專利名稱：刷新半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的方法和電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，尤其涉及具有需要刷新的存儲(chǔ)單元的動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
背景技術(shù)：
亞微米CMOS技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了對高速半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)(DRAM)器件、偽靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)(PSRAM)器件等的需求增長。這里，這些存儲(chǔ)器件統(tǒng)稱為DRAM器件。這些器件利用由一個(gè)晶體管和一個(gè)電容器組成的存儲(chǔ)單元。由于泄漏，這些存儲(chǔ)單元需要周期性的刷新來避免存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)隨著時(shí)間的流逝惡化或退化。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)當(dāng)被存取時(shí)(例如通過讀取或?qū)懭氩僮?自動(dòng)恢復(fù)為滿邏輯電平，但當(dāng)不被存取時(shí)必須周期性地刷新。因此，DRAM器件一般包括利于存儲(chǔ)單元刷新的刷新電路。
圖1示出了利用常規(guī)刷新電路120來刷新以四個(gè)存儲(chǔ)體(1040-1043)設(shè)置的多行存儲(chǔ)單元的示例性DRAM器件100。如圖所示，刷新電路120一般包括刷新定時(shí)器122和刷新地址計(jì)數(shù)器126。當(dāng)進(jìn)入自刷新模式時(shí)，響應(yīng)于用于通過命令總線128探測外部器件發(fā)出的刷新命令的命令編碼器112，激活刷新定時(shí)器122。當(dāng)激活時(shí)，刷新定時(shí)器產(chǎn)生通過存儲(chǔ)體控制邏輯電路106開始刷新操作的周期性刷新請求(REFRESH_REQUEST)信號。刷新請求信號的頻率選擇為確保在存儲(chǔ)單元的最大特定保持時(shí)間內(nèi)尋址每一行。
響應(yīng)于刷新請求信號，存儲(chǔ)體控制邏輯電路刷新由刷新地址計(jì)數(shù)器126產(chǎn)生的行地址(RA)表示的一行存儲(chǔ)器。行地址的高位表示哪個(gè)存儲(chǔ)體104包含將要刷新的行。刷新請求信號還激活延遲電路124，其信號輸出到刷新地址計(jì)數(shù)器，從而增加行地址。如圖所示，通過OR門128，外部刷新命令(例如自動(dòng)刷新命令)也可給刷新地址計(jì)數(shù)器啟動(dòng)刷新請求信號，以增加行地址。
因?yàn)槊啃袉卧急仨氃谔囟ǖ膯卧３謺r(shí)間內(nèi)存取，所以要經(jīng)常進(jìn)行刷新操作。結(jié)果，刷新存儲(chǔ)單元常常要消耗功率。在電池供電的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(如掌上計(jì)算機(jī)，移動(dòng)和手持電子器件等)中，最小功率消耗是非常重要的。本領(lǐng)域中公知的減小存儲(chǔ)器功率消耗的一個(gè)方法是部分陣列刷新(PAR)方案。在具有多個(gè)存儲(chǔ)體的DRAM器件中使用PAR方案，僅僅刷新了其中存儲(chǔ)單元包含有效數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)體。
圖2描述了在具有四個(gè)存儲(chǔ)體(1040-1043)的DRAM器件中使用的示例性PAR方案的邏輯圖。將模式寄存器(例如圖1中所示的模式寄存器114)中的位(bit)編程(例如通過模式寄存器組命令)為確定在哪些地址范圍上會(huì)發(fā)生刷新操作。如圖所示，選擇了所有四個(gè)存儲(chǔ)體、前兩個(gè)存儲(chǔ)體、第一存儲(chǔ)體、或僅僅第一存儲(chǔ)體的一半。自刷新電流與選擇的存儲(chǔ)體數(shù)量成比例。例如，如果只選擇了前兩個(gè)存儲(chǔ)體，則自刷新電流減小50％。
