專利名稱：一種可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體和及其操作方法技術(shù)領(lǐng)域的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記憶體及其制備方法，利用備份原理，在同一芯片中復(fù)制記憶體細(xì)胞，從而大大提升芯片的可靠性，降低文件損壞風(fēng)險(xiǎn)。此發(fā)明屬于集成電路的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電子工業(yè)界，針對(duì)軍用、商用和民用的產(chǎn)品規(guī)格的不同要求顯著不同。軍用儀器一般在極端環(huán)境下長時(shí)間作業(yè)，對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求極高。而民用產(chǎn)品如手機(jī)、電腦等更新?lián)Q代極快，因此對(duì)其電子元件的特性，如可擦寫次數(shù)，錯(cuò)誤率，使用壽命等，要求相對(duì)較低。
針對(duì)不同的規(guī)格要求，記憶體生產(chǎn)商往往需要設(shè)計(jì)、籌劃相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)程序和生產(chǎn)線，從而導(dǎo)致成本飆升。本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一款能同時(shí)應(yīng)用在軍用、商用和民用的記憶體，提升現(xiàn)有設(shè)計(jì)重復(fù)使用率，降低產(chǎn)品成本。在芯片業(yè)界，通常的規(guī)格是
1.民用電子產(chǎn)品規(guī)格要求比較低，在(Γ55攝氏度的工作環(huán)境下需達(dá)到5 10年的產(chǎn)品壽命。對(duì)容量要求高，用于儲(chǔ)存大型系統(tǒng)軟件，多媒體文件等等；
2.工業(yè)用電子產(chǎn)品規(guī)格要求就高很多，在-4(Γ125攝氏度的工作環(huán)境下需達(dá)到10 20年的產(chǎn)品壽命；
3.軍工產(chǎn)品和汽車工業(yè)電子產(chǎn)品規(guī)格要求近乎嚴(yán)苛，在-55 175攝氏度的工作環(huán)境下需達(dá)到20年以上的產(chǎn)品壽命。每種規(guī)格都有自己相應(yīng)的制備過程。本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，降低芯片成本，并且安全可靠。一塊芯片的成本包含1)芯片產(chǎn)品的設(shè)計(jì)費(fèi)用，2)光罩的費(fèi)用(一次性的)，3)硅片的費(fèi)用，4)，營運(yùn)成本。同一種產(chǎn)品，如2GB的記憶體芯片，在面對(duì)不同的軍用和民用客戶時(shí)，由于制備步驟不同，芯片都會(huì)被要求重新設(shè)計(jì)。因此，盡管記憶容量一樣，但記憶體生產(chǎn)商仍需要使用不同的設(shè)計(jì)圖紙和生產(chǎn)線，重復(fù)以上的所有四個(gè)步驟。其結(jié)果就是，產(chǎn)品從重新設(shè)計(jì)到交貨的時(shí)間延長，同時(shí)造成效率低下，資源浪費(fèi)。應(yīng)用了本發(fā)明之后，以同樣規(guī)格制造的2GB芯片可同時(shí)出售給民用或軍用客戶。本發(fā)明的另一大作用是為新研發(fā)芯片提供可靠的測試平臺(tái)。芯片制備工藝日新月異，在產(chǎn)品試樣品中使用本發(fā)明可以確保芯片在不成熟的工藝中運(yùn)行，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以做冗余線路的調(diào)試，而不必等工藝團(tuán)隊(duì)調(diào)試完成才開始做。雙管齊下，這樣也縮短了產(chǎn)品從開始設(shè)計(jì)到成品銷售所需的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種降低芯片成本和減少產(chǎn)品到市場的時(shí)間的非揮發(fā)性記憶體及其制備方法，其結(jié)構(gòu)緊湊，降低芯片成本，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體，包括若干存儲(chǔ)比特單元及存儲(chǔ)比特相對(duì)應(yīng)的控制單元，存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元。所述存儲(chǔ)比特單元包括控制極端、源極端及漏極端；若干存儲(chǔ)比特單元規(guī)則排布形成行存儲(chǔ)群組及列存儲(chǔ)群組，行存儲(chǔ)群組內(nèi)每行存儲(chǔ)比特單元的控制極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的WL位線端相連接，行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端相互連接后均與SL位線端相連接，列存儲(chǔ)群組內(nèi)每列存儲(chǔ)比特單元的漏極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的BL位線端相連接，列存儲(chǔ)群組內(nèi)對(duì)應(yīng)的BL位線端通過多路選擇器與檢測放大器相連，放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。所述存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元，可以選擇性同時(shí)控制一條，二條或多條的WL位線來進(jìn)行控制讀取存儲(chǔ)比特單元的信號(hào)。所述存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元，直接和存儲(chǔ)比特單元的WL位線相連結(jié)。