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      10T非易失性靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的制作方法

      文檔序號(hào):12071389閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種存儲(chǔ)器,包括:

      非易失性靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(nvSRAM)單元的陣列,每個(gè)nvSRAM單元包括:

      易失性電荷存儲(chǔ)電路;以及

      非易失性電荷存儲(chǔ)電路,所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路包括確切地一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器(NVM)元件、耦合至所述NVM元件的第一晶體管、耦合至所述NVM元件的第二晶體管以及第三晶體管,數(shù)據(jù)通過所述第一晶體管耦合至所述易失性電荷存儲(chǔ)電路,所述數(shù)據(jù)的補(bǔ)碼通過所述第二晶體管耦合至所述易失性電荷存儲(chǔ)電路,所述NVM元件通過所述第三晶體管耦合至正電壓電源線(VCCT)。

      2.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器,其中,所述第一晶體管耦合至所述NVM元件的第一節(jié)點(diǎn),所述第二晶體管耦合至所述NVM元件的第二節(jié)點(diǎn),以及所述第三晶體管耦合在VCCT和所述NVM元件的所述第一節(jié)點(diǎn)之間。

      3.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器,其中,所述第三晶體管耦合在VCCT和所述NVM元件的第一節(jié)點(diǎn)之間,所述第一晶體管和所述第二晶體管耦合至所述NVM元件的第二節(jié)點(diǎn)。

      4.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器,其中,所述易失性電荷存儲(chǔ)電路包括交叉耦合靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)鎖存器,所述鎖存器包括數(shù)據(jù)真值節(jié)點(diǎn)(dt)和數(shù)據(jù)補(bǔ)碼節(jié)點(diǎn)(dc),所述數(shù)據(jù)真值節(jié)點(diǎn)(dt)耦合至位線(BT)和所述NVM元件的所述第一晶體管,所述數(shù)據(jù)補(bǔ)碼節(jié)點(diǎn)(dc)耦合至位線補(bǔ)碼(BC)和所述NVM元件的所述第二晶體管。

      5.如權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器,其中,所述NVM元件包括確切地一個(gè)硅氧化物氮化物氧化物硅(SONOS)晶體管,或確切地一個(gè)浮柵MOS場效應(yīng)晶體管(FGMOS)。

      6.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器,還包括處理元件,所述處理元件向所述nvSRAM單元中的每個(gè)發(fā)出控制信號(hào)以執(zhí)行存儲(chǔ)操作和召回操作。

      7.如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器,其中,所述處理元件被配置為發(fā)出控制信號(hào),使得從所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路被召回到所述易失性電荷存儲(chǔ)電路的數(shù)據(jù)對(duì)于每個(gè)召回操作是非反轉(zhuǎn)的。

      8.如權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器,其中,所述處理元件被配置為發(fā)出用于所述存儲(chǔ)操作的控制信號(hào),所述控制信號(hào)包括用于正常編程的控制信號(hào),在所述正常編程中所述第一晶體管處于導(dǎo)通以及所述第二晶體管和所述第三晶體管處于斷開,多個(gè)程序脈沖被施加到所述NVM元件的柵極節(jié)點(diǎn)以減輕動(dòng)態(tài)寫禁止(DWI)的影響。

      9.如權(quán)利要求8所述的存儲(chǔ)器,其中,由所述處理元件發(fā)出的所述多個(gè)程序脈沖的每一個(gè)具有約10V的峰值電壓。

      10.如權(quán)利要求8所述的存儲(chǔ)器,其中,每個(gè)程序脈沖具有基本上等于程序脈沖之間的時(shí)間的脈沖寬度。

      11.如權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器,其中,所述處理元件被配置為發(fā)出用于所述存儲(chǔ)操作的控制信號(hào),所述控制信號(hào)還包括用于在正常編程之前將所述NVM元件設(shè)置為編程狀態(tài)的批量編程和將所述NVM元件設(shè)置為擦除狀態(tài)的批量擦除的控制信號(hào)。

