DE10135573A1 - Transistor arrangement as sense amplifier has at least one second double row of paired transistors of first or second type; rows are offset and gaps of at least one row are left - Google Patents
Transistor arrangement as sense amplifier has at least one second double row of paired transistors of first or second type; rows are offset and gaps of at least one row are leftInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transistoranordnung eines Sense-Amplifiers, der insbesondere in künftigen DRAM- Technologien einsetzbar ist.The present invention relates to a transistor arrangement of a sense amplifier, which will be used especially in future DRAM Technologies can be used.
In Halbleiterspeichern, insbesondere bei DRAMs (Dynamic Ran dom Access Memories) sind die Speicherzellen im Speicherzel lenfeld an Bitleitungen angeschlossen, um einen aus- oder einzulesenden Datenwert zu übertragen. Durch Aktivierung ei ner Wortleitung wird ein Zugriffstransistor der Speicherzelle leitend geschaltet und der in einem Speicherkondensator ge speicherte Ladungszustand an die Bitleitung angelegt. Ein so in einer Speicherzelle als logische Null oder Eins gespei chertes Bit wird über eine Bitleitung ausgelesen, der eine komplementäre Bitleitung zugeordnet ist. Die Bitleitung und die komplementäre Bitleitung sind zunächst auf gleichem Po tenzial gehalten. Beim Auslesen verändert sich das Potenzial der Bitleitung, an der die Speicherzelle angeschlossen ist. Das Potenzial der komplementären Bitleitung bleibt zunächst unverändert. Als Ergebnis des Auslesevorgangs ist somit eine der Leitungen auf etwas höherem, die andere auf etwas niedri gerem Potenzial, und diesem Ungleichgewicht kann der jeweils zu lesende logische Speicherwert eindeutig zugeordnet werden.In semiconductor memories, especially in DRAMs (Dynamic Ran dom access memories) are the memory cells in the memory cell lenfeld connected to bit lines to turn one off or on to transfer the data value to be imported. By activating ei A word line becomes an access transistor of the memory cell switched on and the ge in a storage capacitor stored charge state applied to the bit line. Such a stored as a logical zero or one in a memory cell The bit is read out via a bit line, the one complementary bit line is assigned. The bit line and the complementary bit lines are initially on the same bottom held potential. The potential changes when reading out the bit line to which the memory cell is connected. The potential of the complementary bit line remains for the time being unchanged. As a result of the readout process there is therefore a the lines on something higher, the other on something lower potential, and this imbalance can each logical memory values to be read are clearly assigned.
Die schwachen Signale werden durch einen Leseverstärker ver stärkt. Der Leseverstärker vergleicht das Potenzial der Bit leitung und der zugehörigen komplementären Bitleitung und verstärkt den Unterschied, bis volle Signalpegel erreicht werden. Der Unterschied zwischen der Bitleitung (TRUE) und der komplementären Bitleitung (COMPLEMENT) besteht darin, mit welcher Polarität die Information in die Speicherzelle ge schrieben wird. Bei der TRUE-Bitleitung wird die logische Eins als hohes Potenzial in der daran angeschlossenen Spei cherzelle gespeichert; bei der COMPLEMENT-Bitleitung wird die logische Eins durch ein Null-Potenzial interpretiert. Beim Lesevorgang sind beide Bitleitungen an Leseverstärker ange schlossen, um die Kapazitäten und Störungen an beiden Ein gangsknoten des Leseverstärkers gleich oder ähnlich zu hal ten.The weak signals are ver through a sense amplifier strengthens. The sense amplifier compares the potential of the bits line and the associated complementary bit line and increases the difference until full signal level is reached become. The difference between the bit line (TRUE) and the complementary bit line (COMPLEMENT) is with what polarity the information in the memory cell ge is written. With the TRUE bit line, the logical One as high potential in the connected SpeI cell saved; in the COMPLEMENT bit line, the logical one interpreted by a zero potential. At the Reading process, both bit lines are connected to sense amplifiers closed to the capacities and disruptions at both A the node of the sense amplifier is the same or similar to hal th.
In der beigefügten Fig. 1 ist eine Anordnung mehrerer über einander liegender Signalverstärker SAP mit den Bitleitungen BL, BL' und den komplementären Bitleitungen BL-, BL'- darge stellt, die von beiden Seiten zu dem Signalverstärker geführt sind. Die Kanäle des Leseverstärkers sind zunächst in einen ausgeglichenen Zustand gebracht worden und verstärken die nach einem Lesevorgang unterschiedlichen komplementären Si gnale einer Bitleitung und deren komplementärer Bitleitung.In the accompanying Fig. 1 is an arrangement of several superimposed signal amplifier SAP with the bit lines BL, BL 'and the complementary bit lines BL - , BL' - Darge, which are led from both sides to the signal amplifier. The channels of the sense amplifier have first been brought into a balanced state and amplify the different complementary signals of a bit line and its complementary bit line after a read operation.
