JP2016538677A - メモリのための読出し/書込み支援 - Google Patents

メモリのための読出し/書込み支援 Download PDF

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Abstract

集積回路は、1つまたは複数のビット・セルと、1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線と、ワード線との間に静電容量を有するように、ワード線と共に配置されたダミー・ワード線と、を含んでいる。静電容量は、読出し動作および書込み動作を支援するために、ワード線の電圧ブーストまたは電圧低下を提供する。

Description

関連出願に対する相互参照
[0001]本出願は、その全体において本明細書において参照において明確に組み込まれている「メモリのための読出し/書込み支援」(READ/WRITE ASSIST FOR MEMORIES)と題され2013年9月26日に出願された米国特許出願第14/038、434号の優先権を主張する。
[0002]本開示は、一般に、集積回路に関し、さらに詳しくは、メモリのための読出し/書込み支援に関する。
[0003]集積回路(または「チップ」)は、何百万ものトランジスタ、ダイオード、レジスタ、およびコンデンサからなる複雑な回路が、半導体材料からなるチップへ集積されることを可能にすることにより、エレクトロニクス産業を革新した。集積化はさらに、バッチ製造のような他の利点をも提供する。何百あるいは何千もの集積回路の単一の半導体ウェハ上への同時製造は、コストを低減し、最終製品の信頼性を増加させる。
[0004]集積回路の製造上の利点にも関わらず、製造プロセスの間のプロセス変動は、チップの電気的パラメータに対する影響を有し得、これによって、パフォーマンスの変動をもたらす。統計的に、半導体ウェハ上に製造されたチップのほとんどは、ノミナル仕様を満足する電気的パラメータを有するであろう。しかしながら、いくつかのチップは、ノミナル・ケースから、プロセス・コーナへと離れて行くであろう。例によれば、ウェハから製造された多くのCMOSチップは、スロー・コーナ(SS)またはファスト・コーナ(FF)の何れかにおいて動作しているPMOSトランジスタとNMOSトランジスタとの両方を有し得る。同じウェハから製造された他のCMOSチップは、1つのタイプのトランジスタが高速であり、他のタイプのトランジスタが低速であるクロス・コーナにおいて動作するトランジスタを有し得る。例によれば、いくつかのCMOSチップは、スローNMOSトランジスタとファストPMOSトランジスタとを備えたスロー・ファスト(SF)コーナを有し得る。他のCMOSチップは、ファストNMOSトランジスタとスローPMOSトランジスタとを備えたファスト・スロー(FS)コーナを有し得る。
[0005]メモリは、集積回路内に実装されたありふれた回路である。スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)は、単なる一例である。SRAMは、データを保持するための電力を必要とするメモリである。ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)とは異なり、SRAMは、定期的にリフレッシュされる必要はない。SRAMはまた、DRAMよりも、データに対するより高速なアクセスを提供し、これが、SRAMを、多くの集積回路用途のための魅力的な選択としている。残念ながら、SFコーナにおいて動作するチップは、SRAMへの書込みに困難性を有する傾向にあり、FSコーナにおいて動作するチップは、SRAMからの読出しに困難性を有する傾向にある。
[0006]別の読出しおよび書込み支援技術が、過去に使用されている。しかしながら、これらの技術は、しばしば、チップ面積および電力消費の観点から高価である。したがって、当該技術分野では、少ないチップ面積しか占有せず、少ない電力しか消費せずに、メモリおよび他の回路へ読出し支援および書込み支援を提供する新たな技術および方法に対するニーズがある。
[0007]集積回路の1つの態様は、1つまたは複数のビット・セルと、1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線と、ワード線との間に静電容量を有するように、ワード線と共に配置されたダミー・ワード線と、を含んでいる。
[0008]集積回路の別の態様は、1つまたは複数のビット・セルと、1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線と、ワード線との間の容量結合を介してワード線に印加される電圧に作用するためのダミー・ワード線手段と、を含んでいる。
[0009]集積回路を製造する方法の1つの態様は、1つまたは複数のビット・セルを形成するために、複数のトランジスタを形成し、これらトランジスタを相互接続することと、第1の電導層にワード線を形成し、このワード線を、1つまたは複数のビット・セルへ相互接続することと、ワード線との間に静電容量を形成するように、第2の電導層にダミー・ワード線を形成し、ダミー・ワード線を、ワード線とともに配置することと、を含んでいる。
[0010]集積回路において形成された1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線を制御する方法の1つの態様は、1つまたは複数のビット・セルにアクセスするために、ワード線をアサートすることと、ワード線に印加される電圧に作用するために、ダミー・ワード線を制御することとを含み、電圧は、ワード線と、ダミー・ワード線との間の容量結合によって作用を受ける。
[0011]本明細書に記載された装置および方法の他の態様は、装置および方法の様々な態様が、例示によって図示および説明されている以下の詳細説明に基づいて、当業者に容易に明らかになるであろう。これらの態様は、多くの異なる形式で実現され、その詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な方式で修正され得る。したがって、本明細書で提供される図面および詳細説明は、本質的に例示的であると見なされ、請求項の範囲を限定するものと見なされない。
[0012]装置および方法の様々な態様が、以下の添付図面を参照して、例として、限定ではなく、詳細説明において示されるであろう。
[0013]図1は、集積回路の例を例示する機能ブロック図である。 [0014]図2は、SRAMのための6Tビット・セルの例を例示する概要図である。 [0015]図3は、SRAMにおける6Tビット・セルの行の例を例示する概要図である。 [0016]図4は、書込み動作中、6Tビット・セルSRAMを支援するためのワード線とダミー・ワード線との間のタイミングの例を例示するタイミング図である。 [0017]図5は、書込み支援のために、6Tビット・セルSRAMと連携して動作する支援回路の例を例示する概要図である。 [0018]図6は、読出し動作中、6Tビット・セルSRAMを支援するためのワード線とダミー・ワード線との間のタイミングの例を例示するタイミング図である。 [0019]図7は、読出し支援のために、6Tビット・セルSRAMと連携して動作する支援回路の例を例示する概要図である。 [0020]図8は、書込み動作および読出し動作を高速化するために6Tビット・セルSRAMを支援するためのワード線とダミー・ワード線との間のタイミングの例を例示するタイミング図である。 [0021]図9は、書込み動作および読出し動作を高速化するために6Tビット・セルSRAMと連携して動作する支援回路の例を例示する概要図である。 [0022]図10は、SRAMのための8Tビット・セルの例を例示する概要図である。 [0023]図11は、SRAMにおける8Tビット−セルの行の例を例示する概要図である。 [0024]図12は、読出し動作中、8Tビット・セルSRAMを支援するためのワード線とダミー・ワード線との間のタイミングの例を例示するタイミング図である。 [0025]図13は、読出し支援のために、8Tビット・セルSRAMと連携して動作する支援回路の例を例示する概要図である。 [0026]図14は、書込み動作および読出し動作を高速化するために8Tビット・セルSRAMを支援するためのワード線とダミー・ワード線との間のタイミングの例を例示するタイミング図である。 [0027]図15は、読出し動作を高速化するために8Tビット・セルSRAMと連携して動作する支援回路の例を例示する概要図である。 [0028]図16は、ワード線に接続されたアクセス・トランジスタの例を例示する集積回路の側断面図である。 [0029]図17は、集積回路を製造する例示的な方法を例示するフローチャートである。 [0030]図18は、集積回路内に形成された1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線を制御する例示的な方法を例示するフローチャートである。
[0031]本開示の様々な態様は、添付図面を参照して以下により完全に記載されるであろう。しかしながら、この開示は、当業者によって多くの異なる形式で具体化され、本明細書に表された何れの特定の構成または機能にも限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が十分で完全であり、本開示の範囲を当業者に十分に伝達できるように提供される。本明細書における教示に基づいて、当業者は、本開示の範囲は、本開示の他の任意の態様と独立して実施されようと、組み合わされて実施されようと、この開示のどの態様も含むことが意図されていることを認識するべきである。たとえば、本明細書に記載された任意の数の態様を用いて装置が実施され、方法が実現され得る。さらに、本開示の範囲は、他の構成、機能、または、この開示の様々な態様が加えられた、または、この開示の様々な態様以外の構成および機能、を用いて実現される、そのような装置または方法をカバーすることが意図されている。本明細書で示された開示のあらゆる態様は、請求項の1つまたは複数の要素によって具体化され得る。
