存储器器件及其操作方法与流程



1.本发明的实施例涉及存储器器件及其操作方法。


背景技术:



2.在许多应用中使用包括存储器阵列的存储器器件用于存储数据。在存储器阵列中,每个存储器的阈值电压可能由于半导体制造工艺期间的变化而变化。存储器单元的阈值电压的变化可能导致对存储器单元执行的读取和写入操作的读取和写入裕度降低。另外,温度变化也可能降低存储器器件的读取和写入裕度。
3.随着近来对高质量存储器器件需求的增长,期望用于改善存储器器件的读取裕度和写入裕度的创新的技术和设计。


技术实现要素:



4.在一些实施例中,存储器器件包括具有存储器单元的存储器阵列、参考电压发生器和驱动电路。将参考电压发生器配置为基于存储器阵列的温度或存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压。驱动电路耦合至参考电压发生器,并且将参考电路配置根据参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个。根据位线电压或字线电压的至少一个来驱动存储器单元。
5.在一些实施例中,存储器器件包括具有存储器单元的存储器阵列、电压跟踪电路、温度跟踪电路和位线电压调整电路。将电压跟踪电路配置为基于存储器单元的选择晶体管的阈值电压来生成第一参考电压。将温度跟踪电路配置为基于存储器阵列的温度来生成第二参考电压。将位线电压调整电路耦合至电压跟踪电路和温度跟踪电路,并将位线电压调整电路配置为根据第一参考电压或第二参考电压的至少一个来生成位线电压。根据生成的位线电压来驱动存储器阵列的存储器单元。
6.在一些实施例中,方法包括基于存储器阵列的温度或存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压的操作;根据参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个;根据位线电压或字线电压的至少一个来驱动存储器单元。
附图说明
7.当结合附图进行阅读时,从以下详细描述可最佳理解本发明方面。要强调的是,根据工业中的标准实践,各个部件未按比例绘制,仅用于说明的目的。实际上,为了清楚的讨论,各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
8.图1是根据一些实施例的示出的存储器器件的示意图。
9.图2是根据一些实施例的示出的参考电压发生器的示意图。
10.图3a至图3b是根据一些实施例的示出的电压跟踪电路的结构的示意图。
11.图4是根据一些实施例的示出的温度跟踪电路的示意图。
12.图5是根据一些实施例的示出的驱动电路的示意图。
13.图6至图8是根据一些实施例的示出的存储器器件的操作方法的流程图。
具体实施方式
14.以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同部件的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然,这些仅仅是实例,而不旨在限制本发明。例如,以下描述中,在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例,并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件,从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。另外,本发明可以在各个实例中重复参考数字和/或字母。该重复是出于简化和清楚的目的,其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或结构之间的关系。
15.进一步,为了便于描述,在此可以使用诸如“在

