[發(fā)明專利]每單元多比特存儲(chǔ)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410156241.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN103943138B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪輝;施琛;田犁;章琦;汪寧;方娜;封松林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類號(hào): G11C11/16
• 分類號(hào): G11C11/16
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述每單元多比特存儲(chǔ)裝置包括：存儲(chǔ)單元陣列、行地址譯碼模塊、列地址譯碼模塊、讀寫控制模塊、多條第一字線和多條第一位線，其中，

所述存儲(chǔ)單元陣列包括多個(gè)存儲(chǔ)單元子陣列，每一子陣列的存儲(chǔ)單元的控制柵極耦合至同一條第一字線，每一子陣列的每個(gè)存儲(chǔ)單元的源極和與其位于同一列的存儲(chǔ)單元的源極耦合至同一條第一位線，漏極和與其位于同一列的存儲(chǔ)單元的漏極耦合至同一條漏極連接線，所述存儲(chǔ)單元除控制柵極、源極、漏極外，還包括半浮柵，且所述半浮柵的摻雜類型與源極、漏極相反；所述半浮柵與漏極摻雜區(qū)接觸并形成一嵌入式二極管；所述控制柵極延伸至漏極摻雜區(qū)上方并覆蓋其表面，所述半浮柵、漏極摻雜區(qū)及延伸至漏極摻雜區(qū)上方的控制柵極形成一嵌入式隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述存儲(chǔ)單元在多級(jí)預(yù)定電壓作用下產(chǎn)生多種預(yù)定電流值，所述多種預(yù)定電流值用于表征所述存儲(chǔ)單元的多種存儲(chǔ)狀態(tài)；

所述行地址譯碼模塊耦合至所述多條第一字線，用于產(chǎn)生行選信號(hào)，以及根據(jù)所述行選信號(hào)選中一條第一字線；

所述列地址譯碼模塊耦合至所述讀寫控制模塊，用于產(chǎn)生列選信號(hào)，并發(fā)送至讀寫控制模塊使其根據(jù)所述列選信號(hào)選中一條第一位線；

所述讀寫控制模塊耦合至所述多條第一位線和所述存儲(chǔ)單元的漏極連接線，用于接收所述列選信號(hào)和讀寫指令信號(hào)，并根據(jù)所述列選信號(hào)和讀寫指令信號(hào)控制所述存儲(chǔ)單元讀出和寫入數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述行地址譯碼模塊包括第一字線譯碼單元和第二字線譯碼單元，其中：

所述第二字線譯碼單元耦合至所述第一字線譯碼單元，用于產(chǎn)生第二字線信號(hào)和片選信號(hào)，并輸入至所述第一字線譯碼單元；

所述第一字線譯碼單元通過第一字線耦合至所述存儲(chǔ)單元的控制柵極，用于將所述第二字線信號(hào)和片選信號(hào)譯碼為行選信號(hào)，并根據(jù)所述行選信號(hào)選中一條第一字線，以及接收讀寫指令信號(hào)，并根據(jù)所述讀寫指令信號(hào)將讀寫電平施加至所述選中的第一字線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于：所述第一字線譯碼單元進(jìn)一步包括與門邏輯單元，用于將所述第二字線信號(hào)和片選信號(hào)進(jìn)行“與”運(yùn)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于：所述與門邏輯單元為多級(jí)與門邏輯單元，其中，下一級(jí)與門邏輯單元將上一級(jí)與門邏輯單元的輸出和相應(yīng)級(jí)別的片選信號(hào)輸入進(jìn)行“與”運(yùn)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述第一字線譯碼單元包括：

多個(gè)電阻元件，所述多個(gè)電阻元件串聯(lián)至芯片供電電源，用于產(chǎn)生分壓電平；

數(shù)據(jù)選擇器，耦合至所述多個(gè)電阻元件和多條第一字線，用于將執(zhí)行所述讀寫指令信號(hào)所需的電平以及非執(zhí)行所述讀寫指令信號(hào)所需的電平分別輸出至對(duì)應(yīng)的第一字線。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)選擇器包括：一級(jí)數(shù)據(jù)選擇器和多個(gè)二級(jí)數(shù)據(jù)選擇器，其中，

所述一級(jí)數(shù)據(jù)選擇器耦合至所述多個(gè)二級(jí)數(shù)據(jù)選擇器，用于將執(zhí)行所述讀寫指令信號(hào)所需的電平以及非執(zhí)行所述讀寫指令信號(hào)所需的電平輸出至所述多個(gè)二級(jí)數(shù)據(jù)選擇器；

所述多個(gè)二級(jí)數(shù)據(jù)選擇器對(duì)應(yīng)耦合至所述多條第一字線和所述第二字線譯碼單元，用于接收所述行選信號(hào)，并根據(jù)所述行選信號(hào)選中與其耦合的一條第一字線，以及將執(zhí)行所述讀寫指令信號(hào)所需的電平以及非執(zhí)行所述讀寫指令信號(hào)所需的電平輸出至所述第一字線。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的每單元多比特存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)選擇器還包括讀寫指令信號(hào)開關(guān)，耦合至所述多個(gè)電阻元件和一級(jí)數(shù)據(jù)選擇器，用于根據(jù)所述讀寫指令信號(hào)導(dǎo)通或關(guān)斷。