【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于存储器和cmos集成电路，具体涉及一种高密度存储阵列及其操作方法。
技术介绍
1、现代社会信息数据量的迅速增多对现有存储器提出了更高的要求，在当前的存储器按保持时间主要可分为易失存储器和非易失存储器，其中前者包括sram、dram，后者主流为基于nand结构的flash，然而nand flash存储器具有操作电压高，按比例缩小困难等问题，dram则面临电容难以按尺寸缩小的问题。
2、为了应对现有存储器的上述问题，近年来一种使用两个晶体管构成的称为2t0c的新型存储单元被提出并受到关注。图1画出了一个典型的2t0c存储单元结构，该单元由两个晶体管组成，分别为读晶体管n1，写晶体管n2，其中读晶体管n1的栅极与写晶体管n2的漏极连接，形成中间节点，写晶体管n2的源极连接到写位线wbl，栅极连接到写字线wwl，读晶体管n1的漏、源分别连接到读位线rbl和读字线rwl。作为存储器工作时，该单元通过将电荷存储在中间存储节点以保存信息，例如，当中间节点存在电荷时，读晶体管n1栅压为正，处于导通状态，表示存储信息1，当中间节点不存储电荷时，读晶体管n1栅压为零，处于关断状态，此时存储器存储信息0。图2是由图1所示的单元构成的阵列，其中同一行单元共享wwl与rwl，同一列单元共享rbl与wbl，对应于图1中的各条信号线已在图中标出。当器件需要写入时，通过wwl的信号能够开启对应单元的写晶体管，通过wbl的信号能够将需要存储的信息写入对应单元；读取时，通过rwl的信号能够对需要读取的单元施加读取电压，通过读取对应rbl上
3、然而，当前的2t0c的单元面积较大，其主要原因在于每个单元需要引出四条信号线用于连接形成阵列，这限制了存储阵列密度的提升，因此研究一种高密度存储阵列及其操作方法具有十分显著的意义。
技术实现思路
1、针对以上现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种高密度存储阵列及其操作方法，该阵列结构基于现有的2t0c存储单元构成的阵列结构，将处于同一列中的非最后行的存储单元写晶体管源端不引出到阵列信号线，而是将其源端直接与其相邻行存储单元的中间存储节点相连，形成共用结构，从而消除了现有2t0c阵列中每个存储单元写晶体管引出源端所需的面积开销，能够降低阵列中存储单元面积，提高阵列存储密度。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种高密度存储阵列，包括存储单元、写字线、读字线、写位线和读位线，由存储单元沿横向、纵向重复排列成m行n列矩阵结构；所述存储单元包括读晶体管n1、写晶体管n2，读晶体管n1的漏极连接读位线rbl、源极连接读字线rwl、栅极连接写晶体管n2的漏极形成中间存储节点，写晶体管n2的栅极连接写字线wwl，当所述存储单元位于阵列的最后一行时，该存储单元的写晶体管n2的源极连写位线wbl，当所述存储单元位于阵列的非最后一行时，该存储单元的写晶体管n2的源极连接至与其同列的下一行相邻存储单元的中间存储节点上；所述高密度存储阵列中，同一行存储单元共用一条写字线wwl和一条读字线rwl，写字线与读字线平行，同一列存储单元共用一条读位线rbl、共用一条写位线wbl，每列中只有处于最后一行的存储单元引出线连至写位线wbl，写位线wbl与读位线rbl平行；所述m行n列的高密度存储阵列，包括m条写字线、m条读字线、n条写位线和n条读位线。
4、进一步，所述高密度存储阵列中的读晶体管和写晶体管，选用的是低漏电的氧化物半导体晶体管。
5、对于本专利技术提出的高密度存储存储阵列，由于其读晶体管的结构与图2所示的传统阵列结构一致，因此，该阵列能够使用传统阵列的读取方式进行读取；但是由于其写晶体管连接关系发生了改变，适用于图2的传统阵列结构的写入方式无法在不影响其他行单元存储状态的情况下单独写入某一行存储单元，因此，本专利技术还提出一种适用于本专利技术阵列的写入方式，当所述高密度存储阵列为m行n列的阵列，该阵列从上到下的行编号为从m到1的降序编号，该阵列从左到右的列编号为从1到n的升序编号，当需要将m行存储单元写入到了所需的任意状态时，写入的具体步骤为：
