基于单元的参考电压生成的制作方法

文档序号:15740379发布日期:2018-10-23 22:11阅读:208来源:国知局
基于单元的参考电压生成的制作方法

本专利申请案主张让渡给本受让人的,由德默等人在2016年2月1日申请的标题为“基于单元的参考电压生成(Cell-Based Reference Voltage Generation)”的美国专利申请案第15/012,566号的优先权。



背景技术:

下文大体上涉及存储器装置,且更具体地说涉及基于单元的参考电压生成。

存储器装置广泛用于将信息存储在例如计算机、无线通信装置、相机、数字显示器等的各种电子装置中。通过编程存储器装置的不同状态来存储信息。举例来说,二进制装置具有常常由逻辑“1”或逻辑“0”表示的两种状态。在其它系统中,可存储多于两种状态。为了接入所存储的信息,电子装置可读取或感测存储器装置中的所存储状态。为了存储信息,电子装置可写入或编程存储器装置中的状态。

存在各种类型的存储器装置,包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM(DRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、铁电RAM(FeRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻性RAM(RRAM)、快闪存储器等。存储器装置可为易失性或非易失性的。非易失性存储器(例如,快闪存储器)即使在不存在外部电源的情况下仍可将数据存储很长一段时间。易失性存储器装置(例如,DRAM)除非被外部电源定期刷新,否则可能随时间推移而丢失其存储的状态。二进制存储器装置可例如包含带电或放电电容器。带电电容器可能会随时间推移由于泄漏电流而放电,从而导致所存储的信息丢失。易失性存储器的某些方面可提供例如较快读取或写入速度的性能优势,而非易失性存储器的方面(例如无需定期刷新而存储数据的能力)可为有利的。

FeRAM可使用与易失性存储器类似的装置架构,但由于使用铁电电容器作为存储装置而可具有非易失性性质。因此,与其它非易失性和易失性存储器装置相比,FeRAM装置可具有经改进的性能。使用FeRAM的装置可使用预定参考电压来感测由FeRAM存储器单元存储的状态。但此预定参考电压可能并不适于装置。另外,此参考电压可能随时间推移而随单元特性变化,从而进一步导致优选参考电压值与实际参考电压值之间存在偏差。使用不正确的参考电压会破坏装置的感测操作,从而带来不准确的读取且降低性能。

附图说明

本文中的本公开提及且包含以下各图:

图1说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例存储器阵列;

图2说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的存储器单元的实例电路;

图3说明根据本公开的各种实施例的用于操作支持基于单元的参考电压生成的铁电存储器单元的实例磁滞曲线图;

图4说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例电路;

图5说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例时序图;

图6说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例电路;

图7说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例时序图;

图8说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例铁电存储器阵列;

图9说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的包含存储器阵列的装置;以及

图10和11为说明根据本公开的各种实施例的基于单元的参考电压生成方法的流程图。

具体实施方式

可通过使用装置的存储器单元来生成并维持装置特定或阵列特定参考电压。举例来说,可将阵列的存储器单元设定成交替状态,以有助于存储器单元数字线之间的电荷共享,从而在交替状态之间的中间位置提供参考电压。

存储器阵列内的存储器单元(包含铁电存储器单元)可由字线和数字线接入。接入包含写入到单元(例如,存储逻辑状态)或读取单元(例如,读取所存储逻辑状态)。每一单元可具有用于存储单元的逻辑值的存储组件,例如铁电电容器。举例来说,每一单元可存储逻辑0或逻辑1。每一所存储逻辑值可对应于单元的相应状态且可在单元的数字线上产生信号。举例来说,所存储的逻辑1可对应于第一数字线电压,且所存储的逻辑0可对应于第二数字线电压。数字线可连接多个存储器单元,且可连接到感测放大器,所述感测放大器当在读取操作期间被激活时用于确定存储器单元的所存储逻辑状态。举例来说,被激活的感测放大器可比较从单元提取的信号(例如,电压)与参考信号。

参考信号可为在逻辑0与逻辑1的相应数字线电压之间具有中间值(或接近中间值)的电压。但每一单元状态(例如,所存储的逻辑1或逻辑0)的数字线电压可在装置之间变化。因此,在预定(例如,工厂设定)电压参考与用于阵列的更准确参考电压之间可存在偏差。另外,用于阵列的参考电压可由于单元使用和单元特性变化而随时间推移发生波动。因此,阵列可在其存储器阵列中使用一组单元,以动态地生成并维持特定于装置和/或操作条件的参考电压。

如本文中所描述,可将来自铁电存储器阵列的单元初始化为交替状态。举例来说,可使用交替单元来存储逻辑1和逻辑0。可接入单元,从而使得单元的数字线充电到对应于每一相应所存储状态的电压。数字线接着可短接在一起,从而允许数字线之间发生电荷共享。电荷共享可带来值在对应于每一所存储状态的数字线电压之间的中间位置的电压。此电压可由装置(例如,在存储器控制器中)处理并用作用于阵列的其它操作(例如,感测操作)的参考电压。

下文在存储器阵列的上下文中进一步描述上文介绍的本公开的实施例。接着描述关于基于单元的参考电压生成的特定实例。进一步通过并参考涉及基于单元的参考电压生成的设备图、系统图和流程图说明且描述本公开的这些和其它实施例。

图1说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的实例存储器阵列100。存储器阵列100还可被称作电子存储器设备。存储器阵列100包含可编程以存储不同状态的存储器单元105。每一存储器单元105可编程以存储表示为逻辑0和逻辑1的两种状态。在一些情况下,存储器单元105被配置成存储多于两种逻辑状态。当存储器单元105被接入时,每一状态可跨越存储器单元105产生对应电压。存储器单元105可包含用以存储表示可编程状态的电荷的电容器;例如带电和不带电电容器可表示两种逻辑状态。DRAM架构可通常使用此设计,且所采用的电容器可包含具有线性电极化性质的介电材料。相反地,铁电存储器单元可包含具有铁电体作为介电材料的电容器。铁电电容器的不同电荷电平可表示不同逻辑状态。铁电材料具有非线性极化性质,且下文论述铁电存储器单元105的一些细节和优势。

可通过激活或选择适当字线110和数字线115在存储器单元105上执行例如读取和写入的操作。激活或选择字线110或数字线115可包含将电压电势施加到相应线。在一些情况下,数字线115可被称为位线。字线110和数字线115由导电材料制成。在一些实例中,字线110和数字线115由元素金属(例如,铜、铝、金、钨)、两个或多于两个元素金属的合金、导电金属化合物、导电掺杂的半导体材料或其混合物制成。材料的实例可包含TiN、TiCN、TiAlN、TiAlCN、Ru-TiN和RuCN。根据图1的实例,存储器单元105的每一行连接到单个字线110,且存储器单元105的每一列连接到单个数字线115。通过激活一个字线110和一个数字线115,可接入在其相交点处的单个存储器单元105。字线110与数字线115的相交点可被称为存储器单元的地址。

在一些架构中,单元的逻辑存储装置(例如,电容器)可通过选择装置与数字线电隔离。字线110可连接到选择装置且可控制选择装置。举例来说,选择装置可为晶体管,且字线110可连接到晶体管的栅极。激活字线110会在存储器单元105的电容器与其对应数字线115之间带来电连接。接着可接入数字线以读取或写入存储器单元105。在其它架构中,单元的逻辑存储装置可通过选择装置与字线电隔离,所述选择装置例如晶体管,其栅极可连接到数字线。