所述一種可以改換多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元直接連結(jié)和控制存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元，來實(shí)現(xiàn)控制不同規(guī)格等級(jí)記憶體。所述一種可以改換多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器可以是通過一層金屬層選項(xiàng)(metal option)來達(dá)到選擇功能，也就是說換一層金屬層就可以生成一種相對(duì)應(yīng)的規(guī)格等級(jí)的記憶體。一種可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的操作方法，包括存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元；行存儲(chǔ)群組及列存儲(chǔ)群組，行存儲(chǔ)群組及列存儲(chǔ)群組內(nèi)均包括若干存儲(chǔ)比特單元；行存儲(chǔ)群組內(nèi)每行存儲(chǔ)比特單元的控制極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的WL位線端相連接，行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端相互連接后均與SL位線端相連接，列存儲(chǔ)群組內(nèi)每列存儲(chǔ)比特單元的漏極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的BL位線端相連接，且列存儲(chǔ)群組內(nèi)對(duì)應(yīng)的BL位線端通過多路選擇器與檢測放大器相連，對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)存儲(chǔ)比特單元的操作方法包括數(shù)據(jù)寫入操作、數(shù)據(jù)讀取操作及數(shù)據(jù)擦除操作；
當(dāng)可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元輸出控制相對(duì)應(yīng)規(guī)格等級(jí)記憶體的控制信號(hào)給存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元。所述控制信號(hào)是控制不同規(guī)格等級(jí)，相對(duì)應(yīng)規(guī)格等級(jí)的記憶體；所述控制信號(hào)是指一次控制一條位線WL, 一次控制二條位線WL或一次控制多條位線WL。
將第二操作偏壓始終加載于SL位線端上；選取行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元，并將第一操作偏壓加載于對(duì)應(yīng)的一條WL位線端上，或?qū)⒌谝徊僮髌珘和瑫r(shí)加載于對(duì)應(yīng)的二條WL位線端上,或或?qū)⒌谝徊僮髌珘和瑫r(shí)加載于對(duì)應(yīng)的多條WL位線端上，第三操作偏壓加載于其余的WL位線端上；通過多路選擇器選擇對(duì)應(yīng)的BL位線端，并將第四操作偏壓加載于選擇對(duì)應(yīng)的BL位線端上，第五操作偏壓加載于其余的BL位線端上;
當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘骸⒌诙僮髌珘号c第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得選中的BL位線端與WL位線端交叉確定的存儲(chǔ)比特單元達(dá)所需的電壓，且第二操作偏壓、第三操作偏壓與第五操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余存儲(chǔ)比特單元的電壓與所需的電壓不匹配時(shí)，以能向所述交叉確定的存儲(chǔ)比特單元內(nèi)寫入所需的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)寫入操作；
當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，以能測定流過所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元的電流值，同時(shí)，第二操作偏壓、第三操作偏壓與第五操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，關(guān)斷行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余存儲(chǔ)比特單元的電流輸出，以能讀取所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)快閃存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)讀取操作；
當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘骸⒌诙僮髌珘号c第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，以使得與第一操作偏壓相連的存儲(chǔ)比特單元的源極端與控制端的電壓差與所需的擦除電壓匹配，且第三操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得與第三操作偏壓相連的存儲(chǔ)比特單元的源極端與控制端的電壓差與所需的擦除電壓不匹配時(shí)，以能存儲(chǔ)與第一操作偏壓相連對(duì)應(yīng)的行存儲(chǔ)群組，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)擦除操作；
當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元讀取時(shí)，第一操作偏壓為5V，第二操作偏壓為0V，第三操作偏壓為0V，第四操作偏壓為IV，第五操作偏壓為OV或浮置；
