DE10211337A1 - Circuit-arrangement with static random access memory cell, has non-volatile memory cells coupled respectively to first and second memory nodes - Google Patents

Circuit-arrangement with static random access memory cell, has non-volatile memory cells coupled respectively to first and second memory nodes

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DE10211337A1
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Abstract

A circuit-arrangement has a SRAM-memory cell, a temporary memory circuit, first and second non-volatile memory cells (105,106) coupled to first and second memory nodes (102,103) respectively such that, in a first operational state, a first electrical potential is available at one of the nodes and a second potential is available at the other node and, in a second operational state, the first memory node is placed at the electrical potential at which it was placed in the first operational state and the second memory node is placed at the electrical potential at which it was placed in the first operational state, by utilizing the physical state of the first and of the second non-volatile memory cells (105,106), respectively. An Independent claim is given for a method of running a circuit-arrangement

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltkreis-Anordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltkreis-Anordnung. The invention relates to a circuit arrangement and a Method for operating a circuit arrangement.

Drei Grundtypen von Halbleiterspeichern sind statische, dynamische und nichtflüchtige Speicher. Three basic types of semiconductor memories are static, dynamic and non-volatile memory.

Eine statische Halbleiterzelle ("static random access memory", SRAM-Zelle) ist ein statischer Halbleiterspeicher, dessen Speicherinhalt nicht dauernd neu aufgefrischt werden muss. SRAM-Speicher weisen den Vorteil einer hohen Schnelligkeit zum Programmieren bzw. Lesen von Informationen auf, allerdings geht eine eingeschriebene Information verloren, wenn die Vorsorgungsspannung abgeschaltet wird. Zwei wichtige Realisierungen einer SRAM-Speicherzelle sind einerseits eine SRAM-Speicherzelle, die sechs Transistoren aufweist, und andererseits eine SRAM-Speicherzelle, die vier Transistoren und zwei ohmsche Widerstände aufweist. Eine Übersicht über SRAM-Speicherzellen gibt beispielsweise [1]. A static semiconductor cell ("static random access memory ", SRAM cell) is a static semiconductor memory, whose memory contents are not constantly refreshed got to. SRAM memory has the advantage of a high Speed for programming or reading information on, however, is a registered information lost when the supply voltage is switched off. Two important implementations of an SRAM memory cell are on the one hand, an SRAM memory cell, the six transistors and, on the other hand, an SRAM memory cell, the four Transistors and two ohmic resistors. A An overview of SRAM memory cells is given, for example [1].

Eine dynamische Halbleiterzelle ("dynamic random access memory", DRAM-Zelle) weist als Speicherzelle einen Kondensator auf, in dessen Ladungszustand die zu speichernde Information kodiert ist. Die Adressierung einer solchen Speicherzelle erfolgt zumeist über einen Transistor-Schalter, mit dem eine bestimmte Speicherzelle einer Anordnung von Speicherzellen ausgewählt wird. Aufgrund von Rekombinations- und Leck-Strömen geht die gespeicherte Information einer DRAM-Speicherzelle allerdings mit der Zeit verloren, so dass die gespeicherte Information immer wieder aufgefrischt werden muss. Daher weist ein dynamischer Halbleiterspeicher vergleichsweise langsame Programmier- und Lesezeiten auf, und der Energiebedarf zum Betreiben eines dynamischen Halbleiterspeichers ist hoch. A dynamic semiconductor cell ("dynamic random access memory ", DRAM cell) has a memory cell as one Capacitor on, in the state of charge to be stored Information is encoded. The addressing of such Memory cell is usually via a transistor switch, with which a particular memory cell of an array of Memory cells is selected. Due to recombination and leakage flows the stored information one However, DRAM memory cell lost over time, so that the stored information is always refreshed got to. Therefore, has a dynamic semiconductor memory comparatively slow programming and reading times, and the energy needed to operate a dynamic Semiconductor memory is high.

Ein Beispiel für einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher ist ein EEPROM ("electrically erasable and programmable read only memory"). Ein EEPROM gestattet dem Benutzer häufig wiederholbares Lesen, Löschen oder Programmieren. Ein wichtiges Beispiel für einen EEPROM ist der sogenannte Floating-Gate-Speicher. Bei einem Floating-Gate-Speicher wird die elektrische Ladung in dem Floating-Gate, einer von der Umgebung elektrisch entkoppelten Polysilizium-Struktur, gespeichert. Das Umladen erfolgt mittels Elektronen, die eine dünne Gate-isolierende Schicht zwischen dem Halbleiter und dem Floating-Gate durchtunneln. Eine besonders platzsparende nichtflüchtige Speicherzelle ist die Flash EEPROM-Zelle, bei der mittels Tunnelns heißer Elektronen ("channel hot electron tunneling") oder mittels Fowler-Nordheim-Tunnelns Elektronen in eine Gate-isolierende Schicht tunneln. Grundlagen der EEPROM-Technologie sind beispielsweise in [2] beschrieben. EEPROM-Speicher weisen allerdings den Nachteil auf, dass hohe elektrische Spannungen insbesondere zum Programmieren der Information in die Speicherzellen erforderlich sind, was viel Abwärme und einen hohen Energiebedarf zur Folge hat. An example of a nonvolatile semiconductor memory is an EEPROM ("electrically erasable and programmable read only memory "). An EEPROM often allows the user repeatable reading, erasing or programming. On important example of an EEPROM is the so-called Floating gate memory. For a floating gate memory is the electrical charge in the floating gate, one of the Environment electrically decoupled polysilicon structure, saved. The reloading takes place by means of electrons, the one thin gate insulating layer between the semiconductor and tunnel through the floating gate. A particularly space-saving nonvolatile memory cell is the flash EEPROM cell, at the tunneling of hot electrons ("channel hot electron tunneling ") or using Fowler-Nordheim tunneling electrons tunnel into a gate-insulating layer. basis of EEPROM technology are described, for example, in [2]. EEPROM memory, however, have the disadvantage that high electrical voltages, in particular for programming the Information in the memory cells are required, which is a lot Waste heat and a high energy requirement.

Ein weiteres Beispiel für eine bekannte nichtflüchtige Speicherzelle ist die sogenannte PLED-Speicherzelle ("planar localized electron devices"), die beispielsweise in [3], [4], [5] beschrieben ist. Bei einem PLED-Speicher ist ein Floating-Gate zum Speichern von elektrischen Ladungsträgern von dessen Umgebung durch alternierende Schichten aus intrinsischem Silizium und einer Tunnelschicht getrennt. Mittels Anlegens einer elektrischen Spannung an ein Seiten- Gate kann an seitlichen Bereichen die Anordnung aus intrinsischen Siliziumschichten und Tunnelschichten elektrisch leitfähig gemacht werden, so dass in die Floating- Gate-Schicht elektrische Ladungsträger injiziert werden können. Nach Abschalten der Seiten Gate-Spannung ist die Ladung dauerhaft in der Floating-Gate-Schicht gespeichert. Eine derart programmierte Information ist auslesbar, indem die elektrische Leitfähigkeit eines Kanal-Bereichs, der von der Floating-Gate-Schicht durch eine elektrisch isolierende Schicht getrennt ist, erfasst wird. Another example of a known non-volatile Memory cell is the so-called PLED memory cell ("planar localized electron devices "), which are described in [3], [4], [5] is described. For a PLED memory is a Floating gate for storing electrical charge carriers from its surroundings through alternating layers separated intrinsic silicon and a tunnel layer. By applying an electrical voltage to a side Gate can be on lateral areas of the arrangement intrinsic silicon layers and tunnel layers be made electrically conductive, so that in the floating Gate layer electric charge carriers are injected can. After switching off the side gate voltage is the Charge permanently stored in the floating gate layer. Such programmed information is readable by the electrical conductivity of a channel region of the floating gate layer by an electrically insulating Layer is separated, is detected.

Allerdings weisen nichtflüchtige Speicher den Nachteil auf, im Vergleich zu dynamischen und statischen Halbleiterspeichern eine wesentlich längere Schreib- und Lesezeit zu haben, falls die nichtflüchtigen Speicherzellen eine ausreichend lange Haltezeit aufweisen sollen. Mit anderen Worten ist es schwierig, bei einer nichtflüchtigen Speicherzelle eine lange Haltezeit mit einer kurzen Programmier- und Lesezeit zu kombinieren. Nonvolatile memories, however, have the disadvantage that compared to dynamic and static Semiconductor store a much longer write and To have read time if the nonvolatile memory cells should have a sufficiently long hold time. With In other words, it is difficult in a non-volatile Memory cell a long holding time with a short Programming and reading time to combine.

Ein weiterer Typ eines Halbleiter-Speichers ist die FRAM- Speicherzelle ("ferroelectric random access memory"). Grundlagen über eine FRAM-Speicherzelle sind in [6] zusammengefasst. Gemäß einem Beispiel einer FRAM- Speicherzelle wird ein Aufbau wie bei der oben beschriebenen DRAM-Speicherzelle verwendet, mit dem Unterschied, dass zwischen den Kondensator-Elektroden anstelle eines Dielektrikums ein Ferroelektrikum (z. B. Bleizirkonat-Titanat, Pb(Zr1-xTix)O3, PZT) verwendet wird. Aus der Hysteresekurve eines Ferroelektrikums kann gefolgert werden, dass das Ferroelektrikum eine positive bzw. eine negative permanente Polarisation aufweist, je nachdem, ob beim Programmieren eine positive oder negative Feldstärke (bzw. Spannung) angelegt wird. Das Auslesen erfolgt mittels Anlegens einer positiven Spannung an die Bit-Leitung. Ist im Ferroelektrikum eine negative Polarisation enthalten, so erfolgt eine Umpolarisation, so dass eine Ladungsmenge zur Bit-Leitung fließt. Bei positiver permanenter Polarisation ändert sich die Polarisation nur wenig, so dass fast keine Ladung zur Bit-Leitung fließt. Another type of semiconductor memory is the FRAM memory cell ("ferroelectric random access memory"). Basics about an FRAM memory cell are summarized in [6]. According to an example of a FRAM memory cell, a structure similar to the DRAM memory cell described above is used, except that between the capacitor electrodes, instead of a dielectric, a ferroelectric (eg, lead zirconate titanate, Pb (Zr 1-x Ti x ) O 3 , PZT) is used. From the hysteresis curve of a ferroelectric, it can be concluded that the ferroelectric has a positive or a negative permanent polarization, depending on whether a positive or negative field strength (or voltage) is applied during programming. Reading is done by applying a positive voltage to the bit line. If a negative polarization is contained in the ferroelectric, a polarization occurs, so that an amount of charge flows to the bit line. With positive permanent polarization, the polarization changes only slightly, so that almost no charge flows to the bit line.

Bei dem sogenannten MRAM ("magnetic random access memory") wird der Riesenmagnetowiederstandseffekt (XMR-Effekt) ausgenutzt, wobei die Funktionsweise einer MRAM-Speicherzelle beispielweise in [7] beschrieben ist. Eine MRAM-Speicherzelle weist eine weichmagnetische Elektrode, eine hartmagnetische Elektrode und eine dazwischen angeordnete Tunnelschicht auf. Mittels Ummagnetisierens der weichmagnetischen Elektrode wird eine zu speichernde Information in die MRAM-Speichereinheit eingeschrieben. Diese Information kann unter Verwendung des Effektes ausgelesen wird, dass die MRAM-Speicherzelle einen wesentlich höheren ohmschen Widerstand bei zueinander antiparalleler Orientierung der Magnetisierungsrichtungen der beiden ferromagnetischen Schichten aufweist verglichen mit dem Fall einer parallelen Orientierung der Magnetisierungsrichtungen der beiden ferromagnetischen Schichten. In the so-called MRAM ("magnetic random access memory") becomes the giant magnetoresistance effect (XMR effect) exploited, the operation of an MRAM memory cell For example, in [7] is described. An MRAM memory cell has a soft magnetic electrode, a hard magnetic Electrode and a tunnel layer arranged therebetween. By means of magnetizing the soft magnetic electrode an information to be stored in the MRAM memory unit enrolled. This information can be obtained using the Effect is read that the MRAM memory cell a much higher ohmic resistance to each other antiparallel orientation of the magnetization directions of has two ferromagnetic layers compared with in the case of a parallel orientation of the Magnetization directions of the two ferromagnetic Layers.

Bezugnehmend auf die obige Beschreibung weist eine SRAM-Zelle den Vorteil einer kurzen Programmier- und Lesezeit auf, wohingegen sie den Nachteil aufweist, dass bei Abschalten der Versorgungsspannung die in der SRAM-Speicherzelle gespeicherte Informationen verloren geht. Dagegen weist ein nichtflüchtiger Speicher den Vorteil auf, auch in Abwesenheit einer Versorgungsspannung den Speicherinhalt für eine ausreichend lange Haltezeit zu speichern. Allerdings ist die Programmier- und Lesezeit einer nichtflüchtigen Speicherzelle häufig nicht ausreichend kurz. Referring to the above description, an SRAM cell the advantage of a short programming and reading time, whereas it has the disadvantage that when switching off the Supply voltage in the SRAM memory cell stored information is lost. In contrast, a non-volatile memory has the advantage, even in the absence a supply voltage the memory content for a to store sufficiently long hold time. However, that is Programming and reading time of a non-volatile memory cell often not sufficiently short.

Die Firma ST Microelectronics™ verfolgt den Ansatz, eine SRAM-Speicherzelle mit einer Lithium-Batterie zu betreiben, um eine dauerhafte Energieversorgung des SRAM-Speichers zu gewährleisten. Allerdings kann, wenn die Lithium-Batterie ausfällt oder leer ist, der Speicherinhalt der SRAM-Zelle verloren gehen. The company ST Microelectronics ™ pursues the approach, a Operate SRAM memory cell with a lithium battery, for a permanent power supply to the SRAM memory guarantee. However, if the lithium battery fails or is empty, the memory contents of the SRAM cell get lost.

Ferner wird versucht, eine statische Speicherzelle mit einer nichtflüchtigen Speicherzelle zu koppeln, um beim Abschalten oder beim Ausfall einer Versorgungsspannung die in der SRAM- Speicherzelle gespeicherte Information auf der nichtflüchtigen Speicherzelle zwischenzuspeichern, und bei wieder zur Verfügung stehender Versorgungsspannung die Information zurückzuschreiben. In diesem Zusammenhang ist aus [8] bekannt, eine SRAM-Speicherzelle mit einem nichtflüchtigen SNOS-Speicher ("silicon-nitride-oxide- semiconductor") zu koppeln, bei dem eine Information mittels Tunnelns von Ladungsträgern in einer Siliziumnitrid-Schicht gespeichert werden kann. Bei der aus [8] bekannten Architektur wird eine SRAM-Speicherzelle mit vier Transistoren und zwei Widerständen verwendet, die gegenüber dem Konzept mit sechs Transistoren als nachteilhaft angesehen werden (siehe [1]). Insbesondere wird die Skalierbarkeit einer Vier-Transistor-SRAM-Zelle für einen CMOS-Prozess mit Strukturdimensionen von weniger als 100 nm als schwierig angesehen, so dass eine fortgesetzte Miniaturisierung problematisch ist. Auch ist es mit dem in [8] beschriebenen Verfahren schwierig, eine Speicherzelle mit einer ausreichend schnellen Programmier- und Lese-Zeit zu erhalten. Auch ist die Verlustleistung bei der aus [8] bekannten Speicherzelle relativ groß. Furthermore, an attempt is made, a static memory cell with a nonvolatile memory cell to turn on at shutdown or in the event of a supply voltage failure, the voltage in the SRAM Memory cell stored information on the non-volatile memory cell, and at again available supply voltage the To write back information. In this context is off [8] known, an SRAM memory cell with a non-volatile SNOS memory ("silicon-nitride-oxide semiconductor "), in which an information means Tunneling of charge carriers in a silicon nitride layer can be stored. In the known from [8] Architecture becomes a SRAM memory cell with four Transistors and two resistors used opposite considered disadvantageous in the six transistor concept be (see [1]). In particular, the scalability a four-transistor SRAM cell for a CMOS process with Structural dimensions of less than 100 nm difficult so that continued miniaturization is problematic. Also it is with that described in [8] Method difficult to use a memory cell with a sufficient fast programming and reading time. Also is the power loss in the memory cell known from [8] relatively large.

Bei einer aus [9] bekannten Speicherzelle wird eine SRAM- Speicherzelle mit einer FRAM-Speicherzelle gekoppelt, um beispielsweise beim Abschalten oder beim Ausfall einer Versorgungsspannung die in der SRAM-Speicherzelle gespeicherte Information auf den ferroelektrischen Kapazitäten zwischenzuspeichern. In a memory cell known from [9], an SRAM Memory cell coupled to a FRAM memory cell to for example, when switching off or failure of one Supply voltage in the SRAM memory cell stored information on the ferroelectric To buffer capacities.

Insbesondere weisen die aus [8] und [9] bekannten Speicherzellen den Nachteil auf, dass eine angestrebte Miniaturisierung der Speicherzellen nur sehr beschränkt möglich ist. Die minimal erreichbare Strukturdimension der erhaltenen Speicheranordnung ist insbesondere durch die technologischen Grenzen bei den zur Verfügung stehenden Maskierungs-Techniken zum Ausbilden der Halbleiterspeicher beschränkt. Insbesondere sind die Transistoren der Speicheranordnung nicht ausreichend klein ausbildbar, um eine ausreichend hohe Integrationsdichte von Speicherzellen zu erhalten. In particular, those known from [8] and [9] Memory cells have the disadvantage that a desired Miniaturization of memory cells only very limited is possible. The minimum achievable structural dimension of obtained memory arrangement is in particular by the technological limits in the available Masking techniques for forming the semiconductor memories limited. In particular, the transistors are the Memory arrangement not sufficiently small formable to a sufficiently high integration density of memory cells too receive.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Speicherzelle zu schaffen, die ausreichend schnelle Programmier- und Lese- Zeiten aufweist und sicher vor einem Informationsverlust infolge Abschaltens einer Versorgungsspannung geschützt ist, und mit der eine ausreichend hohe Integrationsdichte von Speicherzellen einer Speicherzellen-Anordnung erreichbar ist. The invention is based on the problem of a memory cell to create sufficiently fast programming and reading Times and safe from loss of information is protected as a result of switching off a supply voltage, and with a sufficiently high integration density of Memory cell of a memory cell array is reached.

Das Problem wird durch eine Schaltkreis-Anordnung und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltkreis-Anordnung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. The problem is due to a circuit arrangement and through a method of operating a circuit arrangement with the features solved according to the independent claims.

Die erfindungsgemäße Schaltkreis-Anordnung hat eine SRAM- Speicherzelle mit Vertikal-Transistoren, mit einem ersten Speicher-Knoten, an den ein Signal anlegbar ist, und mit einem zweiten Speicher-Knoten, an den das dazu inverse Signal anlegbar ist. Ferner weist die Schaltkreis-Anordnung einen Zwischenspeicher-Schaltkreis auf, mit einer ersten nichtflüchtigen Speicherzelle, die mit dem ersten Speicher- Knoten koppelbar ist und mit einer zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle, die mit dem zweiten Speicher-Knoten koppelbar ist. Die erfindungsgemäße Schaltkreis-Anordnung ist derart eingerichtet, dass in einem ersten Betriebszustand ein erstes elektrisches Potential, auf dem einer der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen ersten physikalischen Zustand gebracht wird, und dass ein zweites elektrisches Potential, auf dem der andere der Speicher- Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten anderen nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dauerhaft in einen zweiten physikalischen Zustand gebracht wird. Ferner ist die erfindungsgemäße Schaltkreis-Anordnung derart eingerichtet, dass in einem zweiten Betriebszustand unter Verwendung des physikalischen Zustands der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle der erste Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war, und dass unter Verwendung des physikalischen Zustandes der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle der zweite Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war. The circuit arrangement according to the invention has an SRAM Memory cell with vertical transistors, with a first Memory node to which a signal can be applied, and with a second memory node to which the inverse signal can be applied. Furthermore, the circuit arrangement has a Caching circuit on, with a first nonvolatile memory cell connected to the first memory Node is coupled and with a second non-volatile Memory cell which can be coupled to the second memory node is. The circuit arrangement according to the invention is such set up that in a first operating state, a first electrical potential on which one of the memory nodes is located, so the coupled non-volatile Memory cell is provided that these non-volatile Memory cell thereby permanently in a first physical state is brought, and that a second electrical potential on which the other of the storage Node is located, so the coupled with the other nonvolatile memory cell is provided that this nonvolatile memory cell permanently into a second physical state is brought. Furthermore, the Circuit arrangement according to the invention arranged in such a way that in a second operating state using the physical state of the first non-volatile Memory cell of the first memory node on the electrical Potential is brought on which this in the first Operating state, and that using the physical state of the second non-volatile Memory cell of the second memory node on the electrical Potential is brought on which this in the first Operating condition was located.

Anschaulich ist in der SRAM-Speicherzelle eine zu speichernde Information redundant bzw. doppelt, d. h. auf dem ersten Speicher-Knoten und (als dazu inverse Information) auf dem zweiten Speicher-Knoten gespeichert. Soll in der SRAM- Speicherzelle beispielsweise eine Information mit einem logischen Wert "1" gespeichert werden, so wird beispielsweise der erste Speicher-Knoten auf ein "hohes" elektrisches Potential gebracht, und es wird der zweite Speicher-Knoten zugehörig auf ein "niedriges" (d. h. niedriger als das hohe Potential) Potential gebracht. Diese in den elektrischen Potentialen der beiden Speicher-Knoten gespeicherte Information kann in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeichert werden, indem die elektrische Ladung auf dem ersten Speicher-Knoten auf einen Knoten der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle und indem die elektrische Ladung auf dem zweiten Speicher-Knoten auf einen Knoten der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle transferiert wird. Die Ladungszustände der Knoten der beiden nichtflüchtigen Speicherzellen sind daher anschaulich in dem beschriebenen Beispiel der "physikalische Zustand" der nichtflüchtigen Speicherzellen. Wird die auf den Knoten der nichtflüchtigen Speicherzellen zwischengespeicherte Ladung auf den ersten bzw. zweiten Speicher-Knoten der SRAM-Speicherzelle zurücktransferiert, so werden basierend auf den physikalischen Zuständen der nichtflüchtigen Speicherzellen die Speicher-Knoten auf die zuvor eingenommenen elektrischen Potentiale zurückgebracht, d. h. die gespeicherte Information wird in die SRAM-Speicherzelle zurückgeschrieben. Illustratively, a memory to be stored is in the SRAM memory cell Information redundant or double, d. H. on the first Memory node and (as inverse information) on the stored second memory node. Should be stored in the SRAM Memory cell, for example, information with a logical value "1" are saved, for example the first storage node on a "high" electrical Potential brought, and it becomes the second memory node belonging to a "low" (i.e., lower than the high) Potential) potential. These in the electrical Potentials of the two memory nodes stored Information may be in the cache circuit be cached by the electric charge on the first memory node on a node of the first non-volatile memory cell and by the electrical Charge on the second memory node on a node of the second nonvolatile memory cell is transferred. The Charge states of the nodes of the two non-volatile Memory cells are therefore illustrative in the described Example of "physical state" of non-volatile Memory cells. Will the on the node of the non-volatile Memory cells cached charge on the first or second memory node of the SRAM memory cell be transferred back, so are based on the physical states of the nonvolatile memory cells the memory nodes on the previously occupied electrical Potentials returned, d. H. the stored information is written back to the SRAM memory cell.

