发明内容
本发明解决的问题是提供一种存储器,以有效地降低存储单元在编程操作时的串扰。
为解决上述问题,本发明提供一种存储器,所述存储器包括包含多个共源极存储单元的存储单元阵列,所述多个共源极存储单元分别包括两个子存储单元,各个子存储单元分别对应一条位线,并且各条位线的电性独立。
可选地,共源极存储单元的两个子存储单元共用一条字线。
可选地,在存储单元阵列的列方向上相邻的共源极存储单元中相邻的两个子存储单元之间共用一条位线。
可选地,在存储单元阵列的行方向上相邻的两列共源极存储单元与位线的连接方式呈镜像对称。
可选地,在存储单元阵列的行方向上相邻的两列共源极存储单元与位线的连接方式相同。
可选地,所述存储器还包括多条共源极线,所述多条共源极线均相互电连接。
可选的,所述存储器还包括多条共源极线,共源极的两个子存储单元共用一条共源极线,且所述多条共源极线之间电性独立。
可选地,所述存储器包括多晶硅存储器、SONOS存储器或纳米晶体存储器。
本发明还提供一种存储器的操作方法,所述存储器的操作方法包括:在共源极的两个子存储单元的字线上施加字线电压、在共源极线上施加共源极线电压,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流,其中,共源极的两个子存储单元分别对应两条字线和两条位线,并且所述两条字线与两条位线均电性独立。
可选地,在对共源极的两个子存储单元中的其中一个子存储单元进行编程操作时,在另一个子存储单元对应的位线上施加电源电压。
可选地,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流包括:在对所述存储器进行编程操作时,同时在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相同的位线电压或相同的位线电流。
可选地,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流包括:在所述共源极的子存储单元的位线上同时施加相同的读取电压或读取电流,以使得所述共源极的子存储单元中的数据被同时读出。
本发明还提供了另一种存储器的操作方法,所述存储器的操作方法包括:在共源极的两个子存储单元对应的字线上施加字线电压、在共源极线上施加共源极线电压,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流,其中,共源极的两个子存储单元对应两条位线,并且所述两条位线的电性独立;所述共源极的两个子存储单元对应的字线相连。
可选地,在对共源极的两个子存储单元中的其中一个子存储单元进行编程操作时,在另一个子存储单元对应的位线上施加电源电压。
与现有技术相比,上述技术方案至少具有以下优点:本发明存储器中的各个子存储单元分别对应一条位线,并且各条位线的电性独立。从而可以同时对共用一条共源极线的两个子存储单元进行读取或编程操作;并且在这种结构中,在对共源极存储单元的其中一个子存储单元进行编程操作时,可以在另一个子存储单元对应的位线上施加电源电压,以避免相邻子存储单元之间的串扰。
具体实施方式
由前述分析可知,现有技术存储器中共源极的两个存储单元利用分开的字线对存储单元M1和M2分别进行编程操作,在这种结构中,在对其中一个存储单元进行编程时,另一个存储单元会由于位线上被施加同一位线电压或位线电流,而产生串扰。
而本发明存储器中共源极的各个子存储单元分别对应一条位线,并且各条位线的电性独立,在这种结构中,可以利用分开的位线分别对共源极的存储单元进行编程或者读取操作,并且在对共源极的一个子存储单元进行编程时,可以在另一个子存储单元的位线上施加电源电压,从而可以避免这两个子存储单元之间的串扰。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
图2示出了本发明存储器的一种俯视结构示意图。参考图2,存储器包括:包含多个共源极存储单元的存储单元阵列,所述多个共源极存储单元分别包括两个子存储单元,各个子存储单元分别对应一条位线,并且各条位线的电性独立。
具体地,如图2所示,共源极存储单元10包括子存储单元101和子存储单元102,所述子存储单元101对应位线BL11,子存储单元102对应位线BL12。各个子存储单元与其相对应的位线之间分别通过连接节点20实现电连接。并且,在本实施例中,各位线(BL11~BL18)之间的电性独立。
继续参考图2,在本实施例中,所述存储器还包括多条字线(WL11~WL16)和多条共源极线(CS11、CS12、CS13)。各条字线(WL11~WL16)以及各条共源极线(CS11、CS12、CS13)分别在存储单元阵列中自成一行,也就是图2中所示的X方向。