Die Ansteuerung einer einzelnen SAP-Schaltung über die Wort leitungen WL1, WL2, WL3, WL4 usw. ist in der Fig. 2 darge stellt. Der Signalverstärker, der im Schema in der Fig. 3 wiedergegeben ist, umfasst in der Regel auf beiden Seiten ei ne Anzahl von Schaltern zwischen den zueinander komplementä ren Bitleitungen, um die Potenziale untereinander und mit ei nem Bezugspotenzial Vref kurzschließen und so konstant halten zu können (Equalize-Schaltungen). Mittels beidseitig vorgese hener Multiplexer MUX wird der dazwischen angeordnete eigent liche Leseverstärker SA auf einer Seite an die Bitleitungen angeschlossen. Ein solcher Leseverstärker, der in einer An ordnung aus Speicherzellen und Bitleitungen eingefügt ist, wird als Sense-Amplifier bezeichnet. Das ist im Prinzip be kannt.The control of a single SAP circuit via the word lines WL1, WL2, WL3, WL4 etc. is shown in FIG. 2 Darge. The signal amplifier, which is shown in the diagram in FIG. 3, usually comprises on both sides a number of switches between the complementary bit lines in order to short-circuit the potentials with one another and with a reference potential V ref and thus keep them constant can (Equalize circuits). By means of multiplexers MUX provided on both sides, the actual sense amplifier SA arranged between them is connected on one side to the bit lines. Such a sense amplifier, which is inserted in an arrangement of memory cells and bit lines, is referred to as a sense amplifier. In principle, this is known.
In der Fig. 4 ist ein prinzipielles Schaltbild des eigentli chen Leseverstärkers dargestellt. Zwischen eine jeweilige Bitleitung BL und die zugeordnete komplementäre Bitleitung BL- sind zwei Inverter I1, I2 geschaltet, die mit den Versor gungsspannungen NCS, PCS beaufschlagt sind. In FIG. 4, a basic circuit diagram of the eigentli chen sense amplifier is shown. Between a respective bit line BL and the associated complementary bit line BL - two inverters I1, I2 are connected, which are supplied with the supply voltages NCS, PCS.
Die Fig. 5 zeigt, wie diese Inverter mit Feldeffekttransis toren realisiert sind. Ein erster n-Kanal-MOSFET M2 und ein erster p-Kanal-MOSFET M3 bilden den ersten Inverter I1; ein zweiter n-Kanal-MOSFET M1 und ein zweiter p-Kanal-MOSFET M4 bilden den zweiten Inverter I2. In dem Zeitpunkt, in dem die Speicherzelle ausgelesen wird, ist das Potenzial der beiden zugehörigen Bitleitungen gleich, zum Beispiel ein vorgegebe nes Ausgleichspotenzial VBLeq ziemlich genau in der Mitte zwi schen den Versorgungsspannungen, zum Beispiel einer positiven internen Versorgungsspannung Vint und Masse GND, und wird auch schwach aktiv durch das Ausgleichspotenzial VBLeq getrieben. Beim Auslesen der angeschlossenen Speicherzelle wird das Po tenzial an einer der beiden zueinander komplementären Bitlei tungen in die eine oder andere Richtung um wenige mV verän dert. Um die Signalpegel zu verstärken, wird die in den Fig. 4 und 5 eingezeichnete NCS-Spannung stark an GND und die PCS-Spannung stark an Vint getrieben. Fig. 5 shows how these inverters are realized with field effect transistors. A first n-channel MOSFET M2 and a first p-channel MOSFET M3 form the first inverter I1; a second n-channel MOSFET M1 and a second p-channel MOSFET M4 form the second inverter I2. At the point in time when the memory cell is read out, the potential of the two associated bit lines is the same, for example a predetermined equalization potential V BLeq pretty much midway between the supply voltages, for example a positive internal supply voltage V int and ground GND, and is also driven weakly by the compensation potential V BLeq . When reading out the connected memory cell, the potential on one of the two complementary bit lines is changed in one or the other direction by a few mV. In order to amplify the signal levels, the NCS voltage shown in FIGS . 4 and 5 is driven strongly at GND and the PCS voltage is strongly driven at V int .
In der Fig. 6 ist ein Schema dargestellt, wie die zu den Sense-Amplifiern gehörenden Transistoren in einer praktischen Realisierung eines Halbleiterspeichers im Prinzip angeordnet sind. Es ist ein erstes aktives Gebiet 1 mit den Transistoren eines ersten Typs vorhanden sowie ein zweites aktives Gebiet 2 mit den Transistoren eines dazu komplementären zweiten Typs. Die Transistoren aufeinander folgender Paare aus Bit leitung und komplementärer Bitleitung sind in Doppelreihen aus paarweise einander zugeordneten Transistoren angeordnet, wobei diese Paare jeweils zu einem Sense-Amplifier gehören; zu jedem der beiden Transistortypen ist eine Doppelreihe vor handen. Entlang den Bitleitungen sind jeweils die zu demsel ben Sense-Amplifier gehörenden Transistoren angeordnet.In FIG. 6, a scheme is shown as belonging to the sense Amplifiern transistors are arranged in a practical realization of a semiconductor memory in principle. There is a first active region 1 with the transistors of a first type and a second active region 2 with the transistors of a complementary second type. The transistors of successive pairs of bit line and complementary bit line are arranged in double rows of transistors assigned to one another in pairs, these pairs each belonging to a sense amplifier; There is a double row for each of the two transistor types. The transistors belonging to the same sense amplifier are arranged along the bit lines.
