在存储阵列中使用互补位的设备与方法技术

一种操作具有一组存储单元的展开位线和折叠位线ＤＲＡＭ存储阵列的设备和方法，在一个实施例中，在平面图中每个存储单元具有６ｆ↑［２］的面积。一种方法包括，在第一个存储单元中存储第一个位并在第二个存储单元中存储与第一个位互补的第二个位。第一个位和第二个位构成一个数据位。通过比较第一个存储单元与第二个存储单元之间的电压差读取这个数据位。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存储阵列，更特别地，涉及在存储阵列中为每个数据位存储两个位。
技术介绍
存储器设备一般作为计算机中的内部存储区提供。有几种不同类型的存储器。一种类型的存储器是随机存取存储器(RAM)，一般在一个计算机环境中用作主存储器。大多数RAM是易失性的，这是指它需要一个稳定的电流以维持它的内容。动态随机存取存储器(DRAM)是RAM的一种类型。DRAM存储器由存储单元组成。每个单元或位包括一个晶体管和一个电容器。单元能够将形为“1”或““0”位的信息作为电荷存储在电容器中。由于电容器随着时间过去将失去它的电荷，包含DRAM存储器的存储器设备必须包括逻辑电路以周期性地刷新(再充电)单元的电容器，否则信息将丢失。读取一个单元中存储的数据然后以预定的电压电平将数据写回这个单元，这样就刷新了一个单元。所需的刷新操作是使DRAM存储器为动态的而非静态的。然而单元正在被刷新时不能被处理器读取。这致使包含DRAM的系统比包含RAM的系统慢。不过，DRAM比RAM更普遍地被使用，因为它们的电路更简单和因为它们能容纳四倍于RAM的数据。使用典型DRAM的另一个缺点是需要一些电源以持续地刷新单元。在包括存储器设备的装置被设计使用越来越少的电源时这个缺点变得突出。为了上述原因，以及为了在下面陈述的对于本领域的技术人员在阅读和理解本说明书后将是显然的原因，在本领域中存在对其单元能在一段延长的时间段内不必被刷新而能工作正常的DRAM存储器的需求。概述本专利技术处理上面提到的有关非易失存储器设备的问题和其它问题，并通过阅读和研究下面的详细描述将能理解这些问题。在一个实施例中，公开一种具有存储单元的折迭结构存储阵列的DRAM存储器设备，在平面图中每个存储单元具有6F2的面积。这个DRAM存储器设备包括一组存储数据位的关联的存储单元对。每对关联的存储单元包括存储第一个个位的第一个个存储单元，以及存储为第一个个位的补码的第二个个位的第二个个存储单元。第一个个位和第二个个位构成一个数据位。一组读出放大器被用来读取存储单元。每个读出放大器连接到一个关联的存储单元对。而且，每个读出放大器比较第一个个存储单元的第一个个位和第二个个存储单元的第二个个位之间的电压以读取数据位。在一个实施例中，公开一种具有存储单元的展开结构存储阵列的DRAM存储器设备，在平面图中每个存储单元具有6F2的面积。这个DRAM存储器设备包括一组存储数据位的关联的存储单元对和一组读出放大器。每对关联的存储单元包括存储第一个个位的第一个个存储单元，以及存储为第一个个位的补码的第二个个位的第二个个存储单元。第一个个位和第二个个位构成一个数据位。一组读出放大器被用来读取存储单元。每个读出放大器连接到一个关联的存储单元对。而且，每个读出放大器比较第一个个存储单元的第一个个位和第二个个存储单元的第二个个位之间的电压以读取数据位。在另一个实施例中，DRAM存储器设备包括具有一组以折迭位线结构排列的存储单元的存储阵列，一组读出放大器和一个控制逻辑电路。每个存储单元具有6F2的面积并且每个存储单元与另一个存储单元关联，其中每对关联的存储单元存储构成一个数据位的互补的位。读出放大器组用于读取和刷新存储单元。每个读出放大器连接到一对关联的存储单元。控制逻辑电路用于控制存储操作。更特别地，控制电路选择性地同时激发连接到关联的存储单元的字线，因此连接到关联的存储单元对的读出放大器能读取和刷新存储在关联的存储单元对中的数据位。在另一个实施例中，DRAM存储器设备包括具有一组以展开位线结构排列的存储单元的存储阵列，一组读出放大器和一个控制逻辑电路。每个存储单元具有6F2的面积并且每个存储单元与另一个存储单元关联，其中每对关联的存储单元存储构成一个数据位的互补的位。读出放大器组用于读取和刷新存储单元。每个读出放大器连接到一对关联的存储单元。控制逻辑电路用于控制存储操作。更特别地，控制电路选择性地同时激发连接到关联的存储单元的字线，因此连接到关联的存储单元对的读出放大器能读取和刷新存储在关联的存储单元对中的数据位。在另一个实施例中，存储系统包括提供外部命令的处理器和DRAM存储器设备。DRAM设备包括存储阵列，读出放大器和控制逻辑电路。存储阵列具有以折迭位线结构排列的存储单元。在平面图中每个存储单元具有6F2的面积。而且，每个存储单元与另一个存储单元关联，其中每对关联的存储单元存储互补的位构成一个数据位。读出放大器用于对每对关联存储单元读取数据位。连接每个读出放大器以比较关联的存储单元对中的位的电压。控制逻辑电路用于从所述处理器接收外部命令并控制存储操作。更特别地，控制电路选择性地同时激发连接到每个关联的存储单元的字线以读取一个数据位。在另一个实施例中，存储系统包括提供外部命令的处理器和DRAM存储器设备。