DE2713024A1

DE2713024A1 - Speicher mit blindzellen

Info

Publication number: DE2713024A1
Application number: DE19772713024
Authority: DE
Inventors: Masaaki Inadachi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1977-10-06
Also published as: DE2713024C3; NL7703260A; JPS5529518B2; US4117545A; JPS52116120A; DE2713024B2

Description

Speicher mit Blindzellen

Die Erfindung betrifft einen Speicher mit Blindzellen (dummy cells).

Bei einem Ein-Chip-Speicher, bei dem eine Anzahl von Speicherzellen in einem einzigen Substrat während eines einzigen Stufenverfahrens angeordnet werden, wird, wenn ein aus der Speicherzelle ausgelesenes Signal klein ist, eine Pseudo- oder Blindzelle verwendet, um das kleine Signal bei hohem Rauschabstand zu fühlen bzw. auszulesen.

Bisher wurden bei einem Speicher dieser Art jeweils eine Blindzelle für jede eines Paars von Datenleitungen verwendet, die mit jedem Vorverstärker verbunden sind.

Ein größeres auf den Datenleitungen auftretendes Rauschen wird von elektrostatischen Kapazitäten abhängig von Überlappungsbereichen von Wortleitungen und Datenleitungen an deren Kreuzungspunkten hervorgerufen. Wenn Speicherzellen verschiedenen

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Aufbaues enthalten sind, unterscheiden sich die elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Datenleitungen wegen der Auslegung oder Gestaltung der Speicherzellen und der Fehlausrichtung einer Maske während des Herstellverfahrens. Wenn die Blindzellen jeweils für die Datenleitungen wie bei dem herkömmlichen Speicher verwendet werden, gibt es stets eine Speicherzelle mit einer von der der Blindzelle unterschiedlichen elektrostatischen Kapazität, weshalb das Rauschen des Datenleitungspaares sich voneinander unterscheidet, was eine Verringerung des Rauschabstands ergibt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Speicher mit verbessertem Rauschabstand für Auslesesignale aus Speicherzellen zu schaffen, bei denen Speicherzellen verschiedenen Aufbaues mit je einem eines Paars von Datenleitungen verbunden sind.

Zur Lösung der Aufgabe sind gemäß der Erfindung mehrere Blindzellen angeordnet, jeweils eine für eine von mehreren Speicherzellengruppen verschiedenen Aufbaues fUr je eine eines Paars von Datenleitungen.

Die Erfindung gibt also einen Speicher an, der mehrere Speicherzellengruppen verschiedenen Speicherzellenaufbaues, Blindzellengruppen verschiedenen Zellenaufbaues, jeweils eine für mindestens eine der Speicherzellengruppen, ein Wahlglied zum Viählen einer gewünschten Speicherzelle und einer Blindzelle entsprechend der Gruppe dieser Speicherzelle und ein Leseglied zum differentiellen Auslesen von Ausgangssignalen der gewählten Blindzelle und der gewählten Speicherzelle.

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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen herkömmlichen Speicher; Fig. 2 Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebs des herkömmlichen Speichers;

Fig. 3 den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Hauptteils eines erfindungsgemäßen Speichers;

Fig· ^» 5 Aufsichten der Anlage einer Speicherzelle bzw. einer Blindzelle.

Tn Fig. 1 ist schematisch ein herkömmlicher Speicher dargestellt,bei dem zwei Data- oder Datenleitungen 2 und beiderseits eines Vorverstärkers 1 angeordnet sind,der ein Differentialverstärker sein kann, wobei die Datenleitungen 2, 3 Gruppen von Wortleitungen 4 bzw. ^ überkreuzen oder schneiden, wobei Speicherzellengruppen 6 und 7 sowie Blindzellen 8 und 9 an den Schnittpunkten vorgesehen sind. Jeweils eine Blindzelle 8, 9 ist für je eine der zwei von Datenleitungen 2, 3 angeordnet, die zwei Eingänge des Vorverstärkers so bilden, daß dann, wenn eine der Speicherzellen in der Speicherzellengruppe 6 oder 7 gewählt oder angesteuert ist, die Blindzelle 9 oder 8 gewählt oder angesteuert ist.

