現してもよいし、同時に出現してもよい。
追加的または代替的に、センス・アンプ290−a−1を第1のメモリ・セクション110−bから絶縁することと、センス・アンプ290−aを基準コンポーネント285−aから絶縁することは、異なる順序で出現してもよいし、重複する持続時間中に出現してもよいし、同時に出現してもよい。追加的または代替的に、507において、センス・アンプ290−a−1を第1のメモリ・セクション110−bと結合することと、プレート線215−aの電圧を低下させることは、異なる順序で出現してもよいし、重複する持続時間中に出現してもよいし、同時に出現してもよい。追加的または代替的に、509において、センス・アンプ290−aの入力ノードを均等化すること、センス・アンプ290−aを基準コンポーネント285−aと結合すること、またはワード線205−a−1を選択解除すること、のうちの任意の2つ以上は、異なる順序で出現してもよいし、重複する持続時間中に出現してもよいし、同時に出現してもよい。
509の後の選択されていないメモリ・セル105−bのセル底部電圧(たとえば、Vbottom,1n)によって示されるように、選択されていないメモリ・セル105−a(たとえば、メモリ・セル105−b−12〜105−b−1nのうちの1つまたは複数、他の列の他のメモリ・セル105)のセル選択コンポーネント230−aが非アクティブ化されることがあるが、それにもかかわらず、漏洩電荷は、選択されたメモリ・セル105−b−11と関連づけられたアクセス動作中に(たとえば、501〜509のうちの任意の1つまたは複数の動作中に)それぞれの非アクティブ化されたセル選択コンポーネント230−aを流れることがある。強誘電体メモリ・セル105−bの実施例では、漏洩電荷またはバイアスが、選択されていないメモリ・セル105−bの強誘電体キャパシタ220−aにおいて蓄積することがあり、これによって、強誘電体キャパシタ220−aの分極が(たとえば、509の後のΔVcap,1nの非ゼロ値によって示されるように)変えられ得る。
たとえば、選択されていないメモリ・セル105−b−1nの強誘電体キャパシタ220−a−1nが(たとえば、論理1を記憶する)電荷状態305−aであるとき、選択されたメモリ・セル105−b−11上でのアクセス動作と関連づけられた漏洩電荷またはバイアスは、選択されていないメモリ・セル105−b−1nの電荷状態に、図3を参照して説明されるパス360の少なくとも一部分をたどらせることがある。いくつかの実施例では、選択されたメモリ・セル105−b−11上での第1のアクセス動作(たとえば、501〜509の動作のうちの1つまたは複数)は、強誘電体キャパシタ220−a−1nメモリ・セル105−b−1nを、電圧ΔVcap,1nのレベルに対応し得る、図3を参照して説明される電荷状態305−eに接近または到達させることがある。
選択されていないメモリ・セル105−b−1nが、第1のメモリ・セクション110−bの他の選択されたメモリ・セル105−bのためのその後のアクセス動作(たとえば、509の動作に続く、図示せず)のために選択されていないままである場合、メモリ・セル105−b−1nの電荷状態は、たとえば図3を参照して説明される電荷状態305−cに到達する(たとえば、より大きいΔVcapを蓄積する)まで漏洩電荷またはバイアスが引き続き蓄積するので、パス360に沿って継続することがある。電荷状態305−cは、そのような蓄積された漏洩電荷またはバイアスからメモリ・セル105−b−1nにおけるデータの損失を示し得る、分極の実質的な損失を示すことがある。例示的な実施例では、150ナノ秒ごとにアクセス動作を実行するメモリ・デバイス100の場合、100マイクロ秒は、約667回のアクセス動作に等しいことがある。いくつかの実施例では、連続アクセス動作にわたっての累積的な漏洩は、回路400の漏洩特性に応じて、数十または数百マイクロ秒の時間期間にわたって数百ミリボルト程度であってよい。しかしながら、動作は、選択されていないメモリ・セル105−bからの漏洩電荷またはバイアスの放散を促進またはサポートするために選択されたメモリ・セル105−b上でのアクセス動作の後で(たとえば、501〜509のうちの1つまたは複数の動作の後で)実行されることがあり、これによって、漏洩電荷またはバイアスの蓄積から生じ得るデータ損失が減少または解消され得る。
たとえば、510では、動作は、(たとえば、電圧調整動作のために)第1のメモリ・セクション110−bのワード線205−a−1〜205−a−nの各々をアクティブ化することを含んでよい。たとえば、510では、行コンポーネント125−bは、ワード線205−aの各々が第1の電圧(たとえば、V1、ワード線アイドル電圧またはワード線スタンバイ電圧)でバイアスされることから第3の電圧(たとえば、V3、セル均等化または放散ワード線電圧)でバイアスされることに変化することがある。いくつかの実施例では、510の動作は、強誘電体キャパシタ220−aの各々をそれぞれのディジット線210−aと(たとえば、比較的低い大きさの選択電圧と)選択的に結合することと関連づけられることがある。
いくつかの実施例では、ディジット線210−aおよびプレート線215−aの各々が同じ電圧(たとえば、接地電圧)でバイアスされることがある。したがって、510の動作の結果として、強誘電体キャパシタ220−aの各々は、(たとえば、それぞれのセル選択コンポーネント230−aがワード線アイドル電圧またはワード線スタンバイ電圧によってアクティブ化されたので)均等化されることがある。したがって、510の動作は、行コンポーネント125−b(たとえば、行デコーダ)にワード線205−aのうちの1つまたは複数をアクティブ化させる(たとえば、メモリ・セル105−b上での任意の蓄積された漏洩電荷またはバイアスを放散する)ことによってメモリ・セル105−b−11〜105−b−mnのうちの1つまたは複数上で電圧調整動作を実行する実施例であることがある。したがって、510の動作の後、強誘電体キャパシタ220−aの各々は、(たとえば、それぞれのキャパシタ電圧Vcap=0Vを有する)均等化された状態に戻されることがある。
511では、動作は、ワード線205−a−1〜205−a−nの各々をアイドリングさせることを含んでよい。たとえば、511では、行コンポーネント125−bは、ワード線205−aの各々が第3の電圧(たとえば、V3、セル均等化または放散ワード線電圧)でバイアスされることから第1の電圧(たとえば、V1、ワード線アイドル電圧またはワード線スタンバイ電圧)でバイアスされることに変化することがある。いくつかの実施例では、511の動作は、強誘電体キャパシタ220−aの各々をそれぞれのディジット線210−aと(たとえば、比較的低い大きさの選択電圧と)選択的に結合解除することと関連づけられることがある。いくつかの実施例では、510および511の動作は、総称して電圧調整動作と呼ばれることがある。
511の後のメモリ・セル105−bのセル底部電圧によって示されるように、(たとえば、選択されていないメモリ・セル105−b−1nにおける)蓄積された漏洩電荷またはバイアスが、(たとえば、タイミング図500の終わりのΔVcap,1−nのゼロ値によって示されるように)放散されることがある。したがって、タイミング図500の例によって示されるように、動作は、選択されていないメモリ・セル105からの漏洩電荷の放散を促進またはサポートするために選択されたメモリ・セル105上でのアクセス動作(たとえば、動作501〜509のうちの任意の1つまたは複数)の後に実行されることがあり、これによって、漏洩電荷またはバイアスの蓄積から生じるデータ損失が減少または解消され得る。
タイミング図500に示される動作の順序は例示にすぎず、ステップのさまざまな他の順序および組み合わせが、本開示により実行されてよい。さらに、タイミング図500の動作のタイミングも例示にすぎず、ある動作と別の動作との間の特定の相対的持続時間を示すことを意味するものではない。さまざまな動作は、本開示による、メモリ・デバイスにおいてセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームのさまざまな実施形態において示されるよりも比較的短いまたは比較的長い持続時間または時間間隔にわたって出現してよい。
タイミング図500の論理信号の遷移は、ある状態から別の状態への遷移を示し、一般的には、特定の番号が付与された動作と関連づけられるように、不可能にされた状態または非アクティブ化された状態(たとえば、状態「0」)と可能にされた状態またはアクティブ化された状態(たとえば、状態「1」)との間の遷移を反映する。いくつかの実施例では、状態は、論理信号の特定の電圧(たとえば、スイッチとして動作するトランジスタのゲートに印加された論理入力電圧)と関連づけられることがあり、ある状態から別の状態への電圧の変化は瞬間的でないことがある。むしろ、いくつかの実施例では、論理信号と関連づけられる電圧は、急増挙動に従ってもよいし、経時的にある論理状態から別の論理状態に時定数的(たとえば、対数的または指数関数的)挙動に従ってもよい。
いくつかの実施例では、ある状態から別の状態へのコンポーネントの遷移は、論理信号の電圧レベルまたは論理信号自体の遷移特性を含む、関連づけられた論理信号の特性に基づくことがある。したがって、タイミング図500に示される遷移は、必ずしも瞬間的な遷移を示すとは限らない。さらに、番号が付与された動作における遷移と関連づけられる論理信号の初期状態は、説明された遷移および関連づけられた動作を依然としてサポートしながら、番号が付与された動作に先行するさまざまな時間の間に到着されることがある。論理信号は、論理状態間の遷移として説明されているが、論理信号の電圧は、(たとえば、アクティブ領域内または飽和領域内の)特定の作業点においてコンポーネントを動作させるように選択されてよく、他の論理信号の電圧と同じであってもよいし、異なってもよい。
行コンポーネント125は、タイミング図500の動作をサポートするために、さまざまな手段で構成されることがある。たとえば、行コンポーネント125は、アクセス動作中にワード線205のうちの1つを選択するために正の選択電圧を印加することは、(たとえば、選択電圧または選択解除電圧を印加する前に介在接地電圧印加することを用いてまたは用いずに)アクセス動作中に選択されていないワード線205の各々に負の選択解除電圧を印加することを明示的に伴うように設計されることがある。
別の実施例では、行コンポーネント125は、アクセス動作中にワード線205のうちの1つを選択するために正の選択電圧を印加することが、アクセス動作中に選択されていないワード線205の各々に接地電圧または0V選択解除電圧を印加することを明示的に伴うように設計されることがある。別の実施例では、行コンポーネント125は、アクセス動作中に選択されていないワード線205の各々に選択解除電圧を印加することなく、アクセス動作中にワード線205のうちの1つ単一の選択されたワード線に正の選択電圧印加するために設計されることがある。いくつかの実施例では、行コンポーネントは、ワード線205の各々の上で電圧調整動作を実行するワード線205の各々に選択電圧または他のアクティブ化電圧を別個に印加することがある。
蓄積された電荷またはバイアスを均等化または放散するための説明された動作(たとえば、510および511の動作)は、タイミング図500では、(たとえば、少なくとも1つのアクセス動作を実行することに基づいて)特定のアクセス動作の後に出現すると示されているが、本開示の実施例によるメモリ・デバイスは、そのような動作(たとえば、電圧調整動作)を、セクションごとに(たとえば、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の間で、メモリ・デバイス100内のバンクのセットのうちの1つのメモリ・セクション110の間で)他の期間または間隔に従って実行してよい。そのような期間または間隔に応じてそのような動作のために特定のメモリ・セクション110を選択することによって、メモリ・デバイスは、たとえば各アクセス動作の後、そのような動作が実行されるときよりも効率的に動作し得る。
