好沪部中戒«.^·/.;狄.t>/i汝合竹衫卬絮 A7 ____B7__ 五、發明说明（1 ) 本發明係有關於一多重值非揮發半導體記憶裝置，且 更特別的是，該非揮發半導體記憶裝置係電子式可程 化的（programmable)，且接受4個或更多值之資料儲存入 一記憶體單元中。 作為一種電子式可程式規化的非揮發半導體記憶裝 置，已知係為電可擦除可程式規化唯讀記憶體(EEPROM ， electrically erasable and programmable read only memory)^. 快速擦寫型EEPROM。 第1圖為概要之截面囷示，顯示一典型之快速擦寫型 EEPROM ;參考第1圖，汲極1〇1與源極102兩者皆為η 塑雜質之擴散區，係形成於ρ形矽基質100之表面，且通 道區域103係定義於該源極與汲極之間，並且由二氧化矽 所構成之隧道絕緣薄膜104係形成於此通道區域103之上 方’而一浮動閘105、一内層絕緣薄膜106、及一控制閘107 係照此順序形成於此隧道絕緣薄膜104之上方。108為位 元線(bit line)，連接於此汲極101，109則為一源極線（source line)。 在由上述所組成之記憶體單元其寫入動作中，例如， 此基質100係接地，並且12伏特、5伏特、與0伏特之電 歷’係各別加入此控制閘、汲極101、與源極102中。 此時，浮動閘105之電位增加，係起因於控制閘107 與浮動閘105間之電容耦合，以及汲極101與源極102間 之通道形成。由於控制閘107之高電壓與汲極101之電壓， 環繞此汲極101係產生高能量之電子（熱電子），且其在超 4 中國 隼（CNS ) A4規格（210 X297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 -線. A7 __ _ B7 五、發明説明（2 ) (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 過電位障(potential barrier)時注入此浮動閘105中；每個電 子在此p型矽基質100與隧道絕緣薄膜104之間為3.2電 子伏特。 即使在將汲極101與控制閘107呈打開的狀態之後， 電子仍舊維持此注入的狀態，係因為此浮動閘是被低傳導 率之氧化薄膜所環繞。 另一方面，在擦去的動作中，例如，此控制閘107係 接地，且一 12伏特的電壓係加入源極102，因此電子係由 浮動閘105流出，以降低此臨界電壓。在此情況下，兩種 狀態的臨界電壓係提供至此記憶體單元中。 為了將二進位資料（提供於一記憶體單元之資料"0 "， 線 "1 ")寫入一記憶體單元中，此排序之比較，亦即評判記憶 體單元（資料” 〇 "或"1 ")的狀態與寫入資料之狀態彼此是 否相同或者不同，係照常使用，如第2圖所示之線路圖傳 導。參考第2圖，此線路圖包括一反及閘(NAND gate)7， 係於寫入動作中，信號固定在"高"位準，並輸入一寫入資 料信號；一反及閘8，其輸入係感應放大器之輸出信號3 與反及閘7之輸出信號4 ;而互斥閘（XNOR gate)9之輸出 係用來當作排序比較結果之輸出6。 參考第3圖，係顯示一位元之臨界電壓分布；而第4 圖為一流程圖，顯示一寫入動作之流程。接下來將要說明 第2圖中之習知之排序比較線路的動作；於第3圖中，該 縱座標之軸線表示記憶體單元之臨界電壓，而橫座標之軸 線表示對應該臨界電壓之位元數。在此，一擦除狀態（於記 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公嫠） A7 B7 五、發明説明（3 ) 憶體單元之臨界電壓為低位準情況下）係由資料” 1 ”所定 義，而一臨界電壓被擦除之狀態係由資料”0"所定義，"ref "則表示用以比較記憶體單元中之臨界電壓是” 1 "或者"0 ” 的參考電壓。記憶體單元所選擇其具有臨界電壓為"1 "或 者"0 "，係藉由比較，即藉高於或低於此參考電壓而決定。 參考第4圖，於寫入之動作中，對一所選擇之記憶體 單元而言，一感應放大器藉比較此記憶體單元與此參考電 壓，而輸出一事先寫好的資料（在寫入之前之資料）於記憶 體單元中為資料"0 "(臨界電壓為高位準）或” 1 "(臨界電壓 為低位準）。然後，確認事先寫好，再用以與一寫入資料相 比並傳過（步驟S1);若此事先寫好的資料與寫入資料相同 (參考步驟S1之分支”通過"），則排序比較線路係輸出"高" 位準（通過），並繼續到下一個位置的寫入動作或至下一個 動作（步驟S6)。 若此事先寫好的資料與寫入資料不相同，則排序比較 線路係輸出"低”位準（失敗），並加入一寫入電壓至選定之 記憶鱧單元（步驟S2)以擦除臨界電壓，且在此寫入電壓與 參考電壓比較之後，與記憶體單元相比；輸出資料"0 "或 資料"1 "並導入一後來的寫入資料確認，用以與寫入資料 比較（步驟S3);若為"通過"，則繼續到下一個位置的寫入 動作或至下一個動作（步驟S6)。另一方面，若為"失敗”， 則判斷此重試的號碼（被加入寫入電壓的線路）是否為"最大 值"(步驟S4)，假若不是”最大值"(於步驟S4分支中的"否"）， 則回到步驟S2，再加入寫入電壓，並傳過一後來的寫入資 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------：--— νΛ------訂------線 ί -ί- (請先閲讀背面之注意事項再楨寫本頁) 麫方‘部中呔^碑而^:-1消泠合竹W卬y A7 B7 五、發明说明（4 ) 料確認。這些步驟會不斷重覆，直到比較結果為"通過"。 另一方面，若步驟S4中之重試號碼為"最大值”，則 認作是寫入錯誤，而結束此寫入動作（步驟S5)。 一般製造商係生產所有的記憶體單元為可擦除的，且 其使用者操縱以寫入一想得到的圖案於此記憶體單元中； 為了寫入不同的圖案，此使用者操縱以擦除所有的記憶體 單元，並寫入不同的圖案。但是，使用者可能必須加入一 產品的寫入圖案，以寫入不同的圖案（這個動作在此及其後 稱之為"改寫"(over-write))。 此改寫的動作將要參考第4圖而做說明；首先，對於 一選定之記憶體單元而言，要確認其事先寫好並傳過；若 不相同，則輸出"低"位準（失敗）以作為其排序比較之結果； 且若相同，則輸出"高"位準（通過）以作為其排序比較之結 果。並且，若相同，不需要加入寫入電壓至此記憶體單元 中，此動作便即結束。 若不相同，則加入此寫入電壓至此選定之記憶體單元 中，傳過此後來的寫入資料確認；當比較結果為"通過··， 則結束此動作 當比較結果為"失敗"，則再加入此寫入電壓，並傳過 後來的寫入資料確認；這些步驟會不斷重覆，直到重試之 % 號碼為"最大值"。 第5圖顯示用於上述排序比較之比較圖表；參看第5 圖，當寫入資料"1 ”與事先寫入資料"0 "被寫入記憶體單 元中，係代表一高臨界電壓，則其比較結果為”通過"。其 本紙張尺度適扣中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (誚先閱讀背面之注意事項再楨寫本頁) -λ-. 、νβ 五、發明説明（5 ) 原因如下：要將記憶體單元由資料” 0 "轉換成資料，，1 ”， 只有一個方法’即為擦除包括該選定之記憶體單元的方塊， 以轉換在此方塊中所有的記憶體單元，而成為資料”丨"。 但疋，當傳導該種擦除動作時，所有其它在記憶體單元中 的寫入資料必須變成資料"丨"，·而由於與可寫入/擦除每一 記憶體單元之半導體記憶裝置相比，一般係設計一非揮發 後的半導體记憶裝置，以擦除一定區塊，如128千位元， 且該寫入可傳導入每一記憶趙單元。因為這樣，當寫入資 料’’ 1 "在寫入前記憶體單元之狀態並未改變，因此，當寫 入資料1 "與事先寫入資料"〇 "被寫入記憶體單元中在 記憶體單元中之資料必須保持"〇 "。 接下來將要說明在第2圖中的線路動作。 當開始寫入動作之時(由事先之寫入確認至後來之寫 入確認)，-信號i係固定在”高，，位準；作為一寫入資料信 號2，當資料” 〇 "係被寫入，則輸入一"低"位準；且當資料 ’’ 1 ’’係被寫入，則輸入-"高"位準（當記憶體單元的狀態希 望維持’如，不要傳導此寫入之動作）。