專(zhuān)利名稱(chēng)：提高多端口、多溝道浮體存儲(chǔ)器性能的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種提高多端口、多溝道存儲(chǔ)器器件存儲(chǔ)性能的操作方法。
背景技術(shù)：
多端口，多溝道的嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器包括數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元有η個(gè)晶體管(η為自然數(shù)，η彡2);多端口、多溝道浮體存儲(chǔ)器如附圖I所示，這里η = 2，每個(gè)存儲(chǔ)單元有2個(gè)晶體管，每個(gè)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(gè)晶體管導(dǎo)通時(shí)，該晶體管的源和漏間形成導(dǎo)電溝道；每個(gè)晶體管有I條字線和I條位線；每個(gè)晶體管的位線可以與一個(gè)輸入/輸出端口相連；存儲(chǔ)單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周?chē)姼綦x；不同晶體管的字線位線對(duì)彼此獨(dú)立， 可以同時(shí)或分時(shí)被選中，進(jìn)而同時(shí)或分時(shí)選中相應(yīng)的不同晶體管，通過(guò)相應(yīng)的端口可以同時(shí)或分時(shí)進(jìn)行讀取和刷新的存儲(chǔ)操作。刷新操作和讀操作相互獨(dú)立，互不影響，外圍電路可以隨時(shí)到存儲(chǔ)單元讀取數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)高速讀取。這種器件可以用作嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，能夠顯著提高讀操作的速度，并可通過(guò)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(jī)存取時(shí)，能夠大大縮小存儲(chǔ)單元的面積和功耗。圖1(a) (b)分別是多端口、多溝道隨機(jī)存儲(chǔ)器(η = 2)的存儲(chǔ)單元剖面結(jié)構(gòu)以及由數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元組成靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的實(shí)施例，一個(gè)存儲(chǔ)單元100中有兩個(gè)N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管的情形，有兩個(gè)溝道、兩個(gè)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(dǎo)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?fù)诫sN++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?fù)诫sN++型的漏區(qū)，第二晶體管重?fù)诫sN++型的源區(qū)與第一晶體管N++重?fù)诫s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?chē)姼綦x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(duì)字線位線對(duì)，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?fù)诫sN++型的漏區(qū)107、浮體區(qū)113、兩晶體管共享N++重?fù)诫s的源區(qū)106構(gòu)成寄生三極管122 ;第二晶體管重?fù)诫sN++型的漏區(qū)110、浮體區(qū)113、兩晶體管共享N++重?fù)诫s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(guān)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(chǔ)器操作方法如下
寫(xiě)I :向一個(gè)晶體管(該管稱(chēng)為寫(xiě)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(xiě)管的位線施加第三電壓，字線施加第四電壓，第四電壓為負(fù)向電壓，引發(fā)柵致勢(shì)壘降低(GIDL)，使空穴注入浮體，降低晶體管的閾值電壓。寫(xiě)O :為寫(xiě)管的位線施加第五電壓，第五電壓為負(fù)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(chǔ)單元原有的數(shù)據(jù)為第一晶體管的字線和位線施加寫(xiě)O或?qū)慖所需的電壓，達(dá)到刷新存儲(chǔ)單元原有數(shù)據(jù)的目的讀在另一個(gè)晶體管(該管稱(chēng)為讀管)的位線和字線分別施加第七電壓和第八電壓，通過(guò)讀管的端口讀取該MOS管的電流，I和O的狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)大的電流和小的電流，從而分辨出不同的存儲(chǔ)狀態(tài)。 