312012 A7 B7 經濟部中失標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明 ( 1 ) I 1 1 背 景 1 1 發 明 領 域 1 1 本 發 明 僳 關 於 * 種 永 久 性 半 導 m 存 儲 器 1 更 特 別 的 是 請 1 先 關 於 種 具 有 __- 裝 置 以 便 將 多 值 資 訊 寫 入 存 儲 晶 格 之 永 閲 讀 1 久 性 半 導 體 〇3. 存 儲 器 〇 背 1 I 之 1 相 關 枝 m 描 沭 意 1 I 在 先 前 技 藝 中 已 建 議 各 種 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 和 其 事 項 1 | 再 寫 入 方 法 以 便 將 —‘ 項 多 值 資 訊 ( 至 少 可 具 有 3 痼 值 » 例 填 寫 本 袈 如 } 4 個 值 ) 寫 入 存 儲 晶 格 中 > \-χ- m 例 如 可 參 考 曰 本 專 頁 1 1 利 應 用 之 已 公 開 的 出 販 案 號 JP -A -3 -1 3 7 6 9 2 及 JP- A- 7 - 1 1 0 2 9 3 8 2 〇 1 I 在 此 種 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 中 ) 存 儲 晶 板 通 常 由 浮 動 1 訂 式 閘 極 (電）場 效 應 電 晶 體 所 形 成 9 此 種 (電） 場 效 應 電 晶 1 體 之 臨 界 值 (t h r e s h 〇 1 d )可藉分別施加至源極， 汲極及 1 | 閘 極 之 控 制 電 壓 來 作 電 性 上 之 控 制 〇 此 後 此 種 電 晶 體 稱 1 I 為 "存儲晶格電晶體” 〇 控 制 此 種 存 儲 晶 格 電 晶 體 之 臨 界 1 '值 的 方 法 包 括 改 變 所 施 加 電 壓 之 位 準 的 方 法 » 以 及 控 制 ,1 I 電 壓 施 加 時 間 而 保 持 所 施 加 電 壓 於 一 定 位 準 之 方 法 〇 1 1 1 請 參 考 第 1 圖 } 其 顯 示 先 前 技 之 永 久 性 半 導 體 存 儲 1 1 器 之 第 一 範 例 的 電 路 圖 » 可 藉 所 施 加 電 壓 之 位 準 的 改 變 1 1 而 將 多 值 資 訊 寫 入 此 永 久 气 半 導 體 存 儲 器 中 〇 1 1 所 示 之 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 包 含 由 許 多 存 儲 晶 格 電 晶 1 1 sm 體 Μ 11至卜 mn 所 構 成 之 存 儲 晶 格 陣 列 1， 電晶體Μ 11 至 Mmn 1 I 則 具 有 在 電 性 上 可 控 制 之 臨 界 值 且 配 置 成 具 有 m ”列和 1 1 -3 一 1 i 1 本紙張尺度適用中國國家標嗥（CNS ) Λ4规格（210:<2们公t ) 312012 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 2 ) 1 1 "η "行之矩陣形式， 所示之永久性半導體存儲器亦色 i含 1 1 許 多 分 別 用 於 存 儲 晶格 電 晶體Μ 13_至Mmn之 H fit "列的字線 1 I WL 至 WL m 9 每 —* 字線 «L 1至WL m 共 同 連 接 至 包 含 在 ·—S 請 1 先 1 —- 對 應 列 中 之 所 有 存儲 晶 格電晶 體 的 閘 極 » 另 有 許 多 閲 讀 1 位 元 線 BL 1 至 BL η 可分 別 用於存 儲 晶 格 電 晶 體 Μ 11至 背 面 1 I 之 1 M mn 之” η"行 中 9 每 一位 元 線BL ! 