可通过行解码器120和列解码器130控制对存储器单元105的接入。举例来说,行解码器120可从存储器控制器140接收行地址,并基于所接收的行地址激活适当字线110。类似地,列解码器130从存储器控制器140接收列地址,并激活适当数字线115。因此,通过激活字线110和数字线115,可接入存储器单元105。

在接入之后,可由感测组件125读取或感测存储器单元105。在单元105被读取时,所存储状态可跨越单元的电容器,且因此在数字线115处产生对应信号。感测组件125可比较相关数字线115的信号(例如,电压)与参考信号(未示出),以便确定存储器单元105的所存储状态。参考信号可具有为由两个不同逻辑状态产生的电压的平均值的值。如果数字线115具有比参考电压高的电压,那么感测组件125可确定存储器单元105中的所存储状态为逻辑1,且反之亦然。感测组件125可包含各种晶体管或放大器,以便检测和放大信号中的差异,这可被称为锁存。接着可通过列解码器130将存储器单元105的所检测逻辑状态作为输出135输出。

存储器阵列100可使用至少两个存储器单元105来产生在逻辑1与逻辑0数字线电压之间的中间位置的参考电压。存储器单元可存储相对状态,且可以某种方式接入存储器单元,使得其相应数字线115之间发生电荷共享且产生参考电压。可配置用于生成参考电压的存储器单元105,从而使得逻辑状态的存储无关于用户输入。也就是说,写入到存储器单元的所存储逻辑1和0可与用户数据不关联。

尽管存储器单元105存储与用户数据不关联的状态(例如,不与有意义信息关联的状态),但可经由用户输入选择存储器单元105。也就是说,用户可选择哪些存储器单元105用于生成参考电压。在其它情况下,预定存储器单元105,使得在加电代管存储器阵列100的装置时就选择了存储器单元。在一些情况下,存储器单元105为其数字线将浮动或硬连线到常规存储器阵列100架构中的电压源(例如,VCC/2)(例如,而非连接到感测组件125)的边缘存储器单元(例如,边缘存储器单元145)。在其它情况下,存储器单元105可为不包含边缘单元的一组单元(例如,存储器单元105可为在边缘单元内部的存储器单元105,例如内部存储器单元150)。使用本文中描述的技术,可使用两个存储器单元105生成参考电压。然而,任何偶数数目个存储器单元105可用于生成参考电压。用于生成参考电压的存储器单元105可彼此邻近或分离。在一些情况下,增大用于产生参考电压的存储器单元105的数目可增大参考电压的准确度和稳定性。

使用本文中描述的技术,可使用两个存储器单元105生成参考电压。然而,任何数目个存储器单元105可用于生成参考电压。存储器单元105的数目可为偶数或奇数。当存储器单元105的数目为偶数时,所得参考电压可为存在于数字线115上的电压的平均值(例如,当使用两个电压值时)。当存储器单元105的数目为奇数时,所得参考电压可具有相比另一电压更接近于电压中的一个的值(例如,当使用两个电压值时)。举例来说,相比由m个存储器单元105提供的第二电压值,参考电压可更接近于由n个存储器单元105提供的第一电压值,其中n>m。因此,参考电压可适于基于电压的相对权重使用的不同于电压平均值的电压值。在一些情况下,可使用多于两个电压值生成参考电压。

在由代管存储器阵列100的装置的其它组件使用之前,可处理(例如,从模拟信号转换成数字信号)并存储所生成参考电压。在一些情况下,由于存储器阵列100的使用或条件发生改变,所存储的参考电压可不再在两个相应数字线电压之间的中间位置。举例来说,虽然所存储的参考电压可保持恒定,但数字线电压可发生变化,从而使得在数字线之间的中间位置的电压不再等于所存储的参考电压。在此类情境中,可通过执行本文中描述的技术刷新或重新生成参考电压。

重新生成参考电压可由存储器控制器140(或存储器阵列100的另一组件)检测到的某些条件触发。举例来说,可在存储器阵列100已执行阈值数目个操作(例如,读取或写入操作)之后刷新参考电压。替代地,可在存储器阵列100经历物理条件时(例如,当存储器阵列100达到阈值温度时)触发刷新。在一些情况下,可周期性地(例如,在计时器到期时)刷新参考电压。在其它情况下,可响应于用户的输入而刷新参考电压。在其它实施例中,可在已检测到错误校正临界状况或事件时刷新参考电压。举例来说,如果检测到(例如,经由错误校正码(ECC))的错误数目大于阈值数目,那么存储器控制器140可确定更新参考电压。存储器控制器140还可在可校正错误的数目达到最大值时更新参考电压。

可通过激活相关字线110和数字线115将存储器单元105设定或写入或初始化到一状态。如上文所论述,激活字线110将存储器单元105的对应行电连接到其相应数字线115。通过在激活字线110时控制相关数字线115,可写入存储器单元105,即可将逻辑值存储在存储器单元105中。列解码器130可接受待写入到存储器单元105的数据,例如输入135。在铁电电容器的情况下,通过跨越铁电电容器施加电压来写入存储器单元105。下文更详细地论述此过程。

在一些存储器架构中,接入存储器单元105可降级或毁坏所存储的逻辑状态,且可执行重新写入或刷新操作以使存储器单元105返回原始逻辑状态。在例如DRAM中,电容器在感测操作期间可部分或完全地放电,从而破坏所存储的逻辑状态。因此,可在感测操作之后重新写入逻辑状态。另外,激活单个字线110可导致所述行中的全部存储器单元放电;因此,可能需要重新写入所述行中的若干或全部存储器单元105。

包含DRAM的一些存储器架构除非被外部电源周期性地刷新,否则其随时间推移会失去其所存储状态。举例来说,带电电容器可能会随时间推移由于泄漏电流而放电,从而导致所存储的信息丢失。这些所谓的易失性存储器装置的刷新频率可相对较高——例如,对于DRAM可采用每秒几十个刷新操作——这会带来大量功率消耗。随着存储器阵列越来越大,增大的功率消耗会抑制存储器阵列的部署或操作(例如,电源、发热、材料限制等),尤其对于依赖于例如电池的有限电源的移动装置来说。然而,铁电存储器单元可具有相对于其它存储器架构可带来经改进性能的有益性质。举例来说,因为铁电存储器单元往往较不易于发生存储电荷降级,所以利用铁电存储器单元105的存储器阵列100可需要较少或并不需要刷新操作,且可因此需要较少电力来进行操作。

存储器控制器140可通过各种组件(例如,行解码器120、列解码器130和感测组件125)控制存储器单元105的操作(例如,读取、写入、重新写入、刷新等)。存储器控制器140可生成行和列地址信号,以便激活所要字线110和数字线115。存储器控制器140还可生成并控制在存储器阵列100的操作期间使用的各种电压电势。一般来说,本文中论述的所施加电压的幅值、形状或持续时间可经调整或变化,且对于用于操作存储器阵列100的各种操作可以是不同的。此外,可同时接入存储器阵列100内的一个、多个或全部存储器单元105;例如可在重设操作期间同时接入存储器阵列100的多个或全部单元,在所述操作中,全部存储器单元105或一群存储器单元105被设定为单个逻辑状态。

如本文中所描述,铁电存储器单元105可用于生成在逻辑0与逻辑1数字线电压之间的中间位置的参考电压。铁电存储器单元105可以交替状态放置,使得每隔一个单元105存储逻辑1或逻辑0。在存储状态之后,可以某种方式读取铁电存储器单元105,使得相应数字线115共享电荷。通过经由电荷共享交换电子,数字线115可达到为初始数字线115电压之间的平均值的平衡电压。此平衡电压可由容纳存储器阵列100的装置中的其它组件用作参考电压。可通过改变由存储器单元105所存储的状态的配置或图案来生成不同参考电压值。

