專利名稱：抑制存儲器電容結(jié)構(gòu)印記的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及計(jì)算機(jī)存儲器，更具體地說，涉及使用具有電容結(jié)構(gòu)的存儲單元的存儲器。
背景技術(shù)：
一種非易失性存儲器，可通過改變器件內(nèi)鐵電電介質(zhì)層的極化方向來存儲信息。當(dāng)能量從系統(tǒng)移開時(shí)，電介質(zhì)的極化態(tài)被保留下來，從而提供了非易變性效果。這種器件與電容器結(jié)構(gòu)相似，其中電容器的電介質(zhì)層用鐵電材料替代，鐵電材料可被極化為兩個(gè)方向中的一個(gè)。極化的方向用于存儲信息，“1”對應(yīng)一個(gè)極化方向，“0”對應(yīng)另一個(gè)極化方向。
將鐵電材料置于半導(dǎo)體基底上的電容器的金屬板間，使電容器金屬板間電荷極化，電容器呈現(xiàn)一種存儲的狀態(tài)。實(shí)質(zhì)上，當(dāng)給電容器充電，并且場線在一個(gè)方向穿過電容器時(shí)，在電荷從電容器金屬板移開后，剩余電荷極化被保留下來。如果將相反電荷置于電容器金屬板間，則相反剩余極化被保留。如

圖1所示，施加在電容器金屬板間的電場電壓(E)與電容器金屬板間鐵電材料的極化(P)之間的曲線圖，顯示為磁滯曲線。在半導(dǎo)體模板上生產(chǎn)的電容器的金屬板之間鐵電材料的磁滯響應(yīng)，在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。
制造用于存儲陣列單元中的電容器時(shí)使用鐵電材料，也是為現(xiàn)有的技術(shù)所熟知的。通過在鐵電電容金屬板間施加強(qiáng)制電壓以產(chǎn)生一種或另一種極化，剩余極化就在存儲單元中存儲了非易變性的1或0。如果在金屬板間加零電壓，鐵電電容的極化可能位于A點(diǎn)或D點(diǎn)，如圖1所示。假設(shè)極化在A點(diǎn)，如果給電容器加一個(gè)大于“強(qiáng)制電壓”如線B所示的正電壓，電容器將導(dǎo)電，并移向點(diǎn)C。當(dāng)電容器的電壓回到零時(shí)，極化態(tài)不變，極化點(diǎn)移到D點(diǎn)。當(dāng)極化點(diǎn)位于D點(diǎn)時(shí)，若給電容器加一正電壓，電容器不導(dǎo)電，但移到C點(diǎn)?？梢钥闯?，負(fù)電壓可用來將電容器的極化點(diǎn)從D點(diǎn)移到A點(diǎn)。因此，當(dāng)零電壓加在電容器上時(shí)，點(diǎn)A和D代表兩個(gè)邏輯狀態(tài)，其所代表的邏輯狀態(tài)依賴于原來加在電容器上的電壓值。
通過給電容器加一個(gè)足夠轉(zhuǎn)換該電容器的極化態(tài)的電壓就可讀出極化方向。例如，假設(shè)所加電壓差可以將電介質(zhì)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于“1”的極化態(tài)。如果在未加讀出電壓前，電容器為存儲“1”的極化態(tài)，那么讀出電壓就不會(huì)改變極化態(tài)。然而，如果在未加讀出電壓前，電容器為存儲“0”的極化態(tài)，那么極化方向?qū)?huì)被轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換將引起從電容器一個(gè)金屬板流向另一個(gè)金屬板的電流。感應(yīng)放大器測量響應(yīng)于讀出電壓的電流，以決定電容器的狀態(tài)。一旦電容器被讀出后，如果讀出電壓轉(zhuǎn)換了該電容的狀態(tài)，就必須重寫該電容器中的數(shù)據(jù)。
一段時(shí)間以來，雖然這種類型的存儲器在本領(lǐng)域是公知的，但各種問題限制了這種存儲器的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。這其中的一個(gè)問題就是通常提及的“印記”(imprinting)。印記是鐵電電容的一種趨向，這種趨向是由存儲在其中的數(shù)據(jù)決定的其磁滯曲線沿電壓軸的正方向或反方向移動(dòng)。鐵電材料中的電荷缺陷，如氧空穴，被認(rèn)為趨向于在一定時(shí)間段內(nèi)發(fā)生電子遷移并聚集在鐵電材料和一個(gè)電容電極的界面上，由此導(dǎo)致了磁滯曲線的移動(dòng)。這種趨向會(huì)由于下面兩個(gè)原因中的一個(gè)而導(dǎo)致邏輯狀態(tài)錯(cuò)誤。第一，產(chǎn)生足夠的移動(dòng)后，對于讀出放大器而言，兩個(gè)狀態(tài)似乎都是一樣的。第二，強(qiáng)制電壓過大而不能被原設(shè)計(jì)的電壓所改變。若遇到其中任一種情況，基于電容的存儲單元就會(huì)失效。
