專利名稱：一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動態(tài)隨機訪問存儲單元，具體涉及一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單
J Li ο
背景技術(shù)：
DRAM (Dynamic Random Access Memory),即動態(tài)隨機存取存儲器，由于其密度和速度，DRAM作為存儲器中最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。然而在封裝過程中一些微量放射性元素所放射出的高能粒子會影響存儲電容中的儲存電荷而改變儲存資料。相對于元件因為絕緣層破壞或是導(dǎo)線短路而造成永久性故障的硬錯誤(Hard Error),由于這種因為高能粒子撞擊而影響電容電荷的情形并非永久性破壞，因此這種破壞模式稱為軟錯誤(Soft Error).對于高容量DRAM而言，由于元件越來越小，電容的儲存電荷量也越來越小，因此soft error的問題越來越嚴重,因此如何改善softError的問題將是提高DRAM集成度最大的挑戰(zhàn)之一。隨著空間技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的DRAM器件被應(yīng)用到各類航天器和衛(wèi)星的控制系統(tǒng)中。在空間輻射環(huán)境中，高能粒子(質(zhì)子、中子、α粒子和其他重離子)引起的存儲電路中的單粒子翻轉(zhuǎn)(Single EventUpset, SEU),是各種航天器面臨的最主要的可靠性問
題之一。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷以及應(yīng)對科技快速發(fā)展的需求，本發(fā)明旨在提供一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元，該結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)面積小，低功耗，高穩(wěn)定性的同時，有效的克服了有可能存在的存儲單元軟錯誤。根據(jù)本發(fā)明實施例的冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元包括:寫控制開關(guān)管(Ml)、存儲管(M2)、讀控制開關(guān)管(M3)、冗余開關(guān)管(M4)、冗余存儲管(M5)，第一動態(tài)漏電補償管(MDl)以及第二動態(tài)漏電補償管(MD2)，其中，所述寫控制開關(guān)管(Ml)、所述冗余開關(guān)管(M4)柵極受寫入時序(WffL)控制，漏極與寫入位線(WBL)相連，源極分別與所述存儲管(M2)、所述冗余存儲管(M5)柵極相連，所述存儲管(M2)、所述冗余存儲管(M5)柵極與分別與所述寫控制開關(guān)管(Ml)、所述冗余開關(guān)管(M4)源極相連存儲信息，源極接地，漏極都與所述讀控制開關(guān)管(M3)漏極相連，所述讀控制開關(guān)管(M3)柵極受讀出時序(RWL)控制，漏極與所述存儲管(M2)、所述冗余存儲管(M5)漏極相連，源極與讀出位線(RBL)相連，所述第一動態(tài)漏電補償管(MDl)柵極與所述冗余存儲管(M5)柵極相連，源極與所述存儲管(M2)柵極相連，漏極受動態(tài)補償電壓(VD)控制，所述第二動態(tài)漏電補償管(MD2)柵極與所述存儲管(M2)柵極相連，源極與所述冗余存儲管(M5)柵極相連，漏極受所述動態(tài)補償電壓(VD)控制。
本發(fā)明的動態(tài)隨機訪問存儲單元與傳統(tǒng)的3T動態(tài)隨機訪問存儲單元相比.增加了存儲信息的冗余節(jié)點和反饋通路。當任意單個節(jié)點翻轉(zhuǎn)時，能夠自行通過冗余節(jié)點的信息恢復(fù)。本發(fā)明的單元面積小、低功耗且與商用工藝兼容，有希望取代傳統(tǒng)的3管存儲單元成為抗SEU效應(yīng)DRAM的實現(xiàn)基礎(chǔ)。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是傳統(tǒng)的3管動態(tài)隨機訪問存儲單元的電路2是本發(fā)明的榮譽結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元的電路圖
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。本發(fā)明的動態(tài)隨機訪問存儲單元與傳統(tǒng)的3管動態(tài)隨機訪問存儲單元相比.增加了存儲信息的冗余節(jié)點和反饋通路。當任意單個節(jié)點翻轉(zhuǎn)時，能夠自行通過冗余節(jié)點的信息恢復(fù)。本發(fā)明的單元面積小、低功耗且與商用工藝兼容，有希望取代傳統(tǒng)的3管存儲單元成為抗SEU效應(yīng)DRAM的實現(xiàn)基礎(chǔ)。如圖1所示為傳統(tǒng)的3T動態(tài)隨機訪問存儲單元；如圖2所示為本發(fā)明提供的一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元。本發(fā)明的冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元，包括寫控制開關(guān)管(Ml)、存儲管(M2)、讀控制開關(guān)管(M3)、冗余開關(guān)管(M4)、冗余存儲管(M5)，第一動態(tài)漏電補償管(MDl)以及第二動態(tài)漏電補償管(MD2)。