[发明专利]一种自适应工艺波动的铁电电容写入电路、方法及电子设备

说明书

本发明公开一种自适应工艺波动的铁电电容写入电路、方法及电子设备，涉及微电子技术领域。电路包括：检测电容差分子电路，与检测电容差分子电路通过位线连接的差分电流镜子电路，以及与差分电流镜子电路电连接的操作电压生成模块；检测电容差分子电路在接收到写入数值时，控制位线归零，在位线上形成第一电压差，将第一电压差值作为差分电流镜子电路的输入电压差值；差分电流镜子电路基于输入电压差值确定至少三个不同的输出电压差值；操作电压生成模块基于至少三个不同的输出电压差值确定电容操作电压，可以实现不同的输出电压至确定不同工况场景下的电容操作电压，可以自适应于工艺的波动，实现电容操作电压的调整，提高铁电电容的寿命。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种自适应工艺波动的铁电电容写入电路、方法及电子设备。

背景技术

基于氧化铪材料的铁电电容具有读写速度快，功耗低，非易失型存储，微缩性好，与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺兼容，抗辐照性好等特点，因而在非易失性存储、神经计算以及存内逻辑领域具有极大的研究热度与广阔的应用场景。

然而这些所有的应用场景均依赖于存储逻辑状态的稳定性以及足够的读出窗口。而铁电电容在先进节点下，很容易受到制造工艺操作脉冲的影响。比如淀积技术，退火的温度，掺杂的浓度，以及机械应力都有可能直接影响铁电电容的极化，介电常数以及电荷缺陷等因素，进而直接影响铁电电容的寿命，保持特性以及读出窗口。操作脉冲的正确设置也对于铁电电容尤为重要，因为工艺的波动导致器件达到足够的读出窗口所需要的操作脉冲是不同的，操作脉冲过大就会减少器件的寿命，操作脉冲过小就可能导致不能满足器件的读出窗口。

在工艺与器件受限的情况下，为了更好的优化铁电电容的整体性能，器件电路协同优化越来越成为主流，从电路系统的角度出发，让电路自适应于工艺以及器件的波动，修正操作参数，弥补铁电电容器件上的不足与制造工艺的偏差，以达到优化铁电电容的保持特性，保证读出窗口，以及提高寿命的目的。

目前的写入方法比较单一，在设计初期设定好之后，其使用过程中不能改变，或者只能改变整体的电压阈，不能跟随工艺的波动，动态的调节电路的供电电压，导致铁电电容的使用寿命较低。而采用小电压读写后大电压唤醒的机制，虽然可以提高铁电电容的循环次数，但是仍然没有消除工艺波动的影响，导致铁电电容的使用寿命较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应工艺波动的铁电电容写入电路、方法及电子设备，用于解决现有电容电压写入过程中导致的铁电电容的使用寿命较低的问题。

第一方面，本发明提供一种自适应工艺波动的铁电电容写入电路，所述电路包括：

检测电容差分子电路，与所述检测电容差分子电路通过位线连接的差分电流镜子电路，以及与所述差分电流镜子电路电连接的操作电压生成模块；

所述检测电容差分子电路，被配置为在接收到写入数值时，控制所述位线归零，在所述位线上形成第一电压差，将所述第一电压差值作为所述差分电流镜子电路的输入电压差值；

所述差分电流镜子电路，被配置为基于所述输入电压差值确定至少三个不同的输出电压差值；

所述操作电压生成模块，被配置为基于至少三个不同的所述输出电压差值确定电容操作电压，基于所述电容操作电压完成对目标铁电电容的控制使用。