CN106024064A - 高可靠低读电压一次性编程存储器 - Google Patents

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Abstract

高可靠低读电压一次性编程存储器，涉及集成电路技术，本发明包括第一MOS管、第二MOS管、反熔丝元件；第一MOS管的栅端接第二连接线WS，其第一连接端通过反熔丝元件连接第一连接线WP，第二连接端接第三连接线BL；第二MOS管的第一连接端接第四连接线BR，第二连接端接第三连接线BL；还包括一个限压器件，其具有一个控制端和两个连接端，其控制端连接一条控制信号线WB，其一个连接端连接反熔丝器件和第一MOS管的连接点，另一个连接端连接第二MOS管的栅端。本发明解决了现有技术的高压冲击所引起的关键路径的器件损坏、退化而难题，避免了可能导致的漏电隐患(高压对第二MOS管栅端的冲击)，提高了器件的可靠性。

Description

高可靠低读电压一次性编程存储器
技术领域
本发明涉及集成电路技术，特别是不挥发存储(NVM)器件和存储单元电路，可应用于高频和超高频RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)的高可靠、低读取电压、低功耗的一次性可编程(One Time Programmable，简称OTP)存储器单元和存储器阵列。
背景技术
中国专利201080067067.7公开了一种低电压低功耗存储器，其存储单元和存储单元构成的存储器阵列如图1、2所示。
图2所示现有技术构成的存储器阵列中，对单元A编程和读取的电压表如表一：
表一
SW:Selected Word line,所选字线，行选择；
SB:Selected Bit line,所选位线，列选择；
UW:Unselected Word line,未被选择的字线；
UB:Unselected Bit line,未被选择的位线。
设第m行、t列的单元B已经编程，接着编程第m行、第s列的单元A。当单元B已经编程,在编程单元A时，由于WPm处于高压Vpp，结点gmt有一个较高的电压(约Vpp‐Vt，其中Vt是单元B中，导通状态的反融丝器件两端电压差)。此高压对MOS管NMt会产生一定的破坏，有可能导致漏电。如果NMt被破坏，则灵敏放大器读出数据会受到影响。
以上的分析，说明现有技术的明显不足：
如果单元B是已编程单元，反熔丝器件成导通状态。在编程单元A时，单元B的第二MOS管的各点工作状态为，栅端接近5.5V电压(例如5.2V)，源端和漏端为2.5V电压，如此就有接近3V的差值作用在第二MOS管的栅氧上，这对于标准工作电压为1.8V或者更低的MOS管来说，器件的损坏和退化速度将大大提高。特别是第二MOS管是电压放大的关键器件。因此，需要有一种方式来限制第二MOS管栅端电压。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种解决现有技术的高压冲击问题的存储器。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，高可靠低读电压一次性编程存储器，包括第一MOS管(1)、第二MOS管(2)、反熔丝元件(4)；
第一MOS管的栅端接第二连接线WS，其第一连接端通过反熔丝元件连接第一连接线WP，第二连接端接第三连接线BL；
第二MOS管的第一连接端接第四连接线BR，第二连接端接第三连接线BL；
还包括一个限压器件(3)，其具有一个控制端和两个连接端，其控制端连接一条控制信号线WB，其一个连接端连接反熔丝器件和第一MOS管的连接点，另一个连接端连接第二MOS管的栅端。
所述限压器件为第三MOS管(3)。
第一MOS管的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；
第二MOS管的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；
第三MOS管的第一连接端为漏端，第二连接端为源端。
所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管皆为NMOS管，或者皆为PMOS管。
所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管皆为对称型MOS管。
本发明解决了现有技术的高压冲击所引起的关键路径的器件损坏、退化而难题，避免了可能导致的漏电隐患(高压对第二MOS管栅端的冲击)，提高了器件的可靠性。
附图说明
图1是现有技术的存储器单元结构示意图。
图2是现有技术的存储器阵列示意图。
图3是本发明的实施例1的存储器单元结构示意图。
图4是本发明的实施例1的存储器阵列示意图
图5是本发明的实施例2的存储器阵列示意图。
具体实施方式
实施例1：参见图3。
高可靠低读电压一次性编程存储器，包括第一MOS管1、第二MOS管2、反熔丝元件4；
第一MOS管1的栅端接第二连接线WS，其第一连接端通过反熔丝元件4连接第一连接线WP，第二连接端接第三连接线BL；
第二MOS管2的第一连接端接第四连接线BR，第二连接端接第三连接线BL；
还包括一个限压器件，其具有一个控制端和两个连接端，其控制端连接一条控制信号线，其一个连接端连接反熔丝器件4和第一MOS管1的连接点，另一个连接端连接第二MOS管2的栅端。
所述限压器件为第三MOS管3。
第一MOS管1的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；
第二MOS管2的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；
第三MOS管3的第一连接端为漏端，第二连接端为源端。
所述第一MOS管1、第二MOS管2、第三MOS管3皆为NMOS管，或者皆为PMOS管。
本实施方式采用对称型的MOS管，源极和漏极可以互换，本文中的连接端是指源极或者漏极，控制端为栅极。
本发明的第三MOS管处于常开状态，在编程时需要在栅端提供一个合适的电压就能限制第二MOS管栅端电压，
图4所示的存储器阵列结构，由图3所示本发明实施例1的存储器单元构成。
图4中，单元A编程和读取的电压表，如表二所列：
表二
如表二，当单元B是已编程的单元，在编程单元A时，单元B中的第三MOS管用来保护单元B的第二MOS管。进一步的解释是：如果单元B是已编程单元，反熔丝器件成导通状态，在编程单元A时，单元B中第二MOS管的各点工作状态为，栅端2V电压，源端和漏端为2.5V电压，相对于现有技术(如背景技术部分所例举的5.2V)，大大降低了第二MOS管栅氧上的电压应力，使其在编程时不受 高压影响。
实施例2：参见图5。
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例系以PMOS管实现。具体的存储器阵列结构如图5，当其中单元A编程和读取时，电压表如表三。
存储单元 V(WP) V(WS) V(WB) V(BL) V(BR)
编程 A SW/SB -5.5V -2.5V -2.5V 0V 浮置
B SW/UB -5.5V -2.5V -2.5V -2.5V 浮置
C UW/SB -2.5V 0V -2.5V 0V 浮置
D UW/UB -2.5V 0V -2.5V -2.5V 浮置
读取 A SW/SB 1V 1V,脉冲 0V 0V 检测电压
B SW/UB 1V 1V,脉冲 0V 浮置 0V,浮置
C UW/SB 0V 1V,脉冲 0V 0V 检测电压
D UW/UB 0V 1V,脉冲 0V 浮置 0V,浮置
表三。

