存储器单元组件的阈值电压变差的补偿制造技术

描述用于操作铁电存储器单元的方法、系统和装置。在读取存储器单元之前，可以将所述存储器单元的存取线上的电压初始化为与开关组件的阈值电压相关联的值，所述开关组件与所述存储器单元成电子连通。所述电压可以通过将所述存取线上的已存在电压减小到所述值来初始化。可以使用所述开关组件或额外下拉装置或这两者来减小所述存取线的所述电压。在所述存取线已初始化为所述值之后，可以触发读取操作。

Compensation for Threshold Voltage Variation of Memory Unit Components

Describes methods, systems and devices for operating ferroelectric memory units. Before reading the memory unit, the voltage on the access line of the memory unit can be initialized to a value associated with the threshold voltage of the switch component, which is electronically connected with the memory unit. The voltage can be initialized by reducing the existing voltage on the access line to the value. The voltage of the access line can be reduced by using the switch assembly or an additional pull-down device or both. After the access line has been initialized to the value, a read operation can be triggered.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存储器单元组件的阈值电压变差的补偿相关申请的交叉引用本专利申请主张Thiruvengadam等人在2016年9月16日提交的名称为“存储器单元组件的阈值电压变差的补偿(CompensationforThresholdVoltageVariationofMemoryCellComponents)”的第15/267,807号美国专利申请的优先权，所述申请让渡给本受让人。
技术介绍
以下内容大体上涉及存储器装置，且更具体来说，涉及存储器阵列内的阈值电压变差的补偿。存储器装置广泛用于将信息存储在例如计算机、无线通信装置、相机、数字显示器等各种电子装置中。通过编程存储器装置的不同状态来存储信息。例如，二进制装置具有两个状态，通常标示为逻辑“1”或逻辑“0”。在其它系统中，可存储超过两个状态。为了存取所存储信息，电子装置的组件可读取或感测存储器装置中所存储的状态。为了存储信息，电子装置的组件可写入或编程存储器装置中的状态。存在多种类型的存储器装置，包括磁性硬盘、随机存取存储器(randomaccessmemory，RAM)、动态RAM(dynamicRAM，DRAM)、同步动态RAM(synchronousdynamicRAM，SDRAM)、铁电RAM(ferroelectricRAM，FeRAM)、磁性RAM(magneticRAM，MRAM)、电阻式RAM(resistiveRAM，RRAM)、只读存储器(readonlymemory，ROM)、快闪存储器、相变存储器(phasechangememory，PCM)等。存储器装置可以是易失性或非易失性的。非易失性存储器(例如FeRAM)可维持其所存储的逻辑状态很长一段时间，即使无外部电源存在也是这样。易失性存储器装置(例如，DRAM)除非被外部电源定期刷新，否则可能随时间推移而丢失其存储的状态。改进存储器装置可包括增大存储器单元密度、增大读取/写入速度、提高可靠性、增强数据保持、降低功率消耗或降低制造成本等其它度量标准。FeRAM可使用与易失性存储器类似的装置架构，但归因于将铁电电容器用作存储装置而可能具有非易失性特性。因此，与其它非易失性和易失性存储器装置相比，FeRAM装置可具有改进的性能。铁电存储器电容器可存储指示逻辑状态的信号。在感测操作期间，存储在铁电电容器处的信号可以放出到存储器单元的存取线上。在一些情况下，参与感测操作的其它组件可能会将噪声引入到存取线上的信号中。此噪声可能会破坏装置的感测操作，从而使得读取不精确且性能降低。附图说明图1说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的存储器阵列的实例。