JP2022520893A - リファレンス電圧の管理 - Google Patents

リファレンス電圧の管理 Download PDF

Info

Publication number
JP2022520893A
JP2022520893A JP2021559731A JP2021559731A JP2022520893A JP 2022520893 A JP2022520893 A JP 2022520893A JP 2021559731 A JP2021559731 A JP 2021559731A JP 2021559731 A JP2021559731 A JP 2021559731A JP 2022520893 A JP2022520893 A JP 2022520893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
voltage
node
memory
memory cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021559731A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7049535B1 (ja
Inventor
エフレム ボランドリナ
フェルディナンド ベデスキ
Original Assignee
マイクロン テクノロジー,インク.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マイクロン テクノロジー,インク. filed Critical マイクロン テクノロジー,インク.
Publication of JP2022520893A publication Critical patent/JP2022520893A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7049535B1 publication Critical patent/JP7049535B1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • G11C5/147Voltage reference generators, voltage or current regulators; Internally lowered supply levels; Compensation for voltage drops
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2275Writing or programming circuits or methods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/221Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements using ferroelectric capacitors
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2253Address circuits or decoders
    • G11C11/2255Bit-line or column circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2259Cell access
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2273Reading or sensing circuits or methods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2293Timing circuits or methods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2253Address circuits or decoders
    • G11C11/2257Word-line or row circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C2207/00Indexing scheme relating to arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C2207/002Isolation gates, i.e. gates coupling bit lines to the sense amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

例えば、クリティカルな動作(例えば、センシング動作)の間、メモリデバイスにおいて安定した電圧差を維持するための技術が説明される。維持される電圧差は、他の例の中でもとりわけ、メモリセルに渡る読み出し電圧又はリファレンス電圧と関連付けられた差であり得る。コンポーネント(例えば、ローカルコンデンサ)は、回路が比較的静かである(例えば、ノイズがない)間に、第1の電圧と第2の電圧との間の電圧差をサンプリングするために、動作の前に、第1の電圧(例えば、グローバルリファレンス電圧)にバイアスされたノードと結合され得る。コンポーネントは、コンポーネント(例えば、コンデンサ)のノードが動作の間にフロートであることを可能にし得るように、動作の前にノードから分離され得る。コンポーネントに渡る電圧差は、第2の電圧の変動の間に安定したままであり得、動作の間に安定した電圧差を提供し得る。