図6Aおよび図6Bは、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートし得る方法600−aおよび方法600−bを示すフローチャートを示す。方法600−aおよび600−bの動作は、図1〜図5を参照して説明される方法および装置により実行されてよい。いくつかの実施例では、方法600−aまたは600−bの動作は、メモリ・デバイス100、回路200、または回路400内に示される1つまたは複数のコンポーネントによって実施され得る。たとえば、方法600−aまたは600−bの動作は、図1〜図5を参照して説明されるメモリ・コントローラ170、1つもしくは複数の行コンポーネント125、メモリ・デバイス100の他のコンポーネント、またはこれらのさまざまな組み合わせによって、少なくとも一部は実行されてよい。いくつかの実施例では、メモリ・デバイス100、またはその1つもしくは複数のサブコンポーネント(たとえば、メモリ・コントローラ170)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(たとえば、電圧供給源、論理信号、トランジスタ、アンプ、スイッチング・コンポーネント、選択コンポーネント)を制御するために、命令のセットを実行することがある。追加的または代替的に、メモリ・デバイス100、またはその1つもしくは複数のサブコンポーネントは、以下で特殊目的ハードウェアを使用して説明される機能のうちのいくつかまたはすべてを実行してよい。いくつかの実施例では、方法600−aまたは方法600−bは、強誘電体キャパシタ220を含むメモリ・セル105を有するメモリ・デバイス100によって実行されてよい。方法600−aまたは方法600−bは、ワード線のみリフレッシュ(WOR)を実施することと呼ばれることがある。
方法600−aは、本開示の実施例により電圧調整動作(たとえば、放散動作、均等化動作)を実行する一例であってよい。
605では、方法600−aは、メモリ・デバイス100のセクション(たとえば、メモリ・セクション110のセット)と関連づけられたタイマを初期化することを含んでよい。本明細書で使用されるとき、メモリ・セクション110のセットは、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のすべて、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の特定のサブセットのメモリ・セクション110のすべて、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の特定のバンクのメモリ・セクション110のすべて、またはメモリ・セクション110の他のセット(たとえば、方法600−aまたは方法600−bの別個のインスタンスを実行することをサポートし得るメモリ・セクション110のセット)を指すことがある。
いくつかの実施例では、タイマは、電圧調整動作(たとえば、放散動作、均等化動作)専用であることがある。他の実施例では、タイマは、メモリ・コントローラ170の汎用クロックもしくはタイマ、メモリ・デバイス100の何らかの他のコンポーネントの汎用クロックもしくはタイマ、またはメモリ・デバイス100を含むデバイスのタイマもしくはクロック(たとえば、メモリ・デバイスを含むコンピュータのプロセッサ・クロック)を指すことがある。場合によっては、メモリ・デバイス100のセクションと関連づけられたタイマを初期化することは、メモリ・コントローラ170が、汎用タイマもしくはクロックとの接続を確立する、またはメモリ・デバイス100のバスを介して、タイマもしくはクロック情報、もしくは汎用クロックのサイクルを受け取ることなどの、汎用タイマもしくはクロックと関連づけられた信号を受け取るもしくは識別することを指すことがある。さまざまな実施例では、タイマは、秒の単位で、クロック・サイクルの単位で、または他の任意の時間的単位で、時間をカウントしてよい。いくつかの実施例では、タイマは、カウンタと呼ばれることがあり、定期的間隔を全体的に追跡するために使用されることがある。
いくつかの実施例では、605の動作は、メモリ・デバイス100上で実行されるアクセス動作の総数を追跡するカウンタなどの、異なるタイプのカウンタを含むことがある。そのようなカウンタは、(たとえば、メモリ・デバイスのすべてのメモリ・セクション110上で、メモリ・デバイスのメモリ・セクション110のいくつかのサブセットの)メモリ・デバイスによって実行される任意のアクセス動作のカウントを累積することがある、または、そのようなカウンタは、いくつかのタイプのアクセス動作(たとえば、読み出し動作のみ、書き込み動作のみ、書き込み動作および再書き込み動作のみ、プレチャージ動作のみ)のカウントを累積することがある。したがって、さまざまな実施例では、方法600−aは、時間的な間隔に従って実行されてもよいし、非時間的な電圧調整間隔に従って実行されてもよい。
610では、方法600−aは、タイマ(またはカウンタ)の決定された値に基づいて電圧調整動作(たとえば、均等化動作、放散動作)のためにセクションのうちの1つ(たとえば、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のうちの1つ)を選択することを含んでよい。たとえば、回路400のコンポーネントに関して、610では、メモリ・コントローラ170−bは、(たとえば、メモリ・コントローラ170−bの、メモリ・デバイス100の別のコンポーネントの)タイマの決定された値に基づいて(たとえば、回路400を含むメモリ・デバイス100の)電圧調整動作を実行することを決定することがある。本開示のさまざまな実施例によれば、メモリ・コントローラ170−bは、その後、電圧調整動作のために第1のメモリ・セクション110−bまたは第2のメモリ・セクション110−cのどちらかを選択するためにさまざまな基準を適用することがある。
いくつかの実施例では、タイマの決定された値は、持続時間またはメモリ・デバイス100が電源投入されてからの他の間隔(たとえば、第1の電圧調整動作を決定するとき、メモリ・デバイス100に給電した後)を表すまたはこれに基づくことがある。追加的または代替的に、タイマの決定された値は、持続時間または以前の電圧調整動作が実行されてからの他の間隔を表すまたはこれに基づくことがある。そのようなタイマの持続時間は固定されて(たとえば、あらかじめ決定されて、あらかじめ構成されて、不変にされて)もよいし、そのようなタイマの持続時間は可変であってもよい(たとえば、動的、動作条件に基づいて計算される、動作モードまたは動作状態に基づいて決定される)。
いくつかの実施例では、610における動作は、(たとえば、以前の電圧調整動作が実行された以降に)メモリ・デバイス100またはメモリ・デバイス100のバンクの上で実行されるアクセス動作の総数に基づいて、電圧調整動作のためにメモリ・セクション110のうちの1つを選択することを決定することを含むことがある。したがって、いくつかの実施例では、セクション選択動作は、メモリ・デバイス100の10回のアクセス動作ごと、メモリ・デバイス100の100回のアクセス動作ごと、メモリ・デバイス100の1000回のアクセス動作ごとの後などの、メモリ・デバイス100またはメモリ・デバイス100のバンクのアクセス動作の決定された量(たとえば、メモリ・デバイス100のすべてのメモリ・セクション110上での特定のタイプのアクセス動作の量、メモリ・デバイス100のすべてのメモリ・セクション110上でのアクセス動作タイプの特定のセットの量)の後にトリガされることがある。
さまざまな実施例では、メモリ・デバイス100のアクセス動作の決定された量に基づく選択は、タイマと関連づけられた定期的な間隔に基づく選択の代替形態であってもよいし、タイマと関連づけられた定期的な間隔に基づく選択と組み合わされてもよい。たとえば、610における動作は、以前の電圧調整動作または以前の電圧調整動作がしきい値を超えた以降にメモリ・デバイス100によって実行されるアクセス動作の総数以降に経過した持続時間の早い方に基づいて電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択することを決定することを含むことがある。610における動作は、(たとえば、タイマの値に基づいて、カウンタの値に基づいて、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のすべての上で実行されるアクセス動作の数に基づいて、)電圧調整動作、放散動作、もしくは均等化動作を実行するためのメモリ・セクション110を選択することを決定することと呼ばれることがある、またはこれを含むことがある。
いくつかの実施例では、タイマまたはカウンタ(たとえば、電圧調整間隔、電圧調整動作間の持続時間)の決定された値は、メモリ・デバイス100の動作モードに基づくことがあり、いくつかの動作モードは、他の動作モードより短いまたは長い、電圧調整動作間の持続時間と関連づけられることがある。さまざまな実施例では、電圧調整動作間の間隔は、アクセス速度、電圧状態、論理状態、動作温度、電力消費量など、またはこれらの何らかの組み合わせなどの、1つまたは複数の動作条件に基づいて選択または計算されることがある。たとえば、所与の量の時間内に比較的多くのアクセス動作がメモリ・デバイス100によって実行される高速アクセス・モードでは、説明された電圧調整動作と関連づけられたタイマまたはカウンタの決定された値(たとえば、電圧調整動作間隔)は、潜在的な漏洩電荷またはバイアスからのデータ損失を軽減するために(たとえば、動的に、動作モードの機会に応答して)短縮されることがある。所与の量の時間内に比較的少数のアクセス動作がメモリ・デバイス100によって実行されると関連づけられ得る低電力アクセス・モードでは、電圧調整動作間の間隔は、電力消費量(たとえば、ワード線205をアクティブ化することまたはメモリ・セル105上でのバイアスを均等化することと関連づけられた電力消費量)を減少させるために(たとえば、動的に、動作モードの機会に応答して)延長されることがある。
別の実施例では、メモリ・デバイス100は、メモリ・セル105が漏洩電荷またはバイアスに対する感度が高くなり得る条件を検出することがある。そのような条件としては、選択されていないセル選択コンポーネント230がより多くの漏洩を可能にし得る条件、選択されていないメモリ・セル105上でのバイアスが高くなり得る条件、メモリ・セル105のメモリ記憶素子が分極の損失を受けやすくなる条件などがあり得る。したがって、メモリ・デバイス100は、漏洩電荷またはバイアスに対する高められた感度と関連づけられたモードで動作することがある。そのようなモードでは、メモリ・デバイス100は、短縮された電圧調整間隔を使用して、潜在的な漏洩電荷またはバイアスからのデータ損失を軽減し得る。
本開示のさまざまな実施例によれば、さまざまな基準は、(たとえば、電圧調整動作を実行することを決定した後、電圧調整動作を実行するためにメモリ・セクション110を選択することを決定した後)電圧調整動作を実行するために特定のメモリ・セクション110を選択するために使用されることがある。いくつかの実施例では、タイマが、決定された値に到達すると、メモリ・コントローラ170は、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110を調整するための順序(たとえば、逐次的順序、定義された順序、所定の順序)に基づいて、電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択することがある。そのような手法は、「ラウンド・ロビン」または「ブラインド・ラウンド・ロビン」選択と呼ばれることがあり、多くのメモリ・セクション110がメモリ・デバイス100に含まれるような順序づけられた繰り返しもしくは逐次的な繰り返し、またはメモリ・デバイス100の定義された部分に含まれるメモリ・セクション110の数に対応するように構成されることがある。
