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利用虛擬電力網(wǎng)絡的字線下驅動的制作方法

文檔序號:11289172閱讀:416來源:國知局
利用虛擬電力網(wǎng)絡的字線下驅動的制造方法與工藝



背景技術:

隨著通過技術改進半導體器件縮小到較小的尺寸,遇到了新的困難。例如,隨著靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)中的存儲器單元的組件變得更小,存儲器單元的操作特性的變化可能增加。這些變化可能表現(xiàn)為存儲器單元之間的功能的差異。由于相對于被用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器單元的內部電壓的施加到存儲器單元的相對電壓,一些存儲器單元在被讀取或寫入時可能更容易出錯。因此,當以較小的尺度被制造時,sram的存儲器單元可能無法正確地操作。

附圖說明

并入說明書中并且構成說明書的一部分的附圖示出本公開的各種系統(tǒng)、方法和其它實施例。應當理解,附圖中所示出的元件邊界(例如,框、多組框或其它形狀)表示邊界的一個實施例。在一些實施例中,一個元件可以被實現(xiàn)為多個元件,或者多個元件可以被實現(xiàn)為一個元件。在一些實施例中,被示為另一元件的內部組件的元件可以被實現(xiàn)為外部組件,并且反之亦然。此外,元件可以不按比例繪制。

圖1示出詳細描述在不同電壓被用于向字線供電的情況下存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限(snm)的圖。

圖2示出與下驅動字線相關聯(lián)的存儲器器件的一個實施例。

圖3示出與使用被存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中的電荷來下驅動字線相關聯(lián)的存儲器器件的另一實施例。

圖4示出與從存儲器單元進行讀取相關聯(lián)的時序圖的一個示例。

圖5示出與對存儲器單元進行寫入相關聯(lián)的時序圖的一個示例。

圖6示出與利用可修改電容在虛擬電力網(wǎng)絡中存儲電荷相關聯(lián)的存儲器器件的一個實施例。

圖7示出與使用下驅動字線相關聯(lián)的存儲器器件的另一實施例。

圖8示出與使用可選擇電容來下驅動字線相關聯(lián)的時序圖的一個示例。

圖9示出與使用可選擇電容來下驅動字線相關聯(lián)的時序圖的另一示例。

圖10示出與使用被存儲在虛擬電力網(wǎng)絡上的電荷來下驅動字線相關聯(lián)的方法的一個實施例。



技術實現(xiàn)要素:

在一個方面中,公開了一種存儲器器件,該存儲器器件包括:連接到多個存儲器單元的多個字線;連接在該多個字線和多個驅動器互連件之間的字線邏輯;電力邏輯,該電力邏輯連接到電壓源和該多個驅動器互連件并且包括將該多個驅動器互連件電連接在一起以形成虛擬電力網(wǎng)絡的互連件網(wǎng)絡,其中,響應于存儲器請求,電力邏輯將電壓源與虛擬電力網(wǎng)絡相連接以在虛擬電力網(wǎng)絡內存儲電荷,以及其中字線邏輯通過將多個字線中與存儲器請求相關聯(lián)的所請求的字線與虛擬電力網(wǎng)絡連接以與所請求的字線共享存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中的電荷來下驅動(under-drive)所請求的字線,以及其中字線邏輯將所請求的字線的電壓下驅動為比由電壓源提供的源電壓低。

在存儲器器件的另一實施例中,電力邏輯通過致動一個或多個晶體管以將虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源相連接來存儲電荷,同時字線邏輯隔離與所請求的字線相關聯(lián)的所請求的存儲器單元以避免其被激活,以及其中電力邏輯使用形成虛擬電力網(wǎng)絡的多個驅動器互連件和互連件網(wǎng)絡的電容來存儲電荷,以及其中互連件網(wǎng)絡包括跨過多個驅動器互連件以電連接多個驅動器互連件以形成虛擬電力網(wǎng)絡的金屬線。

在存儲器器件的另一實施例中,字線通過提供來自虛擬電力網(wǎng)絡的電荷而不是使用與電壓源的直接連接驅動所請求的字線來下驅動所請求的字線的電壓,其中字線邏輯向所請求的字線施加虛擬電力網(wǎng)絡的電荷,以將所請求的字線的電壓驅動為低于電壓源的電壓,以及其中電力邏輯在存儲電荷之后使虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源斷開連接。

在存儲器器件的另一實施例中,當訪問多個存儲器單元中所請求的存儲器單元以滿足存儲器請求時,字線邏輯使用電荷來下驅動所請求的字線的電壓,以與當將電壓源與所請求的字線直接連接時所請求的存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限相比,增加所請求的存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限。

在存儲器器件的另一實施例中,存儲器器件是6晶體管靜態(tài)隨機存取存儲器(6tsram)。

在另一實施例中,存儲器器件還包括:電容邏輯,該電容邏輯連接到互連件網(wǎng)絡并且包括:(i)并聯(lián)連接的多個電容器;和(ii)連接在多個電容器與互連件網(wǎng)絡之間的多個控制晶體管,其中電容邏輯使用多個控制晶體管選擇性地將多個電容器與互連件網(wǎng)絡進行連接。

在存儲器器件的另一實施例中,電容邏輯通過選擇性地將多個電容器中的一個或多個電容器連接到虛擬電力網(wǎng)絡來修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容。

在存儲器器件的另一實施例中,電容邏輯通過激活多個控制晶體管中的一個或多個控制晶體管以將多個電容器中的一個或多個電容器與互連件網(wǎng)絡相連接并且增加虛擬電力網(wǎng)絡的電容來調整字線邏輯下驅動電壓的量。

