CN117316230A - 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 - Google Patents
字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117316230A CN117316230A CN202210731404.2A CN202210731404A CN117316230A CN 117316230 A CN117316230 A CN 117316230A CN 202210731404 A CN202210731404 A CN 202210731404A CN 117316230 A CN117316230 A CN 117316230A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- word line
- region
- transistor
- pull
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 13
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 8
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 101100321938 Arabidopsis thaliana AAPT2 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100078997 Arabidopsis thaliana MWL1 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100078998 Arabidopsis thaliana MWL2 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/408—Address circuits
- G11C11/4085—Word line control circuits, e.g. word line drivers, - boosters, - pull-up, - pull-down, - precharge
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/408—Address circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
- G11C8/08—Word line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, for word lines
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
- G11C8/14—Word line organisation; Word line lay-out
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
本公开实施例涉及一种字线驱动电路及字线驱动器、存储装置,字线驱动电路包括:至少两个子字线驱动器,每一子字线驱动器与一主字线以及一子字线连接,主字线用于提供使能信号;子字线驱动器包括保持晶体管,保持晶体管的第一端与第二端分别连接不同的子字线,保持晶体管的栅极接收第二驱动信号;子字线驱动器被配置为,响应于第一驱动信号以及使能信号,向被选择的子字线提供第一驱动信号,被选择的子字线为与保持晶体管的第一端或者第二端连接的子字线;响应于第一驱动信号、使能信号以及第二驱动信号,导通保持晶体管的第一端与第二端。本公开实施例有利于减小字线驱动电路的版图面积。
Description
技术领域
本公开实施例涉及半导体技术领域,特别涉及一种字线驱动电路及字线驱动器、存储装置。
背景技术
存储器是一种常见的半导体结构,随着半导体结构尺寸的连续缩小,使得芯片上可以并入更多数量的存储器,从而有助于产品容量的增加。在动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)中,需要通过使用字线和位线向/从存储器单元中写入/读取数据,并基于施加到字线的电压来操作。
随着DRAM容量的增大,连接到一个字线的存储器单元的数量增加,并且字线之间的距离缩小,可能发生速度延迟问题。为了改善字线电压的延迟,可以将一个字线划分成多个子字线并通过使用子字线驱动器(sub word-line driver,SWD)驱动每个子字线,其中,子字线驱动器可以设置在字线驱动电路中。
然而,目前的字线驱动电路的版图面积较大,从而使得存储器的集成度较低。
发明内容
本公开实施例提供一种字线驱动电路及字线驱动器、存储装置,至少有利于减小字线驱动电路的版图面积。
本公开实施例提供一种字线驱动电路,包括:至少两个子字线驱动器,每一子字线驱动器与一主字线以及一子字线连接,主字线用于提供使能信号;子字线驱动器包括保持晶体管,保持晶体管的第一端与第二端分别连接不同的子字线,保持晶体管的栅极接收第二驱动信号;子字线驱动器被配置为,响应于第一驱动信号以及使能信号,向被选择的子字线提供第一驱动信号,被选择的子字线为与保持晶体管的第一端或者第二端连接的子字线;响应于第一驱动信号、使能信号以及第二驱动信号,导通保持晶体管的第一端与第二端。
在一些实施例中,同一条主字线与至少两个子字线驱动器连接,同一条主字线与至少两条子字线相对应;与第一端以及第二端连接的两条子字线分别与同一条主字线相对应。
在一些实施例中,至少两个主字线驱动器分别与不同的主字线连接,不同的主字线与不同的子字线相对应;与第一端以及第二端连接的两条子字线分别与不同的主字线相对应。
在一些实施例中,保持晶体管包括NMOS管。
在一些实施例中,子字线驱动器包括:上拉晶体管,栅极连接主字线,源极接收第一驱动信号,漏极连接子字线以及保持晶体管的第一端或者第二端;下拉晶体管,栅极连接主字线,漏极与上拉晶体管的漏极连接,源极接收第三驱动信号。
在一些实施例中,上拉晶体管包括PMOS管;下拉晶体管包括NMOS管。
相应地,本公开实施例还提供一种字线驱动器,包括:PMOS区,包括多个沿第一方向延伸的第一有源区,第一有源区包括第一沟道区以及分别位于第一沟道区相对两侧的第一源区和第一漏区;NMOS区,与PMOS区沿第二方向排布,包括多个沿第一方向延伸的第二有源区,第二有源区包括第二沟道区以及分别位于第二沟道区相对两侧的第二源区和第二漏区,第二有源区还包括第三沟道区以及分别位于第三沟道区相对两侧的第三源区和第三漏区;第一栅极,每一第一栅极沿第二方向延伸并覆盖多个第一沟道区以及多个第二沟道区,第一栅极与主字线电连接,第一栅极、第一源区以及第一漏区构成上拉晶体管,第一栅极、第二源区以及第二漏区构成下拉晶体管;多个第二栅极,每一第二栅极覆盖相应的一第三沟道区,第二栅极、第三源区以及第三漏区构成保持晶体管;其中,一上拉晶体管的第一漏区与一下拉晶体管的第二漏区电连接,并与相应的子字线电连接;同一保持晶体管的第三漏区与一下拉晶体管的第二漏区电连接,第三源区与另一下拉晶体管的第二漏区电连接。
在一些实施例中,每一第一栅极包括:至少两个在沿第一方向上间隔排布的延伸部,沿第二方向延伸并覆盖多个第一沟道区以及多个第二沟道区;连接部,连接在沿第一方向上相邻排布的延伸部。
在一些实施例中,连接部覆盖相邻的第一有源区之间的区域,且还覆盖第一有源区与第二有源区之间的区域。
在一些实施例中,在沿第一方向上,NMOS区的相邻延伸部之间的距离大于部分PMOS区的相邻延伸部之间的距离,第二栅极位于相邻延伸部之间。
在一些实施例中,PMOS区包括:沿第二方向排布的第一PMOS区以及第二PMOS区,第二PMOS区位于第一PMOS区与NMOS区之间;同一第一栅极的两个延伸部覆盖第一PMOS区的同一第一有源区,且两个延伸部还分别覆盖第二PMOS区的沿第一方向排布的两个第一有源区;其中,在沿第一方向上,第一PMOS区的相邻延伸部之间的距离小于第二PMOS区的相邻延伸部之间的距离。
