專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有存儲(chǔ)單元和基準(zhǔn)單元的集成式存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成式存儲(chǔ)器，包括設(shè)置在字線和位線交叉點(diǎn)上的存儲(chǔ)單元，并且包括設(shè)置在基準(zhǔn)字線和位線交叉點(diǎn)上的基準(zhǔn)單元，該基準(zhǔn)單元在閱讀所述存儲(chǔ)單元前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。
在美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US 5844832 A中公開(kāi)了這樣一種集成式存儲(chǔ)器，其形式為鐵電式存儲(chǔ)器或者FRAMs(鐵電式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。所述基準(zhǔn)單元在閱讀存取之前，將一個(gè)特定的電位寫(xiě)入存儲(chǔ)單元，然后在位線上讀出。然后，在兩個(gè)相鄰的、以不同的電平讀數(shù)基準(zhǔn)單元的位線相互短接，所以在這兩根位線上可得到一個(gè)基準(zhǔn)電位，它等于兩個(gè)不同電平的平均值。其中的基準(zhǔn)單元按照普通存儲(chǔ)單元相同的方式建立。在每次讀數(shù)存儲(chǔ)單元之間，例如在存儲(chǔ)單元校驗(yàn)期間，通過(guò)基準(zhǔn)單元以上述方式在位線上產(chǎn)生基準(zhǔn)電位，從而使通過(guò)位線連接的讀數(shù)放大器在執(zhí)行位線電位的計(jì)算之一前，得到確定的基準(zhǔn)電位。
在以上所述的存儲(chǔ)器中讀數(shù)存儲(chǔ)單元之一的錯(cuò)誤可能會(huì)出于兩個(gè)不同的原因。一個(gè)原因是正在閱讀的存儲(chǔ)器或與該存儲(chǔ)器相連的字線已經(jīng)損壞。另一個(gè)原因是，所屬的基準(zhǔn)單元出現(xiàn)損壞，所以不能以正確方式產(chǎn)生基準(zhǔn)電位，這樣便無(wú)法通過(guò)讀數(shù)放大器對(duì)位線電位進(jìn)行正確的計(jì)算。所以希望能夠確認(rèn)所產(chǎn)生的錯(cuò)誤是否是在閱讀一個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，由于基準(zhǔn)單元的功能錯(cuò)誤造成的。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種上述類(lèi)型的集成式存儲(chǔ)器，可以采用簡(jiǎn)單的方法對(duì)基準(zhǔn)單元的功能進(jìn)行校驗(yàn)。
以上任務(wù)的解決方案體現(xiàn)在權(quán)利要求1所屬的集成式存儲(chǔ)器中。本發(fā)明的有利的改進(jìn)和完善均是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明所述存儲(chǔ)器，包括設(shè)置在字線和位線交叉點(diǎn)上的存儲(chǔ)單元，包括設(shè)置在至少一個(gè)第一基準(zhǔn)字線和位線交叉點(diǎn)上的第一基準(zhǔn)單元，并且該基準(zhǔn)單元在正常工作方式下，在閱讀所述存儲(chǔ)單元前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位此外，還包括設(shè)置在至少一個(gè)第二基準(zhǔn)字線和位線交叉點(diǎn)上的第二基準(zhǔn)單元，并且該基準(zhǔn)單元在校驗(yàn)工作方式下，在閱讀所述第一基準(zhǔn)單元前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。
