一种集成电路及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种集成电路及其操作方法，该集成电路包括一三维存储阵列，包含多个阶层，该多个阶层各自包括NAND串行的二维阵列，该多个NAND串行包含存储单元及开关晶体管，该多个开关晶体管具有横越该多个阶层而变化的阈值电压阶层的组合；多条选择线，被电性耦接至该多个开关晶体管；以及控制电路，是施加一偏压配置至该多个选择线，如此而由该多个开关晶体管选择位于该多个阶层中的一特定阶层上的该多个NAND串行，并由该多个开关晶体管不选择位于该多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的该多个NAND串行。位于三维存储阵列中一特定阶层上的NAND串行被选择，而位于其他阶层上的NAND串行不被选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于在Z方向或深度方向具有译码结构的高密度存储装置。这样的解码是于不同阶层间或不同层间辨别以提供一三维存储阵列方式排列的存储单元。
技术介绍
在美国专利公开号2010/0226195的专利技术中，提出一具有与实际的阵列分离的Z方向(或深度方向)译码功能的三维存储阵列。一例中，一字线型结构仅电性连接位于三维存储阵列同一阶层的晶体管的栅极，而不电性连接位于三维存储阵列不同阶层的晶体管的栅极。另一例中，位于三维存储阵列同一阶层的NAND串行的一端是彼此电性连接，而位于三维存储阵列不同阶层的NAND串行的一端彼此电性不连接。这些例子中，皆不执行对于三维存储阵列的阶层的译码。取而代之地，实际的译码是由位于远程的电路来执行，该远程电路并随后决定要选择该多个NAND串行阶层中何者以进行一特定作业。复杂性即由此种将译码阶层讯号连接至三维存储阵列不同阶层的结构与互连而生。
技术实现思路
本专利技术的一方面是关于一集成电路，该集成电路包含一三维存储阵列、多条选择线以及控制电路。该三维存储阵列包含多个阶层。各阶层包含由NAND串行构成的二维阵列。NAND串行包含存储单元及开关晶体管。开关晶体管具有横越多个阶层而变化的阈值电压阶层的组合。在一个例子中存在两个阈值电压阶层，各由一可接受的阈值电压范围所定义。在其他例子中，具有多于两个的阈值电压阶层。多条选择线被电性耦接至开关晶体管。举例而言，一选择线的布置是横越NAND串行并与其直交，以控制NAND串行中的开关晶体管的栅极电压。该控制电路施加一偏压配置至选择线。由于该偏压配置，位于多个阶层中的一特定阶层上的该多个NAND串行是被开关晶体管所选择，且该多个开关晶体管不选择位于多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的NAND串行。为了对应位于一特定阶层上的NAND串行的开关晶体管而打开开关晶体管时，位于该特定阶层上的NAND串行被选择。当为了对应位于一特定阶层上的NAND串行的开关晶体管而关闭至少一个开关晶体管时，位于除该特定阶层外的其他阶层上的NAND串行不被选择。由于NAND串行是以串联方式连接，关闭串联晶体管的一最少数目即足以不选NAND串行。在某些实施例中，由多条选择线中其中一条所控制的开关晶体管的阈值电压是依照一开关阈值电压阶层量(quantity of switch threshold voltage levels)而定，该开关阈值电压阶层量等于三维存储阵列中的阶层的数量。某些开关阈值电压阶层量与三维存储阵列阶层数量的例子中，阶层量为4、8、16、其他偶数阶数以及其他数目。在某些实施例中，多条选择线包含两条选择线，电性耦接至该两条选择线的开关晶体管是自位于多个阶层中的其他阶层上的NAND串行辨别出位于该特定阶层上的NAND串行。本例中，两条选择线控制位于NAND串行中的两个开关晶体管。