Description

[クロスリファレンス]
本特許出願は、2019年4月11日に出願された“REFERENCE VOLTAGE MANAGEMENT”と題された、BOLANDRINA等による米国特許出願第16/381,702号の優先権を主張し、それは、本明細書の譲受人に割り当てられ、明示的に参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
以下は、一般に、少なくとも1つのメモリデバイスを含み得るシステムに関し、より具体的には、メモリデバイスにおけるリファレンス電圧の管理のための装置及び技術に関する。
メモリデバイスは、コンピュータ、無線通信デバイス、カメラ、及びデジタルディスプレイ等の様々な電子デバイス内に情報を格納するために広く使用される。情報は、メモリデバイスの異なる状態をプログラミングすることによって格納される。例えば、バイナリデバイスは、論理1又は論理0でしばしば示される2つの状態の内の1つを殆どの場合格納する。他のデバイスでは、2つよりも多い状態が格納され得る。格納された情報にアクセスするために、デバイスのコンポーネントは、メモリデバイス内に少なくとも1つの格納された状態を読み出し得、又はセンシングし得る。情報を格納するために、デバイスのコンポーネントは、メモリデバイス内に状態を書き込み得、又はプログラミングし得る。
磁気ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期型ダイナミックRAM(SDRAM)、強誘電体RAM(FeRAM)、磁気RAM(MRAM)、抵抗性RAM(RRAM)、フラッシュメモリ、及び相変化メモリ(PCM)等を含む様々なタイプのメモリデバイスが存在する。メモリデバイスは、揮発性又は不揮発性であり得る。不揮発性メモリ、例えば、FeRAMは、外部電源がない場合でも、格納されたそれらの論理状態を長期間維持し得る。揮発性メモリデバイス、例えば、DRAMは、外部電源から切断された場合、格納されたそれらの状態を喪失し得る。FeRAMは、揮発性メモリと同様の密度を実現し得るが、ストレージデバイスとしての強誘電体コンデンサの使用に起因して、不揮発性の特性を有し得る。
本明細書に開示されるような例に従ったメモリデバイスにおけるリファレンス電圧管理をサポートするシステムの例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったメモリデバイスにおけるリファレンス電圧管理をサポートするメモリアレイの例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったメモリデバイスにおけるリファレンス電圧管理をサポートするヒステリシス曲線の例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったメモリデバイスにおけるリファレンス電圧管理をサポートするヒステリシス曲線の例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリデバイスの例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするシステムにおけるメモリセル電圧のタイミング図を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする回路の例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリデバイスの例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする回路の例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするタイミング図の例を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリコントローラのブロック図を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする方法を説明する。 本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする方法を説明する。
メモリデバイス内のセンスコンポーネント(例えば、センスアンプ)の性能は、ノイズ除去性能等の電力供給ネットワーク(PDN)性能によって影響を受け得る。例えば、読み出し経路及びセンスアーキテクチャに依存して、センシング動作の精度は、メモリセルをバイアスするために使用される電圧(例えば、読み出し電圧)又はメモリセル上に格納された状態を判定するために使用される電圧(例えば、リファレンス電圧)と関連付けられるノイズによって影響を受け得る。リファレンス電圧管理のための改善された技術が望まれる。
メモリデバイスは、メモリセル及びセンスコンポーネントを含み得る。センスコンポーネントは、メモリセルと関連付けられたデジット線と結合され得、読み出し動作の間にメモリセルによって格納された状態をセンシングするために使用され得る。強誘電体メモリセル等の幾つかのタイプのメモリセルは、メモリセルの状態を格納するためのセルコンデンサを含み得る。読み出し動作等の動作の間に、セルコンデンサの一方又は両方のプレートに電圧を印加することによってメモリセルはバイアスされ得、それは、セルコンデンサに、読み出し動作の間にデジット線と電荷を共有させ得る。デジット線上のもたらされる電荷の量(又は対応する電圧又は電流)は、例えば、リファレンス線の電圧と接地電圧の間の電圧差の観点で定義され得るリファレンス電圧とデジット線の電圧を比較すること等によって、メモリセルにより格納された状態を判定するためにセンスコンポーネントによって使用され得る。
幾つかの場合、メモリセルに渡る電圧(例えば、読み出し電圧)(例えば、セルコンデンサの上部プレートと下部プレートとに印加される電圧の間の差)又はリファレンス電圧と関連付けられた電圧差は、PDN内のノイズの影響を受け得る。例えば、メモリセル内のコンデンサの1つのプレートに印加される電圧は、PDN内の寄生容量又は電気的結合に起因して、読み出し動作の間に変化し得る。この場合、セルコンデンサに渡る電圧も変化し得、例えば、読み出し電圧が安定していないことがあり、それは、読み出し動作の間にメモリセルがデジット線と共有する電荷の量に影響を与え得る。
幾つかの場合、読み出し動作のクリティカルな部分等の部分の間(例えば、センスコンポーネントがアクティブ化され、デジット線上の電圧又は電流をセンシングしている場合)、読み出し電圧が十分に制御されていない(例えば、安定していない)場合、センスコンポーネントはメモリセルによって格納された状態を正確に判定できないことがある。同様に、リファレンス電圧と別の電圧(接地電圧等)との間の電圧差が、センシング動作の間に十分に制御されていない(例えば、安定していない)場合、センシング動作の精度は悪影響を受け得る。したがって、読み出し動作の間にそうした電圧差を管理する(例えば、制御する)ための技術を特定することが望ましいことがある。
幾つかの場合、メモリセルのデジット線は、カスコードアンプ(又はその他のタイプのスイッチングコンポーネント)を介してセンスコンポーネントと結合され得る。例えば、カスコードは、デジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立し得る。この場合、メモリセルの読み出し電圧(例えば、セルコンデンサに渡る電圧)は、カスコードのゲートにおける電圧の影響を受け得る。
幾つかの場合、ゲート電圧は、周辺レギュレータ等の1つ以上のコンポーネントによって提供され得、チップ上の様々な場所にあるグローバルコンデンサ等のその他のコンポーネントを使用して安定化(例えば、維持)され得る。したがって、ゲート電圧は比較的安定し得る。プレート線電圧(例えば、セルコンデンサの他のプレートに印加される電圧)は、しかしながら、プレート線ドライバによって提供され得、メモリデバイス内の他のコンポーネントから回路に注入される電流の影響を受け得る。例えば、読み出し動作の間にセンスコンポーネントが活性化された場合、それは、プレート線に電流が注入され得、プレート線の電圧を変化させ得、それによって、ゲート電圧が同様に影響を受けないため、メモリセルに渡る読み出し電圧を変化させる。活性化されたセンスコンポーネントからの電流注入に起因するメモリセルに渡る読み出し電圧の変化は、センスコンポーネントがメモリセルの状態を判定しようとしている場合に、読み出し動作の間のクリティカルな時間に発生するため、特に問題になり得る。同様に、リファレンス電圧は、読み出し動作の間に回路に注入される電流の影響を受け得る。
したがって、幾つかの場合、メモリデバイスは、読み出し動作の間に安定した読み出し電圧を維持することを助力するために、ローカルコンデンサ等のコンポーネントを含み得る。例えば、ローカルコンデンサの一方のノードは、プレート線電圧と結合され得、ローカルコンデンサの第2のノードは、カスコードのゲートと結合され得る。読み出し動作の間にセンスコンポーネントが活性化される前に、ローカルコンデンサの第2ノードもゲート電圧にバイアスされたノードと結合され得、それによって、センスコンポーネントがアイドルであり、回路が比較的静かである(例えば、ノイズがない)間に、プレート線電圧とゲート電圧の間の電圧差をサンプリング及び格納し得る。
読み出し動作のクリティカルな部分の間(例えば、メモリセルの状態をセンシングするためにセンスコンポーネントが活性化される場合)、ローカルコンデンサは、ゲート電圧から分離され、フロートすることを可能にされ得る。この場合、(例えば、センスコンポーネントの活性化に起因する)プレート線電圧への変化は、ローカルコンデンサを経由してトランジスタのゲートにおける電圧を対応して変化させ得、それによって、カスコードのゲートにおける電圧にプレート線電圧を追跡させ、センスコンポーネントが活性化されている間にメモリセルに渡る安定した読み出し電圧を維持させる。同様の技術は、クリティカルな動作等の1つ以上の動作の間にリファレンス電圧の安定性を維持するために使用され得る。
幾つかの場合、複数のローカルコンデンサは、センスコンポーネントが活性化される前に異なる時間におけるプレート線電圧とゲート電圧との間の差をサンプリングするために使用され得る。ローカルコンデンサのこのセットは、本明細書でより詳細に説明するように、トランジスタのゲートへの電圧差の経時的な1つ以上の測定値、例えば、平均又は移動平均を提供するために使用され得る。
幾つかの場合、本明細書で説明する技術は、クリティカルな動作の間に安定した電圧差を維持するためのローカルリピーターに対する必要性を低減又は排除し得、PDNに渡るより高い電圧降下を補償するのに役立ち得る。これらの技術は、主に、安定した読み出し電圧又はリファレンス電圧を維持する文脈で論じられるが、同様のアプローチは、メモリデバイスにおける電圧差を含むがこれに限定されない他の様々な性能特性を安定させるために使用され得る。
開示の機構は、最初に、メモリシステム及びメモリアレイの文脈で説明される。開示の機構は、リファレンス電圧管理をサポートするヒステリシス曲線の文脈で説明される。開示のこれら及びその他の機構は、リファレンス電圧管理に関連するメモリデバイス、回路、タイミング図、及びフローチャートによって更に例証され、それらを参照しながら説明される。
図1は、本明細書に開示されるような例に従った1つ以上のメモリデバイスを利用するシステム100の例を説明する。システム100は、外部メモリコントローラ105と、メモリデバイス110と、外部メモリコントローラ105をメモリデバイス110と結合する複数のチャネル115とを含み得る。システム100は、1つ以上のメモリデバイスを含み得るが、説明を容易にするために、1つ以上のメモリデバイスは、単一のメモリデバイス110として説明され得る。
システム100は、コンピューティングデバイス、モバイルコンピューティングデバイス、無線デバイス、又はグラフィックス処理デバイス等の電子デバイスの機構を含み得る。システム100は、携帯型電子デバイスの一例であり得る。システム100は、コンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、ウェアラブルデバイス、又はインターネット接続デバイス等の一例であり得る。メモリデバイス110は、システム100の他の1つ以上のコンポーネントに対するデータを格納するように構成されたシステムのコンポーネントであり得る。幾つかの例では、システム100は、基地局又はアクセスポイントを使用して他のシステム又はデバイスとの双方向の無線通信のために構成される。幾つかの例では、システム100は、マシンタイプ通信(MTC)、マシンツーマシン(M2M)通信、又はデバイス間(D2D)通信が可能である。
システム100の少なくとも一部分は、ホストデバイスの例であり得る。こうしたホストデバイスは、コンピューティングデバイス、モバイルコンピューティングデバイス、無線デバイス、グラフィックス処理デバイス、コンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、ウェアラブルデバイス、インターネット接続デバイス、又はその他の固定若しくは携帯型電子デバイス等のプロセスを実行するためにメモリを使用するデバイスの例であり得る。幾つかの場合、ホストデバイスは、外部メモリコントローラ105の機能を実装するハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせを指し得る。幾つかの場合、外部メモリコントローラ105は、ホスト又はホストデバイスと称され得る。
幾つかの場合、メモリデバイス110は、システム100の他のコンポーネントと通信し、システム100によって潜在的に使用又は参照される物理メモリアドレス/空間を提供するように構成された独立したデバイス又はコンポーネントであり得る。幾つかの例では、メモリデバイス110は、少なくとも1つの又は複数の異なるタイプのシステム100と連動するように構成可能であり得る。システム100のコンポーネントとメモリデバイス110との間のシグナリングは、信号を変調するために変調方式、信号を通信するための異なるピン設計、システム100及びメモリデバイス110の別個のパッケージング、システム100とメモリデバイス110との間のクロックシグナリング及び同期、タイミング規則、及び/又は他の要因をサポートするように動作可能であり得る。
メモリデバイス110は、システム100のコンポーネントに対するデータを格納するように構成され得る。幾つかの場合、メモリデバイス110は、(例えば、外部メモリコントローラ105を通じてシステム100により提供されたコマンドに応答して実行する)システム100に対するスレーブタイプのデバイスとして機能し得る。そうしたコマンドは、書き込み動作のための書き込みコマンド、読み出し動作のための読み出しコマンド、リフレッシュ動作のためのリフレッシュコマンド、又はその他のコマンド等のアクセス動作のためのアクセスコマンドを含み得る。メモリデバイス110は、データストレージのための所望の又は指定された容量をサポートするために、2つ以上のメモリダイ160(例えば、メモリチップ)を含み得る。2つ以上のメモリダイを含むメモリデバイス110は、マルチダイメモリ又はパッケージと称され得る(マルチチップメモリ又はパッケージとも称され得る)。
システム100は、プロセッサ120、ベーシック入力/出力システム(BIOS)コンポーネント125、1つ以上の周辺コンポーネント130、及び入力/出力(I/O)コントローラ135を更に含み得る。システム100のコンポーネントは、バス140を使用して相互に電子通信し得る。
プロセッサ120は、システム100の少なくとも一部分を制御するように構成され得る。プロセッサ120は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(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)若しくはその他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネントであり得、又はこれらのタイプのコンポーネントの組み合わせであり得る。そうした場合、プロセッサ120は、とりわけ、中央処理装置(CPU)、グラフィックス処理装置(GPU)、汎用グラフィック処理装置(GPGPU)、又はシステムオンチップ(SoC)の一例であり得る。
BIOSコンポーネント125は、システム100の様々なハードウェアコンポーネントを初期化及び実行し得るファームウェアとして動作するBIOSを含み得るソフトウェアコンポーネントであり得る。BIOSコンポーネント125はまた、プロセッサ120と様々なシステム100のコンポーネント、例えば、周辺コンポーネント130、I/Oコントローラ135等との間のデータの流れを管理し得る。BIOSコンポーネント125は、リードオンリーメモリ(ROM)、フラッシュメモリ、又は他の任意の不揮発性メモリ内に格納されたプログラム又はソフトウェアを含み得る。
周辺コンポーネント130は、任意の入力デバイス若しくは出力デバイス、又はシステム100中に若しくはシステム100と統合され得るそうしたデバイスのためのインターフェースであり得る。例は、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、シリアルポート若しくはパラレルポート、又はペリフェラルコンポーネントインターコネクト(PCI)若しくは専用グラフィックスポート等の周辺機器カードスロットを含み得る。周辺コンポーネント130は、周辺機器として当業者によって理解されるその他のコンポーネントであり得る。
I/Oコントローラ135は、プロセッサ120と周辺コンポーネント130、入力デバイス145、又は出力デバイス150との間のデータ通信を管理し得る。I/Oコントローラ135は、システム100中に又はシステム100と統合されない周辺機器を管理し得る。幾つかの場合、I/Oコントローラ135は、外部周辺コンポーネントへの物理的接続又はポートを表し得る。
入力145は、システム100又はそのコンポーネントに情報、信号、又はデータを提供する、システム100の外部のデバイス又は信号を表し得る。これは、ユーザーインターフェース、又は他のデバイスとのインターフェース、若しくは他のデバイス間のインターフェースを含み得る。幾つかの場合、入力145は、1つ以上の周辺コンポーネント130を介してシステム100とインターフェースする周辺機器であり得、又はI/Oコントローラ135によって管理され得る。
出力150は、システム100又はそのコンポーネントの何れかから出力を受信するように構成された、システム100の外部のデバイス又は信号を表し得る。出力150の例は、ディスプレイ、オーディオスピーカー、プリントデバイス、又はプリント回路基板上の別のプロセッサ等を含み得る。幾つかの場合、出力150は、1つ以上の周辺コンポーネント130を介してシステム100とインターフェースする周辺機器であり得、又はI/Oコントローラ135によって管理され得る。
システム100のコンポーネントは、それらの機能を実行するように設計された汎用又は専用の回路から作られ得る。これは、本明細書で説明する機能を実行するように構成された様々な回路素子、例えば、導電線、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、抵抗器、アンプ、又は他の能動又は受動素子を含み得る。
メモリデバイス110は、デバイスメモリコントローラ155及び1つ以上のメモリダイ160を含み得る。各メモリダイ160は、ローカルメモリコントローラ165(例えば、ローカルメモリコントローラ165-a、ローカルメモリコントローラ165-b、及び/又はローカルメモリコントローラ165-N)と、メモリアレイ170(例えば、メモリアレイ170-a、メモリアレイ170-b、及び/又はメモリアレイ170-N)とを含み得る。メモリアレイ170は、メモリセルの集合(例えば、グリッド)であり得、各メモリセルは、少なくとも1ビットのデジタルデータを格納するように構成される。メモリアレイ170及び/又はメモリセルの機構は、図2を参照してより詳細に説明される。
メモリデバイス110は、メモリセルの2次元(2D)アレイの例であり得、又はメモリセルの3次元(3D)アレイの例であり得る。例えば、2Dメモリデバイスは、単一のメモリダイ160を含み得る。3Dメモリデバイスは、2つ以上のメモリダイ160(例えば、メモリダイ160-a、メモリダイ160-b、及び/又は任意の量のメモリダイ160-N)を含み得る。3Dメモリデバイスでは、複数のメモリダイ160-Nは、相互に上に積み重ねられ得、又は相互に隣に積み重ねられ得る。幾つかの場合、3Dメモリデバイス内のメモリダイ160-Nは、デッキ、レベル、層、又はダイと称され得る。3Dメモリデバイスは、任意の量の積み重ねられたメモリダイ160-N(例えば、高さ2、高さ3、高さ4、高さ5、高さ6、高さ7、高さ8)を含み得る。このことは、単一の2Dメモリデバイスと比較して、基板上に位置付けられ得るメモリセルの量を増加させ得、それは、製造コストを削減し得、若しくはメモリアレイの性能を増加させ得、又はそれらの両方であり得る。幾つかの3Dメモリデバイスでは、幾つかのデッキが、ワード線、デジット線、及び/又はプレート線の内の少なくとも1つを共有し得るように、異なるデッキは、少なくとも1つの共通アクセス線を共有し得る。
デバイスメモリコントローラ155は、メモリデバイス110の動作を制御するように構成された回路又はコンポーネントを含み得る。そのようなものだとして、デバイスメモリコントローラ155は、メモリデバイス110がコマンドを実施することを可能にするハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアを含み得、メモリデバイス110に関連するコマンド、データ、又は制御情報を受信、送信、又は実行するように構成され得る。デバイスメモリコントローラ155は、外部メモリコントローラ105、1つ以上のメモリダイ160、又はプロセッサ120と通信するように構成され得る。幾つかの場合、メモリデバイス110は、外部メモリコントローラ105からデータ及び/又はコマンドを受信し得る。
例えば、メモリデバイス110は、メモリデバイス110がシステム100のコンポーネント(例えば、プロセッサ120)に代わってある一定のデータを格納することを指し示す書き込みコマンド、又はメモリデバイス110がシステム100のコンポーネント(例えば、プロセッサ120)にメモリダイ160内に格納されたある一定のデータを提供することを指し示す読み出しコマンドを受信し得る。幾つかの場合、デバイスメモリコントローラ155は、メモリダイ160のローカルメモリコントローラ165と併せて本明細書で説明するメモリデバイス110の動作を制御し得る。デバイスメモリコントローラ155及び/又はローカルメモリコントローラ165内に含まれるコンポーネントの例は、外部メモリコントローラ105から受信された信号を復調するための受信機、信号を変調して外部メモリコントローラ105へ送信するためのデコーダ、ロジック、デコーダ、アンプ、又はフィルタ等を含み得る。
(例えば、メモリダイ160に対してローカルの)ローカルメモリコントローラ165は、メモリダイ160の動作を制御するように構成され得る。また、ローカルメモリコントローラ165は、デバイスメモリコントローラ155と通信する(例えば、データ及び/又はコマンドを受信及び送信する)ように構成され得る。ローカルメモリコントローラ165は、本明細書で説明されるように、メモリデバイス110の動作を制御するために、デバイスメモリコントローラ155をサポートし得る。幾つかの場合、メモリデバイス110は、デバイスメモリコントローラ155を含まず、ローカルメモリコントローラ165又は外部メモリコントローラ105は、本明細書で説明される様々な機能を実施し得る。そのようなものだとして、ローカルメモリコントローラ165は、デバイスメモリコントローラ155と、他のローカルメモリコントローラ165と、又は外部メモリコントローラ105若しくはプロセッサ120と直接に、通信するように構成され得る。
開示された技術では、(例えば、メモリダイ160に対してローカルの)ローカルメモリコントローラ165は、メモリデバイス100に、メモリセルの読み出し動作の間に安定した読み出し電圧を維持することに固有の動作を実施させ得る。具体的には、ローカルメモリコントローラ165は、メモリデバイス100に、ローカルコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合させ得る。第1のコンデンサはまた、メモリセルのデジット線(例えば、デジット線215)とセンスコンポーネント(例えば、センスコンポーネント250)との間に導電経路を確立することと関連付けられる第2のノードと結合され得る。メモリデバイス100は、ローカルコンデンサを使用して、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の電圧差を格納し得る。メモリデバイス100は、ローカルコンデンサを第1のノードから分離し得、ローカルコンデンサを第1のノードから分離した後にメモリセルにアクセスし得る。アクセス動作の間、ローカルコンデンサは、読み出し電圧を安定させるのに役立つ。メモリデバイス100は、メモリセルにアクセスした後、第1のコンデンサを第1のノードと再結合し得る。
外部メモリコントローラ105は、システム100のコンポーネント(例えば、プロセッサ120)とメモリデバイス110との間の情報、データ、及び/又はコマンドの通信を可能にするように構成され得る。外部メモリコントローラ105は、システム100のコンポーネントがメモリデバイスの動作の詳細を知る必要がなくてもよいように、システム100のコンポーネントとメモリデバイス110との間の連絡として機能し得る。システム100のコンポーネントは、外部メモリコントローラ105が満足するリクエスト(例えば、読み出しコマンド又は書き込みコマンド)を外部メモリコントローラ105に提示し得る。外部メモリコントローラ105は、システム100のコンポーネントとメモリデバイス110との間で交換される通信を置換又は変換し得る。幾つかの場合、外部メモリコントローラ105は、共通の(ソース)システムクロック信号を生成するシステムクロックを含み得る。幾つかの場合、外部メモリコントローラ105は、共通の(ソース)データクロック信号を生成する共通のデータクロックを含み得る。
