一种改进的通孔只读存储单元制造技术

本发明专利技术公开了一种改进的通孔只读存储单元，包括两条支路，所述两条支路的每条都包括一个MOS场效应晶体管，所述MOS场效应晶体管包括栅极，栅极的栅介质和栅介质下面的第1和第2掺杂半导体区，所述第1和第2掺杂半导体区分别作为MOS管的源极和漏极。本发明专利技术优化了ROM存储阵列面积问题；稳定性也得到了保障；还可以避免采用基准电路带来的不匹配问题，极大地提高了读取的稳定性；该架构具有很重要的研究意义和广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的通孔只读存储单元
本专利技术涉及一种半导体存储器件即差分架构只读存储(ROM)单元，具体涉及一种改进的通孔只读存储单元。
技术介绍
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，我们正迈向一个信息社会。信息社会离不开信息的存储。近半个世纪以来，人们不断地探索存贮新技术，形成了品种繁多的存储器家族。现有的存储器种类很多，从存取功能方面，我们可以把他们分为只读(Read OnlyMemory, ROM)存储器和随机(Random Access Memory, RAM)存储器两大类。 其中的ROM存储器在工作状态下，只能从中读取数据，且断电后数据不会消失，属于半导体非挥发性存储器(Non-Volatile Semiconductor Memory)范畴。 传统的ROM存储器以一个和多个NMOS管构成，并以一个NMOS管作为基本单元。传统的ROM存储单元如图1所示，它的源极接地(GND)，漏极连接或不连接到位线(Bit Line,BL)，而栅极连接到字线(Word Line, WD0传统的数据“O”通过将NMOS的漏极接到位线来实现编程，传统的数据“I”通过将NMOS的漏极不接到位线来实现编程。 一般来说，这样的编程是利用形成ROM单元的NMOS晶体管的前端层实现的，以便在ROM器件中更高密度地集成ROM单元。利用通孔(Contact)掩膜版编程来非常常见的一种方法。Contact ROM单元示意图如图2所示，它通过是否有通孔连接高电平VCC和低电平GND来设定存储单元。 随着近年来集成电路工艺的不断发展，受限于工艺规则，ROM基本存储单元的面积无法做到跟随工艺尺寸等比例缩小，单位存储单元面积较大。随着工艺的进步，ROM的读操作也面临挑战，读操作时可区分的电流范围也越来越小，电流范围的局限严重限制了参考电路的阻抗选择，很容易带来阻抗不匹配问题，造成读取错误。 有鉴于此，有必要提出一种改进的差分架构ROM存储单元结构来优化这些问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种改进的通孔只读存储单元，在传统ROM存储单元的基础上，读取时采用两条支路对比输入差分放大器，避免了采用基准电路带来的不匹配问题，极大地提高了读取的稳定性。 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现:一种改进的通孔只读存储单元，包括两条支路，所述两条支路的每条都包括一个MOS场效应晶体管，所述MOS场效应晶体管包括栅极，栅极的栅介质和栅介质下面的第I和第2掺杂半导体区，所述第I和第2掺杂半导体区分别作为MOS管的源极和漏极。 进一步的，所述MOS场效应晶体管作为数据存储元件，且所述MOS场效应晶体管的栅极作为整体器件的字线，所述MOS场效应晶体管的漏极作为整体器件的位线。 进一步的，所述MOS场效应晶体管的第I和第2掺杂半导体区在空间上隔开并在其中间确定了沟道区。 进一步的，所述MOS场效应晶体管的栅极是导电结构，所述栅极的栅介质是一层超薄介质。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:I)本专利技术采用差分架构，两条支路作为差分对输入灵敏放大器，因而读操作时的可区分电流范围可以达到最大。同时，因为两条支路分别存储“O”和“1”，因而在满足读操作速度和准确性的前提下，可以适度地减小存储单元MOS元件的尺寸，这样可以很好的优化ROM存储阵列面积问题。 2)本专利技术采用对称差分架构，存储单元支路的阻抗匹配更好，稳定性更高。对于现有的存储单元而言，读取时通常采用一条基准电路作为参考支路，和位线BL —起输入到灵敏放大器中。这条支路的阻抗必须介于存储单元存O时BL端等效阻抗和存储单元存I时等效阻抗中间，这儿的参考支路必须小心设计，不然很容易引起错误。而对于本专利技术提出的差分结构，两条BL支路都是相同的结构，阻抗值也肯定在存O时等效阻抗和存I时等效阻抗之间变化。因而不用担心阻抗匹配问题，存储单元的稳定性也可以得到保障。 差分架构ROM单元可以一定程度上扩大器件读操作时可区分的电流范围，同时读取时采用两条支路对比输入差分放大器，可以避免采用基准电路带来的不匹配问题，极大地提高了读取的稳定性。该架构具有很重要的研究意义和广阔的市场前景。 【附图说明】 图1为传统ROM存储单元结构示意图；图2为通孔只读存储(Contact ROM)单元结构示意图；图3为改进的差分架构通孔只读存储单元示意图。 【具体实施方式】 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。 参照图3所示，一种改进的通孔只读存储单元，包括两条支路，所述两条支路的每条都包括一个MOS场效应晶体管，所述MOS场效应晶体管包括栅极，栅极的栅介质和栅介质下面的第I和第2掺杂半导体区，所述第I和第2掺杂半导体区分别作为MOS管的源极和漏极。 进一步的，所述MOS场效应晶体管作为数据存储元件，且所述MOS场效应晶体管的栅极作为整体器件的字线，所述MOS场效应晶体管的漏极作为整体器件的位线。 进一步的，所述MOS场效应晶体管的第I和第2掺杂半导体区在空间上隔开并在其中间确定了沟道区。 进一步的，所述MOS场效应晶体管的栅极是导电结构，所述栅极的栅介质是一层超薄介质。 本专利技术的原理:结合图3所示，在左边的差分存储单元中，Ml管和M2管都是标准MOS场效应晶体管。两条位线BLl和BLlB通过预充电电路充电至高电平。当Ml管和M2管的栅极连接的字线WL打开，M2管源极通过通孔接地GND，从而对漏极连接的位线BLl进行放电操作，Ml管源极则通过通孔连接了高电平VCC，即位线BLlB保持原来的电平，我们定义这种状态为只读存储器ROM中存了数据“1”，即图3中的0ne_Cell。这时将BLl和BLlB输入差分灵敏放大电路中，就可以快速有效的读出数据。 同理，在右边的差分存储单元中。两条位线BL2和BL2B通过预充电电路充电至高电平。当M3管和M4管的栅极连接的字线WL打开，M3管源极通过通孔接地GND，从而对漏极连接的位线BL2B进行放电操作，M4管源极则通过通孔连接了高电平VCC，即位线BL2保持原来的电平，我们定义这种状态为只读存储器ROM中存了数据“0”，即图3中的Ζθι.ο_cell ο 以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的通孔只读存储单元，包括两条支路，其特征在于，所述两条支路的每条都包括一个MOS场效应晶体管，所述MOS场效应晶体管包括栅极，栅极的栅介质和栅介质下面的第1和第2掺杂半导体区，所述第1和第2掺杂半导体区分别作为MOS管的源极和漏极。

【技术特征摘要】
1.一种改进的通孔只读存储单元，包括两条支路，其特征在于，所述两条支路的每条都包括一个MOS场效应晶体管，所述MOS场效应晶体管包括栅极，栅极的栅介质和栅介质下面的第I和第2掺杂半导体区，所述第I和第2掺杂半导体区分别作为MOS管的源极和漏极。2.根据权利要求1所述的改进的通孔只读存储单元，其特征在于，所述MOS场效应晶体管作为数据存储元件，且所述MOS场...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力南，翁宇飞，
申请(专利权)人：苏州宽温电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32