虚拟接地感测电路及相关装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示虚拟接地感测电路、电系统、计算装置及相关方法。虚拟接地感测电路包含：感测电路，其经配置以将参考电压电势与感测节点电压电势相比较；及虚拟接地电路，其可操作地耦合到所述感测电路。所述虚拟接地电路经配置以：将第一偏置电压电势处的虚拟接地提供到可操作地耦合到所选择的铁电存储器单元的导线；且响应于所述所选择的铁电存储器单元从第一极化状态变为第二极化状态而将所述导线放电到感测节点。一种方法包含：将第二偏置电压电势施加到可操作地耦合到所述所选择的铁电存储器单元的另一导线；且将感测节点电压电势与参考电压电势相比较。电系统及计算装置包含虚拟接地感测电路。

Virtual grounding sensing circuit and related devices, systems and methods

The invention discloses a virtual grounding sensing circuit, an electric system, a computing device and a related method. The virtual grounding sensing circuit includes: the sensing circuit is configured to compare the reference voltage potential with the voltage potential of the sensing node, and the virtual grounding circuit is operatively coupled to the sensing circuit. \u6240\u8ff0\u865a\u62df\u63a5\u5730\u7535\u8def\u7ecf\u914d\u7f6e\u4ee5\uff1a\u5c06\u7b2c\u4e00\u504f\u7f6e\u7535\u538b\u7535\u52bf\u5904\u7684\u865a\u62df\u63a5\u5730\u63d0\u4f9b\u5230\u53ef\u64cd\u4f5c\u5730\u8026\u5408\u5230\u6240\u9009\u62e9\u7684\u94c1\u7535\u5b58\u50a8\u5668\u5355\u5143\u7684\u5bfc\u7ebf\uff1b\u4e14\u54cd\u5e94\u4e8e\u6240\u8ff0\u6240\u9009\u62e9\u7684\u94c1\u7535\u5b58\u50a8\u5668\u5355\u5143\u4ece\u7b2c\u4e00\u6781\u5316\u72b6\u6001\u53d8\u4e3a\u7b2c\u4e8c\u6781\u5316\u72b6\u6001\u800c\u5c06\u6240\u8ff0\u5bfc\u7ebf\u653e\u7535\u5230\u611f\u6d4b\u8282\u70b9\u3002 One method comprises the following steps: applying the second bias voltage potential to the other conductor which is operatively coupled to the selected ferroelectric memory cell, and comparing the voltage potential of the sensing node with the reference voltage potential. The electric system and the computing device include the virtual earth sensing circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】虚拟接地感测电路及相关装置、系统及方法优先权主张本申请案主张2015年5月20日申请的“虚拟接地感测电路及相关装置、系统及方法(VIRTUALGROUNDSENSINGCIRCUITRYANDRELATEDDEVICES,SYSTEMS,ANDMETHODS)”的序列号为14/717,471的美国专利申请案的申请日的权益。
