TW201214460A

Decoder circuitry providing forward and reverse modes of memory array operation and method for biasing same

Abstract

Circuits and methods are described for decoding exemplary memory arrays of programmable and, in some embodiments, re-writable passive element memory cells, which are particularly useful for extremely dense three-dimensional memory arrays having more than one memory plane. In addition, circuits and methods are described for selecting one or more array blocks of such a memory array, for selecting one or more word lines and bit lines within selected array blocks, for conveying data information to and from selected memory cells within selected array blocks, and for conveying unselected bias conditions to unselected array blocks.

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19 claims: 3 independent, 16 dependent

  1. 1
    201214460 七 、申請專利範圍: -種用於解碼一記憶體陣列之方法,該方法包含: 向一第一解碣器電路提供一 至其所有經解碼之輸出日作電壓直 听出為穩定的且一第—電 其一選定經解;之^ ^ ' 止,L“ 未選疋紐解碼之輪出之間為 電路;:碼之輸出耦接至各別複數個陣列線驅動器 在一源極選擇匯流排之每一匯流排線上提供一第一非 用電壓位準’該源極選擇匯流排純至該各別複數個 陣列線驅動器電路中 I __ + „ φ ^ 中之母一者,給疋複數個陣列線驅動 之每一各別陣列線驅動器電路用於對耦接至該 給定複數個陣列線驅動器電路之該第一解碼器電路的一 經解碼之輸出作出回應而將該源極選擇匯流排之一各別 匯流排_接至—第—類型之—各㈣列線;接著 將該第-解石馬器電路之該操作電壓增加至大於該第一 量值之一篦-曰Afr 〜_ 置值,以藉此將選定經解碼之輸出與未選 定經解碼之輪出之間的該差動電壓增加至大於該第一差 動電壓的-第二差動電壓;接著 使該源極選擇匯流排之一第一匯流排線產生脈衝至一 第作用電壓位準’接著返回至該第一非作用電壓位 準以藉此使對應於該第一解碼器電路之該選定經解碼 之輸出的該第一類型之一第一陣列線產生脈衝;接著 在允5午β亥第一解碼器之任何經解碼之輸出改變狀態之 則將該第-解竭II之該操作電壓減小至該第一量值。 158394.doc 201214460 2·如凊求項1之方法,其進一步包含: 士在該減小步驟之前,使該源極選擇匯流排之一第二匯 排線產生脈衝至該第一作用電壓位準,以藉此使對應 :SA第解碼器電路之該選定經解碼之輸出的該第一類 31之第二陣列線產生脈衝。 3·如請求項1之方法,其進-步包含: 了 =使第一匯流排線產生脈衝同時地,使該源極選 擇j峨排之一第二匯流排線產生脈衝至該第一作用電壓 位準卩#此使對應於該第一解碼器電路之該選定經解 馬之輸出的s亥第一類型之一第二陣列線產生脈衝。 4.如請求項1之方法,其中: 在該第—解碼器電路具有該第二量值之一操作電壓 時該選疋經解碼之輸出將一閘極過激勵提供至-相關 聯之陣=線驅動器電路,以將該第—類型之該相關聯之 ώ良疋王驅動至在該源極選擇匯流排之該相關聯之匯 *11·排線上傳送的該第一作用電愿位準。 5·如請求項〗之方法,其進一步包含: 在該增加步驟之前對該第一類型之所有陣列線加偏塵 至該第一非作用電壓位準;及 自每陣列線提供每一陣列線驅動器電路内之一主要 :漏電流至該第一作用電壓位準’以藉此在一相關聯之 ϋ動n電路内無電晶體傳導時將該第—類型之某 些非選定陣列線維持在該第—非作用電屋位準或接近該 第一非作用電壓位準。 158394.doc 201214460 6·如請求们之方法’其進一步包含在該首先提及之提供 步驟之前進行以下步驟: 將具有一第一值之一上供應電壓及具有一第二值之一 下供應電壓提供至該第一解碼器電路,取消選擇該第一 解碼器電路之所有經解碼之輸出,且將該源極選擇匯流 排之所有匯流排線加偏壓至該第一非作用電壓位準,以 藉此將該第一類型之所有陣列線驅動至該第一非作用電 壓位準;接著 將該上供應電壓自該第一值轉變至一第三值,且將該 :供應電壓自該第二值轉變至一第四值,同時保留該; 二:碼器電路之極性’其中該第三值及該第四值將該第 一量值之該操作電壓提供至該第一解碼器電路。 〖.