一写多读存储器件的写脉冲限制制造技术

一种方法（４００）和电路（３００）写一个存储单元（２１０）。该方法（４００）将一个脉冲（３７０、３８０）加到一条连接到该存储单元（２１０）的写线上。该脉冲（３７０、３８０）的持续时间不是预定的。该方法（４００）将在存储单元（２１０）的输入侧上的一个值与一个参考值比较。该方法（４００）响应该比较步骤，中断在所述写线上的所述脉冲（３７０、３８０），最好是，如果在所述写线上的所述值超过所述参考值。该电路（３００）包括一个脉冲发生器（３１０）和一个比较器（３３０）。脉冲发生器（３１０）具有一个输出和一个允许输入。所述输出连接到一条写线上，该写线连接到所述存储单元（２１０）。当被启动时，所述输出载有脉冲（３７０、３８０）。所述比较器（３３０）具有两个输入和一个输出。这两个输入中的一个连接到所述写线上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及电子存储器，更具体地涉及用于写一写多读(WORM)存储器件的方法和电路。通过将相对大的电压加到所选择的单元上以便改变该所选择的单元的物理特性，对WORM存储器编程。改变机制取决于存储器的类型。例如，双极型或CMOS PROM的一个单个存储单元一般由一个与熔丝和/或反熔丝串联的晶体管组成，而一个PROM通过在所选择单元的熔丝和/或反熔丝上加一个大电压被编程。所加的电压使得熔丝开路或使得反熔丝短路(或者，如果熔丝和反熔丝都存在，则两种情况都有)。因此，跨在这个单元上的电阻改变了。通过将一个小的读电压加到该单元上并且检测流过该单元的电流，读操作能够按照与末改变状态的对比探测到这种改变。作为另一个例子，EPROM的一个单个存储单元一般由一个晶体管和一个浮栅组成，而通过加一大电位使电荷从所选单元的硅衬底转移到浮栅，EPROM被编程。在这种情况下的电荷转移的机制是Fowler-Nordheim电子隧道效应。存储单元的另一个例子是反熔丝隧道结100，如附图说明图1所示。反熔丝隧道结100包括底电极120、绝缘隔离层140和顶电极160。底电极120和顶电极160可以是如Cu、Al之类的导电金属，或者如NiFe、CoFe、NiFeCo之类的磁性材料。绝缘隔离层140一般很薄，厚度从5(埃)到100。绝缘隔离层140一般是由TaOx、AlOx、SiOx、SiNx、AlNx等制成。当一个偏压加到结上时，薄绝缘隔离层允许量子力学隧道效应出现，从而一个电流从一个电极越过隔离层140流到另一个电极。隧道结的电阻指数地取决于隔离层的厚度。因此，通过在制造期间控制厚度，可以把隧道结做到所希望的、适于个别应用的电阻值。用于对一个普通WORM存储器进行编程的电路是图2A所示的WORM存储系统200的一部分。该WORM存储系统200包括一个存储单元210的阵列。存储单元210最好以行和列的矩形排列形式放置。每个存储单元210在行导线220和列导线230的交叉处。行解码器240连接到行导线220，列解码器250连接到列导线230。地址线(末示出)控制行解码器240和/或列解码器250，选择所希望的行、列或者个别单元210。如图2A所示，一个个别单元210已被选中进行写。作为写过程的一部分，将写电压VWR加到该单元210上。在图2B上示出了一个写电压VWR图形260。写电压VWR是一个高为V1和固定宽度为T1的脉冲270。对于每个要被写的单元210，通过行解码器240和列解码器250选择那个单元；然后，相同的脉冲270加到该所选择的单元上。WORM存储器的缺点是，为编程所述存储器一般需要V1为高值。在EPROM的情况下，为出现Fowler-Nordheim电子隧道效应需要一个高电压。在带有作为可编程元件的多晶硅熔丝的PROM的情况下，为输出足够烧断该多晶硅熔丝的能量，需要一个大的电压。在带有作为存储单元的一个正向二极管和一个反向二极管的双极型PROM的情况下，为超过二极管的反向电压使它击穿，需要一个大电压。在带有作为可编程元件的隧道结反熔丝的WORM的情况下，该隧道结的击穿电压如1.5V(伏)那样低。这个击穿电压可以由隧道结的阻挡层厚度来控制。较厚的阻挡层具有较高的击穿电压，而较薄的阻挡层具有较低的击穿电压。但是，这些类型的的反熔丝结在击穿电压上呈现相当大的变化。一些WORM存储器的编程在所需的写电压电平上呈现从单元到单元的相当大的变化。这种变化能由在制造过程中从单元到单元的物理变化引起。某些单元在被编程时可以需要较小的能量，而其他单元可以需要较大的能量。换句话说，脉冲270对某些单元或许是比需要的长，然而对其他单元或许又是太短。为增加成品率，脉冲的持续时间T1一般比大多数单元所需要的长得多。在本专业都知道，当写操作试验失败时，要验证写操作的效率和重复标准写操作。一般地，通过检测来自连接到存储单元210输出的检测放大器(未示出)输出的电压，测试写操作的效率。在美国专利5,684,741中公开了这样的解决方法的例子。