いくつかの実施例では、方法600−aまたは方法600−bは、(たとえば、610の前に)メモリ・デバイス100のセクションを調整または均等化するためにそのような順序を識別することを含むことがあり、(たとえば、610において)電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択することは、メモリ・セクション110を調整または均等化するための識別された順序に基づくことがある。セクション選択順序は、メモリ・デバイス100内のメモリ・セクション110の構成に基づいてもよいし、これに従って定義されてもよい。セクション選択順序は、メモリ・コントローラ170に記憶されてもよい(たとえば、あらかじめ定義される、書き込まれる、あらかじめロードされる)し、メモリ・コントローラ170によって決定されてもよい(たとえば、計算される、順序づけルールに基づいて識別される、以前の電圧調整動作と関連づけられたメモリ・セクション110に基づいて識別される)。さまざまな実施例では、セクション選択順序は、メモリ・デバイス100の起動または初期化時に決定されてもよいし、(たとえば、動作モードに基づいて、動作特性に基づいて、電圧調整動作を実行するためのメモリ・セクション110のセットの動的決定に基づいて)動的に決定されてもよい。
いくつかの実施例では、セクション選択順序は、(たとえば、メモリ・アレイの横方向次元に沿った、メモリ・アレイの厚さ次元に沿った)メモリ・デバイス100内のメモリ・セクション110の空間構成を考慮することがあり、セクション選択順序は、1つまたは複数の空間方向に沿ったメモリ・セクション110のシーケンス(たとえば、第1のメモリ・セクション110に続いて、空間方向に沿った第2のメモリ・セクション110、それに続いて、空間方向に沿った第3のメモリ・セクション110)をたどる。追加的または代替的に、セクション選択順序は、メモリ・デバイス100内のメモリ・セクション110の論理(たとえば、番号が付けられた)構成を考慮することがあり、このセクション選択順序は、論理構成に応じた逐次的順序に従う(たとえば、メモリ・セクション110の論理番号または他の数字識別情報を増加させる順序に従う)。さまざまな実施例では、空間構成と論理構成は、同等であってもよいし、同等でなくてもよい。
いくつかの実施例では、セクション選択順序は、メモリ・セクションの空間構成または論理構成を考慮することがあるが、順序は、線形順序または増加/減少順序に従わないことがある。たとえば、セクション選択順序は、(たとえば、空間構成に従って、論理構成に従って)第2のメモリ・セクション110で始まり、それに続いて第1のメモリ・セクション110、引き続いて第3のメモリ・セクション110であってよい。
いくつかの実施例では、メモリ・セクション110を調整または均等化するための順序を識別することは、(たとえば、メモリ・セクション110のセットの、電圧調整動作のセットのための)メモリ・セクション110の構成に従ってランダム順序を決定することを含んでよい。さまざまな実施例では、セクション選択順序は、電圧調整動作(たとえば、電荷放散特性、振動信号特性、信号または電圧の安定性)を実行するための特定の電子的特性に基づいて識別または定義されることがある。
ラウンド・ロビン手法による電圧調整動作間の間隔は、電圧調整動作がそれぞれのメモリ・セクション110上で、特定のメモリ・セクション110上でのアクセス動作の激しい群発(heavy burst)を扱うのに十分なほどすばやく実行されるように設定または定義されることがある。
いくつかの実施例では、ラウンド・ロビン手法は、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の異なるサブセットに適用されることがあり、メモリ・デバイス100は、メモリ・セクション110の第1のサブセットの順序に従って電圧調整動作の態様を実行する第1のメモリ・コントローラ170と、メモリ・セクション110の第2のサブセットの順序に従って電圧調整動作の態様を実行する第2のメモリ・コントローラ170とを含むことがある。いくつかの実施例では、メモリ・セクション110の異なるサブセットの異なる順序に従って電圧調整動作を実行する態様が、同じメモリ・コントローラ170によって実行されることがある。
いくつかの実施例では、タイマが、決定された値に到達すると、メモリ・コントローラ170は、最も新しく実行されたアクセス動作と関連づけられたメモリ・セクション110に基づいて電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択することがある。たとえば、メモリ・コントローラ170は、アクセス動作のセットのいずれかによって最も新しく読み込まれた、最も新しく書き込まれた、最も新しく再書き込みされた、最もリフレッシュされた、または最も新しくアクセスされたメモリ・セクション110のレコードまたは標識を記憶または維持することがある。そのような記憶された標識は、そのようなアクセス動作がメモリ・デバイス100上で実行されるたびに更新されてよい。電圧調整動作を実行することを(たとえば、タイマに基づいて、メモリ・デバイス100のアクセス動作の総数に基づいて)決定すると、メモリ・コントローラ170は、電圧調整動作のために、最も新しくアクセスされたメモリ・セクション110を選択することがある。
最も新しくアクセスされたメモリ・セクション110を選択する手法は、「ロウ・ハンマー」手法と呼ばれることがあり、多くのメモリ・セクション110がメモリ・デバイス100に含まれるようなものからの選択、またはメモリ・デバイス100の定義された部分に含まれるメモリ・セクション110の数に対応するように構成されることがある。言い換えれば、ラウンド・ロビン手法のように、ロウ・ハンマー手法も、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の異なるサブセットに適用されることがあり、メモリ・デバイス100は、メモリ・セクション110の第1のサブセットの最も新しくアクセスされたメモリ・セクション110に従って電圧調整動作の態様を実行する第1のメモリ・コントローラ170と、メモリ・セクション110の第2のサブセットの最も新しくアクセスされたメモリ・セクション110に従って電圧調整動作の態様を実行する第2のメモリ・コントローラ170とを含むことがある。いくつかの実施例では、メモリ・セクション110の異なるサブセットの異なるアクセスに従って電圧調整動作を実行する態様が、同じメモリ・コントローラ170によって実行されることがある。
615では、方法600−aは、選択されたセクション(たとえば、選択されたメモリ・セクション110)上で電圧調整動作(たとえば、均等化動作、放散動作)を実行することを含んでよい。たとえば、615では、メモリ・デバイス100は、図5のタイミング図500および図4の回路400を参照して説明される510および511の動作の態様を実行することがある(たとえば、選択されたメモリ・セクション110のワード線を選択またはアクティブ化すること、メモリ・セクション110のメモリ・セル105上でバイアスを均等化すること)。言い換えれば、いくつかの実施例では、方法600−aに関して説明される610の動作(たとえば、電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択すること)は、タイミング図500を参照して説明される509の動作と510の動作との間に(たとえば、メモリ・セクション110のメモリ・セル105上で1つまたは複数のアクセス動作を実行した後、電圧調整動作を実行する前に)出現することがある。したがって、いくつかの実施例では、610の動作は、タイミング図500の509および510の動作を実行する判定またはトリガを指すことがある。
いくつかの実施例では、615において電圧調整動作を実行することは、選択されたメモリ・セクション110の複数のワード線205の各々またはセル選択コンポーネント230の各々をアクティブ化することを含むことがある。いくつかの実施例では、電圧調整動作は、メモリ・コントローラ(たとえば、メモリ・コントローラ170)が、選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル105の各々の記憶素子(たとえば、キャパシタ220)を選択されたメモリ・セクション110のアクセス・ライン(たとえば、ディジット線210)と結合するために、選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル105のうちのそれぞれのメモリ・セル105と関連づけられたスイッチング・コンポーネント(たとえば、セル選択コンポーネント230)をアクティブ化することを含むことがある。
いくつかの実施例では、615においてワード線205またはセル選択コンポーネント230をアクティブ化することは、アクセス動作と関連づけられた選択バイアスよりも小さい大きさをもつ選択バイアスを(たとえば、ワード線205を介して)印加することを含む。たとえば、読み出し動作または書き込み動作などのアクセス動作は、比較的高い大きさのワード線電圧またはセル選択電圧(たとえば、第2の電圧V2、VCCP、3.1V)と関連づけられることがある。比較すると、615において電圧調整動作のためにワード線205またはセル選択コンポーネント230をアクティブ化することは、比較的低い大きさのワード線電圧またはセル選択電圧(たとえば、第3の電圧V3、VPWL、Vperi、1.0V〜1.2V)と関連づけられることがある。したがって、615の電圧調整動作は、アクセス動作と関連づけられた選択電圧よりも小さい大きさを有する選択電圧を印加することを含むことがある。
いくつかの実施例では、615における動作は、選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル105の各々の記憶素子(たとえば、キャパシタ220)にわたってバイアスまたは電圧を均等化することによって選択されたメモリ・セクション110上で均等化動作を実行することと関連づけられることがある。均等化動作を実行することは、選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル105のうちのそれぞれのメモリ・セル105と関連づけられたセル選択コンポーネント230をアクティブ化することによって、選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル105の各々を選択されたメモリ・セクション110のアクセス・ライン(たとえば、ディジット線210)と選択的に結合することを含むことがある。
いくつかの実施例では、メモリ・セル105のそれぞれのメモリ・セル上でバイアスを均等化することは、それぞれのメモリ・セル105と結合されたディジット線210を接地電圧にバイアスすることと、それぞれのメモリ・セル105と結合された共通ノード(たとえば、プレート線215、プレート・コンポーネント145)を接地電圧にバイアスすることとを含むことがある。いくつかの実施例では、メモリ・セル105のそれぞれのメモリ・セル上でバイアスを均等化することは、それぞれのメモリ・セル105と結合されるディジット線210を非ゼロ電圧にバイアスすることと、それぞれのメモリ・セル105と結合された共通ノード(たとえば、プレート線215、プレート・コンポーネント145)を非ゼロ電圧にバイアスすることとを含むことがある。いくつかの実施例では、メモリ・セル105のそれぞれのメモリ・セルの上でバイアスを均等化することは、それぞれのメモリ・セル105と結合されたディジット線210およびそれぞれのメモリ・セル105と結合された共通ノード(たとえば、プレート線215、プレート・コンポーネント145)を同じ電圧源(たとえば、シャーシ接地、接地電圧源、均等化電圧源)に結合することを含むことがある。
図5のタイミング図500を参照して説明される510および511の動作は、第1のメモリ・セクション110−bのワード線205−aの各々が(たとえば、510において)同時にアクティブ化され、(たとえば、511において)同時に非アクティブ化される電圧調整動作の実施例を示し得る。しかしながら、他の実施例では、メモリ・セクション110の電圧調整動作におけるワード線205のアクティブ化または非アクティブ化は、異なる順序または構成で出現することがある。たとえば、さまざまな電圧調整動作は、選択されたメモリ・セクション110のワード線205またはセル選択コンポーネント230の各々を並行してもしくは同時にアクティブ化もしくは非アクティブ化すること、または選択されたメモリ・セクション110セクションの設定されたワード線205の各々を逐次的なワード線順序に従ってアクティブ化もしくは非アクティブ化することを含むことがある。別の実施例では、電圧調整動作は、第1の時間期間中にワード線205の第1のサブセットをアクティブ化することと、第1の時間期間とは異なる(たとえば、異なる時間に始まる、異なる持続時間を有する、重複しない、重複する)第2の時間期間中にワード線205の第2のサブセットをアクティブ化することとを含むことがある。