图2说明根据本公开的各种实施例的用于基于单元的参考电压生成的实例电路200。电路200包含铁电存储器单元105-a、字线110-a、数字线115-a和感测组件125-a,其可分别为如参考图1所描述的存储器单元105、字线110、数字线115和感测组件125的实例。电路200可包含例如电容器205的逻辑存储组件,其可包含导电端子,包含极板210和单元底部215。这些端子可通过绝缘铁电材料分离。如上文所描述,可通过充电或放电电容器205,即极化电容器205的铁电材料存储各种状态。极化电容器205所需的总电荷可被称为剩余极化(PR)值,且达到电容器205的一半总电荷时电容器205的电压可被称为矫顽电压(VC)。

可通过操作电路200中表示的各种元件来读取或感测电容器205的所存储状态。电容器205可与数字线115-a电子通信。因此,当选择组件220去激活时,电容器205可与数字线115-a隔离,且当选择组件220被激活时,电容器205可经由选择组件220连接到数字线115-a以选择铁电存储器单元105-a。换句话说,可使用与铁电电容器205电子通信的选择组件220选择铁电存储器单元105-a,其中铁电存储器单元105-a包含选择组件220和铁电电容器205。在一些情况下,选择组件220可为晶体管,且可通过将电压施加到晶体管栅极来控制其操作,其中所述电压量值大于晶体管的阈值量值。字线110-a可激活选择组件220;例如可将施加到字线110-a的电压施加到晶体管栅极,从而连接电容器205与数字线115-a。

在图2中描绘的实例中,电容器205为铁电电容器。由于电容器205的极板之间存在铁电材料且如下文更详细地论述,电容器205在连接到数字线115-a之后可能并不放电。实际上,极板210可被外部电压偏压,从而导致电容器205上的存储电荷发生改变。存储电荷改变取决于电容器205的初始状态,即初始状态是存储逻辑1还是逻辑0。接着可由感测组件125-a将存储电荷改变相比于参考225(例如,参考电压),以便确定存储器单元105-a中的所存储逻辑状态。

特定感测方案或过程可采取许多形式。在一个实例中,数字线115-a可具有本质电容,且在电容器205响应于施加到极板210的电压而充电或放电时产生非零电压。本质电容可取决于数字线115-a的物理特性(包含尺寸)。数字线115-a可连接许多存储器单元105,因此数字线115-a可具有带来不可忽略的电容(例如,以pF数量级)的长度。数字线115-a的后续电压可取决于电容器205的初始逻辑状态,且感测组件125-a可比较此电压与由其它存储器单元105生成的参考电压。举例来说,可将电压施加到极板210,且电容器底部215处的电压可相对于存储电荷而改变。可在感测组件125-a处将电容器底部215处的电压相比于参考电压,且与参考电压的比较可指示电容器205的电荷由所施加电压引起的改变,且因此指示存储在存储器单元105-a中的逻辑状态。参考图3更详细地描述电容器205中的电荷与电压之间的关系。

为写入存储器单元105-a,可跨越电容器205施加电压。可使用各种方法。在一个实例中,可通过字线110-a激活选择组件220,以便将电容器205电连接到数字线115-a。可通过数字线115-a控制极板210和单元底部215的电压来跨越电容器205施加电压。为写入逻辑0,可将极板210拉高,也就是说可施加正电压,且可将单元底部215拉低——即接地、实际上接地或可施加负电压。执行相反过程以写入逻辑1——即将极板210拉低且将单元底部215拉高。

电容器205的读取和写入操作可解释与铁电装置相关联的非线性性质。图3通过用于支持基于单元的参考电压生成的铁电存储器单元的磁滞曲线300-a和300-b说明根据本公开的各种实施例的此类非线性性质的实例。磁滞曲线300-a和300-b分别说明实例铁电存储器单元写入和读取过程。磁滞曲线300描绘随电压V而变的存储在铁电电容器(例如,图2的电容器205)上的电荷Q。

铁电材料的特征在于自发电极化——即其在不存在电场的情况下维持非零电极化。实例铁电材料包含钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、锆钛酸铅(PZT)和铋钽酸锶(SBT)。本文中所描述的铁电电容器可包含这些或其它铁电材料。铁电电容器内的电极化会在铁电材料表面处带来净电荷且通过电容器端子吸引相反电荷。因此,电荷被存储在铁电材料与电容器端子的界面处。因为电极化可在不存在外部施加电场的情况下维持相对较长时间,甚至无限期地维持,所以与例如DRAM阵列中采用的电容器相比,电荷泄漏可明显降低。这可减少执行如上文针对一些DRAM架构所描述的刷新操作的需要。

可从电容器的单个端子的视角理解磁滞曲线300。借助于实例,如果铁电材料具有负极化,那么正电荷将在端子处累积。同样,如果铁电材料具有正极化,那么负电荷将在端子处累积。另外,应理解,磁滞曲线300中的电压表示跨越电容器的电压差且是方向性的。举例来说,可通过将正电压施加到所讨论的端子并维持第二端子接地来施加正电压。可通过维持所讨论的端子接地且将正电压施加到第二端子来施加负电压——即可施加正电压以负极化所讨论的端子。类似地,可将两个正电压、两个负电压或正和负电压的任何组合施加到适当的电容器端子,以生成磁滞曲线300中示出的电压差。

如磁滞曲线300-a中所描绘,铁电材料可在零电压差的情况下维持正极化或负极化,从而产生两个可能带电状态:电荷状态305和电荷状态310。根据图3的实例,电荷状态305表示逻辑0且电荷状态310表示逻辑1。在一些实例中,可反转相应电荷状态的逻辑值以适应用于操作存储器单元的其它方案。

可通过施加电压来控制铁电材料的电极化且因此控制电容器端子上的电荷,从而将逻辑0或1写入到存储器单元。举例来说,跨越电容器施加净正电压315会导致电荷累积,直到达到电荷状态305-a为止。在去除电压315之后,电荷状态305-a遵循路径320,直到其在零电压电势处达到电荷状态305为止。类似地,通过施加净负电压325来写入电荷状态310,这会带来电荷状态310-a。在去除负电压325之后,电荷状态310-a遵循路径330,直到其在零电压处达到电荷状态310为止。

为了读取或感测铁电电容器的所存储状态,可跨越电容器施加电压。作为响应,存储电荷改变,且改变程度取决于初始电荷状态——即电容器的存储电荷的改变程度取决于最初是存储电荷状态305-b还是310-b而变化。举例来说,磁滞曲线300-b说明两个可能的存储电荷状态305-b和310-b。可跨越电容器施加净电压335。尽管描绘为正电压,但电压335可以是负的。响应于电压335,电荷状态305-b可遵循路径340。同样,如果最初存储电荷状态310-b,那么其遵循路径345。电荷状态305-c和电荷状态310-c的最后位置取决于数个因素,包含特定感测操作和电路。

在一些情况下,最后电荷可取决于存储器单元的数字线的本质电容。举例来说,如果电容器电连接到数字线且施加了电压335,那么数字线的电压可由于其本质电容而上升。因此,在感测组件处测量的电压可能不等于电压335,且实际上可取决于数字线的电压。因此,最后电荷状态305-c和310-c在磁滞曲线300-b上的位置可取决于数字线的电容,且可通过负载线分析进行确定,即可相对于数字线电容界定电荷状态305-c和310-c。结果,电容器的电压,电压350或电压355可以是不同的,且可取决于电容器的初始状态。

