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TECHNISCHES GEBIET
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Hier beschriebene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen statische Direktzugriffsspeicher-(SRAM-)Anordnungen mit Doppelanschluss.
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HINTERGRUND
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Die Verbesserung der Ausbeute und Zuverlässigkeit von Speicheranordnungen wie z. B. statischen Direktzugriffsspeicher-(SRAM-)Anordnungen gehört zu den derzeitigen Herausforderungen bei der Auslegung integrierter Schaltkreise und Mikroprozessoren mit großen Cache-Speichern auf dem Nacktchip. Eingebettete Speicher können Einzelanschluss-SRAM, die einen Zugriffsanschluss für Lese- und Schreiboperationen aufweisen, oder Multianschluss-SRAM umfassen, die Hochgeschwindigkeitskommunikation und Bildverarbeitung bereitstellen. Der Multianschluss-SRAM ist für den Parallelbetrieb geeignet und verbessert die Chipleistung. Hochleistungs-Multikernprozessoren mit geringem Stromverbrauch weisen mehrere CPUs innerhalb eines Nacktchips auf, was dazu führt, dass die Anzahl der Speicherzugriffe erheblich erhöht ist. Daher wird die Speicherzugriffsgeschwindigkeit ein beschränkender Faktor. Die Nachfrage nach Multianschluss-SRAM hat sich erhöht, weil auf den Multianschluss-SRAM von mehreren Anschlüssen gleichzeitig zugegriffen werden kann.
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Ein vorhergehender Ansatz ist eine Doppelanschluss-Bitzellenimplementierung, die eine 2-Polysilizium-Bahn-Bitzelle (ähnlich einer 6-Transistor-Bitzelle) mit Versetzungssprungdiffusion umfasst, um ein erwünschtes Beta-Verhältnis für die Zellenstabilität zu erreichen, wenn beide Wortleitungen (WL) A und B eingeschaltet sind. Dies führt zu einer breiten Bitzelle 100 in 1 mit einem verzerrten Aspektverhältnis von 4:1. Verzerrte Zellen sind jedoch nicht erwünscht, da die Zeitkonstante des lokalen Leiterbahnwiderstandes und der gesamten WL-Widerstandskapazität negativ beeinflusst wird. Die Versetzungssprungdiffusionen 110, 120, 130 und 140 aus n-Typ-Diffusions- oder p-Typ-Diffusionsschichten stellen Schwachpunkte für die Strukturierung und Verlässlichkeit dar. Zwei WL aus dem Metall 3 (M3) müssen in 2 Polysilizium-Bahnen eingesetzt werden. Dies führt zu schmalen und widerstandsbehafteten M3-WLs. Um die Leistungsanforderungen zu erfüllen, werden Zwischenverstärker benötigt. Zwischenverstärker fügen zusätzliche Overhead-Flächen hinzu und reduzieren die Bitdichte. Ferner grenzen die 2 WL im M3 ohne dazwischenliegende Abschirmung aneinander an. In dem Fall, dass zwei angrenzende WLs Signale aussenden, gibt es eine erhebliche Kreuzkopplung zwischen den WLs. Dies kann die Lesestabilität und/oder die Fähigkeit, auf die Bitzelle zu schreiben, ungünstig beeinflussen. Darüber hinaus müssen aufgrund der geringen Dichte der p-Typ-Diffusionsschicht möglicherweise zusätzliche Füllzellen periodisch zugefügt werden. Dies reduziert die Bitdichte ebenfalls.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die offenbarten Ausführungsformen werden durch das Lesen der folgenden Detailbeschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren in den Zeichnungen besser verstanden werden, in denen:
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1 eine breite Bitzelle 100 eines SRAM mit Doppelanschluss gemäß einem vorhergehenden Ansatz darstellt;
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2 einen Speicherzellen-Schaltkreis (z. B. eine Bitzelle) 200 für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform darstellt;
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3 eine Auslegung 300 von Diffusionsschichten und eine Transistorschicht eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform darstellt;
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4 eine Auslegung 400 einer ersten Metallschicht (metal 1) und einer ersten Durchkontaktierungsschicht eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform darstellt;
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5 eine Auslegung 500 einer ersten Metallschicht (metal 1) und einer zweiten Metallschicht (metal 2) eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform darstellt;
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6 eine Auslegung 600 einer dritten Metallschicht (metal 3) eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform darstellt; und