在一些实施例中,在沿第一方向上,NMOS区的相邻延伸部之间的距离小于部分PMOS区的相邻延伸部之间的距离,第二栅极位于两个延伸部所围成区域的外侧。
在一些实施例中,PMOS区包括:沿第二方向排布的第一PMOS区以及第二PMOS区,第二PMOS区位于第一PMOS区与NMOS区之间;同一第一栅极的两个延伸部覆盖第二PMOS区的同一第一有源区,且两个延伸部还分别覆盖第一PMOS区的沿第一方向排布的两个第一有源区;其中,在沿第一方向上,第一PMOS区的相邻延伸部之间的距离大于第二PMOS区的相邻延伸部之间的距离。
在一些实施例中,第三沟道区与至少一个第二沟道区属于同一第二有源区。
在一些实施例中,同一第一栅极对应的一下拉晶体管的第二漏区与保持晶体管的第三漏区共用,同一第一栅极对应的另一下拉晶体管的第二漏区与同一保持晶体管的第三源区共用。
在一些实施例中,一第一栅极对应的一下拉晶体管的第二漏区与保持晶体管的第三漏区共用,另一第一栅极对应的一下拉晶体管的第二漏区与同一保持晶体管的第三源区共用。
在一些实施例中,每一第一栅极覆盖4×N个第一沟道区以及4×N个第二沟道区,每一第一栅极构成的上拉晶体管与下拉晶体管与2×N个保持晶体管电连接;其中,N为大于等于1的正整数。
在一些实施例中,多个第一有源区包括:靠近NMOS区设置的至少两个第一有源区,两个第一有源区沿第一方向间隔排布且具有间隔区,其中,第二栅极与间隔区在沿第二方向上正对设置。
相应地,本公开实施例还提供一种存储装置,包括:存储单元阵列,包括连接到多条子字线和多条位线的多个存储单元;上述任一项提供的字线驱动电路;或者,上述任一项提供的字线驱动器。
本公开实施例提供的技术方案具有以下优点:
本公开实施例提供的字线驱动电路的技术方案中,包括至少两个子字线驱动器,每一子字线驱动器与一主字线以及一子字线连接,使得子字线驱动器可以基于主字线接收到的使能信号驱动子字线。子字线驱动器包括保持晶体管,且保持晶体管的第一端以及第二端分别连接不同的子字线,即两条子字线共用同一保持晶体管,其中,子字线驱动器可以响应于第一驱动信号以及使能信号,驱动与保持晶体管的一端连接的子字线,且保持晶体管还可以基于第一驱动信号、使能信号以及第二驱动信号将与保持晶体管另一端连接的子字线保持在未被选择的状态。也就会说,可以设置两条子字线共用一个保持晶体管,实现在驱动与保持晶体管一端相连的一个子字线的同时,使得与保持晶体管的另一端相连的另一子字线为未被选择的状态,如此,可以在保持字线驱动电路的性能不变的情况下,减小字线驱动电路所占用的面积,从而可以减小字线驱动电路的版图面积。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制;为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领缺普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种字线驱动电路的电路图;
图2为一种子字线***架构图;
图3为本公开实施例提供的一种字线驱动电路的电路图;
图4为本公开实施例提供的另一种字线驱动电路的电路图;
图5为本公开实施例提供的又一种字线驱动电路的电路图;
图6为本公开实施例提供的再一种字线驱动电路的电路图;
图7为本公开实施例提供的一种字线驱动电路中各信号的时序图;
图8为本公开实施例提供的第一种字线驱动器的版图结构示意图;
图9为本公开实施例提供的第二种字线驱动器的版图结构示意图;
图10为本公开实施例提供的第三种字线驱动器的版图结构示意图;
图11为本公开实施例提供的第四种字线驱动器的版图结构示意图;
图12为本公开实施例提供的第五种字线驱动器的版图结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,目前字线驱动电路的版图面积较大的问题。分析发现,导致目前的字线驱动电路的版图面积较大的问题原因之一在于,参考图1以及图2,目前,在字线驱动电路中,包括至少一个子字线驱动器,子字线驱动器与一主字线MWLb以及一子字线WL连接;子字线驱动器还包括保持晶体管,保持晶体管1的第一端连接子字线WL,另一端耦合到低电平VKK。子字线驱动器接收使能信号以及驱动信号PXID,并向子字线WL提供驱动信号PXID,从而驱动该子字线WL;当不需要选中子字线WL时,则可以响应于使能信号、驱动信号PXID以及驱动信号PXIB将保持晶体管的第一端与第二端导通,使得保持晶体管1的第一端耦合至低电平VKK,进而将与保持晶体管1第一端连接的子字线WL也拉低至低电平VKK,以使子字线WL关闭。也就是说,一个保持晶体管仅用于控制一条子字线,以使子字线保持未被选中的状态。参考图2可知,当字线驱动电路中2条主字线,分别记为MWLb1以及MWLb2,且每一主字线分别与两个子字线驱动器SWD对应,每一保持晶体管均与一子字线电连接(图中将多根子字线分别记为WL0至WL15),从而使得子字线驱动器分别响应于对应的驱动信号PXIB、对应的驱动信号PXID,从而控制子字线的关闭,这将会占据字线驱动电路版图中较多的空间。
本公开实施例提供一种字线驱动电路及字线驱动器、存储装置,字线驱动电路包括至少两个字线驱动器,且每一字线驱动器均与一主字线以及一子字线连接。子字线驱动器中的保持晶体管的第一端与第二端分别与两个子字线连接,即两条子字线共用同一保持晶体管。当与保持晶体管一端的子字线被驱动时,保持晶体管可以使与保持晶体管另一端连接的子字线处于未被选择的状态,从而实现在保持字线驱动电路的性能不变的情况下,减小字线驱动电路所占用的面积,减小子线驱动电路的版图面积。
下面将结合附图对本公开的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本公开各实施例中,为了使读者更好地理解本公开而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本公开所要求保护的技术方案。
图3为本公开实施例提供的一种字线驱动电路的电路图。
参考图3至图6,字线驱动电路包括:至少两个子字线驱动器100,每一子字线驱动器100与一主字线MWL以及一子字线连接,主字线MWL用于提供使能信号;子字线驱动器100包括保持晶体管101,保持晶体管101的第一端与第二端分别连接不同的子字线,保持晶体管101的栅极接收第二驱动信号;子字线驱动器100被配置为,响应于第一驱动信号PXID以及使能信号,向被选择的子字线提供第一驱动信号PXID,被选择的子字线为与保持晶体管101的第一端或者第二端连接的子字线;响应于第一驱动信号PXID、使能信号以及第二驱动信号PXIB,导通保持晶体管101的第一端与第二端。
设置保持晶体管101的第一端以及第二端分别连接两个不同的子字线,即两个子字线共用同一保持晶体管101,当字线驱动器响应于第一驱动信号PXID以及是能行好事,向被选择的子字线提供第一驱动信号PXID,从而使得与保持晶体管101第一端或者第二端连接的子字线被选中,而与保持晶体管101连接的另一子字线未被选中;当字线驱动器响应于第一驱动信号PXID、使能信号以及第二驱动信号PXIB时,导通保持晶体管101的第一端与第二端,从而使得被选中的子字线的电平被拉至与未被选中的子字线的电平相一致,以关闭该被选中的字线。即当与保持晶体管101一端的子字线被驱动时,保持晶体管101可以使与保持晶体管101另一端连接的子字线处于未被选择的状态,从而实现在保持字线驱动电路的性能不变的情况下,减小字线驱动电路所占用的面积,减小子线驱动电路的版图面积。