若一特定阶层上的开关晶体管中的其中一个或者两个被关闭，则在该阶层上的NAND串行便不会被选择。若两个开关晶体管都打开，在该阶层上的NAND串行便被选择。在某些实施例中，由多条选择线中其中一条所控制的开关晶体管的阈值电压是依照一开关阈值电压阶层量而定，开关阈值电压阶层量等于三维存储阵列的阶层数量的平方根。某些开关阈值电压阶层量与三维存储阵列阶层数量的例子中，开关阈值电压阶层量为4而三维存储阵列阶层数量为16、开关阈值电压阶层量为8而三维存储阵列阶层数量为64，以及其他的阶层数量。在某些实施例中，多条选择线包含四条选择线，电性耦接至该四条选择线的开关晶体管是自位于多个阶层中的其他阶层上的NAND串行辨别出位于该特定阶层上的NAND串行。本例中，四条选择线控制位于NAND串行中的四个开关晶体管。若一特定阶层上的开关晶体管中的其中一、二、三或四个被关闭，则在该阶层上的NAND串行便不会被选择。若四个开关晶体管都打开，在该阶层上的NAND串行便被选择。在某些实施例中，耦接至多条选择线中不同条选择线的开关晶体管的阈值电压是依照对应的开关阈值电压阶层组而定，该多个开关阈值电压阶层可不同或相同。例如由第一选择线所控制的第一组开关晶体管，是具有依照第一组开关阈值电压阶层而定的阈值电压，而由第二选择线所控制的第二组开关晶体管，是具有依照第二组开关阈值电压阶层而定的阈值电压。一例中，第一组开关阈值电压阶层包含0.5V< Vt < 1.2VU.2V < Vt<2.2V、2.2V < Vt < 3V与Vt > 3V ;而第二组开关阈值电压阶层包含Vt > 4V、3.2V < Vt<4V、2.5V < Vt < 3.2V与1.5V < Vt < 2.5V。开关阈值电压阶层组的不同，并非源于不同的排序(依序增加与依序减少)，而是由于阈值电压范围的不同，例如Vt > 3V与Vt >4V。在此例中，第一与第二组开关阈值电压阶层具有相同的开关阈值电压阶层量。在某些实施例中，多条选择线包含一第一选择线以及一第二选择线。开关晶体管包含电性耦接至第一选择线的一第一组开关晶体管，以及电性耦接至第二选择线的一第二组开关晶体管。NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关晶体管以及该第二组开关晶体管中一第二开关晶体管串联的存储单元。第一组开关晶体管的阈值电压是依照一第一组开关阈值电压阶层而定，该第一组开关阈值电压阶层具有一开关阈值电压阶层量，而第二组开关晶体管的阈值电压是依照一第二组开关阈值电压阶层而定，该第二组开关阈值电压阶层具有相同的开关阈值电压阶层量。第一组与第二组开关晶体管的阈值电压是依照相同的开关阈值电压阶层量而定。三维存储阵列中多个阶层的数量等于该开关阈值电压阶层量。第一组与第二组开关阈值电压阶层可相同或不同。在某些实施例中，多条选择线包含一第一选择线、一第二选择线、一第三选择线及一第四选择线。开关晶体管包含电性耦接至第一选择线的一第一组开关晶体管、电性耦接至第二选择线的一第二组开关晶体管、电性耦接至第三选择线的一第三组开关晶体管，以及电性耦接至第四选择线的一第四组开关晶体管。NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关晶体管、该第二组开关晶体管中一第二开关晶体管、该第三组开关晶体管中一第三开关晶体管以及该第四组开关晶体管中一第四开关晶体管串联的存储单元。第一组开关晶体管的阈值电压是依照一第一组开关阈值电压阶层而定，该第一组开关阈值电压阶层具有一第一开关阈值电压阶层量。第二组开关晶体管的阈值电压是依照一第二组开关阈值电压阶层而定，该第二组开关阈值电压阶层具有相同的第一开关阈值电压阶层量。第三组开关晶体管的阈值电压是依照一第三组开关阈值电压阶层而定，该第三组开关阈值电压阶层具有一第二开关阈值电压阶层量。第四组开关晶体管的阈值电压是依照一第四组开关阈值电压阶层而定，该第四组开关阈值电压阶层具有相同的第二开关阈值电压阶层量。