專利名稱：半導體存儲器件的自刷新操作的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體存儲器件，并且更具體地，涉及半導體存儲器件的自刷新(selfrefresh)操作。
背景技術：
與諸如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、以及快閃存儲器不同，存儲在動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)中的數(shù)據(jù)最終會逐漸消失(fade)。因此，需要DRAM周期性地重寫數(shù)據(jù)。重寫操作被稱為刷新操作。通過在單元數(shù)據(jù)(celldata)的保持時間(retention time)期間至少一次讀出并放大單元數(shù)據(jù)、并重寫放大的單元數(shù)據(jù)，而執(zhí)行刷新操作。
存在兩種刷新操作的操作模式。一種是自動刷新模式，用于通過響應于外部命令生成內(nèi)部地址，而在活動(active)模式期間執(zhí)行刷新操作。另一種是自刷新模式，用于在待機(stand-by)模式(例如，節(jié)能模式)期間執(zhí)行刷新操作。在自動刷新模式和自刷新模式兩者中，均通過響應于外部命令的內(nèi)部計數(shù)器來生成內(nèi)部地址，而執(zhí)行刷新操作。在每一次輸入外部命令時，內(nèi)部地址順序地增大。同時，在諸如便攜式計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、以及移動電話的移動裝置中包括的低功率DRAM幾乎不需要采用自刷新模式。
通常，基于通過測試操作檢測到的刷新時間，通過從在半導體存儲器件中包括的環(huán)形振蕩器輸出的周期信號，而確定自刷新模式的刷新周期tREF。逐行檢測刷新時間。為了防止位失效(bit fail)，根據(jù)具有最短刷新時間的行而決定刷新周期tREF。這里，將刷新時間定義為在無刷新操作的情況下的單元數(shù)據(jù)的最大持續(xù)時間。
圖1是圖解根據(jù)半導體存儲器件的刷新時間的位失效率的圖。
假定圖1中示出的“t1”是半導體存儲器件的最短刷新時間，而圖1中示出的“t2”是半導體存儲器件的常規(guī)刷新時間。當選擇最短刷新時間t1作為半導體存儲器件的刷新時間時，位失效率變?yōu)榧s10-4％。同時，當選擇常規(guī)刷新時間t2作為半導體存儲器件的刷新時間時，位失效率變?yōu)榧s10-2％。因此，為了減小位失效，選擇最短刷新時間t1作為半導體存儲器件的刷新時間。然而，當最短刷新時間t1成為半導體存儲器件的刷新時間時，過于頻繁地執(zhí)行刷新操作。換句話說，對于具有比最短刷新時間長的常規(guī)刷新時間的行來說，不必要地頻繁執(zhí)行刷新操作，因此，增大了電流消耗。
同時，為了減小電流消耗，建議了采用雙周期自刷新方案的半導體存儲器件。
圖2是采用雙周期自刷新方案的傳統(tǒng)的半導體存儲器件的框圖。
圖2中示出的半導體存儲器件將通過測試操作而檢測到的每行的刷新時間存儲在可編程只讀存儲器(PROM)模式寄存器中。隨后，半導體存儲器件中的每個單元陣列塊根據(jù)存儲在PROM模式寄存器中的刷新時間、以及刷新地址，而選擇性地使用兩個刷新周期中的一個。在[“Dual-Period Self-Refreshscheme for Low-Power DRAM’s with On-Chip PROM Mode Register”，IEEEJOURNAL OF SOLID STATE CIRCUIT，VOL.33，NO.2，F(xiàn)EBRUARY 1998.]中詳細地說明了該半導體存儲器件。因此，將省略有關其電路及其操作的詳細說明。通過使用雙周期自刷新方案，可減小不必要的電流消耗。然而，該方案需要PROM，并且實際上，不可能在DRAM芯片中包含作為非易失性存儲器的PROM。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例針對于提供用于采用減小電流消耗的自刷新方法的半導體存儲器件。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導體存儲器件，包括多個第一存儲部件，每個第一存儲部件被配置為存儲在單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間；多個第二存儲部件，每個第二存儲部件被配置為在檢測到對應行的刷新時間時，存儲對應行的列數(shù)據(jù)；振蕩器，其被配置為生成自刷新模式中的最小刷新周期信號；計數(shù)器，其被配置為生成自刷新模式中的順序的內(nèi)部刷新地址；以及刷新周期控制器，其被配置為生成設置刷新周期信號，其中，基于在第一存儲部件中存儲的值、以及設置刷新周期信號而確定是否對對應行執(zhí)行刷新操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于驅動半導體存儲器件的方法，包括初始化與在單