参考图3以及图4,在一些实施例中,同一条主字线MWL与至少两个子字线驱动器100连接,同一条主字线MWL与至少两条子字线相对应;与第一端以及第二端连接的两条子字线分别与同一条主字线MWL相对应。也就是说,同一条主字线MWL所提供的使能信号可以用于驱动对应的多条子字线。如图4所示,一条主字线MWL可以与8个子字线驱动器100连接,一条主字线MWL与8条子字线对应,且一条主字线MWL仅与4个保持晶体管101对应,即一条主字线MWL可以共用4个保持晶体管101,当主字线MWL为两条时,共可以驱动16条子字线,而保持晶体管101的数量仅需8个。相较于一条主字线MWL与8个保持晶体管101对应而言,大大减小了子字线驱动器100所占用的面积,从而可以大大减小字线驱动电路的版图面积。
参考图5以及图6,在另一些实施例中,至少两个主字线MWL驱动器分别与不同的主字线MWL连接,不同的主字线MWL与不同的子字线相对应;与第一端以及第二端连接的两条子字线分别与不同的主字线MWL相对应。如图6所示,主字线MWL的数量可以为两条,每一主字线MWL分别与8个子字线驱动器100连接,一条主字线MWL与8个保持晶体管101对应。其中,与不同主字线MWL连接的两个子字线驱动器100共用同一保持晶体管101,使得两条主字线MWL共用8个保持晶体管101。也就是说,两条主字线MWL共可以驱动16条子字线,而保持晶体管101的数量仍只需8个,从而可以减小子字线驱动器100中保持晶体管101的数量,使得字线驱动电路的版图面积减小。
可以理解的是,无论一条主字线MWL与多少个子字线驱动器100连接,且无论是一条主字线MWL共用4个保持晶体管101还是两条主字线MWL共用8个保持晶体管101,一个子线驱动电路中,同一时刻仅能驱动一条子字线,其余子字线均为未被选中的状态。
子字线驱动器100可以响应于主字线MWL提供的使能信号以及输入子字线驱动器100的第一驱动信号PXID与第二驱动信号PXIB来激活或预充电所选择的子字线,使能信号、第一驱动信号PXID以及第二驱动信号PXIB可以由外部电路提供。在一些实施例中,第一驱动信号PXID可以是高电压电平,子字线驱动器100可以用高电压驱动子字线。相应的,当高电压电平用于驱动子字线时,低电压电平可以用于关闭子字线。
参考图3以及图5,由于一子字线驱动器100与一子字线相连,而一个保持晶体管101分别与两条不同的子字线相连接。因此,在字线驱动电路中,子字线驱动器100的数量为保持晶体管101的数量的两倍,即一个保持晶体管101所连接的两条子字线还分别与两个子字线驱动器100相连接。
值得注意的是,在字线驱动电路中,当其中一个字线驱动器驱动与其相连的子字线时,剩余子字线驱动器100所连接的子字线均处于未被选中的状态,即字线驱动电路中,同一时刻仅能选中一条子字线。由此可知,当与保持晶体管101第一端或者第二端的其中一者连接的子字线被选中时,与保持晶体管101第一端或者第二端中的另一者连接的子字线处于未被选中的状态。如此,当保持晶体管101的第一端与第二端导通时,与保持晶体管101第一端连接的子字线的电平将会拉至与保持晶体管101第二端连接的子字线的电平一致,从而可以使被选中的子字线的电平拉低至与未被选中的子字线的电平一致,使得被选中的子字线处于关闭状态。
在一些实施例中,保持晶体管101包括NMOS管。第二驱动信号PXIB可以为高电平信号,保持晶体管101响应于高电平信号导通,从而导通保持晶体管101的第一端以及第二端,当第一端与第二端导通后,与第一端以及第二端相连的两个子字线的电平一致。具体地,当与保持晶体管101第一端相连的子字线被选中时,与保持晶体管101第二端相连的子字线处于未被选中的状态。若子字线响应于高电压电平被驱动,则保持晶体管101第一端的节点处于高电压电平,第二端的节点处于低电压电平。当保持晶体管101的第一端与第二端导通后,保持晶体管101第一端节点的电平被拉低至与第二端的节点的电平一致,即保持晶体管101的第一端的节点具有负电压电平,相当于用负电压对于保持晶体管101第一端连接的子字线进行预充电,保证与晶体管第一端连接的子字线被关闭。
不难发现,本公开实施例中,由于设置保持晶体管101的第一端与第二端分别连接了2条子字线,当保持晶体管101的第一端以及第二端导通时,使得第一端的节点的电平与第二端的节点的电平一致,即保证被选中的字线的电压与未被选中的字线的电压一致,从而可以确保被选中的字线可以被关闭。
在一些实施例中,子字线驱动器100包括:上拉晶体管102,栅极连接主字线MWL,源极接收第一驱动信号PXID,漏极连接子字线以及保持晶体管101的第一端或者第二端;下拉晶体管103,栅极连接主字线MWL,漏极与上拉晶体管102的漏极连接,源极接收第三驱动信号VKK。上拉晶体管102响应于使能信号以及第一驱动信号PXID将子字线上拉至第一驱动信号PXID的电平,子字线响应于第一驱动信号PXID驱动;下拉晶体管103响应于使能信号将子字线下拉至第三驱动信号VKK的电平,子字线响应于第三驱动信号VKK关闭。在一些实施例中,第一驱动信号PXID可以为高电平,第三驱动信号VKK可以为低电平,例如第三驱动信号VKK的电压可以为0或者小于0。
具体地,当子字线驱动器100驱动子字线时,上拉晶体管102的栅极响应于使能信号导通上拉晶体管102,第一驱动信号PXID由上拉晶体管102的源极被传输至漏极。由于上拉晶体管102的漏极连接子字线,因此第一驱动信号PXID由上拉晶体管102的漏极传输至子字线,以使子字线的电平上拉至第一驱动信号PXID的电平。
当子字线驱动器100关闭子字线时,下拉晶体管103的栅极响应于使能信号导通下拉晶体管103,第三驱动信号VKK由下拉晶体管103的源极被传输至漏极,而下拉晶体管103的漏极连接上拉晶体管102的漏极,且上拉晶体管102的漏极连接子字线,从而使得第三驱动信号VKK由下拉晶体管103的漏极被传输至子字线,以使子字线的电平下拉至第三驱动信号VKK。
值得注意的是,由于使能信号或者第三驱动信号VKK可能存在不稳定的问题,或者由于字线驱动电路会受到外界的噪声干扰,使得子字线的电平可能不小于0,因此,仅仅依靠第三驱动信号VKK可能无法使子字线完全关闭。而本公开实施例中,由于设置保持晶体管101的第一端与第二端与两条不同的子字线相连,因此,当保持晶体管101的第一端以及第二端导通时,将会使被选中的字线的电压拉低至与未被选中的字线的电压一致。即保持晶体管101可以将被选中的字线的电压耦合到负电压的电平,从而被关闭。因此,无论使能信号或者第三驱动信号VKK的电平如何变化,未被选中的字线均可以保持稳定的电压值。
在一些实施例中,上拉晶体管102包括PMOS管;下拉晶体管103包括NMOS管。也就是说,上拉晶体管102响应于低电平信号导通,下拉晶体管103响应于高电平信号导通,从而使得上拉晶体管102与下拉晶体管103可以实现互不干扰,分别控制子字线的驱动以及关闭。
具体地,当上拉晶体管102为PMOS管,下拉晶体管103为NMOS管时,字线驱动电路的工作原理如下:
将两个子字线驱动器100分别记为:第二子字线驱动器与第二子字线驱动器,且将与保持晶体管101第一端连接的子字线记为第一子字线WL1,将保持晶体管101第二端连接的子字线记为第二子字线WL2。其中,第一子字线WL1与第二子字线驱动器连接,第二子字线WL2与第二子字线驱动器连接。
第二子字线驱动器驱动第一子字线WL1,此时,第二子字线WL2处于未被选中状态。
第二子字线驱动器响应于低电平的使能信号、高电平的第一驱动信号PXID以及低电平的第二驱动信号PXIB驱动第一子字线WL1,具体地,上拉晶体管102响应于低电平的使能信号导通,高电平的第一驱动信号PXID由上拉晶体管102的源极被传输至上拉晶体管102的漏极,同时,保持晶体管101响应于低电平的第二驱动信号PXIB而关闭,使得第一子字线WL1的电平上拉至第一驱动信号PXID,具有高电平,从而被驱动。