一些人試圖通過改進(jìn)鐵電存儲單元的制造過程來解決印記問題，例如，在美國專利號為6,121,648的Evans，Jr的專利中描述的工藝。然而，采用這種方法需要給現(xiàn)有過程的流程增加幾個(gè)步驟。若要結(jié)合增加的幾個(gè)步驟，就常常要求對已有的工藝做大量的修改，這就給已經(jīng)很復(fù)雜的制造過程又增添了額外的復(fù)雜性。此外，附加的工藝步驟增加了制造存儲器件所需的時(shí)間，從而降低了生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。因此就需要另選一種方法用來解決與鐵電存儲單元相關(guān)的問題，如印記問題。
發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一個(gè)系統(tǒng)和一種方法，用來抑制用于存儲單元的電容結(jié)構(gòu)的印記。給存儲單元陣列加上具有適當(dāng)極性的偏壓，將存儲器的狀態(tài)變?yōu)榛パa(bǔ)的電荷狀態(tài)。結(jié)果，電荷缺陷就被維持在或拖回到電容器鐵電材料的表體內(nèi)。
附圖簡述圖1是具有鐵電電介質(zhì)的電容器的磁滯曲線；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的存儲器的方框圖；圖3是含有鐵電存儲單元的存儲陣列的一部分的示意圖；圖4是與訪問圖3所示存儲陣列的鐵電存儲單元有關(guān)的各種信號的時(shí)序圖；圖5a和5b是圖2所示的本發(fā)明實(shí)施例的存儲器的一部分的示意圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明的各實(shí)施例提供了一個(gè)系統(tǒng)和一種方法用于抑制存儲單元所使用的電容結(jié)構(gòu)的印記。下面列出了具體的細(xì)節(jié)以充分理解本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)清楚，即沒有這些具體細(xì)節(jié)本發(fā)明也是可以實(shí)施的。在其它的實(shí)施例中，公知的電路、控制信號、計(jì)時(shí)協(xié)議和軟件操作都沒有詳細(xì)給出，以防止對本發(fā)明產(chǎn)生不必要的混淆。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的存儲器200。含有鐵電存儲單元的存儲陣列202包含在該存儲器中。存儲器200包括一個(gè)命令譯碼器206，該譯碼器通過命令總線208接收存儲器命令，并在存儲器200中產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號以執(zhí)行各種存儲器操作。行和列地址通過多路地址總線220被加在存儲器200上，并分別由行地址譯碼器224和列地址譯碼器228譯碼。存儲陣列的讀/寫電路230與陣列202耦合以通過輸入-輸出數(shù)據(jù)總線240將讀出數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)輸出緩存234。寫入數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸入緩存244和存儲陣列讀/寫電路230加到存儲陣列202上。讀寫電路230包括一個(gè)寄存器232和邏輯電路233，補(bǔ)碼電路236與讀寫電路230相連。更詳細(xì)的討論如下，補(bǔ)碼電路236解釋由讀/寫電路230讀出的數(shù)據(jù)，并提供互補(bǔ)的數(shù)據(jù)，互補(bǔ)的數(shù)據(jù)再寫回被讀出的存儲單元。寄存器232用于存儲與存儲陣列202中存儲單元的充電狀態(tài)相應(yīng)的“方向”信息，基于寄存器232所存信息，邏輯電路233用于糾正讀出和寫入存儲陣列202的數(shù)據(jù)的充電狀態(tài)。