Die Blindzellen 8 und 9 legen jeweils eine Bezugsspannung an einen der Eingänge des Vorverstärkers 1 an, die die in den Speicherzellen gespeicherte Information "1" oder "O" diskriminieren. Die Blindzellen 8, 9 spielen weiter eine wesentliche Holle zum Ausgleichen von Koppelspannungen, die an das Paar der Datenleitungen 2,3 angelegt sind, dip mit den beiden Eingängen des Vorverstärkers 1 verbunden sind, wobei die Koppelspannungen durch Ausieseimpulsspannungen an den

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Wortleitungen 4,5 erzeugt sind, die als Ansteuerleitungen wirken, und über elektrostatische Kapazitäten gekoppelt werden, derart, daß ein differentielles Rauschen beseitigt wird, um ein Signalauslesen hoher Empfindlichkeit zu gestatten.

Insbesondere werden, wie in Fig. 2b dargestellt, Rauschspannungen V_n, die an den Datenleitungen 2 und 3 über Koppelkapazitäten beim Anstieg des Ausleseimpulses an den Wortleitungen 4,5 zwischen den beiden Datenleitungen 2,3 so ausgeglichen, daß die Gesamtdifferenz (annährend V,) zwischen der Auslesespannung von der Blindzelle 8 oder 9 (die durch eine Vollinie dargestellt ist und annährend o[v] beträgt) und der Auslesespannung von der Speicherzelle 7 oder 6 (die durch eine Strichlinie dargestellt ist und V, *Vjbeträgt) als SignaIspannung S herausgeführt bzw. abgenommen.

Andererseits ist die Rauschspannung V„ durch die elektrostatischen Kapazitäten abhängig von einem Überlappungsbereich auf der Wortleitung 4 oder 5 und der Datenleitung 2 oder 3 an deren Überschneidung oder Kreuzung verursacht. Wenn Speicherzellen unterschiedlichen Aufbaues enthalten sind, unterscheiden sich die Rauschspannungen V_n, die an das Paar der Datenleitungen angelegt sind, voneinander, weil die elektrostatischen Kapazitäten sich unterscheiden wegen der Ta teache, daß das Überlappen der Wortleitungen und der Datenleitungen sich unterscheidet abhängig von der Auslegung und der Fehlausrichtung der Masken im Herstellungsverfahren. Folglich besitzt, da der Unterschied im Aufbau oder der Fehler im Herstellungsverfahren enthalten ist,der herkömmliche Speicher, bei dem eine Blindzelle an der Datenleitung auf einer Seite des Vorverstärkers angeordnet ist, notwendigerweise (mindestens) eine Speicherzelle mit einem unterschied-

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lichen Überlappungsbereich der Datenleitung und der Wortleitung gegenüber dem der Blindzelle. Bei einem derartigen Speicher, unterscheiden sich, wie in Fig. 2c dargestellt, die Rauschspannungen V_n an dem Paar der Datenleitungen voneinander und wird die Signalspannung S auf V₁ - V„ verringert, was zu einer Verringerung des Rauschverhältnisses führt. In Fig. 2c ist angenommen,daß die Rauschspannung der Datenleitung mit der gewählten Blindzelle Null beträgt.

Fig. 3 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel des Hauptteils eines erfindungsgemäßen Speichers. Das Wesentliche der Erfindung liegt darin,daß bei/§peicher mit Speicherzellengruppen mit beispielsweise unterschiedlichem Speicherzellenaufbau in einem Speicher mit verschiedenen Überlappungsbereichen der Wortleitungen und der Datenleitungen wegen der Anordnung dör Speicherzellen der gleichen Form oder Ausbildung in verschiedenen Richtungen an die Datenleitungen, jeweils eine Blindzelle für jede der Speichfrzellengruppen vorgesehen ist mit voneinander verschiedenem Speicherzellenaufbau, d.h., daß soviele Blindzellen vorgesehen sind als Speicherzellengruppen mit unterschiedlichem Speicherzellenaufbau angeordnet sind. Fig.3 zeigt ein Beispiel, bei dem zwei Speicherzellen unterschiedlichen Aufbaues verwendet sind, wobei Speicherzellengruppen 61, 71 und Speicherzellengruppen 62, 72 jeweils gleichen Aufbau besitzen, wogegen die Speicherzellengruppen 61 und 62 und die Speicherzellengruppen 71, unterschiedlichen Aufbau besitzen. Den Speicherzellengruppen 71, 72 auf der rechten Seite des Vorverstärkers 1 sind Blindzellen 8l bzw. 82 zugeordnet, während den Speicherzellengruppen 61, 62 auf der linken Seite des Vorverstärkers 1 Blindzellen 9I bzw. 92 zugeordnet sind.