Claims (5)

1.高可靠低读电压一次性编程存储器，包括第一MOS管(1)、第二MOS管(2)、反熔丝元件(4)；
第一MOS管(1)的栅端接第二连接线(WS)，其第一连接端通过反熔丝元件(4)连接第一连接线(WP)，第二连接端接第三连接线(BL)；
第二MOS管(2)的第一连接端接第四连接线(BR)，第二连接端接第三连接线(BL)；
其特征在于，还包括一个限压器件，其具有一个控制端和两个连接端，其控制端连接一条控制信号线，其一个连接端连接反熔丝器件(4)和第一MOS管(1)的连接点，另一个连接端连接第二MOS管(2)的栅端。
2.如权利要求1所述的高可靠低读电压一次性编程存储器，其特征在于，所述限压器件为第三MOS管(3)。
3.如权利要求2所述的高可靠低读电压一次性编程存储器，其特征在于，
第一MOS管(1)的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；
第二MOS管(2)的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；
第三MOS管(3)的第一连接端为漏端，第二连接端为源端。
4.如权利要求2所述的高可靠低读电压一次性编程存储器，其特征在于，所述第一MOS管(1)、第二MOS管(2)、第三MOS管(3)皆为NMOS管，或者皆为PMOS管。
5.如权利要求2所述的高可靠低读电压一次性编程存储器，其特征在于，所述第一MOS管(1)、第二MOS管(2)、第三MOS管(3)皆为对称型MOS管。
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