命令控制器206對加在命令總線208上的存儲命令做出響應(yīng)，以在存儲陣列202上執(zhí)行不同的操作。具體地說，命令控制器206用于產(chǎn)生內(nèi)部控制信號來向存儲陣列202讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)。在這其中的一個(gè)訪問操作中，在地址總線220上提供的地址由行譯碼器224解碼，用來訪問存儲陣列202的一行。同樣，在地址總線220上提供的輸入由列譯碼器228解碼，以訪問存儲陣列202中的至少一列。在讀操作中，存儲在一個(gè)或多個(gè)定址存儲單元中的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到輸出緩存234中，并提供給數(shù)據(jù)輸出線。在寫操作中，訪問地址存儲單元，將數(shù)據(jù)輸入線上和數(shù)據(jù)輸入緩存244所提供的數(shù)據(jù)存入該單元中。
圖3顯示了包含排列的鐵電存儲單元的存儲陣列300，且它可用于替換圖2中的存儲陣列202。圖3顯示了常規(guī)的排列，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都熟悉其中的操作和設(shè)計(jì)。例如，在授予Kinney專利權(quán)的專利號為5,852,571的美國專利和授予Seyyedy專利權(quán)的美國專利號為5,905,672的美國專利中介紹了包含鐵電存儲單元的存儲器和其中的操作，這兩個(gè)專利也通過參考而引入。為了方便讀者，此處也對其操作進(jìn)行了簡要描述。
每一個(gè)存儲單元包括一個(gè)鐵電電容和一個(gè)存取晶體管(accesstransistor)。多個(gè)存儲單元304排列成規(guī)則陣列，這樣字線310a-310d和板線(plate line)314a、314b就可用來訪問鐵電電容單元的行。存儲單元進(jìn)一步沿著列320a、320b排列。列320a、320b的每一列都包含互補(bǔ)的位線，互補(bǔ)的位線與相應(yīng)的讀出放大器324a、324b相連。存取晶體管的作用是一個(gè)開關(guān)，它將各電容器與相應(yīng)的位線連在一起。這個(gè)連接是響應(yīng)于字線310上的信號而生成的。
雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道這些操作，但此處仍給出了對存儲陣列300讀寫操作的簡要描述。另外，此處描述的鐵電存儲單元的設(shè)計(jì)和具體排列方式僅是示例性的，而非限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明中的一部分或全部原理可用于其它含有電容結(jié)構(gòu)的并出現(xiàn)相同的電荷缺陷遷移現(xiàn)象的存儲單元，例如在諸如BST的電介質(zhì)中的電阻退化。
圖4顯示了涉及從存儲單元304中讀出數(shù)據(jù)的各種信號。為了訪問存儲單元304，要對外部數(shù)據(jù)線113(圖2)進(jìn)行解碼來確定要訪問存儲陣列300的哪一行。相對應(yīng)的字線310上升到高電平，這樣，柵極與字線310相連的所有存取晶體管都被激活。結(jié)果，所有與該字線310相關(guān)的存儲單元304都被耦合到列320的位線上。為了訪問存儲單元中的數(shù)據(jù)，與該選定地址的行相關(guān)的板線314跳為高電平。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，如果鐵電電介質(zhì)的極化處于一種狀態(tài)，且板線跳為高電平，則穿過存儲單元304的電流會(huì)使于之偶合的位線上的電壓增加。如果存儲單元304極化為相反狀態(tài)，存儲單元304的電流被阻止，且相耦合的位線的電壓不變。位線上電壓的變化可由對應(yīng)的讀出放大器324讀出。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，讀出放大器324檢測位線電壓和與其它位線相連的參考電壓之間的差。讀出放大器324驅(qū)動(dòng)成對的位線達(dá)到適當(dāng)?shù)纳舷揠妷?voltage rail)。也就是說，如果該位線電壓高于參考電壓，位線會(huì)被驅(qū)動(dòng)成正上限電壓。相反的，如果位線電壓低于參考電壓，位線被接地。將會(huì)看到，在不脫離本發(fā)明本質(zhì)的前提下，可使用不同的讀出放大電路。
