半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的制作方法
【專利說明】半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年12月4日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2013-0149724的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù)，更具體而言，涉及一種用于執(zhí)行降速模式操作的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
【背景技術(shù)】
[0004]降速模式可以在以高速操作的、諸如雙數(shù)據(jù)速率4(DDR 4)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件之類的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中執(zhí)行。
[0005]降速模式表示為了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作穩(wěn)定性，基于外部時(shí)鐘信號(hào)的兩個(gè)周期(2tck)來接收命令和地址信號(hào)的操作模式。
[0006]例如，DDR 4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件具有3300Mbps的目標(biāo)操作速度。難以滿足在DDR 4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件高速操作期間外部時(shí)鐘信號(hào)與命令和地址信號(hào)之間的設(shè)置和保持裕度，并且難以同時(shí)達(dá)到高的大批量生產(chǎn)。因而，在降速模式下，基于外部時(shí)鐘信號(hào)的兩個(gè)周期(2tck，兩個(gè)時(shí)鐘周期)而不是一個(gè)周期(Itck)來接收命令和地址信號(hào)，以獲得半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作穩(wěn)定性。通過降速模式，由于外部時(shí)鐘信號(hào)的頻率被降低至數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的一半，并且脈沖寬度被擴(kuò)大，所以可以獲得該設(shè)置和保持裕度直到1600Mbps的操作速度為止。也就是說，通過降速模式，可以獲得以高速操作的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作穩(wěn)定性。
[0007]在內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)、外部時(shí)鐘信號(hào)以及命令和地址信號(hào)之間限定定時(shí)的電路可以包括在利用降速模式的半導(dǎo)體系統(tǒng)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中。然而，由于外部時(shí)鐘信號(hào)是高頻的，所以難以協(xié)調(diào)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)、外部時(shí)鐘信號(hào)以及命令和地址信號(hào)之間的定時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的示例性實(shí)施例針對(duì)一種用于在降速模式下穩(wěn)定地操作的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可以包括:時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元，其適于對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻以產(chǎn)生與外部時(shí)鐘信號(hào)的奇數(shù)周期相對(duì)應(yīng)的第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)和與外部時(shí)鐘信號(hào)的偶數(shù)周期相對(duì)應(yīng)的第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)；第一輸入單元，其適于響應(yīng)于第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)來接收外部命令信號(hào)和外部地址信號(hào)；第二輸入單元，其適于響應(yīng)于第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)來接收外部命令信號(hào)和外部地址信號(hào)；以及操作控制單元，其適于在降速模式期間，將第一輸入單元和第二輸入單元中的一個(gè)使能，而將第一輸入單元和第二輸入單元中的另一個(gè)禁止。
[0010]操作控制單元可以在正常操作模式期間將第一輸入單元和第二輸入單元使能。
[0011]操作控制單元可以包括:操作使能信號(hào)發(fā)生單元，其適于在降速模式期間響應(yīng)于時(shí)鐘選擇信號(hào)、第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)和第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，激活第一操作使能信號(hào)和第二操作使能信號(hào)中的一個(gè)，而去激活第一操作使能信號(hào)和第二操作使能信號(hào)中的另一個(gè)；第一時(shí)鐘選擇單元，其適于響應(yīng)于第一操作使能信號(hào)而將第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)固定至預(yù)定的邏輯電平；以及第二時(shí)鐘選擇單元，其適于響應(yīng)于第二操作使能信號(hào)而將第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)固定至預(yù)定的邏輯電平。
[0012]操作使能信號(hào)發(fā)生單元可以包括:第一激活確定單元，其適于在降速模式期間，基于第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)來鎖存時(shí)鐘選擇信號(hào)，以及確定第一操作使能信號(hào)的激活狀態(tài)；以及第二激活確定單元，其適于在降速模式期間，基于第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)來鎖存時(shí)鐘選擇信號(hào)，以及確定第二操作使能信號(hào)的激活狀態(tài)。
