專利名稱：閃存器件的列譯碼及預(yù)充電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及一種存儲(chǔ)單元陣列(memory cell array)，更具體的，本發(fā)明涉及一種虛擬接地架構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域中一般的存儲(chǔ)器陣列的架構(gòu)是已知的。通常，存儲(chǔ)器陣列包含多條行和列線。陣列中的行通常被稱為字線(word lines)，而列被稱為位線(bit lines)，但該術(shù)語(yǔ)是相對(duì)的。
字線和位線重疊部分稱為節(jié)點(diǎn)(node)。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上或其附近是一個(gè)通常為某種類型晶體管的存儲(chǔ)單元。在虛擬接地架構(gòu)中，一條位線根據(jù)編程校驗(yàn)或讀取的存儲(chǔ)單元而可用作晶體管(存儲(chǔ)單元)的源極或漏極線。為簡(jiǎn)化說(shuō)明，“讀取”可指讀取操作或編程校驗(yàn)操作。
閃存器件使用浮柵結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元晶體管。閃存器件中的數(shù)據(jù)通過(guò)位于襯底和浮柵之間的絕緣薄膜中電荷的累積與耗盡而分別被編程或擦除。通過(guò)在晶體管施加足夠的電壓差以導(dǎo)致過(guò)量的電子累積于浮柵上，可以編程存儲(chǔ)單元。在浮柵上累積過(guò)量的電子提高柵極上的電荷與晶體管的閾值電壓。在讀取周期時(shí)，晶體管的閾值電壓被提高足夠高過(guò)施加電壓，使晶體管在讀取周期時(shí)不會(huì)開(kāi)啟。所以，已編程的存儲(chǔ)單元不會(huì)載送電流，表示邏輯值“0”。通過(guò)在扇區(qū)中各存儲(chǔ)單元的晶體管施加一電壓差的過(guò)程，導(dǎo)致各個(gè)晶體管的浮柵中過(guò)量的電子撤離該絕緣薄膜，而擦除該扇區(qū)的數(shù)據(jù)。因此，晶體管的閾值電壓降至低于施加在晶體管用于讀取數(shù)據(jù)的電壓。在擦除狀態(tài)時(shí)，電流流經(jīng)晶體管。當(dāng)施加讀取電壓時(shí)，電流經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)單元的晶體管，代表邏輯值“1”儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元中。
當(dāng)讀取選定的存儲(chǔ)單元時(shí)，將核心電壓提供到相對(duì)于該存儲(chǔ)單元的字線，以及將對(duì)應(yīng)該存儲(chǔ)單元的位線與負(fù)載連接(如疊接(cascode)或疊接放大器)。由于存儲(chǔ)器陣列的架構(gòu)，在字線上全部的存儲(chǔ)單元都遭受到核心電壓。這會(huì)沿著字線引起漏電流，而造成字線中的存儲(chǔ)單元之間產(chǎn)生不希望的相互影響。如果漏電流足夠大則可能會(huì)遲緩讀取并導(dǎo)致讀取選取的存儲(chǔ)單元時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。
為使存儲(chǔ)單元間的相互影響減小且加快讀取速度，可使用一種稱為預(yù)充電的方法。預(yù)充電的作用是將對(duì)應(yīng)欲讀取的存儲(chǔ)單元的節(jié)點(diǎn)旁邊的節(jié)點(diǎn)充電(施加電負(fù)載)。更具體的，是對(duì)預(yù)定的存儲(chǔ)單元的漏極節(jié)點(diǎn)旁(并且在同一條字線上)的節(jié)點(diǎn)預(yù)先充電。如果漏極節(jié)點(diǎn)與預(yù)充電節(jié)點(diǎn)的電壓大約相同時(shí)，則預(yù)充電具有減少漏電流的功效。
預(yù)充電的問(wèn)題在于很難預(yù)測(cè)需要提供多少電壓給預(yù)充電節(jié)點(diǎn)。提供適當(dāng)?shù)念A(yù)充電電壓是很重要的，因?yàn)槿绻A(yù)充電電壓設(shè)的過(guò)高或過(guò)低，則無(wú)法正確讀取存儲(chǔ)單元。但是，影響漏電流大小的因素很多，因此影響需要提供多少電壓給預(yù)充電節(jié)點(diǎn)的因素也很多。這些因素包括溫度和電源電壓的變化。
另外，漸漸開(kāi)始使用一種較新的存儲(chǔ)器架構(gòu)，稱為鏡位(mirror bit)架構(gòu)。在現(xiàn)代的鏡位架構(gòu)中，每一個(gè)存儲(chǔ)單元可儲(chǔ)存兩個(gè)位，與舊有的存儲(chǔ)單元只儲(chǔ)存一個(gè)位有所不同。隨著多位存儲(chǔ)單元的出現(xiàn)，原來(lái)用來(lái)分辨“0”和“1”的閾值電壓范圍現(xiàn)在被細(xì)分為分配給多位邏輯值的較小范圍。例如，電壓范圍0.00至1.00可通過(guò)將“1”配置給零伏特而“0”配置給1伏特，用來(lái)儲(chǔ)存單一個(gè)位?；蛘撸妷悍秶?.00至1.00可細(xì)分為四部分0至0.25、0.25至0.5、0.5至0.75和0.75至1.00。這四個(gè)范圍可分配為“11”、“10”、“01”、“00”的邏輯值。