之面”、“在

之下”、“下部”、“在

之上”、“上部”等空间相对术语,以描述如图所示的一个元件或部件与另一个元件或部件的关系。除了图中所示的方位外,空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上),而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。
16.图1是根据一些实施例的存储器器件100的示意图。存储器器件100可以包括存储器阵列110、参考电压发生器120、驱动电路130和存储器控制器140。存储器阵列110包括多个存储器单元mc11至mcmn,多个存储器单元mc11至mcmn耦合至多个字线wl1至wlm、多个位线bl1至bln以及多个源极线sl1至sln,其中,m和n为正整数。例如,存储器单元mc11耦合至相应的字线wl1、相应的位线bl1以及相应的源极线bl1。通过字线wl1至wlm、位线bl1至bln以及源极线sl1至sln对存储器阵列110的存储器单元执行诸如读取操作或写入操作的存储操作。例如,将适当的字线电压、位线电压以及源极线电压施加至相应的字线wl1、相应的位线bl1以及相应的源极线sl1,以对存储器单元mc11执行存储操作。
17.在一些实施例中,每个存储器单元mc11至mcmn包括选择晶体管和存储元件,其中,将选择晶体管配置为控制对存储器单元的访问,并且将存储元件配置为存储存储器单元的数据。例如,存储器单元mc11包括选择晶体管m11和耦合至选择晶体管mc11的存储元件mjt11。在另一实例中,存储器单元mcmn包括选择晶体管mmn和耦合至选择晶体管mcmn的存储元件mjtmn。将每个存储器单元中的选择晶体管耦合在位线bl1至bln中的相应位线与存储器单元的存储元件之间,并且将选择晶体管的栅极端子耦合至字线wl1至wlm中的相应的字线。例如,将存储器单元mc11的选择晶体管m11耦合在位线bl1与存储元件mtj11之间,并且将选择晶体管m11的栅极端子耦合至字线wl1。在一些实施例中,存储器单元的阈值电压是在存储器单元中的选择晶体管的源极和漏极端子之间创建导电路径所需的最小栅极-至-源极电压。例如,存储器单元mc11的阈值电压是在存储器单元mc11的选择晶体管m11的源极和漏极端子之间创建导电路径所需的最小栅极-源极电压。
18.在一些实施例中,存储器阵列110的每个存储器单元是磁阻式随机存取存储器(mram)单元,并且存储元件包括磁隧道结(mtj)元件。将每个mram单元的mtj元件配置为基于mtj元件的电阻值来存储数据位。mtj元件的电阻值可以表示与两个逻辑状态对应的高电阻状态和低电阻状态。需要强调的是,存储器阵列的存储器单元不限于mram单元。包括选择晶体管和存储元件的任何存储器单元都落入本发明的范围内。例如,在一些可选的实施例
中,存储器阵列110的存储器单元mc11至mcmn可以是电阻式随机存取存储器(rram)单元、相变随机存取存储器(pcram)单元或任何其他合适类型的存储器单元。
19.在一些实施例中,将参考电压发生器120耦合至存储器阵列110,并且将参考电压发生器120配置为检测并跟踪来自存储器阵列110的阈值电压或温度的至少一个,并且基于阈值电压或温度的至少一个来生成参考信号vref。阈值电压可以是存储器阵列110的存储器单元mc11至mcmn中的至少一个存储器单元的阈值电压,并且温度可以是至少一个存储器单元的温度。在一些实施例中,参考信号vref是电压信号,其中,参考信号vref的电压电平与阈值电压或温度的至少一个成正比。换句话说,参考信号vref的电压电平可以随着阈值电压或温度的至少一个增加而增加;并且参考信号vref的电压电平可以随着阈值电压或温度的至少一个的降低而降低。在一些可选的实施例中,参考信号vref的电压电平与阈值电压或温度的至少一个成反比。例如,参考信号vref的电压电平可以随着阈值电压或温度的至少一个降低而增加;并且参考信号vref的电压电平可以随着阈值电压或温度的至少一个增加而降低。
20.在一些实施例中,参考电压发生器120包括电压跟踪电路122和温度跟踪电路124。将电压跟踪电路122配置为检测并跟踪存储器阵列110的存储器单元mc11至mcmn中的至少一个存储器单元的阈值电压,并且基于阈值电压来生成第一参考电压。为了检测特定存储器单元的阈值电压,电压跟踪电路122可以检测特定存储器单元中的选择晶体管的栅极-源极电压。例如,电压跟踪电路122可以检测并跟踪存储器单元mc11中的选择晶体管m11的栅极-源极电压以获得存储器单元mc11的阈值电压。
21.在一些实施例中,电压跟踪电路122可以检测并跟踪存储器阵列110的存储器单元mc11至mcmn中的特定存储器单元阵列的阈值电压。在一些实施例中,包括在特定阵列中的存储器单元的数量不超过存储器阵列110中的存储器单元的总数量,并且在本发明中不限于任何特定数量。在一些实施例中,特定存储器单元阵列中的存储器单元的栅极端子、源极端子和漏极端子在电压跟踪电路122的电压跟踪时段期间分别彼此耦合。
22.在一些实施例中,将温度跟踪电路124配置为跟踪存储器阵列110的存储器单元mc11至mcmn中的存储器单元区域的温度。在一些可选的实施例中,将温度跟踪电路124配置为检测整个存储器阵列110的温度。温度跟踪电路124可以是或者可以包括温度传感器或具有检测和跟踪温度功能的任何电路。