-感應放大器之信 號3,為-種輸出信號，係用來偵測藉感應放大器寫入前 之：憶體單元狀態的信號’例如，資料” i "對記憶體單元 而言為"低"位準，而資料"〇 "對記愧體單元而言為"高"位 準；此信號傳過直到排序比較結果之輸出6如下：當 入資料為"1 ”’則此寫人資料信號2為"高•，位準；: 反及閘電路7之輸出4係為"低"位準，此反及閉電路8之 輸出5係為"高"位準，且互斥問電路9之輸出亦即排 五 好"'·部中成"·卑而以-τ消於合作杉印ί? 發明説明（6) 比較結果之輸出6,為"高"相嘴 器之輸出信號。 °準(通過），而忽略此感應放大 接下來’當資料"G "係與事先寫人資料， 憶 趙單兀中，此寫入資料信號2為，，低"位準，秋後，此反及 4係為，，高”位準。對-事先寫入資料"。" ^政此感應放大器之輸出信號3係為"高"位準；此反及 為IS輸出5係為"低·’位準；且排序比較結果之輸出 :後’當資料"0 "係與事先寫入資料，，”寫入記憶想 2中，此寫人資料信號2為"低"位準，然後，此反及閉 之輸出4係為"高"位準。對一事先寫入資料”"而 言，此感應放大器之輸出信號3係為"低"位準；此反及閉 :路8之輸出5係為"高"位準；且排序比較結果之輸出6 為"低"位準（失敗）。 在此狀況下’此寫入動作繼續以提供此寫入電壓至此 選定之記憶體單元中’因此，擦除此臨界電壓。然後，因 記憶趙單it具有臨界電壓至資料"Q，，與反及閘電路8之輸 出5係為”低"位準，因此當輸出信號3變為"高"位準時； 再傳導此排序比較結果。所以，排序比較結果之輸出6變 為尚"位準（通過）。 如同前述，於第2圖中之排序比較線路中，當資料"t ” 係與事先寫入資料” 〇 "寫入記憶體單元中，此排序比較結 果之輸出變為”高”位準（通過）。 第6圖顯示其它排序比較線路，且第7圖顯示用於此 請 先 閲 讀 背 面 之 注 項η · ih ( I ^ { ί 本人 頁 訂 本紙張尺纽 A7 B7 五、發明説明（7 ) ~~ 排序比較線路之比較圖表；參看第6圖’此線路包括一反 及閘65，其輸入為一於寫入動作中固定在”高"位準的信號 6〇 ’與一寫入資料信號61 ;以及一互斥閘線路66，其輸入 為感應放大器之輸出信號62,與反及閘65之輸出信號63。 此互斥閘線路66之輸出係用作一排序比較結果之輸出64。 於第6圖中之線路，當資料"〇 ”係與事先寫入資料” 〇 " 寫入記憶體單元中，且當資料"0 "或，，1 "係與事先寫入資 料” 1 "寫入記憶體單元中，此寫入動作係傳導，就與第2 圖中之線路類似，因此省略其說明。 另一方面，如較先前所述之資料"1，·無法與事先寫入 資料"0 "—同寫入記憶體單元中，在此情況下，其程序為 寫入錯誤。 如同前述’兩種排序比較線路其接下來之狀況係各別 為寫入錯誤與"通過”。 近來，要理解一大容量半導體記憶裝置，係申請數位 元的資料’分配至一記憶體單元中。在此情況下，此記 憶體單元必須具備數種臨界電壓狀態，例如，以下將要說 明二位元的資料（二進位資料）分配至一記憶體單元中的狀 況。 第8圖顯示三位數資料之臨界電壓分布狀態；於第8 圖中，該縱座標之軸線表示記憶體單元之臨界電壓，而橫 座標之軸線表示對應該臨界電壓之位元數。在此，一擦除 狀態（於記憶體單元之臨界電壓為最低位準情況下）係由資 料"11 ·’所定義，而一臨界電壓逐步被擦除之狀態係由資料 本紙張尺廋通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） Λ------訂------線 («先閱讀背面之注意事項再蛾寫本頁) A7 B7 五、發明説明（8 ) "10"，"01 ”與"00"所定義，且其臨界電壓值為最高 1 ’ 2與3 ’’則為用於與記憶體單元中之臨界電壓狀態相比 的參考電慶°記憶體單元所選擇其所屬4種臨界電壓之狀 態’係藉由比較，即藉高於或低於此不同之參考電壓而決 定。 此二進位資料之改寫動作係藉由使用第2圊中習知之 線路其習知之形式，即當資料” j "係與事先寫入資料，，〇 " 寫入記憶體單元中，排序比較結果係輸出”通過"，以下將 要對此做說明；第9圖顯示用於此排序比較線路之比較圖 表。 此資料"Π ·，’ " 1〇 "，” 01 ”，或"〇〇 "之右邊位元係 稱作"低位元"，且因此，其左邊位元係稱作"高位元"。 