在存儲器器件的另一實施例中,多個驅動器互連件包括偶數(shù)驅動器互連件的集合和奇數(shù)驅動器互連件的集合,其中互連件網(wǎng)絡包括形成兩個分開的虛擬電力網(wǎng)絡的偶數(shù)互連件網(wǎng)絡和奇數(shù)互連件網(wǎng)絡,以及其中偶數(shù)驅動器互連件的集合與偶數(shù)互連件網(wǎng)絡被連接,并且奇數(shù)驅動器互連件的集合與奇數(shù)互連件網(wǎng)絡被連接以形成所述兩個分開的虛擬電力網(wǎng)絡。

在另一方面,公開了一種計算系統(tǒng),該計算系統(tǒng)包括:響應于存儲器請求而將電壓源與虛擬電力網(wǎng)絡進行連接以基于來自電壓源的電壓將電荷存儲在虛擬電力網(wǎng)絡內的電力邏輯,其中虛擬電力網(wǎng)絡包括電連接多個驅動器互連件的互連件網(wǎng)絡;以及通過將多個字線中的所請求的字線與虛擬電力網(wǎng)絡相連接以與該所請求的字線共享存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中的電荷來下驅動該所請求的字線的字線邏輯,以及其中字線邏輯將所請求的字線的電壓下驅動為比由電壓源提供的源電壓低。

在計算系統(tǒng)的另一實施例中,電力邏輯通過致動一個或多個晶體管以將虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源相連接來存儲電荷,同時字線邏輯隔離與所請求的字線相關聯(lián)的存儲器單元以避免其被激活,其中電力邏輯使用形成虛擬電力網(wǎng)絡的多個驅動器互連件和互連件網(wǎng)絡的電容來存儲電荷,并且其中互連件網(wǎng)絡包括跨過多個驅動器互連件以電連接多個字線以便形成虛擬電力網(wǎng)絡的金屬線。

在計算系統(tǒng)的另一實施例中,字線邏輯通過提供來自虛擬電力網(wǎng)絡的電荷而不是使用與電壓源的直接連接驅動所請求的字線來下驅動所請求的字線的電壓,并且其中電力邏輯在存儲電荷之后將虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源斷開連接。

在另一實施例中,計算系統(tǒng)還包括電容邏輯,該電容邏輯包括:(i)并聯(lián)連接的多個電容器和(ii)連接在多個電容器與互連件網(wǎng)絡之間的多個控制晶體管,其中電容邏輯選擇性地將多個電容器與互連件網(wǎng)絡進行連接。

在計算系統(tǒng)的另一實施例中,電容邏輯通過選擇性地將多個電容器中的一個或多個電容器與虛擬電力網(wǎng)絡進行連接來修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容。

在計算系統(tǒng)的另一實施例中,計算系統(tǒng)還包括所公開的存儲器器件以及存儲器器件的特征中的一個或多個特征。

在另一方面,公開了一種與下驅動存儲器器件中的所選擇的字線的電壓相關聯(lián)的方法。該方法包括:在存儲器器件中接收訪問存儲器單元的請求;通過激活連接存儲器器件的多個驅動器互連件與存儲器器件的電壓源的至少一個晶體管來使用該多個驅動器互連件存儲電荷;以及將所選擇的字線連接到多個驅動器互連件以與所選擇的字線共享存儲在多個驅動器互連件中的電荷,并且用比電壓源的電壓小的電壓來下驅動所選擇的字線的電壓。

在方法的另一實施例中,方法還包括:在存儲電荷之后將電壓源與多個驅動器互連件斷開連接以將多個驅動器互連件與電壓源隔離。

在方法的另一實施例中,使用電荷對所選擇的字線下驅動的電壓小于作為所選擇的字線的操作電壓的電壓源的電壓。

在方法的另一實施例中,相對于與使用電壓源的電壓來驅動字線相關聯(lián)的靜態(tài)噪聲容限,當訪問存儲器單元時下驅動字線增加存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限。

在另一實施例中,方法還包括:配置電容梯(capacitanceladder),以通過激活將多個驅動器互連件與電容梯的電容器相連接的一個或多個控制晶體管來修改多個驅動器互連件的電容。

在方法的另一實施例中,其中在多個驅動器互連件內存儲電荷包括根據(jù)請求在偶數(shù)網(wǎng)絡或奇數(shù)網(wǎng)絡中存儲電荷。

具體實施方式

本文描述了與通過使用電荷共享來下驅動字線而改善存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限相關聯(lián)的系統(tǒng)、器件和方法。下驅動字線指的是用于使用相對于源電壓的降低的電壓來激活字線的技術。以這種方式激活字線改善(增加)靜態(tài)噪聲容限。增加的靜態(tài)噪聲容限允許存儲器單元處理附加的噪聲,這使得存儲器單元不太可能在存儲的邏輯值之間錯誤地翻轉而導致數(shù)據(jù)錯誤。

考慮用于訪問存儲器單元(諸如例如,sram存儲器單元)的過程。通常,訪問存儲器器件中的存儲器單元包括使用相應的字線對存儲器單元施加電壓。對存儲器單元施加電壓激活存儲器單元內允許讀取來自存儲器單元的值或向存儲器單元寫入值的晶體管。

經由字線施加到存儲器單元的電壓通常是存儲器器件中的供給電壓(例如,vdd),該供給電壓向存儲器器件的晶體管和/或其它組件供電,并且使用字線驅動器將該供電電壓與字線連接。然而,當用較小尺寸的晶體管制造存儲器器件時,使用供給電壓來對字線供電可以導致存儲器單元內的靜態(tài)噪聲容限(snm)的降低。降低的靜態(tài)噪聲容限源自例如較小的晶體管的物理特性和存儲器單元的晶體管之間的變化,這些變化在以較小的尺寸制造時是普遍存在的。