至 BL Π 共 同 連 接 至 包 意 1 1 含 在 一 對 應 行 中 之 所有 存 儲晶格 電 晶 體 的 汲 極 〇 所 有 事 項 1 I 存 儲 晶 格 電 晶 體 Μ 11 至 H mn 之源極 都 接 地 (g Γ 0 u η d e d) 〇 填 寫 本 裝 而 且 9 所 示 之 永 久性 半 導體存 儲 器 包 括 • 緩 衝 電 路5C 頁 1 I 以 便 在 寫 入 時 可 保 持及 供 應一具 有 4 值 » 即 ， 4 元 資訊 1 1 ( 例 如 由 位 元 hi 和 構成） 之 輸 入 資 料 I C ) 寫入 1 1 電 路 6C » 其 在 寫 入 時可 産 生對應 於 由 緩 衝 電 路 5C所 供應 1 訂 之 輸 人 資 料 I 值之字線電壓控制信號WVC 9 宣 1w 入 位 元線 1 電 壓 Vb Ρ具有定值之位準 X-解碼器2A和位準轉換電路 1 | 7 , 可接收列位址信號ΑΧ以便依據由許多宇線WL L 至 W L m 1 | 所 接 收 之 列 位 址 信 號AX來 選取一 條 字 線 » 且 在 寫 入 時可 1 -1 供 應 對 應 於 字 線 電 壓控 制 信號WVC之寫入字線電歷V 至 wp 土 I 所 選 取 之 字 線 Y- 解碼 器 3Α?Π Υ- 開 關 電 路 4 A * 可 接 收行 1 位 址 信 號 AY以 便 依 據由 許 多位元 線 BL 1 至 BL η 所 接 收之 1 1 行 位 址 信 號 AY來 m 取一 條 位元線 9 且 在 寫 入 時 可 供 應寫 1 1 入 位 元 線 電 壓 Vbp至所選取之位元線。 1 1 在 9 將 描 述 此 種永 久 性半導 體 存 儲 器 之 寫 入 操 作方 1 1 式 〇 1 | 即 將 寫 入 之 資 訊 由外 部 供應以 -4- 作 為 輸 入 資 料 I D * !〇1 1 1 1 1 1 1 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21 OX 297公趋） Α7 Β7 ^12〇i2 五、發明説明（3 ) ,ι〇2 ),這些輸入資料I Q (1 αι , I )被接收且保持在 輸入緩衝器5 C中。輸入電路6 C對輸入資料I 〇 ( I U；L , I Q2 進行算術蓮算，且分辨那一存儲晶格電晶體之臨界值位 準偽對應於所接收之輸入資料I 0以作為多值資訊。寫 入電路6C産生字線電壓控制信號WVC,其值可指出此分 辨作用所産生之結果，且寫入位元線電壓vbp亦具有定 值之位準。 位準轉換電路7供應寫入字線電壓、（其位準對應 於字線電壓控制信號WV C ,即，對應於輸入資料I 〇之值 )至X-解碼器2A所選取的一條字線。另一方面，Y-解碼 器3 A和Y -開關電路4 A供應此寫人位元線電壓Vbp至一所 選取之位元之線。 因此，對應於輸入資料I c值之電壓施加在一存儲晶 格電晶體之閘極和汲極之間，而此一存儲晶格電晶體俗 位於所選取之一條字線和一條位元線之交叉點上，使得 所選取之存儲晶格電晶體之臨界值變成一種對應於輸入 資料I 〇值之位準。 參考第2圖，此圖顯示當寫入字線電壓Vwp依據輸入 資料I ◦之值改變時，存儲晶格電晶體之臨界電壓V t.之 改變情況。另一方面，施加此寫入電壓於存儲晶格電晶 體之閘極和汲極之間所需之程式化時間TP傺固定於一 固定值。寫入字線電壓Vwp對應於輸入資料I 〇之值，且 寫入字線電壓vwp之位準關倦是vwl< vw2< vw3< vw4。 當施加最高位準vw4時，注入存儲晶格電晶體之浮動式 -5- •Μ氏張尺度適用中國國家標準（C'NS )八4规格（210Χ 297公筇） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 装 訂 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製 Μ Β7五、發明説明（4 ) 閘極的電子數變成最大，使臨界值變成最高。 V參考第3圖，其波形顯示電壓在各點上之變化及存儲 晶格電晶體M u至Mmn之臨界電壓（Vt)的變化，當存儲 晶格電晶體M u藉施加閘極電壓（寫入字線電壓）Vw4而 進行程式化時，則存儲晶格電晶體M u偽藉施加閘極電 壓Vw2而進行程序化。如第3圖所示，需要此種對應於 即將程式化（即，即將寫入資料）之存儲晶格電晶體數 目之程式化時間Tp 。 不可避免的是，在此種永久性半導體存儲器中，已說 明了可藉寫入字線電壓vwp之改變而將多值資訊寫入存 儲晶格電晶體中，而寫入位元線電壓vbp是保持不變的 。然而，亦可在寫入字線電壓Vwp保持不變之情況下， 藉寫入位元線電壓vbp之改變而將多值資訊寫入存儲晶 格電晶體中。 其次，參考第4圖，其顯示先前技藝之永久性半導體 存儲器的第二範例之電路圖，在保持所施加之電壓位準 於一定值之情況下，藉電壓施加時間之改變來寫入多值 資訊。在第4圖中，類似於第1圖所示之元件以相同之 參考數字來表示，其說明因此將省略。 此種先前技ϋ之永久性半導體元件的第二範圍包括： 寫入電路6D,可接收時序産生器8中産生之時序信號及 接收由缓衝電路5 C所供應之輸入資料I c ，以便産生寫 入位元線脈波信號Pbp和寫入字線脈波信號Pwn ,信號P 和P wp具有定值電壓（vbpe，vwpe )和對應於輸入資料I 0 -6 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 . — -I - .. - - 1— -I- I— 為 .....— In . 訂
