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]本申請基于并且主張來自在2013年8月27日提交的美國臨時申請N0.61/870727以及在2014年3月7日提交的美國專利申請N0.14/201618的權(quán)益，其整體內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]在本文中描述的實施例一般地涉及半導(dǎo)體存儲器裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]MRAM(磁性隨機存取存儲器)是使用磁性元件作為存儲器基元用于存儲信息的存儲器裝置，該磁性元件具有磁阻效應(yīng)，并且該MRAM作為能夠高速操作且具有大容量的下一代非易失性存儲器裝置而吸引注意。而且，MRAM已經(jīng)被研究并且開發(fā)為取代諸如DRAM或SRAM的易失性存儲器。在此情況中，期望通過使用與DRAM或SRAM的規(guī)范相同的規(guī)范來操作MRAM,以便減少開發(fā)成本并且使取代順利。
【附圖說明】
[0005]圖1是根據(jù)實施例的半導(dǎo)體存儲器裝置的示意視圖；
[0006]圖2是示出存儲器芯11及其外圍電路的示例的框圖；
[0007]圖3是被包括在一個庫中的存儲器基元陣列的電路圖；
[0008]圖4是圖示關(guān)于預(yù)充電命令的命令/地址分配的視圖；
[0009]圖5是圖示關(guān)于活躍(active)命令的命令/地址分配的視圖；
[0010]圖6是圖示根據(jù)比較例I的操作的視圖；
[0011 ]圖7是圖示根據(jù)比較例2的操作的視圖；
[0012]圖8是圖示根據(jù)示例的操作的視圖；
[0013]圖9是根據(jù)輸入命令的示例的時序圖；以及
[0014]圖10是根據(jù)輸入命令的其它示例的時序圖。
【具體實施方式】
[0015]—般地，根據(jù)一個實施例，提供半導(dǎo)體存儲器裝置，其包括:
[0016]庫，其各包括存儲器基元陣列；
[0017]字線，其連接到庫中的每個的行；
[0018]地址鎖存電路，其被配置為鎖存用于指定字線中的一個的全地址，該全地址包括第一地址和第二地址；以及
[0019]控制電路，其被配置為忽略用于作為設(shè)定操作的目標(biāo)的第一地址的重置操作，并且當(dāng)接收用于為庫指定重置操作以及為第一地址指定設(shè)定操作的第一命令時，依照設(shè)定操作重寫第一地址。
[0020]下面將參考【附圖說明】本發(fā)明的實施例。在以下說明中注意，相同的參考數(shù)字表示具有相同功能以及布置的元件，并且將僅在必要時作出重復(fù)說明。
[0021]該實施例將通過采取MRAM(磁性隨機存取存儲器)作為半導(dǎo)體存儲器裝置的示例來說明。
[0022]圖1是根據(jù)該實施例的半導(dǎo)體存儲器裝置10的示意視圖。半導(dǎo)體存儲器裝置10包括存儲器芯11、外圍電路12和接口 13。
[0023]存儲器芯11包括用于儲存數(shù)據(jù)的多個存儲器基元。外圍電路12為存儲器芯11執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取等。
[0024]接口13從外部裝置(主機)接收用于讀取/寫入的控制信號CNT以及用于控制讀取/寫入的操作時序的時鐘CK。而且，接口 13通過命令/地址線04〈11: 0>和數(shù)據(jù)線DQ〈m: 0>連接到主機，其中η和m是自然數(shù)。
