專利名稱：用于運(yùn)行集成存儲(chǔ)器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行集成存儲(chǔ)器的方法，該集成存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)單元區(qū)，該存儲(chǔ)單元區(qū)具有列線和行線，該集成存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)單元，這些存儲(chǔ)單元均具有一個(gè)選擇晶體管和一個(gè)具有鐵電存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)電容器，并且該集成存儲(chǔ)器具有極板線，該線通過(guò)選擇晶體管和每個(gè)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器電容器的串聯(lián)電路與列線相連，并且在存儲(chǔ)單元的選擇晶體管的控制端均與行線中的一條相連。
具有鐵電存儲(chǔ)效應(yīng)的所謂的FeRAM存儲(chǔ)單元的集成存儲(chǔ)器通常構(gòu)成與例如DRAM存儲(chǔ)器相似。在那里存儲(chǔ)單元通常在矩陣形存儲(chǔ)單元區(qū)內(nèi)組合成列線和行線的單位。存儲(chǔ)單元均包括一個(gè)選擇晶體管和一個(gè)存儲(chǔ)電容器。在此，存儲(chǔ)單元的每個(gè)選擇晶體管的控制端均與行線中的一條連接。列線一般來(lái)說(shuō)端接到讀出放大器上，在該讀出放大器上可讀出求值的和放大的數(shù)據(jù)信號(hào)。
具有鐵電存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，數(shù)據(jù)信號(hào)已知是以材料的不同的極化狀態(tài)的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)電容器中。在存儲(chǔ)器工作中，存儲(chǔ)單元一般都具有電容性特性。具有如此的存儲(chǔ)單元的集成存儲(chǔ)器例如作為所謂的FeRAMs是已知的。存儲(chǔ)單元或由選擇晶體管和存儲(chǔ)電容器組成的其串聯(lián)電路，在此通常都處于列線中的一條和也被稱作所謂的“極板”的極板線之間連通。這種極板線大多數(shù)都與驅(qū)動(dòng)電路相連，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)電路極板線施加上預(yù)定的電位。
在集成存儲(chǔ)器工作中，存儲(chǔ)器的列線和極板線均具有主動(dòng)或被動(dòng)工作方式。在例如能讀出存儲(chǔ)單元中一個(gè)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容的主動(dòng)工作方式中，相應(yīng)的選擇晶體管啟動(dòng)，并且相應(yīng)的列線與讀出放大器相連。極板線施加預(yù)定的電位。因此，在極板線和相應(yīng)的列線之間有一個(gè)電壓差。在被動(dòng)工作方式中，相應(yīng)的列線和極板線一般都與共同的電源電位的端口相連。
現(xiàn)在，通過(guò)未選中的存儲(chǔ)單元的未啟動(dòng)的選擇晶體管的有關(guān)源漏電路，在一個(gè)存取周期期間，同樣在有關(guān)列線和極板線之間有一個(gè)電壓差。這個(gè)源漏電壓可在有關(guān)選擇晶體管中引起所謂的泄漏電流。在每個(gè)存取周期，在此未選中的存儲(chǔ)單元的所屬的存儲(chǔ)電容器充電和/或放電某電荷量。以此，在每個(gè)存取周期，位于有關(guān)存儲(chǔ)電容器上的電壓可產(chǎn)生變化。
在鐵電存儲(chǔ)器上，通過(guò)剩余的極化的量值將信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，其中在存儲(chǔ)電容器端口之間不存在電壓。信息的讀出通過(guò)短時(shí)間的將電壓加在電容器的端口上實(shí)現(xiàn)。通過(guò)在出現(xiàn)泄漏電流后存儲(chǔ)電容器產(chǎn)生上述的充或放電和電容器上與此相連的電位變化，在存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的信息隨時(shí)間或多個(gè)存取周期后被減弱或受破壞。
本發(fā)明的任務(wù)是提供用于運(yùn)行本文開(kāi)頭所述類型的集成存儲(chǔ)器的一種方法，其中可避免在存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的信息由于選擇晶體管的源漏泄漏電流引起的減弱或破壞。