所述第二基準(zhǔn)單元可以在校驗(yàn)工作方式中對(duì)所述第一基準(zhǔn)單元進(jìn)行功能校驗(yàn)，其方法是，借助于該第二基準(zhǔn)單元在位線上產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電位所以在校驗(yàn)工作方式中，第一基準(zhǔn)單元可按相同的方式讀數(shù)，和正常的存儲(chǔ)單元在正常工作方式中的讀數(shù)一樣。只要排除了第二基準(zhǔn)單元的錯(cuò)誤，則在閱讀一個(gè)第一基準(zhǔn)單元時(shí)，發(fā)生的功能故障表示第一基準(zhǔn)單元發(fā)生損壞。如果不知道第二基準(zhǔn)單元是否正常，則在閱讀一個(gè)第一基準(zhǔn)單元時(shí)，如果在校驗(yàn)工作方式中確認(rèn)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，則可認(rèn)定或者是對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)單元損壞，或者是用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電位的第二基準(zhǔn)單元損壞。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案，至少其第二基準(zhǔn)字線與字線之一相同，并且其第二基準(zhǔn)單元與連接在該字線上的存儲(chǔ)單元相同。這意味著，在正常工作方式中，第一基準(zhǔn)單元用于在閱讀一個(gè)正常的存儲(chǔ)單元之前產(chǎn)生基準(zhǔn)電位，而在校驗(yàn)工作方式中，第二基準(zhǔn)字線的正常存儲(chǔ)單元在閱讀一個(gè)第一基準(zhǔn)單元之前用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電位在這種改進(jìn)中，除了正常的存儲(chǔ)單元和第一基準(zhǔn)單元以外，不再需要額外的單元，所以這種存儲(chǔ)器可以在相對(duì)較小的面積上實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利的改進(jìn)方案，所述集成式存儲(chǔ)器包括用于輸入行地址和字線尋址的地址輸入端。此外，還包括一個(gè)行解碼器，通過(guò)該解碼器，所述第二基準(zhǔn)字線在正常工作方式下可采用一個(gè)特定的行地址尋址，通過(guò)該解碼器所述第一基準(zhǔn)字線在校驗(yàn)工作方式下可采用一個(gè)特定的行地址尋址。該方案可實(shí)現(xiàn)第一基準(zhǔn)字線的尋址在校驗(yàn)工作方式下與任意一個(gè)字線在正常工作方式下的尋址一樣。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利的改進(jìn)方案，所述集成式存儲(chǔ)器包括多個(gè)第二基準(zhǔn)字線，還包括一個(gè)用于輸入控制信號(hào)的控制輸入端，通過(guò)該信號(hào)可至少選擇出一個(gè)所述第二基準(zhǔn)字線，所述第二基準(zhǔn)字線的第二基準(zhǔn)單元，隨后在校驗(yàn)工作方式中，在閱讀第一基準(zhǔn)單元之前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。在該改進(jìn)中，在校驗(yàn)工作方式中發(fā)生一個(gè)第一基準(zhǔn)單元的多次讀數(shù)，其中所必須的位線基準(zhǔn)電位先后通過(guò)不同的第二基準(zhǔn)單元產(chǎn)生。所以可確認(rèn)在閱讀對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)單元或第二基準(zhǔn)單元的錯(cuò)誤功能時(shí)，是否出現(xiàn)了損壞。如果第一基準(zhǔn)單元損壞，則在其讀數(shù)過(guò)程中，無(wú)論采用的是哪個(gè)第二基準(zhǔn)單元，得到的結(jié)果總是錯(cuò)誤的。然而多個(gè)屬于不同第二基準(zhǔn)位線的第二基準(zhǔn)單元同時(shí)損壞的概率幾乎沒(méi)有。
下面對(duì)照附圖
所示集成式存儲(chǔ)器的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