雖然多位存儲(chǔ)單元能夠增加信息的儲(chǔ)存容量，但它們同時(shí)需要更精確的測(cè)量用來(lái)分辨關(guān)于存儲(chǔ)單元狀態(tài)的邏輯值。此外，儲(chǔ)存在多位存儲(chǔ)單元中位的式樣(如00、01、10、或11)也影響漏電流的大小。所以，估算預(yù)充電電壓的適當(dāng)數(shù)量是很困難的，且對(duì)鏡位架構(gòu)而言更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
將在多個(gè)實(shí)施例中說(shuō)明讀取存儲(chǔ)單元的方法，與使用這些方法的存儲(chǔ)器陣列。在某一實(shí)施例中，在一個(gè)存儲(chǔ)器陣列中對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)單元的第一節(jié)點(diǎn)(或位線)提供電負(fù)載。將存儲(chǔ)器陣列中的與第一節(jié)點(diǎn)位于同一條字線上的第二節(jié)點(diǎn)(或位線)預(yù)先充電。在同一條字線中，第二節(jié)點(diǎn)至少與第一節(jié)點(diǎn)間隔有一個(gè)插入節(jié)點(diǎn)。
在另一實(shí)施例中，將一組存儲(chǔ)單元排列為具有行(X-次元)和列(Y-次元)的長(zhǎng)方形陣列。在一行中，存儲(chǔ)單元的源極和漏極耦接形成一線型鏈。一條共同的字線與行中的每個(gè)柵極耦接。鏈中相鄰存儲(chǔ)單元之間的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)與一條獨(dú)立的列線耦接。四列Y-譯碼器用于選擇感測(cè)操作(sense operations)用的列線。在感測(cè)操作中，將電壓源提供給四列中的兩列。能夠感測(cè)一條列線上的電流來(lái)提供讀取或校驗(yàn)的測(cè)量。


本說(shuō)明書中附帶的圖式用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，并搭配說(shuō)明，以解釋本發(fā)明的主要原則圖1A顯示了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多位存儲(chǔ)單元的示意圖；圖1B顯示了與圖1A中多位存儲(chǔ)單元的邏輯狀態(tài)有關(guān)的閾值電壓的分布；圖2A顯示了本發(fā)明某一實(shí)施例中具有列線的漏極-源極串聯(lián)的存儲(chǔ)單元；圖2B顯示了與漏極-源極串聯(lián)中存儲(chǔ)單元的感測(cè)操作有關(guān)的寄生電容與電阻的等效電路；圖3A顯示了依照本發(fā)明一實(shí)施例的用于感測(cè)操作的四列選擇；圖3B顯示了依照本發(fā)明一實(shí)施例的用于讀取操作的四列選擇；圖3C顯示了依照本發(fā)明一實(shí)施例的用于校驗(yàn)操作的四列選擇，；圖4顯示了依照本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)單元陣列扇區(qū)的設(shè)計(jì)，具有參考和冗余區(qū)塊操作；圖5A顯示了用于依照本發(fā)明一實(shí)施例的四列Y-譯碼器的一列的源極選擇器；圖5B顯示了依照本發(fā)明一實(shí)施例的四列Y-譯碼器的金屬位線選擇部分；圖5C顯示了依照本發(fā)明一實(shí)施例的四列Y-譯碼器的擴(kuò)散位線選擇部分；圖6是依照本發(fā)明一實(shí)施例的四列感測(cè)操作的流程圖；
圖7是依照本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)器陣列一部分的代表圖；圖8A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的示范的存儲(chǔ)單元代表圖；圖8B是依照本發(fā)明一實(shí)施例的示范的鏡位存儲(chǔ)單元代表圖；圖9A是顯示本發(fā)明的預(yù)先充電方法的某一實(shí)施例；圖9B是顯示本發(fā)明的預(yù)先充電方法的另一實(shí)施例；圖10是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)單元讀取方法的流程圖。
在此說(shuō)明所參考的圖式并非按原比例而畫，除非特別注明。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。在其它的情況下，眾所周知的方法、程序、構(gòu)成要素、以及電路在此并不詳加敘述，以不至于混淆本發(fā)明的特點(diǎn)。