然而，PAR方案的一個(gè)缺點(diǎn)是，多存儲(chǔ)體存儲(chǔ)器，如DRAM和雙數(shù)據(jù)速率(DDR)DRAM的性能通常通過交叉涉及不同存儲(chǔ)體的操作來最佳化，從而將與存取每個(gè)存儲(chǔ)體相關(guān)的特定等待時(shí)間隱藏。作為一個(gè)例子，通過以交叉方式操作兩個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)體，可以隱藏預(yù)充電時(shí)間、或從存儲(chǔ)體激活到列存取的時(shí)間。然而，如果在PAR方案中只選擇一個(gè)存儲(chǔ)體，則多個(gè)存儲(chǔ)體操作將不在是有利的選擇。PAR方案的另一個(gè)缺點(diǎn)是，在所選擇的存儲(chǔ)體中不可能所有的存儲(chǔ)單元都實(shí)際包含有效數(shù)據(jù)。結(jié)果，沒有最大地節(jié)省功率，因?yàn)槌掷m(xù)刷新了不包含有效數(shù)據(jù)的多個(gè)行。
因此，本領(lǐng)域中需要一種用于刷新半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中數(shù)據(jù)的改善的方法和電路結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方案一般提供了用于刷新半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)的方法和電路結(jié)構(gòu)，其中對于有限數(shù)的行執(zhí)行刷新操作。
一個(gè)實(shí)施方案提供了用于減小包含多行存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中電流的方法。該方法一般包括保持表示將要被刷新的存儲(chǔ)單元的行的多個(gè)位、和只刷新由所述多個(gè)位表示的將要被刷新的那些行。
另一個(gè)實(shí)施方案提供了一種在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中選擇性地刷新存儲(chǔ)單元的行的方法。該方法一般包括監(jiān)視存儲(chǔ)單元的寫入操作、保持多個(gè)位，該多個(gè)位表示包含在監(jiān)視寫入操作中涉及的存儲(chǔ)單元的行、和根據(jù)所述多個(gè)位來限制執(zhí)行刷新操作的行的數(shù)目。
另一個(gè)實(shí)施方案提供了一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其一般包括多行存儲(chǔ)單元、刷新電路、行狀態(tài)電路、和刷新激活電路。刷新電路一般配置成當(dāng)存儲(chǔ)器件處于自刷新模式中時(shí)對多行存儲(chǔ)單元發(fā)出刷新請求。行狀態(tài)電路一般配置成保持表示將要被刷新的行的多個(gè)位。刷新激活電路一步那配置成根據(jù)行狀態(tài)電路的所述位來限制發(fā)出刷新請求的行的數(shù)目。
另一個(gè)實(shí)施方案提供了一種系統(tǒng)，其一般包括具有多行存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器件和存儲(chǔ)控制器。該存儲(chǔ)器件一般配置成在自刷新模式過程中根據(jù)行數(shù)據(jù)限制刷新的行的數(shù)目，所述行數(shù)據(jù)表示包含已經(jīng)被寫入的存儲(chǔ)單元的行。存儲(chǔ)控制器一般配置成監(jiān)視存儲(chǔ)器件的寫入操作、根據(jù)監(jiān)視寫入操作產(chǎn)生所述行數(shù)據(jù)、以及在使存儲(chǔ)器件處于自刷新模式之前將所述行數(shù)據(jù)傳輸給所述存儲(chǔ)器件。


通過結(jié)合附圖考慮下面詳細(xì)的描述，可以很容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，其中圖1示出了利用依照現(xiàn)有技術(shù)的刷新電路的示例性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件；圖2是依照現(xiàn)有技術(shù)的部分陣列刷新(PAR)方案的邏輯框圖；圖3示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的示例性刷新電路；圖4是在圖3中所示示例性刷新電路中使用的信號的示例性時(shí)序圖；圖5A示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的圖3的狀態(tài)RAM塊的存儲(chǔ)單元的示例性電路結(jié)構(gòu)；圖5B示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的圖3的狀態(tài)RAM塊的示例性布局圖；圖6A示出了利用具有依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的狀態(tài)RAM的存儲(chǔ)控制器的示例性系統(tǒng)；和圖6B-6C示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)控制器狀態(tài)RAM傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器件狀態(tài)RAM的示例性圖表。