附圖表示一個(gè)集成式存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元陣列的局部，其類(lèi)型為FRAM。圖中表示出一對(duì)位線BL、/BL，它與一個(gè)讀數(shù)放大器SA連接。存儲(chǔ)器具有第一基準(zhǔn)字線RWL1，RWL1’以及字線WLi，這樣的字線的數(shù)量很大，但是在圖中僅表示出3條。在字線WLi與位線BL、/BL的交叉點(diǎn)上有普通的存儲(chǔ)單元MC，在第一基準(zhǔn)字線RWL1，RWL1’與位線之間的交叉點(diǎn)上有第一基準(zhǔn)單元RC1。所述存儲(chǔ)單元MC和第一基準(zhǔn)單元RC1的構(gòu)造相同。其中的每個(gè)都具有一個(gè)采用鐵電介電體的存儲(chǔ)器電容C，以及一個(gè)選擇晶體管T。所述存儲(chǔ)器電容C的一個(gè)電極與線路板電位VP相連，另一個(gè)電極經(jīng)選擇晶體管T的可控線段與對(duì)應(yīng)的位線BL、/BL相連。選擇晶體管的柵極與對(duì)應(yīng)的字線WLi和基準(zhǔn)字線RWL1，RWL1’連接。
兩個(gè)位線BL、/BL經(jīng)一個(gè)短路晶體管SH相互連接。該短路晶體管SH的柵極與一個(gè)短路信號(hào)EQ相連。此外存儲(chǔ)器還具有一個(gè)行解碼器RDEC，其中可輸入行地址RADR，經(jīng)該地址字線WLi可以在存儲(chǔ)器的正常工作方式中進(jìn)行尋址。向行解碼器RDEC內(nèi)可輸入一個(gè)工作方式信號(hào)TEST，它可表示存儲(chǔ)器是否處在正常工作方式中，還是處在測(cè)試工作方式中。此外還向該行解碼器RDEC輸入一個(gè)控制信號(hào)A。
圖中所示電路在對(duì)存儲(chǔ)單元MC之一進(jìn)行讀存取操作時(shí)的工作方式如下在讀存取之前首先在兩個(gè)第一基準(zhǔn)單元RC1中的一個(gè)上存儲(chǔ)邏輯0，并在另一個(gè)基準(zhǔn)單元上存儲(chǔ)邏輯1。然后使兩個(gè)位線BL、/BL放電，接著在位線上讀數(shù)兩個(gè)第一基準(zhǔn)單元。此時(shí)首先短路晶體管SH截止，并且讀數(shù)放大器SA未激活。然后短路晶體管SH進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，使得兩個(gè)位線之間產(chǎn)生電荷平衡。此時(shí)在兩個(gè)位線BL、/BL上將出現(xiàn)一個(gè)基準(zhǔn)電位，它大致等于兩個(gè)事先存在于位線上的電位的平均值。此時(shí)短路晶體管SH重新截止。通過(guò)字線WLi之一被激活，而根據(jù)輸入到行解碼器RDEC的行地址RADR選擇出一個(gè)存儲(chǔ)單元MC。例如字線WL1被激活，則與其相連的存儲(chǔ)單元MC的內(nèi)容從左側(cè)的位線BL上被讀出。然后讀出放大器SA被激活，它將兩個(gè)位線之間的電位差放大。此時(shí)對(duì)左側(cè)位線BL的電位對(duì)照位于右側(cè)位線/BL上存在的基堆電位進(jìn)行計(jì)算。
在測(cè)試工作方式中，對(duì)第一基準(zhǔn)單元RC1的功能特性進(jìn)行校驗(yàn)。測(cè)試是通過(guò)向第一基準(zhǔn)單元寫(xiě)入一個(gè)日期，然后重新將其讀出實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)樽x出放大器SA也可以用于對(duì)基準(zhǔn)電位進(jìn)行具體計(jì)算，所以該基準(zhǔn)電位在測(cè)試工作方式中是通過(guò)兩個(gè)普通存儲(chǔ)單元MC產(chǎn)生的。在本實(shí)施例中，第一字線WL1和第二字線WL2是第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’，而且與其相連的存儲(chǔ)單元MC就是第二基準(zhǔn)單元RC2。第二基準(zhǔn)單元RC2的作用是在測(cè)試工作方式中在位線BL、/BL上產(chǎn)生基準(zhǔn)電位，如同正常工作方式中的第一基準(zhǔn)單元RC1那樣。所以在測(cè)試工作方式中，在對(duì)第一基準(zhǔn)單元RC1進(jìn)行存取之前，在與第一字線WL1相連的第二基準(zhǔn)單元RC2中寫(xiě)入一個(gè)第一邏輯電平，并且在與第二字線WL2相連的第二基準(zhǔn)單元RC2中寫(xiě)入一個(gè)第二邏輯電平。在位線放電完畢后，對(duì)兩個(gè)信息進(jìn)行讀數(shù)，并且通過(guò)短路晶體管SH進(jìn)行隨后的短路，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)電位。接著通過(guò)兩個(gè)第一基準(zhǔn)字線RWL1，RWL1’之一的激活，從兩個(gè)第一基準(zhǔn)單元RC1中的一個(gè)讀出事先寫(xiě)入的一個(gè)日期。所述讀出放大器SA然后被激活，并且在位線對(duì)BL、/BL上進(jìn)行電位差的計(jì)算。
