具有節(jié)能讀取架構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列的制作方法
【專利說明】具有節(jié)能讀取架構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列
[0001]優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)案主張2012年8月30日提交的美國申請(qǐng)案序列號(hào)13/599,962的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，所述申請(qǐng)案的全文以引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]計(jì)算機(jī)及其它電子系統(tǒng)(例如數(shù)字電視、數(shù)碼相機(jī)及蜂窩電話)通常具有用于存儲(chǔ)信息的一或多個(gè)存儲(chǔ)器及其它裝置。存儲(chǔ)器及其它裝置的尺寸日益減小以實(shí)現(xiàn)更高密度的存儲(chǔ)容量及/或更高密度的功能性。此外，存儲(chǔ)器裝置經(jīng)重新設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)更高操作(例如，讀取或?qū)懭?速度。
【附圖說明】
[0004]圖1展示根據(jù)實(shí)施例的具有含存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器陣列的存儲(chǔ)器裝置的框圖；
[0005]圖2展示根據(jù)實(shí)施例的具有包含存儲(chǔ)器單元(其具有存取組件及存儲(chǔ)器元件)的存儲(chǔ)器陣列的存儲(chǔ)器裝置的部分框圖；
[0006]圖3展示根據(jù)實(shí)施例的存儲(chǔ)器陣列的一部分的示意性電路圖及相關(guān)聯(lián)框圖；
[0007]圖4指示在存儲(chǔ)器陣列的讀取操作期間圖3的示意性電路圖的電流；
[0008]圖5A及圖5B展示根據(jù)實(shí)施例的可與圖3的示意性電路一起使用的電流源及感測(cè)放大器布置；以及
[0009]圖6展示包含根據(jù)本文中所描述的各個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置的系統(tǒng)實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]已提出諸多技術(shù)以提高各種類型的存儲(chǔ)器裝置的讀取速度。例如，在常規(guī)閃存存儲(chǔ)器單元中，利用被預(yù)充電到預(yù)定電壓的位線來執(zhí)行讀取操作。接著，所述經(jīng)預(yù)充電位線經(jīng)浮動(dòng)使得僅需要預(yù)充電電流。然而，每次僅讀取交替位線(例如，沿字線交替連接到每隔一個(gè)單元的偶數(shù)位線及奇數(shù)位線)，因?yàn)閮蓚€(gè)交替位線多路復(fù)用成單個(gè)感測(cè)放大器。
[0011]在一些情況中，已提出全位線(ABL)讀取操作以通過使可同時(shí)讀取的位線的數(shù)目及因此位的數(shù)目加倍來增大NAND閃存存儲(chǔ)器內(nèi)的讀取操作的并行性。因此，所述ABL技術(shù)有時(shí)可在存儲(chǔ)器裝置的讀取操作、編程操作及驗(yàn)證操作期間使帶寬加倍。然而，即使可存取位線的數(shù)目加倍，但所述ABL技術(shù)在所述存儲(chǔ)器裝置的操作期間仍需要更多電力。例如，在所述ABL技術(shù)中，迫使直流電(DC)在讀取操作期間恒定地流動(dòng)通過一串中的所有存儲(chǔ)器單元，且相應(yīng)地需要比常規(guī)技術(shù)更高的電力。
[0012]所揭示標(biāo)的物提出各種存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)，其通過對(duì)每一串存儲(chǔ)器單元提供數(shù)據(jù)線及相關(guān)聯(lián)感測(cè)放大器來增加可同時(shí)讀取的數(shù)據(jù)線(例如，位線)的數(shù)目。然而，由所述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)使用的電流可比標(biāo)準(zhǔn)ABL技術(shù)減小二分之一。