為了便于理解，盡可能使用了相同的參考數(shù)字來表示在圖中共用的相同的元件。
然而應(yīng)當(dāng)注意到，附圖僅僅示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，因此不應(yīng)認(rèn)為限制其范圍，本發(fā)明包含其它等價(jià)有效的實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了用于刷新半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)的方法和電路結(jié)構(gòu)，其中僅刷新包含有效數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元的行。對于一些實(shí)施方案，存儲(chǔ)電路(這里稱作狀態(tài)RAM)中的位可以被保持以指示哪些行包含有效數(shù)據(jù)。換句話說，狀態(tài)RAM中的每個(gè)位可以對應(yīng)于可刷新的行，位的狀態(tài)表示自復(fù)位事件以來在相應(yīng)行中的存儲(chǔ)單元是否已經(jīng)被寫入。當(dāng)執(zhí)行刷新操作時(shí)，只刷新那些已經(jīng)被寫入的行，如狀態(tài)RAM中的位所表示的，因而避免了對那些不包含有效數(shù)據(jù)的行的不必要的刷新操作，并減小了功耗。
這里描述的刷新電路對使用需要刷新的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元的任意類型的器件(例如處理器，數(shù)字信號處理器，或具有嵌入式DRAM的其它類型的器件)是有利的。然而，為了便于理解，下面的描述將參照存儲(chǔ)器件，如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)(DRAM)器件或偽靜態(tài)RAM(PSRAM)器件來具體描述，但并不限于使用刷新電路的器件的例子。盡管下面的說明書將描述在自刷新操作過程中(例如當(dāng)器件處于待機(jī)或長時(shí)間閑置狀態(tài)時(shí))限制被刷新的行的數(shù)目，但本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，該技術(shù)還可用于在自動(dòng)刷新操作過程中(例如當(dāng)器件處于激活狀態(tài)時(shí)由存儲(chǔ)控制器控制的)限制被刷新的行的數(shù)目。
示例性的刷新電路圖3示出了在存儲(chǔ)器件，如上面參照圖1描述的PSRAM或DRAM器件100中使用的示例性刷新電路320。如圖所示，刷新電路320包括以與常規(guī)刷新電路，如圖1的刷新電路120中使用的那些類似的方式操作的刷新定時(shí)器322和刷新地址計(jì)數(shù)器326。然而，添加到刷新電路320的狀態(tài)RAM塊330可以例如只將刷新操作限制于包含有效數(shù)據(jù)的那些行。
如圖所示，刷新定時(shí)器322可以響應(yīng)于自刷新命令(例如由外部器件發(fā)出的自刷新命令)而激活。當(dāng)激活時(shí)，刷新定時(shí)器產(chǎn)生周期性的刷新請求(REFRESH_REQUEST)信號。刷新請求還可響應(yīng)于外部施加的“自動(dòng)”刷新命令而啟動(dòng)。在任一情形中，可以由RAC326產(chǎn)生的行地址(RA)確定將要刷新的行。然而，不是根據(jù)刷新請求信號自動(dòng)啟動(dòng)對于所指示的行的刷新操作(例如通過給存儲(chǔ)體控制邏輯供給刷新請求信號和行地址)，而是只有如果由狀態(tài)RAM塊330聲明了激活信號(REFRESH_ENABLE)，表示當(dāng)前行包含有效數(shù)據(jù)，才啟動(dòng)刷新操作。