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間相對應的第一數(shù)據(jù)；在進入自刷新模式之后，存儲與在單元陣列的第一行中包括的列數(shù)據(jù)相對應的第二數(shù)據(jù)；通過檢測第一行的刷新時間而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)，同時，在預定刷新循環(huán)(cycle)中，根據(jù)基于對應的第一數(shù)據(jù)而選擇的刷新周期，對單元陣列中的其它行執(zhí)行刷新操作，其中，在預定刷新循環(huán)期間，不對第一行執(zhí)行刷新操作；向第一行恢復第二數(shù)據(jù)；以及對于單元陣列中的其它行而重復以上步驟，由此設置對應的第一數(shù)據(jù)，直到對單元陣列中的所有行完成了設置步驟、或自刷新模式期滿為止。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于驅動半導體存儲器件的方法，包括初始化與在單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間相對應的第一數(shù)據(jù)；在進入自刷新模式之后，存儲與在未設置其對應的第一數(shù)據(jù)的單元陣列的第一行中包括的列數(shù)據(jù)相對應的第二數(shù)據(jù)；通過檢測第一行的刷新時間而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)，同時，在預定刷新循環(huán)中，根據(jù)基于對應的第一數(shù)據(jù)而選擇的刷新周期，對單元陣列中的其它行執(zhí)行刷新操作，其中，在預定刷新循環(huán)期間，不對第一行執(zhí)行刷新操作；將第二數(shù)據(jù)取反；向第一行恢復取反的第二數(shù)據(jù)；第一重復從存儲步驟到恢復步驟的步驟；以及對于未設置其對應的第一數(shù)據(jù)的單元陣列中的其它行，重復從存儲步驟到第一恢復步驟的步驟，由此設置對應的第一數(shù)據(jù)，直至對單元陣列中的所有行完成了設置步驟、或自刷新模式期滿。


圖1是圖解根據(jù)半導體存儲器件的刷新時間的位失效率的圖。
圖2是采用雙周期自刷新方案的傳統(tǒng)半導體存儲器件的框圖。
圖3是描繪本發(fā)明的操作方案的波形。
圖4是采用根據(jù)本發(fā)明實施例的自刷新方案的半導體存儲器件的框圖。
圖5是圖解圖4中示出的存儲體(bank)的示意結構、以及包括它的半導體存儲器件的操作的圖。
圖6是描繪圖4中示出的半導體存儲器件的自刷新操作的波形。
圖7是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體存儲器件的刷新周期的設置方法的波形。
圖8是圖解根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的半導體存儲器件的刷新周期的設置方法的波形。
圖9是示出根據(jù)圖7和8中示出的刷新周期的設置方法的自刷新電流消耗特性的圖。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的設置方法的自刷新電流消耗特性的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了各種刷新周期的自刷新模式。對此，本發(fā)明通過預定測試操作而檢測每行的刷新時間，并將檢測結果(即，每行的刷新時間)存儲到寄存器。之后，用基于刷新時間而確定的刷新周期，對行執(zhí)行自刷新操作。
圖3是描繪本發(fā)明的操作方案的波形。
(a)示出了具有最短刷新時間的行的刷新周期；而(b)示出了具有常規(guī)刷新時間的行的刷新周期。下文中，將具有最短刷新時間的行的刷新周期稱為最劣刷新周期tREF；而將具有常規(guī)刷新時間的行的刷新周期稱為常規(guī)刷新周期。此外，下文中，將具有最短刷新時間的行稱為最差行；而將具有常規(guī)刷新時間的行稱為常規(guī)行。不在預定周期中執(zhí)行常規(guī)行的刷新操作。因此，當最劣刷新周期tREF為“T”時，常規(guī)刷新周期變?yōu)椤癒×T”。這里，“K”為正整數(shù)。如上所述，本發(fā)明執(zhí)行測試操作，以便檢測存儲體中的每行的刷新時間，并利用基于刷新時間而確定的各個刷新周期來執(zhí)行刷新操作。
圖4是采用根據(jù)本發(fā)明實施例的自刷新方案的半導體存儲器件的框圖。
