TW306005B - Decoding method of diode-type read only memory array - Google Patents

Description

A7 B7 3 OlStJDb 丨)〇c/Frank/00: 五、發明説明（1 ) 本發明是有關於一種唯讀記憶體的解碼（Decode)方 法，且特別是有關於一種二極體式唯讀記憶體陣列的解碼 方法。 唯讀記憶體已被廣泛應用於迷你電腦、微處理器系統 等一類的數位設備中，其可用來儲存一些系統資料，例如 BIOS等常駐程式。這些不希望因電源中斷而被刪除的資 料，便需要唯讀記憶體來加以儲存。 —般常用的唯讀記憶體係利用通道電晶體當作記憶 單元（Memory Cell)，並於程式化(Programmed)階段，選擇性 的植入雜質到指定通道區，以改變臨限電壓（Threshold Voltage)而達到控制記憶單元導通（ON)或關閉（OFF)的目 的。其中，唯讀記憶體的結構，請參照第1圖，其爲一種 習知唯讀記憶體部份上視示意圖，複晶矽字元線WL10 (Word Line)跨過位元線BL12 (Bit Line)，記憶單元的通道區 14則形成於字元線WL10所覆蓋的下方及位元線BL12之間 的區域。而唯讀記憶體即以通道14的離子植入與否，來儲 存二階式位元數據“0”或“Γ。 請參照第2圖，第2圖係顯示習知之唯讀記憶體20之 部分等效電路圖，其中包括複數條以平行陣列方式排列的 字元線WL，和複數條以平行陣列方式排列的位元線BL。 在唯讀記憶體20程式化後所儲存的資料，係藉由選擇該些 位於字元線WL和位元線BL交錯位置的記憶單元決定，例 如藉由這些在交錯位置上的記憶單元，所具有的不同臨限 電壓組合來達到儲存資料的目的。其中，藉由將位於位元 4 本紙張尺度適用中國國家橾芈（CNS ) A4说格（210X297公釐） -----：---:--〔------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 I 3 74TWF.DOC/Frank/002 A7 B7 五、發明説明（2 ) 線BL2與BL3和字元線WL2交錯位置的電晶體22形成具 有相對低的臨限電壓，而將邏輯上“0”或是“ON”的資料儲 存在電晶體22中，或是藉由將位於位元線BL3與BL4和字 元線WL1交錯位置的電晶體24形成具有相對高的臨限電 壓，而將邏輯上“Γ或是“OFF”的資料儲存在電晶體24中。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •^! 而資料讀取的方式，係將欲讀取資料的記憶單元位 置，所對應的位元線和字元線施以一特定電位（Potential)， 並測量該位元線的電位是否改變，來決定構成記憶單元之 電晶體是否有相對低的臨限電壓。例如，選擇一記憶單元 具有較低臨限電壓的電晶體其位置如22，對電晶體22相 連接的字元線WL2施予一高電壓和對電晶體22相連接的 位元線BL2施予一高電壓，及對位元線BL3施予一低電 壓，當位元線BL2上的電位因電晶體22的導通而引導至位 元線BL3上，如箭頭25所示，測得位元線BL2的電位下降， 即可得知該記憶單元所儲存的資料是邏輯上的“0”或是 “0N” 。但爲確保位元線BL2不會因相鄰的言己憶單元26也 具有較低之臨限電壓，而將電流流向位元線BL1，必須對 位元線BL1施予一高電壓，而其餘之各位元線則爲浮接 (Floatmg)。如果選擇一記憶單元具有較高臨限電壓的電晶 體其位置如24，對電晶體24相連接的字元線WL1施予一 高電壓和對電晶體24相連接的位元線BL3施予一高電 壓，及對位元線BL4施予一低電壓，此時位元線BL2上的 電位因電晶體22的臨限電壓較高而不會引導至位元線BL3 上，測得位元線BL2的電位不變，即可得知該記憶單元所 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 3 剛 5D〇c/Frank_2 ：；__ 五、發明説明（〕） 儲存的資料是邏輯上的“Γ或是“OFF”。 上述習知的唯讀記憶體，其解碼的過程中必須同時選 遅三條位吞；變，其中兩條爲高電壓，另一條爲低電壓，以 g免電流的反流，造成資料讀取時的錯誤。