[發(fā)明專利]具有溫度感測裝置的半導(dǎo)體存儲裝置及其操作

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710086359.5
• 申請日: 2007-03-15
• 公開（公告）號: CN101051523A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金敬勛;帕特里克·B·莫蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 海力士半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G11C7/04
• 分類號: G11C7/04;G11C11/4063;G11C11/4072
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 王志森;黃小臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體存儲裝置；且更明確地說，關(guān)于具有溫度感測裝置的半導(dǎo)體存儲裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體存儲裝置大體上具備用于存儲數(shù)據(jù)的多個單元，其中每一單元包括一用于切換以傳輸電荷的晶體管及一用于存儲電荷(亦即，數(shù)據(jù))的電容器。術(shù)語′數(shù)據(jù)存儲′在單位單元中意謂電荷積聚于電容器中的情況。因此，原則上有可能在無任何電功率消耗的情況下將數(shù)據(jù)存儲于單位單元中。

自MOS晶體管的PN結(jié)和電容器發(fā)生漏電流是不理想的。隨著時間的前進，所存儲之初始電荷的量減少且數(shù)據(jù)可消失。因此，為了防止數(shù)據(jù)丟失，在讀取存儲于單元中的數(shù)據(jù)的操作后，需要根據(jù)所讀取的數(shù)據(jù)以初始電荷來對單元進行再充電。

通過周期性地重復(fù)再充電操作來保存存儲于存儲器的單位單元中的數(shù)據(jù)。再充電操作通常被稱為刷新操作。刷新操作由動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)控制器控制。為了刷新操作，DRAM周期性地消耗電功率。因為需要低電功率消耗，所以在諸如包括筆記本電腦、PDA或蜂窩式電話的移動裝置的電池操作系統(tǒng)中如何減小電功率消耗為關(guān)鍵性的問題。

需要用于精確地感測DRAM中的溫度且輸出所感測的信息的裝置。作為在刷新操作期間減小電功率消耗的方法中之一，通常執(zhí)行根據(jù)溫度來改變刷新操作的周期。在溫度降低時，可在無刷新操作的情況下在DRAM中將數(shù)據(jù)保存更久。首先，判定多個溫度范圍。接著，在低溫度范圍內(nèi)設(shè)定用于控制刷新操作的低頻率刷新脈沖。刷新時鐘表示在刷新操作中使能的信號。因此，因為刷新操作在低溫下以較小頻率來執(zhí)行，所以電功率消耗減少。

隨著半導(dǎo)體存儲裝置的集成度或操作速度增加，半導(dǎo)體存儲裝置發(fā)生更多熱。熱使半導(dǎo)體存儲裝置的內(nèi)部溫度增加，且影響正常操作。因此，需要用于精確地感測DRAM內(nèi)的溫度且輸出所感測信息的裝置，亦即，熱感測器。

圖1為在半導(dǎo)體存儲裝置中的傳統(tǒng)熱感測器的方塊圖。該熱感測器包括一溫度感測單元10、一多用途寄存器(MPR)單元20及一輸出驅(qū)動器30。響應(yīng)于驅(qū)動信號ODTS_EN，溫度感測單元10感測溫度。存儲溫度感測單元10的輸出信號TM_VAL[0:N]的MPR單元20響應(yīng)于一輸出啟動信號RD_ODTS輸出所存儲的值MPR[0:N]。輸出驅(qū)動器30輸出溫度信號ODTS_DT[0:N]。

圖2為圖1中描述的MPR單元20的示意電路圖。MPR單元20包括用于將輸出信號TM_VAL[0:N]存儲于比特單元中的多個鎖存單元。該多個鎖存單元具有大體上相同的結(jié)構(gòu)。描述一個鎖存單元。

第一鎖存單元包括一鎖存器22及一傳輸門TG1。鎖存器22鎖存輸出信號TM_VAL[0:N]。傳輸門TG1響應(yīng)于輸出啟動信號RD_ODTS傳輸鎖存器22的輸出數(shù)據(jù)。

圖3為用于描述圖1所示的熱感測器的操作的時序圖。信號TEMP的值(亦即，T、T+1等等)表示半導(dǎo)體存儲裝置內(nèi)部的當(dāng)前溫度。

溫度感測單元10響應(yīng)于第[N]個驅(qū)動信號ODTS_EN[N]感測值為T度的當(dāng)前溫度。MPR單元20將溫度感測單元10的輸出信號存儲為第[N]個溫度值。在輸出信號自溫度感測單元10被輸入之前，MPR單元20已將先前輸出信號存儲為第[N-1]個溫度值。

在第[N]個驅(qū)動信號的輸入時序后的預(yù)定時間時，輸入輸出啟動信號RD_ODTS。MPR單元20響應(yīng)于輸出啟動信號RD_ODTS輸出所存儲的值MPR[N]。輸出驅(qū)動器30輸出表示T度的溫度信號ODTS_DT[N]。

雖然熱感測器輸出值為T度的當(dāng)前溫度，但半導(dǎo)體存儲裝置的溫度已自T度改變至(T+2)度。熱感測器實際上不可表示半導(dǎo)體存儲裝置的當(dāng)前溫度。

根據(jù)電子裝置工程聯(lián)合委員會(JEDEC)的規(guī)范，在裝置的溫度小于85℃度時，需要以64ms的周期來執(zhí)行刷新操作。在裝置的溫度大于85℃度時，需要以32ms的周期來執(zhí)行刷新操作。

在MPR單元20將第[N]個溫度值存儲為83℃度且當(dāng)前溫度增加使得超過85℃度時，熱感測器輸出表示83℃度的溫度信號ODTS_DT[N]。以64ms的周期來執(zhí)行刷新操作。然而，當(dāng)前溫度實際上超過85℃度，且需要以32ms的周期來執(zhí)行刷新操作。由于不適當(dāng)?shù)乃⑿虏僮鳎瑪?shù)據(jù)可丟失。

在輸入隨后的驅(qū)動信號之前，熱感測器保持存儲于MP?R單元中的溫度值。傳統(tǒng)熱感測器不可精確地表示半導(dǎo)體存儲裝置的溫度改變。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲裝置的熱感測器感測裝置的當(dāng)前溫度且確認(rèn)溫度值是否有效。