[0032]本明細書において特定の態様が記載されるであろうが、これら態様の多くの変形または置換は、本開示の範囲内にある。好適な態様のいくつかの利点および長所が述べられているが、本開示の範囲は、特定の利点、使用、および目的に限定されることは意図されていない。むしろ、本開示の態様は、異なる回路、技術、システム、ネットワーク、および方法に広く適用可能であることが意図されており、それらのいくつかは、図面および以下の詳細説明において、例として例示されている。詳細な記載および図面は、限定ではない開示の単なる例示であり、本開示の範囲は、請求項およびその均等物によって定義される。
[0033]この開示を通じて説明される様々な回路は、様々な形式のハードウェアで実装され得る。例として、これらの回路の何れかは、単独であれ組合せであれ、集積回路として、または、集積回路の設計の一部として実装され得る。集積回路は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル・ロジック、メモリ、またはその他任意の適切な集積回路のような最終製品であり得る。あるいは、集積回路は、マザーボードのような中間製品、または最終製品の一部として、他のチップ、ディスクリート回路素子、および/または、他の構成要素と共に統合され得る。最終製品は、例として、セルラ電話、携帯情報端末(PDA)、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ(PC)、コンピュータ周辺デバイス、マルチメディア・デバイス、ビデオ・デバイス、オーディオ・デバイス、全地球測位システム(GPS)、ワイヤレス・センサ、またはその他任意の適切なデバイスを含む集積回路を含む任意の適切な製品であり得る。
[0034]図1は、集積回路の一例を例示する機能ブロック図である。集積回路100は、支援回路102およびSRAM 104と図示される。支援回路102は、読出し動作および書込み動作の間、SRAMへ支援を提供し得る。いくつかの実施形態では、支援回路102は、SRAM 104へ、読出し支援または書込み支援の何れかを提供するように構成され得る。他の実施形態では、支援回路102は、SRAM 104への読出し支援および書込み支援の両方を提供するように構成され得る。SRAM 104は、内部回路への修正無しで、これら実施形態の何れかと動作するように構成され得る。言い換えれば、SRAM 104は、支援回路102から、読出し支援、書込み支援、または、読出し支援と書込み支援との両方を受け取り得る。読出し動作および書込み動作を高速化するさらなる実施形態も示されるであろう。
[0035]後により詳細に説明されるように、SRAMは、ビット・セルのアレイを含んでいる。このアレイは、ビット・セルの行および列で構成される。ビット・セルの各行は、ワード線(WL)およびダミー・ワード線(DWL)を有する。DWLは、ワード線との間の容量結合を介してワード線に印加される電圧に作用するための手段を提供する。支援回路102は、読出しワード線およびダミー・ワード線を制御するための手段を提供する。
[0036]以下の詳細説明では、集積回路の様々な態様が、SRAMのようなメモリと組み合わされた読出しおよび/または書込み支援回路で表されるであろう。これらの態様は、このアプリケーションのために良好に適合され得るが、当業者は、これら態様は、他の型式のハードウェアへ拡張可能であり得ることを認識するであろう。例として、この開示を通じて表される様々な態様は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、スタティックRAM(SRAM)、ダブル・データ・レートRAM(DDRAM)、キャッシュ、シフト・レジスタ、レジスタ・ファイル、バッファ、および他の適切なメモリのための読出し支援および/または書込み支援へ適用され得る。したがって、本開示におけるSRAMへの何れの参照も、それら概念が広い範囲のアプリケーションを有し得るとの理解の下、様々な概念を例示することしか意図されていない。
[0037]SRAMは、アドレスをデコードし、読出し動作および書込み動作を実行するために、支援回路を備えたビット・セルのアレイを含んでいる。読出し動作および書込み動作は一般に、プロセッサによって、または、メモリへのアクセスを必要とするその他いくつかの回路によって提供される3つの信号によって制御される。これら信号は、メモリのサイズを増加させるために複数のSRAMチップがともに接続されることを可能にするチップ・イネーブル(CE)と、データがSRAMへ書込まれることを可能にする書込みイネーブル(WE)と、データがSRAMから読出されることを可能にする出力イネーブル(OE)とを含む。ビット・セルのアレイは、行および列で構成される。ワード線は、ビット・セルの各行に接続され、2つの相補的なビット線が、ビット・セルの各列に結合されている。各ビット・セルは、行と列の交差によって定義される一意の位置またアドレスを有する。ビット・セルの数は、メモリのサイズ、メモリの速度要件、レイアウト、および試験要件等を含む様々な要因によって決定され得る。典型的には、アレイは、何千ものビット・セルを含み得る。
[0038]図2は、SRAMのためのビット・セル200の一例を例示する概要図である。ビット・セル200は、6つのトランジスタ(6T)構成で実装される。しかしながら、当業者が容易に理解するように、ビット・セル200は、他のトランジスタ構成で実装され得る。SRAMの動作は、支援回路と同様に、2つの電位帯域によって表される2つの論理状態の関係として記述されるであろう、その1つは供給電圧VDD付近であり、1つは供給電圧の帰還付近、典型的には接地、VSSである。「高」、「論理レベル1」、および「プルアップ」という用語は、供給電圧VDD付近の帯域を称するために使用され得る。「低」、「論理レベル0」、および「プルダウン」という用語は、供給電圧の帰還付近の帯域を称するために使用され得る。
[0039]ビット・セル200は、2つのインバータ222、224とともに図示される。第1のインバータ222は、pチャンネル・プルアップ・トランジスタ212およびnチャンネル・プルダウン・トランジスタ214を備える。第2のインバータ224は、pチャンネル・プルアップ・トランジスタ216およびnチャンネル・プルダウン・トランジスタ218を備える。第1および第2のインバータ222、224は、交差結合ラッチを形成するように相互接続される。第1のnチャンネル・アクセス・トランジスタ210は、ラッチを、第1のビット線BL−1Aに結合し、第2のnチャンネル・アクセス・トランジスタ220は、ラッチを、第2のビット線BL−1Bに結合する。nチャンネル・アクセス・トランジスタ210、220のゲートは、ワード線WLに結合される。本明細書に記載された実施形態では、SRAMを制御し得る、図1に関して上述されたような読出し/書込み支援信号が、ワード線WLであり得る。
[0040]ビット線BL−1A、BL−1Bの両方を論理レベル1へプレチャージし、その後、ワード線WLをアサートすることによって、読出し動作が開始される。ワード線WLは、ワード線WLを高に設定することによってアサートされ、これによって、アクセス・トランジスタ210、220の両方をイネーブルする。アクセス・トランジスタ210、220の両方がイネーブルされると、第1のインバータ222の出力Qにおいて保持された値が、第1のビット線BL−1Aへ転送され、第2のインバータ224の出力Qにおいて保持された値が、第2のビット線BL−1Bへ転送される。例として、出力Qにおいて保持された値が、論理レベル0であり、出力Qにおいて保持された値が、論理レベル1であれば、第1のビット線BL−1Aが、プレチャージ(pre-charged)状態にとどまる一方、第2のビット線BL−1Bが、トランジスタ218、220を介してプルダウンされる。出力Qにおいて保持された値が、論理レベル1であり、出力Qにおいて保持された値が、論理レベル0であれば、第1のビット線BL−1Aが、トランジスタ214、210を介してプルダウンされ、第2のビット線BL−1Bは、プレチャージ状態のままであろう。何れにせよ、ビット線BL−1B、BL−1Aは、ビット・セル200の状態を決定するために、どのラインが、より高い電圧を有しているのかを感知するセンス・アンプ(図示せず)へ提供される。
[0041]ビット線BL−1B、BL−1Aを、ビット・セル200へ書込まれるべき値へ設定し、その後、ワード線WLをアサートすることによって、書込み動作が開始される。例として、論理レベル1は、第1のビット線BL−1Aを論理レベル0へ、第2のビット線BL−1Bを論理レベル1へ設定することによって、ビット・セル200へ書込まれ得る。第1のビット線BL−1Aにおける論理レベル0は、アクセス・トランジスタ210を介して、第1のインバータ222の出力Qを論理レベル0にする。第2のビット線BL−2Bにおける論理レベル1は、アクセス・トランジスタ220を介して、第2のインバータ224の出力Qを論理レベル1にする。ビット線・ドライバ(図示せず)は、交差結合したインバータ222、224の前の状態を覆せるように、ビット・セル200内のトランジスタよりも強くなるように設計される。第1のインバータ222の出力Qは、第2のインバータ224の入力に適用され、これは、論理レベル1における第2のインバータ224の出力Qを補強する。第2のインバータ224の出力Qは、第1のインバータ222の入力に適用され、これは、論理レベル0における第1のインバータ222の出力Qを補強する。論理レベル0は、ビット線BL−1B、BL−1Aの値を反転することによって、ビット・セル200へ書込まれ得る。
[0042]ワード線WLがアサートされていない場合(すなわち、論理レベル0)、アクセス・トランジスタ210、220は、2つのインバータ222、224から、ビット線BL−1B、BL−1Aを遮断する。ビット・セル200の出力状態は、2つのインバータ222、224の間の交差結合によって維持される。
[0043]先に説明されたように、SRAMは、支援回路を備えたビット・セルのアレイを含んでいる。このアレイは、ビット・セルの行および列で構成される。図3は、SRAMアレイにおけるビット・セルの行の1つの例を例示する概要図300である。ビット・セル301−1は、6つのMOSFET 310−1、312−1、314−1、316−1、318−1、および320−1、ならびにビット線BL−1A、BL−1Bを含んでいる。ビット・セル301−nは、6つのMOSFET 310−n、312−n、314−n、316−n、318−n、および320−n、ならびにビット線BL−nA、BL−nBを含んでいる。ワード線WLは、SRAMへのアクセスを提供するために、ビット・セル301−1・・・301−nの各々に結合される。この例において、ダミー・ワード線DWLは、書込み動作中にWL電圧をブーストし、読出し動作中にWL電圧を低下させるために使用され得る。これは、Ccou−l・・・Ccou−nによって図3に表されるWLとDWLとの間の容量結合によって達成され得る。支援回路350は、WLとDWLとを制御するために使用され得る。
