存储器装置及其操作方法与流程

本技术实现要素：是有关于一种存储器技术，且特别是有关于一种存储器装置及其操作方法。

背景技术：

1、一次编程(one time programming,otp)存储器及多次编程(multi timeprogramming,mtp)存储器家族主要分有三类，说明如后。第一类是最传统的利用金属连线中的金属原子因为电迁移效应(electromigration)在大电流的时候被推动使得金属连线断线，形成熔丝型态(fuse-type)，可用铝/铜/硅化物衬垫(al/cu/silicide liner)、多晶硅衬垫(poly-si liner)、接触贯孔(contact via)或金属闸衬垫(metal gate liner)实现。

2、第二类是因为闸介电层厚度不断微缩，使得介电层的崩溃电场大幅下降，因此利用介电层崩溃的机制可让闸介电层从原本的低电导态变成高电导态，形成反熔丝型态(anti-fused type)。

3、第三类则是利用电荷存储(charge storage)的机制来达成，可利用存储器工艺在系统单芯片(system on chip,soc)上形成浮动栅极(floating-gate)或sonos(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon)结构，形成快闪式存储器(flash mosfet)；抑或，使用多晶硅(poly-si)cmos元件的栅极侧壁结构(spacer)来存储电荷达成纪录信息的目的。

4、上述第一类需要的面积大、操作电流高、读取窗口小，因此，只适合低密度的开机码编程。第二类有可靠性问题，且逻辑状态不稳定。第三类有电荷佚失问题，信息保存性不佳。

5、由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，尤其是cmos元件跨过28纳米技术之后，因应high-k metal-gate技术的发展，更需要有良好的otp存储器解决方案。

技术实现思路

1、本发明内容实施例包含一种存储器装置。存储器装置包含第一存储晶体管及第一选择晶体管。第一存储晶体管用以存储第一数据位元。第一选择晶体管用以改变第一存储晶体管的栅极的电阻值，以将第一数据位元写入第一存储晶体管，第一选择晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的栅极。

2、在一些实施例中，第一选择晶体管还用以提供第一字线信号至第一存储晶体管的栅极，以及在第一数据位元写入第一存储晶体管时，第一字线信号流经第一存储晶体管的栅极及第一存储晶体管的第一端。

3、在一些实施例中，在第一数据位元写入第一存储晶体管时，当第一字线信号具有第一电流准位时，第一存储晶体管的栅极维持在第一电阻值，以及在第一数据位元写入第一存储晶体管时，当第一字线信号具有大于第一电流准位的第二电流准位时，第一存储晶体管的栅极被改变至大于第一电阻值的第二电阻值。

4、在一些实施例中，第一存储晶体管用以产生对应第一数据位元的第一电流，以及第一电流流经第一存储晶体管的第二端及第一存储晶体管的第一端。

5、在一些实施例中，存储器装置还包括：第二存储晶体管，用以存储第二数据位元，第二存储晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端，其中第一选择晶体管还用以改变第二存储晶体管的栅极的电阻值，以将第二数据位元写入第二存储晶体管，第一选择晶体管的第一端耦接第二存储晶体管的栅极。

6、在一些实施例中，存储器装置还包括：第二存储晶体管，用以存储第二数据位元，第二存储晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端；以及第二选择晶体管，用以在第一选择晶体管导通时导通，并用以改变第二存储晶体管的栅极的电阻值，以将第二数据位元写入第二存储晶体管，第二选择晶体管的第一端耦接第二存储晶体管的栅极。

7、在一些实施例中，第一选择晶体管还用以提供脉冲信号至第一存储晶体管的栅极，以及脉冲信号的一电压准位大约为3到6伏特，且脉冲信号具有电压准位的时间长度大约为十到一百纳秒。

8、本发明内容实施例包含一种操作存储器装置的方法。方法包括：将第一逻辑值或第二逻辑值写入第一存储晶体管，包括：通过第一选择晶体管提供第一字线信号至第一存储晶体管的栅极；当第一字线信号具有对应第一逻辑值的第一电压准位时，改变第一存储晶体管的栅极至第一电阻值；以及当第一字线信号对应第二逻辑值的第二电压准位时，维持第一存储晶体管的栅极于第二电阻值。