23.在一些实施例中,将驱动电路130耦合至参考电压发生器120,并且将驱动电路130配置为基于参考信号vref来生成位线电压或字线电压的至少一个。当执行存储操作时,将生成的位线电压施加至存储器阵列110的选定位线。当执行存储操作时,将生成的字线电压施加至选定字线。在实例中,当存储操作是读取操作时,驱动电路130可以生成位线电压,并且将位线电压施加至选定位线。在另一实例中,当存储操作是写入操作时,驱动电路130可以生成位线电压或字线电压的至少一个,并且将字线电压或位线电压的至少一个施加至选定字线或选定位线的至少一个。
24.存储器控制器140包括至少一个配置为控制存储器器件100的全部操作的控制逻辑电路。在一些实施例中,将存储器控制器140耦合至驱动电路130以控制驱动电路130的操作。存储器控制器140还可以控制参考电压生成器120的电压跟踪操作和温度跟踪操作。在一些实施例中,存储器器件100还可以包括用于存储器器件100的操作必不可少的电路。例
如,存储器器件100可以还包括读取/写入电路、行解码器、列解码器、感测放大器、输入/输出电路和其他电路(未示出)。
25.图2是根据一些实施例的示出的跟踪电路220的示意图。参考电压发生器120可以包括电压跟踪电路122、温度跟踪电路124和开关电路226。将电压跟踪电路122配置为检测并跟踪至少一个存储器单元的阈值电压以生成参考信号vref1。将温度跟踪电路124配置为检测至少一个存储器单元的温度以生成参考信号vref2。每一个参考信号vref1和vref2可以是阈值电压相关的或温度相关的。
26.将开关电路226耦合至电压跟踪电路122和温度跟踪电路124,并且将开关电路226配置为执行开关操作以基于参考信号vref1和vref2来生成参考信号vref。在一些实施例中,开关电路226包括开关sw1和sw2,其中,将开关sw1耦合至电压跟踪电路122,并且将开关sw2耦合至温度跟踪电路124。将开关sw1和sw2配置为分别基于控制信号s1和s2来执行开关操作。在一些实施例中,控制信号s1和s2由存储器控制器(例如,图1中的存储器控制器140)或其他合适的电路(未示出)生成。
27.当开关sw1导通时,可以将由电压跟踪电路122输出的参考信号vref1包括在参考信号vref中。以这种方式,驱动电路(例如,图1中的驱动电路130)可以基于由电压跟踪电路122检测到的阈值电压来生成位线电压或字线电压的至少一个。类似地,当开关sw2导通时,将由温度跟踪电路124输出的参考信号vref2包含在参考信号vref中。以这种方式,驱动电路(例如,图1中的驱动电路130)可以基于由温度跟踪电路124检测到的温度来生成位线电压或字线电压的至少一个。换句话说,开关电路226可以选择性地选择检测到的阈值电压或检测到的温度或检测到的电压与检测到的温度的组合,以调整用于存储操作的位线电压或字线电压的至少一个。
28.当基于参考信号vref1和vref2(例如,当开关sw1和sw2都导通时)两者来生成参考信号vref时,开关电路226可以分别使用加权电路2261和2262设定权重值w1和w2用于参考信号vref1和vref2。权重值w1和w2分别表示阈值电压和温度对位线电压或字线电压的生成的重要级。例如,当用于生成位线电压和字线电压,阈值电压比温度较重要时,将权重值w1设定为高于权重值w2。当用于生成位线电压和字线电压,阈值电压比温度较不重要时,将权重值w1设定为低于权重值w2。在一些实施例中,参考信号vref是基于参考信号vref1和vref2通过数学推导生成的。例如,参考信号vref是根据参考信号vref1和vref2的权重和生成的,但是本发明不限于此。基于参考信号vref1和vref2推导参考信号vref的任何技术都在本发明的范围内。
29.在一些实施例中,开关电路226不包括开关swl和sw2,并且通过加权电路2261和2262执行开关电路226的开关操作。例如,由加权电路2261和2262设定的加权值wl和w2可以在0至100的范围内,其中,加权值100允许100%的参考信号(例如,vref1或vref2)通过加权电路,加权值0不允许参考信号(例如,vref1或vref2)通过加权电路。以这种方式,为了仅允许参考信号vref1通过开关电路226,将加权电路2261配置为设定用于参考信号vref1的权重值为100,并且将加权电路2262配置为设定用于参考信号vref2的权重值为0。为了仅允许参考信号vref2通过开关电路226,将加权电路2261配置为设定用于参考信号vref1的加权值为0,并且将加权电路2262配置为设定用于参考信号vref2的加权值为100。
30.图3a是根据一些实施例的示出的图1中的电压跟踪电路122的结构的示意图。将电
压追踪电路122配置为检测并追踪存储器阵列(例如,图1中的存储器阵列110)的至少一个存储器单元的阈值电压,以生成参考信号vref1。至少一个存储器单元的阈值电压可以指包括在至少一个存储器单元中的选择晶体管的栅极-源极电压。图1中的至少一个存储器单元的选择晶体管可以表征为图3a中的晶体管电路1223a。