如圖所示，只有如果都聲明了REFRESH_ENABLE和REFRESH_REQUEST，才通過聲明的(通過AND門340)的刷新啟動(dòng)信號(REFRESH_START)啟動(dòng)刷新操作。因此，在刷新操作過程中，狀態(tài)RAM塊330一般配置為響應(yīng)于確定與包含具有有效數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元的當(dāng)前行地址(RA)相對應(yīng)的行來聲明REFRESH_ENABLE。如果當(dāng)前行確實(shí)包含有效數(shù)據(jù)，則聲明REFRESH_ENABLE，REFRESH_REQUEST信號產(chǎn)生REFRESH_START信號，其啟動(dòng)由當(dāng)前行地址(RA)表示的行的刷新操作。另一方面，如果當(dāng)前行存儲(chǔ)單元不包含有效數(shù)據(jù)(例如，如下面所述自復(fù)位事件起沒有被寫入)，就解除聲明REFRESH_ENABLE，抑制當(dāng)前行的刷新操作。當(dāng)然，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將認(rèn)識到，對于其它實(shí)施方案，REFRESH_ENABLE可以其它方式，例如通過禁止也將阻止刷新操作的刷新定時(shí)器322來抑制刷新操作。
參照圖4可以進(jìn)一步描述刷新電路320各個(gè)組件的操作，圖4示出了刷新操作的示例性時(shí)序圖。當(dāng)然，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將認(rèn)識到，示出的邏輯電平(聲明為高)是任意的，對于每個(gè)信號來說實(shí)際的邏輯電平和定時(shí)例如可根據(jù)精確的電路實(shí)現(xiàn)方案而變化。
在時(shí)間T1，進(jìn)入自刷新模式，激活刷新定時(shí)器332。在時(shí)間T2k，通過刷新定時(shí)器3 32產(chǎn)生刷新請求信號(REFRESH_REQUEST)，同時(shí)由RAC326產(chǎn)生的行地址指向行K。如圖所示，狀態(tài)RAM塊330具有聲明的REFRESH_ENABLE，表示在行K中至少一個(gè)存儲(chǔ)單元包含有效數(shù)據(jù)。結(jié)果，在時(shí)間T3(例如與T2k不同之處只在于門340的傳輸延遲)，聲明REFRESH_START，其啟動(dòng)對行K的刷新操作。
然后RAC126將行地址增加到K+1，該行是存儲(chǔ)單元不包含有效數(shù)據(jù)的行。作為響應(yīng)，在時(shí)間T4，狀態(tài)RAM塊330解除聲明REFRSH_ENABLE。結(jié)果，當(dāng)在時(shí)間T2k+1時(shí)由刷新定時(shí)器332產(chǎn)生另一個(gè)刷新請求信號(REFRESH_REQUEST)時(shí)，不聲明REF_START，并且不啟動(dòng)對行K的刷新操作。一旦將行地址增加到包含有效數(shù)據(jù)的行(在圖示的例子中為K+2)，則再次聲明REFRESH_ENABLE，激活對該行的刷新操作。
示例性的狀態(tài)RAM電路配置狀態(tài)RAM塊330可以包括用于存儲(chǔ)和提供讀出可刷新行的狀態(tài)的任何適宜的電路。對于一些實(shí)施方案，狀態(tài)RAM塊330包括N位寄存器，其設(shè)置成N個(gè)存儲(chǔ)單元的陣列以保持位信息，每一個(gè)都對應(yīng)于存儲(chǔ)器的可刷新行。每個(gè)位的邏輯狀態(tài)可以表示在相應(yīng)行中的任何存儲(chǔ)單元是否包含有效數(shù)據(jù)，以及因此是否應(yīng)當(dāng)被刷新。例如，如果該行的至少一個(gè)存儲(chǔ)單元包含有效數(shù)據(jù)，則相應(yīng)的位可以具有邏輯高狀態(tài)。這樣，REFRESH_ENABLE信號可簡單地表示從狀態(tài)RAM塊330讀出對應(yīng)于當(dāng)前行地址(RA)的位。
刷新電路320包括任何適宜的電路，其允許狀態(tài)RAM塊330在刷新操作過程中被讀取，以及在正常寫入操作過程中被寫入。例如，在自刷新過程中激活的讀取選通(RG)電路344可以配置成為狀態(tài)RAM塊330施加當(dāng)前行地址，并產(chǎn)生任何其它適宜的控制信號，從而激活相應(yīng)單元的讀出。類似地，在寫入操作過程中激活的寫入選通(WG)電路344可以配置成為狀態(tài)RAM塊330施加外部供給的寫地址(表示為XA)，并產(chǎn)生任何其它適宜的控制信號，從而激活對單元的寫入，以表示相應(yīng)行已經(jīng)被寫入，并且因而包含有效數(shù)據(jù)。
