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Zwei-Terminal FDRAM-Zelle

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017286D
Original Publication Date: 2000-Jul-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-25
Document File: 3 page(s) / 26K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Bernd Burchard: AUTHOR

Abstract

Zur kostengünstigen Realisierung von Speicherzellen müssen die einzelnen Speicherzellen möglichst klein sein, d.h., dass die Speicherzellen aus möglichst wenigen und möglichst einfachen Bauelementen bestehen müssen. Die Speicherzellen lassen sich dann im Kreuzungspunkt von zwei Datenleitungen anordnen. Weiterhin sollten die Speicherzellen so aufgebaut sein, dass sie unabhängig von einem Substrat in mehreren Ebenen übereinander angeordnet werden können; dadurch werden die Zellenfelder stapelbar, so dass sie sich mit sehr hoher Flächendichte anordnen lassen. Bisherige wirtschaftlich zu realisierende FDRAM-Lösungen haben einen Flächenbedarf von etwa 9-10 F², mit F gleich der Abmessung der kleinsten Struktur. Bestehende Zwei- Terminal-DRAM-Speicher weisen einen sehr geringen Platzbedarf, jedoch einen hohen Stromverbrauch durch erforderliche Refreshs auf.

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Bauelemente

Zwei-Terminal FDRAM-Zelle

Idee: Dr. Bernd Burchard, Essen

Zur kostengünstigen Realisierung von Speicherzellen müssen die einzelnen Speicherzellenmöglichst klein sein, d.h., dass die Speicherzellen aus möglichst wenigen und möglichsteinfachen Bauelementen bestehen müssen. Die Speicherzellen lassen sich dann imKreuzungspunkt von zwei Datenleitungen anordnen. Weiterhin sollten die Speicherzellen soaufgebaut sein, dass sie unabhängig von einem Substrat in mehreren Ebenen übereinanderangeordnet werden können; dadurch werden die Zellenfelder stapelbar, so dass sie sich mitsehr hoher Flächendichte anordnen lassen.

Bisherige wirtschaftlich zu realisierende FDRAM-Lösungen haben einen Flächenbedarf vonetwa 9-10 F², mit F gleich der Abmessung der kleinsten Struktur. Bestehende Zwei-Terminal-DRAM-Speicher weisen einen sehr geringen Platzbedarf, jedoch einen hohenStromverbrauch durch erforderliche Refreshs auf.

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Fig. 1

Es wird daher vorgeschlagen, zunächst die mit drei Anschlüssen (1,2,3) versehene, auseinem Transistor (4) und einem mit einem Ferroelektrikum gefüllten Kondensator (5)bestehende herkömmliche Ein-Transistor-Zelle (Fig. 1) durch eine neue FDDRAM-Zelle(Fig. 2) zu ersetzen, die über nur zwei Anschlüsse (8,9) verfügt und aus einem mit einemFerroelektrikum gefüllten Kondensator (10) in Serie mit einem Schalter besteht. Hierbeiwird beim Schalter das Schaltsignal ebenso wie der zu schaltende Strom über die beidenSchalterklemmen (9,12) zugeführt.

Siemens Technik Report

Jahrgang 3� Nr. 8� Juli 2000

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Fig. 2

Die Grundstruktur einer schaltungstechnisch realisierbaren FDDRAM-Zelle basiert auf einerDiode (13) als Schaltelement anstelle des MOS-Transistors und einer mit einemFerroelektrikum gefüllten Kondensator (10) als Speicherzelle. Die Diode kann durchentsprechende Pulse an der Wort und Bitleitung, in deren Kreuzungspunkten diese Zellenmit den jeweiligen Dioden angebracht sind, von dem ho...