通过使用电容器的电压(例如,电压350或电压355)来与参考电压比较,可确定电容器的初始状态。举例来说,参考电压可为所施加电压335和电压350的总和与所施加电压335和电压355的总和的平均值。在比较之后,可确定所感测电压(例如,所施加电压335和电压350的总和,或所施加电压335和电压355的总和)高于或低于参考电压。接着可基于所述比较确定铁电单元的值(即,逻辑0或1)。

参考电压的值可影响读取操作的准确度。举例来说,如果值过高,那么逻辑状态1可能被误读为逻辑状态0。如果参考电压值过低,那么逻辑状态0可能被误读为逻辑状态1。因此,可使用在两个不同逻辑状态之间的中间位置的参考电压。可使用本文中描述的技术生成此参考电压。因为这些技术使用存储器单元105,所以在一些情况下,存储器阵列100特性的任何变化将反映在所生成的参考电压中;因此不论存储器阵列100如何改变,可维持此电压相对于数字线的值。

如上文所论述,读取存储器单元105可降级或毁坏所存储的逻辑状态或值。但铁电存储器单元105可在读取操作之后维持初始逻辑状态。举例来说,如果存储的是电荷状态305-b且执行了读取操作,那么电荷状态可在去除电压335之后例如通过在相反方向上遵循路径340而返回到初始电荷状态305-b。

图4说明根据本公开的各种实施例的用于基于单元的电压参考生成的实例电路400。电路400可输出从两个数字线115之间的电荷共享产生的参考电压VREF 435。电路400中示出的每对电容器205与选择组件220可为参考图2描述的单元105的实例。尽管仅示出两个单元105,但本文中描述的技术可使用任何数目个单元105来实施。使用较多单元105可降低对噪声的敏感性,这继而可增大所生成的参考电压的准确度。电路400可包含在电子存储器阵列(例如,铁电存储器阵列100)边缘处或在阵列边缘内部的单元105(例如,实例电路400的单元不包含边缘单元)。

电路400可包含电容器205-a和电容器205-b,其可为参考图2描述的铁电电容器205的实例。电容器205-a可与选择组件220-a电子通信,从而使得激活选择组件220-a将单元底部215-a连接到数字线(DL)115-b,且去激活选择组件220-a隔离单元底部215-a与数字线115-b。类似地,电容器205-b可与选择组件220-b电子通信,使得激活选择组件220-b将单元底部215-b连接到数字线115-c,且去激活选择组件220-a隔离单元底部215-b与数字线115-c。可通过将激活电压施加到字线110-a来激活选择组件220。电容器205中的每一个可与写入电路405和读取电路410电子通信。

写入电路405可包含数个切换组件415,例如切换组件415-a和切换组件415-b。在被激活时,切换组件415可使得电子在两个组件之间流动;在去激活时,切换组件415可防止电子在两个组件之间流动。在图4中描绘的实例中,切换组件415为晶体管(例如,切换组件415-a是PMOS晶体管且切换组件415-b是NMOS晶体管);然而,可使用其它装置。因此,可通过将电压(例如,接地参考电压)施加到切换组件415-a的栅极(例如,经由写入线WR1 420-a)来激活切换组件415-a,且可通过将电压(例如,正电压)施加到切换组件415-b的栅极(例如,经由写入线WR0 420-b)来激活切换组件415-b。在写入线WR1 420-a和写入线WR0 420-b处施加的电压可满足阈值电压要求,以接通相应切换组件415,且所述电压可被称为写入电压或激活电压。在一些情况下,控制器可协调到写入线420的电压施加。

写入电路405还可包含数个电压源425,例如电压源425-a和电压源425-b。在图4中描绘的实例中,电压源425-a可为正轨电压VCC,且电压源425-b可为虚拟接地参考GND。切换组件415-a可连接到电压源425-a,且切换组件415-b可连接到电压源425-b。切换组件415与电压源425之间的连接可以是间接或直接的(例如,硬连线式)。因此,当切换组件415-a被激活(例如,通过将激活电压施加到写入线WR1 420-a)时,数字线115-b的电压可变为电压源425-a的电压。也就是说,数字线115-b处的电压可变成VCC。当切换组件415-b被激活(例如,通过将激活电压施加到写入线WR0 420-b)时,数字线115-c的电压可变为电压源425-a的电压。也就是说,数字线115-c处的电压可变成0V。在图4中描绘的实例中,电压源425-a为VCC且电压源425-b为接地(GND);然而,可使用具有不同值的电压源425。在一些实例中,电压源425在写入电路405外部。

可通过激活写入电路405将电容器205-a初始化到第一状态,并将电容器205-b初始化到第二状态。每一状态可与跨越对应电容器205的电压相关联。在一些情况下,第一状态等效于存储逻辑1且第二状态等效于存储逻辑0。因此,在读取单元105时,数字线115-b可具有第一电压(对应于所存储的逻辑1),且数字线115-c可具有第二电压(对应于所存储的逻辑0)。这些电压可用于生成在两个数字线电压之间的中间位置的参考电压。举例来说,读取电路410可将数字线115-b和数字线115-c短接在一起,从而使得发生电荷共享。数字线115-b和数字线115-c可交换电子,直到达到平衡电压为止。可从读取电路410输出由数字线115之间的电荷共享产生的电压,并将其用作用于含有电路400的装置的其它组件的参考电压。在一些情况下,控制器协调电路400的操作。

图5说明根据本公开的各种实施例的用于操作支持基于单元的参考电压生成的铁电存储器单元阵列的时序图500的实例。时序图500包含在轴线505上表示的电压和在轴线510上表示的时间,且时序图500描绘电路400的示范性写入操作。写入操作可将电容器205初始化为交替状态。也在时序图500上表示随时间而变的电路400的各种组件的电压。举例来说,时序图500包含字线电压515、极板电压520、写入线电压525-a、写入线电压525-b、数字线电压530-a和数字线电压530-b。

可将字线电压515施加到选择组件220-a和选择组件220-b,使得选择组件220被激活且选择了电容器205(例如,可将字线电压515增大到激活电压535)。因此,数字线115可连接到其相应单元底部215。在施加字线电压515之前,切换组件415不在作用中。在施加字线电压515之后,可将极板电压520施加到每一电容器205的极板。并且,可施加写入线电压525,从而使得切换组件415被激活。激活切换组件415-b允许在数字线115-c处施加电压源425-b的电压,从而使得数字线电压530-a被拉到接地。借助于实例,当选择组件220-b被激活时,在单元底部215-b处看到的电压为数字线电压530-a。因此,在施加写入线电压525-a时,数字线电压530-a变成0V。跨越电容器205-a的电压实际上为极板电压520与数字线电压530-a之间的差。因为极板电压520较高且数字线电压530-a较低,所以跨越电容器205-b施加了正电压,根据电容器205-b的磁滞,这会导致生成对应于逻辑0的电荷状态。

为在电容器205-a处存储逻辑1,可将极板电压520减少到阈值(例如,接地)。在施加写入线电压525-b时发生的激活切换组件415-a允许在数字线115-b处施加电压源425-a的电压,使得数字线电压530-b被拉高(例如,到VCC)。因为选择组件220-a被激活,所以在单元底部215-a处看到的电压为通过数字线115-b看到的电压(例如,数字线电压530-b)。因此,跨越电容器205-a的电压实际上为极板电压520与数字线电压530-b之间的差。因为极板电压520较低(例如,接地)且数字线电压530-b较高,所以跨越电容器205-a施加了负电压,根据电容器205-a的磁滞,这会导致生成对应于逻辑1的电荷状态。

