半导体存储装置及其刷新方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种半导体存储装置，其包括：向存储单元存储数据的存储器核心电路、以某种刷新间隔对所述存储单元进行刷新的电路、检测温度的温度检测器、以及控制电路，其中所述控制电路通过控制，使得在所述温度检测器检测到预定的温度上升时，立刻缩短所述刷新间隔，在所述温度检测器检测到温度下降时，至少对所述存储单元的全体进行一次刷新之后才扩大所述刷新间隔。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体存储装置，详细地说，涉及一种为保持数据而执行刷新(refresh)操作的半导体存储装置。
技术介绍
移动电话等移动终端所需的存储容量随着终端的功能变得复杂而增加。以往，在移动终端中，虽然将SRAM(静态随机存取存储器)用作存储器，但为了实现大存储容量，近年来却正在使用DRAM(动态随机存取存储器)。此时的问题在于移动设备的电池的使用时间。SRAM保持数据时几乎不消耗功率，但DRAM为保持数据需要定期执行刷新，因此即使在待机状态也会消耗一定程度的功率。即，即使在不使用移动设备的状态下，仅将数据保持在存储器中也要消耗功率，从而导致备用电池的可使用时间变短。为了解决这个问题，只要通过减少待机状态中的刷新操作次数来削减功率消耗即可。例如，DRAM的数据保持时间具有温度越低就越长的特性。因此，当温度低时，只要将刷新间隔比温度高的状态设定得长，从而减少刷新操作的次数即可。但是，只单一地根据温度传感器的检测温度来控制刷新间隔时，将会发生以下说明的问题。例如，在高温的待机状态下，由于数据保持时间短，因此进行短周期的刷新操作。若从该状态温度急速下降，则至此一直被暴露在高温中的存储单元尽管需要进行短周期的刷新，但仍会自动切换到长周期的刷新操作。其结果是刷新操作在数据保持所需的时间内无法完成，从而会发生数据丢失的严重问题。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本专利技术的目的是提供一种解决了相关技术的一个或一个以上问题的半导体存储装置。此外，本专利技术的再一个更加具体的目的是提供一种在根据温度来调节刷新周期的结构中，即使发生急速的温度变化也能够进行适当的数据保持的半导体存储装置。为了达到上述目的，本专利技术的半导体存储装置包括存储器核心电路，向存储单元存储数据；以某种刷新间隔对存储器核心电路进行刷新的电路；温度检测器，检测温度；以及控制电路，该电路通过控制，使得在温度检测器检测到预定的温度上升时，立刻缩短刷新间隔，在所述温度检测器检测到温度下降时，至少对所述存储单元的全体进行一次刷新之后才扩大刷新间隔。这样，在本专利技术中，即使从高温状态转变到低温状态，也不会立刻改变刷新间隔，而是检测到转移后至少在一个循环的刷新(所有存储单元的各一次的刷新)结束之后才使刷新间隔变为长周期。由此，可以避免由于至此一直处于高温状态的存储单元尽管需要进行短周期的刷新，但仍将刷新周期切换为长周期，从而破坏数据等的事态。附图说明图1是本专利技术半导体存储装置的第一实施例的简要结构示意图；图2是执行本专利技术的依赖温度的刷新操作的结构示意图；图3是温度和温度检测信号的关系示意图；图4是示出分频控制电路的结构的一个例子的图；图5用于说明分频器控制信号生成电路的操作的时序图；图6是本专利技术半导体存储装置的第二实施例的简要结构示意图；图7是执行本专利技术的依赖温度的刷新操作的结构示意图；图8A和图8B是示出计数器电路的电路结构的一个例子的图；图9是用于说明分频器控制信号生成操作的时序图；图10是本专利技术半导体存储装置的第三实施例的简要结构示意图； 图11是执行本专利技术的依赖温度的刷新操作的结构示意图；图12是示出刷新地址存储电路的电路结构的一个例子的图；图13是用于说明分频器控制信号生成操作的时序图。具体实施例方式下面使用附图来详细说明本专利技术的实施例。图1是本专利技术半导体存储装置的第一实施例的简要结构示意图。图1的半导体存储装置10包括字译码器11、列译码器12、存储器核心电路13、刷新地址生成电路14、分频电路15、环形振荡器16、分频控制电路17、以及温度检测器18。存储器核心电路13虽然在图1中被分割配置成两列，但既可以是一列，也可以是3列以上。在存储器核心电路13中，多个存储单元被纵横配置成矩阵形状，并为了选择预定地址的存储单元，设置了多个字线、多个位线、读出放大器、多个列选线等。字译码器11对从半导体存储装置10的外部提供的行地址进行译码，从而激活用行地址指定的字线。与激活的字线连接的存储单元的数据被读取到位线上，并被读出放大器放大。列译码器12对从半导体存储装置10的外部提供的列地址进行译码，从而激活用列地址指定的列选线。在进行读取操作时，由激活的列选线选择被读出放大器放大的数据，并将其输出到半导体存储装置的外部。