31.电压跟踪电路122可以包括电压-至-电流(vi)转换电路1221和电流-至-电压(iv)转换电路1225。将vi转换电路1221耦合至晶体管电路1223a,并且将vi转换电路1221配置为检测并跟踪晶体管电路1223a的阈值电压以生成参考电流iref1。在一些实施例中,晶体管电路1223a可以包括晶体管m1,晶体管m1是图1中的存储器阵列110的选择晶体管m11至mmn中的任何一个。在一些可选的实施例中,晶体管电路1223a可以包括晶体管阵列,其中,晶体管阵列的栅极端子彼此耦合以形成晶体管电路1223a的栅极端子;晶体管阵列的漏极端子彼此耦合以形成晶体管电路1223a的漏极端子;以及晶体管阵列的源极端子彼此耦合以形成晶体管电路1223a的源极端子。晶体管电路1223a的阈值电压可以是栅极-源极电压,栅极-源极电压是晶体管电路1223a的栅极端子和源极端子之间的电压电位。
32.vi转换电路1221可以包括电阻器r和多个晶体管m2至m5。电阻器r具有分别耦合至晶体管电路1223a的栅极端子和源极端子的两个端子。换句话说,电阻器r并联耦合至晶体管电路1223a的栅极端子和源极端子。这样,电阻器r上的电压降与晶体管电路1223a的栅极-源极电压相同。由于电阻器r上的电压降,电流i流过电阻器r。电流i的值是根据晶体管电路1123a的栅极-源极电压与电阻器r的电阻值的比来确定。在一些实施例中,晶体管m2至m5形成电流镜电路,将该电流镜电路配置为镜射电流i以输出参考电流iref1。参考电流iref1可以是取决于阈值电压的参考电流,其可以基本等于i或i的预定倍数。换句话说,可以根据设计需要来限定参考电流iref1与电流i的比。例如,在一个实施例中,电流iref1和i的比可以是1:1,并且在其他实施例中,可以是2:1或0.5:1或任何其他比。以这种方式,vi转换电路1221可以生成可以表征晶体管电路1223a的阈值电压的参考电流iref1。
33.将(iv)转换电路1225耦合至vi转换电路1221,并且将(iv)转换电路1225配置为转换参考电流iref1以生成参考电压vref1。参考电压vref1与参考电流iref1成比例。换句话说,随着参考电流iref1的增加,参考电压vref1增加;并且随着参考电流iref1降低,参考电压vref1降低。需要强调的是,本发明不限于iv转换电路1225的任何特定电路结构。能够转换参考电流iref1以生成参考电压vref1的任何电路都落在本发明的范围内。例如,iv转换电路1225可以包括耦合在iv转换电路1225的输入和输出端子之间的至少一个电阻器。当将参考电流iref1输入至iv转换电路1225时,基于至少一个电阻器的电阻值来生成参考电压vref1,并且将参考电压vref1输出至iv转换电路1225的输出端子。这样,电压跟踪电路122可以输出可以反映晶体管电路1223a的栅极-源极电压(或阈值电压)的参考电压vref1。
34.参考图3a和图3b,在一些实施例中,图3a中的晶体管电路1223a可以包括晶体管阵列1223b。晶体管阵列1223b可以包括从存储器阵列110的选择晶体管m11至mmn中选定的多个晶体管t11至txy,其中x和y是正整数。在一些实施例中,在测量存储器阵列(例如,图1中的存储器阵列110)中的选择晶体管的阈值电压的时段期间,晶体管t11至txy的栅极端子g11、g1y、gx1和gxy彼此耦合;晶体管t11至txy的漏极端子d11、d1y、dx1和dxy彼此耦合;以及晶体管t11至txy的源极端子s11、s1y、sx1和sxy彼此耦合。在一些实施例中,晶体管t11至txy的栅极端子g11、g1y、gx1和gxy通过栅极开关(未示出)彼此耦合;晶体管t11至txy的漏
极端子d11、d1y、dx1和dxy通过漏极开关(未示出)彼此耦合;晶体管t11至txy的源极端子s11、s1y、sx1和sxy通过源极开关(未示出)彼此耦合。可以控制栅极开关、漏极开关和源极开关以测量晶体管阵列1223b的阈值电压。这样,每个电压跟踪电路122可以检测并跟踪存储器阵列110的存储器单元中的存储器单元组的阈值电压。相应的,减少了存储器器件(例如,图1中的存储器器件100)中的电压跟踪电路122(例如,vi转换电路1221和iv转换电路1225的数量)的数量。相应地,减少了制造成本和存储器器件的尺寸。
35.图4示出了根据一些实施例的温度跟踪电路124的示意图。温度跟踪电路124可以检测并跟踪存储器阵列110的存储器单元或者存储器阵列110的存储器单元中的存储器单元组,或者如图1所示的存储器阵列110的整个存储器单元的温度。在一些实施例中,温度跟踪电路124可以包括具有不同电流密度的双极结型晶体管(bjt)q1和q2。在一些实施例中,bjtq1与bjtq2的电流密度的比为1:n,其中,n为正值。换句话说,流过bjtq2的射极端子的射极电流高于流过bjtq1的射极端子的射极电流的n倍。在一些实施例中,根据bjtq1和q2的射极面积来确定bjtq1和q2的电流密度。在一些实施例中,bjtq1和q2的电流密度随着bjtq1和q2的射极面积的增加而增加,反之亦然。
36.温度跟踪电路124还可以包括电阻器r1和可变电阻器r2和r2’,其中,将电阻器r1串联耦合至bjtq1;将可变电阻器r2’通过节点n1并联耦合至bjtq2;将可变电阻器r2通过节点n2并联耦合至电阻器r1和bjtq1。温度跟踪电路124可以还包括具有耦合至节点n1和n2的输入端子的比较器电路comp。将比较器电路comp配置为在温度跟踪电路124的两个分支中设定电流,从而使得在比较器电路的输入(例如,节点n1和n2)处的电压彼此相等。温度跟踪电路124的一个分支包括bjtq1和节点n2,并且温度跟踪电路124的另一分支包括bjtq2和节点n1。因为节点n1和n2处的电压彼此相等,根据等式(1)和(2)来确定流过电阻器r1的电流i1和流过可变电阻器r2的电流i2。