J 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 · 297公綾） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 5 ) 1 1 值 之 脈 波 寬 度 〇 X- 解 碼 器2B接 收列位址信號ΑΧ以便依據 1 1 由 許 多 字 線 WL 1 至 WL m 所接收 之列位址信號ΑΧ來選取一 1 I 條 字 線 » 且 亦 接 收 時 序 産生器 8中産生之時序信號以及 '**'S 請 I 先 1 接 收 寫 入 字 線 脈 波 信 號 Pwp，以便在寫 入時在一段 期 間 閱 ik 1 中 供 應 具 有 定 值 電 壓 ▽v/pc之寫 入字線脈波信號Pwp 至 所 背 1 1 之 1 選 取 之 字 線 此 段 期 間 係對應 於寫入字線脈波信號P wp 意 1 I 之 脈 波 寛 度 0 Υ- 解 碼 器 3 B 和 Y - 開關電路4A接收行位址信 事 項 1 I 再 1 ΑΥ以 便 依 據 由 許 多 位 元線B L 1 至 B L η 所接收之行位址 填 寫 本 裝 信 號 ΑΥ來 選 取 —* 條 位 元 線，且 亦接收時序産生器8 中所 頁 、· 1 I 産 生 之 時 序 信 號 以 及 接 收此一 寫入位元線脈波信號Ρ bp 1 1 > 以 便 在 寫 入 時 在 一 段 期間中 供應具有定值電壓vbpe之 1 | 寫 入 位 元 線 脈 波 信 號 Pbp至所選取之位 元線，此段 期 間 1 訂 係 對 應 於 寫 入 位 元 線 脈 波信號 Pbp之脈 波寬度。 1 因 此 寫 入 位 元 線 脈 波信號 Pbp㈣ 入字線脈波 信 號 1 | Pwp分別供應至所選取之位元線和所選 取之字線， 使 位 1 1 於 所 選 取 位 元 線 和 字 線 之交叉 點上之存儲晶格電晶體的 1 臨 界 電 壓 值 對 應 於 v-a- 11 寫入位 元線脈波信號Pbp和 入 il I 字 線 脈 波 信 號 Pwf)之脈波寬度。 1 1 參 考 第 5 圖 ? 此 圖 顯 示當脈 波寬度 (pbp和Pwp中較短 [ 1 者 1 在 所 示 之 例 子 中 E3 疋 I^p，卽，程式 化時間）變 化 至 1 1 Tp2， 然後至Τ P3 ί 再 至 Τ p4 時， 存儲晶 格電晶體之 臨 界 1 1 電 壓 V :之變化情況。 第6圖顯示當施 加脈波寬度 ( 程 I 1 式 化 時 間 ) 為 τρ4之脈波信號而將存儲 晶格電晶體 Μ 1 !程 I 1 式 化 ) 妖 後 施 加 脈 波 寬 度為τρ2之脈波 --7 ~ 信號而將存 儲 晶 I 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（C’NS ) Λ4規格（210Χ297公I ) A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 6 ) 1 1 格 電 晶 體 Μι 2程式化時， 在各點上之電壓變化波形以及 1 I 存 儲 晶 格 電 晶 體 Μι L至Μ mn 之 臨 界 電 壓 之 變 化 圖 形 〇 • * 1 如 上 所 示 5 在 此 種 先 前 技 m 之 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 之 ，、 請 1 先 1 第 二 範 例 中 9 金 部 之 程 式 化 時 間 是 即 將 程 式 化 之 存 儲 晶 閲 讀 1 格 電 晶 體 之 各 別 程 式 化 時 間 之 總 和 〇 在 第 6 圖 所 示 之 A-A* m 背 1 之 1 例 中 9 全 部 之 程 式 化 時 間 是 TP4 + Τ ρ2。 