[发明专利]一种读隔离可编程存储器单元及其编程和读取方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及半导体技术，尤其涉及一种读隔离可编程存储器单元及其编程和读取方法。 

背景技术

在以逻辑工艺为基础的片上系统(SOC，System On Chip)的设计过程中，常常需要集成大量的非易失性存储单元。不同用途的SOC可能需要不同功能的非易失性存储单元，包括只读存储单元、可编程只读存储单元、可编程可擦除只读存储单元等。与只读存储单元相比，可编程非易失性存储单元极大地增加了SOC设计者的自由度。设计者可以根据不同的应用需要，将信息通过编程固化到芯片中去，而不用重新设计芯片，这种情况下，设计所采用的存储单元并不需要可擦除功能。 

由于现有可编程存储器的数据编程和读取操作共用一个双向数据输入输出通道，因此，在对可编程存储器进行数据编程的操作过程中容易造成可编程存储器的数据读取过程的影响。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种读隔离可编程存储器单元及其编程和读取方法，达到防止数据编程时编程位线上高电压将与读取位线连接的晶体管击穿，提高可编程存储器数据编程和读取的可靠性的目的。 

根据本发明实施例的一方面，提供了一种读隔离可编程存储器单元，包括： 

第一晶体管，包括第一源极、第一漏极、第一栅极和第一阱电压端； 

第二晶体管，包括第二离子注入区、第二栅极和第二阱电压端； 

第三晶体管，包括第三源极、第三漏极和第三栅极； 

第一晶体管的第一栅极与字线连接；

第一晶体管的第一漏极与第二晶体管的第二离子注入区连接； 

第一晶体管的第一源极与编程位线连接； 

第二晶体管的第二栅极与源线连接； 

第三晶体管的第三漏极与读取位线连接；第一晶体管的第一阱电压端与第二晶体管的第二阱电压端连接；第三晶体管的第三源极与编程位线连接。 

根据本发明实施例的一个特征，所述第一晶体管为选择晶体管。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述第一晶体管包括厚栅氧层。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述第二晶体管为数据存储晶体管。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述第二晶体管包括薄栅氧层。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述第二晶体管为半个晶体管。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述第一、第二晶体管为P型MOS晶体管。 

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种读隔离可编程存储单元的编程方法，其中，第一、第二、第三晶体管为P型MOS晶体管，该编程方法包括： 

在第一晶体管的第一源极上施加第一电压； 

在第一晶体管的第一阱电压端上施加第一电压； 

在第一晶体管的第一栅极上施加第二电压； 

在第二晶体管的第二栅极上施加第三电压； 

在第二晶体管的第二阱电压端上施加第一电压； 

第一晶体管导通，使第二晶体管的第二离子注入区上的电压等于施加在第一晶体管源极上的第一电压，从而使第二晶体管的第二栅极、第二离子注入区间电压形成击穿电压，该击穿电压在预定时间内将第二晶体管的栅氧层击穿，完成编程操作； 

其中，所述第三晶体管的第三源极上的电压为第一电压，在所述第三晶体管的第三栅极上施加第一电压，使第三晶体管处于关闭状态。 

根据本发明实施例的一个特征，所述击穿包括硬击穿和软击穿，其中， 

所述硬击穿为将栅氧层完全一次性击穿； 

所述软击穿为过程性击穿，软击穿的击穿速度与栅氧层的厚度成反比，与击穿电压的大小成正比。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述第一电压为大于大小为至少两倍第二电压的电压；所述第二电压为表征电平值为1的电压；所述第三电压为表征电平值为0的电压。 

根据本发明实施例的另一个特征，所述击穿电压为大于大小为至少两倍第二电压的电压。 

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种读隔离可编程存储单元的读取方法，其中，第一、第二、第三晶体管为P型MOS晶体管，该读取方法包括： 

在第一晶体管的第一源极上施加第二电压； 

在第一晶体管的第一阱电压端上施加第二电压； 

在第一晶体管的第一栅极上施加第三电压； 

在第二晶体管的第二栅极上施加第三电压； 

在第二晶体管的第二阱电压端上施加第二电压；