KR20010062611A - Dynamic threshold voltage 4t sram cell - Google Patents

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KR20010062611A
KR20010062611A KR1020000080115A KR20000080115A KR20010062611A KR 20010062611 A KR20010062611 A KR 20010062611A KR 1020000080115 A KR1020000080115 A KR 1020000080115A KR 20000080115 A KR20000080115 A KR 20000080115A KR 20010062611 A KR20010062611 A KR 20010062611A
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transistor
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KR1020000080115A
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휴스톤디오도레더블유.
덩시아오웨이
Original Assignee
윌리엄 비. 켐플러
텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드
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Abstract

PURPOSE: A SRAM cell with dynamic threshold voltage 4T is provided to increase speed and to obtain stability at a low operating voltage. CONSTITUTION: The memory device includes a first transistor(128,112), that has a control electrode and a current passage, and a second transistor(108,130) that has the control electrode, the current passage, and a back gate/body connection part. The back gate/body connection part of the second transistor is electrically connected to the control electrode of the second transistor, and the current passage of the first transistor.

Description

동적 임계 전압 4T SRAM 셀{DYNAMIC THRESHOLD VOLTAGE 4T SRAM CELL}DYNAMIC THRESHOLD VOLTAGE 4T SRAM CELL

본 발명은 반도체 디바이스, 제조 및 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 셀에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor devices, manufacturing and processing, and more particularly, to static random access memory (SRAM) cells.

반도체 메모리들은 컴퓨터 본체 및 퍼스널 컴퓨터, 텔레커뮤니케이션, 자동차 및 소비자 전자 공학, 및 상업적 및 군사적 항공 전자 공학 시스템을 위한 필수 구성요소이다. 반도체 메모리들은 휘발성 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 비휘발성디바이스로서 특징이 있다. RAM들은 디지털 정보가 쌍안정 디바이스의 논리 상태를 설정함으로써 저장되는 정적 모드(SRAM)이거나 디지털 정보가 커패시터의 주기적 충전을 통해 저장되는 동적 모드(DRAM) 중 하나일 수 있다. SRAM은 통상적으로 집적 회로 칩으로 제조된 메모리 셀들의 매트릭스로서 구성되고 이 칩내의 어드레스 디코딩 기능은 판독/기입 기능을 위해 각 셀에의 액세스를 가능하게 한다. SRAM 메모리 셀은 크로스 결합 인버터 형태의 능동 피드백을 사용하여 정보의 비트를 논리 "0" 또는 논리 "1"로서 저장한다. 메모리 셀 내의 능동 소자들은 소정의 상태에서 래치된 채로 있기 위해 정전원을 필요로 한다. 이 메모리 셀들은 흔히 열로 배치되어 워드 또는 바이트와 같은 데이터 블록들이 동시에 기입 또는 판독될 수 있다. 어드레스 다중화는 입력 및 출력 핀의 수를 감소하기 위해 사용된다. SRAM은 과거 몇년간 밀도면에서 상당히 증가하였다.Semiconductor memories are essential components for computer bodies and personal computers, telecommunications, automotive and consumer electronics, and commercial and military avionics systems. Semiconductor memories are characterized as volatile random access memory (RAM) or nonvolatile devices. The RAMs can be either static mode (SRAM) where digital information is stored by setting the logic state of the bistable device or dynamic mode (DRAM) where digital information is stored through the periodic charging of the capacitor. The SRAM is typically configured as a matrix of memory cells made of integrated circuit chips and the address decoding function within this chip allows access to each cell for read / write functions. SRAM memory cells use active feedback in the form of cross coupled inverters to store bits of information as logic "0" or logic "1". Active elements in memory cells require an electrostatic source to remain latched in a given state. These memory cells are often arranged in columns so that data blocks such as words or bytes can be written or read simultaneously. Address multiplexing is used to reduce the number of input and output pins. SRAM has increased significantly in density over the past few years.

표준 SRAM 메모리 셀들은 많은 변형물을 가진다. 기본 CMOS SRAM 셀은 크로스 결합 인버터 구성의 2개의 n채널 풀-다운(또는 "드라이브") 트랜지스터와 2개의 p채널 로드 트랜지스터로 구성되는 동시에, 2개의 n채널 선택 트랜지스터가 부가되어 6트랜지스터 셀을 구성한다. 셀 크기를 감소시키기 위해 PMOS 트랜지스터 대신에 폴리실리콘 로드 레지스터가 사용되어 왔다. 또한, 2개의 n 채널 풀-다운 트랜지스터와 2개의 누설 p 채널 로드/선택 트랜지스터가 셀 크기를 더 감소시키기 위해 제안되어 왔다. 또한, 기본 SRAM 셀의 어플리케이션-특정 변형들이 있다. 이 어플리케이션-특정 SRAM들은 이들을 특정 태스크에 대해 호환가능 하도록 하는 별도의 논리 회로를 포함한다. 예를 들어, 8-트랜지스터, 이중단, 듀얼 포트 셀이양 포트를 통해 액세스되어 마이크로프로세서의 메모리에 매입된 캐쉬(cache) 구조물에 유용하다. 9 트랜지스터 컨텐트 어드레스가능 메모리 셀은 셀의 컨텐트와 위치 모두가 확실히 알려져 있는 어플리케이션에서 이용된다.Standard SRAM memory cells have many variations. The basic CMOS SRAM cell consists of two n-channel pull-down (or "drive") transistors and two p-channel load transistors in a cross-coupled inverter configuration, while two n-channel select transistors are added to form a six transistor cell. do. Polysilicon load resistors have been used in place of PMOS transistors to reduce cell size. In addition, two n-channel pull-down transistors and two leakage p-channel load / select transistors have been proposed to further reduce cell size. In addition, there are application-specific variations of the basic SRAM cell. These application-specific SRAMs contain separate logic circuitry that makes them compatible for a particular task. For example, it is useful for cache structures that are accessed through 8-transistor, dual-stage, dual-port cell transfer ports and embedded in the microprocessor's memory. Nine transistor content addressable memory cells are used in applications where both the cell content and location are known.

각 어플리케이션들에서는, 유효하고 신뢰성있는 SRAM 셀을 만드는데 필요한 총 영역을 감소시킬 뿐만 아니라 액세스 속도를 증가시키는 동시에 SRAM 셀들에 의해 소비되는 전력을 감소시킬 필요가 있다. 전력은 공급 전압을 낮춤으로써 감소될 수 있다. 그런데, 속도와 안정성 모두가 낮은 공급 전압으로 인해 저하된다. 따라서, 증가된 액세스 속도와 양호한 안정성을 갖는 저전력(저 동작 전압) SRAM 셀에 대한 필요가 제기되었다.In each application, there is a need to reduce the total area needed to make a valid and reliable SRAM cell, as well as to increase the access speed while reducing the power consumed by the SRAM cells. Power can be reduced by lowering the supply voltage. However, both speed and stability are degraded due to the low supply voltage. Thus, there is a need for low power (low operating voltage) SRAM cells with increased access speed and good stability.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 SRAM 셀의 회로도. 도 1의 셀은 대략 0.6 볼트 이하의 공급 전압에서의 동작에 바람직하다.1 is a circuit diagram of an SRAM cell of one embodiment of the present invention. The cell of Figure 1 is preferred for operation at supply voltages of approximately 0.6 volts or less.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예의 SRAM 셀의 평면도. 도 2는 실리콘-온-인슐레이터(SOI ; Silicon-On-Insulator) 처리에서 가능한 셀 레이아웃을 도시한다.2 is a plan view of an SRAM cell of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 illustrates a possible cell layout in a Silicon-On-Insulator (SOI) process.