In der Fig. 6 sind mit den angerundeten Rechtecken Gate- Elektroden 3, 4 dieser Transistoren dargestellt, die z. B. aus strukturiertem Polysilizium gebildet sind. Außerdem sind Source-/Drain-Kontakte 5, 6 der Transistoren vorhanden. Die Gate-Elektroden 3, 4 und die Source-/Drain-Kontakte 5, 6 desselben Transistors sind jeweils mit einer Bitleitung und der zugehörigen komplementären Bitleitung verbunden. Der jeweils andere Source- bzw. Drain-Anschluss der Transistoren ist mit dem jeweils vorgesehenen Anschluss der Versorgungsspannungen verbunden, vorzugsweise über NCS-Anschlusskontakte bzw. PCS- Anschlusskontakte auf der Oberseite und untereinander verbun dene dotierte Bereiche innerhalb des Halbleiterchips. Das ist an sich bekannt und in der Fig. 6 nicht im Einzelnen darge stellt. Die in der Fig. 6 im Schema dargestellte Anordnung ergibt auf Grund der Verschaltung der Transistoren für jedes Paar aus Bitleitung und komplementärer Bitleitung einen Sen se-Amplifier entsprechend der in der Fig. 5 dargestellten Transistorschaltung.In Fig. 6 gate electrodes 3 , 4 of these transistors are shown with the rounded rectangles, the z. B. are formed from structured polysilicon. There are also source / drain contacts 5 , 6 of the transistors. The gate electrodes 3 , 4 and the source / drain contacts 5 , 6 of the same transistor are each connected to a bit line and the associated complementary bit line. The respective other source or drain connection of the transistors is connected to the connection of the supply voltages provided, preferably via NCS connection contacts or PCS connection contacts on the top and interconnected doped regions within the semiconductor chip. This is known per se and is not shown in detail in FIG. 6. The arrangement shown in the diagram in FIG. 6 gives a sensor amplifier corresponding to the transistor circuit shown in FIG. 5 due to the connection of the transistors for each pair of bit line and complementary bit line.
Die Anordnung gemäß Fig. 6 entspricht einem derzeit verwend baren Layout eines Sense-Amplifiers in 140 nm-Technologie. Wegen der bei der Herstellung und dem Betrieb des Halbleiter speichers vorhandenen Bedingungen lässt sich diese Anordnung gemäß Fig. 6 nicht ohne weiteres auf die Dimensionen einer 100 nm-Technologie übertragen.The arrangement of FIG. 6 corresponds to a currently verwend cash layout of a sense amplifier in 140 nm technology. Because of the conditions existing during the manufacture and operation of the semiconductor memory, this arrangement according to FIG. 6 cannot be easily transferred to the dimensions of a 100 nm technology.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Transistor anordnung als Sense-Amplifier für enge Bitleitungsraster an zugeben.The object of the present invention is a transistor arrangement as a sense amplifier for narrow bit line grids to admit.
Diese Aufgabe wird mit der Transistoranordnung mit den Merk malen des Anspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This task is performed with the transistor arrangement with the Merk paint the claim 1 solved. Refinements arise from the dependent claims.
Bei der erfindungsgemäßen Transistoranordnung sind die n- Kanal-Transistoren und die p-Kanal-Transistoren wie oben be schrieben in Doppelreihen aus paarweise einander zugeordneten Transistoren angeordnet, wobei diese Paare jeweils zu einem Sense-Amplifier gehören. Die Transistoren je eines Sense- Amplifiers sind entlang den zugehörigen Bitleitungen und kom plementären Bitleitungen angeordnet. Im Unterschied zu der bekannten Anordnung sind mindestens zwei Doppelreihen jedes Transistortyps vorhanden. Die Transistoren jeweils einer Dop pelreihe sind den Bitleitungen und den zugehörigen komplemen tären Bitleitungen in einem gemäß einer fortlaufenden Numme rierung aufeinander folgender Bitleitungen vorgegebenen Ab stand unter Auslassung je mindestens einer Bitleitung zuge ordnet. Wenn N Doppelreihen jedes Transistortyps vorhanden sind, sind beispielsweise in der n-ten Doppelreihe jeweils die Transistoren der Sense-Amplifier des n-ten, (n + N)-ten, (n+ 2N)-ten usw. Paares von Bitleitung und komplementärer Bit leitung vorhanden.In the transistor arrangement according to the invention, the n- Channel transistors and the p-channel transistors as above wrote in double rows of pairs assigned to each other Transistors arranged, these pairs each to one Belong to sense amplifier. The transistors of a sense Amplifiers are along the associated bit lines and com complementary bit lines arranged. Unlike that known arrangement are at least two double rows each Transistor types exist. The transistors each have a dop row are the bit lines and the associated complemen tary bit lines in one according to a consecutive number ration of successive bit lines predetermined Ab omitted at least one bit line each assigns. If there are N double rows of each transistor type are, for example, in the nth double row the transistors of the sense amplifiers of the nth, (n + N) th, (n + 2N) -th etc. pair of bit line and complementary bit line available.