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7 eine Rechenvorrichtung 1200 gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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Aus Gründen der Einfachheit und der eindeutigen Veranschaulichung stellen die Zeichnungen die allgemeine Konstruktionsweise dar, und Beschreibungen und Details wohlbekannter Merkmale und Techniken können ausgelassen werden, um zu vermeiden, dass die Darstellung der beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung unnötig verschleiert wird. Darüber hinaus sind Elemente in den Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. Zum Beispiel können die Dimensionen einiger der Elemente in den Figuren relativ zu anderen Elementen übertrieben sein, um dazu beizutragen, das Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Dieselben Bezugszahlen in unterschiedlichen Figuren bezeichnen dieselben Elemente, während ähnliche Bezugszahlen ähnliche Elemente bezeichnen können, dies aber nicht notwendigerweise tun.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In einer Ausführungsform umfasst ein Speicherzellen-Schaltkreis ein Paar kreuzgekoppelte Inverter, um Zustände des Speicherzellen-Schaltkreises zu speichern. Zugriffsvorrichtungen sind mit dem Paar der kreuzgekoppelten Inverter gekoppelt. Die Zugriffsvorrichtungen stellen einen Zugriff auf das Paar der kreuzgekoppelten Inverter bereit. Der Speicherzellen-Schaltkreis umfasst auch eine Gruppe von elektrisch inaktiven p-Typ-Metalloxidhalbleiter-(PMOS-)Vorrichtungen, die mit dem Paar der kreuzgekoppelten Inverter gekoppelt sind. Die Gruppe elektrisch inaktiver PMOS-Vorrichtungen ermöglichen in Kombination mit einem Teil (z. B. PMOS-Vorrichtungen) des Paars der kreuzgekoppelten Inverter eine durchgehende p-Typ-Diffusionsschicht für den Speicherzellen-Schaltkreis.
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Der Speicherzellen-Schaltkreis kann eine Auslegung von zwei Lese/Schreib-(S/W)-SRAM-Bitzellen mit Doppelanschluss zum Speichern von Informationen (z. B. Daten) sein. Die Auslegung kann synchron oder asynchron sein. Die Auslegung kann eine Bitzelle mit Vier-Polysilizium-Bahn-Auslegung zum Unterstützen zweier R/W und zweier Taktungsoperationen sein. Die derzeitige Bitzellenauslegung behebt die Probleme des vorhergehenden Ansatzes für eine SRAM-Anordnung mit Doppelanschluss. Diese Auslegung verbessert in einer Ausführungsform das Aspektverhältnis. Diese Auslegung weist durchgehende, gleichmäßige n-Typ- und p-Typ-Diffusionsschichten ohne irgendwelche Versetzungssprünge oder Kanten auf, was dazu beitragen kann, die Ausbeute zu erhöhen und Zuverlässigkeitsprobleme zu reduzieren. Die Wortleitungen (WLs) können breiter sein, und es kann eine Isolierung zwischen den WLs unterschiedlicher Anschlüsse geben. Der Bedarf an Zwischenverstärkern wird erheblich reduziert. Die p-Typ-Diffusionsdichte wird mit dem einzigartigen Bitzellen-Schaltkreis der vorliegenden Auslegung erhöht, um die Verarbeitungsanforderungen zu erfüllen.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen stellt 2 einen Speicherzellen-Schaltkreis (z. B. eine Bitzelle) 200 für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss dar, um Daten gemäß einer Ausführungsform zu speichern. Die Speicherzelle 200 umfasst elektrisch aktive PMOS-Vorrichtungen P1 und P2, eine Gruppe von elektrisch inaktiven (Dummy-)PMOS-Vorrichtungen 202 (z. B. P3–P6), Pull-down-NMOS-Vorrichtungen N1 und N2 sowie Zugriffsvorrichtungen (z. B. die Pass-Gate-NMOS-Vorrichtungen N3–N6). Die PMOS-Vorrichtungen P1 und P2 sowie die NMOS-Vorrichtungen N1 und N2 bilden ein Paar kreuzgekoppelte Inverter. Die Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen 202 übt keinen Einfluss auf die Zellfunktion aus. Dies erlaubt eine erhöhte p-Typ-Diffusionsdichte, um die Auslegungsregeln kontinuierlich zu erfüllen. Jedes Bit in einem SRAM wird auf den kreuzgekoppelten Vorrichtungen P1, P2, N1 und N2 gespeichert. Im Allgemeinen ist jede SRAM-Zelle dazu fähig, ein Informationsbit zu speichern und ist entweder auf einen logisch hohen oder logisch niedrigen Zustand gesetzt. Während Lese- und Schreiboperationen steuern die Zugriffsvorrichtungen N3–N6 den Zugriff auf die Zelle. Für die Leseoperationen kann ein Leseverstärker erforderlich sein. Ein Leseverstärker unterläuft die Wortleitungsspannung, um die Zellstabilität während eines Lesezugriffs zu erhöhen. Der Zugriff auf die Zelle wird durch eine Wortleitung (WL) A 214 des Anschlusses A aktiviert, welche die Zugriffsvorrichtungen N4 und N5 steuert, die wiederum steuern, ob die Zelle mit den Bitleitungen BL A 210 und BL/A 212 verbunden werden sollte. Der Zugriff auf die Zelle wird auch durch eine Wortleitung (WL) B 224 des Anschlusses B aktiviert, welche die Zugriffsvorrichtungen N3 und N6 steuert, die wiederum steuern, ob die Zelle mit den Bitleitungen BL B 220 und BL/B 222 verbunden werden sollte. Die Bitleitungen werden dazu verwendet, um sowohl für Lese- als auch Schreiboperationen Daten zu übertragen.
