存储器装置的制作方法

本公开关于存储器装置，尤其涉及一种用于管理存储器装置中的多区块操作的系统、方法、电路以及设备。

背景技术：

1、一旦存储器装置中的存储器单元经编程，则可通过将单元电流与一个或多个读取参考电流进行比较来感测各存储器单元的编程状态而自存储器单元读取数据。可执行多区块读取操作以用于存储器内运算(computing-in-memory，cim)(或存储器式运算(in-memory-computing，imc))或存储器内搜索(in-memory-searching，ims)。然而，读取操作会在读取进程期间引起较大恒定电流，其对于电力系统可能是一个棘手的问题。

技术实现思路

1、本公开描述用于管理存储器装置中的多区块操作的方法、装置、系统以及技术，例如通过使用顺向电压读取及/或反向电压读取来实现存储器内运算(cim)类型非易失性存储器芯片或存储器内搜索(ims)类型存储器芯片中的多区块操作中的节电。

2、本公开的一个方面的特征在于一种存储器装置，包括：存储器单元阵列，包括各自具有多个存储器单元的至少两个区块；位线，至少两个区块中的各一个包括耦接至位线的存储器单元的存储器单元串；以及电路系统，耦接至存储器单元阵列及位线。电路系统经配置为：导通充电路径以对与位线相关联的电容器进行充电，同时断开至少两个区块中的耦接至位线的存储器单元串，断开充电路径且导通耦接至位线的存储器单元串以使电容器放电，以及通过侦测经放电电容器的电压电平来感测至少两个区块的存储器单元串中的存储器单元的电压阈值电平，其中存储器单元串导通且充电路径断开。

3、在一些实施例中，电路系统经配置为通过将电容器导电地连接至耦接至至少一个锁存电路的感测电容器来侦测经放电电容器的电压电平。感测电容器可包括以下中的至少一个：晶体管电容器或与至少一个锁存电路相关联的寄生电容器。

4、在一些实施例中，在电容器导电地连接至感测电容器之前，感测电容器经配置为经预充电至第一电压电平。感测电容器经配置为：若至少两个区块的存储器单元串中的存储器单元的电压阈值电平处于较高电平，则保持在第一电压电平下，且若至少两个区块的存储器单元串中的至少一个中的存储器单元的电压阈值电平处于较低电平，则降低至第二电压电平，第二电压电平低于第一电压电平。感测电容器可经配置为经预充电，同时电容器经放电，其中存储器单元串导通且充电路径断开。

5、在一些实施例中，电容器的电容实质上大于感测电容器的电容，使得当电容器导电地连接至感测电容器时，感测电容器的电压电平变为对应于经放电电容器的电压电平。

6、在一些实施例中，电路系统包括：控制电路，具有耦接至供应电压的第一端及耦接至位线的第二端；预充电电路，具有耦接至供应电压的第三端及耦接至感测电容器的第四端；以及开关晶体管，耦接于位线与预充电电路之间。可通过导通控制电路以将供应电压导电地连接至位线而经由充电路径对电容器进行充电。可通过导通预充电电路以将供应电压导电地连接至感测电容器而对感测电容器进行预充电，其中开关晶体管断开。开关晶体管可经配置为被导通以将电容器导电地连接至感测电容器。

7、在一些实施例中，控制电路包括：第一晶体管，耦接于开关晶体管与位线之间；以及第二晶体管，耦接于供应电压与第一晶体管之间。在第一阶段中，第一晶体管及第二晶体管可经配置为被导通以对电容器进行充电，且在第一阶段之后的第二阶段中，第一晶体管及第二晶体管可经配置为被断开，同时使电容器放电。在第二阶段之后的第三阶段中，第一晶体管及开关晶体管可经配置为被导通以将电容器导电地连接至感测电容器，以侦测经放电电容器的电压电平，且其中在第三阶段中，第二晶体管经配置为被断开。

8、在一些实施例中，电路系统包括：预充电电路，具有耦接至供应电压的第一端及耦接至感测电容器的第二端；以及开关晶体管，耦接于位线与预充电电路之间。通过导通预充电电路以将供应电压导电地连接至感测电容器而对感测电容器进行预充电，其中开关晶体管断开。在第一阶段中，开关晶体管及预充电电路经配置为被导通以对电容器进行充电，且在第一阶段之后的第二阶段中，开关晶体管被断开，同时使电容器放电且感测电容器保持通过预充电电路进行充电。在第二阶段之后的第三阶段中，开关晶体管经配置为被导通以将电容器导电地连接至感测电容器，以侦测经放电电容器的电压电平。

9、在一些实施例中，在第一阶段期间，用于第一晶体管的第一控制信号具有比用于第二晶体管的第二控制信号较低的电压电平，且在第三阶段期间，用于第一晶体管的第一控制信号具有比用于第三晶体管的第三控制信号较低的电压电平。