[0044]図4は、書込み動作中に、SRAMを支援するためのWLとDWLとの間のタイミングの例を例示するタイミング図である。図5は、6T構成を有するビット・セルの行に書込み支援を提供するように構成された支援回路500の例を例示する概要図である。同じ支援回路500が、8Tビット・セルSRAMを有するビット・セルの行に書込み支援を提供するために使用され得る。この例は、図11に関連して以下に記載されている。支援回路500は、DWLを出力する第1のCMOSドライバ518を制御するDWL論理回路502と、第2のCMOSドライバ516を制御するWL論理回路520とともに図示されている。第1のCMOSドライバ518は、PMOSトランジスタ508およびNMOSトランジスタ510を含んでいる。第2のCMOSドライバ516は、PMOSトランジスタ512およびNMOSトランジスタ514を含んでいる。DWL論理回路502およびWL論理回路520は、図4に図示される出力信号408、410および412となる任意の論理の組合せによって実装され得る。当業者であれば、システムに課せられる全体的な設計制約、および特定のアプリケーションのために最も良く適した論理回路を容易に設計することが可能となるであろう。
[0045]図4および図5を参照して示すように、書込み動作は、プロセッサによって、または、メモリへのアクセスを必要とする他の回路によって制御される。さらに具体的には、プロセッサ(または他の回路)は、メモリに書込まれるデータ、データが書込まれるべきアドレス、および、書込み動作をイネーブルするためのWE信号402を、バスを介してSRAMへ送信する。SRAMがスタンバイ・モードにある場合、WE信号402は低である。低であるWE信号402に応じて、DWL論理回路502からの出力408は高であり、これは、PMOSトランジスタ508をオフにし、NMOSトランジスタ510をオンにし、これによって、DWL 406をVSSへプルダウンする。低であるWE信号402に応じて、WL論理回路520からの出力410は高であり、これは、PMOSトランジスタ512をオフにする。低であるWE信号402に応じて、WL論理回路520からの出力412も高であり、これは、NMOSトランジスタ514をオンし、これによって、WL 404をVSSへプルダウンする。
[0046]書込み動作は、tにおいてプロセッサまたは他のデバイスにおいてWE信号402をアサートすることによって開始される。WE 402信号がアサートされた(すなわち、高である)場合、DWL論理回路502からの出力408が高を維持し、したがって、DWL 406は、VSSへプルダウンされたままである。WL論理回路520からの出力410、412の両方が低になり、これは、PMOSトランジスタ512をオンに、NMOSトランジスタ514をオフにそれぞれする。PMOSトランジスタ512は、WL 404をVDDへプルアップする。
[0047]tにおいて、DWL論理回路502からの出力408が低になり、これはPMOSトランジスタ508をオンにし、NMOSトランジスタ510をオフにし、DWL 406をVDDへプルアップする。実質的に同時に、WL論理回路520からの出力410が高になり、これは、PMOSトランジスタ512をオフにする。WL論理回路520からの出力412は低を維持し、したがって、NMOSトランジスタ514はオフを維持する。その結果、WL 404は浮いており、これは、WL 404とDWL 406との間のキャパシタンスの両端の電圧における任意の瞬間的な変化に抵抗するように、遷移するDWL 406が、WL 404の電圧をブーストすることを可能にする。このブーストは、ビット・セル200におけるアクセス・トランジスタ210、220のVGSを増加させ、これによって、この駆動強度を増加させる(図2参照)。アクセス・トランジスタの増加された駆動強度は、ビット・セル200の状態をフリップ(flipping)する際の支援となる。
[0048]書込み動作がtにおいて完了すると、WE 402がプロセッサ(または、他の回路)によって低に駆動され、これによって、WL 404とDWL 406との両方を低にする。
[0049]図6は、読出し動作中に、SRAMを支援するためのWLとDWLとの間のタイミングの例を例示するタイミング図である。図7は、6T構成を有するビット・セルの行へ読出し支援を提供するように構成された支援回路700の例を例示する概要図である。支援回路700は、DWLを出力する第1のCMOSドライバ718を制御するDWL論理回路702と、WLを出力する第2のCMOSドライバ716を制御するWL論理回路720と、ともに図示されている。第1のCMOSドライバ718は、PMOSトランジスタ708およびNMOSトランジスタ710を含んでいる。第2のCMOSドライバ716は、PMOSトランジスタ712およびNMOSトランジスタ714を含んでいる。DWL論理回路702およびWL論理回路720は、図6に図示されるような出力信号608、610、612となる任意の論理の組合せによって実装され得る。当業者であれば、システムに課せられる全体的な設計制約、および特定のアプリケーションのために最も良く適した論理回路を容易に設計することが可能となるであろう。
[0050]図6および図7を参照して示すように、読出し動作は、プロセッサによって、または、メモリへのアクセスを必要とする他の回路によって制御される。さらに具体的には、プロセッサ(または、他の回路)は、バスを介して、SRAMへ、読出されるべきアドレスと、読出し動作をイネーブルするためのOE信号602とを送信する。SRAMがスタンバイ・モードにある場合、OE 602信号は低である。低であるOE信号602に応じて、DWL論理回路702からの出力608が低であり、これは、PMOSトランジスタ708をオンにし、NMOSトランジスタ710をオフにし、これによって、DWL 606をVDDへプルアップする。低であるOE信号602に応じて、WL論理回路720からの出力610は高であり、これは、PMOSトランジスタ712をオフにする。低であるOE信号に応じて、WL論理回路720からの出力612もまた高であり、これは、NMOSトランジスタ714をオンにし、これによって、WL 604をVSSにプルダウンする。
[0051]tにおいてプロセッサまたは他のデバイスにおいてOE信号602をアサートすることによって読出し動作が開始される。OE 602信号がアサートされた(すなわち、高である)場合、DWL論理回路702からの出力608は低を維持し、したがって、DWL 606は、VDDへプルアップされ続ける。WL論理回路720からの出力610、612の両方が低になる。これはそれぞれ、PMOSトランジスタ712をオンに、NMOSトランジスタ714をオフにする。PMOSトランジスタ712は、WL 604をVDDへプルアップする。
[0052]tにおいて、DWL論理回路702からの出力608は高になり、これは、PMOSトランジスタ708をオフにし、NMOSトランジスタ710をオンにし、DWL 606をVSSへプルダウンする。実質的に同時に、WL論理回路720からの出力610が高になり、これは、PMOSトランジスタ712をオフにする。WL論理回路720からの出力612は低を維持し、したがって、NMOSトランジスタ714はオフを維持する。その結果、WL 604は浮いており、これは、WL 604とDWL 606との間のキャパシタンスの両端の電圧における任意の瞬間的な変化に抵抗するように、遷移するDWL 606が、WL 604の電圧を低下させることを可能にする。この方法は、ビット・セル200におけるアクセス・トランジスタ210、220のVGSを減少させ、これによって、読出し動作中のノイズ・マージンを増加させる(図2参照)。
[0053]tにおいて読出し動作が完了すると、OE 602がプロセッサ(または他の回路)によって低に駆動され、これによって、WL 604を低にするとともにDWL 606を高にする。
[0054]ここまで記載された実施形態では、書込み動作のための支援回路500が、SRAMによって利用され得る。あるいは、または、それに加えて、読出し動作のための支援回路700が、SRAMにおいて利用され得る。読出し支援および書込み支援の両方を提供するSRAMのこれら実施形態では、別個の書込み支援回路500および別個の読出し支援回路700が使用され得る。書込み支援回路500は、書込み動作中に、WLおよびDWLを制御するために使用され、読出し支援回路700は、読出し動作中に、WLおよびDWLを制御するために使用され得る。あるいは、書込み支援回路500および読出し支援回路700が、単一の回路に結合され得る。当業者であれば、書込み支援回路500と読出し支援回路700との両方を、本明細書に記載されたように機能する単一の回路へ実装するための適切なロジックを容易に設計することが可能になるであろう。
[0055]代替実施形態では、DWLは、読出し動作および/または書込み動作を高速化するために使用され得る。図8は、読出し動作および書込み動作の両方を高速化するためにWLとDWLとの間のタイミングの例を例示するタイミング図である。図9は、6T構成を有するビット・セルの行のための読出し動作と書込み動作との両方を高速化するように構成された支援回路900の例を例示する概要図である。支援回路900は、DWLを出力する第1のCMOSドライバ918を制御するDWL論理回路902と、第2のCMOSドライバ916を制御するWL論理回路920とともに図示されている。第1のCMOSドライバ918は、PMOSトランジスタ908およびNMOSトランジスタ910を含んでいる。第2のCMOSドライバ916は、PMOSトランジスタ912およびNMOSトランジスタ914を含んでいる。DWL論理回路902およびWL論理回路920は、図8に図示されるような出力信号808、810になる任意の論理の組合せによって実装され得る。当業者であれば、システムに課せられる全体的な設計制約、および特定のアプリケーションのために最も良く適した論理回路を容易に設計することが可能となるであろう。