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Der vorhergehende Ansatz, der in 1 dargestellt wird, stützt sich auf eine 2-Polysiliziumbahn-Bitzelle (d. h. zwei Zeilen von Polysiliziummerkmalen innerhalb einer Dimension (z. B. einer Höhe) einer Bitzelle). Die vorliegende Auslegung verwendet 4 Polysiliziumbahnen (d. h. vier Zeilen von Polysiliziummerkmalen innerhalb einer Dimension (z. B. einer Höhe) einer Bitzelle). Dies erlaubt die Isolierung zwischen den WL unterschiedlicher Anschlüsse, welche eine Kreuzkopplung verhindert. Darüber hinaus erlaubt die Auslegung mit den inaktiven Dummy-PMOS-Vorrichtungen P3–P6 durchgehende Diffusionsstreifen, was die Herstellbarkeit erhöht. Das Aspektverhältnis (Breite:Höhe) der Zelle wird in einer Ausführungsform auf 2,67 verbessert. Dies stellt sicher, dass die WL-RC-Belastung bei derselben Anzahl von Spalten besser als in dem vorhergehenden Ansatz ist. Anordnungsauslegungen, die diese Zelle verwenden, weisen eine geringere Verwendung von Zwischenverstärkern auf. Die Speicherzelle ist so dimensioniert, dass diese stabil ist, wenn beide Pass-Gates gleichzeitig EIN geschaltet sind. Die Pass-Gate-Größe kann bis zu einer Grenze erhöht werden (z. B. bis zur Hälfte einer Pull-down-Gate-Größe erhöht werden) ohne die Höhe der Speicherzelle zu erhöhen. Änderungen der Zugriffsvorrichtungsgröße (z. B. der Pass-Gate-Größe) sind auch in Verbindung mit einem Leseverstärker möglich. Breitere Zugriffsvorrichtungen haben eine reduzierte Zufallsvariation bei der Zugriffsvorrichtung, weil die Zufallsvariation umgekehrt proportional zur Vorrichtungsfläche ist, und die Verwendung eines Leseverstärkers mit einer breiteren Zugriffsvorrichtung trägt zur Steuerung der Zellstabilität bei. Im Gegensatz dazu erhöht der vorhergehende Ansatz die Zellhöhe, um die Pass-Gate-Größe zu erhöhen.
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In einer speziellen Ausführungsform haben P1 und P2 ein Gateverhältnis (Breite:Länge) ×, während N1 und N2 ein Gateverhältnis von 6× aufweisen. Die Pass-Gates können ein Gateverhältnis von 3× aufweisen. Verschiedene andere Gateverhältnisse können für die PMOS- und NMOS-Vorrichtungen ausgelegt werden. Der Speicherzellen-Schaltkreis kann zwei R/W-Operationen mit zwei asynchronen Taktungsfunktionen für verschiedene Auslegungen und Prozessknoten (z. B. einen 22 nm Knoten) unterstützen. Potentielle Anwendungen für diese vorliegende Auslegung umfassen zumindest die Grafik, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) und Netzwerkprozessoren.
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3 stellt eine Auslegung 300 von Diffusionsschichten und einer Transistorschicht eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform dar. Die Auslegung 300 umfasst eine n-Typ-Diffusionsschicht 302, die innerhalb der durchgehenden Schicht unterschiedliche Regionen einschließlich der Regionen 302, 306, 307, 308 und 310 aufweist. Zum Beispiel können vier Polysiliziumbahnen zum Ausbilden von NMOS-Vorrichtungen in einer beliebigen der Regionen und der Transistorregionen 350 und 351 (z. B. eines Stegs einer Drei-Gate-Struktur) ausgebildet werden. Eine SRAM-Vss kann in der Region 307 ausgebildet werden. Auf ähnliche Weise weist die n-Typ-Diffusionsschicht 312 innerhalb der durchgehenden Schicht unterschiedliche Regionen einschließlich der Regionen 314, 316, 317, 318 und 320 auf. Zum Beispiel können vier Polysiliziumbahnen zum Ausbilden von NMOS-Vorrichtungen in einer beliebigen der Regionen und der Transistorregionen 356 und 357 ausgebildet sein. Eine SRAM-Vss kann in der Region 317 gebildet werden.
