[发明专利]存储器驱动方法和半导体存储装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2007年6月22日提交的在先的日本专利申请 2007-165119的优先权，在此引入其整个内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种存储器驱动方法和半导体存储装置，具体地，涉及一 种FBC(浮体单元)存储器，在该FBC存储器中，通过在场效应晶体管 的浮体中积累多数载流子来存储信息。

背景技术

近来，存在一种FBC存储器装置，作为被预期是1T(晶体管)-1C (电容器)型DRAM的替代物的半导体存储装置。FBC存储器装置由在 SOI(绝缘体上硅)衬底上包括浮体(下文中称为体)的FET(场效应晶 体管)形成。在FBC存储器装置中，根据在体中积累的多数载流子的数量， 存储数据“1”或数据“0”。例如，在由N型FET形成的FBC中，通常 定义数据“1”是其中在体中积累了许多空穴的状态，而数据“0”是在体 中几乎没有空穴积累的状态。其中存储数据“0”的存储器单元被称为“0” 单元，而其中存储数据“1”的存储器单元被称为“1”单元。

与常规DRAM相比，FBC在小型化方面优良。然而，由于FBC的体 具有小于常规DRAM的电容器的静电容量，虽然从FBC的体泄漏的电流 小于从DRAM的电容器泄漏的电流，但FBC的数据保持时间比DRAM 的数据保持时间短。因此，有必要频繁地执行刷新操作。结果，与常规 DRAM相比，不利地，通常的读和写被禁止的时间比率(刷新忙率)增加， 并且为保持数据所必需的电流增加。特别地，在便携装置中大的功率消耗 成为严重的问题。

另外，在FBC存储器中，由于电流流经存储器单元以写入数据，因此 有必要使电流驱动器的尺寸增大。因此，虽然存储器单元具有小尺寸，芯 片尺寸没有如此缩小。即，存储器单元与芯片的比率(单元效率)很小。

为了解决这些问题，已提出了块刷新(P.Fazan，S.Okhonin and M. Nagoga，“A new block refresh concept for SOI floating body memories”， IEEE Int.SOI Conference，pp.15-16，Sep.，2003)。块刷新是这样一种方法， 其中，通过碰撞电离将空穴仅仅供应给“1”单元，并且通过利用电荷泵浦 现象从“0”单元和“1”单元抽取(draw)空穴。电荷泵浦现象是这样一 种现象，其中作为在体中的空穴与被硅衬底和栅电介质膜之间的界面中存 在的表面态俘获的电子复合的结果，从体中抽取空穴。因此，表面态密度 变为重要的。通常，表面态具有约10¹⁰cm^-2的密度。例如，对于具有0.1μm ×0.1μm的面积的沟道，存在平均约一个表面态。即，不具有表面态的存 储器单元以相当高的可能性存在。因此，块刷新对于不具有表面态的存储 器单元不是有效的方法，并且块刷新是不实用的。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种驱动存储器的方法，所述存储器 包括存储器单元、位线和字线，每个存储器单元具有源极、漏极和处于电 浮动状态的浮体，所述存储器单元根据在所述浮体中的载流子的数量存储 逻辑数据，所述位线连接到所述漏极，所述字线与所述位线交叉，

所述方法包括以下步骤：

执行刷新操作，以恢复所述存储器单元的第一逻辑数据的劣化和所述 存储器单元的第二逻辑数据的劣化，存储所述第二逻辑数据的存储器单元 的所述浮体中积累的载流子的数量小于存储所述第一逻辑数据的存储器单 元的所述浮体中积累的载流子的数量，其中

在所述刷新操作中，当所述浮体处的电位大于临界值时，注入到所述 浮体中的载流子的数量大于从所述浮体中流出的载流子的数量，并且当所 述浮体处的电位小于所述临界值时，注入到所述浮体中的载流子的数量小 于从所述浮体中流出的载流子的数量。

根据本发明的一个实施例，提供一种驱动存储器的方法，所述存储器 包括存储器单元、位线和字线，每个存储器单元具有源极、漏极和处于电 浮动状态的浮体，所述存储器单元根据在所述浮体中的载流子的数量存储 逻辑数据，所述位线连接到所述漏极，所述字线与所述位线交叉，

所述方法包括以下步骤：