具有動(dòng)態(tài)工作的參考電路的存儲(chǔ)器器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)單端感測(cè)放大器的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件，更具體而言，涉及至少提供這樣的參考電路，從所述參考電路產(chǎn)生了調(diào)節(jié)信號(hào)，該調(diào)節(jié)信號(hào)會(huì)施加到所述感測(cè)放大器和所述參考電路，從而補(bǔ)償工作條件(例如，溫度、電源電壓)或工藝(例如，NM0S/PM0S電流驅(qū)動(dòng)能力之比，等)變化的效果。
【背景技術(shù)】
[0002]所有種類的感測(cè)放大器中的存儲(chǔ)器讀取操作是通過將輸入數(shù)據(jù)與參考信號(hào)比較以確定輸入數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。在諸如標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)器件的存儲(chǔ)器器件中使用的常規(guī)差分感測(cè)放大器被連接至兩個(gè)位線，一個(gè)位線提供待讀取的數(shù)據(jù)，另一個(gè)位線用于參考電壓的產(chǎn)生。
[0003]與之相反，在諸如嵌入式的或特殊的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)器件的存儲(chǔ)器器件中使用的單端感測(cè)放大器僅耦接至單個(gè)位線。
[0004]特定形式的單端感測(cè)放大器采用具有兩個(gè)輸入/輸出節(jié)點(diǎn)的感測(cè)放大器，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)耦接至輸入數(shù)據(jù)線(位線)，而另一個(gè)節(jié)點(diǎn)用于供給讀取操作的過程所需的參考信號(hào)。圖1顯示了這樣的單端感測(cè)放大器的示例，其由本申請(qǐng)人提出，并且之前已在公開文本EP 2 365 487 A2中描述。其包括兩個(gè)支路，每個(gè)支路具有串聯(lián)連接的PMOS晶體管和NMOS晶體管，并且其以形成交叉耦接反相器的方式設(shè)置。該晶體管是具有可以獨(dú)立操作的第一控制柵極和第二控制柵極的雙柵極晶體管。第一支路包括在電源VjP V 3之間串聯(lián)的PMOS晶體管八和NMOS晶體管T 3，而第二支路包括在電源VjP V 2之間串聯(lián)的PMOS晶體管TNMOS晶體管T2。晶體管1\和T 2的第一柵極連接在一起(該反相器的輸入由第二支路形成)，并且連接至晶體管T#P T 4的中間節(jié)點(diǎn)(該反相器的輸出由第一支路形成)，從而形成感測(cè)放大器的第一輸入/輸出節(jié)點(diǎn)N1，該節(jié)點(diǎn)用于供給參考信號(hào)REF。晶體管TJP T 4的第一柵極連接在一起(該反相器的輸入由第一支路形成)，并且連接至晶體管!\和T 2的中間節(jié)點(diǎn)(該反相器的輸出由第二支路形成)，從而形成感測(cè)放大器的第二輸入/輸出節(jié)點(diǎn)N2,該節(jié)點(diǎn)耦接至位線BL。晶體管In T2, 1~3和T 4的第二柵極表示為BG n BG2, BG 4，并且在本文中，其被稱為背面控制柵極。這樣的背面控制柵極用于調(diào)整背面控制柵極的各自的晶體管的關(guān)于第一柵極的閾值電壓。
[0005]而下述事實(shí)會(huì)產(chǎn)生問題:這樣的電路不必是對(duì)稱的，或者是依據(jù)特定的工作原理而故意設(shè)計(jì)為非對(duì)稱的。確實(shí)，關(guān)于各個(gè)晶體管(T1相比于T4，T2相比于T3)的尺寸，兩個(gè)支路可以具有不同的設(shè)計(jì)。而且，在感測(cè)過程期間，第一節(jié)點(diǎn)N1和第二節(jié)點(diǎn)N2可以以不同的方式和不同的負(fù)載工作(節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2都為輸入或都為輸出)，并且全部晶體管的工作點(diǎn)可以彼此不同(仍然是T1相比于T 4，T2相比于T3)。注意，這些不對(duì)稱性通常會(huì)應(yīng)用到單端感測(cè)放大器的工作。因此，為了確保電路正常地工作，必須全面地選擇晶體管的寬度和長(zhǎng)度(而且,TJPT4、以及TjPT3分別可以有意地不同)。參考電壓、偏置電壓和電源電壓也必須得到良好的限定和良好的控制。
[0006]然而在實(shí)踐中，全部這些參數(shù)以及晶體管屬性(電流驅(qū)動(dòng)能力、閾值電壓、跨導(dǎo)、漏極電導(dǎo)等)易于變化(PVT:工藝、電壓、溫度)。因?yàn)閱味烁袦y(cè)放大器通常被設(shè)計(jì)和操作為非對(duì)稱電路，所以PVT變化并不在兩個(gè)支路中彼此補(bǔ)償，從而可能導(dǎo)致電路故障。
[0007]—般而言，任何不依賴完全對(duì)稱的差分電路結(jié)構(gòu)的感測(cè)放大器的情況下都會(huì)出現(xiàn)該問題，并且更具體地，對(duì)相對(duì)于參考電壓(即，相對(duì)于并非原位產(chǎn)生的參考)來感測(cè)位線的感測(cè)放大器電路而言會(huì)出現(xiàn)該問題，而對(duì)于通過在預(yù)充電階段/平衡階段將第一位線和第二位線短路、或者至少在感測(cè)過程開始前將第一位線和第二位線預(yù)充電至相同的電勢(shì)而產(chǎn)生其自身的參考的感測(cè)放大器而言并非如此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明致力于提供單端感測(cè)放大器連同的支持電路和工作原理，使得單端感測(cè)放大器不易于受到PVT變化的影響。
[0009]對(duì)此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件，其包括:
[0010]-至少一個(gè)感測(cè)放大器電路，其用于讀取從存儲(chǔ)器陣列中的所選擇的存儲(chǔ)器單元感測(cè)的數(shù)據(jù)，
[0011]-至少一個(gè)參考電路，每個(gè)所述參考電路是所述感測(cè)放大器電路的復(fù)本并且具有輸出，所述參考電路通過該輸出將輸出物理量發(fā)送，