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Die Auslegung 300 umfasst auch eine p-Typ-Diffusionsschicht 322, die innerhalb der durchgehenden Schicht unterschiedliche Regionen einschließlich der Regionen 324, 326, 328 aufweist. Zum Beispiel können vier Polysiliziumbahnen zum Ausbilden von PMOS-Vorrichtungen in einer beliebigen der Regionen und der Transistorregion 353 ausgebildet sein (z. B. eines Stegs einer Drei-Gate-Struktur). Eine SRAM-Vcc kann in den Regionen 324 und 328 ausgebildet sein. Auf ähnliche Weise weist die p-Typ-Diffusionsschicht 330 innerhalb der durchgehenden Schicht unterschiedliche Regionen einschließlich der Regionen 330, 332 und 334 auf. Zum Beispiel können vier Polysiliziumbahnen zum Ausbilden von PMOS-Vorrichtungen in einer beliebigen der Regionen und der Transistorregion 354 ausgebildet werden. Eine SRAM-Vcc kann in den Regionen 331 und 334 ausgebildet werden. Die Transistorschicht umfasst die Regionen 350–357, die Stege einer Drei-Gate-Struktur sein können. Die Auslegung 300 weist durchgehende Diffusionsschichten zum Ausbilden von NMOS- und PMOS-Vorrichtungen auf, was zu einer erhöhten Ausbeute führt. Erneut wird ein logisches Transistormuster mit den Transistorregionen 350–357 verwendet. Die Auslegung reduziert auch die Komplexität, indem sie Diffusionsversetzungssprünge verhindert.
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4 stellt eine Auslegung 400 einer ersten Metallschicht (metal 1) und einer ersten Durchkontaktierungsschicht eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform dar. Die Auslegung 400 umfasst eine Durchkontaktierungsschicht 420 mit unterschiedlichen Durchkontaktierungsregionen einschließlich der Regionen 422 und 424. Eine erste Metallschicht 410 umfasst unterschiedliche metal-1-Regionen einschließlich der Regionen 412 und 414. Ein klar umrissenes, J-förmiges Metallmuster wird innerhalb von Auslegungsregeln ausgebildet, die sicherstellen, dass alle Durchkontaktierungen aus Gründen der Prozessrobustheit selbstjustiert zu metal 1 sind.
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5 stellt eine Auslegung 500 einer ersten Metallschicht (metal 1) und einer zweiten Metallschicht (metal 2) eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform dar. Die Auslegung 500 umfasst eine erste Metallschicht 520 mit unterschiedlichen Metallregionen. Eine zweite Metallschicht 503 umfasst unterschiedliche metal-2-Regionen einschließlich der Regionen BL A 504, BL B 506, Vcc 508, BL A 510 und BL B 512. Metal-2-Bitleitungen eines ersten Anschlusses (Anschluss A) sind von metal-2-Bitleitungen eines zweiten Anschlusses (Anschluss B) durch Vcc 508 isoliert.
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6 stellt eine Auslegung 600 einer dritten Metallschicht (metal 3) eines Speicherzellen-Schaltkreises (z. B. einer Bitzelle) für eine SRAM-Zelle mit Doppelanschluss gemäß einer Ausführungsform dar. Die Auslegung 600 umfasst eine dritte Metallschicht 520 mit unterschiedlichen Metallregionen einschließlich der Regionen WL B 628, WL B 626, Vss 624, WL A 624, WL A 622, WL A 620, Vss 618, WL B 616, WL B 614 und Vss 612. In einer Ausführungsform stellen WL A 620, Vss 618 und WL B 616 die dritte Metallschicht 610 für einen Speicherzellen-Schaltkreis dar. Eine Vier-Bahn-Polysiliziumzelle erlaubt eine breitere metal-3-Schicht als eine Zwei-Polysiliziumbahn-Zelle. Die Vier-Bahn-Zelle weist im Vergleich zu einer Zwei-Bahn-Zelle einen geringeren Wortleitungswiderstand, eine geringer Wortleitungskapazität aufgrund der breiteren Beabstandung auf, benötigt weniger Zwischenverstärker, was die Schaltkreisfläche und die Verzögerung für das Erreichen der Isolierungsleistung reduziert, erlaubt eine Wortleitungsisolierung zwischen Anschlüssen durch das Aufweisen einer Vss zwischen den Anschlüssen und erhöht die Robustheit eines Vss-Netzes.