當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元寫入時(shí)，第一操作偏壓為9V,第二操作偏壓為0V,第三操作偏壓為0V,第四操作偏壓為5V,第五操作偏壓為OV ； 當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元擦除時(shí)，第一操作偏壓為-9V，第二操作偏壓為9V，第三操作偏壓為0V，第四操作偏壓及第五操作偏壓均為浮置。所述存儲(chǔ)比特單元為電子隧穿氧化層快閃存儲(chǔ)器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括若干存儲(chǔ)比特單元及存儲(chǔ)比特相對(duì)應(yīng)的控制單元,存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元。改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元輸出選擇器的信號(hào)來選不同規(guī)格等級(jí)記憶體。存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元接到同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇器單元輸出選擇器的信號(hào)來控制相對(duì)應(yīng)規(guī)格等級(jí)時(shí)所需的位線WL ;可以一次控制相對(duì)應(yīng)的一條WL位線，或同時(shí)控制對(duì)應(yīng)的二條WL位線，或同時(shí)控制相對(duì)應(yīng)的多條WL位線來達(dá)到不同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇。這樣一個(gè)不同規(guī)格等級(jí)記憶體可以同時(shí)用在不同規(guī)格等級(jí)的系統(tǒng)上。這樣記憶體的使用成本降底和減少產(chǎn)品到市場的時(shí)間，適用范圍廣。


圖I為本發(fā)明的有多個(gè)規(guī)格等級(jí)可以選擇的記憶體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群若干存儲(chǔ)比特單元示意圖。圖3為本發(fā)明的多路轉(zhuǎn)換器(MUX)。圖4為本發(fā)明的多路轉(zhuǎn)換器(MUX)的邏輯簡圖。圖5為本發(fā)明的MUX和一塊具體的32x32記憶模塊組合到一起，形成一個(gè)邏輯模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。對(duì)于記憶體的產(chǎn)品，用一個(gè)記憶體的單個(gè)比特做出來的產(chǎn)品，通長規(guī)格一條位線(word-line)通?？刂埔粋€(gè)比特的活動(dòng)，如圖(I)所示。一般來講一個(gè)數(shù)字控制信號(hào)只可以控制‘開’或‘關(guān)’兩種情形。本發(fā)明的最基本原理是發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，靈活地根據(jù)客戶要求，隨時(shí)可調(diào)控一條或多條位線word-line。這個(gè)控制信號(hào)以多路轉(zhuǎn)換器(MUX)實(shí)現(xiàn)。這就是一個(gè)控制信號(hào)的延申。這里舉個(gè)實(shí)例，以控制一條word line和控制二條word line來解釋。假設(shè)控制信號(hào)是O的時(shí)候，芯片里每個(gè)時(shí)鐘段只能有一條word line被打開或控制，那時(shí)每個(gè)記憶細(xì)胞中只有一個(gè)單位比特在工作。當(dāng)控制信號(hào)是I的時(shí)候，同時(shí)有二條word line被打開或控制,等于每個(gè)記憶細(xì)胞有二個(gè)單位比特在工作。這樣二個(gè)單位比特作同樣事情，就有了百分之一百的冗余(redundancy)的效果。就算其中一個(gè)比特壞掉了，但因還有一個(gè)比特正常工作，存儲(chǔ)的內(nèi)容并未遭到破壞。這便大大提高了芯片的可靠性(reliability)。當(dāng)每個(gè)記憶細(xì)胞只有一個(gè)工作單位比特時(shí)，只能負(fù)四十?dāng)z氏度到八十五攝氏度之間運(yùn)行，方能保證記憶塊出錯(cuò)率低于千分之一。當(dāng)工作環(huán)境變成商用(負(fù)四十?dāng)z氏度到一百二十五攝氏度)，或是軍工和汽車工(負(fù)四十?dāng)z氏度到一百五十?dāng)z氏度)時(shí)，芯片的出錯(cuò) 率便大大提升，幾乎達(dá)到百分之五，使大量文件損壞而無法被讀出。在這種情況下，本發(fā)明使用用兩個(gè)單位比特做相同應(yīng)用，就有了百分之一百的冗余(redundancy)。雖然芯片單個(gè)邏輯門出錯(cuò)率依舊，但同一記憶細(xì)胞中所有比特(兩個(gè)或以上)同時(shí)全部出錯(cuò)的機(jī)率仍遠(yuǎn)低于千分之一，因此能在更嚴(yán)酷的環(huán)境下達(dá)到相同的可靠度。雖然本在同樣面積的芯片中，本發(fā)明使得存儲(chǔ)的容量減半，但典型商用或軍用產(chǎn)品多注重可靠程度，對(duì)記憶塊容量的要求則相對(duì)較低。本發(fā)明可以在民用生產(chǎn)線上生產(chǎn)出同時(shí)符合容量和可靠度的軍用產(chǎn)品。另一面，利用本發(fā)明后，設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品可同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)或多個(gè)不同要求的市場，可以同時(shí)進(jìn)入民用市場，工業(yè)市場，或軍用市場等。