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Ein DRAM besteht nicht wie im Artikel Halbleiterspeicher vereinfacht gezeigt aus einer einzigen zweidimensionalen Matrix. Stattdessen sind die Speicherzellen, die auf der Oberfläche eines Dies angeordnet und verdrahtet sind, in einer ausgeklügelten hierarchischen Struktur unterteilt. Während die innere Struktur herstellerspezifisch aufgebaut ist, ist die von außen sichtbare logische Struktur vom Industriegremium JEDEC normiert. Dadurch wird sichergestellt, dass sich Chips unterschiedlicher Hersteller und verschiedener Größen nach dem immer gleichen Schema ansprechen lassen.

Der Aufbau einer einzelnen DRAM-Speicherzelle ist sehr einfach, sie besteht nur aus einem Kondensator und einem Transistor. Heute verwendet man einen MOS-Feldeffekttransistor. Die Information wird als elektrische Ladung im Kondensator gespeichert. Jede Speicherzelle speichert ein Bit. Während früher meist Kondensatoren in Planartechnologie Verwendung fanden, werden aktuell zwei andere Technologien verwendet:

• Bei der Stack-Technik (englisch stack ‚Stapel‘) wird der Kondensator über dem Transistor aufgebaut.

• Bei der Trench-Technik (englisch trench ‚Graben‘) wird der Kondensator durch Ätzen eines ca. 5–10 Mikrometer tiefen Loches (oder Grabens) in das Substrat erzeugt.

Der in der nebenstehenden Abbildung eingezeichnete obere Anschluss wird entweder auf die Bit-Leitungsspannung VBL aufgeladen oder entladen (0 V). Der untere Anschluss aller Kondensatoren wird gemeinsam an eine Spannungsquelle angeschlossen, welche idealerweise eine Spannung von VPl = 1/2 · VBL besitzt. Dadurch lässt sich die Maximalfeldstärke im Dielektrikum des Kondensators halbieren.

Der Transistor (auch Auswahltransistor genannt) dient als Schalter zum Lesen und Schreiben der Information aus der Zelle. Dazu wird über die Wort-Leitung (englisch wordline) an den Gate-Anschluss „G“ des n-MOS-Transistors eine positive Spannung VWL angelegt. Dadurch wird eine leitende Verbindung zwischen den Source- („S“) und den Drain-Gebieten („D“) hergestellt, welche den Zellkondensator mit der Bit-Leitung (englisch bitline) verbindet. Der Substrat-Anschluss „B“ (bulk) des Transistors ist entweder an das Massepotential oder an eine leicht negative SpannungVSub zur Unterdrückung von Leckströmen angeschlossen.

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