靜態(tài)噪聲容限是量化存儲器單元可以承受而不損害所存儲的邏輯值的完整性的電噪聲的量的特性。即,靜態(tài)噪聲容限是指存儲器單元在錯誤地切換所存儲的邏輯值之前可以管理的“雜散”電荷的量,錯誤地切換所存儲的邏輯值導致錯誤。存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限是存儲器單元的傳輸門(passgate)的強度相對于存儲器單元的下拉門的強度的函數(shù)。通過削弱傳輸門的強度,即降低字線的電壓,由于傳輸門的強度和下拉門的強度之比下降,因此snm增加。

例如,邏輯值“0”在存儲器單元中可以被表示為0mv的存儲電壓。當相應的字線被激活時與存儲器單元相關聯(lián)的電噪聲可能導致存儲電壓實際上為150mv。來自電噪聲的150mv的存儲值可能由串擾、電磁干擾、靜電干擾、熱噪聲等引起。然而,由于150mv在存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限內,因此存儲電壓仍被解釋為邏輯值“0”。因此,存儲器單元可以被成為具有至少150mv的snm。

然而,隨著連續(xù)代用更小的晶體管制造存儲器單元,靜態(tài)噪聲容限也趨于變小。因此,用較小的晶體管制造的存儲器單元可能具有100mv的靜態(tài)噪聲容限。因此,當源電壓(vdd)被施加到字線時,與激活字線相關聯(lián)的噪聲可能超過存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限。因此,由于靜態(tài)噪聲容限的降低,當源電壓被施加到字線時,所存儲的邏輯值可能被錯誤地切換。

圖1示出當不同的電壓被施加到字線時存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限(snm)的示例圖100。在圖100中,與對字線使用vdd的90%的電壓的存儲器單元的snm120相比較地繪出對字線使用等于vdd的電壓的存儲器單元的snm110。在圖1中,以歸一化指示值單元沿y軸表示靜態(tài)噪聲容限。歸一化指示值單元示出存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限的幅度。x軸示出對于為每個單獨的snm110和120從其確定字線電壓(vwl)的vdd的不同值。

從圖100中可以看出,在整個測試電壓范圍上,與snm110相比,與降低的電壓(0.9vdd)相關聯(lián)的snm120被改善。這是因為當使用vdd的90%時,傳輸門的強度與下拉門的強度之間的差異增大。即,通過對傳輸門施加較低的電壓,通過門例如與下拉門相比變弱。

因此,在一個實施例中,存儲器器件被配置為下驅動字線的電壓以便改善靜態(tài)噪聲容限(snm),并且因此允許存儲器單元在遇到錯誤之前承受更大量的噪聲。如先前所討論的,下驅動字線一般是指用小于源電壓(vdd)的降低的電壓來激活字線,該源電壓(vdd)否則被用于向存儲器器件的字線和其它元件供電。以這種方式,可以改善在用較小的晶體管實現(xiàn)的電路和存儲器器件中的存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限。

參照圖2,示出被配置為具有用于下驅動字線以改善靜態(tài)噪聲容限的組件的存儲器器件200的一個實施例。存儲器器件200包括電壓源210、電力邏輯220、對于字線260中的每個單獨的字線將電力邏輯與字線邏輯240相連接的驅動器互連件230、以及存儲器單元250。通常,存儲器器件200是諸如6晶體管sram(6tsram)之類的靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)或類似器件。存儲器器件200可以被嵌入處理器內,或者可以是獨立的存儲器。在任一情況下,存儲器器件200一般經由總線或其它可操作數(shù)據(jù)連接來接收數(shù)據(jù)以及向處理器(未示出)或其它計算設備提供/輸出數(shù)據(jù)。

此外,存儲器器件200將數(shù)據(jù)存儲在存儲器單元250中以及提供來自存儲器單元250的數(shù)據(jù)。存儲器單元250中的每個存儲器單元具有作為例如存儲器單元250的制造過程變化和設計參數(shù)的函數(shù)的操作特性。這些特性中的一個特性是如圖1所示的與施加到字線260的電壓相關的靜態(tài)噪聲容限(snm)。

當存儲器器件200接收對存儲器單元250進行讀取或寫入的存儲器請求時,存儲器器件200通過經由字線邏輯240中的一個字線邏輯對字線260中的所請求的字線施加電壓來激活所請求的字線。對所請求的字線施加電壓激活所請求的存儲器單元的晶體管,以取決于存儲器請求來寫入值或者讀取值。

如所指出的,靜態(tài)噪聲容限(snm)與施加到字線的電壓相關。即,存儲器單元的snm是傳輸門(即,連接字線的晶體管)的強度相對于下拉門(即,連接地/漏極的晶體管)的強度的函數(shù)。因此,對字線施加較大的電壓導致靜態(tài)噪聲容限變小。因此,存儲器器件200被配置為通過使用現(xiàn)有的驅動器互連件230的電容以存儲電荷來下驅動所請求的字線的電壓,該電荷使得對所請求的字線驅動降低的電壓。以這種方式,由于所請求的字線的電壓被降低,因此所請求的存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限被改善,由此有助于避免錯誤。

存儲器器件200一般被配置有向各個部件供電的電源。在一個實施例中,經由電壓源210提供被用于向存儲器器件200供電的電壓。電壓源210例如是將存儲器器件200與存儲器器件200內的電源或主設備(未示出)的電源(例如,電壓調節(jié)器)鏈接的金屬線互連件。電壓源210提供一般被稱為“vdd”的電壓。vdd電壓是存儲器器件200用于向存儲器單元250、感測放大器、控制邏輯晶體管等供電的電壓。

