存储器装置制造方法及图纸

本公开提供一种存储器装置，包括第一驱动电路、第二驱动电路、感测电路以及存储器内搜索阵列。存储器内搜索阵列的多个存储单元被配置为多个横向列及多个纵向行。同一纵向行的存储单元各自的控制端经由对应的字线耦接至第一驱动电路。同一纵向行的存储单元串联连接并经由位线耦接至第二驱动电路，且经由源极线耦接至感测电路。同一纵向行的存储单元中每2N个相邻的存储单元被配置为一个存储胞，此存储胞用以储存2N个位的编码数据而对应至M个位的原始数据，N、M为正整数且N大于或等于二。M为正整数且N大于或等于二。M为正整数且N大于或等于二。

【技术实现步骤摘要】
存储器装置


[0001]本公开关于一种半导体装置，特别有关于一种可储存高内容密度的存储器装置。

技术介绍

[0002]在人工智能算法中，需要执行大量的数据比较与数据搜索。为了满足大量的数据比较/搜索的运算需求，现有技术常使用三元内容可寻址存储器(ternary content addressable memory，TCAM)以执行高度平行搜索。
[0003]现有的TCAM存储器采用的存储器型式例如为：静态随机存取存储器(SRAM)、2T2R架构的电阻式存储器(RRAM)及铁电式随机存取存储器(FeRAM)，等。然而，上述型式的TCAM存储器应用于平行搜索的运算时，在耗电量及开启/关闭比例(on/off ratio)的表现上仍不理想，以至于进行数据比较时不易区分完全匹配(all
‑
match)及一位不匹配(1
‑
bit
‑
mismatch)的状况。此外，现有的TCAM存储器的储存内容的密度较低，对于大量内容的数据搜索而言略显不足。
[0004]因此，本
的相关产业的技术人员致力于改良TCAM存储器的数据配置，对于TCAM存储器的原始数据进行编码，期能有效提高TCAM存储器的储存内容的密度。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一方面，提供一种存储器装置，包括第一驱动电路、第二驱动电路、感测电路以及存储器内搜索(IMS)阵列。存储器内搜索阵列的多个存储单元被配置为多个横向列及多个纵向行，同一纵向行的存储单元各自的控制端经由对应的字线耦接至第一驱动电路，同一纵向行的存储单元串联连接并经由位线耦接至第二驱动电路且经由源极线耦接至感测电路。同一纵向行的存储单元中每2N个相邻的存储单元被配置为一个存储胞，此存储胞用以储存2N个位的编码数据而对应至M个位的原始数据，N、M为正整数且N大于或等于二。
[0006]根据本公开的另一方面，提供一种存储器装置，包括第一驱动电路、感测电路以及存储器内搜索(IMS)阵列。存储器内搜索阵列的多个存储单元被配置为多个横向列及多个纵向行，同一横向列的存储单元各自的控制端经由对应的字线耦接至第一驱动电路，同一横向列的存储单元经由匹配信号线耦接至感测电路。同一横向列的存储单元中每2N个相邻的存储单元被配置为一存储胞，此存储胞用以储存2N个位的编码数据而对应至M个位的原始数据，N、M为正整数且N大于或等于二。
[0007]通过上述技术方案，对于TCAM存储器的原始数据进行编码以提高TCAM存储器的储存内容的密度。可应用于NAND型式或NOR型式的存储器，并配合对应的编码数据配置及搜索数据配置以有效的执行平行数据比较及数据搜索。
[0008]通过阅读以下附图、详细说明以及申请专利范围，可见本公开的其他方面以及优点。
附图说明
[0009]图1为本公开一实施例的利用字线搜索(WL
‑
wise search)的NAND型的存储器装置的电路图。
[0010]图2A～2C为图1的存储器装置的其中一个存储胞经由字线进行数据搜索的示意图。
[0011]图3为图1的存储器装置经由字线输入的搜索偏压与存储单元的阈值电压的关系图。
[0012]图4为图1的存储器装置经由字线进行数据搜索的示意图。
[0013]图5为图1的存储器装置的另一实施例中，字线输入的搜索偏压与存储单元的阈值电压的关系图。
[0014]图6为图1的存储器装置的另一实施例中，经由字线输入图5图的搜索偏压进行数据搜索的示意图。
[0015]图7A～7C分别为NAND型的存储器装置的不同层数的存储胞的示意图。
[0016]图8为本公开一实施例的利用位线搜索(BL
‑
wise search)的NAND型的存储器装置的电路图。
[0017]图9为本公开一实施例的NOR型的存储器装置的电路图。
[0018]图10为图9的存储器装置的匹配信号线的电压电平的时序图。
[0019]图11为本公开另一实施例的NOR型的存储器装置的电路图。
[0020]图12为图9的存储器装置的另一实施例中，匹配信号线的电压电平的时序图。
[0021]附图标记说明
[0022]1000，1000b，2000，3000，3000b：存储器装置
[0023]100：第一驱动电路
[0024]200：第二驱动电路
[0025]300：感测电路
[0026]400，400b：存储器内搜索(IMS)阵列
[0027]WL1～WL12，WL2N，WL(2N+1)，WL(2N+2)：字线
[0028]WL4N，WLm，WL13，WL14，WL47：字线
[0029]WL48，WL95，WL96：字线
[0030]BL1～BL12，BLn：位线