如請求項1之方法,其進一步包含在該減小步驟之後進 行以下步驟: 取消選擇該第一解碼器電路之所有經解碼之輸出,且 對該源極選擇匯流排之所有匯流排線加偏壓至一第二非 作用電壓位準,以藉此將該第一類型之所有陣列線驅動 至該第二非作用電壓位準; 中該第三值及該第四值將一 將耦接至該第一解碼器電路的一上供應電壓自一第一 值轉變至一第三值,且將耦接至該第一解碼器電路的一 下供應電壓自一第二值轉變至一第四值,同時保留該第 -解碼器電路之該極性’其中該第一值及該第二值將該 第一量值之該操作電壓提供至該第一解碼器電路;且其 二量值之一操作電壓提供 ;;η } 158394.doc 201214460 至該第一解碼器電路; 、准持§亥第三量值之該操作電壓直至該第一解碼器電路 有里解瑪之輪出為穩定的且一第三電壓差建立於其 一選定經解碼 掏出與一未選定經解碼之輸出之間;接著 ~第解喝ϋ電路之該操作電壓肖加至大於該第三 :值之-第四量值,以藉此將選定經解碼之輸出與未選 定經解碼之齡_ φ 出之間的差動電壓增加至大於該第三差動 堅的第四差動電壓;接著 =原極選擇匯流排之—第—匯流排線產生脈衝至一 用電壓位準’以藉此使對應於該第—解碼器電路 接著X Α輸出的該第-類型之m線產生脈衝; 么在允許該第—解碼器之任何經解碼之輸出改變狀離之 8. 第-解碼器之該操作電壓減小至該 :、 如睛求項7之方法,其中: 值 準作用電Μ位準之電磨低於該第一非作用電壓位 準 該第二作用電壓位準之電壓高於該第二非作 用電壓位 9,如請求項7之方法,其中: :第-作用電屋位準及該第二作用電壓位準中 電壓,且該第一作用電壓位準 位準中之足.^ 千夂及第一作用電壓 另一者為一負電壓。 1 〇 ·如請求項7夕古,土 方法’其中該轉變耦接 °亥第一解碼器電 I58394.doc ⑧ •4- 201214460 路的該上供應電塵及該下供應電壓包含: 解碼器電路進行自一「自接地上升」操作電 一 下降至接地J操作電壓之電壓移位,其中該第 i電壓’該第二值及該第三值 麼,且該第四值包含一負電壓。 接也電 U.如請求項7之方法,其中: 相:操作電Μ之該第二量值與該操作電壓之該第四量值 12. 一種積體電路裝置,其包含: σ己憶體单元之一 =? (1^· ff* x,— 一笛—# D μ體陣列,母一記憶體單元耦接於 滇型之一相關聯之陣列線 聯之陣列線之間;^與第一類型之一相關 =陣列線選擇電路,其包含經組態以產生 數個經解竭之輸出節點的_第_解碼器電路 個經解碼之輸出節點各 列線驅動器電路,且每一多頭第頭第一類型陣 ^ 多碩第—類型陣列線驅動器電 路包含各自搞接至該第—類型之—各別陣列線 數個第一陣列線驅動器電路;及 -第二陣列線選擇電路,其包含經組 數個經解碼之輸出節點的一第第一複 ^ , 乐一解馬器電路,第二禎勃 、、轉碼之輸出節點各自耦接至一各別 列線驅動器電路,且# 第一類i陣 路包含各白= 類型陣列線驅動器電 浴匕3各自耦接至該第二類 — 數個第二陣列線驅動器電路;,P列線的各別複 A method for decoding a memory array, the method comprising: providing a first decoder circuit with an operating voltage of a first magnitude until all of its decoded outputs are stable and a first voltage difference is established One selected output between the decoded output and an unselected decoded output, each decoded output coupled to a respective plurality of array line driver circuits;and each bus line on a source selection bus Providing a first non-active voltage level, the source selection bus is coupled to each of the plurality of array line driver circuits, and each of the plurality of array line driver circuits is provided The driver circuit is operative to couple one of the source select busses to the bus line in response to a decoded output of the first decoder circuit coupled to the given plurality of array line driver circuits One of the first types of individual array lines;then increasing the operating voltage of the first decoder circuit to a second magnitude greater than the first magnitude to thereby select the selected decoded output and not selected The differential voltage between the decoded outputs is increased to a second differential voltage greater than the first differential voltage;then one of the source selection busbars is first pulsed to a first function Voltage level, then returning to the first inactive voltage level to thereby pulse a first array line of the first type corresponding to the selected decoded output of the first decoder circuit;The operating voltage of the first decoder is reduced to the first magnitude before allowing any decoded output of the first decoder to change state. 