如圖2所示,電壓源210連接到電力邏輯220,電力邏輯220又與驅動器互連件230連接。字線邏輯240的組件被單獨地置于驅動器互連件230和字線260中的每個字線之間,以使驅動器互連件230和虛擬電力網(wǎng)絡與字線260分開。字線邏輯240操作以切換在與存儲器單元250和驅動器互連件230連接的相應的字線260之間的連接。將參照圖3討論驅動器互連件230和字線邏輯240的附加細節(jié)。

回到電力邏輯220,在一個實施例中,電力邏輯220包括跨過驅動器互連件230的互連件網(wǎng)絡以便將驅動器互連件230電連接在一起。由互連件網(wǎng)絡和驅動器互連件230形成的得到的結構被稱為虛擬電力網(wǎng)絡,并且將隨后被更詳細地討論。然而,通常,虛擬電力網(wǎng)絡是由驅動器互連件230和互連件網(wǎng)絡形成的電路。虛擬電力網(wǎng)絡的電路具有通過電連接驅動器互連件230的現(xiàn)有結構而形成的得到的組合電容。因此,虛擬電力網(wǎng)絡的電路可以存儲電荷,該電荷可以被用于驅動字線集合260中的單獨的字線,如下文解釋的。

因此,在一個實施例中,電力邏輯220包括由電力邏輯220控制的晶體管,該晶體管用于將虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源210相連接以存儲電荷。電力邏輯220例如選擇性地將電壓源210與虛擬電力網(wǎng)絡進行連接。電力邏輯220可以例如通過致動晶體管并且將電壓源210與驅動器互連件230連接/斷開連接來選擇何時將驅動器互連件230與電壓源210隔離。因此,電力邏輯220可以通過使用晶體管選擇性地連接電壓源210來在虛擬電力網(wǎng)絡內存儲電荷。然后,電壓源210對形成虛擬電力網(wǎng)絡的現(xiàn)有驅動器互連件230的電容進行充電。

為了更好地理解虛擬電力網(wǎng)絡以及電力邏輯220如何存儲電荷,考慮圖3。圖3示出了具有各個電路的附加細節(jié)的圖2的存儲器器件200的另一個實施例。在圖3中,存儲器器件200被分為偶數(shù)部分和奇數(shù)部分,在其它實施例中可以實現(xiàn)除偶數(shù)和奇數(shù)之外的多個附加部分。例如,偶數(shù)存儲器單元集合310和奇數(shù)存儲器單元集合320各自被示為具有與圖2中示出的部件相關的相關聯(lián)的結構。電壓源210在圖3中被示為單個源,但是電壓源210當然還可以被分為附加的分開的部分。此外,圖3沒有示出存儲器器件200的全面布局。相反,存儲器單元的一部分被縮寫為點“...”,以為了圖示簡潔的目的示出每個集合中的第一個單元和最后一個單元。此外,應當理解,雖然元件中的許多元件被討論為是單個元件,但是元件中的每個元件可以包括分開的偶數(shù)和奇數(shù)系列(corollary)。然而,出于簡化討論的目的,元件可以作為單數(shù)被引用。

另外,在圖3中沒有明確地標記字線260。相反,單獨的偶數(shù)字線wl<0>、wl<n>和奇數(shù)字線wl<1>、wl<2n+1>被示出以表示字線260包括多個單獨的字線,該多個單獨的字線各自與字線邏輯240的單獨的字線驅動器連接。如圖3中所示并且如前面所討論的,電力邏輯220包括各自跨過驅動器互連件230的分開的集合(即,偶數(shù)和奇數(shù))的互連件網(wǎng)絡330(vdd_even)和互連件網(wǎng)絡340(vdd_odd)。即,例如,互連件網(wǎng)絡330在字線邏輯240之前將偶數(shù)驅動器互連件230(即,驅動器互連件wl<0>到驅動器互連件wl<2n>)電連接成單個互連件的電網(wǎng)。因此,互連件網(wǎng)絡330操作以使用現(xiàn)有驅動器互連件230形成電力存儲結構,現(xiàn)有驅動器互連件230連接到與字線260中的每個單獨的字線相關聯(lián)的字線驅動器。

該電力存儲結構可以被稱為虛擬電力網(wǎng)絡。虛擬電力網(wǎng)絡具有用于存儲通過電連接驅動器互連件230和互連件網(wǎng)絡而形成的電荷的電容。由于出于使用存儲的電荷向字線供電而不是作為在與電壓源210相同的背景下的源的目的而存儲電荷,因此虛擬電力網(wǎng)絡是“虛擬的”。因此,通過將互連件網(wǎng)絡配置為跨過驅動器互連件230,每個得到的虛擬電力網(wǎng)絡(即,vdd_even和vdd_odd)具有足以存儲可以被用于對單獨的字線下驅動電壓的電荷的電容。以這種方式,驅動器互連件230內的存儲電荷可以由字線邏輯240的相應的字線驅動器施加到所選擇的/所請求的字線,以在所請求的字線上引發(fā)降低的電壓。

因此,當存儲器器件200接收到訪問存儲器單元的存儲器請求時,電力邏輯220取決于哪個存儲器單元將被訪問來致動將電壓源210與互連件網(wǎng)絡330或340連接的晶體管。將電壓源210與互連件網(wǎng)絡連接會在相應的虛擬電力網(wǎng)絡內(即,在驅動器互連件和互連件網(wǎng)絡的導線內)存儲電荷。在電荷被存儲之后,電力邏輯220將互連件網(wǎng)絡與電壓源210斷開連接,以隔離虛擬電力網(wǎng)絡使其不能進一步從電壓源210接收電荷。虛擬電力網(wǎng)絡現(xiàn)在被充電。此時,虛擬電力網(wǎng)絡的實際電壓可以例如等于電壓源210的源電壓。