幾つかの場合、外部メモリコントローラ105若しくはシステム100のその他のコンポーネント、又は本明細書で説明するその機能は、プロセッサ120によって実装され得る。例えば、外部メモリコントローラ105は、プロセッサ120又はシステム100のその他のコンポーネントにより実装されるハードウェア、ファームウェア、若しくはソフトウェア、又はそれらの幾つかの組み合わせであり得る。外部メモリコントローラ105は、メモリデバイス110の外部にあるものとして描写されているが、幾つかの場合、外部メモリコントローラ105、又は本明細書で説明するその機能は、メモリデバイス110により実装され得る。例えば、外部メモリコントローラ105は、デバイスメモリコントローラ155又は1つ以上のローカルメモリコントローラ165によって実装されるハードウェア、ファームウェア、若しくはソフトウェア、又はそれらの幾つかの組み合わせであり得る。幾つかの場合、外部メモリコントローラ105は、外部メモリコントローラ105の一部分がプロセッサ120により実装されるように、並びにその他の部分がデバイスメモリコントローラ155又はローカルメモリコントローラ165により実装されるように、プロセッサ120及びメモリデバイス110に渡って分散され得る。同様に、幾つかの場合、デバイスメモリコントローラ155又はローカルメモリコントローラ165に対する本明細書に記載されている1つ以上の機能は、幾つかの場合には、(プロセッサ120とは別個の、又はプロセッサ120内に含まれる)外部メモリコントローラ105によって実施され得る。
システム100のコンポーネントは、複数のチャネル115を使用してメモリデバイス110と情報を交換し得る。幾つかの例では、チャネル115は、外部メモリコントローラ105とメモリデバイス110との間の通信を可能にし得る。各チャネル115は、システム100のコンポーネントと関連付けられた端子間に1つ以上の信号経路又は伝送媒体(例えば、導体)を含み得る。例えば、チャネル115は、外部メモリコントローラ105における1つ以上のピン若しくはパッドと、メモリデバイス110における1つ以上のピン若しくはパッドとを含む第1の端子を含み得る。ピンは、システム100のデバイスの導電性入力又は出力ポイントの例であり得、ピンは、チャネルの一部として機能するように構成され得る。幾つかの場合、端子のピン又はパッドは、チャネル115の信号経路の一部であり得る。追加の信号経路は、システム100のコンポーネント内で信号をルーティングするためにチャネルの端子と結合され得る。例えば、メモリデバイス110は、チャネル115の端子からメモリデバイス110の様々なコンポーネント(例えば、デバイスメモリコントローラ155、メモリダイ160、ローカルメモリコントローラ165、メモリアレイ170)に信号をルーティングする信号経路(例えば、メモリダイ160の内部等、メモリデバイス110若しくはそのコンポーネントの内部の信号経路)を含み得る。
チャネル115(及び関連付けられる信号経路及び端子)は、特定のタイプの情報を通信することに専用であり得る。幾つかの場合、チャネル115は、集約されたチャネルであり得、したがって、複数の個別のチャネルを含み得る。例えば、データチャネル190は、x4(例えば、4つの信号経路を含む)、x8(例えば、8つの信号経路を含む)、及びx16(16個の信号経路を含む)等であり得る。チャネルを越えて通信される信号は、ダブルデータレート(DDR)タイミングスキームを使用し得る。例えば、信号の幾つかのシンボルは、クロック信号の立ち上がりエッジ上に登録され得、信号の他のシンボルは、クロック信号の立ち下がりエッジ上に登録され得る。チャネルを越えて通信される信号は、シングルデータレート(SDR)シグナリングを使用し得る。例えば、信号の1つのシンボルはクロックサイクル毎に登録され得る。
幾つかの場合、チャネル115は、1つ以上のコマンド及びアドレス(CA)チャネル186を含み得る。CAチャネル186は、外部メモリコントローラ105とメモリデバイス110との間で、コマンドと関連付けられた制御情報(例えば、アドレス情報)を含むコマンドを通信するように構成され得る。例えば、CAチャネル186は、所望のデータのアドレスを有する読み出しコマンドを含み得る。幾つかの場合、CAチャネル186は、クロック信号の立ち上がりエッジ及び/又はクロック信号の立ち下がりエッジ上に登録され得る。幾つかの場合、CAチャネル186は、アドレス及びコマンドデータを復号するための任意の数の信号経路(例えば、8つ又は9つの信号経路)を含み得る。
幾つかの場合、チャネル115は、1つ以上のクロック信号(CK)チャネル188を含み得る。CKチャネル188は、外部メモリコントローラ105とメモリデバイス110との間で1つ以上の共通クロック信号を通信するように構成され得る。各クロック信号は、ハイ状態とロー状態の間で振動し、外部メモリコントローラ105及びメモリデバイス110の作動を調整するように構成され得る。幾つかの場合、クロック信号は、差動出力(例えば、CK_t信号及びCK_c信号)であり得、CKチャネル188の信号経路は、それに応じて構成され得る。幾つかの場合、クロック信号はシングルエンドであってもよい。CKチャネル188は、任意の量の信号経路を含み得る。幾つかの場合、クロック信号CK(例えば、CK_t信号及びCK_c信号)は、メモリデバイス110に対するコマンド及びアドレッシング動作、又はメモリデバイス110に対するその他のシステム全体の動作のためのタイミングリファレンスを提供し得る。クロック信号CKは、したがって、制御クロック信号CK、コマンドクロック信号CK、又はシステムクロック信号CKと様々に称され得る。システムクロック信号CKは、1つ以上のハードウェアコンポーネント(例えば、発振器、水晶、論理ゲート、又はトランジスタ等)を含み得るシステムクロックによって生成され得る。
幾つかの場合、チャネル115は、1つ以上のデータ(DQ)チャネル190を含み得る。データチャネル190は、外部メモリコントローラ105とメモリデバイス110との間でデータ及び/又は制御情報を通信するように構成され得る。例えば、データチャネル190は、メモリデバイス110に書き込まれる情報(例えば、双方向)又はメモリデバイス110から読み出される情報を通信し得る。データチャネル190は、様々な異なる変調方式(例えば、NRZ、PAM4)を使用して変調され得る信号を通信し得る。
幾つかの場合、チャネル115は、他の目的に専用であり得る1つ以上のその他のチャネル192を含み得る。これらのその他のチャネル192は、任意の量の信号経路を含み得る。
チャネル115は、様々な異なるアーキテクチャを使用して、外部メモリコントローラ105をメモリデバイス110と結合し得る。様々なアーキテクチャの例は、バス、ポイントツーポイント接続、クロスバー、シリコンインターポーザ等の高密度インターポーザ、若しくは有機基板に形成されたチャネル、又はそれらの幾つかの組み合わせを含み得る。例えば、幾つかの場合、信号経路は、シリコンインターポーザ又はガラスインターポーザ等の高密度インターポーザを少なくとも部分的に含み得る。
チャネル115に渡って通信される信号は、様々な異なる変調方式を使用して変調され得る。幾つかの場合、バイナリシンボル(又はバイナリレベル)変調方式は、外部メモリコントローラ105とメモリデバイス110との間で通信される信号を変調するために使用され得る。バイナリシンボル変調方式は、Mが2に等しいM-ary変調方式の一例であり得る。バイナリシンボル変調方式の各シンボルは、デジタルデータの1ビットを表すように構成され得る(例えば、シンボルは論理1又は論理0を表し得る)。バイナリシンボル変調方式の例は、非ゼロ復帰(NRZ)、ユニポーラエンコーディング、バイポーラエンコーディング、マンチェスターエンコーディング、及び/又は2つのシンボルを有するパルス振幅変調(PAM)(例えば、PAM2)等を含むが、これらに限定されない。
幾つかの場合、マルチシンボル(又はマルチレベル)変調方式は、外部メモリコントローラ105とメモリデバイス110との間で通信される信号を変調するために使用され得る。マルチシンボル変調方式は、Mが3以上のM-ary変調方式の一例であり得る。マルチシンボル変調方式の各シンボルは、デジタルデータの複数のビットを表すように構成され得る(例えば、シンボルは、論理00、論理01、論理10、又は論理11を表し得る)。マルチシンボル変調方式の例は、PAM4、PAM8等、直交振幅変調(QAM)、及び/又は直交位相シフトキーイング(QPSK)等を含むが、これらに限定されない。マルチシンボル信号又はPAM4信号は、1つよりも多い情報ビットを符号化するために少なくとも3つのレベルを含み得る変調方式を使用して変調される信号であり得る。マルチシンボル変調方式及びシンボルは、代替的には、非バイナリ、マルチビット、又は高次の変調方式及びシンボルを指し得る。
図2は、本明細書に開示されるような例に従ったメモリダイ200の例を説明する。メモリダイ200は、図1を参照して説明したメモリダイ160の一例であり得る。幾つかの場合、メモリダイ200は、メモリチップ、メモリデバイス、又は電子メモリ装置と称され得る。メモリダイ200は、異なる論理状態を格納するようにプログラミング可能な1つ以上のメモリセル205を含み得る。各メモリセル205は、2つ以上の状態を格納するようにプログラミング可能であり得る。例えば、メモリセル205は、一度に1ビットのデジタル論理(例えば、論理0及び論理1)を格納するように構成され得る。幾つかの場合、単一のメモリセル205(例えば、マルチレベルメモリセル)は、一度に2ビット以上のデジット論理(例えば、論理00、論理01、論理10、又は論理11)を格納するように構成され得る。
メモリセル205は、デジタルデータを表す状態(例えば、分極状態又は誘電体電荷)を格納し得る。FeRAMアーキテクチャでは、メモリセル205は、プログラミング可能な状態を表す電荷及び/又は分極を格納するための強誘電体材料を含み得るコンデンサを含み得る。DRAMアーキテクチャでは、メモリセル205は、プログラミング可能な状態を表す電荷を格納するための誘電体材料を含み得るコンデンサを含み得る。
読み出し及び書き込み等の動作は、ワード線210、デジット線215、及び/又はプレート線220等のアクセス線を活性化又は選択することによって、メモリセル205上で実施され得る。幾つかの場合、デジット線215は、ビット線とも称され得る。アクセス線、ワード線、デジット線、プレート線、又はそれらの類似物への言及は、理解又は動作を失うことなく交換可能である。ワード線210、デジット線215、又はプレート線220を活性化又は選択することは、個別の線に電圧を印加することを含み得る。
メモリダイ200は、グリッド状のパターンで配列されたアクセス線(例えば、ワード線210、デジット線215、及びプレート線220)を含み得る。メモリセル205は、ワード線210、デジット線215、及び/又はプレート線220の交点に位置付けられ得る。ワード線210、デジット線215、及びプレート線220をバイアスすることによって(例えば、ワード線210、デジット線215、又はプレート線220に電圧を印加することによって)、単一のメモリセル205がそれらの交点でアクセスされ得る。
メモリセル205にアクセスすることは、行デコーダ225、列デコーダ230、及びプレートドライバ235を通じて制御され得る。例えば、行デコーダ225は、ローカルメモリコントローラ265から行アドレスを受信し得、受信した行アドレスに基づいてワード線210を活性化し得る。列デコーダ230は、ローカルメモリコントローラ265から列アドレスを受信し、受信した列アドレスに基づいてデジット線215を活性化する。プレートドライバ235は、ローカルメモリコントローラ265からプレートアドレスを受信し得、受信したプレートアドレスに基づいてプレート線220を活性化する。例えば、メモリダイ200は、WL_1~WL_Mとラベルが付された複数のワード線210と、DL_1~DL_Nとラベルが付された複数のデジット線215と、PL_1~PL_Pとラベルが付された複数のプレート線とを含み得、M、N、及びPはメモリアレイのサイズに依存する。したがって、ワード線210、デジット線215、及びプレート線220、例えば、WL_1、DL_3、及びPL_1を活性化することによって、それらの交点にあるメモリセル205がアクセスされ得る。2次元又は3次元構成の何れかにおけるワード線210とデジット線215との交点は、メモリセル205のアドレスと称され得る。幾つかの場合、ワード線210、デジット線215、及びプレート線220の交点は、メモリセル205のアドレスと称され得る。
メモリセル205は、コンデンサ240等の論理ストレージコンポーネントと、スイッチングコンポーネント245とを含み得る。コンデンサ240は、強誘電体コンデンサの一例であり得る。コンデンサ240の第1のノードは、スイッチングコンポーネント245と結合され得、コンデンサ240の第2のノードは、プレート線220と結合され得る。スイッチングコンポーネント245は、2つのコンポーネント間の電子通信を選択的に確立又は非確立するトランジスタ又は任意のその他のタイプのスイッチデバイスの例であり得る。
メモリセル205を選択又は選択解除することは、スイッチングコンポーネント245を活性化又は不活性化することによって達成され得る。コンデンサ240は、スイッチングコンポーネント245を使用してデジット線215と電子通信し得る。例えば、スイッチングコンポーネント245が不活性化された場合に、コンデンサ240はデジット線215から絶縁され得、スイッチングコンポーネント245が活性化された場合に、コンデンサ240はデジット線215と結合され得る。幾つかの場合、スイッチングコンポーネント245はトランジスタであり、その動作は、トランジスタのゲートに電圧を印加することによって制御され、トランジスタのゲートとトランジスタのソースとの間の電圧差は、トランジスタの閾値電圧よりも大きく、又は小さい。幾つかの場合、スイッチングコンポーネント245は、p型トランジスタ又はn型トランジスタであり得る。ワード線210は、スイッチングコンポーネント245のゲートと電子通信し得、ワード線210に印加されている電圧に基づいて、スイッチングコンポーネント245を活性化/不活性化し得る。
ワード線210は、メモリセル205上でアクセス動作を実施するために使用されるメモリセル205と電子通信する導電線であり得る。幾つかのアーキテクチャでは、ワード線210は、メモリセル205のスイッチングコンポーネント245のゲートと電子通信し得、メモリセルのスイッチングコンポーネント245を制御するように構成され得る。幾つかのアーキテクチャでは、ワード線210は、メモリセル205のコンデンサのノードと電子通信し得、メモリセル205は、スイッチングコンポーネントを含まなくてもよい。
デジット線215は、メモリセル205をセンスコンポーネント250と接続する導電線であり得る。幾つかのアーキテクチャでは、メモリセル205は、アクセス動作の一部分の間にデジット線215と選択的に結合され得る。例えば、ワード線210及びメモリセル205のスイッチングコンポーネント245は、メモリセル205のコンデンサ240及びデジット線215を選択的に結合及び/又絶縁するように構成され得る。幾つかのアーキテクチャでは、メモリセル205は、デジット線215と電子通信(例えば、一定に)し得る。
プレート線220は、メモリセル205上でアクセス動作を実施するために使用されるメモリセル205と電子通信する導電線であり得る。プレート線220は、コンデンサ240のノード(例えば、セル底部)と電子通信し得る。プレート線220は、メモリセル205のアクセス動作の間にコンデンサ240をバイアスするように、デジット線215と共同するように構成され得る。幾つかの場合、読み出し動作の間にコンデンサ240に渡って安定した読み出し電圧を提供するために、プレート線220及びデジット線215の電圧(又はデジット線215の電圧に影響を及ぼし得る他の電圧)を管理又は制御することは有益であり得る。
センスコンポーネント250は、メモリセル205のコンデンサ240上に格納された状態(例えば、分極状態又は電荷)を検出し、検出された状態に基づいてメモリセル205の論理状態を判定するように構成され得る。メモリセル205により格納された電荷は、幾つかの場合、非常に小さいことがある。そのようなものだとして、センスコンポーネント250は、メモリセル205の信号出力を増幅するための1つ以上のセンスアンプを含み得る。幾つかの場合、センスコンポーネント250は、デジット線215をセンスアンプと結合するカスコードアンプを含み得、又はそれと結合され得る。センスアンプは、読み出し動作の間にデジット線215の電荷の僅かな変化を検出し得、検出された電荷に基づいて論理0又は論理1の何れかに対応する信号を生み出し得る。読み出し動作の間、メモリセル205のコンデンサ240は、その対応するデジット線215に信号を出力し得る(例えば、電荷を放電し得る)。信号は、デジット線215の電圧に変化を生じさせる得る。
センスコンポーネント250は、デジット線215を越えてメモリセル205から受信された信号をリファレンス信号255(例えば、リファレンス電圧)と比較するように構成され得る。センスコンポーネント250は、比較に基づいてメモリセル205の格納された状態を判定し得る。
例えば、バイナリシグナリングでは、デジット線215がリファレンス信号255よりも高い電圧を有する場合、センスコンポーネント250は、メモリセル205の格納された状態が論理1であると判定し得、デジット線215がリファレンス信号255よりも低い電圧を有する場合、センスコンポーネント250は、メモリセル205の格納された状態が論理0であると判定し得る。センスコンポーネント250は、信号の差を検出及び増幅するための様々なトランジスタ又はアンプを含み得る。メモリセル205の検出された論理状態は、出力260として列デコーダ230を介して出力され得る。幾つかの場合、センスコンポーネント250は、別のコンポーネント(例えば、列デコーダ230、行デコーダ225)の一部であり得る。幾つかの場合、センスコンポーネント250は、行デコーダ225、列デコーダ230、及び/又はプレートドライバ235と電子通信し得る。
ローカルメモリコントローラ265は、様々なコンポーネント(例えば、行デコーダ225、列デコーダ230、プレートドライバ235、及びセンスコンポーネント250)を通じてメモリセル205の動作を制御し得る。ローカルメモリコントローラ265は、図1を参照して説明したローカルメモリコントローラ165の例であり得る。幾つかの場合、行デコーダ225、列デコーダ230、プレートドライバ235、及びセンスコンポーネント250の内の1つ以上は、ローカルメモリコントローラ265と共同設置され得る。ローカルメモリコントローラ265は、外部メモリコントローラ105(又は図1を参照して説明したデバイスメモリコントローラ155)から1つ以上のコマンド及び/又はデータを受信し、コマンド及び/又はデータをメモリダイ200によって使用できる情報に変換し、メモリダイ200上の1つ以上の動作を実施し、1つ以上の動作を実施することに応答して、メモリダイ200から外部メモリコントローラ105(又はデバイスメモリコントローラ155)にデータを通信するように構成され得る。
ローカルメモリコントローラ265は、対象のワード線210、対象のデジット線215、及び対象のプレート線220を活性化するために、行、列、及び/又はプレート線アドレス信号を生成し得る。ローカルメモリコントローラ265はまた、メモリダイ200の動作の間に使用される様々な電圧又は電流を生成及び制御し得る。一般に、本明細書で論じる印加電圧又は電流の振幅、形状、又は継続時間は、調節又は変更し得、メモリダイ200を動作することにおいて論じられる様々な動作に対して異なり得る。
幾つかの場合、ローカルメモリコントローラ265は、メモリダイ200上でプリチャージ動作を実施するように構成され得る。プリチャージ動作は、メモリダイ200の1つ以上のコンポーネント及び/又はアクセス線を1つ以上の所定の電圧レベルにプリチャージすることを含み得る。幾つかの実例では、メモリセル205及び/又はメモリダイ200の一部分は、異なるアクセス動作の間でプリチャージされ得る。幾つかの実例では、デジット線215及び/又はその他のコンポーネントは、読み出し動作の前にプリチャージされ得る。
幾つかの場合、ローカルメモリコントローラ265は、メモリダイ200の1つ以上のメモリセル205上で書き込み動作(例えば、プログラミング動作)を実施するように構成され得る。書き込み動作の間、メモリダイ200のメモリセル205は、所望の論理状態を格納するようにプログラミングされ得る。幾つかの場合、複数のメモリセル205は、単一の書き込み動作の間にプログラミングされ得る。ローカルメモリコントローラ265は、書き込み動作を実施する対象のメモリセル205を識別し得る。ローカルメモリコントローラ265は、対象のメモリセル205と電子通信する対象のワード線210、対象のデジット線215、及び/又は対象のプレート線220(例えば、対象のメモリセル205のアドレス)を識別し得る。
ローカルメモリコントローラ265は、対象のメモリセル205にアクセスするために、(例えば、ワード線210、デジット線215、又はプレート線220に電圧を印加して)対象のワード線210、対象のデジット線215、及び/又は対象のプレート線220を活性化し得る。ローカルメモリコントローラ265は、メモリセル205のコンデンサ240内に特定の状態を格納するための書き込み動作の間に、特定の信号(例えば、電圧)をデジット線215に、特定の信号(例えば、電圧)をプレート線220に印加し得、特定の状態は、所望の論理状態を指し示す。
幾つかの場合、ローカルメモリコントローラ265は、メモリダイ200の1つ以上のメモリセル205上で読み出し動作(例えば、センシング動作)を実施するように構成され得る。読み出し動作の間、メモリダイ200のメモリセル205内に格納された論理状態が判定され得る。幾つかの場合、複数のメモリセル205は、単一の読み出し動作の間にセンシングされ得る。ローカルメモリコントローラ265は、読み出し動作を実施する対象のメモリセル205を識別し得る。ローカルメモリコントローラ265は、対象のメモリセル205と電子通信する対象のワード線210、対象のデジット線215、及び/又は対象のプレート線220(例えば、対象のメモリセル205のアドレス)を識別し得る。
ローカルメモリコントローラ265は、対象のメモリセル205にアクセスするために、(例えば、ワード線210、デジット線215、又はプレート線220に電圧を印加して)対象のワード線210、対象のデジット線215、及び/又は対象のプレート線220を活性化し得る。対象のメモリセル205は、アクセス線をバイアスすることに応答して、信号をセンスコンポーネント250に転送し得る。センスコンポーネント250は、信号を増幅し得る。ローカルメモリコントローラ265は、センスコンポーネント250を起動し(例えば、センスコンポーネントをラッチングし)得、それによって、メモリセル205から受信した信号をリファレンス信号255と比較し得る。その比較に基づいて、センスコンポーネント250は、メモリセル205上に格納された論理状態を判定し得る。ローカルメモリコントローラ265は、読み出し動作の一部として、メモリセル205上に格納された論理状態を外部メモリコントローラ105(又はデバイスメモリコントローラ)に通信し得る。
幾つかの場合、メモリセル205は、デジット線215、デジット線215をセンスコンポーネント250と結合するためのスイッチングコンポーネント、及びスイッチングコンポーネントと結合された第1のノードを有する第1のコンデンサと結合され得る。第1のノードを有する第1のコンデンサは、第1の電圧にバイアスされ得る。第1の電圧を供給する第1の電圧供給は、メモリセル205のプレート線及び第1のコンデンサの第2のノードと結合され得る。メモリダイ200はまた、第1のコンデンサを使用して第2の電圧と第1の電圧との間の電圧差を格納するために、メモリダイ200に第1のコンデンサの第1のノードを、第2の電圧にバイアスされた第3のノードと結合させるコントローラを含み得る。コントローラは、第1のコンデンサを第3のノードから分離し得、第1のコンデンサを第3のノードから分離した後、メモリセル205にアクセスし得る。メモリセル205にアクセスすることは、クリティカルな動作(例えば、読み出し動作)を実施することを含み得る。メモリセル205にアクセスした後、第1のコンデンサは、メモリセル205にアクセスした後に第3のノードと再結合され得る。
幾つかのメモリアーキテクチャでは、メモリセル205にアクセスすることは、メモリセル205内に格納された論理状態を劣化又は破壊し得る。例えば、強誘電体メモリセル上で実施される読み出し動作は、強誘電体コンデンサ内に格納された論理状態を破壊し得る。別の例では、DRAMアーキテクチャで実施される読み出し動作は、対象のメモリセルのコンデンサを部分的又は完全に放電し得る。ローカルメモリコントローラ265は、メモリセルをその元の論理状態に戻すために、再書き込み動作又はリフレッシュ動作を実施し得る。ローカルメモリコントローラ265は、読み出し動作の後に、論理状態を対象のメモリセルに再書き込みし得る。幾つかの場合、再書き込み動作は読み出し動作の一部とみなされ得る。また、ワード線210等の単一のアクセス線を活性化することは、そのアクセス線と電子通信する幾つかのメモリセル内に格納された状態をディスターブし得る。したがって、再書き込み動作又はリフレッシュ動作は、アクセスされていなくてもよい1つ以上のメモリセル上で実施され得る。
図3は、本開示の様々な例に従った、ヒステリシス曲線300-a及び300-bを有する強誘電体メモリセルの非線形電気特性の例を説明する。ヒステリシス曲線300-a及び300-bは、夫々、強誘電体メモリセルの例示的な書き込み及び読み出しプロセスを説明する。ヒステリシス曲線300-a及び300-bは、電圧差Vの関数として、強誘電体コンデンサ(例えば、図2を参照して説明したコンデンサ240)上に格納された電荷Qを描写する。
