本發(fā)明專利技術(shù)屬于存儲器技術(shù)領域，提出了一種提高多端口、多溝道存儲器器件存儲性能的操作方法。本發(fā)明專利技術(shù)中提供了多端口，多溝道存儲器單元，包括：數(shù)個存儲單元；每個存儲單元有n個晶體管，每個晶體管包括源區(qū)、漏區(qū)、柵、以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的體區(qū)，相鄰晶體管間的源區(qū)和漏區(qū)相互連接或者共享，每個晶體管導通時，該晶體管的源和漏間形成導電溝道。本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種90nm及以下節(jié)點多溝道嵌入式動態(tài)隨機存儲器的一種解決方案，可以明顯改善器件的操作窗口、數(shù)據(jù)保持特性、正確率、可靠性等存儲特性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于存儲器
，提出了一種提高多端口、多溝道存儲器器件存儲性能的操作方法。
技術(shù)介紹
多端口，多溝道的嵌入式動態(tài)隨機存儲器包括數(shù)個存儲單元，每個存儲單元有η個晶體管(η為自然數(shù)，η彡2);多端口、多溝道浮體存儲器如附圖I所示，這里η = 2，每個存儲單元有2個晶體管，每個晶體管包括源區(qū)、漏區(qū)、柵以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的體區(qū)，相鄰晶體管間共享源區(qū)，每個晶體管導通時，該晶體管的源和漏間形成導電溝道；每個晶體管有I條字線和I條位線；每個晶體管的位線可以與一個輸入/輸出端口相連；存儲單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周圍電隔離；不同晶體管的字線位線對彼此獨立， 可以同時或分時被選中，進而同時或分時選中相應的不同晶體管，通過相應的端口可以同時或分時進行讀取和刷新的存儲操作。刷新操作和讀操作相互獨立，互不影響，外圍電路可以隨時到存儲單元讀取數(shù)據(jù)，以此實現(xiàn)高速讀取。這種器件可以用作嵌入式動態(tài)隨機存儲器，能夠顯著提高讀操作的速度，并可通過調(diào)整刷新操作的頻率滿足不同的功耗需求；用于靜態(tài)隨機存取時，能夠大大縮小存儲單元的面積和功耗。圖1(a) (b)分別是多端口、多溝道隨機存儲器(η = 2)的存儲單元剖面結(jié)構(gòu)以及由數(shù)個存儲單元組成靜態(tài)隨機存儲器的實施例，一個存儲單元100中有兩個N溝道金屬氧化物場效應晶體管的情形，有兩個溝道、兩個端口，具體為=P-型硅襯底101，N-型隱埋層102，102上表面在P型襯底101表面以下第一深度，101和102之間形成耗盡區(qū)103-104，淺槽隔離區(qū)105，淺槽隔離區(qū)105的深度深于半導體表面以下第一深度，即深入102上表面下方。106和107分別為第一晶體管重摻雜N++型的源區(qū)和漏區(qū)，108和109分別為第一晶體管輕摻雜N+型的源區(qū)和漏區(qū)，110為第二晶體管重摻雜N++型的漏區(qū)，第二晶體管重摻雜N++型的源區(qū)與第一晶體管N++重摻雜的源區(qū)106共享，111和112分別為第二晶體管輕摻雜N+型的源區(qū)和漏區(qū)，108和109分別為第一晶體管輕摻雜N+型的源區(qū)和漏區(qū)，第一晶體管的柵電極114，第二晶體管的柵電極115，第一晶體管的側(cè)壁區(qū)116-117，第二晶體管的側(cè)壁區(qū)118-119，第一晶體管和第二晶體管的柵氧化層120-121，第一晶體管、第二晶體管的N型的源區(qū)和漏區(qū)與P型襯底間形成耗盡區(qū)104，STI 105、耗盡區(qū)103、耗盡區(qū)104圍成與周圍電隔離的浮體區(qū)113。第一晶體管和第二晶體管共享的源區(qū)106—般接地。第一晶體管和第二晶體管各有一對字線位線對，其中第一晶體管位線BLl連至第一晶體管的漏區(qū)107，并與第一端口相連，第二晶體管位線BL2連至第二晶體管的漏區(qū)109，并與第二端口相連，第一條字線WLl連至第一晶體管的柵電極114，第二條字線WL2連至第二晶體管的柵電極115。第一晶體管重摻雜N++型的漏區(qū)107、浮體區(qū)113、兩晶體管共享N++重摻雜的源區(qū)106構(gòu)成寄生三極管122 ;第二晶體管重摻雜N++型的漏區(qū)110、浮體區(qū)113、兩晶體管共享N++重摻雜的源區(qū)106構(gòu)成寄生三極管123，但是在現(xiàn)有的操作電壓下，122和123始終處于關斷狀態(tài)，讀出電流僅為MOS電流；現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道浮體存儲器操作方法如下寫I :向一個晶體管(該管稱為寫管)的位線施加第一電壓，字線施加第二電壓，第一電壓的值比第二電壓大，引發(fā)熱載流子注入，使空穴注入浮體，降低該晶體管的閾值電壓；或者為寫管的位線施加第三電壓，字線施加第四電壓，第四電壓為負向電壓，引發(fā)柵致勢壘降低(GIDL)，使空穴注入浮體，降低晶體管的閾值電壓。寫O :為寫管的位線施加第五電壓，第五電壓為負向電壓，字線施加第六電壓，造成浮體-漏區(qū)PN結(jié)的正偏，抽取浮體中的空穴，提高晶體管的閾值電壓。刷新根據(jù)存儲單元原有的數(shù)據(jù)為第一晶體管的字線和位線施加寫O或?qū)慖所需的電壓，達到刷新存儲單元原有數(shù)據(jù)的目的讀在另一個晶體管(該管稱為讀管)的位線和字線分別施加第七電壓和第八電壓，通過讀管的端口讀取該MOS管的電流，I和O的狀態(tài)分別對應大的電流和小的電流，從而分辨出不同的存儲狀態(tài)。 多端口、多溝道存儲器的核心思想是寫/刷新、讀取彼此獨立的，可以在任意時刻寫/刷新以補充流失的存儲空穴，而不考慮讀操作是否進行。