读出放大器制造技术

提供增加读出放大器驱动器的栅极驱动电压的激励信号，能够利用较小驱动器。这易于更有效地布图和／或提供较小的读出放大器，因此减少了芯片尺寸。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及半导体集成电路(IC)。尤其本专利技术涉及减少在IC，例如存储器IC，中使用的读出放大器的尺寸。半导体IC，例如存储器IC，使用读出放大器，例如，读出，写入和还原存储单元中的信息。为存储器IC的位线对提供读出放大器。在操作期间，读出放大器读出和放大位线对的位线之间的电压差。电压差表示存储在选择存储单元的电荷是逻辑1或逻辑0。对于较高集成度和较低制造成本的不断要求，使IC制造者增加压力，要制造越来越小的芯片。由于在典型的存储器IC中读出放大器占有芯片大约10％的尺寸，减少读出放大器的尺寸能够显著地减少整个芯片的尺寸。通常，读出放大器包括交叉耦合锁存器，用于读出位线对之间的电压差。读出放大器还包括用于驱动锁存器的驱动器，以便放大读出电压差。驱动器是较大，并且对读出放大器的尺寸起重要作用。减少驱动器的尺寸能够显著地减少读出放大器的尺寸。但是，由于设计要求，驱动器需要最小尺寸。减少驱动器的尺寸小于最小尺寸能够导致驱动器性能降低，它有害地影响IC性能或功能。减少读出放大器尺寸的一种技术是把驱动器设置在整个读出放大器区域的外面。例如，能够把驱动器设置在针脚字线结构的读出放大器之间的针脚间隙区域，或设置在区段字线结构中读出放大器的区域字线驱动器区域。能够设置驱动器的其它区域包括行列解码区域。但是，较小的尺寸减少针脚间隙或局部字线驱动器区域的表面区域，使它难于容纳驱动器。由上述讨论显而易见，希望减少读出放大器的尺寸，而不降低它们性能或影响它们的功能。本专利技术涉及减少读出放大器的尺寸。在第1个实施例中，用来驱动读出放大器驱动器的驱动输入信号增加过驱动电压，使驱动器在增加的过驱动方式的情况下操作。这能够利用有利于更有效布图和/或减少读出放大器尺寸的较小驱动器。附图说明图1表示本专利技术之一的方框图。图2表示本专利技术的实施例。读出放大器用于半导体IC中，例如，随机存储器(RAM)，它包括动态RAM(DRAM)，诸如Rambus DRAM和SLDRAM的高速DRAM，铁电RAM(FRAM)，同步DRAM(SDRAM)或合并DRAM逻辑芯片(嵌入DRAM)。其它类型的存储器IC或逻辑IC也能够利用读出放大器。图1表示本专利技术实施例的读出放大器101。读出放大器耦连到位线120和121。包括选择单元的位线通常称为“位线真值部分”，其它的称为“位线补码部分”。通常，均衡电路(没有表示)在存储存取之前均衡位线。关于位线的电压等于大约Vbleq。通常，Vbleq等于大约Vblh/2，其中，Vblh是位线的较高电压值。在位线均衡后，从位线对的一个位线选取一个单元。存储在选择存储单元的电荷增加或减小位线真值部分的电平，而位线补码部分的电平保持在Vblh/2。然后，放大位线真值部分和位线补码部分之间的电压差。读出放大器包括分别连接到位线对的各位线的p-锁存器130和n-锁存器150。P-锁存器读出位线120和121之间的电压差。如果读到正的电压差，则p-锁存器连接位线真值部分到p-驱动器110，同时位线补码部分和p-驱动器隔离。位线120和121之间的负电位差使p-锁存器连接位线补码部分到p-驱动器和使位线真值部分和p-驱动器隔离。对于n-锁存器，当在位线对上存在正电压差时，使位线补码部分连接到n-驱动器140，并且使位线真值部分和n-驱动器隔离。如果读出负电位差，则n-锁存器连接位线到n驱动器和使位线补码部分和n-驱动器分离。p-驱动器110包括输入端115和连接到p-锁存器的输出端116。输入端115的驱动p-驱动器输入信号激活p-驱动器，使它把连接到其输出端的负载充电到电压大约等于上部电源条117上的电压。上部电源条包括等于大约Vblh的电压。Vblh是例如大约1.6V。在1个实施例中，p-驱动器输入信号是驱动的低信号。n-驱动器140包括输入端145和连接到n-锁存器的输出端146。在输入端145的驱动n-驱动器输入信号激活n-驱动器，使它把连接到其输出端的负载充电到电压大约等于下部电源条147的电压。下部电源条通常包括等于地的电压。在1个实施例，n-驱动器输入信号是驱动高信号。已经很好地建立了利用驱动器来驱动读出放大器中的交叉耦合锁存器的概念。