專利名稱：感測(cè)放大器及使用感測(cè)放大器的半導(dǎo)體集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體電路，以及具體地說涉及感測(cè)放大器以及使用感測(cè)放大器的半 導(dǎo)體集成電路。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體集成電路的典型例子的半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備包括作為用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的基 本單元的多個(gè)存儲(chǔ)單元。向存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的過程中，使用感測(cè)放大器作為用于 感測(cè)和放大數(shù)據(jù)的邏輯電平的單元。感測(cè)放大器通過包含BL位線和BLB位線的位線對(duì)與存儲(chǔ)單元耦合，并感測(cè)位線對(duì) 之間的電壓差，以確定數(shù)據(jù)的邏輯電平。感測(cè)放大器在向存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)或讀出儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)的過程中起 到重要作用。因此，應(yīng)當(dāng)提供感測(cè)放大器的數(shù)據(jù)感測(cè)性能，以增強(qiáng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了能夠提高數(shù)據(jù)感測(cè)性能的感測(cè)放大器。本文描述了能夠提高集成效率的半導(dǎo)體集成電路。本發(fā)明的一方面，提供一種包含感測(cè)放大器的半導(dǎo)體集成電路，包括第一反相器 和第二反相器，每個(gè)反相器的輸出端耦合到另一反相器的輸入端，第一反相器配置為響應(yīng) 第一激活信號(hào)和第三激活信號(hào)而被激活，第二反相器配置為響應(yīng)第二激活信號(hào)和第四激活 信號(hào)而被激活。第一激活信號(hào)和第三激活信號(hào)以及第二激活信號(hào)和第四激活信號(hào)由各不相 同的信號(hào)源提供。本發(fā)明的另一方面，提供一種包含感測(cè)放大器的半導(dǎo)體集成電路，包括第一電路 元件，用于感測(cè)數(shù)據(jù)線對(duì)中的一個(gè)數(shù)據(jù)線；第二電路元件，用于感測(cè)所述數(shù)據(jù)線對(duì)中的另一 數(shù)據(jù)線。第一電路元件和第二電路元件配置為響應(yīng)第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)而被 激活，并且第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)由各不相同的信號(hào)源提供。本發(fā)明的另一方面，提供一種半導(dǎo) 體集成電路，包括存儲(chǔ)單元；以及通過一數(shù)據(jù) 線對(duì)耦合到所述存儲(chǔ)單元的感測(cè)放大器，該感測(cè)放大器包括用于感測(cè)該數(shù)據(jù)線對(duì)中的一個(gè) 數(shù)據(jù)線的電路元件，以及用于感測(cè)該數(shù)據(jù)線對(duì)中另一個(gè)數(shù)據(jù)線的另一電路元件，使得兩個(gè) 電路元件響應(yīng)不同的激活信號(hào)而被激活。各個(gè)激活信號(hào)由各不相同的信號(hào)源提供。
本發(fā)明的另一方面，提供一種半導(dǎo)體集成電路，包括存儲(chǔ)單元鎖；以及通過位線 對(duì)中的每一位線對(duì)耦合到所述存儲(chǔ)單元鎖的多個(gè)感測(cè)放大器，所述感測(cè)放大器包括用于感 測(cè)所述數(shù)據(jù)線對(duì)中的一個(gè)數(shù)據(jù)線的的一電路元件以及用于感測(cè)所述數(shù)據(jù)線對(duì)中的另一個(gè) 數(shù)據(jù)線的另一電路元件，使得兩個(gè)電路元件響應(yīng)不同的激活信號(hào)而被激活。通過各不相同 的信號(hào)源給這些感測(cè)放大器提供各個(gè)激活信號(hào)。


結(jié)合附圖描述本發(fā)明的特征、方面和實(shí)施例，在附圖中圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路的電路圖。圖2至圖5是第一至第四驅(qū)動(dòng)器的電路圖。圖6為圖1的感測(cè)放大器的電路圖。