換句話說，對行中任意單元的寫入操作將導(dǎo)致在狀態(tài)RAM塊330中相應(yīng)的位被設(shè)置。對于一些實(shí)施方案，所述位可以保持設(shè)置，直到發(fā)生復(fù)位事件，例如，產(chǎn)生清除所有位的復(fù)位信號(RESET)的聲明。如下面更加詳細(xì)描述的，復(fù)位信號可以在硬件控制下(例如通過外部可訪問的引腳)或軟件控制下(通過模式寄存器組命令)來聲明。在任何情形中，RESET的聲明可將狀態(tài)RAM塊330初始化，并且當(dāng)將狀態(tài)RAM塊330的位被編程時(shí)，通過寫入操作來定義，從而表示相應(yīng)行包含有效數(shù)據(jù)，其有時(shí)可以是有用的。例如，當(dāng)具有使用刷新電路302的存儲(chǔ)器件的系統(tǒng)執(zhí)行初始化測試，如電源ON自測試(POST)時(shí)，由于該測試，狀態(tài)RAM塊330的所有位可以被設(shè)置。因此，為了防止所有行在測試之后被刷新，可以將狀態(tài)RAM塊330復(fù)位。
狀態(tài)RAM塊330的存儲(chǔ)單元可采取任何適宜的形式來存儲(chǔ)位信息(不必是RAM)。圖5A示出了一種類型的示例性存儲(chǔ)單元306。如圖所示，存儲(chǔ)單元306可以包括讀出通過門505、寫開關(guān)506、復(fù)位開關(guān)507、和數(shù)據(jù)鎖存器508。如圖所示，當(dāng)例如通過圖5B中所示的行解碼器電路604和列解碼器電路606來聲明一對互補(bǔ)的讀取門信號(RG/RG#)時(shí)，讀出開關(guān)505可以與讀出數(shù)據(jù)線(RDL)502耦合。
類似地，當(dāng)聲明寫入門信號(WG)時(shí)，寫開關(guān)506可以與寫入數(shù)據(jù)線(WDL)504耦合，因而使WDL 504的狀態(tài)被寫入到數(shù)據(jù)鎖存器508。如圖所示，鎖存器508的前向逆變器(forward inverter)12可以比反饋逆變器(feedback inverter)11更強(qiáng)，有助于通過寫開關(guān)506寫入鎖存器508并通過通過門505加速讀取操作。在示例性的構(gòu)造中，當(dāng)寫入相應(yīng)行時(shí)，通過將節(jié)點(diǎn)ST#拉低，在WG為高時(shí)寫入單元306，因而通過逆變器12將邏輯高鎖存到節(jié)點(diǎn)ST。為了將鎖存器508復(fù)位，當(dāng)聲明復(fù)位信號(低)時(shí)，可以通過復(fù)位開關(guān)507上拉節(jié)點(diǎn)ST#。如前面所述，公共復(fù)位信號可復(fù)位狀態(tài)RAM塊330的所有存儲(chǔ)單元306。
圖5B示出了狀態(tài)RAM塊330的存儲(chǔ)單元306的示例性布局圖600。為了節(jié)省基板表面面積以及簡化布局，存儲(chǔ)單元306可以設(shè)置為陣列結(jié)構(gòu)602。例如，盡管要被刷新的行數(shù)可以對于不同實(shí)施方案而大大不同，但由陣列602占據(jù)的表面面積一般較好地低于總基板表面面積的1％。因而，功率消耗的節(jié)省可以很好地勝過所需實(shí)際資產(chǎn)的成本。
在寫入操作過程中，可以由行解碼器604和列解碼器608產(chǎn)生一對WG信號(只有一個(gè)被聲明，對應(yīng)于當(dāng)前行)。例如，由行解碼器604產(chǎn)生的WG信號可以激活寫開關(guān)506(如圖5A中所示)，而由列解碼器608產(chǎn)生的WG信號通過下拉晶體管612可以下拉相應(yīng)的WDL線行。如圖所示，在寫入操作過程中，行解碼器604可以接收外部地址XA(表示涉及的行)的最高有效位(MSB)作為輸入，而列解碼器608可以接收XA的最低有效位作為輸入。因而，盡管整個(gè)WDL線將被下拉，但只有耦合到WDL線的一個(gè)存儲(chǔ)單元的寫開關(guān)506被激活。
以類似的方式，在讀取操作過程中，行解碼器604可以接收當(dāng)前行地址RA的最高有效位(MSB)作為輸入，而列解碼器608可以接收RA的最低有效位作為輸入。因而，盡管整個(gè)RDL502(與單元306的整個(gè)列耦合)將與驅(qū)動(dòng)REFRESH_ENABLE輸出的逆變器618的輸入端(通過晶體管610)耦合，但只有與RDL線耦合的一個(gè)存儲(chǔ)單元306的讀取通過門504將被打開。因而，逆變器618的輸出表示對于所選行的存儲(chǔ)單元的狀態(tài)。
