1]一些实施例描述了仅采用薄的栅极氧化物晶体管的、耐高电压但是密集的字线驱动器。在一个实施例中，耐高电压的字线驱动器利用了 STT-MRAM平面内技术所特有的非对称读写等待时间以及工作电压。对于STT-MRAM而言，读出时间可以约为3ns，而写入操作则可以在大约1ns到20ns内完成。STT-MRAM的读取操作通常需要低于或者等于技术Vmax的电压源(例如，1.15V)，而STT-MRAM的写入操作则可能需要大于Vmax的电压源(例如，1.3V)。在一个实施例中，所述耐高电压的字线驱动器对读操作和写操作去耦。在这样的实施例中，所述耐高电压的字线驱动器能够实现读取通路的速度优化(例如，较快的字线上升沿电压转换速率)以及写入通路的优化(例如，获得较高的面密度，因为对急速(aggressive)字线电压转换速率的需求较低)。
[0032]在一个实施例中，所述耐高电压的字线驱动器包括耦合在一起的三个子电路，以使得所述子电路中的每一个都可用于驱动字线。在一个实施例中，第一子电路是处理读取通路的快速自举电路。在一个实施例中，第二子电路是对写入通路具有电平移位选通控制的堆叠晶体管。在一个实施例中，第三子电路是使字线接地的堆叠晶体管。通过使第一子电路和第二子电路互连，在一个实施例中，所述耐高电压的字线驱动器省去了两个常规的占用面积的高电压电平移位器。在一个实施例中，耐高电压写入驱动器实现了在切换过程中具有减小的争用的电平移位器，即，其允许减小关键的晶体管尺寸，以提高面密度同时确保切换的鲁棒性。
[0033]在一个实施例中，所述快速自举电路是晶体管数量最少的(lowest count)电路，并且最快地驱动字线达到第一电源(例如，VCC)且在字线被升高到第一电源以上时最快地进入三态。在一个实施例中，所述耐高电压的字线驱动器可用于按照互斥方式将字线驱动至三个不同的电压。例如，所述耐高电压的字线驱动器可用于将字线驱动至:空闲状态或未选择状态下的VSS(文中又称为第三电源)；具有急速转换率的读取电压(文中又称为第一电源)，例如，其为1.1V ;具有和缓转换率的写入电压(文中又称为第二电源)，例如，其为1.3V。在一个实施例中，所述高电压字线驱动器对读取和写入通路去耦，从而能够在存储器执行写入操作时使能高级节能模式，从而对读取通路泄漏进行选通。在06年12月发布的高级配置及功率接口(ACPI)规约修订版5.0中详细描述了高级省电模式的例子。
[0034]所述实施例具有很多技术效果。例如，所述实施例能够仅采用薄的栅极氧化物晶体管来承受空闲状态下的高电压(例如DC)。因而一些实施例内在地实现了较大的面密度。
[0035]在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本实用新型的实施例的更透彻的解释。然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本实用新型的实施例是显而易见的。在其它实例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本实用新型的实施例难以理解。
[0036]注意，在实施例的对应附图中，用线来表示信号。一些线较粗，以表示更多构成的信号路径(constituent signal path)，和/或一些线的一个或多个末端具有箭头，以表示主要信息流向。这些表示不是想要进行限制。事实上，结合一个或多个示例性实施例使用这些线有助于更容易地理解电路或逻辑单元。任何所代表的信号(由设计需求或偏好所决定)实际上可以包括可以在任意一个方向传送的并且可以以任何适当类型的信号方案实现的一个或多个信号。
[0037]贯穿整个说明书，以及在权利要求书中，术语“连接”表示在没有任何中间设备的情况下所连接的物体之间的直接电气连接。术语“耦合”表示所连接的物体之间的直接电气连接或通过一个或多个无源或有源的中间设备的间接连接。术语“电路”表示被设置为彼此配合以提供所期望的功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”表示至少一个电流信号、电压信号或数据/时钟信号。“一个”，“一种”及“所述”的含义包括复数的引用。“在……中”的含义包括“在……内”和“在……上”。
[0038]术语“缩放”通常指的是将设计(原理图及布局)从一种工艺技术转换为另一种工艺技术。术语“缩放”通常也指的是在同一个工艺节点内将布局和设备的尺寸缩小。术语“基本上”、“接近”、“近似”、“附近”、“大约”等通常指的是在目标值的+/-20%以内。
[0039]除非另外规定，否则使用序数形容词“第一”、“第二”及“第三”等来描述共同的对象，仅表示指代相同对象的不同实例，而并不是要暗示这样描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其它方式。
[0040]出于实施例的目的，晶体管是金属氧化物半导体(MOS)晶体管，其包括漏极端子、源极端子、栅极端子以及体端子。晶体管也包括三栅级晶体管和鳍式场效应晶体管。源极端子和漏极端子可以是相同的端子并且在本文中互换地进行使用。本领域技术人员将意识至|J，可以在不脱离本实用新型范围的情况下使用其它晶体管，例如双极结型晶体管一一BJTPNP/NPN、BiCMOS、CMOS、eFET 等。术语 “MN” 表示 η 型晶体管(如 NMOS、NPN BJT 等)并且术语“ΜΡ”表示P型晶体管(如PMOS, PNP BJT等)。