強誘電体材料は、自発的な電気分極によって特徴付けられ、すなわち、それは、電界がない場合に非ゼロの電気分極を維持する。例示的な強誘電体材料は、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)、及びタンタル酸ストロンチウムビスマス(SBT)を含む。本明細書で説明する強誘電体コンデンサは、これらの又はその他の強誘電体材料を含み得る。強誘電体コンデンサ内の電気分極は、強誘電体材料の表面に正味の電荷をもたらし、コンデンサの端子を通じて反対の電荷を引き付ける。したがって、電荷は、強誘電体材料とコンデンサ端子との界面に格納される。外部から電界が印加されていない状態で、電気分極が比較的長期間、無期限にさえ、維持され得るので、例えば、DRAMアレイ内で用いられるコンデンサと比較して、電荷漏洩が大幅に減少され得る。このことは、リフレッシュ動作を実施する必要性を削減し得る。
ヒステリシス曲線300-a及び300-bは、コンデンサの単一の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、負の電荷が端子に蓄積する。また、ヒステリシス曲線300-a及び300-bの電圧は、コンデンサに渡る電圧差を表し、方向性がある。例えば、正の電圧は、当該端子(例えば、セルプレート)に正の電圧を印加し、第2の端子(例えば、セル底部)を接地(又はほぼゼロボルト(0V))に維持することによって実現され得る。負の電圧は、当該端子を接地に維持し、正の電圧を第2の端子に印加することによって印加され得、例えば、当該端子を負に分極するために正の電圧が印加され得る。同様に、ヒステリシス曲線300-a及び300-bに示される電圧差を生成するために、2つの正の電圧、2つの負の電圧、又は正と負の電圧の任意の組み合わせが適切なコンデンサ端子に印加され得る。
ヒステリシス曲線300-aに描写されるように、強誘電体材料は、ゼロ電圧差で正又は負の分極を維持し得、2つの可能な帯電状態:電荷状態305及び電荷状態310をもたらす。図3の例に従えば、電荷状態305は論理0を表し、電荷状態310は論理1を表す。幾つかの例では、メモリセルを動作するための他のスキームに適合するために、個別の電荷状態の論理値は逆にされ得る。
論理0又は1は、電圧を印加することによって、強誘電体材料の電気分極、したがってコンデンサ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。例えば、コンデンサに渡って正味の正の電圧315を印加することは、電荷状態305-aに達するまで電荷の蓄積をもたらす。電圧315を除去すると、電荷状態305-aは、ゼロ電圧で電荷状態305に到達するまで経路320をたどる。同様に、電荷状態310は、正味の負の電圧325を印加することによって書き込まれ、それは、電荷状態310-aをもたらす。負の電圧325を除去した後、電荷状態310-aは、ゼロ電圧で電荷状態310に到達するまで経路330をたどる。電荷状態305-a及び310-aは、残留分極(Pr)値、例えば、外部バイアス(例えば、電圧)を除去したときに残る分極(又は電荷)とも称され得る。抗電圧は、電荷(又は分極)がゼロである電圧である。
強誘電体コンデンサの格納された状態を読み出す又はセンシングするために、電圧がコンデンサに渡って印加され得る。それに応じて、格納された電荷Qが変化し、変化の程度は初期の電荷状態に依存し、例えば、最終的な格納された電荷(Q)は、電荷状態305-b又は310-bの何れが最初に格納されたかに依存する。例えば、ヒステリシス曲線300-bは、2つの可能な格納される電荷状態305-b及び310-bを説明する。図2を参照して論じたように、電圧335がコンデンサ240に渡って印加され得る。他の場合、固定電圧がセルプレートに印加され得、正の電圧として描写されているが、電圧335は負であり得る。電圧335に応答して、電荷状態305-bは経路340をたどり得る。同様に、電荷状態310-bが最初に格納された場合、それは経路345をたどる。電荷状態305-c及び電荷状態310-cの最終位置は、特定のセンシングスキームや回路等を含む、1つ以上の要因に依存する。
読み出し動作の間にメモリセルのコンデンサに渡って印加される電圧は、読み出し電圧と称され得、読み出し動作の精度は、読み出し電圧の安定性、例えば、コンデンサの(例えば、プレート線を介して)セルプレート及び(例えば、デジット線を介して)セル底部に印加される電圧の安定性に部分的に依存し得る。幾つかの場合、(別個の)ローカルコンデンサは、本明細書で説明するように、読み出し動作の間にセルコンデンサに渡って安定した読み出し電圧を維持するために使用され得る。
幾つかの場合、最終的な電荷は、メモリセルに接続されたデジット線の固有静電容量に依存し得る。例えば、コンデンサがデジット線に電気的に接続され、電圧335が印加される場合、デジット線の電圧は、その固有の静電容量に起因して上昇し得る。センスコンポーネントにおいて測定される電圧は、電圧335と等しくないことがあり、代わりにデジット線の電圧に依存し得る。ヒステリシス曲線300-b上の最終的な電荷状態305-c及び310-cの位置は、したがって、デジット線の静電容量に依存し得、負荷線分析を通じて判定され得、例えば、電荷状態305-c及び310-cは、デジット線の静電容量に関して定義され得る。結果として、コンデンサの電圧、電圧350又は電圧355は、異なり得、コンデンサの初期状態に依存し得る。
デジット線電圧をリファレンス電圧と比較することにより、コンデンサの初期状態が判定され得る。デジット線電圧は、電圧335とコンデンサに渡る最終電圧、電圧350又は電圧355との間の差、例えば、電圧335と電圧350との間の差、又は電圧335と電圧355との間の差であり得る。リファレンス電圧は、格納された論理状態、例えば、デジット線電圧がリファレンス電圧よりも高いか低いかを判定するために、その大きさが2つの可能なデジット線電圧の2つの可能な電圧の間にあるように生成され得る。センスコンポーネントによる比較の際に、センシングされたデジット線電圧は、リファレンス電圧よりも高い又は低いと判定され得、強誘電体メモリセルの格納された論理値(例えば、論理0又は1)が判定され得る。
幾つかの場合、強誘電体メモリセルは、読み出し動作後に初期論理状態を維持し得る。例えば、電荷状態305-bが格納されている場合、電荷状態は、読み出し動作の間に電荷状態305-cへの経路340をたどり得、電圧335を除去した後、電荷状態は、反対方向に経路340をたどることにより初期の電荷状態305-bに戻り得る。幾つかの場合、強誘電体メモリセルは、読み出し動作後にその初期の論理状態を喪失し得る。例えば、電荷状態310-bが格納されている場合、電荷状態は、読み出し動作の間に電荷状態305-cへの経路345をたどり得、電圧335を除去した後、電荷状態は、経路340をたどることによって電荷状態305-bに緩み得る。
ヒステリシス曲線300-bは、電荷状態305-b及び電荷状態310-bを格納するように構成されたメモリセルを読み出す例を説明する。読み出し電圧335は、例えば、図2を参照して説明したように、デジット線215及びプレート線220を介した電圧差として印加され得る。ヒステリシス曲線300-bは、読み出し電圧335が負の電圧差Vcapである場合(例えば、Vbottom-Vplateが負の場合)の読み出し動作を説明し得る。コンデンサに渡る負の読み出し電圧は、“プレート高”読み出し動作と称され得、プレート線220は最初に高電圧になり、デジット線215は最初に低電圧(例えば、接地電圧)にある。読み出し電圧335は、強誘電体コンデンサ240に渡る負の電圧として示されているが、代替の動作では、読み出し電圧は、強誘電体コンデンサ240に渡る正の電圧であり得、これは、“プレート低”読み出し動作と称され得る。
読み出し電圧335は、(例えば、図2を参照して説明されるようにスイッチングコンポーネント245を活性化することによって)メモリセル205が選択された場合に強誘電体コンデンサ240に渡って印加され得る。読み出し電圧335を強誘電体コンデンサ240に印加すると、電荷は、デジット線215及びプレート線220を介して強誘電体コンデンサ240に流入又は流出し得、異なる電荷状態は、強誘電体コンデンサ240が電荷状態305-a(例えば、論理1)にあったか、それとも電荷状態310-a(例えば、論理0)にあったかに依存してもたらされ得る。
図4は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリデバイス400の例を説明する。メモリデバイス400は、デジット線(DL)215-aと結合され得るメモリセル205-aを含み得る。メモリセル205-aは、例えば、強誘電体コンデンサ又は別のタイプのコンデンサ等のセルコンデンサ240-aを含み得る。メモリセル205-aは、ワード線(WL)210-a上の信号を活性化することによってメモリセル205-aを選択するためのセルセレクタ245-a(例えば、スイッチングコンポーネント)を含み得る。メモリセル205-a、ワード線210-a、及びデジット線215-aは、図2を参照して論じたようなメモリセル205、ワード線210、及びデジット線215の例であり得る。
セルコンデンサ240-aのセルプレート497は、プレート線220-aと結合され得る。プレート線220-aは、プレート線220-aにプレート線電圧Vplateを供給し得る電圧源460と結合され得る。幾つかの場合、VplateはVSS電圧にセットされ得、例えば、それは接地電圧であり得る。幾つかの場合、Vplateは別の電圧にセットされ得る。
デジット線215-aは、スイッチングコンポーネント485を介してセンスアンプ405と結合され得る。すなわち、スイッチングコンポーネント485は、デジット線215-aとセンスアンプ405との間に導電経路を確立するために使用され得る。幾つかの場合、スイッチングコンポーネント485は、カスコードアンプ、又は1つ以上のトランジスタを含み得る別のタイプのスイッチングコンポーネントであり得る。幾つかの場合、センスアンプ405は、図2を参照して説明したセンスコンポーネント250等のセンスコンポーネントの一部であり得、デジット線215-a上の電圧、電流、又は電荷をセンシングすることによって、メモリセル205-a上に格納された論理状態をセンシングするために使用され得る。
メモリデバイス400は、ローカルコンデンサ475を含み得る。ローカルコンデンサ475の第1のノード455は、スイッチングコンポーネント470及びノード480と結合され、ノード480は、スイッチングコンポーネント485のゲート490と関連付けられたノードであり得る。ローカルコンデンサ475の第2のノードは、電圧源460と結合され、電圧源460は、プレート線電圧Vplateを供給し得る。すなわち、幾つかの場合、ローカルコンデンサ475の第2のノード410は、プレート線電圧にバイアスされ得る。
幾つかの場合、プレート線220-a及びローカルコンデンサ475の第2のノード410により見られるVplateは、メモリデバイス400内の過渡効果に起因して、電圧源460によって供給される実際の電圧に対して変化し得る。すなわち、プレート線220-a及びローカルコンデンサ475の第2のノード410におけるVplateは、完全に安定していないことがあるローカルVplateであり得る。
幾つかの場合、ノード480における電圧は、デジット線215-aをセンスアンプ405と結合するために、スイッチングコンポーネント485を活性化し得る。スイッチングコンポーネント485(例えば、スイッチングコンポーネントのトランジスタ)は、閾値電圧Vthと関連付けられ得、それは、スイッチングコンポーネント485のゲート490における電圧とデジット線215-aの電圧との間に電圧差を生じさせ得る。幾つかの場合、Vthは、例えば、スイッチングコンポーネント485を活性化するための最小電圧であり得、スイッチングコンポーネント485のゲートからスイッチングコンポーネント485のソースまでの電圧差を表し得る。
したがって、幾つかの場合、デジット線215-a上の電圧、したがって、コンデンサ240-aのセル底部上の電圧は、ノード480における電圧(例えば、ゲート電圧)マイナス閾値電圧Vthにほぼ等しくなり得る。この関係のために、スイッチングコンポーネント485のゲート490における(例えば、ノード480における)電圧は、メモリセル205-aをバイアスするために使用され得る。
ローカルコンデンサ475は、スイッチングコンポーネント470を活性化することによってノード435と選択的に結合され得る。ノード435は、例えば、グローバルコンデンサ495を介して、電圧源450によって供給される電圧にバイアスされ得る。ノード435における電圧は、幾つかの場合、VCASC電圧(例えば、カスコードアンプをバイアスするための電圧)と称され得る。グローバルコンデンサ495は、例えば、ノード435におけるVCASC電圧の安定性を維持するのを助力するために、メモリデバイス400内に含まれ得る。幾つかの場合、グローバルコンデンサ495は、単一の個別のコンデンサを表し得る。他の場合、グローバルコンデンサ495は、メモリデバイス400内の回路と関連付けられる寄生容量と共に、1つ以上の個別のコンデンサを表し得る。
スイッチングコンポーネント470が活性化される場合、ローカルコンデンサ475は、ノード435の電圧(例えば、VCASC電圧)及び電圧源460により提供される電圧(例えば、Vplate)に基づくローカルコンデンサ475に渡る電圧を発現し得る。すなわち、スイッチングコンポーネント470が活性化されている間、ローカルコンデンサ475は、VCASC-Vplateに等しいローカルコンデンサ475に渡る電圧差を発現し得る。
ローカルコンデンサ475の第1のノード455は、センスコンポーネントがアイドルである間に、一度に(VCASCにバイアスされた)ノード435と結合され得る。このことは、回路が比較的静かである間に、ノード435における電圧(VCASC)とプレート線電圧(Vplate)との間の電圧差をローカルコンデンサ475に格納させ得る。この期間の間、ノード480における電圧は、ノード435における電圧と実質的に同等であり得る。
以前に論じたように、読み出し動作は、メモリセル205-aにより格納された状態を判定するために、(例えば、センスアンプ405を含む)センスコンポーネントを活性化することを含み得る。センスアンプ405が活性化される前には、しかしながら、ローカルコンデンサ475の第1のノードは、スイッチングコンポーネント470を不活性化することによってノード435から分離され得、ローカルコンデンサ475の第1のノード455(及びゲート490と関連付けられるノード480)がフロートすることを可能にする。この時点で、ノード480における電圧は、ノード435における(グローバル)VCASC電圧に基づいているが、ノード410におけるVplateの電圧変化に基づいてドリフトすることを可能にされるので、ローカルVCASC電圧と称され得る。スイッチングコンポーネント470が不活性化された後、メモリセル205-aはアクセスされ得、メモリセル205-aにより格納された状態を判定するためにセンスアンプ405は活性化され得る。
前述のように、(例えば、センスアンプ405を含む)センスコンポーネントが活性化された場合、それは、プレート線220-aに電流を注入し得、プレート線電圧(Vplate)に変化を生じさせる。したがって、ローカルコンデンサ475の第2のノード410におけるプレート線電圧は、読み出し動作の間に変化し得る。コンデンサ475の第1のノード455はフロートしている(例えば、それは制御されておらず、電圧源と結合されていない)ので、ローカルコンデンサ475の第2のノード410におけるプレート線電圧の変化は、ローカルコンデンサ475の第1のノード455における電圧に対応する変化をもたらし、それによって、ノード480における電圧も変化する。このようにして、ローカルコンデンサ475は、ノード480における(スイッチングコンポーネント485のゲート490における)ローカルVCASC電圧が、プレート線電圧Vplateの電圧変化を追跡することを可能にし、それによって、センスアンプ405が活性化された場合等、読み出し動作のクリティカルな部分の間、メモリセル205-aに渡る安定した電圧差(例えば、読み出し電圧)を維持する。
読み出し動作のセンシング部分が完了した後、センスアンプ405は不活化され得(例えば、センスアンプ405はアイドルになり得)、ローカルコンデンサ475の第1のノード455は、メモリセル205-aの次のアクセスの前に、ローカルコンデンサ475をノード435(例えば、VCASC)とノード410(例えば、Vplate)との間の電圧差に再充電するために、ノード435と再結合され得る。
幾つかの場合、スイッチングコンポーネント470は、ノード435と第1のノード455(及びノード480)との間に電気的接続がなくてもよいように、スイッチングコンポーネント470を開くことによって不活性化され得る。この場合、スイッチングコンポーネント470が不活性化された場合、スイッチングコンポーネント470の抵抗は無限であるとみなされ得る。
幾つかの場合、スイッチングコンポーネント470は、スイッチングコンポーネント470を完全には開かずに、スイッチングコンポーネント470の抵抗を調節する(例えば、増加させる)ことによって不活性化され得る。例えば、開いたスイッチングコンポーネントは、(ノード435における)グローバルVCASC電圧と(ノード480における)ローカルVCASC電圧との間の弱い接続を維持するための抵抗接続と置き換えられ得る。この場合、少量の電流が依然としてスイッチングコンポーネント470を流れ得る。
図5は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリデバイス内のメモリセルの読み出し動作の間に発生し得る電圧のタイミング図500の例を説明する。
以前に論じたように、幾つかの場合、メモリセルに渡る読み出し電圧(例えば、セルコンデンサの上部プレートと下部プレートに印加される電圧の間の差)は、PDN内のノイズの影響を受け得る。読み出し電圧は、
Vcell = VCASC - Vth - Vplate
として表され得る。
ここで、VCASCは、ノード480における、例えば、スイッチングコンポーネント485(例えば、トランジスタ又はカスコードアンプ)のゲート490におけるローカルVCASC電圧であり得る。Vthは、スイッチングコンポーネント485と関連付けられた閾値電圧であり得、Vplateは、セルコンデンサ240-aのセルプレートに印加されるプレート電圧であり得る。
以前に論じたように、メモリセル205-aの読み出し動作の間、特に、センスアンプ(例えば、センスアンプ405)が活性化され、メモリセル205-aにより格納された状態を判定している読み出し動作のクリティカルな部分の間、安定した読み出し電圧Vcellを維持することが望ましいことがある。しかしながら、幾つかの場合、センスアンプが活性化された場合、それは、プレート線の電圧(Vplate)を上昇させ得、したがって、読み出し電圧Vcellを潜在的に削減し、それは、読み出し動作の精度に悪影響を与え得る。
したがって、図4を参照して論じたように、ローカルコンデンサ475は、読み出し動作の間に安定した読み出し電圧Vcellを維持するために使用され得る。特に、ローカルコンデンサ475は、電圧(例えば、VCASC)にバイアスされ得るノード435と結合され得る。ローカルコンデンサ475は、回路が比較的静かである間にVplateとVCASCとの間の電圧差をサンプリング及び格納するために、非活性化フェーズ505の間(例えば、センスアンプが非活性である間)、ノード435と結合され得る。スイッチングコンポーネント470は、ローカルコンデンサ475をノード435から分離し、ノード480がローカルコンデンサ475に渡る電圧に基づく電圧でフロートすることを可能にするために、センスアンプが活性化される前に、その後不活性化され得る。ローカルコンデンサ475の第1のノード455はフロートしており、ローカルコンデンサ475の第2のノード410がVplateと結合されているので、ノード480における電圧は、Vplateの電圧の変化を追跡し得、それによって、タイミング図500に描写されるように、クリティカルな動作が実施される活性化フェーズ510の間、安定した読み出し電圧Vcellを維持する。
すなわち、図5に描写されるように、プレート線電圧Vpletaが(例えば、メモリセルの状態をセンシングするためのセンスアンプの起動に起因して)活性化フェーズ510の間に上昇する場合、ノード480におけるローカルVCASC(したがって、ローカルVCASC-Vth)は、相応の量だけ上昇し、それによって、活性化フェーズ510の間、メモリセル205-aに渡って安定した読み出し電圧Vcellを維持する。タイミング図500に描写される電圧は概算であり、特定の電圧ではなく、むしろ一般的な挙動を説明することを意図している。
図6は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする回路600の例を説明する。回路600は、メモリデバイス400内に描写された回路に類似し得るが、一般的なリファレンス信号と、VSS電圧又は接地電圧等の別の電圧との間の安定した電圧差を維持する、より一般的な場合に使用され得る。そうした電圧差は、例えば、図2を参照して説明したように、メモリセルにより格納された状態を判定するためにセンスアンプによって使用されるリファレンス電圧として使用され得、又は別のタイプのリファレンスに使用され得る。
回路600は、電圧源615と結合された第1のノード610を有するローカルコンデンサ605を含み得る。電圧源615は、例えば、第1の電圧を供給し得る。第1の電圧は、VSS電圧、接地電圧、又は別の電圧であり得る。ローカルコンデンサ605は、ノード625と結合された第2のノード620を有する。ノード625は、例えば、センスコンポーネント等の他の回路にローカルリファレンス電圧(ローカルREF)を提供するノードであり得る。
ローカルコンデンサ605の第2のノード620は、例えば、スイッチングコンポーネント635を活性化することによって、ノード630と選択的に結合され得る。ノード630は、グローバルリファレンス電圧(グローバルREF)にバイアスされ得る。
回路600は、例えば、メモリデバイスのある一定のクリティカルな動作の間に、ノード625におけるローカルリファレンス電圧と電圧源615により供給される電圧との間の安定した電圧差を提供するために、メモリデバイス内で使用され得る。こうしたクリティカルな動作は、メモリセルの状態を判定するためにローカルリファレンス電圧を使用する読み出し動作の一部分、又はローカルリファレンス電圧と電圧源615により供給される電圧との間の安定した電圧差を維持することが望ましいことがある別のタイプの動作の間を含み得る。
幾つかの場合、スイッチングコンポーネント635は、ローカルコンデンサ605のノード620をノード630と結合するために、(例えば、メモリデバイスのセンスコンポーネント等のある一定のコンポーネントが非活性である非活性化又はアイドルフェーズの間に)活性化され得る。スイッチングコンポーネント635は、センスコンポーネントが活性化され、例えば、メモリセルにより格納された状態を判定するためにノード625におけるローカルリファレンス電圧を使用する前等のクリティカルな動作の前に活性化され得る。スイッチングコンポーネント635は、ノード630とノード610との間の電圧差をローカルコンデンサ605上に格納するためにその後不活性化され得る。スイッチングコンポーネント635が不活性化され、ノード625がフロートしている間に、クリティカルな動作(例えば、メモリセル205-aのアクセスの間のセンシング動作、又は別のタイプの動作)がその後実施され得る。幾つかの場合、後続のメモリアクセスの前にコンデンサ605を再充電するためにクリティカルな動作が完了した後、スイッチングコンポーネント635は再び活性化され得る。
図7は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリデバイス700の例を説明する。幾つかの場合、メモリデバイス700内に描写される回路は、例えば、複数のローカルコンデンサ475及びスイッチングコンポーネント470を使用してクリティカルな動作(例えば、センスアンプが活性化される場合)の前に複数回、プレート線電圧Vplateとグローバルカスコード電圧VCASCとの間の差をサンプリング及び格納することによって、安定した読み出し電圧を提供するのに役立ち得る。電圧差の複数のサンプルは、移動平均電圧差を判定(例えば、提供)するためにその後使用され得る。
幾つかの場合、プレート線電圧Vplateとカスコード電圧VCASCとの間の差が格納される時に、例えば、ローカルコンデンサ475に図4を参照して説明したような電圧差を格納させるためにスイッチングコンポーネント470が開かれる時に、(例えば、PDN内の)回路に過渡ノイズが存在することがある。この場合、ローカルコンデンサ475上に格納された電圧差は、センスアンプが活性化する時のより近くに、VplateとVCASCとの間の電圧差とは異なり得、それによって、スイッチングコンポーネントが開かれている場合にVplate電圧を用いたローカルVCASC電圧のその後の追跡を潜在的に低下させる。この場合、クリティカルな動作の間の読み出し電圧(例えば、Vcell)は、スイッチングコンポーネント470が不活性化される時の前に発生した過渡電圧差に起因して不安定になり得る。
したがって、図4を参照して説明したように、所与の時間にサンプリングされる単一のローカルコンデンサ475を使用する代わりに、メモリデバイス700は、図7に描写されるように、クリティカルな動作(例えば、センスアンプが活性化される場合)の前の複数の(異なる)時間にVCASCとVplateとの間の電圧差を格納するために使用され得る複数のローカルコンデンサ475-a、475-b、475-cと、対応するスイッチングコンポーネント470-a、470-b、470-cとを含み得る。複数のローカルコンデンサ475は、ローカルコンデンサ475に渡る電荷共有を可能にするために、スイッチングコンポーネント705-a、705-b、705-cを介して相互にその後結合され得、それによって、例えば、VCASCとVplateとの間の差の移動平均を提供する。移動平均は、順に、以下でより詳細に説明されるように、メモリデバイス700がクリティカルな動作の間により安定した読み出し電圧を提供することを可能にし得る。