第二子字线驱动器响应于具有高电平的使能信号、低电平的第一驱动信号PXID以及高电平的第二驱动信号PXIB关闭第一子字线WL1。下拉晶体管103响应于高电平的使能信号导通,上拉晶体管102响应与低电平的使能信号而关闭,第三驱动信号VKK由下拉晶体管103的源极被传输至下拉晶体管103的漏极,以使第一子字线WL1的电平下拉至第三驱动信号VKK,具有低电平。同时,保持晶体管101响应于高电平的第二驱动信号PXIB导通,以使第一子字线WL1的电平与第二子字线WL2的电平一致,而由于第二子字线WL2处于未被选中状态,从而可以保证第一子字线WL1被关闭,从而变为未被选中的状态。
第二子字线驱动器驱动第二子字线WL2以及关闭子字线的原理与第二子字线驱动器相同,以下将不再赘述。值得注意的是,由于第二子字线驱动器以及第二子字线驱动器对应同一保持晶体管101,因此,当需要关闭被选择的第二子字线WL2时,可以通过导通保持晶体管101的第一端以及第二端,以使第二子字线WL2的电平被拉低至第一子字线WL1的电平,从而使得第二子字线WL2被关闭。也就是说,可以设置一个保持晶体管101与两条不同的子字线连接,实现控制两条子字线的关闭。
参考图3,在一些实施例中,第二子字线驱动器以及第二子字线驱动器与同一主字线MWL连接,此时,当主字线MWL输入使能信号时,第二子字线驱动器的上下晶体管的栅极以及第二子字线驱动器的上拉晶体管102的栅极将同时接收到来自主字线MWL的使能信号。考虑到只能驱动一条子字线,因此,可以设置第二子字线驱动器的上拉晶体管102的源极所接收的第一驱动信号PXID与第二子字线驱动器的上拉晶体管102的源极接收的第一驱动信号PXID的电平不同,防止两条子字线同时被导通。
参考图5,在一些实施例中,第二子字线驱动器以及第二子字线驱动器分别与不同的主字线MWL连接,例如,第一字线驱动器与第一主字线MWL1连接,第二字线驱动器与第二主字线MWL2连接,使得第一字线驱动器以及第二字线驱动器可以分别响应于来自第一主字线MWL1的使能信号以及来自第二主字线MWL2的使能信号而各自驱动相连的子字线。
参考图7,图7为本公开实施例提供的一种字线驱动电路中各信号的时序图。
当驱动子字线时,首先第一驱动信号PXID的电平被拉高,当第一驱动信号PXID的电平被拉高的同时,第二驱动信号PXIB的电平被拉低,接着使能信号的电平被拉低,从而驱动子字线。
当关闭子字线时,首先第一驱动信号PXID的电平被拉低,当第一驱动信号PXID的电平被拉低一段时间之后,第二驱动信号PXIB的电平才被拉高,即第二驱动信号PXIB的电平被拉高的时间晚于第一驱动信号PXID的电平被拉低的时刻。而当第二驱动信号PXIB为高电平时,保持晶体管处于关闭状态,如此,可以使得保持晶体管处于关闭的时间较长,可以减缓保持晶体管的老化速度。
上述公开实施例提供的字线驱动电路的技术方案中,字线驱动电路包括至少两个字线驱动器,且每一字线驱动器均与一主字线MWL以及一子字线连接。子字线驱动器100中的保持晶体管101的第一端与第二端分别与两个子字线连接,即两条子字线共用同一保持晶体管101。当与保持晶体管101一端的子字线被驱动时,保持晶体管101可以使与保持晶体管101另一端连接的子字线处于未被选择的状态,从而实现在保持字线驱动电路的性能不变的情况下,减小字线驱动电路所占用的面积,减小子线驱动电路的版图面积。
相应地,本公开实施例还提供一种字线驱动器,可用于形成上一实施例提供的字线驱动电路,以下将对本公开实施例提供的字线驱动器进行详细说明。
参考图8,字线驱动器包括:PMOS区10,包括多个沿第一方向X延伸的第一有源区110,第一有源区110包括第一沟道区以及分别位于第一沟道区相对两侧的第一源区12和第一漏区13;NMOS区11,与PMOS区10沿第二方向Y排布,包括多个沿第一方向X延伸的第二有源区120,第二有源区120包括第二沟道区14以及分别位于第二沟道区14相对两侧的第二源区15和第二漏区16,第二有源区120还包括第三沟道区以及分别位于第三沟道区相对两侧的第三源区17和第三漏区;第一栅极130,每一第一栅极130沿第二方向Y延伸并覆盖多个第一沟道区以及多个第二沟道区14,第一栅极130与主字线MWL电连接,第一栅极130、第一源区12以及第一漏区13构成上拉晶体管,第一栅极130、第二源区15以及第二漏区16构成下拉晶体管;多个第二栅极140,每一第二栅极140覆盖相应的一第三沟道区,第二栅极140、第三源区17以及第三漏区构成保持晶体管;其中,一上拉晶体管的第一漏区13与一下拉晶体管的第二漏区16电连接,并与相应的子字线电连接;同一保持晶体管的第三漏区与一下拉晶体管的第二漏区16电连接,第三源区17与另一下拉晶体管的第二漏区16电连接。
PMOS区10用于形成PMOS晶体管,上拉晶体管位于PMOS区10中,即上拉晶体管为PMOS晶体管,NMOS区11用于形成NMOS晶体管,下拉晶体管位于NMOS区11中,使得下拉晶体管为NMOS晶体管。第一漏区13用于形成上拉晶体管的漏极,第二漏区16用于形成下拉晶体管的漏极,上拉晶体管102的第一漏区13与下拉晶体管的第二漏区16电连接,且第一漏区13与第二漏区16还分别与一子字线电连接。如此,用于驱动子字线的驱动信号可以经由上拉晶体管的源极传输至上拉晶体管的漏极,并输入至子字线,控制子字线驱动;用于关闭子字线的驱动信号可以经由下拉晶体管的源极传输至下拉晶体管的漏极,并输入至子字线,控制子字线关闭。并且,由于上拉晶体管与下拉晶体管为不同类型的晶体管,使得上拉晶体管在导通时,下拉晶体管关闭,从而使得上拉晶体管可以用于驱动子字线;而下拉晶体管在导通时,上拉晶体管关闭,使得下拉晶体管可以用于驱动子字线。即上拉晶体管与下拉晶体管可以分别用于驱动以及关闭子字线。
可以理解的是,一个上拉晶体管与一个下拉晶体管可以用于形成一个子字线驱动器,用于驱动一条子字线的驱动以及关闭。由于上拉晶体管与下拉晶体管为不同类型的晶体管,上拉晶体管位于PMOS区10,下拉晶体管位于NMOS区11中,因此,在一些实施例中,还可以包括金属层,金属层用于电连接上拉晶体管的第一漏区13与下拉晶体管的第二漏区16。
参考图8,在一些实施例中,当第一漏区13的数量为8个,且第二漏区16的数量为8个时,位于PMOS区10中的第一漏区13的标记分别记为(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8);位于NMOS区11中的第二漏区16的标记分别记为(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)。当使用金属层电连接第一漏区13以及第二漏区16时,可以设置金属层连接具有相同标记的第一漏区13以及第二漏区16,例如,金属层可以电连接PMOS区10中标记为(1)的第一漏区13以及NMOS区11中标记为(1)的第二漏区16。如此,当多个金属层在连接第一漏区13以及第二漏区16后,使得多个金属层的延伸方向一致,即沿第二方向Y延伸,有利于简化版图布局的复杂性。在另一些实施例中,也可以设置金属层连接具有不同标记的第一漏区13以及第二漏区16,例如金属层可以电连接PMOS区10标记为(1)的第一漏区13以及NMOS区11中标记为(2)的第二漏区16,仅需满足金属层将一个第一漏区13与一个第二漏区16对应连接即可。
具体地,在一些实施例中,金属层与第一漏区13以及第二漏区16之间可以通过导电插塞进行电连接。
第一栅极130可以作为主字线MWL,同时作为多个上拉晶体管以及下拉晶体管的栅极,从而使得多个上拉晶体管以及下拉晶体管可以响应于第一栅极130提供的使能型号来驱动多条子字线。
第三漏区用于作为保持晶体管的漏极,第三源区17用于作为保持晶体管的源极,同一保持晶体管的第三源区17与第三漏区分别与两个不同的下拉晶体管的第二漏区16电连接,即同一保持晶体管的源极以及漏极分别连接两个不同下拉晶体管的漏极。由于两个不同的下拉晶体管的漏极还连接两条不同的子字线,使得同一保持晶体管的源极以及漏极还分别与两条不同的子字线电连接,如此,可以使得一个保持晶体管起到保持两条不同子字线的电压稳定的作用。这是因为,在同一时刻,字线驱动器仅能驱动一条子字线,例如,若子字线的数量为2,则当与保持晶体管连接的其中一条子字线被选择时,另一条子字线处于未被选择的状态。当需要关闭被选择的子字线时,保持晶体管的源极以及漏极导通,使得被选择的子字线的电平被拉至与未被选择的子字线的电平一致,从而可以保证被选择的子字线可以完全被关闭。