第一，當資料"11 "被寫入，此排序比較結果係輸出，， 高"位準電壓（通過），而不考慮於事先寫入確認中的事先寫 入資料，因為事先寫入資料係維持不變，如同習知技術一 般。 第二，當資料"10 "係與事先寫入資料” 〇〇 "寫入記憶 體單元中，對低位元而言，資料"〇 "被寫入資料"〇 ,·中， 此排序比較結果係通過，且對高位元而言，資料"1 ”被寫 入資料"0 "中，此排序比較結果亦為通過。因此，事先寫 入確認最後輸出"通過"’且資料"01 ”之程序係於類似之形 式。 y 第三，當資料"10 ” ” 01，，與”00"係與事先寫 入資料"10" ， "01"與”00"各自寫入記憶體單元中·，’ ref 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 t
A 訂 11 本紙張尺度適Λ中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（9 ) 此事先寫入確認最後輸出"通過"，係因彼此之高位元與低 位元皆相同。 第四，當資料"10 " ， " 01 "與"00 "係與事先寫 入資料"11 "各自寫入記憶體單元中，此事先寫入確認最後 輸出"失敗"’然後再加入一寫入電壓至記憶體單元中，以 逐步擦除此臨界電整，並傳導此後來的寫入確認。當得到 於第8圖中對應於各別的寫入資料之臨界電壓狀態，係藉 重覆這些步驟，直到排序比較結果之最後輸出為"通過"（高 位準）。 第五’當資料"00 "係與事先寫入資料"1 〇 "與·，〇 1 "寫 入S己憶體單元中，對低位元或高位元而言，此事先寫入確 認輸出"失敗"，然後再加入一寫入電壓至記憶體單元中， 以逐步擦除此臨界電壓，並傳導此後來的寫入確認。當得 到對應於資料"00 ”之臨界電壓狀態，係藉重覆這些步驟， 直到排序比較結果之最後輸出為，，通過，，（高位準）。 第六，當資料"10 "係與事先寫入資料"〇1 "寫入記憶 體單元中，對低位元而言，此事先寫入確認輸出"失敗，，， 然後再加入一寫入電壓至記憶體單元中，以逐步擦除此臨 界電Μ，並傳導此後來的寫入確認。當得到對應於資料"〇〇" 之臨界電壓狀態，係藉重覆這些步驟，直到排序比較結果 之最後輸出為"通過"（高位準）。 在此，考慮此高位元，當” 1 "被寫入事先寫入資料 "〇 "，此後來的寫入資料係允許為"0 考慮此低位元， 當〇被寫入事先寫入資料"1"，此後來的寫入資料不變 (銷先閱讀背面之注意事項再"寫本筲)
f 12 A7 五、發明説明（10 ) 即為” 0 ”。因此’當” 1 〇 "被寫入事先寫入資料，，01，，，此 後來的寫入資料必須為” 00 ”，結果，可傳導此寫入以和期 望之值相同。 第七，當資料” 01 ”係與事先寫入資料” 10 ”寫入記憶 體單元中，對高位元而言，此事先寫入確認輸出”失敗，，， 然後再加入一寫入電壓至記憶體單元中，以逐步擦除此臨 界電壓，並傳導此後來的寫入確認。重覆這些步驟，當記 憶體單元之臨界電壓係擦除至資料” 〇丨"之臨界電壓，於第 2圖中之排序比較線路的感應放大器其輸出信號3之輸出 與依據第8圖中之臨界電壓關係之寫入資料” 〇1 "係為相 同。因此，該排序比較結果之輸出6係變為”通過"，結果， 此後來寫入的資料變為” 〇1 "。 在此，為了資料” 01，，與事先寫入資料"1〇 "一 記憶體單0，考慮此高位元，當.，Q ”被寫人事先寫入資 料”厂，此後來的寫入資料係變為"0”，結果，此資料係 彼此相同；另—方面’考慮此低位元，當” ^ , 寫入資料” G ” ’此後㈣寫人f料必須不變即為"〇·。 因此’此後來的寫入資料必須為” 00 ” :序比較線路中，該排序比較結果之輪出第::二 其臨界電壓輸出"高”位準(通過），且結束此寫入在貝抖01 因此，便產生一個問題， 一致性。 卩…忐獲侍二進位資料間的 此於第知之排序比較線路中， 與事先寫入資料，，0 "一同寫 資科 寫入3己憶體早兀中，會發出寫入 {"先閱讀背面之注意事項再"巧本頁 -?TI 1 -I I — n -- _ .In 1. 1 , 好"部中"打4,'X,JU-T"於合竹.