在另一方面，本专利技术是一种用于写存储单元的电路。该电路包括一个脉冲发生器、一个开关和一个比较器。该脉冲发生器具有一个连接到一条写线上的输出，该写线连接到该存储单元。该开关是在写线上。该比较器具有两个输入和一个输出。这两个输入中的一个连接到所述写线上。这两个输入中的另一个连接到一个参考上。该比较器的输出连接到所述开关，借此，根据所述比较器输出，脉冲出现或不出现在写线上。在再另一方面，本专利技术是一个存储系统。该存储系统包括一个存储单元阵列、一个写线、一个脉冲发生器、一个开关和如上所述的比较器。如在这里所使用的，措词“有”及其变形是可扩展的。于是，例如，除上面提到的输出和允许输入外，脉冲串发生器可以包括其他信号接口。另外，措词“连接”，如在这里所使用的，意指直接或通过中间元件间接连接。同已知的现有技术比较，本专利技术的某些实施例是能够实现某些优点的，包括下述的一些或全部(1)写过程更可靠；(2)与存储单元串联的元件(例如，行和列解码器)不大可能被损坏；(3)写过程使用很少的功率；(4)写时间减少；以及，(5)不需要交叉连接阵列输出，因为所有有关电路都只在阵列的写入侧。在阅读下面参照下列附图的一个优选实施例的详细说明时，本专业技术人员会认识到本专利技术的各种实施例的这些和其他优点以及益处。图2A说明用于编程普通WORM存储器的现有技术电路。图2B是个用于图2A的电路的写电压脉冲图。图3A说明按照本专利技术的一个实施例的用于编程WORM存储器的电路。图3B是个用于图3A电路的写电压脉冲图形。图4是按照本专利技术的一个实施例的方法的流程图。该编程电路包括一个脉冲发生器310，其(间接地)连接到一条用于所选存储单元210的写线上。在这种情况下的该写线是行导线220或经行解码器240可(直接地或间接地)连接到行导线220的一条线。标志“行”和“列”除了彼此有关以外是任意的。因此，一般说，写线会是列导线230或可经列解码器250连接到列导线230的一条线。在一个实施例中，脉冲发生器310包括电流源电路。在另一个实施例中，脉冲发生器310包括带有以所希望的脉冲宽度、频率和幅度产生矩形脉冲的外围电路的电压源电路。脉冲发生器310的输出连接到晶体管320的漏极端。晶体管320的源极端连接到串联的电阻R1和电阻R2上。电阻R2连接到行解码器240上。晶体管320的栅极端是一个允许输入。当在栅极端的电压高时，晶体管320从漏极到源极导通，允许脉冲发生器310的输出到达存储单元210(假定行解码器240和列解码器250被设置为选择存储单元210)。当在栅极端的电压低时，晶体管320“关断”(即，源极和漏极之间开路)。在一些替换的实施例中，晶体管320可以被任何一般开关代替。在电阻R1和电阻R2之间是一个节点325，其连接到电压比较器330的一个输入上。电压比较器330的另一个输入连接到参考电压VREF上。当在节点325上的电压超过VREF时，电压比较器330的输出为高否则，电压比较器330的输出为低。电压比较器330的输出连接到SR触发器335的时钟输入和控制器355的输入。当在节点325上的电压超过VREF或降到VREF以下(取决于被写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于写一个存储单元的方法（４００），该方法（４００）包括：在连接到所述存储单元（２１０）的一条写线上激发（４２０）一个脉冲（３７０、３８０）；将一个参考值与在所述存储单元（２１０）的一个输入侧上的一个值进行比较；以及，响应所 述比较步骤，改变在所述写线上的脉冲（３７０、３８０）。

【技术特征摘要】
US 2001-7-31 09/9178821.一种用于写一个存储单元的方法(400)，该方法(400)包括在连接到所述存储单元(210)的一条写线上激发(420)一个脉冲(370、380)；将一个参考值与在所述存储单元(210)的一个输入侧上的一个值进行比较；以及，响应所述比较步骤，改变在所述写线上的脉冲(370、380)。2.权利要求1的方法(400)，其中所述脉冲(370、380)是多层脉冲。3.权利要求1的方法(400)，其中所述改变步骤包括减小所述脉冲(370、380)的幅度。4.权利要求3的方法(400)，其中所述脉冲(370、380)的持续时间不是预定的，并其中所述改变步骤还包括在所述减小步骤后某时间中断在所述写线上的所述脉冲(370、380)。5.权利要求1的方法(400)，其中所述改变步骤还包括响应所述比较步骤，中断在所述写线上的所述脉冲(370、380)。6.权利要求1的方法(400)还包括在一个预定的最大时间后中断在所述写线上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：LT特兰，M沙马，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]