メモリデバイス700は、デジット線(DL)215-bと結合され得るメモリセル205-bを含み得る。メモリセル205-aは、ワード線(WL)210-b上の信号を活性化することによりメモリセル205-bを選択するためにセルコンデンサ240-b及びセルセレクタ245-bを含み得る。メモリセル205-b、ワード線210-b、及びデジット線215-bは、図2及び図4を参照して論じられるようなメモリセル205、205-a、ワード線210、210-a、及びデジット線215、215-aの例であり得る。
セルコンデンサ240-bのセルプレートは、プレート線220-bと結合され得る。プレート線220-bは、電圧源460-aと結合され得、電圧源460-aは、プレート線電圧Vplateをプレート線220-aに供給し得る。
デジット線215-bは、1つ以上のスイッチングコンポーネント(例えば、スイッチングコンポーネント485-a)を介してセンスアンプ405-aと結合され得る。すなわち、スイッチングコンポーネント485-aは、デジット線215-bとセンスアンプ405-aとの間に導電経路を確立するために使用され得る。スイッチングコンポーネント485-aは、図4を参照して説明したようなスイッチングコンポーネント485の一例であり得、例えば、カスコードアンプであり得る。
上で論じたように、メモリデバイス700は、複数のローカルコンデンサ475を含み得る。複数のローカルコンデンサ475は、センスアンプ405-aが活性化する前に異なる時間におけるプレート線電圧VplateとグローバルVCASC電圧との間の差をサンプリングするために使用され得る。ローカルコンデンサ475のこのセットは、スイッチングコンポーネント485-aのゲート490-aに設置され得るノード480-aに移動平均電圧を提供するために使用され得る。
各ローカルコンデンサ475は、対応するスイッチングコンポーネント470を活性化することによって、ノード435-aと(例えば、グローバルVCASC電圧と)選択的に結合され得る。ノード435-aは、例えば、グローバルコンデンサ495-aを介して、電圧源450-aにより提供される電圧にバイアスされ得る。幾つかの場合、ノード435-aはグローバルVCASC電圧にバイアスされ得る。例として、幾つかの場合、第1のコンデンサ475-a及び第2のコンデンサ475-bは、夫々スイッチングコンポーネント470-a及び470-bを活性化することによってノード435-aと結合され得る。
幾つかの場合、各ローカルコンデンサ475の第1のノード455は、上で説明したようにノード435-aと選択的に結合され得、各ローカルコンデンサ475の第2のノード410は、例えば、電圧源460-aにより提供されるプレート線電圧Vplateと結合され得る。幾つかの場合、プレート線電圧Vplateは、例えば、セルコンデンサ240-bの底部プレートにも印加され得る。
幾つかの場合、各ローカルコンデンサ475の第1のノード455は、センスアンプ405-aが非活性である期間に、(例えば、対応するスイッチングコンポーネント470を活性化することによって)ノード435-aと結合され得る。この期間の間、スイッチングコンポーネント705-a、705-b、705-cは不活性化され得、例えば、それらは開いていてもよい。したがって、ローカルコンデンサ475は、ノード435-aにおける電圧(例えば、グローバルVCASC)と電圧源460-aにより供給される電圧(例えば、Vplate)との間の差であり得るローカルコンデンサ475に渡る電圧を発現し得る。
第1の時間において、スイッチングコンポーネント470-aは不活性化され得、ローカルコンデンサ475-aをノード435-aから分離させ、ノード435-aにおける電圧と電圧源460-aにより供給された電圧との間の第1の差を格納し得る。
第2の時間(例えば、第1の時間の後)において、スイッチングコンポーネント470-bは不活性化され得、ローカルコンデンサ475-bをノード435-aから分離させ、ノード435-aにおける電圧と電圧源460-aにより供給された電圧との間の第2の電圧差を格納し得る。第2の電圧差は、VCASC、Vplate、又はそれら両方の過渡的変化に起因して、(例えば、ローカルコンデンサ475-aによって格納されるような)第1の電圧差とは異なり得る。
第3の時間(例えば、第2の時間の後)において、スイッチングコンポーネント470-cは不活性化され得、ローカルコンデンサ475-cをノード435-aから分離させ、ノード435-aにおける電圧と電圧源460-aにより供給された電圧との間の第3の差を格納し得る。この第3の電圧差は、VCASC、Vplate、又はそれら両方の過渡電圧の変化に起因して、ローカルコンデンサ475-a及び475-bによって夫々格納された第1及び/又は第2の電圧差とは異なり得る。
第4の時間(例えば、第3の時間の後)において、ローカルコンデンサ475-a、475-b、475-cは、対応するスイッチングコンポーネント705-a、705-b、705-cを活性化することによってノード480-aと結合され得る。ノード480-aは、例えば、スイッチングコンポーネント485-aのゲート490-aに設置され得る。スイッチングコンポーネント705が活性化された場合、ローカルコンデンサ475のセットは、相互に電荷を共有し得、それによって、移動平均VCASC電圧(例えば、ローカルコンデンサ475によって第1の時間に、第2の時間に、及び第3の時間において格納された電圧差の平均)をノード480-aに提供する。
スイッチングコンポーネント705が活性化された後、センスアンプ405-aは、例えば、メモリセル205-bにより格納された状態を判定するために活性化され得る。ローカルコンデンサ475の各々の第1のノード455はノード435-aから分離され、したがって、読み出し動作のこのクリティカルな部分の間にフロートしているので、ノード480-aにおける電圧は、プレート線の電圧(Vplate)の変化を追跡し得、例えば、センスアンプ405-aが活性化された場合又はその間に、メモリセル205-bに渡ってより安定した読み出し電圧を提供し得る。
メモリデバイス700は、3つのローカルコンデンサ(475-a、475-b、475-c)及び対応するスイッチングコンポーネント(470-a、470-b、470-c、705-a、705-b、705-c)を描写するが、メモリデバイスは、開示の範囲から逸脱することなく、より多くの又はより少数のローカルコンデンサ及びスイッチングコンポーネントを使用し得ることは分かるべきである。
随意に、メモリデバイス700は、ローカルコンデンサ475によって提供される移動平均電圧を格納し、ノード480-aに移動平均電圧を提供するために使用され得る追加のローカルコンデンサ710を含み得る。
幾つかの場合、移動平均電圧に対して、ローカルコンデンサ475により格納された電圧差を異なって重み付けすることが望ましいことがある。例えば、後の時間に格納された電圧差(例えば、第3の時間においてローカルコンデンサ475-cにより格納された電圧差)は、より早い時間に格納された電圧差(例えば、第1の時間においてローカルコンデンサ475-aにより格納された電圧差)よりも安定した読み出し電圧を維持することに、より関連性があり得る。全てのコンデンサが相互に結合されている場合、より大きなコンデンサは、全体の平均電圧により大きな相対的な影響を有し得るので、最も関連性のある時間における(例えば、電圧差がサンプリングされる最後の時間における)電圧差を格納するために、より大きなコンデンサが使用され得る。
したがって、幾つかの場合、各ローカルコンデンサ475は、ローカルコンデンサ475によって格納された電圧差の所望の重み付けに依存して、異なる静電容量を有し得る。一例として、ローカルコンデンサ475-aは、ローカルコンデンサ475-bよりも小さい静電容量を有し得、ローカルコンデンサ475-bは、順に、ローカルコンデンサ475-cよりも小さい静電容量を有し得る。サイズの他の組み合わせも可能である。
メモリデバイス700の移動平均回路(例えば、ローカルコンデンサ475及び対応するスイッチングコンポーネントのセットを含む)のタイミング及び動作に関する追加の詳細は、図8及び9を参照して論じられる。
図8は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする回路800の例を説明する。回路800は、移動平均回路と称され得、メモリデバイス700に描写された移動平均回路に類似し得るが、図7を参照して説明したものと同様の技術を使用してクリティカルな動作の間に一般的なリファレンス信号(例えば、ローカルリファレンス信号)と別の電圧(例えば、VSS電圧又は接地電圧)との間の安定した電圧差(ΔV)を維持する、より一般的な場合に使用され得る。そうしたリファレンス信号は、例えば、図2を参照して説明したように、メモリセルによって格納された状態を判定するためにセンスアンプによって使用されるリファレンス電圧を含み得、又は別のタイプのリファレンス信号であり得る。クリティカルな動作は、例えば、ローカルリファレンス信号と第2の電圧との間の安定した差を維持することが重要である動作であり得る。
回路800は、複数のローカルコンデンサ805のセットを含み得る。ローカルコンデンサ805は、クリティカルな動作が実施される前に異なる時間に、ノード820におけるグローバルリファレンス電圧(グローバルREF)と第2の電圧(例えば、電圧源830により供給される電圧)との間の電圧差をサンプリング及び格納するために使用され得る。ローカルコンデンサ805は、ノード825に移動平均電圧差を提供するために使用され得、ノード825は、センスコンポーネント等のメモリデバイス内の他の回路にローカルリファレンス信号(ローカルREF)を提供し得る。
メモリデバイス700内の回路に関して説明したように、各ローカルコンデンサ805は、対応するスイッチングコンポーネント810を活性化することによってノード820と選択的に結合され得る。幾つかの場合、各ローカルコンデンサ805の第1のノードは、ノード820と選択的に結合され得、各ローカルコンデンサ805の第2のノードは、例えば、電圧源830と結合され得る。
幾つかの場合、ローカルコンデンサ805は、回路が比較的静かである場合に、クリティカルな動作の前の期間に(例えば、対応するスイッチングコンポーネント810を活性化することによって)ノード820と結合され得る。この期間の間、スイッチングコンポーネント815-a、815-b、815-cは不活性化され得、例えば、それらは開いていてもよい。したがって、ローカルコンデンサ805は、ノード820における電圧と電圧源830により供給される電圧との間の電圧差ΔVであり得るローカルコンデンサ805に渡る電圧を発現し得る。
第1の時間において、スイッチングコンポーネント810-aは不活性化され得、ローカルコンデンサ805-aをノード820から分離させ、ノード820における電圧と電圧源830により供給される電圧との間の第1の電圧差を格納し得る。
第2の時間(例えば、第1の時間の後)において、スイッチングコンポーネント810-bは不活性化され得、ローカルコンデンサ805-bをノード820から分離させ、ノード820における電圧と電圧源830により供給される電圧との間の第2の電圧差を格納し得る。第2の電圧差は、ノード820におけるグローバルリファレンス電圧、電圧源830により供給されるローカル電圧、又はそれら両方の過渡的変化に起因して、(例えば、ローカルコンデンサ805-aによって格納されるような)第1の電圧差とは異なり得る。
第3の時間(例えば、第2の時間の後)において、スイッチングコンポーネント810-cは不活性化され得、ローカルコンデンサ805-cをノード820から分離させ、ノード820における電圧と電圧源830により供給される電圧との間の第3の差を格納し得る。この第3の電圧差は、ノード820におけるグローバルリファレンス電圧、電圧源830により供給されるようなローカル電圧、又はそれら両方の過渡的変化に起因して、ローカルコンデンサ805-a及び805-bによって夫々格納される第1及び/又は第2の電圧差とは異なり得る。
第4の時間(例えば、第3の時間の後)において、ローカルコンデンサ805-a、805-b、805-cは、対応するスイッチングコンポーネント815-a、815-b、815-cを活性化することによって、ノード825と、及び相互に結合され得る。ノード825は、ローカルリファレンス信号(ローカルREF)を、センスコンポーネント等のメモリデバイス内の他の回路に提供し得る。スイッチングコンポーネント815が活性化される場合、ローカルコンデンサ805は相互に電荷を共有し得、それによって、ノード825に第1の時間に、第2の時間に、及び第3の時間において格納された電圧差の移動平均を提供する。ノード825はフロートしているので、ノード825における電圧は、電圧源830により供給されるローカル電圧の電圧変化を追跡し得、それによって、ノード825における安定した電圧差(例えば、安定したローカルREF)を提供する。
スイッチングコンポーネント815が活性化され、ノード825がフロートすることを可能にされた後、クリティカルな動作が実施され得る。幾つかの場合、クリティカルな動作の間、ノード825における電圧は、ローカルコンデンサ805を経由して電圧源830と関連付けられた電圧変化を追跡し得るので、ノード825におけるローカルリファレンス信号と電圧源830により供給される電圧との間の電圧差ΔVは比較的安定したままであり得る。
幾つかの場合、クリティカルな動作が実施された後、ローカルコンデンサ805は、(例えば、スイッチングコンポーネント815を不活性化することによって)ノード825から分離され得、例えば、次のクリティカルな動作に備えるために、(例えば、スイッチングコンポーネント810を活性化することによって)ノード820と再結合され得る。
メモリデバイス700に描写された回路の一般的な場合であり得る回路800の動作の他の態様は、図9を参照してより詳細に説明される。
図9は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするメモリデバイス内の様々な動作の間に発生し得る電圧のタイミング図900の例を説明する。
以前に論じたように、幾つかの場合、ある一定のクリティカルな動作の間に、ローカルリファレンス電圧と別の電圧(例えば、VSS電圧、接地電圧、又はその他の電圧)との間で安定した電圧差ΔVを維持することが望ましいことがある。そうしたクリティカルな動作は、例えば、メモリセルの読み出し動作の間のセンシング動作、又は電圧差ΔVの安定性が望ましいことがあるその他のクリティカルな動作を含み得る。
タイミング図900は、回路800を含み得るメモリデバイスの動作の間の回路800と関連付けられた様々な電圧を描写する。
タイミング図900は、例えば、回路800のノード820と関連付けられた電圧であり得るグローバルリファレンス電圧905(例えば、グローバルREF)を含み得る。すなわち、幾つかの場合、ノード820は、例えば、センシング動作のためのリファレンス電圧又はVCASC電圧であり得るグローバルリファレンス電圧905にバイアスされ得る。
タイミング図は、電圧供給830と関連付けられた電圧であり得るローカル供給電圧910を含み得る。すなわち、幾つかの場合、ローカル供給電圧910は、電圧供給830によって供給され得るが、例えば、活性化されたセンスアンプによって電流が注入された場合等、メモリデバイス内の様々な電気的影響に基づく変動を経験し得る。ローカル供給電圧910は、例えば、VSS電圧又は電圧供給830によって供給されるプレート線電圧(Vplate)であり得る(又はそれに基づき得る)。
タイミング図900は、ローカルリファレンス電圧915を含み得、それは、回路800のノード825における電圧(例えば、ローカルREF)であり得る。幾つかの場合、ローカルリファレンス電圧915は、メモリセルによって格納された状態を判定するためにセンスアンプによって使用されるリファレンス電圧であり得、又は例えば、メモリセルの電圧をバイアスするために使用されるゲート電圧(例えば、カスコードアンプのゲートにおける電圧)であり得る。タイミング図900に描写される電圧は概算であり、特定の電圧ではなく、むしろ一般的な電気的挙動を説明することを意図している。
時間920の前に、スイッチングコンポーネント810及び815が活性化(例えば、“オン”に)され得る。したがって、ノード825がノード820と結合されているので、ローカルリファレンス電圧915は、グローバルリファレンス電圧905に実質的に等しくてもよい(したがって、タイミング図900には見えないことがある)。ローカルコンデンサ805の各々に渡る電圧は、(メモリデバイスにおける様々な過渡的又は寄生的影響に起因して、電圧供給830の電圧とは多少異なり得る)ローカル供給電圧910とグローバルリファレンス電圧905との間の差であり得る。
時間920において、スイッチングコンポーネント815は、ノード825から(例えば、ローカルリファレンス電圧915から)ローカルコンデンサ805の各々を分離するために不活性化(例えば、“オフ”に)され得る。また、スイッチングコンポーネント810-aは、ローカルコンデンサ805-aをノード820から(例えば、グローバルリファレンス電圧905から)分離するために不活性化され得る。したがって、時間920において、ローカルコンデンサ805-aは、ノード820におけるグローバルリファレンス電圧905とローカル供給電圧910との間の第1の電圧差ΔV1を格納し得る。時間920において、ローカルコンデンサ805-b及び805-cはノード820と結合されたままであり得、すなわち、スイッチングコンポーネント810-b、810-cは“オン”のままであり得る。
時間925において、スイッチングコンポーネント810-bは、ローカルコンデンサ805-bをノード820(例えば、グローバルリファレンス電圧905)から分離するために不活性化され得る。したがって、時間925において、ローカルコンデンサ805-bは、ノード820におけるグローバルリファレンス電圧905とローカル供給電圧910との間の第2の電圧差ΔV2を格納し得る。時間925において、ローカルコンデンサ805-cは、ノード820と結合されたままであり得、すなわち、スイッチングコンポーネント810-cは“オン”のままであり得る。
時間930において、スイッチングコンポーネント810-cは、ローカルコンデンサ805-cをノード820(例えば、グローバルリファレンス電圧905)から分離するために不活性化され得る。したがって、時間930において、ローカルコンデンサ805-cは、ノード820におけるグローバルリファレンス電圧905とローカル供給電圧910との間の第3の電圧差ΔV3を格納し得る。
また、時間930に(又はその近くに)おいて、スイッチングコンポーネント815は、ローカルコンデンサ805が相互に及びノード825と結合され得、電荷を共有し始める得るように活性化(“オン”に)され得る。したがって、ノード825における電圧(例えば、ローカルリファレンス電圧915)は、ローカルリファレンス電圧915とローカル供給電圧910との間の電圧差が、ローカルコンデンサ805に渡る電圧差ΔV1、ΔV2、ΔV3の平均であるように電圧にバイアスされ得る。ΔV1、ΔV2、ΔV3は各々異なる時間において格納されたので、そうした平均は移動平均とみなされ得る。
以前に論じたように、幾つかの場合、ノード825における電圧が、ローカルコンデンサ805に渡る電圧差ΔV1、ΔV2、ΔV3の加重平均を提供し得るように、ローカルコンデンサ805のサイズは異なり得る。
時間930において(又はその後に)、クリティカルな動作(例えば、活性化フェーズ)が開始され得る。クリティカルな動作は、例えば、メモリセルの読み出し動作の間にデジット線上の電圧をセンシングするためのセンスアンプの活性化を含み得る。クリティカルな動作は、例えば、ローカルリファレンス電圧915とローカル供給電圧910との間の電圧差940に基づき得る(例えば、使用し得、又は依存し得る)。
(時間930と時間935との間に発生し得る)クリティカルな動作の間、ローカル供給電圧910が変化し得るとしても、ローカルリファレンス電圧915とローカル供給電圧910との間の電圧差940は比較的安定したままであり得る。ローカルコンデンサ805は、グローバルリファレンス電圧905から分離されているからであり、例えば、それらはフロートしており、それによって、ノード825における電圧(例えば、ローカルリファレンス電圧915)は、ローカル供給電圧910の電圧の変化を追跡し、安定した電圧差940を維持することを可能にする。
時間935において、クリティカルな動作は終了し得る。時間935において又はその後に、スイッチングコンポーネント810(及び可能性として815)は、ローカルコンデンサ805をノード820と再結合することによって、次の動作に備えるために再活性化され得る。
図10は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートするコントローラ1005のブロック図1000を示す。コントローラ1005は、図1及び2を参照して説明したようなメモリデバイスのローカルメモリコントローラ、デバイスメモリコントローラ、又は外部メモリコントローラの機構の一例であり得る。コントローラ1005は、スイッチングマネージャ1010、アクセス動作マネージャ1015、センシングマネージャ1020、及び格納マネージャ1025を含み得る。これらのモジュールの各々は、直接的又は間接的に、相互に(例えば、1つ以上のバス、導電線等を介して)通信し得る。
スイッチングマネージャ1010は、第1のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合し得る。第1のコンデンサは、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合され得る。
幾つかの例では、スイッチングマネージャ1010は、例えば、メモリセルにアクセスしてクリティカルな動作を実施する前に、第1のコンデンサを第1のノードから分離し得る。幾つかの例では、スイッチングマネージャ1010は、メモリセルにアクセスした後、第1のコンデンサを第1のノードと結合(例えば、再結合)し得る。
そうした例では、スイッチングマネージャ1010は、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合し得る。スイッチングマネージャ1010は、第1の時間において、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の差の第1の表現を格納するために、第1のコンデンサを第1のノードから分離し得る。スイッチングマネージャ1010は、第1の時間の後の第2の時間において、第1の電圧と第2の電圧との間の差の第2の表現を格納するために、第2のコンデンサを第1のノードから分離し得る。スイッチングマネージャ1010は、第2の時間の後の第3の時間において、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合し得る。
スイッチングマネージャ1010は、スイッチングコンポーネントを活性化することによって、第1のコンデンサを第1のノードと結合し得る。スイッチングマネージャ1010は、スイッチングコンポーネントを不活性化することによって、第1のコンデンサを第1のノードから分離し得る。スイッチングマネージャ1010は、スイッチングコンポーネントと関連付けられる抵抗を調節する(例えば、増加させる)ことによって、第1のコンデンサを第1のノードから分離し得る。幾つかの場合、第1のコンデンサを第1のノードと結合することは、第1のコンデンサを第2のコンデンサと結合し、第2のコンデンサは、第1のノードと第1の電圧を提供する電圧供給との間に結合される。
スイッチングマネージャ1010は、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、第2のノードと結合された第3のコンデンサと結合し得る。
幾つかの場合、第1のコンデンサは、センスコンポーネントが非活性である時に第1のノードと結合される。幾つかの場合、第1のコンデンサはカスコードアンプのゲートと結合される。幾つかの場合、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサは、第2の電圧を供給するように構成された第2の電圧供給と結合される。
アクセス動作マネージャ1015は、第1のコンデンサが第1のノードから分離された後に、メモリセルにアクセスし得る。幾つかの例では、アクセス動作マネージャ1015は、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサが第2のノードと結合されている間にメモリセルにアクセスし得る。幾つかの例では、アクセス動作マネージャ1015は、メモリセルと関連付けられたワード線信号をアサートすることによってメモリセルにアクセスし得る。
格納マネージャ1025は、第1のコンデンサを使用して、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の電圧差を格納し得る。
センシングマネージャ1020は、第1のコンデンサが第1のノードから分離されている間に、センスコンポーネントを使用してメモリセルにより格納された状態をセンシングし得る。
図11は、本明細書に開示されるような例に従ったリファレンス電圧管理をサポートする1つ以上の方法1100を説明するフローチャートを示す。方法1100の動作は、本明細書で説明されるように、メモリデバイス又はそのコンポーネントによって実装され得る。例えば、方法1100の動作は、図1を参照して説明したようなメモリデバイスによって実施され得る。幾つかの例では、メモリデバイスは、説明された機能を実施するためにメモリデバイスの機能的素子を制御するための命令のセットを実行し得る。追加的に又は代替的に、メモリデバイスは、専用のハードウェアを使用して、説明された機能の態様を実施し得る。
