新型靜態隨意出入記憶細胞及其複晶矽電阻負載之分析

Abstract

本文使用藍達雙載子電晶體, 設計兩種新型靜態隨意出入記憶細胞, 其中金氧半場效 電晶體的基片與洩極相連接者, 稱之史底細胞, 而基片接地者, 稱史基細胞。此兩種 細胞的直流電性均予以分析與模擬。因為新型細胞的待命工作電壓系決定於兩負載電 阻的比值, 而非絕對值, 故可以忍受其復晶矽電阻負載之較大制成誤差。 細胞的讀出與寫入的運作亦加以完整的分析與模擬。史底細胞的平均待命功率消耗為 4.4 微瓦, 以3.6 微米的設計準則加以布置, 其所占面積為1,120 平方微米。此時, 其進出時間為50奈秒, 連續復讀時間需210 奈秒。史基細胞所佔的面積為2,060 平方 微米, 連續復讀的時間需140 奈秒。由此可知, 其功率與速率之特與一般記憶細胞相 近。然而, 新細胞可免於閂之發生, 所以其細胞面積可以縮小。用3.0 微米的設計準 則, 史底細胞可縮至288 平方微米, 而史基細胞亦可降至556 平方微米。故史底細胞 是目前所有細胞中最小的。 復晶矽電阻的特性亦予以仔細的研討, 并加以制作。此復晶矽擁有晶粒大小為1,080 埃, 其接點雜質橫向擴散寬度可長達15微米。論文中更以不同的理論來解釋雜質植入 后的復晶矽電阻系數與雜質濃度的關系, 并一一與實驗結果相比較。 基於新型細胞具有高密集性和良好的功率特性, 并且易以一般的砂閘互補式金氧半場 效電晶體的制成技術加以制作。新型細胞在未來的大型記憶器的發展中極具開發的潛 力。