[0013]以下描述包含體現(xiàn)標(biāo)的物的說明性裝置(電路、裝置、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等)及方法(例如，過程、協(xié)議、順序、技術(shù)及工藝)。在以下描述中，出于解釋目的，闡述諸多特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)所述標(biāo)的物的各個(gè)實(shí)施例的理解。然而，在閱讀本發(fā)明之后，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將明白，可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)行所述標(biāo)的物的各個(gè)實(shí)施例。此外，未詳細(xì)展示熟知裝置及方法以免使對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述不清楚。此外，盡管各個(gè)實(shí)施例主要探討在NAND閃存存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的實(shí)施方案，但本文中所呈現(xiàn)的技術(shù)及方法容易適用于諸多其它存儲(chǔ)器裝置類型。
[0014]現(xiàn)參考圖1，其展示呈存儲(chǔ)器裝置101的形式的裝置的框圖。存儲(chǔ)器裝置101包含具有諸多(例如，一或多個(gè))存儲(chǔ)器單元100的一或多個(gè)存儲(chǔ)器陣列102。存儲(chǔ)器單元100可連同存取線104 (例如，用于傳導(dǎo)信號(hào)的字線WLO到WLm)及第一數(shù)據(jù)線106 (例如，用于傳導(dǎo)信號(hào)的位線BLO到BLn)布置成行及列。存儲(chǔ)器裝置101可使用存取線104及第一數(shù)據(jù)線106將信息傳送到存儲(chǔ)器單元100及從存儲(chǔ)器單元100傳送信息。行解碼器107及列解碼器108可操作以對(duì)地址線109上的地址信號(hào)AO到AX進(jìn)行解碼以確定將對(duì)存儲(chǔ)器單元100中的哪些進(jìn)行存取。
[0015]感測(cè)電路(例如感測(cè)放大器電路110)操作以確定從存儲(chǔ)器單元100讀取且呈第一數(shù)據(jù)線106上的信號(hào)的形式的信息的值。感測(cè)放大器電路110還可使用第一數(shù)據(jù)線106上的信號(hào)來確定待寫入到存儲(chǔ)器單元100的信息的值。
[0016]進(jìn)一步展示包含電路112的存儲(chǔ)器裝置101，所述電路在存儲(chǔ)器陣列102與輸入/輸出(I/o)線105之間傳送信息的值。I/O線105上的信號(hào)DQO到DQN可表示讀取自或待寫入到存儲(chǔ)器單元100的信息的值。I/O線105可包含其中駐留存儲(chǔ)器裝置101的封裝上的存儲(chǔ)器裝置101的節(jié)點(diǎn)(例如，引腳、焊球或其它互連工藝，例如受控坍塌芯片連接(C4)或倒裝附接(FCA))。存儲(chǔ)器裝置101之外的其它裝置(例如，存儲(chǔ)器控制器或處理器，圖1中未展示)可通過I/O線105、地址線109或控制線120與存儲(chǔ)器裝置101通信。
[0017]存儲(chǔ)器裝置101可執(zhí)行存儲(chǔ)器操作(例如讀取操作)以從存儲(chǔ)器單元100中的選定者讀取信息的值，且執(zhí)行編程操作(還被稱為寫入操作)以將信息編程(例如，寫入)到存儲(chǔ)器單元100中的選定者中。存儲(chǔ)器裝置101還可執(zhí)行存儲(chǔ)器擦除操作以從存儲(chǔ)器單元100中的一些或全部清除信息。
[0018]存儲(chǔ)器控制單元118使用來自控制線120的信號(hào)來控制存儲(chǔ)器操作?？刂凭€120上的信號(hào)的實(shí)例可包含一或多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)及用于指示存儲(chǔ)器裝置101可或應(yīng)執(zhí)行哪個(gè)操作(例如，編程操作或讀取操作)的其它信號(hào)。存儲(chǔ)器裝置101之外的其它裝置(例如，處理器或存儲(chǔ)器控制器)可控制控制線120上的控制信號(hào)的值?？刂凭€120上的信號(hào)的值的特定組合可產(chǎn)生致使存儲(chǔ)器裝置101執(zhí)行對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器操作(例如，編程操作、讀取操作或擦除操作)的命令(例如，編程命令、讀取命令或擦除命令)。
[0019]盡管本文中所論述的各個(gè)實(shí)施例使用與單位存儲(chǔ)器存儲(chǔ)概念相關(guān)的實(shí)例以便于理解，但本發(fā)明的標(biāo)的物還可適用于眾多多位方案。在一些實(shí)施例中，可將存儲(chǔ)器單元100的每一者編程到至少兩個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)中的不同者以表示例如分?jǐn)?shù)位的值、單一位的值或多位(例如，兩位、三位、四位或更多數(shù)目位)的值。
[0020]例如，可將存儲(chǔ)器單元100中的每一者編程到兩個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一者以表示單一位中的的二進(jìn)制值“O”或“I”。此單元有時(shí)被稱為單電平單元(SLC)。