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, in dem je zwei Dop pelreihen von n-Kanal-Transistoren und p-Kanal-Transistoren vorhanden sind, sind in den Doppelreihen diejenigen Transi storen quer zu den Bitleitungen aufeinanderfolgend angeord net, die zu den Sense-Amplifiern jedes in der Folge der Bit leitungen zweiten Paares von Bitleitung und komplementärer Bitleitung gehören. In den Doppelreihen der Transistoren sind also immer die Transistoren jedes zweiten Sense-Amplifiers angeordnet und die Transistoren der übrigen Sense-Amplifier ausgelassen. Die übrigen Transistoren befinden sich jeweils in einer weiteren Doppelreihen, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Doppelreihe angeordnet ist.In a preferred embodiment, in which two dop p-series of n-channel transistors and p-channel transistors are present, those transi are in the double rows interfere successively arranged across the bit lines net that to the sense amplifiers each in the sequence of bits lines of the second pair of bit line and complementary Bit line belong. In the double rows of transistors are so always the transistors of every second sense amplifier arranged and the transistors of the remaining sense amplifiers omitted. The other transistors are located in another double row that is essentially parallel is arranged to the first double row.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind ein erstes aktives Gebiet und ein zweites aktives Gebiet mit den Transistoren zueinander komplementärer Typen jeweils gemeinsam für die Doppelreihen von Transistoren desselben Typs vorgesehen. Wenn zu jedem Typ zwei Doppelreihen vorhanden sind, sind die Tran sistoren einer Doppelreihe jeweils den in einer fortlaufenden Nummerierung aufeinander folgender Bitleitungen geradzahligen bzw. ungeradzahligen Bitleitungen und den zugehörigen komple mentären Bitleitungen zugeordnet. Die Doppelreihen sind so zueinander angeordnet, dass die Transistoren der einen Dop pelreihe in dem betreffenden aktiven Gebiet in Bezug auf die Ausrichtung der Bitleitungen seitlich gegen die Transistoren der anderen Doppelreihe bzw. Doppelreihen versetzt sind. Die Transistoren sind mit den betreffenden Bitleitungen so ver schaltet, dass jeweilige Sense-Amplifier gebildet werden.In a preferred embodiment, a first one is active Area and a second active area with the transistors complementary types together for the Double rows of transistors of the same type are provided. If There are two double rows for each type, the Tran sistors of a double row each in a continuous Number even consecutive bit lines or odd-numbered bit lines and the associated comple assigned to mental bit lines. The double rows are like this arranged to each other that the transistors of a Dop row in the active area concerned with respect to the Alignment of the bit lines laterally against the transistors the other double row or double rows are offset. The Transistors are so ver with the relevant bit lines switches that respective sense amplifiers are formed.
Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen der erfin dungsgemäßen Transistoranordnung anhand der Fig. 7 bis 9.The following is a more detailed description of examples of the transistor arrangement according to the invention with reference to FIGS . 7 to 9.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen entsprechend den obigen Erläute rungen schematische Darstellungen zum Stand der Technik. Figs. 1 to 6 are according to the above explanatory notes are schematic representations of the prior art.
Die Fig. 7 zeigt eine der Fig. 6 entsprechende schematische Darstellung für die erfindungsgemäße Anordnung. FIG. 7 shows a schematic representation corresponding to FIG. 6 for the arrangement according to the invention.
Die Fig. 8 zeigt ein Layout eines Beispiels einer erfin dungsgemäßen Transistoranordnung in Aufsicht. Fig. 8 shows a layout of an example of an OF INVENTION to the invention transistor arrangement in plan view.
Die Fig. 9 zeigt ein Schema entsprechend der Fig. 7 für ein alternatives Ausführungsbeispiel. FIG. 9 shows a diagram corresponding to FIG. 7 for an alternative embodiment.
In der schematischen Darstellung der Fig. 7 ist erkennbar, dass die Transistoren des ersten aktiven Gebiets, z. B. die n-Kanal-MOSFETs, in zwei Doppelreihen 7 angeordnet sind und ebenso die Transistoren des zweiten aktiven Gebietes, z. B. die komplementären p-Kanal-MOSFETs, in zwei Doppelreihen 8 angeordnet sind. Die Gate-Elektroden 3, 4 je einer dieser Doppelreihen in den beiden aktiven Gebieten sind vorzugsweise als in sich geschlossene Leiterbahnen, insbesondere ringför mig oder schleifenförmig, ausgebildet und in der Fig. 7 durch abgerundete Rechtecke dargestellt. Zu diesen Gate- Elektroden kommen jetzt noch die der jeweils zweiten Doppel reihe der beiden aktiven Gebiete zugehörigen Gate-Elektroden 9, 11 hinzu. Die oberseitigen Source-/Drain-Kontakte 5, 6 sind auch hier vorzugsweise in dem von den Gate-Elektroden 3, 4 umschlossenen Bereich auf dem Halbleitermaterial aufge bracht. Die Source-/Drain-Kontakte 10, 12 der weiteren Dop pelreihen sind vorzugsweise ebenfalls in dem von den betref fenden Gate-Elektroden 9, 11 umschlossenen Bereich auf dem Halbleitermaterial aufgebracht. In the schematic representation of FIG. 7 it can be seen that the transistors of the first active region, for. B. the n-channel MOSFETs are arranged in two double rows 7 and also the transistors of the second active region, for. B. the complementary p-channel MOSFETs, are arranged in two double rows 8 . The gate electrodes 3 , 4 each one of these double rows in the two active areas are preferably formed as self-contained conductor tracks, in particular ring-shaped or loop-shaped, and represented in FIG. 7 by rounded rectangles. In addition to these gate electrodes, the gate electrodes 9 , 11 belonging to the second double row of the two active regions are added. The top-side source / drain contacts 5 , 6 are here also preferably brought up in the area enclosed by the gate electrodes 3 , 4 on the semiconductor material. The source / drain contacts 10 , 12 of the further double rows are preferably also applied to the semiconductor material in the area enclosed by the relevant gate electrodes 9 , 11 .