たとえば、図4の回路400を参照すると、第1のメモリ・セクション110−bのワード線205−aの各々を逐次的な順序でアクティブ化するために、アクティブ化は、ワード線205−a−nをアクティブ化するまで、ワード線205−a−1をアクティブ化すること、次いで、ワード線205−a−2をアクティブ化することなどを含むことがある。そのような逐次的な順序づけのアクティブ化は、重複する(たとえば、ワード線205−a−1のアクティブ化が完了する前にワード線205−a−2がアクティブ化を始める場合)または重複しない(たとえば、ワード線205−a−1のアクティブ化が完了した後にワード線205−a−2がアクティブ化を始める)時間間隔で出現することがある。第1のメモリ・セクション110−bのワード線205−aのすべてを非アクティブ化するために、そのような非アクティブ化も逐次的な順序で出現することがあり、この順序は、アクティブ化順序と同じであってもよいし、これと異なってもよい。上記で論じられたアクティブ化のように、そのような逐次的な順序づけの非アクティブ化も、重複する(たとえば、ワード線205−a−1の非アクティブ化が完了する前にワード線205−a−2が非アクティブ化を始める場合)または重複しない(たとえば、ワード線205−a−1の非アクティブ化が完了した後にワード線205−a−2が非アクティブ化を始める)時間間隔で出現することがある。
本開示によるいくつかの実施例では、電圧調整動作は、ワード線205のアクティブ化または選択をディジット線210のアクティブ化または選択と組み合わせることがある。たとえば、メモリ・デバイス100が、レベル選択コンポーネントまたは列選択コンポーネントを用いて選択され得るメモリ・セクション110のディジット線210の複数のレベルまたは他のサブセットを有するとき、メモリ・セクション110のディジット線210のレベルまたは他のサブセットも、電圧調整動作の一部として選択またはアクティブ化されることがある。いくつかの実施例では、メモリ・セクション110のディジット線210のレベルまたは他のサブセットは各々、逐次的な順序に従って選択またはアクティブ化されることがあり、動作のワード線205のアクティブ化と同じ速度または異なる速度で選択またはアクティブ化される(たとえば、反復される、切り換えられる)ことがある。
一実施例では、電圧調整動作は、「WL高速、DL低速」アクティブ化構成により実行されることがある。言い換えれば、説明される動作は、ワード線205を比較的すばやく、ディジット線210またはディジット線210のセットを比較的ゆっくりと、アクティブ化することを繰り返すことがある。一実施例では、電圧調整動作は、第1のレベルのワード線205または行(たとえば、ディジット線210のサブセット、列のサブセット)の各々をアクティブ化すること、次いで、第2のレベルのワード線205または行の各々をアクティブ化すること、などを含むことがある。ディジット線210の異なるサブセットまたは列の異なるサブセットが共通ワード線を共有する実施例では、電圧調整動作は、ディジット線210の最後のサブセットまたは列のサブセットがアクティブ化されている間に共通ワード線205の各々をアクティブ化するまで、ディジット線210の第1のサブセットまたは列のサブセットがアクティブ化されている間に共通ワード線205の各々のアクティブ化を繰り返すこと、次いで、ディジット線210の第2のサブセットまたは列のサブセットがアクティブ化されている間に共通ワード線205の各々のアクティブ化を繰り返すことを反復すること、などを含むことがある。「DL高速、WL低速」アクティブ化構成により実行される電圧調整動作などの他の実施例が可能である。
615の動作に続いて、方法600−aは、その後の電圧調整動作を実行する決定、および電圧調整動作のためのメモリ・セクション110のその後の選択のために610に戻ってよい。言い換えれば、メモリ・デバイス100は、メモリ・デバイス100の動作全体を通して電圧調整動作を実行するために、反復的な様式で610の動作と615の動作との間を循環してよい。いくつかの実施形態では、615の動作に続いて、または615の動作の一部として、電圧調整タイマまたはカウンタは、610の動作を繰り返す前にタイマまたはカウンタが新しい電圧調整間隔にわたって時間またはカウントを累積し得るように、リセットされることがある。言い換えれば、615の動作を実行した後、610に戻ることは、電圧調整動作タイマまたはカウンタの値に基づくまたはこれによってトリガされることがある。
方法600−bは、本開示の実施例により電圧調整動作(たとえば、放散動作、均等化動作)を実行する別の例であってよい。方法600−bは、電圧調整動作に含まれ得る変形形態の実施例を示し、以下で繰り返されない、方法600−aに関して説明される電圧調整動作の他の変形形態を含んでよい。
655では、方法600−bは、メモリ・デバイス100のセクション(たとえば、メモリ・セクション110のセット)と関連づけられたタイマを初期化することを含んでよい。本明細書で使用されるとき、メモリ・セクション110のセットは、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のすべて、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の特定のサブセットのメモリ・セクション110のすべて、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110の特定のバンクのメモリ・セクション110のすべて、またはメモリ・セクション110の他のセット(たとえば、方法600−aまたは600−bの別個のインスタンスを実行することをサポートし得るメモリ・セクション110のセット)を指すことがある。
660では、方法600−bは、タイマ(またはカウンタ)の決定された値に基づいて均等化動作(たとえば、均等化動作、放散動作)のためにセクションのうちの1つ(たとえば、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のうちの1つ)を選択することを含んでよい。たとえば、回路400のコンポーネントに関して、610では、メモリ・コントローラ170−bは、(たとえば、メモリ・コントローラ170−bの、メモリ・デバイス100の別のコンポーネントの)タイマの決定された値に基づいて均等化動作を実行することを決定することがある。本開示のさまざまな実施例によれば、メモリ・コントローラ170−bは、その後、均等化動作のために第1のメモリ・セクション110−bまたは第2のメモリ・セクション110−cのどちらかを選択するために、さまざまな基準(たとえば、セクション選択順序に従った選択、最も新しくアクセスされたメモリ・セクション110の選択)を適用することがある。
665では、方法600−bは、選択されたセクション(たとえば、選択されたメモリ・セクション110)上で均等化動作を実行することを含んでよい。いくつかの実施例では、均等化動作を実行することは、選択されたセクションのメモリ・セル105の各々の記憶素子(たとえば、キャパシタ220)上でバイアス(たとえば、電圧)を均等化することを含むことがある。たとえば、665では、メモリ・デバイス100は、図5のタイミング図500および図4の回路400を参照して説明される510および511の動作の態様を実行することがある(たとえば、選択されたメモリ・セクション110のワード線を選択またはアクティブ化すること、メモリ・セクション110のメモリ・セル105上でバイアスを均等化すること)。言い換えれば、いくつかの実施例では、方法600−bに関して説明される660の動作(たとえば、均等化動作のためにメモリ・セクション110を選択すること)は、タイミング図500を参照して説明される509の動作と510の動作との間に(たとえば、メモリ・セクション110のメモリ・セル105上で1つまたは複数のアクセス動作を実行した後、均等化動作を実行する前に)出現することがある。したがって、いくつかの実施例では、660の動作は、タイミング図500の509および510の動作を実行する判定またはトリガを指すことがある。
665の動作に続いて、方法600−bは、その後の均等化動作を実行する決定、および均等化動作のためのメモリ・セクション110のその後の選択のために660に戻ってよい。言い換えれば、メモリ・デバイス100は、メモリ・デバイス100の動作全体を通して均等化動作を実行するために、反復的な様式で660の動作と665の動作との間を循環してよい。いくつかの実施例では、665の動作に続いて、または665の動作の一部として、均等化タイマまたはカウンタは、660の動作を繰り返す前にタイマまたはカウンタが新しい均等化間隔にわたって時間またはカウントを累積し得るように、リセットされることがある。言い換えれば、665の動作を実行した後、660に戻ることは、均等化動作タイマまたはカウンタの値に基づくまたはこれによってトリガされることがある。
いくつかの実施例では、メモリ・デバイス100は、ラウンド・ロビン手法により電圧調整動作を並行してまたは同時に実行し、ロウ・ハンマー手法により電圧調整動作を実行する(たとえば、ラウンド・ロビン手法により方法600−aまたは600−bの第1のインスタンスを実行しながら、ロウ・ハンマー手法により方法600−aまたは600−bの第2のインスタンスも実行する)ことがある。たとえば、メモリ・コントローラ170は、所与のメモリ・セクション110上で電圧調整動作間の最大持続時間を設定または定義するためにラウンド・ロビン手法により第1の電圧調整サイクルを実行し、最近アクセスされたメモリ・セクション110上で電圧調整動作をより頻繁に実行するためにロウ・ハンマー手法により第2の電圧調整サイクルも実行することがある。そのような実施例では、異なる電圧調整サイクルのそれぞれの電圧調整動作の実行は、それぞれの電圧調整動作が同時に発生しないようにずらされているが同じ電圧調整間隔に従って、または異なる電圧調整間隔に従って、同時に行われてよい。いくつかの実施例では、メモリ・デバイス100は、メモリ・セクション110の第1のセットのために方法600−aの第1のインスタンスを実行しながら、メモリ・セクション110の第2のセットのために方法600−aの第2のインスタンスも実行することがあり、第1のインスタンスと第2のインスタンスは、同じ手法または構成に従って実行されてもよいし、異なる手法または構成に従って実行されてもよい。
いくつかの実施例では、電圧調整動作(たとえば、放散動作、均等化動作、方法600−aの動作、方法600−bの動作)は、間隔(たとえば、定期的なセクション選択間隔、非定期的なセクション選択間隔)で発生するようにスケジュールされることがあるが、アクセス動作(たとえば、電圧調整動作と関連づけられたワード線205を使用する1つまたは複数のアクセス動作)が電圧調整動作のために識別されたメモリ・セクション110上で実行されている場合、キャンセルまたは上書きされてよい。
方法600−aおよび600−bならびに上記で説明されたそれらの変形形態は可能な実施例を示し、動作およびステップは並べ替えられてもよいし修正されてもよく、本開示によれば他の実施例も可能であることに留意されたい。さらに、説明された方法の異なるインスタンスは、(たとえば、同じメモリ・デバイスによって)同時に実行されてもよいし、重複する時間期間中に実行されてもよいし、重複しない時間期間中に実行されてもよい。いくつかの実施例では、同じメモリ・デバイス100によって実行される説明された方法の異なるインスタンスは、実質的に同じ方法を(たとえば、異なるメモリ・セクション110上で、メモリ・セクション110の異なるセット上で)実行すること、または実質的に異なる方法を(たとえば、異なるメモリ・セクション110上で、メモリ・セクション110の異なるセット上で)実行することを含むことがある。