[0056]図示される構成では、ORゲート901は、読出し動作と書込み動作との両方の間、アクセス回路を活性化するために、WEおよびOEをゲートするために使用され得る。
[0057]スタンバイ・モードでは、ORゲート901信号から出力されたイネーブル802が低である。DWL論理回路902からの出力808は、低であるイネーブル802に応じて高であり、これは、PMOSトランジスタ908をオフにし、NMOSトランジスタ910をオンにし、これによって、DWL 806をVSSへプルダウンする。WL論理回路920からの出力810もまた、低であるイネーブル802に応じて、高であり、これは、PMOSトランジスタ912をオフし、NMOSトランジスタ914をオンにし、これによって、WL 804をVSSへプルダウンする。
[0058]イネーブル802は、読出し動作または書込み動作の何れかの開始時において高に駆動される。イネーブル802が高になった後、DWL論理回路902からの出力808が低になり、これによって、PMOSトランジスタ908を介してDWL 806をVDDへプルアップする。WL論理回路920からの出力810もまた低になり、これは、PMOSトランジスタ912をオンにし、NMOSトランジスタ914をオフにし、これによって、WL 804を、PMOSトランジスタ912を介してVDDへプルアップする。遷移するDWL 806は、DWL 806とWL 804との間の静電容量によって、WL 804をプルアップすることを支援し、これによって、図8の拡大図に図示されるように、WL 804の立ち上がり時間を減少させる。容量結合の結果として、WL 804の先行エッジの立ち上がり時間は、tr1からtr2へ減少される。
[0059]読出し動作または書込み動作が完了した場合、イネーブル902は、低状態に戻り、これによって、WL 804とDWL 806との両方を、この初期低状態にする。
[0060]高速回路は特に、多くの列を有するSRAMのために役立つ。列の数が大きくなると、WLの長さが増加し、これは、静電容量を増加させる。そして、高い金属の抵抗および静電容量によって、WLを最後の列に到達させるのに顕著な遅延(RC遅延)が生じ、これは、SRAMのアクセス時間を増加させる。WLのRC遅延は、平行に走る配線と、および、図8および図9に関連して前述した方式で増加する数の列にわたり固定された容量結合とを与えるDWLを用いることによって減少され得る。それは、列にわたるSRAMパフォーマンスの低下を収束させる。立ち上がり時間における減少は、DWLのないWL立ち上がり時間tr1を、DWLのあるWL立ち上がり時間tr2と対比する図8におけるWLタイミング図の破線部分に例示されている。図示されるように、アクセス時間はtだけ増加され得る。
[0061]図8および図9を参照して示すように、支援回路は、読出し動作と書込み動作との両方を高速化するように構成される。代替実施形態では、支援回路は、読出し動作または書込み動作の何れかのために高速化を提供するように構成され得る。例として、支援回路900は、ORゲート902を取り除いて、書込みイネーブルWE信号をDWL論理回路902およびWL論理回路920に関する入力へ直接送り込むことによって、書込み動作のみを高速化するために使用され得る。同様に、支援回路900は、ORゲート902を取り除いて、出力イネーブルOE信号をDWL論理回路902およびWL論理回路920に関する入力へ直接送り込むことによって、読出しのみを高速化するために使用され得る。
[0062]上述された様々な態様は、他のトランジスタ構成を持つSRAMへ拡張され得る。例によれば、SRAMのための読出しおよび書込み支援を実行するための様々な技術が、8トランジスタ(8T)構成を有するビット・セルに関連して表されるであろう。図10は、8T構成を有するSRAMのためのビット・セル1000の1つの例を例示する概要図である。ビット・セル1000は、2つのインバータ1022、1024とともに図示される。第1のインバータ1022は、pチャンネル・プルアップ・トランジスタ1012およびnチャンネル・プルダウン・トランジスタ1014を備える。第2のインバータ1024は、pチャンネル・プルアップ・トランジスタ1016およびnチャンネル・プルダウン・トランジスタ1018を備える。第1および第2のインバータ1022、1024は、交差結合ラッチを形成するように相互接続される。第1のnチャンネル・アクセス・トランジスタ1010および第2のnチャンネル・アクセス・トランジスタ1020は、書込み動作中に、ラッチへアクセスを提供するために使用され得る。第1のnチャンネル・アクセス・トランジスタ1010は、ラッチ出力Qを第1の書込みビット線BL−1Aへ結合し、第2のnチャンネル・アクセス・トランジスタ1020は、ラッチ出力Qを第2の書込みビット線BL−1Bへ結合する。nチャンネル・アクセス・トランジスタ1010、1020のゲートは、書込みワード線(「書込みWL」)に結合される。第3のnチャンネル・アクセス・トランジスタ1028は、読出し動作中に、ラッチへアクセスを提供するために使用され得る。第3のnチャンネル・トランジスタ1028は、読出しビット線BL−1Bを、ラッチ出力Qによって制御されるnチャンネル・プルダウン・トランジスタ1026へ結合する。nチャンネル・アクセス・トランジスタ1028のゲートは、読出しワード線(「読出しWL」)に結合される。
[0063]読出し動作は、読出しビット線BL−1Bをプレチャージすることによって開始される。読出しビット線BL−1Bが十分にチャージされると、読出しWLは、それを高に設定することによってアサートされ、これによって、アクセス・トランジスタ1028をイネーブルする。アクセス・トランジスタ1028がイネーブルされると、第2のインバータの出力Qにおいて保持された反転された値が、読出しビット線BL−1Bにおいて提供される。例によれば、第2のインバータ1024からの出力Qが、論理レベル0であれば、nチャンネル・トランジスタ1026がオフされ、読出しビット線BL−1Bは、その電荷(すなわち、論理レベル1)を維持する。第2のインバータ1024からの出力Qが論理レベル1であれば、nチャンネル・トランジスタ1026がオンされ、これによって、アクセス・トランジスタ1028およびプルダウン・トランジスタ1026を介して読出しビット線BL−1BをVSS(すなわち、論理レベル0)へプルダウンする。
[0064]読出しWLがアサートされていない場合(つまり、論理レベル0)、アクセス・トランジスタ1028は、読出しビット線BL−1Bを、2つのインバータ1022、1024から遮断する。書込み動作は、ビット線である書込みBL−1Bおよび書込みBL−1Aを、ビット・セル1000へ書込まれるべき値へ設定し、その後、書込みWLをアサートすることによって開始される。例によれば、論理レベル1は、第1のビット線である書込みBL−1Aを論理レベル1へ設定し、第2のビット線である書込みBL−1Bを論理レベル0へ設定することによって、ビット・セル1000へ書込まれ得る。第1のビット線である書込みBL−1Aにおける論理レベル1は、第1のインバータ1022の出力Qを、アクセス・トランジスタ1010を介して論理レベル1にする。第2のビット線である書込みBL−1Bにおける論理レベル0は、第2のインバータ1024の出力Qを、アクセス・トランジスタ1020を介して論理レベル0にする。ビット線ドライバ(図示せず)は、交差結合したインバータ1022、1024の前の状態を覆せるように、ビット・セル1000内のトランジスタよりも強くなるように設計される。第1のインバータ1022の出力Qは、第2のインバータ1024の入力に適用され、これは、論理レベル0における第2のインバータ1024の出力Qを補強する。第2のインバータ1024の出力Qは、第1のインバータ1022の入力に適用され、これは、論理レベル1における第1のインバータ1022の出力Qを補強する。論理レベル0は、ビット線である書込みBL−1Bおよび書込みBL−1Aの値を反転することによってビット・セル1000へ書込まれ得る。
[0065]書込みWLがアサートされていない場合(すなわち、論理レベル0)、アクセス・トランジスタ1010、1020は、2つのインバータ1022、1024から、ビット線である書込みBL−1B、書込みBL−1Aを遮断する。ビット・セル1000の出力状態は、2つのインバータ1022、1024の間の交差結合によって維持される。
[0066]以前に説明されたように、SRAMは、支援回路を備えたビット・セルのアレイを含んでいる。このアレイは、ビット・セルの行および列で構成される。図11は、SRAMアレイにおけるビット・セルの行の1つの例を例示する概要図1100である。ビット・セル1101−1は、8つのMOSFET 1110−1、1112−1、1114−1、1116−1、1118−1、1120−1、1122−1、および1124−1と、書込みビット線である書込みBL−1A、BL−1Bと、読出しビット線BL−1Aとを含んでいる。ビット・セル1101−nは、8つのMOSFET 1110−n、1112−n、1114−n、1116−n、1118−n、1120−n、1122−n、および1124−nと、書込みビット線BL−nA、BL−nBと、読出しビット線BL−nAとを含んでいる。書込みWLおよび読出しWLは、SRAMへのアクセスを提供するために、ビット・セル1100−1・・・1100−nの各々へ結合される。この例において、DWLは、読出し動作中に、読出しWLをブーストするために使用され得る。読出し動作中のブースト電圧は、Ccou−l・・・Ccou−nによって図11に表されている読出しWLとDWLとの間の容量結合を介して達成され得る。支援回路1150は、読出しWLおよびDWLを制御するために使用され得る。