도 3a는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예의 SRAM 셀의 평면도. 도 3b는 도 3b가 도 3a의 A'-A'선을 따른 본 발명의 실시예의 부분 상세 디바이스의 단면도. 도 3a 및 도 3b는 SOI 처리에서 구현된 가능한 셀 레이아웃을 도시한다.3A is a plan view of an SRAM cell of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3B is a cross-sectional view of a partially detailed device of an embodiment of the present invention, in which FIG. 3B is along the line A′-A ′ of FIG. 3A. 3A and 3B show possible cell layouts implemented in SOI processing.

도 4a 도 1에 도시된 본 발명의 실시예의 SRAM 셀의 평면도. 도 4b는 도 4b가 도 4a의 A'-A'선을 따른 본 발명의 실시예의 부분 상세 디바이스의 단면도. 도 4a 및 도 4b는 벌크 CMOS 처리에서 구현된 가능한 셀 레이아웃을 도시한다.4A is a plan view of an SRAM cell of the embodiment of the present invention shown in FIG. 4B is a cross-sectional view of a partially detailed device of an embodiment of the present invention, in which FIG. 4B is taken along line A'-A 'of FIG. 4A; 4A and 4B show possible cell layouts implemented in bulk CMOS processing.

도 5는 본 발명의 또다른 실시예의 SRAM 셀의 회로도. 도 5의 셀은 대략 0.6볼트 공급 전압에서의 동작에 바람직하다.5 is a circuit diagram of an SRAM cell of another embodiment of the present invention. The cell of Figure 5 is preferred for operation at approximately 0.6 volt supply voltage.

도 6a는 도 5에 도시된 본 발명의 실시예의 SRAM 셀의 평면도. 도 6b는 도 6b가 도 6a의 A'-A'선을 따른 본 발명의 실시예의 부분 상세 디바이스의 단면도. 도 6a 및 도 6b는 SOI 처리에서 구현된 가능한 셀 레이아웃을 도시한다.6A is a top view of an SRAM cell of the embodiment of the present invention shown in FIG. 6B is a cross-sectional view of a partially detailed device of an embodiment of the present invention, in which FIG. 6B is taken along the line A′-A 'of FIG. 6A; 6A and 6B show possible cell layouts implemented in SOI processing.

도 7a는 도 5에 도시된 본 발명의 실시예의 SRAM 셀의 평면도. 도 7b는 도 7b가 도 7a의 A'-A'선을 따른 본 발명의 실시예의 부분 상세 디바이스의 단면도. 도 7a 및 도 7b는 벌크 CMOS 처리에서 구현된 가능한 셀 레이아웃을 도시한다.7A is a top view of an SRAM cell of the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 7B is a cross-sectional view of a partially detailed device of an embodiment of the present invention in which FIG. 7B is taken along the line A′-A ′ of FIG. 7A. 7A and 7B show possible cell layouts implemented in bulk CMOS processing.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

227 : P 형 확산227: P type diffusion

228 : N 형 확산228: N type diffusion

102, 224 : 폴리102, 224: poly

214, 202, 308, 310 : 컨택트214, 202, 308, 310: Contact

301 : 절연층301: insulation layer

304 : 분리 영역304: separation area

322 : P 형 바디322: P type body

320 : N 형 바디320: N-type body

본 발명의 일 실시예는 제어 전극과 전류 경로를 갖는 제1 트랜지스터, 및 제어 전극, 전류 경로 및 백게이트/바디 커넥션-제2 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제2 트랜지스터의 제어 전극과 제1 트랜지스터의 전류 경로에 전기적으로 접속됨-을 갖는 제2 트랜지스터를 포함하는 메모리 디바이스이다. 또다른 실시예에서, 이 메모리 디바이스는 제어 전극과 전류 경로를 갖는 제3 트랜지스터, 및 제어 전극, 전류 경로 및 백게이트/바디 커넥션-제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제4 트랜지스터의 제어 전극과 제3 트랜지스터의 전류 경로에 전기적으로 접속됨-을 갖는 제4 트랜지스터를 더 포함한다. 또다른 실시예에서, 제3 트랜지스터는 제2 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디커넥션을 가지고, 여기에서 제1 트랜지스터는 제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖는다. 또다른 실시예에서, 제2 트랜지스터의 제어 전극에 전기적으로 접속된 제2 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제1 다이오드(바람직하게는 쇼트키(Schottky) 다이오드)에 의해 실행되고, 제4 트랜지스터의 제어 전극에 전기적으로 접속된 제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제2 다이오드(바람직하게는 쇼트키(Schottky) 다이오드)에 의해 실행된다.An embodiment of the present invention provides a first transistor having a control electrode and a current path, and a backgate / body connection of the control electrode, the current path, and the backgate / body connection-second transistor includes a control electrode of the second transistor and a first transistor. And a second transistor having an electrical connection to the current path of the transistor. In another embodiment, the memory device comprises a third transistor having a control electrode and a current path, and the backgate / body connection of the control electrode, current path and backgate / body connection-fourth transistor is a control electrode of the fourth transistor. And a fourth transistor having an electrical connection with a current path of the third transistor. In another embodiment, the third transistor has a backgate / body connection electrically connected to the backgate / body connection of the second transistor, wherein the first transistor is electrically connected to the backgate / body connection of the fourth transistor. It has a connected backgate / body connection. In another embodiment, the backgate / body connection of the second transistor electrically connected to the control electrode of the second transistor is performed by a first diode (preferably a Schottky diode), The backgate / body connection of the fourth transistor, which is electrically connected to the control electrode, is carried out by a second diode (preferably a Schottky diode).

본 발명의 또다른 실시예는 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역 및 제2 소스/드레인 영역을 갖는 제1 트랜지스터, 및 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역, 제2 소스/드레인 영역 및 백게이트/바디 커넥션-제2 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제2 트랜지스터의 게이트 전극과 제1 트랜지스터의 제1 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속됨-을 갖는 제2 트랜지스터를 포함하는 메모리 디바이스이다. 또다른 실시예에서, 이 메모리 디바이스는 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역 및 제2 소스/드레인을 갖는 제3 트랜지스터, 및 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역, 제2 소스/드레인 영역 및 백게이트/바디 커넥션-제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제4 트랜지스터의 게이트 전극과 제3 트랜지스터의 제1 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속됨-을 갖는 제4 트랜지스터를 더 포함한다. 또다른 실시예에서, 제3 트랜지스터는 제2 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖고, 제1 트랜지스터는 제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖는다. 또다른 실시예에서, 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속된 제2 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제1 다이오드(바람직하게는 쇼트키(Schottky) 다이오드)에 의해 실행되고, 제4 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속된 제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션은 제2 다이오드(바람직하게는 쇼트키(Schottky) 다이오드)에 의해 실행된다.Another embodiment of the invention is a first transistor having a gate electrode, a first source / drain region and a second source / drain region, and a gate electrode, a first source / drain region, a second source / drain region, and a backgate. / Body Connection-The backgate / body connection of the second transistor is a memory device including a second transistor having a gate electrode of the second transistor and electrically connected to the first source / drain region of the first transistor. In another embodiment, the memory device comprises a third transistor having a gate electrode, a first source / drain region and a second source / drain, and a gate electrode, a first source / drain region, a second source / drain region and a back The fourth transistor has a gate / body connection, the backgate / body connection of the fourth transistor being electrically connected to the gate electrode of the fourth transistor and the first source / drain region of the third transistor. In another embodiment, the third transistor has a backgate / body connection electrically connected to the backgate / body connection of the second transistor, and the first transistor is electrically connected to the backgate / body connection of the fourth transistor. It has a backgate / body connection. In another embodiment, the backgate / body connection of the second transistor electrically connected to the gate electrode of the second transistor is performed by a first diode (preferably a Schottky diode), The backgate / body connection of the fourth transistor, which is electrically connected to the gate electrode, is carried out by a second diode (preferably a Schottky diode).