[0037][0038][0039][0040]
在等式(1)和(2)中,veb2和veb1分别是位于bjtq2和q1的射极端子和基极端子之间的电压电势。vt是根据等式(3)来确定的热电压,其中k是玻尔兹曼常数,q是电子的电荷,以及t是以开尔文为单位的绝对温度。在一些实施例中,电压veb2和veb1是取决于温度的电压,其中,电压veb2和veb1的电平基于温度值而变化。在一些实施例中,电流i1具有正温度系数(ptc),并且电流i2具有负温度系数(ntc)。换句话说,随着温度增加,电流i1的电流电平增加,并且电流i2的电流电平降低。
[0041]
在一些实施例中,使用等式(4)基于电流i1和i2来确定流过节点n2的电流i。电流i由晶体管p1、p2和p3形成的反射镜电路镜射,以在节点n3处生成参考电流iref2。使用等式(5)根据参考电流iref2和可变电阻器r3的电阻值来确定参考电压vref2。
[0042]
[0043][0044]
以这种方式,参考电压vref2可以表示存储器阵列(例如,图1中的存储器阵列110)中的存储器单元的温度。在一些实施例中,基于r1、r2和r3的值,参考电压vref2可以是ptc、ntc或零温度系数。
[0045]
图5是根据一些实施例的示出的驱动电路130的示意图。基于参考信号vref1或vref2的至少一个来生成输入至驱动电路130的参考电压vref,其中,参考信号vref1表示至少一个存储器单元的阈值电压,并且参考信号vref2表示至少一个存储器单元的温度。换句话说,驱动电路130可以基于至少一个存储器单元的阈值电压或至少一个存储器单元的温度的至少一个来生成用于至少一个存储器单元的字线电压或位线电压的至少一个。
[0046]
在一些实施例中,驱动电路130包括运算放大器132、晶体管134、分压器电路136和字线驱动器138。运算放大器132可以通过分压器电路136从晶体管134的输出接收参考信号vref和反馈电压v。将运算放大器132配置为生成表征参考信号vref和反馈电压v之间的差的误差信号。将生成的误差信号提供至晶体管134的控制端子,以控制晶体管134的操作。在一些实施例中,将晶体管134配置为基于运算放大器132输出的误差信号来生成字线电压v
rwl
或位线电压v
rbl
的至少一个。
[0047]
在一些实施例中,晶体管134是可以在晶体管134的输入和输出之间的低压降下操作的低压差(ldo)晶体管。以这种方式,即使当晶体管134的输入和输出之间的压降低时,驱动电路130可以稳定地工作。此外,因为晶体管134的压降低,生成的热量较少并且消耗的功率较少。
[0048]
在一些实施例中,分压器电路136包括通过节点n串联耦合的电阻器rl和r2。将电阻器rl的端子耦合至晶体管134的输出,并且将电阻器rl的另一端子耦合至节点n。将电阻器r2的端子耦合至节点n,并且将电阻器r2的另一端子耦合至参考节点(例如,接地gnd)。反馈电压v从节点n生成,其中,基于电阻器r1、r2的电阻值和字线电压v
rwl
或位线电压v
rbl
的电压电平来确定反馈电压v的电压电平。根据设计需要来确定电阻器r1和r2的电阻值,在本发明中对电阻器r1和r2的电阻值不做限定。
[0049]
将字线驱动器138耦合至晶体管134的输出以接收字线电压v
rwl
或位线电压v
rbl
,并且将字线驱动器138配置为使用字线电压v
rwl
或位线电压v
rbl
来驱动存储器阵列(例如,图1中的存储器阵列110)的至少一个存储器单元。在一些实施例中,负载电容器c表征字线或位线上的电容负载。字线驱动器138的结构在本发明中不做限制。可以使用字线电压v
rwl
或线电压v
rbl
的至少一个来驱动存储器器件的字线的任何电路结构都在本发明的范围内。
[0050]
在一些实施例中,当参考电压发生器(例如,图1中的参考电压发生器120)确定存储器单元的阈值电压或温度的至少一个增加时,参考信号vref增加。当运算放大器132的误差信号表示参考信号vref增加时,控制晶体管134以增加字线电压v
rwl
或位线电压v
rbl
的至少一个的电压电平。当运算放大器132的误差信号表示参考信号vref降低时,驱动电路130可以减少字线电压v
rwl
或位线电压v
rbl
的至少一个的电压电平。以这种方式,驱动电路130可以基于存储器单元的阈值电压或存储器单元的温度的至少一个来生成字线电压或位线电压v
rbl
的至少一个,从而改善在存储器单元上执行的读取和写入操作的读取和写入裕度。
[0051]
在一些实施例中,将驱动电路(例如,图1中的驱动电路130)配置为基于用于存储
器阵列(例如,图1中的存储器阵列110)的存储器单元上的读取操作的温度或阈值电压的至少一个来生成位线电压v
rbl
。在一些实施例中,将驱动电路(例如,图1中的驱动电路130)配置为基于用于存储器阵列(例如,图1中的存储器阵列110)的存储器单元上的写入操作的温度或阈值电压的至少一个来生成调整位线电压v
rbl
和调整字线电压v
rwl
两者。
[0052]