[0067]図12は、読出し動作中に、SRAMを支援するための読出しWLとDWLとの間のタイミングの例を例示するタイミング図である。図13は、8Tビット・セル構成において読出し支援を提供するように構成された支援回路1300の例を例示する概要図である。支援回路1300は、DWLを出力する第1のCMOSドライバ1318を制御するDWL論理回路1302と、第2のCMOSドライバ1316を制御する読出しWL論理回路1320と、ともに図示されている。第1のCMOSドライバ1318は、PMOSトランジスタ1308およびNMOSトランジスタ1310を含んでいる。第2のCMOSドライバ1316は、PMOSトランジスタ1312およびNMOSトランジスタ1314を含んでいる。DWL論理回路1302および読出しWL論理回路1320は、図12に図示されるような出力信号1208、1210、1212をもたらす任意の論理の組合せによって実装され得る。当業者であれば、システムに課せられる全体的な設計制約、および特定のアプリケーションのために最も良く適した論理回路を容易に設計することが可能となるであろう。
[0068]図12および図13を参照して示すように、読出し動作は、プロセッサによって、または、メモリへのアクセスを必要とする他の回路によって制御される。さらに具体的には、プロセッサ(または、他の回路)は、バスを介して、SRAMへ、データが読出されるべきメモリ内のアドレスと、読出し動作をイネーブルするためのOE信号1202とを送信する。SRAMがスタンバイ・モードにある場合、OE 1202信号は低である。DWL論理回路1302からの出力1208は、低であるOE信号1202に応じて高であり、これは、PMOSトランジスタ1308をオフにし、NMOSトランジスタ1310をオンにし、これによって、DWL 1206をVSSへプルダウンする。低であるOE信号1202に応じて、読出しWL論理回路1320からの出力1210は高であり、これは、PMOSトランジスタ1312をオフにする。低であるOE信号に応じて、読出しWL論理回路1320からの出力1212もまた高であり、これはNMOSトランジスタ1314をオンにし、これによって、読出しWL1204をVSSへプルダウンする。
[0069]tにおいてプロセッサまたは他のデバイスにおいてOE信号1202をアサートすることによって読出し動作が開始される。OE 1202信号がアサートされた(すなわち、高である)場合、DWL論理回路1302からの出力1208が高を維持し、したがって、DWL 1206はVSSへプルダウンされたままである。読出しWL論理回路1320からの出力1210、1212の両方が低になり、それぞれが、PMOSトランジスタ1312をオンに、NMOSトランジスタ1314をオフにする。PMOSトランジスタ1312は、読出しWL 1204を、VDDへプルアップする。
[0070]tにおいて、DWL論理回路1302からの出力1208が低になり、これはPMOSトランジスタ1308をオンにし、NMOSトランジスタ1310をオフにし、DWL 1206をVDDへプルアップする。実質的に同時に、読出しWL論理回路1320からの出力1210が高になり、これは、PMOSトランジスタ1312をオフにする。読出しWL回路1320からの出力1212が低を維持し、したがって、NMOSトランジスタ1314はオフを維持する。その結果、読出しWL 1204は浮いており、これは、遷移するDWL 1206が、DWL 1206と読出しWL 1204との間の容量結合を介して、読出しWL 1204の電圧をブーストすることを可能にする。ブーストは、ビット・セルにおけるアクセス・トランジスタ1028のVGSを増加させ、これによって、この駆動強度を増加させる(図10参照)。アクセス・トランジスタの、増加された駆動強度は、読出しBL−1Aの放電時間を増加させ、これによって、読出しアクセス時間を低減させる。
[0071]tにおいて読出し動作が完了した場合、OE信号1202がプロセッサ(または、他の回路)によって低にされ、これによって、読出しWL 1204とDWL 1206との両方を低にする。
[0072]代替実施形態では、DWLは、8Tビット・セル構成における読出し動作を高速化するために使用され得る。図14は、読出し動作を高速化するために読出しWLとDWLとの間のタイミングの例を例示するタイミング図である。図15は、8T構成を有するビット・セルの行のための読出し動作を高速化するように構成された支援回路1500の例を例示する概要図である。支援回路1500は、DWLを出力する第1のCMOSドライバ1518を制御するDWL論理回路1502と、第2のCMOSドライバ1516を制御する読出しWL論理回路1520と、ともに図示されている。第1のCMOSドライバ1518は、PMOSトランジスタ1508およびNMOSトランジスタ1510を含んでいる。第2のCMOSドライバ1516は、PMOSトランジスタ1512およびNMOSトランジスタ1514を含んでいる。DWL論理回路1502および読出しWL論理回路1520は、図14に図示されるような出力信号1408、1410になる任意の論理の組合せによって実装され得る。当業者であれば、システムに課せられる全体的な設計制約、および特定のアプリケーションのために最も良く適した論理回路を容易に設計することが可能となるであろう。
[0073]スタンバイ・モードにおいて、OE信号1402は低である。低であるOE 1402に応じて、DWL論理回路1502からの出力1408は高であり、これは、PMOSトランジスタ1508をオフにし、NMOSトランジスタ1510をオンにし、これによって、DWL 1406をVSSへプルダウンする。低であるOE 1402に応じて、読出しWL論理回路1520からの出力1410も高であり、これは、PMOSトランジスタ1512をオフにし、NMOSトランジスタ1514をオンにし、これによって、読出しWL 1404をVSSへプルダウンする。
[0074]OE 1402は、読出し動作の開始時に高に駆動される。OE 1402が高になった後、DWL論理回路1502からの出力1408は、低になり、これによって、DWL 1406を、PMOSトランジスタ1508を介してVDDへプルアップする。読出しWL論理回路1520からの出力1410もまた低になる。これは、PMOSトランジスタ1512をオンにし、NMOSトランジスタ1514をオフにし、これによって、読出しWL 1404をPMOSトランジスタ1512を介してVDDへプルアップする。遷移するDWL 1406は、DWL 1406とWL 1404との間の静電容量によって、読出しWL 1404をプルアップすることを支援し、これによって、図14の拡大部分に図示されるように、読出しWL 1404の立ち上がり時間を減少させる。容量結合の結果として、読出しWL 1404の先行エッジの立ち上がり時間は、tr1からtr2へ減少される。
[0075]読出し動作または書込み動作が完了した場合、OE 1402は、低状態に戻り、これによって、読出しWL 1404とDWL 1406との両方を、それらの初期の低状態にする。
[0076]あるいは、または、それに加えて、DWLは、書込みWLとDWLとの間の容量結合を介して、書込み動作中、8Tビット・セルの行のための書込みWLをブーストまたは高速化するために使用され得る。
[0077]図4および図5に関して以前に記載された支援回路500は、書込み支援を提供するために書込みWLをブーストするために使用され得る。唯一の相違は、支援回路500は、6T構成において、読出し動作と書込み動作との両方のために共通のWLを駆動する一方、支援回路500は、8T構成において、読出しWLとは別個の書込みWLを駆動することである。簡潔のために、支援回路500の説明は、ここでは繰り返されない。
[0078]図13および図14に関連してちょうど記載された支援回路1300は、書込み動作中、書込みWLを高速化するために使用され得る。唯一の相違は、支援回路1300は、OEではなくWEによってトリガされ、第2のCMOSドライバ1516は、読出しWLの代わりに書込みWLを駆動し、DWLは、書込みWLとの間に静電容量を形成するために、書込みWLとともに配置されることである。
[0079]読出しおよび書込みの両方の支援を提供するか、または、読出しWLおよび書込みWLの両方のための高速化を提供する様々な実施形態では、8Tビット・セル構成では、2つのDWLが適用され得る。第1のDWL、すなわち書込みDWLは、書込みWLに容量結合され得る。第2のDWL、すなわち読出しDWLは、読出しWLに容量結合され得る。
[0080]図16は、SRAM内のビット・セルの行に関するアクセス・トランジスタの例を例示する側断面図である。集積回路1600は、基板層1602の中に形成された2つのアクセス・トランジスタ1601−1および1601−nとともに図示される。アクセス・トランジスタ1601−1は、当該技術分野における周知の手段によって、pドープ半導体材料における2つのnドープ領域1606−1から形成される。また、ゲート1608−1は、同様に当該技術分野における周知の手段によって2つのnドープ領域1606−1間に広がるpドープ半導体材料を覆っているゲート酸化層(図示せず)上に形成される。同様に、アクセス・トランジスタ1601−nは、当該技術分野における周知の手段によってpドープ半導体材料における2つのnドープ領域1606−nから形成される。また、ゲート1608−nは、同様に当該技術分野における周知の手段によって2つのnドープ領域1606−n間に広がるpドープ半導体材料をオーバレイしているゲート酸化層(図示せず)上に形成される。
[0081]この例において、3つのメタル層が図示されるが、任意の数のメタル層が使用され得る。図16を参照して示すように、しばしばM1(メタル−1)層と称される第1の層は、コンタクト1614によってnドープ領域1606に接続される。M1層は、nドープ領域1606(すなわち、ソースおよびドレン)を、他の構成要素へ相互接続するために使用される。WLは、しばしばM2(メタル−2)層と称される第2のメタル層内に形成される。WLは、M1層とM2層との間に伸びるビア1616と、ゲートとM1層との間に伸びるコンタクト1614とによって、アクセス・トランジスタ1601−1および1601−nのゲートへ接続される。WLは、6Tビット・セル構成における読出し動作と書込み動作との両方に共通のワード線であり得る。あるいは、WLは、8Tビット・セル構成における読出しワード線または書込みワード線の何れかであり得る。最後に、DWLが、しばしばM3(メタル−3)層と称される第3のメタル層内に形成される。DWLは、6Tビット・セル構成における共通WLの上部に配置されたダミー・ワード線、または、代わりに、8Tビット・セル構成における書込みWLまたは読出しWLの何れかの上部に配置されたダミー・ワード線、であり得る。この配置は特に、20nmテクノロジのようなより小さなプロセス形状にとって魅力的である。なぜなら、標準的なファウンダリルールの下においてDWLを形成するために、M3層内に適切な空間があるからである。したがって、読出しおよび書込み支援は、有効なチップ面積を損なうことなく提供され得る。