讀取存儲單元，可能會(huì)轉(zhuǎn)換其極化狀態(tài)，因此，存在該單元上的數(shù)據(jù)也會(huì)被轉(zhuǎn)換。也就是說，假設(shè)電介質(zhì)的極化態(tài)為在邏輯“一”時(shí)會(huì)對數(shù)字線上的電壓產(chǎn)生一個(gè)變化量。為了提供位線上所須的電壓變化，就得改變電介質(zhì)的極化態(tài)。因此，為了讀出邏輯“一”，存儲單元的極化態(tài)在讀此單元時(shí)被改變，且在該單元被讀出后，極化態(tài)表示邏輯“零”。然而，當(dāng)存儲單元存儲的是“零”時(shí)，位線上就沒有電壓變化，存儲單元依舊保持在“零”的極化態(tài)上?？梢钥闯?，如果存儲器存儲的是“一”，那么僅僅讀存儲器會(huì)使數(shù)據(jù)丟失。在存儲單元上執(zhí)行一個(gè)回寫操作以使存儲單元恢復(fù)到被讀取前的狀態(tài)。
為了執(zhí)行一個(gè)寫操作，激活字線310來開啟晶體管，并將鐵電電容與各自的位線相連。然后將位線設(shè)定為高或低電平，之后給板線314進(jìn)行脈沖調(diào)制。電容器的極化方向由位線的狀態(tài)設(shè)定。例如，要將“一”寫入存儲單元304，與存儲單元相連的位線必須升高到正上限電壓，而板線必須為低電壓。由于該板線脈沖調(diào)制為高電平，這就轉(zhuǎn)換了鐵電電介質(zhì)的極化態(tài)。利用讀出放大器324將邏輯“一”寫回到讀出“一”的存儲單元。
如前所述，使用了鐵電電容的存儲單元存在印記效應(yīng)的問題，這種效應(yīng)導(dǎo)致電容的磁滯曲線移動(dòng)。本發(fā)明各實(shí)施例通過偶爾將存儲單元電容器的充電狀態(tài)變?yōu)橄喾吹幕蚧パa(bǔ)的充電狀態(tài)來補(bǔ)償該曲線的移動(dòng)，從而解決印記問題。如前面所解釋的，在存儲和讀出數(shù)據(jù)時(shí)，受加在電容金屬板間偏壓的影響，電容器中鐵電材料的電荷缺陷趨向于遷移到鐵電材料和一個(gè)電容電極的界面上。偶爾使用反向極化的偏壓，電荷缺陷就被維持在或拖回到電容器鐵電材料的表體內(nèi)，該偏壓將電容器的充電狀態(tài)變?yōu)榕c其互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
在操作中，通過使用補(bǔ)碼電路236，存儲單元電容器的充電狀態(tài)被變?yōu)楦髯缘幕パa(bǔ)充電狀態(tài)。命令譯碼器206產(chǎn)生的控制信號初始化該操作，通過將存儲單元按順序排列來改變所述充電狀態(tài)，類似于在現(xiàn)有技術(shù)中熟知的對易變存儲器的刷新操作。當(dāng)讀/寫電路230讀出存儲單元中一行的充電狀態(tài)時(shí)，補(bǔ)碼電路236轉(zhuǎn)換每一個(gè)讀出放大器的狀態(tài)，將互補(bǔ)的充電狀態(tài)寫回被訪問的存儲單元。存儲元件的每一行都重復(fù)這個(gè)過程，直到存儲陣列202的所有存儲單元的充電狀態(tài)都被改變。
需要注意的是，改變存儲單元電容器的充電狀態(tài)要求在數(shù)據(jù)從單元中讀出時(shí)，能正確解釋電容器的充電狀態(tài)。同樣，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入該單元時(shí)，要將輸入數(shù)據(jù)正確轉(zhuǎn)換為合適的充電狀態(tài)。例如，假設(shè)要將數(shù)據(jù)“1”寫入存儲單元，因而這個(gè)單元就要被設(shè)定為第一充電狀態(tài)。正常的情況應(yīng)當(dāng)是，當(dāng)從單元讀出數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)讀到的是第一充電狀態(tài)，存儲器提供的輸出數(shù)據(jù)為值“1”。