[0013]時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元可以在高速操作模式期間產(chǎn)生具有與外部時(shí)鐘信號(hào)相同頻率的第三內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，操作控制單元可以在高速操作模式期間將第一輸入單元和第二輸入單元中的一個(gè)使能，而將第一輸入單元和第二輸入單元中的另一個(gè)禁止，以及第一輸入單元和第二輸入單元中的、在高速操作模式期間被操作控制單元使能的這一個(gè)可以響應(yīng)于第三內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)來接收外部時(shí)鐘信號(hào)和外部地址信號(hào)。
【附圖說明】
[0014]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖；
[0015]圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖；
[0016]圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖；
[0017]圖4A是圖示圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作控制單元的框圖；
[0018]圖4B是圖示圖4A中所示的操作控制單元的操作使能信號(hào)發(fā)生單元的框圖；
[0019]圖5A是圖示圖1中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作的時(shí)序圖；
[0020]圖5B是圖示圖2中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作的時(shí)序圖；
[0021]圖5C是圖示圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作的時(shí)序圖；
[0022]圖6A是圖示圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的根據(jù)一示例性實(shí)施例的第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的電路圖；
[0023]圖6B是圖示圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的根據(jù)一示例性實(shí)施例的第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的時(shí)序圖；
[0024]圖7A是圖示圖6A中所示的第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的操作的時(shí)序圖；
[0025]圖7B是圖示圖6B中所示的第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的操作的時(shí)序圖；
[0026]圖8A是圖示圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的根據(jù)另一示例性實(shí)施例的第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的電路圖；
[0027]圖SB是圖示圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的根據(jù)另一示例性實(shí)施例的第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的電路圖；
[0028]圖9A是圖示圖8A中所示的第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的操作的時(shí)序圖；
[0029]圖9B是圖示圖8B中所示的第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元的操作的時(shí)序圖；以及
[0030]圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的圖3中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的高速操作模式的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以用不同的方式體現(xiàn)，而不應(yīng)解釋為限制于本文所闡述的實(shí)施例。確切地說，提供了這些實(shí)施例使得本公開透徹且完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在本公開中，附圖標(biāo)記在本發(fā)明的各個(gè)附圖和實(shí)施例中直接對(duì)應(yīng)于相似的部分。
[0032]附圖不一定按比例繪制，并且在某些情況下，可能對(duì)比例做夸大處理，以便清楚地圖示實(shí)施例的特征。在本說明書中，使用了特定的術(shù)語。使用這些術(shù)語來描述本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的意義或限制本發(fā)明的范圍。
[0033]還應(yīng)當(dāng)注意的是，在本說明書中，“和/或”表示包括了布置在“和/或”之前和之后的一個(gè)或更多個(gè)部件。此外，“連接/耦接”不僅表示一個(gè)部件與另一個(gè)部件直接耦接，還表示經(jīng)由中間部件與另一個(gè)部件間接耦接。另外，只要未在句子中具體提及，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。此外，在說明書中使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示存在或增加一個(gè)或更多個(gè)部件、步驟、操作以及元件。
[0034]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖。
[0035]參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括:命令輸入單元100、地址輸入單元110、時(shí)鐘信號(hào)輸入單元120、降速控制單元130、命令緩沖單元140以及地址緩沖單元150。
[0036]命令輸入單元100響應(yīng)于內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD而接收鎖存在命令緩沖單元140中的外部命令信號(hào)CMD，以及產(chǎn)生內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD。命令輸入單元100包括:命令鎖存單元102、命令解碼單元104和命令等待時(shí)間操作單元106。命令鎖存單元102響應(yīng)于內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD來鎖存外部命令信號(hào)CMD。命令解碼單元104對(duì)鎖存在命令鎖存單元102中的外部命令信號(hào)CMD進(jìn)行解碼，和確定外部命令信號(hào)CMD的類型。命令等待時(shí)間操作單元106確定用于表示延時(shí)等待時(shí)間的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD的觸發(fā)數(shù)(即，對(duì)多少觸發(fā)的計(jì)數(shù))，以及產(chǎn)生內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD。
