发明名称 半导体记忆体装置
摘要 一种包含一写入电晶体,一读取电晶体,一连接至一读取字元线之第一杂质区,及一连接至一位元线之第二杂质区,以及一连接在读取电晶体闸极与第二杂质区间之电容,其中,写入电晶体之闸极连接至一写入字元线并具一形成一源极或泄极之第一杂质区,该源极或泄极连接至一位元线:读取电晶体之闸极连接至一形成写入电晶体源极或泄极之第二杂质区。
申请公布号 TW462127 申请公布日期 2001.11.01
申请号 TW089114365 申请日期 2000.07.18
申请人 苏妮股份有限公司 发明人 江守孝之;小林敏夫;池田直史
分类号 H01L27/10;G11C11/34 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种具备一记忆体晶格之半导体记忆体装置,包 含: 一写入电晶体,其闸极连接至一写入字元线且其形 成源极或泄极之第一杂质区连接至一位元线; 一读取电晶体,其闸极连接至一形成电晶体源极或 泄极之第二杂质区,一连接至一读取字元线之第一 杂质区,以及一连接至一位元线之第二杂质区;以 及 一电容,其连接在读取电晶体之闸极与第一杂质区 之间。2.如申请专利范围第1项所述之半导体记忆 体装置,其中之电容在该读取电晶体中包含一寄生 容抗。3.如申请专利范围第1项所述之半导体记忆 体装置,其中之电容包含: 一位在读取电晶体内部之寄生容抗;以及 一连接至该读取电晶体外部之外部容抗元件。4. 如申请专利范围第2项所述之半导体记忆体装置, 其中之该读取字元线包含一形成在半导体基底表 面区中之杂质区或支撑在一基底上之半导体层;以 及 读取电晶体之该寄生容抗形成部份在形成于一闸 极绝缘膜上之闸极电极与自一杂质区分支出之一 杂质区重叠处,该杂质区为或可连接至该读取字元 线。5.如申请专利范围第4项所述之半导体记忆体 装置,其中,在该读取电晶体中,第一杂质区与形成 该寄生容抗处之闸极电极间之重叠部份面积大于 第二杂质区与闸极电极间之重叠部份面积。6.如 申请专利范围第3项所述之半导体记忆体装置,其 中之该读取字元线包含一形成在半导体基底表面 区中之杂质区或一支撑在一基底上之半导体层并 通过记忆体晶格之间; 该读取电晶体之闸极电极在一闸极绝缘膜上从一 位于该第一与第二杂质区间之以上通道形成区延 伸至为或可连接至读取字元线之以上杂质区; 该寄生容抗形成部份在读取电晶体之闸极电极与 从该杂质区分支之第一杂质区重叠处,该杂质区为 或可连至读取字元线;以及 该外部容抗元件形成在读取电晶体之闸极电极与 该杂质区重叠部份,该杂质区为或可连接至读取字 元线。7.如申请专利范围第6项所述之半导体记忆 体装置,其中之该读取电晶体之闸极电极与为或可 连接至读取字元线之该杂质区直接部份交叉,避免 从为或可连接至该读取字元线之该杂质区之读取 电晶体之第一杂质区分支部份。8.如申请专利范 围第7项所述之半导体记忆体装置,其中,在该读取 电晶体中,第一杂质区与形成该寄生容抗处之闸极 电极间之重叠部份面积等于第二杂质区与闸极电 极间之重叠部份面积。9.如申请专利范围第3项所 述之半导体记忆体装置,其中之该读取字元线包含 : 一形成在一半导体基底表面区中之杂质区或一由 一基底所支撑之半导体层并经过记忆体晶格之间; 以及 一以电气方式连接至该杂质区之上方相互连结层, 其中 该读取电晶体之闸极电极在一闸极绝缘膜上从一 位于该第一与第二杂质区间之以上通道形成区延 伸至为或可连至该读取字元线之以上该杂质区; 该寄生容抗形成部份在读取电晶体之闸极电极与 从该杂质区分支之第一杂质区重叠处,该杂质区为 或可连接至读取字元线;以及 该外部容抗元件包含: 一第一容抗元件,其形成在读取电晶体之该闸极电 极存在于一闸极绝缘膜之上并与该杂质区重叠处 之部份,该杂质区为或可连接至读取字元线;以及 一第二容抗元件,其形成在读取电晶体之该闸极电 极存在于一绝缘膜之上并与还更高之相互连结层 重叠处之部份。10.如申请专利范围第1项所述之半 导体记忆体装置,更包含: 一写入控制电路,其用于在一相应于一写入资料之 电压下保持该位元线,施加一写入电压至该写入字 元线,使该写入电晶体导通,传输一相应于该位元 线保持电压之电压至该读取电晶体之一闸极并在 写入作业令其保持在那里;以及 一读取控制电路,其用于施加一读取电压至该读取 字元线并根据在读取作业时于读取电晶体闸极所 保持之电压控制读取电晶体之导通或不导通状态 。11.如申请专利范围第10项所述之半导体记忆体 装置,更包含一放电电路,其连接至该位元线并在 该读取作业开始时将位元线放电至一参考电位。 12.如申请专利范围第11项所述之半导体记忆体装 置,其中之该位元线在以该放电电路放电后是保持 在一浮接状态。13.如申请专利范围第10项所述之 半导体记忆体装置,其中,将相应于写入资料之该 读取电晶体闸极所保持之高位准或低位准电压设 定成低于读取电晶体之临界电压。14.