本专利技术大体上涉及检测存储于存储器单元中的电荷。更具体来说，本专利技术涉及检测存储于铁电存储器单元中的电荷且涉及相关电路、装置、系统及方法。
技术介绍
数据存储装置的制造商不断寻求提供具有增加的速度(例如，更快的读取/写入操作)、更低功率消耗及更高存储器容量的数据存储装置。尽管迄今为止已考虑许多不同种类的数据存储装置，但通常包含浮动栅极晶体管阵列(其存储对应于不同数字位状态的不同电荷电平)的NAND快闪存储器仍然是突出的。尽管其它形式的数据存储(例如，铁电存储器)提供更佳的速度及更低的功率消耗，但NAND快闪存储器仍然是突出的。NAND快闪的此持续突出性可部分归因于其相较于其它形式的数据存储具有相对较低的制造成本及相对较高的存储密度(即，相对较少的存储器单元)。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的铁电存储器单元阵列的一部分的简化图；图2A及2B说明施加到图1的铁电存储器单元阵列的不同电压电势与铁电存储器单元106的对应极化状态之间的关系；图2A说明可操作地耦合到假定可变电压源的图1的铁电存储器单元阵列；图2B是展示施加到铁电存储器单元的不同电压与铁电存储器单元的不同极化状态的关系的简化图；图3是根据本专利技术的实施例的图1的阵列的一部分的简化示意图；图4是可操作地耦合到图1的铁电存储器单元阵列中的一者的控制电路的简化框图；图5A是图4的控制电路的虚拟接地感测电路的示意图；图5B说明处于单电平极化方案中的所选择的铁电存储器单元的感测操作期间的图5A的虚拟接地感测电路中的电压电势的图；图5C说明处于单电平极化方案中的所选择的铁电存储器单元的感测操作期间的图5A的虚拟接地感测电路中的电压电势的其它图；图6A及6B说明根据本专利技术的实施例的感测电路及相关电压电势图；图6A是处于多电平极化方案中的感测电路的示意图；图6B说明图6A的感测电路的电压电势图；图7A及7B说明根据本专利技术的实施例的另一感测电路及相关电压电势图；图7A是处于多电平极化方案中的感测电路的示意图；图7B说明图7A的感测电路的电压电势图；图8是说明执行所选择的铁电存储器单元的感测操作的方法的简化流程图；及图9是包含存储器装置的计算装置的简化框图，所述存储器装置包含图4的控制电路。具体实施方式在以下详细描述中参考形成本文的一部分的附图，且在所述详细描述中以说明方式展示其中可实践本专利技术的特定实施例。充分详细描述这些实施例以使得所属领域的一般技术人员能够实践本专利技术。然而，应理解，当详细描述及特定实例指示本专利技术的实施例的实例时仅以说明方式给出且不具有限制性。在此专利技术中，可作出且所属领域的一般技术人员将明白在本专利技术的范围内的各种替代、修改、新增、重新布置或其组合。根据共同实践，图式中说明的各种特征可不按比例绘制。本文呈现的说明不意味着是任何特定设备(例如，装置、系统等等)或方法的实际视图，而仅是经采用以描述本专利技术的各种实施例的理想表示。因此，各种特征的尺寸为清楚起见可随意变大或缩小。另外，为清楚起见可简化部分图式。因此，图式可不描绘给定设备的全部组件或特定方法的全部操作。可使用多种不同技术中的任何者来表示本文描述的信息及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合表示在描述中涉及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及芯片。为陈述及描述的清楚起见，一些图式可将信号说明为单个信号。所属领域的一般技术人员将理解，信号可表示信号的总线，其中所述总线可具有多种位宽度且可对包含单个数据信号的任何数目个数据信号实施本专利技术。结合本文揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及算法动作可实施为电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件及软件的此互换性，大体上在功能性方面描述各种说明性组件、块、模块、电路及动作。此功能性实施为硬件还是软件取决于施加于整个系统的特定应用及设计约束。技术人员可针对每一特定应用以各种方式实施所描述的功能性，但此类实施决策不应解译为超出本文描述的本专利技术的实施例的范围。另外应注意，可以描绘为流程图、结构图式或框图的过程来描述实施例。尽管流程图可将操作动作描述为循序过程，但可以另一顺序、并行或基本上同时执行这些动作中的许多者。另外，可重新布置所述动作的顺序。过程可对应于方法、功能、程序、子例程、子程序等等。此外，本文揭示的方法可在硬件、软件或所述两者中实施。