図7は、本開示の実施例による、メモリ・デバイス内の記憶されたデータを保護することをサポートするセクション・デコーダ710の実施例を含む回路700を示す。いくつかの実施例では、回路700は、図1を参照して説明されるメモリ・デバイス100などのメモリ・デバイスに含まれることがある。いくつかの実施例では、回路700は、図4を参照して説明される回路400などの別の回路のコンポーネントであってよい。いくつかの実施例では、セクション・デコーダ710はメモリ・コントローラ170に含まれることがあり、そのようなセクション・デコーダ710またはメモリ・コントローラ170は、メモリ・デバイス100内のメモリの各「コア」に対して繰り返し現れることがある。
セクション・デコーダ710は、さまざまな電圧調整動作のための制御信号を受け取ることがあり、これらの制御信号としては、ワード線のみリフレッシュ動作(たとえば、電圧調整動作)を指す信号「WOR」があり得る。信号WORは、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のうちの1つの上で電圧調整動作を実行するために(たとえば、メモリ・コントローラ170によって)決定が行われたことを示す、トグルされた信号であってよい。信号WORは、電圧調整動作のための特定のメモリ・セクション110(たとえば、選択されたメモリ・セクション110)のアドレスの標識を含むことがあり、または信号WORは、そのようなメモリ・セクション110の標識を提供する別の信号を伴うことがある。信号WORは、電圧調整動作のために選択された特定のメモリ・セクション110のためのセクション・アクティブ化信号をトリガすることがあり、これは、いくつかの実施例では、選択されたメモリ・セクション110のワード線205と結合されるために(たとえば、電圧調整動作のためのセル選択コンポーネント230のアクティブ化をサポートするために)特定の電圧を選択的に提供するために使用されることがある。
たとえば、セクション・デコーダ710は、メモリ・デバイス100のS個のメモリ・セクション110と関連づけられることがあり、このS個のメモリ・セクション110は、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のすべてであってもよいし、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110のサブセットであってもよい。セクション・デコーダ710は、S個のメモリ・セクション110の各々のための別個の制御ライン720(たとえば、制御ライン720−a〜720−s)を含むことがある。セクション・デコーダ710は、電圧調整動作がS個のメモリ・セクションのうちの1つの上で実行され得るとき、アクティブ化されたWOR信号を受け取ることがあり、セクション・デコーダ710は、その後、関連づけられた制御ライン720を介して、メモリ・セクション110のうちの選択されたメモリ・セクション110のためのアクティブ化されたセクション・アクティブ化信号を提供することがある。いくつかの実施例では、セクション・デコーダ710は、関連づけられた制御ライン720を介して、メモリ・セクション110のうちの選択されていないメモリ・セクション110のための非アクティブ化セクション・アクティブ化信号を提供することもある。
いくつかの実施例では、セクション・デコーダ710は、関連づけられたモリ・セクション110の各々のための可変電圧源750を含むことがあり、可変電圧源750の各々は、それぞれの制御ライン720を介してそれぞれのセクションのためのセクション・アクティブ化信号を受け取ることがある。たとえば、可変電圧源750−aは、第1のメモリ・セクション110と関連づけられることがあり、第1の制御ライン720−aを介して、第1のメモリ・セクション110のためのセクション・アクティブ化信号を受け取ることがある。可変電圧源750は、セクション・デコーダ710の一部として示されているが、他の実施例では、それぞれのメモリ・セクション110のための可変電圧源750は、それぞれのメモリ・セクション110と関連づけられ得る行コンポーネント125に含まれることがある。
第1のメモリ・セクション110が電圧調整動作のために選択されているとき、可変電圧源750−aは、制御ライン720−aを介して、アクティブ化セクション・アクティブ化信号を受け取ることがある。このアクティブ化セクション・アクティブ化信号は、トランジスタ760−aのゲートで受け取られてよく、これが、可変電圧源750−aの出力780−aを電圧「Vperi」と選択的に結合し得る。電圧Vperiは、電圧調整動作中にワード線205またはセル選択コンポーネント230をアクティブ化するための電圧(たとえば、第3の電圧V3)を表してよく、アクセス動作と関連づけられた電圧よりも小さい電圧を有することがある。電圧Vperiにおける出力780−aは、メモリ・セクション110のワード線205が電圧調整動作中に電圧Vperiを用いてアクティブ化され得るように、選択されたメモリ・セクション110のための行コンポーネント125に提供されることがある。
第1のメモリ・セクション110が電圧調整動作のために選択されていないとき、可変電圧源750−aは、制御ライン720−aを介して、非アクティブ化セクション・アクティブ化信号を受け取ることがある。この非アクティブ化セクション・アクティブ化信号は、トランジスタ765−aのゲートで反転されて受け取られてよく、これが、可変電圧源750−aの出力780−aを電圧「VNWL」と選択的に結合し得る。電圧VNWLは、ワード線205またはセル選択コンポーネント230を非アクティブ化するための電圧(たとえば、第1の電圧V1)を表してよく、接地電圧またはメモリ・デバイス100のセル選択コンポーネント230のスタンバイ状態もしくは選択解除状態と関連づけられた負の電圧を有することがある。電圧VNWLにおける出力780−aは、メモリ・セクション110のワード線205が(たとえば、スタンバイ状態中に、異なるメモリ・セクション110上で電圧調整動作が実行されている間隔中に)電圧VNWLを用いて非アクティブ化または選択解除され得るように、メモリ・セクション110のために行コンポーネント125に提供されることがある。
いくつかの実施例では、メモリ・セクション110のアクセス動作をサポートするために、メモリ・セクション110のための行コンポーネント125は、メモリ・セクション110のそれぞれのワード線205を、アクセス動作中にそれぞれのワード線205が選択解除もしくは非アクティブ化されたときの電圧VNWL(たとえば、出力780を介して提供される)、またはアクセス動作中にそれぞれのワード線205が選択もしくはアクティブ化されるときの異なる選択電圧(たとえば、第2の電圧V2、Vperiよりも高い大きさをもつ電圧)のどちらかと選択的に結合することがある)。異なる選択電圧が、異なるコンポーネント(たとえば、行コンポーネント125、メモリ・デバイス100の共通高電圧源)によって提供されることがあり、この異なるコンポーネントは、セクション・デコーダ710の外部のコンポーネントであってよい。
いくつかの実施例では、トランジスタ760および765は比較的弱いドライバであってよく、これは、比較的遅いスルー・レート(たとえば、出力780における電圧の変化率)をサポートすることがある。たとえば、比較的弱いトランジスタ760は、電圧Vperiに比較的遅い電圧ランプ(ramp)を提供することがある。いくつかの実施例では、可変電圧源750は、別のトランジスタ775のゲートと結合されたNORゲート770も含むことがあり、NORゲート770は、出力780−aと電圧VNWLとの別の選択的結合を提供し得る。トランジスタ775は、比較的強いドライバであってよく、これは、一定の遷移下で比較的速いスルー・レートをサポートし得る。たとえば、比較的強いトランジスタ775は、電圧VNWLに比較的速い電圧ランプを提供することがある。
したがって、回路700は、それぞれのメモリ・セクション110が電圧調整動作のために選択されているかどうかに基づいて、メモリ・セクション110に異なる電圧(たとえば、VperiまたはVNWL)を選択的に提供する実施例であってよい。セクション・デコーダまたは可変電圧源の他の実施例は、説明されるセクション・ベースの電圧調整動作をサポートするように実施されてよく、関連づけられたコンポーネントは、メモリ・コントローラ170、行コンポーネント125、またはメモリ・デバイス100の他の部分の間にさまざまな様式で分散されてよい。
図8は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートし得るメモリ・デバイス805のブロック図800を示す。メモリ・デバイス805は、電子メモリ装置と呼ばれることがあり、図1を参照して説明されるメモリ・デバイス100のコンポーネントの一実施例であることがある。
メモリ・デバイス805は、図1〜図7を参照して説明される(たとえば、メモリ・セクション110の)メモリ・セル105の一実施例であり得る1つまたは複数のメモリ・セル810を含んでよい。メモリ・デバイス805は、メモリ・コントローラ815と、ワード線820と、プレート線825と、センス・コンポーネント835と、ディジット線840も含んでよい。これらのコンポーネントは、互いと電子通信してよく、本明細書において本開示の態様により説明される機能のうちの1つまたは複数を実行し得る。いくつかの場合では、メモリ・コントローラ815は、バイアシング・コンポーネント850と、タイミング・コンポーネント855とを含んでよい。
メモリ・コントローラ815は、ワード線820、プレート線825、ディジット線840、およびセンス・コンポーネント835と電子通信してよく、これらは、図1〜図7を参照して説明されるワード線205、プレート線215、ディジット線210、およびセンス・コンポーネント150の実施例であり得る。いくつかの実施例では、メモリ・デバイス805は、本明細書において説明されるI/Oコンポーネント160の一実施例であってよいラッチ845も含んでよい。メモリ・デバイス805のコンポーネントは、互いと電子通信してよく、図1〜図7を参照して説明される機能の実施形態を実行し得る。いくつかの場合では、センス・コンポーネント835またはラッチ845は、メモリ・コントローラ815のコンポーネントであってよい。
いくつかの実施例では、ディジット線840は、(たとえば、本明細書において説明されるように、信号発生コンポーネント280を介して、バイパス線270を介して)センス・コンポーネント835と、メモリ・セル810の強誘電体キャパシタと電子通信することがある。メモリ・セル810は、論理状態(たとえば、第1の論理状態または第2の論理状態)とともに書き込み可能であることがある。ワード線820は、メモリ・コントローラ815(たとえば、メモリ・コントローラ815の行デコーダ)およびメモリ・セル810のセル選択コンポーネント(たとえば、スイッチング・コンポーネント、トランジスタ)と電子通信し得る。プレート線825は、メモリ・コントローラ815およびメモリ・セル810の強誘電体キャパシタのプレートと電子通信し得る。センス・コンポーネント835は、メモリ・コントローラ815、ディジット線840、およびラッチ845と電子通信し得る。いくつかの実施例では、共通アクセス・ラインは、信号線および基準線の機能を提供することがある。センス制御ライン865は、センス・コンポーネント835およびメモリ・コントローラ815と電子通信し得る。これらのコンポーネントは、他のコンポーネント、接続、またはバスを介して、上記で列挙されていないコンポーネントに加えて、メモリ・デバイス805の内部、または外部、またはその両方にある他のコンポーネントとも電子通信してよい。
メモリ・コントローラ815は、本明細書において説明されるメモリ・コントローラ170の一実施例であることがあり、さまざまなノードに電圧を印加することによってワード線820、プレート線825、またはディジット線840をアクティブ化するように構成されてよい。たとえば、バイアシング・コンポーネント850は、上記で説明されたように、メモリ・セル810を読み出すまたは書き込むようにメモリ・セル810を動作させるために電圧を印加するように構成されてよい。いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ815は、図1〜図7を参照して説明されるように、行コンポーネント125、列コンポーネント135、またはプレート・コンポーネント145のうちの1つまたは複数を含んでもよいし、行コンポーネント125、列コンポーネント135、またはプレート・コンポーネント145に関して説明される1つまたは複数の動作を実行してもよいし、行コンポーネント125、列コンポーネント135、プレート・コンポーネント145、またはそれらの組み合わせと通信してもよく、これによって、メモリ・コントローラ815が1つまたは複数のメモリ・セル810にアクセスすることが可能にされ得る。バイアシング・コンポーネント850は、メモリ・セル810と結合するための電圧(たとえば、電圧源)を提供し得る。追加的または代替的に、バイアシング・コンポーネント850が、センス・コンポーネント835または基準コンポーネント830の動作のための電圧(たとえば、電圧源)を提供することがある。