該任務(wù)由本文開(kāi)頭所述類型的用于運(yùn)行集成存儲(chǔ)器的方法解決，按此在一個(gè)存取周期中實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的存取，其中該方法具有下述特征-在存取前，列線和端接在要選擇的存儲(chǔ)單元上的極板線具有一個(gè)輸出電位，-在存取期間，啟動(dòng)端接在要選擇的存儲(chǔ)單元上的行線，以至于其選擇晶體管導(dǎo)通，并且在極板線上加一個(gè)電位，該電位與列線的電位不同，-加在列線上的電位在第一時(shí)間點(diǎn)被取值和放大，-此后，在第二時(shí)間點(diǎn)將輸出電位加在極板線上，-此后，在第三時(shí)間點(diǎn)將輸出電位加在列線上，-在此，如此選擇第一時(shí)間點(diǎn)、第二時(shí)間點(diǎn)和第三時(shí)間點(diǎn)，以至于在一個(gè)存取周期內(nèi)，要選擇的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)電容器均充電和放電相同的量值。
鐵電存儲(chǔ)器在一個(gè)所謂的“脈沖式極板方案(Pulsed PlateConcept)”中工作，其中極板線具有脈沖式信號(hào)。為避免在未選中的存儲(chǔ)單元內(nèi)信息損失，將用適當(dāng)?shù)姆绞娇刂埔粋€(gè)存取周期的時(shí)間過(guò)程。如果為此如此選擇第一時(shí)間點(diǎn)、第二時(shí)間點(diǎn)和第三時(shí)間點(diǎn)，以至于所選擇的存儲(chǔ)電容器每次充電和放電相同的量值，則這種效應(yīng)也在未選出的存儲(chǔ)電容器上實(shí)現(xiàn)，這些存儲(chǔ)電容器由于源漏的泄漏電流充電或放電。如果將一個(gè)存儲(chǔ)周期在時(shí)間上按照本發(fā)明所述的方法進(jìn)行控制，則在極板線和有關(guān)的列線之間的電壓差的直流電壓分量接近0。該電壓差只還包括一個(gè)純交流電壓分量，也即端接的存儲(chǔ)電容器在一個(gè)存取周期期間每次將充電和又放電同樣的量值。
現(xiàn)有的直流電壓分量在數(shù)學(xué)上用在極板線和相應(yīng)的列線之間的電壓差對(duì)時(shí)間的積分進(jìn)行計(jì)算。如果這個(gè)積分在存取周期結(jié)束時(shí)具有一個(gè)接近0的值，則不存在電壓差的直流電壓分量。
作為第一時(shí)間點(diǎn)和第三時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，例如選擇技術(shù)上最短的可能的時(shí)間間隔。也即，在一個(gè)存儲(chǔ)器存取的時(shí)間過(guò)程的控制只能通過(guò)相應(yīng)的選擇第一時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。
其它優(yōu)選的方案和進(jìn)一步擴(kuò)展是從屬的權(quán)利要求的內(nèi)容。
下面，借助說(shuō)明實(shí)施例的所示的附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖中示出

圖1為集成的鐵電存儲(chǔ)器的方框圖，圖2為集成存儲(chǔ)器的讀出周期的時(shí)間過(guò)程，圖3為按照本發(fā)明所述的方法讀出周期的時(shí)間過(guò)程。
圖1是用方框圖說(shuō)明集成鐵電存儲(chǔ)器的實(shí)施方案。這個(gè)存儲(chǔ)器具有所謂的1個(gè)晶體管/1個(gè)電容器的存儲(chǔ)單元MC，這些存儲(chǔ)單元被設(shè)置在每次有一條位線對(duì)BLt、BLc與字線WL0至WL255的交叉點(diǎn)上。在兩條位線BLt和BLc之間有一條極板線PL。位線BLt、BLc或列線都端接在讀出放大器SA上。極板線PL與驅(qū)動(dòng)器電路PLD相連，通過(guò)該電路使極板線PL加上預(yù)定的電位。存儲(chǔ)單元MC各具有選擇晶體管T0至T255中的一個(gè)和存儲(chǔ)電容器C0至C255中的一個(gè)。存儲(chǔ)電容器是指具有鐵電的存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)電容器。極板線PL例如是通過(guò)存儲(chǔ)單元MC0的選擇晶體管T0和存儲(chǔ)電容器C0的串聯(lián)電路與列線BLt相連。存儲(chǔ)單元MC的選擇晶體管T0至T255的控制端口各與行線或字線WL0至WL255中的一條相連。