如申请专利 范围第10项所述之半导体记忆体装置,其中,当读取 电晶体闸极之保持电压为导通读取电晶体之高位 准时,且当读取电晶体闸极之保持电压为不导通读 取电晶体之低位准时,在读取作业时,当将该读取 电压施加至该读取字元线,以经由与该第一杂质区 形成之电容所产生之一电容性耦合加以提升读取 电晶体闸极之电位。15.如申请专利范围第1项所述 之半导体记忆体装置,包含: 写入电晶体之闸极连接至共用写入字元线之一第 一记忆体晶格与一第二记忆体晶格;以及 该位元线包含: 一第一位元线,与其连接的是该第一记忆体晶格之 写入电晶体及该第二记忆体晶格之读取电晶体;以 及 一第二位元线,与其连接的是该第一记忆体晶格之 读取电晶体及该第二记忆体晶格之写入电晶体。 16.如申请专利范围第1项所述之半导体记忆体装置 ,其中: 记忆体晶格布置成一mn阵列(m,n:任何自然数), 该写入字元线,该读取字元线,及该位元线于列方 向或行方向上各共同连接在记忆体晶格之间,以及 其中之该半导体记忆体装置更包含: 一写入控制电路,其用于在一相应于一写入资料之 电压下保持该位元线,施加一写入电压至该写入字 元线,使该写入电晶体导通,传输一相应于该位元 线保持电压之电压至该读取电晶体之一闸极并在 写入作业时令其保持在那里; 一读取控制电路,其用于施加一读取电压至该读取 字元线并根据在读取作业时于读取电晶体闸极所 保持之电压控制读取电晶体之导通或不导通状态; 一放电电路,其连接至该位元线并在该读取作业开 始时将位元线放电至一参考电位;以及 一感测放大器,其连接至该位元线并在读取作业时 侦测位元线之电压。17.如申请专利范围第16项所 述之半导体记忆体装置,其中 一连接至一参考位元线之参考记忆体晶格是供该 位元线连接用且 该参考记忆体晶格更包含: 一参考写入电晶体,其闸极连接至一参考写入位元 线与一第一杂质区,该第一杂质区形成一连接至该 参考位元线之源极或泄极; 一参考读取电晶体,其闸极连接至一第二杂质区, 该第二杂质区形成一该参考写入电晶体之源极或 泄极,一连接至一参考读取字元线之第一杂质区, 以及一连接至一参考位元线之第二杂质区;以及 一参考电,其连接在该参考读取电晶体之闸极与第 一杂质区之间。18.如申请专利范围第17项所述之 半导体记忆体装置,更包含一用于在该参考记忆体 晶格中写入预定储存资料之参考资料写入电路。 19.如申请专利范围第17项所述之半导体记忆体装 置,其中之该放电电路将位元线及相应之参考位元 线于读取前加以放电压参考电压。20.如申请专利 范围第17项所述之半导体记忆体装置,其中之该感 测放大器侦测该位元线与该参考位元线间之电位 差并将该侦测到之电位差加以放大。图式简单说 明: 第一图为如第一实施例之半导体记忆体之记忆体 晶格电路; 第二图为如第二实施例之半导体记忆体中一记忆 体晶格阵列及其周边电路主要部份之方块图; 第三图为如第二实施例一记忆体晶格架构之电路 图; 第四图为如第二实施例之一行架构的记忆体晶格 阵列主要部份以及其周边电路之电路图; 第五图A与第五图B为如第二实施例之记忆体晶格 主要部份之一平面图与一切面图; 第六图A至第六图D为如第二实施例之记忆体晶格 读取作业中,讯号线电压波形之时序图; 第七图A至第七图C为如第二实施例之记忆体晶格 写入作业中,讯号线电压波形之时序图; 第八图A至第八图C为如第二实施例之记忆体晶格 重清作业中,讯号线电压波形之时序图; 第九图为当施加读取电压至如第二实施例之记忆 体晶格时,表示记忆体晶格一等效电路与偏压情况 之切面图; 第十图A与第十图B为如第二实施例记忆体晶格之 第一生产程序主要部份之概要切面图; 第十一图A与第十一图B为如第二实施例记忆体晶 格之第二生产程序主要部份之概要切面图; 第十二图为如第三实施例记忆体晶格之电路图; 第十三图A与第十三图B为如第三实施例记忆体晶 格主要部份之一平面图与一切面图; 第十四图为当施加读取电压至如第三实施例之记 忆体晶格时,表示记忆体晶格一等效电路与偏压情 况之切面图; 第十五图A至第十五图C为第三实施例修改型之平 面图与切面图; 第十六图为如第四实施例记忆体晶格之电路图; 第十七图A至第十七图B为如第四实施例之记忆体 晶格主要部份之一平面图与切面图; 第十八图为当施加读取电压至如第四实施例之记 忆体晶格时,表示记忆体晶格一等效电路与偏压情 况之切面图; 第十九图为一如第五实施例之两晶格的记忆体晶 格之电路图; 第二十图A至第二十图C为如第五实施例,表示1外部 容抗之两晶格的记忆体晶格与切面图之图案; 第二十一图为相关技术之2-电晶体与1-电容型记忆 体晶格架构之电路图; 第二十二图A至第二十二图C为相关技术记忆体晶 格在读取作业时讯号波形之时序图;以及 第二十三图A至第二十三图D为相关技术记忆体晶 格在写入作业时讯号波形之时序图。
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