[發明專利]雙軌存儲器、存儲器宏以及相關的混合供電方法

有效

• 申請號: 201610824118.5
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107045878B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張琮永;鄭基廷;李政宏;廖宏仁;邁克爾·克林頓
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G11C5/14
• 分類號: G11C5/14;G11C7/12;G11C8/08
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

技術領域

本發明的實施例一般地涉及半導體技術領域，更具體地，涉及雙軌存儲器、存儲器宏以及混合供電方法。

背景技術

存儲器件經受熟知的泄露功率(leakage power)現象。通常，每當存儲器上電時，周邊存儲器陣列和核心存儲器陣列中的邏輯器件會耗散泄露功率。隨著技術不斷地將器件尺寸縮小至亞納米幾何尺寸以下，存儲器件中的泄露功率耗散增加。該泄露功率正在成為存儲器中的總功耗的顯著因素。

一種降低泄露功率的方式是減小存儲器件的電源電壓。然而，存儲器中的位單元的電壓電平需要維持在用于保持的最小電壓規格，而存儲器件的周邊部分可以在低于特定電壓的情況下操作。結果，雙軌存儲器供電電源得到發展，其中存儲器的周邊部分和核心部分在具有不同電壓的不同電源的情況下工作，企圖減少泄露功率。具有雙軌存儲器供電電源的存儲器使用電平轉換器以將用于一組電路的高電壓域(如，VDDM)與用于另一組電路的低電壓域(如，VDD)隔離，并且通過電平轉換器將信號電壓轉換為適當的域。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種雙軌存儲器，所述雙軌存儲器在第一電壓和第二電壓下工作，所述雙軌存儲器包括：存儲器陣列，在所述第一電壓下工作；字線驅動器電路，配置為將所述存儲器陣列的字線驅動至所述第一電壓；數據路徑，配置為傳輸輸入數據信號或輸出數據信號；以及控制電路，配置為生成到達所述存儲器陣列、所述字線驅動器電路和所述數據路徑的控制信號，其中，所述數據路徑和所述控制電路配置為在所述第一電壓和所述第二電壓這兩種電壓下工作。

根據本發明的另一方面，提供了一種存儲器宏，包括：多個存儲器陣列，配置為在第一電壓下工作；讀路徑，配置為在第二電壓下工作；寫路徑，配置為在所述第一電壓和所述第二電壓這兩種電壓下工作；字線驅動器電路，配置為將與所述多個存儲器陣列對應的多個字線驅動至第三電壓；以及控制電路，配置為生成到達所述存儲器陣列、所述讀路徑、所述寫路徑和所述字線驅動器的控制信號，其中，所述讀路徑配置為在所述第二電壓下工作，所述寫路徑和所述控制電路配置為在所述第一電壓和所述第二電壓這兩種電壓下工作。

根據本發明的又一方面，提供了一種混合供電方法，用于將雙軌存儲器配置為在第一電壓和第二電壓下工作，其中，所述雙軌存儲器的存儲器陣列在所述第一電壓下工作，所述方法包括：將所述存儲器陣列的字線驅動至所述第一電壓；以及通過在所述第二電壓下工作的讀電路來讀取存儲在所述存儲器陣列中的輸出數據。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的各個方面。應該注意，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是以概念的方式示出根據本發明的示例性實施例的用于存儲器宏的混合雙軌存儲器供電電源方案的框圖；

圖2是示出根據本發明的示例性實施例的圖1的存儲器宏的更詳細的示意圖；

圖3是示出根據本發明的示例性實施例的控制電路的一部分的示意圖；

圖4是示出根據本發明的實施例的寫驅動器的示意圖；

圖5是示出讀操作期間的混合雙軌存儲器供電電源方案和現有的雙軌存儲器供電電源方案的波形的時序圖；

圖6是以概念的方式示出根據本發明的示例性實施例的用于存儲器宏的具有抑制字線電壓的混合雙軌存儲器供電電源方案的框圖；

圖7是示出根據本發明的實施例的字線抑制電路的示意圖；

圖8是示出讀操作期間的具有抑制字線電壓的混合雙軌存儲器供電電源方案的波形的時序圖；以及

圖9是示出關于速度和功耗性能方面，通過第二電壓的不同配置測得的混合供電電源方案和現有的供電電源方案的曲線的示圖。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多不同的實施例或實例以實現本發明的不同特征。以下將描述組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅是實例并且不意欲限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實施例，也可以包括附加部件形成在第一部件和第二部件之間，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。而且，本發明在各個實例中可以重復參考數字和/或字母。這種重復僅是為了簡明和清楚，其自身并不表示所論述的各個實施例和/或配置之間的關系。