^卬來 A7 B7 五、發明説明（11 ) 錯誤的信號；而當事先寫入資料與寫入資料彼此並不相同 時，會發出寫入錯誤的信號。因此，這樣的問題便不會發 生。 因此，本發明之目標在於提供一種非揮發半導體記憶 裝置，於改寫中，用來儲存數位元資料，其具有二進位之 排序比較型式的一致性。 依據本發明，一種非揮發半導體記憶裝置，包括： 一記憶體單元，用以儲存m或更多位元資料(m22)， 並利用寫入方法，藉擦除其臨界電壓，而得到η種臨界電 壓值(ng4); 其中，當一寫入資料"1 ”係被寫入此記憶體單元中， 則寫入資料便轉換成資料"0 ”；而該記憶體單元於一事先 寫入資料中其m位元中的k位元（ISkSm)具有值為"0 "。 依據本發明之其它形態，一種非揮發半導體記憶裝 置，包括： 一記憶體單元，用以儲存m或更多位元資料(m22)， 並利用寫入方法，藉擦除其臨界電壓，而得到η種臨界電 壓值(η^4); 其中，當一寫入資料"1 "係被寫入此記憶體單元中， 而該記憶體單元於一事先寫入資料中其m位元中的k位元 (ISkSm)具有值為"0 "，則藉使用寫入資料” 1 "及感應放 大器之輸出信號，寫入資料便轉換成資料” 0 "。 依據本發明之其它形態，一種非揮發半導體記憶裝 置，包括： 14 本紙張尺度適州中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------- - I I - I I T I n _ _ I _ - · ^ _ (誚先閱讀背面之注意事項再填i'n本頁) A7 ------_ B7 五、發明説明（12 ) —-—- 一記憶體單元，用^ Λ ^ ， 用从儲存m或更多位元資料(m>2)， 並利用寫入方法，降低I蛛田 —； $低其臨界電壓，而得到n種臨界 值（n24); 卜电！ 其中’當—寫人資料”1"係被寫人此記憶體單元中， 而於該記憶體單元中’-事先寫入資料其.位元中的“立 TL(m^m)具有值為"Q "，則寫人資料便轉換成資料"〇"。 依據本發明之其它形態，一種非揮發半導體記憶裝 置，包括： 己⑥體單元用以儲存m或更多位元資料(m^2)， 並利用寫人方法，降低其臨界電壓，*得到η種臨界電壓 值(η&4); 其中’ #—寫人資料"”係被寫人此記憶體單元中， 而於該記憶體單元中，一事先寫入資料其m位元中的μ 元（l-k = m)具有值為〇 "，則藉使用寫入資料”，，及感應 放大器之輸出信號，寫入資料便轉換成資料·, 〇 "。 依據本發明之其它形態，—種非揮發半導體記憶裝 置，包括： - δ己憶體單元，用以健存m或更多位元資料(心2)， 並利用寫入方法，储存及降低其臨界電壓，而得到η種臨 界電壓值(η24);及 排序比較線路，於重寫多重值之資料中，當資料，，1 " 係與事先寫入資料"〇"寫入記憶體單元中，取代輸出，，通 過’’，此寫人資料储使料人資料"丨"及感應放大器之輸 出信號，此被寫入之寫入資料便轉換成資料”〇"。因此， 15 本紙張尺度適州中國國家標率（CNS) Α4規格（210χ297公釐） ------：—------IT------^ /i (讀先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) A7 B7 五、發明説明（13 ) 此排序比較線路與二進位排序比較型式具有一致性；當資 料"1 "係寫入一事先寫入資料"0 "中，此事先寫入資料"0 ” 係維持不變。 為讓本發明之上述目的、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： 第1圖為概要之截面圖，顯示一習知之電可擦除可程 式規化唯讀記馋體之記憶體單元； 第2圖為習知之排序比較線路其線路配置圖； 第3圖為圖示，顯示二進位臨界電壓之分布； 第4圖為流程圖，顯示一習知之寫入動作； 第5圖為比較圖表，顯示用於第2圖中之習知之排序 比較線路的二進位資料； 第6圖為其它習知之排序比較線路其線路配置圖； 第7圖為比較圖表，顯示用於第6圖中之習知之排序 比較k路的二進位資料； 第8圖為圖示，顯示二進位的臨界電壓之分布； 第9圖為比較圖表，顯示用於第2圖中之習知之排！ 