該半導體存儲器件包括多個存儲體(例如，BANK0)、控制邏輯單元、地址緩沖器單元、地址寄存器、行預解碼器、列預解碼器、模式寄存器、突發(fā)脈沖計數(shù)器(burst counter)、列地址計數(shù)器、輸入/輸出(I/O)緩沖器、I/O門、以及數(shù)據(jù)輸出控制器。每個存儲體包括存儲單元陣列、讀出放大器陣列、X解碼器、以及Y解碼器?？刂七壿媶卧獙ν獠棵頒LK、CKE、/CS、/RAS、/CAS、/WE、以及DQM解碼，并生成內(nèi)部控制信號。地址緩沖器對外部地址A1至A11、BA0、以及BA1進行緩沖。地址寄存器鎖存從地址緩沖器單元輸出的地址信號。行預解碼器對行地址進行預解碼。列預解碼器對列地址進行預解碼。在輸入了模式寄存器設置命令時，模式寄存器根據(jù)通過地址引腳(pin)輸入的代碼，而設置操作模式。突發(fā)脈沖計數(shù)器對與模式寄存器所設置的突發(fā)脈沖長度相對應的數(shù)目計數(shù)。列地址計數(shù)器響應于模式寄存器和突發(fā)脈沖計數(shù)器的輸出，而對列地址計數(shù)。I/O緩沖器對I/O數(shù)據(jù)進行緩沖。I/O門控制I/O緩沖器和存儲體之間的數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)輸出控制器響應于模式寄存器和突發(fā)脈沖計數(shù)器的輸出，而控制I/O緩沖器。
同時，該半導體存儲器件還包括自刷新振蕩器、以及自刷新計數(shù)器。自刷新振蕩器生成用于自刷新模式的最小自刷新周期信號。最小自刷新周期信號具有最差(worst)刷新周期tREF。自刷新計數(shù)器生成用于自刷新模式的系列內(nèi)部刷新地址。此外，該半導體存儲器件包括多個行寄存器單元、多個列寄存器單元、以及刷新周期控制器。每個行寄存器單元存儲在存儲體中包括的對應行的刷新時間。每個列寄存器單元存儲在存儲體中包括的所選行的數(shù)據(jù)。刷新周期控制器生成由模式寄存器設置的設置刷新周期信號SREF。設置刷新周期信號SREF的周期是設置刷新周期。設置刷新周期信號SREF用于常規(guī)行，而最小自刷新周期信號用于具有比常規(guī)刷新時間短的刷新時間的行。下文中，將比常規(guī)刷新時間短的刷新時間成為劣(bad)刷新時間；而將具有劣刷新時間的行稱為劣行。
分別為每個存儲體分配行寄存器單元和列寄存器單元。由此，如果該半導體存儲器件包括如圖4所示的4個存儲體BANK0至BANK3，則包括4個行寄存器單元和4個列寄存器單元。每個行寄存器單元包括多個行寄存器，將每個行寄存器分配給存儲體的對應行。每個列寄存器單元包括多個列寄存器，將每個列寄存器分配給所選行的對應列。由此，當每個存儲體具有N×M形式時，每個行寄存器單元包括N個數(shù)目的行寄存器，而每個列寄存器單元包括M個數(shù)目的列寄存器。
圖5是圖解圖4中示出的存儲體的示意結構、以及包括其的半導體存儲器件的操作的圖。
如上所述，該半導體存儲器件逐行檢測存儲體的刷新時間，并將檢測結果存儲在行寄存器單元中。詳細地，如果對應行具有常規(guī)刷新時間，則行寄存器單元中的行寄存器存儲“1”。相反，如果對應行具有劣刷新時間，則行寄存器存儲“0”。也就是說，在行寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)用作用于確定是否對對應行執(zhí)行刷新操作的標志。
圖6是描繪圖4中示出的半導體存儲器件的自刷新操作的波形。
具體地，圖6示出了其周期是最小自刷新周期信號的周期的三倍的設置刷新周期信號SREF的波形。也就是說，設置刷新操作是最劣刷新周期tREF的三倍。在此情況下，設置刷新周期為3×N，其中，N表示最劣刷新周期tREF，并對應于在一個存儲體中包括的行數(shù)。設置刷新周期信號SREF的有效長度(active length)對應于N。在設置刷新周期信號SREF作為邏輯高電平而有效的“A”部分期間，對存儲體中的每一行執(zhí)行刷新操作，而不考慮在行寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)。相反，在設置刷新周期信號SREF作為邏輯低電平而無效(inactive)的“B”部分期間，響應于在行寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)而執(zhí)行刷新操作。詳細地，當在行寄存器單元的對應行寄存器中存儲了“0”時，對該行執(zhí)行刷新操作。此外，當在行寄存器單元的對應行寄存器中存儲了“1”時，不對該行執(zhí)行刷新操作。也就是說，在設置刷新周期信號SREF無效時，僅對具有劣刷新時間的行執(zhí)行刷新操作。結果，在圖6的情況下，常規(guī)行的刷新操作所引起的電流消耗減小了1/3。
圖7是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體存儲器件的刷新周期的設置方法的波形。
當開始自刷新模式時，該半導體存儲器件開始執(zhí)行刷新操作。當執(zhí)行自刷新操作時，檢測每行的刷新時間。這里，在完成了先前的自刷新模式時，在行寄存器單元中包括的行寄存器已經(jīng)用“0”進行了初始化。假定存儲體的第一行為第j行，則將第j行的列數(shù)據(jù)復制到對應的列寄存器單元。隨后，執(zhí)行存儲體中的其它行(例如，第(j+1)行和第(j+2)行)的刷新操作。