동일한 참조 부호는 도면 전체에 걸쳐 유사 또는 동일한 부분을 표시하는데 사용된다. 이 부분들은 일정한 비율로 확대하여 그려진 것은 아니다. 이들은 단지 본 발명의 방법의 사상을 도시하기 위해 제공된다.Like reference numerals are used to denote similar or identical parts throughout the drawings. These parts are not drawn to scale. These are merely provided to illustrate the idea of the method of the present invention.

본 발명의 SRAM 셀은 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1의 셀은 약 0.6 볼트의 공급 전압에서의 동작에 바람직하다. 트랜지스터(112, 128)는 pMOS 트랜지스터로 도시되고 트랜지스터(108, 130)는 nMOS 트랜지스터로 도시되어 있지만, 이 트랜지스터들은 각각 nMOS 및 pMOS가 될 수 있다. 그런데, 이와 같이 변경된다면, 다른 바이어싱 상태가 사용되는 것이 바람직하고 도면에서의 확산 영역은 상반되는 도전형의 도펀트로 형성될 필요가 있다. 또한, 도 2, 3a-3b, 4a-4b, 5,6a-6b 및 7a-7b에 도시된 개략 및 레이아웃은 단지 다양한 셀 설계 중 셀 개략 및 가능한 레이아웃 구현의 가능한변경의 실례로서 제공된다. 도 5의 셀은 다이오드 전압 강하보다 작은 공급 전압의 최대 바디-소스 전압을 갖고, 따라서 대략 0.6볼트 이상의 공급 전압에서의 동작에 바람직하다. 더 최적이건 덜 최적이건, 개략도 및 레이아웃은 본 명세서 및 도면에 의거하여 이 분야에서 기술을 가진자에게 명백하여야 한다. 각종 바디/백게이트 커넥션을 포함한, 셀의 다른 구성들은 본 설명에 의거하여 이 분야에 기술을 가진 자에게 명백하여야 한다.The SRAM cell of the present invention is schematically shown in FIG. The cell of Figure 1 is preferred for operation at a supply voltage of about 0.6 volts. Transistors 112 and 128 are shown as pMOS transistors and transistors 108 and 130 are shown as nMOS transistors, but these transistors may be nMOS and pMOS, respectively. By the way, if it is changed in this way, it is preferable that another biasing state is used and the diffusion region in the figure needs to be formed of the opposite conductivity type dopant. In addition, the schematics and layouts shown in FIGS. 2, 3A-3B, 4A-4B, 5, 6A-6B, and 7A-7B are provided merely as examples of possible variations of cell schematics and possible layout implementations among various cell designs. The cell of FIG. 5 has a maximum body-source voltage of supply voltage less than the diode voltage drop, and is therefore preferred for operation at supply voltages above approximately 0.6 volts. Whether more optimal or less optimal, schematics and layouts should be apparent to those skilled in the art based on this specification and drawings. Other configurations of the cell, including various body / backgate connections, should be apparent to those skilled in the art based on this description.

본 발명의 SRAM 셀(100)은 바디 커넥션(SOI 구성의 경우) 또는 웰 커넥션(벌크 실리콘 구성의 경우)을 사용하여 SRAM 셀(100)의 nMOS 및/또는 pMOS 트랜지스터의 임계 전압(VT)을 조정한다. 백게이트 커넥션은 이중 게이트 트랜지스터에 사용될 수 있다. 이 다른 특정 커넥션들을 다음의 텍스트에서 바디 커넥션이라 한다. 높은 바디 전압은 nMOS 디바이스에 대해서는 낮은 VT를 발생시키고 pMOS 디바이스에 대해서는 높은 VT를 발생시킨다. 마찬가지로, 낮은 바디 전압은 nMOS 디바이스에 대해서는 높은 VT를 발생시키고 pMOS 디바이스에 대해서는 낮은 VT를 발생시킨다. 바람직하게는, 바디-소스 접합은 대략 0.75V 이상 만큼(또는 더 바람직하게는 많아야 0.6V만큼) 순방향 바이어스 되지 않는다. 바디 전압의 변동으로 인한 VT에서의 변동은 바람직하게는 약 0.1V 이상이다. 구동 트랜지스터(108, 130)에 대해서는, 메모리셀이 더 안정하게 되기 때문에 판독 동작 시에 더 높은 구동 전류가 바람직하다. 그런데, 대기 모드(또는 저장 모드) 동안에는, 누설 전류가 낮아서 대기 전력이 감소되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바디/백게이트 커넥션은 이 두 상태가 더 용이하게 만족되도록 한다.The SRAM cell 100 of the present invention uses a body connection (in a SOI configuration) or a well connection (in a bulk silicon configuration) to determine the threshold voltage (V T ) of the nMOS and / or pMOS transistors of the SRAM cell 100. Adjust The backgate connection can be used for dual gate transistors. These other specific connections are called body connections in the following text. High body voltage results in low V T for nMOS devices and high V T for pMOS devices. Likewise, a low body voltage produces high V T for nMOS devices and low V T for pMOS devices. Preferably, the body-source junction is not forward biased by at least about 0.75V (or more preferably at most 0.6V). The variation in V T due to the variation in body voltage is preferably at least about 0.1 V. For the drive transistors 108 and 130, higher drive currents are preferred during read operations because the memory cells become more stable. However, during the standby mode (or the storage mode), it is desirable that the leakage current is low so that the standby power is reduced. The body / backgate connection of the present invention allows these two states to be more easily met.

도 1과 2를 참조하면, SRAM 셀(100)은 통상적으로 비트 라인이라 불리는 2개의 입출력 라인을 사용한다. 이 두 라인들은 업셋 없이 판독함과 함께, '1'과 '0'의 대칭적 기입을 가능하게 한다.1 and 2, the SRAM cell 100 uses two input / output lines, commonly referred to as bit lines. These two lines read without an upset and allow symmetrical writing of '1' and '0'.