いくつかの場合では、メモリ・コントローラ815は、タイミング・コンポーネント855を使用して、その動作のうちの1つまたは複数を実行することがある。たとえば、タイミング・コンポーネント855は、本明細書において論じられる(たとえば、図5のタイミング図500を参照して説明される動作による)読み出しおよび書き込みなどのメモリ機能を実行するためのスイッチングおよび電圧印加のためのタイミングを含む、さまざまなワード線選択またはプレート・バイアシングのタイミングを制御することがある。いくつかの場合では、タイミング・コンポーネント855は、バイアシング・コンポーネント850の動作を制御することがある。いくつかの場合では、タイミング・コンポーネント855は、メモリ・デバイス805のメモリ・セクション110と関連づけられたタイマを含むことがある。
センス・コンポーネント835は、メモリ・セル810(たとえば、ディジット線840を介した)からのセンス信号を基準信号(たとえば、基準線860を介して基準コンポーネント830から、メモリ・セル810から)と比較することがある。論理状態を決定すると、センス・コンポーネント835は、次いで、ラッチ845に出力を記憶することがあり、それは、メモリ・デバイス805を含み得る電子デバイスの動作により使用されることがある。センス・コンポーネント835は、ラッチおよび強誘電体メモリ・セルと電子通信する1つまたは複数のアンプを含んでよい。
メモリ・コントローラ815、またはそのサブコンポーネントは、ハードウェアで実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるコード(たとえば、ソフトウェア、ファームウェア)で実施されてもよいし、任意のこれらの組み合わせで実施されてもよい。プロセッサによって実行されるコードで実施される場合、メモリ・コントローラ815、またはそのサブコンポーネントの機能は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、または本開示において説明される機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせによって実行されてよい。
メモリ・コントローラ815、またはそのサブコンポーネントは、機能の部分が1つまたは複数の物理デバイスによって異なる物理的場所で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配置されてよい。いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ815、またはそのサブコンポーネントは、本開示のさまざまな実施形態による別個の異なるコンポーネントであってよい。他の実施例では、メモリ・コントローラ815、またはそのサブコンポーネントは、限定するものではないが、I/Oコンポーネント、トランシーバ、ネットワーク・サーバ、別のコンピューティング・デバイス、本開示において説明される1つもしくは複数の他のコンポーネント、または本開示のさまざまな実施形態によるこれらの組み合わせを含む、1つまたは複数の他のハードウェア・コンポーネントと組み合わされることがある。メモリ・コントローラ815は、図10を参照して説明されるメモリ・コントローラ1015の一実施例であることがある。
いくつかの実施例では、その任意のサブコンポーネントを含めて、メモリ・コントローラ815は、メモリ・デバイス805におけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームの説明される実施例をサポートすることがある。たとえば、メモリ・デバイス805は、ディジット線840およびプレート線825と結合された複数のメモリ・セル810を含むことがある。いくつかの実施例では、複数のメモリ・セル810の各々は、複数のメモリ・セルのそれぞれの1つをディジット線840と選択的に結合するように構成されたセル選択コンポーネントを含むことがある。メモリ・デバイスは、各々が複数のメモリ・セルのそれぞれ1つのセル選択コンポーネントと結合されたワード線820を含むことがある。メモリ・デバイス805は、複数のワード線の各々と結合された行デコーダも含むことがあり、行デコーダは、メモリ・コントローラ815内に含まれてもよいし、メモリ・コントローラ815と通信する別個のコンポーネントであってもよい。
本開示の実施形態によれば、メモリ・コントローラ815は、メモリ・デバイス805のメモリ・セクション110上で電圧調整動作を実行するように動作可能であってよい。いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ815は、行デコーダに選択されたメモリ・セクション110のワード線820の各々をアクティブ化させることによって、そのような動作を実行することがある。いくつかの実施例では、メモリ・コントローラ815は、選択されたメモリ・セクション110のメモリ・セル810の各々の記憶素子(たとえば、強誘電体キャパシタ)にわたってバイアスを均等化することによって、そのような動作を実行することがある。
図9は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートし得るメモリ・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を参照して説明されるメモリ・コントローラ170または図8を参照して説明されるメモリ・コントローラ815の一実施例であることがある。メモリ・コントローラ915は、バイアシング・コンポーネント920とタイミング・コンポーネント925を含んでよく、これらは、図8を参照して説明されるバイアシング・コンポーネント850およびタイミング・コンポーネント855の実施例であってよい。メモリ・コントローラ915は、電圧セレクタ930と、メモリ・セル・セレクタ935と、センス・コントローラ940も含んでよい。これらのモジュールの各々は、(たとえば、1つまたは複数のバスを介して)直接的にまたは間接的に、互いと通信してよい。
電圧セレクタ930は、メモリ・デバイスのさまざまなアクセス動作をサポートするために電圧源の選択を開始することがある。たとえば、電圧セレクタ930は、図7を参照して説明されるセクション・デコーダ710に提供される制御信号、または図1〜図5を参照して説明される行コンポーネント125、プレート・コンポーネント145、センス・コンポーネント150、もしくは基準コンポーネント285−aに提供され得る制御信号などの、さまざまなスイッチング・コンポーネントまたは電圧源をアクティブ化または非アクティブ化するために使用される制御信号を生成またはトリガすることがある。たとえば、電圧セレクタ930は、図5のタイミング図500に示されるワード線205、ディジット線210、またはプレート線215の電圧を選択する(たとえば、イネーブルにする、ディスエーブルにする)ための論理信号のうちの1つまたは複数を生成することがある。
メモリ・セル・セレクタ935は、アクセス動作(たとえば、読み出し動作、書き込み動作、再書き込み動作、リフレッシュ動作、均等化動作、放散動作)のためにメモリ・セルを選択することがある。いくつかの実施例では、メモリ・セル・セレクタ935は、メモリ・デバイスのメモリ・セクション110をアクティブ化または非アクティブ化するために使用される論理信号を生成することがある。いくつかの実施例では、メモリ・セル・セレクタ935は、図2〜図5を参照して説明されるセル選択コンポーネント230などのセル選択コンポーネントをアクティブ化または非アクティブ化するために使用される論理信号を生成することがある。いくつかの実施例では、メモリ・セル・セレクタ935は、図5のタイミング図500に示されるワード線電圧VWLを開始または制御することがある。
センス・コントローラ940は、図1〜図5を参照して説明されるセンス・コンポーネント150などのセンス・コンポーネントのさまざまな動作を制御することがある。たとえば、センス・コントローラ940は、図4および図5を参照して説明される、センス・コンポーネント150とメモリ・セクション110との間のスイッチング・コンポーネントまたは基準コンポーネント285などの、センス・コンポーネント絶縁コンポーネントをアクティブ化または非アクティブ化するために使用される論理信号(たとえば、絶縁信号)を生成することがある。いくつかの実施例では、センス・コントローラ940は、センス・コンポーネント150のまたはアクセス・ラインのノードを均等化するために使用される論理信号(たとえば、均等化信号)を生成することがある。いくつかの実施例では、センス・コントローラ940は、センス・コンポーネントをセンシング電圧源と結合もしくは結合解除するために、またはセンス・コンポーネントを入出力コンポーネント160もしくはラッチ845と結合もしくは結合解除するために使用される論理信号を生成することがある。したがって、いくつかの実施例では、センス・コントローラ940は、図5のタイミング図500を参照して説明される論理信号を生成することがある。
いくつかの実施形態では、センス・コントローラ940は、センス・アンプの第1のノードの電圧をセンス・アンプの第2のノードの電圧と比較することがあり、これらの電圧は、読み出し動作の1つまたは複数のアクセス動作を用いてメモリ・セルにアクセスすることに基づく(たとえば、これから生じる)。センス・コントローラ940は、結果として生じる電圧を比較することに基づいて、メモリ・セルと関連づけられる論理値を決定することがある。いくつかの実施例では、センス・コントローラ940は、メモリ・セルと関連づけられる論理値を決定するために、別のコンポーネントに信号を提供することがある。
図10は、本開示のさまざまな実施形態による、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキームをサポートし得るデバイス1005を含むシステム1000の図を示す。デバイス1005は、上記で、たとえば、図1を参照して説明されたメモリ・デバイス100のコンポーネントの一実施例であってもよいし、これを含んでもよい。デバイス1005は、メモリ・コントローラ1015と、メモリ・セル1020と、基本入出力システム(BIOS)コンポーネント1025と、プロセッサ1030と、I/Oコンポーネント1035と、周辺機器コンポーネント1040とを含む、通信を送信および受信するためのコンポーネントを含む、双方向通信のためのコンポーネントを含んでよい。これらのコンポーネントは、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、本明細書において説明される1つまたは複数のメモリ・セルを動作させることがある。具体的には、メモリ・コントローラ1015は、メモリ・セルにアクセスするまたは電圧調整動作を実行するための説明されたセンシング・スキームをサポートするように構成されることがある。いくつかの場合では、メモリ・コントローラ1015は、図1〜図5を参照して説明されるように、行コンポーネント、列コンポーネント、プレート・コンポーネント、またはそれらの組み合わせを含むことがある。
メモリ・セル1020は、図1〜図8を参照して説明されるメモリ・セル105または810の一実施例であることがあり、本明細書において説明される(たとえば、の論理状態の形で)情報を記憶し得る。