[0037]地址輸入單元110響應(yīng)于內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD而接收鎖存在地址緩沖單元150中的外部地址信號(hào)ADD，以及產(chǎn)生內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD。地址輸入單元110包括地址鎖存單元112和地址等待時(shí)間操作單元116。地址鎖存單元112響應(yīng)于內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD來鎖存外部地址信號(hào)ADD。地址等待時(shí)間操作單元116通過使鎖存在地址鎖存單元112中的外部地址信號(hào)ADD延遲內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD的觸發(fā)數(shù)來產(chǎn)生內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD。
[0038]時(shí)鐘信號(hào)輸入單元120緩沖從外部設(shè)備(未示出)接收的外部時(shí)鐘信號(hào)CLK，并且將外部時(shí)鐘信號(hào)CLK傳遞至降速控制單元130。
[0039]降速控制單元130將從時(shí)鐘信號(hào)輸入單元120接收的外部時(shí)鐘信號(hào)CLK作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD輸出。降速控制單元130確定是產(chǎn)生了具有與外部時(shí)鐘信號(hào)相同頻率的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD，還是產(chǎn)生了具有外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的一半頻率的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD。
[0040]命令緩沖單元140緩沖外部命令信號(hào)CMD，并且將外部命令信號(hào)CMD傳送至命令輸入單元100。地址緩沖單元150緩沖外部地址信號(hào)ADD，并且將外部地址信號(hào)ADD傳送至地址輸入單元110。
[0041]圖5A是圖示圖1中所示的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作的時(shí)序圖。
[0042]參見圖5A，以下將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的操作。
[0043]如果進(jìn)入降速模式，則響應(yīng)于具有外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的一半頻率的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD來接收外部命令信號(hào)CMD和外部地址信號(hào)ADD。因而，可以在外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的每?jī)蓚€(gè)周期(2tck)接收外部命令信號(hào)CMD和外部地址信號(hào)ADD。在降速模式期間，例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器控制器的外部設(shè)備(未示出)基于外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的兩個(gè)周期(2tck)將外部命令信號(hào)CMD和外部地址信號(hào)ADD傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
[0044]如果未進(jìn)入降速模式，即在正常操作模式期間，則響應(yīng)于具有與外部時(shí)鐘信號(hào)相同頻率的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD接收外部命令信號(hào)CMD和外部地址信號(hào)ADD。因而，可以在外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的每一個(gè)周期(Itck)接收外部命令信號(hào)CMD和外部地址信號(hào)ADD。在正常操作模式期間，例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器控制器的外部設(shè)備(未示出)基于外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的一個(gè)周期(Itck)將外部命令信號(hào)CMD和外部地址信號(hào)ADD傳送至半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
[0045]如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)在進(jìn)入降速模式時(shí)外部時(shí)鐘信號(hào)CLK和內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD之間的頻率關(guān)系，可以在降速模式期間穩(wěn)定地操作。
[0046]然而，由于內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD的頻率在進(jìn)入降速模式時(shí)或者退出降速模式時(shí)改變，所以根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的內(nèi)部電路可以設(shè)計(jì)成在兩種頻率下正常地操作。具體地，當(dāng)進(jìn)入降速模式時(shí)，內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD的一個(gè)周期(Itck)對(duì)應(yīng)于外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的兩個(gè)周期(2tck)，而在正常操作模式期間，內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD的一個(gè)周期(Itck)對(duì)應(yīng)于外部時(shí)鐘信號(hào)CLK的一個(gè)周期(Itck)。如果內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD與外部時(shí)鐘信號(hào)CLK之間的頻率匹配根據(jù)操作模式而改變，則依賴于內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK_GD的頻率的諸如延時(shí)等待時(shí)間控制電路之類的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的內(nèi)部電路可以設(shè)計(jì)成根據(jù)頻率變化進(jìn)行不同地操作。