当极板电压520减少到接地时,跨越电容器205-b的电压变成零且存储逻辑0。类似地,当数字线电压530-b减少到接地(例如,通过减少写入线电压525-a并去激活切换组件415-a),跨越电容器205-a的电压变成零且存储逻辑1。因此,电容器205可被初始化为交替逻辑状态。这些逻辑状态可在读取操作期间使用以生成参考电压(例如,通过激活读取电路410)。

图6说明根据本公开的各种实施例的用于基于单元的电压参考生成的实例电路600。电路600可为电路400的实例。电路600的电容器205可被初始化为交替状态,如参考图5所描述。举例来说,电容器205-a可存储逻辑1且电容器205-b可存储逻辑0。写入电路405可为如参考图4所描述的写入电路405的实例。替代地,可使用能够执行与写入电路405相同的操作的不同配置的组件来实现写入电路405。

读取电路410可包含切换组件605-a和切换组件605-b。每一切换组件605可与选择组件220、电容器205和写入电路405电子通信。在图6的实例中,切换组件605为晶体管(例如,切换组件605-a可为PMOS晶体管且切换组件605-b可为NMOS晶体管);然而,可使用其它装置。因此,可通过将电压施加到切换组件605-a的栅极610-a(例如,经由读取线RD0 615-a)来激活切换组件605-a,且可通过将电压施加到切换组件605-b的栅极610-b(例如,经由读取线RD1 615-b)来激活切换组件605-b。在读取线RD0 615-a和读取线RD1 615-b处施加的电压可被称为读取电压或激活电压。在一些情况下,控制器可协调到读取线615的电压施加。

激活切换组件605可有效地短接数字线115-b与数字线115-c。也就是说,激活切换组件605可允许在两个数字线115之间交换电子。当数字线115具有不同电压时,电子可在两个数字线115之间流动,直到达到平衡状态为止,在所述状态中公共节点620处的电压在数字线115的相应电压之间的中间位置。公共节点可指可在其处测量单个电压的两个组件之间的物理接合点。因此,激活读取电路410可生成参考电压VREF 435,所述参考电压为单元特性的函数——且因此随其变化。在一些情况下,控制器可协调电路600的操作。

因此,电路600为电子存储器阵列的实例,所述存储器阵列包含与第一电压源425-a电子通信的第一铁电单元205-a,和与第二电压源425-b电子通信的第二铁电单元205-b。在图4中描绘的实例中,第一电压源425-a为正电压源且第二电压源425-b为接地参考。电路400还包含与第一铁电单元205-a的第一数字线115-b和第二铁电单元205-b的第二数字线115-c电子通信的第一切换组件(例如,切换组件605或读取电路410)。电路600还可包含与第一铁电电容器205-a电子通信的第二切换组件415-a,和与第二铁电电容器205-b电子通信的第三切换组件415-b。第二切换组件415-a可硬连线到第一电压源425-a,且第三切换组件可硬连线到第二电压源425-b。

图7说明根据本公开的各种实施例的用于操作支持基于单元的参考电压生成的铁电存储器单元阵列的时序图700的实例。时序图700包含在轴线705上的电压和在轴线710上的时间,且可表示电路600的读取操作。读取操作可使用初始化为不同状态的单元的数字线电压产生参考电压VREF 435。也在时序图700上表示随时间而变的电路600的各种组件的电压。举例来说,时序图700包含字线电压515、极板电压520、数字线电压530-a和数字线电压530-b。时序图700可表示在由时序图500所描绘的事件之后发生的事件。因此,时序图700可在电容器205-a已存储逻辑1且电容器205-b已存储逻辑0之后实施。

为了生成参考电压VREF 435,可将字线电压515增大到阈值(例如,激活电压535),使得选择组件220被激活。激活选择组件220将单元底部215连接到其相应数字线115。将极板电压520施加到每一电容器205的极板,从而使得电容器205的相应电荷状态移动到其最后位置,如参考图3所描述。可至少部分地基于周期性时序表或包含电路600的阵列的温度改变来施加极板电压520。因此,可在电容器205-a的数字线115-b上产生对应于所存储逻辑1的第一电压(例如,数字线电压530-b),且可在电容器205-b的数字线115-c上产生对应于所存储逻辑0的第二电压(例如,数字线电压530-a)。数字线电压530可至少部分地基于极板电压520的施加而产生。每一电容器205的单元底部215可跟踪极板电压520减去跨越相应电容器205的电压。因为数字线115经由选择组件220连接到单元底部215,所以数字线电压530-a可达到阈值电压715-b且数字线电压530-b可达到阈值电压715-a。

在数字线电压530已稳定之后,可激活读取电路410(例如,可发生读取电路激活720)。在图7的实例中,激活读取电路410可包含将激活电压施加到读取线RD0 615-a和读取线RD1 615-b。因此,数字线115-b可连接(例如,短接)到数字线115-c。此连接可实现数字线115之间的电荷共享,直到达到平衡电荷状态为止。也就是说,数字线115可交换电子,直到在数字线115之间共享的公共节点620处达到单个电压(例如,参考电压VREF 435)为止。因此,可从数字线115-b上产生的电压(例如,数字线电压530-b)和数字线115-c上产生的电压(例如,数字线电压530-a)生成参考电压435。参考电压VREF 435可在阈值电压715-a与阈值电压715-b之间的中间位置(或几乎中间位置);也就是说,参考电压VREF 435可在数字线电压530之间。在一些情况下,参考电压可为数字线电压530的平均值。因此,可生成基于单元的参考电压。在一些情况下,在由其它组件(例如,感测组件125)存储(例如,保存)或使用之前,可将参考电压VREF 435传递到模拟/数字转换器。可以数字或模拟形式存储(例如,在一段时间内)参考电压。

图8示出根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的存储器阵列100-a的框图800。在一些情况下,存储器阵列100-a可被称作电子存储器设备。存储器阵列100-a可含有存储器控制器140-a和存储器单元105-b,其可为参考图1和2描述的存储器控制器140和存储器单元105的实例。存储器阵列100-a可包含写入电路405-a和读取电路410-a,其可为参考图4和6描述的写入电路405和读取电路410的实例。VREF控制器805可与写入电路405-a和读取电路410-a电子通信(并控制其操作)。在一些情况下,VREF控制器805还可控制存储器阵列100-a的某些操作。尽管示出为与存储器控制器140-a分离,但VREF控制器805可与存储器控制器140-a集成或处于相同位置。

存储器单元105-b包含数个存储器单元105,所述存储器单元中的一些或全部用于生成基于单元的参考电压。举例来说且如参考图2和4所描述,存储器单元105-b可包含第一铁电存储器单元和第二铁电存储器单元。第一铁电存储器单元可与第一电压源(例如,如VCC的正电压源)电子通信,且包含第一铁电电容器和第一选择组件。第二铁电存储器单元可与第二电压源(例如,接地参考)电子通信,且包含第二铁电电容器和第二选择组件。