意 重 1 I 藉 電 壓 施 加 時 間 之 改 變 而 保 持 施 加 至 存 儲 晶 格 電 晶 體 爭 項 I 再 之 電 壓 位 準 不 變 以 便 寫 入 多 值 資 訊 之 其 它 方 法 是 > 如 第 填 寫 本 裝 7 圖 所 示 i 寫 入 字 線 脈 波 信 號 需 劃 分 成 具 有 短 脈 波 寬 度 頁 '—' 1 1 之 許 多 短 脈 波 信 號 ) 藉 改 變 此 施 加 至 所 選 取 字 線 之 短 脈 1 1 波 信 號 數 巨 來 控 制 程 式 化 時 間 0 此 種 修 改 之 優 點 是 因 1 | 為 存 儲 晶 格 電 晶 體 之 臨 界 電 壓 可 藉 短 脈 波 信 號 數 百 來 控 1 訂 制 > 因 此 可 簡 化 此 種 控 制 方 法 > 但 缺 點 是 在 每 對 施 1 加 至 所 選 取 字 線 之 相 鄰 短 脈 波 信 號 之 間 必 須 存 在 不 施 加 1 | .電 壓 時 之 暫 停 (P a u s e )期間， 因此程式化時間不可避免 1 1 地 變 成 較 第 6 圖 所 示 之 情 況 還 長 〇 1 如 上 所 示 5 先 前 技 藝 之 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 之 構 成 方 .1 1 式 是 ； 需 在 一 寫 入 操 作 中 選 取 一 個 存 儲 晶 格 電 晶 體 ， 然 1 1 後 施 加 此 對 暉 於 多 值 資 訊 之 輸 入 資 料 值 之 寫 入 位 兀 線 電 1 1 壓 或 脈 波 信 號 和 寫 入 字 線 電 壓 或 脈 波 信 號 以 進 行 程 式 化 1 | 〇 因 此 > 為 了 對 許 多 存 儲 晶 格 電 晶 體 進 行 程 式 化 > 進 行 1 1 寫 入 操 作 之 次 數 需 等 於 即 將 程 式 化 之 存 儲 晶 格 電 晶 體 的 1 1 數 } 或 程 式 化 時 間 需 對 應 於 即 將 程 式 化 之 存 儲 晶 格 電 1 I 晶 體 之 數 巨 〇 因 此 > 所 有 存 儲 晶 格 電 晶 體 都 已 兀 成 程 式 1 1 -ί - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國阈家標準（C’NS ) Λ4規格（210 X 297公籍） ^12012 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 7 ) 1 i 化 之 時 間 變 長 〇 1 1 而 且 > 在 __· 寫 入 操 作 中 ， 包 含 在 所 選 取 字 線 所 指 定 之 1 1 一 列 中 的 存 儲 晶 格 電 晶 體 中 只 有 一 個 存 儲 晶 格 電 晶 體 請 1 先 被 程 式 化 > 因 此 為 了 將 包 含 在 —1 列 中 之 所 有 存 儲 晶 格 閲 讀 1 電 晶 體 進 行 程 式 化 f 則 需 要 使 寫 入 操 作 之 次 數 等 於 在 一 背 I | 之 1 列 中 所 含 有 之 所 有 存 儲 晶 格 電 晶 體 數 巨 〇 在 每 一 列 中 所 意 1 I 含 有 之 存 儲 電 晶 體 數 巨 越 多 9 則 發 生 寫 入 干 擾 之 機 率 拳 項 1 | 再 相 對 變 大 〇 填 寫 本 装 發 阻 —總 頁 'w· 1 I 因 此 本 發 明 之 巨 的 是 提 供 —▲ 種 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 1 1 > 其 組 態 傜 設 計 成 可 將 多 值 資 訊 寫 入 存 儲 晶 格 中 J 這 可 1 I 克 服 上 述 已 提 及 之 傳 統 上 之 缺 點 Ο 1 訂 本 發 明 之 另 百 的 是 提 供 —- 種 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 J 1 其 組 態 傜 設 計 成 可 將 多 值 資 訊 寫 入 存 儲 晶 格 中 > 這 可 縮 1 | 短 全 部 之 寫 入 時 間 直 至 兀 成 一 給 定 數 巨 之 存 儲 晶 格 電 晶 1 I 體 的 程 式 化 為 止 因 此 可 降 低 發 生 寫 入 干 擾 的 機 率 0 1 本 發 明 之 以 上 及 其 它 巨 的 可 依 據 本 發 明 之 永 久 性 半 導 Λ I 體 存 儲 器 來 達 成 > 本 發 明 之 半 導 體 存 儲 器 可 將 多 值 資 訊 1 1 寫 入 存 儲 晶 格 中 > 其 包 括 ； ! 