半導(dǎo)體存儲器裝置的制造方法
【專利說明】半導(dǎo)體存儲器裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年08月28日提交于韓國知識產(chǎn)權(quán)局的申請?zhí)枮?0-2014-0113435的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過弓|用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]各種實施方式大體上涉及一種半導(dǎo)體裝置，并且更具體地涉及一種半導(dǎo)體存儲器裝置的編程操作。
【背景技術(shù)】
[0004]DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)由于其迅捷地訪問目標存儲器單元并且使得存儲和讀取數(shù)據(jù)更為容易，因此主要用作電子設(shè)備的存儲器。然而，包括在DRAM單元中的電容器具有滲漏特性。DRAM為易失性存儲器，并且當電源供給被切斷時丟失存儲的數(shù)據(jù)。
[0005]為了克服DRAM的缺點，代之以使用非易失性存儲器器件從而即使在電源供給被切斷時也能保持所存儲的數(shù)據(jù)。非易失性存儲器器件的例子有閃存存儲器、相變隨機存取存儲器(PCRAM)、電阻隨機存取存儲器(ReRAM)、鐵電隨機存取存儲器(FeRAM)、磁性隨機存取存儲器(MRAM)，以及自旋轉(zhuǎn)移力矩隨機存取存儲器(STTRAM)。非易失性半導(dǎo)體存儲器裝置的存儲器單元通過即使在電源供給被切斷的情況下也保持所存儲的數(shù)據(jù)而具有非易失的特性。
[0006]將數(shù)據(jù)存儲進非易失半導(dǎo)體存儲器裝置的存儲器單元中的操作通常被稱為寫入操作或是編程操作。在非易失半導(dǎo)體存儲器裝置中執(zhí)行驗證讀取操作用以驗證所預(yù)期的數(shù)據(jù)是否存儲在存儲器單元中。根據(jù)驗證讀取操作的結(jié)果，寫入操作或是編程操作結(jié)束或是再次執(zhí)行。相較于DRAM，用于存儲數(shù)據(jù)的編程操作和驗證讀取操作的重復(fù)降低了非易失半導(dǎo)體存儲器裝置的整體操作速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個實施方式中，一種半導(dǎo)體存儲器裝置包括寫入驅(qū)動器，配置為響應(yīng)于寫入信號而將輸入數(shù)據(jù)寫入存儲器單元；數(shù)據(jù)感測部，配置為響應(yīng)于驗證讀取信號而通過將輸出自存儲器單元的輸出數(shù)據(jù)與參考電壓進行比較來生成比較標記信號。該半導(dǎo)體存儲器裝置可以進一步包括編程控制部，配置為響應(yīng)于寫入命令而生成針對初始寫入操作的寫入信號和驗證讀取信號，并且一旦比較標記信號處于預(yù)定的電平就生成針對接下來的寫入操作的寫入信號。
[0008]在一個實施方式中，一種半導(dǎo)體存儲器裝置包括寫入驅(qū)動器，配置為響應(yīng)于寫入信號而將輸入數(shù)據(jù)寫入存儲器單元；以及數(shù)據(jù)感測部，配置為響應(yīng)于驗證讀取信號而通過將輸出自存儲器單元的輸出數(shù)據(jù)與參考電壓進行比較來生成比較標記信號。該半導(dǎo)體存儲器裝置可以包括編程控制部，配置為響應(yīng)于寫入命令而生成針對初始寫入操作的寫入信號和驗證讀取信號，并且一旦比較標記信號處于預(yù)定的電平就生成針對接下來的寫入操作的寫入信號。所述編程控制部可以基于用于生成比較標記信號的時間來調(diào)整寫入信號的脈沖持續(xù)時間。
[0009]在一個實施方式中，一種半導(dǎo)體存儲器裝置包括存儲器單元并且配置為:響應(yīng)于接收到寫入命令并且生成寫入信號而將輸入數(shù)據(jù)寫入到存儲器單元中，并且當將輸出自存儲器單元的輸出數(shù)據(jù)與參考電壓進行比較之后，一旦比較標記信號處于預(yù)定的電平就生成接下來的寫入信號。
【附圖說明】
[0010]圖1是描述了根據(jù)一個實施方式的半導(dǎo)體裝置的表示的框圖；