具體實(shí)施例方式下文中，參考附圖通過優(yōu)選實(shí)施例來描述根據(jù)本發(fā)明的感測(cè)放大器及使用感測(cè)放 大器的半導(dǎo)體集成電路。參見圖1，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路10包括核心模塊100以及數(shù)據(jù)傳輸 模塊200。核心模塊100包含存儲(chǔ)單元模塊110，第一至第四驅(qū)動(dòng)器120-150，以及感測(cè)放大 器陣列160。存儲(chǔ)單元模塊110包含多個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元模塊110是用于劃分和控制所有 存儲(chǔ)單元的單元，并且可以是一個(gè)單位單元陣列。第一至第四驅(qū)動(dòng)器120-150被提供作為各不相同的信號(hào)源，產(chǎn)生分別用于控制感 測(cè)放大器陣列160的激活信號(hào)RTOT，SBT, RTOB和SBB。第一至第四驅(qū)動(dòng)器120-150配置為響應(yīng)第一至第三感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAP1， SAP2和SAN，產(chǎn)生不同的信號(hào)，該不同的信號(hào)包括一對(duì)第一激活信號(hào)RTOT和SBT，和一對(duì)第 二激活信號(hào)RTOB和SBB。第一驅(qū)動(dòng)器120配置為響應(yīng)第一和第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAPl和SAP2，產(chǎn)生第 一激活信號(hào)RTOT。第二驅(qū)動(dòng)器130配置為響應(yīng)第一和第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAPl和SAP2，產(chǎn)生第 二激活信號(hào)RTOB。第三驅(qū)動(dòng)器140配置為響應(yīng)第三感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAN，產(chǎn)生第一激活信號(hào) SBT。第四驅(qū)動(dòng)器150配置為響應(yīng)第三感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAN，產(chǎn)生第二激活信號(hào) SBB。感測(cè)放大器陣列160包含多個(gè)感測(cè)放大器。每個(gè)感測(cè)放大器通過一數(shù)據(jù)線對(duì)耦合 到存儲(chǔ)單元模塊110，該數(shù)據(jù)線對(duì)即位線BL和取反位線BLB。上述每個(gè)感測(cè)放大器配置為單獨(dú)地通過不同的信號(hào)線響應(yīng)第一激活信號(hào)RTOT和 SBT,以及第二激活信號(hào)RTOB和SBB而被激活。數(shù)據(jù)傳輸模塊200可能包含不同的電路元件，用于將從核心模塊100輸出的數(shù)據(jù)提供到半導(dǎo)體集 成電路的外部，以及將外部的數(shù)據(jù)提供給核心模塊100。圖2是圖1所示的第一驅(qū)動(dòng)器120的電路圖。參見圖2，第一驅(qū)動(dòng)器120包含多個(gè) 晶體管Ml和M2。多個(gè)晶體管Ml和M2的漏極相互耦合，并且響應(yīng)第一感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào) SAPl或者第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAP2，輸出第一激活信號(hào)RT0T，作為(例如)第一電源 電壓如外部電壓VDD或核心電壓VCORE。圖3是圖1所示的第二驅(qū)動(dòng)器130的電路圖。參見圖3，第二驅(qū)動(dòng)器130包含多個(gè) 晶體管Mll和M12。多個(gè)晶體管Mll和M12的漏極相互耦合，并且響應(yīng)第一感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng) 信號(hào)SAPl或者第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAP2，輸出第二激活信號(hào)RT0B，作為(例如)第二 電源電壓如外部電壓VDD或核心電壓VCORE。圖4是圖1所示的第三驅(qū)動(dòng)器140的電路圖。參見圖4，第三驅(qū)動(dòng)器140包含晶 體管M21，晶體管M21響應(yīng)第三感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SAN,輸出第一激活信號(hào)SBT，作為(例 如)第一接地電壓如接地電壓VSS。圖5是圖1所示的第四驅(qū)動(dòng)器150的電路圖。參見圖5，第四驅(qū)動(dòng)器150包含晶 體管M31，晶體管M31響應(yīng)第三感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SBN，輸出第二激活信號(hào)SBB，作為(例 如)第二接地電壓如接地電壓VSS。多個(gè)感測(cè)放大器被分別分配給第一至第四驅(qū)動(dòng)器120-150，以激活所述感測(cè)放大 器。