SRAM 셀(100)에 저장된 정보를 보존하기 위해, 워드 라인(102)("WL")이 고레벨(바람직하게는 0.75볼트 이하- 더 바람직하게는 0.65볼트 이하, 훨씬 더 바람직하게는 0.6볼트 이하)로 된다. 동시에, 고레벨 신호(논리 "1")가 BLT(106)와 BLF(104) 모두에 인가된다. 이는 정상적 동작하에서 BLT(106)와 BLF(104)에 인가되는 사전 충전 값이다. '1'(노드 110 하이)을 저장하기 때문에, 트랜지스터(112)를 통한 누설 전류는 트랜지스터(108)를 통한 누설 전류보다 더 커야 한다. 트랜지스터(112)의 바디 노드가 노드(111)에 묶여 있는 옵션에 대해, 트랜지스터(112)는 낮은 Vt, 높은 누설 상태(노드(111)가 낮은 상태-논리 "0")에 있을 것이고, 이것은 노드(110) 상에서 높은 전압의 저장을 용이하게 한다. 동시에, 구동 트랜지스터(108)의 바디에 인가된 낮은 바이어스는 트랜지스터(108)의 Vt를 상승시키고, 따라서 그 누설을 저감하고 노드(110) 상의 높은 전압의 저장을 용이하게 한다. 노드(110) 상의 높은 전압은 구동 트랜지스터(130)의 게이트(바디/백게이트(142)상의 더 높은 바이어스로 인해 낮은 VT를 가짐)에 인가된다. 트랜지스터(130) 상의 낮은 Vt는 그것이 논리 '0'에의 홀딩 노드(111)이기 때문에 효과적이다. 통과 트랜지스터(128)는 그 바디(138) 상의 높은 전압으로 인해 비교적 낮은 누설 전류를 갖기 때문에, 그 동작(저장 동작 또는 대기 모드라 함)시에 전력이 작아진다.In order to preserve the information stored in the SRAM cell 100, the word line 102 ("WL") is at a high level (preferably 0.75 volts or less-more preferably 0.65 volts or less, even more preferably 0.6 volts or less). It becomes At the same time, a high level signal (logical "1") is applied to both BLT 106 and BLF 104. This is the precharge value applied to the BLT 106 and BLF 104 under normal operation. Because it stores '1' (node 110 high), the leakage current through transistor 112 should be greater than the leakage current through transistor 108. For the option that the body node of transistor 112 is tied to node 111, transistor 112 will be at low Vt, high leakage state (node 111 is low-logic "0"), which is a node. Facilitate storage of high voltages on 110. At the same time, a low bias applied to the body of the drive transistor 108 raises the Vt of the transistor 108, thus reducing its leakage and facilitating the storage of high voltages on the node 110. The high voltage on node 110 is applied to the gate of drive transistor 130 (which has a low V T due to the higher bias on body / backgate 142). The low Vt on transistor 130 is effective because it is a holding node 111 to logic '0'. Since the pass transistor 128 has a relatively low leakage current due to the high voltage on its body 138, the power becomes small during its operation (referred to as a storage operation or a standby mode).

본 발명의 저장 셀(100)로부터 비트를 판독하기 위해서, BLT(106)와 BLF(104)는 논리 '1'로 사전 충전되고 워드 라인(WL)(102)은 논리 "0" 값으로 된다. 저장된 '1'의 경우에 대해서, 라인(110)은 "1"값(높은 값)이 되는 반면,라인(111)은 "0"값(낮은 값)이 될 것이다. 따라서, 트랜지스터(108, 128)는 비교적 높은 VT를 가질 것이고 트랜지스터(112, 130)는 비교적 낮은 VT를 가질 것이다. 통과 트랜지스터(128)가 도전하고 있기 때문에, 이는 BLF(104)를 논리 "0"레벨로 되게 하는 반면 BLT(106)는 논리 "1"값에 유지할 것이다. 구동 트랜지스터(130)에 대한 구동 전류는 바디/백게이트 커넥션(142)에 바이어스의 새로운 인가로 증가되고 VT는 이 셀내의 이 바이어스의 새로운 인가에 의해 통과 트랜지스터(128)에 대해 증가되므로, 저장 셀(100)은 증가된 판독 전류를 가질 뿐만 아니라, 높은 쌍안정성 및 높은 정적 잡음 마진을 가진다.In order to read the bits from the storage cell 100 of the present invention, the BLT 106 and the BLF 104 are precharged with logic '1' and the word line WL 102 has a logic "0" value. For the stored '1' case, line 110 would be a "1" value (high value), while line 111 would be a "0" value (low value). Thus, transistors 108 and 128 will have a relatively high V T and transistors 112 and 130 will have a relatively low V T. Since pass transistor 128 is challenging, this will bring BLF 104 to a logic "0" level while BLT 106 will maintain a logic "1" value. The drive cell for the drive transistor 130 is increased with a new application of bias to the body / backgate connection 142 and the VT is increased for the pass transistor 128 by a new application of this bias in this cell, thus storing the cell. 100 not only has an increased read current, but also has a high bistable and high static noise margin.

본 발명의 저장 셀(100)에 '0'비트를 기입하기 위해서, WL(102)은 논리 "0" 상태로 되고, BLF(104)는 논리 "1" 상태로 되고, BLT(106)는 논리 "1" 상태에서 논리 "0" 상태로 전이된다. "1" 상태에서 "0" 상태로의 BLT(106)의 전이 이전에, 라인(110)은 "1" 상태에 있고 라인(111)은 "0" 상태에 있다. 낮은 Vt 상태에 있는 트랜지스터(112)와 높은 Vt 상태에 있는 트랜지스터(108)는 노드(110)를 낮추는 것을 용이하게 한다. 이것은 트랜지스터(130)를 끄고 또한 트랜지스터(130)의 Vt를 상승시키는 반면 트랜지스터(128)의 Vt를 낮춘다. 이것은 높은 값, 논리 '1' 상태로 노드(111)의 상승을 용이하게 한다.In order to write a '0' bit into the storage cell 100 of the present invention, the WL 102 is in a logic "0" state, the BLF 104 is in a logic "1" state, and the BLT 106 is a logic. Transition from the "1" state to the logical "0" state. Prior to the transition of the BLT 106 from the "1" state to the "0" state, the line 110 is in the "1" state and the line 111 is in the "0" state. Transistor 112 in the low Vt state and transistor 108 in the high Vt state facilitate lowering node 110. This turns off transistor 130 and also raises Vt of transistor 130 while lowering Vt of transistor 128. This facilitates the rise of node 111 to a high value, logical '1' state.

도 2는 본 발명의 SRAM 셀에 대해 가능한 레이아웃 구조를 도시한다. 본 구현에서, WL(102)는 바람직하게는 실리사이드되거나 아닐 수도 있는 도핑된 다결정 실리콘("폴리" 또는 "폴리실리콘") 또는, 중간갭 물질이나 p형 및 n형 폴리와 유사한 작업기능을 갖는 것 중 하나인 하나 또는 두개의 금속을 사용하여 구현된다. 다음과 같은 금속들이 포함될 수 있다 : Ti, TiN, Ta, TaN, W, 텅스텐 질화물, 또는 게이트 구조물을 형성하는데 통상적으로 사용되는 다른 금속. WL(102)은 또한 통과 트랜지스터(112) 및 통과 트랜지스터(128)로의 게이트를 형성하고, 이것이 WL(102)을 형성하는데 사용되는 물질이 주의깊게 선택될 필요가 있는 이유이다.2 shows a possible layout structure for the SRAM cell of the present invention. In this embodiment, the WL 102 is preferably doped polycrystalline silicon ("poly" or "polysilicon"), which may or may not be silicided, or having a work function similar to a medium gap material or p-type and n-type poly It is implemented using one or two metals, one of which. The following metals may be included: Ti, TiN, Ta, TaN, W, tungsten nitride, or other metals commonly used to form gate structures. WL 102 also forms a gate to pass transistor 112 and pass transistor 128, which is why the material used to form WL 102 needs to be carefully selected.