图6是根据一些实施例的示出的存储器器件的方法的流程图。在操作s610中,基于存储器阵列的温度或存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压。在操作s620中,根据参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个。在操作s630中,根据位线电压或调整字线电压的至少一个来驱动存储器单元。
[0053]
图7是根据一些实施例的示出的存储器器件的方法的流程图。在操作s710中,基于存储器阵列的温度或存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压。在操作s720中,根据参考电压来生成位线电压。在操作s730中,在对存储器单元的读取操作中,根据位线电压来驱动存储器单元。
[0054]
图8是根据一些实施例的示出的存储器器件的方法的流程图。在操作s810中,基于存储器阵列的温度或存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压。在操作s820中,根据参考电压来生成位线电压和字线电压。在操作s830中,在对存储器单元的写入操作中,根据位线电压和字线电压来驱动存储器单元。
[0055]
根据本发明的实施例,根据存储器单元的温度或阈值电压的至少一个来生成位线电压或字线电压的至少一个。在诸如读取操作或写入操作的存储操作中,根据位线电压或字线电压的至少一个来驱动存储器单元。以这种方式,增加了存储器单元上的读取操作和写入操作的读取裕度和写入裕度;并且减少了存储器单元上的读取操作和写入操作的错误率。
[0056]
在一些实施例中,存储器器件包括具有存储器单元的存储器阵列、参考电压发生器和驱动电路。将参考电压发生器配置为基于存储器阵列的温度或存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压。驱动电路耦合至参考电压发生器,并且将参考电路配置根据参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个。根据位线电压或字线电压的至少一个来驱动存储器单元。
[0057]
在上述存储器器件中,参考电压发生器包括:电压跟踪电路,将电压跟踪电路配置为跟踪存储器单元的选择晶体管的阈值电压以生成第一参考电压;温度跟踪电路,将温度跟踪电路配置为跟踪存储器阵列的温度以生成第二参考电压;以及开关电路,将开关电路耦合至温度跟踪电路和电压跟踪电路,将开关电路配置为执行开关操作以基于第一参考电压或第二参考电压的至少一个来生成参考电压。
[0058]
在上述存储器器件中,将驱动电路配置为根据第一参考电压或第二参考电压的至少一个来生成位线电压,以及在将读取操作配置为读取存储在存储器单元中的数据的读取操作期间,存储器单元由位线电压驱动。
[0059]
在上述存储器器件中,将驱动电路配置为根据第一参考电压或第二参考电压的至少一个来生成位线电压和字线电压,以及在将写入操作配置为将数据写入存储单元的写入操作期间,存储器单元由位线电压和字线电压驱动。
[0060]
在上述存储器器件中,电压跟踪电路包括:电阻器,将电阻器耦合在存储器单元的选择晶体管的栅极端子和源极端子之间,将电阻器配置为通过流过电阻器的电流来感测选
择晶体管的阈值电压;电流镜电路,将电流镜电路耦合至电阻器,将电流镜电路配置为基于流过电阻器的电流来生成参考电流;以及电流至电压转换电路,将电流至电压转换电路耦合至电流镜电路,将电流至电压转换电路配置为转换参考电流以生成第一参考电压。
[0061]
在上述存储器器件中,电压跟踪电路包括:电阻器,将电阻器耦合在存储器阵列的多个存储器单元的多个选择晶体管的栅极端子和源极端子之间,将电阻器配置为通过流过电阻器的电流来感测多个晶体管的阈值电压;电流镜电路,将电流镜电路耦合至电阻器,将电流镜电路配置为基于流过电阻器的电流来生成参考电流;以及电流至电压转换电路,将电流至电压转换电路耦合至电流镜电路,将电流至电压转换电路配置为转换参考电流以生成第一参考电压。
[0062]
在上述存储器器件中,参考电压发生器包括:电压跟踪电路,将电压跟踪电路配置为跟踪存储器单元的选择晶体管的阈值电压以生成第一参考电压;温度跟踪电路,将温度跟踪电路配置为跟踪存储器阵列的温度以生成第二参考电压;以及加权电路,将加权电路耦合至温度跟踪电路和电压跟踪电路,将加权电路配置为设定用于第一参考电压的第一权重值以及用于第二参考电压的第二权重值,其中,基于第一权重值和第二权重值来生成参考电压。
[0063]
在上述存储器器件中,驱动电路包括位线电压调整电路,位线电压调整电路包括:分压器电路,将分压器电路配置为基于调整位线电压来生成第一反馈电压;差动放大器,将差动放大器配置为接收第一反馈电压和参考电压,将差动放大器配置为生成第一误差信号,第一误差信号是第一反馈电压和参考电压之间的电压差;以及晶体管,具有耦合至差动放大器的控制端子,将晶体管配置为基于第一误差信号来生成调整位线电压。
[0064]
在上述存储器器件中,驱动电路包括字线电压调整电路,字线电压调整电路包括:分压器电路,将分压器电路配置为基于调整字线电压来生成第二反馈电压;差动放大器,将差动放大器配置为接收第二反馈电压和参考电压,将差动放大器配置为生成第二误差信号,第二误差信号是第二反馈电压和参考电压之间的电压差;以及晶体管,具有耦合至差动放大器的控制端子,将晶体管配置为基于第二误差信号来生成调整字线电压。