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7 stellt eine Rechenvorrichtung 1200 gemäß einer Ausführungsform dar. Die Rechenvorrichtung 1200 beinhaltet eine Leiterplatte 1202. Die Leiterplatte 1202 kann eine Reihe von Bauteilen umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eines/einen Prozessor 1204 und zumindest eines/einen Kommunikationschip(s) 1206. Der Prozessor 1204 ist physisch und elektrisch mit der Leiterplatte 1202 gekoppelt. In einigen Implementierungen ist der zumindest eine Kommunikationschip 1206 ebenfalls physisch und elektrisch mit der Leiterplatte 1202 gekoppelt. In weiteren Implementierungen ist der Kommunikationschip 1206 Teil des Prozessors 1204.
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Abhängig von ihren Anwendungen kann die Rechenvorrichtung 1200 andere Bauteile umfassen, die physisch und elektrisch mit dem Bord 1202 gekoppelt oder nicht gekoppelt sein können. Diese anderen Bauteile umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, flüchtige Speicher (z. B. DRAM 1210), nicht flüchtige Speicher (z. B. ROM 1212), SRAM 1212 mit einem oder mehreren Anordnungen aus Speicherzellen-Schaltkreisen (z. B. dem Speicherzellen-Schaltkreis 200), Flash-Speicher, einen Grafikprozessor 1220, einen digitalen Signalprozessor, einen Kryptoprozessor, einen Chipsatz 1222, eine Antenne 1224, eine Anzeige, eine Touchscreen-Anzeige 1226, eine Touchscreen-Steuerung 1228, einen Akku 1230, einen Audiocodec, einen Videocodec, einen Leistungsverstärker 1232, eine globalen Positionsbestimmungssystems-(GPS-)Vorrichtung 1234, einen Kompass 1236, einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, einen Lautsprecher 1240, eine Kamera 1250 und eine Massenspeichervorrichtung (wie z. B. ein Festplattenlaufwerk, eine Compact Disc (CD), eine Digital Versatile Disc (DVD) und so weiter.
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Der Kommunikationschip 1206 ermöglicht eine drahtlose Kommunikation für den Datentransfer zu und von der Rechenvorrichtung 1200. Der Begriff „drahtlos” und davon abgeleitete Begriffe können dazu verwendet werden, um Schaltkreise, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle etc. zu beschreiben, die Daten durch die Verwendung von modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium kommunizieren. Der Begriff impliziert nicht, dass die entsprechenden Vorrichtungen keine Drähte enthalten, obwohl dies in einigen Ausführungsformen tatsächlich zutreffen könnte. Der Kommunikationschip 1206 könnte eine beliebige Anzahl von drahtlosen Standards oder Protokollen implementieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, WLAN (IEEE 802.11-Familie), WiMAX (IEEE 802.16-Familie), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, davon abgeleitete Standards/Protokolle sowie beliebige andere drahtlose Protokolle, die als 3G, 4G, 5G und darüber hinaus bezeichnet werden. Die Rechenvorrichtung 1200 kann eine Vielzahl von Kommunikationschips 1206 umfassen. Zum Beispiel kann ein erster Kommunikationschip 1206 für die drahtlose Kommunikation mit geringerer Reichweite, z. B. WLAN und Bluetooth bestimmt sein, und ein zweiter Kommunikationschip 1206 kann für die drahtlose Kommunikation mit höherer Reichweite wie z. B. GPS, EDGE, EPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO und andere bestimmt sein.
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Der Prozessor 1204 der Rechenvorrichtung 1200 umfasst einen integrierten Schaltkreis-Nacktchip, der in den Prozessor 1204 integriert ist. In einigen Ausführungsformen der Erfindung umfasst der integrierte Schaltkreis-Nacktchip des Prozessors einen oder mehrere Speicherzellen-Schaltkreise, die gemäß Implementierungen der Erfindung ausgebildet sind. Der Begriff „Prozessor” kann eine beliebige Vorrichtung oder einen beliebigen Teil einer Vorrichtung betreffen, die/der elektronische Daten von Registern und/oder Speichern verarbeitet, um diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten umzuwandeln, die in Registern und Speichern gespeichert werden können.
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Der Kommunikationschip 1206 umfasst auch einen integrierten Schaltkreis-Nacktchip, der in den Kommunikationschip 1206 integriert ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Integrierte Schaltkreis-Nacktchip des Kommunikationschips einen oder mehrere Speicherzellen-Schaltkreise, die gemäß Implementierungen der Erfindung ausgebildet sind.