DRAM设备包括存储阵列，读出放大器和控制逻辑电路。存储阵列具有以展开位线结构排列的存储单元。在平面图中每个存储单元具有6F2的面积。而且，每个存储单元与另一个存储单元关联，其中每对关联的存储单元存储互补的位构成一个数据位。读出放大器用于对每对关联存储单元读取数据位。连接每个读出放大器以比较关联的存储单元对中的位的电压。控制逻辑电路用于从所述处理器接收外部命令并控制存储操作。更特别地，控制电路选择性地同时激发连接到每个关联的存储单元的字线以读取一个数据位。在另一个实施例中，公开具有存储单元的折迭结构存储阵列的DRAM存储器设备，其中在平面图中每个存储单元具有小于8F2的面积。所述DRAM存储器设备包括一组存储数据位的关联的存储单元对和一组读出放大器。每对关联的存储单元包括存储第一个个位的第一个个存储单元以及存储为所述第一个个位的补码的第二个个位的第二个个存储单元。第一个个位和第二个个位构成一个数据位。读出放大器组用于读取所述存储单元。每个读出放大器连接到一个关联的存储单元对。更特别地，每个读出放大器比较第一个个存储单元的第一个个位和第二个个存储单元的第二个个位之间的电压以读取数据位。在另一个实施例中，公开具有存储单元的展开结构存储阵列的DRAM存储器设备，其中在平面图中每个存储单元具有小于8F2的面积。所述DRAM存储器设备包括一组存储数据位的关联的存储单元对和一组读出放大器。每对关联的存储单元包括存储第一个个位的第一个个存储单元以及存储为所述第一个个位的补码的第二个个位的第二个个存储单元。第一个个位和第二个个位构成一个数据位。读出放大器组用于读取所述存储单元。每个读出放大器连接到一个关联的存储单元对。更特别地，每个读出放大器比较第一个个存储单元的第一个个位和第二个个存储单元的第二个个位之间的电压以读取数据位。在另一个实施例中，公开操作具有一组存储单元的折迭位线DRAM存储阵列的方法，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为6F2。该方法包括在第一个个存储单元中存储第一个个位，以及在第二个个存储单元中存储与所述第一个个位互补的第二个个位，其特征在于，第一个个位和第二个个位构成一个数据位。在另一个实施例中，公开操作具有一组存储单元的展开位线DRAM存储阵列的方法，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为6F2。该方法包括在第一个个存储单元中存储第一个个位，以及在第二个个存储单元中存储与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作具有一组存储单元的折迭位线ＤＲＡＭ存储阵列的方法，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为６Ｆ↑［２］，所述方法包括：在第一个存储单元中存储第一个位；及在第二个存储单元中存储与所述第一个位互补的第二个位，其特征在于， 所述第一个位和所述第二个位构成一个数据位。

【技术特征摘要】
US 2001-4-9 09/829,1401.一种操作具有一组存储单元的折迭位线DRAM存储阵列的方法，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为6F2，所述方法包括在第一个存储单元中存储第一个位；及在第二个存储单元中存储与所述第一个位互补的第二个位，其特征在于，所述第一个位和所述第二个位构成一个数据位。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过读出所述第一个存储单元和所述第二个存储单元之间的电压差读取所述数据位。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述读出电压差进一步包括与第一个位线共享所述第一个存储单元的电容上的电荷；与第二个位线共享所述第二个存储单元的电容上的电荷；及用读出放大器比较所述第一个位线和所述第二个位线之间的所述电压差。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括恢复所述第一个存储单元的电容上的电荷；及恢复所述第二个存储单元的电容上的电荷。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一个存储单元的电容被重新充电至代表所述第一个位的预定电平。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二个存储单元的电容被重新充电至代表所述第二个位的预定电平。7.一种操作具有一组存储单元的展开位线DRAM存储阵列的方法，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为6F2，所述方法包括在第一个存储单元中存储第一个位；及在第二个存储单元中存储与所述第一个位互补的第二个位，所述第一个位和所述第二个位构成一个数据位。