多端口、多溝道存儲(chǔ)器的核心思想是寫(xiě)/刷新、讀取彼此獨(dú)立的，可以在任意時(shí)刻寫(xiě)/刷新以補(bǔ)充流失的存儲(chǔ)空穴，而不考慮讀操作是否進(jìn)行。但是由于體硅襯底的浮體器件本身的隔離不充分，寫(xiě)“I”、寫(xiě)“O”的效果不夠明顯，傳統(tǒng)的讀取方法的初始存儲(chǔ)窗口很小(存儲(chǔ)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(chǔ)空間和空穴的數(shù)量也隨之縮小，I_gap會(huì)隨之減小，無(wú)法分辨狀態(tài)。因此，現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道浮體存儲(chǔ)器本身隔離不夠充分，存在讀取電流差較小的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種90nm及以下節(jié)點(diǎn)多溝道嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)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(chǔ)特性。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種多端口，多溝道存儲(chǔ)器單元，包括數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元；每個(gè)存儲(chǔ)單元有η個(gè)晶體管(η為自然數(shù)，n ^ 2),每個(gè)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(gè)晶體管導(dǎo)通時(shí)，該晶體管的源和漏間形成導(dǎo)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(jìn)行優(yōu)化，使得它對(duì)體區(qū)電勢(shì)的改變更加靈敏；每個(gè)晶體管有I對(duì)字線位線對(duì)，即I條字線和I條字線；每個(gè)晶體管的位線可以與一個(gè)輸入/輸出端口相連；存儲(chǔ)單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周?chē)姼綦x；通過(guò)至少一個(gè)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(dá)到寫(xiě)入信號(hào)的目的；通過(guò)一個(gè)端口讀出或通過(guò)多個(gè)端口同時(shí)讀出MOS晶體管溝道電流和寄生三極管的電流，通過(guò)分辨電流的大小，達(dá)到讀出信號(hào)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(guò)至少一個(gè)端口定期將存儲(chǔ)單元中原有信號(hào)寫(xiě)回去，達(dá)到刷新信號(hào)的目的。優(yōu)選的，不同晶體管的字線位線對(duì)彼此獨(dú)立，可以同時(shí)或分時(shí)被選中，進(jìn)而同時(shí)或分時(shí)選中相應(yīng)的不同晶體管，通過(guò)相應(yīng)的端口可以同時(shí)或分時(shí)進(jìn)行讀取和刷新的存儲(chǔ)操作。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于多端口，多溝道嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的新型的操作方法，利用存儲(chǔ)器件本身的寄生三極管效應(yīng)來(lái)區(qū)分“ I ”和“0”，而不是單純利用MOS器件的體效應(yīng)，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(chǔ)器等比例縮小至90nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的一種理想的操作方式。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種多端口，多溝道嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器，包括多端口，多溝道嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器陣列，其包括按行和列的形式排列的多個(gè)多端口，多溝道存儲(chǔ)器單元；行譯碼器；列譯碼器；靈敏放大器；字線驅(qū)動(dòng)模塊 ’位線驅(qū)動(dòng)模塊；邏輯控制模塊，用于控制所述字線驅(qū)動(dòng)模塊和所述位線驅(qū)動(dòng)模塊在讀操作、寫(xiě)操作、數(shù)據(jù)保持操作以及刷新操作中的時(shí)序。