[0021]在一些實(shí)施例中，可將存儲(chǔ)器單元100中的每一者編程到兩個(gè)以上數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一者以表示例如多位的值，例如兩位的四個(gè)可能值“00”、“01”、“10”及“11”中的一者、三位的八個(gè)可能值“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”及“111” 中的一者、或大量多位的另一組值中的一者?？删幊痰絻蓚€(gè)以上數(shù)據(jù)狀態(tài)中的一者的單元有時(shí)被稱為多電平單元(MLC)。下文更詳細(xì)地論述對(duì)這些類型的單元的各種操作。
[0022]存儲(chǔ)器裝置101可接收電源電壓，其包含對(duì)應(yīng)地在第一供應(yīng)線130及第二供應(yīng)線132上的電源電壓信號(hào)ss。電源電壓信號(hào)Vss可例如處于地電位(例如，具有約零伏特的值)。電源電壓信號(hào)Vcc可包含從外部電源(例如電池或交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換器電路(圖1中未展示))供應(yīng)到存儲(chǔ)器裝置101的外部電壓。
[0023]進(jìn)一步展示存儲(chǔ)器裝置101的電路112，所述電路包含選擇電路115及輸入/輸出(I/O)電路116。選擇電路115可對(duì)信號(hào)SELl到SELn作出響應(yīng)以選擇在第一數(shù)據(jù)線106及第二數(shù)據(jù)線113上的可表示待讀取自存儲(chǔ)器單元100或待編程到所述存儲(chǔ)器單元中的信息的值的信號(hào)。列解碼器108可基于存在于地址線109上的AO到AX地址信號(hào)選擇性激活SELl到SELn信號(hào)。選擇電路115可選擇第一數(shù)據(jù)線106及第二數(shù)據(jù)線113上的信號(hào)以在讀取操作及編程操作期間提供存儲(chǔ)器陣列102與I/O電路116之間的通信。
[0024]存儲(chǔ)器裝置101可包括非易失性存儲(chǔ)器裝置，且存儲(chǔ)器單元100可包含非易失性存儲(chǔ)器單元，使得在電力(例如，Vss或兩者)與存儲(chǔ)器裝置101斷接時(shí)，存儲(chǔ)器單元100可保存存儲(chǔ)在其中的信息。
[0025]存儲(chǔ)器單元100中的每一者可包含具有材料的存儲(chǔ)器元件，所述存儲(chǔ)器元件的至少一部分可編程到所要數(shù)據(jù)狀態(tài)(例如，通過被編程到對(duì)應(yīng)的電荷存儲(chǔ)狀態(tài))。因此，不同數(shù)據(jù)狀態(tài)可表示編程到存儲(chǔ)器單元100中的每一者中的信息的不同值。
[0026]存儲(chǔ)器裝置101可在(例如從外部處理器或存儲(chǔ)器控制器)接收編程命令及待編程到存儲(chǔ)器單元100中的一或多個(gè)選定者中的信息的值時(shí)執(zhí)行編程操作?；谒鲂畔⒌闹担鎯?chǔ)器裝置101可將所述選定存儲(chǔ)器單元編程到適當(dāng)數(shù)據(jù)狀態(tài)以表示待存儲(chǔ)在其中的信息的值。
[0027]所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到，存儲(chǔ)器裝置101可包含其它組件，本文中論述所述組件中的至少一些。然而，圖中未展示這些組件中的若干者，以免使所描述的各個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)不清楚。存儲(chǔ)器裝置101可包含裝置及存儲(chǔ)器單元，且使用與下文參考各種其它圖式及本文中論述的實(shí)施例所描述的操作相似或相同的存儲(chǔ)器操作(例如，編程操作及擦除操作)來操作。
[0028]現(xiàn)參考圖2，其展示根據(jù)實(shí)例實(shí)施例的呈存儲(chǔ)器裝置201的形式且包含存儲(chǔ)器陣列202的裝置的部分框圖，所述存儲(chǔ)器陣列202包含具有存取組件211及存儲(chǔ)器元件222的存儲(chǔ)器單元200。存儲(chǔ)器陣列202可與圖1的存儲(chǔ)器陣列102相似或相同。如圖2中進(jìn)一步所展示，存儲(chǔ)器單元200展示為連同存取線(例如用于將信號(hào)(例如信號(hào)WL0、WL1及WL2)傳導(dǎo)到存儲(chǔ)器單元200的字線)布置成諸多行230、231、232。所述存儲(chǔ)器單元還展示為連同數(shù)據(jù)線(例如用于將信號(hào)(例如信號(hào)BLO、BLl及BL2)傳導(dǎo)到單元200的位線)布置成諸多列240、241、242。存取組件211可導(dǎo)通(例如，通過使用信號(hào)WLO、WLl及WL2的適當(dāng)值)以允許對(duì)存儲(chǔ)器元件222進(jìn)行存取，例如將存儲(chǔ)器元件222用作