以雙載子─金氧半複合結構所組成新型動態隨意出入記憶細胞之理論及實驗分析

Abstract

本論文研制并分析一種由雙載子電晶體及金氧半場效電晶體復合結構所形成的細胞。 在這個稱為雙載子金氧半細胞中, 其雙載子電晶體的集極和基極接面電容作為埋藏式 儲存元件, 而其金氧半電晶體則作為開關。 與常用的電晶體記憶細胞相比, 該新型細胞之儲存區域系於傳送閘之下, 而非其旁, 如此較為節省面積。再者其制程可與工業上的標準單層復晶矽互補金氧半場效電晶體 積體電路相配合, 而不像一般的埋藏式接面儲存記憶細胞, 須用到難以控制, 復雜且 昂貴的磊晶和V 槽腐刻制程。 由記憶細胞的特性觀察可知, 該細胞可望具有很大的儲存電容對數位線電容比, 相當 良好的軟性誤差免疫力及漏電特性。為模擬細胞按比例縮小時, 其細胞電容及訊號大 小, 本文建立了一套電腦程式來計算, 從模擬的結果可知, 當其面積縮減時, 其性能 亦隨之改善而不必涉及制程上的麻煩。 實驗細胞業已設計研制成功, 其電容及漏電電流特性均加以測量, 以印證細胞的性能 , 此外, 制成細胞之動態測試也已成功地做出, 以印證細胞的暫態行為。 由上述之分析可清楚的獲知, 本文所提議之新型細胞具有簡單之制程及良好之縮小性 能, 故在大於64K 之金氧半動態隨意出入記憶器之應用上, 極具發展潛力。