可转换的存储器装置及其操作方法与流程

本发明的多种实施例涉及半导体设计技术，更具体地，涉及能够选择性地利用非易失性存储器和易失性存储器操作的可转换的存储器装置。

背景技术：

1、存储器装置可分类为易失性存储器装置和非易失性存储器装置。非易失性存储器装置以比易失性存储器装置相对更低的速度执行读取/写入操作，但即使在电源被切断时也能保留存储的数据。因此，在便携式电子设备中频繁地采用非易失性存储器装置来存储需要保留的数据，而不管是否向设备供电。

2、非易失性存储器装置的实例包括只读存储器(rom)、掩模式rom(mrom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存、相变随机存取存储器(pram)、磁性ram(mram)、电阻ram(rram)、铁电ram(feram)等。

3、其中，feram作为下一代存储器装置而引起关注，因为它具有等于动态随机存取存储器(dram)的数据处理速度以及即使在断电时也能保留数据的非易失性特性。feram具有几乎类似于dram的结构，并且通过使用具有高残留极化的铁电体作为单元电容器的材料，即使在去除电场时也无法擦除数据。

技术实现思路

1、本发明的实施例涉及一种可转换的存储器装置，能够通过监控存储单元的单元电容器的状态来选择性地执行易失性存储器操作和非易失性存储器操作。

2、根据本发明的实施例，一种存储器装置包括：包括多个存储单元的存储单元阵列；感测放大电路，配置成通过位线来感测存储单元的数据，所述感测放大电路包括：第一操作电路，配置成根据第一感测控制信号来执行第一操作；以及第二操作电路，配置成根据第二感测控制信号来执行第二操作；以及操作监控电路，配置成通过监控至少一些存储单元是否具有铁电特性来提供所述第一感测控制信号或所述第二感测控制信号。

3、根据本发明的实施例，一种存储器装置包括：包括多个存储单元的存储单元阵列；感测放大电路，配置成通过位线来感测存储单元的数据，所述感测放大电路包括：第一操作电路，配置成根据第一感测控制信号来执行第一操作；以及第二操作电路，配置成根据第二感测控制信号来执行第二操作；以及操作监控电路，配置成：通过基于命令和地址对相应存储单元的存取数量进行计数来生成相应存储单元的存取计数值，以及基于所述存取计数值提供所述第一感测控制信号或所述第二感测控制信号。

4、根据本发明的实施例，一种存储器装置包括：包括多个存储单元的存储单元阵列；感测放大电路，配置成通过位线来感测存储单元的数据，所述感测放大电路包括：第一操作电路，配置成根据第一感测控制信号来执行第一操作；以及第二操作电路，配置成根据第二感测控制信号来执行第二操作；以及操作监控电路，配置成：通过基于所述数据而检测存储单元的劣化来提供所述第一感测控制信号，以及通过基于所述数据而检测存储单元的故障来提供所述第二感测控制信号。

5、根据本发明的实施例，一种存储器装置的操作方法包括：进入第一操作模式；通过基于命令和地址对相应存储单元的存取数量进行计数来生成相应存储单元的存取计数值；当所述存取计数值之中的预定数量个存取计数值分别超过第一阈值时，通过初始化所述存取计数值来退出所述第一操作模式；进入第二操作模式；通过基于所述命令和所述地址对相应存储单元的存取数量进行计数来生成所述存取计数值；当所述存取计数值之中的预定数量个存取计数值分别超过第二阈值时，通过初始化所述存取计数值来退出所述第二操作模式。

6、根据本发明的实施例，一种存储器装置的操作方法包括：进入第一操作模式；基于相应存储单元的数据来检测所述存储单元的故障；当故障的数量达到预设的第一数量时退出所述第一操作模式；进入第二操作模式；

7、基于相应存储单元的数据来检测所述存储单元的劣化；以及当劣化的数量达到预设的第二数量时退出所述第二操作模式。

8、根据本发明的实施例，一种存储器装置包括：单元的阵列，每个单元在动态随机存取存储器(dram)模式下作为dram单元是可操作的，以及在铁电ram(feram)模式下作为feram单元是可操作的；以及控制电路，配置成：在dram和feram模式的任一种模式下对所述阵列进行存取，以及基于至少以下任一项在dram和feram模式之间来改变所述阵列：在dram和feram模式的每一种模式下所述阵列的存取数量，以及在dram和feram模式的每一种模式下至少一部分所述阵列中存储的数据的一致性值状态。