附圖I為現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道隨機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元剖面結(jié)構(gòu)以及由數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元組成靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的實(shí)施例；附圖2為現(xiàn)有技術(shù)多端口、多溝道隨機(jī)存儲(chǔ)器讀寫(xiě)/刷新操作關(guān)系圖； 附圖3根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例多端口、多溝道浮體存儲(chǔ)器操作方法；附圖4(a)和(b)為傳統(tǒng)操作方式和本發(fā)明操作方式的原理對(duì)比圖；附圖5為本發(fā)明多端口、多溝道隨機(jī)存儲(chǔ)器讀寫(xiě)/刷新操作關(guān)系圖；附圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例多端口、多溝道隨機(jī)存儲(chǔ)器操作脈沖圖；附圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例多端口、多溝道隨機(jī)存儲(chǔ)器外圍電路圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖3，為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例多端口、多溝道浮體存儲(chǔ)器操作方法。附圖3中的器件為一種多端口、多溝道的嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元，包括數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元；每個(gè)存儲(chǔ)單元有η個(gè)晶體管，η為自然數(shù)，n ^ 2，每個(gè)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(gè)晶體管導(dǎo)通時(shí)，該晶體管的源和漏間形成導(dǎo)電溝道；晶體管源-體區(qū)-漏端形成寄生三極管，這里可以通過(guò)合理控制工藝參數(shù)優(yōu)化寄生三極管特性，從而提高存儲(chǔ)器性能(比如使得寄生三極管對(duì)體區(qū)電勢(shì)的改變更加靈敏，而且更容易導(dǎo)通等)。每個(gè)晶體管有I對(duì)字線位線對(duì)，即I條字線和I條字線；每個(gè)晶體管的位線可以與一個(gè)輸入/輸出端口相連；存儲(chǔ)單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周?chē)姼綦x；通過(guò)至少一個(gè)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(dá)到寫(xiě)入信號(hào)的目的；通過(guò)一個(gè)端口讀出或通過(guò)多個(gè)端口同時(shí)讀出晶體管源漏間的電流，通過(guò)分辨電流的大小，達(dá)到讀出信號(hào)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(guò)至少一個(gè)端口定期將存儲(chǔ)單元中原有信號(hào)寫(xiě)回去，達(dá)到刷新信號(hào)的目的；不同晶體管的字線位線對(duì)彼此獨(dú)立，可以同時(shí)或分時(shí)被選中，進(jìn)而同時(shí)或分時(shí)選中相應(yīng)的不同晶體管，通過(guò)相應(yīng)的端口可以同時(shí)或分時(shí)進(jìn)行讀取和刷新的存儲(chǔ)操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，η可以等于2，每個(gè)單元包括兩個(gè)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管第一晶體管和第二晶體管；第一晶體管的漏或源與第二晶體管的源或漏相連或者共享，并與地相連；第一晶體管和第二晶體管的字線分別連向第一晶體管和第二晶體管的柵；第一晶體管和第二晶體管的位線分別連向第一晶體管的源或漏以及第二晶體管的漏或源，并分別與第一晶體管和第二晶體管的輸入/輸出端口連接。兩個(gè)晶體管的源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)都形成寄生的三極管結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，η可以等于3，所述的單元中包括3個(gè)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管晶體管第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管；第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管的柵分別與第一晶體管的字線、第二晶體管的字線和第三晶體管的字線連接；第一晶體管的漏或源與第三晶體管的源或漏相連接或共享，并與地連接；第二晶體管的源或漏與第三晶體管的漏或源相連或者共享；第一晶體管的源或漏、第二晶體管的漏或源和第三晶體管的漏或源分別與第一晶體管的位線、第二晶體管的位線和第三晶體管的位線連接，并分別與第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管的輸入/輸出端口連接每個(gè)。晶體管的源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)形成寄生的三極管結(jié)構(gòu)。讀取時(shí)，讀管字線電壓大概在0.2-0. 8V，讀管位線電壓約在2. OV左右。多端口、多溝道存儲(chǔ)器寫(xiě)“I”保持后，體內(nèi)由于存儲(chǔ)空穴，體電勢(shì)提高至Vbi，使得讀管的源-體漏寄生