下面詳細(xì)說(shuō)明圖1所示的存儲(chǔ)器的作為舉例所述的讀存取。根據(jù)本發(fā)明所述的方法按意義可同樣應(yīng)用到集成存儲(chǔ)器的寫(xiě)周期。
在存儲(chǔ)器的一個(gè)讀周期期間，在位線BLt和極板線PL上出現(xiàn)圖2所示的電位曲線VBLt和VPL。假定，存儲(chǔ)單元MG0啟動(dòng)。在讀存取之前，端接在要選擇的存儲(chǔ)單元MC0的列線BLt和極板線PL具有一個(gè)輸出電位。該輸出電位在這個(gè)例子中是集成存儲(chǔ)器參考電位。選擇晶體管T0在讀存取一開(kāi)始就通過(guò)連接在字線WL0上的正電位導(dǎo)通。為此，行線WL0啟動(dòng)。同時(shí)，對(duì)極板線PL加一個(gè)正電位VPL，該電位與列線BLt的電位VBLt是不同的。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是作為時(shí)間點(diǎn)t0標(biāo)志的。
現(xiàn)在，在位線BLt上，符合在存儲(chǔ)單元MC0中存儲(chǔ)的信息地讀出電壓進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)讀出信號(hào)與參考電壓比較，并且在端接的讀出放大器SA中進(jìn)行評(píng)估和放大。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)作為時(shí)間點(diǎn)t1標(biāo)志。在將信息重寫(xiě)入存儲(chǔ)單元MC0內(nèi)所需要的某個(gè)時(shí)間間隔之后，使極板線PL重新加上輸出電位。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)作為時(shí)間點(diǎn)t2標(biāo)志。在其它等待時(shí)間以后，在時(shí)間點(diǎn)t3，位線BLt也被加上輸出電位。讀出周期結(jié)束時(shí)，字線WL0被去啟動(dòng)，以此，選擇晶體管T0又被關(guān)閉。鐵電存儲(chǔ)器的這種工作方式也被稱作為“脈沖式極板方案”。圖2在此示出了進(jìn)行如此存取的典型的信號(hào)曲線。
其它的存儲(chǔ)單元MC端接在位線BLt和極板線PL上，這些存儲(chǔ)單元在上述存取周期中是未啟動(dòng)的。這就是說(shuō)，其字線WL未啟動(dòng)，通過(guò)此使所屬的選擇晶體管關(guān)閉。在存取周期期間，圖1所示的電壓差VPL-VBLt加在這個(gè)選擇晶體管有關(guān)源漏電路上。這個(gè)源漏電壓會(huì)引起所屬存儲(chǔ)電容器進(jìn)行充或放電的泄漏電流。
通過(guò)對(duì)這個(gè)電壓差在時(shí)間上進(jìn)行積分，人們認(rèn)識(shí)到，這個(gè)電壓差在此所示的情況中，包括一個(gè)直流電壓分量(在圖2通過(guò)電壓差的積分integ(VPL-VBLt)表示在存取周期結(jié)束時(shí)不等于0)。于是，這個(gè)直流電壓分量在每個(gè)存取周期引起，未選擇的存儲(chǔ)電容器通過(guò)泄漏電流可充某電荷量。這個(gè)電荷量△Q與由泄漏電流ILeck和極板線PL與位線BLt的電位之間的差在時(shí)間上的積分的乘積成正比。
借此，在每個(gè)存取周期之后加在有關(guān)存儲(chǔ)電容器的端口上的電壓升高一個(gè)量值△V，該值同樣與泄漏電流ILeck和電壓差在時(shí)間上的積分的乘積成正比(△V∽ ILeck·integ(VPL-VBLt))。例如表示在存儲(chǔ)電容器C3的這個(gè)電位增長(zhǎng)△V，根據(jù)選擇晶體管T3的泄漏電流ILeck，隨時(shí)間例如經(jīng)多個(gè)存取周期，減弱或破壞存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元MC3的信息。
圖3示出舉例說(shuō)明讀出周期的時(shí)間過(guò)程，該過(guò)程按照本發(fā)明所述的方法進(jìn)行。如從圖3得悉，時(shí)間過(guò)程被如此修改，以至于現(xiàn)在極板線PL與位線BLt的電位之間差在時(shí)間上的積分接近于0。也就是說(shuō)，電壓差VPL-VBLt的直流電壓分量接近于0。這樣，這個(gè)電壓差只還包括一個(gè)純交流電壓分量。這就意味著，一個(gè)未被啟動(dòng)存儲(chǔ)電容器在一個(gè)存取周期期間通過(guò)現(xiàn)有的源漏泄漏電流可充電某量值，在同一周期卻可重新放電同樣的量值。