      12.一種操作非易失性靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(nvSRAM)單元的方法,所述單元包括易失性電荷存儲(chǔ)電路和非易失性電荷存儲(chǔ)電路,所述方法包括:

      導(dǎo)通所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路中的第一晶體管,所述第一晶體管耦合在所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路中的非易失性存儲(chǔ)器(NVM)元件和所述易失性電荷存儲(chǔ)電路中的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(dt)之間;

      斷開所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路中的第二晶體管和第三晶體管,所述第二晶體管耦合在所述NVM元件和所述易失性電荷存儲(chǔ)電路中的數(shù)據(jù)補(bǔ)碼節(jié)點(diǎn)(dc)之間,所述第三晶體管耦合在所述NVM元件和正電壓電源線(VCCT)之間;以及

      當(dāng)存儲(chǔ)在所述易失性電荷存儲(chǔ)電路中的數(shù)據(jù)在所述dt節(jié)點(diǎn)處為邏輯“1”時(shí),將多個(gè)程序脈沖施加至所述NVM元件的柵極節(jié)點(diǎn)以將來自所述易失性電荷存儲(chǔ)電路的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路,同時(shí)減輕來自所述dt節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)寫禁止(DWI)。

      13.如權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述多個(gè)程序脈沖包括約為10V的峰值電壓。

      14.如權(quán)利要求12所述的方法,其中,每個(gè)程序脈沖具有基本上等于程序脈沖之間的時(shí)間的脈沖寬度。

      15.如權(quán)利要求12所述的方法,還包括將所述NVM元件設(shè)置為編程狀態(tài)的批量編程和將所述NVM元件設(shè)置為擦除狀態(tài)的批量擦除的初始步驟。

      16.如權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述NVM元件包括確切地一個(gè)硅氧化物氮化物氧化物硅(SONOS)晶體管或確切地一個(gè)多晶硅浮柵晶體管。

      17.一種操作非易失性靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(nvSRAM)單元的方法,所述方法包括:

      將數(shù)據(jù)從在所述nvSRAM單元中的非易失性電荷存儲(chǔ)電路召回到易失性電荷存儲(chǔ)電路中,所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路包括確切地一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器(NVM)元件,

      其中,被召回的所述數(shù)據(jù)是非反轉(zhuǎn)的。

      18.如權(quán)利要求17所述的方法,其中,從所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路召回?cái)?shù)據(jù)包括:

      通過將負(fù)電壓電源線(VSSI)與所述易失性電荷存儲(chǔ)電路解耦,并且箝制VSSI與耦合至所述易失性電荷存儲(chǔ)電路的第一正電壓電源線(VCCI)之間的電壓,來限制通過所述nvSRAM單元的電流;

      將第二正電壓電源線(VCCT)耦合至所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路并接地(VGND);以及

      導(dǎo)通所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路中的第一晶體管和第二晶體管,所述第一晶體管耦合在所述NVM元件和所述易失性電荷存儲(chǔ)電路中的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(dt)之間,并且所述第二晶體管耦合在所述NVM元件和VCCT之間,使得存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)真值節(jié)點(diǎn)(dt)節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)在所述易失性電荷存儲(chǔ)電路中的數(shù)據(jù)補(bǔ)碼節(jié)點(diǎn)(dc)的數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)。

      19.如權(quán)利要求18所述的方法,還包括:

      迫使所述NVM元件的柵極節(jié)點(diǎn)處在擦除閾值電壓(Vte)和編程閾值電壓(Vtp)之間的電壓;

      導(dǎo)通耦合在所述NVM元件和所述dc節(jié)點(diǎn)之間的第三晶體管并斷開所述第一晶體管;以及

      停止對(duì)VSSI和VCCI之間的電壓的箝制,并將VSSI施加到所述nvSRAM單元以將來自所述非易失性電荷存儲(chǔ)電路的非反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)鎖存至所述易失性電荷存儲(chǔ)電路。

      20.如權(quán)利要求18所述的方法,其中,所述NVM元件包括確切地一個(gè)硅氧化物氮化物氧化物硅(SONOS)晶體管或確切地一個(gè)多晶硅浮柵晶體管。

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