存储器单元105-b可位于存储器阵列100-a的边缘处或存储器阵列100-a的内部部分处。在一些实例中,单元105-b的相应数字线(未示出)与写入电路405-a和读取电路410-a电子通信。在一些实例中,写入电路405-a的第一切换组件可连接到第一电压源,且写入电路405-a的第二切换组件可连接到第二电压源。切换组件与电压源之间的连接可以是间接或直接的(例如,硬连线式)。第一切换组件可与第一铁电电容器电子通信,且第二切换组件可与第二铁电电容器电子通信。

VREF控制器805可与选择组件电子通信,且可操作以激活第一选择组件和第二选择组件。VREF控制器805还可确定第一铁电电容器的第一电压(例如,逻辑1电压),和第二铁电电容器的第二电压(例如,逻辑0电压)。所述确定可至少部分地基于对第一和第二选择组件的激活。VREF控制器805可从所产生的第一电压和所产生的第二电压生成参考电压。参考电压可具有在所产生的第一电压与所产生的第二电压之间的值。

在一些情况下,VREF控制器805可操作以检测用于触发对第一选择组件和第二选择组件的激活的条件。因此,对选择组件的激活可至少部分地基于检测到的触发条件。在一些情况下,触发条件为温度改变(例如,存储器阵列100-a或存储器阵列100-a的特定组件的温度改变)。在其它实例中,触发条件为计时器到期。在一些情况下,触发条件可为当超出操作阈值时。举例来说,可在已针对存储器阵列100-a的其它单元105进行阈值数目个读取操作之后选择选择组件。在一些情况下,可在检测到ECC不能够校正检测到的错误之后,或在确定检测到的错误数目超出阈值之后选择选择组件。激活选择组件可开始参考图5和7描述的写入和读取操作,所述操作可刷新参考电压VREF的值。

在一些情况下,VREF控制器805与读取电路410-a的第一切换组件和第二切换组件电子通信。VREF控制器805可激活切换组件,从而使得与切换组件电子通信的选择组件的两个数字线115之间发生电荷共享。电荷共享可带来或生成参考电压;因此,可至少部分地基于对第一和第二切换组件的激活来存储参考电压。在一些情况下,在由存储器阵列100-a的另一组件存储(例如,保存)或使用之前,可将参考电压传递到模拟/数字(A/D)转换器830。可将A/D转换器830的输出传递到参考组件820以用作用于感测组件125-a的参考。在一些情况下,可以其模拟形式存储或使用参考电压。

存储器控制器140-a可包含偏压组件810和计时模块815,且可如图1到7中所描述般操作存储器阵列100-a。存储器控制器140-a可与字线110-b、数字线115-d、感测组件125-a和极板210-a电子通信,其可为参考图1或2描述的字线110、数字线115、感测组件125和极板210的实例。存储器阵列100-a还可包含参考组件820和锁存器825。存储器阵列100-a的组件可彼此电子通信,且可执行参考图1到7描述的功能。在一些情况下,参考组件820、感测组件125-a和锁存器825可为存储器控制器140-a的组件。

存储器控制器140-a可被配置成通过将电压(例如,激活电压)施加到那些各种节点而激活字线110-b、极板210-a或数字线115-d。举例来说,偏压组件810可被配置成施加电压以操作存储器单元105-b,以如上文所描述般读取或写入存储器单元105-b。在一些情况下,存储器控制器140-b可包含如参考图1所描述的行解码器、列解码器或这两者。这可使得存储器控制器140-a能够接入一或多个存储器单元105。偏压组件810可提供用于感测组件125-a的操作的电压。

在一些情况下,存储器控制器140-a可使用计时模块815执行其操作。举例来说,计时模块815可控制各种字线选择或极板偏压的时序,包含用以执行本文中论述的存储器功能(例如读取和写入)的切换和电压施加时序。在一些情况下,计时模块815可控制偏压组件810的操作。

在一些实例中,偏压组件810和计时模块815的一些或全部责任可由VREF控制器805执行。举例来说,VREF控制器805可负责用于写入电路405-a、读取电路410-a和存储器单元105-b的时序和偏压电压施加。VREF控制器805可有助于将第一电压施加到存储器阵列100-a的第一铁电电容器,并将第二电压施加到存储器阵列100-a的第二电容器。在一些情况下,参考组件820可存储从第一铁电电容器的数字线上产生的第一电压和第二铁电电容器的数字线上产生的第二电压生成的参考电压。参考电压的值可在两个铁电电容器的数字线上产生的电压之间。举例来说,参考电压的值可为第一电压与第二电压的平均值。在一些情况下,将参考电压从模拟信号转换成数字信号。

在一些实例中,VREF控制器805可激活与第一铁电电容器电子通信的第一切换组件。VREF控制器805还可激活与第二铁电电容器电子通信的第二切换组件。在此类情况下,可至少部分地基于对第一切换组件和第二切换组件的激活,将第一电压施加到第一铁电电容器并将第二电压施加到第二铁电电容器。VREF控制器805还可激活与第一数字线和第二数字线电子通信的一或多个额外切换组件。在此类情况下,至少部分地基于对一或多个额外切换组件的激活来检测参考电压。

在一些实例中,VREF控制器805可激活与第一铁电电容器电子通信的第一选择组件,以选择第一铁电电容器。VREF控制器805还可激活与第二铁电电容器电子通信的第二选择组件,以选择第二铁电电容器。在一些情况下,至少部分地基于对存储器阵列100的加电操作来选择第一铁电电容器和第二铁电电容器。也就是说,可预定用于生成电压参考的单元105。在其它情况下,响应于用户输入而选择第一铁电电容器和第二铁电电容器。也就是说,用户可选择哪些单元105用于生成电压参考。

参考电压在一段时间之后或数个操作(例如,存储器阵列100-a中的其它单元105的读取操作)之后可降低。因此,可通过重复参考图5和7描述的读取和写入操作来刷新参考电压。因此,VREF控制器可将第一电压重新施加到第一铁电电容器并将第二电压重新施加到第二铁电电容器。此重新施加可恢复第一铁电电容器的第一状态(例如,逻辑1)和第二铁电电容器的第二状态(例如,逻辑0)。在一些实例中,所述重新施加可至少部分地基于周期性时序表。在其它情况下,所述重新施加可至少部分地基于阵列的温度改变,以恢复第一铁电电容器的第一状态和第二铁电电容器的第二状态。

在一些情况下,VREF控制器805可将第一电源电压施加到存储器阵列100-a的第一铁电电容器。VREF控制器805还可将第一写入电压施加到与第一选择组件电子通信的第一切换组件。因此,可至少部分地基于第一写入电压的施加来施加第一电源电压。VREF控制器805可将第二电源电压施加到存储器阵列100-a的第二铁电电容器。第二电源电压可不同于第一电源电压。在一些情况下,VREF控制器805将第二写入电压施加到与第二选择组件电子通信的第二切换组件。在此类情况下,至少部分地基于第二写入电压的施加来施加第二电源电压。

VREF控制器805可确定在第一选择组件与第二选择组件的公共节点处的参考电压。第一选择组件可与第一铁电电容器电子通信,且第二选择组件可与第二铁电电容器电子通信。VREF控制器805可将公共节点处的参考电压用作用于存储器阵列100-a的操作的参考。在一些情况下,VREF控制器805将激活电压施加到与第一选择组件的第一数字线115和第二选择组件的第二数字线115电子通信的一或多个切换组件。此施加可实现两个数字线115之间的电荷共享;因此,确定公共节点处的参考电压可至少部分地基于激活电压的施加。