由於通道電晶 體其位元線與通道介面接合Uuncdon)的崩潰電壓約在3伏 特，因此其解碼時的操作電壓必須限制在3伏特以下，使 資料的判讀不易區別。另外，摻雜高雜質濃度的位元線其 電阻値太高，其電阻値約在100Ω/[](Ω Per Square)，使操作 電流無法增大，無法有效提昇解碼的速度。 有鑑於此，本發明的主要目的就是在提供一種唯讀記 憶體陣列的解碼方法，特別是應用在一種二極體式唯讀記 憶體。由於利用二極體作爲記憶單元，可增大其操作電流， 形成高速唯讀記憶體。 本發明的另一目的就是在提供一種二極體式唯讀記 憶體陣列的解碼方法，在解碼過程僅需選擇一條位元線， 且無電流反流之現象，亦無需使用浮接之位元線。 本發明的又一目的就是在提供一種二極體式唯讀記 憶體陣列的解碼方法，利用二極體之記憶單元，無位元線 與通道介面接合的崩潰，使其解碼時之操作電壓可大於10 伏特，使資料的易於判讀。 本發明之一種二極體式唯讀記憶體陣列的解碼方 法，其中，該二極體式唯讀記憶體陣列包括至少一列記憶 單元與至少一行記憶單元，該列記憶單元與行記憶單元均 分別包括有複數個記憶單元，且該些記憶單元包括有複數 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4現格（210Χ 297公釐） A7 B7 I 3 74TWF.D()C/Frank/002 五、發明説明（V) 個邏輯數値爲“Γ的第一記憶單元與複數個邏輯數値爲“〇” 的第二記憶單元，又，每一記憶單元分別藕接一字元線與 一位元線，且同一列的記憶單元藕接至同一條字元線’不 同列的記憶單元藕接至不同條的字元線，而同一行的記憶 單元藕接至同一條位元線，不同行的記憶單元藕接至不同 條的位元線：該解碼方法包括： 選定一欲讀取之記憶單元，對該記憶單元所藕接之位 元線輸入一低電壓，而對其餘之位兀線輸入一闻電壓：以 及 對選定之該記憶單元所藕接之字元線輸入該高電 壓，而對其餘之字元線輸入該低電壓。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 圖式之簡單說明： V第1圖是一種習知之唯讀記憶體部份上視示意圖； V# 2圖是顯示一種習知之唯讀記憶體部分等效電路 圖； \/食3圖是根據本發明一較佳實施例，一種二極體式指 唯讀記憶體之結構剖面圖； 第4圖是根據本發明一較佳實施例，一種二極體式唯 讀記憶體部份上視示意圖；以及 \/第5圖是根據本發明一較佳實施例，一種二極體式唯 讀記憶體部分等效電路圖。 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公I ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) <tr 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印賢 五、發明説明（J ) 實施例 請參照第3圖，其繪示依照本發明一種二極體式唯讀 記憶體之剖面結構圖。在一 P型矽基底30上有複數個約平 行的N型雜質擴散區32，作爲唯讀記憶體之位元線，且在 部份N型雜質擴散區32中摻入一 P型雜質擴散區34，其 中N型雜質擴散區32與P型雜質擴散區34即構成一 PN二 極體。在N型雜質擴散區32之上有複數條平行的金屬層 36，作爲字元線，其中金屬層36與P型雜質擴散區藕接。 N型雜質擴散區32與金屬層36以一角度相交，約是垂直 相交。 依照本發明之一較佳實施例之二極體式唯讀記憶 體，其部份上視示意圖如第4圖所示。其中N型雜寶變散 區32(位元線）與金屬層36(字元線）交錯之處，即構成一記 憶單元，每一記憶單元分別藕接一字元線與一位元線。如 圖中以虛線框起來的部份40即爲一記憶單元。記憶單元中 包含有P型雜質擴散區者（如圖中有X記號者）可構成一二 極體，爲導通之記憶單元，例如是記憶單元40 :記憶單元 中未有P型雜質擴散區者（如圖中未有X記號者），則爲關 閉之記憶單元，例如是記憶單元42。， 本發明一種二極體式唯讀記憶體陣列包括至少一列 記憶單元與至少一行記憶單元，該列記憶單元與行記憶單 元均分別包括有複數個記憶單元，且該些記憶單元包括有 複數個邏輯數値爲“Γ的導通記憶單元與複數個邏輯數値 爲“0”的關閉記憶單元，又，每一記憶單元分別藕接一字元