當然,當使用電壓源210對虛擬電力網(wǎng)絡進行充電時,字線邏輯240防止電壓源210被連接到存儲器單元。字線邏輯240使用如圖3所示的作為充當開關的晶體管的字線驅動器來防止電壓源210被連接到存儲器單元。以這種方式,電力邏輯220使用互連件網(wǎng)絡330或340而不是直接施加到所請求的字線和存儲器單元的電壓源210的源電壓(vdd)來存儲電荷。

在一個實施例中,一旦電力邏輯220將電壓源210與虛擬電力網(wǎng)絡斷開連接;字線邏輯240就激活字線驅動器的晶體管,以將適當?shù)乃埱蟮淖志€與先前被充電的相應的虛擬電力網(wǎng)絡連接。在將所請求的字線與電壓源210隔離的同時將已充電的虛擬電力網(wǎng)絡與所請求的字線進行連接使得與所請求的字線共享存儲電荷。與所請求的字線共享電荷下驅動所請求的字線的電壓。

在本公開中使用的、也被稱為“電荷共享”的共享電荷是指與所請求的字線共享虛擬電力網(wǎng)絡的存儲電荷,以使得用與源電壓(vdd)相比降低的電壓來激活字線。例如,字線邏輯240被配置為通過將所請求的字線連接到相應的驅動器互連件來將存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中的電荷分發(fā)到所請求的字線。在一個實施例中,將所請求的字線和相應的驅動器互連件連接瞬間增加虛擬電力網(wǎng)絡的電容,這導致由虛擬電力網(wǎng)絡的電荷對所請求的字線驅動的電壓下降至低于電壓源vdd的電壓。因此,所請求的字線的電壓由此被“下驅動”。

因此,由于虛擬電力網(wǎng)絡(即,驅動器互連件和相應的互連件網(wǎng)絡)的電荷與所請求的字線共享而不是將電壓源210直接連接到所請求的字線,因此以這種方式對所請求的字線施加電荷被稱為“電荷共享”。

如之前所討論的,下驅動字線是用與當直接連接電壓源210時施加的電壓相比降低的電壓來激活字線的方式。此外,由于與下拉門的強度相比存儲器單元的傳輸門(即,連接到所請求的字線的晶體管門)的強度被降低,因此,下驅動字線激活所請求的存儲器單元,同時改善存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限。以這種方式,存儲器器件200中的存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限增加,同時用較小尺度的晶體管來制造存儲器單元并且使用現(xiàn)有結構來存儲電荷而不是添加額外的結構。

圖4示出了當以相對于圖2和圖3所討論的方式來下驅動字線時存儲器器件200中的信號的時序圖。各個信號的標記與圖3所示的信號路徑的標記相關。因此,將結合圖3討論圖4。此外,圖4示出了由在存儲器器件200中接收到的存儲器請求發(fā)起的對存儲器單元<0>的讀取訪問。

因此,響應于存儲器請求,在410處電力邏輯220將ps_en_even_l信號改變?yōu)榈?,這激活電力邏輯220的晶體管以將電壓源210與包括偶數(shù)驅動器互連件230的互連件網(wǎng)絡330(vdd_even)相連接?;ミB件網(wǎng)絡330在電力邏輯220連接電壓源210之前具有浮動電壓。浮動電壓是因為沒有被連接到源極或漏極而存儲在互連件網(wǎng)絡330上的未知電壓。

一旦電力邏輯220已經將電荷存儲在包括互連件網(wǎng)絡330和偶數(shù)驅動器互連件230的虛擬電力網(wǎng)絡中,在430處,字線邏輯240就使用控制信號wl_n<0>來激活字線wl<0>,以致動將互連件網(wǎng)絡330與字線wl<0>相連接的相應的字線驅動器的晶體管。因此,字線邏輯240通過與連接到存儲器單元<0>的wl<0>共享存儲在互連件網(wǎng)絡330和偶數(shù)驅動器互連件230內的電荷來在440處下驅動wl<0>。當字線wl<0>利用下驅動的電壓而是活動的時,經由相關聯(lián)的位線(未示出)和感測放大器(未示出)從存儲器單元<0>讀取數(shù)據(jù)。以這種方式,存儲器單元<0>的靜態(tài)噪聲容限被改善,由此在下驅動字線的同時減少從存儲器單元讀取時錯誤(邏輯值切換)的出現(xiàn)。

參照圖5,示出了寫入操作的示例時序圖。如從圖5中類似操作410-440的存在所看出的,寫入操作類似于圖4所示的讀取操作。然而,對于寫入操作,當字線邏輯240繼續(xù)斷言wl_n<0>以將字線wl<0>與互連件網(wǎng)絡330連接時,電力邏輯220在510處還將電壓源210與互連件網(wǎng)絡330連接。在520處,在字線wl<0>也被連接的同時將電壓源210與互連件網(wǎng)絡330連接有效地將wl<0>的電壓升高到電壓源210的源電壓(vdd)。因此,當寫入存儲器單元時,字線邏輯240通過對于時間的第一部分共享存儲在虛擬電力網(wǎng)絡上的電荷(vdd_even)以及然后轉變?yōu)槔玫诫妷涸?10的直接連接向字線供電來使得對所請求的字線下驅動降低的電壓。以這種方式,當執(zhí)行對所選擇的列的寫入操作時,未選擇的列中的存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限增加。此外,在一個實施例中,存儲器器件200支持列選擇特征,該列選擇特征包括使得未被選擇的列在440處在wl<0>的下驅動期間執(zhí)行偽讀取操作。因此,通過如圖5所示在寫入操作的第一部分期間實現(xiàn)下驅動,經受偽讀取操作的存儲器單元的snm被改進。

