单边工作模式的组对结构非易失性存储器及其操作方法与流程

本发明涉及存储器，特别涉及一种单边工作模式的组对结构非易失性存储器及其操作方法。

背景技术：

1、非易失性存储器（nvm）广泛地运用于我们日常生活的各个领域，包括嵌入式系统、数据存储类产品以及物联网系统。非易失性存储器芯片具有高密度、低价格、电可编程和可擦除等优点。随着工艺技术节点的不断缩小，非易失性存储器的存储单元（cell）尺寸相应地缩小。由于存储单元对外围电路需要有较好的匹配性，对存储阵列及其辅助电路的性能和集成度等提出了更高的要求。

2、随着工艺节点不断地深入到28nm以下，如何在保证存储器面积能够继续缩小的条件下，提高存储器存储数据的可靠性亟需解决。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其电路的复杂程度低，有助于减小芯片面积，且该单边工作模式的组对结构非易失性存储器从架构上根本性地消除了读干扰，有助于提高存储器存储数据的可靠性。本发明还提供所述单边工作模式的组对结构非易失性存储器的擦除、写入和读取操作方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供的单边工作模式的组对结构非易失性存储器包括：存储阵列，所述存储阵列包括行列排布的多个组对存储单元，所述组对存储单元包括第一存储管和第二存储管，所述第一存储管的第一源漏端与所述第二存储管的第一源漏端连接；多条位线，一条所述位线与一列所述组对存储单元的第二存储管的第二源漏端连接；多条源线，一行所述组对存储单元的所述第一存储管的第二源漏端与一条所述源线连接；多条字线，一条所述字线与一行所述组对存储单元的第二存储管的栅极连接；以及多条控制线，一条所述控制线与一行所述组对存储单元的第一存储管的栅极连接；其中，所述第一存储管的阈值电压固定在设定范围内，所述第一存储管固定为写入状态。

3、可选的，在所述单边工作模式的组对结构非易失性存储器的测试阶段调节所述第一存储管的阈值电压，以使所述第一存储管为写入状态。

4、可选的，所述源线的延伸方向和所述位线的延伸方向相互垂直。

5、可选的，所述存储阵列的所有存储管形成在同一阱区内。

6、可选的，所述第一存储管和所述第二存储管为结构相同的晶体管。

7、可选的，所述第一存储管和所述第二存储管为导电类型相同的晶体管。

8、可选的，所述第一存储管和所述第二存储管均为n型晶体管，所述第一存储管的阈值电压保持为正；或者，所述第一存储管和所述第二存储管均为p型晶体管，所述第一存储管的阈值电压保持为负。

9、本发明还提供上述单边工作模式的组对结构非易失性存储器的擦除操作方法。所述擦除操作方法包括：对所述存储阵列所在的阱区施加正电压；对需要擦除的组对存储单元连接的控制线施加正电压，对需要擦除的组对存储单元连接的字线施加负电压；对不需要擦除的组对存储单元连接的控制线和字线均施加正电压；对所有的位线施加正电压；以及对所有的源线施加正电压。

10、本发明还提供上述单边工作模式的组对结构非易失性存储器的写入操作方法。所述写入操作方法包括：对所述存储阵列所在的阱区施加第一负电压；对所述存储阵列连接的控制线均施加第一负电压，对需要写入的组对存储单元连接的字线施加第一正电压，对不需要写入的组对存储单元连接的字线施加第二负电压，所述第二负电压的绝对值小于所述第一负电压的绝对值；对需要写入的组对存储单元连接的位线施加第一负电压，对其余的位线施加第二正电压，所述第二正电压小于所述第一正电压；以及对所有的源线施加第一负电压。

11、本发明还提供上述单边工作模式的组对结构非易失性存储器的读取操作方法。所述读取操作方法包括：对所述存储阵列所在的阱区施加第一电压；对需要读取的组对存储单元的第二存储管连接的字线施加第二电压，对需要读取的组对存储单元的第一存储管连接的控制线施加使得所述第一存储管开启的开启正电压；对不需要读取的组对存储单元连接的控制线和字线均施加第一电压；对需要读取的组对存储单元连接的位线施加读取正电压，对其余的位线施加零伏电压或悬置；对所有所述源线施加第一电压；其中，所述第二电压基于所述第二存储管写入状态的阈值电压分布以及所述第二存储管擦除状态的阈值电压分布设定，所述第一电压和所述第二电压相关且差值在设定范围内。

12、本发明提供的单边工作模式的组对结构非易失性存储器中，存储阵列包括行列排布的多个组对存储单元，组对存储单元包括第一存储管和第二存储管，第一存储管的第一源漏端与第二存储管的第一源漏端连接，一条字线与一行组对存储单元的第二存储管的栅极连接，一条控制线与一行组对存储单元的第一存储管的栅极连接，一条位线与一列组对存储单元的第二存储管的第二源漏端连接，一行组对存储单元的第一存储管的第二源漏端与一条源线连接；其中，第一存储管的阈值电压固定在设定范围内，所述第一存储管固定为写入状态，即组对存储单元为单边工作模式。该单边工作模式的组对结构非易失性存储器中位线和源线的布局简单，且对存储阵列进行数据操作时控制信号较为简单，从而存储阵列对应的外围辅助电路的复杂程度低且占用的芯片面积小，如此有助于减小芯片面积；此外，该单边工作模式的组对结构非易失性存储器从架构上根本性地消除了读干扰，有助于提高存储器存储数据的可靠性。

技术特征：

1.一种单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，在所述单边工作模式的组对结构非易失性存储器的测试阶段调节所述第一存储管的阈值电压，以使所述第一存储管为写入状态。

3.如权利要求1所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，所述源线的延伸方向和所述位线的延伸方向相互垂直。

4.如权利要求1所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，所述存储阵列的所有存储管形成在同一阱区内。

5.如权利要求1所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，所述第一存储管和所述第二存储管为结构相同的晶体管。

6.如权利要求1所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，所述第一存储管和所述第二存储管为导电类型相同的晶体管。

7.如权利要求1所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器，其特征在于，所述第一存储管和所述第二存储管均为n型晶体管，所述第一存储管的阈值电压保持为正；或者，所述第一存储管和所述第二存储管均为p型晶体管，所述第一存储管的阈值电压保持为负。

8.一种如权利要求1至6任一项所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器的擦除操作方法，其特征在于，包括：

9.一种如权利要求1至6任一项所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器的写入操作方法，其特征在于，包括：

10.一种如权利要求1至6任一项所述的单边工作模式的组对结构非易失性存储器的读取操作方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供一种单边工作模式的组对结构非易失性存储器及其操作方法。该单边工作模式的组对结构非易失性存储器中，存储阵列的组对存储单元包括第一存储管和第二存储管，第一存储管的第一源漏端与第二存储管的第一源漏端连接，一条位线与一列组对存储单元的第二存储管的第二源漏端连接，一行组对存储单元的第一存储管的第二源漏端与一条源线连接，一条字线与一行第二存储管的栅极连接，一条控制线与一行第一存储管的栅极连接；其中，所述第一存储管固定为写入状态。如此，存储器的电路的复杂程度低，芯片面积较小，且存储数据的可靠性高。本发明还提供该单边工作模式的组对结构非易失性存储器的擦除、写入和读取操作方法。技术研发人员：金波受保护的技术使用者：宁波领开半导体技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30