1105において、メモリデバイスは、第1のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合し得る。第1のコンデンサは、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合され得る。1105の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1105の動作の態様は、図10を参照して説明したようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
1110において、メモリデバイスは、第1のコンデンサを使用して、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の電圧差を格納し得る。1110の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1110の動作の態様は、図10を参照して説明したような格納マネージャによって実施され得る。
1115において、メモリデバイスは、第1のコンデンサを第1のノードから分離し得る。1115の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1115の動作の態様は、図10を参照して説明したようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
1120において、メモリデバイスは、第1のコンデンサを第1のノードから分離した後、メモリセルにアクセスし得る。1120の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1120の動作の機構は、図10を参照して説明されるようなアクセス動作マネージャによって実施され得る。
1125において、メモリデバイスは、メモリセルにアクセスした後、第1のコンデンサを第1のノードと結合し得る。1125の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1125の動作の機構は、図10を参照して説明したようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
幾つかの例では、本明細書で説明するような装置は、方法1100等の1つ以上の方法を実施し得る。装置は、第1のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合することであって、第1のコンデンサは、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合されることのための機構、手段、又は命令(例えば、プロセッサによって実行可能な命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体)を含み得る。装置は、第1のコンデンサを使用して、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の電圧差を格納することと、第1のコンデンサを第1のノードから分離することと、第1のコンデンサを第1のノードから分離した後にメモリセルにアクセスすることと、メモリセルにアクセスした後に第1のコンデンサを第1のノードと結合することのための機構、手段、又は命令を含み得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例は、第1のコンデンサが第1のノードから分離されている間に、センスコンポーネントを使用してメモリセルにより格納された状態をセンシングするための動作、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサを第1のノードと結合することは、スイッチングコンポーネントを活性化することのための動作、機構、手段、又は命令を含み得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサを第1のノードから分離することは、スイッチングコンポーネントを不活性化することのための動作、機構、手段、又は命令を含み得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサを第1のノードから分離することは、スイッチングコンポーネントと関連付けられた抵抗を増加させることのための動作、機構、手段、又は命令を含み得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサは、センスコンポーネントが非活性であり得る時に第1のノードと結合され得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサは、カスコードアンプのゲートと結合され得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例は、第1のコンデンサを第1のノードと結合することは、第1のコンデンサを第2のコンデンサと結合することであって、第2のコンデンサは、第1のノードと第1の電圧を提供する電圧供給との間に結合され得ることのための動作、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
方法1100及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、メモリセルにアクセスすることは、メモリセルと関連付けられたワード線信号をアサートすることのための動作、機構、手段、又は命令を含み得る。
図12は、本開示の機構に従ったリファレンス電圧管理をサポートする1つ以上の方法1200を説明するフローチャートを示す。方法1200の動作は、本明細書で説明されるように、メモリデバイス又はそのコンポーネントによって実装され得る。例えば、方法1200の動作は、図1を参照して説明したようなメモリデバイスによって実施され得る。幾つかの例では、メモリデバイスは、説明された機能を実施するためにメモリデバイスの機能的素子を制御するための命令のセットを実行し得る。追加的に又は代替的に、メモリデバイスは、専用のハードウェアを使用して、説明された機能の機構を実施し得る。
1205において、メモリデバイスは、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合し得る。1205の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1205の動作の機構は、図10を参照して説明したようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
1210において、メモリデバイスは、第1の時間において、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の差の第1の表現を格納するために、第1のコンデンサを第1のノードから分離し得る。1210の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1210の動作の機構は、図10を参照して説明されるようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
1215において、メモリデバイスは、第1の時間の後の第2の時間において、第1の電圧と第2の電圧との間の差の第2の表現を格納するために、第2のコンデンサを第1のノードから分離し得る。1215の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1215の動作の機構は、図10を参照して説明されるようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
1220において、メモリデバイスは、第2の時間の後の第3の時間において、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間の導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合し得る。1220の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1220の動作の機構は、図10を参照して説明されるようなスイッチングマネージャによって実施され得る。
1225において、メモリデバイスは、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサが第2のノードと結合されている間に、メモリセルにアクセスし得る。1225の動作は、本明細書で説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、1225の動作の機構は、図10を参照して説明されるようなアクセス動作マネージャによって実施され得る。
幾つかの例では、本明細書で説明するような装置は、方法1200等の1つ以上の方法を実施し得る。装置は、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合することと、第1の時間において、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の差の第1の表現を格納するために第1のコンデンサを第1のノードから分離することと、第1の時間の第2の時間において、第1の電圧と第2の電圧との間の差の第2の表現を格納するために第2のコンデンサを第1のノードから分離することと、第2の時間の後の第3の時間において、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合することと、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサが第2のノードと結合されている間に、メモリセルにアクセスすることのための機構、手段、又は命令(例えば、プロセッサによって実行可能な命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体)を含み得る。
方法1200及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを第2のノードと結合することは、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、第2のノードと結合され得る第3のコンデンサと結合することのための動作、機構、手段、又は命令を含み得る。
方法1200及び本明細書で説明した装置の幾つかの例では、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサは、第2の電圧を供給するように構成された第2の電圧供給と結合され得る。
上で説明した方法は、可能な実装を説明すること、動作及びステップは、再配置され得、さもなければ修正され得ること、及び他の実装が可能であることに留意すべきである。更に、2つ以上の方法からの機構は組み合わせられ得る。本明細書で説明した情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法の内の何れかを使用して表し得る。例えば、上記の説明全体を通じて言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁性粒子、光場若しくは光粒子、又は任意のそれらの組み合わせにより表され得る。幾つかの図面は、信号を単一の信号として説明し得るが、当業者は、バスが様々なビット幅を有し得る場合に、信号が複数の信号のバスを表し得ることを理解するであろう。
用語“電子通信”、“導電的接触”、“接続された”、及び“結合された”は、コンポーネント間の信号の流れをサポートするコンポーネント間の関係を指し得る。コンポーネント間の信号の流れを何時でもサポート可能である何れかの導電経路がコンポーネント間にある場合、コンポーネントは相互に電子通信する(又は導電的に接触する、接続される、又は結合される)とみなされる。
任意の所与の時点で、相互に電子通信する(又は導電的に接触する、接続される、又は結合される)コンポーネント間の導電経路は、接続されたコンポーネントを含み得るデバイスの動作に基づいて開回路又は閉回路であり得る。接続されたコンポーネント間の導電経路は、コンポーネント間の直接の導電経路であり得、又は接続されたコンポーネント間の導電経路は、スイッチ、トランジスタ、又はその他のコンポーネント等の中間コンポーネントを含み得る間接の導電経路であり得る。幾つかの場合、例えば、スイッチ又はトランジスタ等の1つ以上の中間コンポーネントを使用して、接続されたコンポーネント間の信号の流れは、一時的に中断されてもよい。
用語“結合”は、信号が現在導電経路を介してコンポーネント間で通信することができないコンポーネント間の開回路の関係から、信号が導電経路を越えてコンポーネント間を通信することができるコンポーネント間の閉回路の関係に移行する状態を指す。コントローラ等のコンポーネントが他のコンポーネントを相互に結合する場合、コンポーネントは、以前は信号の流れを許可していなかった導電経路を越えて他のコンポーネント間で信号を流すことを可能にする変更を開始する。
用語“絶縁された”は、信号が現在コンポーネント間を流れることができないコンポーネント間の関係を指す。コンポーネント間に開回路がある場合、コンポーネントは相互に絶縁される。例えば、コンポーネント間に位置付けられたスイッチによって分離された2つのコンポーネントは、スイッチが開いている場合に相互に絶縁される。コントローラが2つのコンポーネントを相互に絶縁した場合、コントローラは、以前は信号の流れを許可していた導電経路を使用して信号がコンポーネント間を流れることを防ぐ変更に影響を与える。
メモリアレイを含む本明細書で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、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム等の半導体基板上に形成され得る。幾つかの場合、該基板は半導体ウエハである。その他の場合、該基板は、シリコンオングラス(SOG)若しくはシリコンオンサファイア(SOP)等のシリコンオンインシュレータ(SOI)基板、又は別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であり得る。基板又は基板のサブ領域の導電性は、リン、ホウ素、又はヒ素を含むがそれらに限定されない様々な化学種を使用したドーピングを通じて制御され得る。ドーピングは、イオン注入により、又は任意のその他のドーピング手段により、基板の初期の形成又は成長の間に実施され得る。
本明細書で論じられる1つ以上のトランジスタは、電界効果トランジスタ(FET)を表し得、ソース、ドレイン、及びゲートを含む3端子デバイスを含み得る。端子は、導電性材料、例えば金属を通じて他の電子素子に接続され得る。ソース及びドレインは、導電性であり得、高濃度にドープされた、例えば縮退した、半導体領域を含み得る。ソース及びドレインは、低濃度にドープされた半導体領域又はチャネルによって分離され得る。チャネルがn型(すなわち、主たるキャリアが電子)である場合、該FETはn型FETと称され得る。チャネルがp型(すなわち、主たるキャリアがホール)である場合、該FETはp型FETと称され得る。チャネルは、絶縁ゲート酸化物によって覆われ得る。チャネルの導電性は、ゲートに電圧を印加することによって制御され得る。例えば、正の電圧又は負の電圧をn型FET又はp型FETに夫々印加することは、チャネルが導電性になる結果をもたらし得る。トランジスタの閾値電圧以上の電圧がトランジスタのゲートに印加された場合、トランジスタは“オン”に又は“活性化”され得る。トランジスタの閾値電圧未満の電圧がトランジスタのゲートに印加された場合、トランジスタは“オフ”に又は“不活性化”され得る。
添付の図面に関連して本明細書に記載される説明は、例示的構成を説明し、実装され得る又は請求項の範囲内にある全ての例を表さない。本明細書で使用される用語“例示的(exemplary)”は、“好適”又は“その他の例よりも有利”ではなく“一例、実例、又は説明として役立つこと”を意味する。詳細な説明は、説明される技術の理解を提供するための具体的詳細を含む。これらの技術は、しかしながら、これらの具体的詳細なしに実践され得る。幾つかの実例では、説明される例の内容を不明確にすることを避けるために、周知の構造体及びデバイスはブロック図の形式で示される。
添付の図において、同様のコンポーネント又は機構は、同じ参照ラベルを有し得る。更に、同じ種類の様々なコンポーネントは、ダッシュと、同様のコンポーネント間で区別する第2のラベルとを参照ラベルに続けることによって区別され得る。明細書中にただ第1の参照ラベルが使用される場合、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同様のコンポーネントの任意の1つに適用できる。
本明細書に記述される情報及び信号は、様々な異なる科学技術及び技術の何れかを使用して表され得る。例えば、上述の説明全体通じて言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光粒子、又はそれらの任意の組み合わせにより表され得る。
本明細書の開示と関連して説明される様々な説明ブロック及びモジュールは、本明細えで説明される機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、DSP、ASIC、FPGA若しくはその他のプログラミング可能論理デバイス、ディスクリートゲート若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、又はそれらの任意の組み合わせで実装又は実施され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代わりに、プロセッサは、任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシーンであり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ(例えば、DSPとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと併せた1つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意のその他のそうした構成)として実装され得る。
本明細書に説明される機能は、ハードウェア、プロセッサにより実行されるソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装され得る。プロセッサにより実行されるソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上の1つ以上の命令又はコード上に格納され得、又は送信され得る。その他の例及び実装は、本開示及び添付の請求項の範囲内である。例えば、ソフトウェアの性質に起因して、上で説明した機能は、プロセッサにより実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、配線、又はこれらの任意の組み合わせを使用して実装できる。機能を実装する機構はまた、機能の(複数の)部分が異なる物理的位置に実装されるように分散されることを含む、様々な位置に物理的に設置され得る。また、請求項を含む本明細書で使用されるとき、項目のリスト(例えば、“少なくとも1つの”又は“の内の1つ以上”等の句により前置きされる項目のリスト)に使用されるような“又は”は、例えば、A、B、又はCの内の少なくとも1つのリストがA又はB又はC又はAB又はAC又はBC又はABC(すなわち、A及びB及びC)を意味するように包含的リストを指し示す。また、本明細書で使用されるとき、句“基づいて”は、条件の閉集合への言及として解釈されるべきではない。例えば、“条件Aに基づいて”というように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及び条件Bの両方に基づき得る。言い換えれば、本明細書で使用されるとき、句“基づいて”は、句“少なくとも部分的に基づいて”と同様の方法で解釈されるべきである。
本明細書の説明は、当業者が開示を製作又は使用できるように提供される。開示への様々な修正が当業者に容易に分かるであろうし、本明細書で定義される包括的な原理は開示の範囲を逸脱することなくその他の変形に適用され得る。したがって、開示は、本明細書に説明された例示及び設計に限定されるべきではなく、本明細書に開示された原理及び新規の機構と一致する最も広い範囲に一致すべきである。
[クロスリファレンス]
本特許出願は、2019年4月11日に出願された“REFERENCE VOLTAGE MANAGEMENT”と題された、Bolandrina等による米国特許出願第16/381,702号の優先権を主張する、2020年3月18日に出願された“REFERENCE VOLTAGE MANAGEMENT”と題された、Bolandrina等による国際出願第PCT/US2020/023324号の優先権を主張し、それらの出願の各々は、本明細書の譲受人に割り当てられ、かつ明示的に参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
開示された技術では、(例えば、メモリダイ160に対してローカルの)ローカルメモリコントローラ165は、メモリデバイス10に、メモリセルの読み出し動作の間に安定した読み出し電圧を維持することに固有の動作を実施させ得る。具体的には、ローカルメモリコントローラ165は、メモリデバイス10に、ローカルコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合させ得る。第1のコンデンサはまた、メモリセルのデジット線(例えば、デジット線215)とセンスコンポーネント(例えば、センスコンポーネント250)との間に導電経路を確立することと関連付けられる第2のノードと結合され得る。メモリデバイス10は、ローカルコンデンサを使用して、第1の電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の電圧差を格納し得る。メモリデバイス10は、ローカルコンデンサを第1のノードから分離し得、ローカルコンデンサを第1のノードから分離した後にメモリセルにアクセスし得る。アクセス動作の間、ローカルコンデンサは、読み出し電圧を安定させるのに役立つ。メモリデバイス10は、メモリセルにアクセスした後、第1のコンデンサを第1のノードと再結合し得る。
図3A及び3Bは、夫々、本開示の様々な例に従った、ヒステリシス曲線300-a及び300-bを有する強誘電体メモリセルの非線形電気特性の例を説明する。ヒステリシス曲線300-a及び300-bは、夫々、強誘電体メモリセルの例示的な書き込み及び読み出しプロセスを説明する。ヒステリシス曲線300-a及び300-bは、電圧差Vの関数として、強誘電体コンデンサ(例えば、図2を参照して説明したコンデンサ240)上に格納された電荷Qを描写する。
ヒステリシス曲線300-aに描写されるように、強誘電体材料は、ゼロ電圧差で正又は負の分極を維持し得、2つの可能な帯電状態:電荷状態305及び電荷状態310をもたらす。図3の例に従えば、電荷状態305は論理0を表し、電荷状態310は論理1を表す。幾つかの例では、メモリセルを動作するための他のスキームに適合するために、個別の電荷状態の論理値は逆にされ得る。
論理0又は1は、電圧を印加することによって、強誘電体材料の電気分極、したがってコンデンサ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。例えば、コンデンサに渡って正味の正の電圧315を印加することは、電荷状態305-aに達するまで電荷の蓄積をもたらす。図3Aに示すように、電圧315を除去すると、電荷状態305-aは、ゼロ電圧で電荷状態305に到達するまで経路320をたどる。同様に、電荷状態310は、正味の負の電圧325を印加することによって書き込まれ、それは、電荷状態310-aをもたらす。負の電圧325を除去した後、電荷状態310-aは、ゼロ電圧で電荷状態310に到達するまで経路330をたどる。電荷状態305-a及び310-aは、残留分極(Pr)値、例えば、外部バイアス(例えば、電圧)を除去したときに残る分極(又は電荷)とも称され得る。抗電圧は、電荷(又は分極)がゼロである電圧である。
強誘電体コンデンサの格納された状態を読み出す又はセンシングするために、電圧がコンデンサに渡って印加され得る。それに応じて、格納された電荷Qが変化し、変化の程度は初期の電荷状態に依存し、例えば、最終的な格納された電荷(Q)は、電荷状態305-b又は310-bの何れが最初に格納されたかに依存する。例えば、図3Bに示すように、ヒステリシス曲線300-bは、2つの可能な格納される電荷状態305-b及び310-bを説明する。図2を参照して論じたように、電圧335がコンデンサ240に渡って印加され得る。他の場合、固定電圧がセルプレートに印加され得、正の電圧として描写されているが、電圧335は負であり得る。電圧335に応答して、電荷状態305-bは経路340をたどり得る。同様に、電荷状態310-bが最初に格納された場合、それは経路345をたどる。電荷状態305-c及び電荷状態310-cの最終位置は、特定のセンシングスキームや回路等を含む、1つ以上の要因に依存する。
すなわち、図5に描写されるように、プレート線電圧Vplate520が(例えば、メモリセルの状態をセンシングするためのセンスアンプの起動に起因して)活性化フェーズ510の間に上昇する場合、ノード480におけるローカルVCASC(したがって、ローカルVCASC-Vth515)は、相応の量だけ上昇し、それによって、活性化フェーズ510の間、メモリセル205-aに渡って安定した読み出し電圧Vcell525を維持する。タイミング図500に描写される電圧は概算であり、特定の電圧ではなく、むしろ一般的な挙動を説明することを意図している。