當(dāng)該單元充電狀態(tài)從第一充電狀態(tài)變?yōu)榛パa(bǔ)的第二充電狀態(tài)以抑制印記問題時(shí)，第二充電狀態(tài)就需要被讀出并解釋，使得輸出數(shù)據(jù)還應(yīng)為“1”。同樣的，當(dāng)“1”被寫入該單元時(shí)，該電容器現(xiàn)在設(shè)定為第二充電狀態(tài)。本發(fā)明的實(shí)施例使用寄存器232和邏輯電路233(圖2)處理前面提到的問題。如前面簡要提到的，寄存器232用來存儲表示陣列202中存儲單元的電流數(shù)據(jù)狀態(tài)的信息。這些信息提供給了邏輯電路233，反過來，邏輯電路233又提供了包含基于存儲單元的充電狀態(tài)的正確信息的存儲陣列202的輸出數(shù)據(jù)，和寄存器232存儲的信息。
圖5a所示是邏輯電路500，它可用來替代圖2中的邏輯電路233。邏輯電路500是用兩輸入布爾異或(XOR)門502代表的。將認(rèn)識到，使用XOR功能是現(xiàn)有技術(shù)所熟知的，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，一個(gè)適合的XOR門的具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)是可以修改的。邏輯電路500還包括一個(gè)電路(圖中未顯示)，這個(gè)電路根據(jù)寄存器232所存儲的信息把要寫入存儲單元的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)某潆姞顟B(tài)。這樣的電路與圖5所示電路相似，所以，關(guān)于這個(gè)具體電路的詳細(xì)描述就不在這里單獨(dú)給出了。將讀出的被訪問的存儲單元的充電狀態(tài)提供給XOR門502的第一輸入，而把存儲在寄存器232中的信息提供給XOR門502的第二輸入。
下面以實(shí)例的形式描述本發(fā)明實(shí)施例的操作。因此，下例的具體操作細(xì)節(jié)不應(yīng)被視為對本發(fā)明范圍的限制。如前面描述的，寄存器232存儲表示存儲陣列202的數(shù)據(jù)狀態(tài)的信息。在一個(gè)實(shí)施例中，該信息由一個(gè)標(biāo)記代表，該標(biāo)記可被設(shè)定為表示存儲陣列202處于“非”的數(shù)據(jù)狀態(tài)，也就是說，由讀出放大器324讀出的存儲單元的充電狀態(tài)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換以提供正確的輸出數(shù)據(jù)值。相反，當(dāng)沒有設(shè)置該標(biāo)記時(shí)，存儲陣列202為“真”的數(shù)據(jù)狀態(tài)，所以，不需要轉(zhuǎn)換讀出的存儲單元的充電狀態(tài)以提供正確的輸出數(shù)據(jù)值。因此，只要相應(yīng)地設(shè)定了標(biāo)記，且每當(dāng)存儲單元充電狀態(tài)變?yōu)榛パa(bǔ)的充電狀態(tài)時(shí)，標(biāo)記都隨之更新，則就輸出的數(shù)據(jù)值就是正確的。
寄存器232和邏輯電路233的另一可選實(shí)施例顯示在圖5b中。將專用鐵電電容510的充電狀態(tài)設(shè)定為與存儲陣列的數(shù)據(jù)狀態(tài)相符合，而不是將標(biāo)記存儲在寄存器中。用讀出電路512讀出專用鐵電電容510的充電狀態(tài)，該讀出電路具有將一個(gè)輸出耦合到異或門502的一個(gè)輸入終端上，并將讀出的充電狀態(tài)轉(zhuǎn)換成提供給異或門502的數(shù)據(jù)值。例如，專用鐵電電容510存儲的第一充電狀態(tài)以代表存儲陣列中存儲單元的“真”的數(shù)據(jù)狀態(tài)。在異或門502中，當(dāng)專用鐵電電容510的充電狀態(tài)對應(yīng)于輸入異或門502的低邏輯電平時(shí)，就代表了“真”數(shù)據(jù)狀態(tài)。結(jié)果，使得異或門502輸出的數(shù)據(jù)值與輸入的數(shù)據(jù)值相同。當(dāng)與第一充電狀態(tài)互補(bǔ)的第二充電狀態(tài)被存儲到專用鐵電電容510中時(shí)，就代表了存儲陣列中存儲單元的“非”的充電狀態(tài)。對于異或門502，第二充電狀態(tài)對應(yīng)于高邏輯電平。因而由異或門502輸出的數(shù)據(jù)值是輸入數(shù)據(jù)值的補(bǔ)碼。