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Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Auslegung der Speicherzellen verschiedenen Aufbaues und Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Auslegung der entsprechenden Blindzellen. Jede Zelle enthält beim dargestellten AusfUhrungsbeispiel eine Eintransistorzelle.

In Fig.4 sind dargestellt Speicherzellen C^, C₀, eine aus PoIy-S11ic ium gebildeten Datenleitung D, aus Aluminium gebildete Wortleitungen W, und Wp, ausgebildete SchaIt-MOS-Transistoren T, und Tp, Kontaktbereiche B₁, B₂ der Steuer- oder Gateelektroden der Transistoren T₁ und T₂ mit den Wortleitungen W₁ und U und Speicherkapazitäten Cg₁ und C₃₂.

In Fig. 5 sind dargestellt Blindzellen D₁ und D₂, Blindzellen-Wortleitungen DW₁ und DW₂, ausgebildete Schalt-MOS-Transistoren DT, und DT_?, Kontaktbereiche DB. und DB_? der Steuer- oder Gateelektroden der Transistoren DT₁ und DT_p mit den Wortleitungen DW₁ und DW₂, Vorladungsleitungen PL₁ und PL₂ und Speicherkapazitäten DS₁ und DS^.

Die Speicherzellen C₁ und C₂ gemäß Fig. 4 entsprechen den Blindzellen D₁ bzw. D₂ gemäß Fig. 5.

Auf den ersten Blick scheint es, daß die Speicherzellen C₁ und C_? gemäß Fig. 4, die Schalt-MOS-Transistoren T₁ und T₂ und die Wortleitungen W₁, Wp die gleiche Struktur oder den gleichen Aufbau bezüglich der Datenleitung D besitzen. Wenn jedoch eine im Herstellungsverfahren zur Bildung der Wortleitungen W₁ und W_ verwendete Aluminiummaske nach rechts oder nach links bezüglich einer bei der Bildung der Datenleitung D verwendeten PoIy-Silicium-Maske fehlausgerichtet ist, unterscheidet sich ein Überlappungsbereich (schraffierter

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Bereich A_?) der Wortleitung W₂ und der Datenleitung D von einem Überlappungsbereich (schraffierter Bereich A.) der Wortleitung W, und der Datenleitung D. Für derartiger Speicherzellen sind Blindzellen D₁ und D_ gemäß Fig. 5 für die Speicherzellen C, bzw. Cp vorgesehen. In diesem Falle besitzen die Speicherzellen und die Blindzellen die gleiche Überlappung gegenüber der Datenleitung derart, daß das von den Wortleitungen abhängige Rauschen vollständig unterdrückt oder beseitigt werden kann. Wenn auch im dargestellten AusfUhrungsbeispiel soviele Blindzellen verwendet sind, wie es Speicherzellengruppen unterschiedlichen Aufbaues gibt, so kann selbstverständlich eine gemeinsame Blindzelle für diejenigen Speicherzellengruppen verwendet werden, die gleiche Eigenschaften bzw. Kenndaten besitzen.

In Fig.3 ist ein Detektorkreis einschließlich eines Leseverstärkers mit mindestens einer der Datenleitungen verbunden und ist ein Ansteuerkreis mit den Wortleitungen verbunden.

Wie erläutert, sind gemäß der Blindzellen-Anordnung der Erfindung,selbst wenn eine Fehlausrichtung der Maske beim Herstellungsverfahren auftritt, die Kopplungsspannungen von den Wortleitungen zu den Datenleitungen vollständig ausgeglichen an beiden Seiten des Vorverstärkers derart, daß das Auslesesignal bei hohem Rauschverhältnis oder Rauschabstand gefühlt oder gelesen werden kann. Wenn das in Fig. J> dargestellte Beispiel die Speicherzellengruppen 6l, 62 und die Speicherzellengruppen 71, 72 als im gleichen Bereich konzentriert darstellt in einer Anordnung, in der die Auslegung gemäß Fig.4 wiederholt auftritt, können ungeradzahlige

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Speicherzellen und geradzahlige Speicherzellen die jeweiligen Gruppen bilden.

