對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)請(qǐng)求2014年9月30日提交的美國(guó)優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)us14/502077的權(quán)益，將其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

本文中所述的技術(shù)涉及用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，并且尤其涉及包括可以以與基于地址的電壓補(bǔ)償技術(shù)兼容的方式來(lái)替換一條或多條有缺陷字線的替換字線。

背景技術(shù)：

用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器通常具有以行和列布置的存儲(chǔ)器單元陣列。字線沿著行延伸并且位線沿著列延伸，以連接到存儲(chǔ)器單元。存在各種類型的存儲(chǔ)器技術(shù)，包括各種類型的易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一些實(shí)施例涉及一種存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元、連接到所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的多條位線、連接到所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的多條字線以及散布在所述多條字線當(dāng)中的多條替換字線。存儲(chǔ)器還包括字線控制電路，該字線控制電路被配置為基于所述多條字線中的各條字線的位置向各條字線施加不同的電壓。字線控制電路被配置為在對(duì)所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行的操作期間向各條字線施加不同的電壓。存儲(chǔ)器單元連接到各條字線。字線控制電路被配置為用所述多條替換字線中的替換字線替換所述多條字線中的有缺陷字線。

一些實(shí)施例涉及一種操作存儲(chǔ)器的方法，所述存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元、連接到所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的多條位線、連接到所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的多條字線、散布在所述多條字線當(dāng)中的多條替換字線以及字線控制電路。該方法包括在對(duì)所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行的操作期間通過(guò)字線控制電路基于所述多條字線中的各條字線的位置向各條字線施加不同的電壓。存儲(chǔ)器單元連接到各條字線。該方法還包括用所述多條替換字線中的替換字線替換所述多條字線中的有缺陷字線。

一些實(shí)施例涉及一種存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元、連接到所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的多條位線以及連接到所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元的多條字線。所述多條字線包括第一組字線、第二組字線和第三組字線。存儲(chǔ)器還包括多條替換字線，所述多條替換字線包括在第一組字線和第二組字線之間的至少一條第一替換字線以及在第二組字線和第三組字線之間的至少一條第二替換字線。存儲(chǔ)器還包括字線控制電路，所述字線控制電路被配置為基于所述多條字線中的各條字線的位置向各條字線施加不同的電壓。字線控制電路被配置為在對(duì)所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的存儲(chǔ)器單元執(zhí)行的操作期間向各條字線施加不同的電壓。存儲(chǔ)器單元連接到各條字線。字線控制電路被配置為用至少一條第一替換字線中的替換字線替換第一組或第二組中的有缺陷字線。

通過(guò)說(shuō)明的方式提供前述發(fā)明內(nèi)容，并且前述發(fā)明內(nèi)容不是旨在限制。

附圖說(shuō)明

在附圖中，在各個(gè)圖中示出的每個(gè)相同或近似相同的部件由相似的標(biāo)號(hào)表示。為了清楚起見(jiàn)，可能并非在每個(gè)附圖中都對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行標(biāo)記。

圖1示出根據(jù)一些實(shí)施例的存儲(chǔ)器的示例。

圖2a示出根據(jù)一些實(shí)施例的存儲(chǔ)器單元的示例。

圖2b示出根據(jù)一些實(shí)施例的連接到公共電壓節(jié)點(diǎn)的多個(gè)存儲(chǔ)器單元。

圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于cbram的存儲(chǔ)器單元的示例性i-v曲線。

圖4示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括多個(gè)區(qū)塊的存儲(chǔ)器的示例。

圖5示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有散布在字線之間的替換字線的存儲(chǔ)器的示例。

圖6示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有在各組字線之間的多條替換字線的存儲(chǔ)器的示例。

具體實(shí)施方式

在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以包括散布在整個(gè)存儲(chǔ)器中的字線之間的多條替換字線。如果字線有缺陷并需要被替換，則可以用附近的替換字線來(lái)替換。在一些實(shí)施例中，如將要描述的，可以在不需要改變基于地址的電壓補(bǔ)償方案的情況下替換缺陷的字線。

