半导体器件的制作方法_2

文档序号:9549021阅读:来源:国知局
技术人员充分地表达本发明的范围。在本公开中,附图标记在本发明的各附图和实施例中直接对应于相似的部分。
[0034]附图并非按比例绘制,并且在一些情况下,可能夸大比例以清楚地示出实施例的特征。在本说明书中,使用了特定的术语。使用这些术语用以描述本发明,而不是用于限制意义或者限定本发明的范围。还应当注意的是,在本说明书中,“和/或”表示包括布置在“和/或”之前和之后的一个或更多个部件。另外,“连接/耦接”不仅表示一个部件与另一个部件直接耦接,还表示经由中间部件与另一个部件间接耦接。另外,只要未在句子中特意提及,单数形式可以包括复数形式。此外,在说明书中使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示存在或增加一个或多个部件、步骤、操作以及元件。
[0035]以下将以DRAM为半导体器件的一个实例来描述。
[0036]图1是图示半导体器件100的框图。
[0037]参见图1,半导体器件100可以包括:位线对BL和BLB、存储器单元110、感测放大块120、电压供应块130、第一预充电块140和第二预充电块150。所述位线对包括位线BL和互补位线BLB。存储器单元110与位线BL和互补位线BLB之间的一个位线親接。感测放大块120基于经由上拉电源线RT0供应的上拉驱动电压和经由下拉电源线SB供应的下拉驱动电压来感测并放大加载在位线BL和BLB上的数据。电压供应块130在激活模式中将电源电压VDD和核心电压VC0RE作为上拉驱动电压供应至上拉电源线RT0,并且将接地电压VSS作为下拉驱动电压供应至下拉电源线SB,以及在预充电模式的初始时段期间,将栗浦电压(pumping voltage) VPUMP作为上拉驱动电压供应至上拉电源线RT0,并且将接地电压VSS作为下拉驱动电压供应至下拉电源线SB。第一预充电块140在预充电模式中利用位线预充电电压VBLP对位线BL和BLB预充电。第二预充电块150在预充电模式中利用位线预充电电压VBLP对上拉电源线RT0和下拉电源线SB预充电。
[0038]在本文中,核心电压VC0RE、位线预充电电压VBLP和栗浦电压VPUMP可以是基于从外部供应的电源电压VDD而在内部产生的内部电压。例如,核心电压VC0RE可以是通过降低电源电压VDD来产生的,以及位线预充电电压VBLP可以是通过降低核心电压VC0RE来产生的,例如VBLP = VC0RE/2,以及栗浦电压VPUMP可以是通过升高电源电压VDD来产生的。因此,位线预充电电压VBLP可以具有比核心电压VC0RE的电压电平低的电压电平,以及核心电压VC0RE可以具有比电源电压VDD的电压电平低的电压电平,以及栗浦电压VPUMP可以具有比电源电压VDD的电压电平高的电压电平。
[0039]存储器单元110可以包括:单元电容器C,其用于储存数据;以及晶体管T,其用于控制电荷共享位线BL与互补位线BLB之间一个位线和单元电容器C。例如,单元电容器C耦接在接地电压VSS端子与储存节点之间,并且晶体管T可以包括NM0S晶体管,所述NM0S晶体管使字线WL与栅极耦接,以及源极和漏极耦接在储存节点与位线BL之间。尽管在图1中未示出,但是互补位线BLB耦接有存储器单元。
[0040]感测放大块120可以利用经由上拉电源线RT0和下拉电源线SB供应的驱动电压来感测并放大加载在位线BL和BLB上的数据。例如,感测放大块120可以包括交叉耦接锁存放大器。
[0041]电压供应块130可以包括第一上拉驱动单元P1、第二上拉驱动单元P2、第三上拉驱动单元P3以及第一下拉驱动单元N1。第一上拉驱动单元P1基于第一上拉驱动信号SAP1而在激活模式的初始时段期间利用电源电压VDD来驱动上拉电源线RT0。第二上拉驱动单元P2基于第二上拉驱动信号SAP2而在激活模式的其余时段期间利用核心电压VC0RE来驱动上拉电源线RT0。第三上拉驱动单元P3基于第三上拉驱动信号SAP3而在预充电模式的初始时段期间利用栗浦电压VPUMP来驱动上拉电源线RT0。第一下拉驱动单元N1基于下拉驱动信号SAN而在激活模式的整个时段和预充电模式的初始时段期间利用接地电压VSS来驱动下拉电源线SB。