在圖3中，這樣選擇存儲(chǔ)器的工作，以至于在時(shí)間點(diǎn)t1和時(shí)間點(diǎn)t3之間的時(shí)間間隔表示在技術(shù)上可能最短的時(shí)間間隔，以便相應(yīng)地處理信號(hào)。與圖2的曲線比較，這樣選擇時(shí)間點(diǎn)t1，以至于時(shí)間點(diǎn)t0和t1之間的時(shí)間間隔與此相應(yīng)地延長(zhǎng)。
時(shí)間和有關(guān)電壓的在圖2和3中所示的絕對(duì)值是舉例的值。由于在有關(guān)存儲(chǔ)單元上的電壓值和電荷值都是與設(shè)計(jì)和工藝很相關(guān)，所以這些值可在比較大的范圍內(nèi)起伏。
權(quán)利要求
1.運(yùn)行集成存儲(chǔ)器的方法，-該集成存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)單元區(qū)，該存儲(chǔ)單元區(qū)具有列線(BLt、BLc)和行線(WL)，-該集成存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)單元(MC0；MC255)，該存儲(chǔ)單元均具有選擇晶體管(T0、T255)和鐵電存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)電容器(C0、C255)，-該集成存儲(chǔ)器具有極板線(PL)，該線通過(guò)與有關(guān)存儲(chǔ)單元(MC0)的選擇晶體管(T0)和存儲(chǔ)器電容器(C0)的串聯(lián)電路與列線(BLt)中的一條相連，-其中在存儲(chǔ)單元的選擇晶體管(T0、T255)的控制端口均與行線(WL0、WL255)中的一條相連，-其中在一個(gè)存儲(chǔ)周期內(nèi)對(duì)存儲(chǔ)單元(MC0)中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)存取，具有的特征為-在存取前，列線(BLt)和端接在要選擇的存儲(chǔ)單元(MC0)上的極板線(PL)具有一個(gè)輸出電位，-在存取期間啟動(dòng)端接在要選擇的存儲(chǔ)單元(MC0)上的行線(WL0)，以至于其選擇晶體管(T0)導(dǎo)通，并且在極板線(PL)上加一個(gè)電位(VPL)，該電位與列線(BLt)的電位(VBLt)不同，-加在列線(BLt)上的電位(VBLt)在第一時(shí)間點(diǎn)(t1)被取值和放大，-此后，在第二時(shí)間點(diǎn)(t2)將輸出電位加在極板線(PL)上，-此后，在第三時(shí)間點(diǎn)(t3)將輸出電位加在列線(BLt)上，-在此，如此選擇第一時(shí)間點(diǎn)(t1)、第二時(shí)間點(diǎn)(t2)和第三時(shí)間點(diǎn)(t3)，以至于在一個(gè)存取周期內(nèi)，要選擇的存儲(chǔ)單元(MC0)的存儲(chǔ)電容器(C0)均充電和放電相同的量值。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輸出電位是集成存儲(chǔ)器的參考電位。
3.按照權(quán)利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，對(duì)存儲(chǔ)單元(MC0)中的一個(gè)進(jìn)行存取是為讀出存儲(chǔ)單元(MC0)的數(shù)據(jù)信號(hào)的讀出存取。
全文摘要
運(yùn)行集成存儲(chǔ)器的一種方法,該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元(MC0;MC255)各有選擇晶體管(T0、T255)和鐵電存儲(chǔ)效應(yīng)存儲(chǔ)電容器(C0、C255)。集成存儲(chǔ)器的極板線(PL)經(jīng)有關(guān)存儲(chǔ)單元(MC0)的選擇晶體管(T0)和存儲(chǔ)器電容器(C0)的串聯(lián)電路與列線(BLt)之一相連。存儲(chǔ)器存取按照所謂的“脈沖極板方案”實(shí)施。這樣,就可避免由于未啟動(dòng)的選擇晶體管的源漏泄漏電流所引起的減弱或破壞在存儲(chǔ)器單元內(nèi)存儲(chǔ)的信息。
文檔編號(hào)G11C11/22GK1323039SQ0111627
公開(kāi)日2001年11月21日 申請(qǐng)日期2001年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月7日
發(fā)明者R·埃斯特爾, H·赫尼格施米德, H·坎多爾夫, T·雷爾 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司