其中寫控制開關(guān)管(Ml)、冗余開關(guān)管(M4)柵極受寫入時序(WffL)控制，漏極與寫入位線(WBL)相連，源極分別與存儲管(M2)、冗余存儲管(M5)柵極相連，存儲管(M2)、冗余存儲管(M5)柵極與分別與寫控制開關(guān)管(Ml)、冗余開關(guān)管(M4)源極相連存儲信息，源極接地，漏極都與讀控制開關(guān)管(M3)漏極相連，讀控制開關(guān)管(M3)柵極受讀出時序(RWL)控制，漏極與存儲管(M2)、冗余存儲管(M5)漏極相連，源極與讀出位線(RBL)相連，第一動態(tài)漏電補償管(MDl)柵極與冗余存儲管(M5)柵極相連，源極與存儲管(M2)柵極相連，漏極受動態(tài)補償電壓(VD)控制，第二動態(tài)漏電補償管(MD2)柵極與存儲管(M2)柵極相連，源極與冗余存儲管(M5)柵極相連，漏極受動態(tài)補償電壓(VD)控制。本發(fā)明的冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元的工作原理如下在存儲管(M2)、冗余存儲管(M5)柵極處增加第一動態(tài)漏電補償管(MDl)、第二動態(tài)漏電補償管(MD2)，在無軟錯誤的情況下，第一動態(tài)漏電補償管(MDl )、第二動態(tài)漏電補償管(MD2)柵極與源極電位相同Vgs=O,第一動態(tài)漏電補償管(MD1)、第二動態(tài)漏電補償管(MD2)—直處于未開啟狀態(tài)，在電路中相當于一個連接到動態(tài)補償電壓(VD)的大電阻，為存儲管(M2)、冗余存儲管(M5)柵極存儲信息電容提供漏電補償電流，其中動態(tài)補償電壓(VD)可根據(jù)制造工藝等動態(tài)調(diào)節(jié)大小。在其中一個存儲節(jié)點(例，存儲管(M2)柵極存儲邏輯‘I’時)受到高能粒子轟擊時，產(chǎn)生單粒子效應(yīng)而改變存儲單元內(nèi)容由‘I’變成‘0’時，此時冗余存儲管(M5)的柵極仍然存儲邏輯‘I’，這將導(dǎo)致第一動態(tài)漏電補償管(MDl)的柵極與源極產(chǎn)生電壓差，當此電壓差超過第一動態(tài)漏電補償管(MDl)的閾值電壓時，第一動態(tài)漏電補償管(MDl)導(dǎo)通，動態(tài)補償電壓(VD)為存儲管(M2)充電，使得存儲管(M2)柵極存儲電容重新寫入邏輯‘I’，所丟失的存儲信息恢復(fù)。本發(fā)明提供一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元，該結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)面積小，低功耗，聞穩(wěn)定性的同時，有效的克服了有可能存在的存儲單兀軟錯誤。c在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
權(quán)利要求
1.一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元，其特征在于，包括: 寫控制開關(guān)管(Ml)、存儲管(M2)、讀控制開關(guān)管(M3)、冗余開關(guān)管(M4)、冗余存儲管(M5)，第一動態(tài)漏電補償管(MDl)以及第二動態(tài)漏電補償管(MD2)， 其中，所述寫控制開關(guān)管(Ml )、所述冗余開關(guān)管(M4)柵極受寫入時序(WffL)控制，漏極與寫入位線(WBL)相連，源極分別與所述存儲管(M2)、所述冗余存儲管(M5)柵極相連， 所述存儲管(M2)、所述冗余存儲管(M5)柵極與分別與所述寫控制開關(guān)管(Ml)、所述冗余開關(guān)管(M4)源極相連存儲信息，源極接地，漏極都與所述讀控制開關(guān)管(M3)漏極相連，所述讀控制開關(guān)管(M3)柵極受讀出時序(RWL)控制，漏極與所述存儲管(M2)、所述冗余存儲管(M5)漏極相連，源極與讀出位線(RBL)相連， 所述第一動態(tài)漏電補償管(MDl)柵極與所述冗余存儲管(M5)柵極相連，源極與所述存儲管(M2)柵極相連，漏極受動態(tài)補償電壓(VD)控制， 所述第二動態(tài)漏電補償管(MD2)柵極與所述存儲管(M2)柵極相連，源極與所述冗余存儲管(M5)柵極相連，漏極受所述動態(tài)補償電壓(VD)控制。
全文摘要
本發(fā)明提出一種冗余結(jié)構(gòu)動態(tài)隨機訪問存儲單元，包括寫開關(guān)管、存儲管、讀開關(guān)管、冗余開關(guān)管、冗余存儲管，第一、第二動態(tài)漏電補償管，其中，寫開關(guān)管、冗余開關(guān)管柵極受寫入時序控制，漏極與寫入位線相連，源極分別與存儲管、冗余存儲管柵極相連，存儲管、冗余存儲管柵極存儲信息，源極接地，漏極都與讀開關(guān)管漏極相連，讀開關(guān)管柵極受讀出時序控制，源極與讀出位線相連，第一動態(tài)漏電補償管柵極與冗余存儲管柵極相連，源極與存儲管柵極相連，漏極受動態(tài)補償電壓控制，第二動態(tài)漏電補償管柵極與存儲管柵極相連，源極與冗余存儲管柵極相連，漏極受動態(tài)補償電壓控制。本發(fā)明的單元面積小、低功耗且與商用工藝兼容，能夠克服軟錯誤。
文檔編號G11C11/4063GK103077739SQ201210592868
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者潘立陽, 劉雪梅, 伍冬 申請人:清華大學(xué)