9、根据本发明的实施例，所述可转换的存储器装置能够通过支持易失性存储器操作和非易失性存储器操作两种来支持多种操作模式。

10、根据本发明的实施例，所述可转换的存储器装置可通过根据单元电容器的状态在易失性存储器操作和非易失性存储器操作之间切换来增加单元电容器的寿命，而最大化读取/写入周期。由此，可以通过减少由于晶片测试中中缺陷电容器而引起的故障来提高产量，同时增加持久性和设备的数据保留时间。

技术特征：

1.一种存储器装置，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器装置，

3.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，每个存储单元包括：

4.根据权利要求3所述的存储器装置，其中，所述单元电容器还包括电介质材料，所述电介质材料根据执行所述第一操作或所述第二操作而具有铁电特性或反铁电特性。

5.根据权利要求1所述的存储器装置，

6.根据权利要求5所述的存储器装置，其中，每个位线感测放大器还包括：

7.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述操作监控电路包括：

8.根据权利要求7所述的存储器装置，其中，所述模式确定电路：

9.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述操作监控电路包括：

10.根据权利要求9所述的存储器装置，其中，所述模式确定电路包括：

11.根据权利要求9所述的存储器装置，其中，所述操作控制电路包括：

12.一种存储器装置，包括：

13.根据权利要求12所述的存储器装置，其中，每个存储单元包括：

14.根据权利要求12所述的存储器装置，

15.根据权利要求14所述的存储器装置，其中，所述操作监控电路包括：

16.根据权利要求15所述的存储器装置，其中，所述模式确定电路：

17.一种存储器装置，包括：

18.根据权利要求17所述的存储器装置，其中，每个存储单元包括：

19.根据权利要求17所述的存储器装置，

20.根据权利要求17所述的存储器装置，其中，所述操作监控电路包括：

21.根据权利要求20所述的存储器装置，其中，所述模式确定电路包括：

22.根据权利要求20所述的存储器装置，其中，所述操作控制电路包括：

23.一种存储器装置的操作方法，包括：

24.根据权利要求23所述的操作方法，

25.一种存储器装置的操作方法，包括：

26.根据权利要求25所述的操作方法，其中，检测所述故障包括：检测所述数据的一些比特位，所述比特位连续处于特定的逻辑状态下。

27.根据权利要求25所述的操作方法，还包括：每当检测到故障时降低位线预充电电压的电平，直到故障的数量达到所述预设的第一数量为止。

28.根据权利要求25所述的操作方法，其中，检测所述劣化包括：检测所述数据的一些比特位，所述比特位连续处于特定的逻辑状态下。

29.根据权利要求25所述的操作方法，还包括：每当检测到劣化时降低偏置电压的电平，直到劣化的数量达到所述预设的第二数量为止。

30.一种存储器装置，包括：

31.根据权利要求30所述的存储器装置，其中，所述控制电路通过在感测来自所述阵列的数据之前去除耦接至所述阵列的位线之间的不匹配，来将所述阵列从所述feram模式改变成所述dram模式。

32.根据权利要求30所述的存储器装置，其中，所述控制电路通过在感测来自所述阵列的数据之前对耦接至所述阵列的一部分位线施加偏置电压，来将所述阵列从所述dram模式改变成所述feram模式。

技术总结本公开涉及一种存储器装置及其操作方法，存储器装置包括：包括多个存储单元的存储单元阵列；感测放大电路，配置成通过位线来感测存储单元的数据，所述感测放大电路包括：第一操作电路，配置成根据第一感测控制信号来执行第一操作；以及第二操作电路，配置成根据第二感测控制信号来执行第二操作；以及操作监控电路，配置成通过监控至少一些存储单元是否具有铁电特性来提供所述第一感测控制信号或所述第二感测控制信号。技术研发人员：朴径彻,成旼哲受保护的技术使用者：爱思开海力士有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6