[發(fā)明專利]一種非易失性存儲器單元、以及配置或讀取非易失性存儲器單元的存儲位的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310145384.1
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103377706A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 王立中
• 申請（專利權(quán)）人: 閃矽公司
• 主分類號: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06;G11C16/34
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于可重復編程非易失性存儲器裝置(Reprogrammable?Non-Volatile?Memory?Device)，能輸出所儲存的數(shù)字信息1或0，而無需使用感測放大器(sense?amplifier)。特別地，互補式電子可擦寫可編程只讀存儲器(Complementary?Electrical?Erasable?Programmable?Read?Only?Memory，CEEPROM)被配置（configurable）以儲存V_DD(“1”)或V_SS(“0”)的靜態(tài)儲存信號于存儲器單元(cell)中。在該存儲器單元中的數(shù)字數(shù)據(jù)直接被一存取晶體管(access?transistor)所存取，而不需經(jīng)由感測放大器傳遞。

背景技術(shù)

在電子系統(tǒng)的數(shù)字世界里，互補式金屬氧化物半導體(Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor，CMOS)已成為特定應用集成電路(Application?Specific?Integrated?Circuit，ASIC)最普遍的制造工藝。一特定應用集成電路是于單一集成電路或晶片(chip)上，包含裝置或系統(tǒng)的特定功能。在許多應用中，需要更改特定功能或組態(tài)，例如，初始編程(initial?programming)及組態(tài)一微處理器(microprocessor)時，需要有一可編程非易失性存儲器來儲存編程指令(programmed?instruction)，在開發(fā)過程中，可容許隨時更改編程指令而無須改變硬件。該些電子系統(tǒng)的需求是利用電子可擦寫可編程只讀存儲器(Electrical?Erasable?Programmable?Read-Only?Memory，EEPROM)元件來完成。

傳統(tǒng)半導體EEPROM裝置通常由一電荷儲存(charge?storing)存儲器單元120和一存取金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor?Field?Effect?Transistor，MOSFET)110所組成，如圖1的示意圖所示。該電荷儲存存儲器單元120是一個具一層電荷儲存材質(zhì)122的MOSFET，該電荷儲存材質(zhì)122是位在一控制柵極(control?gate)124之下和一MOSFET通道表面(channel?surface)之上。在該電荷儲存材質(zhì)122中的電荷量可影響臨界電壓，該臨界電壓施于該控制柵極124以導通(turn?on)該MOSFET存儲器單元的通道。N型半導體存儲器單元的臨界電壓因儲存電子(負電荷)于電荷儲存層而偏移(shift)至一較高電壓。然而，P型半導體存儲器單元的臨界電壓則因儲存電子(負電荷)于電荷儲存層而偏移至一較低電壓。當施加一電壓偏壓(voltage?bias)于半導體存儲器單元的控制柵極時，利用注入電荷至該半導體存儲器單元的儲存層以導致臨界電壓變化，同時也會改變該半導體存儲器單元的電導(electrical?conductance)。如果在該儲存層的電荷可被長期保留(對一典型半導體非易失性存儲器而言，通常是大于10年)，則該半導體存儲器單元即變成非易失性。如果一非易失性存儲器元件(element)可執(zhí)行多次擦寫/編程(erase/programming)操作的周期(cycles)，該非易失性存儲器即為多次編程非易失性存儲器(Multiple?Times?Programming?Non-Volatile?Memory，MTPNVM)。通常對一半導體非易失性存儲器而言，其擦寫/編程周期次數(shù)是介于數(shù)千至數(shù)百萬次之間。