在預定周期(在圖7的情況下是5個最劣刷新周期tREF)期間，不執(zhí)行第j行的刷新操作，并且，將在第j行中存儲的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)相比較。當在第j行中存儲的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)相同時，將第j行視為具有常規(guī)刷新時間，并且，將“1”存儲到對應的行寄存器。另一方面，當在第j行中存儲的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)不同時，將第j行視為具有劣刷新時間，并且，因此，將“0”存儲到對應的行寄存器。在預定周期之后，向第j行恢復在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)。
同時，在確定了第j行的刷新時間之后，通過上述方法檢測第(j+1)行的刷新時間。在通過上述方法來確定每行的刷新時間時，基于在行寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)而執(zhí)行每行的刷新操作。例如，在圖7的情況下，在每一個設置刷新周期(例如，對于圖7中示出的情況，5個最劣刷新周期tREF)中，執(zhí)行其對應的行寄存器存儲“1”的行的刷新操作。另一方面，在每一個最劣刷新周期tREF中，執(zhí)行其對應的行寄存器存儲“0”的行的刷新操作。在設置每行的刷新時間時，逐漸減小了由刷新操作引起的電流消耗。最后，當完成了存儲體中的每一行的刷新時間的設置時，由刷新操作引起的電流消耗收斂于最小值。下文中，將圖7中示出的用于設置每行的刷新時間的方法稱為模式A方法。
如果采用模式A方法來設置每行的刷新周期，那么，只要關閉了自刷新模式，便將行寄存器單元初始化為“0”。因此，對于新的自刷新模式，重新開始用于設置每行的刷新時間的過程。
同時，在進入新的自刷新模式之前，半導體存儲器以常規(guī)活動模式操作。在常規(guī)活動模式期間，半導體存儲器件執(zhí)行讀和寫操作。如果半導體存儲器件在常規(guī)活動模式期間執(zhí)行寫操作，則存在存儲在行中的數(shù)據(jù)改變的可能性。如果針對自刷新模式而使用模式A方法，則針對上述每個自刷新模式而重新檢測每行的刷新時間。由此，行寄存器單元存儲正確的刷新時間，而不考慮是否在常規(guī)活動模式期間執(zhí)行寫操作。
圖8是圖解根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的半導體存儲器件的刷新周期的設置方法的波形。下文中，將圖8中示出的刷新周期的設置方法稱為模式B方法。
類似于模式A方法，在模式B方法中，當開始自刷新模式時，開始刷新操作。當執(zhí)行自刷新操作時，檢測每行的刷新時間。然而，與模式A方法相比，其有所不同，這是因為，對于模式B方法，在關閉了自刷新模式時，行寄存器單元中的行寄存器不被初始化。也就是說，在先前的自刷新模式中設置的行寄存器保持在其中存儲的數(shù)據(jù)。因此，當開始自刷新模式時，采用模式B方法的半導體存儲器件從正好位于在先前的自刷新模式中已經(jīng)檢測了其刷新時間的行之后的行開始檢測刷新時間。如果在先前的自刷新模式中完成了存儲體中的每一行的刷新時間的檢測，則半導體存儲器件不需要檢測每行的刷新時間。
參照圖8，假定在先前的自刷新模式中檢測了第(j-1)行的刷新時間。因此，當開始當前的自刷新模式時，從第j行開始刷新時間的檢測。
首先，將存儲在第j行的列數(shù)據(jù)復制到對應的列寄存器單元。隨后，執(zhí)行存儲體中的其它行(例如，第(j+1)行和第(j+2)行)的刷新操作。在預定周期(在圖7的情況下是5個最劣刷新周期tREF)期間，不執(zhí)行第j行的刷新操作，并且，將在第j行中存儲的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)相比較。當在第j行中存儲的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)相同時，將第j行視為具有常規(guī)刷新時間，并且，將“1”存儲到對應的行寄存器。另一方面，當在第j行中存儲的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)不同時，將第j行視為具有劣刷新時間，并且，因此，將“0” 存儲到對應的行寄存器。在預定周期之后，向第j行恢復在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)。這里，首先對在列寄存器單元中存儲的列數(shù)據(jù)取反，隨后，將其恢復到第j行。