其中,所述共源极线(CS11、CS12、CS13)可以均实现电连接,也可以如图2所示的仅在一对共源极的子存储单元之间共用,其不应限制本发明的保护范围。
另外,在本实施例中,共源极的一对字线(例如,W11与W12)相连,也就是说共源极的两个子存储单元(例如,子存储单元101和子存储单元102)可以共用一条字线。这样,在对共源极的存储单元进行编程操作时,可以同时对该共源极的两个子存储单元施加共字线电压。从而消除与被编程(选中)子存储单元相同列、相同行或者对角位置的其他子存储单元在传统结构中容易产生的串扰。
当然,在另一实施例中,也可以由非共源极存储单元的两个子存储单元共用电连接的同一条字线,例如,参考图2,也可以将字线WL12与字线WL13连接,从而使得非共源极的子存储单元102与子存储单元111共用一条字线。
以上,仅对字线的设置做了举例说明,其不应限制本发明的保护范围,在其他实施例中,本领域技术人员还可以对存储单元阵列中的字线做其他的设置,其均应落入本发明的保护范围。例如,参考图2,所述存储器的各条字线(WL11~WL16)分别电性独立,均不相互电连接。
在本实施例中,所述共源极线(CS11、CS12、CS13)分别仅在一对共源极的子存储单元之间共用,例如,共源极线CS11仅在共源极的子存储单元101和子存储单元102之间共用,并且所述共源极线(CS11、CS12、CS13)之间电性独立,也就是说,共源极线(CS11、CS12、CS13)相不连接。在这种结构中,存储器的共源极存储单元在行方向上即X方向上共用同一条共源极线,如图2所示,共源极存储单元10和共源极存储单元12是位于存储单元阵列中行方向上的两个相邻的共源极存储单元,这两个共源极存储单元共用同一条共源极线CS11。在这种结构中,可以有效地避免其对其他行的存储单元的干扰。
在本实施例中,可以同时对共源极存储单元10中的两个子存储单元101和102同时进行编程或读取操作。
作为一个具体地例子,在编程操作时,可以在共源极线CS11上施加一源极电压,例如9V;在字线WL11和WL12上同时施加一定的字线电压,例如1.5V;在位线BL11和BL12上同时施加一定的位线电压,例如0.5V。在这样的条件下就可以同时对子存储单元101和102中写入相同的数据。
作为另一个具体的例子,在读取操作时,可以在共源极线CS11上施加一0V电压;在字线WL11和WL12上同时施加一定的字线电压,例如1.8V;在位线BL11和BL12上同时施加一定的位线电压,例如0.8V。在这样的条件下就可以同时将子存储单元101和102中数据正确读出。
需要说明的是,在对存储单元进行编程或者读取操作时,也可以其他对应的位线上施加相应的位线电流,而不仅仅限于上述举例中施加的位线电压。此对于本领域技术人员所熟知,故在此不再赘述。
另外,在本实施例的存储器中,为了避免编程操作过程中,对其他不需要编程操作的子存储单元的串扰,可以在不需要编程操作的子存储单元对应的位线上施加一定的高压。
作为一个具体的例子,假定需要对子存储单元101进行编程操作,而子存储单元102为不需要进行编程的子存储单元。这时,需要在子存储单元101的字线WL11上施加一定的字线电压,例如1.5V,以选中子存储单元101;在共源极线CS11上施加共源极电压,例如9V;在子存储单元101对应的位线BL11上施加一位线电压,例如0.8V。
由于本实施例中字线WL11和WL12相互连接,所以子存储单元102的字线WL12上也被施加了字线电压,也就是说此时字线WL12上的电压也为1.5V;这时,可以在子存储单元102对应的位线BL12上施加一电源电压,例如,3V。这样,可以使得子存储单元102的字线电压与位线电压的差值远远大于子存储单元102的阈值电压,从而可以有效地避免编程操作时的串扰。
在现有技术中两个子存储单元共用一条位线,这样在对其中一个子存储单元进行编程操作时,另一个不进行编程操作的子存储单元可能会受到一定的干扰,从而使得该不进行编程操作的子存储单元受到串扰,从而影响了存储的数据的正确率;而在本发明中,由于子存储单元分别对应一条位线,并且各位线的电性独立,从而就有效地避免了与其相邻的子存储单元的位线上的电压或电流的干扰。
在本实施例中,在存储单元阵列的列方向上,即图2所示的Y方向上,相邻的共源极存储单元中相邻的两个子存储单元之间共用一条位线。具体地,参考图2所示,共源极存储单元10和共源极存储单元11在存储单元阵列的列方向上相邻。共源极存储单元10中的子存储单元102与共源极存储单元11中的子存储单元111相邻,并且在本实施例中,所述子存储单元102与子存储单元111共用一条位线BL11。并且,在本实施例中,该种结构的共源极存储单元在列方向上平行延伸。