三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置(VBE>0)，而漏端(集電極)的電壓大約為2V，使得極電結(jié)反向偏置，這樣讀管的源-體漏寄生三極管開(kāi)啟，漏端(集電極)電流較大，如圖3(a)所示；多端口、多溝道存儲(chǔ)器寫(xiě)“O”保持后，體內(nèi)存儲(chǔ)空穴已被排走，體電勢(shì)Vbci降低至接近0V，使得讀管的源-體漏寄生三極管的發(fā)射結(jié)反向偏置(Vbe <= O)，而極電結(jié)仍反向偏置，讀管的源-體漏寄生三極管截止，漏端(集電極)電流很小，如圖3(b)所示。當(dāng)所述的晶體管是兩個(gè)N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)候，具體操作方法為寫(xiě)I :向第一晶體管的位線施加第I電壓，字線施加第2電壓，第I電壓的值比第2電壓大，引發(fā)熱載流子注入，使空穴注入浮體，降低晶體管的閾值電壓；或者為第一晶體管的位線施加第3電壓，字線施加第4電壓，第4電壓為負(fù)向電壓，引發(fā)柵致勢(shì)壘降低(GIDL)，使空穴注入浮體，降低晶體管的閾值電壓。寫(xiě)O :為第一晶體管的位線施加第5電壓，第5電壓為負(fù)向電壓，字線施加第6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(chǔ)單元原有的數(shù)據(jù)為第一晶體管的字線和位線施加寫(xiě)O或?qū)慖所需的電壓，達(dá)到刷新存儲(chǔ)單元原有數(shù)據(jù)的目的。讀為第二晶體管的位線和字線分別施加第7電壓和第8電壓，對(duì)于狀態(tài)1，第二晶體管的源-體-漏寄生三極管開(kāi)啟，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流等于第二晶體管的寄生三極管電流加上第二晶體管的溝道電流，第二晶體管的寄生三極管明顯大于溝道電流。對(duì)于狀態(tài)0，由于體電勢(shì)較低，第二晶體管的源-體-漏寄生三極管的發(fā)射結(jié)不能導(dǎo)通，該寄生晶體管關(guān)閉，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流僅為第二晶體管的溝道電流，而且由于狀態(tài)O的閾值電壓大于狀態(tài)I的閾值電壓，此時(shí)第二晶體管的溝道電流小于狀態(tài)I的溝道電流，因此狀態(tài)I和狀態(tài)O的電流差別很大，存儲(chǔ)狀態(tài)很容易分辨。選中第二晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀取操作與選中第一晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新操作相互獨(dú)立，在讀取的同時(shí)可以進(jìn)行刷新，也可以在不讀取的時(shí)候進(jìn)行刷新，刷新的頻率可以是高速，中速，慢速。當(dāng)所述的晶體管是三個(gè)N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)候，具體操作方法為寫(xiě)I :為第三晶體管的位線施加第9電壓，字線施加第10電壓，第9電壓的值大于第10電壓，利用碰撞電離產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，引發(fā)熱載流子注入，使空穴注入浮體區(qū)，降低晶體管的閾值電壓；或者為第三晶體管的位線接地，字線施加第11電壓，第11電壓為負(fù)向電壓，引發(fā)柵致勢(shì)壘降低(GIDL)，使空穴注入浮體區(qū)，降低晶體管的閾值電壓。寫(xiě)O :為第三晶體管的位線施加第12電壓，第12電壓為負(fù)向，字線施加正向第13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(chǔ)單元原有的數(shù)據(jù)，定期為第三晶體管的字線和位線施加寫(xiě)O或?qū)慖所需的電壓，達(dá)到刷新存儲(chǔ)單元原有數(shù)據(jù)的目的。讀為第一晶體管的位線和字線分別施加第14和第15電壓，對(duì)于狀態(tài)1，第二晶體管的源-體-漏NPN寄生三極管開(kāi)啟，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流為第二晶體管的寄生三極管電流加上第二晶體管的溝道電流，第二晶體管的寄生三極管明顯大于溝道電流。