[0082]DWLは、WLの上部に図示されている。しかしながら、DWLは、WLの下、または、WLとの適切な容量結合を提供する集積回路内のその他任意の場所にあり得る。好適には、DWLは、WLに実質的に平行であり、同じ長さを有する。すなわち、WLとDWLの両方は、平行配置で、ビット・セルの行全体にわたって延びる。この配置は、異なるメモリ構成に関する列の変化の数について容量のトラッキング(tracking)を提供する。その結果、一定の電圧ブーストまたは低下が、列全体にわたって得られ得る。一般的な等式は、以下の式によって表され得る。
cou=(Ccou/CTotal)VDelta
[0083]ここで、Vcouは、WLに沿った任意の点における電圧ブーストまたは低下であり、Ccouは、WLに沿った任意の点におけるWLとDWLとの間の静電容量であり、CTotalは、WLに沿った任意の点における合計静電容量であり、VDeltaは、フル電圧スイング(すなわち、レールからレールの電圧)である。DWLの長さとWLの長さとを同じにし、実質的に平行にすることによって、WLの長さに沿った可変静電容量Ccouは、CTotalにおける変化をトラッキングするであろう。これによって、一定のVcouとなる。0.8VにおけるVDeltaを用いて、40〜70mVのブーストまたは低下が達成され得る。
[0084]図17は、集積回路を製造する例示的な方法を例示するフローチャートである。ブロック1702において、複数のトランジスタが形成され、相互接続されることによって、1つまたは複数のビット・セルが形成される。ブロック1704において、WLが形成され、1つまたは複数のビット・セルへ相互接続される。ブロック1706において、ワード線との間に静電容量を形成するために、DWLが形成され、ワード線とともに配置される。
[0085]図18は、集積回路内に形成された1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線を制御する例示的な方法を例示するフローチャートである。ブロック1802において、WLは、1つまたは複数のビット・セルにアクセスするためにアサートされる。ブロック1804において、DWLは、WLに印加される電圧に作用するように制御される。電圧は、WLとDWLとの間の容量結合によって作用される。
[0086]この開示の様々な態様は、当業者が、本発明を実現できるように提供されている。この開示の全体にわたって示された典型的な実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明らかになるであろう。そして、本明細書に開示された概念は、他の磁気記憶デバイスへ拡張され得る。したがって、請求項は、この開示の様々な態様に限定されるようには意図されておらず、請求項の文言と一致する全範囲を与えられるべきである。周知であるか、または、当業者に後に知られるようになるであろうこの開示を通じて記載された典型的な実施形態の様々な構成要素に対するすべての構造的または機能的な均等物は、参照によって本明細書において明確に組み込まれ、請求項によって包含されるべきであることが意図されている。さらに、請求項における「第1」、「第2」、および「第3」の層という用語の使用は、この順序が明示的に述べられていないのであれば、これら層を、請求項におけるいかなる特定の順序に限定することも意図されていない。例によれば、「第3の層」は、「第2の層」に対して直接的に、または、「第2の層」との間に1つまたは複数の他の層を伴って、「第2の層」の上部または下部にあり得る。本明細書において開示された何れも、そのような開示が請求項において明確に記載されているか否かに関わらず、大衆に放棄されることは意図されていない。請求項要素が、「〜するための手段」という用語を用いて明確に記載されていないのであれば、または、方法請求項の場合、「〜するためのステップ」という用語を用いて記載されていないのであれば、何れの請求項要素も、35 U.S.C.§112(f)の規定の下で解釈されるべきではない。
[0086]この開示の様々な態様は、当業者が、本発明を実現できるように提供されている。この開示の全体にわたって示された典型的な実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明らかになるであろう。そして、本明細書に開示された概念は、他の磁気記憶デバイスへ拡張され得る。したがって、請求項は、この開示の様々な態様に限定されるようには意図されておらず、請求項の文言と一致する全範囲を与えられるべきである。周知であるか、または、当業者に後に知られるようになるであろうこの開示を通じて記載された典型的な実施形態の様々な構成要素に対するすべての構造的または機能的な均等物は、参照によって本明細書において明確に組み込まれ、請求項によって包含されるべきであることが意図されている。さらに、請求項における「第1」、「第2」、および「第3」の層という用語の使用は、この順序が明示的に述べられていないのであれば、これら層を、請求項におけるいかなる特定の順序に限定することも意図されていない。例によれば、「第3の層」は、「第2の層」に対して直接的に、または、「第2の層」との間に1つまたは複数の他の層を伴って、「第2の層」の上部または下部にあり得る。本明細書において開示された何れも、そのような開示が請求項において明確に記載されているか否かに関わらず、大衆に放棄されることは意図されていない。請求項要素が、「〜するための手段」という用語を用いて明確に記載されていないのであれば、または、方法請求項の場合、「〜するためのステップ」という用語を用いて記載されていないのであれば、何れの請求項要素も、35 U.S.C.§112(f)の規定の下で解釈されるべきではない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1] 集積回路であって、
1つまたは複数のビット・セルと、
前記1または複数のビット・セルに結合されたワード線と、
前記ワード線との間に静電容量を有するように、前記ワード線とともに配置されたダミー・ワード線と、
を備える集積回路。
[C2] 前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線をさらに備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、C1に記載の集積回路。
[C3] 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、C2に記載の集積回路。
[C4] 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、C2に記載の集積回路。
[C5] 複数のトランジスタを有する基板層と、
前記1つまたは複数のビット・セルを形成するために、前記トランジスタと相互接続している第1のメタル層と、前記ワード線を備える第2のメタル層と、
前記ダミー・ワード線を備える第3のメタル層と、
をさらに備えるC1に記載の集積回路。
[C6] 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と第3のメタル層との間にある、C5に記載の集積回路。
[C7] 前記ワード線およびダミー・ワード線は、実質的に互いに平行である、C1に記載の集積回路。
[C8] 前記ワード線および前記ダミー・ワード線を制御するように構成された支援回路をさらに備えるC1に記載の集積回路。
[C9] 前記支援回路はさらに、前記ワード線をアサートし、前記ワード線がアサートされた後、前記ダミー・ワード線を遷移させるように構成された、C8に記載の集積回路。
[C10] 前記支援回路はさらに、前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記アサートされたワード線を浮かせるように構成された、C9に記載の集積回路。
[C11] 前記支援回路はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するように構成された、C9に記載の集積回路。
[C12] 前記支援回路はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、C9に記載の集積回路。
[C13] 前記支援回路はさらに、前記アサートされたワード線の電圧を低下させるために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、C9に記載の集積回路。
[C14] 前記支援回路はさらに、前記ワード線とダミー・ワード線との両方を同時にアサートするように構成された、C8に記載の集積回路。
[C15] 集積回路であって、
1つまたは複数のビット・セルと、
前記1または複数のビット・セルに結合されたワード線と、
前記ワード線との間の容量結合を介して前記ワード線に印加される電圧に作用するためのダミー・ワード線手段と、
を備える集積回路。
[C16] 前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線をさらに備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、C15に記載の集積回路。
[C17] 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、C16に記載の集積回路。
[C18] 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、C16に記載の集積回路。
[C19] 複数のトランジスタを有する基板層と、
前記1つまたは複数のビット・セルを形成するために、前記トランジスタと相互接続している第1のメタル層と、
前記ワード線を備える第2のメタル層と、
前記ダミー・ワード線を備える第3のメタル層と、
をさらに備えるC15に記載の集積回路。