同時，再次檢測存儲取反的列數(shù)據(jù)的第j行的刷新時間。將存儲在第j行中的取反的列數(shù)據(jù)復制到對應的列寄存器單元。隨后，執(zhí)行存儲體中的其它行(例如，第(j+1)行和第(j+2)行)的刷新操作。在預定周期(例如，5個最劣刷新周期tREF)期間，不執(zhí)行第j行的刷新操作，并且，將在第j行中存儲的取反的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的取反的列數(shù)據(jù)相比較。當在第j行中存儲的取反的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的取反的列數(shù)據(jù)相同時，將第j行視為具有常規(guī)刷新時間，并且，將“1”存儲到對應的行寄存器。另一方面，當在第j行中存儲的取反的列數(shù)據(jù)與在列寄存器單元中存儲的取反的列數(shù)據(jù)不同時，將第j行視為具有劣刷新時間，并且，因此，將“0”存儲到對應的行寄存器。在預定周期之后，將在列寄存器單元中存儲的取反的列數(shù)據(jù)取反，并將其恢復到第j行。這樣，完成了第j行的刷新時間的設置。
在設置了第j行的刷新時間之后，通過上述方法而檢測第(j+1)行的刷新時間。在通過上述方法來設置每行的刷新時間時，基于在行寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)而執(zhí)行每行的刷新操作。在每一個預定周期(例如，5個最劣刷新周期tREF)中，執(zhí)行其對應的行寄存器存儲“1”的行的刷新操作。另一方面，在每一個最劣刷新周期tREF中，執(zhí)行其對應的行寄存器存儲“0”的行的刷新操作。在設置每行的刷新時間時，逐漸減小了由刷新操作引起的電流消耗。最后，當完成了存儲體中的每一行的刷新時間的設置時，由刷新操作引起的電流消耗收斂于最小值。
如果采用模式B方法來設置存儲體中的行的刷新周期，那么，盡管當前的自刷新模式期滿(expire)，仍不初始化在行寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)。然而，如上所述，半導體存儲器件在常規(guī)活動模式期間執(zhí)行讀和寫操作。如果半導體存儲器件在常規(guī)活動模式期間執(zhí)行寫操作，則存在數(shù)據(jù)被存儲在存儲體中的行中的可能性。因此，當采用模式B方法來設置行的刷新時間時，需要將在行中存儲的數(shù)據(jù)取反，并重新檢測行的刷新時間，以便得到可靠的刷新時間設置結果。
圖9是示出根據(jù)圖7和8中示出的刷新周期的設置方法的自刷新電流消耗特性的圖。
如所示出的，隨著自刷新操作的進行，模式A方法和模式B方法兩者中的刷新操作所引起的電流消耗逐漸減小。因此，與傳統(tǒng)技術相比，本發(fā)明有可能減小由刷新操作引起的電流消耗。
同時，對于模式A方法，由刷新操作引起的電流消耗迅速減小，這是因為，不需要針對存儲取反列數(shù)據(jù)的行的刷新時間的設置。然而，因為在自刷新模式期滿時，存儲在行寄存器單元中的數(shù)據(jù)被初始化，所以，自刷新模式的單個持續(xù)時間需要如tA那樣充分地長，以便由刷新操作引起的電流消耗達到最小值。因而，對于其自刷新模式的持續(xù)時間較長、或其頻繁地執(zhí)行通電/斷電操作的系統(tǒng)而采用模式A方法是有利的。
對于模式B方法，與模式A方法的情況相比，由刷新操作引起的電流消耗較慢地減小，這是因為，一行的刷新時間的設置需要兩個檢測過程。也就是說，在每行存儲列數(shù)據(jù)時、以及在每行存儲取反的列數(shù)據(jù)時，對每行執(zhí)行檢測操作。因此，在模式B方法中，對于由刷新操作引起的電流消耗到達最小值，將耗費更多時間，即，圖9中示出的tB。然而，在模式B方法中的由刷新操作引起的電流消耗一旦在其到達最小值時便保持最小值。因而，對于其自刷新模式的持續(xù)時間較短、或其很少執(zhí)行通電/斷電操作的系統(tǒng)來說，模式B方法是有用的。
同時，還有可能通過組合模式A方法和模式B方法而產(chǎn)生新的設置方法，以便得到其優(yōu)點。本發(fā)明建議將在下面描述的設置方法。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的設置方法的自刷新電流消耗特性的圖。下文中，將圖10中描繪的刷新周期的設置方法稱為模式C方法。
對于模式C方法，響應于通電操作，而將行寄存器單元中包括的行寄存器初始化為“1”。隨后，行寄存器存儲通過檢測存儲體中的每行的刷新時間而設置的新的數(shù)據(jù)，并且，類似于模式B方法，盡管自刷新模式期滿，但仍維持該數(shù)據(jù)。如果在常規(guī)活動模式期間對對應的行執(zhí)行寫操作，則類似于模式A方法，在不對存儲取反的列數(shù)據(jù)的行執(zhí)行檢測的同時，將行寄存器的數(shù)據(jù)設置為“0” 。由此，可得到行寄存器單元的設置結果的可靠性。
在模式C方法的情況下，測試其對應的行寄存器存儲“0”的行，以便檢測它們的刷新時間，而不考慮是否通過檢測操作或寫操作而得到了在行寄存器中存儲的數(shù)據(jù)。
參照圖10，由刷新操作最初消耗的電流小于最小值，這是因為，響應于通電操作，而將行寄存器初始化為“1”。在接下來的自刷新模式中，由于在常規(guī)活動操作期間執(zhí)行的寫操作，由刷新操作引起的電流消耗增大。在圖10中，將由寫操作引起的電流增大表示為x1和x2。隨后，由于存儲體中的行的刷新時間的檢測操作，由刷新操作引起的電流消耗減小。在圖10中，將由檢測操作引起的電流減小表示為y。如所示出的，在對存儲體中的每一行執(zhí)行檢測操作時，由刷新操作引起的電流消耗收斂于最小值。
