[發明專利]晶片上熱傳感器

無效

• 申請號: 200710135743.X
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101154438A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 鄭椿錫;樸起德
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: G11C11/406
• 分類號: G11C11/406;G11C7/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊生平;朱勝

本發明要求2006年9月28日提交的、韓國申請號為10-2006-9995179的申請的優先權，在此全部并入以作參考。

技術領域

本發明涉及更新晶片上熱傳感器(ODTS)的溫度信息，尤其涉及根據刷新周期而更新半導體裝置的溫度信息的溫度信息輸出單元。

背景技術

動態隨機存取存儲(DRAM)單元包括用于作為開關操作的晶體管和用于存儲電荷(即，數據)的電容器。根據電容器是否存儲電荷，即，電容器的端子電壓為高還是為低，將數據的邏輯電平確定為高電平或低電平。

因為數據作為累積電荷的形式而存儲于電容器中，所以在理想上不存在數據存儲的功耗。然而，因為金屬氧化物半導體(MOS)晶體管的PN結可能會發生漏電流，所以存儲的初始電荷可能被放電，且因此數據可能消失。

為了防止數據丟失，讀取存儲于存儲單元中的數據且通過在數據消失前用正常電荷對存儲單元再充電來將所讀取的數據恢復至存儲單元中。應周期性地執行此操作以維護數據。

上述再充電操作被稱作刷新操作，且對刷新操作的控制一般由DRAM控制器執行。由于所述刷新操作，消耗刷新功率。在需要較低功耗的電池操作式系統的狀況下，減小功耗極為重要且為關鍵問題。????

一種減小刷新操作的功耗的方法為根據溫度改變刷新周期。隨著溫度降低，DRAM的數據保持時間變長。因此，通過將溫度范圍分成若干溫度區且通過在相對低的溫度區降低刷新時鐘的頻率來減小功耗。

因此，需要用于正確地感測DRAM的內部溫度且用于調整刷新時鐘頻率的裝置。

因為半導體單元被高度地集成且以較高速度操作，所以產生大量熱。產生的熱會增大半導體單元的內部溫度，且因此可妨礙半導體單元正常操作。產生的熱可導致半導體單元的缺陷。

因此，需要用于正確地感測半導體單元的溫度且用于輸出所感測的溫度信息的裝置。

圖1是用于半導體裝置的傳統的晶片上熱傳感器(ODTS)的方塊圖。

傳統的ODTS?1包括溫度感測單元2、模數轉換單元3、溫度信息轉換單元4和操作控制器5。

溫度感測單元2檢測半導體裝置的內部溫度且根據所檢測的內部溫度而產生溫度電壓VTEMP。另外，溫度感測單元2輸出第一變化電壓VULIMIT和第二變化電壓VLLIMIT。

模數轉換單元3將溫度電壓VTEMP轉換成具有數字值的測量溫度碼DIGITAL_CODE，且輸出內部更新信號IN_UPDATE。

溫度信息轉換單元4執行預置操作且將測量溫度碼DIGITAL_CODE轉換成溫度信息碼TEMP_CODE和多個標記信號TRIP_POINT_FLAG<0:M>，M為正整數，以便響應內部更新信號IN_UPDATE而輸出其和更新信號UPDATE。

操作控制器5通過從存儲寄存器組(MRS)(未圖示)接收阻抗匹配命令ZQCAL_CMD來控制對ODTS?1的正常模式的操作，通過接收自刷新信號SREF來控制對ODTS?1的自刷新模式的操作，以及通過接收測試使能信號TEST_ENABLE來控制對ODTS?1的測試模式的操作。

定位于ODTS?1外部的碼存儲單元6響應更新信號UPDATE而存儲溫度信息碼TEMP_CODE。存儲器控制器能通過讀取由碼存儲單元6存儲的溫度信息碼TEMP_CODE來改變半導體裝置的刷新周期。

定位于ODTS?1外部的自刷新振蕩單元7以自刷新模式操作且響應多個標記信號TRIP_POINT_FLAG<0:M>而改變半導體裝置的自刷新周期。

定位于ODTS?1外部的阻抗匹配單元8在阻抗匹配命令ZQCAL_CMD的控制下操作，然而阻抗匹配單元8在與ODTS?1無關的情況下操作。

圖2為示出傳統的ODTS的初始化操作的時序圖。

在下文中，參看圖1和圖2，詳細闡釋傳統的ODTS?1的初始化操作的順序。

首先，若阻抗匹配命令ZQCAL_CMD被觸發，則ODTS?1的初始化操作開始。

其次，ODTS?1的操作控制器5響應阻抗匹配命令ZQCAL_CMD而激活第一操作控制信號BGR_ON。

第三，溫度感測單元2響應第一操作控制信號BGR_ON而初始化溫度電壓VTEMP以及第一變化電壓VULIMIT和第二變化電壓VLLIMIT的電壓電平。在此，第一操作控制信號BGR_ON的激活時間由操作控制器5來預設。