待分配的感測(cè)放大器的數(shù)量可以根據(jù)第一至第四驅(qū)動(dòng)器120-150的驅(qū)動(dòng)能力而改變。圖6是圖1所示的感測(cè)放大器的電路圖。參見圖6，該感測(cè)放大器是連接在位線對(duì) BL和BLB之間的交叉耦合鎖存器，包括晶體管M41至M44。該交叉耦合鎖存器包含作為感 測(cè)位線對(duì)BL和BLB的電路元件的兩個(gè)反相器。每一個(gè)反相器的輸出端與另一反相器的輸 入端耦合。兩個(gè)反相器中的一個(gè)反相器包括晶體管對(duì)M41和M43，另一個(gè)反相器包括晶體對(duì) M42 禾P M44。如圖所示，用于向晶體管對(duì)M41和M43提供第一激勵(lì)信號(hào)RTOT和SBT的信號(hào)線中 的每一個(gè)與用于向晶體管對(duì)M42和M44提供第二激勵(lì)信號(hào)RTOB和SBB的信號(hào)線中的每一 個(gè)互相分隔開。下文將描述以根據(jù)實(shí)施例的方式配置的半導(dǎo)體集成電路的操作。根據(jù)數(shù)據(jù)寫入的模式，存儲(chǔ)單元模塊100中數(shù)據(jù)寫入可能產(chǎn)生噪聲。例如，當(dāng)具有比如“0”的第二邏輯值的數(shù)據(jù)(以下稱為“孤島模式 (islandpattern)")包含在具有比如“ 1”的第一邏輯值的多個(gè)數(shù)據(jù)(以下稱為“固體模式 (solid pattern)")中時(shí)，孤島模式可能含有由固體模式干擾產(chǎn)生的噪聲。該孤島模式極 有可能在混有噪聲的同時(shí)輸入到感測(cè)放大器中。就是說，孤島模式具有比固體模式更大的偏移量，這會(huì)降低感測(cè)放大器的感測(cè)裕度。并且，孤島模式產(chǎn)生的噪聲問題可能會(huì)成為增加比如單位單元陣列的存儲(chǔ)單元模 塊的尺寸的障礙。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)感測(cè)固體模式和孤島模式時(shí)，構(gòu)成感測(cè)放大器的交叉耦合鎖 存器的對(duì)稱內(nèi)部電路元件之間的電流消耗的差值可以用來增加感測(cè)放大器的感測(cè)裕度。為了增加對(duì)稱內(nèi)部電路元件之間的電流消耗的差值，各個(gè)驅(qū)動(dòng)器通過不同的信號(hào) 線向感測(cè)放大器的對(duì)稱電路元件提供不同的激活信號(hào)。
也就是說，第一激活信號(hào)RTOT和SBT，以及第二激活信號(hào)RTOB和SBB，分別由不同 的單個(gè)驅(qū)動(dòng)器即第一至第四驅(qū)動(dòng)器120-150產(chǎn)生。并且，感測(cè)放大器的晶體管對(duì)，即分別用 于感測(cè)位線對(duì)BL和BLB的晶體管對(duì)M41和M43，以及晶體管對(duì)M42和M44，通過不同的信號(hào) 線接收不同的激活信號(hào)，即第一激活信號(hào)RTOT和SBT，以及第二激活信號(hào)RTOB和SBB。再次參見圖6，耦合到存儲(chǔ)有具有邏輯值例如“1”的大多數(shù)固體模式的存儲(chǔ)單元 的每一個(gè)感測(cè)放大器利用晶體管M41和M44的操作，通過第一激活信號(hào)RTOT和第二激活信 號(hào)SBB的電流消耗，感測(cè)并放大相應(yīng)的位線對(duì)BL和BLB的電荷共享電壓差。同時(shí)，因?yàn)榫哂羞壿嬛怠?”的固體模式的數(shù)量遠(yuǎn)大于具有邏輯值“0”的孤島模式 的數(shù)量，因此第一激活信號(hào)RTOT和第二激活信號(hào)SBB的電流消耗增加，并且第一激活信號(hào) RTOT的電壓電平的下降比第二激活信號(hào)RTOB的電壓電平的下降快許多。因此，第二激活信號(hào)RTOB和具有較少電流消耗的第一激活信號(hào)SBT之間的電壓差 大于第一激活信號(hào)RTOT和第二激活信號(hào)SBB之間的電壓差。耦合到存儲(chǔ)有具有邏輯值“0”的孤島模式的存儲(chǔ)單元的感測(cè)放大器利用晶體管 M42和M43的操作，通過第二激活信號(hào)RTOB和第一激活信號(hào)SBT的電流消耗，感測(cè)并放大相 應(yīng)位線對(duì)BL和BLB的電荷共享電壓差。如上所述，將第二激活信號(hào)RTOB和第一激活信號(hào)SBT之間的電壓差設(shè)置為大于第 一激活信號(hào)RTOT和第二激活信號(hào)SBB之間的電壓差，使得孤島模式的感測(cè)性能提高。因此， 即使噪聲混在孤島模式中，有可能穩(wěn)定地感測(cè)孤島模式。由感測(cè)放大器感測(cè)和放大的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊200被輸出到半導(dǎo)體集成電 路的外部。上述存儲(chǔ)單元模塊如單位單元陣列的尺寸受到孤島模式導(dǎo)致的噪聲問題的限制。 然而，在本實(shí)施例中，由于可以通過提高感測(cè)放大器的感測(cè)性能來補(bǔ)償孤島模式的噪聲，有 可能增加存儲(chǔ)單元模塊的尺寸。雖然上面已經(jīng)描述了一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，描述的實(shí)施例僅 僅是示例性的。因此，不應(yīng)基于描述的實(shí)施例來限制在此描述的感測(cè)放大器和半導(dǎo)體集成 電路。而是，應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)所附的權(quán)利要求結(jié)合上面的描述和附圖來限制在此描述的感測(cè)放 大器和半導(dǎo)體集成電路。