Wenngleich die Fig. 4 und 5 Beispiele von Eintransistorzellen zeigen, kann die Erfindung auch auf andere Zellenarten angewendet werden.

Schließlich ist die Erfindung nicht nur auf Halbleiterspeicher, wie beschrieben, anwendbar, sondern auch auf andere Speicher,wie einem Drahtspeicher, wobei dann die Signale auf den Datenleitungen direkt durch einen Leseverstärker ausgelesen werden können.

Schließlich können die Datenleitungen nicht nur beiderseits des Vorverstärkers wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, sondern parallel an einer Seite des Vorverstärkers angeordnet sein. Schließlich können auch mehrere Paare von Datenleitungen selektiv mit dem Vorverstärker verbunden sein.

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Claims

Ansprüche

) Speicher,

gekennzeichnet durch
mindestens ein Paar von Lese-Leitungen, ein Leseglied zum differentiellen Lesen von Signalen auf dem Paar der Lese-Leitungen,

mehrere Ansteuerleitungen, die die Lese-Leitungen kreuzend angeordnet sind,

mehrere Speicherzellengruppen mit voneinander unterschiedlichem Aufbau, die an Schnittstellen der Lese-Leitungen und der Ansteuerleitungen angeordnet sind, und

Blindzellengruppen mit voneinander unterschiedlichem Aufbau, deren jede an Schnittstellen der Lese-Leitungen und der Ansteuerleitungen entsprechend den Speicherzellengruppen angeordnet sind.

2. Speicher nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß mindestens zwei Speicherzellengruppen unterschiedlichen Aufbaues an jeder Datenleitung angeordnet sind.

3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet,daß die Speicherzellengruppen mehrere so angeordnete Speicherzellengruppen enthalten, daß überschneidende Bereiche der Ansteuerlei.tungen und der Lese-Leitungen durch koplanare Verschiebung von entweder der Steuerleitung oder der Lese-Leitung veränderbar sind,und daß die Blindzellengruppen Blindzellengruppen aufweisen mit im wesentlichen der gleichen Beziehung bei der Anordnung zwischen der Ansteuerleitung und der Lese-Leitung wie die der Speicherzellengruppen.

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ORiGiNAU INSPECTED

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^. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Speicherzellengruppen mehrere Speicherzellen-Untergruppen aufweisen.

5. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß die Speicherzellen und die Blindzellen jeweils ein Schaltglied aufweisen, dessen Schalten durch ein Signal auf der Ansteuerleitung gesteuert ist, wobei ein kapazitives Element mit dem Schaltglied verbunden ist.

6. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Lese-Einrichtung einen Differenzverstärker zum differentiellen Verstärken der Signale auf dem Paar der Lese-Leitungen aufweist.

7. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar erster und zweiter Lese-Leitungen vorgesehen ist, daß die Lese-Einrichtung Signale auf den ersten und den zweiten Lese-Leitungen differentiell ausliest, daß längs der ersten und der zweiten Lese-Leitungen erste und zweite Speicherzellengruppen mit voneinander unterschiedlichem Aufbau angeordnet sind,daß längs der zweiten Lese-Leitung erste und zweite Blindzellen angeordnet sind, die den gleichen Speicherzellenaufbau besitzen, wie die ersten bzw. die zweiten Speicherzellengruppen, die längs der ersten Lese-Leitung angeordnet sind, und daß dritte und vierte Speicherzellen längs der ersten Lese-Leitung angeordnet sind und den gleichen Speicherzellenaufbau bÄtzen, wie die ersten bzw. die zweiten Speicherzellengruppen, die längs der zweiten Lese-Leitung angeordnet sind.

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8. Speicher nach Anspruch J, daß die Lese-Einrichtung einen Differenzverstärker zum differentiellen Verstärken der Signale auf den ersten und den zweiten Lese-Leitungen besitzt.

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