同時，存在這樣的可能性存儲于在常規(guī)活動操作期間被寫入的行的相鄰行中的列數(shù)據(jù)可能被破壞(distort)。因此，為了增大可靠性，在另一個實施例中，將與相鄰行、以及存儲寫數(shù)據(jù)的行相對應的行寄存器設置為“0”?？筛鶕?jù)系統(tǒng)需求而確定相鄰行的數(shù)目。在另一個實施例中，可響應于通電操作，而將行寄存器初始化為“0”。
下文中，建議了用于應用上述設置方法的模式寄存器設置(MRS)代碼的例子。
<表1>

使用三位(即，MRS代碼的A0至A2)來設置“K”。這里，“K”表示設置刷新周期。當“K”為“1”時，設置刷新周期與最劣刷新周期相同。在圖7和8中示出的情況下，設置刷新周期比最劣刷新周期tREF長5倍，并且因此，“K”為“5”。由此，在圖7和8中示出的情況下，將三位(即，MRS代碼的A0至A2)設置為“100”。
<表2>

使用二位(即，MRS代碼的A3和A4)來設置自刷新容限。通過下面的方程來定義自刷新容限。
自刷新容限＝K-L<方程1>
這里，“L”表示與最小自刷新周期信號相比，具有常規(guī)刷新時間的行的實際刷新周期。隨著自刷新容限變大，期望位失效率減小。
<表3>

使用二位(即，MRS代碼的A5和A6)來選擇刷新周期的設置方法。當所述二位(即，A6和A5)被設置為“00”時，利用單個刷新周期來執(zhí)行自刷新操作，而不考慮每行的刷新時間。此外，有可能根據(jù)系統(tǒng)需求而選擇模式A、模式B、以及模式C中的一個。
<表4>

使用二位(即，MRS代碼的A7和A8)來確定當在常規(guī)活動模式期間對特定行執(zhí)行寫操作時，其對應的行寄存器被設置為“0”的相鄰行的數(shù)目。例如，當所述二位(即，A8和A7)被設置為“11”、并在常規(guī)活動模式期間將數(shù)據(jù)寫入到特定行時，與和存儲寫入數(shù)據(jù)的行相鄰的三行相對應的行寄存器被設置為“0”。隨著相鄰行的數(shù)目的增大，可靠性也增大。
如上所述，本發(fā)明提供了用于減小由自刷新操作引起的電流消耗的方法。因而，通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法，有可能使采用自刷新操作的移動裝置的尺寸最小化。
盡管已通過參照特定實施例而描述了本發(fā)明，但本領域的技術人員將清楚，可做出各種改變和修改，而不會背離如在所附權利要求中定義的本發(fā)明的精神和范圍。例如，可以各種方式實現(xiàn)采用用于減小電流消耗的方法的半導體存儲器件的內(nèi)部結構。此外，在上述實施例中，當對應的行寄存器存儲“1”時，根據(jù)設置刷新周期信號SREF而執(zhí)行刷新操作，而當對應的行寄存器存儲“0”時，根據(jù)最小自刷新周期信號而執(zhí)行刷新操作。然而，在另一個實施例中，還有可能當對應的行寄存器被設置為“0” 時，根據(jù)設置刷新周期信號SREF而執(zhí)行刷新操作；而當對應的行寄存器被設置為“1”時，根據(jù)最小自刷新周期信號而執(zhí)行刷新操作。
權利要求
1.一種半導體存儲器件，包括多個第一存儲部件，每個第一存儲部件被配置為存儲在具有多個行和列的單元陣列中包括的對應行的刷新時間；多個第二存儲部件，每個第二存儲部件被配置為在檢測到對應行的刷新時間時，存儲對應行的列數(shù)據(jù)；振蕩器，其被配置為生成自刷新模式中的最小刷新周期信號；計數(shù)器，其被配置為生成自刷新模式中的順序的內(nèi)部刷新地址；以及刷新周期控制器，其被配置為生成設置刷新周期信號，其中，基于在第一存儲部件中存儲的值、以及設置刷新周期信號而確定是否對對應行執(zhí)行刷新操作。
2.如權利要求1所述的半導體存儲器件，還包括模式寄存器組，其被配置為在輸入了模式寄存器設置命令時，基于通過預定地址引腳而輸入的代碼，而控制設置刷新周期信號的周期。
3.一種用于驅動半導體存儲器件的方法，包括初始化與在具有多個行和列的單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間相對應的第一數(shù)據(jù)；在進入自刷新模式之后，存儲與在單元陣列的第一行中包括的列數(shù)據(jù)相對應的第二數(shù)據(jù)；通過檢測第一行的刷新時間而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)，同時，在預定刷新循環(huán)中，根據(jù)基于對應的第一數(shù)據(jù)而選擇的刷新周期，對單元陣列中的其它行執(zhí)行刷新操作，其中，在預定刷新循環(huán)期間，不對第一行執(zhí)行刷新操作；向第一行恢復第二數(shù)據(jù)；以及對于單元陣列中的其它行重復以上步驟，由此設置對應的第一數(shù)據(jù)，直至對單元陣列中的所有行完成了設置步驟、或自刷新模式期滿。