[0025]控制信號CNT包括時鐘使能(enable)信號CKE、芯片選擇信號CS等。時鐘CK被用于控制半導(dǎo)體存儲器裝置10的操作時序。命令/地址線CA〈n:0>被用于發(fā)送/接收命令和地址。數(shù)據(jù)線DQ〈m:0>被用于發(fā)送/接收輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。
[0026]圖2是示出存儲器芯11以及外圍電路12的示例的框圖。存儲器芯11包括存儲器基元陣列單元21、行解碼器22，以及列解碼器23。存儲器基元陣列單元21包括BKO到BKk的(k+I)個庫，其中k是自然數(shù)。庫BKO到BKk可獨立于彼此被激活。例如，通過在讀取/寫入期間僅激活必要的庫可減少功率消耗。
[0027]行解碼器22解碼例如用于選擇庫BKO到BKk中的一個的庫地址BA〈X: 0>，以及用于選擇在經(jīng)選擇的庫中的行的行地址AR〈y: 0>。
[0028]列解碼器23解碼例如用于選擇在存儲器基元陣列單元21中的列的列地址AC〈z: O>。
[0029]外圍電路12包括命令/地址鎖存電路24、控制電路25、地址鎖存電路26、數(shù)據(jù)鎖存電路27，以及時鐘發(fā)生器28。
[0030]命令/地址鎖存電路24經(jīng)過命令/地址線CA〈n: 0>接收來自主機14的命令CMD和地址ADD，并且暫時將它們儲存。命令CMD被供應(yīng)到控制電路25?；趤碜灾鳈C14的控制信號CNT和命令CMD，控制電路25控制半導(dǎo)體存儲器裝置1的內(nèi)部操作。
[0031 ] 關(guān)于地址ADD，庫地址BA〈x: 0>被供應(yīng)到行解碼器22，行地址AR〈y: 0>被供應(yīng)到地址鎖存電路26，以及列地址AC〈z: 0>被供應(yīng)到列解碼器23。
[0032]如將在后面描述，在該實施例中，當(dāng)輸入活躍(active)命令時，地址鎖存電路26鎖存全行地址的部分，并且當(dāng)輸入在活躍命令之前被輸入的預(yù)充電命令時，還預(yù)先鎖存全行地址的另一部分。
[0033]因此，在輸入活躍命令之前輸入行地址的部分。因此，即使當(dāng)例如用于在存儲器基元陣列單元21中選擇字線(行)的行地址的位數(shù)增加，半導(dǎo)體存儲器裝置可被并入到系統(tǒng)中，而不增加接腳數(shù)以及減小操作速度，即不改變規(guī)范。
[0034]應(yīng)注意，預(yù)充電命令是用于將經(jīng)選擇的庫設(shè)定在用于讀取操作或?qū)懭氩僮鞯某跏紶顟B(tài)(預(yù)充電狀態(tài))中的命令。更具體地，所有字線、所有位線，以及所有源極線未被激活?；钴S命令是通過激活在經(jīng)選擇的庫中的多個字線中的一個來執(zhí)行從存儲器基元陣列讀取數(shù)據(jù)的過程的命令。
[0035]數(shù)據(jù)鎖存電路27暫時儲存經(jīng)過數(shù)據(jù)線DQ〈m:0>從主機14輸入的輸入數(shù)據(jù)，或者從經(jīng)選擇的庫讀取的輸出數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)被寫入到經(jīng)選擇的庫。
[0036]時鐘發(fā)生器28基于來自主機14的時鐘CK生成內(nèi)部時鐘CLK。內(nèi)部時鐘CLK被輸入到命令/地址鎖存電路24、控制電路25、地址鎖存電路26，以及數(shù)據(jù)鎖存電路27，并且被用于控制這些電路的操作時序。
[0037]圖3是被包括在一個庫中的存儲器基元陣列的電路圖。該存儲器基元陣列通過將多個存儲器基元MC布置成矩陣而形成。存儲器基元陣列包括多個字線WLO到WL1-1、多個位線BLO到BLj-1，以及多個源極線SLO到SLj-Ι。存儲器基元陣列的一個行連接到一個字線WL，并且存儲器基元陣列的一個列連接到一個位線BL與一個源極線SL的對。