參照圖6,示出存儲器器件600的一個實施例。通過類似的元件210、220、230、240、250和260看出,存儲器器件600類似于圖2的存儲器器件200。然而,存儲器器件600還包括電容邏輯610。還記得電力邏輯220的互連件網(wǎng)絡操作以將驅動器互連件230連接在一起,以形成具有存儲用于下驅動字線的電荷的組合電容的虛擬電力網(wǎng)絡。然而,虛擬電力網(wǎng)絡的電容可能不是例如用于存儲將字線下驅動到期望的程度的電荷的精確電容值。

因此,電容邏輯610被配置為通過選擇性地啟用連接到互連件網(wǎng)絡的電容器來修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容。即,例如,電容邏輯610通過激活一個或多個電容器以增加虛擬電力網(wǎng)絡的電容來調整字線邏輯240下驅動字線的電壓的量。當然,取決于電容邏輯610啟用一個或多個電容器的時序,對字線下驅動的電壓可以朝著vdd被調整得更高,或者可以被調整得更低。參考圖8和圖9更詳細地討論電容器與虛擬電力網(wǎng)絡連接的時序。

此外,在一個實施例中,電容邏輯610根據(jù)一個或多個控制輸入來調整電容。例如,電容邏輯610生成或以其它方式接收一個或多個控制輸入,該一個或多個控制輸入是指定要激活哪些電容器以及例如何時激活電容器的信號。控制輸入可以由存儲器控制器(未示出)、處理器(未示出)、輸入/輸出連接或電容邏輯610本身提供以選擇性地啟用電容器。

在一個實施例中,當例如制造存儲器器件600時,電容邏輯610中的一個或多個寄存器可以被編程。此后,當存儲器訪問請求被服務時,電容邏輯610生成控制輸入以調整電容??商娲?,在一個實施例中,電容邏輯610從指定如何修改電容的存儲器控制器、處理器或其它器件接收控制輸入。然而,在任一情況下,電容邏輯610通過選擇性地將單獨的電容器與虛擬電力網(wǎng)絡連接來調整虛擬電力網(wǎng)絡的電容。

為了進一步理解電容邏輯610的操作,簡要地考慮圖7。圖7示出了存儲器器件600的更詳細的視圖。圖7的元件類似于圖3的元件,并且添加了電容邏輯610。因此,為了簡潔起見,將不再重新介紹類似的項。

電容邏輯610包括電容梯710。電容梯710包括并聯(lián)連接的多個電容器。取決于特定實現(xiàn),電容器可以具有相同值或不同值的電容。電容邏輯610還包括用于激活電容梯710的選擇電容器的控制晶體管720。

即,電容邏輯610可以選擇性地將電容器連接到由互連件網(wǎng)絡330和340形成的虛擬電力網(wǎng)絡(vdd_even、vdd_odd),以選擇性地修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容。此外,通過并聯(lián)連接電容器,激活附加的電容器以加法的方式操作,以增加電容梯中的總體所選擇的電容。以這種方式,存儲器器件600的偶數(shù)和奇數(shù)部分的電容可由電容邏輯610單獨調節(jié)。

圖8示出了使用存儲器器件600的讀取操作的示例時序圖。時序圖800類似于時序圖400,因此重點將被集中到與電容邏輯610以及修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容相關的部分。在810處電容邏輯610使用控制信號en_even_l<0>來激活單個附加電容器。激活附加電容器使得虛擬電力網(wǎng)絡在被充電之后電容增加。因此,當電容器在虛擬電力網(wǎng)絡已經被充電之后的該時序點處被激活時,虛擬電力網(wǎng)絡(在本示例中為vdd_even)經歷電壓降低。因此,所存儲的電荷的一部分被用于對新激活的電容器充電,因此,如在820和830處所示,虛擬電力網(wǎng)絡共享電荷以用于用更小的電壓來下驅動字線。另外,在一個實施例中,當如圖所示的那樣下驅動字線時,存儲器單元實現(xiàn)增加的并且因此改善的snm。

圖9示出了使用存儲裝置600的讀取操作的可替代時序圖。例如,如圖9所示,在虛擬電力網(wǎng)絡由電壓源充電之前,在910處附加的電容器被激活。如圖8所示,在910處而不是在810處激活附加的電容器為存儲更多的電荷做準備。因此,電容器的電壓在920處被充電到vdd。以這種方式,在930處當下驅動時與字線共享電荷導致用與830相比減少更小的量的電壓進行下驅動。由此,可以選擇性地修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容以調整虛擬電力網(wǎng)絡下驅動字線的量。

將參考圖10和方法1000討論下驅動字線的其它方面。出于解釋的目的,將從圖6的存儲器器件600的角度討論方法1000。

在1010處,修改虛擬電力網(wǎng)絡的電容。當然,雖然作為前驅(precursor)來討論修改電容,但是在各種實施例中可以在存儲器器件600的操作期間的任何時間處修改電容。以這種方式,修改電容可以被用于選擇性地將在電荷共享時由虛擬電力網(wǎng)絡提供的電壓降低至確切程度,該確切程度根據(jù)電容器何時被激活而確定以及例如由通過激活附加電容器被添加到虛擬電力網(wǎng)絡的電容的量確定。

此外,在一個實施例中,根據(jù)控制信號來激活布置在電容梯中的多個電容器中的一個或多個電容器??刂菩盘柨梢杂呻娙葸壿?10產生,并且指示例如為了在虛擬電力網(wǎng)絡內實現(xiàn)期望的電容要激活哪些電容器以及何時激活。通常,控制信號使得與電容器相關聯(lián)的一個或多個控制晶體管被激活,以使得所選擇的電容器與虛擬電力網(wǎng)絡電連接。以這種方式,虛擬電力網(wǎng)絡的電容是可調節(jié)的,并且在一個實施例中使得虛擬電力網(wǎng)絡存儲相對于電壓源(例如,電壓源的90%)的特定電荷。