当然,本实施例中在存储单元列方向上对于位线的设置方式并不应限制本发明的保护范围,在其他实施例中,也可以在存储单元列方向上对位线做其他不同的设置。
另外,在本实施例中,在存储单元阵列的行方向上,即图2所示的X方向上,相邻的两列共源极存储单元与位线的连接方式相同。参考图2所示,共源极存储单元10和共源极存储单元12在存储单元阵列的行方向上相邻且其与各自位线的连接方式相同。更具体地,共源极存储单元10中两个连接节点的位置与共源极存储单元12中两个连接节点的位置相同,换句话说,共源极存储单元12中的两个子存储单元121和122的结构可以通过共源极存储单元10中的两个子存储单元101和102的平行延伸实现。在本实施例中,该种结构的共源极存储单元在行方向上平行延伸。当然,在其他实施例中,也可以在存储单元阵列的行方向上对共源极存储单元的结构做其他的变形,其不应限制本发明的保护范围。
需要说明的是,本实施例的存储器可以为多晶硅存储器、SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon,硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅)存储器或者纳米晶体(Nano-crystal)存储器等。存储器的类型以及材质等均不限制本发明的保护范围。
在本实施例中,通过对存储单元行方向以及列方向上的共源极存储单元设置后,可以有效地减少位线的数量,从而可以缩小存储器的尺寸。
实施例二
参考图3所示,所述存储器包括:包含多个共源极存储单元的存储单元阵列,所述多个共源极存储单元分别包括两个子存储单元,各个子存储单元分别对应一条位线,并且各条位线的电性独立。
具体地,如图3所示,共源极存储单元21包括子存单元211和子存储单元212,所述子存储单元211对应位线BL21,子存储单元212对应位线BL22。各个子存储单元与其相对应的位线之间分别通过连接节点20实现电连接。并且,在本实施例中,各位线(BL21~BL28)之间的电性独立,也就是说,各条位线(BL21~BL28)之间不相互电连接。
继续参考图3,在本实施例中,所述存储器还包括多条字线(WL21~WL26)和多条共源极线(CS21、CS22、CS23)。各条字线(WL21~WL26)以及各条共源极线(CS21、CS22、CS23)分别在存储单元阵列中自成一行,也就是图3中所示的X方向。
其中,所述共源极线(CS21、CS22、CS23)以及各条字线(WL21~WL26)的结构与实施例一中的共源极线(CS11、CS12、CS13)以及各条字线(WL11~WL16)的结构相类似,故在此不再赘述。
本实施例的存储器中,在存储单元阵列的列方向(即图3所示的Y方向)上相邻的共源极存储单元中相邻的两个子存储单元共用一条位线。
具体地,参考图3所示,共源极存储单元21和共源极存储单元22是位于存储单元阵列的列方向上的一对相邻的存储单元,其中共源极存储单元21包括子存储单元211和子存储单元212,共源极存储单元22包括子存储单元221和子存储单元222,并且所述子存储存储单元212和子存储单元221相邻。在本实施例中,所述子存储单元212和子存储单元221即共用一条位线BL22。在本实施例中,这种结构的共源极存储单元在列方向上平行延伸。
另外,在本实施例中,在存储单元阵列的行方向(图3所示的X方向)上,相邻的两列共源极存储单元与位线的连接方式呈镜像对称。参考图3所示,共源极存储单元22和共源极存储单元23在存储单元阵列的行方向上相邻,且其与各自位线的连接方式呈镜像对称。更具体地,共源极存储单元22中两个连接节点的位置与共源极存储单元23中两个连接节点的位置呈镜像对称结构。在本实施例中,该种结构的共源极存储单元在行方向上平行延伸。
本实施例存储器的其他结构与实施例一中存储器的相应结构相类似,故在此不再赘述。
本实施例中共源极存储单元的各个子存储单元分别对应一条位线,且各条位线的电性独立。因此,本实施例的存储器也可以有效地避免在编程操作时,各相邻子存储单元之间的串扰。另外,在存储单元列方向上的共源极存储单元中相邻的两个子存储单元共用一条位线,从而也减少了位线的数量,进而缩小了存储器的尺寸。
以上通过两个实施例对本发明的存储器做了详细的介绍,但是,本发明存储器的结构并不仅限上述两个实施例的描述,在其他实施例中,还可以对存储器的存储单元在行方向上和列方向上做其他变形,其均应落入本发明的保护范围。