將會(huì)認(rèn)識到，另外的寄存器的設(shè)置和邏輯電路能用于提供具有正確數(shù)值的輸出數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員就可以設(shè)計(jì)該另外的設(shè)置方案。因此，此處提供的對本發(fā)明的描述足以使具有這些技術(shù)的人實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。還可以進(jìn)一步認(rèn)識到，可以周期性改變存儲單元中鐵電電容的充電狀態(tài)，這類似于與傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器相關(guān)的刷新操作。另外，存儲單元的充電狀態(tài)也可在磁滯曲線移動(dòng)到門限時(shí)來設(shè)置。也就是說，在檢測到足夠的移動(dòng)量后，將陣列中存儲單元的充電狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼈兊幕パa(bǔ)的充電狀態(tài)?？梢钥吹剑鎯卧某潆姞顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛パa(bǔ)充電狀態(tài)的頻率是一個(gè)具體的細(xì)節(jié)，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，這是可以更改的。
還可以進(jìn)一步認(rèn)識到，存儲陣列中存儲單元的充電狀態(tài)的改變，可以由該器件自身自動(dòng)進(jìn)行，類似于本領(lǐng)域中熟知的對易失性存儲單元的自動(dòng)刷新操作。該操作也可以根據(jù)外部提供的施加在存儲器上的命令而開始。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能充分理解此處所給出的對本發(fā)明的描述以改變已知的存儲電路，從而實(shí)現(xiàn)這樣的操作。
從前述的內(nèi)容中可以認(rèn)識到，雖然此處為了說明問題而給出了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但只要不背離本發(fā)明的本質(zhì)和范圍，可做各種修改。因而，例如，除了所附權(quán)力要求所限外，本發(fā)明不受其它限制。
權(quán)利要求
1.在含有存儲單元陣列的存儲器中，一種方法，包括在該陣列的一個(gè)存儲單元中存儲與第一狀態(tài)相應(yīng)的電荷；并且在該存儲單元中周期性存儲與第二狀態(tài)相應(yīng)的電荷，所述第二狀態(tài)與第一狀態(tài)互補(bǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述存儲單元中恢復(fù)與第一狀態(tài)相應(yīng)的電荷。
3.如權(quán)利要求1所述的方法中，其中根據(jù)存儲單元的存儲地址對該陣列的每個(gè)存儲單元順次執(zhí)行如下操作，在陣列的存儲單元中存儲與第一狀態(tài)相應(yīng)的電荷，和在該存儲單元中周期性存儲與第一狀態(tài)互補(bǔ)的第二狀態(tài)相應(yīng)的電荷。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括按順序存儲下一個(gè)存儲單元的存儲地址。
5.如權(quán)利要求1所述的方法中，其中對陣列中每個(gè)存儲單元執(zhí)行如下操作，在陣列的存儲單元中存儲與第一狀態(tài)相應(yīng)的電荷，和在存儲單元中周期性存儲與第一狀態(tài)互補(bǔ)的第二狀態(tài)相應(yīng)的電荷，該方法進(jìn)一步包括存儲一個(gè)指示器來指示所述存儲單元的電荷對應(yīng)于原始狀態(tài)或互補(bǔ)狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法中，其中在陣列的存儲單元中存儲與第一狀態(tài)相應(yīng)的電荷，該步驟包括給存儲單元施加第一偏壓；在存儲單元中周期性存儲與第一狀態(tài)互補(bǔ)的第二狀態(tài)相應(yīng)的電荷，該步驟包括給所述存儲單元施加第二偏壓。