權(quán)利要求
1.一種包含感測(cè)放大器的半導(dǎo)體集成電路，包括第一反相器和第二反相器，每個(gè)反相器的輸出端耦合到另一反相器的輸入端，第一反 相器配置為響應(yīng)第一激活信號(hào)和第三激活信號(hào)而被激活，第二反相器配置為響應(yīng)第二激活 信號(hào)和第四激活信號(hào)而被激活；其中，第一激活信號(hào)和第三激活信號(hào)以及第二激活信號(hào)和第四激活信號(hào)由各不相同的 信號(hào)源提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路，還包括第一驅(qū)動(dòng)器，配置為響應(yīng)第一感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生第一激活信號(hào)；第二驅(qū)動(dòng)器，配置為響應(yīng)第一感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生第二激活信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，第一反相器配置為接收作為第一激 活信號(hào)和第三激活信號(hào)的第一電源電壓和第一接地電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，第二反相器配置為接收作為第二激 活信號(hào)和第四激活信號(hào)的第二電源電壓和第二接地電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，響應(yīng)第一感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第一 驅(qū)動(dòng)器配置為輸出作為第一激活信號(hào)的第一電源電壓，第二驅(qū)動(dòng)器配置為輸出作為第二激 活信號(hào)的第二電源電壓。
6.一種包含感測(cè)放大器的半導(dǎo)體集成電路，包括第一電路元件，用于感測(cè)數(shù)據(jù)線對(duì)中的一個(gè)數(shù)據(jù)線；第二電路元件，用于感測(cè)所述數(shù)據(jù)線對(duì)中的另一數(shù)據(jù)線；其中，第一電路元件和第二電路元件配置為響應(yīng)第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)而 被激活，第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)由各不相同的信號(hào)源提供。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體集成電路，還包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，配置為響應(yīng)感測(cè)放大 器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，獨(dú)立地產(chǎn)生第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，第一電路元件配置為接收第一電源 電壓和第一接地電壓，作為第一組激活信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，第二電路元件配置為接收第二電源 電壓和第二接地電壓，作為第二組激活信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，第一電源電壓和第二電源電壓具有 基本相同的電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器配置為響應(yīng)第一感 測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出第一電平電源電壓和第二電平電源電 壓中的一個(gè)，作為第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)中的一個(gè)，并且響應(yīng)第三感測(cè)放大器 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出接地電壓，作為第一組激活信號(hào)和第二組激活信號(hào)中的另一個(gè)。