Erfindungsgemäß ist eine Speicherzelle geschaffen, die eine Kombination aus einer SRAM-Speicherzelle mit Vertikal- Transistoren und nichtflüchtigen Speicherzellen darstellt. Die Transistoren der SRAM-Speicherzelle sind Vertikal- Transistoren, das heißt Transistoren, bei denen der leitende Kanal im Wesentlichen orthogonal zu der Oberfläche eines Substrats verläuft, in bzw. auf dem die Schaltkreis-Anordnung ausgebildet ist. Ein Vertikal-Transistor ist in verringerter Dimension ausbildbar. Da die funktionsrelevanten Parameter (z. B. Gate-Länge) eines Vertikal-Transistors mittels eines Abscheide- statt eines Strukturierungs-Verfahrens eingestellt werden, ist eine wesentlich höhere Genauigkeit beim Einstellen der Parameter erreichbar. Beispielsweise ist mit dem ALD-Verfahren ("Atomic Layer Deposition") die vertikale Dicke einer Schicht bis auf wenige Angström Genauigkeit einstellbar, wohingegen die geringste erreichbare horizontale Strukturdimension bei einem Strukturierungs-Prozess bei aktuellen CMOS-Prozessen in der Größenordnung von 100 nm liegt. Dies ermöglicht neben einer erhöhten Zuverlässigkeit eine fortgesetzte Miniaturisierung und verkürzte Schreib- und Lesezeiten. Ferner ist es unter Verwendung vertikaler MOSFETs als Transistoren für eine SRAM-Speicherzelle erfindungsgemäß ermöglicht, ein kompaktes Layout mit einem Flächenbedarf von 80.5 F2 für eine Speicherzelle zu erreichen. Dabei steht F für die im Rahmen einer bereitgestellten Technologie kleinstmöglichen Strukturdimension, das heißt, dass 1 F2 in einer 100 nm Technologie einer Grundfläche der Speicheranordnung von (100 nm)2 entsprechen würde. Daher ist mit einem Flächenbedarf, der dem einer herkömmlichen 6T-SRAM- Zelle entspricht, ein Speicherelement mit einer SRAM- Speicherzelle geschaffen, die um die Funktionalität einer nichtflüchtigen Speicherzelle erweitert ist. Dadurch sind die Vorteile einer SRAM-Speicherzelle, insbesondere eine schnelle Zugriffszeit, mit den Vorteilen einer nichtflüchtigen Speicherzelle, welche die gespeicherten Informationen selbst bei einem Ausfall oder beim Abschalten einer Versorgungsspannung aufrechterhält, kombiniert. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Schaltkreis-Anordnung als Speicherzelle verwendbar, die in einem Niedrigenergiemodus betrieben werden kann. In diesem Niedrigenergiemodus werden die auf Speicher-Knoten der SRAM-Speicherzelle gespeicherten Informationen auf den nichtflüchtigen Speicherzellen zwischengespeichert, dann kann die Versorgungsspannung abgeschaltet werden. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die Versorgungsspannung wieder eingeschaltet werden und die auf den nichtflüchtigen Speicherzellen zwischengespeicherte Information in die SRAM-Speicherzelle zurückgeschrieben werden. Mit anderen Worten ist während des Niedrigenergiemodus der Energiebedarf der Schaltkreis- Anordnung wesentlich reduziert, wodurch vorteilhafterweise die anfallende Abwärme verringert ist. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Schaltkreis-Anordnung mit einem geringen Aufwand herstellbar, da beim Herstellungs-Verfahren auf ausgereifte, halbleitertechnologische Standardverfahren wie Abscheide-, Lithographie- und Ätz-Verfahren zurückgegriffen werden kann. According to the invention, a memory cell is provided which represents a combination of an SRAM memory cell with vertical transistors and nonvolatile memory cells. The transistors of the SRAM memory cell are vertical transistors, that is, transistors in which the conductive channel is substantially orthogonal to the surface of a substrate in which the circuit arrangement is formed. A vertical transistor can be formed in a reduced dimension. Since the function-relevant parameters (eg, gate length) of a vertical transistor are set by means of a deposition instead of a structuring method, a significantly higher accuracy can be achieved when setting the parameters. For example, with the Atomic Layer Deposition (ALD) method, the vertical thickness of a layer can be adjusted down to a few Angstrom accuracy, whereas the smallest achievable horizontal structure dimension in a structuring process is on the order of 100 nm in current CMOS processes. This allows, in addition to increased reliability, continued miniaturization and shortened read and write times. Further, using vertical MOSFETs as transistors for an SRAM memory cell, according to the invention, it is possible to achieve a compact layout with an area requirement of 80.5 F 2 for a memory cell. In this case, F stands for the smallest possible structure dimension in the context of a technology provided, that is, 1 F 2 in a 100 nm technology would correspond to a base area of the memory arrangement of (100 nm) 2 . Therefore, with a footprint equivalent to that of a conventional 6T SRAM cell, there is provided a memory element with an SRAM memory cell which is extended by the functionality of a nonvolatile memory cell. Thereby, the advantages of a SRAM memory cell, in particular a fast access time, are combined with the advantages of a nonvolatile memory cell which maintains the stored information even in the event of a failure or shutdown of a supply voltage. Moreover, the circuit arrangement according to the invention can be used as a memory cell which can be operated in a low-power mode. In this low power mode, the information stored on memory nodes of the SRAM memory cell is cached on the nonvolatile memory cells, then the supply voltage can be turned off. At a later time, the supply voltage can be switched on again and the information cached on the nonvolatile memory cells can be written back into the SRAM memory cell. In other words, the power consumption of the circuit arrangement is substantially reduced during the low-power mode, which advantageously reduces the waste heat produced. In addition, the circuit arrangement according to the invention can be produced with little effort, since in the manufacturing process can be resorted to mature, semiconductor technology standard methods such as deposition, lithography and etching process.

Anschaulich ist erfindungsgemäß eine aus vertikalen MOSFETs gebildete SRAM-Speicherzelle mit nichtflüchtigen Speicherzellen, beispielsweise EEPROM-, MRAM- oder PLED- Speicherzellen unter Verwendung eines vorteilhaften Layouts und mit einer geschickten Verdrahtung derart kombiniert, dass ein funktional integriertes Bauelement erhalten ist, das in seiner Kompaktheit mit einer herkömmlichen planaren Sechs- Transistor-SRAM-Zelle vergleichbar ist, das allerdings über eine permanente Speicherfunktion verfügt. Mögliche Anwendungsgebiete sind schnelle Cache-Speicher, Mikroprozessoren oder Digitalsignalprozessoren (DSP). Die kombinierte Speicherzelle kann auch in einem mobilen elektronischen Gerät (beispielsweise Mobiltelefon, Laptop, "personal digital assistant" (PDA)) eingesetzt werden. Ein solches Gerät kann abgestellt werden und bei einem erneuten Einschalten an der gleichen Stelle wie vor dem Ausschalten weiter arbeiten, ohne dass ein zeitaufwändiger Boot-Vorgang erforderlich ist. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Speicherzelle in einem Niedrigenergiemodus (Power-Down-Modus) betrieben werden. In einem derartigen Power-Down-Modus sind alle Verlustleistungskomponenten (beispielsweise Leckströme) des SRAM-Zellenfeldes eliminiert. Auch erlaubt das lokale Speichern von Daten dem nichtflüchtigen Speicher einen schnellen Wechsel der Betriebszustände Power-Down- und Aktiv-Modus, da die Daten nicht durch die vollständige Speicherhierarchie in einen nichtflüchtigen Speicher einer Festplatte geleitet werden müssen. Dadurch wird Energie eingespart, da globale Kapazitäten (beispielsweise von Bus-Leitungen) bzw. externe Kapazitäten (Off-Chip-Kapazitäten) nicht umgeladen werden müssen. Der Programmier- und Aktivierungs-Vorgang wird vorzugsweise für alle Speicherzellen eines Speicherzellenfeldes gleichzeitig durchgeführt, da die Daten lokal in einer jeweiligen nichtflüchtigen Speicherzelle zwischengespeichert werden, wodurch ein serieller Programmier- bzw. Lese-Zyklus zum Sichern und Rückschreiben der Daten über den Daten-Bus vermieden wird. Illustratively, according to the invention one of vertical MOSFETs formed SRAM memory cell with non-volatile Memory cells, for example EEPROM, MRAM or PLED Memory cells using a favorable layout and combined with a clever wiring such that a functionally integrated component is obtained which in its compactness with a conventional planar six- Transistor SRAM cell is comparable, however, over has a permanent storage function. Possible Application areas are fast cache memory, Microprocessors or digital signal processors (DSP). The combined memory cell can also be used in a mobile electronic device (for example, mobile phone, laptop, "personal digital assistant" (PDA)) are used. On such device can be turned off and a renewed Switch on at the same point as before switching off continue working without a time-consuming boot process is required. In other words, the Inventive memory cell in a low power mode (Power-down mode) are operated. In such a Power-down mode are all power loss components (eg leakage currents) of the SRAM cell array eliminated. Also, the local storage of data allows the non-volatile memory a quick change of the Operating states power-down and active mode as the data not through the full memory hierarchy into one non-volatile memory of a hard disk have to. This saves energy as global Capacities (for example of bus lines) or external Capacities (off-chip capacities) can not be reloaded have to. The programming and activation process will be preferably for all memory cells of a Memory cell array performed at the same time as the data locally in a respective nonvolatile memory cell cached, creating a serial Programming or reading cycle for saving and writing back data over the data bus is avoided.

Der Energiesparmodus kann auch dann zur Anwendung kommen, wenn gewisse Bereiche eines Speicherzellenfeldes in einem Betriebszustand nicht aktiv verwendet werden. Die Speicherfunktion wird in diesem Fall von dem nichtflüchtigen Speicheranteil erfüllt. Vorteilhafterweise können die SRAM- Transistoren mit sehr niedrigen Einsatzspannungen und Schwellenspannungen ausgeführt werden, was die Zugriffszeiten in dem aktiven Zustand beschleunigt. Verwendet man als nichtflüchtiges Speicherelement eine PLED-Speicherzelle, so können beispielsweise die Tunnelbarrieren (z. B. Dicke und Material) der PLED-Speicherzelle hinsichtlich Zugriffszeit und Speicherzeit an die Anforderungen des SRAM-Zellenfeldes flexibel angepasst werden. Beispielsweise kann eine dünne Barriere für einen schnellen Wechsel in den Energiesparmodus und für eine niedrige Programmier-Zeit eingestellt werden. Die gemäß dem Stand der Technik erforderliche Ansteuerung der nichtflüchtigen Speicherzelle mit hohen elektrischen Spannungen (teilweise über 10 V) ist erfindungsgemäß vermieden, da beispielsweise eine optimierte PLED-Zelle mit einer Spannung zwischen 1.5 V bis 3 V betrieben werden kann. Dies ist insbesondere hinsichtlich der Tatsache vorteilhaft, dass integrierte Schaltkreis-Komponenten empfindlich gegenüber einer hohen elektrischen Spannung sind und bei einer zu hohen elektrische Spannung zerstört werden können. Dadurch ist eine Kompatibilität mit CMOS-Prozessen und Logikschaltkreisen gegeben. Der Zeitpunkt zum Aktivieren des Energiesparmodus kann beispielsweise extern mittels einer Software-basierten Ansteuerung oder mittels eines Hardwareimplementierten Verfahrens erfolgen, und kann jeweils an die aktuellen Leistungserfordernisse des Systems bzw. an ein Anwenderprofil angepasst werden. Auch ist es möglich, dass der Energiesparmodus benutzerdefiniert von dem Benutzer aktiviert wird. The energy-saving mode can also be used if certain areas of a memory cell array in one Operating state can not be used actively. The Memory function is in this case of the non-volatile Storage share met. Advantageously, the SRAM Transistors with very low threshold voltages and Threshold voltages are running, what is the access times accelerated in the active state. Used as non-volatile memory element, a PLED memory cell, so For example, the tunnel barriers (eg, thickness and Material) of the PLED memory cell in terms of access time and storage time to the requirements of the SRAM cell array be flexibly adapted. For example, a thin Barrier for a quick change to energy-saving mode and set for a low programming time. The required according to the prior art control of non-volatile memory cell with high electrical Voltages (in some cases above 10 V) are according to the invention avoided, for example, because an optimized PLED cell with a voltage between 1.5 V to 3 V can be operated. This is particularly advantageous in view of the fact that integrated circuit components sensitive are at a high voltage and at too high a voltage can be destroyed. This is compatible with CMOS processes and Given logic circuits. The time to activate the Energy-saving mode, for example, externally using a Software-based control or by means of a Hardware implemented method, and can each to the current performance requirements of the system or to a Customized user profile. Also, it is possible that the energy-saving mode is user-defined by the user is activated.

Wenn die erfindungsgemäße Schaltkreis-Anordnung in einem energiesparenden Niedrigenergiemodus betrieben wird, kann die Versorgungsspannung des SRAM-Zellenfeldes abgeschaltet werden, nachdem die gespeicherte Information zuvor lokal in die nichtflüchtigen Speicherzellen für die Dauer des Power- Down-Modus zwischengespeichert worden ist. When the circuit arrangement according to the invention in a energy-saving low-power mode, the Supply voltage of the SRAM cell array switched off after the stored information was previously stored locally in the non-volatile memory cells for the duration of the power Down mode has been cached.

Es ist zu betonen, dass die Integrationsdichte des SRAM- Zellenfeldes aufgrund eines kompakten Layouts erhöht ist, wobei ein Flächenbedarf von 80.5 F2 (7 F × 11.5 F) aufgrund des Verwendens von Vertikal-Transistoren erreichbar ist. Die funktionale Erweiterung resultiert aus dem zusätzlichen nichtflüchtigen Speicherteil. Durch dieses neue funktional integrierte Bauelement werden die Vorteile einer Sechs- Transistor-SRAM-Zelle (geringe Programmier- und Lese- Spannungen, schnelle Zugriffszeiten) mit Vorteilen nichtflüchtiger Speicherzellen wie beispielsweise EPROM, PLED, MRAM, FRAM, etc. (lange Haltezeit auch ohne Versorgungsspannung) kombiniert werden. It should be emphasized that the integration density of the SRAM cell array is increased due to a compact layout, with an area requirement of 80.5 F 2 (7 F × 11.5 F) achievable due to the use of vertical transistors. The functional extension results from the additional non-volatile memory part. This new functionally integrated device offers the advantages of a six-transistor SRAM cell (low programming and reading voltages, fast access times) with advantages of nonvolatile memory cells such as EPROM, PLED, MRAM, FRAM, etc. (long hold time even without Supply voltage) can be combined.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Schaltkreis-Anordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen bereitgestellt. Gemäß dem Verfahren werden in die SRAM-Speicherzelle Informationen programmiert, gelesen oder gelöscht, oder es werden in die SRAM- Speicherzelle programmierte Informationen in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeichert, oder es wird die SRAM-Speicherzelle abgeschaltet, oder es wird in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeicherte Information in die SRAM-Speicherzelle zurückprogrammiert. Furthermore, according to the invention, a method for operating the circuit arrangement according to the invention with the above provided features described. According to the procedure are programmed into the SRAM memory cell information read or deleted, or it will be written to the SRAM Memory cell programmed information in the Caching circuit cached, or it the SRAM memory cell is turned off, or it is in the Caching circuit cached information programmed back into the SRAM memory cell.

Bevorzugte Weiterbildung der Schaltkreis-Anordnung der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Preferred development of the circuit arrangement of Invention will be apparent from the dependent claims.

Vorzugsweise weist mindestens eine der nichtflüchtigen Speicherzellen mindestens einen Vertikal-Transistor auf. Preferably, at least one of the non-volatile Memory cells at least one vertical transistor.

Gemäß einer solchen Architektur sind vorzugsweise alle Transistoren der Schaltkreis-Anordnung als Vertikal- Transistoren ausgebildet, so dass sich die oben beschriebenen Vorteile, die daraus resultieren, dass für die SRAM- Speicherzelle Vertikal-Transistoren verwendet werden, auch für die nichtflüchtigen Speicherzellen gelten. According to such an architecture, preferably all Transistors of the circuit arrangement as vertical Transistors are formed so that the ones described above Advantages resulting from the fact that for the SRAM Memory cell vertical transistors are used, too apply to the non-volatile memory cells.

Vorzugsweise weist die SRAM-Speicherzelle sechs Transistoren auf. Preferably, the SRAM memory cell has six transistors on.

Zwar ist die Erfindung nicht auf eine SRAM-Speicherzelle mit sechs Transistoren beschränkt und ist beispielsweise auch auf eine SRAM-Speicherzelle mit vier Transistoren und zwei Widerständen anwendbar, allerdings ist es besonders vorteilhaft, die SRAM-Speicherzelle mit sechs Transistoren auszubilden, da sich in einem solchen Szenario ein besonders günstiges Layout der Schaltkreis-Anordnung ergibt. Although the invention is not related to an SRAM memory cell is limited to six transistors and is also on, for example one SRAM memory cell with four transistors and two Resistors applicable, but it is special Advantageously, the SRAM memory cell with six transistors because in such a scenario a special favorable layout of the circuit arrangement results.

Die Vertikal-Transistoren der Speicherzellen können auf einer rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundfläche ausgebildet sein. The vertical transistors of the memory cells can be on a rectangular, in particular square base be educated.

Zumindest ein Teil der Transistoren können Feldeffekt- Transistoren und/oder Bipolar-Transistoren sein. At least some of the transistors can be field-effect Transistors and / or bipolar transistors.

Vorzugsweise ist das erste elektrische Potential das elektrische Potential einer Versorgungsspannung (d. h. ein oberes Referenz-Potential) und das zweite elektrische Potential das Massepotential (d. h. ein unteres Referenz- Potential). Preferably, the first electrical potential is the electrical potential of a supply voltage (i.e. upper reference potential) and the second electrical Potential the ground potential (i.e., a lower reference Potential).

Mindestens eine der nichtflüchtigen Speicherzellen der erfindungsgemäßen Schaltkreis-Anordnung ist vorzugsweise eine PLED-Speicherzelle, eine EEPROM-Speicherzelle, eine MRAM- Speicherzelle oder eine FRAM-Speicherzelle. At least one of the nonvolatile memory cells of The circuit arrangement according to the invention is preferably one PLED memory cell, an EEPROM memory cell, an MRAM Memory cell or an FRAM memory cell.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass das erfindungsgemäße Konzept auf ganz unterschiedliche nichtflüchtige Speicherzellen anwendbar und erweiterbar ist, so dass die Aufzählung nichtflüchtiger Speicherzellen hier nur beispielhaft und nicht abschließend ist. In der Figurenbeschreibung werden praktische Realisierungen des erfindungsgemäßen Konzepts exemplarisch für einige der genannten Typen von nichtflüchtigen Speicherzellen beschrieben. It is an advantage of the invention that the inventive Concept on very different non-volatile Memory cells is applicable and expandable, so the Enumeration of non-volatile memory cells here only exemplary and not exhaustive. In the Figure description will be practical implementations of inventive concept exemplifies some of mentioned types of nonvolatile memory cells described.

Im Weiteren werden Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der erfindungsgemäßen Schaltkreis- Anordnung beschrieben. Ausgestaltungen der Schaltkreis- Anordnung gelten auch für das Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Schaltkreis-Anordnung. In addition, embodiments of the invention Method for operating the inventive circuit Arrangement described. Embodiments of the Circuit Arrangement also apply to the method of operating the inventive circuit arrangement.

Gemäß dem Verfahren kann in die SRAM-Speicherzelle programmierte Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeichert werden, indem ein erstes elektrisches Potential, das auf dem einen der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dauerhaft in einen ersten physikalischen Zustand gebracht wird, bzw. indem ein zweites elektrisches Potential, das auf dem anderen der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten anderen nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen zweiten physikalischen Zustand gebracht wird. According to the method, in the SRAM memory cell programmed information in the latch circuit be cached by a first electrical Potential that is located on one of the memory nodes is, so the coupled non-volatile Memory cell is provided that these non-volatile Memory cell permanently in a first physical State is brought, or by a second electrical Potential, which is located on the other of the memory nodes is so coupled with the other non-volatile Memory cell is provided that these non-volatile Memory cell thereby permanently in a second physical state is brought.

Die in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis gespeicherte Information kann in den SRAM-Speicher zurückprogrammiert werden, indem unter Verwendung des physikalischen Zustands der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle der erste Speicher- Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem der erste Speicher-Knoten vor dem Zwischenspeichern der in dem ERAM-Speicher programmierten Informationen in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis befindlich war. Ferner kann unter Verwendung des physikalischen Zustandes der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle der zweite Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht werden, auf dem der zweite Speicher-Knoten vor dem Zwischenspeichern der in dem SRAM- Speicher programmierten Information in dem Zwischenspeicher- Schaltkreis befindlich war. The stored in the latch circuit Information can be programmed back into the SRAM memory be by using the physical state the first nonvolatile memory cell of the first memory Node is brought to the electrical potential on the the first memory node before caching the in information programmed into the ERAM memory in the Caching circuit was located. Furthermore, can using the physical state of the second nonvolatile memory cell of the second memory node be brought to the electrical potential on which the second Memory node before caching in the SRAM Memory programmed information in the cache memory Circuit was located.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert. Embodiments of the invention are in the figures and will be explained in more detail below.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Schaltkreis-Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 shows a circuit arrangement according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2A einen Schaltplan einer Schaltkreis-Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2A is a circuit diagram of a circuit arrangement according to the first embodiment of the invention,

Fig. 2B eine perspektivische schematische Ansicht einer Realisierung der in Fig. 2A gezeigten Schaltkreis- Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2B is a perspective schematic view of an implementation of the shown in Fig. 2A circuit arrangement according to the first embodiment of the invention,

Fig. 2C eine schematische Layout-Draufsicht der in Fig. 2B gezeigten perspektivischen Ansicht der Schaltkreis- Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 2C is a schematic plan view of the layout in Fig. 2B perspective view of the circuit arrangement according to the first embodiment of the invention,

Fig. 3A ein Schaltplan einer Schaltkreis-Anordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3A is a circuit diagram of a circuit arrangement according to a second embodiment of the invention,

Fig. 3B bis 3F schematische perspektivische Ansichten von Schichtenfolgen zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Verfahrens zum Herstellen einer Schaltkreis-Anordnung, Fig. 3B to 3F are schematic perspective views of layer sequences at different times during a process for fabricating a circuit arrangement,

Fig. 3G eine perspektivische schematische Ansicht einer Realisierung der in Fig. 3A gezeigten Schaltkreis- Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, hergestellt gemäß dem in Fig. 3B bis 3F gezeigten Herstellungsverfahren, FIG. 3G is a perspective schematic view of an implementation of the circuit arrangement shown in FIG. 3A according to the second embodiment of the invention, made according to the manufacturing method shown in FIGS. 3B to 3F;

Fig. 3H eine schematische Layout-Draufsicht der in Fig. 3G gezeigten perspektivischen Ansicht der Schaltkreis- Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3H is a schematic plan view of the layout in Fig. 3G perspective view of the Circuit arrangement shown, according to the second embodiment of the invention,

Fig. 4 einen Schaltplan einer Schaltkreis-Anordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 is a circuit diagram of a circuit arrangement according to a third embodiment of the invention.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 1 eine Schaltkreis- Anordnung 100 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In the following, a circuit arrangement 100 according to a first preferred embodiment of the invention will be described with reference to FIG .