7.如權(quán)利要求6所述的方法中，第一和第二偏壓極性相反。
8.如權(quán)利要求1所述的方法中，其中所述存儲單元包括一個(gè)含有電介質(zhì)的電容器，該電介質(zhì)由鐵電材料生成。
9.在含有存儲單元陣列的存儲器中，一種方法，包括決定至少一個(gè)存儲單元的充電狀態(tài)；并且在每一個(gè)確定了充電狀態(tài)的存儲單元中存儲互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法中，其中所述確定和存儲步驟均周期性執(zhí)行。
11.如權(quán)利要求9所述的方法中，其中所述確定和存儲步驟對所述陣列的每一個(gè)存儲單元執(zhí)行。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在寄存器中存儲一個(gè)值，該值表示所述存儲單元的充電狀態(tài)是否對應(yīng)于已確定的充電狀態(tài)或互補(bǔ)充電狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在專用電容器上存儲一個(gè)充電狀態(tài)，用來表示所述存儲單元的充電狀態(tài)對應(yīng)于已確定的充電狀態(tài)或互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求9所述的方法中，確定和存儲步驟對該陣列的每一個(gè)存儲單元執(zhí)行，且對所有的存儲單元都周期性重復(fù)。
15.如權(quán)利要求9所述的方法中，所述確定步驟包括從所述存儲單元中讀出充電狀態(tài)，所述存儲步驟包括給存儲單元加一個(gè)偏壓來存儲互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求9所述的方法中，所述陣列的每一個(gè)存儲單元都包括一個(gè)含有電介質(zhì)的存儲器，該電介質(zhì)由鈣鈦礦氧化物生成。
17.減少鐵電存儲單元印記的方法，包括周期性地對鐵電存儲單元施加偏壓來將鐵電存儲單元置于互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法中，其中施加周期性偏壓的步驟包括施加一個(gè)與原來偏壓極化相反的偏壓，原來的偏壓將鐵電存儲單元置于原始充電狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括存儲一個(gè)指示器，指示器指示該存儲單元處于互補(bǔ)的充電狀態(tài)還是原始充電狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在鐵電電容中存儲一個(gè)充電狀態(tài)，該充電狀態(tài)表示該存儲單元處于互補(bǔ)的充電狀態(tài)還是原始充電狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求17所述的方法中，其中給鐵電存儲單元周期性施加偏壓包括確定存儲單元的原始充電狀態(tài)。
22.減少鐵電存儲單元陣列印記的方法，包括給所述陣列中的鐵電存儲單元周期性施加偏壓，將每一個(gè)鐵電存儲單元置于互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括存儲一個(gè)指示器，該指示器表示該鐵電存儲單元處于互補(bǔ)的充電狀態(tài)還是原始充電狀態(tài)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法中，其中存儲一個(gè)指示器包括將一個(gè)充電狀態(tài)存儲到鐵電電容中，該充電狀態(tài)表示所述鐵電存儲單元處于互補(bǔ)的充電狀態(tài)還是原始充電狀態(tài)。
