[发明专利]低电压和低功耗存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低电压和低功耗CMOS栅氧化层存储器单元，特别涉及一种基于门电路的一次性可编程不挥发存储器，进一步的说，关于一种低电压低功耗存储单元。

背景技术

不挥发性存储器在掉电后亦可保存数据，常用于数码相机存储器、射频电路等。

常见的类型是应用字线和位线交叉点原理的可编程只读存储器（PROM），可以包括熔丝，反熔丝，以及捕获电荷以存储逻辑信息的装置，例如，浮栅雪崩注入型金属氧化物半导体（FAMOS）。此处的“交叉点”是指位线和字线的交叉连接点。

这样的PROM的例子是，美国专利6,215,140 Reisinger等，公开了一种利用栅二氧化硅层电容击穿的存储数字信息的技术，在此引用其内容。基础PROM由Reisinger等公开。采用一系列氧化物电容和二极管连接点的组合作为交叉点单元，一个完好的电容单元代表逻辑值0，一个被击穿的电容单元代表逻辑值1。通过调整二氧化硅层的厚度可以获得满足具体要求的参数。

在不同类型的不挥发性储存器制造工艺上的改进往往落后于CMOS等使用广泛的逻辑器件工艺，例如美国专利申请No.2010/0091545 zeng等，本文予以引用。

一部分先有技术的栅氧化层储存器单元需要满足某些条件因而在一些应用中受限。例如，需要一个处于硬击穿状态的已编程的栅氧化层（栅电容），以便具有低的电阻从而提供足够的单元读检测电流（1~10uA）。以及，由于在击穿的栅氧上的电阻比较大，随之压降也比较大，故现有技术的栅氧化层存储器单元需要一个比较高的（大于2.5~3.3V）读取电压，例如，这样的参数包括1~10uA x 500K Ω=0.5~5V。在电阻为1M的时候，会产生1~10V的压降，一些具有高电阻的单元可能不会被正确读取。这些例子表明了现有技术的几个缺点。

因此需要现有栅氧化层存储单元实现改进的性能，解决现有技术中的不足之处。

发明内容

本发明涉及到的第一个方面是，提供一种存储电路，包括至少两条字线和至少两条位线，还包括一个第一选择装置，第一选择装置与至少一条字线和至少一条位线，一个栅电容元件连接到至少一条字线和第一选择装置。储存器还包括一个串联在栅电容元件和第一选择装置的检测装置，检测装置连接到至少两条位线。

本发明的第二个方面，储存器电路包括至少两条字线和至少两条位线，储存器还有一个连接到至少一条字线和一条位线的第一选择装置，以及一个连接到至少一条字线和第一选择装置的栅电容元件，储存器还有一个第二检测装置串联在栅电容元件和第一选择装置。第二检测装置连接到至少两条位线。栅电容元件可以是下述之任一：ROM，EPROM，EEPROM，FLASH，PCRAM,FCRAM,MRAM,反熔丝器件。

第三个方面，储存器电路包括至少两条字线，至少两条位线和第一选择装置连接到至少两条字线和一条位线。

还有一个栅电容元件连接到至少一条字线和第一选择装置，储存器还有一个第二检测装置串联在栅电容元件和第一选择装置之间。第二检测装置连接到至少两条位线。栅电容元件是一个P型场效应晶体管，选择装置和检测装置都是P型场效应晶体管。

更进一步的，储存器电路包括至少两条字线和至少两条位线，储存器还有一个连接到至少一条字线和一条位线的第一选择装置，以及一个连接到至少一条字线、第一选择装置和一个检测装置的栅电容元件。检测装置与栅电容元件和第一选择装置相连接。检测装置连接到至少两条位线。储存器电路还有一个解码器连接到检测装置和放大器。

更进一步的，存储器有第一字线、第二字线、第一位线、第二位线，储存器电路有第一选择装置连接到第二字线和第一位线，第一位线和栅电容元件连接到第一字线和第一选择装置，储存器电路有一个检测装置串联在栅电容元件和选择装置之间，检测装置连接到第一位线和第二位线，储存器电路还有一个解码器串联连接到检测装置和第一选择装置，一个限流电路连接到解码器，栅电容元件是一个场效应管，第一选择装置和检测装置都是场效应管。

更进一步的是，包括一个第一晶体管连接到第一字线，第二晶体管连接到第二字线，第三晶体管连接到第一和第二晶体管，并连接到第一和第二位线。编程的方法是将第一字线提高到一个预定的电平，并在预定时间内将第二字线开启，将第一位线接地。

附图说明

本发明的特征和优点将体现于优选实施例和附图中更具体的描述。附图中，各图中相同的标记表示同样的器件。附图并非对本发明在实施中的限制，而是说明本发明的具体实施方式，对于本领域技术人员是显而易见的。