以下詳細(xì)說(shuō)明的某些部分是通過(guò)程序、步驟、邏輯區(qū)塊、處理過(guò)程、和其它符號(hào)來(lái)表示可在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中執(zhí)行的數(shù)據(jù)位操作。這些敘述與代表方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員欲最有效率的將他們實(shí)質(zhì)成果傳達(dá)給其它同領(lǐng)域技術(shù)人員所使用的方法。在此將程序、計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟、邏輯區(qū)塊以及處理過(guò)程等視為引領(lǐng)至某個(gè)渴望結(jié)果的本身前后一致的步驟或指令順序。步驟是那些需要實(shí)際物理量的操作。通常，但非必須，這些數(shù)量的具體形式采用能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中被儲(chǔ)存、傳送、結(jié)合、比較，以及其它操作的電子或磁性信號(hào)的形式。主要是因?yàn)槌Ｓ玫年P(guān)系，已經(jīng)證明以位、值、組件、符號(hào)、文字、術(shù)語(yǔ)、數(shù)字等來(lái)稱呼這些信號(hào)比較方便。
但是應(yīng)注意的是這些和類似的名詞應(yīng)與之適合的物理量關(guān)連，并且僅為該些數(shù)量的方便的用語(yǔ)。除非以下的敘述有明確的聲明，貫穿本發(fā)明的敘述用語(yǔ)如“選定”、“感測(cè)”、“提供”、“預(yù)先充電”等，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似電子計(jì)算機(jī)裝置中的動(dòng)作與過(guò)程，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)寄存器中物理(電子)量所代表的數(shù)據(jù)操作或轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器或其它類似的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、傳送或顯示裝置中以類似的物理量所代表的其它數(shù)據(jù)。
Y-譯碼系統(tǒng)和方法圖1A顯示了具有柵極105、源極115和漏極110的多位存儲(chǔ)單元100的示意圖。該存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存左位125(XL)和右位120(XR)。為了感應(yīng)存儲(chǔ)單元中的位狀態(tài)，源極115耦合接地，并且將一電壓源提供給漏極110，同時(shí)將電壓提供給柵極105。
圖1B顯示了分別與圖1A中多位存儲(chǔ)單元100的邏輯狀態(tài)“11”、“10”、“01”、“00”有關(guān)的閾值電壓的分布150、155、160、和165。X軸代表閾值電壓(Vt)，而Y軸代表具有特定閾值電壓的存儲(chǔ)單元數(shù)量(N)。在多位存儲(chǔ)單元中，增加操作電壓范圍的區(qū)分部分會(huì)增加感測(cè)正確性的需求，以便分辨存儲(chǔ)單元的間的邏輯狀態(tài)。
圖2A顯了示本發(fā)明某一實(shí)施例中具有16個(gè)存儲(chǔ)單元(0至15)和17條列線(CL00至CL16)的漏極-源極串210。該串中的存儲(chǔ)單元的柵極連接至一共同字線205。每一個(gè)存儲(chǔ)單元的漏極與其相鄰存儲(chǔ)單元的源極相連，而每一個(gè)存儲(chǔ)單元的源極與其相鄰的另一個(gè)存儲(chǔ)單元的漏極相連。漏極-源極串是一個(gè)陣列中存儲(chǔ)單元的一行的一部分，陣列中通常具有偽存儲(chǔ)單元(圖中未顯示)，用于提供行中開(kāi)頭及結(jié)尾正確的負(fù)載，而非用作儲(chǔ)存讀取。列線(CL00至CL16)分別與相鄰的存儲(chǔ)單元間的漏極-源極節(jié)點(diǎn)耦接。
圖2B顯示了與圖2A中漏極-源極串210中存儲(chǔ)單元的感測(cè)操作相關(guān)的寄生電容與電阻的等效電路。在此范例中，存儲(chǔ)單元1的源極接地，且電壓VD提供給其漏極。漏極-源極串中的相鄰存儲(chǔ)單元形成RC網(wǎng)絡(luò)，其取決于相鄰存儲(chǔ)單元的狀態(tài)和存儲(chǔ)單元的物理結(jié)構(gòu)以及它們的互相連接。圖中另顯示并聯(lián)電容240和串聯(lián)電阻245。并聯(lián)電容和串聯(lián)電阻實(shí)際上是有限的值。被感測(cè)的存儲(chǔ)單元也具有電阻235。