[0047]圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的框圖。
[0048]參見圖2，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的利用降速模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括:第一命令輸入單元200、第二命令輸入單元210、第一多路復(fù)用器220、第一地址輸入單元230、第二地址輸入單元240、第二多路復(fù)用器250、時(shí)鐘信號(hào)輸入單元260、時(shí)鐘信號(hào)分頻單元270、命令緩沖單元280以及地址緩沖單元290。
[0049]第一命令輸入單元200響應(yīng)于第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLKl而接收鎖存在命令緩沖單元280中的外部命令信號(hào)CMD，以及產(chǎn)生第一內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD1。第一命令輸入單元200包括:第一命令鎖存單元202、第一命令解碼單元204以及第一命令等待時(shí)間操作單元206。第一命令鎖存單元202響應(yīng)于第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLKl而鎖存外部命令信號(hào)CMD。第一命令解碼單元204對(duì)鎖存在第一命令鎖存單元202中的外部命令信號(hào)CMD進(jìn)行解碼，以及確定外部命令信號(hào)CMD的類型。第一命令等待時(shí)間操作單元206確定用于表示第一延時(shí)等待時(shí)間的第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLKl的觸發(fā)數(shù)，以及產(chǎn)生第一內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD1。
[0050]第二命令輸入單元210響應(yīng)于第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLK2來接收鎖存在命令緩沖單元280中的外部命令信號(hào)CMD，以及產(chǎn)生第二內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD2。第二命令輸入單元210包括:第二命令鎖存單元212、第二命令解碼單元214和第二命令等待時(shí)間操作單元206。第二命令鎖存單元212響應(yīng)于第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLK2而鎖存外部命令信號(hào)CMD。第二命令解碼單元214對(duì)鎖存在第二命令鎖存單元212中的外部命令信號(hào)CMD進(jìn)行解碼，并且確定外部命令信號(hào)CMD的類型。第二命令等待時(shí)間操作單元216確定用于表示第二延時(shí)等待時(shí)間的第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLK2的觸發(fā)數(shù)，以及產(chǎn)生第二內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD2。
[0051]第一多路復(fù)用器220接收第一內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD1和第二內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD2，并且選擇性地將內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD輸出為第一內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD1或第二內(nèi)部命令信號(hào)INT_CMD2。
[0052]第一地址輸入單元230響應(yīng)于第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLKl而接收鎖存在地址緩沖單元290中的外部地址信號(hào)ADD，以及產(chǎn)生第一內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD1。第一地址輸入單元230包括第一地址鎖存單元232和第一地址等待時(shí)間操作單元236。第一地址鎖存單元232響應(yīng)于第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLKl而鎖存外部地址信號(hào)ADD。第一地址等待時(shí)間操作單元236通過使鎖存在第一地址鎖存單元232中的外部地址信號(hào)ADD延遲第一內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLKl的觸發(fā)數(shù)來產(chǎn)生第一內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD1。
[0053]第二地址輸入單元240響應(yīng)于第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLK2而接收鎖存在地址緩沖單元290中的外部地址信號(hào)ADD，以及產(chǎn)生第二內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD2。第二地址輸入單元240包括第二地址鎖存單元242和第二地址等待時(shí)間操作單元246。第二地址鎖存單元242響應(yīng)于第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLK2而鎖存外部地址信號(hào)ADD。第二地址等待時(shí)間操作單元246通過使鎖存在第二地址鎖存單元242中的外部地址信號(hào)ADD延遲第二內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)ICLK2的觸發(fā)數(shù)來產(chǎn)生第二內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD2。
[0054]第二多路復(fù)用器250接收第一內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD1和第二內(nèi)部地址信號(hào)INT_ADD2，并且選