該實(shí)施例的存儲(chǔ)器還具有另外一對(duì)第二基準(zhǔn)字線，它們同樣分別是通過(guò)兩個(gè)普通字線WLi構(gòu)成的。其中在圖中僅表示出了一個(gè)額外的第二基準(zhǔn)字線RWL3。應(yīng)當(dāng)注意，存儲(chǔ)器包含有大量的普通字線WLi，它們和圖中所示的不同，并沒(méi)有雙重功能，即不會(huì)同時(shí)作為兩個(gè)額外的基準(zhǔn)字線。在測(cè)試工作方式中，成對(duì)的第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’，RWL3中的任何一個(gè)在讀出一個(gè)第一基準(zhǔn)單元RC1之前都可用于在位線BL、/BL上產(chǎn)生基準(zhǔn)電位。例如也可以在下面的第二基準(zhǔn)字線RWL3上產(chǎn)生基準(zhǔn)電位，以代替上面的第二基準(zhǔn)字線RWL2，而且是與中間的基準(zhǔn)字線RWL2’共同使用。所以在測(cè)試工作方式中，具體產(chǎn)生基準(zhǔn)電位的方法也可以在第一字線WL1或與其相連的存儲(chǔ)單元MC出現(xiàn)損壞時(shí)實(shí)現(xiàn)?？刂菩盘?hào)A是一個(gè)具有若干位寬的數(shù)字控制信號(hào)。它的作用是選擇出第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’，RWL3中的兩個(gè)，用于在測(cè)試工作方式中在位線上產(chǎn)生基準(zhǔn)電位。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，也可僅有兩個(gè)第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’。
如果在測(cè)試工作方式中，基準(zhǔn)電位是通過(guò)第一字線WL1和第二字線WL2作為第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’產(chǎn)生的，則在本發(fā)明的實(shí)施例中將產(chǎn)生對(duì)第一基準(zhǔn)字線RWL1，RWL1’的下述控制，而且控制是通過(guò)相應(yīng)的行地址RADR實(shí)現(xiàn)的，該地址在正常工作方式下對(duì)應(yīng)于第一字線WL1和第二字線WL2。該方式可允許存儲(chǔ)器在測(cè)試工作方式中的運(yùn)行和正常工作方式中的一樣，只是在后者中，第一基準(zhǔn)單元RC1用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電位，而不是讀出一個(gè)存儲(chǔ)單元MC，而且在前者中，第二基準(zhǔn)單元RC2用于產(chǎn)生任何其他一個(gè)存儲(chǔ)單元MC以及第一基準(zhǔn)單元RC1的基準(zhǔn)電位。
圖中局部表示的存儲(chǔ)器中的位線是按照重疊式位線原理設(shè)計(jì)的。當(dāng)然，本發(fā)明也可用于具有其他位線結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，特別是按照開(kāi)放式位線原理設(shè)計(jì)的位線，例如本說(shuō)明書(shū)開(kāi)始部分引用的美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US 5844832 A中所描述的。
盡管本發(fā)明是以FRAMs為例說(shuō)明的，但是也適用于其他存儲(chǔ)器，但要求在閱讀存儲(chǔ)單元之前，在其位線上必須產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電位盡管以上所述的實(shí)施例中有若干個(gè)字線WLi與第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’，RWL3是一樣的，但是也可采用其他實(shí)施例，其中的第二基準(zhǔn)字線與普通字線WLi不同，是額外增加的。