[0042]第一预充电块140可以基于均衡信号BLEQ而在预充电模式的其余时段期间利用位线预充电电压VBLP对位线BL和BLB预充电。
[0043]第二预充电块150可以基于均衡信号BLEQ而在预充电模式的其余时段期间利用位线预充电电压VBLP对上拉电源线RT0和下拉电源线SB预充电。
[0044]图2是用于描述图1中所示的半导体器件的操作的时序图。图3是用于描述根据图1中所示的半导体器件的操作的位线BL和BLB的电压电平变化的波形图。
[0045]参见图2和图3,字线WL可以在与激活模式相对应的时段期间被激活至逻辑高电平,以及在与预充电模式相对应的时段期间被去激活至逻辑低电平。例如,字线WL可以基于激活命令(未示出)被激活,以及基于预充电命令PCG被去激活。
[0046]第一上拉驱动信号SAP1可以在激活模式的初始时段的一部分期间被激活,以及第二上拉驱动信号SAP2可以在第一上拉驱动信号SAP1被去激活之后、在激活模式的其余时段期间被激活。第三上拉驱动信号SAP3可以在第二上拉驱动信号SAP2被去激活之后、在预充电模式的初始时段期间被激活,以及下拉驱动信号SAN可以在激活模式的初始时段的一部分和预充电模式的初始时段期间被连续不断地激活。例如,第一上拉驱动信号至第三上拉驱动信号SAP1、SAP2和SAP3以及下拉驱动信号SAN可以是通过激活命令和预充电命令PCG的组合来产生的。
[0047]当单元晶体管T在激活模式中导通时,存储器单元110在位线BL与单元电容器C之间具有电荷共享。当假设具有逻辑高电平的数据储存在单元电容器C中时,位线BL可以从位线预充电电压VBLP电平增加预定的电压电平那么高。因而,在位线BL与互补位线BLB之间可以出现预定的电压电平。
[0048]在此条件下,第一上拉驱动单元P1可以基于第一上拉驱动信号SAP1而在激活模式的初始时段的一部分期间利用电源电压VDD来驱动上拉电源线RT0,以及第一下拉驱动单元N1可以基于下拉驱动信号SAN而在激活模式的初始时段的一部分期间利用接地电压VSS来驱动下拉电源线SB。因此,感测放大块120可以在激活模式的初始时段的一部分期间将位线BL的电压电平放大至电源电压VDD,并且将互补位线BLB的电压电平放大至接地电压VSS。即,感测放大块120可以基于电源电压VDD和接地电压VSS来感测并放大加载在位线BL和BLB上的数据。在感测放大块120的初始时段、即表示激活模式的初始时段的一部分期间,将电压电平放大至具有比目标电压(诸如VC0RE)高的电平的电压(诸如VDD)的操作,被称作为过驱动(over-driving)操作。
[0049]第二上拉驱动单元P2可以基于第二上拉驱动信号SAP2而在激活模式的其余时段期间利用核心电压VC0RE来驱动上拉电源线RT0,以及第一下拉驱动单元N1可以基于下拉驱动信号SAN而在激活模式的其余时段期间利用接地电压VSS来驱动下拉电源线SB。因此,感测放大块120可以在激活模式的其余时段期间将位线BL的电压电平保持为核心电压VC0RE,以及将互补位线BLB的电压电平保持为接地电压VSS。
[0050]第三上拉驱动单元P3可以基于第三上拉驱动信号SAP3而在预充电模式的初始时段期间利用栗浦电压VPUMP来驱动上拉电源线RT0,以及第一下拉驱动单元N1可以基于下拉驱动信号SAN而在预充电模式的初始时段期间利用接地电压VSS来驱动下拉电源线SB。因此,感测放大块120可以在预充电模式的初始时段期间将位线BL的电压电平放大至栗浦电压VPUMP,并且将互补位线BLB的电压电平保持为接地电压VSS。即,感测放大块120可以在预充电模式的初始时段期间执行过驱动操作。
[0051]随后,第一预充电块140可以在预充电模式的其余时段期间利用位线预充电电压VBLP对位线BL和BLB预充电,以及第二预充电块150可以在预充电模式的
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