Die Schaltkreis-Anordnung 100 weist eine SKAM-Speicherzelle 101 auf mit Vertikal-Transistoren, mit einem ersten Speicher- Knoten 102 (in Fig. 1 mit "Q" bezeichnet), an den ein Signal anlegbar ist, und mit einem zweiten Speicher-Knoten 103 (der in Fig. 1 mit "Q" bezeichnet ist), an dem das dazu inverse Signal anlegbar ist. Wie beispielsweise bezugnehmend auf Fig. 2A detailliert beschrieben, sind die Speicherknoten 102, 103 in geeigneter Weise mit den Vertikal-Transistoren der SRAIVT-Speicherzelle gekoppelt. Ferner weist die Schaltkreis- Anordnung 100 einen Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 auf mit einer ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 105, die mit dem ersten Speicher-Knoten 102 gekoppelt ist, und mit einer zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle 106, die mit dem zweiten Speicher-Knoten 103 gekoppelt ist. Die Schaltkreis- Anordnung 100 ist derart eingerichtet, dass in einem ersten Betriebszustand das elektrisches Potential VDD 107 einer Versorgungsspannung, auf dem einer der Speicher-Knoten 102 oder 103 befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 oder 106 bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle 105 oder 106 dadurch dauerhaft in einen ersten physikalischen Ladungszustand gebracht wird. Ferner ist die Schaltkreis- Anordnung 100 derart eingerichtet, dass in dem ersten Betriebszustand das elektrische Massepotential VSS 108, auf dem der andere der Speicher-Knoten 102 oder 103 befindlich ist, derart der damit gekoppelten anderen nichtflüchtigen Speicherzelle 105 oder 106 bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle 105 oder 106 dadurch dauerhaft in einen zweiten physikalischen Ladungszustand gebracht wird. Ferner ist die Schaltkreis-Anordnung 100 derart eingerichtet, dass in einem zweiten Betriebszustand unter Verwendung des physikalischen Ladungszustandes der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 der erste Speicher-Knoten 102 auf das elektrische Potential (VDD oder VSS) gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war, und dass in dem zweiten Betriebszustand unter Verwendung des physikalischen Ladungszustandes der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 der zweite Speicher-Knoten 103 auf das elektrische Potential (VDD oder VSS) gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war. The circuit arrangement 100 comprises a vertical memory-type memory cell 101 having a first memory node 102 (labeled "Q" in FIG. 1) to which a signal can be applied and a second memory node 103 (which in Fig. 1 with " Q As will be described in detail with reference to Figure 2A, for example, the storage nodes 102 , 103 are suitably coupled to the vertical transistors of the SRAIVT memory cell 100 includes a latch circuit 104 having a first nonvolatile memory cell 105 coupled to the first memory node 102 and a second nonvolatile memory cell 106 coupled to the second memory node 103. The circuitry 100 is such that, in a first operating state, the electrical potential V DD 107 of a supply voltage on which one of the memory nodes 102 or 103 is located is provided to the nonvolatile memory cell 105 or 106 coupled therewith, such nonvolatile memory cell 105 or 106 thereby permanently in a first physical state of charge t will. Further, the circuit arrangement 100 is configured such that, in the first operating state, the electrical ground potential V SS 108 on which the other of the memory nodes 102 or 103 is located is provided to the other nonvolatile memory cell 105 or 106 coupled thereto This non-volatile memory cell 105 or 106 is thereby permanently brought into a second physical state of charge. Further, the circuit arrangement 100 is configured such that, in a second operating state, using the physical state of charge of the first nonvolatile memory cell 105, the first memory node 102 is brought to the electric potential (V DD or V SS ) on which it is stored was in the first operating state, and that in the second operating state using the physical state of charge of the second nonvolatile memory cell 106, the second memory node 103 is brought to the electrical potential (V DD or V SS ), in which it was in the first operating state ,

Mit anderen Worten kann eine auf dem ersten Speicher-Knoten 102 gespeicherte Information, die als komplementäre Information auf dem zweiten Speicher-Knoten 103 redundant gespeichert ist, von der SRAM-Speicherzelle 101 auf die erste bzw. die zweite nichtflüchtige Speicherzelle 105, 106 des Zwischenspeicher-Schaltkreises 104 zwischengespeichert werden, beispielsweise um eine Versorgungsspannungsquelle der SRAM-Speicherzelle 101 abzuschalten, ohne dass die in der Schaltkreis-Anordnung 100 gespeicherte Information verloren geht. Diese Funktionalität wird von der nichtflüchtigen Speicherzelle 105 bzw. 106 erfüllt, welche die Eigenschaft aufweist, eine gespeicherte Information auch bei einer abgeschalteten Versorgungsspannung beizubehalten. In other words, information stored on the first memory node 102 , which is redundantly stored as complementary information on the second memory node 103, may be stored from the SRAM memory cell 101 to the first and second non-volatile memory cells 105 , 106, respectively, of the cache Circuit 104 may be latched, for example, to turn off a supply voltage source of the SRAM memory cell 101 without losing the information stored in the circuit arrangement 100 . This functionality is fulfilled by the nonvolatile memory cell 105 or 106 , which has the property of maintaining stored information even when the supply voltage is switched off.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 2A bis Fig. 2C eine Schaltkreis-Anordnung 200 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Diejenigen Komponenten der Schaltkreis-Anordnung 200, die in der Fig. 1 gezeigten Schaltkreis-Anordnung 100 ein entsprechendes Element aufweisen, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Furthermore 2A is a circuit arrangement, referring to FIG. To FIG. 2C described the first preferred embodiment of the invention in detail according to 200th Those components of the circuit arrangement 200 which have a corresponding element in the circuit arrangement 100 shown in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

Die erste und die zweite nichtflüchtige Speicherzelle 105, 106 sind jeweils als PLED-Speicherzelle ausgebildet. Das zweite elektrische Potential ist das Massepotential VSS 108. Das erste elektrische Potential ist das Potential VDD 107 der Versorgungsspannungsquelle. The first and second nonvolatile memory cells 105 , 106 are each formed as a PLED memory cell. The second electrical potential is the ground potential V SS 108 . The first electrical potential is the potential V DD 107 of the supply voltage source.

Wie in Fig. 2A gezeigt, weist die SRAM-Speicherzelle 101 sechs Vertikal-Transistoren auf, nämlich einen als p-MOS-Transistor ausgebildeten ersten Flip-Flop-Transistor 201, einen als p- MOS-Transistor ausgebildeten zweiten Flip-Flop-Transistor 202, einen als n-MOS-Transistor ausgebildeten dritten Flip- Flop-Transistor 203, einen als n-MOS-Transistor ausgebildeten vierten Flip-Flop-Transistor 204, einen als n-MOS-Transistor ausgebildeten ersten Schalt-Transistor 205 und einen als n- MOS-Transistor ausgebildeten zweiten Schalt-Transistor 206. Die Vertikal-Transistoren der Schaltkreis-Anordnung 200 werden gemäß einem aus der Stand der Technik bekanntem Verfahren zum Herstellen von Vertikal-Transistoren, wie es in [10] beschrieben ist, hergestellt. As shown in FIG. 2A, the SRAM memory cell 101 has six vertical transistors, namely, a first flip-flop transistor 201 formed as a p-MOS transistor, a second flip-flop transistor formed as a p-MOS transistor 202 , a third flip-flop transistor 203 formed as an n-type MOS transistor, a fourth flip-flop transistor 204 formed as an n-type MOS transistor, a first switching transistor 205 formed as an n-type MOS transistor, and one as n-MOS transistor formed second switching transistor 206th The vertical transistors of the circuit arrangement 200 are fabricated in accordance with a method known in the art for fabricating vertical transistors, as described in [10].

Der Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 weist eine als PLED- Speicherzelle ausgebildete erste nichtflüchtige Speicherzelle 105 und eine auch als PLED-Speicherzelle ausgebildete zweite nichtflüchtige Speicherzelle 106 auf. Die erste nichtflüchtige Speicherzelle 105 weist einen ersten PLED- Speicherzellen-Transistor 208 und eine erste PLED- Schichtenfolge 209 auf, die mittels einer ersten Seiten- Elektrode 210 ansteuerbar ist. Analog weist die als PLED- Zelle ausgestaltete zweite nichtflüchtige Speicherzelle 106 einen zweiten PLED-Speicherzellen-Transistor 211, eine zweite PLED-Schichtenfolge 212 und eine zweite Seiten-Elektrode 213 auf, mittels der die zweite PLED-Schichtenfolge 212 ansteuerbar ist. Ferner weist der Zwischenspeicher- Schaltkreis 104 einen ersten Steuer-Transistor 214 und einen zweiten Steuer-Transistor 215 auf. Ferner hat der Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 eine Spannungsquelle zum Bereitstellen einer ersten Steuer-Spannung 216, eine Spannungsquelle zum Bereitstellen einer zweiten Steuer- Spannung 217 und eine Spannungsquelle zum Bereitstellen einer dritten Steuer-Spannung 218. Die SRAM-Speicherzelle 101 weist eine erste Bit-Leitung 219 und eine zweite Bit-Leitung 220 auf sowie eine Wort-Leitung 221. The latching circuit 104 has a first nonvolatile memory cell 105 formed as a PLED memory cell and a second nonvolatile memory cell 106 also embodied as a PLED memory cell. The first nonvolatile memory cell 105 has a first PLED memory cell transistor 208 and a first PLED layer sequence 209 , which can be controlled by means of a first side electrode 210 . Analogously, the second non-volatile memory cell 106 embodied as a PLED cell has a second PLED memory cell transistor 211 , a second PLED layer sequence 212 and a second side electrode 213, by means of which the second PLED layer sequence 212 can be controlled. Furthermore, the latch circuit 104 has a first control transistor 214 and a second control transistor 215 . Further, the latch circuit 104 has a voltage source for providing a first control voltage 216 , a voltage source for providing a second control voltage 217, and a voltage source for providing a third control voltage 218 . The SRAM memory cell 101 has a first bit line 219 and a second bit line 220 and a word line 221 .

Die erste Bit-Leitung 219 ist mit dem ersten Source-/Drain- Anschluss 205a des ersten Schalt-Transistors 205 gekoppelt, dessen Gate-Anschluss mit der Wort-Leitung 221 gekoppelt ist. Ferner ist der zweite Source-/Drain-Anschluss 205b des ersten Schalt-Transistors 205 mit dem ersten Speicher-Knoten 102 gekoppelt, der ferner mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 201a des ersten Flip-Flop-Transistors 201 gekoppelt ist. An den zweiten Source-/Drain-Anschluss 201b des ersten Flip- Flop-Transistors 201 ist das elektrische Potential VDD 107 der Versorgungsspannungsquelle angelegt. Ferner ist der erste Speicher-Knoten 102 mit dem Gate-Anschluss des zweiten Flip- Flop-Transistors 202 gekoppelt, dessen erster Source-/Drain-Anschluss 202a mit dem zweiten Speicher-Knoten 103 gekoppelt ist. Ferner ist der zweite Speicher-Knoten 103 mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 206b des zweiten Schalt- Transistors 206 gekoppelt, dessen erster Source-/Drain- Anschluss 206a mit der zweiten Bit-Leitung 220 gekoppelt ist. Der Gate-Anschluss 230 des zweiten Schalt-Transistors 206 ist mit der Wort-Leitung 221 gekoppelt. Ferner ist der zweite Source-/Drain-Anschluss 202b des zweiten Flip-Flop- Transistors 202 mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 201b des ersten Flip-Flop-Transistors 201 gekoppelt. Der Gate- Anschluss des ersten Flip-Flop-Transistors 201 ist mit dem zweiten Speicher-Knoten 103 gekoppelt. Ferner ist der erste Speicher-Knoten 102 mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 203a des dritten Flip-Flop-Transistors 203 gekoppelt. An den zweiten Source-/Drain-Anschluss 203b des dritten Flip-Flop- Transistors 203 ist das elektrische Massepotential VSS 108 angelegt, das auch an den zweiten Source-/Drain-Anschluss 204b des vierten Flip-Flop-Transistors 204 angelegt ist. Der erste Source-/Drain-Anschluss 204a des vierten Flip-Flop- Transistors 204 ist mit dem zweiten Speicher-Knoten 103 gekoppelt. Die Gate-Anschlüsse des ersten Flip-Flop- Transistors 201 und des dritten Flip-Flop-Transistors 203 sind mit einem ersten Hilfs-Knoten 222 gekoppelt, und die Gate-Anschlüsse des zweiten Flip-Flop-Transistors 202 und des vierten Flip-Flop-Transistors 204 sind mit einem zweiten Hilfs-Knoten 223 gekoppelt. The first bit line 219 is coupled to the first source / drain terminal 205 a of the first switching transistor 205 , whose gate terminal is coupled to the word line 221 . Furthermore, the second source / drain terminal 205 b of the first switching transistor 205 is coupled to the first memory node 102 , which is further coupled to the first source / drain terminal 201 a of the first flip-flop transistor 201 , At the second source / drain terminal 201 b of the first flip-flop transistor 201 , the electrical potential V DD 107 of the supply voltage source is applied. Furthermore, the first memory node 102 is coupled to the gate terminal of the second flip-flop transistor 202 , whose first source / drain terminal 202 a is coupled to the second memory node 103 . Furthermore, the second memory node 103 is coupled to the second source / drain terminal 206 b of the second switching transistor 206 , whose first source / drain terminal 206 a is coupled to the second bit line 220 . The gate terminal 230 of the second switching transistor 206 is coupled to the word line 221 . Furthermore, the second source / drain terminal 202 b of the second flip-flop transistor 202 is coupled to the second source / drain terminal 201 b of the first flip-flop transistor 201 . The gate terminal of the first flip-flop transistor 201 is coupled to the second memory node 103 . Furthermore, the first memory node 102 is coupled to the first source / drain terminal 203 a of the third flip-flop transistor 203 . To the second source / drain terminal 203 b of the third flip-flop transistor 203 , the electrical ground potential V SS 108 is applied, which is also applied to the second source / drain terminal 204 b of the fourth flip-flop transistor 204 is. The first source / drain terminal 204 a of the fourth flip-flop transistor 204 is coupled to the second memory node 103 . The gate terminals of the first flip-flop transistor 201 and the third flip-flop transistor 203 are coupled to a first auxiliary node 222 , and the gate terminals of the second flip-flop transistor 202 and the fourth flip-flop -Transistors 204 are coupled to a second auxiliary node 223 .

Über die ersten und zweiten Hilfs-Knoten 222, 223 ist die SRAM-Speicherzelle 101 mit dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 gekoppelt. Through the first and second auxiliary nodes 222 , 223 , the SRAM memory cell 101 is coupled to the latch circuit 104 .

Der erste Hilfs-Knoten 222 ist mit dem ersten Source-/Drain- Anschluss 215a des zweiten Steuer-Transistors 215 gekoppelt, und der zweite Source-/Drain-Anschluss 215b des zweiten Steuer-Transistors 215 ist mit dem ersten Source-/Drain- Anschluss 211a des zweiten PLED-Speicherzellen-Transistors 211 gekoppelt. Der zweite Source-/Drain-Anschluss 211b des zweiten PLED-Speicherzellen-Transistors 211 ist mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 208b des ersten PLED- Speicherzellen-Transistors 208 gekoppelt. An die zweiten Source-/Drain Anschlüsse 208b, 211b des ersten und zweiten PLED-Speicherzellen-Transistors 208, 211 ist das elektrische Potential VACT der dritten Steuer-Spannung 218 angelegt. An den Gate-Anschluss des zweiten Steuer-Transistors 215 und des ersten Steuer-Transistors 214 ist das elektrische Potential der ersten Steuer-Spannung 216 VREW angelegt. Der Gate- Anschluss des zweiten PLED-Speicherzellen-Transistors 211 ist mit einem Endabschnitt der zweiten PLED-Schichtenfolge 212 gekoppelt, an die seitlich die zweite Seiten-Elektrode 213 angelegt ist, die auf dem elektrischen Potential der zweiten Steuer-Spannung 217 VPRO befindlich ist. Der andere Endabschnitt der zweiten PLED-Schichtenfolge 212 ist mit dem ersten Hilfs-Knoten 222 gekoppelt. Ferner ist das elektrische Potential der zweiten Steuer-Spannung 217 VPRO auch an die erste Seiten-Elektrode 210 der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 angelegt, und der eine Endabschnitt der ersten PLED-Schichtenfolge 209 ist mit dem zweiten Hilfs- Knoten 223 gekoppelt. Der andere Endabschnitt der ersten PLED-Schichtenfolge 209 ist mit dem Gate-Bereich des ersten PLED-Speicherzellen-Transistors 208 gekoppelt, dessen erster Source-/Drain-Anschluss 208a mit dem zweiten Source-/Drain- Anschluss 214b des ersten Steuer-Transistors 214 gekoppelt ist. Der erste Source-/Drain-Anschluss 214a des ersten Steuer-Transistors 214 ist mit dem zweiten elektrischen Hilfs-Knoten 223 gekoppelt. The first auxiliary node 222 is coupled to the first source / drain terminal 215 a of the second control transistor 215, and the second source / drain terminal 215 b of the second control transistor 215 is connected to the first source / Drain terminal 211 a of the second PLED memory cell transistor 211 is coupled. The second source / drain terminal 211 b of the second PLED memory cell transistor 211 is coupled to the second source / drain terminal 208 b of the first PLED memory cell transistor 208 . To the second source / drain terminals 208 b, 211 b of the first and second PLED memory cell transistor 208 , 211 , the electrical potential V ACT of the third control voltage 218 is applied. To the gate terminal of the second control transistor 215 and the first control transistor 214 , the electric potential of the first control voltage 216 V REW is applied. The gate terminal of the second PLED memory cell transistor 211 is coupled to an end portion of the second PLED layer sequence 212 , to which the second side electrode 213 , which is at the electrical potential of the second control voltage 217 V PRO, is laterally applied is. The other end portion of the second PLED layer sequence 212 is coupled to the first auxiliary node 222 . Further, the electric potential of the second control voltage 217 V PRO is also applied to the first side electrode 210 of the first nonvolatile memory cell 105 , and the one end portion of the first PLED layer sequence 209 is coupled to the second auxiliary node 223 . The other end section of the first PLED layer sequence 209 is coupled to the gate area of the first PLED memory cell transistor 208 , whose first source / drain terminal 208 a is connected to the second source / drain terminal 214 b of the first control circuit. Transistor 214 is coupled. The first source / drain terminal 214 a of the first control transistor 214 is coupled to the second auxiliary electrical node 223 .

Im Weiteren wird die Funktionalität der Schaltkreis-Anordnung 200 als "nichtflüchtige SRAM-Speicherzelle" beschrieben. Dies erfolgt anhand der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Schaltkreis-Anordnung 200. In the following, the functionality of the circuit arrangement 200 will be described as a "nonvolatile SRAM memory cell". This is done on the basis of the description of the method according to the invention for operating the circuit arrangement 200 .

Gemäß dem Verfahren wird entweder in die SRAM-Speicherzelle 101 Information programmiert, gelesen oder gelöscht, oder es wird in die SRAM-Speicherzelle 101 programmierte Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 zwischengespeichert, oder es wird die SRAM-Speicherzelle 101 abgeschaltet, oder es wird in den Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 zwischengespeicherte Information in die SRAM-Speicherzelle 104 zurückprogrammiert. According to the process is either programmed into the SRAM memory cell 101 information, read or deleted, or is latched in the SRAM memory cell 101 programmed information in the latch circuit 104, or it is turned off, the SRAM memory cell 101, or it will cached information into the latch circuit 104 is programmed back into the SRAM memory cell 104 .

Zunächst wird beschrieben, wie in die SRAM-Speicherzelle 101 Information programmiert, gelesen oder gelöscht wird. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird für diesen Betriebsmodus das elektrische Potential der ersten Steuer- Spannung 216 VREW und das Potential der zweiten Steuer- Spannung 217 VPRO auf das elektrische Massepotential gesetzt. Dann sind sowohl der erste Steuer-Transistor 214 als auch der zweite Steuer-Transistor 215 als auch der erste PLED- Speicherzellen-Transistor 208 als auch der zweite PLED- Speicherzellen-Transistor 211 nichtleitend, so dass die SRAM- Speicherzelle 101 von dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 elektrisch entkoppelt ist. First, how to program, read or erase information into the SRAM memory cell 101 will be described. According to the described embodiment, the electrical potential of the first control voltage 216 V REW and the potential of the second control voltage 217 V PRO is set to the electrical ground potential for this operating mode. Then, both the first control transistor 214 and the second control transistor 215 as well as the first PLED memory cell transistor 208 and the second PLED memory cell transistor 211 are non-conductive, so that the SRAM memory cell 101 from the latch Circuit 104 is electrically decoupled.

In diesem Betriebszustand kann in den ersten Speicher-Knoten 102 bzw. in den zweiten Speicher-Knoten 103 Information eingeschrieben werden. Dazu wird eine derartige elektrische Spannung an die Wort-Leitung 221 angelegt, dass der erste Schalt-Transistor 205 und der zweite Schalt-Transistor 206leitend werden. Ferner wird an die erste Bit-Leitung 219 und an die zweite Bit-Leitung 220 ein derartiges elektrisches Signal angelegt, dass der erste Speicher-Knoten 102 bzw. der zweite Speicher-Knoten 103 auf ein gewünschtes elektrisches Potential gebracht wird. Bei dem Betrieb einer Sechs- Transistor-SRAM-Speicherzelle wird, wie in Fig. 2A gezeigt, häufig auf dem ersten Speicher-Knoten 102 eine vorgegebene Information gespeichert, und es wird auf dem zweiten Speicher-Knoten 103 eine dazu komplementäre Information gespeichert. Obwohl es nicht zwingend erforderlich ist, dass eine zu speichernde Information direkt und zusätzlich komplementär, also redundant, gespeichert wird, wird dies in der Praxis häufig so durchgeführt, um eine besonders hohe Verlässlichkeit der gespeicherten Information zu erreichen und um eine erhöhte Fehlerrobustheit der SRAM-Speicherzelle zu gewährleisten. Wird beispielsweise der erste Speicher- Knoten 102 auf ein "hohes" elektrisches Potential gebracht, so liegt dieses elektrische Potential an den Gate-Anschlüssen des zweiten Flip-Flop-Transistors 202 und des vierten Flip- Flop-Transistors 204. Da der zweite Flip-Flop-Transistor 202 ein p-MOS-Transistor ist, ist in diesem Betriebszustand der zweite Flip-Flop-Transistor 202 nichtleitend, wohingegen der als n-MOS-Transistor ausgebildete vierte Flip-Flop-Transistor 204 leitend ist. Simultan ist der zweite elektrische Speicher-Knoten 103 auf ein "niedriges" elektrisches Potential (d. h. niedriger als das "hohe" elektrische Potential") gebracht, so dass der mit dem zweiten Speicher- Knoten 103 gekoppelte Gate-Anschluss des ersten Flip-Flop- Transistor 201, der als p-MOS-Transistor ausgebildet ist, elektrisch leitend ist, wohingegen der mit dem zweiten Speicher-Knoten 103 gekoppelte Gate-Anschluss des dritten Flip-Flop-Transistor 203, der als n-MOS-Transistor ausgebildet ist, sperrt. Aufgrund der beschriebenen Leitfähigkeitszustände der ersten bis vierten Flip-Flop- Transistoren 201 bis 204 ist der erste Speicher-Knoten 102 über den ersten Flip-Flop-Transistor 201 mit dem elektrischen Potential VDD 107 der Versorgungsspannungsquelle gekoppelt, wohingegen an den zweiten Speicher-Knoten 103 über den leitenden vierten Flip-Flop-Transistor 204 das elektrische Massepotential VSS 108 angelegt ist. Wird das elektrische Potential an der Wort-Leitung 221 abgeschaltet, so dass die ersten und zweiten Schalt-Transistoren 205, 206 elektrisch nichtleitend werden, so ist die eingeprägte Information dauerhaft in dem ersten Speicher-Knoten 102 und als Komplementär-Information in dem zweiten Speicher-Knoten 103 gespeichert. In this operating state, information can be written into the first memory node 102 or into the second memory node 103 . For this purpose, such an electrical voltage is applied to the word line 221 that the first switching transistor 205 and the second switching transistor 206 become conductive. Further, to the first bit line 219 and the second bit line 220 , such an electrical signal is applied that the first memory node 102 and the second memory node 103 are brought to a desired electrical potential. In the operation of a six-transistor SRAM memory cell, as shown in FIG. 2A, a predetermined information is frequently stored on the first memory node 102 , and information complementary thereto is stored on the second memory node 103 . Although it is not absolutely necessary for information to be stored to be stored directly and additionally as complementary, that is to say redundantly, in practice this is often carried out in such a way as to achieve particularly high reliability of the stored information and to increase the error robustness of the SRAM. To ensure memory cell. If, for example, the first memory node 102 is brought to a "high" electrical potential, then this electrical potential is applied to the gate terminals of the second flip-flop transistor 202 and the fourth flip-flop transistor 204 . Since the second flip-flop transistor 202 is a p-MOS transistor, in this operating state, the second flip-flop transistor 202 is non-conductive, whereas formed as n-MOS transistor fourth flip-flop transistor 204 is conductive. Simultaneously, the second electrical memory node 103 is brought to a "low" electrical potential (ie lower than the "high" electrical potential "), so that the gate terminal of the first flip-flop coupled to the second memory node 103 Transistor 201 , which is formed as a p-type MOS transistor, is electrically conductive, whereas the coupled to the second memory node 103 gate terminal of the third flip-flop transistor 203 , which is formed as an n-type MOS transistor blocks Due to the described conductivity states of the first to fourth flip-flop transistors 201 to 204 , the first memory node 102 is coupled via the first flip-flop transistor 201 to the electrical potential V DD 107 of the supply voltage source, whereas to the second memory Node 103 is applied via the conductive fourth flip-flop transistor 204, the electrical ground potential V SS 108. If the electrical potential at the word line 221 is turned off, s o that the first and second switching transistors 205 , 206 become electrically non-conductive, the impressed information is permanently stored in the first memory node 102 and as complementary information in the second memory node 103 .