圖中所示的實(shí)施例中，第一基準(zhǔn)單元RC1與不同的第一基準(zhǔn)字線RWL1，RWL1’相連。此外，第二基準(zhǔn)單元RC2與不同的第二基準(zhǔn)字線RWL2，RWL2’相連。但是，也可采用其他的實(shí)施例，其中的兩個(gè)第一基準(zhǔn)單元RC1與一個(gè)共用的第一基準(zhǔn)字線RWL1相連，而且兩個(gè)第二基準(zhǔn)單元RC2與一個(gè)共用的第二基準(zhǔn)字線RWL2相連。
權(quán)利要求
1．一種集成式存儲(chǔ)器，-包括設(shè)置在字線(WLi)和位線(BL，/BL)交叉點(diǎn)上的存儲(chǔ)單元(MC)，-包括設(shè)置在至少一個(gè)第一基準(zhǔn)字線(RWL1，RWL1’)和位線(BL，/BL)交叉點(diǎn)上的第一基準(zhǔn)單元(RC1)，并且該基準(zhǔn)單元在正常工作方式下在閱讀所述存儲(chǔ)單元(MC)前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位，-還包括設(shè)置在至少一個(gè)第二基準(zhǔn)字線(RWL2，RWL2’，RWL3)和位線(BL，/BL)交叉點(diǎn)上的第二基準(zhǔn)單元(RC2，RC3)，并且該基準(zhǔn)單元在校驗(yàn)工作方式下在閱讀所述第一基準(zhǔn)單元(RC1)前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。
2．如權(quán)利要求1所述的集成式存儲(chǔ)器，其特征在于，所述第二基準(zhǔn)字線(RWL2，RWL2’，RWL3)與所述字線(WL1，WL2)之一相同，并且其第二基準(zhǔn)單元(RC2，RC3)與連接在該字線上的存儲(chǔ)單元(MC)相同。
3．如權(quán)利要求2所述的集成式存儲(chǔ)器，其特征在于，-包括用于輸入行地址(RADR)和字線(WLi)尋址的地址輸入端，-包括一個(gè)行解碼器(RDEC)，-通過(guò)該解碼器所述第二基準(zhǔn)字線(RWL2，RWL2’，RWL3)在正常工作方式下可采用一個(gè)特定的行地址(RADR)尋址，-通過(guò)該解碼器所述第一基準(zhǔn)字線(RWL1，RWL1’)在校驗(yàn)工作方式下可采用一個(gè)特定的行地址(RADR)尋址。
4．如以上權(quán)利要求的其中任一所述的集成式存儲(chǔ)器，其特征在于，-包括多個(gè)第二基準(zhǔn)字線(RWL2，RWL2’，RWL3)，-還包括一個(gè)用于輸入控制信號(hào)(A)的控制輸入端，通過(guò)該信號(hào)可至少選擇出一個(gè)所述第二基準(zhǔn)字線，所述第二基準(zhǔn)字線的第二基準(zhǔn)單元(RC2，RC3)，隨后在校驗(yàn)工作方式中，在閱讀第一基準(zhǔn)單元(RC1)之前用于在所述位線(BL，/BL)中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。
全文摘要
存儲(chǔ)單元(MC)設(shè)置在字線(WLi)和位線(BL,/BL)交叉點(diǎn)上。包括設(shè)置在至少一個(gè)第一基準(zhǔn)字線(RWL1,RWL1’)和位線(BL,/BL)交叉點(diǎn)上的第一基準(zhǔn)單元(RC1),并且該基準(zhǔn)單元在正常工作方式下在閱讀所述存儲(chǔ)單元(MC)前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。還包括設(shè)置在至少一個(gè)第二基準(zhǔn)字線(RWL2,RWL2’,RWL3)和位線(BL,/BL)交叉點(diǎn)上的第二基準(zhǔn)單元(RC2,RC3),并且該基準(zhǔn)單元在校驗(yàn)工作方式下在閱讀所述第一基準(zhǔn)單元(RC1)前用于在所述位線中產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電位。
文檔編號(hào)G11C29/24GK1288236SQ0013311
公開(kāi)日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月14日
發(fā)明者P·佩赫米勒 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司