컨덕터(218)는 도 1의 라인(111)을 형성하고, 컨덕터(234)는 도 1의 라인(110)을 형성한다. 커넥션(218, 234)은 바람직하게는 금속(바람직하게는, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄, 티타늄 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 상기 중 어느 것의 적층물 또는 그 조합물) 또는 실리사이드 폴리로 구성된다. 컨택트(225)는 컨덕터(218)를 아래에 있는 도전 구조(224)에 접속한다. 바람직하게는, 도전 구조(224)는 (바람직하게는 코발트나 티타늄 중 하나에 의해) 실리사이드 되거나 아닐 수도 있는 도핑된 폴리, 또는 중간갭 물질이나 p형 및 n형 폴리와 유사한 작업 기능을 갖는 것들 중 하나인 하나 또는 두개의 금속으로 구성된다. 다음의 금속이 포함될 수 있다 : Ti, TiN, Ta, TaN, W, 텅스텐 질화물, 또는 게이트 구조물을 형성하는데 통상적으로 사용되는 다른 금속. 도전 구조(224)는 구동 트랜지스터(108)로의 게이트를 형성한다.Conductor 218 forms a line 111 of FIG. 1, and conductor 234 forms a line 110 of FIG. 1. Connections 218 and 234 are preferably composed of metal (preferably copper, aluminum, tungsten, titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, stacks of any of the above or combinations thereof) or silicide polys. Contact 225 connects conductor 218 to underlying conductive structure 224. Preferably, conductive structure 224 is a doped poly, which may or may not be silicided (preferably by either cobalt or titanium), or among those having a work function similar to a medium gap material or p- and n-type poly. It consists of one or two metals that are one. The following metals may be included: Ti, TiN, Ta, TaN, W, tungsten nitride, or other metals commonly used to form gate structures. The conductive structure 224 forms a gate to the drive transistor 108.

컨택트(235)는 컨덕터(218)를 p형 확산 영역(210)(통과 트랜지스터(218)의 드레인임)과 n형 확산 영역(236)(구동 트랜지스터(130)의 소스 영역임)에 접속한다. 컨택트(235)는 (도 2에 도시된 바와 같이) 양쪽에 커넥션을 형성하도록 영역(210, 236)의 접합에 바로 형성될 수 있고, 또는 이 영역들이 실리사이드되면,컨택트(235)는 실리사이드된 영역을 따라 어디에도 형성될 수 있다. 컨택트(220)는 컨덕터(234)를 컨덕터(242)에 접속하고, 이것은 구동 트랜지스터(130)로의 게이트를 형성한다. 바람직하게는, 컨덕터(242)는 (바람직하게는 코발트나 티타늄 중 하나에 의해) 실리사이드 되거나 아닐 수도 있는 도핑된 폴리, 또는 중간갭 물질이나 p형 및 n형 폴리와 유사한 작업 기능을 갖는 것들 중 하나인 하나 또는 두개의 금속으로 구성된다. 다음의 금속이 포함될 수 있다 : Ti, TiN, Ta, TaN, W, 텅스텐 질화물, 또는 게이트 구조물을 형성하는데 통상적으로 사용되는 다른 금속. 도전 구조(224)는 구동 트랜지스터(108)로의 게이트를 형성한다. 컨택트(232)는 컨덕터(234)를 p형 확산 영역(208)(통과 트랜지스터(112)의 드레인임)과 n형 확산 영역(228)(구동 트랜지스터(108)의 소스 영역임)에 접속한다. 컨택트(232)는 (도 2에 도시된 바와 같이) 양쪽에 커넥션을 형성하도록 영역(208, 228)의 접합에 바로 형성될 수 있고, 또는 이 영역들이 실리사이드되면, 컨택트(232)는 실리사이드된 영역을 따라 어디에도 형성될 수 있다.The contact 235 connects the conductor 218 to the p-type diffusion region 210 (which is the drain of the pass transistor 218) and the n-type diffusion region 236 (which is the source region of the drive transistor 130). Contact 235 may be formed directly at the junction of regions 210 and 236 to form a connection on both sides (as shown in FIG. 2), or if these regions are silicided, contact 235 may be a silicided region. It can be formed anywhere along. Contact 220 connects conductor 234 to conductor 242, which forms a gate to drive transistor 130. Preferably, conductor 242 is one of doped poly, which may or may not be silicided (preferably by either cobalt or titanium), or one having a work function similar to a medium gap material or p-type and n-type poly It consists of one or two metals. The following metals may be included: Ti, TiN, Ta, TaN, W, tungsten nitride, or other metals commonly used to form gate structures. The conductive structure 224 forms a gate to the drive transistor 108. The contact 232 connects the conductor 234 to the p-type diffusion region 208 (which is the drain of the pass transistor 112) and the n-type diffusion region 228 (which is the source region of the drive transistor 108). Contact 232 may be formed directly at the junction of regions 208, 228 to form a connection on both sides (as shown in FIG. 2), or if these regions are silicided, contact 232 may be a silicided region. It can be formed anywhere along.

컨택트(214, 216)는 VSS공급에 커넥션을 제공하고 컨택트(202, 204)는 BLT(106)와 BLF(104)에 각각 커넥션을 제공한다. 확산 영역(209, 237)과 함께 컨택트(220)는 적어도 이 접속들이 형성된다면 구동 트랜지스터(130)와 통과 트랜지스터(128)에 대해 바디/백게이트 접속을 제공한다. 본 발명의 SRAM 셀은 이 커넥션 중 하나 또는 이들 둘다를 이용하지만, 이들 모두를 동시에 필요로 하지는 않는다. 마찬가지로, 확산 영역(207, 227)과 함께 컨택트(225)는 적어도 이들 접속들이 형성된다면 통과 트랜지스터(112)와 구동 트랜지스터(108)에 대해 바디/백게이트 커넥션을 형성한다. 이들 커넥션 중 하나 또는 둘 모두는 본 발명의 SRAM 셀내에서 (구동 트랜지스터(130)와 통과 트랜지스터(128)에 대해 바디/백게이트 중 하나 또는 둘다와 접합하여) 형성될 수도 있다.Contacts 214 and 216 provide connections to the V SS supply and contacts 202 and 204 provide connections to the BLT 106 and BLF 104 respectively. Contact 220 along with diffusion regions 209 and 237 provide a body / backgate connection to drive transistor 130 and pass transistor 128 if at least these connections are formed. The SRAM cells of the present invention utilize one or both of these connections, but do not require both at the same time. Likewise, contact 225 along with diffusion regions 207 and 227 form a body / backgate connection to pass transistor 112 and drive transistor 108 if at least these connections are formed. One or both of these connections may be formed within the SRAM cell of the present invention (junction with one or both of the body / backgate for drive transistor 130 and pass transistor 128).