10、在一些实施例中，电容器包括形成于位线与至少一个邻近位线之间的寄生电容器。

11、在一些实施例中，至少两个区块的存储器单元串经配置为通过将读取电压施加至存储器单元串中的至少一个所选存储器单元而被导通。

12、在一些实施例中，电路系统经配置为：响应于接收到在存储器单元阵列中执行多区块操作的命令，导通充电路径以对与位线相关联的电容器进行充电。多区块操作可包括存储器内运算(computing-in-memory，cim)操作或存储器内搜索(ims)操作。

13、在一些实施例中，存储器单元串导电地耦接至共用源极线(common source line，csl)，所述共用源极线导电地耦接至接地，同时存储器单元串被导通。

14、在一些实施例中，存储器装置包括多个位线，所述多个位线包括位线。存储器单元阵列包括多个群组的区块，且对于多个群组中的各群组，群组中的区块耦接至多个位线中的各别位线，且各别位线导电地耦接至群组中的区块中的各一个中的存储器单元的各别存储器单元串。

15、本公开的另一方面的特征在于一种存储器装置，包括：存储器单元阵列，包括各自具有多个存储器单元的至少两个区块；位线，至少两个区块中的各一个包括耦接至位线的存储器单元的存储器单元串；共用源极线(csl)，导电地耦接至至少两个区块中的耦接至位线的存储器单元串；以及电路系统，耦接至位线及csl，且经配置为：断开耦接至位线的存储器单元串且使与位线相关联的电容器放电至第一电压电平，将csl导电地连接至供应电压，使得csl经充电至处于高于第一电压电平的第二电压电平；导通存储器单元串以将csl导电地连接至位线，以对电容器进行充电；以及通过侦测经充电电容器的电压电平来感测至少两个区块的存储器单元串中的存储器单元的电压阈值电平，其中存储器单元串被导通且csl处于第二电压电平。

16、在一些实施例中，电路系统经配置为通过将电容器导电地连接至耦接至至少一个锁存电路的感测电容器来侦测经充电电容器的电压电平。

17、在一些实施例中，在电容器导电地连接至感测电容器之前，感测电容器经配置为经预充电至第三电压电平，第三电压电平高于第一电压电平。感测电容器可经配置为：若至少两个区块的存储器单元串中的至少一个中的存储器单元的电压阈值电平处于较低电平，则保持在第三电压电平下，且若至少两个区块的存储器单元串中的存储器单元的电压阈值电平处于较高电平，则降低至第四电压电平，第四电压电平低于第三电压电平。

18、在一些实施例中，感测电容器经配置为经预充电，同时电容器经充电，其中存储器单元串被导通且csl处于第二电压电平。在一些实施例中，感测电容器包括以下中的至少一个：晶体管电容器或与至少一个锁存电路相关联的寄生电容器。

19、在一些实施例中，电容器的电容实质上大于感测电容器的电容，使得在电容器导电地连接至感测电容器之后，感测电容器的电压电平变为对应于经充电电容器的电压电平。

20、在一些实施例中，电路系统包括：放电电路，具有耦接至接地的第一端及耦接至位线的第二端；预充电电路，具有耦接至供应电压的第三端及耦接至感测电容器的第四端；以及开关晶体管，耦接于位线与预充电电路之间。可通过导通放电电路以将位线导电地连接至接地而使电容器放电。可通过导通预充电电路以将供应电压导电地连接至感测电容器而对感测电容器进行预充电，其中开关晶体管断开。开关晶体管可经配置为被导通以将电容器导电地连接至感测电容器。

21、在一些实施例中，电路系统包括控制晶体管，所述控制晶体管具有耦接至供应电压的第一端子及耦接至csl的第二端子，且控制晶体管经配置为被导通以将csl导电地连接至供应电压。

22、在一些实施例中，电容器可包括形成于位线与至少一个邻近位线之间的寄生电容器。在一些实施例中，至少两个区块的存储器单元串经配置为通过将读取电压施加至存储器单元串中的至少一个所选存储器单元而被导通。

23、在一些实施例中，电路系统经配置为：响应于接收到在存储器单元阵列中执行多区块操作的命令，将csl导电地连接至供应电压且导通耦接至位线的存储器单元串以将csl导电地连接至位线以对电容器进行充电。

24、本公开的又一方面的特征在于一种存储器装置，包括：存储器单元阵列，包括各自具有多个存储器单元的至少两个区块；位线，至少两个区块中的各一个包括耦接至位线的存储器单元的存储器单元串；共用源极线(csl)，耦接至至少两个区块中的耦接至位线的存储器单元串；以及电路系统，耦接至存储器单元阵列、位线以及csl。电路系统经配置为通过以下中的至少一个在存储器单元阵列中执行多区块操作：形成自位线经过至少两个区块的存储器单元串至耦接至接地的csl的第一电流路径(例如，顺向电流路径)，以使与位线相关联的经预充电的电容器放电，或形成自耦接至供应电压的csl经过至少两个区块的存储器单元串至位线的第二电流路径(例如，反向电流路径)，以对经预放电的电容器进行充电。