為了決定存儲(chǔ)單元1的狀態(tài)必須感測(cè)電流i2。這通常是通過(guò)感測(cè)由電壓源VD所提供的電流i1而達(dá)成。從圖2B中可見(jiàn)，寄生電阻與電容造成錯(cuò)誤電流i4和i5。錯(cuò)誤電流可能是與電容充電有關(guān)的瞬時(shí)電流，或者與電阻有關(guān)的穩(wěn)態(tài)電流。一般來(lái)說(shuō)，i4比i5較令人擔(dān)心，因?yàn)楹蚷5電流路徑比較起來(lái)，接地的源極S擁有非常小的通路電阻(pathresistance)。
圖3A顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中用于存儲(chǔ)單元1中感測(cè)操作的四列選擇器。要在存儲(chǔ)單元1上執(zhí)行讀取或校驗(yàn)的操作，選擇相鄰于存儲(chǔ)單元1的兩條列線(CLS1、CLS2)和另外兩列線(CLS3、CLS4)。CLS1、CLS2用于為存儲(chǔ)單元1提供基本的感測(cè)電流，而CLS3和CLS4與一電壓源同時(shí)使用于減少圖2B中錯(cuò)誤電流i4。
圖3B顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中耦接用于讀取操作的四列選擇和電壓源。當(dāng)讀取操作時(shí)，圖3A中的CLS1與地耦接，而CLS2與一電壓源V1耦接。CLS3與一電壓源V2耦接而CLS4可以浮接。電壓源V1最好是在1.2至1.4伏特范圍。電壓源V2和V1等值，且也最好在1.2到1.4伏特范圍內(nèi)。通常，電壓源V1具有相關(guān)的感測(cè)放大器，用于測(cè)量來(lái)自電源V1的電流。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電壓源V1和V2是一個(gè)并且相同，電流傳感器與連接選定的列線CLS2的路徑相連。因此，使用具有兩條分支的單一電壓源，其中一分支與電流傳感器相連。
由于V2提供給與V1所提供的列線緊鄰的列線，中間只隔著一個(gè)存儲(chǔ)單元2，V2能掩蔽與漏極-源極串其它存儲(chǔ)單元相關(guān)的寄生成分。除了V1以外的V2的應(yīng)用能使寄生電容快速的充電，所以能減少執(zhí)行讀取操作所需的時(shí)間。
一般而言，在讀取操作期間，該第四選擇的列線CLS4允許浮接。然而，除了將CLS3耦接到V2以外，也可將CLS4耦接到V2，而獲得進(jìn)一步改善的速度。
圖3C顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中用于校驗(yàn)操作的四列選擇。要執(zhí)行校驗(yàn)操作時(shí)，圖3A中的CLS1接地，以及CLS2與一電壓源V1耦接。CLS4與一電壓源V2耦接而CLS3可以浮接。電壓源V1最好在1.2到1.4伏特范圍內(nèi)。電壓源V2和電壓源V1等值，且最好也在1.2到1.4伏特范圍內(nèi)。
對(duì)照前述的讀取操作，在校驗(yàn)操作時(shí)，V1和V2并不提供給相鄰的列線。因?yàn)樾ｒ?yàn)操作須加強(qiáng)準(zhǔn)確度(相對(duì)于速度)。實(shí)際操作時(shí)，V1和V2的值會(huì)有少許不同，將造成小量的穩(wěn)態(tài)錯(cuò)誤電流。在讀取操作時(shí)，該錯(cuò)誤電流可被忽略，因?yàn)樗矔r(shí)錯(cuò)誤電流是主要關(guān)注的。通過(guò)將電壓源V2提供給CLS4而讓CLS3浮接，可在V1和V2之間達(dá)到較大的有效電阻，從而減低因?yàn)閂1和V2的值不同所造成的任何錯(cuò)誤電流。
圖4顯示了存儲(chǔ)器陣列扇區(qū)布置400的例子。扇區(qū)405包括形成核心存儲(chǔ)器陣列的I/O(輸入/輸出)區(qū)塊的I/O0至I/O15，參考區(qū)塊415和420和冗余區(qū)塊425。如圖所示，冗余區(qū)塊可以物理地與其它扇區(qū)分開(kāi)。每一個(gè)I/O區(qū)塊410包含有四個(gè)子I/O 430，各具有16個(gè)存儲(chǔ)單元的寬度。每個(gè)子I/O(w0、w1、w2、w3)具有一個(gè)相關(guān)的字?jǐn)?shù)(00、01、10、11)。因此，對(duì)16個(gè)存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，每個(gè)I/O區(qū)塊為四個(gè)字(或64存儲(chǔ)單元)寬。參考區(qū)塊415和420，以及冗余區(qū)塊425皆為16個(gè)存儲(chǔ)單元寬。所以，扇區(qū)405的寬度基本單位(unit)為16個(gè)存儲(chǔ)單元，且具有16個(gè)存儲(chǔ)單元的可編址(addressable)寬度的共同譯碼器架構(gòu)可用來(lái)尋址各個(gè)區(qū)塊?？偣菜璧淖g碼器數(shù)量為67個(gè)，其中64個(gè)是給16個(gè)I/O區(qū)塊I/O0至I/O15，2個(gè)譯碼器給參考區(qū)塊415和420，以及1個(gè)譯碼器給冗余區(qū)塊425。扇區(qū)405的全部寬度為1072個(gè)存儲(chǔ)單元，并且可具有寬度一半的高度，例如504個(gè)存儲(chǔ)單元高。