[C20] 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と前記第3のメタル層との間にある、C19に記載の集積回路。
[C21] 前記ワード線およびダミー・ワード線は、実質的に互いに平行である、C15に記載の集積回路。
[C22] 前記ワード線と前記ダミー・ワード線とを制御するための支援手段をさらに備えるC15に記載の集積回路。
[C23] 前記支援手段は、前記ワード線をアサートし、前記ワード線がアサートされた後、前記ダミー・ワード線を遷移させるように構成された、C22に記載の集積回路。
[C24] 前記支援手段はさらに、前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記アサートされたワード線を浮かせるように構成された、C23に記載の集積回路。
[C25] 前記支援手段はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するように構成された、C23に記載の集積回路。
[C26] 前記支援手段はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、C23に記載の集積回路。
[C27] 前記支援手段はさらに、前記アサートされたワード線の電圧を低下させるために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、C23に記載の集積回路。
[C28] 前記支援手段はさらに、前記ワード線とダミー・ワード線との両方を同時にアサートするように構成された、C22に記載の集積回路。
[C29] 集積回路を製造する方法であって、
1つまたは複数のビット・セルを形成するために、複数のトランジスタを形成し、前記トランジスタを相互接続することと、
ワード線を形成し、前記ワード線を、前記1つまたは複数のビット・セルへ相互接続することと、
前記ワード線との間に静電容量を形成するようにダミー・ワード線を形成し、前記ダミー・ワード線を、前記ワード線と共に配置することと、
を備える方法。
[C30] 前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線を形成することをさらに備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、C29に記載の方法。
[C31] 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、C30に記載の方法。
[C32] 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、C30に記載の方法。
[C33] 前記トランジスタは、基板層内に形成され、第1のメタル層によって相互接続され、前記ワード線は、第2のメタル層内に形成され、前記ダミー・ワード線は、第3のメタル層内に形成された、C30に記載の方法。
[C34] 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と前記第3のメタル層との間にある、C29に記載の方法。
[C35] 支援回路を形成するために、前記基板層内に、第2の複数のトランジスタを形成することと、前記支援回路が、前記ワード線および前記ダミー・ワード線を制御することを可能にするために、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線を相互接続することと、をさらに備えるC29に記載の方法。
[C36] 前記支援回路が、前記ワード線をアサートし、前記ワード線がアサートされた後に前記ダミー・ワード線を遷移させるように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、C35に記載の方法。
[C37] 前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記支援回路が、前記アサートされたワード線を浮かせるように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、C36に記載の方法。
[C38] 前記支援回路が、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、C36に記載の方法。
[C39] 前記支援回路が、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、C36に記載の方法。
[C40] 前記支援回路が、前記アサートされたワード線の電圧を低下させるために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、C36に記載の方法。
[C41] 前記支援回路が、前記ワード線とダミー・ワード線との両方を同時にアサートするように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、C35に記載の方法。
[C42] 集積回路内に形成された1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線を制御する方法であって、
前記1つまたは複数のビット・セルへアクセスするために、前記ワード線をアサートすることと、
前記ワード線へ印加される電圧に作用するようにダミー・ワード線を制御することと
を備え、前記電圧は、前記ワード線と前記ダミー・ワード線との間の容量結合によって作用される、方法。
[C43] 前記集積回路はさらに、前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線を備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、C42に記載の方法。
[C44] 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、C43に記載の方法。
[C45] 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、C43に記載の方法。
[C46] 前記集積回路はさらに、複数のトランジスタを有する基板層と、
前記1つまたは複数のビット・セルを形成するために、前記トランジスタと相互接続している第1のメタル層と、
前記ワード線を備える第2のメタル層と、
前記ダミー・ワード線を備える第3のメタル層と、
を備える、C42に記載の方法。
[C47] 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と前記第3のメタル層との間にある、C46に記載の方法。
[C48] 前記ダミー・ワード線を制御することは、前記ワード線がアサートされた後に、前記ダミー・ワード線を遷移させることを備える、C42に記載の方法。
[C49] 前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記アサートされたワード線を浮かせることをさらに備える、C48に記載の方法。
[C50] 前記ダミー・ワード線を遷移させることは、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するために、前記アサートされたワード線の電圧をブーストすることを備える、C48に記載の方法。
[C51] 前記ダミー・ワード線を遷移させることは、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するために、前記アサートされたワード線の電圧をブーストすることを備える、C48に記載の方法。
[C52] 前記ダミー・ワード線を遷移させることは、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するために、前記アサートされたワード線の電圧を低下させることを備える、C48に記載の方法。
[C53] 前記ダミー・ワード線を制御することは、前記ダミー・ワード線を、前記ワード線と同時にアサートすることを備える、C42に記載の方法。

Claims (53)

  1. 集積回路であって、
    1つまたは複数のビット・セルと、
    前記1または複数のビット・セルに結合されたワード線と、
    前記ワード線との間に静電容量を有するように、前記ワード線とともに配置されたダミー・ワード線と、
    を備える集積回路。
  2. 前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線をさらに備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、請求項1に記載の集積回路。
  3. 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、請求項2に記載の集積回路。
  4. 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、請求項2に記載の集積回路。
  5. 複数のトランジスタを有する基板層と、
    前記1つまたは複数のビット・セルを形成するために、前記トランジスタと相互接続している第1のメタル層と、前記ワード線を備える第2のメタル層と、
    前記ダミー・ワード線を備える第3のメタル層と、
    をさらに備える請求項1に記載の集積回路。
  6. 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と第3のメタル層との間にある、請求項5に記載の集積回路。
  7. 前記ワード線およびダミー・ワード線は、実質的に互いに平行である、請求項1に記載の集積回路。
  8. 前記ワード線および前記ダミー・ワード線を制御するように構成された支援回路をさらに備える請求項1に記載の集積回路。
  9. 前記支援回路はさらに、前記ワード線をアサートし、前記ワード線がアサートされた後、前記ダミー・ワード線を遷移させるように構成された、請求項8に記載の集積回路。
  10. 前記支援回路はさらに、前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記アサートされたワード線を浮かせるように構成された、請求項9に記載の集積回路。