存儲(chǔ)控制器狀態(tài)RAM對于一些實(shí)施方案，不是監(jiān)視在存儲(chǔ)器件上的寫入操作來追蹤哪些行包含有效數(shù)據(jù)，而是可以外部地監(jiān)視寫入操作，例如在存儲(chǔ)控制器中。例如，圖6A示出了示例性的系統(tǒng)600，其中存儲(chǔ)控制器602監(jiān)視駐留在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器件604上的存儲(chǔ)單元所涉及的行的寫入操作。存儲(chǔ)控制器602可以保持狀態(tài)RAM塊630C，其可以被配置為存儲(chǔ)表示存儲(chǔ)器件604的哪個(gè)相應(yīng)的行包含有效數(shù)據(jù)的位。
例如，存儲(chǔ)控制器狀態(tài)RAM塊630C包含充足數(shù)量的位，從而使存儲(chǔ)控制器602監(jiān)視所有存儲(chǔ)器件604的行的狀態(tài)。在使存儲(chǔ)器件604處于自刷新模式中之前，存儲(chǔ)控制器可以將行狀態(tài)信息從存儲(chǔ)控制器狀態(tài)RAM塊630C傳輸?shù)絾蝹€(gè)存儲(chǔ)器件604的狀態(tài)RAM塊630M。在完成傳輸之后，存儲(chǔ)控制器602可以使存儲(chǔ)器件604處于自刷新模式中。
圖6B示出了存儲(chǔ)控制器602可以執(zhí)行的一系列示例性的操作650，以便準(zhǔn)備并使存儲(chǔ)器件604處于自刷新模式中?？梢詧?zhí)行該系列的操作650，從而同時(shí)將位從存儲(chǔ)控制器狀態(tài)RAM塊630C傳輸?shù)蕉鄠€(gè)存儲(chǔ)器件604的狀態(tài)RAM塊630M，或者可以對每個(gè)存儲(chǔ)器件604重復(fù)該系列的操作650。
存儲(chǔ)控制器602可以首先對存儲(chǔ)狀態(tài)RAM塊630M發(fā)出復(fù)位命令(652)，之后是將數(shù)據(jù)(654)從控制器狀態(tài)RAM塊630C傳輸?shù)酱鎯?chǔ)狀態(tài)RAM塊630M的命令。一旦傳輸完成，可以發(fā)出自刷新命令(656)，從而使存儲(chǔ)器件604處于自刷新模式中(658)。在自刷新模式過程中，只對包含有效數(shù)據(jù)的行，如由所傳輸?shù)臓顟B(tài)RAM內(nèi)容所表示的行，執(zhí)行刷新操作，直到退出自刷新模式(660)。
圖6C示出了用于將控制器狀態(tài)RAM塊630C的內(nèi)容傳輸?shù)酱鎯?chǔ)狀態(tài)RAM塊630M的示例性順序660。如圖所示，第一時(shí)鐘周期時(shí)的MRS命令可以例如通過設(shè)定模式寄存器位來發(fā)出開始傳輸?shù)男盘枴Ｔ陔S后的時(shí)鐘周期過程中，控制器可以驅(qū)動(dòng)地址總線上的狀態(tài)RAM行地址和數(shù)據(jù)(DQ)總線(其中的一條線)上的相應(yīng)內(nèi)容。一旦完成傳輸，另一個(gè)MRS命令可以s例如通過清除模式寄存器位來發(fā)出完成的信號。根據(jù)該實(shí)施方案，不像如上所述的正常寫訪問激活，上述的狀態(tài)RAM電路330可修改成確保只有當(dāng)傳輸?shù)膬?nèi)容為高(表示應(yīng)當(dāng)激活相應(yīng)行的刷新)時(shí)才激活耦合的寫入門(WG)。換句話說，在正常的寫入存取激活過程中，不管寫入到相應(yīng)行存儲(chǔ)單元的狀態(tài)(高或低)如何來設(shè)定所述位。然而，當(dāng)傳輸內(nèi)容時(shí)，只有控制器RAM塊630C中的相應(yīng)位被設(shè)定，才設(shè)定位。
返回參照圖6A，存儲(chǔ)控制器狀態(tài)RAM塊630C可傳輸比存儲(chǔ)器件604的狀態(tài)RAM塊630M保持的數(shù)量更多的位(＞N)。例如，如果存儲(chǔ)器通過在刷新地址計(jì)數(shù)器塊中壓縮一部分(較低的位)行地址來每次對超過一行執(zhí)行刷新操作，則就是該情形。然而即使在該情形中，利用前述的狀態(tài)RAM電路(圖5A-5B中所示)，傳輸操作應(yīng)當(dāng)作為工作，因?yàn)閷ο嗤臓顟B(tài)RAM單元306超過一組的操作具有相同的結(jié)果(表示相應(yīng)的行或多行具有有效數(shù)據(jù))。因而，對于多個(gè)一起刷新的行來說，如果多行中的任意都包含需要刷新的有效數(shù)據(jù)，則應(yīng)當(dāng)設(shè)置對應(yīng)于多行的狀態(tài)RAM單元306。