一種用於解碼一記憶體陣列之方法,該方法包含:向一第一解碼器電路提供一第一量值之一操作電壓直至其所有經解碼之輸出為穩定的且一第一電壓差建立於其一選定經解碼之輸出與一未選定經解碼之輸出之間為止,每一經解碼之輸出耦接至各別複數個陣列線驅動器電路;及在一源極選擇匯流排之每一匯流排線上提供一第一非作用電壓位準,該源極選擇匯流排耦接至該各別複數個陣列線驅動器電路中之每一者,給定複數個陣列線驅動器電路中之每一各別陣列線驅動器電路用於對耦接至該給定複數個陣列線驅動器電路之該第一解碼器電路的一經解碼之輸出作出回應而將該源極選擇匯流排之一各別匯流排線耦接至一第一類型之一各別陣列線;接著將該第一解碼器電路之該操作電壓增加至大於該第一量值之一第二量值,以藉此將選定經解碼之輸出與未選定經解碼之輸出之間的該差動電壓增加至大於該第一差動電壓的一第二差動電壓;接著使該源極選擇匯流排之一第一匯流排線產生脈衝至一第一作用電壓位準,接著返回至該第一非作用電壓位準,以藉此使對應於該第一解碼器電路之該選定經解碼之輸出的該第一類型之一第一陣列線產生脈衝;接著在允許該第一解碼器之任何經解碼之輸出改變狀態之前將該第一解碼器之該操作電壓減小至該第一量值。 158394.doc 201214460 其中該第-解碼器電路在-第一操作模式與一第二操 乍模式兩者下維持相同極性及操作電壓; 、 其中該第二解碼器電路在該第一操作 作模式兩者下維持相同極性; 第一操 其中相較於在該第一操作模式下,該等多頭第一類型 =列線驅動器電路在該第二操作模式下具有_反向極 二相較於在該第一操作模式下,該等多頭第二類型 :列線驅動器電路在該第二操作模式下具有一反向極 个生,且 ^中相較於在該第二操作模式下外加之偏遷電壓,該 第一陣列線選擇電路及該第二陣列線選擇電路在該第一 知作模式下跨越-選定記憶體單元外加相 m電壓。 I 偏 13.如請求項12之裝置,| ^# ’、 ° 一操作模式與該第二操 且有=兩者下’用於該第一解碼器電路之一下供應電屋 八有·#於用於該第—類创之兮楚姑 頰型之5亥等陣列線的作用電壓位準 及非作用電壓位準中之較低者的—值。 14.=求項12之裝置,其中該等多頭第二類型陣列線驅動 :電路在該第一操作模式與該第二操作模式兩者下具有 與該等多頭第一類型陣列線驅動 極性。 助器電路之極性相反的一 2求項14之裝置’其中該等記憶體單元在該第一操作 式及該第二操_式中之至少—者下為可程式化的。 158394.doc 201214460 16.如請求項14之裝置,其中: 在該第一操作模式下,該第一類型或該第二類型中之 一者之一選定陣列線經驅動至接地,且該第一類型或該 第一類型令之另一者之一選定陣列線經驅動至一正電 壓;且 在該第二操作模式下,該第一類型或該第二類型中之 一者之一選定陣列線經驅動至一正電壓,該第一類型或 該第一類型令之另一者之一選定陣列線經驅動至一負電 壓,且該第一類型與該第二類型兩者之未選定陣列線保 持處於接地。 17.如請求項16之裝置,其中在該第二操作模式下: 該第二解碼器電路以一負的下電源供應電壓而操作; 第二源極選擇匯流排之一或多個選定匯流排線經驅動 至一負電壓,且該第二源極選擇匯流排之未選定匯流 線經驅動至接地; 該第二類型之-《多個選定陣列線經驅動至—負 壓; ' 該第一解碼器以-正的上電源供應電壓而操作; 第-源極選擇匯流排之一或多個選定匯流排線經驅動 至-正電壓’且該第—源極選擇匯流排之未選定匯流排 線經驅動至接地;且 該第一類型之一戎吝伽 Α多個選疋陣列線經驅動至—正電 18.如請求項14之裝置,其中: 158394.doc 201214460 ,亥第-解碼器電路及該第二解碼器電路在該第一操作 模式與該第二操作模式兩者下具有相反輸出極性·且 :較於該第二源極選擇匯流排,該第一源極選擇匯流 在該第一操作模式與々玄當_揭从松 …x第一刼作模式兩者下具有相反 ,且該第一源極選擇匯流排 疋伴s,爪排及該第一源極選擇匯流 排中之母-者_料帛—卿模 下使其極性反向。 》才呆作模式 19. 如請求項18之裝置,其中: 5亥尊記情艘留- ‘· 疋在該第一操作模式及該第二择# M + 中之至少一去丁达 布一蘇作模式 石卜為可程式化的。 158394.doc
  2. 12
    An integrated circuit device comprising:a memory array of memory cells, each memory cell coupled to an array line associated with one of a first type of array line and one of a second type;a first array line selection circuit including a first decoder circuit configured to generate a first plurality of decoded output nodes, each of the first plurality of decoded output nodes being coupled to a respective one a plurality of first type array line driver circuits, and