6、1)控制写字线wwl1～wwlm的电压，同时打开1～m行存储单元的写晶体管；
7、2)控制写位线wbl1～wbln的电压，将1～m行的存储单元都写入为第m行需要的存储状态；
8、3)控制写字线wwlm的电压，关闭第m行存储单元的写晶体管，此时1～m-1行存储单元的写晶体管仍处于开启状态；
9、4)控制写位线wbl1～wbln的电压，将1～m-1行的存储单元都写入为第m-1行需要的存储状态；
10、5)控制写字线wwlm-1的电压，关闭第m-1行存储单元的写晶体管，此时1～m-2行存储单元的写晶体管仍处于开启状态；
11、6)控制写位线wbl1～wbln的电压，将1～m-2行的存储单元都写入为第m-2行需要的存储状态；
12、7)重复以上操作，按顺序将第m-3行、第m-4行、…、第2行、第1行的存储单元写入为所需的存储状态，所有行的存储单元均被写入所需存储状态，写入过程结束；此时，所述高密度存储阵列中所有写字线接地，所有行的存储单元的写晶体管都处于关闭状态。
13、通过上述的操作步骤，即可将所述高密度存储阵列的m行写入到所需的任意状态。
14、本专利技术的技术效果如下：
15、在本专利技术提出的一种高密度存储阵列中，相邻行的两个存储单元的写晶体管可以直接连接，而传统阵列结构中每个存储单元的写晶体管的源极都需要连接到写位线并要求与相邻行存储单元写晶体管的漏极隔离。因此，本专利技术提出的高密度存储阵列结构消除了相邻行存储单元写晶体管隔离带来的面积开销，能够降低存储单元占用的面积，提高存储阵列的密度。同时，本专利技术提出对应的写入方法，使得该阵列能够满足存储阵列所需的读写功能。
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1.一种高密度存储阵列，其特征在于，包括存储单元、写字线、读字线、写位线和读位线，由存储单元沿横向、纵向重复排列成m行n列矩阵结构；所述存储单元包括读晶体管N1、写晶体管N2，读晶体管N1的漏极连接读位线RBL、源极连接读字线RWL、栅极连接写晶体管N2的漏极形成中间存储节点，写晶体管N2的栅极连接写字线WWL，当所述存储单元位于阵列的最后一行时，该存储单元的写晶体管N2的源极连写位线WBL，当所述存储单元位于阵列的非最后一行时，该存储单元的写晶体管N2的源极连接至与其同列的下一行相邻存储单元的中间存储节点上；所述高密度存储阵列中，同一行存储单元共用一条写字线WWL和一条读字线RWL，写字线与读字线平行，同一列存储单元共用一条读位线RBL、共用一条写位线WBL，每列中只有处于最后一行的存储单元引出线连至写位线WBL，写位线WBL与读位线RBL平行；所述m行n列的高密度存储阵列，包括m条写字线、m条读字线、n条写位线和n条读位线。
2.如权利要求1所述的一种高密度存储阵列，其特征在于，所述高密度存储阵列中的读晶体管和写晶体管，选用的是低漏电的氧化物半导体晶体管。
...【技术特征摘要】
1.一种高密度存储阵列，其特征在于，包括存储单元、写字线、读字线、写位线和读位线，由存储单元沿横向、纵向重复排列成m行n列矩阵结构；所述存储单元包括读晶体管n1、写晶体管n2，读晶体管n1的漏极连接读位线rbl、源极连接读字线rwl、栅极连接写晶体管n2的漏极形成中间存储节点，写晶体管n2的栅极连接写字线wwl，当所述存储单元位于阵列的最后一行时，该存储单元的写晶体管n2的源极连写位线wbl，当所述存储单元位于阵列的非最后一行时，该存储单元的写晶体管n2的源极连接至与其同列的下一行相邻存储单元的中间存储节点上；所述高密度存储阵列中，同一行存储单元共用一条写字线wwl和一条读字线rwl，写字线与读字线平行，同一列存储单元共用一条读位线rbl...
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