圖5A顯示了用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中四列Y-譯碼器中一列的源極選擇器。晶體管開(kāi)關(guān)的接地503由輸入BSG(n)所控制。當(dāng)BSG(n)確立時(shí)，選擇器的輸出YBL(n)與地耦接。輸入BSD(n)控制第一電壓源501。當(dāng)BSD(n)確立時(shí)，選擇器的輸出YBL(n)與第一電壓源耦接。輸入BSP(n)控制第二電壓源502。當(dāng)BSP(n)確立時(shí)，選擇器的輸出YBL(n)與第二電壓源耦接。當(dāng)BSG(n)、BSD(n)、和BSP(n)皆為低時(shí)，允許輸出YBL(n)浮接。
圖5B顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中四列Y-譯碼器的金屬位線選擇部分。YBL(0)、YBL(1)、YBL(2)、和YBL(3)與圖5A所示的源極選擇器的輸出YBL(n)耦接，并分支成兩個(gè)開(kāi)關(guān)金屬位線腳，由選擇器CS(7:0)所控制。八個(gè)金屬位線MBL(0)至MBL(7)由選擇器CS(7:0)所控制。
圖5C顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中四行Y-譯碼器的擴(kuò)展位線選擇部分。這部分與圖5B中一半的輸出耦接，而類似的部分與另一半輸出耦接。金屬位線MBL(0)至MBL(3)的每一條線由兩個(gè)開(kāi)關(guān)擴(kuò)展位線所終止，并與漏極-源極串505的一個(gè)漏極-源極節(jié)點(diǎn)耦接。每一個(gè)輸入SEL(0)至SEL(7)控制擴(kuò)展位線(列線)520至527。圖5A、圖5B和圖5C中組件結(jié)合成為四列Y-譯碼器，用于從16個(gè)存儲(chǔ)單元寬的子I/O中選出四列。
圖6顯示了在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的漏極-源極串的存儲(chǔ)單元中執(zhí)行四列感測(cè)操作的流程圖。在步驟605中，選取一條與存儲(chǔ)單元相關(guān)聯(lián)的第一列線，并將其與地耦接。這條列線通常是該存儲(chǔ)單元的源極。在步驟610中，選取一條第二列線，并將其與第一電壓源耦接。這第二列線通常與該存儲(chǔ)單元的漏極耦接。步驟615中，選取一條第三列線，并將其與第二電壓源耦接，可與或不與第二列線相鄰。步驟620中，選取一條第四列線，并讓其浮接。第四列線可與或不與第二列線相鄰。當(dāng)讀取操作時(shí)，第三列線最好與第二列線相鄰，當(dāng)校驗(yàn)操作時(shí)，第四列線最好與第二列線相鄰。步驟620中，感測(cè)來(lái)自第一電壓源的電流。
讀取存儲(chǔ)單元的預(yù)先充電方法圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中存儲(chǔ)器陣列700一部分的代表圖。在圖7中，為使說(shuō)明及描述簡(jiǎn)單，只描述單一條字線740和數(shù)條位線730、731、732。但本領(lǐng)域技術(shù)人員都了解，一個(gè)存儲(chǔ)器陣列實(shí)際上使用不同數(shù)目的字線和位線。也就是說(shuō)，存儲(chǔ)器陣列700實(shí)際上還會(huì)向左和右以及水平和垂直延伸(左、右、水平和垂直為相對(duì)方向)。另外也應(yīng)了解本發(fā)明只描述存儲(chǔ)器陣列的部分組件，也就是一個(gè)存儲(chǔ)器陣列實(shí)際上可包含在此描述以外的其它組件。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器陣列700使用一個(gè)虛擬接地架構(gòu)。在虛擬接地架構(gòu)中，位線可作為源極或漏極，根據(jù)所讀取的存儲(chǔ)單元(或所校驗(yàn)的程序)而定。
電源(電壓源760)可和字線740耦接，而負(fù)載(以疊接750為例)可與位線730至732耦接。位線730至732大致上相互平行，且字線740大致與字線成直角。字線740和位線730至732分別在多個(gè)節(jié)點(diǎn)710、711、和712上重疊。與這些節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是多個(gè)存儲(chǔ)單元720、721、和722。即，在此實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元720對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)710，存儲(chǔ)單元721對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)711，以及存儲(chǔ)單元722對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)712。還描述一存儲(chǔ)單元723與另一節(jié)點(diǎn)(并無(wú)圖標(biāo))對(duì)應(yīng)。存儲(chǔ)單元720至723可為單一位存儲(chǔ)單元如圖8A中的存儲(chǔ)單元800，或?yàn)殓R位存儲(chǔ)單元如圖8B中的存儲(chǔ)單元850。
