[發明專利]半導體存儲器件的刷新控制電路和方法

有效

• 申請號: 201110443611.X
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102655022A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 沈榮輔
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: G11C11/4063
• 分類號: G11C11/4063
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種半導體存儲器件，更具體而言涉及一種半導體存儲器件的刷新控制電路和方法。

背景技術

存儲器件例如動態隨機存取存儲器(DRAM)器件包括多個單位單元，所述多個單位單元每個都具有一個晶體管和一個電容器，且數據初步儲存在電容器中。然而，由于在存儲器件中，形成在半導體襯底之上的電容器并沒有完全與其周圍電斷開，因此儲存在電容器中的數據可能被放電，因而可能無法保持數據。簡言之，會出現泄漏電流且可能會破壞存儲器單元的數據。為了解決這種問題，存儲器件周期性地執行刷新操作以保持儲存在電容器中的電荷。

具有刷新操作模式的存儲器件在基于外部命令順序地改變內部地址的同時執行刷新操作。換言之，當存儲器件基于外部命令而進入刷新操作模式時，根據按預定的周期順序地增加的行地址來選擇存儲器單元的字線。儲存在與選中的字線相對應的電容器中的電荷被感測放大器放大，然后再次被儲存在電容器中。經過一系列的刷新過程，儲存的數據被保持而不被破壞。

刷新操作大體分為自刷新操作和自動刷新操作。根據自刷新操作，外部控制器發送刷新初始化信號，且器件執行刷新操作直到器件接收到刷新終止信號為止。根據自動刷新操作，外部控制器在正常操作期間發送刷新命令，且器件相應地執行刷新操作。這里，自刷新操作和自動刷新操作都是在器件接收命令之后內部計數器產生地址時執行的，并且每當器件接收請求時，所述地址順序地增加。

根據自刷新操作，根據內部確定的周期來周期性地執行刷新操作。在本文中，對電容器再充電的周期被稱為刷新周期，且刷新周期是基于單元的電容容量(condensing?capacity)和消失時間(extermination?time)來確定的。

根據半導體器件具有約4k/64ms的刷新周期的自動刷新操作，當在64毫秒(ms)內接收到4096個自動刷新命令時，計數器順序地在內部將所有的單元刷新。

圖1是說明現有的用于控制自動刷新操作的半導體存儲器件的框圖。

如圖所示，現有的用于控制刷新操作的半導體存儲器件100包括命令發生器110、刷新計數器120，行地址譯碼器130和單元陣列140。

命令發生器110響應于時鐘CLK，將從半導體存儲器件的外部輸入的外部命令CSB、RASB、CASB和WEB進行譯碼，以產生內部命令REF和ACT。這里，外部命令“CSB”表示芯片選擇信號，外部命令“RASB”表示行地址選通信號。外部命令“CASB”表示列地址選通信號，且外部命令“WEB”表示寫入使能信號。此外，內部命令“REF”表示刷新信號，內部命令“ACT”表示激活信號。

刷新計數器120響應于從命令發生器110輸出的激活信號ACT對刷新信號REF進行計數，并輸出刷新地址RA<0:N>，使得單元陣列140中所有的字線順序地被訪問。

行地址譯碼器130對在刷新操作模式期間在刷新計數器120中產生的刷新地址RA<0:N>進行譯碼，并產生用于選擇行地址的行地址選擇信號BX_ADD以執行刷新操作。

單元陣列140基于行地址選擇信號BX_ADD通過執行刷新操作保留儲存的電荷，因而防止數據丟失。

下面參照圖1描述一種現有的用于控制半導體存儲器件的刷新操作的方法。

首先，命令發生器110在進入激活模式之后將激活模式信號ACTMD使能。這里，自動刷新計數器120響應于從命令發生器110輸出的激活信號ACT對刷新信號REF進行計數，并輸出刷新地址RA<0:N>。行地址譯碼器130對從自動刷新計數器120輸出的刷新地址RA<0:N>進行譯碼，并產生用于選擇行地址的行地址選擇信號BX_ADD以執行刷新操作。因此，單元陣列140通過響應于行地址選擇信號BX_ADD執行刷新操作來保留儲存的電荷，且防止數據丟失。這里，執行一個刷新行周期時間tRFC的刷新操作。

上面描述的基于外部命令執行自動刷新操作的方法不僅可以對所有的單元一直采用預定的保持時間，而且還可以通過改變刷新地址的順序來改變產生的噪聲量。因此，其對于單元篩選是有用的。

然而，現有的自動刷新操作是以基于所有的單元都具有相同的保持特性這一假設所確定的平均保持時間而確定的周期來執行的。因此，盡管保持時間不充足的單元需要以比所述確定的周期短的刷新周期來執行刷新操作，但是現有的刷新方法卻還是根據基于平均保持時間而確定的周期來執行刷新操作，并且因此數據會丟失。

發明內容