Um diese Information auszulesen, wird an die Wort-Leitung 221 ein derartiges elektrisches Signal angelegt, dass dadurch der erste und der zweite Schalt-Transistor 205, 206 leitend werden. Dadurch fließt von dem ersten Speicher-Knoten 102 in die erste Bit-Leitung 219 ein solcher elektrischer Strom, der für den Ladungszustand und für die gespeicherte Information des ersten Speicher-Knotens 102 charakteristisch ist. Analog fließt von dem zweiten Speicher-Knoten 103 über den zweiten Schalt-Transistor 206 in die zweite Bit-Leitung 220 ein solcher elektrischer Strom, der für die in dem zweiten Speicher-Knoten 103 gespeicherte Information charakteristisch ist. To read this information, an electrical signal is applied to the word line 221 such that the first and second switching transistors 205 , 206 become conductive. As a result, such an electric current flows from the first memory node 102 into the first bit line 219 that is characteristic for the state of charge and for the stored information of the first memory node 102 . Analogously, from the second memory node 103 via the second switching transistor 206 into the second bit line 220 , such an electrical current is characteristic of the information stored in the second memory node 103 .

Allerdings geht die in dem ersten und zweiten Speicher-Knoten 102, 103 gespeicherte Information verloren, wenn die elektrische Versorgungsspannung VDD 107 abgeschaltet wird. Vor einem Verlorengehen der Information ist, wie im Weiteren beschrieben wird, die Schaltkreis-Anordnung 200 geschützt. However, the information stored in the first and second memory nodes 102 , 103 is lost when the power supply voltage V DD 107 is turned off. Before information is lost, as will be described later, the circuit arrangement 200 is protected.

Vor dem Abschalten der Versorgungsspannung 107 kann die in der SRAM-Speicherzelle 101 programmierte Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 zwischengespeichert werden. Before switching off the supply voltage 107 , the information programmed in the SRAM memory cell 101 can be buffered in the latch circuit 104 .

Dies erfolgt erfindungsgemäß, indem in die SRAM-Speicherzelle 101 programmierte Information in dem Zwischenspeicher- Schaltkreis 104 zwischengespeichert wird, indem ein erstes elektrisches Potential, auf dem der erste Speicher-Knoten 102befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 bereitgestellt wird, dass die erste nichtflüchtige Speicherzelle 105 dadurch dauerhaft in einen ersten Ladungszustand gebracht wird. Darüber hinaus wird die in die SRAM-Speicherzelle 101 programmierte Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 zwischengespeichert, indem ein zweites elektrisches Potential, auf dem der zweite Speicher-Knoten 103 befindlich ist, derart der damit gekoppelten zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 bereitgestellt wird, dass die zweite nichtflüchtige Speicherzelle 106 dadurch dauerhaft in einen zweiten Ladungszustand gebracht wird. This is done according to the invention by caching information programmed into the SRAM memory cell 101 in the latch circuit 104 by providing a first electrical potential on which the first memory node 102 is located to the nonvolatile memory cell 105 coupled thereto the first non-volatile memory cell 105 is thereby permanently brought into a first state of charge. In addition, the information programmed into the SRAM memory cell 101 is latched in the latch circuit 104 by providing a second electric potential on which the second memory node 103 is located to the second nonvolatile memory cell 106 coupled therewith second nonvolatile memory cell 106 is thereby permanently brought into a second state of charge.

In dieser Datensicherungsphase wird die SRAM-Speicherzelle 101 nicht mehr mit Information beschrieben, das heißt, dass an die Wort-Leitung 221 kein elektrisches Signal angelegt ist. In diesem Betriebszustand ist das Potential VREW der ersten Steuer-Spannung 216 weiterhin auf einen logischen Wert "0", wohingegen das elektrische Potential VPRO der zweiten Steuer-Spannung 217 auf einen logischen Wert "1" gebracht wird. Dadurch werden die erste Seiten-Gate-Elektrode 210 und die zweite Seiten-Gate-Elektrode 213 auf ein derartiges elektrisches Potential gebracht, dass die erste PLED- Schichtenfolge 209 und die zweite PLED-Schichtenfolge 212 einen Stromfluss in gemäß Fig. 2A horizontaler Richtung erlauben, so dass die in dem ersten Speicher-Knoten 102 gespeicherte Information bzw. Ladung durch die erste PLED- Schichtenfolge 209 auf einen ersten Zwischenspeicher-Knoten 224 fließt, der mit Gate-Anschluss des ersten PLED- Speicherzellen-Transistors 208 gekoppelt ist. Analog fließt die auf dem zweiten Speicher-Knoten 103 gespeicherte Information durch die elektrisch leitfähige zweite PLED- Schichtenfolge 212 auf einen zweiten Zwischenspeicher-Knoten 225, der mit dem Gate-Anschluss des zweiten PLED- Speicherzellen-Transistors 211 gekoppelt ist. Eine Rückkopplung ist währenddessen unterbrochen, da das elektrische Potential VREW der ersten Steuer-Spannung 216 auf einem logischen Wert "0" ist. In diesem Betriebszustand ist ferner das elektrische Potential VACT der dritten Steuer- Spannung 218 auf einem logischen Wert "0". In this backup phase, the SRAM memory cell 101 is no longer described with information, that is, no electrical signal is applied to the word line 221 . In this operating state, the potential V REW of the first control voltage 216 is still at a logical value "0", whereas the electric potential V PRO of the second control voltage 217 is brought to a logical value "1". As a result, the first side gate electrode 210 and the second side gate electrode 213 are brought to such an electrical potential that the first PLED layer sequence 209 and the second PLED layer sequence 212 allow a current flow in the horizontal direction according to FIG. 2A such that the information or charge stored in the first memory node 102 flows through the first PLED layer sequence 209 to a first latch node 224 that is coupled to the gate terminal of the first PLED memory cell transistor 208 . Analogously, the information stored on the second memory node 103 flows through the electrically conductive second PLED layer sequence 212 to a second latch node 225 , which is coupled to the gate terminal of the second PLED memory cell transistor 211 . Meanwhile, a feedback is interrupted because the electric potential V REW of the first control voltage 216 is at a logical value "0". In this operating state, further, the electric potential V ACT of the third control voltage 218 is at a logical value "0".

Wenn die zuvor auf dem ersten und zweiten Speicher-Knoten 102, 103 gespeicherte Information/Komplementärinformation auf den ersten bzw. zweiten Zwischenspeicher-Knoten 224, 225 zwischengespeichert ist, kann der Energiesparmodus eingeleitet werden. Dazu wird die Versorgungsspannungsquelle abgeschaltet, und es wird das Signal der zweiten Steuer- Spannung 217 auf einen logischen Wert "0" gebracht, wodurch an der ersten und zweiten Seiten-Elektrode 210, 213 das elektrische Potential so eingestellt wird, dass die erste PLED-Schichtenfolge 209 bzw. die zweite PLED-Schichtenfolge 212 elektrisch nichtleitend werden. Dadurch ist ein Abfließen der in dem ersten bzw. des zweiten Zwischenspeicher-Knoten 224, 225 gespeicherten Ladung vermieden. In diesem Betriebszustand ist die SRAM-Speicherzelle 101 abgeschaltet, und die Information dauerhaft, das heißt anschaulich mit einer ausreichend hohen Haltezeit, auf dem ersten bzw. zweiten Zwischenspeicher-Knoten 224, 225 der nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 gespeichert. When the information / complementary information previously stored on the first and second memory nodes 102 , 103 is latched onto the first and second latch nodes 224 , 225, respectively, the power saving mode may be initiated. For this purpose, the supply voltage source is switched off, and the signal of the second control voltage 217 is brought to a logic value "0", whereby at the first and second side electrodes 210 , 213, the electrical potential is set so that the first PLED- Layer sequence 209 and the second PLED layer sequence 212 are electrically non-conductive. This prevents the charge stored in the first or the second buffer node 224 , 225 from flowing away. In this operating state, the SRAM memory cell 101 is switched off, and the information is stored permanently, that is to say clearly with a sufficiently high hold time, on the first or second buffer node 224 , 225 of the nonvolatile memory cells 105 , 106 .

In diesem Energiesparmodus, auch Power-Down-Modus genannt, sind alle elektrischen Signale deaktiviert. Auf den internen PLED-Speicherzellen 105, 106 sind die Daten dauerhaft gespeichert. Die SRAM-Speicherzelle 101 verbraucht keinerlei Verlustleistung, da an ihren Knoten keine Potentialdifferenzen mehr anliegen. In this energy-saving mode, also called power-down mode, all electrical signals are deactivated. The data is stored permanently on the internal PLED memory cells 105 , 106 . The SRAM memory cell 101 does not consume any power loss since there are no potential differences at its node.

In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß dem Verfahren zum Betreiben der Schaltkreis-Anordnung 200 wird die in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 zwischengespeicherte Information in den SRAM-Speicher 101 zurückprogrammiert. In a further method step according to the method for operating the circuit arrangement 200 , the information temporarily stored in the latch circuit 104 is programmed back into the SRAM memory 101 .

Das Zurückprogrammieren der in dem Zwischenspeicher- Schaltkreis 104 zwischengespeicherten Information in den SRAM-Speicher 101 erfolgt, indem unter Verwendung des Ladungszustands der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 der erste Speicher-Knoten 102 auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem der erste Speicher-Knoten 102 vor dem Zwischenspeichern der in der SRAM-Speicherzelle 101 programmierten Information in den Zwischenspeicher- Schaltkreis 104 befindlich war, und erfolgt, indem unter Verwendung des Ladungszustands der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 der zweite Speicher-Knoten 103 auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem der zweite Speicher-Knoten 103 vor dem Zwischenspeichern der in der SRAM-Speicherzelle 101 programmierten Informationen in den Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 befindlich war. Unter dem Ladungszustand wird die auf den ersten und zweiten Zwischenspeicher-Knoten 224 bzw. 225 gespeicherte elektrische Ladung verstanden. The reprogramming of the information cached in the latch circuit 104 into the SRAM memory 101 is performed by bringing the first memory node 102 to the electric potential on which the first memory node 102 is using the state of charge of the first nonvolatile memory cell 105 prior to caching the information programmed in the SRAM memory cell 101 into the latch circuit 104 , and by using the state of charge of the second nonvolatile memory cell 106, the second memory node 103 is brought to the electric potential on which the second memory node 103 was prior to caching the information programmed in SRAM memory cell 101 into latching circuit 104 . By the state of charge is meant the electrical charge stored on the first and second latch nodes 224 and 225, respectively.

Das Zurückschreiben der Daten aus den nichtflüchtigen PLED- Speicherzellen 105, 106 beginnt mit dem Reaktivieren der Versorgungsspannung VDD 107 der SRAM-Speicherzelle 104. Da die auf dem ersten Zwischenspeicher-Knoten 224 und die auf dem zweiten Zwischenspeicher-Knoten 225 gespeicherte Information komplementär zueinander ist, ist entsprechend der eingespeicherten Information entweder der erste PLED- Speicherzellen-Transistor 208 oder der zweite PLED- Speicherzellen-Transistor 211 elektrisch leitend. Das Aktivieren eines Rückschreibsignals VREW bringt den ersten und den zweiten Steuer-Transistor 214, 215 in einen leitenden Zustand und stellt eine Kopplung her zwischen dem elektrischen Potential der dritten Steuer-Spannung 218 und einem der beiden Speicher-Knoten 102 oder 103, je nachdem, welche Information in den nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 zwischengespeichert ist. Mittels Auswählens eines entsprechenden elektrischen Potentials VACT als dritte Steuer- Spannung 218 kann die Spannung zwischen den beiden Source- /Drain Anschlüssen des jeweils geöffneten Transistors 208 oder 211 so eingestellt werden, dass die Unsymmetrie an den Speicher-Knoten 102, 103 der SRAM-Speicherzelle 101 ausreichend hoch ist und das Zurückschreiben mit einem verstärkten Signal erfolgt. Im Idealfall erfolgt das Setzen des SRAM-Flip-Flops (gebildet aus den vier Flip-Flop- Transistoren 201 bis 204) auf der ansteigenden Flanke der reaktivierten Versorgungsspannung VDD 107. Da die Programmierspannung VPRO der zweiten Steuer-Spannung 217 auf einem logischen Wert "0" ist, bleibt der Speicherinhalt der nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 erhalten, so dass ein verlustfreies Umspeichern der Information realisiert ist. Wenn sich die in der SRAM-Speicherzelle 101 gespeicherte Information über mehrere Verfahrenszyklen nicht verändert, wird in aufeinanderfolgenden Zyklen lediglich der für die Verlustleistungsbilanz zu vernachlässigende Anteil der verloren gegangenen Ladungsanteile auf dem PLED- Zwischenspeicher-Knoten 224 bzw. 225 ergänzt. The writing back of the data from the nonvolatile PLED memory cells 105 , 106 begins with the reactivation of the supply voltage V DD 107 of the SRAM memory cell 104 . Since the information stored on the first latch node 224 and the one on the second latch node 225 is complementary to each other, either the first PLED memory cell transistor 208 or the second PLED memory cell transistor 211 is electrically conductive in accordance with the stored information. The activation of a write-back signal V REW places the first and second control transistors 214 , 215 in a conductive state and couples between the electrical potential of the third control voltage 218 and one of the two memory nodes 102 or 103 , as the case may be which information is cached in the nonvolatile memory cells 105 , 106 . By selecting a corresponding electrical potential V ACT as a third control voltage 218 , the voltage between the two source / drain terminals of the respectively opened transistor 208 or 211 can be set so that the unbalance at the memory node 102 , 103 of the SRAM Memory cell 101 is sufficiently high and the write back takes place with an amplified signal. Ideally, the setting of the SRAM flip-flop (formed from the four flip-flop transistors 201 to 204 ) takes place on the rising edge of the reactivated supply voltage V DD 107 . Since the program voltage V PRO of the second control voltage 217 is at a logical value "0", the memory contents of the nonvolatile memory cells 105 , 106 are maintained, so that lossless information is stored. If the information stored in the SRAM memory cell 101 does not change over several process cycles, only the portion of the lost charge components on the PLED latch nodes 224 or 225, which is negligible for the power loss balance, is added in successive cycles.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 2B eine perspektivische Ansicht einer praktischen Realisierung der in Fig. 2A gezeigten Schaltkreis-Anordnung 200 beschrieben. Entsprechende Elemente sind in Fig. 2B mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie in Fig. 2A. Es ist anzumerken, dass in Fig. 2B zum Zwecke einer übersichtlichen Darstellung elektrisch isolierende Bereiche, die eine mechanische Stabilisierung und eine elektrische Entkopplung der elektrisch leitfähigen Komponenten der als integrierten Schaltkreis ausgebildeten Schaltkreis-Anordnung 200 voneinander bewirken, nicht gezeigt sind. Hereinafter, referring to FIG. 2B, a perspective view of a practical realization of the circuit arrangement 200 shown in FIG. 2A will be described. Corresponding elements are provided in Fig. 2B with the same reference numerals as in Fig. 2A. It should be noted that in FIG. 2B, for the sake of clarity, electrically insulating portions which cause mechanical stabilization and electrical decoupling of the electrically conductive components of the integrated circuit circuit arrangement 200 from each other are not shown.

Infolge der überlagernden Darstellung der Einzelkomponenten der Schaltkreis-Anordnung 200 aus Fig. 2B ist die genaue Struktur und Kopplung der Transistoren 201 bis 206, 208, 211, 214, 215 nicht für jeden einzelnen der Transistoren genau ersichtlich. Diesbezüglich sei auf die Ausführungen hinsichtlich des Herstellens eines ebenfalls als integrierten Schaltkreis ausgebildeten anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltkreis-Anordnung verwiesen, welches Herstellungsverfahren in Zusammenhang mit Fig. 3B bis Fig. 3G beschrieben wird. Due to the superimposed representation of the individual components of the circuit arrangement 200 of FIG. 2B, the exact structure and coupling of the transistors 201 to 206 , 208 , 211 , 214 , 215 is not clearly apparent to each one of the transistors. Of establishing whether this regard to the remarks made with respect to a likewise designed as an integrated circuit another embodiment of the inventive circuit arrangement, which production method is described in connection with Fig. 3B to Fig. 3G.

In Fig. 2B sind ein erstes und zweites Kopplungsmittel 230, 231 zum elektrischen Koppeln der Gate-Anschlüsse des ersten und zweiten Schalt-Transistors 205, 206 mit der Wort-Leitung 221 gezeigt. Das erste Kopplungsmittel 230 ist aus Polysilizium hergestellt, wohingegen das zweite Kopplungsmittel aus einem geeigneten metallischen Material hergestellt ist. Die Komponenten der Schaltkreis-Anordnung 200 sind auf einer elektrisch isolierenden Siliziumdioxid- Grundschicht 232 ausgebildet, welche auf einem Silizium- Substrat (nicht gezeigt) abgeschieden ist. Auf der Siliziumdioxid-Grundschicht 232 ist eine weitere Silizium- Schicht (wahlweise auch eine Silizid-Schicht) angeordnet, so dass das Silizium-Substrat, die Siliziumdioxid-Grundschicht 232 und das darauf angeordnete Silizium eine SOI- Schichtenfolge ("silicon on insulator") bilden. Mittels Strukturierens der oberen Silizium-Schicht der SOI- Schichtenfolge ist ein drittes Kopplungsmittel 233 ausgebildet, mittels welchem der zweite Source-/Drain- Anschluss 205b des ersten Schalt-Transistors 205, der erste Source-/Drain-Anschluss 203a des dritten Flip-Flop- Transistors 203, der erste Source-/Drain-Anschluss 201a des ersten Flip-Flop-Transistors 201, und der erste Source-/Drain-Anschluss 214a des ersten Steuer-Transistors 214 miteinander elektrisch gekoppelt sind. Ferner ist mittels des dritten Kopplungsmittels 233 der erste Source-/Drain- Anschluss 214a des ersten Steuer-Transistors 214 mit einer Mesa-Struktur 234 gekoppelt. Eine Mesa-Struktur ist eine Schicht-Anordnung aus mehreren Einzelschichten, in welche mittels selektiven Ätzens Insel-Bereiche strukturiert sind, so dass dadurch integrierte Bauelemente ausgebildet sind. Bezugnehmend auf die Schaltkreis-Anordnung 200 sind mittels der Mesa-Struktur 234 die erste PLED-Schichtenfolge 209 und die zweite PLED-Schichtenfolge 212 ausgebildet. In Fig. 2B, first and second coupling means 230 , 231 for electrically coupling the gate terminals of the first and second switching transistors 205 , 206 with the word line 221 are shown. The first coupling means 230 is made of polysilicon, whereas the second coupling means is made of a suitable metallic material. The components of the circuit arrangement 200 are formed on an electrically insulating silicon dioxide base layer 232 , which is deposited on a silicon substrate (not shown). An additional silicon layer (optionally also a silicide layer) is arranged on the silicon dioxide base layer 232 so that the silicon substrate, the silicon dioxide base layer 232 and the silicon arranged thereon have an SOI layer sequence ("silicon on insulator"). form. By means of structuring the upper silicon layer of the SOI layer sequence, a third coupling means 233 is formed, by means of which the second source / drain terminal 205 b of the first switching transistor 205 , the first source / drain terminal 203 a of the third flip -Flop- transistor 203 , the first source / drain terminal 201 a of the first flip-flop transistor 201 , and the first source / drain terminal 214 a of the first control transistor 214 are electrically coupled together. Furthermore, by means of the third coupling means 233, the first source / drain terminal 214 a of the first control transistor 214 is coupled to a mesa structure 234 . A mesa structure is a layer arrangement of a plurality of individual layers, in which island areas are structured by means of selective etching, so that integrated components are thereby formed. Referring to the circuit arrangement 200 , the first PLED layer sequence 209 and the second PLED layer sequence 212 are formed by means of the mesa structure 234 .

Es ist anzumerken, dass der erste PLED-Speicherzellen- Transistor 208 und der zweite PLED-Speicherzellen-Transistor 211 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht als Vertikal-Transistoren ausgebildet sind. Wie in Fig. 2B gezeigt, sind die beiden Source-/Drain-Anschlüsse 208a, 208b des ersten PLED-Speicherzellen-Transistors 208 in Oberflächen-Bereichen der Mesa-Struktur 234 ausgebildet. Der Gate-Anschluss des ersten PLED-Speicherzellen-Transistors 208 ist zwischen der Mesa-Struktur 234 und der ersten PLED- Schichtenfolge 209 und zwischen den Source-/Drain-Anschlüssen 208a, 208b angeordnet und in Fig. 2B nicht separat dargestellt. Gemäß Fig. 2B verläuft daher der Kanal- Bereich des ersten PLED-Speicherzellen-Transistors 208 horizontal. Für den zweiten PLED-Speicherzellen-Transistor 211, von dem in Fig. 2B nur der zweite Source-/Drain-Anschluss 211b gezeigt ist, wohingegen die anderen Komponenten verdeckt sind, gilt Entsprechendes. It should be noted that the first PLED memory cell transistor 208 and the second PLED memory cell transistor 211 according to the described embodiment are not formed as vertical transistors. As shown in FIG. 2B, the two source / drain terminals 208 a, 208 b of the first PLED memory cell transistor 208 are formed in surface areas of the mesa structure 234 . The gate terminal of the first PLED memory cell transistor 208 is arranged between the mesa structure 234 and the first PLED layer sequence 209 and between the source / drain terminals 208 a, 208 b and is not shown separately in FIG. 2B. Thus, referring to FIG. 2B, the channel region of the first PLED memory cell transistor 208 is horizontal. The same applies to the second PLED memory cell transistor 211 , of which only the second source / drain connection 211 b is shown in FIG. 2B, whereas the other components are concealed.