三维存储阵列中多个阶层的数量是等于第一开关阈值电压阶层量与第二开关阈值电压阶层量的乘积值。在某些实施例中，多条选择线包含一第一选择线以及一第二选择线。开关晶体管包含电性耦接至第一选择线的一第一组开关晶体管，以及电性耦接至第二选择线的一第二组开关晶体管。NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路，包括：一三维存储阵列，包含多个阶层，该多个阶层各自包括NAND串行的二维阵列，该多个NAND串行包含存储单元及开关晶体管，该多个开关晶体管具有横越该多个阶层而变化的阈值电压阶层的组合；多条选择线，被电性耦接至该多个开关晶体管；以及控制电路，是施加一偏压配置至该多个选择线，如此而由该多个开关晶体管选择位于该多个阶层中的一特定阶层上的该多个NAND串行，并由该多个开关晶体管不选择位于该多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的该多个NAND串行。

【技术特征摘要】
2011.12.13 US 13/324,7081.一种集成电路，包括: 一三维存储阵列，包含多个阶层，该多个阶层各自包括NAND串行的二维阵列，该多个NAND串行包含存储单元及开关晶体管，该多个开关晶体管具有横越该多个阶层而变化的阈值电压阶层的组合； 多条选择线，被电性耦接至该多个开关晶体管；以及 控制电路，是施加一偏压配置至该多个选择线，如此而由该多个开关晶体管选择位于该多个阶层中的一特定阶层上的该多个NAND串行，并由该多个开关晶体管不选择位于该多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的该多个NAND串行。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中由该多个选择线中其中一条所控制的该多个开关晶体管的阈值电压，是依照一开关阈值电压阶层量而定，该开关阈值电压阶层量等于该三维存储阵列中该多个阶层的数量。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中该多条选择线包含两条选择线，电性耦接至该两条选择线的该多个开关晶体管是自位于该多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的该多个NAND串行辨别出位于该特定阶层上的该多个NAND串行。4.根据权利要求1所述的集成电路，其中由该多个选择线中其中一条所控制的该多个开关晶体管的阈值电压，是依照一开关阈值电压阶层量而定，该开关阈值电压阶层量等于该三维存储阵列中该多个阶层的数量的平方根。5.根据权利要求1所述的集成电路，其中该多条选择线包含四条选择线，电性耦接至该四条选择线的该多个开关晶体管是自位于该多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的该多个NAND串行辨别出位于该特定阶层上的该多个NAND串行。6.根据权利要求1 所述的集成电路，其中耦接至该多个选择线中不同条选择线的该多个开关晶体管的阈值电压，是依照对应的开关阈值电压阶层组而定。7.根据权利要求1所述的集成电路，其中该多条选择线包含一第一选择线及一第二选择线， 该多个开关晶体管包含电性耦接至该第一选择线的一第一组开关晶体管，以及电性耦接至该第二选择线的一第二组开关晶体管， 该多个NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关晶体管以及该第二组开关晶体管中一第二开关晶体管串联的多个存储单元， 该第一组开关晶体管的阈值电压是依照一第一组开关阈值电压阶层而定，该第一组开关阈值电压阶层具有一开关阈值电压阶层量， 该第二组开关晶体管的阈值电压是依照一第二组开关阈值电压阶层而定，该第二组开关阈值电压阶层具有该开关阈值电压阶层量，且 该三维存储阵列中该多个阶层的一数量是等于该开关阈值电压阶层量。