Wie aus der Anordnung dieser strukturierten Gate-Elektroden 3, 4, 9, 11 unmittelbar zu ersehen ist, sind die Transistoren der beiden jeweiligen Doppelreihen in Bezug auf die Richtung der Bitleitungen BL und komplementären Bitleitungen BL-seit lich gegeneinander versetzt angeordnet. Die in jeweils einer Doppelreihe aufeinander folgenden Transistoren sind auf diese Weise nacheinander den jeweils übernächsten Bitleitungen und komplementären Bitleitungen zugeordnet. Damit ist erreicht, dass in der quer zu den Bitleitungen verlaufenden Richtung die Anzahl der aufeinander folgenden Strukturelemente, also Kontakte, Elektroden, Leiterbahnen und Anschlussflächen in den jeweils für die elektrischen Verbindungen erforderlichen Abmessungen, gegenüber herkömmlichen Anordnungen halbiert ist. Deshalb können die Bitleitungen dichter nebeneinander angeordnet werden.As this structured gate electrodes 3, 4, 9, 11 can be seen directly from the arrangement, the transistors of the two respective double rows with respect to the direction of the bit lines BL and complementary bit lines BL - displaced against each other since Lich arranged. In this way, the transistors which follow one another in a double row are successively assigned to the next-but-one bit lines and complementary bit lines. This ensures that the number of successive structural elements, that is to say contacts, electrodes, conductor tracks and connection areas in the dimensions required for the electrical connections, is halved compared to conventional arrangements in the direction running transverse to the bit lines. Therefore, the bit lines can be arranged closer together.
Die Gate-Elektroden sind in dem in der Fig. 7 dargestellten Beispiel gleichförmig und symmetrisch angeordnet. Das ist ei ne bevorzugte, weil einfach herstellbare Ausgestaltung; eine unsymmetrische oder unregelmäßige Anordnung der Transistoren ist jedoch auch geeignet. Die Transistoren der beiden jewei ligen Doppelreihen brauchen nicht genau um eine halbe Länge gegeneinander versetzt zu sein. Die Abstände der Transistoren können darüber hinaus auch variieren. Zum Beispiel können die Abstände abwechselnd zu- und abnehmen.In the example shown in FIG. 7, the gate electrodes are arranged uniformly and symmetrically. This is ei ne preferred because easy to manufacture design; however, an asymmetrical or irregular arrangement of the transistors is also suitable. The transistors of the two respective double rows need not be exactly offset by half a length. The spacing of the transistors can also vary. For example, the distances can alternately increase and decrease.
In der Fig. 8 ist ein Layout für das aktive Gebiet der n- Kanal-MOSFETs als Beispiel für eine mögliche Realisierung in Aufsicht dargestellt. Die Bitleitungen BL und komplementären Bitleitungen BL- laufen hier über Gate-Elektroden 4, die als rechteckige Schleifen aus Polysilizium ausgebildet sind. Die Bezugszeichen sind entsprechend den Komponenten gemäß Fig. 7 eingezeichnet. Die Gate-Elektroden der linken Doppelreihe aus Transistoren sind mit dem Bezugszeichen 11 versehen. Die Bit leitungen und die komplementären Bitleitungen sind über Sour ce-/Drain-Kontakte 6, 12, die hier unmittelbar unterhalb der betreffenden Bitleitungen angebracht und als verdeckte Kontu ren mit gestrichelten Kästchen eingezeichnet sind, mit den jeweils vorgesehenen Anschlüssen von Source und Drain der Transistoren verbunden. Die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Bitleitungen beziehungsweise komplementären Bit leitungen und den aus Polysilizium strukturierten Gate- Elektroden erfolgt hier ebenfalls über Kontakte 14, 15, die jeweils auf einem verbreiterten Anschlussbereich der Gate- Elektrode angeordnet sind.In FIG. 8, a layout for the active region of the n-channel MOSFET is shown as an example of a possible implementation in plan view. The bit lines BL and complementary bit lines BL - run here via gate electrodes 4 , which are designed as rectangular loops made of polysilicon. The reference numerals are drawn in corresponding to the components according to FIG. 7. The gate electrodes of the left double row of transistors are provided with the reference number 11 . The bit lines and the complementary bit lines are via source / drain contacts 6 , 12 , which are attached here directly below the relevant bit lines and are drawn as hidden contours with dashed boxes, with the respective connections provided for the source and drain of the transistors connected. The electrically conductive connections between the bit lines or complementary bit lines and the gate electrodes structured from polysilicon also take place here via contacts 14 , 15 , which are each arranged on a widened connection region of the gate electrode.
Für die Zuführung der Versorgungsspannung NCS zu den übrigen Transistoranschlüssen sind zwischen den Gate-Elektroden Zu leitungen angeordnet, die über Kontakte 13 mit den jeweiligen Anschlüssen der Transistoren verbunden sind. Die im Wesentli chen parallel zueinander geführten Bitleitungen knicken zwi schen den beiden Doppelreihen so ab, dass in beiden Doppel reihen die Zuleitungen der Versorgungsspannung zwischen den Bitleitungen angeordnet werden können. Diese Anordnung der Zuleitungen besitzt den wesentlichen Vorteil, dass damit gleichzeitig eine wirkungsvolle Abschirmung der benachbarten Sense-Amplifier gegeneinander bewirkt ist. Daher ist jede Zu leitung vorzugsweise, wie in der Fig. 8 angedeutet, mit ei ner Reihe von Kontakten 13 versehen, da hierdurch die besagte Abschirmung verbessert wird.For the supply of the supply voltage NCS to the other transistor connections, lines are arranged between the gate electrodes, which are connected via contacts 13 to the respective connections of the transistors. The essentially parallel bit lines run between the two double rows so that the supply lines of the supply voltage can be arranged between the bit lines in both double rows. This arrangement of the feed lines has the essential advantage that it simultaneously effects effective shielding of the neighboring sense amplifiers from one another. Therefore, each line is preferably, as indicated in Fig. 8, provided with egg ner row of contacts 13 , as this improves said shielding.
