[發(fā)明專利]自我預(yù)充電的內(nèi)存電路

有效

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• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107481757B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: I·阿爾索夫斯基;李晴;趙薇;胡曉莉
• 申請（專利權(quán)）人: 馬維爾亞洲私人有限公司
• 主分類號: G11C16/24
• 分類號: G11C16/24;G11C16/30
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于半導體結(jié)構(gòu)，并且尤其關(guān)于自我預(yù)充電的內(nèi)存電路及使用方法。

背景技術(shù)

單端感測通常是配合內(nèi)容可尋址內(nèi)存(CAM)中的匹配線(ML)以及八晶體管靜態(tài)隨機訪問內(nèi)存(8T SRAM)中的位線來使用。感測是在兩個非重疊階段(PRE-CHARGE及SENSE)中進行，各階段是由GLOBAL感測信號所控制。亦即，匹配線或位線是先預(yù)充電，然后再來評估(例如：感測)。在SRAM胞元中，各階段(例如：預(yù)充電及感測)已定時約束5個標準偏差弱式(sigma weak)PRE-CHARGE單元及5個標準偏差弱式SENSE單元，滿足單一單元的PRE-CHARGE為5個標準偏差弱式且SENSE單元也為5個標準偏差弱式的非常低機率。

隨著技術(shù)比例縮放至次微米幾何形態(tài)，隨機裝置變異(random device variation；RDV)正變得更加顯著，其效應(yīng)在半導體內(nèi)存設(shè)計中尤其明顯。亦即，RDV正成為改善效能的主要瓶頸。舉例而言，隨著裝置變異增大，信號抵達及數(shù)據(jù)擷取的時序不確定性跟著增大，需要更大的數(shù)據(jù)擷取裕度，效能因此受到限制。即使是在設(shè)計完全一樣的鄰接裝置中，參數(shù)的RDV仍可包括晶體管長度、晶體管寬度及晶體管臨限電壓。

通過說明，習知的自我參考感測放大器需要全局定時信號，亦即施加至多個感測放大器的基于頻率的信號，用來終止預(yù)充電階段并且開始評估階段。使用全局定時信號造成多個感測放大器具有等量的預(yù)充電時間。然而，由于工藝變異，有一些感測放大器可能不需要完全的預(yù)充電時間也會抵達其特定預(yù)充電電平。這導致一些感測放大器在已達到其預(yù)充電電平之后，但在全局定時信號截斷該預(yù)充電之前，于預(yù)充電階段處于閑置狀態(tài)。因此，利用全局定時感測信號，RDV誘發(fā)的時序不確定性會造成時序不確定性的過大約束(over-bounding)。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一態(tài)樣中，一種內(nèi)存包含自我參考感測放大器，其經(jīng)結(jié)構(gòu)化成利用自主預(yù)充電啟動電路系統(tǒng)以基于一跳脫點(trip-point)而校準其個別預(yù)充電，該自主預(yù)充電啟動電路系統(tǒng)只要已進行或完成感測，便開始預(yù)充電各唯一單元上的感測線。

在本發(fā)明的一態(tài)樣中，一種電路包含：反相器，其具有來自位線的輸入、及連接至第一FET的輸出；感測節(jié)點，其為通過該第一FET耦合至該位線；預(yù)充電PFET，其為耦合至該感測節(jié)點且其柵極連接至鎖存器的感測回授信號，其中該鎖存器將該感測節(jié)點耦合至感測輸出；第二FET，其與該預(yù)充電FET并聯(lián)連接；以及重設(shè)信號(RESETB)，其連接至該鎖存器的輸入。

在本發(fā)明的一態(tài)樣中，一種方法包含在評估階段期間觸發(fā)感測放大器的感測輸出(DL)以獨立于全局預(yù)充電信號而開始位線的預(yù)充電。

附圖說明

本發(fā)明是通過本發(fā)明的例示性具體實施例的非限制性實施例，參照注記的多個圖式，在下文的具體實施例中詳細說明。

圖1根據(jù)本發(fā)明的態(tài)樣展示一種電路。

圖2展示預(yù)充電方案的比較圖。

圖3根據(jù)本發(fā)明的態(tài)樣展示圖1的電路的仿真波形。

具體實施方式

本發(fā)明是關(guān)于半導體結(jié)構(gòu)，并且尤其關(guān)于自我預(yù)充電內(nèi)存電路及使用方法。更具體地說，本發(fā)明是關(guān)于一種高效能、自我預(yù)充電、單端感測電路。有幫助的是，通過實施本文中所述的設(shè)計，效能提升可達到目前多端口感測電路的2倍，同時也達到更低的總功率。

在具體實施例中，感測電路使用自我參考與自我預(yù)充電感測放大器以改善RDV誘發(fā)的時序不確定性。舉例而言，在具體實施例中，感測電路是設(shè)計為偵測各個個別內(nèi)存單元(memory entry)上的信號發(fā)展，而不需要用到全局SET信號。更具體地說，感測電路是設(shè)計為通過單一讀取堆棧下拉數(shù)據(jù)線以開始局部位線(BL)預(yù)充電，而不需要用到全局預(yù)充電信號。通過起始快速SENSE單元上的預(yù)充電，現(xiàn)有可能使位線(BL)利用狀況達到最大限度(有效進行PRE-CHARGE與SENSE階段的時序不確定性的RSS(和方根)處理)。

圖1根據(jù)本發(fā)明的態(tài)樣展示一種電路。更具體地說，電路10是一種單端感測放大器，其可在諸如SRAM裝置的內(nèi)存裝置中實施。應(yīng)了解的是，雖然所示為單一電路10，SRAM裝置的各內(nèi)存組件仍會包括如圖1以虛線表示的電路10及線框標示的10'。