[0038]存儲器基元MC包括磁阻元件(MTJ (磁性隧道結(jié))元件)30和選擇晶體管31。選擇晶體管31是例如N溝道MOSFET。
[0039]MTJ元件30具有連接到位線BL的一個端子，以及連接到選擇晶體管31的漏極的其它端子。選擇晶體管31的柵極連接到字線WL，并且其源極連接到源極線SL。
[0040]〈命令/地址分配〉
[0041]接著，將說明命令/地址分配。圖4是圖示關(guān)于預(yù)充電命令的命令/地址分配的視圖。圖5是圖示關(guān)于活躍命令的命令/地址分配的視圖。
[0042]參照圖4和圖5，時鐘CLK的箭頭指示時鐘的上升沿和下降沿。參考符號CAO到示從命令/地址墊(pad)(命令/地址線)輸入的命令和地址。命令/地址墊的數(shù)量是示例，并且不限于此。用于指定庫的庫地址BA具有例如三個位(ΒΑ0到BA2)。行地址R具有例如18個位(R0到R17)。關(guān)于全行地址的位RO到R17，與預(yù)充電命令一起輸入的第一行地址(全行地址的部分)具有例如較高位R14到R17。關(guān)于全行地址的位RO到R17，與活躍命令一起輸入的第二行地址(全行地址的另一部分)具有例如較低位RO到R13。
[0043]參照圖4，當(dāng)輸入預(yù)充電命令時，在時鐘CLK的上升沿處指定預(yù)充電操作，并且通過時鐘CLK的下降沿指定預(yù)活躍操作。也就是，預(yù)充電命令可設(shè)定預(yù)充電操作和預(yù)活躍操作。預(yù)充電命令通過斷言(assert)芯片選擇信號CS以及在時鐘CLK的上升沿處使用CA0 = H、CA1=!1、0厶2 = 1^和0厶3 = !1來限定。
[0044]在預(yù)充電操作中，從墊CA4輸入用于指定是否對所有庫預(yù)充電的標(biāo)志AB，并且從墊CA7到CA9輸入庫地址BAO到BA2?！癤”意不在意。
[0045]在預(yù)活躍操作中，從墊CA3到CA6輸入較高行地址R14到R17，并且從墊CA7到CA9輸入庫地址BAO到ΒΑ2ο在該實施例中，可在預(yù)充電操作和預(yù)活躍操作中的每個中指定庫地址BAO到BA2。因此，對于相同的預(yù)充電命令，可在不同的庫中執(zhí)行預(yù)充電操作和預(yù)活躍操作。
[0046]參照圖5，當(dāng)輸入活躍命令時，活躍操作被指定在時鐘CLK的上升沿和下降沿處?；钴S命令通過斷言芯片選擇信號CS以及在時鐘CLK的上升沿處使用CAO = L和CAl =H來限定。而且，在時鐘CLK的上升沿處，從墊CA2到CA6輸入行地址R8到R12，并且從墊CA7到CA9輸入庫地址BAO到BA2。在時鐘CLK的下降沿處，從墊CAO到CA8輸入行地址RO到Rl 3。
[0047]〈比較例1>
[0048]下面將說明根據(jù)比較例I的操作。比較例I是這樣一種示例，其中預(yù)充電操作的庫地址和預(yù)活躍操作的庫地址是不同的。圖6是圖示比較例I的操作的視圖；
[0049]信號BANK_ACTB〈n>在半導(dǎo)體存儲器裝置10里面生成，其中η是庫的序數(shù)。信號BANK_ACTB〈n>通過使用活躍命令和庫地址BAO到BA2來生成。反相器電路40使信號BANK_ACTB〈n>的邏輯反相，并且輸出信號BANK_ACT〈n>。當(dāng)輸入活躍命令時，經(jīng)選擇的庫的信號BANK_ACT〈n>從低電平改變到高電平。響應(yīng)于信號BANK_ACT〈n>，行地址R〈13: 0>從解鎖狀態(tài)改變到鎖定狀態(tài)。脈沖發(fā)生器(單發(fā)(one shot))41接收信號BANK_ACT〈n>，并且生成包含一個脈沖的使能信號EN_ACT_X〈n>。
[0050]行地址R〈13:0>