圖1示出根據(jù)一些實(shí)施例的存儲(chǔ)器1的示圖。存儲(chǔ)器1包括以行和列布置的存儲(chǔ)器單元mc的陣列。每個(gè)存儲(chǔ)器單元mc連接到字線wl和位線bl。字線控制電路2和位線控制電路3通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)的字線和位線來(lái)尋址陣列中選定的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器單元。字線wl和位線bl通過(guò)向字線wl和位線bl施加適當(dāng)?shù)碾妷簛?lái)控制將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到存儲(chǔ)器單元mc中。字線wl和位線bl還通過(guò)向字線wl施加適當(dāng)?shù)碾妷翰⑼ㄟ^(guò)位線bl讀出數(shù)據(jù)來(lái)控制從存儲(chǔ)器單元mc讀取數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器單元mc可以是使用各種技術(shù)中的任何一種技術(shù)的任何合適的存儲(chǔ)器單元，作為示例而非限制，存儲(chǔ)器單元的示例包括電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(reram)、導(dǎo)電橋隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(cbram)、相變存儲(chǔ)器(pcm)、磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(mram)，自旋ram和閃存。作為示例而非限制，存儲(chǔ)器單元配置的示例包括單晶體管(1t)、單電阻器(1r)、單晶體管單電阻器(1t1r)和單漏極單電阻器(1d1r)。

圖2a示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有1t1r配置的示例性存儲(chǔ)器單元mc的示圖。如圖2a中所示，存儲(chǔ)器單元mc具有晶體管t和電阻元件r。在圖2a的示例中，晶體管t是控制對(duì)存儲(chǔ)器單元mc的存取的存取晶體管。可以使用任何合適類型的晶體管，作為示例，諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)或雙極晶體管。晶體管t具有連接到位線bl的第一端子、連接到電阻元件r的第一端子的第二端子以及連接到字線wl的控制端子。電阻元件r的第二端子連接到公共電壓節(jié)點(diǎn)vcommon。在這個(gè)示例中，存儲(chǔ)器單元mc是連接到位線bl、字線wl和公共電壓節(jié)點(diǎn)vcommon的三端子設(shè)備。

圖2b示出根據(jù)一些實(shí)施例的存儲(chǔ)器的配置，其中公共電壓節(jié)點(diǎn)vcommon(也稱為“片”)連接到多個(gè)存儲(chǔ)器單元。在圖2b的示例中，在存儲(chǔ)器的列內(nèi)彼此相鄰的存儲(chǔ)器單元共享與對(duì)應(yīng)位線bl的連接。

在一些類型的非易失性存儲(chǔ)器(諸如導(dǎo)電橋隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(cbram))中，例如，可以通過(guò)施加通過(guò)存儲(chǔ)器單元mc的電阻元件r的電流而將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到存儲(chǔ)器單元中。當(dāng)跨存儲(chǔ)器單元在位線bl和公共電壓節(jié)點(diǎn)vcommon之間施加電壓時(shí)，可以通過(guò)控制由字線wl施加到晶體管t的控制端子的電壓來(lái)控制通過(guò)電阻元件r的電流，因?yàn)殡娏鲗⒂蓈＝ir確定，使得i＝(vbl-vcommon)/(rt+rr)，其中rt是晶體管的存取電阻，rr是存儲(chǔ)器元件r的電阻。以確定的極性施加通過(guò)存儲(chǔ)器單元的確定水平的電流可以通過(guò)引起電阻元件r的電阻的變化來(lái)“置位”或“復(fù)位”存儲(chǔ)器單元。“置位”操作可以使存儲(chǔ)器單元mc存儲(chǔ)第一極性的數(shù)據(jù)比特(例如，0或1)，而“復(fù)位”操作可以使存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)第二(例如，相反)極性的數(shù)據(jù)比特。在一些實(shí)施例中，可以同時(shí)在多個(gè)存儲(chǔ)器單元中執(zhí)行“置位”或“復(fù)位”操作。

圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的cbram存儲(chǔ)器單元的i-v曲線。如圖3中所示，作為示例，可以通過(guò)施加具有如圖3中所示的量值和極性的電流來(lái)“置位”和“復(fù)位”存儲(chǔ)器單元?！爸梦弧辈僮骺梢詫?dǎo)致導(dǎo)電材料的遷移，這在cbram存儲(chǔ)器單元內(nèi)產(chǎn)生導(dǎo)電橋，由此減小其電阻并存儲(chǔ)第一極性的比特?！皬?fù)位”操作導(dǎo)致導(dǎo)電材料在相反方向上的遷移，由此去除導(dǎo)電橋并且增加存儲(chǔ)器單元的電阻以存儲(chǔ)第二極性的比特。雖然圖3示出了向cbram存儲(chǔ)器單元施加電流的示例，但是本文中所述的技術(shù)不限于cbram。如上面所提到的，本文中所述的技術(shù)可以應(yīng)用于其它類型的存儲(chǔ)器，包括其它類型的非易失性存儲(chǔ)器。