圖8A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的示范的存儲(chǔ)單元800的代表圖。在此實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元800為浮柵的存儲(chǔ)單元，包括其中形成有源極和漏極區(qū)的襯底810。通常存儲(chǔ)單元800也包括第一氧化物層820a、儲(chǔ)存元件830(如浮柵)、第二氧化物層820b和控制柵極840。在此實(shí)施例中，儲(chǔ)存元件830用于儲(chǔ)存單一位。存儲(chǔ)單元如存儲(chǔ)單元800是本領(lǐng)域熟知的。
圖8B是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示范的鏡位存儲(chǔ)單元850的代表圖。在此實(shí)施例中，鏡位存儲(chǔ)單元850包括襯底860、第一氧化物層870a、儲(chǔ)存元件880(如浮柵)、第二氧化物層870b和控制柵極890。與圖8A的存儲(chǔ)單元800不同之處在于，存儲(chǔ)單元800以有區(qū)別的源極和有區(qū)別的漏極的不對(duì)稱晶體管為基礎(chǔ)，而鏡位存儲(chǔ)單元850則以具有類似(可選擇)的源極和漏極的不對(duì)稱晶體管為基礎(chǔ)。并且，鏡位存儲(chǔ)單元850設(shè)計(jì)可讓位儲(chǔ)存在儲(chǔ)存元件880其中的一邊或兩邊。詳細(xì)的來(lái)說(shuō)，當(dāng)電子儲(chǔ)存在儲(chǔ)存元件880的其中一邊時(shí)，它們會(huì)留在一邊且不會(huì)移到儲(chǔ)存元件的另一邊。所以，在此實(shí)施例中，每一個(gè)存儲(chǔ)單元可儲(chǔ)存兩個(gè)位。
圖9A是描述本發(fā)明的預(yù)先充電方法的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，將一條至少與漏極位線(如位線730)相隔一條位線的位線(如位線732)預(yù)先充電。即，根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例，在漏極位線和預(yù)先充電位線之間至少隔有一條位線(如位于線731)。雖然在此描述預(yù)先充電位線處于相對(duì)漏極位線的單一方向，但應(yīng)了解到，預(yù)先充電位線可位于沿著字線740的任一方向。
圖9A的為了讀取或編程校驗(yàn)選定的存儲(chǔ)單元(如存儲(chǔ)單元720)的預(yù)先充電方法按下列來(lái)實(shí)施。(為使說(shuō)明簡(jiǎn)單，讀取可指讀取操作或編程校驗(yàn)操作)。為了讀取存儲(chǔ)單元720，位線729作為源極位線而位線730作為漏極位線。電負(fù)載(如疊接(cascode))與對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元720的節(jié)點(diǎn)710(位線730)連接。為了減少漏電流，將位線732預(yù)先充電，該位線732和位線730(節(jié)點(diǎn)710)至少相隔一條介于其中的位線(或節(jié)點(diǎn))。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)先充電電壓在約1.2到1.4伏特之間的范圍；但是，也可使用其它的預(yù)先充電電壓。例如，可考慮預(yù)先充電電壓1.5伏特。大體來(lái)說(shuō)，預(yù)先充電電壓盡量在可實(shí)際達(dá)成的條件下與漏極節(jié)點(diǎn)的電負(fù)載(如節(jié)點(diǎn)710)相匹配。其它可影響預(yù)先充電電壓的大小的因素包含將要實(shí)施的感測(cè)設(shè)計(jì)以及感測(cè)設(shè)計(jì)對(duì)疊接和其它周邊電路的影響。
在其它實(shí)施例中，與位線730距離更遠(yuǎn)的位線可被預(yù)先充電。換句話說(shuō)，可將一條與位線730至少間隔一條以上(例如，兩條或更多)的位線或節(jié)點(diǎn)預(yù)先充電，替代對(duì)位線732預(yù)先充電。預(yù)先充電位線距離漏極位線多遠(yuǎn)是有限制的。當(dāng)選擇預(yù)先充電位線和漏極位線之間的距離時(shí)應(yīng)考慮至少兩個(gè)因素。其一是，當(dāng)預(yù)先充電位線離漏極位線越遠(yuǎn)時(shí)，預(yù)先充電位線對(duì)選定節(jié)點(diǎn)的影響會(huì)減少。所以，當(dāng)預(yù)先充電位線距離選定節(jié)點(diǎn)過(guò)遠(yuǎn)時(shí)不會(huì)對(duì)漏電流產(chǎn)生足夠重要的影響。另一考慮因素是存儲(chǔ)器陣列的架構(gòu)。例如，在鏡位架構(gòu)中，將存儲(chǔ)單元四個(gè)一組的讀取(譯碼)。這可以對(duì)預(yù)先充電位線和漏極位線的間的距離造成限制。根據(jù)這些因素，預(yù)先充電位線和漏極位線之間的距離可考慮最多五條位線(節(jié)點(diǎn))。但是本發(fā)明的特點(diǎn)的應(yīng)用，在全部的實(shí)施例中，預(yù)先充電位線和漏極位線的間的距離可不限于最多五條位線(節(jié)點(diǎn))。
圖9B是描述本發(fā)明的預(yù)先充電方法的另一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，將多個(gè)位線(如位線731和732)或節(jié)點(diǎn)(如節(jié)點(diǎn)711和712)預(yù)先充電。注意，在概括的意義下，預(yù)先充電位線中至少一條與漏極位線相隔一條介于其間的位線(節(jié)點(diǎn))。
在另一替代實(shí)施例中，可使用其它預(yù)先充電方法。例如，可將多于兩條位線預(yù)先充電。并且，不連貫的位線可預(yù)先充電。再者，當(dāng)多條位線預(yù)先充電時(shí)，每一條預(yù)先充電位線可通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上介于其間的節(jié)點(diǎn)或位線與預(yù)定節(jié)點(diǎn)相隔。另外，針對(duì)多條預(yù)先充電位線，可將預(yù)定節(jié)點(diǎn)的兩邊中任一邊上的位線預(yù)先充電。同樣地，在概括的意義下，預(yù)先充電位線中至少一條與選擇的節(jié)點(diǎn)相隔一條介于其間的節(jié)點(diǎn)(或位線)。
在將多條位線預(yù)先充電的實(shí)施例中，將同樣的預(yù)先充電電壓施行在每一條位線。在另一個(gè)這樣的實(shí)施例中，將不同的預(yù)先充電電壓施行在一條或一條以上的位線。
圖10是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)單元讀取(或編程校驗(yàn))方法的流程圖1000。雖然流程圖1000揭示特定的步驟，但這些步驟僅為范例。即本發(fā)明也適合于執(zhí)行流程圖1000所揭示步驟之外或其修改的步驟。本發(fā)明的步驟在執(zhí)行時(shí)可與揭示的順序有所不同，且流程圖1000的步驟并不一定需要按照描述的順序來(lái)執(zhí)行。一般來(lái)說(shuō)，流程圖1000的步驟1010和1020實(shí)質(zhì)上可同時(shí)實(shí)施，雖然他們也可在不同的時(shí)間實(shí)施。
在步驟1010中，將電負(fù)載提供給與一個(gè)將要讀取(或編程校驗(yàn))的選定存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的第一節(jié)點(diǎn)或位線(如漏極位線)。該負(fù)載可使用疊接。在步驟1020中，將與第一節(jié)點(diǎn)或位線位于同一條字線上的至少另一(第二)節(jié)點(diǎn)或位線預(yù)先充電。第二節(jié)點(diǎn)或位線與第一節(jié)點(diǎn)或位線分隔至少一條位于同一條字線上介于其間的節(jié)點(diǎn)，或位于存儲(chǔ)器陣列中的至少一條位線。如上述提及，可用多種預(yù)先充電方式將一個(gè)以上的位線(節(jié)點(diǎn))預(yù)先充電，并且每一個(gè)預(yù)先充電位線(節(jié)點(diǎn))的預(yù)先充電電壓可以相同或不同。
通過(guò)對(duì)與選定存儲(chǔ)單元相隔至少一條位線或節(jié)點(diǎn)的位線或節(jié)點(diǎn)預(yù)先充電，可減少漏電流的大小。所以，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種方法與裝置，能夠?qū)⒋鎯?chǔ)單元之間的漏電流減少并可能地減到最小。再者，使用根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例所描述的預(yù)先充電方法，將預(yù)先充電電壓與漏極線上電壓相匹配以減少漏電流變得較不重要。換句話說(shuō)，可更自由地選擇預(yù)先充電電壓。另一附加的好處是減少了選定的存儲(chǔ)單元對(duì)預(yù)先充電電壓變更的敏感性。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明于揭示的精準(zhǔn)形態(tài)，且可按照本發(fā)明的說(shuō)明進(jìn)行修飾與改變。實(shí)施例是根據(jù)能為本發(fā)明的精神即實(shí)際應(yīng)用作最佳解釋而選擇及說(shuō)明，并使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可最有效的利用本發(fā)明和其多種實(shí)施例與多種變更以適用于特定的用途。