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In weiteren Ausführungsformen kann ein weiterer Bauteil, der in der Rechenvorrichtung 1200 beinhaltet ist, einen integrierten Schaltkreis-Nacktchip enthalten, der einen oder mehrere Speicherzellen-Schaltkreise umfasst, die gemäß Implementierungen der Erfindung ausgebildet sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung 1200 ein Laptop, ein Netbook, ein Notebook, ein Ultrabook, ein Smartphone, ein Tablet, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Ultra-mobile PC, ein Mobiltelephon, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Drucker, ein Scanner, ein Monitor, ein Beistellgerät, eine Unterhaltungs-Steuereinheit, eine Digitalkamera, ein tragbares Musikgerät oder ein digitaler Videorecorder sein. In weiteren Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung 1200 eine beliebige andere elektronische Vorrichtung sein, die Daten verarbeitet.
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Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen. Beispiel 1 ist ein Speicherzellen-Schaltkreis zum Speicher von Daten, der ein Paar kreuzgekoppelte Inverter zum Speichern von Zuständen des Speicherzellen-Schaltkreises sowie eine Vielzahl von Zugriffsvorrichtungen umfasst, die mit dem Paar der kreuzgekoppelten Schaltkreise gekoppelt sind. Die Zugriffsvorrichtungen stellen Zugriff auf das Paar der kreuzgekoppelten Schaltkreise bereit. Der Speicherzellen-Schaltkreis umfasst auch eine Gruppe von elektrisch inaktiven p-Typ-Metalloxidhalbleiter-(PMOS-)Vorrichtungen, die mit dem Paar der kreuzgekoppelten Inverter gekoppelt sind. Die Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen ermöglichen in Kombination mit einem Teil des Paars der kreuzgekoppelten Inverter eine durchgehende p-Typ-Diffusionsschicht für den Speicherzellen-Schaltkreis. In Beispiel 2 erhöhen die elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen eine Dichte der p-Typ-Diffusionsschicht. In Beispiel 3 wird eine Größe zumindest einer Zugriffsvorrichtung bis zu einer Grenze erhöht, ohne eine Höhe des Speicherzellen-Schaltkreises zu erhöhen. Ein Leseverstärker kann in Verbindung damit verwendet werden, dass die Größe zumindest einer Zugriffsvorrichtung erhöht wird. In Beispiel 4 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 1–3 optional die Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen einschließlich vier PMOS-Vorrichtungen umfassen. In Beispiel 5 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 1–4 optional eine Bitleitung eines ersten Anschlusses und eine Bitleitung eines zweiten Anschlusses umfassen, die mit der Vielzahl von Zugriffsvorrichtungen gekoppelt sind. Die Bitleitungen übertragen während Lese- und Schreiboperationen Daten an das Paar der kreuzgekoppelten Inverter. In Beispiel 6 kann der Gegenstand von Beispiel 5 optional eine Vcc-Leitung umfassen, die mit dem Paar der kreuzgekoppelten Inverter gekoppelt ist. Die Vcc-Leitung isoliert die Bitleitung des ersten Anschlusses von der Bitleitung des zweiten Anschlusses. In Beispiel 7 kann der Gegenstand von Beispiel 6 gegebenenfalls eine Wortleitung eines ersten Anschlusses, die mit zumindest einer der Zugriffsvorrichtungen gekoppelt ist, und eine Wortleitung eines zweiten Anschlusses umfassen, die mit zumindest einer der Zugriffsvorrichtungen gekoppelt ist. Die Wortleitungen steuern die Zugriffsvorrichtungen. Der Speicherzellen-Schaltkreis kann vier Polysiliziumbahnen umfassen, um eine Isolierung der Wortleitung des ersten Anschlusses von der Wortleitung des zweiten Anschlusses bereitzustellen. In Beispiel 8 umfasst der Speicherzellen-Schaltkreis eines beliebigen der Beispiele 1–7 eine asynchrone SRAM-Zelle mit Doppelanschluss.