對(duì)于狀態(tài)0，由于體電勢(shì)較低，第二晶體管的源-體-漏寄生三極管關(guān)閉，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流僅為第二晶體管的溝道電流，而且由于狀態(tài)O的閾值電壓大于狀態(tài)I的閾值電壓，此時(shí)第二晶體管的溝道電流小于狀態(tài)I的溝道電流，因此狀態(tài)I和狀態(tài)O的電流差別很大，存儲(chǔ)狀態(tài)很容易分辨。也可以為第二晶體管的位線施加高于其源端電壓的正向第16電壓，為第二晶體管的字線施加正向第17電壓，通過(guò)第二晶體管的端口讀取第二晶體管的溝道電流和寄生三極管電流，I或O狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)大和小的電流，從而分辨出存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)；還可以同時(shí)為第一晶體管和第二晶體管的位線和字線施加讀取所需電壓，同時(shí)通過(guò)第一晶體管端口和第二晶體管端口讀取第一晶體管和第二晶體管的溝道電流和寄生三極管電流，同時(shí)從第一晶體管端口和第二晶體管端口獲得存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。選中第三晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新操作與選中第一晶體管和/或第二晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀取操作相互獨(dú)立，刷新的頻率可以是高速，中速，慢速。圖4是傳統(tǒng)操作方式和新發(fā)明的操作方式的原理對(duì)比，其中圖4 (a)是傳統(tǒng)的讀取方法，由于體效應(yīng)，狀態(tài)“I”和狀態(tài)“O”不同的體電勢(shì)對(duì)應(yīng)不同的閾值電壓，讀取時(shí)讀管偏置于線性區(qū)，讀出的MOS電流會(huì)有所區(qū)別，但由圖4(a)可知，讀電流僅與體電勢(shì)VB平方根成正比，對(duì)VB的變化不靈敏，因而傳統(tǒng)MOS讀取方式的讀電流差較小。其公式為
權(quán)利要求
1.一種多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元，包括 數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元； 每個(gè)存儲(chǔ)單元有η個(gè)晶體管，其中η為自然數(shù)，n ^ 2，每個(gè)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(gè)晶體管導(dǎo)通時(shí)，該晶體管的源和漏間形成導(dǎo)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(gè)晶體管有I對(duì)字線位線對(duì)，即I條字線和I條字線；每個(gè)晶體管的位線可以與一個(gè)輸入/輸出端口相連；存儲(chǔ)單元中的不同晶體管位于同一浮體中，浮體與周?chē)姼綦x；通過(guò)至少一個(gè)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(dá)到寫(xiě)入信號(hào)的目的；通過(guò)一個(gè)端口讀出或通過(guò)多個(gè)端口同時(shí)讀出晶體管導(dǎo)電溝道電流和寄生三極管電流，通過(guò)分辨電流的大小，達(dá)到讀出信號(hào)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(guò)至少一個(gè)端口定期將存儲(chǔ)單元中原有信號(hào)寫(xiě)回去，達(dá)到刷新信號(hào)的目的； 不同晶體管的字線位線對(duì)彼此獨(dú)立，可以同時(shí)或分時(shí)被選中，進(jìn)而同時(shí)或分時(shí)選中相應(yīng)的不同晶體管，通過(guò)相應(yīng)的端口可以同時(shí)或分時(shí)進(jìn)行讀取和刷新的存儲(chǔ)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元，其特征在于所述的浮體結(jié)構(gòu)是形成于單晶硅襯底中的浮體結(jié)構(gòu)，其中 形成于單晶硅襯底中的浮體結(jié)構(gòu)如下在具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體表面下方形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的隱埋層，隱埋層上表面位于半導(dǎo)體表面以下第一深度，在隱埋層上方具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域形成存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元之間被淺槽隔離區(qū)隔離，淺槽隔離區(qū)的深度深于半導(dǎo)體表面以下第一深度；每個(gè)存儲(chǔ)單元中包括η個(gè)晶體管，其中η為自然數(shù)，n ^ 