比权線路的二進位資料； 第10圖為排序比較線路其線路配_置圖，顯示依據本 發明之一較佳實施例中，一種用於非揮發半導體記憶裝置 之二進位資料；及 U1圖為比較圖表，顯示用於第10圖中之排序此較 16 本紙張尺廋適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (誚1閲讀背面之注意事項再填寫本頁) . 訂 100p型矽基質 102源極 104隧道絕緣薄膜 106内層絕緣薄膜 108位元線 置 元 A7 B7 五、發明説明（14 ) 線路的二進位資料。 , k號之簡單說明 1、 10、30、60高位準信號 2、 61寫入資料信號 3、 62感應放大器之輸出信號 4、 63反及閘之輸出信號 6、 64排序比較結果之輸出 (通過：高位準；失敗：低位準） 7、 8、21、23、24、41、43、44、54、65 反及閘 9、25、45、66互斥閘 11寫入資料信號：低位元 12感應放大器之輸出信號：低位元 15反相信號 20、22、40、42、55 反相器 101汲極 103通道區域 105浮動閘 107控制閘 109源極線 以下將要說明一種依據本發明之非揮發半導體記憶裝 在此，於非揮發半導體記憶裝置中，包括一記憶體單 用於儲存2或更多位元的資料，並用寫入方法藉擦除 其臨界電壓而獲得4或更多種的臨界電壓值，而在重寫時 配合其位元排序比較型式。當寫入資料"1 ”時，藉使用感 應放大器之輸出信號與寫入資料，一寫入資料寫入係轉換 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ------：--ΊΧ------訂------線 (誚先閱讀背面之注意事項再硪寫本頁) 耔".部中头"準^,Β-Τ·;ί1'贽合竹^1卬y A7 B7 五、發明説明（15 ) 成·'0”，因此，該寫入可以與其期望值一同傳導。 萬一，二進位資料於多重值資料之重寫中，當資料"1 係與事先寫入資料"〇 ”寫入記憶體單元中，該排序比較線 路輸出”通過"，此寫入動作當資料” 01 "係與事先寫入資料 ” 10 "寫入記憶體單元中，係藉轉換寫入資料"01 "為” 00 " 而傳導。因此，由寫入資料·· 01 "至事先寫入資料"10 "中 而獲得期望值” 00 所以，當資料"1 "係與事先寫入資料 "0 "寫入記憶體單元中，且事先寫入資料"0 "係維持不變， 便可與二進位排序比較型式具有一致性。 因此，當資料"1 "被寫入，此寫入資料係藉，使用此事 先寫入資料與感應放大器之輸出信號而做寫入轉換。所以， 能夠得到與二進位重寫之一致性。 參考第10圖與第11圖，以下將要說明依據本發明之 一實施例；本實施例為二位元（二進位）資料儲存於一記憶 體單元的一個例子。 第10圖顯示一種用於本實施例的二進位資料之排序 比較線路；且第11圖顯示使用此排序比較線路作寫入動作 之比較圖表。 參看第10圖，於本實施例之排序比較線路，包括： 對低位元而言，一反及閘線路23具有其輸入端，在寫入動 作中，輸入一固定在"高"位準的信號，以及其它輸入端， 以輸入一由反及閘線路21之輸出其經由反相器22之反相 信號15，該反及閘線路21之輸入係一寫入資料信號（低位 元）11及感應放大器之輸出信號12(低位元）經由反相器20 18 本紙張尺度適/1]中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------Γ--ΙΛ------1T------? /»1.. (請先閱讀背面之注意事項再蛾寫本頁) A7 _ B7 五、發明説明（16 ) - 之反相信號；-反及閘線路24，其輸人係為反及閘線路23 之輸出16與感應放大器之輸出信號12;以及互斥反或間 (XNOR gate)線路25其輸入係為反及閘線路24之輸出17 與反相器22之輸出15。假若更包括：對高位元而言，一 反及閘線路43具有其輸入端，在寫入動作中，輸入一固定 在"高"位準的信號，以及其它輸入端，以輸入一由反及閘 線路41之輸出其經由反相器42之反相信號35，該反及閘 線路41之輸入係一寫入資料信號（高位元)31及感應放大器 之輸出信號32(高位元）經由反相器4〇之反相信號；一反及 閘線路44，其輸入係為反及閘線路43之輸出36與感應放 大器之輸出信號32 ;以及互斥反或閘（xn〇r gate)線路45 其輸入係為反及閉線路44之輪出3 7與反相器42之輸出 35。