通过切换与存储单元相邻的两个差分位线对来实现，其中的存储单元是被在第二电压下读取。举例来说，当存储单元UOI中储存的信息要被读取的时候，切换晶体管MOO与切换晶体管MOl通过配置字线WLO而被开启，该字线WLO耦接到切换晶体管MOO与MOl的第二闸极(GATE)端。第一非翻转位线ABLO与第一翻转位线ABLBO会被切换到第二参考电压，第三非翻转位线ABLl与第三翻转位线ABLBl也会被切换到第二参考电压。在切换晶体管MOO与MOl为N沟道MOSFET时，第二非翻转位线BBLO的电压水平可通过两条路径被拉低到地电压，S卩，从切换晶体管MOO的第三端C经过切换晶体管MOO第一端A到第一翻转位线ABLBO的第一路径；以及从切换晶体管MOl的第一端A经过切换晶体管MOl的第三端C到第三非翻转位线ABLl。当漏电路径是传统方案的两倍时，第二非翻转位线BBLO的电压水平的放电会更快。接着，探测放大器会被用来读出储存在切换晶体管MOO与且化晶体管MOl之间的存储单元UOl中的信息，其通过非翻转方式探测第二差分位线对DBBLO的第二非翻转位线BBLO的电压水平(例如地电压会被解读为1’bO已经储存了)，以及通过翻转方式探测第二差分位线对DBBLO的第二翻转位线BBLBO的电压水平(例如供电电压会被解读为1’bO已经储存了)。
[0018]当储存在存储单元U02的信息被读取时，第二差分位线对DBBLO与第四差分位线对DBBLl会被切换到第二参考电压。如此，第三非翻转位线ABLl的电压水平能通过两条路径被拉低到第二参考电压，即经过切换晶体管MOl与第二非翻转位线BBLO的路径，以及通过切换晶体管MOl与第四翻转位线BBLBl。从图3及图4中可以看出，每个位线对可被切换到第二电压水平或者由对应的探测放大器来探测;而且，本实施例中没有包含虚拟多晶硅，而且有效的位单元尺寸平均只有I个多晶硅线宽(poly-pitch)。并且，差分探测能提高良率。考虑到该布置，在别的实施例中，位线可在不同的金属层中，以节省芯片面积，例如翻转位线在金属层中，而非翻转位线在另一金属层中。
[0019]图5是根据本发明第二实施例的半导体存储器500的电路图。半导体存储器500是半导体存储器300的另一种原理图，而半导体存储器500的每个存储单元中储存的内容与半导体存储器300是一样的。字线WL0-WL3控制每列中的切换晶体管，并控制每行中的差分位线。图6显示图5中的半导体存储器500的布置。在阅读完上述半导体存储器300的操作描述之后，本领域的技术人员应能了解半导体存储器500的操作。有些额外的细节需要注意。举例来说，当存储单元U32要被读取时，字线WLl与WL2都需要被配置，因为两个相邻的切换晶体管M31与M32属于不同的字线。可是根据图5，只有一个差分位线对需要被拉到第二电压。
[0020]本领域的技术人员将注意到，在获得本发明的指导之后，可对所述装置和方法进行大量的修改和变换。相应地，上述公开内容应该理解为，仅通过所附加的权利要求的界限来限定。
【主权项】
1.一种半导体存储器，包含: 第一切换晶体管，其中第一切换晶体管包含第一端，第二端及第三端，且该第一切换晶体管的第二端耦接至第一字线； 第一差分位线对，包含非翻转位线以及翻转位线，其中该第一差分位线对的非翻转位线与该第一差分位线对的翻转位线互不相交地耦接至该第一切换晶体管的第一端，以储存第一信息；以及 第二差分位线对，包含非翻转位线以及翻转位线，其中该第二差分位线对的非翻转位线与该第二差分位线对的翻转位线互不相交地耦接至该第一切换晶体管的第三端，以储存第二信息。2.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于，当该第一信息要被读取时，该第一切换晶体管通过耦接该第一字线到第一参考电压来被开启，该第二差分位线对耦接至第二参考电压，该第一信息以非翻转方式被从该第一差分位线对的非翻转位线读取，并且以翻转方式被从该第一差分位线对的翻转位线读取。3.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于，更包含: 第二切换晶体管，其中该第二切换晶体管包含第一端，第二端，以及第三端，该第二切换晶体管的第二端耦接至该第一字线，且该第一切换晶体管的第三端与该第二切换晶体管的第一端具有共同掺杂区；以及 第三差分位线对，包含非翻转位线以及翻转位线，其中该第三差分位线对的非翻转位线与该第三差分位线对的翻转位线互不相交地耦接至该第二切换晶体管的第三端，以储存第二 ?