[发明专利]三端可多次编程存储器位单元及阵列架构

说明书

技术领域

本发明涉及可多次编程存储器位单元及阵列架构的领域。

背景技术

用于诸如可擦除可编程只读存储器(EPROM)的典型非易失性存储器架构装置通常很复杂，且需要复杂驱动及电源电路。

已开发包括双稳态悬臂的可多次编程(MTP)存储器位单元，以便降低大阵列非易失性存储器所需的驱动及电源电路。悬臂设计的双稳态是利用定位于悬臂任一侧的启动电极接触表面处的附着力而实现。一旦该悬臂与这些启动电极的任一个接触，其将保持于此位置，直至这些附着力被来自位于该悬臂的相对侧上的启动电极的静电引力克服，在此刻该悬臂朝向此吸引电极移动，直至其接触此电极。与基于传统半导体的存储器单元比较，这些装置具有优势，原因在于其可作为非易失性存储器操作，而无需支持电源。

然而，这些装置也具有缺点，因为其程序设计的控制可能很复杂。此外，这些双稳态悬臂的切换速度将依赖施加于该悬臂与两个启动电极之一之间的电压。电压越高产生的静电力越大，借此促使该悬臂更迅速地朝向该启动端移动。当该悬臂接触启动端时，电流将自该悬臂传递至启动电极。相应地，如果施加于该启动电极的电压较高，则所得电流也可能较高。

桥接该悬臂与该启动电极的高电流可致使该悬臂及/或该启动电极损坏。在某些情况中，电流可将这两个组件焊接在一起，以致不可能有进一步的移动及程序设计，借此显著地破坏存储器位单元。

相应地，对一简单三端可多次编程存储器位单元及阵列架构存在明确需求，其可防止在该悬臂与启动电极之间传送电流过高，同时确保可靠操作。

发明内容

为了解决与现有技术关联的所述问题，本发明提供一种3端MTP非易失性存储器位单元，其包括：一程序电极；一擦除电极；一悬臂电极，其连接至一定位于该程序电极与该擦除电极之间的双稳态悬臂；及切换构件，其连接至该程序电极，该程序电极经布置以将一电压电位施加于该程序电极，或以检测或以防止电流从该悬臂流至该程序电极。

该切换构件可包括一开关，其具有一第一节点、一第二节点及一控制节点，其中将电压施加于该控制节点以启动该开关，以在该第一节点与该第二节点之间提供一连接。该切换构件可包括一晶体管。该切换构件可包括一N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。该切换构件可包括一P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。该切换构件可包括一传导门。该切换构件可包括一微机电系统(MEMS)开关。

本发明的非易失性存储器位单元的双稳态悬臂、擦除电极及程序电极可封闭于一密封空腔中。在一密封空腔环境中，该双稳态悬臂、该擦除电极及该程序电极的表面受到保护，以避免外部潜在降级环境影响。

本发明另外提供一种程序设计上述非易失性存储器位单元的方法。该方法包括如下步骤：大体上降低在该悬臂电极与该擦除电极之间的电位差；在该悬臂与该切换构件的一侧之间施加一电位差；临时打开该切换构件以在该悬臂与该程序电极之间产生一电位差，其中该电位差足以使该悬臂能够接触该程序电极；及在该悬臂接触该程序电极之前关闭该切换构件。

本发明更提供一种确定上述非易失性存储器位单元是否处于一编程状态的方法，该方法包括如下步骤：在该悬臂与该切换构件的一侧之间施加一电位差；临时打开该切换构件以在该悬臂与该程序电极之间产生一电位差；及感测该电流(如果有)流经该切换构件，以便确定该悬臂是否与该程序电极相接触。

本发明还提供一种擦除上述非易失性存储器位单元的方法，该方法包括如下步骤：大体上降低在该悬臂电极与该程序电极之间的电位差；及在该悬臂与该擦除电极之间施加一电位差，其中该电位差足以使该悬臂能够接触该擦除电极。

本发明又提供一存储器阵列，其至少包括一非易失性存储器位单元，如以上所界定。

应了解，本发明提供优于该现有技术的若干优点。举例而言，本发明的位单元导致一比现有技术阵列更简单、更小且制造费用更低的阵列。

本领域技术人员从附图、说明及权利要求书将显而易见本发明的重要技术优点。

附图说明

为更完整地了解本发明及更多特征及优点，现参考以下结合附图所进行的说明。

图1表示根据本发明的一具体实施例的一3端MTP存储器位单元的示意视图，其中该切换构件包括一开关。

图2a表示根据本发明的一具体实施例的一3端MTP存储器位单元的示意视图，其中该切换构件包括一N型金属氧化物半导体晶体管。

图2b表示根据本发明的一具体实施例的一3端MTP存储器位单元的示意视图，其中该切换构件包括一P型金属氧化物半导体晶体管。

图2c表示一3端MTP存储器位单元的示意视图，其中该切换构件包括一传导门。