1 存 儲 晶 格 陣 列 ) 由 許 多 具 有 可 控 制, 之 臨 界 電 壓 的 存 儲 1 1 晶 格 電 晶 體 所 組 成 9 這 電 晶 體 配 置 在 具 有 許 多 列 和 許 . 1 1 多 行 之 矩 陣 形 式 中 > 1 I 許 多 字 線 9 分 別 用 於 存 儲 晶 格 陣 列 之 各 列 中 ， 每 一 字 1 I 線 共 同 連 接 至 包 含 在 存 儲 晶 格 陣 列 之 對 應 列 中 之 存 儲 晶 1 1 _ C — 1 1 1 1 本紙張尺度適用中阈國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨()〆W7公楚） A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 8 ) 1 1 格 電 晶 體 的 閘 極 5 1 1 許 多 位 元 線 > 分 別 用 於 存 儲 晶 格 陣 列 之 各 行 中 ί 每 一 1 位 元 線 共 同 連 接 至 包 含 在 存 儲 晶 格 陣 列 之 對 應 行 中 之 存 請 1 儲 晶 格 電 晶 am 體 的 汲 極 1 閲 讀 1 裝 置 5 可 同 時 將 多 値 多 值 資 訊 ( 至 少 可 具 有 — 值 ) 項 背 ίέ 1 I 之 1 寫 入 一 對 應 數 巨 之 存 儲 晶 格 電 晶 體 中 9 這 JLfci 電 晶 體 係 包 注 意 1 1 含 在 條 字 綿 所 選 取 之 —- 列 中 之 存 儲 晶 格 電 晶 體 中 〇 事 項 1 I 再 ( 在 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 之 較 佳 實 施 例 中 > 上 述 提 及 之 填 寫 本 裝 裝 置 包 括 頁 1 I 列 解 碼 器 > 可 接 收 列 位 址 信 號 以 便 依 據 所 接 收 之 列 位 1 1 址 信 號 由 許 多 字 線 中 選 取 條 字 線 J 以 及 於窝入時 可 供 應 1 I - 預 定 位 準 之 寫 入 字 線 電 壓 至 所 選 取 之 字 線 1 訂 許 多 寫 入 電 路 ί 可 接 收 多 值 資 訊 之 各 輸 入 資 料 > 以 便 1 在 寫 入 時 産 生 一 對 應 數 之 寫 入 位 元 線 電 壓 » 其 位 準 分 1 | 別 對 應 於 各 輸 入 資 料 之 值 ! | 行 選 擇 電 路 > 可 接 收 行 位 址 信 號 以 便 由 許 多 位 元 線 中 1 J 依 據 所 接 收 之 列 位 址 信 號 來 選 取 相 同 數 巨 之 位 元 線 作 為 Λ I 許 多 寫 入 電 路 之 位 元 線 5 且 在 寫 入 時 可 同 時 分 別 供 應 相 1 1 對 應 數 百 之 由 許 多 寫 入 電 路 所 産 生 的 寫 入 位 元 線 電 壓 至 1 1 所 選 取 之 位 元 線 〇 1 I 例 如 » 一 預 定 位 準 之 寫 入 字 線 電 壓 是 負 電 壓 ) 由 許 多 1 1 寫 入 電 路 所 産 生 之 寫 入 位 元 線 電 壓 是 正 電 壓 5 因 此 可 藉 1 1 Fc w 1 e r -N 〇 r d h e i m隧道效應之作用將多值資訊寫入每- 一 1 I 所 選 取 之 存 儲 晶 格 電 晶 體 中 〇 1 1 -1 0 - 1 1 1 1 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 χ: 297公沒) A7 B7 經濟部中央標準局K工消費合作社印製 五、發明説明 ( 9 ) 1 1 在 起 始 狀 況 或 内 容 去 除 (e r a s e d) 之 情 況 中 f 存 儲 晶 格 1 1 電 晶 體 之 臨 界 電 壓 是 一 預 定 正 位 準 之 第 一 電 壓 值 » 每 一 1 1 寫 入 之 存 儲 晶 格 電 晶 體 的 臨 界 電 壓 是 介 於 零 伏 特 和 此 一 請 1 先 1 預 定 正 位 準 之 第 _. 