[0031]SLI～SL12，SLn：源极线
[0032]ML1～ML4，MLn：匹配信号线
[0033]MP
‑
1，MP
‑
n：预充电晶体管
[0034]V
‑
ML1～V
‑
ML4，V
‑
MLn：电压电平
[0035]VM1：第一匹配电压电平
[0036]VM2：第二匹配电压电平
[0037]St：控制信号
[0038]Vref：参考电压
[0039]VH：第一电压电平
[0040]VL：第二电压电平
[0041]VH2：第三电压电平
[0042]VH1：第四电压电平
[0043]VD1：第一漏极电压电平
[0044]VD2：第二漏极电压电平
[0045]VS1：第一栅极电压电平
[0046]VS2：第二栅极电压电平
[0047]H
‑
Vt：第一阈值电压
[0048]L
‑
Vt：第二阈值电压
[0049]1/0，1，0：逻辑值
[0050]Is：源极电流
[0051]Is
‑
H：第一源极电流
[0052]Is
‑
L：第二源极电流
[0053]C11～C23，C11～C41：存储胞
[0054]C11b，C11c，C11d，Cn1，Cn2：存储胞
[0055]M(1，1)a：第一端
[0056]M(6，1)b：第二端
[0057]M(1，1)～M(6，1)，M(1，1)～M(1，12)：存储单元
[0058]M(1，3)～M(6，3)，M(13，1)，M(14，1)，M(47，1)：存储单元
[0059]M(48，1)，M(9，2)，M(12，2)，M(95，1)，M(96，1)：存储单元
[0060]M(2，1)～M(2，12)，M(2N，1)，M(2N+1，1)：存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器装置，包括：一第一驱动电路；一第二驱动电路；一感测电路；以及一存储器内搜索阵列，包括多个存储单元，这些存储单元被配置为多个横向列及多个纵向行，同一纵向行的这些存储单元各自的一控制端经由一对应的字线耦接至该第一驱动电路，同一纵向行的这些存储单元串联连接并经由一位线耦接至该第二驱动电路且经由一源极线耦接至该感测电路，其中，同一纵向行的每2N个相邻的存储单元被配置为一存储胞，该存储胞用以储存2N个位的编码数据，该编码数据对应至M个位的原始数据，N、M为正整数且N大于或等于二。2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该编码数据具有一第一编码区域与一第二编码区域，该第一编码区域包括该编码数据的第1个位至第N个位，该第二编码区域包括该编码数据的第N+1个位至第2N个位，该编码数据具有一编码组合数量，该编码组合数量等于(2N)！/(N！
×
N！)。3.根据权利要求2所述的存储器装置，其中该编码数据的该编码组合数量大于或等于“二的M次方”。4.根据权利要求1所述的存储器装置，其中各该存储单元被编程为具有一第一阈值电压以储存该编码数据中的逻辑值“0”的位，或被编程为具有一第二阈值电压以储存该编码数据中的逻辑值“1”的位，该第一阈值电压大于该第二阈值电压。5.根据权利要求4所述的存储器装置，其中该第一驱动电路经由该字线的一条施加一搜索偏压至对应的该存储单元，该搜索偏压具有一第一电压电平而匹配于该编码数据中的逻辑值“0”的该位，或该搜索偏压具有一第二电压电平而匹配于该编码数据中的逻辑值“1”的该位，其中该搜索偏压的第一电压电平大于该第一阈值电压，该搜索偏压的第二电压电平小于该第一阈值电压且大于该第二阈值电压。6.根据权利要求5所述的存储器装置，其中当该搜索偏压匹配在该编码数据中的该位时，储存该位的该存储单元产生一源极电流，该感测电路经由对应的该源极线感测该源极电流。7.根据权利要求5所述的存储器装置，其中当该编码数据为2N个逻辑值“1”的位时，经由这些字线施加的这些搜索偏压匹配于该编码数据。8.根据权利要求5所述的存储器装置，其中当经由这些字线施加的这些搜索偏压皆具有该第一电压电平时，这些搜索偏压匹配于该编码数据。9.根据权利要求4所述的存储器装置，其中该第一驱动电路经由该字线的一条施加一搜索偏压至对应的该存储单元，该搜索偏压具有一第三电压电平而匹配于该编码数据中的逻辑值“0”的该位，或该搜索偏压具有一第四电压电平而匹配于该编码数据中的逻辑值“1”的该位，其中该搜索偏压的该第三电压电平大于该第四电压电平，且该搜索偏压的该第四电压电平大于该第一阈值电压。10.根据权利要求9所述的存储器装置，其中当该搜索偏压匹配在该编码数据中的该位时，储存该位的该存储单元产生一第一源极电流，当该搜索偏压不匹配于该位时，该存储单元产生一第二源极电流，该第一源极电流的电流值大于该第二源极电流，该感测电路经由
对应的该源极线感测该第一源极电流及该第二源极电流。11.根据权利要求4所述的存储器装置，其中该第一驱动电路经由施加一选择电压至以选择这些该横向列的其中一个，且该第二驱动电路经由该位线的一条施加一搜索偏压至被选择的该横向列的对应的该存储单元，该搜索偏压具有一第一漏极电压电平而匹配于该编码数据中的逻辑值“0”的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾柏皓，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：