2，每個(gè)晶體管包括具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的源區(qū)、漏區(qū)以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的體區(qū)，晶體管的源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)形成寄生的三極管結(jié)構(gòu)，隱埋層與體區(qū)間、源區(qū)與體區(qū)間、漏區(qū)與體區(qū)間形成耗盡區(qū)，耗盡區(qū)與淺槽隔離區(qū)包圍形成與四周電隔離的浮體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元，其特征在于，所述的同一存儲(chǔ)單元中的η個(gè)晶體管，可以全部是N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中η為自然數(shù)，η > 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元，其特征在于，η可以等于2，每個(gè)單元包括兩個(gè)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管第一晶體管和第二晶體管；第一晶體管的漏或源與第二晶體管的源或漏相連或者共享，并與地相連；第一晶體管和第二晶體管的字線分別連向第一晶體管和第二晶體管的柵；第一晶體管和第二晶體管的位線分別連向第一晶體管的源或漏以及第二晶體管的漏或源，并分別與第一晶體管和第二晶體管的輸入/輸出端口連接，兩個(gè)晶體管的源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)都形成寄生的三極管結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元，其特征在于，η可以等于3，所述的單元中包括3個(gè)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管晶體管第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管；第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管的柵分別與第一晶體管的字線、第二晶體管的字線和第三晶體管的字線連接；第一晶體管的漏或源與第三晶體管的源或漏相連接或共享，并與地連接；第二晶體管的源或漏與第三晶體管的漏或源相連或者共享；第一晶體管的源或漏、第二晶體管的漏或源和第三晶體管的漏或源分別與第一晶體管的位線、第二晶體管的位線和第三晶體管的位線連接，并分別與第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管的輸入/輸出端口連接，晶體管的源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)形成寄生的三極管結(jié)構(gòu)。
6.一種多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)操作方法，所述的晶體管是兩個(gè)N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，所述方法包括 寫(xiě)I :向第一晶體管的位線施加第I電壓，字線施加第2電壓，第I電壓的值比第2電壓大，引發(fā)熱載流子注入，使空穴注入浮體，降低晶體管的閾值電壓；或者為第一晶體管的位線施加第3電壓，字線施加第4電壓，第4電壓為負(fù)向電壓，引發(fā)柵致勢(shì)壘降低(GIDL)，使空穴注入浮體，降低晶體管的閾值電壓； 寫(xiě)O :為第一晶體管的位線施加第5電壓，第5電壓為負(fù)向電壓，字線施加第6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(chǔ)單元原有的數(shù)據(jù)為第一晶體管的字線和位線施加寫(xiě)O或?qū)慖所需的電壓，達(dá)到刷新存儲(chǔ)單元原有數(shù)據(jù)的目的； 讀為第二晶體管的位線和字線分別施加第7電壓和第8電壓，對(duì)于狀態(tài)1，由于體區(qū)電勢(shì)升高，第二晶體管的源-體-漏NPN寄生三極管開(kāi)啟，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流為第二晶體管的寄生三極管電流加上第二晶體管的溝道電流，第二晶體管的寄生三極管明顯大于溝道電流；對(duì)于狀態(tài)O，體區(qū)電勢(shì)較低，第二晶體管的源-體-漏寄生三極管的發(fā)射結(jié)不會(huì)導(dǎo)通，該寄生晶體管關(guān)閉，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流僅為第二晶體管的溝道電流，而且由于狀態(tài)O的閾值電壓大于狀態(tài)I的閾值電壓，此時(shí)第二晶體管的溝道電流小于狀態(tài)I的溝道電流，因此狀態(tài)I和狀態(tài)O的電流差別很大，存儲(chǔ)狀態(tài)很容易分辨；選中第二晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀取操作與選中第一晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新操作相互獨(dú)立，在讀取的同時(shí)可以進(jìn)行刷新，也可以在不讀取的時(shí)候進(jìn)行刷新，刷新的頻率可以是高速，中速，慢速。