電 壓 值 之 間 0 閱 讀 1 本 發 明 之 以 上 及 其 它 g 的 9 待 徵 和 優 點 於 參 考 附 画 而 背 ιέ i I 之 1 由 本 發 明 下 述 之 較 佳 實 施 例 即 可 明 白 〇 意 1 I 圖 式 簡 早 說 明 如 下 拳 項 1 1 再 第 1 leal 圖 先 前 技 藝 之 永 久 性 半 導 BM 體 存 儲 器 之 第 一 範 例 的 填 寫 本 袈 電 路 圖 ， 可 藉 改 變 所 施 加 之 電 壓 位 準 來 寫 入 多 值 資 訊 〇 頁 1 I 第 2 圖 當 寫 入 字 線 電 壓 依 據 輸 入 資 料 值 來 改 變 時 存 1 1 儲 晶 榕 電 晶 體 之 臨 界 電 壓 變 化 圖 〇 1 I 第 3 圖 當 施 加 —- 閘 極 電 壓 而 對. 存 儲 晶 格 電 晶 體 進 行 1 訂 程 式 化 然 後 施 加 另 _. 閘 極 電 壓 而 對 另 存 儲 晶 格 電 晶 1 體 進 行 程 式 化 時 J 在 各 點 上 之 電 壓 變 化 波 形 及 各 存 儲 晶 1 | 格 電 晶 體 之 臨 界 電 壓 變 化 波 形 〇 1 | 第 4 圖 先 前 技 藝 之 永 久 性 半 導 體 存 儲 器 之 第 二 範 例 的 1 電 路 圖 > 將 所 施 加 之 電 壓 位 準 保 持 不 變 時 可 Μ 改 變 電 壓 1 施 加 之 時 間 來 寫 入 多 值 資 訊 〇 I 1 第 5 圖 當 脈 波 寬 度 ( 程 式 化 時 間 ) 改 時 » 存 儲 晶 格 1 1 電 晶 sm 體 之 臨 界 電 壓 iMi. 化 圖 〇 1 | 第 6 圖 當 施 加 具 有 某 種 脈 波 寬 度 之 脈 波 信 號 而 對 一 存 I 1 儲 晶 格 電 晶 體 進 行 程 式 化 > 然 後 施 加 具 有 另 一 種 脈 波 寬 I 1 度 之 脈 波 信 號 而 對 另 一 存 儲 晶 格 電 晶 體 進 行 程 式 化 時 9 1 | 在 各 點 上 之 電 壓 變 化 波 形 及 各 存 儲 晶 格 電 晶 體 之 臨 界 電 1 1 —1 1 - 1 1 1 1 本紙if(尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公趋） A7 B7 S12012 五、發明説明（10 ) 壓變化圖。 第7圖是類似於第6圖之波形，但顯示第6圖所示寫 入方法的一種變化情況。 第8圖是本發明之永久性半導體存儲器之實施例的電 路圖。 第9圖是本發明存儲晶格電晶體之臨界電壓變化圖， 其目的是顯示此種寫入操作之原理，以便將多值資訊寫 入此永久性半導體存儲器之存儲晶格電晶體中。 第1 0圖當多痼互相不同之多值資訊項依據本發明寫入 永久性半導體存儲器之多値存儲晶格電晶體時，在各點 上之電壓變化波形和各存儲晶格電晶體之臨界電壓變化 波形。 參考第8圖，其顯示本發明之永久性半導體存儲器之 實施例的電路圖。 所顯示之實施例包含存儲晶格陣列1 ,其由具有可控 制之臨界電壓的許多存儲晶格電晶體M u至M mn所組成， 配置成具有"in "列和” η H行之矩陣形式，此實施例又包含 許多字線W L· :1至W L n以便分別用於存儲晶格電晶體M u 罕M mn之"m "列中，每一字線W L 至W L m共同連接至包含 在一對應列中之所有存儲晶格電晶體的閘極，另有許多 位元線B L 1至B L n以便分別用於存儲晶格電晶體M u至 Mmn之"η "行中，每一位元線B L 1至B L η共同連接至包含 在一對應行中之所有存儲晶格電晶體的汲極。所有存儲 晶格電晶體M u至Mmn之源極需接地。 -1 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規梠（2丨0XW7公趦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
J 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製 A7 B7 五、發明説明（11) 而且，此一實施例包含X-解碼器2 ,可以接收列位址 信號A X以便依據所接收之列位址信號A X而由許多子線W L丄 至選取一條字線，且在寫入時供應一預定位準之 負寫入字線電壓至所選取之字線。
另外，此一實施例包括二個緩衝電路5 A和5 B以便在寫 入時分別保持和供應一輸入4元資料I i (具有4個值中 之一，例如，由位元I u和I 12所組成）和另一輸入4元 資料I 2 (具有4個值中之一，例如，由位元I 21和I 22所 組成），另有二個和緩衝電路5 A , 5 B相關之寫入電路6 A 和6 B ,可在寫入時分別産生寫入位元線電壓Vbl和Vb,2 , 電壓V bl和Vb2分別對應於由緩衝電路5 A , 5 B所供應之輸 入資料I 1和I 2之值。 而且，此一實施例包括由Y -解碼器3和Y -開關電路4 所構成之行選擇電路。Y -解碼器3接收行位址信號A Y以 便依據所接收之行位址由許多選擇信號線Y i至Y k來選 擇及驅動一條選擇信號線。Y -開關電路4包括許多開關 電晶體Q i至Q n ，其一端分別連接至位元線B L i至B L n 。這些開關電晶體Q 1至Q n組成許多組，每組所含有之 開關電晶體數目等於寫入電路之數目。在所示之實施例 中，每組由一對開關電晶體所構成。每對開關電晶體之 閘極共同連接至對應之一條選擇信號線，但許多對開關 電晶體分別連接至不同之選擇信號線。例如，第一對開 關電晶體Q i和Q 2在其閘極連接至第一選擇信號線Y i ,最後一對開關電晶體和Qn在其閘極連接至最後 -1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ! 210X297公菀） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 —^— -------為 裝------訂
J A7 B7五、發明説明（u) 之選擇信號線y k。在每對開關電晶體中，一開關電晶 體之另一端連接至第一資料匯流排D B i ,另一開關電晶 於線 由號 , 信 此擇 因選 。之 2 動 B D 驅 fch 0 ^ 流及 匯取 料選 資所 二至 第接 至連 接是 連體 則晶 端電 一 關 另開 之二 體此 取 選 被 而 Y A 號 信 址 位 行 。 之格 加晶 施儲 所存 據個 依二 僳每 線取 元選 位可 條 ， 二此 毎因 對操導 相入半 壓寫性 電示久 界顯永 臨可入 之，寫 體形訊 晶圖資 電化值 格變多 晶之將 儲b2明 存0V發 示1ί本 顯vb據 其壓依 , 電 便 圖線以 9 元 , 第位理 考入原 參寫之 於作 存現 體 晶 儲 存 之 中 器 儲 9 第 考 參 將 在 格 晶 儲 存 入 寫 訊 資 值 。多 中將 體明 晶說 電來 格 _ 線之 元 2 立I ίι D Λιί 寫II 生料 産資 6Β入 和輸 6Α於 路應 電對 入別 寫分 。準 理位 原其 作 ， 操b2 之卩 中 體 晶壓 電電 和 1 b 壓 電 或 準 位 之 2 1 bv 7<r 成 變 而 壓值 電元 線 4 元之 位 2 η 入 寫 一 I 每料 ，資 時入 此輸 〇 據 值依 和 至 之 V 取和 選 3 所V一， 2 毎 V 至 ， 加 1 施V )J值 W壓 S—-' 壓 4 電 ， 。線極 一 字閘 之入的 中寫體 } 值晶 V4負電 > ，格 彐 V 此晶 >因儲 2 V 存 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 ----( 裝------訂
J 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 取儲 選存 所之 一 取 毎選 至所 加一 施每 b2)* 或果 v'bl結 /V 0 壓極 電汲 線的 元體 位晶 入電 寫格 的晶 一 儲 之存 中之 0 極 , 閘 中式 體動 晶浮 電由 格子 晶電 使 用 作 之 應 效 道 隧 準 位 之 壓 電 線 元 位 入 寫 據 依 ft 出 位 入 寫 和 壓 電 線 字 入 寫 由 經 ο 小 變 漸 逐 V 0 ( 電壓 界電 臨線 使元 之 小 較 度 寬 波 脈 中 壓 電此|一 這 即 加 施 之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210XW7公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（13 ) 時間設定至一預定之時間T P (程式化時間），則可得到 對應於输入資料I t或I 2之4元值的臨界電壓Vtl , Vt2 ,Vt3和V t4。有時在第9圖所示之實施例中，對應於4 値臨界電壓值之一的臨界電壓vt4傷和起始狀況中或去 除内容（e r a s e d )之情況中者相同。因此，對應於此臨界 電壓vt4之寫入位元線電壓V4是一種幾乎不會改變臨界 值之電壓。 