本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如后述的權(quán)利要求及其等效所列。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)非易失性存儲(chǔ)單元的狀態(tài)執(zhí)行感測(cè)操作的方法，該非易失性存儲(chǔ)單元屬于多個(gè)架構(gòu)成漏極-源極串的非易失性存儲(chǔ)單元，該方法包括選取第一列線并將其與地耦接(605)；選取與該第一列線相鄰的第二列線并將該第二列線與第一電壓源耦接(610)；選取第三列線并將其與第二電壓源耦接(615)；選取第四列線并允許其浮接(620)；以及感測(cè)該第一電壓源所提供的電流(625)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中該選定的第一列線(CLS1)與該選定的第二列線(CLS2)相鄰，該選定的第三列線(CLS3)與該選定的第二列線(CLS2)相鄰，并且也與該選定的第四列線(CLS4)相鄰。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中該選定的第一列線(CLS1)與該選定的第二列線(CLS2)相鄰，該選定的第四列線(CLS4)與該選定的第二列線(CLS2)相鄰，并且也與該選定的第三列線(CLS3)相鄰。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中該感測(cè)操作是讀取操作。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中該感測(cè)操作是校驗(yàn)操作。
6.一種讀取存儲(chǔ)單元的方法，該方法包括將電負(fù)載施加在存儲(chǔ)器陣列(700)中的第一節(jié)點(diǎn)(710)，該第一節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)該存儲(chǔ)單元(1010)；以及將該存儲(chǔ)器陣列中的第二節(jié)點(diǎn)(712)預(yù)先充電，該第二節(jié)點(diǎn)與第一節(jié)點(diǎn)在同一條字線(740)上，其中該第二節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)在同一條字線(1020)上相隔至少一個(gè)介于其間的節(jié)點(diǎn)(1020)。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中該第二節(jié)點(diǎn)在離開(kāi)該第一節(jié)點(diǎn)兩個(gè)到五個(gè)節(jié)點(diǎn)的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6的方法，其中該預(yù)先充電包括將一范圍在1.2至1.5伏特內(nèi)的電壓提供給該第二節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求6的方法，其中該存儲(chǔ)單元利用鏡位架構(gòu)，其中在該存儲(chǔ)單元中儲(chǔ)存兩個(gè)位數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求6的方法，還包括將該存儲(chǔ)器陣列中的第三節(jié)點(diǎn)(711)預(yù)先充電，其中將該字線上一個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)預(yù)先充電。
全文摘要
本發(fā)明說(shuō)明讀取存儲(chǔ)單元的方法，和使用這些方法的存儲(chǔ)器陣列。一組存儲(chǔ)單元排列成具有行(X－次元)與列(Y－次元)的長(zhǎng)方形陣列。在一行中，存儲(chǔ)單元的源極和漏極耦接形成一線型鏈。一條共同的字線與該行中的每個(gè)柵極耦接。鏈中相鄰存儲(chǔ)單元之間的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)與一條獨(dú)立的列線耦接。四列Y－譯碼器用于選擇感測(cè)操作用的列線。在感測(cè)操作中，將電壓源提供給四列中的兩列。預(yù)充電時(shí)，將一電負(fù)載提供給存儲(chǔ)器陣列中的第一節(jié)點(diǎn)。將在同一條字線上與第一節(jié)點(diǎn)相隔至少一個(gè)介于其間的節(jié)點(diǎn)的第二節(jié)點(diǎn)預(yù)先充電。
文檔編號(hào)G11C16/04GK1768391SQ03819817
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者楊天鈞, 謝明輝, K·栗原, 陳伯苓, K·王, M·S·鐘 申請(qǐng)人:斯班遜有限公司