如果在软件中实施，那么可将功能存储或传输为计算机可读媒体上的一或多个计算机可读指令(例如，软件代码)。计算机可读媒体可包含计算机存储媒体及包含促进将计算机程序从一个地方转移到另一地方的任何媒体的通信媒体。计算机可读媒体可包含易失性及非易失性存储器，例如(举例来说)磁性及光学存储装置，例如(举例来说)硬盘、磁盘驱动器、磁带、CD(光盘)、DVD(数字多功能光盘或数字视频光盘)、固态存储装置(固态驱动器)及其它类似存储装置。应理解，对使用名称(例如“第一”、“第二”等等)的本文中的元件的任何参考不限制那些元件的数量或顺序，除非在本文中明确陈述此限制。确切来说，这些名称在本文中可用作为区别两个或两个以上元件或元件的例子的简便方法。因此，参考第一及第二元件不意味着仅可采用两个元件或第一元件必须以某种方式先于第二元件。此外，除非另外规定，否则一组元件可包括一或多个元件。本文描述的元件可包含相同元件的多个例子。这些元件大体上可由数字命名符(例如106)指示且具体来说可由其后接着前面有“虚线”的数字命名符的数字指示符(例如，106-11)指示。为了容易地描述下文，大部分元件数字指示符以在其上介绍或最完整论述元件的图式的数字开始。因此，例如，图1上的元件识别符大部分将以数字格式1xx出现且图3上的元件大部分将以数字格式3xx出现。本文揭示的虚拟接地感测电路可经配置以通过将可操作地耦合到所选择的存储器单元的导线放电到具有小于导线的电容的感测节点电容的感测节点而执行感测操作。尽管主要参考铁电存储器来论述本专利技术，但本专利技术的系统及方法可在其中期望感测相对较小的电荷及电压电势或感测相对较小的电荷及电压电势有帮助的任何环境中实施。如本文所使用，术语“铁电材料”是指响应于跨越所述材料施加的不同电压电势展现两个或两个以上极化电平中的非线性极化的材料。举非限制性实例，铁电材料可包含锆钛酸铅(PZT)、钽酸锶铋(SBT)、钛酸镧铋(BLT)、钛酸铅、钛酸钡及二氧化铪(HfO2)。如本文所使用，术语“极化电平”是指极化的不同量值及定向(例如，方向)，例如，分别响应于施加的正向及反向电压电势的正向及反向极化。在一些实施例中，不同极化电平也可细分为相同极化定向内(使得多个位能够存储到相同铁电存储器单元)的极化的不同能量级(即，多电平电荷注入)。铁电材料的多电平电荷注入可用于制造多位铁电存储器单元。举例来说，在颁予给罗德里格斯(Rodriguez)等人的第6,856,534号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟接地感测电路，其包括：至少一个感测电路，其经配置以将参考电压电势与所述感测电路的感测节点的感测节点电压电势相比较，所述感测节点具有感测节点电容；虚拟接地电路，其可操作地耦合到所述至少一个感测电路且经配置以：将第一偏置电压电势处的虚拟接地提供到可操作地耦合到所选择的铁电存储器单元的导线；且响应于所述所选择的铁电存储器单元从第一极化状态变为第二极化状态而将所述导线放电到所述感测电路的所述感测节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.20 US 14/717,4711.一种虚拟接地感测电路，其包括：至少一个感测电路，其经配置以将参考电压电势与所述感测电路的感测节点的感测节点电压电势相比较，所述感测节点具有感测节点电容；虚拟接地电路，其可操作地耦合到所述至少一个感测电路且经配置以：将第一偏置电压电势处的虚拟接地提供到可操作地耦合到所选择的铁电存储器单元的导线；且响应于所述所选择的铁电存储器单元从第一极化状态变为第二极化状态而将所述导线放电到所述感测电路的所述感测节点。2.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述至少一个感测电路包含经配置以选择性地将所述感测节点可操作地耦合到功率电压电势的晶体管。3.根据权利要求2所述的虚拟接地感测电路，其中所述晶体管经配置以在所述所选择的铁电存储器单元的感测操作期间将所述感测节点与所述功率电压电势隔离。4.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述至少一个感测电路经配置以检测当所述所选择的铁电存储器单元从所述第一极化状态变为所述第二极化状态时由所述所选择的铁电存储器单元发射的电荷。5.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述至少一个感测电路经配置以检测如果所述所选择的铁电存储器单元从所述第一极化状态变为所述第二极化状态时汲集到所述所选择的铁电存储器单元的电荷。6.