동일한 참조 부호를 갖는 도 3a-3b, 4a-4b, 5, 6a-6b 및 7a-7b에 도시된 본 발명의 실시예들에서의 부분들은 유사하거나 동일한 부분들이다. 그런데, 실리콘 기판 상 및 내에 형성된 디바이스들을 나타내는 도면들에서의 백게이트 커넥션들은 SOI 구조로 형성된 디바이스를 나타내는 도면에서의 바디 커넥션들과 동일한 참조 부호를 가진다. 이들이 정확히 동일한 부분들이 아니더라도, 여전히 동일한 참조부호가 붙여진다. 이것은 쇼트키 다이오드가 형성되어 있는 도 6a-6b 및 7a-7b의 이 영역들에 대해서도 동일하다. 이 분야에 통상의 기술을 가진자는 본 인용 및 도면들에 의거하여 이 차이점들을 식별할 수 있을 것이다. 도 3a-3b, 4a-4b, 5, 6a-6b 및 7a-7b에 도시된 본 발명의 실시예들의 다음 설명은 더 이상의 설명이 필요하지 않는 한 상기 부분들을 다시 설명하지 않을 것이다.Portions in the embodiments of the invention shown in FIGS. 3A-3B, 4A-4B, 5, 6A-6B and 7A-7B with the same reference numerals are similar or identical parts. By the way, the backgate connections in the figures showing devices formed on and within the silicon substrate have the same reference numerals as the body connections in the figure showing a device formed of the SOI structure. Although they are not exactly the same parts, they are still given the same reference numerals. The same is true for these regions of FIGS. 6A-6B and 7A-7B where Schottky diodes are formed. One of ordinary skill in the art will be able to identify these differences based on the present quotation and drawings. The following description of the embodiments of the invention shown in FIGS. 3A-3B, 4A-4B, 5, 6A-6B, and 7A-7B will not describe these parts again unless further explanation is required.

기판(300)은 p형 또는 n형으로 도핑될 수 있는 단결정 실리콘으로부터 제조될 수도 있고, 또는 단결정 실리콘 기판 상에 형성된 에피택셜 실리콘층(바람직하게는 p형 및/또는 n형으로 도핑된)으로 구성될 수도 있다. 도 3a-3b 및 6a-6b의 실시예의 SOI 구조는 바람직하게는 실리콘 이산화물층 상에 형성된 실리콘층으로 구성되고 이것은 실리콘 기판 상에 형성된다. 이 구조는 어떤 종래의 SOI 바디 형성 처리를 사용하여 형성되어도 된다.Substrate 300 may be made from single crystal silicon, which may be doped with p-type or n-type, or with an epitaxial silicon layer (preferably doped with p-type and / or n-type) formed on the single crystal silicon substrate. It may be configured. The SOI structure of the embodiments of FIGS. 3A-3B and 6A-6B preferably consists of a silicon layer formed on the silicon dioxide layer, which is formed on the silicon substrate. This structure may be formed using any conventional SOI body forming process.

본 발명의 가르침 및 인용에 비추어 몇몇 부가적인 실시예는 이 분야에서 통상의 기술을 가진자에게 명백하여야 한다. 예를 들어, 분리 영역(304)이 쉘로우(shallow) 트렌치 분리 구조로 도시되어 있지만, 어떤 유형의 분리 구조(LOCOS, 필드 산화물 영역, 또는 도핑된 분리 구조 등)도 본 발명의 디바이스들을 제조하는데 사용될 수 있다. 또한, 이 도핑된 영역들과 다결정 실리콘 구조들이 (바람직하게는 티타늄 실리사리드, 코발트 실리사이드, 텅스텐 실리사이드, 또는 탄탈륨 실리사이드를 사용하여) 실리사이드되지만, 이들 구조들이 실리사이드될 필요는 없다. 이 실리사이드는 이것이 이들 구조물들의 저항을 감소시킬 뿐만 아니라 인터커넥트와 컨택트들이 (예를 들어 반드시 2개의 도핑된 영역의 접합에서가 아니라) 실리사이드된 구조를 따라 어디에도 놓여질 수 있기 때문에 인터커넥트와 컨택트의 위치 설정을 용이하게 하므로 바람직하다.In light of the teachings and citations of the present invention, some additional embodiments should be apparent to those of ordinary skill in the art. For example, although isolation region 304 is shown as a shallow trench isolation structure, any type of isolation structure (LOCOS, field oxide region, or doped isolation structure, etc.) may be used to fabricate devices of the present invention. Can be. In addition, these doped regions and polycrystalline silicon structures are suicided (preferably using titanium silicide, cobalt silicide, tungsten silicide, or tantalum silicide), but these structures need not be silicided. This silicide not only reduces the resistance of these structures but also allows the interconnect and contacts to be positioned anywhere along the silicided structure (not necessarily at the junction of two doped regions, for example). It is preferable because it makes it easy.

도 3a-3b의 실시예를 참조하면, 컨덕터(218, 234)들은 또다른 바디 커넥션을 제공하도록 도 2의 실시예로부터 변경되었다. 예를 들어 컨덕터(398, 399)들은 이들 다른 바디 커넥션에의 접속을 용이하게 하도록 컨덕터(218, 234)에 각각 접속되었다. 또한, 도핑된 바디 커넥션(227 및 207, 209 및 237)을 게이트 라인(224, 242)에 각각 상호 접속하도록 부가적인 컨택트(306, 308, 310, 312)가 도시되어 있다.Referring to the embodiment of FIGS. 3A-3B, the conductors 218, 234 have been modified from the embodiment of FIG. 2 to provide another body connection. For example, conductors 398 and 399 were connected to conductors 218 and 234, respectively, to facilitate connection to these other body connections. Further contacts 306, 308, 310, 312 are shown to interconnect the doped body connections 227 and 207, 209, and 237 to the gate lines 224, 242, respectively.

도 3b는 실리콘 기판(300), 절연층(301) 및 실리콘 층(303)(바람직하게는 단결정 실리콘 또는 에피택셜 실리콘으로 구성됨-n형, p형 양쪽, 또는 각 유형의 일부를 갖는것으로 도핑될 수 있음)으로 구성된 SOI 바디 구조를 도시한다. 바디 영역(320, 322)은 게이트 구조의 채널 영역을 형성한다. (도면 하단의)바람직한 물질 리스트(390)에서 볼 수 있는 바와 같이, 영역(322)은 바람직하게는 저농도로 도핑된 p형 영역이고 영역(320)은 저농도로 도핑된 n형 영역이다. 영역(320, 322)은 바람직하게는 층(303)이 형성될 때 또는 층이 형성된 후이지만 게이트 구조물들(즉, 게이트 전극, 아래에 놓인 게이트 절연체 및 절연 측벽) 형성 이전 중 하나에 층(303)을 도핑함으로써 형성된다.3B shows a silicon substrate 300, an insulating layer 301 and a silicon layer 303 (preferably composed of single crystal silicon or epitaxial silicon—to be doped with n-type, both p-type, or portions of each type The SOI body structure). Body regions 320 and 322 form a channel region of the gate structure. As can be seen in the preferred material list 390 (bottom of the figure), region 322 is preferably a lightly doped p-type region and region 320 is a lightly doped n-type region. Regions 320 and 322 are preferably layer 303 either at or after layer 303 is formed but before formation of gate structures (ie, gate electrodes, underlying gate insulators and insulating sidewalls). Is formed by doping.