9、在一些实施例中，方法还包括：在将第一逻辑值或第二逻辑值写入第一存储晶体管之后，将第一逻辑值或第二逻辑值写入第二存储晶体管，包括：通过第一选择晶体管提供第一字线信号至第二存储晶体管的栅极；当第一字线信号具有第一电压准位时，改变第二存储晶体管的栅极至第一电阻值；以及当第一字线信号具有第二电压准位时，维持第二存储晶体管的栅极于第二电阻值，其中第二存储晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端。

10、在一些实施例中，方法还包括：在将第一逻辑值或第二逻辑值写入第一存储晶体管时，将第一逻辑值或第二逻辑值写入第二存储晶体管，包括：通过第二选择晶体管提供第二字线信号至第二存储晶体管的栅极；当第一字线信号具有第一电压准位时，改变第二存储晶体管的栅极至第一电阻值；以及当第一字线信号具有第二电压准位时，维持第二存储晶体管的栅极于第二电阻值，其中第二存储晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端。

11、在一些实施例中，方法还包括：在将第一逻辑值或第二逻辑值写入第一存储晶体管之后，读出第一存储晶体管所存储的第一逻辑值或第二逻辑值，包括：通过第一存储晶体管产生第一电流，其中第一存储晶体管具有第一逻辑值时，第一电流具有第一电流准位，以及第一存储晶体管具有第二逻辑值时，第一电流具有不同于第一电流准位的第二电流准位。

12、在一些实施例中，方法还包括：在读出第一存储晶体管所存储的第一逻辑值或第二逻辑值时，读出第二存储晶体管所存储的第一逻辑值或第二逻辑值，包括：通过第二存储晶体管产生第二电流，其中第一存储晶体管的第一端耦接第二存储晶体管的第一端，第一电流流经第一存储晶体管的第一端及第一存储晶体管的第二端，以及第二电流流经第二存储晶体管的第一端及二存储晶体管的第二端。

13、在一些实施例中，方法还包括：在读出第一存储晶体管所存储的第一逻辑值或第二逻辑值之后，读出第二存储晶体管所存储的第一逻辑值或第二逻辑值，包括：通过第二存储晶体管产生第二电流，其中第一存储晶体管的第一端耦接第二存储晶体管的第一端，以及第一存储晶体管的控制端耦接第二存储晶体管的控制端。

14、本发明内容实施例包含一种存储器装置。存储器装置包括第一存储晶体管及第一选择晶体管。第一存储晶体管用以依据第一字线信号存储第一数据位元，第一存储晶体管的栅极用以连接到第一字线信号。第一选择晶体管，用以改变第一存储晶体管的第一端的电压准位，以将第一数据位元写入第一存储晶体管，第一选择晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端。

15、在一些实施例中，在第一数据位元写入第一存储晶体管时，第一字线信号流经第一存储晶体管的栅极及第一存储晶体管的第一端。

16、在一些实施例中，在第一数据位元写入第一存储晶体管时，当第一字线信号具有第一电流准位时，第一存储晶体管的栅极维持在第一电阻值，以及在第一数据位元写入第一存储晶体管时，当第一字线信号具有大于第一电流准位的第二电流准位时，第一存储晶体管的栅极被改变至大于第一电阻值的第二电阻值。

17、在一些实施例中，第一存储晶体管用以产生对应第一数据位元的第一电流，以及第一电流流经第一存储晶体管的第二端及第一存储晶体管的第一端。

18、在一些实施例中，存储器装置还包括：第二存储晶体管，用以依据第二字线信号存储第二数据位元，第二存储晶体管的栅极用以连接到第二字线信号，第二存储晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端，其中第一选择晶体管还用以改变第二存储晶体管的第一端的电压准位，以将第二数据位元写入第二存储晶体管。

19、在一些实施例中，存储器装置还包括：第二存储晶体管，用以依据第一字线信号存储第二数据位元，第二存储晶体管的栅极用以连接到第一字线信号；以及第二选择晶体管，用以改变第二存储晶体管的第一端的电压准位，以将第二数据位元写入第二存储晶体管，第二选择晶体管的第一端耦接第一存储晶体管的第一端。

20、在一些实施例中，第二存储晶体管的第二端耦接第一存储晶体管的第二端，以及第一选择晶体管及第二选择晶体管依序导通。