[发明专利]具有软错误翻转免疫性的存储器元件

说明书

技术领域

本申请要求2010年4月2日提交的美国专利申请12/753809的优先权和益处。

背景技术

集成电路经常包含易失性存储器元件。典型的易失性存储器元件基于交叉耦合的反相器（锁存器）。只有在集成电路上电时，易失性存储器元件才保持数据。在电力损失的情况下，易失性存储器元件中的数据会丢失。尽管非易失性存储器元件（比如基于电可擦除可编程只读存储器技术的存储器元件）不会以这种方式遭受数据丢失，但是将非易失性存储器元件制作为给定集成电路的部件经常是不期望的或不可行的。

结果是，经常使用易失性存储器元件。比如，静态随机存取存储器（SRAM）芯片包含SRAM单元，其为一种类型的易失性存储器元件。易失性存储器元件还用于可编程逻辑器件集成电路。

易失性存储器元件会遭受公知为软错误翻转的现象。软错误翻转事件由嵌入在集成电路及其封装内的宇宙射线和放射性杂质引起。宇宙射线和放射性杂质生成高能量原子粒子，比如中子和阿尔法粒子。存储器元件包含由图案化的硅衬底形成的晶体管和其他组件。当原子粒子撞击存储器元件中的硅时，生成电子空穴对。电子空穴对产生可以使得存储器元件中充电的节点放电和存储器元件的状态翻转的传导路径。如果，比如，“1”存储在存储器元件中，则软错误翻转事件可以使得“1”变成“0”。

集成电路中的翻转事件会损坏存储器元件中存储的数据，并可以对系统性能具有严重的影响。在某些系统应用中，比如电信设备的远程安装中，修理故障设备是极其困难的。除非集成电路显示出对软错误翻转事件的良好的免疫性，否则其将不适合这些类型的应用。

发明内容

本发明提供具有存储器单元的集成电路。集成电路可以包括控制存储器单元阵列的控制电路。控制电路可以包括例如寻址电路、数据寄存器电路和读/写电路等电路。

存储器单元阵列可以包括以行和列布置的存储器单元组。每个存储器单元可以具有包括第一、第二、第三和第四类似反相器电路的存储部分。第一和第三类似反相器电路可以各自具有耦合在正极电源线和接地电源线之间的n沟道晶体管和p沟道晶体管。第一和第三类似反相器电路可以具有分别位于第一和第三类似反相器电路的n沟道和p沟道晶体管的漏极端子处的第一和第三存储节点。

第二和第四类似反相器电路可以分别具有耦合在正极电源线和接地电源线之间的第一和第二p沟道晶体管以及第一和第二n沟道晶体管。第二类似反相器电路的第一和第二p沟道晶体管可以串联连接，而第二类似反相器电路的第一和第二n沟道晶体管可以串联连接。第四类似反相器电路的第一和第二p沟道晶体管可以串联连接，而第四类似反相器电路的第一和第二n沟道晶体管可以串联连接。第二和第四类似反相器电路可以分别具有位于第一p沟道和第一n沟道晶体管的漏极端子处的第二和第四存储节点。如果需要，多于或少于四个类似反相器电路可以用来形成存储器单元的部分。

第一和第三类似反相器电路的p沟道晶体管可以具有分别连接到第四和第二存储节点的栅极端子。第一和第三类似反相器电路的n沟道晶体管可以具有分别连接到第二和第四存储节点的栅极端子。

第二和第四类似反相器电路的第一p沟道晶体管可以具有分别连接到第一和第三存储节点的栅极端子。第二和第四类似反相器电路的第一n沟道晶体管可以具有分别连接到第三和第一存储节点的栅极端子。第二和第四类似反相器电路的第二p沟道晶体管可以具有由真实地址信号控制的栅极端子。第二和第四类似反相器电路的第二n沟道晶体管可以具有由互补地址信号（即所述真实地址信号的反相版）控制的栅极端子。

带有使用这种类型的布置连接的存储电路部分的存储器单元可以显示出软错误翻转免疫性。在一种合适的布置中，两个地址晶体管可以耦合在第三存储节点和数据线之间。两个地址晶体管可以包括n沟道地址晶体管和p沟道地址晶体管。n沟道和p沟道存取晶体管可以具有分别由真实和互补地址信号控制的栅极端子。两个读/写存取晶体管可以耦合在第二存储节点和数据线之间。两个存取晶体管可以包括n沟道和p沟道读/写晶体管。n沟道和p沟道读/写晶体管可以具有分别由真实和互补读/写使能信号控制的栅极端子。

如果需要，地址和存取晶体管可以连接到任意数目的存储节点。可以使用任意数目的地址晶体管对存储器单元进行写入。可以使用任意数目的存取晶体管对存储器单元进行读或写。如果需要，读缓冲器电路可以用来提供加强的读稳定性。读缓冲器电路可以具有读晶体管，该读晶体管具有连接到内部存储节点之一的栅极端子。使用这种途径连接的读缓冲器电路不会在读操作期间提供任何读干扰（比如，在内部节点处不存在电压升高）。