4.如權利要求3所述的方法，其中，在自刷新模式期滿時，執(zhí)行初始化第一數(shù)據(jù)。
5.如權利要求3所述的方法，其中，在每一個刷新循環(huán)初始化第一數(shù)據(jù)，以執(zhí)行刷新操作。
6.如權利要求3所述的方法，其中，所述設置第一數(shù)據(jù)包括將第二數(shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)相比較；基于比較結果而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)。
7.如權利要求6所述的方法，其中，當?shù)诙?shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)不同時，將與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)設置為第一值；并且，當?shù)诙?shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)相同時，將與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)設置為第二值。
8.如權利要求7所述的方法，其中，當與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第一值時，在每一個刷新循環(huán)中，對第一行執(zhí)行刷新操作；并且，當與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第二值時，根據(jù)由模式寄存器組設置的設置刷新周期，對第一行執(zhí)行刷新操作。
9.一種用于驅動半導體存儲器件的方法，包括初始化與在具有多個行和列的單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間相對應的第一數(shù)據(jù)；在進入自刷新模式之后，存儲與在未設置其對應的第一數(shù)據(jù)的單元陣列的第一行中包括的列數(shù)據(jù)相對應的第二數(shù)據(jù)；通過檢測第一行的刷新時間而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)，同時，在預定刷新循環(huán)中，根據(jù)基于對應的第一數(shù)據(jù)而選擇的刷新周期，對單元陣列中的其它行執(zhí)行刷新操作，其中，在預定刷新循環(huán)期間，不對第一行執(zhí)行刷新操作；將第二數(shù)據(jù)取反；向第一行恢復取反的第二數(shù)據(jù)；第一重復從所述存儲步驟到所述恢復步驟的步驟；以及對于未設置其對應的第一數(shù)據(jù)的單元陣列中的其它行，重復從所述存儲步驟到所述第一重復步驟的步驟，由此設置對應的第一數(shù)據(jù)，直至對單元陣列中的所有行完成了設置步驟、或自刷新模式期滿。
10.如權利要求9所述的方法，其中，響應于通電操作而執(zhí)行初始化第一數(shù)據(jù)。
11.如權利要求10所述的方法，其中，在每一個刷新循環(huán)初始化第一數(shù)據(jù)，以執(zhí)行刷新操作。
12.如權利要求9所述的方法，其中，所述設置第一數(shù)據(jù)包括將第二數(shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)相比較；基于比較結果而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)。
13.如權利要求12所述的方法，其中，當?shù)诙?shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)不同時，將與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)設置為第一值；并且，當?shù)诙?shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)相同時，將與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)設置為第二值。
14.如權利要求13所述的方法，其中，當與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第一值時，在每一個刷新循環(huán)中，對第一行執(zhí)行刷新操作；并且，當與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第二值時，根據(jù)由模式寄存器組設置的設置刷新周期，對第一行執(zhí)行刷新操作。