目息。4.如权利要求3所述的半导体存储器，其特征在于，其中当对应该共同掺杂区的该第二信息要被读取时，该第一切换晶体管与该第二晶体管都通过耦接该第一字线到第一参考电压来被开启，耦接至该第一切换晶体管的第一端的该第一差分位线对，与耦接至该第二切换晶体管的第三端的该第三差分位线对，分别耦接到与该第一参考电压不同的第二参考电压。5.如权利要求2所述的半导体存储器，其特征在于，该第一参考电压与该第二参考电压之间具有电压降。6.如权利要求2所述的半导体存储器，其特征在于，该第一切换晶体管是N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。7.如权利要求6所述的半导体存储器，其特征在于，该第一参考电压是供电电压，且该第二参考电压是地电压。8.如权利要求2所述的半导体存储器，其特征在于，该第一切换晶体管是P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。9.如权利要求8所述的半导体存储器，其特征在于，该第一参考电压是地电压，且该第二参考电压是供电电压。10.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于，该第一切换晶体管的第一端触点连接到该第一差分位线对的非翻转位线与翻转位线其中之一，该第一切换晶体管的第三端触点连接到该第二差分位线对的非翻转位线与翻转位线其中之一。11.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于，更包含: 第一探测放大器，配置为差分放大器，耦接至该第一差分位线对；以及 第二探测放大器，配置为差分放大器，耦接至该第二差分位线对。12.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于，更包含多个金属层，其中该两根翻转位线与该两根非翻转位线不处在同一金属层。13.如权利要求1所述，其特征在于，更包含: 第二切换晶体管，其中该第二切换晶体管包含第一端，第二端与第三端，该第二切换晶体管的第二端耦接到第二字线，该第一切换晶体管的第三端与该第二切换晶体管的第一端具有共同掺杂区，且该第三切换晶体管的第三端耦接到该第一差分位线对。14.如权利要求13所述，其特征在于，当对应该共同掺杂区的该第二信息被读取时，通过分别耦接该第一字线与该第二字线到第一参考电压，耦接该第一差分位线对到该第一切换晶体管的第一端，耦接该第三切换晶体管的第三端到第二参考电压来开启该第一切换晶体管与该第二且化晶体管。15.如权利要求14所述的半导体存储器，其特征在于，该第一参考电压与该第二参考电压之间具有电压降。16.如权利要求14所述的半导体存储器，其特征在于，该第一切换晶体管为N沟道金属氧化物场效应晶体管。17.如权利要求16所述的半导体存储器，其特征在于，该第一参考电压是供电电压，而且该第二参考电压是地电压。18.如权利要求14所述的半导体存储器，其特征在于，该第一切换晶体管是P沟道金属氧化物场效应晶体管。19.如权利要求18所述的半导体存储器，其特征在于，该第一参考电压是地电压，而且该第二参考电压是供电电压。
【专利摘要】本发明提供一种半导体存储器。其包含：第一切换晶体管，其中第一切换晶体管包含第一端，第二端及第三端，且该第一切换晶体管的第二端耦接至第一字线；第一差分位线对，包含非翻转位线以及翻转位线，其中该第一差分位线对的非翻转位线与该第一差分位线对的翻转位线互不相交地耦接至该第一切换晶体管的第一端，以储存第一信息；以及第二差分位线对，包含非翻转位线以及翻转位线，其中该第二差分位线对的非翻转位线与该第二差分位线对的翻转位线互不相交地耦接至该第一切换晶体管的第三端，以储存第二信息。本发明所公开的半导体存储器能够高速探测且节省面积。
【IPC分类】G11C17/12
【公开号】CN105575435
【申请号】CN201510736102
【发明人】王麒云
【申请人】联发科技股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月3日
【公告号】US9269405