混合的部分陣列刷新方案對于一些實(shí)施方案，可以結(jié)合常規(guī)的部分陣列刷新(PAR)方案利用這里所述的技術(shù)。例如，如前面所述，常規(guī)的PAR方案可能不夠最優(yōu)，因?yàn)樗x的(部分)范圍的要刷新的存儲(chǔ)塊可以包括不含有有效數(shù)據(jù)的多個(gè)行。然而，通過利用這里所述的技術(shù)，只有那些在包含有效數(shù)據(jù)(例如由狀態(tài)RAM塊表示的)的所選范圍存儲(chǔ)塊內(nèi)的行可以被刷新，因而進(jìn)一步減小了功率。然而，對于沒有選擇的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)體，不管狀態(tài)RAM內(nèi)容如何，都可以抑制所有的刷新操作。
盡管前面涉及了本發(fā)明的實(shí)施方案，但在不脫離其基本范圍的情況下可以設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他實(shí)施方案，本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種減小半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中的電流的方法，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包含多行存儲(chǔ)單元，該方法包括保持表示將要被刷新的存儲(chǔ)單元的行的多個(gè)位；和只刷新由所述多個(gè)位表示的將要被刷新的那些行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括獲得將要被包含在刷新操作中的多個(gè)行的有限部分的指示；和只刷新由所述位表示的并包含在所述有限部分中的那些行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中接收該有限部分的指示包括讀取部分陣列刷新模式寄存器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中保持表示將要被刷新的存儲(chǔ)單元的行的多個(gè)位包括監(jiān)視寫入操作；和設(shè)定與在被監(jiān)視的寫入操作中涉及的數(shù)據(jù)行對應(yīng)的位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于復(fù)位事件，只清除與在被監(jiān)視的寫入操作中涉及的數(shù)據(jù)行對應(yīng)的位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中復(fù)位事件由模式寄存器表示。
7.一種在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中選擇性地刷新存儲(chǔ)單元的行的方法，包括監(jiān)視對存儲(chǔ)單元的寫入操作；保持多個(gè)位，該多個(gè)位表示包含在被監(jiān)視的寫入操作中涉及的存儲(chǔ)單元的行；和根據(jù)所述多個(gè)位來限制對其執(zhí)行刷新操作的行的數(shù)目。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中根據(jù)所述多個(gè)位來限制對其執(zhí)行刷新操作的行的數(shù)目包括只對包含在被監(jiān)視的寫入操作中涉及的存儲(chǔ)單元的那些行執(zhí)行刷新操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中監(jiān)視對存儲(chǔ)單元的寫入操作包括通過半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件來監(jiān)視寫入操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中監(jiān)視對存儲(chǔ)單元的寫入操作包括通過與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件耦合的存儲(chǔ)控制器來監(jiān)視寫入操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括保持多個(gè)位，該多個(gè)位表示包含在所述存儲(chǔ)控制器上被監(jiān)視的寫入操作中涉及的存儲(chǔ)單元的行；將第一多個(gè)位傳輸給第一存儲(chǔ)器件；和使第一存儲(chǔ)器件處于自刷新模式中，其中只對由第一多個(gè)位表示的、包含在被監(jiān)視的寫入操作中涉及的存儲(chǔ)單元的那些行執(zhí)行刷新操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括將第二多個(gè)位傳輸給第二存儲(chǔ)器件；和使第二存儲(chǔ)器件處于自刷新模式中，其中只對由第二多個(gè)位表示的、包含在被監(jiān)視的寫入操作中涉及的存儲(chǔ)單元的那些行執(zhí)行刷新操作。
