[发明专利]半导体存储器件的刷新控制电路和方法

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种半导体存储器件，更具体而言涉及一种半导体存储器件的刷新控制电路和方法。

背景技术

存储器件例如动态随机存取存储器(DRAM)器件包括多个单位单元，所述多个单位单元每个都具有一个晶体管和一个电容器，且数据初步储存在电容器中。然而，由于在存储器件中，形成在半导体衬底之上的电容器并没有完全与其周围电断开，因此储存在电容器中的数据可能被放电，因而可能无法保持数据。简言之，会出现泄漏电流且可能会破坏存储器单元的数据。为了解决这种问题，存储器件周期性地执行刷新操作以保持储存在电容器中的电荷。

具有刷新操作模式的存储器件在基于外部命令顺序地改变内部地址的同时执行刷新操作。换言之，当存储器件基于外部命令而进入刷新操作模式时，根据按预定的周期顺序地增加的行地址来选择存储器单元的字线。储存在与选中的字线相对应的电容器中的电荷被感测放大器放大，然后再次被储存在电容器中。经过一系列的刷新过程，储存的数据被保持而不被破坏。

刷新操作大体分为自刷新操作和自动刷新操作。根据自刷新操作，外部控制器发送刷新初始化信号，且器件执行刷新操作直到器件接收到刷新终止信号为止。根据自动刷新操作，外部控制器在正常操作期间发送刷新命令，且器件相应地执行刷新操作。这里，自刷新操作和自动刷新操作都是在器件接收命令之后内部计数器产生地址时执行的，并且每当器件接收请求时，所述地址顺序地增加。

根据自刷新操作，根据内部确定的周期来周期性地执行刷新操作。在本文中，对电容器再充电的周期被称为刷新周期，且刷新周期是基于单元的电容容量(condensing capacity)和消失时间(extermination time)来确定的。

根据半导体器件具有约4k/64ms的刷新周期的自动刷新操作，当在64毫秒(ms)内接收到4096个自动刷新命令时，计数器顺序地在内部将所有的单元刷新。

图1是说明现有的用于控制自动刷新操作的半导体存储器件的框图。

如图所示，现有的用于控制刷新操作的半导体存储器件100包括命令发生器110、刷新计数器120，行地址译码器130和单元阵列140。

命令发生器110响应于时钟CLK，将从半导体存储器件的外部输入的外部命令CSB、RASB、CASB和WEB进行译码，以产生内部命令REF和ACT。这里，外部命令“CSB”表示芯片选择信号，外部命令“RASB”表示行地址选通信号。外部命令“CASB”表示列地址选通信号，且外部命令“WEB”表示写入使能信号。此外，内部命令“REF”表示刷新信号，内部命令“ACT”表示激活信号。

刷新计数器120响应于从命令发生器110输出的激活信号ACT对刷新信号REF进行计数，并输出刷新地址RA<0:N>，使得单元阵列140中所有的字线顺序地被访问。

行地址译码器130对在刷新操作模式期间在刷新计数器120中产生的刷新地址RA<0:N>进行译码，并产生用于选择行地址的行地址选择信号BX_ADD以执行刷新操作。

单元阵列140基于行地址选择信号BX_ADD通过执行刷新操作保留储存的电荷，因而防止数据丢失。

下面参照图1描述一种现有的用于控制半导体存储器件的刷新操作的方法。

首先，命令发生器110在进入激活模式之后将激活模式信号ACTMD使能。这里，自动刷新计数器120响应于从命令发生器110输出的激活信号ACT对刷新信号REF进行计数，并输出刷新地址RA<0:N>。行地址译码器130对从自动刷新计数器120输出的刷新地址RA<0:N>进行译码，并产生用于选择行地址的行地址选择信号BX_ADD以执行刷新操作。因此，单元阵列140通过响应于行地址选择信号BX_ADD执行刷新操作来保留储存的电荷，且防止数据丢失。这里，执行一个刷新行周期时间tRFC的刷新操作。

上面描述的基于外部命令执行自动刷新操作的方法不仅可以对所有的单元一直采用预定的保持时间，而且还可以通过改变刷新地址的顺序来改变产生的噪声量。因此，其对于单元筛选是有用的。

然而，现有的自动刷新操作是以基于所有的单元都具有相同的保持特性这一假设所确定的平均保持时间而确定的周期来执行的。因此，尽管保持时间不充足的单元需要以比所述确定的周期短的刷新周期来执行刷新操作，但是现有的刷新方法却还是根据基于平均保持时间而确定的周期来执行刷新操作，并且因此数据会丢失。

发明内容