Die Anordnung gemäß Fig. 8 hat gegenüber der herkömmlichen Anordnung der Transistoren des Sense-Amplifiers den Vorteil, dass sie in einer 110 nm-Technologie realisierbar ist. Die Anzahl der Leitungen der Versorgungsspannung verringert sich deutlich. Ein bevorzugter symmetrischer Aufbau kann beibehal ten werden. Aufgrund der speziellen Anordnung der Kontakte 14 der Gate-Elektroden der linken Doppelreihen und der Kontakte 15 der Gate-Elektroden der rechten Doppelreihe liegt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 nur eine Punktsymmetrie um Punkte vor, die jeweils zwischen den Doppelreihen und zwi schen einer in einer fortlaufenden Nummerierung aufeinander folgender Bitleitungen geradzahligen Bitleitung und der nächstgelegenen ungeradzahligen komplementären Bitleitung liegen. Es ist jedoch auch möglich, die Anordnung so zu wäh len, dass sie eine Punktsymmetrie jeweils um einen Punkt auf weist, der zwischen den Doppelreihen und zwischen einer Bit leitung und einer nächstgelegenen komplementären Bitleitung, die einer benachbarten Bitleitung zugeordnet ist, liegt.The arrangement according to FIG. 8 has the advantage over the conventional arrangement of the transistors of the sense amplifier that it can be implemented in 110 nm technology. The number of lines of the supply voltage is significantly reduced. A preferred symmetrical structure can be maintained. Due to the special arrangement of the contacts 14 of the gate electrodes of the left double rows and the contacts 15 of the gate electrodes of the right double row, there is only a point symmetry about points in the embodiment of FIG. 8, each between the double rows and between one in consecutive numbering of successive bit lines, even bit line and the closest odd complementary bit line. However, it is also possible to select the arrangement such that it has point symmetry about a point that lies between the double rows and between a bit line and a closest complementary bit line that is assigned to an adjacent bit line.
Die zumindest teilweise symmetrische Anordnung der Gate- Elektroden, der Anschlüsse und der Leiterbahnen ist nicht notwendig. Die Bitleitungen können grundsätzlich auch auf ei ne Weise angeschlossen werden, dass keine Symmetrie erkennbar wird. Die Anordnung der n-Kanal-Transistoren und der p-Kanal- Transistoren kann verschieden gestaltet werden. Die Doppel reihen von Transistoren eines Typs, die den in der Reihenfol ge jeweils zweiten Sense-Amplifiern zugeordnet sind, brauchen nicht in demselben aktiven Gebiet angeordnet zu sein. Es kann also auch eine Folge von Doppelreihen vorhanden sein, die ab wechselnd Transistoren des einen oder des anderen Typs ent halten. Die Reihenfolgen der Transistortypen der Doppelreihen können daher statt der beschriebenen Reihenfolge n-n-p-p von links nach rechts auch p-p-n-n, n-p-n-p, p-n-p-n, p-n-n-p oder n-p-p-n sein.The at least partially symmetrical arrangement of the gate Electrodes, the connections and the conductor tracks is not necessary. In principle, the bit lines can also be on egg ne connected in such a way that no symmetry can be seen becomes. The arrangement of the n-channel transistors and the p-channel Transistors can be designed differently. The doubles series of transistors of a type that the in the order are assigned to second sense amplifiers not to be located in the same active area. It can so there must also be a sequence of double rows starting from alternating transistors of one or the other type ent hold. The orders of the transistor types of the double rows can therefore instead of the order described n-n-p-p of left to right also p-p-n-n, n-p-n-p, p-n-p-n, p-n-n-p or be n-p-p-n.
Eine alternative Anordnung der Transistoren ist in dem Schema der Fig. 9 als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Es ist dort auch angedeutet, dass die gegenseitige Versetzung der Transistoren der verschiedenen Doppelreihen nicht gleich artig oder symmetrisch sein muss. In diesem Beispiel sind die Doppelreihen in der Reihenfolge n-p-n-p der Transistortypen von links nach rechts angeordnet. Die n-Kanal-MOSFETs sind in den Doppelreihen 7 angeordnet und die p-Kanal-MOSFETs in den Doppelreihen 8, die miteinander verschachtelt sind. Die Paare aus Bitleitung und komplementärer Bitleitung sind hier je weils an die Transistoren zweier zueinander benachbarter Dop pelreihen angeschlossen. Statt dessen können die Sense- Amplifier auch durch die Transistoren der beiden inneren Doppelreihen bzw. die Transistoren der beiden äußeren Doppelrei hen gebildet werden.An alternative arrangement of the transistors is shown in the diagram of FIG. 9 as a further exemplary embodiment. It is also indicated there that the mutual displacement of the transistors of the different double rows need not be the same or symmetrical. In this example, the double rows are arranged from left to right in the order npnp of the transistor types. The n-channel MOSFETs are arranged in the double rows 7 and the p-channel MOSFETs in the double rows 8 , which are interleaved with one another. The pairs of bit line and complementary bit line are each connected to the transistors of two adjacent double rows. Instead, the sense amplifiers can also be formed by the transistors of the two inner double rows or the transistors of the two outer double rows.