雖然位線bl和字線wl可以由導(dǎo)電材料(例如，金屬)形成，但是它們具有非零阻抗，該非零阻抗取決于所選存儲(chǔ)器單元和控制電路之間的線的長(zhǎng)度。因此，由字線控制電路2或位線控制電路3看到的阻抗可以取決于存儲(chǔ)器單元mc的地址，因?yàn)樵摰刂房梢苑从炒鎯?chǔ)器單元的物理位置。例如，位線控制電路3和存儲(chǔ)器單元mc之間的位線bl的阻抗取決于存儲(chǔ)器單元與bl控制電路的距離，并且存儲(chǔ)器單元mc的字線地址指示存儲(chǔ)器單元mc和位線控制電路3之間的距離。在連接到列的不同字線的存儲(chǔ)器單元處的位線電壓可以取決于存儲(chǔ)器單元的字線地址而不同。如圖1中所示，與具有較高字線地址(例如，wl<4>)的存儲(chǔ)器單元相比，具有較低字線地址(例如，wl<0>)的存儲(chǔ)器單元可以位于更靠近位線控制電路3的位置。在這個(gè)示例中，與較低字線地址處的存儲(chǔ)器單元所具有的阻抗相比，較高字線地址處的存儲(chǔ)器單元將在存儲(chǔ)器單元和位線控制電路3之間具有更高的阻抗。由于位線的非零阻抗，由位線控制電路3施加的電壓沿著位線的長(zhǎng)度下降，使得具有較高字線地址的存儲(chǔ)器單元看到比具有較低字線地址的存儲(chǔ)器單元所看到的位線電壓更低的位線電壓。在不同字線地址處的位線的電壓的改變影響施加到存儲(chǔ)器單元的電流，如圖2a中所示，因?yàn)橥ㄟ^(guò)存儲(chǔ)器單元的電流與位線電壓和vcommon之差成比例。因此，除非執(zhí)行補(bǔ)償，否則即使可以通過(guò)控制電路2、3向不同的位線和字線施加相同的電壓，由于位線電壓相對(duì)于位置下降，向不同字線地址處的存儲(chǔ)器單元提供的電流也將不同。

如圖2a中所示，可以通過(guò)施加到晶體管t的控制端子的電壓來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)存儲(chǔ)器單元的電流，因?yàn)檫@樣做改變了存儲(chǔ)器單元的電阻?？梢赃x擇施加到字線wl的電壓，以補(bǔ)償在不同字線地址處的位線的電壓的改變。在這樣的“地址補(bǔ)償”技術(shù)中，字線控制電路2可以取決于字線地址向不同的字線施加不同的電壓，使得連接到不同字線的存儲(chǔ)器單元在操作(諸如“置位”或“復(fù)位”操作)期間將接收基本上相同的電流。但是，如果字線有缺陷并且需要用替換字線來(lái)替換，則這樣的地址補(bǔ)償技術(shù)可能是復(fù)雜的或低效的，因?yàn)?，由于不同位置處的位線電壓的變化，替換字線可能位于接收不同位線電壓的不同位置處。

存儲(chǔ)器可以包括可以替換一條或多條有缺陷字線的替換字線。如果替換字線位于存儲(chǔ)器的邊緣，則當(dāng)用替換字線之一替換有缺陷字線時(shí)，上述地址補(bǔ)償技術(shù)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。由于替換字線位于與有缺陷字線的位置不同的存儲(chǔ)器物理位置處，因此，當(dāng)用替換字線來(lái)替換有缺陷字線時(shí)，從被尋址的存儲(chǔ)器單元到位線控制電路3的位線的阻抗將改變。例如，如果替換字線位于存儲(chǔ)器的邊緣，則由替換字線接收的位線電壓可能與由位于存儲(chǔ)器中間的、需要被替換的字線接收的位線電壓顯著不同。因此，在“置位”或“復(fù)位”操作期間施加到連接到替換字線的存儲(chǔ)器單元的電流將與期望施加的電流不同。