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Beispiel 9 ist eine Einrichtung zum Speichern von Daten, die ein Mittel zum Speichern von Zuständen der Einrichtung umfasst, welche p-Typ-Metalloxidhalbleiter-(PMOS-)Vorrichtungen und n-Typ-Metalloxidhalbleiter-(NMOS-)Vorrichtungen umfasst. Die Einrichtung umfasst auch ein Mittel zum Bereitstellen von Zugriff zu der Einrichtung sowie eine Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen, die eine durchgehende p-Typ-Diffusionsschicht für die PMOS-Vorrichtungen der Einrichtung ermöglichen. In Beispiel 10 erhöhen die elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen eine Dichte der p-Typ-Diffusionsschicht. In Beispiel 11 kann der Gegenstand aus Beispiel 9 gegebenenfalls die mindestens zwei PMOS-Vorrichtungen umfassende Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen umfassen. In Beispiel 12 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 9–11 gegebenenfalls eine Bitleitung eines ersten Anschlusses, die mit zumindest einer der NMOS- und PMOS-Vorrichtungen gekoppelt ist, sowie eine Bitleitung eines zweiten Anschlusses umfassen, die mit zumindest einer der NMOS- und PMOS-Vorrichtungen gekoppelt ist. Die Bitleitungen übertragen während Lese- und Schreiboperationen Daten an die PMOS- und NMOS-Vorrichtungen. In Beispiel 13 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 9–12 gegebenenfalls eine Vcc-Leitung umfassen, die der Einrichtung Strom bereitstellt und die Bitleitung des ersten Anschlusses von der Bitleitung des zweiten Anschlusses isoliert. In Beispiel 14 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 9–13 gegebenenfalls eine Wortleitung eines ersten Anschlusses, die mit zumindest einer der NMOS- und PMOS-Vorrichtungen gekoppelt ist, und eine Wortleitung eines zweiten Anschlusses umfassen, die mit zumindest einer der NMOS- und PMOS-Vorrichtungen gekoppelt ist. Die Wortleitungen steuern das Mittel zum Bereitstellen von Zugriff auf die Einrichtung. Das Mittel zur Bereitstellung von Zugriff auf die Einrichtung umfasst vier Polysiliziumbahnen, die eine Isolierung der Wortleitung des ersten Anschlusses von der Wortleitung des zweiten Anschlusses bereitstellen.
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Beispiel 15 ist eine Rechenvorrichtung, die einen Prozessor, einen Kommunikationschip, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, sowie eine oder mehrere Anordnungen umfassen, die jeweils eine Vielzahl von Speicherzellen-Schaltkreisen zum Speichern von Daten umfassen. Jeder Speicherzellen-Schaltkreis umfasst ein Inverterpaar zum Speicher von Zuständen jedes Speicherzellen-Schaltkreises und eine Vielzahl von Zugriffsvorrichtungen, die mit dem Paar der Inverter gekoppelt sind. Die Zugriffsvorrichtungen stellen Zugriff auf das Paar der kreuzgekoppelten Inverter bereit. Jeder Speicherzellen-Schaltkreis umfasst auch eine Gruppe von elektrisch inaktiven p-Typ-Metalloxidhalbleiter-(PMOS-)Vorrichtungen, die mit dem Paar der Inverter gekoppelt sind. Die Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen ermöglicht eine durchgehende p-Typ-Diffusionsschicht für jeden Speicherzellen-Schaltkreis. In Beispiel 16 sind die elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen dazu geeignet, eine Dichte der p-Typ-Diffusionsschicht zu erhöhen. In Beispiel 7 wird eine Größe zumindest einer Zugriffsvorrichtung bis zu einer Grenze erhöht, ohne die Höhe des entsprechenden Speicherzellen-Schaltkreises zu erhöhen. Ein Leseverstärker kann in Verbindung damit verwendet werden, dass die Größe zumindest einer Zugriffsvorrichtung erhöht wird. In Beispiel 18 kann der Gegenstand aus Beispiel 15 gegebenenfalls die Gruppe von elektrisch inaktiven PMOS-Vorrichtungen, welche vier PMOS-Vorrichtungen umfasst, umfassen. In Beispiel 19 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 15–18 gegebenenfalls eine Bitleitung eines ersten Anschlusses und eine Bitleitung eines zweiten Anschlusses umfassen, die mit der Vielzahl von Zugriffseinrichtungen gekoppelt sind. Die Bitleitungen übertragen während Lese- und Schreiboperationen Daten an das Paar der kreuzgekoppelten Inverter. In Beispiel 20 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 15–19 gegebenenfalls eine Vcc-Leitung umfassen, die mit dem Paar der kreuzgekoppelten Inverter gekoppelt ist. Die Vcc-Leitung isoliert die Bitleitung des ersten Anschlusses von der Bitleitung des zweiten Anschlusses. In Beispiel 21 kann der Gegenstand eines beliebigen der Beispiele 15–20 gegebenenfalls eine Wortleitung eines ersten Anschlusses, die mit zumindest einer der Zugriffsvorrichtungen gekoppelt ist, und eine Wortleitung eines zweiten Anschlusses umfassen, die mit zumindest einer der Zugriffsvorrichtungen gekoppelt ist. Die Wortleitungen steuern die Zugriffsvorrichtungen. Zumindest ein Speicherzellen-Schaltkreis kann vier Polysiliziumbahnen umfassen, um eine Isolierung der Wortleitung des ersten Anschlusses von der Wortleitung des zweiten Anschlusses bereitzustellen. In Beispiel 22 umfasst zumindest ein Speicherzellen-Schaltkreis eines beliebigen der Beispiele 15–21 eine asynchrone SRAM-Zelle mit Doppelanschluss.