但是由于體硅襯底的浮體器件本身的隔離不充分，寫“I”、寫“O”的效果不夠明顯，傳統(tǒng)的讀取方法的初始存儲窗口很小(存儲窗口 = 11-10)，僅為6 7μΑ，而一般靈敏放大器的的讀取閾值為5μΑ。這樣就要求較高的刷新頻率，并且很容易發(fā)生誤讀，如附圖2所示。器件等比例縮小后，存儲空間和空穴的數(shù)量也隨之縮小，I_gap會隨之減小，無法分辨狀態(tài)。因此，現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道浮體存儲器本身隔離不夠充分，存在讀取電流差較小的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種90nm及以下節(jié)點多溝道嵌入式動態(tài)隨機存儲器的一種解決方案，可以明顯改善器件的操作窗口、數(shù)據(jù)保持特性、正確率、可靠性等存儲特性。為了達到上述目的，本專利技術(shù)提供一種多端口，多溝道存儲器單元，包括數(shù)個存儲單元；每個存儲單元有η個晶體管(η為自然數(shù)，n ^ 2),每個晶體管包括源區(qū)、漏區(qū)、柵、以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的體區(qū)，相鄰晶體管間的源區(qū)和漏區(qū)相互連接或者共享，每個晶體管導通時，該晶體管的源和漏間形成導電溝道。晶體管源-體區(qū)-漏端形成寄生三極管，這里的寄生晶體管可以進行優(yōu)化，使得它對體區(qū)電勢的改變更加靈敏；每個晶體管有I對字線位線對，即I條字線和I條字線；每個晶體管的位線可以與一個輸入/輸出端口相連；存儲單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周圍電隔離；通過至少一個端口向所述的浮體中注入載流子或抽取載流子，調(diào)節(jié)晶體管的閾值電壓，達到寫入信號的目的；通過一個端口讀出或通過多個端口同時讀出MOS晶體管溝道電流和寄生三極管的電流，通過分辨電流的大小，達到讀出信號的目的，大電流代表第一數(shù)據(jù)狀態(tài)1，小電流代表第2數(shù)據(jù)狀態(tài)O ;通過至少一個端口定期將存儲單元中原有信號寫回去，達到刷新信號的目的。優(yōu)選的，不同晶體管的字線位線對彼此獨立，可以同時或分時被選中，進而同時或分時選中相應的不同晶體管，通過相應的端口可以同時或分時進行讀取和刷新的存儲操作。為了達到上述目的，本專利技術(shù)提供一種基于多端口，多溝道嵌入式動態(tài)隨機存儲器的新型的操作方法，利用存儲器件本身的寄生三極管效應來區(qū)分“ I ”和“0”，而不是單純利用MOS器件的體效應，顯著提高了讀取正確率與可靠性，也是多端口、多溝道浮體存儲器等比例縮小至90nm及以下技術(shù)節(jié)點的一種理想的操作方式。為了達到上述目的，本專利技術(shù)還提供一種多端口，多溝道嵌入式動態(tài)隨機存儲器存儲器，包括多端口，多溝道嵌入式動態(tài)隨機存儲器存儲器陣列，其包括按行和列的形式排列的多個多端口，多溝道存儲器單元；行譯碼器；列譯碼器；靈敏放大器；字線驅(qū)動模塊 ’位線驅(qū)動模塊；邏輯控制模塊，用于控制所述字線驅(qū)動模塊和所述位線驅(qū)動模塊在讀操作、寫操作、數(shù)據(jù)保持操作以及刷新操作中的時序。附圖說明附圖I為現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道隨機存儲器的存儲單元剖面結(jié)構(gòu)以及由數(shù)個存儲單元組成靜態(tài)隨機存儲器的實施例；附圖2為現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道隨機存儲器讀寫/刷新操作關系圖； 附圖3根據(jù)本專利技術(shù)一個實施例多端口、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種多端口、多溝道存儲器單元，包括：數(shù)個存儲單元；每個存儲單元有n個晶體管，其中n為自然數(shù)，n≥2，每個晶體管包括源區(qū)、漏區(qū)、柵、以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的體區(qū)，相鄰晶體管間的源區(qū)和漏區(qū)相互連接或者共享，每個晶體管導通時，該晶體管的源和漏間形成導電溝道，晶體管的源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)形成雙極晶體管結(jié)構(gòu)，即寄生三極管；每個晶體管有1對字線位線對，即1條字線和1條字線；每個晶體管的位線可以與一個輸入/輸出端口相連；存儲單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周圍電隔離；通過至少一個端口向所述的浮體中注入載流子或抽取載流子，調(diào)節(jié)晶體管的閾值電壓，達到寫入信號的目的；通過一個端口讀出或通過多個端口同時讀出晶體管導電溝道電流和寄生三極管電流，通過分辨電流的大小，達到讀出信號的目的，大電流代表第一數(shù)據(jù)狀態(tài)1，小電流代表第2數(shù)據(jù)狀態(tài)0；通過至少一個端口定期將存儲單元中原有信號寫回去，達到刷新信號的目的；不同晶體管的字線位線對彼此獨立，可以同時或分時被選中，進而同時或分時選中相應的不同晶體管，通過相應的端口可以同時或分時進行讀取和刷新的存儲操作。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林殷茵，李慧，
申請(專利權(quán))人：復旦大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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