Der erste Steuer-Transistor 214 ist, wie in Fig. 2B teilweise gezeigt, als eine Art Vertikal-Transistor ausgebildet. Wie in Fig. 2B gezeigt, sind die beiden Source-/Drain-Anschlüsse 214a, 214b in unterschiedlichen Schichtebenen ausgebildet und sind zusätzlich auch in horizontaler Richtung gegeneinander versetzt. Mittels des dritten Kopplungsmittels 233 ist der erste Source-/Drain-Bereich 214a mit einer gemäß Fig. 2B linken Seitenwand der Mesa-Struktur 234 gekoppelt. Eine Gate- isolierende Schicht ist auf der Seitenwand der Mesa-Struktur 234 zwischen den beiden Source-/Drain-Anschlüssen 214a, 214b vorgesehen. Auf der Gate-isolierenden Schicht ist seitlich der Gate-Anschluss des ersten Steuer-Transistors 214 angeordnet (nicht gezeigt), in Kopplung mit einem fünfzehnten Kopplungsmittel 246, mittels welchem an den Gate-Anschluss des ersten Steuer-Transistors 214 das Potential VREW anlegbar ist. In ähnlicher Weise ist der in Fig. 2B größtenteils verdeckte zweite Steuer-Transistor 215 ausgebildet. The first control transistor 214 is, as partially shown in FIG. 2B, formed as a kind of vertical transistor. As shown in Fig. 2B, the two source / drain terminals 214 a, 214 b are formed in different layer planes and are additionally offset in the horizontal direction against each other. By means of the third coupling means 233 , the first source / drain region 214 a is coupled to a left side wall of the mesa structure 234 according to FIG. 2B. A gate insulating layer is provided on the sidewall of the mesa structure 234 between the two source / drain terminals 214a , 214b . On the gate insulating layer, the gate terminal of the first control transistor 214 is laterally disposed (not shown), in coupling with a fifteenth coupling means 246 , by means of which the potential V REW can be applied to the gate terminal of the first control transistor 214 is. Similarly, the second control transistor 215 , which is largely hidden in FIG. 2B, is formed.

Der erste Source-/Drain-Anschluss 208a des ersten PLED- Speicherzellen-Transistors 208 und der zweite Source-/Drain- Anschluss 214b des ersten Steuer-Transistors 214 sind einstückig ausgebildet. The first source / drain terminal 208 a of the first PLED memory cell transistor 208 and the second source / drain terminal 214 b of the first control transistor 214 are formed integrally.

Ferner ist mittels eines vierten Kopplungsmittels 235 der zweite Source-/Drain Bereich 206b des zweiten Schalt- Transistors 206 mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 204a des vierten Flip-Flop-Transistors 204, mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 202a des zweiten Flip-Flop- Transistors 202 und mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 215a des zweiten Steuer-Transistors 215 gekoppelt. Ferner ist in Fig. 2B ein fünftes Kopplungsmittel 236 gezeigt, mittels dem der erste Source-/Drain-Anschluss 205a des ersten Schalt- Transistors 205 mit der ersten Bit-Leitung 219 gekoppelt ist. Der erste Source-/Drain-Anschluss 206a des zweiten Schalt- Transistors 206 ist mittels eines sechsten Kopplungsmittels 237 mit der zweiten Bit-Leitung 220 gekoppelt. Mittels eines siebten Kopplungsmittels 238 aus Polysilizium sind der Gate- Anschluss des dritten Flip-Flop-Transistors 203, der Gate- Anschluss des ersten Flip-Flop-Transistors 201 und der zweite Source-/Drain-Anschluss 206b des zweiten Schalt-Transistors 206 gekoppelt. Mittels eines achten Kopplungsmittels 239 sind die Gate-Anschlüsse des zweiten Flip-Flop-Transistors 202 und des vierten Flip-Flop-Transistors 204 miteinander sowie mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 205b des ersten Schalt- Transistors 205 gekoppelt. Ferner ist ein neuntes Kopplungsmittel 240 vorgesehen, mittels dem der zweite Source-/Drain-Anschluss 203b des dritten Flip-Flop- Transistors 203 und der zweite Source-/Drain-Anschluss 204b des vierten Flip-Flop-Transistors 204 miteinander gekoppelt sind, und mittels dem an die genannten Anschlüsse das Massepotential 108 anlegbar ist. Mittels eines zehnten Kopplungsmittels 241 sind die zweiten Source-/Drain Anschlüsse 201b, 202b des ersten und des zweiten Flip-Flop- Transistors 201, 202 miteinander gekoppelt, und mittels des zehnten Kopplungsmittels 241 ist an die genannten Anschlüsse das elektrische Potential VDD der Versorgungsspannung 107 anlegbar. Ferner ist ein elftes Kopplungsmittel 242 bereitgestellt, mittels dem die erste Seiten-Elektrode 210 und die zweite Seiten-Elektrode 213 ausgebildet sind, wobei das elfte Kopplungsmittel 242 aus Polysilizium-Material mit einem zwölften Kopplungsmittel 243 aus einem metallischen Material gekoppelt ist, mittels welchem zwölften Kopplungsmittel 243 die Seiten-Gate-Elektroden 210, 213 mit der Spannungsquelle zum Bereitstellen der zweiten Steuer- Spannung 217 koppelbar ist. Furthermore, by means of a fourth coupling means 235, the second source / drain region 206 b of the second switching transistor 206 is connected to the first source / drain connection 204 a of the fourth flip-flop transistor 204 , to the first source / drain. Terminal 202 a of the second flip-flop transistor 202 and to the first source / drain terminal 215 a of the second control transistor 215 is coupled. Furthermore, a fifth coupling means 236 is shown in FIG. 2B, by means of which the first source / drain terminal 205 a of the first switching transistor 205 is coupled to the first bit line 219 . The first source / drain terminal 206 a of the second switching transistor 206 is coupled to the second bit line 220 by means of a sixth coupling means 237 . By means of a seventh coupling means 238 of polysilicon are the gate terminal of the third flip-flop transistor 203 , the gate terminal of the first flip-flop transistor 201 and the second source / drain terminal 206 b of the second switching transistor 206th coupled. By means of an eighth coupling means 239 , the gate terminals of the second flip-flop transistor 202 and the fourth flip-flop transistor 204 are coupled to each other and to the second source / drain terminal 205 b of the first switching transistor 205 . Furthermore, a ninth coupling means 240 is provided, by means of which the second source / drain terminal 203 b of the third flip-flop transistor 203 and the second source / drain terminal 204 b of the fourth flip-flop transistor 204 are coupled together , And by means of which the ground potential 108 can be applied to said terminals. By means of a tenth coupling means 241 , the second source / drain terminals 201 b, 202 b of the first and second flip-flop transistors 201 , 202 are coupled together, and by means of the tenth coupling means 241 is connected to said terminals, the electrical potential V DD the supply voltage 107 can be applied. Further, an eleventh coupling means 242 is provided, by means of which the first side electrode 210 and the second side electrode 213 are formed, the eleventh coupling means 242 of polysilicon material being coupled to a twelfth coupling means 243 of a metallic material, by means of which twelfth Coupling means 243, the side gate electrodes 210 , 213 with the voltage source for providing the second control voltage 217 is coupled.

Ferner sind die erste PLED-Schichtenfolge 209 und die zweite PLED-Schichtenfolge 212 in Fig. 2B gezeigt. Der erste Source-/Drain-Anschluss 214a des ersten Steuer-Transistors 214 ist über ein dreizehntes Kopplungsmittel 244 mit einem Endabschnitt der ersten PLED-Schichtenfolge 209 gekoppelt. Über ein vierzehntes Kopplungsmittel 245, das in Fig. 2B größtenteils von der ersten Bit-Leitung 219 verdeckt ist und eine ähnliche Struktur aufweist wie das dreizehnte Kopplungsmittel 244, ist der erste Source-/Drain-Anschluss 215a des zweiten Steuer-Transistors 215 mit einem Endabschnitt der zweiten PLED-Schichtenfolge 212 gekoppelt. Mittels des fünfzehnten Kopplungsmittels 246 aus Polysilizium und mittels eines sechzehnten Kopplungsmittels 247 aus einem geeigneten metallischem Material sind die Gate-Anschlüsse des ersten Steuer-Transistors 214 und des zweiten Steuer- Transistors 215 miteinander gekoppelt und ist an beide Gate- Anschlüsse das von der ersten Steuer-Spannung 216 bereitgestellte Potential anlegbar. Ferner ist mittels eines siebzehnten Kopplungsmittels 248 der zweite Source-/Drain- Anschluss 208b des ersten PLED-Speicherzellen-Transistors 208 mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 211b des zweiten PLED-Speicherzellen-Transistors 211 gekoppelt, und es ist das elektrische Potential der dritten Steuer-Spannung 218 an die genannten Anschlüsse anlegbar. Die genannten Kopplungsmittel sind in Fig. 2A mit Bezugszeichen versehen. Furthermore, the first PLED layer sequence 209 and the second PLED layer sequence 212 are shown in FIG. 2B. The first source / drain terminal 214 a of the first control transistor 214 is coupled via a thirteenth coupling means 244 to an end portion of the first PLED layer sequence 209 . Via a fourteenth coupling means 245 , which in FIG. 2B is largely hidden by the first bit line 219 and has a similar structure to the thirteenth coupling means 244 , the first source / drain terminal 215a of the second control transistor 215 is also shown an end portion of the second PLED layer sequence 212 is coupled. By means of the fifteenth polysilicon coupling means 246 and by means of a sixteenth coupling means 247 of a suitable metallic material, the gate terminals of the first control transistor 214 and the second control transistor 215 are coupled together and to both gate terminals that of the first control Voltage 216 provided potential applied. Further, by means of a seventeenth coupling means 248, the second source / drain terminal 208 b of the first PLED memory cell transistor 208 to the second source / drain terminal 211 b of the second PLED memory cell transistor 211 is coupled, and it is the electrical potential of the third control voltage 218 can be applied to said terminals. The mentioned coupling means are provided in Fig. 2A with reference numerals.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 2C eine Layout- Draufsicht der Schaltkreis-Anordnung 200 gemäß der in Fig. 2C gezeigten Realisierung beschrieben. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Hereinafter, referring to FIG. 2C, a layout plan view of the circuit arrangement 200 according to the implementation shown in FIG. 2C will be described. The same components are provided with the same reference numbers.

Wie in Fig. 2C gezeigt, ist die Ausdehnung der Schaltkreis- Anordnung 200 in gemäß Fig. 2C horizontaler Richtung 7 F, wohingegen die Ausdehnung der Schaltkreis-Anordnung 200 in gemäß Fig. 2C vertikaler Richtung 11.5 F ist. Daraus resultiert ein Flächenbedarf der Schaltkreis-Anordnung 200 von 7 F × 11.5 F = 80.5 F2. As shown in Fig. 2C, the extent of the circuit arrangement 200 in FIG. 2C horizontal direction 7 F, whereas the extent of the circuit arrangement 200 in FIG. 2C vertical direction is 11.5 F. This results in an area requirement of the circuit arrangement 200 of 7 F × 11.5 F = 80.5 F 2 .

In Fig. 2C sind die n-MOS-Vertikal-Transistoren als Balken und die p-MOS-Vertikal-Transistoren als Doppelbalken dargestellt. Erste Polysilizium-Elemente 250 und zweite Polysilizium- Elemente 260 sind in der Legende von Fig. 2C definiert. Ferner sind Silizid-Bereiche in der Legende von Fig. 2C mit Bezugsziffer 270 versehen. Darüber hinaus ist in der Legende von Fig. 2C die Darstellung der Mesa-Strukturen 234 definiert. Metall-Kontaktierungen in einer zu der Papierebene von Fig. 2C orthogonalen Richtung sind mit Kreuzen 280, 281, 282 gekennzeichnet. Es ist anzumerken, dass in der Layout-Ansicht von Fig. 2C insbesondere das mittels eines selbstjustierenden Prozesses ausgebildete fünfzehnte Kopplungsmittel 246 nur schematisch gezeigt ist. In Fig. 2C, the n-MOS vertical transistors are shown as bars and the p-MOS vertical transistors as double bars. First polysilicon elements 250 and second polysilicon elements 260 are defined in the legend of FIG. 2C. Further, silicide regions in the legend of Fig. 2C are designated by reference numeral 270 . Moreover, in the legend of FIG. 2C, the representation of the mesa structures 234 is defined. Metal contacts in a direction orthogonal to the plane of the paper of FIG. 2C are marked with crosses 280 , 281 , 282 . It should be noted that in the layout view of Fig. 2C, in particular, the fifteenth coupling means 246 formed by means of a self-aligning process is shown only schematically.

Zusammenfassend sind bei der Schaltkreis-Anordnung 200 die Vorteile einer Sechs-Transistor-SRAM-Zelle 101 mit den Vorteilen eines PLED-Permanentspeichers 104 kombiniert, wobei eine Optimierung der Zellstruktur und des Layouts erreicht ist, wodurch eine Schaltkreis-Anordnung mit einer rechteckigen Grundfläche mit einem Flächenbedarf von 80.5 F2 auf der Oberfläche eines Substrats erhalten wird. Es ist anzumerken, das die Herstellung der vertikaler MOSFETs nicht notwendigerweise gemäß dem in [10] beschriebenen Verfahren, sondern auch gemäß einem kompatiblen alternativen Verfahren durchgeführt werden kann. Die Wahl des Herstellungsverfahrens der Vertikal-Transistoren der nichtflüchtigen Speicherzellen des Zwischenspeicher-Schaltkreises hängt davon ab, welche Art von nichtflüchtigen Speichern für den Zwischenspeicher- Schaltkreis der erfindungsgemäßen Schaltkreis-Anordnung verwendet wird. Das Ausbilden kann wahlweise vor, nach oder zeitlich simultan mit den Vertikal-Transistoren der SRAM- Speicherzelle erfolgen. In summary, in the circuit arrangement 200, the advantages of a six-transistor SRAM cell 101 are combined with the advantages of a PLED permanent memory 104 , wherein an optimization of the cell structure and the layout is achieved, whereby a circuit arrangement with a rectangular base an area requirement of 80.5 F 2 is obtained on the surface of a substrate. It should be noted that the fabrication of the vertical MOSFETs may not necessarily be performed according to the method described in [10], but also according to a compatible alternative method. The choice of the fabrication method of the vertical transistors of the nonvolatile memory cells of the latch circuit depends on which type of nonvolatile memory is used for the latch circuit of the circuit arrangement according to the invention. The forming can optionally take place before, after or in time simultaneously with the vertical transistors of the SRAM memory cell.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 3A eine Schaltkreis- Anordnung 300 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Solche Komponenten, für die in den Schaltkreis-Anordnungen 100 und 200 gemäß der obigen Beschreibung ein entsprechendes Element vorgesehen ist, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In the following, a circuit arrangement 300 according to a second exemplary embodiment of the invention will be described with reference to FIG. 3A. Such components, for which a corresponding element is provided in the circuit arrangements 100 and 200 as described above, are given the same reference numerals.

Bei der Schaltkreis-Anordnung 300 sind die nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 als FRAM-Zellen ("ferroelectric random access memory") ausgebildet. Dies ist in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 aus Fig. 3A dadurch angedeutet, dass die ersten und zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 mit dem Schaltungssymbol einer veränderbaren Kapazität dargestellt sind. Die Funktionalität einer FRAM-Speicherzelle ist oben beschrieben und beruht im Wesentlichen darauf, dass mittels Anlegens eines geeigneten elektrischen Feldes an einen Kondensator mit einem Dielektrikum aus einem ferroelektrischen Material ein permanentes elektrisches Dipolmoment der ferroelektrischen Dielektrika erzeugt wird und auf diese Weise das angelegte elektrische Feld anschaulich "abgespeichert" wird. In the circuit arrangement 300 , the nonvolatile memory cells 105 , 106 are configured as "ferroelectric random access memory" (FRAM) cells. This is indicated in the latch circuit 104 of FIG. 3A in that the first and second non-volatile memory cells 105 , 106 are shown with the circuit symbol of a variable capacitance. The functionality of an FRAM memory cell is described above and is essentially based on that by applying a suitable electric field to a capacitor with a dielectric of a ferroelectric material, a permanent electric dipole moment of the ferroelectric dielectrics is generated and in this way the applied electric field is clear is "saved".

Die SRAM-Speicherzelle 101 der Schaltkreis-Anordnung 300 ist genauso ausgebildet wie jene der Schaltkreis-Anordnung 200. Die Kopplung zwischen der SRAM-Speicherzelle 101 und dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 erfolgt wiederum mittels des ersten Hilfs-Knotens 222 bzw. des zweiten Hilfs-Knotens 223. Der erste Hilfs-Knoten 222 ist mit dem ersten Source-/Drain- Anschluss 301a eines ersten Steuer-Transistors 301 gekoppelt, dessen zweiter Source-/Drain-Anschluss 301b mit dem zweiten Zwischenspeicher-Knoten 225 gekoppelt ist. Der zweite Zwischenspeicher-Knoten 225 ist mit einem Anschluss der als FRAM-Zelle, das heißt als mit einem ferroelektrischen Dielektrikum gefüllten Kondensator, ausgebildeten zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 gekoppelt, an deren anderen Anschluss das elektrische Massepotential VSS 108 angelegt ist. Der zweite Hilfs-Knoten 223 ist mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 302a eines zweiten Steuer-Transistors 302 gekoppelt, dessen zweiter Source-/Drain-Anschluss 302b mit dem ersten Zwischenspeicher-Knoten 224 gekoppelt ist. Der erste Zwischenspeicher-Knoten 224 ist mit einem Anschluss der als FRAM-Speicherzelle ausgebildeten ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 gekoppelt, an deren anderen Anschluss das elektrische Massepotential VSS 108 angelegt ist. Eine erste Steuer-Spannung VRW 303 ist mit den Gate-Anschlüssen des ersten und des zweiten Steuer-Transistors 302 gekoppelt. The SRAM memory cell 101 of the circuit arrangement 300 is the same as that of the circuit arrangement 200 . The coupling between the SRAM memory cell 101 and the latch circuit 104 is again effected by means of the first auxiliary node 222 and the second auxiliary node 223, respectively. The first auxiliary node 222 is coupled to the first source / drain terminal 301 a of a first control transistor 301 , whose second source / drain terminal 301 b is coupled to the second latch node 225 . The second latch node 225 is coupled to one terminal of the second nonvolatile memory cell 106 formed as a FRAM cell, that is, as a capacitor filled with a ferroelectric dielectric, at the other terminal of which the electrical ground potential V SS 108 is applied. The second auxiliary node 223 is coupled to the first source / drain terminal 302 a of a second control transistor 302 , whose second source / drain terminal 302 b is coupled to the first latch node 224 . The first latch node 224 is coupled to one terminal of the first nonvolatile memory cell 105 configured as an FRAM memory cell, to whose other terminal the electrical ground potential V SS 108 is applied. A first control voltage V RW 303 is coupled to the gate terminals of the first and second control transistors 302 .

Im Weiteren wird die Funktionalität der Schaltkreis-Anordnung 300 beschrieben, soweit sie von der Funktionalität der Schaltkreis-Anordnung 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel abweicht. The functionality of the circuit arrangement 300 will be described below insofar as it deviates from the functionality of the circuit arrangement 200 according to the first exemplary embodiment.

Das Programmieren, Lesen und Löschen von Informationen in die FRAM-Speicherzelle 101 erfolgt wie oben beschrieben. The programming, reading and erasing of information in the FRAM memory cell 101 is done as described above.

Um den Niedrigenergiemodus mit den oben beschriebenen Eigenschaften einzuleiten, wird die in dem ersten Speicher- Knoten 102 gespeicherte Information bzw. die in dem zweiten Speicher-Knoten 103 gespeicherte dazu komplementäre Information in den ersten Zwischenspeicher-Knoten 224 bzw. in den zweiten Zwischenspeicher-Knoten 225 zwischengespeichert. Es ist anzumerken, dass die als FRAM-Speicherzellen ausgebildeten ersten und zweiten nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 jeweils als Stapel-Kondensatoren ("stacked capacitor") ausgebildet sind, der in bzw. auf dem Substrat ausgebildet ist. Um die in den Speicher-Knoten 102, 103 gespeicherten Informationen in die FRAM-Speicherzellen 105, 106 zwischenzuspeichern, werden vor dem Abschalten der Versorgungsspannung VDD 107 der SRAM-Speicherzelle 101 die beiden als n-MOS-Transistoren ausgebildeten Steuer- Transistoren 301, 302 in einen leitenden Zustand gebracht, indem die erste Steuer-Spannung 303 geeignet eingestellt wird. Dadurch ist ein Stromfluss, d. h. ein Transport elektrischer Ladungsträger von dem ersten Speicher-Knoten 102 durch den zweiten Steuer-Transistor 302 auf den ersten Zwischenspeicher-Knoten 224 bzw. auf den gemäß Fig. 3A oberen Anschluss der als FRAM-Kondensator ausgebildeten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 ermöglicht. Ferner ist ein Augleich der elektrischen Ladung zwischen dem zweiten Speicher-Knoten 103 durch den ersten Steuer-Transistor 301 auf den zweiten Zwischenspeicher-Knoten 225 bzw. auf den gemäß Fig. 3A oberen Anschluss der als FRAM-Kondensator ausgebildeten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 ermöglicht. Anschaulich sind Betrag und Vorzeichen des permanenten elektrischen Dipolmoments des ferroelektrischen Dielektrikums des FRAM-Kondensators 105 bzw. 106 ein charakteristisches Maß für die an dem zugehörigen Speicher-Knoten 102 oder 103 zuvor anliegenden elektrischen Ladungsträger. Daher ist die Information des ersten bzw. zweiten Speicher-Knotens 102, 103 in den nichtflüchtigen Speicherzellen 105 bzw. 106 zwischengespeichert. In order to initiate the low power mode having the above-described characteristics, the information stored in the first memory node 102 or the information complementary thereto stored in the second memory node 103 becomes the first latch node 224 and the second latch node, respectively 225 cached . It should be noted that the first and second nonvolatile memory cells 105 , 106 formed as FRAM memory cells are each formed as stacked capacitors formed in or on the substrate. In order to buffer the information stored in the memory nodes 102 , 103 into the FRAM memory cells 105 , 106 , the two transistor transistors 301 formed as n-MOS transistors are switched off before the supply voltage V DD 107 of the SRAM memory cell 101 is switched off . 302 is brought into a conductive state by setting the first control voltage 303 appropriately. As a result, a current flow, ie a transport of electrical charge carriers from the first memory node 102 through the second control transistor 302 to the first latch node 224 or to the top terminal of FIG. 3A as the FRAM capacitor formed nonvolatile memory cell 105th allows. Furthermore, equalization of the electrical charge between the second memory node 103 by the first control transistor 301 to the second latch node 225 and to the upper terminal of the non-volatile memory cell 106 designed as an FRAM capacitor according to FIG. 3A is made possible. Clearly, the magnitude and sign of the permanent electric dipole moment of the ferroelectric dielectric of the FRAM capacitor 105 or 106 is a characteristic measure of the electrical charge carriers previously applied to the associated memory node 102 or 103 . Therefore, the information of the first and second memory nodes 102 , 103 is temporarily stored in the nonvolatile memory cells 105, 106, respectively.

In dem beschriebenen Betriebszustand ist die zuvor in die Speicher-Knoten 102, 103 programmierte Information auf die Zwischenspeicher-Knoten 225, 224 übertragen und dort zwischengespeichert, und es kann nach Abschalten des elektrischen Potentials VRW der ersten Steuer-Spannung 303 auch die elektrische Versorgungsspannung VDD 107 abgeschaltet werden. In diesem Zustand fällt keinerlei Verlustleistung an und die Information ist in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 dauerhaft gespeichert. In the described operating state, the information previously programmed into the memory nodes 102 , 103 is transferred to the latch nodes 225 , 224 and latched there, and after switching off the electrical potential V RW of the first control voltage 303 , the electrical supply voltage V DD 107 are switched off. In this state, no power dissipated and the information is stored in the latch circuit 104 permanently.