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Die Begriffe „erste/r/s”, „zweite/r/s”, „dritte/r/s”, „vierte/r/s” und ähnliche werden in der Beschreibung und in den Ansprüchen, falls vorhanden, dazu verwendet, um zwischen ähnlichen Elementen zu unterscheiden und nicht notwendigerweise, um eine bestimmte sequentielle oder chronologische Reihenfolge zu beschreiben. Es soll verstanden werden, dass die so verwendeten Begriffe unter geeigneten Umständen synonym verwendet werden, sodass die Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindung zum Beispiel dazu fähig sind, in Sequenzen zu funktionieren, die sich von den hier dargestellten oder auf andere Weise beschriebenen unterscheiden. Gleichfalls ist, wenn ein Verfahren hier als eine Reihe von Schritten umfassend beschrieben wird, die Reihenfolge solcher Schritte, wie sie hier präsentiert wird, nicht notwendigerweise die einzige Reihenfolge, in der solche Schritte durchgeführt werden können, und bestimmte der erwähnten Schritte können möglicherweise weggelassen werden, und/oder bestimmte andere Schritte, die hier nicht beschrieben werden, können möglicherweise zu dem Verfahren zugefügt werden. Ferner sollen die Begriffe „umfassen”, „einschließen”, „aufweisen” und jegliche Variationen davon eine nicht ausschließliche Einschließung behandeln, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Gegenstand oder eine Einrichtung, welche/r/s eine Auflistung von Elementen umfasst, nicht notwendigerweise auf diese Elemente beschränkt ist, sondern andere Elemente umfassen kann, die nicht ausdrücklich in einem/einer solchen Prozess, Verfahren, Gegenstand oder Einrichtung aufgelistet oder inhärent sind.
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Die Begriffe „links”, „rechts”, „vorderseitig”, „rückseitig”, „oberste/r/s”, „unterste/r/s” „über”, „unter” und ähnliche werden in der Beschreibung und in den Ansprüchen, falls vorhanden, zu Zwecken der Beschreibung verwendet und nicht notwendigerweise dazu, um fixe Relativpositionen zu beschreiben. Es soll verstanden werden, dass die so verwendeten Begriffe unter geeigneten Umständen synonym sind, sodass die Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung zum Beispiel dazu fähig sind, in anderen Orientierungen als den hier dargestellten oder auf andere Weise beschriebenen zu funktionieren. Der Begriff „gekoppelt” ist, wie hier verwendet, als direkt oder indirekt auf eine elektrische oder nicht-elektrische Weise verbunden definiert. Gegenstände, die hier als „angrenzend an” einander beschrieben werden, können in physischem Kontakt miteinander, in unmittelbarer Nähe zueinander oder in derselben allgemeinen Region oder Fläche sein, je nachdem was in dem Kontext geeignet ist, in dem die Phrase verwendet wird. Die Stellen, an denen hier die Phrase „in einer Ausführungsform” vorkommt, betreffen nicht notwendigerweise alle dieselbe Ausführungsform.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsformen beschrieben wurde, wird von Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden könne, ohne vom Geist oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Offenbarung von Ausführungsformen der Erfindung den Schutzumfang der Erfindung veranschaulichen und soll nicht beschränkend sein. Es wird beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung nur in dem Ausmaß beschränkt wird, wie es die beiliegenden Ansprüche erfordern. Zum Beispiel wird es für einen Fachmann sofort offensichtlich sein, dass die hier beschriebenen Energiespeichervorrichtungen und die verwandten Strukturen und Verfahren in einer Reihe von Ausführungsformen implementiert werden können, und dass die vorangehende Diskussion bestimmter dieser Ausführungsformen nicht notwendigerweise eine Vollständige Beschreibung aller möglichen Ausführungsformen repräsentiert.
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Darüber hinaus wurden Vorzüge, andere Vorteile und Problemlösungen in Bezug auf konkrete Ausführungsformen beschrieben. Die Vorzüge, Vorteile, Problemlösungen und jedes beliebige Element oder beliebige Elemente, die dazu führen, dass eine beliebige/r Vorzug, Vorteil oder Lösung entsteht oder stärker auftritt, sind nicht als kritische, erforderliche oder essentielle Merkmale oder Elemente irgendeines oder aller Ansprüche zu interpretieren.
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Darüber hinaus werden die hier offenbarten Ausführungsformen und Beschränkungen nicht nach dem Grundsatz der Widmung der Allgemeinheit gewidmet, wenn die Ausführungsformen und/oder Beschränkungen: (1) nicht ausdrücklich in den Ansprüchen beansprucht werden; und (2) nach dem Grundsatz der Widmung Äquivalente ausdrücklicher Elemente und/oder Beschränkungen in den Ansprüchen sind oder dies potentiell sind.