字線控制電路2可以被設(shè)計(jì)為當(dāng)替換有缺陷字線時(shí)補(bǔ)償字線位置的改變。但是，這樣做可能導(dǎo)致字線控制電路2的附加的復(fù)雜性，這可能是不可行的。如圖4中所示，存儲(chǔ)器可以具有多個(gè)“區(qū)塊(tile)”。第一字線控制電路2可以驅(qū)動(dòng)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)區(qū)塊的字線，而另一個(gè)字線控制電路2可以驅(qū)動(dòng)對(duì)于其它一個(gè)或多個(gè)區(qū)塊的字線。作為示例，區(qū)塊可以包括大約1k條字線。但是，本文中所述的技術(shù)不限于區(qū)塊中特定數(shù)量的字線。例如，在包括16個(gè)區(qū)塊的存儲(chǔ)器中，可以存在用來(lái)控制4個(gè)區(qū)塊的字線控制電路，并且存儲(chǔ)器可以包括用來(lái)控制16個(gè)區(qū)塊的四個(gè)字線控制電路。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以包括單個(gè)電壓生成電路，以生成將由字線控制電路2施加到各條字線的不同電壓?？梢詫?duì)各個(gè)區(qū)塊或區(qū)塊組執(zhí)行有缺陷字線的替換。如果第一字線控制電路2為一個(gè)區(qū)塊或區(qū)塊組替換有缺陷字線，則不可以在另一個(gè)區(qū)塊或區(qū)塊組中替換相同的字線。為了補(bǔ)償在替換字線的位置處的位線電壓的改變，字線控制電路2可能需要跟蹤字線已被替換的一個(gè)或多個(gè)區(qū)塊，并且為一個(gè)或多個(gè)區(qū)塊中已被替換的經(jīng)替換字線生成合適的字線電壓，以及為一個(gè)或多個(gè)區(qū)塊中未被替換的字線生成另一個(gè)電壓。如上面所提到的，這種補(bǔ)償技術(shù)可能不可行，或者可能導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)字線控制電路和/或電壓生成器的不期望的復(fù)雜性和/或尺寸。

在本文中所述的技術(shù)的一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以包括散布在整個(gè)存儲(chǔ)器中的字線之間的多條替換字線。如果字線有缺陷并需要被替換，則可以用附近的替換字線來(lái)替換。替換字線可以以一定的間隔位于整個(gè)陣列中，使得可以用位于與缺陷字線的位置沒(méi)有顯著不同的位置處的替換字線來(lái)替換缺陷字線。由于替換字線的位置與有缺陷字線的位置沒(méi)有顯著不同，因此，當(dāng)字線被替換時(shí)，到達(dá)存儲(chǔ)器單元的位線的阻抗沒(méi)有顯著改變，并且替換字線的位線電壓與已被替換的字線的位線電壓沒(méi)有顯著不同。因此，在操作(諸如“置位”或“復(fù)位”操作)期間，提供給連接到替換字線的存儲(chǔ)器單元的電流相對(duì)于應(yīng)當(dāng)提供給有缺陷字線的電流沒(méi)有顯著改變。因此，在一些實(shí)施例中，當(dāng)用附近的替換字線替換有缺陷字線時(shí)，不需要改變地址補(bǔ)償技術(shù)。

圖5示出了其中替換字線散布在整個(gè)存儲(chǔ)器中的原始字線之間的存儲(chǔ)器的實(shí)施例。如圖5中所示，字線控制電路2連接到多條字線wl<0>至wl<n-1>、wl<n>至wl<2n-1>等等。在字線wl<n-1>和wl<n>之間是替換字線rep_wl_0。在字線wl<2n-1>和wl<2n>之間是另一條替換字線rep_wl_1?？梢园ㄈ魏螖?shù)量的字線和替換字線。如圖1中所示，每條替換字線可以連接到存儲(chǔ)器單元的對(duì)應(yīng)行，使得連接到有缺陷字線的存儲(chǔ)器單元可以用連接到替換字線的存儲(chǔ)器單元來(lái)替換。在一些實(shí)施例中，當(dāng)字線控制電路2確定字線有缺陷并且需要被替換時(shí)，可以由字線控制電路2執(zhí)行這樣的替換。

在一些實(shí)施例中，可以如下替換一條或多條有缺陷字線。在從wl<0>至wl<n-1>的字線有缺陷的情況下，可以用替換字線rep_wl_0替換。在從wl<n>至wl<2n-1>的字線有缺陷的情況下，可以用替換字線rep_wl_1替換。在圖5的上下文中，因?yàn)楸疚闹兴龅募夹g(shù)在這方面沒(méi)有限制，可以用位于有缺陷字線上方或下方的替換字線來(lái)替換有缺陷字線。例如，在一些實(shí)施例中，從wl<n>至wl<2n-1>的有缺陷字線可以用圖5中位于字線wl<n>至wl<2n-1>上方的替換字線rep_wl_0來(lái)替換。

