[发明专利]用于由多列不同存储器阵列共享的限流分压器的装置和方法

说明书

发明领域

本发明一般涉及计算机存储器领域，尤其涉及一种用于共享多列 不同存储器阵列之间的限流分压器的装置和方法，从而为高密度 DRAM架构提供灵活的布图选项。

技术背景

正如通常所知的那样，传统的动态随机存取存储器(DRAM)器 件包括多个存储器阵列，这些存储阵列具有按行和列排列的存储器单 元的。典型情况下，每个存储器单元由一个作为存储节点的电容器和 一个存取器件组成，该存取器件将该电容器连接到一个感应节点，在 该感应节点处，一个读出放大器(sense amplifier)感应和放大该电容 器的充电状态。典型情况下，用一条数字线(digit line)来表示该感 应节点。数字线分组为互补对，连接到相应的读出放大器。一对数字 线代表一列存储器单元。用于一行存储器单元的存取器件连接到一条 字线(word line)，当激活该字线时，其将存储器单元连接到相应的 数字线。

作为访问存储器单元的过程的一部分，数字线对在存储器单元存 取操作准备中由一个预充电电路进行“预充电”。预充电平衡了数字 线对的电压，并将数字线对的电压设定为一个预充电电压电平，后者 通常是该存储器件电源电压的一半。在预充电操作中，所有字线接地， 以保证不改变存储器单元电容器存储的充电状态。当访问存储器单元 时，激活一条字线，以将该行存储器单元连接到相应的数字线。一次 只能激活存储器单元阵列的一行，其它存储器单元的字线接地，以确 保这些存取器件保持非激活状态。当连接到相应的数字线时，激活的 这行存储器单元的电容器从预充电电压电平改变数字线的电压。通过 连接到该相应数字线的读出放大器，来检测电压改变，并将其放大。

还是如同通常所知的那样，诸如DRAM之类的存储器件包括冗 余的存储器行和列，以取代有缺陷的存储器行和列。也就是说，将有 缺陷的存储器位置的存储地址重新映射为冗余的存储器。因此，尽管 某个存储器件可能包括一些有缺陷的存储器，但它仍然能够通过使用 冗余存储器而正常工作。例如，当数字线短路连接到字线时，会发生 公知的故障模式。如前所述，在存储器访问操作中，除了被访问的这 行存储器单元外，所有字线都接地。在数字线与字线短路的地方，该 数字线将保持为接地电势。因此，不管该列存储器单元中任何一个存 储器单元的电压电平如何，读出放大器都将感应到低电压电平并将其 放大。此外，与数字线短路连接的字线上的附加负载可能会使得该字 线不能在短路区域中获得足够的电压电平以将这些存储器单元连接 到相应的数字线。所以，短路附近的短路行的存储器单元也是有缺陷 的。有缺陷的列和行导致一种故障模式，其产生有缺陷存储器单元的 “交叉”。很多情况下，假设交叉故障的数量不超过可用冗余存储器 行和列的数量，则可以重新映射有缺陷存储器单元的存储地址，以使 得可通过使用冗余存储器而正常操作该存储器件。

然而，即使有足够数量的冗余存储器，也不能保证有交叉故障的 存储器件可以正常工作。尽管可以用冗余存储器行和列代替有缺陷的 存储器列和行，但短路仍然存在。如前所述，在备用状态下，将字线 接地，将数字线平衡并预充电到一个预充电电压电平。因此，数字线 和字线之间的短路提供了从预充电电压源到地之间的直接连通，这 样，在预充电电压源上形成过高的电流负载。在额外电流负载超出预 充电电压源的电流驱动能力的情况下，该预充电电压源的电压电平可 能会降到低于可接受的预充电电压电平。因此，除短路数字线外的其 它数字线可能也得不到充分的预充电，从而致使其它正常的数字线的 存储器单元也发生故障。即使在其它正常数字线不出故障或者冗余存 储器列可以替代有故障的数字线的不太极端的情况下，由于数字线短 路连接到字线所导致的额外电流负载也会造成更大的功耗。