相较于一个保持晶体管用于控制一条子字线而言,本公开实施例中,设置一个保持晶体管的源极以及漏极分别电连接两条子字线,从而用于控制两条子字线,从而大大减小了字线驱动器中保持晶体管的数量,进而可以减小字线驱动器的版图面积。
在一些实施例中,每一第一栅极130包括:至少两个在沿第一方向X上间隔排布的延伸部,沿第二方向Y延伸并覆盖多个第一沟道区以及多个第二沟道区14;连接部131,连接在沿第一方向X上相邻排布的延伸部。两个延伸部覆盖多个第一沟道区以及第二沟道区14,使得一个第一栅极130与多个第一沟道区以及多个第二沟道区14电连接,用于控制多个上拉晶体管以及上拉晶体管的导通,从而使得上拉晶体管与上拉晶体管可以分别用于驱动以及关闭子字线。连接部131在第一方向X上连接相邻排布的延伸部,使得两个间隔排布的延伸部电连接,形成一条用于控制多个上拉晶体管以及第二下拉晶体管导通的主字线MWL。
在一些实施例中,第一栅极130的材料可以包括多晶硅或者金属中的至少一者。
在一些实施例中,连接部131覆盖相邻的第一有源区110之间的区域,且还覆盖第一有源区110与第二有源区120之间的区域。相较于连接部131仅覆盖第一有源区110与第二有源区120之间区域而言,设置连接部131同时覆盖第一有源区110以及第二有源区120之间的区域,使得连接部131的体积增大,从而可以减小连接部131的电阻,有利于降低信号延迟,从而提高字线驱动器的性能。
具体地,在一些实施例中,当第一有源区110的数量为多个时,连接部131可以覆盖每一相邻的第一有源区110之间的区域,也可以仅覆盖其中一个相邻的第一有源区110之间的区域。
在另一些实施例中,连接部131也可以仅覆盖第一有源区110与第二有源区120之间的区域,如此,可以减少工艺复杂度,并节约形成连接部131的材料。
参考图8,在一些实施例中,在沿第一方向X上,NMOS区11的相邻延伸部之间的距离大于部分PMOS区10的相邻延伸部之间的距离,第二栅极140位于相邻延伸部之间。也就是说,部分PMOS区10的相邻延伸部之间的距离较小,减小第二栅极140所占用的面积,从而有利于减小字线驱动器的版图面积。位于第二栅极140两侧的延伸部可以作为两个不同上拉晶体管的栅极,而保持晶体管的第三漏区以及保持晶体管的第三源区17分别与两个不同下拉晶体管的第二漏区16电连接。因此,当第二栅极140位于两个延伸部之间时,有利于形成保持晶体管与两侧的不同下拉晶体管的第二漏区16形成电连接,提高版图布局的合理性。
位于第二栅极140两侧的延伸部属于同一第一栅极130,也就是说,同一主字线与两个子字线驱动器连接,两个子字线驱动器共用同一保持晶体管,即一个主字线仅对应一个保持晶体管。具体地,对应的电路图可参考图3以及图4,同一条主字线MWL与至少两个子字线驱动器100连接,同一条主字线MWL与至少两条子字线相对应,与第一端以及第二端连接的两条子字线分别与同一条主字线MWL相对应。当子字线驱动器100的数量为8个时,一条主字线MWL可以与8个子字线驱动器100连接,一条主字线MWL与8条子字线对应,且两条子字线共用一个子字线驱动器100,即一条主字线MWL仅与4个保持晶体管101对应,如此,当主字线MWL为两条时,供可以驱动16条子字线,而保持晶体管101仅需8个,从而可以大大减小字线驱动器的版图面积。
具体地,当第二栅极140位于相邻的两个延伸部之间时,字线驱动器驱动子字线以及关闭子字线的原理可以为:以第一栅极130作为两个上拉晶体管的栅极以及两个下拉晶体管的栅极为例,其中,两个上拉晶体管分别记为第一上拉晶体管以及第二上拉晶体管,下拉晶体管分别记为第一下拉晶体管以及第二下拉晶体管,其中,第一下拉晶体管与保持晶体管101的源极电连接,第二下拉晶体管与保持晶体管的漏极电连接。
驱动第一上拉晶体管连接的子字线的原理为:第一栅极130输入使能信号,第一上拉晶体管以及第二上拉晶体管的栅极响应于使能信号而导通,保持晶体管响应于低电平的第二驱动信号PXIB而截至,第一上拉晶体管的源极输入高电平的第一驱动信号PXID,第二上拉晶体管的源极输入低电平的第一驱动信号PXID,从而使得与第一上拉晶体管连接的子字线具有高电平而驱动,与第二上拉晶体管连接的子字线具有低电平而关闭。
关闭第一上拉晶体管连接的子字线的原理为:第一栅极130输入使能信号,第一下拉晶体管以及第二下拉晶体管的栅极响应于使能信号而导通,保持晶体管响应于高电平的第二驱动信号PXIB而导通,第一下拉晶体管的源极输入低电平的第三驱动信号VKK,从而使得与第一下拉晶体管的漏极连接的子字线具有低电平,而由于保持晶体管的源极与漏极分别连接了不同下拉晶体管,因此,与第一下拉晶体管连接的子字线的电平被拉低至与第二下拉晶体管连接的子字线的电平,从而使得与第一下拉晶体管连接的子字线关闭。
驱动与第二下拉晶体管连接的子字线以及关闭与第二下拉晶体管连接的子字线的过程与上述过程相同,在此不再赘述。
在一些实施例中,每一第一栅极130覆盖4×N个第一沟道区以及4×N个第二沟道区14,每一第一栅极130构成的上拉晶体管与下拉晶体管与2×N个保持晶体管电连接;其中,N为大于等于1的正整数。也就是说,第一沟道区的数量与第二沟道区14的数量保持相等,使得上拉晶体管的数量与下拉晶体管的数量相同,每一上拉晶体管与一下拉晶体管103构成一个子字线驱动器。保持晶体管的数量为上拉晶体管或者下拉晶体管103的数量的一半,使得两个子字线驱动器可以共用一个保持晶体管,从而有利于减小字线驱动器中,保持晶体管的数量,进而减小字线驱动器的版图面积。
具体地,参考图8以及图4,在一些实施例中,N为2,延伸部为2个,其中,一个延伸部覆盖4个第一沟道区,且一个延伸部还覆盖4个第二沟道区14。基于此,上拉晶体管102的数量为8个,下拉晶体管103的数量为8个,构成8个子字线驱动器100,每一子字线驱动器100对应一条子字线,保持晶体管101的数量为4个,即一个保持晶体管101用于控制2条子字线,进而使得第一栅极130形成的一条主字线MWL用于控制8条子字线,当第一栅极130的数量为2时,两条主字线MWL用于控制8条子字线。
在另一些实施例中,参考图9,N可以为3,延伸部为3个,其中,一个延伸部覆盖4个第一沟道区,且一个延伸部还覆盖4个第二沟道区14。基于此,上拉晶体管的数量为12个,下拉晶体管的数量为12个,构成12个子字线驱动器,每一子字线驱动器对应一条子字线,保持晶体管的数量为6个,即一个保持晶体管用于控制2条子字线,进而使得第一栅极130形成的一条主字线用于控制12条子字线,当第一栅极130的数量为2时,两条主字线用于控制24条子字线。
在一些实施例中,PMOS区10包括:沿第二方向Y排布的第一PMOS区21以及第二PMOS区22,第二PMOS区22位于第一PMOS区21与NMOS区11之间;同一第一栅极130的两个延伸部覆盖第一PMOS区21的同一第一有源区110,且两个延伸部还分别覆盖第二PMOS区22的沿第一方向X排布的两个第一有源区110;其中,在沿第一方向X上,第一PMOS区21的相邻延伸部之间的距离小于第二PMOS区22的相邻延伸部之间的距离。
同一第一栅极130的两个延伸部覆盖第一PMOS区21的同一第一有源区110,使得形成的第一栅极130的两个延伸部与第一PMOS区21的同一第一有源区110电连接,从而形成两个上拉晶体管。两个延伸部分别覆盖第二PMOS区22的沿第一方向X排布的两个第一有源区110,使得两个延伸部分别与两个第一有源区110电连接,形成两个上拉晶体管。由于第一栅极130的两个延伸部位于同一有源区上,使得第一PMOS区21的相邻的延伸部之间的距离较小,从而可以减小第一栅极130所占用的面积,进而减小版图面积。