Vor Beginn der Rückschreibphase werden die Steuer- Transistoren 301, 302 wieder in einen leitfähigen Zustand gebracht, indem als erste Steuer-Spannung 303 ein entsprechendes elektrisches Signal eingestellt wird. Dann wird das Potential VDD der Versorgungsspannung 107 eingeschaltet. Während der ansteigenden Flanke des elektrischen Potentials VDD 107 der Versorgungsspannungsquelle bewirken die ungleichen FRAM- Kapazitäten (infolge der unterschiedlichen elektrischen Dipolmomente der ferroelektrischen Schichten darin) eine stärkere oder schwächere Kopplung des ersten Knotenpunktes 102 bzw. des zweiten Knotenpunktes 103 zu dem elektrischen Massepotential VSS 108 entsprechend der unterschiedlichen Leitfähigkeitszustände des dritten und des vierten Flip-Flop- Transistors 203, 204. Dadurch entsteht eine Unsymmetrie der elektrischen Ladung an dem ersten Speicher-Knoten 102 und an dem zweiten Speicher-Knoten 103 entsprechend der an diesen Knoten zuvor gespeicherten Informationen. Hierdurch wird die Sechs-Transistor-SRAM-Speicherzelle 101 wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgeschaltet, sobald VDD den vollen Spannungshub erreicht hat. Before the start of the write-back phase, the control transistors 301 , 302 are brought back into a conductive state by setting a corresponding electrical signal as the first control voltage 303 . Then the potential V DD of the supply voltage 107 is turned on. During the rising edge of the electrical potential V DD 107 of the supply voltage source, the unequal FRAM capacitances (due to the different electrical dipole moments of the ferroelectric layers therein) cause a stronger or weaker coupling of the first node 102 and the second node 103 to the ground electrical potential V SS 108 corresponding to the different conductivity states of the third and fourth flip-flop transistors 203 , 204 . This results in an unbalance of the electric charge at the first memory node 102 and at the second memory node 103 according to the information previously stored at these nodes. As a result, the six-transistor SRAM memory cell 101 is returned to the original state once V DD has reached the full voltage swing.

Wie aus dem einfachen Aufbau der Schaltkreis-Anordnung 300 hervorgeht, ist bei einer Ausgestaltung der nichtflüchtigen Speicherzellen als FRAM-Speicherzellen eine wenig aufwändige Schaltungsarchitektur erreicht. Es ist darauf hinzuweisen, dass die beschriebene Speicherzelle auch ohne den ersten Steuer-Transistor 301 und den zweiten Steuer-Transistor 302 realisiert werden kann. In einem solchem Fall kann eine Schaltung mit besonders geringem Aufwand erreicht werden. Ein Vorteil bei der Verwendung von Steuer-Transistoren 301, 302 besteht darin, dass im normalen SRAM-Betrieb eine sichere elektrische Entkopplung der SRAM-Speicherzelle 101 von dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 realisiert ist, wodurch sich verringerte Kapazitäten an dem ersten Speicher-Knoten 102 und dem zweiten Speicher-Knoten 103 ergeben. Daher sind die Schreib- und Lesezeiten im normalen SRAM-Betrieb kürzer, da lediglich die Gate-/Drain-Kapazitäten des ersten und des zweiten Steuer-Transistors 301, 302 wirksam sind. In einer Schaltkreis-Anordnung ohne Steuer-Transistoren 301, 302 wäre stets die volle FRAM-Kapazität wirksam. Es ist ferner zu beachten, dass aufgrund der Stapelkondensator-Anordnung der FRAM-Speicherzellen 105, 106 eine flächeneffiziente Umsetzung gewährleistet ist. As can be seen from the simple structure of the circuit arrangement 300 , in a design of the non-volatile memory cells as FRAM memory cells, a less complicated circuit architecture is achieved. It should be noted that the described memory cell can also be realized without the first control transistor 301 and the second control transistor 302 . In such a case, a circuit can be achieved with very little effort. An advantage of using control transistors 301 , 302 is that, in normal SRAM operation, secure electrical isolation of the SRAM memory cell 101 from the latch circuit 104 is realized, resulting in reduced capacitances at the first memory node 102 and the second memory node 103 . Therefore, the write and read times are shorter in the normal SRAM operation, since only the gate / drain capacitances of the first and second control transistors 301 , 302 are effective. In a circuit arrangement without control transistors 301 , 302 , the full FRAM capacitance would always be effective. It should also be noted that due to the stacked capacitor arrangement of the FRAM memory cells 105 , 106 an area-efficient implementation is ensured.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 3B bis Fig. 3G ein Verfahren zum Herstellen einer Schicht-Anordnung 300 beschrieben, die eine Realisierung des oben bezugnehmend auf Fig. 3A beschriebenen Schaltbilds darstellt. Furthermore, 3B, referring to Fig. 3G described to Fig., A method for producing a layer-assembly 300 of the above reference. Represents a realization to Figure 3A diagram described.

Um die in Fig. 3B gezeigte Schichtenfolge 310 zu erhalten, wird zunächst ein SOI-Substrat hergestellt. Zu diesem Zweck wird auf einem Silizium-Substrat (nicht gezeigt in Fig. 3B) eine Siliziumdioxid-Schicht aufgebracht und auf dieser Siliziumdioxid-Schicht wird eine weitere Silizium-Schicht (oder alternativ eine Silizid-Schicht) aufgebracht. Dadurch erhält man eine SOI-Schichtenfolge ("silicon on insulator"), welche im Weiteren unter Verwendung eines Lithographie- und eines Ätz-Verfahrens strukturiert wird. Mittels Strukturierens der SOI-Schichtenfolge wird zunächst eine rechteckige, elektrisch isolierende Grundfläche 311 aus Siliziumdioxid-Material erhalten, die in Fig. 3B gezeigt ist. Die auf der rechteckigen elektrisch isolierenden Siliziumdioxid-Grundschicht 311 angeordnete obere Silizium- Schicht wird derart strukturiert, dass dadurch ein erstes elektrisches Kopplungsmittel 314 und ein zweites elektrisches Kopplungsmittel 315 ausgebildet wird. Auf bzw. in den derartig erhaltenen ersten und zweiten Kopplungsmitteln 314, 315 werden die Transistoren 201 bis 206, 301, 302 der Schaltkreis-Anordnung 300 als Vertikal-Transistoren ausgebildet. In order to obtain the layer sequence 310 shown in FIG. 3B, an SOI substrate is first produced. For this purpose, a silicon dioxide layer is deposited on a silicon substrate (not shown in FIG. 3B) and another silicon layer (or alternatively a silicide layer) is deposited on this silicon dioxide layer. This results in an SOI layer sequence ("silicon on insulator"), which is subsequently structured using a lithography and an etching process. By means of structuring the SOI layer sequence, first of all a rectangular, electrically insulating base 311 of silicon dioxide material is obtained, which is shown in FIG. 3B. The upper silicon layer disposed on the rectangular electrically insulating silicon dioxide base layer 311 is patterned to thereby form a first electrical coupling means 314 and a second electrical coupling means 315 . On or in the thus obtained first and second coupling means 314 , 315 , the transistors 201 to 206 , 301 , 302 of the circuit arrangement 300 are formed as vertical transistors.

Es ist anzumerken, dass in Fig. 3B zusätzlich zu der Schichtenfolge 310 eine Vielzahl weiterer Vertikal- Transistoren (beispielsweise der weitere Vertikaltransistor 312) gezeigt sind, die zu weiteren Schaltkreis-Anordnungen gehören, die gemeinsam mit der Schaltkreis-Anordnung 300 auf bzw. in dem Substrat ausgebildet werden, wodurch eine Speicherzellen-Anordnung ausgebildet wird. Die weiteren Vertikal-Transistoren sind in Fig. 3B eingezeichnet, um das Prinzip einer Anordnung mehrerer Schaltkreis-Anordnungen auf einem Substrat darzustellen, und sind zum Zwecke einer vereinfachten Darstellung in Fig. 3C bis Fig. 3G nicht dargestellt. It should be noted that in addition to the layer sequence 310 in FIG. 3B, a multiplicity of further vertical transistors (for example the further vertical transistor 312 ) belonging to further circuit arrangements which are shared with the circuit arrangement 300 are shown the substrate are formed, whereby a memory cell array is formed. The further vertical transistors are shown in FIG. 3B to represent the principle of an arrangement of several circuit arrangements on a substrate, and a simplified representation in Fig. 3C are not shown to Fig. 3G for the purpose.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 3B der Aufbau des weiteren Vertikal-Transistors 312 exemplarisch beschrieben. Jeder der Vertikal-Transistoren der Schaltkreis-Anordnung 300 kann ausgestaltet sein wie der weitere Vertikal-Transistor 312 aus Fig. 3B. Der Vertikal-Transistor 312 hat einen ersten Source-/Drain-Anschluss 312a und einen zweiten Source-/Drain- Anschluss 312b, einen ersten Source-/Drain-Bereich 312c und einen zweiten Source-/Drain-Bereich 312d. Zwischen dem ersten Source-/Drain-Bereich 312c und dem zweiten Source-/Drain- Bereich 312d ist eine undotierte Zwischenschicht 312e aus einem halbleitenden Material angeordnet. In gemäß Fig. 3B vertikaler Richtung ist die Schicht-Anordnung aus dem ersten Source-/Drain-Bereich 312c, der Zwischenschicht 312e und dem zweiten Source-/Drain-Bereich 312d entlang der Umfangsoberfläche mit einer dünnen Gate-isolierenden Schicht ummantelt (nicht gezeigt in Fig. 3B), und diese Gate- isolierende Schicht ist von einer Gate-Elektrode ummantelt (nicht gezeigt in Fig. 3B). Mittels Anlegens einer geeigneten elektrischen Spannung an die Gate-Elektrode wird in der Zwischenschicht 312e ein leitfähiger Kanal erzeugt, so dass die Schicht-Anordnung 312 aus Fig. 3B die Funktionalität eines Feldeffekt-Transistors erfüllt, dessen leitender Kanal in gemäß Fig. 3B vertikaler Richtung verläuft. In the following, the structure of the further vertical transistor 312 will be described by way of example with reference to FIG. 3B. Each of the vertical transistors of the circuit arrangement 300 may be configured like the further vertical transistor 312 of FIG. 3B. The vertical transistor 312 has a first source / drain terminal 312 a and a second source / drain terminal 312 b, a first source / drain region 312 c, and a second source / drain region 312 d. Between the first source / drain region 312 c and the second source / drain region 312 d, an undoped intermediate layer 312 e made of a semiconductive material is arranged. In the vertical direction shown in FIG. 3B, the layer arrangement of the first source / drain region 312 c, the intermediate layer 312 e and the second source / drain region 312 d is encased with a thin gate-insulating layer along the circumferential surface (not shown in Fig. 3B), and this gate insulating layer is covered by a gate electrode (not shown in Fig. 3B). By applying a suitable electrical voltage to the gate electrode, a conductive channel is produced in the intermediate layer 312 e, so that the layer arrangement 312 from FIG. 3B fulfills the functionality of a field-effect transistor whose conductive channel is more vertical in FIG. 3B Direction runs.

Wie in Fig. 3B gezeigt, sind ferner die Vertikal-Transistoren 201 bis 206, 301, 302 auf der rechteckigen elektrisch isolierenden Grundfläche 311 ausgebildet. Entsprechend des Schaltbildes aus Fig. 3A sind der erste Source-/Drain- Anschluss 201a des ersten Flip-Flop-Transistors 201, der erste Source-/Drain-Anschluss 203a des dritten Flip-Flop- Transistors 203, der erste Source-/Drain-Anschluss 302a des zweiten Steuer-Transistors 302 und der zweite Source-/Drain- Anschluss 205b des ersten Schalt-Transistors 205 mittels des zweiten Kopplungsmittels 315 aus Silizid-Material gekoppelt. Ferner sind der erste Source-/Drain-Anschluss 202a des zweiten Flip-Flop-Transistors 202, der erste Source-/Drain- Anschluss 204a des vierten Flip-Flop-Transistors 204, der erste Source-/Drain-Anschluss 301a des ersten Steuer- Transistors 301 und der zweite Source-/Drain-Anschluss 206b des zweiten Schalt-Transistors 206 mittels des ersten Kopplungsmittels 314 gekoppelt. Ferner sind in Fig. 3B weitere Vertikal-Transistoren 312 von Schaltkreis-Anordnungen gezeigt, die der Schaltkreis-Anordnung 300 nicht zugehörig sind. Further, as shown in FIG. 3B, the vertical transistors 201 to 206 , 301 , 302 are formed on the rectangular electrically insulating base 311 . According to the circuit diagram of FIG. 3A, the first source / drain terminal 201 a of the first flip-flop transistor 201 , the first source / drain terminal 203 a of the third flip-flop transistor 203 , the first source / Drain terminal 302 a of the second control transistor 302 and the second source / drain terminal 205 b of the first switching transistor 205 coupled by means of the second coupling means 315 of silicide material. Further, the first source / drain terminal 202 a of the second flip-flop transistor 202 , the first source / drain terminal 204 a of the fourth flip-flop transistor 204 , the first source / drain terminal 301 a of the first control transistor 301 and the second source / drain terminal 206 b of the second switching transistor 206 are coupled by means of the first coupling means 314 . Further shown in FIG. 3B are further vertical transistors 312 of circuit arrangements which are not associated with the circuit arrangement 300 .

Um die in Fig. 3C gezeigte Schichtenfolge 320 zu erhalten, wird ein drittes Kopplungsmittel 321 aus Polysilizium- Material derart abgeschieden, dass dadurch die Gate- Anschlüsse des ersten und des zweiten Schalt-Transistors 205, 206 gekoppelt werden. Ferner wird ein viertes Kopplungsmittel 322 abgeschieden, wodurch die Gate-Anschlüsse des ersten und zweiten Steuer-Transistors 301, 302 miteinander gekoppelt werden. Darüber hinaus wird ein fünftes Kopplungsmittel 323 abgeschieden, wodurch die Gate-Anschlüsse des ersten und des dritten Flip-Flop-Transistors 201, 203 gekoppelt werden, und wodurch ferner die genannten Gate-Anschlüsse mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 202a des zweiten Flip-Flop- Transistors 202 gekoppelt werden. Darüber hinaus wird ein sechstes Kopplungsmittel 324, auch aus Polysilizium-Material derart auf der Schichtenfolge abgeschieden, dass dadurch die Gate-Anschlüsse des zweiten und des vierten Flip-Flop- Transistors 202, 204 miteinander gekoppelt werden, und wodurch ferner die genannten Gate-Anschlüsse mit dem ersten Source-/Drain-Bereich 203a des dritten Flip-Flop-Transistors 203 gekoppelt werden. In order to obtain the layer sequence 320 shown in FIG. 3C, a third coupling means 321 of polysilicon material is deposited such that thereby the gate terminals of the first and the second switching transistor 205 , 206 are coupled. Further, a fourth coupling means 322 is deposited, whereby the gate terminals of the first and second control transistors 301 , 302 are coupled together. In addition, a fifth coupling means 323 is deposited, whereby the gate terminals of the first and the third flip-flop transistor 201 , 203 are coupled, and further comprising said gate terminals with the first source / drain terminal 202 a of second flip-flop transistor 202 are coupled. Moreover, a sixth coupling means 324 , also of polysilicon material, is deposited on the layer sequence such that thereby the gate terminals of the second and fourth flip-flop transistors 202 , 204 are coupled together, and further comprising said gate terminals be coupled to the first source / drain region 203 a of the third flip-flop transistor 203 .

Um die in Fig. 3D gezeigte Schichtenfolge 330 zu erhalten, werden ein erster und ein zweiter Stapel-Kondensator 331, 332 ausgebildet. Jeder dieser Stapel-Kondensatoren weist zwei elektrisch leitfähige Kondensator-Elemente (anschaulich das Analogon zu Kondensator-Platten bei makroskopischen Kondensatoren) und eine dazwischen angeordnete ferroelektrische Dielektrikums-Schicht (z. B. Bleizirkonat- Titanat, Pb(Zr1-xTix)O3, PZT) auf. Mit anderen Worten bilden der erste und der zweite Stapel-Kondensator 331, 332 die beiden SRAM-Speicherzellen 105, 106. Wie in Fig. 3D gezeigt, wird der erste Stapel-Kondensator 331 mit dem zweiten Source- /Drain-Anschluss 302b des zweiten Schalt-Transistors 302 gekoppelt, und es wird der zweite Stapel-Kondensator 332 mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 301b des ersten Steuer- Transistors 301 gekoppelt. In order to obtain the layer sequence 330 shown in FIG. 3D, a first and a second stacked capacitor 331 , 332 are formed. Each of these stack capacitors has two electrically conductive capacitor elements (illustratively the analog to capacitor plates in macroscopic capacitors) and a ferroelectric dielectric layer (eg, lead zirconate titanate, Pb (Zr 1 -x Ti x ) interposed therebetween. O 3 , PZT). In other words, the first and the second stacked capacitors 331 , 332 form the two SRAM memory cells 105 , 106 . As shown in FIG. 3D, the first stacked capacitor 331 is coupled to the second source / drain terminal 302 b of the second switching transistor 302 , and the second stacked capacitor 332 is connected to the second source / drain. Terminal 301 b of the first control transistor 301 is coupled.

Um die in Fig. 3E gezeigte Schichtenfolge 340 zu erhalten, wird ein siebtes Kopplungsmittel 341 auf dem ersten Source-/Drain-Anschluss 206a des zweiten Schalt-Transistors 206 abgeschieden. Ferner wird ein achtes Kopplungsmittel 342 auf einem Teilbereich des dritten Kopplungsmittels 321 abgesetzt. Darüber hinaus wird ein neuntes Kopplungsmittel 343 auf dem ersten Source-/Drain-Anschluss 205a des ersten Schalt- Transistors 205 abgesetzt. Ein zehntes Kopplungsmittel 344 wird auf einem Teilbereich des vierten Kopplungsmittels 322 abgesetzt. Ein elftes Kopplungsmittel 345 wird in der in Fig. 3E gezeigten Weise abgeschieden und mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 203b des dritten Flip-Flop- Transistors 203, mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 204b des vierten Flip-Flop-Transistors 204 und mit den gemäß Fig. 3E jeweils oberen elektrisch leitfähigen Kondensator- Elementen des ersten und des zweiten Stapel-Kondensators 331, 332 gekoppelt. Mittels des elftes Kopplungsmittels 345 kann an die vier genannten Komponenten jeweils das elektrische Massepotential VSS angelegt werden (vgl. Fig. 3A). Ferner wird ein zwölftes Kopplungsmittel 346 derart auf der Schichtenfolge abgeschieden, dass dadurch eine elektrische Kopplung zwischen dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 202b des zweiten Flip-Flop-Transistors 202 und dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 201b des ersten Flip-Flop-Transistors 201 realisiert wird. In order to obtain the layer sequence 340 shown in FIG. 3E, a seventh coupling means 341 is deposited on the first source / drain terminal 206 a of the second switching transistor 206 . Further, an eighth coupling means 342 is deposited on a portion of the third coupling means 321 . In addition, a ninth coupling means 343 on the first source / drain terminal 205 a of the first switching transistor 205 is discontinued. A tenth coupling means 344 is deposited on a portion of the fourth coupling means 322 . An eleventh coupling means 345 is deposited in the manner shown in FIG. 3E and connected to the second source / drain terminal 203 b of the third flip-flop transistor 203 , to the second source / drain terminal 204 b of the fourth flip-flop 203 b. Flop transistor 204 and with the according to FIG. 3E respectively upper electrically conductive capacitor elements of the first and second stacked capacitor 331 , 332 coupled. By means of the eleventh coupling means 345 , in each case the electrical ground potential V SS can be applied to the four components mentioned (see FIG . Further, a twelfth coupling means 346 is deposited on the layer sequence such that thereby an electrical coupling between the second source / drain terminal 202 b of the second flip-flop transistor 202 and the second source / drain terminal 201 b of the first flip -Flop transistor 201 is realized.

Um die in Fig. 3F gezeigte Schichtenfolge 350 zu erhalten, wird die erste Bit-Leitung 219 derart ausgebildet, dass sie mit dem neunten Kopplungsmittel 341 gekoppelt ist. Ferner wird die zweite Bit-Leitung 220 derart ausgebildet, dass diese mit dem siebten Kopplungsmittel 341 elektrisch gekoppelt ist. Darüber hinaus wird ein dreizehntes Kopplungsmittel 351 auf dem achten Kopplungsmittel 342 ausgebildet, und es wird ein vierzehntes Kopplungsmittel 352 auf dem zehnten Kopplungsmittel 344 ausgebildet. In order to obtain the layer sequence 350 shown in FIG. 3F, the first bit line 219 is formed to be coupled to the ninth coupling means 341 . Further, the second bit line 220 is formed to be electrically coupled to the seventh coupling means 341 . Moreover, a thirteenth coupling means 351 is formed on the eighth coupling means 342 , and a fourteenth coupling means 352 is formed on the tenth coupling means 344 .

Um die in Fig. 3G gezeigte Schaltkreis-Anordnung 300 zu erhalten, wird die Wort-Leitung 221 auf dem dreizehnten Kopplungsmittel 351 ausgebildet, und es wird ein fünfzehntes Kopplungsmittel 360 auf dem vierzehnten Kopplungsmittel 352 abgesetzt, wobei mittels des fünfzehnten Kopplungsmittels 360 das elektrische Potential VRW an die Gate-Anschlüsse des ersten und zweiten Steuer-Transistors 301, 302 angelegt werden kann. In order to obtain the circuit arrangement 300 shown in FIG. 3G, the word line 221 is formed on the thirteenth coupling means 351 and a fifteenth coupling means 360 is deposited on the fourteenth coupling means 352 , the electric potential being determined by means of the fifteenth coupling means 360 V RW can be applied to the gate terminals of the first and second control transistors 301 , 302 .

In Fig. 3G ist eine integrierte Schaltkreis-Anordnung 300 als Realisierung des Schaltbildes aus Fig. 3A gezeigt. Die Kopplungselemente aus Fig. 3G, die einer in Fig. 3A eingezeichneten Verbindungsleitung entsprechen, sind dort mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet. In Fig. 3G an integrated circuit arrangement 300 is shown as realization of the circuit diagram of Fig. 3A. The coupling elements of FIG. 3G, which correspond to a connecting line shown in FIG. 3A, are identified there by the corresponding reference numeral.

In Fig. 3H ist eine Layout-Draufsicht der Schaltkreis- Anordnung 300 gezeigt, welche der perspektivischen Darstellung von Fig. 3G entspricht. In Fig. 3H, a layout plan view of the circuit arrangement 300 is shown, which corresponds to the perspective view of Fig. 3G.