S 本紙張尺度逋用中圉國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------rlllh—-----訂------線 C (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) /Frank/002 Α7 Β7 五、發明説明（（；） 線與一位元線，且同一列的記憶單元藕接至同一條字元 線，不同列的記憶單元藕接至不同條的字元線，而同一行 的記憶單元藕接至同一條位元線，不同行的記憶單元藕接 至不同條的位元線。 依照本發明之一較佳實施例，一種二極體式唯讀記憶 體，各個記憶單元其資料讀取的方法，請參照第5圖，其 係繪示依照本發明一較佳實施例，一種二極體式唯讀記憶 體部份等效電路圖，係選定一欲讀取資料之記憶單元50， 例如是具有P型雜質擴散區的導通記憶單元，對記憶單元 50相藕接的字元線WL2施予一相對高的電壓，例如約是5 伏特，和對記憶單元50相藕接的位元線BL2施予一相對低 的電壓，例如是約0伏特；對其餘之字元線施予一相對低 的電壓，例如是約0伏特，及對其餘之位元線施予一相對 高的電壓，例如約是5伏特。使得字元線WL2的電壓經由 記憶單元50流向位元線BL2，其電流流通方向如箭頭51 所示。因此，可讀取記憶單元50的儲存的邏輯數値爲“Γ 或是“ON”。 另外，如果選擇一欲讀取資料之記憶單元52，例如是 未具有P型雜質擴散區的關閉記憶單元，對記憶單元52相 藕接的字元線WL1施予一相對高的電壓，例如約是5伏 特，和對記憶單元52相藕接的位元線BL3施予一相對低的 電壓，例如是約0伏特；對其餘之字元線施予一相對低的 電壓，例如是約0伏特，及對其餘之位元線施予一相對高 的電壓，例如約是5伏特。使得字元線WL1的電壓無法經 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

,1T 線(！ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） I 374TWF.DOC/Frank/002 A7 B7 五、發明説明n ) 由記憶單元52流向位元線BL3。因此，可讀取記憶單元50 的儲存的邏輯數値爲“0”或是“OFF”。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

C 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消f合作社印裳 C/Frank/002 ®g D8 ___ 六、申請專利範圍 1. 一種二極體式唯讀記憶體陣列的解碼方法，其中’ 該二極體式唯讀記憶體陣列包括至少一列記憶單元與至 少一行記憶單元，該列記憶單元與行記憶單元均分別包括 有複數個記憶單元，且該些記憶單元包括有複數個邏輯數 値爲“Γ的第一記憶單元與複數個邏輯數値爲“〇”的第二記 憶單元，又，每一記憶單元分別藕接一字元線與一位元線’ 且同一列的記憶單元藕接至同一條字元線，不同列的記憶 單元藕接至不同條的字元線，而同一行的記憶單元藕接至 同一條位元線，不同行的記憶單元藕接至不同條的位元 線；該解碼方法包括： 選定一欲讀取之記憶單元，對該記憶單元所藕接之位 元線輸入一低電壓，而對其餘之位元線輸入一高電壓；以 及 對選定之該記憶單元所藕接之字元線輸入該高電 壓，而對其餘之字元線輸入該低電壓。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，每一記 憶單元均包括一 N型雜質擴散區，該N型雜質擴散區藕接 至一對應的位元線。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，每一第 一記憶單元更包括一 P型雜質擴散區，且該P型雜質擴散 區與該N型雜質擴散區構成一二極體。 4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，該第一 記憶單元的該P型雜質擴散區藕接至一對應的字元線。 5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該高電壓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •ΤΓ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I 3 74TWF.DOC/F β)Θ5 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 約爲5伏特。 6.如申請專利範圍第5項所述之方法 約爲0伏特。 ； 其中該低電壓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) L 訂 經濟部中央標隼局員工消f合作杜印製 J— I 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐）