DE2713024B2

DE2713024B2 - Speicher mit Blindzellen

Info

Publication number: DE2713024B2
Application number: DE2713024A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kokubunji Inadachi (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DE2713024C3; NL7703260A; JPS5529518B2; US4117545A; JPS52116120A; DE2713024A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicher mit Blindzellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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 Blindzelle verwendet, um das kleine Signal mit hohem Rauschabstand auslesen zu können.

Bisher wurde bei einem Speicher dieser Art jeweils eine Blindzelle für jede eines Paars von Datenleitungen verwendet, die mit jedem Vorverstärker verbunden sind (US-PS 3 774176).

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 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 her-■'■ kömmlichen 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 dem Speicherzellen verschiedenen Aufbaues mit je einem eines Paares

-'"> von Datenleitungen verbunden sind.

Die Lösung der Aufgabe besteht aus den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmalen.

Die Erfindung gibt also einen Speicher an, der

i» mehrere Speicherzellengruppen verschiedenen Speicherzellenaufbaues, Blindzellengruppen verschiedenen Zellenaufbaues, jeweils eine für mindestens eine der Speicherzellengruppen, selbstverständlich auch ein Wahlglied zum Wählen einer gewünschten Spei-

i"> cherzelle und einer Blindzelle entsprechend der Gruppe dieser Speicherzelle und ein Leseglied zum differentiellen Auslesen von Ausgangssignalen der gewählten Blindzelle und der gewählten Speicherzelle aufweist.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

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

■r> des herkömmlichen Speichers,

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

Fig. 4,5 Aufsichtender Anlage einer Speicherzelle bzw. einer Blindzelle.

In Fig. 1 ist schematisch ein herkömmlicher Speicher dargestellt, bei dem zwei Datenleitungen 2 und 3 beiderseits eines Vorverstärkers 1 angeordnet sind, der ein Differentialverstärker sein kann, wobei die Datenleitungen 2, 3 Gruppen von Wortleitungen 4

^r>5 bzw. 5 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 Vorver-

bo stärkers 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 Bezugs-

b!> spannung an einen der Eingänge des Vorverstärkers 1 an, die die in den Speicherzellen gespeicherten Information »1« oder »0« diskriminieren. Die Blindzellen 8, 9 spielen weher eine wesentliche Rolle zum

Ausgleichen von Koppelspannungen, die an das Paar der Datenleitungen 2, 3 angelegt sind, die mit den beiden Eingängen des Vorverstärkers 1 verbunden sind, wobei die Koppelspannungen durch Ausleseimpulsspannungen an den Wortleitungen 4, 5 erzeugt sind, die als Ansteuerleitungen wirken, und über elektrostatische Kapazitäten gekoppelt werden, derart, daß ein differentielles Rauschen beseitigt wird, um ein Signalauislesen 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 (annähernd V₁) zwischen der Auslesespannung von der Blindzelle 8 oder 9 (die durch eine Volllinie dargestellt ist und annähernd 0 [V] beträgt) und der Auslesespannung von der Speicherzelle 7 oder 6 (die durch eine Strichlinie dargestellt ist und F₁ [V] beträgt), als Signalspannu^g S herausgeführt bzw. abgenommen.

Andererseits ist die Rauschspannung V_n 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 Tatsache, daß das Überlappender 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, ,lotwendigerweise (mindestens) eine Speicherzelle mit einem unterschiedlichen 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 5 auf V_x- V_n 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 Ausführungsbeispiel des Hauptteils eines erfindungsgemäßen Speichers. Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, daß bei einem Speicher mit Speicherzellengruppen mit beispielsweise unterschiedlichem Speicherzellenaufbau in einem Speicher mit verschiedenen Überlappungsbereichen der Wortleitungen und der Datenleitungen wegen der Anordnung der Speicherzellen der gleichen Form oder Ausbildung in verschiedenen Richtungen an die Datenleitungen, jeweils eine Blindzelle für jede der Speicherzellengruppen vorgesehen ist mit voneinander verschiedenem Speicherzellenaufbau, d. h., daß so viele 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, 72 unterschiedlichen Aufbau besitzen. Den Speicherzellengruppen 71,72 auf der rechten Seite des Vorverstärkers 1 sind Blindzellen 81 bzw. 82 zugeordnet, während den Speicherzellengruppen 61, 62 auf der linken Seite des Vorverstärkers 1 Blindzellen 91 bzw. 92 zugeordnet sind.

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 Ausführungsbeispiel eine Einlransistorzelle.

In Fig. 4 sind dargestellt Speicherzellen C₁, C₁, eine aus Poly-Silicium gebildete Datenleitung D, aus Aluminium gebildete Wortleitungen W₁ und W„ ausgebildete Schalt-MOS-Transistoren 7", und 7,,"Konlaktbereiche B₁, B₂ der Steuer- oder Gateelektroden der Transistoren Γ, und T₂ mit den Wortleitungen W₁ und W₂ und Speicherkapazitäten C₅₁ und C\,.

In Fig. 5 sind dargestellt Blindzellen Z)₁ und D₂, BJindzellen-Worlleitungen D W_x und DW₁, ausgebildete Schalt-MOS-Transistoren DT₁ und DT₂, Kontaktbereiche DB₁ und Do₂ der Steuer- oder Gateelektroden der Transistoren D7", und D7, mit den Wortleitungen DW₁ und DW-,, Vorladungsleitungen PL₁ und PL-, und Speicherkapazitäten DS₁ und DS₂.

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

Auf den ersten Blick scheint es, daß die Speicherzellen C₁ und C₂ gemäß Fig. 4, die Schalt-MOS-Transistoren T₁ und T₂ und die Wortleitungen W₁, W-, 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 Aluminiumniaske nach rechts oder nach links bezüglich einer bei der Bildung der Datenleitung D verwendeten Poly-Silicium-Maske fehlausgerichtet ist, unterscheidet sich ein Überlappungsbereich (schraffierter Bereich A₂) der Wortleitung W-, und der Datenleitung D von einem Überlappungsbereich (schraffierter Bereich A₁) der Wortleitung W₁ und der Datenleitung D. Für derartige Speicherzellen sind Blindzellen D₁ und D₂ gemäß Fig. 5 für die Speicherzellen C₁ bzw. C₂ 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 Ausführungsbeispiel so viele 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. 3

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dargestellte Beispiel die Spcicherzellengruppen 61, 62 terspeicher, wie beschrieben, anwendbar,sondernaucl

und die Speicherzellcngruppen 71, 72 als im gleichen auf andere Speicher, wie einem Drahtspeicher, wöbe

Bereich konzentriert darstellt in einer Anordnung, in dann die Signale auf den Datenlcitungen direkt durcl

der die Auslegung gemäß Fig. 4 wiederholt auftritt, einen Leseverstärker ausgelesen werden können,

können ungeradzahlige Speicherzellen die jeweiligen ' Schließlich können die Datenlcitungen nicht nui

Gruppen bilden. beiderseits des Vorverstärkers, wie im dargestellte!

Wenngleich die Fig. 4 und 5 Beispiele von Eintran- Ausfiihrungsbeispiel, sondern parallel an einer SciU

sistorzellen zeigen, kann die Erfindung auch auf an- des Vorverstärkers angeordnet sein. Schließlich kön

dere Zellenartcn angewendet werden. nen auch mehrere Paare von Datenleitungen selektiv

Schließlich ist die Erfindung nicht nur auf Halblei- ¹⁰ mit dem Vorverstärker verbunden sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speicher, mit mindestens einem Paar von Lese-Leitungen, mit einem Leseglied zum differentiellen Lesen von Signalen auf dem Paar der Lese-Leitungen, mit mehreren Ansteuerleitungen, die wie Lese-Leitungen kreuzend angeordnet sind, mit mehreren mit jedem Paar der Lese-Leitungen an deren Schnittstellen mit den Ansteuerleitungen verbundenen Speicherzellen, und mit jeweils einer jeder Lese-Leitung zugeordneten, etwa gleichen Aufbau wie die Speicherzellen aufweisenden Blindzelle, bei welchem die mit einem Paar der Lese-Leitungen verbundenen Speicherzellen Speicherzellengruppen mit voneinander unterschiedlichem Aufbau bilden, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Anzahl der jeweiligen Speicherzellengruppen (61,62; 71, 72) diese Blindzelle und mindestens eine weitere Blindzelle (91,92; 81,82) vorgesehen sind, wobei die Blindzellen (91, 92; 81, 82) mit der jeweils anderen Lese-Leitung (2; 3) des Paars verbunden sind und jeweils den gleichen Aufbau wie die Speicherzellen der entsprechenden Speicherzellengruppen (61, 62; 71, 72) besitzen (Fig. 3).

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest mehrere der Speicherzellengruppen (61,62; 71,72) so angeordnet sind, daß überschneidende Bereiche (/11, Al) der Ansteuerleitungen (4,5) und der Lese-Leitungen (2, 3) durch koplanare Verschiebung von entweder der Ansteuerleitung (4, 5) oder der Lese-Leitung (2, 3) veränderbar sind, und daß zumindest einige der Blindzellen (91, 92; D₁ D₂) im wesentlichen die gleiche Beziehung bei der Anordnung zwischen der Ansteuerleitung (4, 5) und der Lese-Leitung (2,3) wie die Speicherzellengruppen (61, 62; 71, 72) aufweisen.

3. Speicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen (C₁, C₂) und die Blindzellen (D₁, D₂) jeweils ein Schaltglied (T_x, T₂; DT₁, DT₁) aufweisen, dessen Schalten durch ein Signal auf der Ansteuerleitung (W₁, W₂; DW_x, DW₂) gesteuert ist, wobei eine kapazitives Element (CS₁, CS₂, DS_x, DS₂) mit dem Schaltglied (T_x, T₂, DT_x, DT₂) verbunden ist.

4. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Differenzverstärker (l)zum differentiellen Verstärken der Signale auf dem Paar der Lese-Leitungen (2, 3).