Die Transistoren und Leitungen sind in Fig. 3H mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie in Fig. 3G. Insbesondere sei auf die Legende von Fig. 3H verwiesen, bei der als Umriss 370 die Flächenausdehnung der Schaltkreis-Anordnung 300 ersichtlich ist. Ferner sind Polysilizium-Elemente 371 in der Legende gezeigt, mittels welcher insbesondere die Kopplungen zwischen Gate-Anschlüssen der beteiligten Transistoren in der in Fig. 3A, Fig. 3G gezeigten Weise realisiert sind. Silizid- Elemente 372 sind ferner in der Legende gezeigt, mittels derer insbesondere die Source-/Drain Anschlüsse der beteiligten Transistoren miteinander gekoppelt werden. Ferner sind erste, zweite und dritte Metall-Kontaktierungen 373, 374, 375 gezeigt, die entsprechende elektrische Kopplungen in der Richtung senkrecht zu der Papierebene von Fig. 3H in der dort gezeigten Weise bewerkstelligen. Auch sind in Fig. 3H die Wort-Leitung 221, die Bit-Leitungen 219, 220 sowie jene Leitungen 360, 345, 346 gezeigt, mittels derer die elektrischen Potentiale VRW, VSS und VDD an die entsprechenden Anschlüsse der Komponenten der Schaltkreis-Anordnung 300 angelegt werden. The transistors and lines are given the same reference numerals in FIG. 3H as in FIG. 3G. In particular, reference is made to the legend of FIG. 3H, in which the area extent of the circuit arrangement 300 can be seen as an outline 370 . Further, the polysilicon elements 371 are shown in the legend, by means of which in particular the coupling between gate terminals of the transistors involved in the in Fig. 3A, Fig. Manner shown 3G are realized. Silicide elements 372 are further shown in the legend, by means of which in particular the source / drain terminals of the transistors involved are coupled together. Further, first, second and third metal contacts 373 , 374 , 375 are shown which effect respective electrical couplings in the direction perpendicular to the paper plane of Fig. 3H in the manner shown therein. Also shown in FIG. 3H are the word line 221 , the bit lines 219 , 220 and those lines 360 , 345 , 346 , by which the electrical potentials V RW , V SS and V DD are applied to the respective terminals of the components of the circuit Arrangement 300 are created.

Im Weiteren wird Bezugnehmend auf Fig. 4 eine Schaltkreis- Anordnung 400 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hereinafter, referring to FIG. 4, a circuit arrangement 400 according to a third embodiment of the invention will be described.

Die SRAM-Speicherzelle 101 der Schaltkreis-Anordnung 400 ist genauso ausgebildet wie die SRAM-Speicherzelle 101 der Schaltkreis-Anordnung 200. Daher werden Struktur und Funktionalität der SRAM-Speicherzelle 101 im Weiteren nicht detailliert beschrieben. The SRAM memory cell 101 of the circuit arrangement 400 is designed in the same way as the SRAM memory cell 101 of the circuit arrangement 200 . Therefore, structure and functionality of the SRAM memory cell 101 will not be described in detail below.

Allerdings ist der Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 der Schaltkreis-Anordnung 400 anders als in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen derart ausgebildet, dass der Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 der Schaltkreis- Anordnung 400 zwei MRAM-Speicherzellen ("magnetic random access memory") aufweist. Anschaulich ist eine MRAM- Speicherzelle ein veränderbarer ohmscher Widerstand, der, wie oben beschrieben, häufig aus zwei durch eine Tunnelschicht voneinander getrennten ferromagnetischen Schichten besteht. Der ohmsche Widerstand einer solchen Schichtanordnung ist höher, wenn die beiden ferromagnetischen Schichten zueinander antiparallel orientierte Magnetisierungsrichtungen aufweisen als im Falle zueinander parallel orientierter Magnetisierungsrichtungen beider ferromagnetischer Schichten. However, the latch circuit 104 is the circuit arrangement 400 otherwise constructed as in the embodiments described above, such that the latch circuit 104 of the circuit arrangement 400 includes two MRAM memory cells ( "magnetic random access memory"). Illustratively, an MRAM memory cell is a variable ohmic resistor which, as described above, often consists of two ferromagnetic layers separated by a tunnel layer. The ohmic resistance of such a layer arrangement is higher if the two ferromagnetic layers have mutually antiparallel magnetization directions than in the case of mutually parallel magnetization directions of both ferromagnetic layers.

Der erste Hilfs-Knoten 222 ist mit der als MRAM-Speicherzelle ausgestalteten zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 gekoppelt, die ferner mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 401a eines ersten Steuer-Transistors 401 gekoppelt ist. Der zweite Source-/Drain-Anschluss 401b des ersten Steuer- Transistors 401 ist mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 402a eines zweiten Steuer-Transistors 402 gekoppelt. An den zweiten Source-/Drain-Anschluss 402b des zweiten Steuer- Transistors 402 ist das elektrische Massepotential VSS 108 angelegt. Dagegen ist der Gate-Anschluss des zweiten Steuer- Transistors 402 mit der Versorgungsspannung VDD gekoppelt. Ferner ist der zweite Source-/Drain-Anschluss 401b des zweiten Steuer-Transistors 401 mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 403b eines dritten Steuer-Transistors 403 gekoppelt, dessen erster Source-/Drain-Anschluss 403a mit der ebenfalls als MRAM-Speicherzelle ausgebildeten ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 105 gekoppelt ist. Die erste nichtflüchtige Speicherzelle 105 ist ferner mit dem zweiten Hilfs-Knoten 223 gekoppelt. Eine erste Steuer-Spannung 404 ist an die Gate-Anschlüsse des ersten und des dritten Steuer- Transistors 401, 403 angelegt. Ferner weist der Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 einen vierten Steuer- Transistor 405 auf, an dessen Gate-Anschluss eine zweite Steuer-Spannung VPRO1 406 angelegt ist. An den ersten Source-/Drain-Anschluss 405a des vierten Steuer-Transistors 405 ist das elektrische Potential VDD 107 der Versorgungsspannungsquelle angelegt. Der zweite Source-/Drain-Anschluss 405b des vierten Steuer-Transistors 405 ist derart mit den veränderbaren Widerständen R1 und R2 der zweiten bzw. ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 106 bzw. 105 gekoppelt, dass bei einem vorgegebenen Stromfluss durch den vierten Steuer-Transistor 405 der elektrische Widerstand der veränderbaren Widerstände R1 und R2 der zweiten bzw. ersten nichtflüchtigen Speicherzelle 106, 105 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden kann. Ferner weist der Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 einen fünften Steuer- Transistor 407 auf, an dessen ersten Source-/Drain-Anschluss 407a das Potential VDD 107 der elektrischen Versorgungsspannungsquelle angelegt ist, und dessen Gate- Anschluss mit dem ersten elektrischen Hilfs-Knoten 222 gekoppelt ist. Der zweite Source-/Drain-Anschluss 407b des fünften Steuer-Transistors 407 ist mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 408b eines sechsten Steuer-Transistors 408 und mit dem ersten Source-/Drain-Anschluss 409a eines siebten Steuer-Transistors 409 gekoppelt. An den ersten Source-/Drain-Anschluss 408a des sechsten Steuer-Transistors 408 ist das elektrische Massepotential VSS 107 angelegt. Der Gate- Anschluss des sechsten Steuer-Transistors 408 ist mit dem ersten Hilfs-Knoten 222 gekoppelt. An den Gate-Anschluss des siebten Steuer-Transistors 409 ist eine dritte Steuer- Spannung VPRO2 410 angelegt. Der zweite Source-/Drain- Anschluss 409b des siebten Steuer-Transistors 409 ist sowohl mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 411b eines achten Steuer-Transistors 411 als auch mit dem zweiten Source-/Drain-Anschluss 412b eines neunten Steuer-Transistors 412 gekoppelt. The first auxiliary node 222 is coupled to the MRAM memory cell configured second non-volatile memory cell 106 , which is further coupled to the first source / drain terminal 401 a of a first control transistor 401 . The second source / drain terminal 401 b of the first control transistor 401 is coupled to the first source / drain terminal 402 a of a second control transistor 402 . At the second source / drain terminal 402 b of the second control transistor 402 , the electrical ground potential V SS 108 is applied. In contrast, the gate terminal of the second control transistor 402 is coupled to the supply voltage V DD . Further, the second source / drain terminal 401 b of the second control transistor 401 is coupled to the second source / drain terminal 403 b of a third control transistor 403 , whose first source / drain terminal 403 a with the also is coupled as a MRAM memory cell formed first nonvolatile memory cell 105 . The first nonvolatile memory cell 105 is further coupled to the second auxiliary node 223 . A first control voltage 404 is applied to the gate terminals of the first and third control transistors 401 , 403 . Furthermore, the latch circuit 104 has a fourth control transistor 405 , to whose gate terminal a second control voltage V PRO1 406 is applied. To the first source / drain terminal 405 a of the fourth control transistor 405 , the electrical potential V DD 107 of the supply voltage source is applied. The second source / drain terminal 405 b of the fourth control transistor 405 is coupled to the variable resistors R 1 and R 2 of the second and first non-volatile memory cells 106 and 105 , respectively, such that, given a predetermined current flow through the fourth control transistor. Transistor 405, the electrical resistance of the variable resistors R 1 and R 2 of the second and first non-volatile memory cell 106 , 105 can be set to a predetermined value. Furthermore, the latch circuit 104 has a fifth control transistor 407 , at the first source / drain terminal 407 a, the potential V DD 107 of the electrical supply voltage source is applied, and its gate terminal to the first auxiliary electric node 222nd is coupled. The second source / drain terminal 407 b of the fifth control transistor 407 is connected to the second source / drain terminal 408 b of a sixth control transistor 408 and to the first source / drain terminal 409 a of a seventh control transistor. Transistor 409 coupled. To the first source / drain terminal 408 a of the sixth control transistor 408 , the electrical ground potential V SS 107 is applied. The gate terminal of the sixth control transistor 408 is coupled to the first auxiliary node 222 . To the gate terminal of the seventh control transistor 409 , a third control voltage V PRO2 410 is applied. The second source / drain terminal 409 b of the seventh control transistor 409 is b with both the second source / drain terminal 411 b of an eighth control transistor 411 and to the second source / drain terminal 412 of a ninth Control transistor 412 coupled.

Es ist anzumerken, dass der fünfte Steuer-Transistor 407 und der achte Steuer-Transistor 411 als Feldeffekt-Transistoren des p-Leitungstyps ausgebildet sind, wohingegen alle anderen Steuer-Transistoren des Zwischenspeicher-Schaltkreises 104 als Feldeffekt-Transistoren des n-Leitungstyps ausgebildet sind. It should be noted that the fifth control transistor 407 and the eighth control transistor 411 are formed as p-type field-effect transistors, whereas all the other control transistors of the latch circuit 104 are formed as n-type field-effect transistors ,

Die Gate-Anschlüsse des achten und neunten Steuer-Transistors 411, 412 sind mit dem zweiten Hilfs-Knoten 223 gekoppelt, und an den ersten Source-/Drain-Anschluss 411a des achten Streuertransistors 411 ist das elektrische Potential VDD 107 der Versorgungsspannungsquelle angelegt. An den ersten Source-/Drain-Anschluss 412a des neunten Steuer-Transistors 412 ist das elektrische Massepotential VSS 108 angelegt. The gate terminals of the eighth and ninth control transistors 411 , 412 are coupled to the second auxiliary node 223 , and to the first source / drain terminal 411 a of the eighth spike transistor 411 , the electrical potential V DD 107 of the supply voltage source is applied , To the first source / drain terminal 412 a of the ninth control transistor 412 , the electrical ground potential V SS 108 is applied.

Im Weiteren wird die Funktionalität der Schaltkreis-Anordnung 400 beschrieben. The functionality of the circuit arrangement 400 will be described below.

In einem Betriebszustand, in dem nur die SRAM-Speicherzelle 101 betrieben werden soll (beispielsweise zum Lesen oder Programmieren von Informationen) sind insbesondere der erste und der dritte Steuer-Transistor 401, 403 nichtleitend, was mittels geeigneten Einstellens des Werts der ersten Steuer- Spannung 404 eingestellt wird. In particular, in an operating state in which only the SRAM memory cell 101 is to be operated (for example, for reading or programming information), the first and third control transistors 401 , 403 are nonconductive, by appropriately setting the value of the first control voltage 404 is set.

Soll auf einen Niedrigenergiemodus (Power-Down-Modus) umgeschaltet werden, so muss die auf dem ersten Speicher- Knoten 102 gespeicherte Information bzw. die auf dem zweiten Speicher-Knoten 103 gespeicherte dazu inverse Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis 104 zwischengespeichert werden. Hierzu werden zunächst die beiden als nichtflüchtige Speicherelemente 105, 106 verwendeten MRAM-Speicherzellen, das heißt anschaulich die veränderbaren Widerstände R1, R2, auf einen definierten Ausgangszustand gebracht, indem mittels Anlegens eines geeigneten Potentials an den Gate-Anschluss des vierten Steuer-Transistors 405 dieser in einen leitenden Zustand gebracht wird. Dann fließt ein Strom IWR, wodurch die Widerstände R1 und R2 auf einen definierten Anfangszustand gebracht werden. Mit anderen Worten wird vor Beginn der Power-Down-Phase mittels eines elektrischen Signals mit einem logischen Wert "1" der zweiten Steuer-Spannung VPRO1 406 ein globaler Schreibstrom für alle Schaltkreis-Anordnungen 400 (d. h. Speicherzellen) eines Speicherzellenfeldes erzeugt. In diesem Betriebszustand sind sowohl der erste Steuer- Transistor 401 als auch der dritte Steuer-Transistor 403 nichtleitend, was mittels eines elektrischen Signals mit dem logischen Wert "0" der ersten Steuer-Spannung 404 realisiert ist. If it is intended to switch to a low-power mode (power-down mode), the information stored on the first memory node 102 or the inverse information stored on the second memory node 103 must be buffered in the latch circuit 104 . For this purpose, first the two MRAM memory cells used as nonvolatile memory elements 105 , 106 , that is to say the variable resistors R 1 , R 2 , are brought to a defined output state by applying a suitable potential to the gate terminal of the fourth control transistor 405 this is brought into a conductive state. Then, a current I WR flows , whereby the resistors R 1 and R 2 are brought to a defined initial state. In other words, prior to the start of the power-down phase, a global write current is generated for all the circuit arrays 400 (ie, memory cells) of a memory cell array by means of an electrical signal having a logical value "1" of the second control voltage V PRO1 406 . In this operating state, both the first control transistor 401 and the third control transistor 403 are non-conductive, which is realized by means of an electrical signal having the logic value "0" of the first control voltage 404 .

Nun wird wie in dem ersten Speicher-Knoten 102 gespeicherte Information bzw. die in dem zweiten Speicher-Knoten 103 gespeicherte Information in die veränderbaren Widerstände R1 bzw. R2 kodiert in dem Wert des jeweiligen ohmschen Widerstands zwischengespeichert. Beispielsweise ist in einem Szenario der erste Speicher-Knoten 102 auf einem logischen Wert "1", wohingegen der zweite Speicher-Knoten 103 auf einem logischen Wert "0" ist. Nun wird der Fall betrachtet, dass der siebte Steuer-Transistor 409 leitend ist, was erfüllt ist, wenn mittels der dritten Steuer-Spannung 410 VPRO2 an den Gate-Anschluss des siebten Steuer-Transistors 410 ein elektrisches Signal mit einem logischen Wert "1" angelegt wird. In dem betrachteten Szenario ist der mit dem ersten Speicher-Knoten 102 gekoppelte achte Steuer-Transistor 411, ein p-MOS-Transistor, nicht leitend, da der erste Speicher- Knoten 102 auf dem logischen Wert "1" ist. Im Gegensatz dazu ist der neunte Steuer-Transistor 412, ein n-MOS-Transistor, leitend, da dessen Gate-Anschluss mit dem ersten Speicher- Knoten 102 auf dem logischen Wert "1" gekoppelt ist. Andererseits ist der zweite Steuerknoten 103 auf dem logischen Wert "0" mit den Gate-Anschlüssen des sechsten Steuer-Transistors 408, ein n-MOS-Transistor, und des fünften Steuer-Transistors 407, ein p-MOS-Transistor, gekoppelt. Da der zweite Speicher-Knoten auf einem Potential mit einem logischen Wert von "0" ist, ist der fünfte p-MOS-Steuer- Transistor 407 leitend, wohingegen der sechste n-MOS-Steuer- Transistor 408 nichtleitend ist. Aufgrund der beschriebenen Potentialverhältnisse fließt ein Strom von dem auf dem Potential VDD befindlichen ersten Source-/Drain-Anschluss 407a des fünften Steuer-Transistors 407 durch den leitenden fünften Steuer-Transistor 407, durch den leitenden siebten Steuer-Transistor 409 und den leitenden neunten Steuer- Transistor 412, der auf dem elektrischen Massepotential VSS 108 befindlich ist, so dass auf der lokalen Stromschleife 413 gemäß Fig. 4 ein elektrischer Strom entgegen dem Uhrzeigersinn infolge der Potentialdifferenz zwischen VDD und VSS fließt. Es ist zu betonen, dass die Richtung des elektrischen Stromflusses auf der lokalen Stromschleife 413 davon abhängt, ob der erste Speicher-Knoten 102 oder der zweite Speicher- Knoten 103 auf dem logischen Wert "1" ist. Sind die Verhältnisse umgekehrt als im beschriebenen Szenario, so erfolgt in der Stromschleife 413 ein Stromfluss gemäß Fig. 4 im Uhrzeigersinn. Der Stromfluss auf der lokalen Stromschleife 413 erzeugt in Abhängigkeit von dessen Umlaufrichtung ein magnetisches Feld, dessen Orientierung am Ort des ersten Widerstandes R1 und am Ort des zweiten Widerstandes R2 zueinander antiparallel ist. Dadurch wird die weichmagnetische ferromagnetische Schicht der beiden MRAM- Speicherzellen 105 und 106 zueinander antiparallel orientiert, so dass in einer der MRAM-Speicherzellen 105 oder 106 der Widerstand R1 bzw. R2 einen höheren Wert einnimmt als in der anderen. Welcher Widerstand den hohen und welcher Widerstand den niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, hängt von der Orientierung des Stromflusses auf der lokalen Stromschleife 413 und daher von der Tatsache ab, ob der erste Speicher-Knoten 102 oder der zweite Speicher-Knoten 103 auf einem logischen Wert "1" ist. Mit anderen Worten wird die Information in Form eines hohen oder niedrigen Widerstandes in R1 oder R2 gespeichert. Die Funktionalität wird durch die beschriebene Verschaltung des vierten Steuer-Transistors 405, des fünften Steuer-Transistors 407, des achten Steuer- Transistors 411 und des neunten Steuer-Transistors 412 realisiert. Je nach dem Wert des logischen Signals auf dem ersten Speicher-Knoten 102 und auf dem zweiten Speicher- Knoten 103 fließt der Strom durch die lokale Stromschleife 413 links oder rechts herum. Der Stromfluss auf der lokalen Stromschleife 413 ist dabei von dem siebten Steuer-Transistor 409 nicht unterbrochen, da in dem beschriebenen Betriebszustand als dritte Steuer-Spannung 410 VPRO2 ein elektrisches Signal mit einem logischen Wert "1" eingestellt ist. Now, as in the first memory node 102 stored information or stored in the second memory node 103 information in the variable resistors R 1 and R 2 encoded in the value of the respective ohmic resistor is latched. For example, in one scenario, the first memory node 102 is at a logical value "1", whereas the second memory node 103 is at a logical value "0". Now, consider the case that the seventh control transistor 409 is conductive, which is satisfied when an electrical signal having a logical value "1" is applied to the gate terminal of the seventh control transistor 410 by means of the third control voltage 410 V PRO2 "is created. In the considered scenario is coupled to the first storage node 102 coupled eighth control transistor 411, a p-MOS transistor non-conductive, since the first storage node is at the logic value "1" 102nd In contrast, the ninth control transistor 412 , an n-type MOS transistor, is conductive because its gate terminal is coupled to the first memory node 102 at the logical value "1". On the other hand, the second control node 103 is coupled at logic "0" to the gate terminals of the sixth control transistor 408 , an n-type MOS transistor, and the fifth control transistor 407 , a p-type MOS transistor. Since the second memory node is at a potential having a logic value of "0", the fifth p-MOS control transistor 407 is conductive, whereas the sixth n-MOS control transistor 408 is non-conductive. Due to the potential relationships described, a current flows from the first source / drain terminal 407 a of the fifth control transistor 407 located at the potential V DD through the conductive fifth control transistor 407 , through the conductive seventh control transistor 409 and the conducting one ninth control transistor 412 , which is located at the electrical ground potential V SS 108 , so that flows on the local current loop 413 as shown in FIG. 4, an electric current counterclockwise due to the potential difference between V DD and V SS . It should be emphasized that the direction of the electrical current flow on the local current loop 413 depends on whether the first memory node 102 or the second memory node 103 is at the logical value "1". If the conditions are reversed than in the described scenario, then in the current loop 413 a current flow according to FIG. 4 takes place in the clockwise direction. The current flow on the local current loop 413 generates a magnetic field as a function of its direction of rotation, the orientation of which is antiparallel to one another at the location of the first resistor R 1 and at the location of the second resistor R 2 . As a result, the soft magnetic ferromagnetic layer of the two MRAM memory cells 105 and 106 is oriented antiparallel to one another, so that in one of the MRAM memory cells 105 or 106, the resistance R 1 or R 2 assumes a higher value than in the other. Which resistor has the high and which resistor has the low electrical resistance depends on the orientation of the current flow on the local current loop 413 and therefore on the fact whether the first memory node 102 or the second memory node 103 is at a logic value " 1 "is. In other words, the information is stored in the form of high or low resistance in R 1 or R 2 . The functionality is realized by the described interconnection of the fourth control transistor 405 , the fifth control transistor 407 , the eighth control transistor 411 and the ninth control transistor 412 . Depending on the value of the logic signal on the first memory node 102 and on the second memory node 103 , the current flows through the local current loop 413 left or right. The current flow on the local current loop 413 is not interrupted by the seventh control transistor 409 , since in the described operating state as the third control voltage 410 V PRO2 an electrical signal with a logical value "1" is set.

Nach Abschluss dieser Zwischenspeicherphase ist die zuvor auf dem Speicher-Knoten 102, 103 gespeicherte Information und die dazu komplementäre Information auf den Widerständen R1 und R2 gespeichert, die anschaulich die Zwischenspeicher-Knoten des Zwischenspeicher-Schaltkreises 104 darstellen. After completion of this latching phase , the information previously stored on the memory node 102 , 103 and the information complementary thereto are stored on the resistors R 1 and R 2 , which are illustratively the latching nodes of the latching circuit 104 .

In der Rückschreibphase wird der unterschiedliche elektrische Widerstand in R1 und R2 detektiert. Dazu wird mittels der ersten Steuer-Spannung 404 an die Gate-Anschlüsse des ersten Steuer-Transistors 401 und des dritten Steuer-Transistor 403 ein elektrisches Potential mit einem logischen Wert "1" angelegt, so dass ein vorgegebener elektrischer Strom durch den zweiten Steuer-Transistor 402 sich auf die beiden Zweige mit dem ersten regelbaren Widerstand R1 bzw. dem zweiten regelbaren Widerstand R2 entsprechend der Werte dieser Widerstände aufteilt. Mit anderen Worten verteilt sich dieser Strom unsymmetrisch auf die Zweige der Schaltkreis-Anordnung 400, die mit dem ersten Speicher-Knoten 102 bzw. mit dem zweiten Speicher-Knoten 103 gekoppelt sind. Dadurch wird auf die beiden Speicher-Knoten 102, 103 die zuvor in den nichtflüchtigen Speicherzellen 105, 106 zwischengespeicherte Information rückgeschrieben, wodurch die Leitfähigkeit der ersten bis vierten Flip-Flop-Transistoren 201 bis 204 charakteristisch derart beeinflusst wird, dass die Zelle in den vor dem Rückschreiben herrschenden stabilen Zustand kippt. Mit anderen Worten befinden sich die Speicher-Knoten 102, 103 dann wieder auf demselben Zustand wie vor dem Zwischenspeichern, d. h. die Information ist zurückgeschrieben. Das Kippen der SRAM-Speicherzelle 104 in den zugehörigen stabilen Zustand erfolgt, wenn VDD 107 den vollen Spannungshub erreicht hat. In the write-back phase, the different electrical resistance in R 1 and R 2 is detected. For this purpose, an electrical potential with a logic value "1" is applied to the gate terminals of the first control transistor 401 and the third control transistor 403 by means of the first control voltage 404 , so that a predetermined electric current through the second control Transistor 402 is divided into the two branches with the first variable resistor R 1 and the second variable resistor R 2 according to the values of these resistors. In other words, this current is distributed asymmetrically to the branches of the circuit arrangement 400 , which are coupled to the first memory node 102 and to the second memory node 103, respectively. Thereby, the previously stored in the non-volatile memory cells 105 , 106 information is written back to the two memory nodes 102 , 103 , whereby the conductivity of the first to fourth flip-flop transistors 201 to 204 is characteristically influenced such that the cell in the before the write-back ruling steady state tilts. In other words, the memory nodes 102 , 103 are then again in the same state as before the buffering, ie the information is written back. The tilting of the SRAM memory cell 104 into the associated stable state occurs when V DD 107 has reached the full voltage swing.