12.—種半導(dǎo)體集成電路，包括存儲(chǔ)單元；通過數(shù)據(jù)線對(duì)耦合到所述存儲(chǔ)單元的感測(cè)放大器，該感測(cè)放大器包括用于感測(cè)所述數(shù) 據(jù)線對(duì)中的一個(gè)數(shù)據(jù)線的一電路元件和用于感測(cè)所述數(shù)據(jù)線對(duì)中的另一數(shù)據(jù)線的另一電 路元件，使得所述兩個(gè)電路元件響應(yīng)不同的激活信號(hào)而被激活；其中，各個(gè)激活信號(hào)由各不相同的信號(hào)源提供。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體集成電路，還包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，配置為響應(yīng)感測(cè)放 大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，獨(dú)立地產(chǎn)生所述各個(gè)激活信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，用于感測(cè)數(shù)據(jù)線對(duì)中的一個(gè)數(shù)據(jù) 線的一電路元件配置為接收第一電源電壓和第一接地電壓，作為所述各個(gè)激活信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，用于感測(cè)所述數(shù)據(jù)線對(duì)中的另一 數(shù)據(jù)線的另一電路元件配置為接收第二電源電壓和第二接地電壓，作為所述各個(gè)激活信 號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，第一電源電壓和第二電源電壓具 有基本相同的電平。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的一個(gè)配置為 響應(yīng)第一感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出第一電平電源電壓和第二 電平電源電壓中的一個(gè)，作為所述激活信號(hào)中的一個(gè)激活信號(hào)，并且配置為響應(yīng)第三感測(cè) 放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出接地電壓，作為所述激活信號(hào)中的另一個(gè)激活信號(hào)。
18.一種半導(dǎo)體集成電路，包括存儲(chǔ)單元模塊；以及通過數(shù)據(jù)線對(duì)中的每一數(shù)據(jù)線對(duì)耦合到所述存儲(chǔ)單元模塊的多個(gè)感測(cè)放大器，該感測(cè) 放大器包括用于感測(cè)數(shù)據(jù)線對(duì)中的一個(gè)數(shù)據(jù)線的一電路元件和用于感測(cè)該數(shù)據(jù)線對(duì)中的 另一數(shù)據(jù)線的另一電路元件，使得所述兩個(gè)電路元件響應(yīng)不同的激活信號(hào)而被激活；其中，通過不同的信號(hào)源給所述多個(gè)感測(cè)放大器提供各個(gè)激活信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體集成電路，還包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，配置為響應(yīng)感測(cè)放 大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，獨(dú)立地產(chǎn)生所述各個(gè)激活信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體集成電路，其中，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器配置為響應(yīng)第一 感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出第一電平電源電壓和第二電平電源 電壓中的一個(gè)，作為所述激活信號(hào)中的一個(gè)，并且響應(yīng)第三感測(cè)放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出接地 電壓，作為所述激活信號(hào)中的另一個(gè)。
全文摘要
一種具有感測(cè)放大器的半導(dǎo)體集成電路，包括第一反相器和第二反相器，每個(gè)反相器的輸出端耦合到另一反相器的輸入端。第一反相器配置為響應(yīng)第一激活信號(hào)和第三激活信號(hào)而被激活，第二反相器配置為響應(yīng)第二激活信號(hào)和第四激活信號(hào)而被激活。第一激活信號(hào)和第三激活信號(hào)以及第二激活信號(hào)和第四激活信號(hào)由各不相同的信號(hào)源提供。
文檔編號(hào)G11C7/06GK102005239SQ20101010747
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者元炯植, 李明珍 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司