[发明专利]半导体内存装置

说明书

本发明提供一种半导体内存装置。半导体内存装置包括温度传感器、多个内存区块以及刷新控制器。温度传感器检测半导体内存装置内部的装置温度，以产生相对应的温度信号。每一个内存区块包括具有多个易失性内存单元的内存单元阵列以及多个字线。刷新控制器监视对于多个字线的存取，对在规定期间内出现规定次数的存取进行检测，并且将对应于刷新操作命令的刷新操作，分配成第一刷新操作或第二刷新操作。

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种具有需要刷新操作以保持数据的内存单元的半导体内存装置的刷新控制方法以及适用于此方法的半导体内存装置。

背景技术

半导体内存装置的动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory，DRAM)随着制程技术变得越来越精细，行干扰(Row hammer)现象已变得显而易见，因字线的启用/停用而到达产生错误为止的次数，即锤阈值(Hammer threshold)，在20nm制程世代中已经变到10万次以下。如果没有DRAM内的电路对策或者内存系统侧的某些对策的话，则难以维持正常操作。

作为DRAM中的电路对策，例如，捕获被频繁地进行存取的行地址(锤地址)，并以适当的频率对与其相邻的行地址进行追加的刷新操作的行干扰刷新(Row hammer refresh，RHR)被广泛地使用。捕获锤地址的方法大致有两种，一种方法着眼于增加的出现次数(存取次数)，另一种方法着眼于自然上升的出现频率(发生概率)。

然而，为了保持必要的数据保持特性缩短了刷新循环，并且也缩短了有效的刷新周期，可以容易地同时增加行干扰刷新的效果，但是这意味着一次刷新操作中被刷新的数据量(内存单元的数量)和启用的字线的数量进一步增加，也就是说刷新电流(idd5)会显著地增加。

作为减少这种情况的对策，已知在最近的移动DRAM(例如，LPDDR4等)中采用了温度补偿刷新(Temperature Compensated Refresh，TCR)，随着温度降低，显著的单元泄漏因子大幅地减小，因此着重在刷新周期可以延长，并且控制DRAM的控制装置侧将自动刷新命令的发送间隔延长为例如两倍或四倍。由此，在实际使用中减少刷新电流。

然而，在低温下将自动刷新命令分配给行干扰刷新的比率增加了，变得难以平衡行干扰刷新和其他常规刷新(CBR(CAS before RAS)刷新)，并且数据保留的风险增加。

在进入1αnm世代以来，由于锤阈值显著降低，在低温下大多数的刷新操作必须分配给行干扰刷新，在移动DRAM中所采用的温度补偿刷新上，未来将难以同时保持产品的数据保持能力与刷新电流的降低。

发明内容

本发明提供一种半导体内存装置，能够在所有的温度范围内适当地调整CBR刷新及行干扰刷新的执行循环，以获得必要和足够的数据保持能力，并且降低功耗。

半导体内存装置包括温度传感器、多个内存区块以及刷新控制器。温度传感器检测半导体内存装置内部的装置温度，以产生相对应的温度信号。每一个内存区块包括具有多个易失性内存单元的内存单元阵列以及多个字线。刷新控制器监视对于多个字线的存取，对在规定期间内出现规定次数的存取进行检测，并且将对应于刷新操作命令的刷新操作，分配成第一刷新操作或第二刷新操作。

在本发明的一实施例中，上述的第一刷新操作基于装置温度的信息而稀化并且被启用，上述的第二刷新操作基于对字线的存取量的信息而稀化并且被启用。当第一刷新操作及第二刷新操作在同一个循环中，并且不能在同一循环中执行两个内部刷新时，刷新控制器用以控制在循环中执行一个刷新操作，并且将未执行的刷新操作转移到下一个循环来执行。