[0012]-調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，其向每個(gè)所述感測(cè)放大器電路和每個(gè)所述參考電路提供調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，所述調(diào)節(jié)信號(hào)通過對(duì)所述輸出物理量在時(shí)間和/或空間上進(jìn)行平均而獲得，
[0013]其中，調(diào)節(jié)網(wǎng)路包括控制單元，其配置為將所述參考電路的每個(gè)輸出的物理量與目標(biāo)均值求和，其中，所述參考電路的所述輸出的所述物理量與所述目標(biāo)均值以相反的符號(hào)求和，所述控制單元基于所述求和而發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)，所述調(diào)節(jié)信號(hào)供給到每個(gè)所述調(diào)節(jié)感測(cè)放大器電路和每個(gè)所述參考電路。
[0014]該存儲(chǔ)器器件的其他優(yōu)選但非限制性的方面如下:
[0015]-目標(biāo)均值是電壓\+(VH-\)/2，VJPVh分別是感測(cè)放大器電路和參考電路的工作電壓的低電壓電平和高電壓電平，其限定了各自的低邏輯電平和高邏輯電平；
[0016]-所述參考電路輸出中的每一個(gè)連接至電容器，該電容器連接至DC電壓源；
[0017]-調(diào)節(jié)信號(hào)是每個(gè)所述參考電路的所述輸出物理量的和與所述目標(biāo)均值之間的差在時(shí)間上的平均；
[0018]-調(diào)節(jié)信號(hào)是被每個(gè)所述感測(cè)放大器電路和每個(gè)所述參考電路用作調(diào)節(jié)電壓的電壓；
[0019]-控制單元包括具有反相輸入和非反相輸入的運(yùn)算放大器，目標(biāo)均值被施加到所述非反相輸入，而所述反相輸入通過至少一個(gè)開關(guān)和/或電阻器和/或電容器連接至每個(gè)所述參考電路輸出；
[0020]-每個(gè)所述參考電路輸出通過至少一個(gè)開關(guān)接至控制單元，該開關(guān)允許控制單元在所述至少一個(gè)感測(cè)放大器電路和所述至少一個(gè)參考電路的感測(cè)操作之前和感測(cè)操作期間與所述輸出斷開；
[0021 ]-控制單元包括積分器；
[0022]-積分器包括電阻器和公共積分電容器，該電阻器連接至每個(gè)參考電路輸出和求和節(jié)點(diǎn)；
[0023]-積分器包括開關(guān)電容器配置，其與每個(gè)參考電路輸出相關(guān)聯(lián)；
[0024]-控制單元包括:
[0025]-數(shù)字加/減計(jì)數(shù)器，每個(gè)參考電路輸出連接至所述數(shù)字加/減計(jì)數(shù)器的輸入，
[0026]-數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，其用于將所述數(shù)字加/減計(jì)數(shù)器的數(shù)字輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為待供給至每個(gè)感測(cè)放大器電路和每個(gè)參考電路的調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0027]本發(fā)明進(jìn)一步涉及合并有根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，以及操作根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件的過程。
[0028]本發(fā)明還涉及操作根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件的過程，該過程包括下述步驟:
[0029]-對(duì)每個(gè)感測(cè)放大器電路和每個(gè)參考電路進(jìn)行相似的操作，
[0030]-根據(jù)所述參考電路的每個(gè)輸出的物理量，在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)，并且將所述調(diào)節(jié)信號(hào)施加到感測(cè)放大器電路和參考電路。
【附圖說明】
[0031]基于閱讀下面的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的具體描述，本發(fā)明的其它方面、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得顯然，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的具體描述通過非限制性示例給出，并且是參考所附附圖做出的，在附圖中:
[0032]-上面已經(jīng)討論的圖1顯示了在公開文本EP2 365 487 A2中引入的單端感測(cè)放大器；
[0033]-圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件的實(shí)施方案的示意圖，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件包括與一系列的參考電路相關(guān)聯(lián)的一系列的感測(cè)放大器電路，所述參考電路連接至用于補(bǔ)償PVT引入的變化的效果的控制單元；
[0034]-圖3是控制單元的可能的實(shí)施方案的示意圖，該控制單元包括作為積分器工作的運(yùn)算放大器，其反相輸入通過電阻器和開關(guān)而連接至一系列的參考電路的輸出；
[0035]-圖4a和圖4b顯示了開關(guān)的兩個(gè)可能的實(shí)施方案；
[0036]-圖5是控制單元的可能的實(shí)施方案的示意圖，該控制單元包括作為積分器工作的運(yùn)算放大器，其反相輸入通過開關(guān)和開關(guān)電容器而連接至一系列的參考電路的輸出；
[0037]-圖6是控制單元的可能的實(shí)施方案的示意圖，該控制單元包括數(shù)字加/減計(jì)數(shù)器以及數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。