25.在含有存儲單元陣列的存儲器中，一種方法，包括確定該存儲單元陣列的充電狀態(tài)；和應(yīng)于互補(bǔ)充電狀態(tài)將數(shù)據(jù)寫入該存儲單元。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中確定存儲單元的充電狀態(tài)包括讀出由該存儲單元存儲的數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求25所述的方法中，確定充電狀態(tài)包括給存儲單元加一個(gè)讀出脈沖；將所述存儲單元響應(yīng)于讀出脈沖而提供的電壓和預(yù)定的電壓進(jìn)行比較；并且基于存儲器所提供的相對于預(yù)定電壓的電壓來確定所述存儲單元的充電狀態(tài)。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括在專用電容器中存儲一個(gè)充電狀態(tài)，該充電狀態(tài)表示所述存儲單元處于互補(bǔ)的充電狀態(tài)或已確定的充電狀態(tài)。
29.減少含有由鐵電材料生成的電介質(zhì)的電容器印記的方法，包括給該電容器施加一個(gè)偏壓以將電容器的充電狀態(tài)變換為互補(bǔ)的充電狀態(tài)。
30.如權(quán)利要求29所述的方法中，其中給電容器施加一個(gè)偏壓包括施加一個(gè)與原來偏壓極化相反的偏壓，原來的偏壓將所述電容置于原始充電狀態(tài)。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括給所述電容器的第一終端施加一個(gè)讀出脈沖；比較所述電容器第二節(jié)點(diǎn)的電壓和預(yù)定電壓；基于與相對于該預(yù)定電壓的第二節(jié)點(diǎn)的電壓，來確定所述電容器的充電狀態(tài)。
32.一種存儲器，包括一個(gè)存儲單元陣列；耦合到該存儲單元陣列的讀/寫電路，用于從所述存儲單元中讀出和寫入數(shù)據(jù)；耦合到該讀/寫電路的互補(bǔ)充電狀態(tài)電路，用于讀出所述存儲單元的原始充電狀態(tài)并給該讀/寫電路提供用于寫入各自存儲單元的互補(bǔ)充電狀態(tài)；耦合到互補(bǔ)充電狀態(tài)電路的寄存器和存儲了一個(gè)指示器的讀/寫電路，該指示器指示該陣列中的所述存儲單元的充電狀態(tài)是原始充電狀態(tài)或互補(bǔ)的充電狀態(tài)；和耦合到所述讀/寫電路的邏輯電路，基于該存儲單元的數(shù)據(jù)和所述指示器，該邏輯電路提供所述存儲單元中的輸出數(shù)據(jù)。
33.如權(quán)利要求32所述的存儲器中，其中該陣列的所述存儲單元包括鐵電存儲單元。
34.如權(quán)利要求32所述的存儲器中，其中所述寄存器包括一個(gè)鐵電存儲單元，該鐵電存儲單元的充電狀態(tài)對應(yīng)于所述存儲單元充電狀態(tài)。
35.如權(quán)利要求32所述的存儲器，其中邏輯電路包括布爾異或功能。
36.含有鐵電存儲單元陣列的存儲器，包括耦合到該鐵電存儲單元陣列的讀/寫電路，用于在鐵電存儲單元中讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)；耦合到所述讀/寫電路的互補(bǔ)充電狀態(tài)電路，用于讀出該鐵電存儲單元的原始充電狀態(tài)，并給該讀/寫電路提供用于寫入各自存儲單元的互補(bǔ)的充電狀態(tài)；耦合到該互補(bǔ)充電狀態(tài)電路和讀/寫電路的專用鐵電電容，用于存儲一個(gè)充電狀態(tài)，該充電狀態(tài)對應(yīng)于所述陣列存儲單元存儲的是原始充電狀態(tài)或互補(bǔ)的充電狀態(tài)；以及偶合到所述讀/寫電路和專用鐵電電容的邏輯電路，用于根據(jù)所述鐵電存儲單元的數(shù)據(jù)和所述專用鐵電電容的充電狀態(tài)來提供一個(gè)鐵電存儲單元的輸出數(shù)據(jù)。
37.如權(quán)利要求36所述的存儲器，其中邏輯電路包括布爾異或功能。
全文摘要
通過偶爾將電容器(510)的充電狀態(tài)變?yōu)榛パa(bǔ)的充電狀態(tài)，來抑制存儲單元(304)中使用的電容器結(jié)構(gòu)的印記的一個(gè)系統(tǒng)(200)和一種方法。
文檔編號G11C11/22GK1620698SQ02828094
公開日2005年5月25日 申請日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者杰姆·巴斯瑞, 丹尼爾·F·吉利 申請人:米克倫技術(shù)公司