[发明专利]具有双单元模式的存储器件及其刷新方法

说明书

本发明提供一种具有双单元模式的存储器件及其刷新方法。所述存储器件包括：包括多个字线的存储区域；以及刷新控制块，其被配置为：在第一刷新操作期间以使得两个或更多个字线被同时刷新的方式来顺序地刷新多个字线，在第二刷新操作期间同时刷新与通过对目标地址向上计数而产生的第一临界地址相对应的两个或更多个第一临界字线，并且同时刷新与通过对目标地址向下计数而产生的第二临界地址相对应的两个或更多个第二临界字线。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月30日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0142533号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。

技术领域

本发明的各种示例性实施例涉及一种半导体设计技术，并且更具体地，涉及一种具有双单元(twin cell)模式的存储器件及其刷新方法。

背景技术

存储器件的每个存储单元通常包括用作开关的单元晶体管和用于储存电荷(即数据)的单元电容器。数据是处于“高逻辑”电平(即，逻辑“1”)还是“低逻辑”电平(即，逻辑“0”)取决于存储单元中包括的单元电容器是否储存电荷，即，单元电容器的端电压是高还是低。

由于数据的保持表示电荷被累积在单元电容器中的状态，理论上，在这种状态下不消耗功率。然而，由于晶体管的PN结引起的泄漏电流，储存在单元电容器中的初始电荷量可能最终消失。因此，储存在单元电容器中的数据可能丢失。为了防止数据丢失，必须在数据丢失之前读取存储单元中的数据以便产生读取信息，然后必须根据读取信息利用正常电荷量对单元电容器重新充电。这种操作必须周期性地重复以保持数据，并且这种对单元电荷重新充电的过程被称为“刷新操作”。

每当刷新命令从存储器控制器输入到存储器中时，执行刷新操作。考虑存储器的数据保持时间，存储器控制器以预定的时间间隔向存储器输入刷新命令。数据保持时间可以指示在没有刷新操作的情况下能够保持存储单元的数据的时间。由于存储器件中包括的存储单元被设计为具有高于特定标准的数据保持时间，可以通过考虑这样的标准来确定刷新操作的间隔。

同时，当存储单元中储存的电荷量受到与耦接到存储单元的字线相邻的字线上的激活-预充电操作的影响时，存储单元的数据可能在比刷新操作的间隔更短的时间内劣化。这种现象被称为行锤击现象(row hammer phenomenon)。

图1是示出存储器件中包括的单元阵列的一部分的图，以帮助解释行锤击现象。附图标记BL表示位线。

参考图1，附图标记WLK-1、WLK和WLK+1表示以行布置在单元阵列中的三个字线。由附图标记HIGH_ACT指示的字线WLK是激活计数、激活频率或激活时间中的至少一个具有高值的字线。字线WLK-1和WLK+1设置成与字线WLK的任一侧相邻。附图标记CELL_K-1、CELL_K和CEL_K+1分别表示耦接到字线WLK-1、WLK和WLK+1的存储单元。存储单元CELL_K-1、CELL_K和CEL_K+1包括各自的单元晶体管TR_K-1、TR_K和TR_K+1，以及各自的单元电容器CAP_K-1、CAP_K和CAP_K+1。

在图1中，当字线WLK被多次激活、频繁地激活或长时间激活时，字线WLK的电压频繁切换或长时间具有高值。结果，由于在字线WLK与字线WLK-1和WLK+1中的每个字线之间出现的耦接现象，可能对储存在与字线WLK-1和WLK+1耦接的存储单元CELL_K-1和CELL_K+1中的数据产生影响。这样的影响可能减少这些存储单元的保持时间。

已经提出了一种具有双单元模式的存储器件，其中同时选择两个存储单元来写入和读取相同的数据，以便增加数据保持时间。在双单元模式下，由于同时使用至少两个存储单元，所以可以减小芯片密度，但是单元电容器的容量加倍，并且还可以增加数据保持时间。因此，需要高数据可靠性的系统可以启动双单元模式，并且同时将相同的数据储存在多个存储单元中，从而可以提高数据的可靠性。