Claims (25)

  1. 第1のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合することであって、前記第1のコンデンサは、メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合されることと、
    前記第1のコンデンサを使用して、前記第1の電圧と、前記メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の電圧差を格納することと、
    前記第1のコンデンサを前記第1のノードから分離することと、
    前記第1のコンデンサを前記第1のノードから分離した後、前記メモリセルにアクセスすることと、
    前記メモリセルにアクセスした後、前記第1のコンデンサを前記第1のノードと結合することと
    を含む、方法。
  2. 前記第1のコンデンサが前記第1のノードから分離されている間に、前記センスコンポーネントを使用して前記メモリセルにより格納された状態をセンシングすること
    を更に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のコンデンサを前記第1のノードと結合することは、スイッチングコンポーネントを活性化することを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記第1のコンデンサを前記第1のノードから分離することは、スイッチングコンポーネントを不活性化することを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記第1のコンデンサを前記第1のノードから分離することは、スイッチングコンポーネントと関連付けられた抵抗を増加させることを含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第1のコンデンサは、前記センスコンポーネントが非活性である時に前記第1のノードと結合される、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第2のノードは、カスコードアンプのゲートに設置される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記第1のコンデンサを前記第1のノードと結合することは、前記第1のコンデンサを第2のコンデンサと結合し、前記第2のコンデンサは、前記第1のノードと、前記第1の電圧を提供する電圧供給との間に結合される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記メモリセルにアクセスすることは、前記メモリセルと関連付けられたワード線信号をアサートすることを含む、請求項1に記載の方法。
  10. デジット線と結合されたメモリセルと、
    前記デジット線をセンスコンポーネントと結合するように構成されたスイッチングコンポーネントと、
    前記スイッチングコンポーネントと結合された第1のノードを有する第1のコンデンサと、
    前記メモリセルのプレート線及び前記第1のコンデンサの第2のノードと結合された第1の電圧供給であって、第1の電圧を供給するように構成された前記第1の電圧供給と、
    コントローラであって、
    メモリセルにアクセスする前に、前記第1のコンデンサを第2の電圧にバイアスされた第3のノードと結合することと、
    前記第1のコンデンサを前記第3のノードから分離することと、
    前記第1のコンデンサを前記第3のノードから分離することに少なくとも部分的に基づいて前記メモリセルにアクセスすることと、
    前記メモリセルにアクセスした後、前記第1のコンデンサを前記第3のノードと結合することと
    をメモリデバイスにさせるように動作可能な前記コントローラと
    を含む、メモリデバイス。
  11. 前記第1のコンデンサを前記第3のノードと選択的に結合するための第2のスイッチングコンポーネントを更に含み、前記コントローラは、
    前記第1のコンデンサを前記第3のノードに結合するために、前記第2のスイッチングコンポーネントを活性化すること
    を前記メモリデバイスにさせるように動作可能である、請求項10に記載のメモリデバイス。
  12. 前記コントローラは、
    前記第1のコンデンサを前記第3のノードから分離するために、前記第2のスイッチングコンポーネントを不活性化すること
    を前記メモリデバイスにさせるように更に動作可能である、請求項11に記載のメモリデバイス。
  13. 前記コントローラは、
    前記第1のコンデンサを前記第3のノードから分離するために、前記第2のスイッチングコンポーネントの抵抗を調節すること
    を前記メモリデバイスにさせるように更に動作可能である、請求項11に記載のメモリデバイス。
  14. 前記第2のスイッチングコンポーネント、及び前記第2の電圧を供給するように構成された第2の電圧供給と結合された第2のコンデンサ
    を更に含む、請求項10に記載のメモリデバイス。
  15. 前記コントローラは、
    前記センスコンポーネントを活性化することであって、前記メモリセルにアクセスすることは、前記センスコンポーネントを活性化することを含むこと
    を前記メモリデバイスにさせるように更に動作可能である、請求項10に記載のメモリデバイス。
  16. 前記スイッチングコンポーネントは、カスコードアンプを含み、前記第1のノードは、前記カスコードアンプのゲートと関連付けられる、請求項10に記載のメモリデバイス。
  17. 前記コントローラは、
    前記第1のコンデンサが前記第3のノードから分離されている間に、前記センスコンポーネントを使用して前記メモリセルにより格納された状態をセンシングすること
    を前記メモリデバイスにさせるように動作可能である、請求項10に記載のメモリデバイス。
  18. 第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを、第1の電圧にバイアスされた第1のノードと結合することと、
    第1の時間において、前記第1電圧と、メモリセルのプレート線と関連付けられた第2の電圧との間の第1の差を格納するために、前記第1のコンデンサを前記第1のノードから分離することと、
    前記第1の時間の後の第2の時間において、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の第2の差を格納するために、前記第2のコンデンサを前記第1のノードから分離することと、
    前記第2の時間の後の第3の時間において、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを、前記メモリセルのデジット線とセンスコンポーネントとの間に導電経路を確立することと関連付けられた第2のノードと結合することと、
    前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサが前記第2のノードと結合されている間に前記メモリセルにアクセスすることと
    を含む、方法。
  19. 前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを前記第2のノードと結合することは、
    前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを、前記第2のノードと結合された第3のコンデンサと結合すること
    を含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサは、前記第2の電圧を供給するように構成された第2の電圧供給と結合される、請求項18に記載の方法。
  21. デジット線と結合されたメモリセルと、
    前記デジット線をセンスコンポーネントと結合するためのカスコードアンプと、
    第1のコンデンサ及び第2のコンデンサと、
    前記メモリセルのプレート線、並びに前記第1のコンデンサの第1のノード及び前記第2のコンデンサの第1のノードと結合され、第1の電圧を供給するように構成された第1の電圧供給と、
    コントローラであって、
    前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを、第2の電圧にバイアスされた第2のノードと結合することと、
    第1の時間において、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の第1の差を格納するために、前記第1のコンデンサを前記第2のノードから分離することと、
    前記第1の時間の後の第2の時間において、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の第2の差を格納するために、前記第2のコンデンサを前記第2のノードから分離することと、
    前記第2の時間の後の第3の時間において、前記第1の差及び前記第2の差の平均を前記カスコードアンプのゲートに提供するために、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを前記カスコードアンプの前記ゲートと結合することと
    をメモリデバイスにさせるように動作可能である前記コントローラと
    を含む、メモリデバイス。
  22. 前記コントローラは、
    前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサが前記カスコードアンプの前記ゲートに結合されている間に前記メモリセルにアクセスすること
    を前記デバイスにさせるように更に動作可能である、請求項21に記載のメモリデバイス。
  23. 前記第1のコンデンサを前記第2のノードと結合するための第1のスイッチングコンポーネントと、
    前記第2のコンデンサを前記第2のノードと結合するための第2のスイッチングコンポーネントと
    を更に含む、請求項21に記載のメモリデバイス。
  24. 前記コントローラは、
    前記第3の時間において、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを、前記カスコードアンプと結合された第3のコンデンサと結合することであって、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを前記カスコードアンプの前記ゲートと結合することは、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを前記第3のコンデンサと結合することを含むこと
    を前記メモリデバイスにさせるように更に動作可能である、請求項21に記載のメモリデバイス。
  25. 前記第2の差を前記第1の差よりも大きく重み付けするために、前記第1のコンデンサは、前記第2のコンデンサよりも小さい静電容量を有する、請求項21に記載のメモリデバイス。
JP2021559731A 2019-04-11 2020-03-18 リファレンス電圧の管理 Active JP7049535B1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/381,702 2019-04-11
US16/381,702 US10692557B1 (en) 2019-04-11 2019-04-11 Reference voltage management
PCT/US2020/023324 WO2020209994A1 (en) 2019-04-11 2020-03-18 Reference voltage management