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述第一极化状态及所述第二极化状态对应于一位单电平极化方案中的数据状态。7.根据权利要求6所述的虚拟接地感测电路，其中所述第一极化状态对应于数字逻辑“1”及数字逻辑“0”中的一者，且所述第二极化状态对应于所述数字逻辑“1”及所述数字逻辑“0”中的另一者。8.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述第一极化状态及所述第二极化状态对应于多位多电平极化方案中的数据状态。9.根据权利要求8所述的虚拟接地感测电路，其中所述第一极化状态及所述第二极化状态对应于两位多电平极化方案中的数据状态。10.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述感测节点电容小于所述导线的电容。11.根据权利要求1所述的虚拟接地感测电路，其中所述感测节点电容包括寄生电容。12.一种执行所选择的铁电存储器单元的感测操作的方法，所述方法包括：将第一偏置电压电势处的虚拟接地提供到可操作地耦合到处于第一极化状态的所选择的铁电存储器单元的导线；将第二偏置电压电势施加到可操作地耦合到所述所选择的铁电存储器单元的另一导线，其中所述第一偏置电压电势及所述第二偏置电压电势经选择以将临界电压施加到所述所选择的铁电存储器单元；如果所述铁电存储器单元切换到第二极化状态那么将所述导线可操作地耦合到具有感测节点电容的感测电路的感测节点；及将所述感测节点处的感测节点电压电势与参考电压电势作比较以确定所述第一极化状态。13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括：在锁存器中存储对应于所述经确定的第一极化状态的数据；且在执行所述感测操作之后将所述所选择的铁电存储器单元复位为所述第一极化状态。14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在所述感测操作期间将所述参考电压电势从低电压电势拂掠到高电压电势。15.根据权利要求14所述的方法，其中将所述参考电压电势从所述低电压电势拂掠到所述高电压电势包括：将所述参考电压电势以步进图案从所述低电压电势拂掠到高电压电势。16.根据权利要求14所述的方法，其中将所述参考电压电势从所述低电压电势拂掠到所述高电压电势包括：将所述参考电压电势线性地从所述低电压电势拂掠到所述高电压电势。17.根据权利要求12所述的方法，其中将所述感测节点电压电势与所述参考电压作比较包括：将所述感测节点电压电势与多个不同参考电压电势作比较而确定所述第一极化状态。18.一种虚拟接地感测电路，其包括：运算放大器，其包括非反相输入、反相输入及放大器输出；跟随器电路，其包含n-MOS晶体管及p-MOS晶体管，所述跟随器电路的输入包含可操作地耦合到所述p-MOS晶体管的栅极的所述n-MOS晶体管的栅极，且所述跟随器电路的输出包含可操作地耦合到所述p-MOS晶体管的源极的所述n-MOS晶体管的源极，所述跟随器电路的所述输出可操作地耦合到所述运算放大器的所述反相输入；及比较器，其经配置以将所述n-MOS晶体管及所述p-MOS晶体管中的一者的漏极处的感测节点电压与参考电压电势作比较。19.根据权利要求18所述的虚拟接地感测电路，其进一步包括经配置以将所述n-MOS晶体管及所述p-MOS晶体管中的另一者的漏极处的另一感测节点电压与另一参考电压电势作比较的另一比较器。20.根据权利要求18所述的虚拟接地感测电路，其中将所述n-MOS晶体管及所述p-MOS晶体管中的另一者的漏极可操作地耦合到电力供应器电压电势。21.根据权利要求18所述的虚拟接地感测电路，其中所述n-MOS晶体管及所述p-MOS晶体管中的所述一者的所述漏极通过经配置以在感测操作期间将所述n-MOS晶体管及所述p-MOS晶体管中的所述一者的所述漏极与所述电力供应器电压电势隔离的晶体管可操作地耦合到电力供应器电压电势。22.根据权利要求18所述的虚拟接地感测电路，其中所述跟随器电路的所述输出可操作地耦合到导线解码器，所述导线解码器经配置以选择性地将所述跟随器电路的所述输出可操作地耦合到存储器单元阵列的多个导线中的一者。23.根据权利要求18所述的虚拟接地感测电路，其中所述比较器经配置以将所述p-MOS晶体管的漏极电压电势与所述参考电压电势作比较。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·G·马罗塔，M·D·蒂布尔齐，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US