例如，Lu et al。，IEEE Journal of Solid State Circuits，Vol.SC-19，N0.4，August 1984，p.451-454，在这里引入作为参考。把控制NSET和PFET驱动器操作的信号称为“控制读出放大器锁存的时钟”。p-驱动器和n-驱动器通常驱动许多读出放大器。为了满足驱动要求，需要相对大的驱动器。这些大的驱动器能够对读出放大器的尺寸起显著的作用。按照本专利技术，构成驱动器按照增加的过驱动方式操作。通过提供具有驱动输入信号的驱动器来实现增加的过驱动方式，该信号增加驱动器过驱动电压的幅度。增加的过驱动电压提高了驱动器的性能，能够利用较小驱动器实现相同的性能。由于驱动器对芯片尺寸有相当大的贡献，本专利技术实现读出放大器尺寸的显著减少。在1个实施例，通过提供驱动低p-驱动器输入信号，使p-驱动器以增加过驱动方式进行操作，该信号增加p-驱动器的过驱电压。驱动低p-驱动器输入信号包括相对地的负信号。在1个实施例，驱动低p-驱动器输入信号等于大约-0.2到-1.0V。在另一实施例，驱动低驱动器输入信号是大约-0.5V。最好，驱动低驱动器信号等于负字线低电压。负字线电压例如是大约-0.5V。利用负字线电压有利于提供负电压源以增加的过驱动方式操作驱动器，而不需要附加电压源。类似用于阱的现有的负偏压(例如，阵列阱或阵列背偏置电压)等的其它负电压，也能够用作驱动低p-驱动器输入信号，取决于设计要求和限制。在1个实施例，提供驱动高n-驱动器输入信号，它增加n-驱动器过驱动电压。驱动高n-驱动器输入信号包括大于Vint的信号，其中Vint是IC电路的上部电源。例如，Vint是等于大约1.5V-3V。在1个实施例中，Vint等于大约2.2V。在1个实施例中，驱动高n-驱动器输入信号等于大约VPP，其中VPP是字线升压电压，通常是大约3.5V。也可能利用大于Vint的其它电平。图2表示本专利技术的1个实施例。如图所示，读出放大器包括具有第1和第2晶体管220及230的交叉耦合p-锁存器130。在1个实施例中，晶体管是p-FET。第1晶体管包括第1端221，第2端222和栅极223。同样的，第2晶体管包括第1端231，第2端232，和栅极233。第1晶体管的第2端连接到第2晶体管的第1端。第1晶体管的栅极223和第1端221分别连接到第1位线120和另一位线121上。第2晶体管的第2端连接到第1位线120；栅极233连接到另一位线121上。提供包括输入部分115和输出部分116的p-驱动器110，输出部分116和p-锁存器的第1晶体管及第2晶体管的公共端相连。p-驱动器包括具有第1端212和第2端213以及栅极214的驱动晶体管211。在1个实施例，驱动晶体管包括p-EFT。第1端连接到上部电压源117，第2端连接到输出端。上部电压源等于大约Vblh。提供栅极的驱动信号使驱动器的晶体管导电，连接上部电压源到输出部分。在1个实施例，驱动信号是逻辑0。在操作中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
读出放大器，其包括： 连接到第１和第２位线的锁存器， 包括输入部分和连接到锁存器的输出部分的驱动器，该驱动器操作接收驱动输入信号以驱动驱动器，其中驱动输入信号增加过驱动电压，使驱动器在增加的过驱动方式操作。

【技术特征摘要】
US 1999-1-5 09/2256651.读出放大器，其包括连接到第1和第2位线的锁存器，包括输入部分和连接到锁存器的输出部分的驱动器，该驱动器操作接收驱动输入信号以驱动驱动器，其中驱动输入信号增加过驱动电压，使驱动器在增加的过驱动方式操作。2.按照权利要求1的读出放大器，其中锁存器读出第1和第2位线之间的电压差。3.按照权利要求2的读出放大器，其中如果电压差是正电压差则锁存器连接第1位线到驱动器的输出端，或如果电压差是负电压差则锁存器连接第2位线到驱动器的输出端。4.按照权利要求3的读出放大器，其中，驱动器在被驱动时把连接到驱动器输出端的第1或第2位线充电到电源电平。5.按照权利要求1的读出放大器，其中锁存器包括具有第1端，第2端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：G米勒，H赫尼格施米德，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]