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022520893A true JP2022520893A (ja) 2022-04-01
JP7049535B1 JP7049535B1 (ja) 2022-04-06

Family

ID=71104797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021559731A Active JP7049535B1 (ja) 2019-04-11 2020-03-18 リファレンス電圧の管理

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10692557B1 (ja)
EP (1) EP3953933A4 (ja)
JP (1) JP7049535B1 (ja)
KR (1) KR102396203B1 (ja)
CN (1) CN113748464B (ja)
WO (1) WO2020209994A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10867653B2 (en) 2018-04-20 2020-12-15 Micron Technology, Inc. Access schemes for protecting stored data in a memory device
US10622050B2 (en) 2018-05-09 2020-04-14 Micron Technology, Inc. Ferroelectric memory plate power reduction
US10692557B1 (en) 2019-04-11 2020-06-23 Micron Technology, Inc. Reference voltage management
US11152049B1 (en) * 2020-06-08 2021-10-19 Micron Technology, Inc. Differential sensing for a memory device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002133857A (ja) * 2000-10-31 2002-05-10 Fujitsu Ltd データ読み出し回路とデータ読み出し方法及びデータ記憶装置
WO2017156444A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 Micron Technology, Inc. Offset compensation for ferroelectric memory cell sensing

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101212139B1 (ko) * 2005-09-30 2012-12-14 엘지디스플레이 주식회사 발광표시장치
KR101669550B1 (ko) * 2009-09-10 2016-10-26 삼성전자주식회사 공통 소스 라인의 노이즈를 줄이는 플래시 메모리 장치, 그것의 동작 방법, 그리고 그것을 포함하는 메모리 시스템
JP5733033B2 (ja) * 2011-06-06 2015-06-10 富士通セミコンダクター株式会社 強誘電体メモリ
CN102915763B (zh) * 2011-08-01 2015-09-02 力旺电子股份有限公司 闪存装置
US8570812B2 (en) * 2011-08-23 2013-10-29 Texas Instruments Incorporated Method of reading a ferroelectric memory cell
US9368224B2 (en) * 2014-02-07 2016-06-14 SanDisk Technologies, Inc. Self-adjusting regulation current for memory array source line
KR102248835B1 (ko) * 2014-09-29 2021-05-10 삼성전자주식회사 불 휘발성 메모리 장치 및 그것의 동작 방법
US9934837B2 (en) * 2016-03-01 2018-04-03 Micron Technology, Inc. Ground reference scheme for a memory cell
US9721639B1 (en) * 2016-06-21 2017-08-01 Micron Technology, Inc. Memory cell imprint avoidance
US9886991B1 (en) * 2016-09-30 2018-02-06 Micron Technology, Inc. Techniques for sensing logic values stored in memory cells using sense amplifiers that are selectively isolated from digit lines
JP6276447B1 (ja) * 2017-03-24 2018-02-07 株式会社フローディア 不揮発性半導体記憶装置
US10163481B1 (en) * 2017-07-20 2018-12-25 Micron Technology, Inc. Offset cancellation for latching in a memory device
US10692557B1 (en) * 2019-04-11 2020-06-23 Micron Technology, Inc. Reference voltage management

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002133857A (ja) * 2000-10-31 2002-05-10 Fujitsu Ltd データ読み出し回路とデータ読み出し方法及びデータ記憶装置
WO2017156444A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 Micron Technology, Inc. Offset compensation for ferroelectric memory cell sensing

Also Published As

Publication number Publication date
US11217293B2 (en) 2022-01-04
US20200327919A1 (en) 2020-10-15
KR20210134995A (ko) 2021-11-11
US11810609B2 (en) 2023-11-07
US10692557B1 (en) 2020-06-23
US20220199140A1 (en) 2022-06-23
EP3953933A1 (en) 2022-02-16
CN113748464B (zh) 2022-08-19
WO2020209994A1 (en) 2020-10-15
CN113748464A (zh) 2021-12-03
EP3953933A4 (en) 2023-01-11
JP7049535B1 (ja) 2022-04-06
KR102396203B1 (ko) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7049535B1 (ja) リファレンス電圧の管理
US11869587B2 (en) Techniques for read operations using switched reference voltages
US11482268B2 (en) Leakage compensation for memory arrays
TW202040579A (zh) 用於記憶體裝置之源極線組態
JP2022520666A (ja) メモリデバイス上でのエラー補正
US11289146B2 (en) Word line timing management
US11289147B2 (en) Sensing techniques for a memory cell
US11468934B2 (en) Access line disturbance mitigation
US11948651B2 (en) Wordline capacitance balancing
US10908823B2 (en) Data transfer for wear leveling with bank clusters

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211008

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211008

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20211008

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220325

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7049535

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150