15.一種用于驅動半導體存儲器件的方法，包括初始化與在具有多個行和列的單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間相對應的第一數(shù)據(jù)；在進入第一自刷新模式之后，存儲與在其對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第一值的單元陣列的第一行中包括的列數(shù)據(jù)相對應的第二數(shù)據(jù)；通過檢測第一行的刷新時間而第一設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)，同時，在預定刷新循環(huán)中，根據(jù)基于對應的第一數(shù)據(jù)而選擇的刷新周期，而對單元陣列中的其它行執(zhí)行刷新操作，其中，在預定刷新循環(huán)期間，不對第一行執(zhí)行刷新操作；向第一行恢復第二數(shù)據(jù)；對于未設置其對應的第一數(shù)據(jù)的單元陣列中的其它行而第一次重復從所述存儲步驟到所述恢復步驟的步驟，由此設置對應的第一數(shù)據(jù)，直至對單元陣列中的所有行完成了設置步驟、或第一自刷新模式期滿；在第一自刷新模式期滿之后，將與在常規(guī)活動模式期間寫入的行相對應的第一數(shù)據(jù)第二設置為第一值；對于每一個自刷新模式，重復從所述存儲步驟到所述第二設置步驟的步驟。
16.如權利要求15所述的方法，其中，響應于通電操作而執(zhí)行初始化第一數(shù)據(jù)。
17.如權利要求16所述的方法，其中，將第一數(shù)據(jù)初始化為第二值，其中，根據(jù)由模式寄存器組設置的設置刷新周期，對其對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第二值的行執(zhí)行刷新操作。
18.如權利要求15所述的方法，其中，所述設置第一數(shù)據(jù)包括將第二數(shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)相比較；基于比較結果而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)。
19.如權利要求18所述的方法，其中，當?shù)诙?shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)不同時，將與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)設置為第一值；并且，當?shù)诙?shù)據(jù)與在第一行中存儲的列數(shù)據(jù)相同時，將與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)設置為第二值。
20.如權利要求19所述的方法，其中，當與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第一值時，在每一個刷新循環(huán)中，對第一行執(zhí)行刷新操作；并且，當與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)被設置為第二值時，根據(jù)設置刷新周期，對第一行執(zhí)行刷新操作。
21.一種在具有多個存儲體的半導體存儲器件中用于確定每行的刷新時間的方法，其中，每個所述存儲體包括行和列的陣列，所述行各自具有包括與每個所述行相對應的行寄存器的行寄存器單元，并且，所述列各自具有包括與每個所述列相對應的列寄存器的列寄存器單元，該方法包括確定設置刷新周期信號是否無效；如果所述設置刷新周期信號無效，則僅在行寄存器單元的對應行寄存器中存儲了“0”時，才對行執(zhí)行刷新操作。
22.如權利要求21所述的方法，其中，當在預定行中存儲的列數(shù)據(jù)與在所述列寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)相同時，所述對應的行寄存器存儲“1”，并且，當在預定行中存儲的所述列數(shù)據(jù)與在所述列寄存器單元中存儲的數(shù)據(jù)不同時，所述對應的行寄存器存儲“0”。
全文摘要
一種用于驅動半導體存儲器件的方法，包括初始化與在單元陣列中包括的每個對應行的刷新時間相對應的第一數(shù)據(jù)；在進入自刷新模式之后，存儲與在第一行中包括的列數(shù)據(jù)相對應的第二數(shù)據(jù)；通過檢測第一行的刷新時間而設置與第一行相對應的第一數(shù)據(jù)，同時，在預定刷新循環(huán)中，根據(jù)基于對應的第一數(shù)據(jù)而選擇的刷新周期，而對單元陣列中的其它行執(zhí)行刷新操作，其中，在預定刷新循環(huán)期間，不對第一行執(zhí)行刷新操作；向第一行恢復第二數(shù)據(jù)；以及對于其它行而重復以上步驟，由此設置對應的第一數(shù)據(jù)，直至對所有行完成了設置步驟、或自刷新模式期滿。
文檔編號G11C11/406GK101055760SQ20071009657
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月16日 優(yōu)先權日2006年4月14日
發(fā)明者安進弘, 鄭奉華, 金生煥, 秋新鎬 申請人:海力士半導體有限公司