在1020處,接收存儲器請求。存儲器請求例如是訪問存儲器器件600的一個或多個存儲器單元的請求。在一個實施例中,存儲器器件600解碼存儲器請求以確定哪個字線、位線和存儲器單元與存儲器請求相關聯(lián)。存儲器器件600還可以解碼存儲器請求以確定存儲器請求是讀取請求還是寫入請求。

因此,接收存儲器請求一般包括緩存請求、解析請求、識別請求的一個或多個元素以及從解析和識別確定請求的特征(例如,存儲器地址、訪問類型)。

在1030處,電荷被存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中。在一個實施例中,存儲電荷包括致動一個或多個晶體管以將虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源210連接。附加地,存儲電荷還包括將虛擬電力網(wǎng)絡與存儲器單元隔離。因此,字線邏輯240確保在驅動器互連件與字線/存儲器單元之間連接的晶體管(即,字線驅動器)被關閉,以使得存儲器單元不被激活。

在1040處,虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源斷開連接。一旦電荷已經被存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中,則將虛擬電力網(wǎng)絡與電壓源隔離,以避免無意地將電壓源與所請求的字線連接。當在這種狀態(tài)中時,虛擬電力網(wǎng)絡被充電并且準備好與單個所請求的字線共享驅動器互連件和互連件網(wǎng)絡內的電荷。當然,雖然沒有另外明確闡述,但是字線是沿著存儲器器件600中的存儲器單元行連接的金屬線互連件。因此,單個字線與多個存儲器單元連接,但是最終激活與被激活的列(位線)對應的單個存儲器單元。

在1050處,通過將(存儲在虛擬電力網(wǎng)絡內的)電荷施加到所請求的字線,所請求的字線上的電壓被下驅動。在一個實施例中,下驅動字線包括將虛擬電力網(wǎng)絡連接到所請求的字線,并且因此與所請求的字線共享存儲在包括虛擬電力網(wǎng)絡的驅動器互連件內的電荷。當然,由于字線邏輯240用于將所請求的字線與驅動器互連件連接同時將用于未被選擇的字線的其它連接保持為電開路的,因此驅動器互連件不與存儲器單元連接。以這種方式,通過使用驅動器互連件以及跨過驅動器互連件的互連件網(wǎng)絡的現(xiàn)有結構,所請求的字線的電壓被下驅動。因此,這里所公開的字線的下驅動通過使用虛擬電力網(wǎng)絡的現(xiàn)有結構來提供多種功能(例如,省電和字線下驅動)而使用例如較少的芯片空間。

在1060處,訪問所請求的存儲器單元。訪問可以是讀取或寫入訪問。在任一情況下,訪問在字線被下驅動時發(fā)生,以便與使用與電壓源的直接連接來驅動字線相比,提高靜態(tài)噪聲容限。通常,從存儲器單元讀取包括使得存儲器單元在位線上提供所存儲的電壓、感測所存儲的電壓以及將所感測的電壓轉換成與存儲器單元的適當邏輯狀態(tài)相關的單獨的讀出電壓。

定義和其它實施例

在一個或多個實施例中,所公開的方法或它們的等價物由以下各項中的任一個執(zhí)行:被配置為執(zhí)行該方法的計算機硬件;或體現(xiàn)于存儲在非暫態(tài)計算機可讀介質中的模塊中的或者經由計算機可讀傳輸介質接收的計算機指令,其中,這些指令被配置為可執(zhí)行的算法,該可執(zhí)行的算法被配置為當由計算機設備的至少一處理器執(zhí)行時執(zhí)行該方法。

雖然為了解釋簡潔的目的附圖中所示出的方法被示出和描述為一系列算法塊,但是應當理解,這些方法不受塊的順序限制。一些塊可以以與所示出和描述的不同的順序發(fā)生和/或與其它塊同時發(fā)生。此外,可以使用比所有示出的塊少的塊來實現(xiàn)示例方法。塊可以被組合或分成多個動作/組件。此外,附加的和/或可替代的方法可以采用未在塊中示出的附加動作。這里所描述的方法限于根據(jù)35u.s.c§101的法定主題。

因此,從一個角度來看,已經描述了與通過使用電荷共享來下驅動字線而改善存儲器單元的靜態(tài)噪聲容限相關聯(lián)的系統(tǒng)、方法和其它實現(xiàn)。在一個實施例中,系統(tǒng)包括響應于存儲器請求將電壓源與虛擬電力網(wǎng)絡連接以基于來自電壓源的電壓在虛擬電力網(wǎng)絡內存儲電荷的電力邏輯。虛擬電力網(wǎng)絡包括電連接多個驅動器互連件的互連件網(wǎng)絡。系統(tǒng)包括通過將多個字線中的所請求的字線與虛擬電力網(wǎng)絡連接以與所請求的字線共享存儲在虛擬電力網(wǎng)絡中的電荷來下驅動所請求的字線的字線邏輯。字線邏輯將所請求的字線的電壓下驅動為比由電壓源提供的源電壓低。

以下包括本文采用的所選擇的術語的定義。這些定義包括落入術語的范圍內并且可以被用于實現(xiàn)的組件的各種示例和/或形式。這些示例不旨在是限制性的。術語的單數(shù)形式和復數(shù)形式二者都可以在定義之內。

對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”和“示例”等的引用指示這樣描述的(一個或多個)實施例或(一個或多個)示例可以包括特定特征、結構、特性、屬性、元素或限制,但是并不是每個實施例或示例都一定包括該特定特征、結構、特性、屬性、元素或限制。此外,短語“在一個實施例中”的重復使用不一定指代同一實施例,盡管它可能是同一實施例。

