[发明专利]一次性可编程单元和阵列及其编程和读取方法

权利要求书

1.一次性可编程单元其特征在于包括：可栅氧化层击穿的存储元件、第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管，所述存储元件为两端元件，两端之间为可击穿的栅氧介质，存储元件的第一端连接第一电压端P，所述存储元件的第二端连接所述第一NMOS晶体管的漏极，第一NMOS晶体管的栅极连接第二电压端D，第一NMOS晶体管的源极连接所述第二NMOS晶体管漏极，第二NMOS晶体管的栅极连接行选择端R，第二NMOS晶体管的源极连接列选择端C。

2.如权利要求1所述一次性可编程单元，其特征在于所述存储元件是一种NMOS管，所述存储元件的第一端为NMOS管的栅极，第二端为NMOS管的一个源极，或者第二端为NMOS管的一个源极和漏极短接。

3.如权利要求1所述一次性可编程单元，其特征在于所述存储元件是一种MOS电容，所述存储元件的第一端为MOS电容的栅极，第二端为MOS电容的衬底。

4.一次性可编程阵列其特征在于：包括M行行线Ri，i从1到M、N列列线Cj，j从1到N，以及M×N个一次性可编程单元，一次性可编程单元位于各自的行线和列线的交叉点，每个一次性可编程单元的第一电压端P连接可编程阵列的第一电压端P，每个一次性可编程单元的第二电压端D连接可编程阵列的第二电压端D，每个一次性可编程单元的行选择端R连接可编程阵列的某一行线Ri，每个一次性可编程单元的列选择端C连接可编程阵列的某一列线Cj。

5.如权利要求4所述一次性可编程阵列，其特征在于所述一次性可编程单元特征在于包括：可栅氧化层击穿的存储元件、第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管，所述存储元件为两端元件，两端之间为可击穿的栅氧介质，存储元件的第一端连接第一电压端P，所述存储元件的第二端连接所述第一NMOS晶体管的漏极，第一NMOS晶体管的栅极连接第二电压端D，第一NMOS晶体管的源极连接所述第二NMOS晶体管漏极，第二NMOS晶体管的栅极连接行选择端R，第二NMOS晶体管的源极连接列选择端C。

6.如权利要求5所述一次性可编程阵列，其特征在于所述存储元件是一种NMOS管，所述存储元件的第一端为NMOS管的栅极，第二端为NMOS管的一个源极，或者第二端为NMOS管的一个源极和漏极短接。

7.如权利要求5所述一次性可编程阵列，其特征在于所述存储元件是一种MOS电容，所述存储元件的第一端为MOS电容的栅极，第二端为MOS电容的衬底。

8.如权利要求4或5或6获7所述的一次性可编程阵列的编程方法，其特征在于包括：给第一电压端P施加恒定的第一电压；

给第二电压端D施加恒定的第二电压，使第一NMOS晶体管导通；

给各行线Ri，施加行选择电压；

给各列线Cj，施加列选择电压；

根据阵列中行选择电压和列选择电压不同，编程模式下一次性可编程阵列中的一次性可编程单元为以下四类中的一种：

(1)一次性可编程单元的行选中，列选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管导通，由于第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管都导通，第一电压和传递过来的列选择电压的压差足以击穿存储元件栅氧化层，存储元件栅氧化层被击穿；

(2)一次性可编程单元的行选中，列不选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管导通，由于第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管都导通，但第一电压和传递过来的列选择电压的压差不足以击穿存储元件栅氧化层，存储元件栅氧化层不被击穿；

(3)一次性可编程单元的行不选中，列选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管关闭，存储元件两极之间没有电流流过，存储元件栅氧化层不被击穿；

(4)一次性可编程单元的行不选中，列不选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管关闭，存储元件两极之间没有有电流流过，存储元件栅氧化层不被击穿。

9.如权利要求8所述的一次性可编程阵列的编程方法，其特征在于根据阵列中行选择电压和列选择电压不同进行读取，读取模式下一次性可编程阵列中的一次性可编程单元为以下四类中的一种，读取时，通过判断是否有电流流过一次性可编程单元，达到读取目的：

(1)一次性可编程单元的行选中，列选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管导通，对于已被击穿的一次性可编程单元，由于第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管都导通，第一电压和传递过来的列选择电压的压差使得有电流流过一次性可编程单元，对于未被击穿的一次性可编程单元，没有电流流过一次性可编程单元；

(2)一次性可编程单元的行选中，列不选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管导通，但所施加列选择电压和第三电压之间没有压差，没有电流流过一次性可编程单元；

(3)行不选中，列选中，即行选择电压使第二NMOS晶体管关闭，没有电流流过一次性可编程单元；

(4)行不选中，列不选中行选择电压使第二NMOS晶体管关闭，没有电流流过一次性可编程单元。