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过读出所述第一个存储单元和所述第二个存储单元之间的电压差读取所述数据位。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述读出电压差进一步包括与第一个位线共享所述第一个存储单元的电容上的电荷；与第二个位线共享所述第二个存储单元的电容上的电荷；及用读出放大器比较所述第一个位线和所述第二个位线之间的所述电压差。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括恢复所述第一个存储单元的电容上的电荷；及恢复所述第二个存储单元的电容上的电荷。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一个存储单元的电容被重新充电至代表所述第一个位的预定电平。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二个存储单元的电容被重新充电至代表所述第二个位的预定电平。13.一种操作DRAM存储器设备的方法，所述DRAM存储器设备具有包括以折迭位线结构排列的多个存储单元的存储阵列，其特征在于，每个存储单元的面积为6F2，所述方法包括在第一个存储单元中存储电荷；及在关联的第二个存储单元中存储互补的电荷，其特征在于，在所述第一个存储单元中的电荷和在所述关联的第二个存储单元中的互补的电荷一起构成单个数据位。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，存储在所述第一个存储单元中的电荷代表逻辑1状态并且存储在所述第二个存储单元中的电荷代表逻辑0状态。15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，存储在所述第一个存储单元中的电荷代表逻辑0状态并且存储在所述第二个存储单元中的电荷代表逻辑1状态。16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括读取存储在所述第一个和所述第二个存储单元中的所述数据位。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述读取所述数据位进一步包括预先加压第一个位线至预定电平；预先加压第二个位线至与所述第一个位线相同的预定电平；与所述第一个位线共享存储在所述第一个存储单元的电容中的电荷；与所述第二个位线共享存储在所述第二个存储单元的电容中的电荷；及比较在所述第一个位线和所述第二个位线中的电压以确定所述数据位的值。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括恢复所述第一个存储单元中的电荷；及恢复所述第二个存储单元中的电荷。19.一种操作DRAM存储器设备的方法，所述DRAM存储器设备具有包括以展开位线结构排列的多个存储单元的存储阵列，其特征在于，每个存储单元的面积为6F2，所述方法包括在第一个存储单元中存储电荷；及在关联的第二个存储单元中存储互补的电荷，其特征在于，在所述第一个存储单元中的电荷和在所述关联的第二个存储单元中的互补的电荷一起构成单个数据位。20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，存储在所述第一个存储单元中的电荷代表逻辑1状态并且存储在所述第二个存储单元中的电荷代表逻辑0状态。21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，存储在所述第一个存储单元中的电荷代表逻辑0状态并且存储在所述第二个存储单元中的电荷代表逻辑1状态。22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括读取存储在所述第一个和所述第二个存储单元中的所述数据位。23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述读取所述数据位进一步包括预先加压第一个位线至预定电平；预先加压第二个位线至与所述第一个位线相同的预定电平；与所述第一个位线共享存储在所述第一个存储单元的电容中的电荷；与所述第二个位线共享存储在所述第二个存储单元的电容中的电荷；及比较在所述第一个位线和所述第二个位线中的电压以确定所述数据位的值。24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，进一步包括恢复所述第一个存储单元中的电荷；及恢复所述第二个存储单元中的电荷。25.一种在DRAM存储器设备中刷新存储单元的方法，所述DRAM存储器设备具有包括以折迭位线结构排列的多个存储单元的存储阵列，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为6F2，所述方法包括在第一个存储单元中存储第一个位；及在关联的第二个存储单元中存储互补的第二个位，所述第一个位和所述互补的第二个位构成一个数据位；用读出放大器比较所述第一个存储单元中的第一个位和所述第二个存储单元中的第二个位之间的电压差以读取所述数据位；恢复所述第一个存储单元中的第一个位至预定电压电平；及恢复所述第二个存储单元中的第二个位至预定电压电平。