BIOSコンポーネント1025は、さまざまなハードウェア・コンポーネントを初期化および実行し得る、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・コンポーネントであってよい。BIOSコンポーネント1025は、プロセッサと、周辺機器コンポーネント、I/O制御コンポーネントなどのさまざまな他のコンポーネントとの間のデータの流れも管理することがある。BIOSコンポーネント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に記憶されたプログラムまたはソフトウェアを含んでよい。
プロセッサ1030としては、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、中央処理ユニット(CPU)、マイクロコントローラ、ASIC、FPGA、プログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートもしくはトランジスタ論理コンポーネント、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント)があり得る。いくつかの場合では、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へと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、メモリ・デバイスにおけるセクション・ベースのデータ保護のためのアクセス・スキーム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コンポーネント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することがある。I/Oコンポーネント1035は、デバイス05に統合されていない周辺機器も管理することがある。いくつかの場合では、I/Oコンポーネント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。いくつかの場合では、I/Oコンポーネント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・システムを利用してよい。他の場合には、I/Oコンポーネント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してもよいし、これと相互作用してもよい。いくつかの場合では、I/Oコンポーネント1035は、プロセッサの一部として実施されることがある。いくつかの場合では、ユーザは、I/Oコンポーネント1035を介してデバイス1005と対話してもよいし、I/Oコンポーネント1035によって制御されるハードウェア・コンポーネントを介してデバイス1005と対話してもよい。I/Oコンポーネント1035は、メモリ・セル1020のうちの1つもしくは複数の検知された論理状態と関連づけられた情報を受け取ること、またはメモリ・セル1020のうちの1つもしくは複数の論理状態を書き込むことと関連づけられた情報を提供することを含む、メモリ・セル1020にアクセスすることをサポートし得る。
周辺機器コンポーネント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むことがある。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、またはペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト(PCI)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機器カード・スロットがあり得る。
入力1045は、デバイス1005またはそのコンポーネント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、他のデバイスとのもしくはそれらの間のインタフェースを含んでもよい。いくつかの場合では、入力1045は、I/Oコンポーネント1035によって管理されることがあり、周辺機器コンポーネント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またはそのコンポーネントのいずれかから出力を受け取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がある。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、別のプロセッサもしくはプリント回路基板、または他のデバイスがあり得る。いくつかの場合では、出力1050は、周辺機器コンポーネント1040を介してデバイス1005とインタフェースする周辺機器要素であることがある。いくつかの場合では、出力1050は、I/Oコンポーネント1035によって管理されることがある。
デバイス1005のコンポーネントは、それらの機能を行うように設計された回路を含んでよい。これは、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、さまざまな回路素子、たとえば、導電ライン、トランジスタ、キャパシタ、インダクタ、抵抗、アンプ、または他の能動素子もしくは非能動素子を含んでよい。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もよい。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要素であってよい。
本明細書における説明は、実施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、適用可能性、または実施例の限定ではない。変更は、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関してなされてよい。いくつかの実施例は、さまざまな動作、手順、または構成要素を適宜省略してもよいし、置き換えてもよいし、追加してもよい。また、いくつかの実施例に関して説明される特徴は、他の実施例では組み合わされてよい。
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、上記の説明全体にわたっ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、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはこれらの任意の組み合わせによって表され得る。いくつかの図面が、信号を単一の信号として示すことがある。しかしながら、信号は信号のバスを表すことがあり、このバスはさまざまなビット幅を有し得ることは、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)の電圧で保たれる電気回路のノードを指し、またはより一般的には、接地に直接的に結合されてもよいしされなくてもよい、電気回路または電気回路を含むデバイスの基準電圧を表す。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または仮想0Vに戻ることがある。仮想接地は、演算アンプと抵抗からなる分圧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」または「仮想的に接地された」は、約0V、またはデバイスの何らかの他の基準電圧に接続されたことを意味する。
「電子通信」および「結合された」という用語は、コンポーネント間の電子の流れをサポートするコンポーネント間の関係を指す。これは、コンポーネント間の直接的な接続または結合を含んでもよいし、中間コンポーネントを含んでもよい。言い換えれば、「と接続された」または「と結合された」コンポーネントは、互いと電子通信する。電子通信するコンポーネントは、(たとえば、通電された回路内で)電子または信号を活発に交換していることがあり、または電子または信号(たとえば、通電解除された回路内で)を活発に交換していないことがあるが、回路が通電されているとき電子または信号を交換するように構成されていることがある、およびそのように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または結合された2つのコンポーネントは、スイッチの状態(たとえば、開または閉)に関係なく電子通信する。
「との間に結合される」という句は、互いに対する構成要素の順序を指すことがあり、電気結合を指すことがある。一実施例では、構成要素「A」と構成要素「C」との間に電気的に結合された構成要素「B」は、電気的な意味での「A−B−C」または「C−B−A」の構成要素の順序を指すことがある。言い換えれば、電気信号(たとえば、電圧、電荷、電流)は、構成要素Bによって構成要素Aから構成要素Cに渡されることがある。
構成要素Bが構成要素Aと構成要素C「との間に結合される」という説明は、必ずしも、説明された順序において他の介在する構成要素を排除すると解釈されるべきでない。たとえば、構成要素「D」は、構成要素Bが構成要素Aと構成要素Cとの間に電気的に結合されることを依然としてサポートしながら、(たとえば、実施例として「A−D−B−C」または「C−B−D−A」の構成要素の順序を参照して)説明された構成要素Aと構成要素Bとの間に結合されてよい。言い換えれば、「との間に結合された」という句の使用は、排他的な逐次的順序を必ず参照すると解釈されるべきでない。
さらに、構成要素Bが構成要素Aと構成要素C「との間に結合される」という説明は、構成要素Aと構成要素Cとの間の第2の、異なる結合を排除しない。たとえば、構成要素Aと構成要素Cは、構成要素Bを介した結合と電気的に並列である別個の結合において互いに結合されてよい。別の実施例では、構成要素Aと構成要素Cは、別の構成要素「E」を介して結合されてよい(たとえば、構成要素Bが、構成要素Aと構成要素Cとの間に結合され、構成要素Eが、構成要素Aと構成要素Cとの間に結合される)。言い換えれば、「との間に結合された」という句の使用は、構成要素間の排他的な結合と解釈されるべきでない。
「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可能でないコンポーネント間の関係を指す。コンポーネントは、それらの間に開回路が存在する場合、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結合された2つのコンポーネントは、スイッチが開であるとき、互いから絶縁され得る。
本明細書で使用されるとき、「短絡」という用語は、問題の2つのコンポーネント間の単一の中間コンポーネントのアクティブ化を介してコンポーネント間に導電路が確立されるコンポーネント間の関係を指す。たとえば、第2のコンポーネントに短絡された第1のコンポーネントは、2つのコンポーネント間のスイッチが閉じられているとき、第2のコンポーネントと電子を交換し得る。したがって、短絡は、電子通信するコンポーネント(またはライン)間の電圧の印加および/または電荷の流れを可能にする動的な動作であってよい。
本明細書で使用されるとき、「電極」という用語は、電気導体を指すことがあり、いくつかの場合では、メモリ・セルまたはメモリ・アレイの他のコンポーネントへの電気接触として用いられることがある。電極は、メモリ・デバイス100の要素またはコンポーネント間の導電路を提供する、トレース、ワイヤ、導電ライン、導電層などを含んでよい。
本明細書で使用されるとき、「端子」という用語は、回路素子の物理的境界または接続点を示唆する必要はない。むしろ、「端子」は、回路素子に関連する回路の基準点を指すことがあり、これは、「ノード」または「基準点」とも呼ばれることがある。
本明細書において使用されるとき、「層」という用語は、幾何学的構造の階層またはシートを指し得る。各層は、3つの次元(たとえば、高さ、幅、および深さ)を有してよく、表面のうちのいくらかまたはすべてを覆うことがある。たとえば、層は、薄層などの、2つの寸法が第3の寸法よりも大きい3次元構造であってよい。層は、異なる要素、コンポーネント、および/または材料を含んでよい。いくつかの場合では、1つの層が、2つ以上の副層から構成されることがある。添付の図のうちのいくつかでは、3次元層の2つの次元は、例示の目的で描かれる。しかしながら、当業者は、層が本質的に3次元であることを認識するであろう。