相应地,本发明还提供了一种应用上述存储器的操作方法,所述方法可以包括:在共源极的两个子存储单元的字线上施加字线电压、在共源极线上施加共源极线电压,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流,其中,共源极的两个子存储单元分别对应两条字线和两条位线,并且所述两条字线与两条位线均电性独立。
其中,在对共源极的两个子存储单元中的其中一个子存储单元进行编程操作时,在另一个子存储单元对应的位线上施加电源电压。
在实际操作中,可以在不需要编程的子存储单元对应的位线上施加一电源电压,例如3V,从而,可以有效地避免该不进行编程操作的子存储单元受到进行编程操作的子存储单元的串扰影响。
其中,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流可以包括:在对所述存储器进行编程操作时,同时在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相同的位线电压或相同的位线电流。
在这种操作方式中,共源极的两个子存储单元可以同时进行编程操作,而不必再分开进行编程。
另外,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流还可以包括:在所述共源极的子存储单元的位线上同时施加相同的读取电压或读取电流,以使得所述共源极的子存储单元中的数据被同时读出。
此外,本发明还提供了另外一种存储器的操作方法,包括:在共源极的两个子存储单元对应的字线上施加字线电压、在共源极线上施加共源极线电压,在所述共源极的两个子存储单元对应的两条位线上施加相应的位线电压或位线电流,其中,共源极的两个子存储单元对应两条位线,并且所述两条位线的电性独立;所述共源极的两个子存储单元对应的字线相连。
可选地,在对共源极的两个子存储单元中的其中一个子存储单元进行编程操作时,在另一个子存储单元对应的位线上施加电源电压。
下面结合图2对上述操作方法做进一步地详细说明。
为了方便说明,首先假定对图2所示的共源极存储单元10中的子存储单元101进行编程操作。本实施例中,所述共源极存储单元10的子存储单元101对应字线WL11,子存储单元102对应字线WL12,并且字线WL11和字线WL12相互连接,从而可以同时对存储单元10的两个子存储单元101和102施加共同的字线电压。
在对存储单元10的子存储单元101进行编程过程中,为选通所述子存储单元101,在字线W11和W12上施加一共同的字线编程电压,例如1.5V;在共源极线CS11上施加源极电压,例如9V;同时在与子存储单元101相对应的位线BL11上施加位线编程电压Vb1,例如0.8V;同时为了避免子存储单元102受到子存储单元101编程过程的串扰,在与子存储单元102相对应的位线BL12上施加电源电压Vdd,例如3V。
在上述条件下,子存储单元102的字线电压(字线WL12上的电压)与位线电压(位线BL12上的电压)之间存在一个较大的电压差(-1.5V),从而使得子存储单元102处于良好的关断状态,不易受到子存储单元101的编程操作的影响。
需要说明的是,在其他实施例中,也可以在存储单元对应的位线上施加相应的位线电流以实现对存储单元的各种操作,而不仅仅限于上述关于位线电压的举例。
在对子存储单元101和子存储单元102进行读取操作时,可以在所述共源极线CS11上施加0V电压;在其各自的字线WL11、WL12上施加字线读取电压;同时在位线BL11上施加第一位线读取电压,在位线BL12上施加第二位线读取电压。这时,所述第一位线读取电压可以与第二位线读取电压相同。在这种条件下,所述子存储单元101和102中的数据就可以被同时读出,而不再需要进行两次读取操作,从而有效地提高了读取的效率。
此外,如图2所示,位于同一列且相邻的共源极存储单元中不相邻的子存储单元共用一条位线,如图2所示的子存储单元101与子存储单元111共用同一条位线BL11。在这种结构下,还可以分别对子存储单元101和子存储单元111对应的字线(WL11、WL13)、共源极线(CS11、CS12)的设置,来实现对子存储单元101和111的同时编程或者读取操作。从而,就可以进一步地提高存储器的编程或者读取效率。
需要说明的是,其他实施例的存储器的操作方法与上述操作方法相类似,故在此不再赘述。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。