13.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括多行存儲(chǔ)單元；刷新電路，配置為當(dāng)存儲(chǔ)器件處于自刷新模式中時(shí)對存儲(chǔ)單元的行發(fā)出刷新請求；行狀態(tài)電路，配置為保持表示將要被刷新的行的多個(gè)位；和刷新激活電路，配置為根據(jù)行狀態(tài)電路的所述位來限制對其發(fā)出刷新請求的行的數(shù)目。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中刷新激活電路被配置為通過產(chǎn)生用于抑制刷新請求的信號來限制對其發(fā)出刷新請求的行的數(shù)目。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中通過訪問與由刷新地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的行地址對應(yīng)的位來產(chǎn)生所述信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中行狀態(tài)電路配置為設(shè)定位以表示已經(jīng)被寫入的存儲(chǔ)單元的行；和刷新激活電路配置為將對其發(fā)出刷新請求的行的數(shù)目限制為由所述位表示的已經(jīng)被寫入的行。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中每個(gè)位都對應(yīng)于單個(gè)行的存儲(chǔ)單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中行狀態(tài)電路配置為設(shè)定位以表示已經(jīng)被寫入的存儲(chǔ)單元的行。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中行狀態(tài)電路配置為保持該設(shè)定的位直到發(fā)生復(fù)位事件。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中行狀態(tài)電路包括存儲(chǔ)單元的陣列，每一個(gè)都存儲(chǔ)表示相應(yīng)行的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元是否已被寫入的位。
21.一種系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器件，具有多行存儲(chǔ)單元，其中該存儲(chǔ)器件配置為在自刷新模式過程中，根據(jù)表示將要被刷新的行的行數(shù)據(jù)，來限制被刷新的行的數(shù)目；和存儲(chǔ)控制器，配置為監(jiān)視對存儲(chǔ)器件的寫入操作、根據(jù)被監(jiān)視的寫入操作產(chǎn)生所述行數(shù)據(jù)、以及在使存儲(chǔ)器件處于自刷新模式之前將所述行數(shù)據(jù)傳輸給所述存儲(chǔ)器件。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在以存儲(chǔ)單元陣列形式的所述存儲(chǔ)器件中；和所述存儲(chǔ)控制器被進(jìn)一步配置為在將所述行數(shù)據(jù)傳輸給存儲(chǔ)器件之前將存儲(chǔ)單元的陣列復(fù)位。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)控制器配置為通過寫入存儲(chǔ)器件的模式寄存器來復(fù)位存儲(chǔ)單元的陣列。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)控制器配置為在所述行數(shù)據(jù)中設(shè)定位，以表示在相應(yīng)行中的一個(gè)或多個(gè)單元已經(jīng)被寫入。
全文摘要
提供了一種刷新半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中數(shù)據(jù)的方法和電路結(jié)構(gòu)，其中對有限數(shù)的行執(zhí)行刷新操作。有限數(shù)目的行只包括例如由監(jiān)視寫入操作所確定的包含有效數(shù)據(jù)的那些行。
文檔編號G11C11/406GK1906698SQ200480040556
公開日2007年1月31日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者J·-H·區(qū) 申請人:英飛凌科技股份公司