參考第]〇圖，當許多互相不同之多值資訊項寫入包含 '在對應於字線W L i之一列中的許多存儲晶格電晶體M u 和M w時，此圖顯示各點上之電壓變化波形及存儲晶格 電晶體之臨界電壓變化波形。 輸入資料I 1和I 2分別接收及保持在輸入緩衝電路5 A 和5 B中。寫入電路6 A和6 B對分別由輸人緩衝電路5 A和5 B 所供應之輸入資料I i和I 2進行算術蓮算，且辨別那一 存儲晶格電晶體之臨界電壓位準傜對應於所接收之輸入 資料I 1和I 2 ,以便將此辨認結果作為多值資訊。寫入 、 電路6 A和6 B分別産生寫入位元線電壓Vbl (例如，V j_ ) 和vb2 (例如，V 3 )，其分別對應於所接收之輸入資料 T 1.和T 2之值。 X -解碼器2依據列位址信號A X來選取一條字線W L χ , 目.供應負寫入字線電壓^^至所選取之字線W L 1。 g -— 方面，由於Y -解碼器3依據行位址信號A Y來選取一條選 擇信號線Υ ί ,目.使所選取之選擇信號線Υ 1成為選擇位 準或受驅動之位準，因此開關電晶體Q i和Q 2同時導通 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----♦ 批衣------訂 I - - nf— m- —^m
J 本紙張尺度適用中阀阐家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公趁） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（14 ) ，結果使寫入位元線電壓Vbl ( = V i )施加至位元線B L丄 ，以及使寫入位元線電壓Vj^ (=V3 )施加至位元線BL2。 因此，只有在對應於脈波寬度T P之期間，寫入字線 電壓Vwp才施加至存儲晶格電晶體M u和Μ 12之閘極，寫 入位元線電壓vbl ( = v ^ )和vb2( = v 3 )則分別施加至存儲 晶格電晶體Μ 15_和Μ 12之汲極。因此，依據第9画所示之 特性，存儲晶格電晶體M w之臨界電壓被程式化至Vtl , 同時存儲晶格電晶體Μ 12之臨界電壓被程式化至Vt3。 如上所述，此實施例可將互不相同之多值資訊在寫入 操作中寫人二値存儲晶格中。因此，一預定數目之存儲 晶格電晶體已完成程式化（資料寫入）之時間可縮短至 大約先前所說明之先前技藝中所需時間的一半。 而且，由於包含在一列中之所有存儲晶格電晶體程式 化所需之寫入操作數目可縮短至大約先前技術之例子中 所需要數目之一半，電壓施加之總時間可變成一半，因 此，發生寫入干擾之機率可降低至一很低之值。 在上述之實施例中，可同時寫入之存儲晶格電晶體之 數目是二個。若可同時寫入之存儲晶格電晶體的數目增 加，上述之優點自然可更加提高。 又，上逑實施例係；藉Fowler-No rdheiin隧道效應及施 加負電壓作為寫入字線電壓來進行程式化。然而，對精 於此技経之人仕而言，在本發明中亦可施加一種程式化 方法，以便施加正電壓作為寫入字線電壓，使熱電子注 入浮動式閘極中。 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公餘） --------4 袈------訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) at B7五、發明説明（15 ) 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 造構圖 可同寫含。資成 需申 構之及 成相時包中{變 ，明 之需明 計能同則體化可 而發 需所説 設可可體晶式率 然本 所其其 傜多項晶電程機 e 在 作及略 器許 }電格成之 述， 操訊省 儲：值些晶完擾 描節 入資此 存為個這儲已干 及細。 寫值因 體徵三 ，存體入 示之正 示多， 導待有中列晶寫 顯造修 顯之知 半其具體一電生 來構和 只中熟 性，少晶之格發 例示變 路格所 久中至電定晶H施所改 電晶仕 永格 ί 格指儲 ， 實於作 之儲人 之晶訊晶所存短 之限可 示存之 明儲資儲線之縮 定不内 所在g發存值存字目可 特絶圍 圖儲技 本至多之之數間 考明範 8 存此 ，訊之目取定時 參發之 第出於 逑資同數選預之 已本圍 ，讀精 所值不應所一 } 明是範 便於為 上多相對一 ，入。發的利 順由已 。如入互相由此寫小本意專 。造式 寫或入在因料最 注請 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4规格（21 Οχ:297公犛）