[0065]
在一些实施例中,存储器器件包括具有存储器单元的存储器阵列、电压跟踪电路、温度跟踪电路和位线电压调整电路。将电压跟踪电路配置为基于存储器单元的选择晶体管的阈值电压来生成第一参考电压。将温度跟踪电路配置为基于存储器阵列的温度来生成第二参考电压。将位线电压调整电路耦合至电压跟踪电路和温度跟踪电路,并将位线电压调整电路配置为根据第一参考电压或第二参考电压的至少一个来生成位线电压。根据生成的位线电压来驱动存储器阵列的存储器单元。
[0066]
在上述存储器器件中,电压跟踪电路包括:电阻器,将电阻器耦合在存储器单元的选择晶体管的栅极端子和源极端子之间,将电阻器配置为通过流过电阻器的电流来感测选择晶体管的阈值电压;电流镜电路,将电流镜电路耦合至电阻器,将电流镜电路配置为基于流过电阻器的电流来生成参考电流;以及电流至电压转换电路,将电流至电压转换电路耦合至电流镜电路,将电流至电压转换电路配置为转换参考电流以生成第一参考电压。
[0067]
在上述存储器器件中,电压跟踪电路包括:电阻器,将电阻器耦合在存储器阵列的多个存储器单元的多个选择晶体管的栅极端子和源极端子之间,将电阻器配置为通过流过电阻器的电流来感测多个晶体管的阈值电压;电流镜电路,将电流镜电路耦合至电阻器,将
电流镜电路配置为基于流过电阻器的电流来生成参考电流;以及电流至电压转换电路,将电流至电压转换电路耦合至电流镜电路,将电流至电压转换电路配置为转换参考电流以生成第一参考电压。
[0068]
在上述存储器器件中,位线电压调整电路包括:分压器电路,将分压器电路配置为基于调整位线电压来生成第一反馈电压;差动放大器,将差动放大器配置为接收第一反馈电压和参考电压,将差动放大器配置为生成第一误差信号,第一误差信号是第一反馈电压和参考电压之间的电压差;以及晶体管,具有耦合至差动放大器的控制端子,将晶体管配置为基于第一误差信号来生成调整位线电压。
[0069]
在上述存储器器件中,还包括:字线电压调整电路,将字线电压调整电路耦合至电压跟踪电路和温度跟踪电路,将字线电压调整电路配置为根据第一参考电压和第二参考电压来调整字线电压,以生成调整字线电压;其中,字线电压调整电路包括:分压器电路,将分压器电路配置为基于调整字线电压来生成第二反馈电压;差动放大器,将差动放大器配置为接收第二反馈电压和参考电压,将差动放大器配置为生成第二误差信号,第二误差信号是第二反馈电压和参考电压之间的电压差;以及晶体管,具有耦合至差动放大器的控制端子,将晶体管配置为基于第二误差信号来生成调整字线电压。
[0070]
在一些实施例中,方法包括基于存储器阵列的温度或存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压的操作;根据参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个;根据位线电压或字线电压的至少一个来驱动存储器单元。
[0071]
在上述方法中,基于存储器阵列的温度或存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压包括:基于存储单元的选择晶体管的阈值电压来生成第一参考电压;根据存储器阵列的温度来生成第二参考电压;以及执行开关操作以基于第一参考电压和第二参考电压来生成参考电压。
[0072]
在上述方法中,基于存储器单元的选择晶体管的阈值电压来生成第一参考电压包括:通过流过电阻器的电流来感测选择晶体管的阈值电压;基于流过电阻器的电流来生成参考电流;以及转换参考电流以生成第一参考电压。
[0073]
在上述方法中,基于存储器阵列的温度或存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压包括:基于存储器单元的选择晶体管的阈值电压来生成第一参考电压;基于存储器阵列的温度来生成第二参考电压;以及设定用于第一参考电压的第一权重值和用于第二参考电压的第二权重值;基于第一参考电压和第一权重值来生成第一加权参考电压;基于第二参考电压和第二权重值来生成第二加权参考电压;以及基于第一加权参考电压或第二加权参考电压的至少一个来生成参考电压。
[0074]
在上述方法中,基于参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个包括:基于位线电压来生成第一反馈电压生成第一误差信号,第一误差信号是第一反馈电压与参考电压之间的电压差;以及基于第一误差信号来生成位线电压。
[0075]
在上述方法中,基于参考电压来生成调整位线电压或调整字线电压的至少一个包括:基于字线电压来生成第二反馈电压;生成第二误差信号,第二误差信号是第二反馈电压与参考电压之间的电压差;以及基于第二误差信号来生成字线电压。
[0076]
上面概述了若干实施例的特征,使得本领域技术人员可以更好地理解以下详细描述。本领域技术人员应该理解,他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实
施与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到,这种等同构造并不背离本发明的精神和范围,并且在不背离本发明的精神和范围的情况下,在此他们可以做出多种变化、替换以及改变。