並且包括：一反及閘線路54，其輸入係為反及閘線路 25，45之輸出；以及一反相器55 ’以改變此反及閘線路54 其輸出52之相位。此反相器55之輸出53，係作為排序比 較結果之輸出18 ("高"位準表"通過"，"低"位準表"失敗"）。 於本實施例中’藉由轉變排序比較線路中之寫入資料 其相位，以與寫入資料及感應放大器之輸出信號不同，該 重寫動作便可與其期望值一起傳導；在此，一反相之寫入 資料係被認作"寫入資料"(WD，write data)。 第一，當資料"1〇 " ’ " 01 "，及·· 00 ··係與事先寫入資 料"11 "一同寫入一記憶體單元中，此寫入資料WD在反 相之後’係各別為"01 " ’ ·· 10 "，及"00 "，而該事先寫入 確認輸出為"失敗"；然後，提供一寫入電壓至記憶體單元， 本纸張尺度適州中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讳先閱讀背面之注意事項再埴寫本Vac )
、1T 輕浐部中呔^^/;Jh T.消於合竹"卬妒 A7 B7 五、發明説明（17 ) 以逐步擦除臨界電壓，而傳導此後來之寫入確認。當藉重 覆這些步驟而得到對應於此寫入資料之臨界電壓狀態，此 排序比較結果則輸出"通過"，而結束此寫入動作。 第二，當資料” 11 "係與事先寫入資料"10 "—同寫入 一記憶體單元中，此寫入資料WD在反相之後係為"10，，， 而該事先寫入確認輸出為"通過”，而結束此寫入動作。同 樣的，當資料"11 "係與事先寫入資料"01 "一同寫入一記 憶體單元中，此寫入資料WD在反相之後係為"01 ”，而 該事先寫入確認輸出為"通過"，而結束此寫入動作。並且’ 當資料"11 "係與事先寫入資料"〇〇 " 一同寫入一記憶體單 元中，此寫入資料WD在反相之後係為，，00 ",而該事先 寫入確認輸出為·•通過"，而結束此寫入動作， 第三’當資料"11 "係與事先寫入資料"11 ”一同寫入 一記憶體單元中，此寫入資料WD在反相之後係為"11，，； 當資料"10 "係與事先寫入資料"10 "一同寫入一記憶體單 元中，此寫入資料WD在反相之後係為"1〇";當資料"〇1 " 係與事先寫入資料"01 "—同寫入一記憶體單元中，此寫入 資料WD在反相之後係為"〇1 ";當資料"〇〇 ”係與事先寫 入資料·· 〇〇 "—同寫入一記憶體單元中，此寫入資料WD 在反相之後係為"00 "。在這些情況之下，該事先寫入確辑 輸出為"通過"，而結束此寫入動作。 第五，當資料"〇〇 "係與事先寫入資料"10 ”―同寫入 一記憶體單元中，此寫入資料WD在反相之後係為"〇〇，·. 當資料"00 "係與事先寫入資料"01 "—同寫入一記憶體單 20 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (誚先閱讀背面之注意事項再^寫本頁}
、1T A7 ______ B7 五、發明説明（18 ) 元中，此寫入資料WD在反相之後係為"00 "。然後，提 供一寫入電壓至記憶體單元，以逐步擦除臨界電壓，而傳 導此後來之寫入確認。當藉重覆這些步驟而得到對應於此 寫入資料” 00 "之臨界電壓狀態，此排序比較結果則輸出" 通過"，而結束此寫入動作。 第六，當資料"10 ”係與事先寫入資料"01 ”一同寫入 一記憶體單元中，此寫入資料WD在反相之後係為"00”。 當得到對應於此寫入資料"00 "之臨界電壓狀態，此排序比 較結果則輸出"通過"，而結束此寫入動作。在此，寫入資 料"10 "至事先寫入資料” 01 "之期望值為"00 "，因此，此 寫入係與該期望值一同傳導；並且，當資料"01 "係與事先 寫入資料” 10"—同寫入一記憶體單元中，此寫入資料WD 在反相之後係為"00 "。當得到對應於此寫入資料"〇〇 "之 臨界電壓狀態，此排序比較結果則輸出"通過"，而結束此 寫入動作。 