  11. 前記支援回路はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するように構成された、請求項9に記載の集積回路。
  12. 前記支援回路はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、請求項9に記載の集積回路。
  13. 前記支援回路はさらに、前記アサートされたワード線の電圧を低下させるために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、請求項9に記載の集積回路。
  14. 前記支援回路はさらに、前記ワード線とダミー・ワード線との両方を同時にアサートするように構成された、請求項8に記載の集積回路。
  15. 集積回路であって、
    1つまたは複数のビット・セルと、
    前記1または複数のビット・セルに結合されたワード線と、
    前記ワード線との間の容量結合を介して前記ワード線に印加される電圧に作用するためのダミー・ワード線手段と、
    を備える集積回路。
  16. 前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線をさらに備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、請求項15に記載の集積回路。
  17. 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、請求項16に記載の集積回路。
  18. 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、請求項16に記載の集積回路。
  19. 複数のトランジスタを有する基板層と、
    前記1つまたは複数のビット・セルを形成するために、前記トランジスタと相互接続している第1のメタル層と、
    前記ワード線を備える第2のメタル層と、
    前記ダミー・ワード線を備える第3のメタル層と、
    をさらに備える請求項15に記載の集積回路。
  20. 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と前記第3のメタル層との間にある、請求項19に記載の集積回路。
  21. 前記ワード線およびダミー・ワード線は、実質的に互いに平行である、請求項15に記載の集積回路。
  22. 前記ワード線と前記ダミー・ワード線とを制御するための支援手段をさらに備える請求項15に記載の集積回路。
  23. 前記支援手段は、前記ワード線をアサートし、前記ワード線がアサートされた後、前記ダミー・ワード線を遷移させるように構成された、請求項22に記載の集積回路。
  24. 前記支援手段はさらに、前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記アサートされたワード線を浮かせるように構成された、請求項23に記載の集積回路。
  25. 前記支援手段はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するように構成された、請求項23に記載の集積回路。
  26. 前記支援手段はさらに、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、請求項23に記載の集積回路。
  27. 前記支援手段はさらに、前記アサートされたワード線の電圧を低下させるために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成された、請求項23に記載の集積回路。
  28. 前記支援手段はさらに、前記ワード線とダミー・ワード線との両方を同時にアサートするように構成された、請求項22に記載の集積回路。
  29. 集積回路を製造する方法であって、
    1つまたは複数のビット・セルを形成するために、複数のトランジスタを形成し、前記トランジスタを相互接続することと、
    ワード線を形成し、前記ワード線を、前記1つまたは複数のビット・セルへ相互接続することと、
    前記ワード線との間に静電容量を形成するようにダミー・ワード線を形成し、前記ダミー・ワード線を、前記ワード線と共に配置することと、
    を備える方法。
  30. 前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線を形成することをさらに備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、請求項29に記載の方法。
  31. 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、請求項30に記載の方法。
  32. 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、請求項30に記載の方法。
  33. 前記トランジスタは、基板層内に形成され、第1のメタル層によって相互接続され、前記ワード線は、第2のメタル層内に形成され、前記ダミー・ワード線は、第3のメタル層内に形成された、請求項30に記載の方法。
  34. 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と前記第3のメタル層との間にある、請求項29に記載の方法。
  35. 支援回路を形成するために、前記基板層内に、第2の複数のトランジスタを形成することと、前記支援回路が、前記ワード線および前記ダミー・ワード線を制御することを可能にするために、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線を相互接続することと、をさらに備える請求項29に記載の方法。
  36. 前記支援回路が、前記ワード線をアサートし、前記ワード線がアサートされた後に前記ダミー・ワード線を遷移させるように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、請求項35に記載の方法。
  37. 前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記支援回路が、前記アサートされたワード線を浮かせるように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、請求項36に記載の方法。
  38. 前記支援回路が、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、請求項36に記載の方法。
  39. 前記支援回路が、前記アサートされたワード線の電圧をブーストするために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、請求項36に記載の方法。
  40. 前記支援回路が、前記アサートされたワード線の電圧を低下させるために、前記ダミー・ワード線を遷移させ、これによって、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、請求項36に記載の方法。
  41. 前記支援回路が、前記ワード線とダミー・ワード線との両方を同時にアサートするように構成されるように、前記第2の複数のトランジスタ、前記ワード線、および前記ダミー・ワード線が相互接続される、請求項35に記載の方法。
  42. 集積回路内に形成された1つまたは複数のビット・セルに結合されたワード線を制御する方法であって、
    前記1つまたは複数のビット・セルへアクセスするために、前記ワード線をアサートすることと、
    前記ワード線へ印加される電圧に作用するようにダミー・ワード線を制御することと
    を備え、前記電圧は、前記ワード線と前記ダミー・ワード線との間の容量結合によって作用される、方法。
  43. 前記集積回路はさらに、前記1つまたは複数のビット・セルに結合された第2のワード線を備え、前記第2のワード線は、前記ワード線とは別個のものである、請求項42に記載の方法。
  44. 前記ワード線は書込みワード線を備え、前記第2のワード線は読出しワード線を備える、請求項43に記載の方法。
  45. 前記ワード線は読出しワード線を備え、前記第2のワード線は書込みワード線を備える、請求項43に記載の方法。
  46. 前記集積回路はさらに、複数のトランジスタを有する基板層と、
    前記1つまたは複数のビット・セルを形成するために、前記トランジスタと相互接続している第1のメタル層と、
    前記ワード線を備える第2のメタル層と、
    前記ダミー・ワード線を備える第3のメタル層と、
    を備える、請求項42に記載の方法。
  47. 前記第1のメタル層は、前記基板層と前記第2のメタル層との間にあり、前記第2のメタル層は、前記第1のメタル層と前記第3のメタル層との間にある、請求項46に記載の方法。
  48. 前記ダミー・ワード線を制御することは、前記ワード線がアサートされた後に、前記ダミー・ワード線を遷移させることを備える、請求項42に記載の方法。
  49. 前記ダミー・ワード線を遷移させる前に、前記アサートされたワード線を浮かせることをさらに備える、請求項48に記載の方法。
  50. 前記ダミー・ワード線を遷移させることは、前記1つまたは複数のビット・セルへ書込み支援を提供するために、前記アサートされたワード線の電圧をブーストすることを備える、請求項48に記載の方法。
  51. 前記ダミー・ワード線を遷移させることは、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するために、前記アサートされたワード線の電圧をブーストすることを備える、請求項48に記載の方法。
  52. 前記ダミー・ワード線を遷移させることは、前記1つまたは複数のビット・セルへ読出し支援を提供するために、前記アサートされたワード線の電圧を低下させることを備える、請求項48に記載の方法。
  53. 前記ダミー・ワード線を制御することは、前記ダミー・ワード線を、前記ワード線と同時にアサートすることを備える、請求項42に記載の方法。
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