7.一種多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)操作方法，所述的不同器件是3個(gè)N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管晶體管時(shí)，其存儲(chǔ)操作方法包括 寫(xiě)I :為第三晶體管的位線施加第9電壓，字線施加第10電壓，第9電壓的值大于第10電壓，利用碰撞電離產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，引發(fā)熱載流子注入，使空穴注入浮體區(qū)，降低晶體管的閾值電壓；或者為第三晶體管的位線接地，字線施加第11電壓，第11電壓為負(fù)向電壓，引發(fā)柵致勢(shì)壘降低(GIDL)，使空穴注入浮體區(qū)，降低晶體管的閾值電壓； 寫(xiě)O :為第三晶體管的位線施加第12電壓，第12電壓為負(fù)向，字線施加正向第13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(chǔ)單元原有的數(shù)據(jù)，定期為第三晶體管的字線和位線施加寫(xiě)O或?qū)慖所需的電壓，達(dá)到刷新存儲(chǔ)單元原有數(shù)據(jù)的目的； 讀為第一晶體管的位線和字線分別施加第14和第15電壓，對(duì)于狀態(tài)1，第二晶體管的源-體-漏NPN寄生三極管開(kāi)啟，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流為第二晶體管的寄生三極管電流加上第二晶體管的溝道電流，第二晶體管的寄生三極管明顯大于溝道電流，對(duì)于狀態(tài)0，由于體電勢(shì)較低，第二晶體管的源-體-漏寄生三極管關(guān)閉，通過(guò)第二晶體管的端口讀取的電流僅為第二晶體管的溝道電流，而且由于狀態(tài)O的閾值電壓大于狀態(tài)I的閾值電壓，此時(shí)第二晶體管的溝道電流小于狀態(tài)I的溝道電流，因此狀態(tài)I和狀態(tài)O的電流差別很大，存儲(chǔ)狀態(tài)很容易分辨；也可以為第二晶體管的位線施加高于其源端電壓的正向第16電壓，為第二晶體管的字線施加正向第17電壓，通過(guò)第二晶體管的端口讀取第二晶體管的溝道電流和寄生三極管電流，I或O狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)大和小的電流，從而分辨出存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)；還可以同時(shí)為第一晶體管和第二晶體管的位線和字線施加讀取所需電壓，同時(shí)通過(guò)第一晶體管端口和第二晶體管端口讀取第一晶體管和第二晶體管的溝道電流和寄生三極管電流，同時(shí)從第一晶體管端口和第二晶體管端口獲得存儲(chǔ)數(shù)據(jù)； 選中第三晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新操作與選中第一晶體管和/或第二晶體管的字線位線對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀取操作相互獨(dú)立，刷新的頻率可以是高速，中速，慢速。
8.一種多端口、多溝道存儲(chǔ)器，其特征在于，包括 多端口、多溝道存儲(chǔ)器陣列，其包括按行和列的形式排列的多個(gè)權(quán)利要求I至4任一所述的多端口、多溝道存儲(chǔ)器單元； 行譯碼器； 列譯碼器； 靈敏放大器； 字線驅(qū)動(dòng)模塊； 位線驅(qū)動(dòng)模塊； 邏輯控制模塊，用于控制所述字線驅(qū)動(dòng)模塊和所述位線驅(qū)動(dòng)模塊在讀操作、寫(xiě)操作、數(shù)據(jù)保持操作以及刷新操作中的時(shí)序。
全文摘要
本發(fā)明屬于存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種提高多端口、多溝道存儲(chǔ)器器件存儲(chǔ)性能的操作方法。本發(fā)明中提供了多端口，多溝道存儲(chǔ)器單元，包括數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元；每個(gè)存儲(chǔ)單元有n個(gè)晶體管，每個(gè)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(gè)晶體管導(dǎo)通時(shí)，該晶體管的源和漏間形成導(dǎo)電溝道。本發(fā)明提供了一種90nm及以下節(jié)點(diǎn)多溝道嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)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(chǔ)特性。
文檔編號(hào)G11C7/12GK102867540SQ201110186888
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者林殷茵, 李慧 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)