图2说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的实例电路。图3说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的铁电存储器单元的磁滞曲线的实例。图4说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的实例电路。图5说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的实例存储器阵列。图6说明根据本专利技术的实施例的支持读取和写入非易失性存储器单元及阈值电压变差的补偿的实例存储器和实例电压曲线。图7说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的实例电路。图8说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的实例时序图。图9说明根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的装置的框图。图10示出根据本专利技术的实施例的支持阈值电压变差的补偿的存储器控制器的框图。图11示出根据本专利技术的实施例的具有支持阈值电压变差的补偿的装置的系统的框图。图12到14说明根据本专利技术的实施例的用于补偿阈值电压变差的方法。具体实施方式存储器单元的存取线上的电压可以初始化为阻止存储器单元在读取操作期间放出的信号损坏的值。例如，在存储器单元的读取操作之前，存储器单元的存取线上的电压可以减小到补偿与读取操作相关联的开关组件的阈值电压的变差的值(例如，非零值)。包含铁电存储器单元的存储器阵列内的存储器单元可以通过两个存取线存取。第一存取线可以是存储器单元在读取操作期间放电到的导电线。第二存取线可以是控制存储器单元的存取操作的导电线。存储器单元的存取操作包含写入到单元(例如，存储逻辑状态)或读取单元(例如，读取所存储逻辑状态)。每一单元可具有用于存储单元的逻辑值的存储组件，例如铁电电容器。所存储逻辑值可对应于单元的相应状态，并且可在单元的数字线上产生信号(例如，电压)。第一存取线可连接多个存储器单元，并且可以连接到感测组件，所述感测组件当在读取操作期间启动时用于确定存储器单元的所存储逻辑状态。例如，感测组件可以检测由所选存储器单元输出到第一存取线上的电荷量。在常规读取操作中，第一存取线可以在读取操作之前下拉到接地(例如，0V)，使得当存储器单元在读取操作期间放电时，感测组件所感测的所有信号是来自存储器单元的铁电电容器。但是在一些情况下，与第一存取线耦合的开关组件的阈值电压的变化可能会引起第一存取线上的电压停留在非零值(例如，在第一存取线已经预充电到0V之后和在单元开始放电之前)。这一非零电压可能会破坏感测组件在读取操作期间感测到的信号。例如，来自存储器单元的极化电荷可能会丢失，从而将第一存取线一直充电到非零值。如本文所描述，第一存取线的电压可以减小到与开关组件的阈值电压相关联的值，而不是完全下拉到接地。在一些情况下，开关组件本身可用于减小电压。在其它情况下，可被称作下拉装置的额外装置与开关组件组合使用或独立于开关组件使用。将第一存取线上的电压减小到适当的非零值可允许感测组件感测存储在单元处的完整信号。下文在存储器阵列的上下文中进一步描述上文所介绍的特征和技术。接着，描述在目标存储器单元的读取操作期间补偿阈值电压变差的具体实例。通过涉及读取或写入非易失性存储器单元的设备图、系统图和流程图来进一步说明并参考其描述本专利技术的这些和其它特征。图1说明根据本专利技术的各种实施例的支持阈值电压变差的补偿的实例存储器阵列100。存储器阵列100还可被称作电子存储器设备。存储器阵列100包含可进行编程以存储不同状态的存储器单元105。存储器阵列100可为2维(2D)存储器阵列的实例，其中存储器单元105在平面中配置。每一存储器单元105可以进行编程以存储两个状态，表示为逻辑0和逻辑1。在一些情况下，存储器单元105经配置以存储超过两个逻辑状态。存储器单元105可包含用于存储表示可编程状态的电荷的电容器；例如带电荷和不带电荷的电容器可分别表示两个逻辑状态。通常，DRAM架构会此类设计，且所采用的电容器可包含具有线性电极化特性的介电材料。相比之下，铁电存储器单元可包含具有铁电作为介电材料的电容器。铁电电容器的不同电荷电平可表示不同逻辑状态。铁电材料具有非线性极化特性；铁电存储器单元105的一些细节和优点在下文论述。例如读取和写入的操作可通过启动或选择适当的字线110和数字线115来对存储器单元105执行。字线110和数字线115还可被称作存取线。启动或选择字线110或数字线115可包含向相应线路施加电压。字线110和数字线115由导电材料制成。例如，字线110和数字线115可由金属(例如铜、铝、金、钨等)、金属合金、其它导电材料等等制成。