如上文所描述,VREF控制器805可控制存储器阵列100-a的某些操作。举例来说,VREF控制器805可协调到写入电路405-a、读取电路410-a和存储器单元105-b的激活电压施加。施加激活电压可实现参考图5和7描述的读取和写入操作。VREF控制器805可通过与施加激活电压的其它组件通信而有助于这些操作中的一些或全部步骤。替代地,VREF控制器805自身可执行激活电压的施加。在一些情况下,VREF控制器805与存储器控制器140-a的组合实施本文中所描述的操作。因此,在某些实例中,本文中所描述的操作由偏压组件810、计时模块815和VREF控制器805中的一个或多个执行或促进。

参考组件820可包含用以生成用于感测组件125-a的参考信号的各种组件。在一些情况下,参考组件820接收由存储器单元105-b生成的参考电压的版本。参考电压可呈模拟形式或数字形式。参考组件820可包含特定地配置成使用来自存储器单元105-b的参考电压产生参考信号的电路。在一些实例中,参考组件820可被配置成输出值在如参考图3所描述的两个感测电压之间的电压。

感测组件125-a可使用参考信号以执行某些操作。举例来说,感测组件125-a可比较来自存储器单元105-b的信号(通过数字线115-d)与来自参考组件820的参考信号。在确定逻辑状态之后,感测组件125-a接着可将输出存储在锁存器825中,其中可根据使用存储器阵列100-a为其部分的存储器装置的电子装置的操作来使用所述输出。

图9说明根据本公开的各种实施例的支持基于单元的参考电压生成的系统900。系统900包含装置905,其可为或包含印刷电路板以连接或物理地支撑各种组件。装置905包含存储器阵列100-b,其可为参考图1和图8描述的存储器阵列100的实例。存储器阵列100-b可含有存储器控制器140-b和存储器单元105-c,其可为参考图1和8描述的存储器控制器140和参考图1、2、4、6和8描述的存储器单元105的实例。装置905还可包含处理器910、BIOS组件915、外围组件920和输入/输出控制组件925。装置905的组件可通过总线930彼此电子通信。

处理器910可被配置成通过存储器控制器140-b操作存储器阵列100-a。控制器140-b可为存储器控制器140、存储器控制器140-a、VREF控制器805或其组合的实例。在一些情况下,处理器910可执行参考图1和8描述的存储器控制器140或参考图8描述的VREF控制器805的功能。在其它情况下,存储器控制器140-b可集成到处理器910中。处理器910可为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件,或其可为这些组件类型的组合,且处理器910可执行本文中所描述的各种功能,包含基于单元的参考电压生成。处理器910可例如被配置成执行存储在存储器阵列100-b中的计算机可读指令,以致使装置905执行各种功能或任务。

BIOS组件915可为包含操作为固件的基本输入/输出系统(BIOS)的软件组件,其可初始化并运行系统900的各种硬件组件。BIOS组件915还可管理处理器910与例如外围组件920、输入/输出控制组件925等的各种组件之间的数据流动。BIOS组件915可包含存储在只读存储器(ROM)、快闪存储器或任一其它非易失性存储器中的程序或软件。

外围组件920可为集成到装置905中的任何输入或输出装置,或用于此类装置的接口。实例可包含磁盘控制器、声音控制器、图形控制器、以太网控制器、调制解调器、USB控制器、串行或并行端口或外围卡槽,例如外围组件互连(PCI)或加速图形端口(AGP)槽。

输入/输出控制组件925可管理处理器910与外围组件920、输入装置935或输出装置940之间的数据通信。输入/输出控制组件925还可管理未集成到装置905中的外围装置。在一些情况下,输入/输出控制组件925可表示到外部外围装置的物理连接或端口。

输入935可表示将输入提供到装置905或其组件的在装置905外部的装置或信号。这可包含用户接口或与其它装置或在其它装置之间的接口。在一些情况下,输入935可为经由外围组件920与装置905介接的外围装置,或可由输入/输出控制组件925管理。

输出装置940可表示被配置成从装置905或其组件中的任一个接收输出的在装置905外部的装置或信号。输出装置940的实例可包含显示器、音频扬声器、打印装置、另一处理器或印刷电路板等。在一些情况下,输出940可为经由外围组件920与装置905介接的外围装置,或可由输入/输出控制组件925管理。

存储器控制器140-b、装置905和存储器阵列100-b的组件可由设计成进行其功能的电路构成。这可包含被配置成进行本文中描述的功能的各种电路元件,例如,导线、晶体管、电容器、电感器、电阻器、放大器或其它作用中或非作用中元件。

图10示出说明根据本公开的各种实施例的基于单元的参考电压生成方法1000的流程图。方法1000的操作可由如参考图1、8和9所描述的存储器阵列100实施。举例来说,方法1000的操作可由如参考图1、8和9所描述的存储器控制器140执行。在一些实例中,存储器控制器140可执行一组代码,以控制存储器阵列100的功能元件执行下文描述的功能。另外或替代地,存储器控制器140可使用专用硬件执行下文描述的方面和功能。

在块1005处,所述方法可包含在阵列的第一铁电电容器的数字线上产生第一电压。在一些情况下,所述方法包含将电压施加到第一铁电电容器的极板。在此类情况下,第一电压是至少部分地基于所述施加而产生。在某些实例中,块1005的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

在块1010处,所述方法可包含在阵列的第二铁电电容器的数字线上产生第二电压。所产生的第二电压可不同于所产生的第一电压。在一些情况下,所述方法包含将电压施加到第二铁电电容器的极板。在此类情况下,第二电压是至少部分地基于所述施加而产生。

在一些实例中,所述方法包含激活与第一铁电电容器电子通信的第一选择组件以选择第一铁电电容器,并激活与第二铁电电容器电子通信的第二选择组件以选择第二铁电电容器。可至少部分地基于铁电存储器单元的阵列的加电操作来选择第一铁电电容器和第二铁电电容器。替代地,可响应于用户输入而选择第一铁电电容器和第二铁电电容器。在某些实例中,块1010的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

在块1015处,所述方法可包含从所产生的第一电压和所产生的第二电压生成参考电压。参考电压可具有在所产生的第一电压与所产生的第二电压之间的值。参考电压的值可为第一电压与第二电压的平均值。在一些情况下,存储参考电压包含激活与第一铁电电容器电子通信的第一选择组件,激活与第二铁电电容器电子通信的第二选择组件,并在连接第一选择组件的第一数字线和第二选择组件的第二数字线的节点处检测参考电压。

所述方法可进一步包含激活与第一数字线和第二数字线电子通信的一或多个额外切换组件。可至少部分地基于对一或多个额外切换组件的激活来检测参考电压。在一些实例中,将参考电压从模拟信号转换成数字信号。在一些情况下,所述方法包含将电压施加到第一铁电电容器的极板并将电压施加到第二铁电电容器的极板,以恢复第一铁电电容器的第一状态和第二铁电电容器的第二状态。可至少部分地基于周期性时序表来施加电压。可至少部分地基于阵列的温度改变来施加电压。在某些实例中,块1015的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

图11示出说明根据本公开的各种实施例的基于单元的参考电压生成方法1100的流程图。方法1100的操作可由如参考图1、8和9所描述的存储器阵列100实施。举例来说,方法1100的操作可由如参考图1、8和9所描述的存储器控制器140执行。在一些实例中,存储器控制器140可执行一组代码,以控制存储器阵列100的功能元件执行下文描述的功能。另外或替代地,存储器控制器140可使用专用硬件执行下文描述的方面和功能。