并大大減低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，并縮短所需交貨時(shí)間。如圖2所示,一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器(MUX)控制著兩條或多條位線(word line)。此處以控制兩條為例。當(dāng)控制信號(hào)en為O時(shí)，輸出信號(hào)C等于輸入信號(hào)B。而當(dāng)控制信號(hào)en為I時(shí)，輸出信號(hào)C等于輸入信號(hào)A。也就是說，如果記憶體芯片客戶是民用的話，我們將en設(shè)置為0，A和B控制不同的記憶體細(xì)胞模塊。而對(duì)商用甚至軍用客戶，en便會(huì)被設(shè)置成1，變成一個(gè)輸入信號(hào)A控制原屬A和B操控的兩個(gè)記憶模塊。兩個(gè)記憶模塊也同時(shí)被賦予一樣的存儲(chǔ)內(nèi)容，達(dá)成冗余效果。實(shí)現(xiàn)C信號(hào)的邏輯公式如下
β
圖3則是具體實(shí)現(xiàn)C信號(hào)的邏輯簡圖。圖4將MUX和一塊具體的32x32記憶模塊組合到一起，形成一個(gè)邏輯模塊。當(dāng)然，本發(fā)明并無意在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的記憶體芯片封裝上多安管腳。為吻合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與其他記憶芯片生產(chǎn)商的管腳一致，本發(fā)明的控制信號(hào)是在芯片封裝前，以物理連接的方式調(diào)控內(nèi)部的熔絲(fuse)或e-fuse來達(dá)成。封裝完成后，終端用戶將無法從封裝外部調(diào)控。例如，當(dāng)芯片用做民用時(shí)，把fuse或e-fuse編程成相對(duì)應(yīng)的值，即O。當(dāng)芯片用作軍用時(shí)，把fuse或e-fuse編程成另外相對(duì)應(yīng)的值，即1，來達(dá)到冗余目的。以此類推。這樣信號(hào)就可以控制相對(duì)應(yīng)的word line。單個(gè)快閃存儲(chǔ)比特單元具有控制極、漏極端、源極端及浮柵電極，當(dāng)加載相應(yīng)的電壓時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單個(gè)快閃存儲(chǔ)比特單元的數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)寫入及數(shù)據(jù)操作操作。當(dāng)若干快閃存儲(chǔ)比特單元規(guī)則排布形成行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組后，可以通過下述方式來達(dá)到對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)的單個(gè)快閃存儲(chǔ)比特單元進(jìn)行操作。具體地為
對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)快閃存儲(chǔ)比特單元的操作方法包括數(shù)據(jù)寫入操作、數(shù)據(jù)讀取操作及數(shù)據(jù)擦除操作；
將第二操作偏壓始終加載于SL位線端上；選取行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元，并將第一操作偏壓加載于對(duì)應(yīng)的一條WL位線端上，或相對(duì)應(yīng)的二條WL位線端上，或相對(duì)應(yīng)的多條WL位線端上，第三操作偏壓加載于其余的WL位線端上；通過多路選擇器選擇對(duì)應(yīng)的BL位線端，并將第四操作偏壓加載于選擇對(duì)應(yīng)的BL位線端上，第五操作偏壓加載于其余的BL位線端上；第四操作偏壓與第五操作偏壓的加載通過多路選擇器 選中后確定相應(yīng)的電壓；
當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得選中的BL位線端與WL位線端交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元達(dá)到熱通道電子注入所需的電壓，且第二操作偏壓、第三操作偏壓與第五操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余快閃存儲(chǔ)比特單元的電壓與所需的熱通道電子注入電壓不匹配時(shí)，以能向所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元內(nèi)寫入所需的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)快閃存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)寫入操作；
當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，以能測定流過所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元的電流值，同時(shí)，第二操作偏壓、第三操作偏壓與第五操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，關(guān)斷行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余快閃存儲(chǔ)比特單元的電流輸出，以能讀取所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)快閃存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)讀取操作；