[0011]圖2是描述了圖1所描述的數(shù)據(jù)感測部的表示的電路圖；
[0012]圖3是描述了根據(jù)包括在半導(dǎo)體裝置中的存儲器單元的電阻值的輸出數(shù)據(jù)的電壓分布和參考電壓的表不的圖；
[0013]圖4是描述了圖1所描述的編程控制部的表示的框圖；
[0014]圖5是描述了圖4所描述的初始寫入脈沖生成單元的表示的框圖；
[0015]圖6是描述了圖4所描述的寫入信號生成單元的表示的框圖；
[0016]圖7是描述了圖4所描述的驗證讀取控制單元的表示的框圖；
[0017]圖8是描述了圖4所描述的驗證讀取信號生成單元的表示的框圖；
[0018]圖9是描述了根據(jù)一個實施方式的半導(dǎo)體存儲器裝置的操作的表示的時序圖；
[0019]圖10是描述了根據(jù)一個實施方式的半導(dǎo)體存儲器裝置的操作的表示的操作時間順序；
[0020]圖11是描述了根據(jù)一個實施方式的半導(dǎo)體存儲器裝置的操作的表示的操作時間順序；
[0021]圖12是描述了圖1所描述的編程控制部的表示的電路圖；
[0022]圖13是描述了圖12所描述的寫入信號生成單元的表示的框圖；
[0023]圖14是描述了圖12所描述的驗證讀取信號生成單元的表示的框圖；
[0024]圖15描述了采用根據(jù)參照圖1-14所描述的實施方式的半導(dǎo)體存儲器裝置的系統(tǒng)的表不的例子的框圖。
【具體實施方式】
[0025]接下來，將參考附圖對半導(dǎo)體裝置的各種實施方式進行描述。
[0026]針對一旦驗證讀取操作完成就能夠執(zhí)行接下來的編程操作的半導(dǎo)體存儲器裝置而提供了各種實施方式。
[0027]進一步，針對能夠基于驗證讀取操作的操作時間調(diào)整接下來的寫入操作的操作時間的半導(dǎo)體存儲器裝置提供了各種實施方式。
[0028]參照圖1，根據(jù)本公開一個實施方式的半導(dǎo)體存儲器裝置1包括存儲器單元110、寫入驅(qū)動器120、以及數(shù)據(jù)感測部130。半導(dǎo)體存儲器裝置1包括編程控制部140。半導(dǎo)體存儲器裝置1可以是非易失存儲器裝置。存儲器單元110可以是用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器件，以及非易失存儲器單元。存儲器單元110可以是閃存存儲器單元、PCRAM單元、ReRAM單元、FeRAM單元、MRAM單元以及STTRAM單元中的至少一種，其并不限制本公開的范圍。當特定的位線以及特定的字線被選擇時，存儲器單元110可以被存取。存儲器單元110可以是串行耦接到每個列開關(guān)和行開關(guān)的晶體管。當特定的位線BL和特定的字線WL電氣耦接到存儲器單元110時，列開關(guān)以及行開關(guān)導(dǎo)通并且存儲器單元110可以電氣耦接到寫入驅(qū)動器120或是數(shù)據(jù)感測部130。雖然沒有在圖1中示出，半導(dǎo)體存儲器裝置1可以包括包含有多個存儲器單元的存儲器陣列，多個位線以及多個字線。存儲器單元110可以電氣耦接到接地電壓VSS端子。
[0029]寫入驅(qū)動器120可以響應(yīng)于寫入信號WT將輸入數(shù)據(jù)DIN寫入到存儲器單元110中。寫入驅(qū)動器120可以包括用于接收和存儲在寫入操作中包括的輸入數(shù)據(jù)DIN的鎖存器。寫入操作可以執(zhí)行無數(shù)次。
[0030]數(shù)據(jù)感測部130可以響應(yīng)于驗證讀取信號VRD讀取存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)感測部130可以通過差分放大參考電壓VREF和存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)來生成比較標記(flag)信號C0MPF。參考電壓VREF的電平可以根據(jù)存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)的電平而變化。關(guān)于參考電壓VREF的電平在電位上根據(jù)存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)的電平而發(fā)生變化的這個理念將在后面進行描述。