技术特征:


1.一种存储器器件,包括:存储器阵列,包括存储器单元;参考电压发生器,将所述参考电压发生器配置为基于所述存储器阵列的温度或所述存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压;以及驱动电路,将所述驱动电路耦合至所述参考电压发生器,并且将所述参考电路配置根据所述参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个,其中,由所述位线电压或所述字线电压的至少一个来驱动所述存储器单元。2.根据权利要求1所述的存储器器件,其中,所述参考电压发生器包括:电压跟踪电路,将所述电压跟踪电路配置为跟踪所述存储器单元的所述选择晶体管的阈值电压以生成第一参考电压;温度跟踪电路,将所述温度跟踪电路配置为跟踪所述存储器阵列的温度以生成第二参考电压;以及开关电路,将所述开关电路耦合至所述温度跟踪电路和所述电压跟踪电路,将开关电路配置为执行开关操作以基于所述第一参考电压或所述第二参考电压的至少一个来生成所述参考电压。3.根据权利要求2所述的存储器器件,其中,将所述驱动电路配置为根据所述第一参考电压或所述第二参考电压的至少一个来生成所述位线电压,以及在将读取操作配置为读取存储在所述存储器单元中的数据的所述读取操作期间,所述存储器单元由所述位线电压驱动。4.根据权利要求2所述的存储器器件,其中,将所述驱动电路配置为根据所述第一参考电压或所述第二参考电压的至少一个来生成所述位线电压和所述字线电压,以及在将写入操作配置为将数据写入所述存储单元的所述写入操作期间,所述存储器单元由所述位线电压和所述字线电压驱动。5.根据权利要求2所述的存储器器件,其中,所述电压跟踪电路包括:电阻器,将所述电阻器耦合在所述存储器单元的所述选择晶体管的栅极端子和源极端子之间,将所述电阻器配置为通过流过所述电阻器的电流来感测所述选择晶体管的所述阈值电压;电流镜电路,将所述电流镜电路耦合至所述电阻器,将所述电流镜电路配置为基于流过所述电阻器的所述电流来生成参考电流;以及电流至电压转换电路,将所述电流至电压转换电路耦合至所述电流镜电路,将所述电流至电压转换电路配置为转换所述参考电流以生成所述第一参考电压。6.根据权利要求2所述的存储器器件,其中,所述电压跟踪电路包括:电阻器,将所述电阻器耦合在所述存储器阵列的多个存储器单元的多个选择晶体管的栅极端子和源极端子之间,将所述电阻器配置为通过流过所述电阻器的电流来感测所述多个晶体管的阈值电压;电流镜电路,将所述电流镜电路耦合至所述电阻器,将所述电流镜电路配置为基于流过所述电阻器的所述电流来生成参考电流;以及
电流至电压转换电路,将所述电流至电压转换电路耦合至所述电流镜电路,将所述电流至电压转换电路配置为转换所述参考电流以生成所述第一参考电压。7.根据权利要求2所述的存储器器件,其中,所述参考电压发生器包括:电压跟踪电路,将所述电压跟踪电路配置为跟踪所述存储器单元的所述选择晶体管的所述阈值电压以生成第一参考电压;温度跟踪电路,将所述温度跟踪电路配置为跟踪所述存储器阵列的温度以生成第二参考电压;以及加权电路,将所述加权电路耦合至所述温度跟踪电路和所述电压跟踪电路,将所述加权电路配置为设定用于所述第一参考电压的第一权重值以及用于所述第二参考电压的第二权重值,其中,基于所述第一权重值和所述第二权重值来生成所述参考电压。8.根据权利要求1所述的存储器器件,其中,所述驱动电路包括位线电压调整电路,所述位线电压调整电路包括:分压器电路,将所述分压器电路配置为基于所述调整位线电压来生成第一反馈电压;差动放大器,将所述差动放大器配置为接收所述第一反馈电压和所述参考电压,将所述差动放大器配置为生成第一误差信号,所述第一误差信号是所述第一反馈电压和所述参考电压之间的电压差;以及晶体管,具有耦合至所述差动放大器的控制端子,将所述晶体管配置为基于所述第一误差信号来生成所述调整位线电压。9.一种存储器器件,包括:存储器阵列,具有存储器单元;电压跟踪电路,将所述电压跟踪电路配置为基于所述存储器单元的选择晶体管的阈值电压来生成第一参考电压;温度跟踪电路,将所述温度跟踪电路配置为基于所述存储器阵列的温度来生成第二参考电压;位线电压调整电路,将所述位线电压调整电路耦合至所述电压跟踪电路和所述温度跟踪电路,并将所述位线电压调整电路配置为根据所述第一参考电压或所述第二参考电压的至少一个来生成位线电压;其中,通过所述位线电压来驱动所述存储器单元。10.一种操作存储器器件的方法,包括:基于存储器阵列的温度或所述存储器阵列的存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压;根据所述参考电压来生成位线电压或字线电压的至少一个;以及根据所述位线电压或所述字线电压的所述至少一个来驱动所述存储器单元。

技术总结


存储器器件包括存储器阵列、参考电压发生器和驱动电路。存储器阵列包括用于存储操作的存储器单元。将参考电压发生器配置为基于存储器阵列的温度或存储器单元的选择晶体管的阈值电压的至少一个来生成参考电压。将驱动电路耦合至参考电压发生器,并且将参考电路配置为根据参考电压来生成位线电压和字线电压的至少一个,其中,通过位线电压或字线电压的至少一个来驱动存储器单元。本发明的实施例还涉及其操作存储器器件的方法。其操作存储器器件的方法。其操作存储器器件的方法。


技术研发人员:

于鸿昌

受保护的技术使用者:

台湾积体电路制造股份有限公司

技术研发日:

2021.07.16

技术公布日:

2022/4/22

本文发布于:2024-09-22 14:37:59,感谢您对本站的认可!

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