具体的,在一些实施例中,第一PMOS区21的第一有源区110中,每一延伸部覆盖一第一沟道区,第一源区12位于两个第一延伸部之间,用于输入第一驱动信号PXID。第一漏区13位于沟道区远离第一延伸部的一侧,用于构成上拉晶体管。其中,位于两个第一延伸部之间的第一源区12的数量可以为1个,第一漏区13的数量可以为2个,即两个上拉晶体管共用同一第一源区12,从而有利于提高形成的字线驱动器的集成度,进一步减小版图面积。
第二PMOS区22的第一有源区110中,每一延伸部覆盖一第一沟道区,第一源区12以及第一漏区13位于第一沟道区两侧。其中,第一漏区13可以位于两条延伸部之间,第一源区12还可以作为另一第一栅极130所对应的上拉晶体管的源极,如此,当具有多条第一栅极130时,可以使得整体的有源区的尺寸较小,从而使得版图面积较小。
参考图10,在一些实施例中,在沿第一方向X上,NMOS区11的相邻延伸部之间的距离小于部分PMOS区10的相邻延伸部之间的距离,第二栅极140位于两个延伸部所围成区域的外侧。如此,当具有多条间隔排布的第一栅极130时,使得NMOS区11中不同第一栅极130的延伸部之间的距离较大,为形成第二栅极140提供较多的空间。位于第二栅极140两侧的延伸部分别用于作为两个不同上拉晶体管的栅极,而位于第二栅极140两侧的延伸部属于不同的第一栅极130,使得形成的同一保持晶体管对应于不同的主字线MWL。
对应的电路图可参考图5以及图6,与不同主字线MWL连接的两个子字线驱动器100共用同一保持晶体管101。当同一主字线MWL连接8个不同的子字线驱动器100时,一条主字线MWL与8个保持晶体管101对应,且两条主字线MWL共用8个保持晶体管101。也就是说,两条主字线MWL共可以驱动16条子字线,而保持晶体管101的数量仍只需8个,从而可以减小子字线驱动器100中保持晶体管101的数量,使得字线驱动电路的版图面积减小。当与两条不同主字线MWL相连的子字线驱动器100驱动相连的子字线时,可以分别响应于来自不同主字线MWL的使能信号而各自驱动相连的子字线。
在一些实施例中,PMOS区10包括:沿第二方向Y排布的第一PMOS区21以及第二PMOS区22,第二PMOS区22位于第一PMOS区21与NMOS区11之间;同一第一栅极130的两个延伸部覆盖第二PMOS区22的同一第一有源区110,且两个延伸部还分别覆盖第一PMOS区21的沿第一方向X排布的两个第一有源区110;其中,在沿第一方向X上,第一PMOS区21的相邻延伸部之间的距离大于第二PMOS区22的相邻延伸部之间的距离。也就是说,在沿第一PMOS区21指向第二PMOS区22的方向上,同一第一栅极130的两个延伸部之间的距离为减小的趋势,而由于与第二PMOS相邻的NMOS区11中,同一第一栅极130的两个延伸部之间的距离也较小,如此,可以使得位于第二PMOS区22的两个延伸部的走向与位于NMOS区11的两个延伸部的走向相似或者相同,有利于减小版图设计的复杂性。
具体地,第一PMOS区21的第一有源区110中,每一延伸部覆盖一第一沟道区,第一源区12以及第一漏区13位于第一沟道区两侧。其中,第一漏区13可以位于两条延伸部之间,第一源区12还可以作为另一第一栅极130所形成的上拉晶体管的源极,如此,当具有多条第一栅极130时,可以使得整体的有源区的尺寸较小,从而使得版图面积较小。
第二PMOS区22的第一有源区110中,每一延伸部覆盖一第一沟道区,第一源区12位于两个第一延伸部之间,用于输入第一驱动信号PXID。第一漏区13位于沟道区远离第一延伸部的一侧,用于构成上拉晶体管。其中,位于两个第一延伸部之间的第一源区12的数量可以为1个,第一漏区13的数量可以为2个,即两个上拉晶体管共用同一第一源区12,从而有利于提高形成的字线驱动器的集成度,进一步减小版图面积。
参考图10,在一些实施例中,同一第一栅极130的两个延伸部之间具有连接部131,连接部131位于第二PMOS区22中,相邻的两个第一有源区110之间,且还位于相邻的第一有源区110与第二有源区120之间。如此,不仅可以增加第一栅极130的体积,且由于第二PMOS区22中,相邻的两个延伸部之间的距离较小,使得连接部131的长度可以设置得较小,当电信号镜头连接部131传输时,可以降低延迟。
参考图11,在另一些实施例中,连接部131还可以位于第一PMOS区21中相邻的两个第一有源区110之间,可以进一步增加第一栅极130的体积,从而减小第一栅极130的电阻,有利于改善电信号的传输。
在一些实施例中,第三沟道区与至少一个第二沟道区14属于同一第二有源区120。第三沟道区与第二沟道区14均位于NMOS区11中,即第三沟道区对应的第二有源区120中的掺杂离子类型与第二沟道区14对应的第二有源区120的掺杂离子类型相同,因此,设置第三沟道区与第二沟道区14共用同一第二有源区120,不仅有利于简化工艺流程,还可以节省第二有源区120的空间,提高字线驱动器的版图结构的集成度,减小版图结构的面积。
具体地,参考图8,在一些实施例中,当第二栅极140位于同一第一栅极130的相邻的延伸部之间时,同一第一栅极130对应的一下拉晶体管的第二漏区16与保持晶体管的第三漏区共用,同一第一栅极130对应的另一下拉晶体管的第二漏区16与同一保持晶体管的第三源区17共用。第二栅极140覆盖于第三沟道区表面,以使形成的第二栅极140与第三沟道区电连接,第二栅极140作为保持晶体管的栅极,第三沟道区两侧的第三漏区以及第三源区17作为保持晶体管的漏极以及源极。位于第二栅极140两侧的两个延伸部分别作为两个不同的下拉晶体管的栅极,用于提供第三驱动信号VKK。其中,第三漏区可以作为其中一下拉晶体管的漏极,第三源区17可以作为另一下拉晶体管的漏极。两个下拉晶体管的第二源区15位于延伸部远离第三栅极的一侧,用于作为下拉晶体管的源极。在一些实施例中,第二源区15也可以作为另一第一栅极130所对应的下拉晶体管的源极。也就是说,同一下拉晶体管的第二漏区16与保持晶体管的第三漏区共用,第二源区15与另一第一栅极130对应的下拉晶体管的第二源区15共用,如此,可以大大减小第二有源区120的占用面积,从而提高字线驱动器的集成度。
参考图10,在另一些实施例中,当第二栅极140位于两个延伸部所围成的区域的外侧,即第二栅极140位于两条相邻的第一栅极130之间时,一第一栅极130对应的一下拉晶体管103的第二漏区16与保持晶体管101的第三漏区共用,另一第一栅极130对应的一下拉晶体管103的第二漏区16与同一保持晶体管101的第三源区17共用。位于第二栅极140两侧的两个延伸部分别属于不同的第一栅极130,用于形成不同的下拉晶体管,即保持晶体管与两条不同第一栅极130对应的下拉晶体管电连接。位于第三沟道区一侧的第三漏区可以作为作为一个第一栅极130对应的一下拉晶体管的漏极,位于第三沟道区另一侧的第三源区17可以作为另一第一栅极130对应的下拉晶体管的漏极。其中,两个不同第一栅极130对应的下拉晶体管的第二源区15位于延伸部远离第二栅极140的一侧,在一些实施例中,同一第一栅极130对应的两个相邻的下拉晶体管也可以共用第二源区15,从而可以减小第二有源区120的占用面积,进而减小字线驱动器的版图面积。
可以理解的是,当两个掺杂类型不同的有源区相邻时,将会发生穿通效应(Hot-Electron-Induced Punchthrough,HEIP)。穿通效应具体为:当两个掺杂类型不同的有源区所形成的电路为模拟电路时,电位可能互不相同,当两个有源区的电位之差足够大时,有源区的耗尽区会向外扩展,从而在两个有源区之间形成穿通电流而产生电干扰。基于此,在一些实施例中,多个第一有源区110包括:靠近NMOS区11设置的至少两个第一有源区110,两个第一有源区110沿第一方向X间隔排布且具有间隔区,其中,第二栅极140与间隔区在沿第二方向Y上正对设置。即第二栅极140的延伸方向与间隔区的延伸方向相同,且第二栅极140位于间隔区的延长线上。第二栅极140用于覆盖第三沟道区,即第三沟道区与间隔区正对。间隔区用于形成两个间隔排布的第一有源区110之间的隔离结构。因此,设置第二栅极140与隔离结构正对,从而使得第二源区15的第三沟道区与第一源区的第一沟道区之间不相邻,有利于改善穿通效应。