根据图1的实例，存储器单元105的每一行连接到字线110，且存储器单元105的每一列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：针对读取操作识别铁电存储器单元，其中所述铁电存储器单元的存取线通过开关组件与感测组件成电子连通；将所述存取线的电压减小到至少部分地基于所述开关组件的阈值电压的值，其中至少部分地基于针对所述读取操作识别所述铁电存储器单元，减小所述存取线的所述电压；在所述存取线的所述电压达到所述值之后启动所述开关组件；以及在所述开关组件启动之后，在所述铁电存储器单元的所述感测组件处执行所述读取操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.16 US 15/267,8071.一种方法，其包括：针对读取操作识别铁电存储器单元，其中所述铁电存储器单元的存取线通过开关组件与感测组件成电子连通；将所述存取线的电压减小到至少部分地基于所述开关组件的阈值电压的值，其中至少部分地基于针对所述读取操作识别所述铁电存储器单元，减小所述存取线的所述电压；在所述存取线的所述电压达到所述值之后启动所述开关组件；以及在所述开关组件启动之后，在所述铁电存储器单元的所述感测组件处执行所述读取操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中减小所述存取线的所述电压包括：在预定时间段内启动耦合在所述存取线和电压源之间的额外开关组件。3.根据权利要求1所述的方法，其中减小所述存取线的所述电压包括：建立所述开关组件和电压源之间的导电路径；以及所述方法进一步包括在所述导电路径建立时在一时间段内启动所述开关组件。4.根据权利要求1所述的方法，其中减小所述存取线的所述电压包括：启动与所述存取线和第一电压源耦合的额外开关组件；以及所述方法进一步包括在所述开关组件和第二电压源之间的导电路径建立时启动所述开关组件。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在减小所述存取线的所述电压之前分离所述铁电存储器单元与所述存取线。6.根据权利要求5所述的方法，其中分离所述铁电存储器单元与所述存取线包括：停用所述铁电存储器单元的选择组件。7.一种方法，其包括：针对读取操作识别铁电存储器单元，其中所述铁电存储器单元的选择组件通过第一存取线与积分器成电子连通；将所述第一存取线的电压减小到至少部分地基于所述积分器的阈值电压的值，其中至少部分地基于针对所述读取操作识别所述铁电存储器单元，减小所述第一存取线的所述电压；在所述第一存取线的所述电压达到所述值之后向所述铁电存储器单元的第二存取线施加电压，其中所述电压的施加启动所述选择组件；以及在所述选择组件启动之后，针对所述读取操作启动所述积分器。8.根据权利要求7所述的方法，其中减小所述第一存取线的所述电压包括：通过启动开关组件建立所述第一存取线和电压源之间的导电路径。9.根据权利要求7所述的方法，其中减小所述第一存取线的所述电压包括：通过启动所述积分器建立所述第一存取线和电压源之间的导电路径。10.根据权利要求7所述的方法，其中减小所述第一存取线的所述电压包括：通过启动开关组件建立所述第一存取线和第一电压源之间的导电路径；以及所述方法进一步包括通过启动所述积分器建立所述第一存取线和第二电压源之间的导电路径。11.根据权利要求7所述的方法，其中启动所述选择组件建立所述铁电存储器单元和感测电容器之间的导电路径，并且向所述第二存取线施加所述电压将电荷从所述铁电存储器单元传递到所述感测电容器。12.根据权利要求11所述的方法，其中启动所述积分器从所述感测电容器传递电流。13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：确定所述第一存取线已达到阈值；以及至少部分地基于所述确定，停用所述积分器。14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：确定所述积分器在作用中的时间段；以及至少部分地基于所述时间段的持续时间，确定所述铁电存储器单元的所存储状态。15.一种方法，其包括：针对读取操作识别铁电存储器单元，其中所述铁电存储器单元通过第一存取线与开关组件成电子连通；将所述第一存取线的电压减小到至少部分地基于所述开关组件的阈值电压的值，其中至少部分地基于针对所述读取操作识别所述铁电存储器单元，减小所述第一存取线的所述电压；在所述第一存取线的所述电压达到所述值之后向所述铁电存储器单元的第二存取线施加电压；以及在向所述第二存取线施加于电压之后执行所述铁电存储器单元的读取操作。16.根据权利要求15所述的方法，其中减小所述电压包括：建立所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿斯温·提鲁文加达姆，埃尔南·A·卡斯特罗，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US