도 6a 및 6b에 도시된 본 발명의 실시예는 도 6a 및 6b의 실시예에서 쇼트키 다이오드(502(옵션), 504, 507, 508(옵션))의 형성을 제외하면, 도 3a 및 3b와 동일하다. 다시 말해, 도 3a 및 3b는 백게이트/바디 부로부터 다른 도전 라인들 까지 직접 커넥션을 형성한다. 그런데, 도 6a 및 6b의 실시예에서는, 이 커넥션들이 (도 5에 도시된 바와 같이) 쇼트키 다이오드를 통해 형성된다. 이 다이오드들의 형성은 근본적으로 영역(207, 209, 227, 237)의 도핑 레벨(및 가능하게는 사용된 도펀트 및 실리사이드 형성)에 바로 영향을 미친다. 이 다른 예는 도 6b에서 볼 수 있다. 컨택트(308, 310)가 도 3b에 도시된 바와 같이 p형 확산(227) 및 n형 확산(207)에 각각 접속하지 않고, 도 6b의 실시예는 쇼트키 다이오드를 형성하도록 접속하기 위해 p형 바디(227) 및 n형 바디(207)를 각각 사용한다. 이 구조물들의 나머지는 동일하여야 한다.The embodiments of the present invention shown in FIGS. 6A and 6B differ from FIGS. 3A and 3B except for the formation of Schottky diodes 502 (optional), 504, 507, 508 (optional) in the embodiment of FIGS. 6A and 6B. same. In other words, FIGS. 3A and 3B form a direct connection from the backgate / body portion to other conductive lines. By the way, in the embodiment of FIGS. 6A and 6B, these connections are formed via a Schottky diode (as shown in FIG. 5). The formation of these diodes essentially directly affects the doping level (and possibly dopant and silicide formation) of regions 207, 209, 227, 237. Another example can be seen in FIG. 6B. Contact 308, 310 is not connected to p-type diffusion 227 and n-type diffusion 207, respectively, as shown in FIG. 3B, and the embodiment of FIG. 6B is p-type to connect to form a Schottky diode Body 227 and n-type body 207 are used, respectively. The rest of these structures must be identical.

도 4a 및 4b 및 도 7a 및 7b를 참조하면, 여기에서 도 4a 및 4b는 도 1의 SRAM 디바이스에 기초하고 있고 도 7a 및 7b는 백게이트/바디 커넥션에서 쇼트키 다이오드를 사용하는 도 5의 SRAM 디바이스에 기초하고 있는 점에서 다르다. 따라서, 이 두 실시예들 간의 차이는 영역(207, 209, 227, 237)의 구성(도펀트 레벨 및 가능하게는 도펀트, 그러나 도펀트 유형은 아님, 및 실리사이데이션(silicidation)이 있는지 여부)이다. 이것은 컨택트(308, 310)가 각각 p형 확산(227) 및 n형 확산(207) 대신에 p형 웰(406) 및 n형 웰(402)에 각각 접속하는 도 7b에서 볼 수 있다.4A and 4B and 7A and 7B, where FIGS. 4A and 4B are based on the SRAM device of FIG. 1 and FIGS. 7A and 7B are the SRAM of FIG. 5 using a Schottky diode in the backgate / body connection. It is different in that it is based on the device. Thus, the difference between these two embodiments is the configuration of the regions 207, 209, 227, 237 (dopant level and possibly dopant, but not dopant type, and whether there is silicidation). This can be seen in FIG. 7B where contacts 308 and 310 connect to p-type well 406 and n-type well 402, respectively, instead of p-type diffusion 227 and n-type diffusion 207, respectively.

이 두 실시예들은 도 2의 실시예에서는, 도핑 영역(228, 236)이 반대로 도핑된 영역(208, 210)과 각각 인접하지만, 도 4a-4b 및 7a-7b의 실시예에서 이들 영역은 분리 영역(304)에 의해 분리되어 있는 점에서 도 2의 실시예와 다르다. 도 4a-4b 및 7a-7b의 실시예에서 이들 반대로 도핑된 영역을 접속하기 위해서, 컨덕터들(218, 234)은 부가적인 도전 소자들(컨덕터(333, 337) 등) 및 부가적인 인터커넥션들(328, 332, 335, 336 등)을 포함한다. 인터커넥션들(308과 310(733과 함께) 및 306과 312(737과 함께))은 백게이트 커넥션을 제공하여 본 발명의 소망의 임계 전압 제어를 제공한다. 바람직하게는, 동일한 물질을 사용하여, 유사한 교차 평행선 무늬를 갖는 영역이 동시에 형성된다. 각 구조에 대해 바람직한 물질(390)이 도 4b 및 7b 바로 아래에 도시되어 있다. 그런데, 다른 물질 및 도펀트가 사용되어도 된다. 깊은 웰 영역(웰 영역(404) 등)은 바람직하게는 더욱 저농도로 도핑되고 그리고나서 더 얕은 웰 영역이 되고(p웰(406) 및 n웰(402) 등), 이 더 얕은 웰들은 바람직하게는 더 저농도로 도핑되고 그리고나서 p형 확산(영역(208, 227) 등) 및 n형 확산(영역(207, 228) 등)이 되고, 이것은 바람직하게는 소스/드레인 주입 단계 동안에 형성된다. 이것은 도 2, 3a-3b 및 6a-6b에 대해서도 동일하다.These two embodiments, in the embodiment of FIG. 2, doped regions 228 and 236 are adjacent to oppositely doped regions 208 and 210, respectively, but in the embodiments of FIGS. 4A-4B and 7A-7B these regions are separated. It differs from the embodiment of FIG. 2 in that it is separated by the regions 304. In order to connect these conversely doped regions in the embodiments of FIGS. 4A-4B and 7A-7B, conductors 218 and 234 are connected to additional conductive elements (conductors 333 and 337, etc.) and additional interconnections. (328, 332, 335, 336, etc.). Interconnect 308 and 310 (with 733) and 306 and 312 (with 737) provide a backgate connection to provide the desired threshold voltage control of the present invention. Preferably, using the same material, areas with similar intersecting parallel fringes are formed simultaneously. Preferred materials 390 for each structure are shown directly below FIGS. 4B and 7B. By the way, other materials and dopants may be used. Deep well regions (well regions 404, etc.) are preferably more lightly doped and then become shallower well regions (p wells 406 and n wells 402, etc.), and these shallower wells are preferably Is doped at a lower concentration and then becomes p-type diffusion (regions 208, 227, etc.) and n-type diffusion (regions 207, 228, etc.), which are preferably formed during the source / drain implantation step. The same is true for Figs. 2, 3a-3b and 6a-6b.