在块1105处,所述方法可包含将第一电源电压施加到存储器阵列的第一铁电电容器。在一些情况下,所述方法包含将第一写入电压施加到与第一选择组件电子通信的第一切换组件。在此类情况下,至少部分地基于第一写入电压的施加来施加第一电源电压。在某些实例中,块1105的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

在块1110处,所述方法可包含将第二电源电压施加到阵列的第二铁电电容器。第二电源电压可不同于第一电源电压。在一些情况下,所述方法包含将第二写入电压施加到与第二选择组件电子通信的第二切换组件。在此类情况下,至少部分地基于第二写入电压的施加来施加第二电源电压。在某些实例中,块1110的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

在块1115处,所述方法可包含确定在第一选择组件与第二选择组件的公共节点处的参考电压。第一选择组件可与第一铁电电容器电子通信,且第二选择组件可与第二铁电电容器电子通信。在一些情况下,所述方法包含将激活电压施加到与第一选择组件的第一数字线和第二选择组件的第二数字线电子通信的一或多个切换组件。在此类情况下,至少部分地基于激活电压的施加来确定公共节点处的参考电压。在某些实例中,块1115的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

在块1120处,所述方法可包含将公共节点处的参考电压用作用于存储器阵列操作的参考。在某些实例中,块1120的操作可由如参考图8所描述的VREF控制器805或偏压组件810执行或促进。

因此,方法1000和1100可提供基于单元的参考电压生成。应注意,方法1000和1100描述可能实施方案,且操作和步骤可重新布置或以其它方式修改,使得其它实施方案是可能的。在一些实例中,可组合来自方法1000和1100中的两个或更多个的方面。

本文中的实施方式提供实例,且并不限制在权利要求书中阐述的范围、适用性或实例。可在不脱离本公开的范围的情况下对论述的元件的功能和布置作出改变。各种实例可在适当时省略、替代或添加各种程序或组件。并且,相对于一些实例描述的特征可在其它实例中加以组合。

本文中结合附图阐述的实施方式描述实例配置,且并不表示可实施或在权利要求书的范围内的全部实例。如本文中所使用的术语“实例”和“示范性”意指“充当实例、例子或说明”,且不“优选”或“有利于其它实例”。实施方式出于提供对所描述技术的理解的目的包含具体细节。然而,可在并无这些具体细节的情况下实践这些技术。在一些情况下,以框图形式示出众所周知的结构和装置以免混淆所描述实例的概念。

在附图中,类似组件或特征可具有相同的附图标记。此外,通过在附图标记后接破折号和在类似组件当中区分的第二标记,可区分相同类型的各种组件。当在本说明书中使用第一附图标记时,不论第二附图标记如何,所述描述都适用于具有相同第一附图标记的类似组件中的任一个。

可使用多种不同技术和技艺中的任一个来表示本文中描述的信息和信号。举例来说,可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。一些图式可将信号说明为单个信号;然而,所属领域的一般技术人员将理解,所述信号可表示信号总线,其中总线可具有多种位宽度。

如本文中所使用,术语“虚拟接地”是指保持为大致零伏特(0V)的电压但并不直接接地连接的电路节点。因此,虚拟接地的电压可在时间上波动且在稳定状态下返回到大致0V。可使用例如由运算放大器和电阻器组成的分压器的各种电子电路元件来实施虚拟接地。其它实施方案也是可能的。

术语“电子通信”是指支持组件之间的电子流动的组件之间的关系。这可包含组件之间的直接连接或可包含中间组件。处于电子通信的组件可(例如,在通电电路中)主动地交换电子或信号,或(例如,在断电电路中)可不主动地交换电子或信号,但可被配置且可操作以在电路通电之后交换电子或信号。借助于实例,不论开关的状态如何(即,断开还是闭合),经由开关(例如,晶体管)物理连接的两个组件都处于电子通信。术语“隔离”是指电子当前并不在组件之间流动的组件之间的关系。举例来说,通过开关物理连接的两个组件可在开关断开时彼此隔离。术语“硬连线”是指组件直接连接而其间并无任何中间组件的组件之间的关系。

本文中论述的装置(包含存储器阵列100)可形成于例如硅、锗、硅锗合金、砷化镓、氮化镓等的半导体衬底上。在一些情况下,衬底为半导体晶片。在其它情况下,衬底可为绝缘体上硅(SOI)衬底,例如玻璃上硅(SOG)或蓝宝石上硅(SOP),或另一衬底上的半导体材料的外延层。可通过使用包含(但不限于)磷、硼或砷的各种化学物质的掺杂来控制衬底或衬底的子区的导电性。可在衬底的初始形成或生长期间,通过离子植入或通过任何其它掺杂手段来执行掺杂。

本文中所论述的晶体管可表示场效应晶体管(FET),且包括包含源极、漏极和栅极的三端装置。所述端子可通过导电材料(例如金属)连接到其它电子元件。源极和漏极可为导电的,且可包括经重掺杂(例如,简并)半导体区。源极与漏极可通过经轻掺杂半导体区或沟道分离。如果沟道是n型的(即,大部分载体为电子),那么FET可被称为n型FET。如果沟道是p型的(即,大部分载体为电洞),那么FET可被称为p型FET。沟道可由绝缘栅极氧化物封端。可通过将电压施加到栅极来控制沟道导电性。举例来说,将正电压或负电压分别施加到n型FET或p型FET可导致沟道变得导电。当大于或等于晶体管的阈值电压的电压被施加到晶体管栅极时,晶体管可“接通”或“激活”。当小于晶体管的阈值电压的电压被施加到晶体管栅极时,晶体管可“断开”或“去激活”。

结合本文中的本公开所描述的各种说明性块、组件和模块可使用通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或经设计以执行本文中所描述的功能的其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器,但在替代方案中,处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合(例如,DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合DSP核心,或任何其它此类配置)。

本文中所描述的功能可以硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合来实施。如果以由处理器执行的软件实施,那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或通过计算机可读媒体发射。其它实例和实施方案在本公开和所附权利要求书的范围内。举例来说,由于软件的本质,上文所描述的功能可使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬连线或这些中的任一个的组合来实施。实施功能的特征也可在物理上位于各个位置处,包含经分布以使得功能的各部分在不同物理位置处实施。并且,如本文中(包含权利要求书)所使用,如项目列表(例如,由例如“中的至少一个”或“中的一个或多个”的短语开始的项目列表)中所使用的“或”指示包含性列表,使得(例如)“A、B或C中的至少一个”的列表意味着A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即,A和B和C)。

计算机可读媒体包含非暂时性计算机存储媒体,以及包含有助于将计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体的通信媒体两者。非暂时性存储媒体可为可由通用或专用计算机接入的任何可用媒体。借助于实例而非限制,非暂时性计算机可读媒体可包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘(CD)ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、或可用于携载或存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码构件,且可由通用或专用计算机或通用或专用处理器接入的任何其它非暂时性媒体。

并且,适当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说,如果使用同轴缆线、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(例如,红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源发射软件,那么所述同轴缆线、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(例如,红外线、无线电和微波)包含在媒体的定义中。如本文中所使用,磁盘和光盘包含CD、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常以磁性方式再现数据,而光盘用激光以光学方式再现数据。上文各项的组合也包含在计算机可读媒体的范围内。

提供本文中的实施方式以使所属领域的技术人员能够制作或使用本公开。所属领域的技术人员将易于显而易见对本公开的各种修改,且本文中所界定的一般原理可应用于其它变化形式而不会脱离本公开的范围。因此,本公开并不限于本文中所描述的实例和设计,而是应符合与本文中所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。

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