カルコゲナイド材料は、元素S、Se、およびTeのうちの少なくとも1つを含む材料または合金であってよい。本明細書において論じられる相変化材料は、カルコゲナイド材料であってよい。カルコゲナイド材料としては、S、Se、Te、Ge、As、Al、Sb、Au、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、酸素(O)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)の合金があり得る。例示的なカルコゲナイド材料および合金としては、限定するものではないが、Ge−Te、In−Se、Sb−Te、Ga−Sb、In−Sb、As−Te、Al−Te、Ge−Sb−Te、Te−Ge−As、In−Sb−Te、Te−Sn−Se、Ge−Se−Ga、Bi−Se−Sb、Ga−Se−Te、Sn−Sb−Te、In−Sb−Ge、Te−Ge−Sb−S、Te−Ge−Sn−O、Te−Ge−Sn−Au、Pd−Te−Ge−Sn、In−Se−Ti−Co、Ge−Sb−Te−Pd、Ge−Sb−Te−Co、Sb−Te−Bi−Se、Ag−In−Sb−Te、Ge−Sb−Se−Te、Ge−Sn−Sb−Te、Ge−Te−Sn−Ni、Ge−Te−Sn−Pd、またはGe−Te−Sn−Ptがあり得る。本明細書で使用される、ハイフンで結ばれた化学組成表記は、特定の組成または合金に含まれる元素を示し、示された元素を含むすべての化学量論を表すことを意図したものである。たとえば、Ge−TeはGexTeyを含んでよく、ここで、xおよびyは任意の正の整数であってよい。可変抵抗材料の他の例としては、遷移金属、アルカリ土類金属、および/または希土類金属などの2つ以上の金属を含む、二元金属酸化物材料または混合原子価酸化物があり得る。例は、メモリ・セルのメモリ素子と関連づけられた1つまたは複数の特定の可変抵抗材料に限定されない。たとえば、可変抵抗材料の他の例は、メモリ素子を形成するために使用可能であり、とりわけ、カルコゲナイド材料、巨大磁気抵抗材料、またはポリマー系材料があり得る。
図1、図2、および図4を参照して説明される、メモリ・デバイス100と回路200と回路400とを含む、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、ガリウムヒ素、窒化ガリウムなどの半導体基板上に形成されてよい。いくつかの場合では、基板は半導体ウエハである。他の場合では、基板は、シリコン・オン・グラス(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よい。基板または基板の小領域の伝導性は、限定するものではないが、亜リン酸、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、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、基板の初期形成または成長中に実行されることがある。
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、ソースとドレインとゲートとを含む3端子デバイスを備えることがある。端子は、金属などの導電性材料を通って他の電子的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、多量にドーピングした半導体領域、または変性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、少量ドーピングし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型である(たとえば、大多数のキャリアが電子である)場合、FETは、n型FETと呼ばれることがある。チャネルがp型である(たとえば、大多数のキャリアが正孔である)場合、FETは、p型FETと呼ばれることがある。チャネルは、絶縁ゲート酸化物によってキャップされてよい。チャネル伝導性は、電圧をゲートに印加することによって制御され得る。たとえば、正の電圧または負の電圧をn型FETまたはp型FETにそれぞれ印加することは、チャネルが導電性になることをもたらすことがある。トランジスタは、トランジスタのしきい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」または「アクティブ化」されてよい。トランジスタは、トランジスタのしきい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」または「非アクティブ化」されてよい。
本明細書において添付の図面とともに記載される説明は、例示的な構成について説明したものであり、実施され得るまたは特許請求の範囲内である例をすべて表すとは限らない。本明細書において使用される「例示的な」という用語は、「好ましい」または「他の例よりも有利である」ではなく、「一例、事例、または例示として働く」を意味する。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てよい。いくつかの例では、既知の構造およびデバイスは、説明される実施例の概念を不明瞭にすることを回避するためにブロック図形式で示される。
添付の図では、類似のコンポーネントまたは特徴は、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コンポーネントは、参照ラベルの後にダッシュと類似のコンポーネントを区別する第2のラベルとを続けることによって区別され得る。単に第1の参照ラベルが本明細書で使用される場合、説明は、第2の参照ラベルに関係なく、同じ第1の参照ラベルを有する類似のコンポーネントのうちの任意のコンポーネントに適用可能である。
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マブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、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これらの任意の組み合わせとともに実施または実行されてよい。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、デジタル信号プロセッサ(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)としても実施されてよい。
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、またはこれらの任意の組み合わせで実施されてよい。これらの機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェアで実施する場合、コンピュータ可読媒体上に1つまたは複数の命令またはコードとして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に含まれる。たとえば、ソフトウェアの性質により、上記で説明される機能は、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、異なる物理的場所において機能の部分が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配置されてもよい。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」などの句が前置きされる項目のリスト)内で使用される「または」は、たとえば、A、B、またはCのうちの少なくとも1つというリストが、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(たとえば、AおよびBおよびC)を意味するような包括的なリストを示す。
本明細書で使用されるとき、「実質的に」という用語は、修飾された特性(たとえば、「実質的に」という用語によって修飾された動詞または形容詞)は、絶対的である必要はなく、特性の利点を達成するように十分に近い、または本開示の関連態様の文脈では言及される特性が真であることに十分に近いことを意味する。
本明細書で使用されるとき、「に基づく」という句は、条件の閉集合への言及と解釈されないものとする。たとえば、「条件Aに基づく」と説明される例示的なステップは、本開示の範囲から逸脱することなく、条件Aと条件Bの両方に基づくことがある。言い換えれば、本明細書で使用されるとき、「に基づく」という句は、「に少なくとも一部は基づく」という句と同じ様式で解釈されるものとする。
本明細書における説明は、当業者が本開示を作成または使用することを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は、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実施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一致する最も広い範囲が与えられるべきである。
他の機構も、漏洩電荷があるメモリ・セルの記憶素子から別のメモリ・セルの記憶素子に流れることを可能にするメモリ・セル間の結合などの漏洩電荷の流れ(たとえば、非アクティブ化されたセル選択コンポーネントを通過する、非アクティブ化されたセル選択コンポーネントの周りを流れる、あるメモリ・セルの中間ノードから別のメモリ・セルの中間ノードに流れる)をもたらすことがある。いくつかの実施例では、漏洩電荷は、そうでなければ存在しないであろうメモリ・セル(たとえば、そうでなければ均等化されたバイアスまたは電圧を有するであろうセル)上でのバイアス(たとえば、非ゼロ・バイアスまたは電圧)を引き起こすことがある。そのような漏洩電荷または非ゼロ・バイアスは、メモリ・セクションの連続アクセス動作中にメモリ・セクションの選択されていないメモリ・セル上にまたはこれから蓄積することがあり、これは、いくつかの実施例では、メモリ・セクションのメモリ・セル内に記憶されたデータの損失を引き起こし得る。
いくつかの実施例では、タイマまたはカウンタ(たとえば、電圧調整間隔、電圧調整動作間の持続時間)の決定された値は、メモリ・デバイス100の動作モードに基づくことがあり、いくつかの動作モードは、他の動作モードより短いまたは長い、電圧調整動作間の持続時間と関連づけられることがある。さまざまな実施例では、電圧調整動作間の間隔は、アクセス速度、電圧状態、論理状態、動作温度、電力消費量など、またはこれらの何らかの組み合わせなどの、1つまたは複数の動作条件に基づいて選択または計算されることがある。たとえば、所与の量の時間内に比較的多くのアクセス動作がメモリ・デバイス100によって実行される高速アクセス・モードでは、説明された電圧調整動作と関連づけられたタイマまたはカウンタの決定された値(たとえば、電圧調整動作間隔)は、潜在的な漏洩電荷またはバイアスからのデータ損失を軽減するために(たとえば、動的に、動作モードの変化に応答して)短縮されることがある。所与の量の時間内に比較的少数のアクセス動作がメモリ・デバイス100によって実行されると関連づけられ得る低電力アクセス・モードでは、電圧調整動作間の間隔は、電力消費量(たとえば、ワード線205をアクティブ化することまたはメモリ・セル105上でのバイアスを均等化することと関連づけられた電力消費量)を減少させるために(たとえば、動的に、動作モードの変化に応答して)延長されることがある。
本開示のさまざまな実施例によれば、さまざまな基準は、(たとえば、電圧調整動作を実行することを決定した後、電圧調整動作を実行するためにメモリ・セクション110を選択することを決定した後)電圧調整動作を実行するために特定のメモリ・セクション110を選択するために使用されることがある。いくつかの実施例では、タイマが、決定された値に到達すると、メモリ・コントローラ170は、メモリ・デバイス100のメモリ・セクション110を調整するための順序(たとえば、逐次的順序、定義された順序、所定の順序)に基づいて、電圧調整動作のためにメモリ・セクション110を選択することがある。そのような手法は、「ラウンド・ロビン」または「ブラインド・ラウンド・ロビン」選択と呼ばれることがあり、メモリ・デバイス100に含まれるメモリ・セクション110の数、またはメモリ・デバイス100の定義された部分に含まれるメモリ・セクション110の数を通じて、順序づけられた繰り返しもしくは逐次的な繰り返しに対応するように構成されることがある。