[0031]數(shù)據(jù)感測部130可以包括感測放大器131以及感測完成探測單元132。感測放大器131可以生成輸出信號OUT和0UTB?？梢酝ㄟ^響應(yīng)于驗證讀取信號VRD而差分放大參考電壓VREF和存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)來生成輸出信號OUT和0UTB。存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)可以作為輸出數(shù)據(jù)D0UT輸出到感測放大器131。輸出數(shù)據(jù)D0UT可以是根據(jù)存儲器單元110的電阻值而改變的電壓和電流中的一個，并且可以具有對應(yīng)于存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)的電壓電平。輸出信號OUT和0UTB可以作為一對信號輸出。感測完成探測單元132可以生成比較標記信號C0MPF。比較標記信號C0MPF可以通過探測輸出信號OUT和0UTB的電平的改變來生成。一旦感測完成探測單元132探測到輸出信號OUT和0UTB的電平變化，感測完成探測單元132就會使能比較標記信號C0MPF。當感測放大器131探測到輸出數(shù)據(jù)D0UT和參考電壓VREF之間的電平差時，輸出信號OUT和0UTB的電平可以改變，并且一旦感測完成探測單元132探測到輸出信號OUT和0UTB的電平變化，感測完成探測單元132就會使能比較標記信號C0MPF。
[0032]半導(dǎo)體存儲器裝置1可以執(zhí)行將數(shù)據(jù)寫入存儲器單元110中的編程操作。寫入操作和驗證讀取操作可以針對編程操作交替執(zhí)行。例如，當半導(dǎo)體存儲器裝置將位于特定電平的數(shù)據(jù)寫入存儲器單元110，半導(dǎo)體存儲器裝置1可以通過寫入驅(qū)動器120執(zhí)行用于將位于特定電平的數(shù)據(jù)寫入存儲器單元110的第一寫入操作。當?shù)谝粚懭氩僮魍瓿?，半?dǎo)體存儲器裝置1可以執(zhí)行第一驗證讀取操作。執(zhí)行第一驗證讀取操作包括數(shù)據(jù)感測部130讀取存儲在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)并且確定輸出數(shù)據(jù)D0UT是否對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)DIN。當輸出數(shù)據(jù)D0UT不對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)DIN，半導(dǎo)體存儲器裝置1可以執(zhí)行第二寫入操作。半導(dǎo)體存儲器裝置1可以在第二寫入操作結(jié)束時執(zhí)行第二驗證讀取操作。半導(dǎo)體存儲器裝置1可以重復(fù)執(zhí)行寫入操作和驗證讀取操作直到數(shù)據(jù)感測部130確定輸出數(shù)據(jù)D0UT對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)DIN或是實質(zhì)上對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)DIN。當輸出數(shù)據(jù)D0UT實質(zhì)上對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)DIN時，半導(dǎo)體存儲器裝置1可以結(jié)束用于將處于特定電平的數(shù)據(jù)存儲進存儲器單元110中的編程操作。
[0033]編程控制部140可以響應(yīng)于寫入命令WTC0M而生成針對初始寫入操作的寫入信號WT。同樣，編程控制部140可以生成驗證讀取信號VRD。編程控制部140可以響應(yīng)于寫入信號WT的禁止而使能驗證讀取信號VRD。編程控制部140可以響應(yīng)于比較標記信號COMPF而生成針對