실리사이드 블로킹 층은 영역(302)에서 실리사이드의 형성을 차단하도록 처리 중에 제공된다. 이것은 2개의 다르게 도핑된 영역 사이의 접합이 실리사이드에 의해 쇼트되지 않도록 하는데 바람직하다.A silicide blocking layer is provided during processing to block the formation of silicide in region 302. This is desirable to ensure that the junction between two differently doped regions is not shorted by silicide.

또다른 실시예에서 백게이트/바디 커넥션들(114, 118)은 트랜지스터(108)의 게이트에 접속하지 않고 접속될 수 있다. 마찬가지로, 백게이트/바디 커넥션들(138, 142)은 트랜지스터(130)의 게이트에 접속하지 않고 접속될 수 있다. 또다른 실시예에서, 백게이트/바디 커넥션(138)은 백게이트/바디 커넥션(142)을 트랜지스터(130)의 게이트에 접속하지 않고 트랜지스터(130)의 게이트에 접속될 수 있다. 마찬가지로, 백게이트/바디 커넥션(118)은 백게이트/바디 커넥션(114)을 트랜지스터(108)의 게이트에 접속하지 않고 트랜지스터(108)의 게이트에 접속될 수 있다.In another embodiment, the backgate / body connections 114, 118 may be connected without connecting to the gate of the transistor 108. Similarly, backgate / body connections 138 and 142 may be connected without connecting to the gate of transistor 130. In another embodiment, the backgate / body connection 138 may be connected to the gate of the transistor 130 without connecting the backgate / body connection 142 to the gate of the transistor 130. Similarly, backgate / body connection 118 may be connected to the gate of transistor 108 without connecting backgate / body connection 114 to the gate of transistor 108.

본 발명에 따라서, 유효하고 신뢰성있는 SRAM 셀을 만드는데 필요한 총 영역을 감소시킬 뿐만 아니라 액세스 속도를 증가시키는 동시에 SRAM 셀들에 의해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있었다. 따라서, 증가된 액세스 속도와 양호한 안정성을 갖는 저전력 SRAM 셀이 제공되었다.According to the present invention, it was possible not only to reduce the total area required to make an effective and reliable SRAM cell, but also to increase the access speed while reducing the power consumed by the SRAM cells. Thus, a low power SRAM cell with increased access speed and good stability has been provided.

본 발명의 특정 실시예를 여기에서 설명하였지만, 이들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 이 명세서의 방법에 비추어 본 발명의 많은 실시예들은 이 분야에 기술을 가진자들에게 명백할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다.While specific embodiments of the invention have been described herein, they should not be construed as limiting the scope of the invention. Many embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art in light of the methods herein. It is intended that the scope of the invention only be limited by the appended claims.

Claims (16)

메모리 디바이스에 있어서,In a memory device, 제어 전극과 전류 경로를 갖는 제1 트랜지스터; 및A first transistor having a control electrode and a current path; And 제어 전극, 전류 경로 및 백게이트/바디 커넥션을 갖는 제2 트랜지스터-상기 제2 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 상기 제2 트랜지스터의 상기 제어 전극과 상기 제1 트랜지스터의 상기 전류 경로에 전기적으로 접속됨-A second transistor having a control electrode, a current path and a backgate / body connection, wherein the backgate / body connection of the second transistor is electrically connected to the control electrode of the second transistor and the current path of the first transistor being- 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.Memory device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 제어 전극과 전류 경로를 갖는 제3 트랜지스터; 및A third transistor having a control electrode and a current path; And 제어 전극, 전류 경로 및 백게이트/바디 커넥션을 갖는 제4 트랜지스터-상기 제4 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 상기 제4 트랜지스터의 상기 제어 전극과 상기 제3 트랜지스터의 상기 전류 경로에 전기적으로 접속됨-A fourth transistor having a control electrode, a current path and a backgate / body connection, wherein the backgate / body connection of the fourth transistor is electrically connected to the control electrode of the fourth transistor and the current path of the third transistor being- 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.The memory device further comprises. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the third transistor has a backgate / body connection electrically connected to the backgate / body connection of the second transistor. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터의 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the first transistor has a backgate / body connection electrically connected to a backgate / body connection of the fourth transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 트랜지스터의 상기 제어 전극에 전기적으로 접속된 상기 제2 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 제1 다이오드 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And said backgate / body connection of said second transistor electrically connected to said control electrode of said second transistor is effected by a first diode. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 다이오드는 쇼트키(Schottky) 다이오드인 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the first diode is a Schottky diode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제4 트랜지스터의 상기 제어 전극에 전기적으로 접속된 상기 제4 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 제2 다이오드에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the backgate / body connection of the fourth transistor electrically connected to the control electrode of the fourth transistor is executed by a second diode. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 다이오드는 쇼트키(Schottky) 다이오드인 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And said second diode is a Schottky diode. 메모리 디바이스에 있어서,In a memory device, 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역 및 제2 소스/드레인 영역을 갖는 제1 트랜지스터; 및A first transistor having a gate electrode, a first source / drain region and a second source / drain region; And 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역, 제2 소스/드레인 영역 및 백게이트/바디 커넥션을 갖는 제2 트랜지스터-상기 제2 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 상기 제2 트랜지스터의 상기 게이트 전극과 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속됨-A second transistor having a gate electrode, a first source / drain region, a second source / drain region, and a backgate / body connection, wherein the backgate / body connection of the second transistor is connected to the gate electrode of the second transistor and the Electrically connected to the first source / drain region of a first transistor 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.Memory device comprising a. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역 및 제2 소스/드레인을 갖는 제3 트랜지스터; 및A third transistor having a gate electrode, a first source / drain region and a second source / drain; And 게이트 전극, 제1 소스/드레인 영역, 제2 소스/드레인 영역 및 백게이트/바디 커넥션을 갖는 제4 트랜지스터-상기 제4 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 상기 제4 트랜지스터의 상기 게이트 전극과 상기 제3 트랜지스터의 상기 제1 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속됨-A fourth transistor having a gate electrode, a first source / drain region, a second source / drain region, and a backgate / body connection, wherein the backgate / body connection of the fourth transistor is connected to the gate electrode of the fourth transistor and the Electrically connected to the first source / drain region of a third transistor; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.The memory device further comprises. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the third transistor has a backgate / body connection electrically connected to the backgate / body connection of the second transistor. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션에 전기적으로 접속된 백게이트/바디 커넥션을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the first transistor has a backgate / body connection electrically connected to the backgate / body connection of the fourth transistor. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제2 트랜지스터의 상기 게이트 전극에 전기적으로 접속된 상기 제2 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 제1 다이오드에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And said backgate / body connection of said second transistor electrically connected to said gate electrode of said second transistor is effected by a first diode. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제1 다이오드는 쇼트키(Schottky) 다이오드인 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And the first diode is a Schottky diode. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제4 트랜지스터의 상기 게이트 전극에 전기적으로 접속된 상기 제4 트랜지스터의 상기 백게이트/바디 커넥션은 제2 다이오드에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And said backgate / body connection of said fourth transistor electrically connected to said gate electrode of said fourth transistor is effected by a second diode. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제2 다이오드는 쇼트키(Schottky) 다이오드인 것을 특징으로 하는 메모리 디바이스.And said second diode is a Schottky diode.
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