25、在一些实施例中，电路系统经配置为：响应于判定命令指示使用第一电压读取(例如，顺向电压读取)来执行多区块操作，形成第一电流路径，且响应于判定命令指示使用第二电压读取(例如，反向电压读取)来执行多区块操作，形成第二电流路径。

26、在一些实施例中，电路系统包括以下中的至少一个：控制电路，具有耦接至供应电压的第一端及耦接至位线的第二端，控制电路经配置为在顺向电流路径形成之前对电容器进行预充电；或放电电路，具有耦接至接地的第一端及耦接至位线的第二端，放电电路经配置为在反向电流路径形成之前使电容器预放电。

27、在一些实施例中，电路系统经配置为：通过将电容器导电地连接至耦接至至少一个锁存电路的感测电容器来感测至少两个区块的存储器单元串中的存储器单元的电压阈值电平。

28、在一些实施例中，电路系统还包括：预充电电路，具有耦接至供应电压的第一端及耦接至感测电容器的第二端，预充电电路经配置为在将电容器导电地连接至感测电容器之前对感测电容器进行预充电；以及开关晶体管，耦接于位线与预充电电路之间，且经配置为被导通以将电容器导电地连接至感测电容器。

29、在本公开中，术语「多个」表示「至少两个」或「多于一个」。术语「多个」及「至少两个」在本文中可互换地使用。术语「多区块操作」」表示涉及多个区块或至少两个区块的操作。

30、以上技术的实施包括方法、系统、电路、计算机程序产品以及计算机可读介质。在一个实例中，可在存储器装置中执行方法，且方法可包括上文所描述的动作。在另一实例中，一个此类计算机程序产品适合地实施于非瞬时机器可读介质中，所述非瞬时机器可读介质储存可由一个或多个处理器执行的指令。指令经配置为使得一个或多个处理器执行上文所描述的动作。一个此类计算机可读介质储存指令，在由一个或多个处理器执行所述指令时，所述指令经配置为使得一个或多个处理器执行上文所描述的动作。

31、在随附附图及以下描述中阐述一个或多个所公开实施的细节。其他特征、方面及优势将自描述、附图及权利要求范围变得显而易见。

32、附图说明

33、各种附图中相似参考编号及名称指示相似元件。亦应理解，附图中绘示的各种例示性实施仅为说明性表示且未必按比例绘制。

34、图1a示出了根据本公开的一个或多个实施的包括存储器的系统的实例；

35、图1b示出了根据本公开的一个或多个实施的二维(two-dimensional，2d)存储器的实例区块；

36、图1c示出了根据本公开的一个或多个实施的三维(three-dimensional，3d)存储器的实例区块；

37、图2示出了根据本公开的一个或多个实施的实例存储器装置；

38、图3a为示出根据本公开的一个或多个实施的用于使用存储器装置中的顺向电压读取来执行多区块操作的存储器装置的实例的示意图；

39、图3b绘示示出了根据本公开的一个或多个实施的一系列操作阶段期间的图3a的存储器装置的不同节点处的电压电平变化的时序图；

40、图3c为根据本公开的一个或多个实施的用于使用图3a的存储器装置中的顺向电压读取来执行多区块操作的实例工艺的流程图；

41、图3d为示出根据本公开的一个或多个实施的用于使用存储器装置中的顺向电压读取来执行多区块操作的存储器装置的另一实例的示意图；

42、图3e绘示示出了根据本公开的一个或多个实施的一系列操作阶段期间的图3d的存储器装置的不同节点处的电压电平变化的时序图；

43、图3f为根据本公开的一个或多个实施的用于使用图3d的存储器装置中的顺向电压读取来执行多区块操作的实例工艺的流程图；

44、图4a为示出根据本公开的一个或多个实施的用于使用存储器装置中的反向电压读取来执行多区块操作的存储器装置的实例的示意图；

45、图4b绘示示出了根据本公开的一个或多个实施的一系列操作阶段期间的图4a的存储器装置的不同节点处的电压电平变化的时序图；

46、图4c为根据本公开的一个或多个实施的用于使用图4a的存储器装置中的反向电压读取来管理多区块操作的实例工艺的流程图；

47、图4d为根据本公开的一个或多个实施的示出用于使用存储器装置中的反向电压读取来执行多区块操作的存储器装置的另一实例的示意图；

48、图4e绘示示出了根据本公开的一个或多个实施的一系列操作阶段期间的图4d的存储器装置的不同节点处的电压电平变化的时序图；

49、图4f为根据本公开的一个或多个实施的用于使用图4d的存储器装置中的反向电压读取来管理多区块操作的实例工艺的流程图；以及

50、图5为根据本公开的一个或多个实施的用于管理存储器装置中的多区块操作的实例工艺的流程图。