[发明专利]一种基于背栅结构的SRAM存储单元、SRAM存储器以及上电方法

说明书

本发明公开一种基于背栅结构的SRAM存储单元、SRAM存储器以及上电方法，属于半导体领域。以解决当某一存储单元长期存储固定数据时，对称的两个晶体管将发生不同程度的BT I老化效应，产生永久性阈值电压失配的技术问题，导致SRAM存储单元上电后有一定概率读出与原存储数值相反的上电初值的技术问题。基于背栅结构的SRAM存储单元包括第一反相器以及第二反相器；所述第一反相器和所述第二反相器中的晶体管均为背栅晶体管；所述第一反相器中的晶体管的背栅具有第一连接方式，所述第二反相器中的晶体管的背栅具有第二连接方式，在所述基于背栅结构的SRAM存储单元上电时，所述第一反相器中的晶体管的阈值电压与所述第二反相器中的晶体管的阈值电压不同。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种基于背栅结构的SRAM存储单元、SRAM存储器以及上电方法。

背景技术

SRAM(Random-Access Memory，静态随机存取存储器)是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路就能保存它内部存储的数据。当SRAM用于芯片中时，在芯片系统检测到未授权的非法访问时，芯片系统可以切断SRAM的电源以避免攻击者窃取数据。但是，SRAM存在信息残留问题，可以通过老化压印提取的方法部分恢复掉电前存储的信息。其中，老化压印提取是指当某一存储单元长期存储固定数据时，对称的两个晶体管将发生不同程度的BTI(Bias Temperature Instability，偏压温度不稳定性)老化效应，产生永久性阈值电压失配，导致SRAM存储单元上电后有一定概率(约10％～20％)读出与原存储数值相反的上电初值。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种基于背栅结构的SRAM存储单元、SRAM存储器以及上电方法，以解决当SRAM存储单元长期存储固定数据时，对称的两个晶体管将发生不同程度的BTI老化效应，产生永久性阈值电压失配，导致SRAM存储单元上电后有一定概率读出与原存储数值相反的上电初值的技术问题。

第一方面，本发明提供了基于背栅结构的SRAM存储单元，包括交叉耦合的第一反相器和第二反相器。第一反相器和第二反相器中的晶体管均为背栅晶体管；

第一反相器中的晶体管的背栅具有第一连接方式，第二反相器中的晶体管的背栅具有第二连接方式，在基于背栅结构的SRAM存储单元上电时，第一反相器中的晶体管和第二反相器中的晶体管的阈值电压不同。

与现有技术相比，本发明提供的基于背栅结构的SRAM存储单元包括的第一反相器和第二反相器均为背栅晶体管，且第一反相器中的晶体管的背栅具有第一连接方式，第二反相器中的晶体管的背栅具有第二连接方式，在基于背栅结构的SRAM存储单元上电时，第一反相器中的晶体管的阈值电压与第二反相器中的晶体管的阈值电压不同。在实际的应用中，由于SRAM存储单元上电时，第一反相器中的晶体管和第二反相器中的晶体管的阈值电压不同，从而使第一反相器中的晶体管的与第二反相器中的晶体管的开启时间不同。基于此，SRAM存储单元中的两个存储节点中的一个存储节点的上电电位倾向于“0”，另一存储节点的上电电位倾向于“1”。此时，SRAM存储单元中的两个存储节点具有固定的上电电位，从而解决了当SRAM存储单元长期存储固定数据时，对称的两个晶体管将发生不同程度的BTI老化效应，产生永久性阈值电压失配，导致SRAM存储单元上电后有一定概率读出与原存储数值相反的上电初值的技术问题。

第二方面，本发明还公开了一种SRAM存储器，包括上述基于背栅结构的SRAM存储单元。

第三方面，本发明还公开了一种上电方法，包括：

采用第一连接方式连接第一反相器中的晶体管的背栅，采用第二连接方式连接第二反相器中的晶体管的背栅；

控制基于背栅结构的SRAM存储单元上电，第一反相器中的晶体管的阈值电压大于或小于第二反相器中的晶体管的阈值电压。

本发明第二方面和第三方面的有益效果与第一方面相同，此处不在赘述。

附图说明