當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，以使得與第一操作偏壓相連的快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端與控制端的電壓差與所需的擦除電壓匹配，且第三操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得與第三操作偏壓相連的快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端與控制端的電壓差與所需的擦除電壓不匹配時(shí)，以能存儲(chǔ)與第一操作偏壓相連對(duì)應(yīng)的行存儲(chǔ)群組，實(shí)現(xiàn)對(duì)快閃存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)擦除操作。具體操作電壓為當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元讀取時(shí)，第一操作偏壓為5V，第二操作偏壓為0V，第三操作偏壓為0V，第四操作偏壓為IV，第五操作偏壓為OV或浮置。當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元寫入時(shí)，第一操作偏壓為9V，第二操作偏壓為0V，第三操作偏壓為0V，第四操作偏壓為5V，第五操作偏壓為0V。當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元擦除時(shí)，第一操作偏壓為-9V，第二操作偏壓為9V，第三操作偏壓為0V，第四操作偏壓及第五操作偏壓均為浮置。當(dāng)5V的第一操作偏壓加載于相應(yīng)的WL位線端上，OV第三操作偏壓加載于其余的WL位線端上，OV的第二操作偏壓加載于SL位線端上，通過多路選擇器選中的BL位線端加IV電壓，其余的BL位線端電壓為OV或浮置。當(dāng)由BL位線端與WL位線端確定的快閃存儲(chǔ)比特單元之前被寫入數(shù)據(jù)，寫入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于浮柵電極中，通過第一操作偏壓、第二操作偏壓及第四操作偏壓的對(duì)應(yīng)配合下，沒有電流或很小的電流流過；當(dāng)快閃存儲(chǔ)比特單元之前處于擦除狀態(tài)時(shí)，浮柵電極內(nèi)沒有電子、很少電子或正離子被存儲(chǔ)在浮柵電極中，通過第一操作偏壓、第二操作電壓及第四操作偏壓的對(duì)應(yīng)配合下，有較大的電流流過，從而通過當(dāng)?shù)貦z測放大器及全球檢測放大器放大轉(zhuǎn)換后能區(qū)分快閃存儲(chǔ)比特單元中存儲(chǔ)的是“I”或者“O”，實(shí)現(xiàn)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)快閃存儲(chǔ)比特單元的數(shù)據(jù)讀取操作。當(dāng)9V的第一操作偏壓加載到WL位線端、OV的第三操作偏壓加載于其余的WL位線端，OV的第二操作偏壓加載于SL位線端，5V的第四操作偏壓加載于選中的BL位線端，OV的第五操作偏壓加載于其余的BL位線端；通過第一操作偏壓、第二操作偏壓及第三操作偏壓的對(duì)應(yīng)配合，能通過熱通道電子注入(hot channel electron injection)將電子穿過二氧化硅進(jìn)入浮柵電極內(nèi)，熱通道電子注入為工藝中常用的寫入操作手段，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單個(gè)快閃存儲(chǔ)比特單元的數(shù)據(jù)寫入；而與第三操作偏壓及第五操作偏壓相連的快閃存儲(chǔ)比特單元由于所需的熱通道電子注入電壓不匹配，其余的快閃存儲(chǔ)比特單元不能進(jìn)行寫入操作，避免對(duì)其他快閃存儲(chǔ)比特單元寫入數(shù)據(jù)時(shí)的干擾。
當(dāng)-9V的第一操作偏壓加載到WL位線端上，OV的第三操作偏壓加載到其余的WL位線端，9V的第二操作偏壓加載于SL位線端上，第四操作偏壓與第五操作偏壓均為浮置電壓，通過第一操作偏壓與第二操作偏壓的對(duì)應(yīng)配合下，能達(dá)到FN (Fowler-Nordheim)隧道效應(yīng)所需的電場，快閃存儲(chǔ)器比特單元中的浮柵電極中的電子就會(huì)流出到SL位線端，以達(dá)到擦除浮柵電極中的存儲(chǔ)目的。由于第三操作偏壓是0V，第二操作偏壓與第三操作偏壓間的電壓值不能達(dá)到FN隧道效應(yīng)所需的電壓，因此行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余的快閃存儲(chǔ)比特單元不會(huì)被擦除。由于第四操作偏壓與第五操作偏壓均為浮置電壓狀態(tài)，第一操作偏壓與一行中所有快閃存儲(chǔ)比特單元的控制端相連，第三操作電壓與所有快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端相連，因此在擦除時(shí)，會(huì)將加載第一操作偏壓對(duì)應(yīng)行存儲(chǔ)群組中的快閃存儲(chǔ)比特單元均進(jìn)行擦除。本發(fā)明可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的記憶體由若干存儲(chǔ)比特單元及存儲(chǔ)比特相對(duì)應(yīng)的控制單元，存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元組成?？梢愿膿Q成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元輸出選擇器的信號(hào)來選定相對(duì)應(yīng)規(guī)格等級(jí)記憶體。存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元接到同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇器單元輸出選擇器的信號(hào)來控制不同規(guī)格等級(jí)時(shí)所需的位線WL ;可以一次控制相對(duì)應(yīng)的一條WL位線，或同時(shí)控制對(duì)應(yīng)的二條WL位線，或同時(shí)控制相對(duì)應(yīng)的多條WL位線來達(dá)到不同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇。這樣只是改換一層金屬層就可以改換成不同規(guī)格要求等級(jí)的記憶體用在相對(duì)應(yīng)的規(guī)格等級(jí)的系統(tǒng)上?？梢愿膿Q多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)記憶體的使用成本降底和減少產(chǎn)品到市場的時(shí)間，適用范圍廣。