each of the plurality of first type array line driver circuits includes a respective plurality of first array line driver circuits each coupled to one of the first type of respective array lines;and a second array line selection circuit comprising a second decoder circuit configured to generate a second plurality of decoded output nodes, each of the second plurality of decoded output nodes being coupled to a respective plurality of second Type array line driver circuits, and each multi-head second type array line driver circuit includes a respective plurality of second array line driver circuits each coupled to one of the second type of respective array lines;The first decoder circuit maintains the same polarity and operating voltage in both the first mode of operation and a second mode of operation;wherein the second decoder circuit is in both the first mode of operation and the second mode of operation Maintaining the same polarity;wherein the multi-head first type array line driver circuit has a reverse polarity in the second mode of operation compared to the first mode of operation;wherein in the first mode of operation The plurality of second type array line driver circuits have a reverse polarity in the second mode of operation;and wherein the first array line selection circuit is compared to the bias voltage applied in the second mode of operation And the second array line selection circuit applies a bias voltage of one of opposite polarities across a selected memory cell in the first mode of operation. 一種積體電路裝置,其包含:記憶體單元之一記憶體陣列,每一記憶體單元耦接於一第一類型之一相關聯之陣列線與一第二類型之一相關聯之陣列線之間;一第一陣列線選擇電路,其包含經組態以產生第一複數個經解碼之輸出節點的一第一解碼器電路,第一複數個經解碼之輸出節點各自耦接至一各別多頭第一類型陣列線驅動器電路,且每一多頭第一類型陣列線驅動器電路包含各自耦接至該第一類型之一各別陣列線的各別複數個第一陣列線驅動器電路;及一第二陣列線選擇電路,其包含經組態以產生第二複數個經解碼之輸出節點的一第二解碼器電路,第二複數個經解碼之輸出節點各自耦接至一各別多頭第二類型陣列線驅動器電路,且每一多頭第二類型陣列線驅動器電路包含各自耦接至該第二類型之一各別陣列線的各別複數個第二陣列線驅動器電路;其中該第一解碼器電路在一第一操作模式與一第二操作模式兩者下維持相同極性及操作電壓;其中該第二解碼器電路在該第一操作模式與該第二操作模式兩者下維持相同極性;其中相較於在該第一操作模式下,該等多頭第一類型陣列線驅動器電路在該第二操作模式下具有一反向極性;其中相較於在該第一操作模式下,該等多頭第二類型陣列線驅動器電路在該第二操作模式下具有一反向極性;且其中相較於在該第二操作模式下外加之偏壓電壓,該第一陣列線選擇電路及該第二陣列線選擇電路在該第一操作模式下跨越一選定記憶體單元外加相反極性之一偏壓電壓。
  3. 14
    The apparatus of the requested item 12, wherein the second type of such long array line driver circuit having such multi-head with the second mode of operation both the first mode of operation the polarity array of a type opposite to the line driver circuit of a polarity. 如請求項12之裝置,其中該等多頭第二類型陣列線驅動器電路在該第一操作模式與該第二操作模式兩者下具有與該等多頭第一類型陣列線驅動器電路之極性相反的一極性。