上述实施例提供的字线驱动器中,同一保持晶体管的第三源区17与第三漏区分别与两个不同的下拉晶体管的第二漏区16电连接,即同一保持晶体管的源极以及漏极分别连接两个不同下拉晶体管的漏极。由于两个不同的下拉晶体管的漏极还连接两条不同的子字线,使得一个保持晶体管101用于控制两条子字线。相较于一个保持晶体管用于控制一条子字线而言,可以大大减小了字线驱动器中保持晶体管的数量,进而可以减小字线驱动器的版图面积。
相应地,本公开实施例还提供一种存储装置,包括:存储单元阵列,包括连接到多条子字线和多条位线的多个存储单元;上述任一项提供的字线驱动电路;或者,上述任一项提供的字线驱动器。在一些实施例中,存储单元可以为DRAM存储单元。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本公开的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本公开的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本公开的精神和范围内,均可作各自更动与修改,因此本公开的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (19)
1.一种字线驱动电路,其特征在于,包括:
至少两个子字线驱动器,每一所述子字线驱动器与一主字线以及一子字线连接,所述主字线用于提供使能信号;
所述子字线驱动器包括保持晶体管,所述保持晶体管的第一端与第二端分别连接不同的所述子字线,所述保持晶体管的栅极接收第二驱动信号;
所述子字线驱动器被配置为,响应于第一驱动信号以及所述使能信号,向被选择的所述子字线提供所述第一驱动信号,所述被选择的所述子字线为与所述保持晶体管的第一端或者第二端连接的所述子字线;响应于所述第一驱动信号、所述使能信号以及所述第二驱动信号,导通所述保持晶体管的第一端与第二端。
2.如权利要求1所述的字线驱动电路,其特征在于,同一条所述主字线与至少两个所述子字线驱动器连接,同一条所述主字线与至少两条所述子字线相对应;与所述第一端以及所述第二端连接的两条所述子字线分别与同一条所述主字线相对应。
3.如权利要求1所述的字线驱动电路,其特征在于,至少两个所述主字线驱动器分别与不同的所述主字线连接,不同的所述主字线与不同的所述子字线相对应;与所述第一端以及所述第二端连接的两条所述子字线分别与不同的所述主字线相对应。
4.如权利要求1-3任一项所述的字线驱动电路,其特征在于,所述保持晶体管包括NMOS管。
5.如权利要求1-3任一项所述的字线驱动电路,其特征在于,所述子字线驱动器包括:
上拉晶体管,栅极连接所述主字线,源极接收所述第一驱动信号,漏极连接所述子字线以及所述保持晶体管的第一端或者第二端;
下拉晶体管,栅极连接所述主字线,漏极与所述上拉晶体管的漏极连接,源极接收第三驱动信号。
6.如权利要求5所述的字线驱动电路,其特征在于,所述上拉晶体管包括PMOS管;所述下拉晶体管包括NMOS管。
7.一种字线驱动器,其特征在于,包括:
PMOS区,包括多个沿第一方向延伸的第一有源区,所述第一有源区包括第一沟道区以及分别位于所述第一沟道区相对两侧的第一源区和第一漏区;
NMOS区,与所述PMOS区沿第二方向排布,包括多个沿所述第一方向延伸的第二有源区,所述第二有源区包括第二沟道区以及分别位于所述第二沟道区相对两侧的第二源区和第二漏区,所述第二有源区还包括第三沟道区以及分别位于所述第三沟道区相对两侧的第三源区和第三漏区;
第一栅极,每一所述第一栅极沿所述第二方向延伸并覆盖多个所述第一沟道区以及多个所述第二沟道区,所述第一栅极与主字线电连接,所述第一栅极、所述第一源区以及所述第一漏区构成上拉晶体管,所述第一栅极、所述第二源区以及所述第二漏区构成下拉晶体管;
多个第二栅极,每一所述第二栅极覆盖相应的一所述第三沟道区,所述第二栅极、所述第三源区以及所述第三漏区构成保持晶体管;
其中,一所述上拉晶体管的所述第一漏区与一所述下拉晶体管的所述第二漏区电连接,并与相应的子字线电连接;
同一所述保持晶体管的所述第三漏区与一所述下拉晶体管的所述第二漏区电连接,所述第三源区与另一所述下拉晶体管的所述第二漏区电连接。
8.如权利要求7所述的字线驱动器,其特征在于,每一所述第一栅极包括:
至少两个在沿所述第一方向上间隔排布的延伸部,沿所述第二方向延伸并覆盖多个所述第一沟道区以及多个所述第二沟道区;
连接部,连接在沿所述第一方向上相邻排布的所述延伸部。
9.如权利要求8所述的字线驱动器,其特征在于,所述连接部覆盖相邻的所述第一有源区之间的区域,且还覆盖所述第一有源区与所述第二有源区之间的区域。
10.如权利要求8所述的字线驱动器,其特征在于,在沿所述第一方向上,所述NMOS区的相邻所述延伸部之间的距离大于部分所述PMOS区的相邻所述延伸部之间的距离,所述第二栅极位于相邻所述延伸部之间。
11.如权利要求10所述的字线驱动器,其特征在于,所述PMOS区包括:
沿所述第二方向排布的第一PMOS区以及第二PMOS区,所述第二PMOS区位于所述第一PMOS区与所述NMOS区之间;
同一所述第一栅极的两个所述延伸部覆盖所述第一PMOS区的同一所述第一有源区,且两个所述延伸部还分别覆盖所述第二PMOS区的沿所述第一方向排布的两个所述第一有源区;
其中,在沿所述第一方向上,所述第一PMOS区的相邻所述延伸部之间的距离小于所述第二PMOS区的相邻所述延伸部之间的距离。
12.如权利要求8所述的字线驱动器,其特征在于,在沿所述第一方向上,所述NMOS区的相邻所述延伸部之间的距离小于部分所述PMOS区的相邻所述延伸部之间的距离,所述第二栅极位于两个所述延伸部所围成区域的外侧。
13.如权利要求11所述的字线驱动器,其特征在于,所述PMOS区包括:
沿所述第二方向排布的第一PMOS区以及第二PMOS区,所述第二PMOS区位于所述第一PMOS区与所述NMOS区之间;
同一所述第一栅极的两个所述延伸部覆盖所述第二PMOS区的同一所述第一有源区,且两个所述延伸部还分别覆盖所述第一PMOS区的沿所述第一方向排布的两个所述第一有源区;
其中,在沿所述第一方向上,所述第一PMOS区的相邻所述延伸部之间的距离大于所述第二PMOS区的相邻所述延伸部之间的距离。
14.如权利要求7所述的字线驱动器,其特征在于,所述第三沟道区与至少一个所述第二沟道区属于同一所述第二有源区。
15.如权利要求14所述的字线驱动器,其特征在于,同一所述第一栅极对应的一所述下拉晶体管的所述第二漏区与所述保持晶体管的所述第三漏区共用,同一所述第一栅极对应的另一所述下拉晶体管的所述第二漏区与同一所述保持晶体管的所述第三源区共用。
16.如权利要求14所述的字线驱动器,其特征在于,一所述第一栅极对应的一所述下拉晶体管的所述第二漏区与所述保持晶体管的所述第三漏区共用,另一所述第一栅极对应的一所述下拉晶体管的所述第二漏区与同一所述保持晶体管的所述第三源区共用。
17.如权利要求7所述的字线驱动器,其特征在于,每一所述第一栅极覆盖4×N个所述第一沟道区以及4×N个所述第二沟道区,每一所述第一栅极构成的所述上拉晶体管与所述下拉晶体管与2×N个所述保持晶体管电连接;其中,N为大于等于1的正整数。
18.如权利要求7所述的字线驱动器,其特征在于,多个所述第一有源区包括:靠近所述NMOS区设置的至少两个所述第一有源区,两个所述第一有源区沿所述第一方向间隔排布且具有间隔区,其中,所述第二栅极与所述间隔区在沿所述第二方向上正对设置。
19.一种存储装置,其特征在于,包括:
存储单元阵列,包括连接到多条子字线和多条位线的多个存储单元;
如权利要求1-6任一项所述的字线驱动电路,或者,如权利要求7-18任一项所述的字线驱动器。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210731404.2A CN117316230A (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 |