權(quán)利要求
1.一種可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體架構(gòu)包括若干存儲(chǔ)比特單元及存儲(chǔ)比特相對(duì)應(yīng)的控制單元，存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元，所述存儲(chǔ)比特單元包括控制極端、源極端及漏極端；若干存儲(chǔ)比特單元規(guī)則排布形成行存儲(chǔ)群組及列存儲(chǔ)群組，行存儲(chǔ)群組內(nèi)每行存儲(chǔ)比特單元的控制極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的WL位線端相連接，行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端相互連接后均與SL位線端相連接，列存儲(chǔ)群組內(nèi)每列存儲(chǔ)比特單元的漏極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的BL位線端相連接，列存儲(chǔ)群組內(nèi)對(duì)應(yīng)的BL位線端通過多路選擇器與檢測放大器相連，放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體架構(gòu)中的存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元，其特征是所述特殊多路轉(zhuǎn)換器(MUX) IP,以實(shí)現(xiàn)字線熔合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體架構(gòu)中一種可以改 換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元，其特征是金屬層選項(xiàng)(metal option)。
4.一種可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體架構(gòu)包括若干存儲(chǔ)比特單元及存儲(chǔ)比特相對(duì)應(yīng)的控制單元，存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元；可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元單元輸出選擇器的信號(hào)選定相對(duì)應(yīng)規(guī)格等級(jí)記憶體；存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元接到同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇器單元輸出選擇器的信號(hào)來控制不同規(guī)格等級(jí)時(shí)所需的位線WL;可以一次控制相對(duì)應(yīng)的一條WL位線，或同時(shí)控制對(duì)應(yīng)的二條WL位線，或同時(shí)控制相對(duì)應(yīng)的多條WL位線來達(dá)到不同規(guī)格，或相對(duì)應(yīng)等級(jí)記憶體的選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有多個(gè)規(guī)格等級(jí)可以選擇的記憶體架構(gòu)中的存儲(chǔ)比特，其特征是快閃存儲(chǔ)比特單元。
6.一種可以改換成多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的操作方法，包括存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元；行存儲(chǔ)群組及列存儲(chǔ)群組，行存儲(chǔ)群組及列存儲(chǔ)群組內(nèi)均包括若干存儲(chǔ)比特單元；行存儲(chǔ)群組內(nèi)每行存儲(chǔ)比特單元的控制極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的WL位線端相連接，行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)快閃存儲(chǔ)比特單元的源極端相互連接后均與SL位線端相連接，列存儲(chǔ)群組內(nèi)每列存儲(chǔ)比特單元的漏極端相互連接后與對(duì)應(yīng)的BL位線端相連接，且列存儲(chǔ)群組內(nèi)對(duì)應(yīng)的BL位線端通過多路選擇器與檢測放大器相連，對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)存儲(chǔ)比特單元的操作方法包括數(shù)據(jù)寫入操作、數(shù)據(jù)讀取操作及數(shù)據(jù)擦除操作； 可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元輸出控制不同規(guī)格等級(jí)記憶體的控制信號(hào)給存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元；所述控制信號(hào)是控制不同規(guī)格，或相對(duì)應(yīng)等級(jí)的記憶體；所述控制信號(hào)是指一次控制一條位線WL，一次控制二條位線WL或一次控制多條位線WL ； 將第二操作偏壓始終加載于SL位線端上；選取行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元，并將第一操作偏壓加載于對(duì)應(yīng)的一條WL位線端上，或?qū)⒌谝徊僮髌珘和瑫r(shí)加載于對(duì)應(yīng)的二條WL位線端上,或?qū)⒌谝徊僮髌珘和瑫r(shí)加載于對(duì)應(yīng)的多條WL位線端上，第三操作偏壓加載于其余的WL位線端上；通過多路選擇器選擇對(duì)應(yīng)的BL位線端，并將第四操作偏壓加載于選擇對(duì)應(yīng)的BL位線端上，第五操作偏壓加載于其余的BL位線端上； 當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得選中的BL位線端與WL位線端交叉確定的存儲(chǔ)比特單元達(dá)所需的電壓，且第二操作偏壓、第三操作偏壓與第五操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余存儲(chǔ)比特單元的電壓與所需的電壓不匹配時(shí)，以能向所述交叉確定的存儲(chǔ)比特單元內(nèi)寫入所需的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)寫入操作； 當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，以能測定流過所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元的電流值，同時(shí)，第二操作偏壓、第三操作偏壓與第五操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，關(guān)斷行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組內(nèi)其余存儲(chǔ)比特單元的電流輸出，以能讀取所述交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)快閃存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)讀取操作； 當(dāng)?shù)谝徊僮髌珘?、第二操作偏壓與第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，以使得與第一操作偏壓相連的存儲(chǔ)比特單元的源極端與控制端的電壓差與所需的擦除電壓匹配，且第三操作偏壓與 第四操作偏壓對(duì)應(yīng)配合，使得與第三操作偏壓相連的存儲(chǔ)比特單元的源極端與控制端的電壓差與所需的擦除電壓不匹配時(shí)，以能存儲(chǔ)與第一操作偏壓相連對(duì)應(yīng)的行存儲(chǔ)群組，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)據(jù)擦除操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有多個(gè)規(guī)格等級(jí)可以選擇的記憶體的操作方法架構(gòu)，其特征是當(dāng)對(duì)行存儲(chǔ)群組與列存儲(chǔ)群組交叉確定的快閃存儲(chǔ)比特單元讀取時(shí)，第一操作偏壓為5V，第二操作偏壓為0V，第三操作偏壓為0V，第四操作偏壓為IV，第五操作偏壓為OV或浮置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有多個(gè)規(guī)格等級(jí)可以選擇的記憶體的操作方法架構(gòu)，其特征是將第一操作偏壓同時(shí)加載于對(duì)應(yīng)的二條WL位線端上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有多個(gè)規(guī)格等級(jí)可以選擇的記憶體的操作方法架構(gòu)，其特征是將第一操作偏壓同時(shí)加載于對(duì)應(yīng)的多條WL位線端上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以改換多個(gè)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體及其操作方法，若干存儲(chǔ)比特單元及存儲(chǔ)比特相對(duì)應(yīng)的控制單元，存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元和一種可以改換一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元組成?？梢愿膿Q一層金屬層就可以改換成相對(duì)應(yīng)規(guī)格要求等級(jí)的記憶體的選擇器單元單元輸出選擇器的信號(hào)來選不同規(guī)格或相對(duì)應(yīng)等級(jí)記憶體。存儲(chǔ)比特的位線WL控制單元接到同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇器單元輸出選擇器的信號(hào)來控制不同規(guī)格等級(jí)時(shí)所需的位線WL；可以一次控制相對(duì)應(yīng)的一條WL位線，或同時(shí)控制對(duì)應(yīng)的二條WL位線，或同時(shí)控制相對(duì)應(yīng)的多條WL位線來達(dá)到不同規(guī)格等級(jí)記憶體的選擇。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，減少產(chǎn)品到市場的時(shí)間，能降低芯片的使用成本，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G11C16/24GK102969021SQ20121047383
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
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