在一些實(shí)施例中，替換字線可以散布在整個(gè)存儲(chǔ)器中。替換字線可以位于規(guī)律的間隔(例如，每n條字線)的位置，使得替換字線位于n條字線的連續(xù)組之間?？梢允褂萌魏魏线m的n的值，諸如64、128或任何其它合適的值。在一些實(shí)施例中，可以選擇替換字線之間的字線的數(shù)量n，從而可以用位于與有缺陷字線足夠靠近的替換字線來(lái)替換有缺陷字線，使得有缺陷字線和替換字線之間的位線bl的電壓的差低于預(yù)定閾值。因此，如果字線有缺陷，則可以用附近的替換字線替換，并且由于位線電壓的改變低于閾值，因此字線控制電路2不需要調(diào)節(jié)字線的電壓來(lái)補(bǔ)償當(dāng)字線被替換時(shí)該字線的位置的改變。例如，可以基于預(yù)定閾值電流差來(lái)確定預(yù)定閾值，該預(yù)定閾值電流差是基于存儲(chǔ)器單元的類型和/或存儲(chǔ)器的配置而被確定為可接受的。

圖6示出在n條字線的連續(xù)組之間包括多條替換字線的存儲(chǔ)器的實(shí)施例。在字線的連續(xù)組之間包括多條替換字線可以允許替換多條替換字線附近的多條字線。例如，在從wl<0>至wl<n-1>的第一字線有缺陷的情況下，可以用替換字線rep_wl_0替換。在從wl<0>至wl<n-1>的第二字線有缺陷的情況下，可以用替換字線rep_wl_1替換。在從wl<n>至wl<2n-1>的第一字線有缺陷的情況下，可以用替換字線rep_wl_2替換。在從wl<n>至wl<2n-1>的第二字線有缺陷的情況下，可以用替換字線rep_wl_3替換。在圖6的上下文中，因?yàn)楸疚闹兴龅募夹g(shù)在這方面沒(méi)有限制，有缺陷字線可以用位于有缺陷字線上方或下方的替換字線來(lái)代替。例如，在一些實(shí)施例中，可以用圖6中位于字線wl<n>至wl<2n-1>上方的替換字線rep_wl_0或rep_wl_1替換從wl<n>至wl<2n-1>的有缺陷字線。

如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，字線控制電路2和位線控制電路3可以包括任何合適的電路。在一些實(shí)施例中，如圖4中所示，字線控制電路2可以包括被稱為“wl驅(qū)動(dòng)器”的電路。如圖4中進(jìn)一步示出的，位線控制電路3可以包括用于施加合適的位線電壓的一個(gè)或多個(gè)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器，用于從存儲(chǔ)器單元讀取數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)放大器sa，用于選擇位線的一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器y-mux，以及一個(gè)或多個(gè)參考電阻r-ref。存儲(chǔ)器可以包括用于向公共電壓節(jié)點(diǎn)施加合適的電壓vcommom的vcommon驅(qū)動(dòng)器。如圖4中還示出的，存儲(chǔ)器可以包括lio控制器。但是，因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m的存儲(chǔ)器配置或尺寸，本文中所述的技術(shù)不限于圖4中所示的存儲(chǔ)器配置或存儲(chǔ)器尺寸。

本文中所述的技術(shù)和裝置不將其應(yīng)用限制于在前述說(shuō)明書(shū)中闡述或在附圖中示出的構(gòu)造的細(xì)節(jié)和部件的布置。本文中所述的技術(shù)和裝置能夠具有其它實(shí)施例并且能夠以各種方式實(shí)施或執(zhí)行。而且，本文中所使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”、“包含”、“涉及”及其變型意味著涵蓋其后列出的項(xiàng)目及其等同物，以及附加的項(xiàng)目。

因此，在已經(jīng)描述了本發(fā)明的至少一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易想到各種更改、修改和改進(jìn)。這樣的更改、修改和改進(jìn)旨在位于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，前面的描述僅僅是作為示例，而不是旨在作為限制。本發(fā)明僅由下面的權(quán)利要求及其等同物中所定義的來(lái)限定。