EP22793374.4A EP4325497A4 (en) | 2022-06-24 | 2022-07-08 | WORD LINE DRIVER CIRCUIT, WORD LINE DRIVER, AND STORAGE APPARATUS |
PCT/CN2022/104750 WO2023245746A1 (zh) | 2022-06-24 | 2022-07-08 | 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 |
KR1020227038641A KR20240001301A (ko) | 2022-06-24 | 2022-07-08 | 워드 라인 구동 회로 및 워드 라인 드라이버, 저장 장치 |
US17/952,379 US20230017400A1 (en) | 2022-06-24 | 2022-09-26 | Word-line drive circuit, word-line driver and storage device |
TW111142790A TWI847350B (zh) | 2022-06-24 | 2022-11-09 | 字線驅動電路及字線驅動器、存儲裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210731404.2A CN117316230A (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117316230A true CN117316230A (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=86605831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210731404.2A Pending CN117316230A (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117316230A (zh) |
WO (1) | WO2023245746A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100303364B1 (ko) * | 1999-06-29 | 2001-11-01 | 박종섭 | 서브 워드라인 구동 회로 |
KR20010055932A (ko) * | 1999-12-13 | 2001-07-04 | 박종섭 | 서브 워드라인 구동 동작을 안정화시킨 반도체 메모리 소자 |
KR20210079436A (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-30 | 삼성전자주식회사 | 메모리 장치 |
CN114496019A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 长鑫存储技术有限公司 | 字线驱动电路与动态随机存取存储器 |
KR20220066726A (ko) * | 2020-11-16 | 2022-05-24 | 삼성전자주식회사 | 공유 게이트 구조를 구비한 트랜지스터 유닛, 및 그 트랜지스터 유닛을 기반으로 한 서브-워드 라인 드라이버 및 반도체 소자 |
-
2022
- 2022-06-24 CN CN202210731404.2A patent/CN117316230A/zh active Pending
- 2022-07-08 WO PCT/CN2022/104750 patent/WO2023245746A1/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202401432A (zh) | 2024-01-01 |
WO2023245746A1 (zh) | 2023-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6018172A (en) | Semiconductor memory device including memory cell transistors formed on SOI substrate and having fixed body regions | |
US5416350A (en) | Semiconductor device with vertical transistors connected in series between bit lines | |
JP3085455B2 (ja) | スタティックram | |
KR100714300B1 (ko) | 반도체장치 | |
US20050073871A1 (en) | Nondestructive read, two-switch, single-charge-storage device RAM devices | |
EP4322166A1 (en) | Word-line driver and storage apparatus | |
US5912840A (en) | Memory cell architecture utilizing a transistor having a dual access gate | |
US5610868A (en) | Semiconductor memory device | |
US20060274596A1 (en) | Memory devices having reduced coupling noise between wordlines | |
KR20030077918A (ko) | 반도체 집적 회로 | |
US4498154A (en) | Monolithically integrated semiconductor memory | |
US6646907B2 (en) | Semiconductor memory device | |
CN115410617A (zh) | 字线驱动器以及存储装置 | |
EP0741386A2 (en) | Decoder and decoder driver with voltage level translator | |
US20230017400A1 (en) | Word-line drive circuit, word-line driver and storage device | |
WO2023245920A1 (zh) | 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 | |
KR100801710B1 (ko) | 비휘발성 메모리 장치 및 이 장치를 구비하는 메모리시스템. | |
KR20050061635A (ko) | 반도체 메모리 장치의 라인 배치구조 | |
US20030168685A1 (en) | Semiconductor device | |
CN117316230A (zh) | 字线驱动电路及字线驱动器、存储装置 | |
JP2000090674A (ja) | 半導体記憶装置並びにその書き込み方法及び読み出し方法 | |
TWI847350B (zh) | 字線驅動電路及字線驅動器、存儲裝置 | |
TWI842087B (zh) | 字線驅動電路及字線驅動器、存儲裝置 | |
WO2023245747A1 (zh) | 字线驱动器及存储装置 | |
CN114496019A (zh) | 字线驱动电路与动态随机存取存储器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |