半导体存储器件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月19日提交的申请号为10-2014-0019038的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请以参阅方式全文并入本申请。

本发明的示意性实施例涉及半导体设计技术，且更具体地涉及能够执行刷新操作的半导体存储器件。

背景技术：

总体来说，例如双倍数据率同步动态随机存取存储器(ddrsdram)的半导体存储器件包括用于存储数据的多个存储库，并且每一个存储库包括大量存储单元。每一个存储单元具有单元电容器和单元晶体管。半导体存储器件通过对单元电容器充电和放电来存储数据。理想地，存储在单元电容器中的电荷保持不变。但是，实际上，由于在外围电路中的电压差，存储在单元电容器中的电荷改变。换句话说，充电的单元电容器可能泄露，或相反，应当保持放电的单元电容器可能获得电荷。单元电容器电荷表示数据，这意味着单元电容器的电荷(或电压电平)变化如果显著，会导致数据丢失。为了防止数据丢失，半导体存储器件执行已知的刷新操作。由于常规的刷新操作方法对于本领域技术人员来说是广为人知的，省略了其详细说明。

由于制造技术发展，所以半导体器件的集成度获得发展。集成度的提高引起半导体存储库的尺寸相对应地减小。存储库的尺寸减小导致存储单元间的间隔变小，这表示在与存储单元联接的字线之间的间隔减小。由于字线间的间隔减小，所以人们更担心字线间的干扰，一个示例是耦合作用。

为了访问半导体存储器件中的特定存储单元，可以执行联接至存储单元的字线的激活操作。但是，随着字线间的间隔变得越来越窄，字线的激活操作可以引起相邻字线中的电压上升/下降。相邻字线中的电压上升/下降会导致相邻存储单元的不期望的充电或放电。如上所述，如果显著，这会导致数据丢失。

为了防止存储单元丢失数据，半导体存储器件可以在给定存储库中的所有存储单元上执行刷新操作。换句话说，可以以足够高的频率执行刷新操作以确保即使字线经受最大程度干扰，也不丢失数据。但是，该操作方法导致一些存储单元超过需要地被刷新、导致没必要的功率消耗和操作效率损失。因此，根据需要，智能控制各存储单元或存储单元的组的刷新操作是有益的。

随着半导体器件的集成度提高，另一个需要考虑的是温度影响。随着电路尺寸变得更小，电路温度对电路操作的影响更大。因此，正在研究关于电路操作的控制及其如何被温度影响。

技术实现要素：

本发明的示意性实施例涉及一种可以基于周围环境而控制刷新操作的半导体存储器件。

根据本发明的一个实施例，半导体存储器件包括控制信号生成器，其适于生成对应于温度信息的控制信号；刷新控制器，其适于响应于刷新命令信号在预定时刻启用针对智能刷新操作的刷新信号并且响应于刷新命令信号而在对应于控制信号的时刻启用针对标准刷新操作的刷新信号；以及数据存储器，其适于存储数据以及响应于刷新控制器的刷新信号而执行智能刷新操作和标准刷新操作。

执行标准刷新操作的次数可以基于温度信息被控制。

刷新控制器包括：计数块，其适于通过计数刷新命令信号而生成计数信号；标准刷新控制块，其适于通过将计数信号和控制信号反应到刷新命令信号中以生成源刷新信号；智能计数块，其适于基于控制信号通过控制最大计数值而生成智能刷新启用信号并且以最大计数值计数源刷新信号；以及刷新输出块，其适于响应于源刷新信号和智能刷新启用信号输出对应于智能刷新操作和标准刷新操作的刷新信号。

标准刷新控制块可以包括：解码部，其适于解码计数信号；以及选择和传送部，其适于响应于控制信号和解码部的输出信号将刷新命令信号选择性地输出为源刷新信号。

智能计数块可以包括：移位部，其适于响应于源刷新信号而在智能刷新启用信号上执行移位操作；和路径控制部，其适于响应于控制信号控制移位部的信号传送路径。

标准刷新控制块可以控制源刷新信号响应于控制信号被启用的次数。

路径控制部可以控制响应于控制信号执行的移位操作的次数。

根据本发明的另一个实施例，一种半导体存储系统包括：控制器，其适于在刷新操作部分期间通过生成顺序刷新命令信号而控制刷新操作并且响应于温度信息用其它命令信号替换在顺序刷新命令信号中的至少一个刷新命令信号；和半导体存储器件，其适于响应于刷新命令信号执行刷新操作并且执行对应于其它命令信号的操作。

半导体存储器件可以包括：控制信号生成器，其适于生成对应于温度信息的控制信号；刷新控制器，其适于响应于刷新命令信号在预定时刻启用针对智能刷新操作的刷新信号并且响应于刷新命令信号在对应于控制信号的时刻启用针对标准刷新操作的刷新信号；和数据存储器，其适于存储数据并且响应于刷新控制器的刷新信号执行智能刷新操作和标准刷新操作。

刷新控制器可以包括：智能计数块，其适于基于控制信号通过控制最大计数值生成智能刷新启用信号并且将刷新命令信号计数为最大计数值；和刷新输出块，其适于响应于源刷新信号和智能刷新启用信号输出对应于智能刷新操作和标准刷新操作的刷新信号。

半导体存储系统可以还包括：电路，该电路适于响应于其它命令信号执行相对应的操作。

基于温度信息可以控制执行刷新操作的次数。

刷新命令信号可以是对应于标准刷新操作的信号。

根据本发明的另一个实施例，一种用于操作半导体存储系统的方法包括以下步骤：将在刷新操作部分期间的刷新操作的预定最大次数与要执行的刷新操作的次数进行比较；基于比较结果用其它操作替换刷新操作；以及执行刷新操作和其它操作。

用于操作半导体存储系统的方法可以还包括：基于温度信息设置执行刷新操作的次数。

基于比较结果用其它操作替换刷新操作可以包括：通过确定是否执行刷新操作来执行刷新操作和其它操作；以及确定刷新操作部分是否结束。

刷新操作可以包括在预定时刻执行的智能刷新操作。

根据本发明的实施例的半导体存储器件通过基于周围环境控制刷新操作确保稳定的刷新操作。

附图说明

图1是说明根据本发明的一个实施例的半导体存储器件的框图。

图2是说明图1所示的刷新控制器120的框图。

图3是说明图2所示的标准刷新控制块220的图。

图4是说明图2所示的智能计数块230的图。

图5至7是说明图1至图4中所示电路操作的时序图。

图8是说明根据本发明的另一实施例的半导体存储系统的框图。

图9是说明图8所示的半导体存储系统的简单电路操作的时序图。

图10是描述用于操作图9所示的半导体存储系统的方法的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图更详细地描述各实施例。提供这些实施例来使本文全面和完整，并且将向本领域技术人员完整地表达本发明的范围。附图没有必要按比例，在某些情况下，可以夸大比例从而清楚地说明实施例的特征。贯穿全文，附图标记直接对应于本发明的各附图和实施例的相同数字标记的部件。还应注意，在本说明书中，“连接/联接”不但表示部件直接联接其它部件，而且表示部件通过中间部件间接联接其它部件。另外，只要没有特殊说明，单数形式可以包括复数形式，反之亦然。

图1是说明根据本发明的实施例的半导体存储器件的框图。

参照图1，半导体存储器件包括控制信号生成器110、刷新控制器120和数据存储单元130。

控制信号生成器110响应于温度信息inf_tmp生成控制信号ctr。下文将描述的控制信号ctr控制用于标准刷新操作的信号的启用时刻。

刷新控制器120响应于刷新命令信号ref生成最终刷新信号fin_ref。最终刷新信号fin_ref是在标准刷新操作和智能刷新操作期间启用的信号。

下文描述在本发明的实施例中执行的刷新操作。例如，刷新操作可以被分为两种操作类型。一种是标准刷新操作，其基于例如自身刷新命令或自动刷新命令的标准刷新命令执行。另一种是在预定字线上执行的智能刷新操作。

将详细描述智能刷新操作。一般来说，字线通过激活操作被启用或停用。但是，由于集成度提高，干扰发生在靠近执行激活操作的激活字线设置的相邻字线中。简言之，靠近激活字线的相邻字线的电压电平变得不稳定。存储在与邻近字线联接的存储单元中的数据可能会丢失。因此，根据本发明的实施例的刷新操作可以在邻近字线上执行，即在预定的字线上执行，由此防止与邻近字线联接的存储单元丢失数据。

开始描述刷新控制器120，刷新控制器120响应于刷新命令信号ref生成最终刷新信号fin_ref。对标准刷新操作和智能刷新操作启用最终刷新信号fin_ref。具体地，基于控制信号ctr控制针对标准刷新操作的启用时刻，并且针对智能刷新操作的启用时刻被控制为使得在预定时刻启用最终刷新信号fin_ref。接下来，在实施例中，将基于控制信号ctr控制针对标准刷新操作启用最终刷新信号fin_ref的次数描述为一个示例。

数据存储单元130存储数据并且响应于最终刷新信号fin_ref执行标准刷新操作和智能刷新操作。

根据本发明实施例的半导体存储器件可以基于温度信息inf_tmp控制刷新操作。具体来说，基于温度信息inf_tmp来控制执行标准刷新操作的次数，而不考虑温度信息inf_tmp在预定时刻执行智能刷新操作。

图2是说明图1所示的刷新控制器120的框图。

参照图2，刷新控制器120包括计数块210、标准刷新控制块220、智能计数块230和刷新输出块240。

计数块210通过计数刷新命令信号ref生成计数信号cnt。标准刷新控制块220通过将控制信号ctr和计数信号cnt反应到刷新命令信号ref中而生成源刷新信号s_ref。如上所述，控制信号ctr是对应于温度信息inf_tmp的信号。标准刷新控制块220可以在由控制信号ctr和计数信号cnt限定的时刻将刷新命令信号ref输出为源刷新信号s_ref，并且控制基于控制信号ctr启用源刷新信号s_ref的次数。控制信号ctr和源刷新信号s_ref之间的关系将参照图3详细描述。

智能计数块230通过计数源刷新信号s_ref触发的次数而生成智能刷新启用信号smt_en。由智能计数块230计数的最大值基于控制信号ctr被控制，并且当源刷新信号s_ref触发的次数等于最大值时，智能刷新启用信号smt_en被启用。刷新输出块240响应于源刷新信号s_ref输出最终刷新信号fin_ref。源刷新信号s_ref是针对标准刷新操作的信号，智能刷新启用信号smt_en是针对智能刷新操作的信号。源刷新信号s_ref和智能刷新启用信号smt_en将在下文中再次描述。

根据本发明的实施例的半导体存储器件可以基于控制信号ctr控制最终刷新信号fin_ref的启用时刻，该控制信号ctr基于温度信息inf_tmp。

图3是说明图2所示的标准刷新控制块220的图。

参照图3，标准刷新控制块220包括解码部310以及选择和传送部320。

解码部310通过解码计数信号cnt生成解码信号dec<0:3>。作为一个示例，解码信号dec<0:3>具有四位代码。选择和传送部320响应于控制信号ctr(参见图2和3)和解码信号dec<0:3>将刷新命令信号ref选择性地输出为源刷新信号s_ref。在图3中，控制信号ctr可以基于温度信息inf_tmp被分成第一控制信号ctr×1、第二控制信号ctr×2和第三控制信号ctr×4。

接下来，描述简单的电路操作。作为一个示例，计数信号cnt从0数到3，解码信号dec<0:3>响应于计数信号cnt被顺序地启用。

当第一控制信号ctr×1被启用时，不管计数信号cnt，即解码信号dec<0:3>，刷新命令信号ref被输出为源刷新信号s_ref。当第二控制信号ctr×2被启用时，在计数信号cnt变为0、2和3时，刷新命令信号ref被输出为源刷新信号s_ref。换句话说，解码信号dec<0>、解码信号dec<2>和解码信号dec<3>被启用。当第三控制信号ctr×4被启用时，在计数信号cnt变为0和3时，刷新命令信号ref被输出为源刷新信号s_ref。将参照图5至7在下文中描述其详细说明。

根据本发明的实施例的标准刷新控制块220可以在预定时刻通过结合对应于温度信息inf_tmp和计数信号cnt的控制信号ctr×1、ctr×2和ctr×4将刷新命令信号ref选择性地输出为源信号s_ref。

图4是说明图2所示的智能计数块230的图。

参照图4，智能计数块230包括移位部410和路径控制部420。

移位部410响应于源刷新信号s_ref执行移位操作并且包括第一至第四同步单元411、412、413和414。第一至第四同步单元411、412、413和414的每一个响应于源刷新信号s_ref输出输入信号。

路径控制部420响应于第二控制信号ctr×2和第三控制信号ctr×4控制移位部410的信号传送路径，并且包括第一和第二多路复用单元421和422。第一多路复用单元421响应于第二控制信号ctr×2将第一同步单元411的输出信号sm_0或第二同步单元412的输出信号sm_1输出至第三同步单元413。第二多路复用单元422响应于第三控制信号ctr×4将第一同步单元411的输出信号sm_0或第三同步单元413的输出信号sm_2输出至第四同步单元414。

接下来，将描述简单电路操作。作为示例，由智能计数块230设置的最大计数值为4。

当第一控制信号ctr×1(参见图3)被启用时，响应于源刷新信号s_ref，输入至第一同步单元411的智能刷新启用信号smt_en被输出，并且经由第二同步单元412、第三同步单元413和第四同步单元414被输出。因此，在执行四次移位操作后，智能刷新启用信号smt_en被再次启用。

当启用第二控制信号ctr×2时，响应于源刷新信号s_ref，输入至第一同步单元411的智能刷新启用信号smt_en被输出，并且经由第一多路复用单元421被输出至第三同步单元413。然后，智能刷新启用信号smt_en经由第三同步单元413和第四同步单元414被输出。因此，在执行三次移位操作之后，智能刷新启用信号smt_en被再次启用。

当第三控制信号ctr×4被启用时，智能刷新启用信号smt_en经由第一同步单元411、第二多路复用单元422和第四同步单元414被输出。

根据本发明的实施例的智能计数块230可以响应于对应于温度信息inf_tmp的第一控制信号ctr×1、第二控制信号ctr×2和第三控制信号ctr×4控制源刷新信号s_ref的计数操作。

图5至7是说明图1至图4中所示电路操作的时序图。作为示例，智能刷新操作响应于第四次被启用的刷新命令信号ref被执行。在图5至7中示出的源刷新信号s_ref具有控制的脉冲宽度使得图4所示的移位部410可以在源刷新信号s_ref的下降沿执行移位操作。

图5说明了启用第一控制信号ctr×1。

参照图1至5，标准刷新控制块220将刷新命令信号ref输出为源刷新信号s_ref。图4中示出的智能计数块230在计数源刷新信号s_ref四次后，启用智能刷新启用信号smt_en。如上所述，在图4中示出的移位部410在源刷新信号s_ref的下降沿执行移位操作。在图2中示出的刷新输出块240响应于源刷新信号s_ref和智能刷新启用信号smt_en生成最终刷新信号fin_ref来控制标准刷新操作和智能刷新操作。在刷新命令信号ref被启用一次时，最终刷新信号fin_ref被启用两次的部分被定义为智能刷新操作部分。

因此，当第一控制信号ctr×1被启用时，半导体存储器件响应于刷新命令信号ref的脉冲①、②和③执行三次标准刷新操作，并且响应于刷新命令信号ref的脉冲④执行一次智能刷新操作。

图6说明了启用第二控制信号ctr×2。

参见图6，当计数信号cnt变为0、2和3时，刷新命令信号ref被输出为源刷新信号s_ref，并且智能刷新启用信号smt_en响应于源刷新信号s_ref的脉冲②被启用。最终刷新信号fin_ref响应于源刷新信号s_ref和智能刷新启用信号smt_en被生成。因此，当第二控制信号ctr×2被启用时，半导体存储器件响应于刷新命令信号ref的脉冲①、②和③执行两次标准刷新操作，并且响应于刷新命令信号ref的脉冲④执行一次智能刷新操作。

图7说明了启用第三控制信号ctr×4。

参照图7，当计数信号cnt变为0和3时，刷新命令信号ref被输出为源刷新信号s_ref，并且智能刷新启用信号smt_en响应于源刷新信号s_ref的脉冲①被启用。因此，当第三控制信号ctr×4被启用时，半导体存储器件响应于刷新命令信号ref的脉冲①、②和③执行一次标准刷新操作，并且响应于刷新命令信号ref的脉冲④执行一次智能刷新操作。

如图5至7所示，根据本发明实施例的半导体存储器件可以控制基于对应于温度信息inf_tmp的第一控制信号ctr×1、第二控制信号ctr×2和第三控制信号ctr×4执行标准刷新操作的时刻。并且，半导体存储器件可以响应于刷新命令信号ref在预定时刻执行智能刷新操作。

图8是说明根据本发明的另一实施例的半导体存储系统的框图。

参照图8，半导体存储系统包括控制器810和半导体存储器件820。

控制器810通过命令信号cmd控制半导体存储器件820，并且半导体存储器件820基于命令信号cmd执行各操作。半导体存储器件820可以响应于命令信号cmd执行用于存储数据dat的操作、用于输出数据dat的操作、刷新操作等。下文中，对应于刷新操作的命令信号cmd被定义为刷新命令信号。

控制器810可以基于从半导体存储器件820提供的温度信息inf_tmp控制刷新操作的次数。换句话说，控制器810可以控制在预定的刷新操作部分期间执行刷新操作的次数。并且，当刷新命令信号被启用的次数小于在刷新操作部分期间可以启用的刷新命令信号的最大次数时(该最大次数在下文中被称为“最大刷新操作次数”)，控制器810可以在刷新操作部分期间输入除了刷新命令信号以外的命令信号。换句话说，在刷新操作部分期间，控制器810可以用其它命令信号替换刷新命令信号。

图9是说明图8所示的半导体存储系统的简单电路操作的时序图。作为示例，刷新命令信号ref在刷新操作部分期间被启用最大值四次。

参照图9，示例①示出了刷新命令信号被启用最大启用次数四次(ref#1、ref#2、ref#3和ref#4)。示例②示出了刷新命令信号被启用三次(ref#1、ref#2和ref#3)，并且其它命令信号被替换并且启用(etc)一次，而示例③示出刷新命令信号被启用两次(ref#1和ref#2)，并且其它命令信号被替换并且启用两次(etc#1和etc#2)。

再参照图8，半导体存储器件820响应于图9中示出的刷新命令信号ref执行刷新操作，并且响应于其它命令信号etc执行相对应的操作。

根据本发明的实施例的半导体存储系统可以基于温度信息inf_tmp来控制刷新操作时刻，并且控制半导体存储器件820以通过在刷新操作部分期间启用其它命令信号在刷新操作部分期间执行其它操作。

再参照图8，输入至半导体存储器件820的刷新命令信号是反应温度信息inf_tmp的信号。输入至半导体存储器件820的刷新命令信号具有和在图2中示出的源刷新信号s_ref相似的信息。换句话说，两个信号具有关于针对标准刷新操作的信号的启用时刻的信息。因此，半导体存储器件820可以包括在图2中示出的智能计数块230和刷新输出块240以执行智能刷新操作。

图10是描述用于操作图9所示的半导体存储系统的方法的流程图。

参照图10，用于操作半导体存储系统的方法包括在步骤s1010中设置刷新操作，在步骤s1020中比较执行刷新操作的次数，在步骤s1030中替换操作，并且在步骤s1040中执行刷新操作。

在步骤s1010中设置刷新操作。换句话说，在步骤s1010中响应于温度信息inf_tmp设置执行刷新操作的次数。在步骤s1010中，如图9的示例②所示，刷新命令信号可以被设置为在刷新操作部分期间被启用三次。下文中，如上设置的执行刷新操作的次数被称为“针对刷新操作的设置次数”。

在步骤s1020中比较执行刷新操作的次数。换句话说，在步骤s1020中将步骤s1010的设定次数与针对刷新操作的最大次数进行比较。当设定次数小于最大次数时(“小于”)，执行步骤s1030，当设定次数与最大次数相同时(“是”)，执行步骤s1040。当设定的次数与最大次数相同，与图9的示例①相同时，在步骤s1040中生成四个刷新命令信号。

在步骤s1030中基于温度信息inf_tmp用其它操作替换省略的刷新操作。步骤s1030包括在步骤s1030_1中确定是否执行刷新操作，在步骤s1030_2中执行刷新操作，在步骤s1030_3中确定刷新操作部分，以及在步骤s1030_4中执行其它操作。

在步骤s1030_1中确定是否执行刷新操作。当执行刷新操作时(“是”)，执行步骤s1030_2，并且当略过刷新操作时(“否”)，执行步骤s1030_4。这里，在步骤s1030_2中执行刷新操作。在步骤s1030_3中确定刷新操作部分是否结束。在步骤s1030_3中，当刷新操作部分结束时(“是”)，刷新操作结束，当刷新操作部分没有结束时(“否”)，执行步骤s1030_1，并且再次确定是否执行刷新操作。同时，在步骤s1030_4中执行除了刷新操作以外的操作。

在图9的示例②中，当针对刷新操作的设定次数为3并且针对刷新操作的最大次数是4时，可以在替换省略的刷新操作的时刻基于温度信息inf_tmp生成其它命令信号etc。

根据本发明的实施例的操作半导体存储系统的方法可以包括控制基于温度信息inf_tmp执行刷新操作的次数，并且执行或跳过刷新操作。并且，方法可以包括执行代替跳过的刷新操作的其它操作。

如上所述，根据本发明的实施例，基于温度信息inf_tmp可以控制执行标准刷新操作的时刻，并且可以控制在预定时刻执行智能刷新操作。

根据本发明的实施例，即使周围环境改变也能确保刷新操作，从而可以提高存储数据的可靠性。

虽然参照特定的实施例描述了本发明，但是应注意，本发明的实施例是描述性的，而非限制性的。另外，应注意，在不偏离由随附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，本发明可以由本领域技术人员通过替换、修改和变型并采用各种方式来实现。