26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述比较所述电压差进一步包括预先加压第一个和第二个位线至预定电平；与所述第一个位线共享存储在所述第一个存储单元的第一个位中的电荷；与所述第二个位线共享存储在所述第二个存储单元的第二个位的电荷；及比较在所述第一个位线和所述第二个位线之间的电压差。27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一个数据位是代表逻辑1状态的电荷并且所述第二个数据位是代表逻辑0状态的电荷。28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一个数据位是代表逻辑0状态的电荷并且所述第二个数据位是代表逻辑1状态的电荷。29.一种在DRAM存储器设备中刷新存储单元的方法，所述DRAM存储器设备具有包括以展开位线结构排列的多个存储单元的存储阵列，其特征在于，在平面图中每个存储单元面积为6F2，所述方法包括在第一个存储单元中存储第一个位；及在关联的第二个存储单元中存储互补的第二个位，所述第一位和所述互补的第二位构成一数据位；用读出放大器比较所述第一个存储单元中的第一个位和所述第二个存储单元中的第二个位之间的电压差以读取所述数据位；恢复所述第一个存储单元中的第一个位至预定电压电平；及恢复所述第二个存储单元中的第二个位至预定电压电平。30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述比较所述电压差进一步包括预先加压第一个和第二个位线至预定电平；与所述第一个位线共享存储在所述第一个存储单元的第一个位中的电荷；与所述第二个位线共享存储在所述第二个存储单元的第二个位的电荷；及比较在所述第一个位线和所述第二个位线之间的电压差。31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一个数据位是代表逻辑1状态的电荷并且所述第二个数据位是代表逻辑0状态的电荷。32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一个数据位是代表逻辑0状态的电荷并且所述第二个数据位是代表逻辑1状态的电荷。33.一种具有存储单元的折迭结构存储阵列的DRAM存储器设备，其特征在于，在平面图中每个存储单元具有6F2的面积，所述DRAM存储器设备包括一组存储数据位的关联的存储单元对，所述每对关联的存储单元包括，存储第一个位的第一个存储单元；及存储为所述第一个位的补码的第二个位的第二个存储单元，所述第一个位和所述第二个位构成一个数据位；及一组读取所述存储单元的读出放大器，每个读出放大器连接到关联的存储单元对，所述每个读出放大器比较所述第一个存储单元的第一个位和所述第二个存储单元的第二个位之间的电压以读取所述数据位。34.如权利要求33所述的DRAM存储器设备，其特征在于，每个读出放大器基于被读取的数据位恢复所述第一个位和所述第二个位至预定电压电平。35.如权利要求33所述DRAM存储器设备，其特征在于，进一步包括控制存储操作的控制逻辑电路，所述控制逻辑电路激发连接到关联的存储单元对的所述第一个和第二个存储单元的字线。36.如权利要求35所述的DRAM存储器设备，其特征在于，进一步包括一组连接所述存储单元到所述读出放大器的位线。37.如权利要求36所述的DRAM存储器设备，其特征在于，所述控制逻辑电路在读取存储在所述第一个和第二个存储单元的数据位之前，使连接到所述第一个存储单元和所述第二个存储单元之间的位线平衡在预定电压电平。38.一种具有存储单元的展开结构存储阵列的DRAM存储器设备，其特征在于，在平面图中每个存储单元具有6F2的面积，所述DRAM存储器设备包括一组存储数据位的关联的存储单元对，所述每对关联的存储单元包括，存储第一个位的第一个存储单元；及存储为所述第一个位的补码的第二个位的第二个存储单元，其特征在于，所述第一个位和所述第二个位构成一个数据位；及一组读取所述存储单元的读出放大器，每个读出放大器连接到关联的存储单元对，其特征在于，每个读出放大器比较所述第一个存储单元的第一个位和所述第二个存储单元的第二个位之间的电压以读取所述数据位。39.如权利要求38所述的DRAM存储器设备，其特征在于，每个读出放大器基于被读取的数据位恢复所述第一个位和所述第二个位至预定电压电平。40.如权利要求38所述DRAM存储器设备，其特征在于，进一步包括控制存储操作的控制逻辑电路，所述控制逻辑电路同时激发连接到关联的存储单元对的所述第一个和第二个存储单元的字线以读取所述数据位。41.如权利要求40所述的DRAM存储器设备，其特征在于，进一步包括组连接所述存储单元到所述读出放大器的位线。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：DL平尼，
申请(专利权)人：微米技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]