[發明專利]具有沿著信號路徑的連續負載設備的集成電路中的飛跨導體片段

有效

• 申請號: 201210033287.9
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102969018A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 陸曉文;謝維哲;鄭基廷;鄒宗成;張琮永
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G11C11/413
• 分類號: G11C11/413
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本披露涉及改進在集成電路中傳播的數字信號的傳播速度和脈沖形狀，其中，集成電路其被布置使得連續負載以遞增距離沿著(down)在近端處連接到信號源的信號線定位。這樣的配置通過尋址或選擇集成電路存儲器(諸如，靜態隨機存取存儲器(SRAM))中的位單元的尋址和使能信號舉例說明。沿著線離源更遠的負載與較近負載電隔離沿著信號線提供的間隙，形成負載的兩個或多個離散子集。信號線配置有兩個或更多導體，一個是飛跨導體(fly-over?conductor)，該導體繞過較近負載并且將更遠負載連接至信號源或者連接至最接近源的點。

背景技術

集成電路可以具有共同連接至同一信號線的連續負載設備。信號線包括導電路徑，信號在其上從源沿著線依次到每個負載。在數字設備中，信號通常是矩形脈沖或者表示改變邏輯值的電壓等級的上升或下降變換。

集成電路存儲器中的位單元的陣列具有字線和位線，其跨過陣列的范圍延伸并且連接至沿著相應位置中的行和列的多個位單元。另外，用于啟動所選行和列的地址門沿著陣列的周邊定位。集成電路SRAM是一個實例。多種其他數字設備和配置的特征還在于，沿著順著將信號承載到負載的相同導體的線一個接一個定位的負載設備。負載在功能上相互并聯，但是在物理上沿著信號線連續地定位，由在鄰近負載設備之間延伸的信號承載導體的支路隔離。

在一些配置中，用作單個信號源的一個門輸出或逆變器或線路驅動器或其他設備可以被直接用于驅動沿著導體的所有負載設備輸入。但是在其他配置中，負載可以是多個并且信號線很長；或者將信號源連接至負載的導體可以具有相當大的電阻；或者導體或負載的特征在于相當大的電容；或者希望通過非常高的頻率和短信號脈沖寬度操作。任何或所有這些條件都可以使得單個線路驅動器或門輸出不足以驅動所有負載。

可應用負載設備可以包括例如有源切換電路元件，諸如，晶體管、逆變器、門、鎖存器、觸發器等。輸入信號通常是時鐘信號或切換信號并且還是電平或數據信號，其需要在一些時間點上實現預定邏輯電平。到目前為止，當作為輸入時，設備是半導體，電容與CMOS場效應晶體管(FET)的門或者門中的雙極晶體管(bipolar?transistor)的基極或發射極相關。包括這種負載設備的電路的最大操作頻率可以由需要在切換電路元件的最遠和/或最近處可靠地建立必要電平并且應用必要時鐘邊沿的延遲限制。

用于CMOS?SRAM的典型六晶體管(6T)位單元具有兩個交叉耦合逆變器，每個都包括互補NMOS和PMOS晶體管對。因為逆變器交叉耦合(輸入到輸出)，它們在穩定邏輯狀態下相互保持，直到被強制切換，因此逆變器在另一邏輯狀態下相互保持。從而，位單元存儲可以被讀取或寫入的一位信息。用于讀取或寫入操作的存取是通過已知為通過門(passing?gate)的兩個NMOS?FET隔離晶體管，該通過門連接至交叉耦合單元兩側上的節點的逆變器。兩個通過門分別將單元連接至位線信號BL和位線互補信號BLB。(位線互補BLB可以可替換地被識別為BL-Bar或BLN或BL-not等)。

只要功率保持在位單元上，位單元就是穩定的，這是因為兩個逆變器在它們的當前狀態下相互保持。當位單元字線不被維護時，隔離晶體管允許位單元浮置(float)，并且在位線信號的預充電期間保護存儲在單元中的值。位線信號BL和BLB的值確定單元是否將被讀取或是將被寫入。在位線信號的預充電之后，字線控制信號WL上的脈沖將通過門晶體管切換至導電狀態，從而根據位線值存取用于讀取或寫入的單元。當讀取時，以及當寫入位單元時，外部三態驅動器被用于確定位單元值，以在需要時強制逆變器改變狀態。

SRAM通常被構建為一位存儲單元的常規行和列柵格布局。通過施加字線(WL)信號以尋址并啟動沿著給定線的所有位單元，并且然后將結合值施加至兩條互補位線(BL和BLB)，以從對應于字中的位位置的單元讀取或寫入該單元來尋址各個位單元。當用于特定位單元的字線信號不被選擇時，該字線上的單元被隔離。