In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
[1] Lage, C, Hayden, JD, Subramanian, C (1996) "Advanced SRAM Technology - The Race Between 4T and 6T Cells", IEDM 1996: 271-274
[2] Widmann, D, Mader, H, Friedrich, H (1996) "Technologie hochintegrierter Schaltungen", Kapitel 8.4.3, Springer Verlag, Berlin, IBSN 3-540-59357-8
[3] Nakazato, K, Piotrowicz, PJA, Hasko, DG, Ahmed, H, Itoh, K (1997) "PLED - Planar Localised Electron Devices" IEDM 1997: 179-182
[4] Mizuta, H, Wagner, M, Nakazato, K (2001) "The Role of Tunnel Barriers in Phase-State Low Electron-Number Drive Transistors (PLED-TRs)", IEEE Transactions on Electron Devices 48 (6): 1103-1108
[5] Nakazato, K, Itoh, K, Ahmed, H, Mizuta, H, Kisu, T, Kato, M, Sakata, T (2000) "Phase-state Low Electron-number Drive Random Access Memory (PLEDM)" IEEE International Solid State Circuits Conference 8/2000
[6] Alexe, M, Harnagea, C, Hesse, D (2000) "Nano-Engeneering für nichtflüchtige ferroelektrische Speicher", Physikalische Blätter 56 (10/2000): 47-50
[7] Reiss, G et al. (1998) "Riesenmagnetowiderstand - Transfer in die Anwendung" Physikalische Blätter 4/98: 339-341
[8] Herdt, CE (1992) "Analysis, Measurement, and Simulation of Dynamic Write Inhibit in an nvSRAM Cell", IEEE Transactions on Electron Devices, 39 (5): 1191-1196
[9] Miwa, T, Yamada, J, Koike, H, Toyoshima, H, Amanumqa, K, Kobayashi, S, Tatsumi, T, Maejima, Y, Hada, H, Kunio, T (2001) "NV-SRAM: A Nonvolatile SRAM with Backup Ferroelectric Capacitors" IEEE Journal of Solid-State Circuits, 36 (3): 522-527
[10] EP 0,920,060 A2 Bezugszeichenliste 100 Schaltkreis-Anordnung
101 SRAM-Speicherzelle
102 erster Speicher-Knoten
103 zweiter Speicher-Knoten
104 Zwischenspeicher-Schaltkreis
105 erste nichtflüchtige Speicherzelle
106 zweite nichtflüchtige Speicherzelle
107 Versorgungsspannung
108 Massepotential
200 Schaltkreis-Anordnung
201 erster Flip-Flop-Transistor
201a erster Source-/Drain-Anschluss
201b zweiter Source-/Drain-Anschluss
202 zweiter Flip-Flop-Transistor
202a erster Source-/Drain-Anschluss
202b zweiter Source-/Drain-Anschluss
203 dritter Flip-Flop-Transistor
203a erster Source-/Drain-Anschluss
203b zweiter Source-/Drain-Anschluss
204 vierter Flip-Flop-Transistor
204a erster Source-/Drain-Anschluss
204b zweiter Source-/Drain-Anschluss
205 erster Schalt-Transistor
205a erster Source-/Drain-Anschluss
205b zweiter Source-/Drain-Anschluss
206 zweiter Schalt-Transistor
206a erster Source-/Drain-Anschluss
206b zweiter Source-/Drain-Anschluss
208 erster PLED-Speicherzellen-Transistor
208a erster Source-/Drain-Anschluss
208b zweiter Source-/Drain-Anschluss
209 erste PLED-Schichtenfolge
210 erste Seiten-Elektrode
211 zweiter PLED-Speicherzellen-Transistor
211a erster Source-/Drain-Anschluss
211b zweiter Source-/Drain-Anschluss
212 zweite PLED-Schichtenfolge
213 zweite Seiten-Elektrode
214 erster Steuer-Transistor
214a erster Source-/Drain-Anschluss
214b zweiter Source-/Drain-Anschluss
215 zweiter Steuer-Transistor
215a erster Source-/Drain-Anschluss
215b zweiter Source-/Drain-Anschluss
216 erste Steuer-Spannung
217 zweite Steuer-Spannung
218 dritte Steuer-Spannung
219 erste Bit-Leitung
220 zweite Bit-Leitung
221 Wort-Leitung
222 erster Hilfs-Knoten
223 zweiter Hilfs-Knoten
224 erster Zwischenspeicher-Knoten
225 zweiter Zwischenspeicher-Knoten
230 erstes Kopplungsmittel
231 zweites Kopplungsmittel
232 Siliziumdioxid-Grundschicht
233 drittes Kopplungsmittel
234 Mesa-Struktur
235 viertes Kopplungsmittel
236 fünftes Kopplungsmittel
237 sechstes Kopplungsmittel
238 siebtes Kopplungsmittel
239 achtes Kopplungsmittel
240 neuntes Kopplungsmittel
241 zehntes Kopplungsmittel
242 elftes Kopplungsmittel
243 zwölftes Kopplungsmittel
244 dreizehntes Kopplungsmittel
245 vierzehntes Kopplungsmittel
246 fünfzehntes Kopplungsmittel
247 sechzehntes Kopplungsmittel
248 siebzehntes Kopplungsmittel
250 erste Poly-Silizium-Elemente
260 zweite Poly-Silizium-Elemente
270 Silizid-Bereiche
280 erste Metall-Kontaktierungen
281 zweite Metall-Kontaktierungen
282 dritte Metall-Kontaktierungen
300 Schaltkreis-Anordnung
301 erster Steuer-Transistor
301a erster Source-/Drain-Anschluss
301b zweiter Source-/Drain-Anschluss
302 zweiter Steuer-Transistor
302a erster Source-/Drain-Anschluss
302b zweiter Source-/Drain-Anschluss
303 erste Steuer-Spannung
310 Schichtenfolge
311 rechteckige elektrisch isolierende Grundschicht
312 weiterer Vertikal-Transistor
312a erster Source-/Drain-Anschluss
312b zweiter Source-/Drain-Anschluss
312c erster Source-/Drain-Bereich
312d zweiter Source-/Drain-Bereich
312e Zwischenschicht
313 Vertikal-Transistoren
314 erstes Kopplungsmittel
315 zweites Kopplungsmittel
320 Schichtenfolge
321 drittes Kopplungsmittel
322 viertes Kopplungsmittel
323 fünftes Kopplungsmittel
324 sechstes Kopplungsmittel
330 Schichtenfolge
331 erster Stapel-Kondensator
332 zweiter Stapel-Kondensator
340 Schichtenfolge
341 siebtes Kopplungsmittel
342 achtes Kopplungsmittel
343 neuntes Kopplungsmittel
344 zehntes Kopplungsmittel
345 elftes Kopplungsmittel
346 zwölftes Kopplungsmittel
350 Schichtenfolge
351 dreizehntes Kopplungsmittel
352 vierzehntes Kopplungsmittel
360 fünfzehntes Kopplungsmittel
370 Umriss
371 Polysilizium-Elemente
372 Silizid-Elemente
373 erste Metall-Kontaktierungen
374 zweite Metall-Kontaktierungen
375 dritte Metall-Kontaktierungen
400 Schaltkreis-Anordnung
401 erster Steuer-Transistor
401a erster Source-/Drain-Anschluss
401b zweiter Source-/Drain-Anschluss
402 zweiter Steuer-Transistor
402a erster Source-/Drain-Anschluss
402b zweiter Source-/Drain-Anschluss
403 dritter Steuer-Transistor
403a erster Source-/Drain-Anschluss
403b zweiter Source-/Drain-Anschluss
404 erste Steuer-Spannung
405 vierter Steuer-Transistor
405a erster Source-/Drain-Anschluss
405b zweiter Source-/Drain-Anschluss
406 zweite Steuer-Spannung
407 fünfter Steuer-Transistor
407a erster Source-/Drain-Anschluss
407b zweiter Source-/Drain-Anschluss
408 sechster Steuer-Transistor
408a erster Source-/Drain-Anschluss
408b zweiter Source-/Drain-Anschluss
409 siebter Steuer-Transistor
409a erster Source-/Drain-Anschluss
409b zweiter Source-/Drain-Anschluss
410 dritte Steuer-Spannung
411 achter Steuer-Transistor
411a erster Source-/Drain-Anschluss
411b zweiter Source-/Drain-Anschluss
412 neunter Steuer-Transistor
412a erster Source-/Drain-Anschluss
412b zweiter Source- /Drain-Anschluss
413 lokale Stromschleife
This document cites the following publications:
[1] Lage, C, Hayden, JD, Subramanian, C (1996) "Advanced SRAM Technology - The Race Between 4T and 6T Cells", IEDM 1996: 271-274
Widmann, D, Mader, H, Friedrich, H (1996) "Technology of highly integrated circuits", Chapter 8.4.3, Springer Verlag, Berlin, IBSN 3-540-59357-8
[3] Nakazato, K, Piotrowicz, PJA, Hasko, DG, Ahmed, H, Itoh, K (1997) "PLED - Planar Localized Electron Devices" IEDM 1997: 179-182
[4] Mizuta, H, Wagner, M, Nakazato, K (2001) "The Role of Tunneling Barriers in Phase-State Low Electron-Number Drive Transistors (PLED-TRs)", IEEE Transactions on Electron Devices 48 (6): 1103-1108
[5] Nakazato, K, Itoh, K, Ahmed, H, Mizuta, H, Kisu, T, Kato, M, Sakata, T (2000) "Phase-State Low Electron-number Drive Random Access Memory (PLEDM)" IEEE International Solid State Circuits Conference 8/2000
[6] Alexe, M, Harnagea, C, Hesse, D (2000) "Nano Engineering for Nonvolatile Ferroelectric Storage", Physical Sheets 56 (10/2000): 47-50
[7] Reiss, G et al. (1998) "Giant Magnetoresistance - Transfer to Application" Physical Sheets 4/98: 339-341
[8] Herdt, CE (1992) "Analysis, Measurement, and Simulation of Dynamic Write Inhibit in nvSRAM Cell", IEEE Transactions on Electron Devices, 39 (5): 1191-1196
[9] Miwa, T, Yamada, J, Koike, H, Toyoshima, H, Amanumqa, K, Kobayashi, S, Tatsumi, T, Maejima, Y, Hada, H, Kunio, T (2001) "NV-SRAM: A Nonvolatile SRAM with Backup Ferroelectric Capacitors "IEEE Journal of Solid-State Circuits, 36 (3): 522-527
[10] EP 0,920,060 A2 Reference Signs List 100 circuit arrangement
101 SRAM memory cell
102 first memory node
103 second memory node
104 latch circuit
105 first nonvolatile memory cell
106 second nonvolatile memory cell
107 supply voltage
108 ground potential
200 circuit arrangement
201 first flip-flop transistor
201 a first source / drain terminal
201 b second source / drain terminal
202 second flip-flop transistor
202 a first source / drain terminal
202b second source / drain terminal
203 third flip-flop transistor
203 a first source / drain connection
203 b second source / drain terminal
204 fourth flip-flop transistor
204 a first source / drain terminal
204 b second source / drain terminal
205 first switching transistor
205 a first source / drain connection
205b second source / drain terminal
206 second switching transistor
206 a first source / drain terminal
206b second source / drain terminal
208 first PLED memory cell transistor
208 a first source / drain terminal
208b second source / drain terminal
209 first PLED layer sequence
210 first side electrode
211 second PLED memory cell transistor
211 a first source / drain terminal
211 b second source / drain connection
212 second PLED layer sequence
213 second side electrode
214 first control transistor
214 a first source / drain terminal
214b second source / drain terminal
215 second control transistor
215 a first source / drain terminal
215 b second source / drain connection
216 first control voltage
217 second control voltage
218 third control voltage
219 first bit line
220 second bit line
221 word pipe
222 first auxiliary node
223 second auxiliary node
224 first cache node
225 second cache node
230 first coupling agent
231 second coupling means
232 Silica basecoat
233 third coupling agent
234 mesa structure
235 fourth coupling agent
236 fifth coupling agent
237 sixth coupling agent
238 seventh coupling agent
239 eighth coupling agent
240 ninth coupling agent
241 tenth coupling agent
242 eleventh coupling agent
243 twelfth coupling agent
244 thirteenth coupling agent
245 fourteenth coupling agent
246 fifteenth coupling agent
247 sixteenth coupling agent
248 seventeenth coupling agent
250 first poly-silicon elements
260 second poly-silicon elements
270 silicide areas
280 first metal contacts
281 second metal contacts
282 third metal contacts
300 circuit arrangement
301 first control transistor
301 a first source / drain terminal
301 b second source / drain terminal
302 second control transistor
302 a first source / drain terminal
302 b second source / drain terminal
303 first control voltage
310 layer sequence
311 rectangular electrically insulating base layer
312 further vertical transistor
312 a first source / drain terminal
312 b second source / drain terminal
312 c first source / drain region
312 d second source / drain region
312 e Intermediate layer
313 vertical transistors
314 first coupling agent
315 second coupling means
320 layer sequence
321 third coupling agent
322 fourth coupling agent
323 fifth coupling agent
324 sixth coupling agent
330 layer sequence
331 first stack capacitor
332 second stack capacitor
340 layer sequence
341 seventh coupling agent
342 eighth coupling agent
343 ninth coupling agent
344 tenth coupling agent
345 eleventh coupling agent
346 twelfth coupling agent
350 layer sequence
351 thirteenth coupling agent
352 fourteenth coupling agent
360 fifteenth coupling agent
370 outline
371 polysilicon elements
372 silicide elements
373 first metal contacts
374 second metal contacts
375 third metal contacts
400 circuit arrangement
401 first control transistor
401 a first source / drain terminal
401 b second source / drain terminal
402 second control transistor
402 a first source / drain terminal
402b second source / drain terminal
403 third control transistor
403 a first source / drain connection
403 b second source / drain connection
404 first control voltage
405 fourth control transistor
405 a first source / drain terminal
405 b second source / drain terminal
406 second control voltage
407 fifth control transistor
407 a first source / drain connection
407 b second source / drain connection
408 sixth control transistor
408 a first source / drain terminal
408 b second source / drain connection
409 seventh control transistor
409 a first source / drain connection
409 b second source / drain connection
410 third control voltage
411 eighth control transistor
411 a first source / drain connection
411 b second source / drain terminal
412 ninth control transistor
412 a first source / drain connection
412 b second source / drain connection
413 local current loop

Claims (10)

1. Schaltkreis-Anordnung
mit einer SRAM-Speicherzelle
mit Vertikal-Transistoren;
mit einem ersten Speicher-Knoten, an den ein Signal anlegbar ist, und mit einem zweiten Speicher- Knoten, an den das dazu inverse Signal anlegbar ist;
mit einem Zwischenspeicher-Schaltkreis
mit einer ersten nichtflüchtigen Speicherzelle, die mit dem ersten Speicher-Knoten koppelbar ist;
mit einer zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle, die mit dem zweiten Speicher-Knoten koppelbar ist;
die derart eingerichtet ist, dass in einem
ersten Betriebszustand
ein erstes elektrisches Potential, auf dem einer der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen ersten physikalischen Zustand gebracht wird,
ein zweites elektrisches Potential, auf dem der andere der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten anderen nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen zweiten physikalischen Zustand gebracht wird,;
zweiten Betriebszustand
unter Verwendung des physikalischen Zustands der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle der erste Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war;
unter Verwendung des physikalischen Zustands der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle der zweite Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war.
1. Circuit arrangement
with an SRAM memory cell
with vertical transistors;
with a first memory node, to which a signal can be applied, and with a second memory node, to which the inverse signal can be applied;
with a latch circuit
a first nonvolatile memory cell connectable to the first memory node;
a second nonvolatile memory cell which is coupleable to the second memory node;
which is set up so that in one
first operating state
a first electrical potential on which one of the memory nodes is located is provided to the nonvolatile memory cell coupled thereto, thereby permanently bringing this nonvolatile memory cell into a first physical state,
a second electrical potential on which the other of the memory nodes is located is provided to the other nonvolatile memory cell coupled thereto so as to permanently bring this nonvolatile memory cell into a second physical state;
second operating state
using the physical state of the first non-volatile memory cell, the first memory node is brought to the electrical potential on which it was in the first operating state;
using the physical state of the second nonvolatile memory cell, the second memory node is brought to the electrical potential at which it was in the first operating state.
2. Schaltkreis-Anordnung nach Anspruch 1, bei der mindestens eine der nichtflüchtigen Speicherzellen mindestens einen Vertikal-Transistor aufweist. 2. Circuit arrangement according to claim 1, at least one of the nonvolatile memory cells has at least one vertical transistor. 3. Schaltkreis-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die SRAM-Speicherzelle sechs Transistoren aufweist. 3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, wherein the SRAM memory cell has six transistors. 4. Schaltkreis-Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Vertikal-Transistoren der Speicherzellen auf einer rechteckigen Grundfläche ausgebildet sind. 4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, in which the vertical transistors of the memory cells a rectangular base are formed. 5. Schaltkreis-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zumindest ein Teil der Transistoren
Feldeffekt-Transistoren oder
Bipolar-Transistoren
sind.
5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein the at least a part of the transistors
Field effect transistors or
Bipolar transistors
are.
6. Schaltkreis-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das erste elektrische Potential eine Versorgungsspannung und bei der das zweite elektrische Potential das Massepotential ist. 6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, at the first electric potential a Supply voltage and at the second electrical Potential is the ground potential. 7. Schaltkreis-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der mindestens eine der nichtflüchtigen Speicherzellen
eine PLED-Speicherzelle
eine EEPROM-Speicherzelle
eine MRAM-Speicherzelle oder
eine FRAM-Speicherzelle
ist.
7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, wherein the at least one of the non-volatile memory cells
a PLED memory cell
an EEPROM memory cell
an MRAM memory cell or
a FRAM memory cell
is.
8. Verfahren zum Betreiben einer Schaltkreis-Anordnung
mit einer Schaltkreis-Anordnung
mit einer SRAM-Speicherzelle
mit Vertikal-Transistoren;
mit einem ersten Speicher-Knoten, an den ein Signal anlegbar ist, und mit einem zweiten Speicher-Knoten, an den das dazu inverse Signal anlegbar ist;
mit einem Zwischenspeicher-Schaltkreis
mit einer ersten nichtflüchtigen Speicherzelle, die mit dem ersten Speicher- Knoten koppelbar ist;
mit einer zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle, die mit dem zweiten Speicher- Knoten koppelbar ist;
die derart eingerichtet ist, dass in einem
ersten Betriebszustand
ein erstes elektrisches Potential, auf dem einer der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen ersten physikalischen Zustand gebracht wird,
ein zweites elektrisches Potential, auf dem der andere der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten anderen nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen zweiten physikalischen Zustand gebracht wird;
zweiten Betriebszustand
unter Verwendung des physikalischen Zustands der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle der erste Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war;
unter Verwendung des physikalischen Zustands der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle der zweite Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem dieser in dem ersten Betriebszustand befindlich war;
wobei gemäß dem Verfahren
entweder in die SRAM-Speicherzelle Information programmiert, gelesen oder gelöscht wird; oder
in der SRAM-Speicherzelle programmierte Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeichert wird; oder
die SRAM-Speicherzelle abgeschaltet wird; oder
in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeicherte Information in die SRAM- Speicherzelle zurückprogrammiert wird.
8. A method of operating a circuit arrangement
with a circuit arrangement
with an SRAM memory cell
with vertical transistors;
with a first memory node, to which a signal can be applied, and with a second memory node, to which the signal inverse thereto can be applied;
with a latch circuit
a first nonvolatile memory cell connectable to the first memory node;
a second nonvolatile memory cell which is connectable to the second memory node;
which is set up so that in one
first operating state
a first electrical potential on which one of the memory nodes is located is provided to the nonvolatile memory cell coupled thereto, thereby permanently bringing this nonvolatile memory cell into a first physical state,
a second electric potential on which the other of the memory nodes is located is provided to the other nonvolatile memory cell coupled thereto so as to permanently bring this nonvolatile memory cell into a second physical state;
second operating state
using the physical state of the first non-volatile memory cell, the first memory node is brought to the electrical potential on which it was in the first operating state;
using the physical state of the second nonvolatile memory cell, the second memory node is brought to the electrical potential on which it was in the first operating state;
wherein according to the method
either programmed into the SRAM memory cell information, read or deleted; or
information programmed in the SRAM memory cell is latched in the latch circuit; or
the SRAM memory cell is turned off; or
in the latch circuit, cached information is reprogrammed into the SRAM memory cell.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
bei dem in die SRAM-Speicherzelle programmierte Information in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeichert wird, indem
ein erstes elektrisches Potential, auf dem einer der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen ersten physikalischen Zustand gebracht wird;
ein zweites elektrisches Potential, auf dem der andere der Speicher-Knoten befindlich ist, derart der damit gekoppelten anderen nichtflüchtigen Speicherzelle bereitgestellt wird, dass diese nichtflüchtige Speicherzelle dadurch dauerhaft in einen zweiten physikalischen Zustand gebracht wird.
9. The method according to claim 8,
in which information programmed into the SRAM memory cell is latched in the latch circuit by:
a first electrical potential on which one of the memory nodes is located is provided to the nonvolatile memory cell coupled thereto so as to permanently bring this nonvolatile memory cell into a first physical state;
a second electric potential on which the other of the memory nodes is located is provided to the other nonvolatile memory cell coupled thereto so as to permanently bring this nonvolatile memory cell into a second physical state.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
bei dem in dem Zwischenspeicher-Schaltkreis zwischengespeicherte Information in die SRAM-Speicherzelle zurückprogrammiert wird, indem
unter Verwendung des physikalischen Zustands der ersten nichtflüchtigen Speicherzelle der erste Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem der erste Speicher-Knoten vor dem Zwischenspeichern der in der SRAM-Speicherzelle programmierten Information in den Zwischenspeicher-Schaltkreis befindlich war;
unter Verwendung des physikalischen Zustands der zweiten nichtflüchtigen Speicherzelle der zweite Speicher-Knoten auf das elektrische Potential gebracht wird, auf dem der zweite Speicher-Knoten vor dem Zwischenspeichern der in der SRAM-Speicherzelle programmierten Information in den Zwischenspeicher-Schaltkreis befindlich war.
10. The method according to claim 9,
wherein the information cached in the latch circuit is programmed back into the SRAM memory cell by:
using the physical state of the first non-volatile memory cell, bringing the first memory node to the electrical potential on which the first memory node was located prior to caching the information programmed in the SRAM memory cell into the latch circuit;
using the physical state of the second nonvolatile memory cell, the second memory node is brought to the electrical potential on which the second memory node was located prior to latching the information programmed in the SRAM memory cell into the latch circuit.
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