Aus den beschriebenen Beispielen wird der erfindungsgemäße Gedanke deutlich, die gleichartigen Transistoren der Sense- Amplifier benachbarter Paare von Bitleitung und komplementä rer Bitleitung nicht alle in einer Reihe aufeinander folgen zu lassen, sondern in mindestens zwei nebeneinander geführten Reihen, in denen die Transistoren der Sense-Amplifier gegen einander zumindest soweit versetzt sind, dass die Bitleitun gen ausreichend geradlinig ausgerichtet und dabei gleichzei tig in der vorgesehenen Weise mit den Transistoranschlüssen kontaktiert werden können. Dabei ist insbesondere zu berück sichtigen, dass die Kontakte 14, 15 der Gate-Elektroden 4, 11 auf etwas erweiterten Anschlussflächen angebracht werden, de ren Positionen die Führung der Bitleitungen ebenfalls ein schränken. Außerdem sollen die Bitleitungen und zugehörigen komplementären Bitleitungen mit den Source-/Drain-Kontakten der Transistoren jeweils in dem von den Gate-Elektroden um schlossenen Bereich verbunden werden. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, trotz enger Lage der Bitleitungen die Bitleitungen jeweils in einem mittleren Bereich der schleifenförmigen Gate-Elektroden, die die Position der Tran sistoren markieren, über die Transistoren der Sense-Amplifier zu führen. From the examples described, the idea according to the invention becomes clear that the transistors of the sense amplifiers of adjacent pairs of bit line and complementary bit line of the same type do not all follow one another in a row, but in at least two rows which are run next to one another and in which the transistors of the sense Amplifiers are offset from one another at least to such an extent that the bit lines are aligned in a sufficiently straight line and, at the same time, can be contacted with the transistor connections in the manner envisaged. In particular, it should be taken into account that the contacts 14 , 15 of the gate electrodes 4 , 11 are attached to somewhat enlarged connection areas, the positions of which likewise restrict the routing of the bit lines. In addition, the bit lines and associated complementary bit lines are to be connected to the source / drain contacts of the transistors in the area enclosed by the gate electrodes. The arrangement according to the invention makes it possible, despite the narrow position of the bit lines, to conduct the bit lines in a central region of the loop-shaped gate electrodes, which mark the position of the transistors, via the transistors of the sense amplifier.
11
erstes aktives Gebiet
first active area
22
zweites aktives Gebiet
second active area
33
Gate-Elektrode
Gate electrode
44
Gate-Elektrode
Gate electrode
55
Source-/Drain-Kontakt
Source / drain contact
66
Source-/Drain-Kontakt
Source / drain contact
77
Doppelreihe
double row
88th
Doppelreihe
double row
99
Gate-Elektrode
Gate electrode
1010
Source-/Drain-Kontakt
Source / drain contact
1111
Gate-Elektrode
Gate electrode
1212
Source-/Drain-Kontakt
Source / drain contact
1313
Kontakt
Contact
1414
Kontakt der Gate-Elektrode
Contact of the gate electrode
1515
Kontakt der Gate-Elektrode
BL Bitleitung
BL- Contact of the gate electrode
BL bit line
BL -
komplementäre Bitleitung
NCS Versorgungsspannung
PCS Versorgungsspannung
WL1 Wortleitung
complementary bit line
NCS supply voltage
PCS supply voltage
WL1 word line
Claims (9)
ein erstes aktives Gebiet (1) mit einer Doppelreihe aus paar weise einander zugeordneten Transistoren eines ersten Typs und
ein zweites aktives Gebiet (2) mit einer Doppelreihe aus paarweise einander zugeordneten Transistoren eines dazu kom plementären zweiten Typs sowie
Gate-Elektroden (4) und Source-/Drain-Kontakte (6) vorhanden sind, die in einer für einen Sense-Amplifier vorgesehenen Weise miteinander und mit Bitleitungen (BL) sowie dazu kom plementären Bitleitungen (BL-) verschaltet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
je mindestens eine zweite Doppelreihe (7, 8) aus paarweise einander zugeordneten Transistoren des ersten Typs bezie hungsweise aus paarweise einander zugeordneten Transistoren des zweiten Typs vorgesehen ist,
die Transistoren jeweils einer Doppelreihe den Bitleitungen und den zugehörigen komplementären Bitleitungen in einem ge mäß einer fortlaufenden Nummerierung aufeinander folgender Bitleitungen vorgegebenen Abstand unter Auslassung je mindes tens einer Bitleitung zugeordnet sind und
die Transistoren der jeweils einen Doppelreihe in Bezug auf die Ausrichtung der Bitleitungen seitlich gegen die Transis toren der mindestens zweiten Doppelreihe versetzt sind.1. transistor arrangement as a sense amplifier in which
a first active region ( 1 ) with a double row of a pair of transistors of a first type and associated with one another
a second active region ( 2 ) with a double row of transistors assigned to one another in pairs of a complementary second type and
There are gate electrodes ( 4 ) and source / drain contacts ( 6 ) which are connected to one another and to bit lines (BL) and complementary bit lines (BL - ) in a manner provided for a sense amplifier,
characterized in that
at least one second double row ( 7 , 8 ) of transistors of the first type assigned to one another or of transistors of the second type assigned to one another is provided,
the transistors are each assigned to a double row of the bit lines and the associated complementary bit lines at a predetermined spacing according to a consecutive numbering of successive bit lines, omitting at least one bit line and
the transistors of each one double row are laterally offset with respect to the alignment of the bit lines against the transistors of the at least second double row.