此時，於第2圖的習知線路中，寫入資料"01 "至事 先寫入資料"10 ”，當達到資料"01 ”時，此寫入動作必須 結束。但是，在此實施例中，此寫入動作係繼續，直到達 到資料"00 ”，因此能夠得到此資料與該期望值。 接下來，考慮第10圖中，用於二進位資料之排序比 較線路被虛線所環繞的部份；亦即一位元部份，此線路的 動作將在以下作詳細敘述。 當寫入資料"〇 "，亦即輸入為”低”位準時，此反及閘線 路21之輸出14係為"高"位準，且反相器22之輸出15為” 21 本紙張尺度诚用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 Φ' % 本 1
I 訂 經濟部中央標準局—工消費合作社印製 Λ7 ______ h1 五、發明説明（19 ) 〜 低"位準，而在經過反相之後，該信號係對應於寫入資料 ，，0'，。 之後’接收到此反及閘線路23之輸出16為”高"位準， 係來自反相器22之輸出15 ;此反及閘線路24之輸出係隨 著感應放大器之輸出信號12而改變，這表示當感應放大器 之輸出信號12為"高"位準時，亦即當記憶體單元具有資料 "〇··’此反及閘線路24之輸出17則變為"低"位準，因此， 排序比較結果之輸出50係為"高"位準（通過）。 因此，對於具有事先寫入資料"〇 "之記憶體單元而 言，此事先寫入確認係輸出”通過"，而結束此寫入動作。 並且，對事先寫入資料"1 ”而言，此事先寫入確認係 輸出"失敗"，然後，提供一寫入電壓至記憶體單元，以擦 除臨界電壓。當感應放大器之輸出信號12反相，係由"低" 位準至"高"位準’此排序比較結果係輸出"通過"，而結束 此寫入動作。 另一方面，當寫入資料"1 ··，亦即輸入為"高"位準， 此反及閘線路21之輸出14,係因感應放大器之輸出信號12 而定。對事先寫入資料"1 "而言，此感應放大器之輸出信 號12為"低"位準，因此反相器20之輸出信號13為"高"位 準，且反及閘線路21之輸出14為"低"位準。所以，作為 寫入資料之信號15在經過反相之後變為”高，，位準，亦即資 料'，1，，〇 對事先寫入資料"0"而言’此感應放大器之輸出信號12 為"高"位準，因此反相器20之輸出信號13為"低"位準， 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,17 本紙張尺度適用巾關家料（CNS ) 44規.格（21GX297公势) " A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 且反及閘線路21之輸出14為"高"位準。所以，作為寫入 資料之信號15在經過反相之後變為”低”位準，亦即資料 "0"。 因此，當資料·· 1 ”係與事先寫入資料"0 ··—同寫入一 記憶體單元中，此寫入資料在經過反相之後係為” 0 ”。 因此，於此實施例中，當資料"01"係與事先寫入資料 "10"—同寫入一記憶體單元中，藉使用於第10圖中，用於 二進位資料之排序比較線路，此寫入資料可以反相為"00”， 因此可以與期望值一同傳導。 此時，於此實施例中，係說明在寫入方法中，藉擦除 此臨界電壓而得到二進位臨界電壓之非揮發半導體記憶裝 置。但是，在寫入過程中，藉降低臨界電壓，可以獲得二 進位的臨界電壓值。 並且，用於本發明之排序比較型式可以獲得非揮發半 導體記憶裝置，以用來儲存η位元的資料(n22)於一記憶 體單元中，而不同於二進位資料。 在此實施例中，係使用一通道熱電子注入型記憶體單 元用以寫入，但是各種記憶體單元，如F-N(Fowler-Nordheim) 隨穿式（tunneling type)，可提供寫入及擦除。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作更動與潤飾，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為準。 23 本紙張尺度通州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ------Γ--nlj-----^—ir------Φ 1 -ί. (誚先閱讀背面之注意事項再硪寫本頁)