[0041]图1示出了根据本公开内容的一个实施例的具有耐高电压的字线驱动器101的存储系统100，所述耐高电压的字线驱动器101用于使字线上的电压在三个不同的电源之间进行切换。在一个实施例中，字线驱动器101驱动存储器102的字线。在一个实施例中，存储器102是SRAM (静态随机存取存储器)。例如，4Τ ( S卩，四晶体管)SRAM、6TSRAM、8TSRAM (例如，寄存器堆)或10TSRAM。在一个实施例中，存储器102是MRAM (磁随机存取存储器)。在一个实施例中，存储器102是电阻式存储器(例如，基于磁隧穿结器件的存储器)。在其他实施例中，存储器102是任何存储器类型。
[0042]在一个实施例中，字线驱动器101接收第一电源、第二电源和第三电源，其中，第二电源高于第一电源。例如，第一电源是额定电源(例如，IV)，而第二电源则是高电压电源(例如，1.3V)。在一个实施例中，所述第三电源为地。在一个实施例中，存储器102也在第一电源上工作，并接纳能够在第一电源、第二电源和第三电源之间切换而不引起可靠性问题(例如，字线驱动器101中的器件的氧化物击穿)的字线。
[0043]在一个实施例中，字线驱动器101接收分别在使能线、读取线、写入线和行选择线上的使能信号、读取信号、写入信号和行选择信号，并根据读取信号、写入信号和行选择信号的逻辑电平来调整字线的电压电平。例如，在写入操作过程中在通过行选择信号选择字线驱动器101时，字线升高到第二电源。在一个实施例中，在读取操作过程中在通过行选择信号堆字线驱动器101加以选择时，使字线升高到第一电源。在一个实施例中，在空转过程中(例如，在未选择字线驱动器时)，字线驱动器101驱动第三电源加在字线上。在一个实施例中，第三电源是地、高于地的电压或者低于地的电压之一。
[0044]在一个实施例中，能够采用选择信号来对上面的在读取操作、写入操作和空转操作过程中切换字线的电压电平的功能进行开关操作。例如，在一个实施例中，在读取操作过程中，在通过行选择信号选择字线驱动器101时，使字线升高到第二电源而不是第一电源。在一个实施例中，字线驱动器包括集成的电平移位器而不是常规的交叉耦合分立电平移位器。
[0045]图2示出了根据本公开内容的一个实施例的耐高电压的字线驱动器101的高级电路200。需要指出的是，图2的那些与任何其他附图中的元件具有相同附图标记(或名称)的元件可以按照任何与所描述的方式类似的方式工作或起作用，但不限于此。
[0046]在一个实施例中，电路200包括自举级201、低电压级202、高电压级203和自举控制单元204。在一个实施例中，自举级201接收读取线、写入线、行选择线和使能I线以及第一电源。在一个实施例中，自举级201是数量程度最低的晶体管电路，并且能够最快地驱动字线达到第一电源(例如，VCC)以及在使字线升高到第一电源以上时进入三态。在一个实施例中，自举级201接收使能I信号，从而根据读取信号或写入信号之一来使能自举级201。
[0047]在一个实施例中，低电压级202包括下拉电路，其可用于将字线下拉至第三电源(例如，Vss, VsS+1OmV, Vss-1OmV)。在一个实施例中，所述下拉电路包括一个晶体管总是通过第一电源导通而另一个晶体管则可通过行选择电路控制的级联电路。尽管电路200被示为接收行选择信号，但是应当理解在必要时还提供Row SeleCt_b(即，行选择信号的反转)。在一个实施例中，在空闲模式中，低电压级202将字线下拉至第三电源(例如，地)。
[0048]在一个实施例中，高电压级203包括集成的电平移位器(不存在常规交叉耦合)，并且用于在器件上具有少量过应力(如果有的话)的情况下将字线拉升到第二电源。在一个实施例中，在使能高电压级203时(例如，在正在执行写入操作并且行选择信号指示选择了电路200时)，对耦合至第二电源的晶体管偏置，从而使其弱导通，这样将降低跨越晶体管的栅极氧化物的电压差。
[0049]在一个实施例中，自举控制逻辑单元204是两输入NAND门，其接收写入信号和行选择信号作为输入，并提供自举控制信号(这里又称为“控制”信号)作为输出。在一个实施例中，自举控制逻辑单元204包括逻辑单元(例如，多路复用器)，所述逻辑单元允许在将读取和写入信号之一作为输入提供给NAND门之前采用使能2信号在读取和写入信号之间多路复用。在一个实施例中，使能2信号是使能I信号的反转。在这样的实施例中，能够针对读取操作和写入操作改变字线电压调整。
[0050]在一个实施例中，自举控制信号使自举级201具备三态。这里，信号和节点的标签可互换使用。例如，“控制”可以指控制节点或控制信号，其取决于句子的语境。在一个实施例中，可以在低功率模式(例如，睡眠模式)内降低第一和第二电源，从而实现字线驱动器200的低功率操作。在一个实施例中，电路200的所有器件都是薄的栅极氧化物器件。
[0051]图3示出了本公开内容的一个实施例的耐高电压的字线驱动器200(即101)的电路300。需要指出的是，图3的那些与任何其他附图中的元件具有相同附图标记(或名称)的元件可以按照任何与所描述的方式类似的方式工作或起作用，但又不限于此。在一个实施例中，电路300提供了电路200的晶体管级的细节，并且包括自举级201、逻辑单元301、低电压级202、高电压级203、自举控制逻辑单元204和逻辑单元302。
[0052]在一个实施例中，自举级201包括P型器件MPlbs、MP2bs、MP3bs ；n型器件MN