je eine zweite Doppelreihe (7, 8) aus paarweise einander zu geordneten Transistoren des ersten Typs beziehungsweise aus paarweise einander zugeordneten Transistoren des zweiten Typs vorgesehen ist,
die Transistoren einer Doppelreihe jeweils den in einer fort laufenden Nummerierung aufeinander folgender Bitleitungen ge radzahligen bzw. ungeradzahligen Bitleitungen und den zugehö rigen komplementären Bitleitungen zugeordnet sind und
die Transistoren der einen Doppelreihe in Bezug auf die Ausrichtung der Bitleitungen seitlich gegen die Transistoren der anderen Doppelreihe versetzt sind.2. Transistor arrangement according to claim 1, wherein
A second double row ( 7 , 8 ) each consisting of transistors of the first type arranged in pairs or of transistors of the second type assigned in pairs is provided,
the transistors of a double row are each assigned to the ge numbered or odd numbered bit lines in a sequential numbering of successive bit lines and the associated complementary bit lines and
the transistors of one double row are laterally offset from the transistors of the other double row with respect to the alignment of the bit lines.
jeder Transistor mit einer als in sich geschlossene Leiter bahn ausgebildeten Gate-Elektrode (4) versehen ist und
die Gate-Elektroden und die Source-/Drain-Kontakte (6) der paarweise einander zugeordneten Transistoren über Kreuz mit einer jeweiligen Bitleitung und der dazu komplementären Bit leitung verbunden sind.3. Transistor arrangement according to claim 1 or 2, wherein
each transistor is provided with a gate electrode ( 4 ) formed as a self-contained conductor path and
the gate electrodes and the source / drain contacts ( 6 ) of the transistors assigned to one another in pairs are connected crosswise to a respective bit line and the complementary bit line.
für die zur Ausbildung von Sense-Amplifiern vorgesehenen Transistoren des ersten Typs und/oder die Transistoren des zweiten Typs mindestens zwei gesonderte aktive Gebiete vor handen sind und
die aktiven Gebiete so miteinander verschachtelt sind, dass mindestens eine Doppelreihe aus Transistoren eines ersten Typs zwischen Doppelreihen aus Transistoren eines zweiten Typs angeordnet ist.7. Transistor arrangement according to one of claims 1 to 5, in which
for the transistors of the first type and / or the transistors of the second type provided for the formation of sense amplifiers, at least two separate active areas are present and
the active areas are interleaved with one another such that at least one double row of transistors of a first type is arranged between double rows of transistors of a second type.
in jedem aktiven Gebiet die Anordnung der Transistoren, der Gate-Elektroden, der Source-/Drain-Kontakte und der das Ge biet überstreichenden Bitleitungen und komplementären Bitlei tungen
eine Translationssymmetrie in der Richtung der durch die Transistoren gebildeten Doppelreihen aufweist und
eine Punktsymmetrie jeweils um einen Punkt aufweist, der zwi schen den Doppelreihen und zwischen einer Bitleitung und ei ner nächstgelegenen komplementären Bitleitung, die einer be nachbarten Bitleitung zugeordnet ist, liegt.8. Transistor arrangement according to one of claims 1 to 7, in which
In each active area, the arrangement of the transistors, the gate electrodes, the source / drain contacts and the bit lines and complementary bit lines that cross the area
has a translation symmetry in the direction of the double rows formed by the transistors and
each has a point symmetry around a point which is between the double rows and between a bit line and a closest complementary bit line which is assigned to a neighboring bit line.
in jedem aktiven Gebiet die Anordnung der Transistoren, der Gate-Elektroden, der Source-/Drain-Kontakte und der das Ge biet überstreichenden Bitleitungen und komplementären Bitlei tungen
eine Translationssymmetrie in der Richtung der durch die Transistoren gebildeten Doppelreihen und
jeweils um einen zwischen den Doppelreihen und zwischen einer in einer fortlaufenden Nummerierung aufeinanderfolgender Bit leitungen geradzahligen Bitleitung und der nächstgelegenen ungeradzahligen komplementären Bitleitung liegenden Punkt aufweist.9. Transistor arrangement according to one of claims 1 to 8, in which
In each active area, the arrangement of the transistors, the gate electrodes, the source / drain contacts and the bit lines and complementary bit lines that cross the area
a translation symmetry in the direction of the double rows formed by the transistors and
each has a point lying between the double rows and between an even-numbered bit line in a consecutive numbering of successive bit lines and the closest odd-numbered complementary bit line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001135573 DE10135573A1 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Transistor arrangement as sense amplifier has at least one second double row of paired transistors of first or second type; rows are offset and gaps of at least one row are left |
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DE2001135573 DE10135573A1 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Transistor arrangement as sense amplifier has at least one second double row of paired transistors of first or second type; rows are offset and gaps of at least one row are left |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE10135573A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3937068A1 (en) * | 1988-11-07 | 1990-05-10 | Toshiba Kawasaki Kk | Dynamic semiconductor memory with reading or measuring amplifiers - comprising flip=flop combinations of MOS transistors arranged to correspond to pairs of bit lines |
-
2001
- 2001-07-20 DE DE2001135573 patent/DE10135573A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3937068A1 (en) * | 1988-11-07 | 1990-05-10 | Toshiba Kawasaki Kk | Dynamic semiconductor memory with reading or measuring amplifiers - comprising flip=flop combinations of MOS transistors arranged to correspond to pairs of bit lines |
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