本文使用的“數(shù)據(jù)結構”是計算系統(tǒng)中被存儲在存儲器、存儲設備或其它計算機化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的組織。數(shù)據(jù)結構可以是例如數(shù)據(jù)字段、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)陣列、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、圖、樹、鏈表等中的任何一個。數(shù)據(jù)結構可以由許多其它數(shù)據(jù)結構形成并且可以包含許多其它數(shù)據(jù)結構(例如,數(shù)據(jù)庫包括許多數(shù)據(jù)記錄)。根據(jù)其它實施例,數(shù)據(jù)結構的其它示例也是可能的。

本文使用的“非暫態(tài)計算機可讀介質”或“計算機存儲介質”是指存儲被配置為當被執(zhí)行時執(zhí)行所公開的功能中的一個或多個功能的指令和/或數(shù)據(jù)的非暫態(tài)介質。在一些實施例中,數(shù)據(jù)可以充當指令。非暫態(tài)計算機可讀介質可以采取包括但不限于非易失性介質和易失性介質的形式。非易失性介質可以包括例如光盤、磁盤等。易失性介質可以包括例如半導體存儲器、動態(tài)存儲器等。非暫態(tài)計算機可讀介質的常見形式可以包括但不限于軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶、其它磁介質、專用集成電路(asic)、可編程邏輯器件、光盤(cd)、其它光學介質、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、存儲芯片或卡、存儲棒、固態(tài)存儲設備(ssd)、閃存驅動器和計算機、處理器或其它電子設備可以與其工作的其它介質。如果在一個實施例中被選擇為用于實現(xiàn),則每種類型的介質可以包括被配置為執(zhí)行所公開和/或所要求保護的功能中的一個或多個功能的算法的存儲指令。

本文使用的“計算機可讀傳輸介質”是指攜帶或傳送被配置為當被執(zhí)行時執(zhí)行所公開的功能中的一個或多個功能的指令和/或數(shù)據(jù)的介質。在一些實施例中,數(shù)據(jù)可以充當指令。計算機可讀傳輸介質可以采取包括但不限于用于在計算機系統(tǒng)的易失性或非易失性存儲裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的電或光載波或信號的形式。如果在一個實施例中被選擇為用于實現(xiàn),則每種類型的介質可以包括被配置為執(zhí)行所公開和/或所要求保護的功能中的一個或多個功能的算法的已傳送的指令。

本文使用的“邏輯”表示用計算機或電氣硬件實現(xiàn)的組件、具有可執(zhí)行應用或程序模塊的存儲指令的非暫態(tài)介質、和/或它們的組合,以執(zhí)行本文公開的功能或動作中的任何功能或動作和/或使得來自另一邏輯、方法和/或系統(tǒng)的功能或動作如本文公開的那樣被執(zhí)行。等價邏輯可以包括固件、用算法編程的微處理器、離散邏輯(例如asic)、至少一個電路、模擬電路、數(shù)字電路、編程邏輯器件和包含算法的指令的存儲器器件等,它們中的任何一個可以被配置為執(zhí)行所公開的功能中的一個或多個功能。在一個實施例中,邏輯可以包括被配置為執(zhí)行所公開的功能中的一個或多個功能的一個或多個門、門的組合或其它電路組件。在描述多個邏輯的情況下,可能能夠將多個邏輯并為一個邏輯。類似地,在描述單個邏輯的情況下,可能可以在多個邏輯之間分配該單個邏輯。在一個實施例中,這些邏輯中的一個或多個邏輯是與執(zhí)行所公開的和/或所要求保護的功能相關聯(lián)的對應結構。選擇要實現(xiàn)哪種類型的邏輯可以基于期望的系統(tǒng)條件或規(guī)范。例如,如果考慮較快的速度,則將選擇硬件來實現(xiàn)功能。如果考慮較低的成本,則將選擇存儲的指令/可執(zhí)行應用來實現(xiàn)功能。

“可操作連接”或實體通過其“可操作地連接”的連接是其中可以發(fā)送和/或接收信號、物理通信和/或邏輯通信的連接??刹僮鞯倪B接可以包括物理接口、電接口和/或數(shù)據(jù)接口??刹僮鞯倪B接可以包括足以允許可操作控制的接口和/或連接的不同組合。例如,兩個實體可以可操作地連接以直接地或通過一個或多個中間實體(例如,處理器、操作系統(tǒng)、邏輯、非暫態(tài)計算機可讀介質)彼此傳送信號。邏輯和/或物理通信信道可以被用于創(chuàng)建可操作連接。

雖然已經相當詳細地示出和描述了所公開的實施例,但是并不意圖將所附權利要求的范圍限定或以任何方式限制為這樣的細節(jié)。當然不可能為了描述主題的各個方面而描述組件或方法的每種可想到的組合。因此,本公開不限于所示出和所描述的具體細節(jié)或說明性示例。因此,本公開旨在包括滿足35u.s.c.§101的法定主題要求的、落入所附權利要求的范圍內的改變、修改和變化。

就在具體實施方式或權利要求書中采用術語“包括”或“包含”而言,該術語旨在以與術語“含有”類似的方式是包含性的,如該術語當在權利要求中被用作過渡詞時被解釋的那樣。

就在具體實施方式或權利要求中使用術語“或”(例如,a或b)而言,該術語意圖是指“a或b或兩者”。當申請人意圖指示“僅a或b而不是兩者”時,則短語“僅a或b而不是兩者”將被使用。因此,本文對術語“或”的使用是包含性的,而不是排他性的使用。

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