8.根据权利要求1所述的集成电路，其中该多条选择线包含一第一选择线、一第二选择线、一第三选择线及一第四选择线， 该多个开关晶体管包含电性耦接至该第一选择线的一第一组开关晶体管、电性耦接至该第二选择线的一第二组开关晶体管、电性耦接至该第三选择线的一第三组开关晶体管，以及电性耦接至该第四选择线的一第四组开关晶体管， 该多个NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关晶体管、该第二组开关晶体管中一第二开关晶体管、该第三组开关晶体管中一第三开关晶体管以及该第四组开关晶体管中一第四开关晶体管串联的多个存储单元， 该第一组开关晶体管的阈值电压是依照一第一组开关阈值电压阶层而定，该第一组开关阈值电压阶层具有一第一开关阈值电压阶层量， 该第二组开关晶体管的阈值电压是依照一第二组开关阈值电压阶层而定，该第二组开关阈值电压阶层具有该第一开关阈值电压阶层量， 该第三组开关晶体管的阈值电压是依照一第三组开关阈值电压阶层而定，该第三组开关阈值电压阶层具有一第二开关阈值电压阶层量， 该第四组开关晶体管的阈值电压是依照一第四组开关阈值电压阶层而定，该第四组开关阈值电压阶层具有该第二开关阈值电压阶层量，且 该三维存储阵列中该多个阶层的一数量是等于该第一开关阈值电压阶层量与该第二开关阈值电压阶层量的一乘积值。9.根据权利要求1所述的集成电路，其中该多条选择线包含一第一选择线及一第二选择线， 该多个开关晶体管包含电性耦接至该第一选择线的一第一组开关晶体管，以及电性耦接至该第二选择线的一第二组开关晶体管， 该多个NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关晶体管以及该第二组开关晶体管中一第二开关晶体管串联的多个存储单元， 该第一组开关晶体管的阈值电压是与该第二组开关晶体管的阈值电压成对，该第一组开关晶体管位于为一第一组开关阈值电压阶层中第i个阈值电压阶层的特定阶层上，该第一组开关阈值电压阶层为N个依序增加的阈值电压阶层的组合，该第一组开关晶体管的一第一阈值电压与该第二组开关晶体管的一第二阈值电压成对，该第二组开关晶体管位于一第二组开关阈值电压阶层中第i个阈值电压阶层的特定阶层上，该第二组开关阈值电压阶层为N个依序降低的阈值电压阶层的组合。10.根据权利要求1所述的集成电路，其中该多条选择线包含一第一选择线、一第二选择线、一第三选择线及一第四选择线， 该多个开关晶体管包含电性耦接至该第一选择线的一第一组开关晶体管、电性耦接至该第二选择线的一第二组开关晶体管、电性耦接至该第三选择线的一第三组开关晶体管，以及电性耦接至该第四选择线的一第四组开关晶体管， 该多个NAND串行包含与该第一组开关晶体管中一第一开关晶体管、该第二组开关晶体管中一第二开关晶体管、该第三组开关晶体管中一第三开关晶体管以及该第四组开关晶体管中一第四开关晶体管串联的多个存储单元， 该第一组开关晶体管的阈值电压、该第二组开关晶体管的阈值电压、该第三组开关晶体管的阈值电压与该第四组开关晶体管的阈值电压是依照多个对应的开关阈值电压阶层组而定，该多个开关阈值电压阶层组具有N个开关阈值电压阶层，且 该第一组开关晶体管的阈值电压是与该第二组开关晶体管的阈值电压成对，如此施加至该第一选择线与该第二选择线的偏压配置选择位于该多个阶层的一(1/N)部分上的该多个NAND串行， 该第三组开关晶体管的阈值电压是与该第四组开关晶体管的阈值电压成对， 如此施加至该第三选择线与该第四选择线的偏压配置选择位于该多个阶层的一(1/N)部分上的该多个NAND串行，且 该第一选择线及该第二选择线选择的该多个NAND串行与该第三选择线及该第四选择线选择的该...

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