在进行写入操作时，从半导体存储装置外部提供写入数据，并且该写入数据被写入由激活的列选线选择的列地址的读出放大器中。该写入数据和从存储单元读取并应再写入的数据被写入与激活的字线连接的存储单元中。在进行刷新操作时，根据需进行刷新的地址来选择激活字线，从而将与选择字线连接的单元的数据读取到位线上，并用读出放大器放大位线上的数据电位，然后将放大后的数据再次写入与选择字线连接的存储单元中。通过对一连串的刷新地址依次执行该刷新操作(对所有存储单元中的每一个进行一次刷新)来完成一个循环的刷新操作。图2是执行本专利技术的依赖温度的刷新操作的结构示意图。图2示出了图1所示的刷新地址生成电路14、分频电路15、环形振荡器16、分频控制电路17、以及温度检测器18的相互连接关系。温度检测器18通过传感器检测温度，并将温度检测信号Ext_state1至Ext_staten提供给分频控制电路17。温度检测信号Ext_state1至Ext_staten是根据各自对应的阈值和检测温度之间的比较结果而成为HIGH(高)和LOW(低)的信号。图3是示出温度和温度检测信号Ext_state1至Ext_staten之间的关系的图。如图3所示，当温度最高时，所有的温度检测信号Ext_state1至Ext_staten均为LOW，并随着温度变低，从Ext_state1开始依次变为HIGH。在温度最低时，所有的温度检测信号Ext_state1至Ext_staten均为HIGH。再次参照图2，分频控制电路17从存储器核心电路13(或从字译码器11)接收地址基准点信号refstart。该地址基准点信号refstart是若在开始一个循环的刷新操作之时选择了开始地址，则基于此而断言(assert)的信号。此外，分频控制电路17还从温度检测器18接收温度检测信号Ext_state1至Ext_staten。根据地址基准点信号refstart和温度检测信号，分频控制电路17生成分频器控制信号Int_state1至Int_staten。分频器控制信号Int_state1至Int_staten是分别根据温度检测信号Ext_state1至Ext_staten而变为HIGH，并基于此指定对应的分频率。根据指定的分频率来确定刷新间隔。在本专利技术中，控制分频器控制信号Int_state1至Int_staten，从而即使在温度发生了急速下降的情况下，也不会立刻将刷新操作从短周期切换到长周期，而是在经过预定的时间之后才进行切换。分频器控制信号Int_state1至Int_staten被提供给分频电路15。分频电路15包括多个二分频电路21和分频率设定电路22。分频电路15接收由环形振荡器16起振的脉冲信号，从而通过多个二分频电路21生成1/2分频、1/4分频、1/8分频、…的分频信号，并将所述分频信号提供给分频率设定电路22。分频率设定电路22选择由分频器控制信号Int_state1至Int_staten指定的分频信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体存储装置，其特征在于，包括：存储器核心电路，向存储单元存储数据；以某种刷新间隔对所述存储器核心电路进行刷新的电路；检测温度的温度检测器；以及控制电路，该电路通过控制，使得在所述温度检测器检测到预定的 温度上升时，立刻缩短所述刷新间隔，在所述温度检测器检测到温度下降时，至少对所述存储单元的全体进行一次刷新之后才扩大所述刷新间隔。

【技术特征摘要】
1.一种半导体存储装置，其特征在于，包括存储器核心电路，向存储单元存储数据；以某种刷新间隔对所述存储器核心电路进行刷新的电路；检测温度的温度检测器；以及控制电路，该电路通过控制，使得在所述温度检测器检测到预定的温度上升时，立刻缩短所述刷新间隔，在所述温度检测器检测到温度下降时，至少对所述存储单元的全体进行一次刷新之后才扩大所述刷新间隔。2.如权利要求1所述的半导体存储装置，其特征在于，在所述温度检测器检测出所述温度下降之后若执行了两次对于预定地址的刷新操作，则所述控制电路扩大所述刷新间隔。3.如权利要求2所述的半导体存储装置，其特征在于，所述预定地址是所述刷新操作的开始地址。4.如权利要求1所述的半导体存储装置，其特征在于，还包括生成刷新请求信号的电路，其中所述刷新请求信号用于逐次请求对各刷新地址的刷新操作，在所述温度检测器检测出所述温度下降之后若计数了预定个数的所述刷新请求信号，则所述控制电路扩大所述刷新间隔。5.如权利要求4所述的半导体存储装置，其特征在于，所述预定个数是与对所述存储单元的全体进行每个一次的刷新相当的所述刷新请求信号的个数。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：代田显靖，川田邦范，
申请(专利权)人：富士通微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]