[发明专利]一种集成电路及其操作方法

说明书

技术领域

本发明是关于在Z方向或深度方向具有译码结构的高密度存储装置。这样的解码是于不同阶层间或不同层间辨别以提供一三维存储阵列方式排列的存储单元。

背景技术

在美国专利公开号2010/0226195的发明中，提出一具有与实际的阵列分离的Z方向(或深度方向)译码功能的三维存储阵列。一例中，一字线型结构仅电性连接位于三维存储阵列同一阶层的晶体管的栅极，而不电性连接位于三维存储阵列不同阶层的晶体管的栅极。另一例中，位于三维存储阵列同一阶层的NAND串行的一端是彼此电性连接，而位于三维存储阵列不同阶层的NAND串行的一端彼此电性不连接。这些例子中，皆不执行对于三维存储阵列的阶层的译码。取而代之地，实际的译码是由位于远程的电路来执行，该远程电路并随后决定要选择该多个NAND串行阶层中何者以进行一特定作业。复杂性即由此种将译码阶层讯号连接至三维存储阵列不同阶层的结构与互连而生。

发明内容

本发明的一方面是关于一集成电路，该集成电路包含一三维存储阵列、多条选择线以及控制电路。

该三维存储阵列包含多个阶层。各阶层包含由NAND串行构成的二维阵列。NAND串行包含存储单元及开关晶体管。开关晶体管具有横越多个阶层而变化的阈值电压阶层的组合。在一个例子中存在两个阈值电压阶层，各由一可接受的阈值电压范围所定义。在其他例子中，具有多于两个的阈值电压阶层。

多条选择线被电性耦接至开关晶体管。举例而言，一选择线的布置是横越NAND串行并与其直交，以控制NAND串行中的开关晶体管的栅极电压。

该控制电路施加一偏压配置至选择线。由于该偏压配置，位于多个阶层中的一特定阶层上的该多个NAND串行是被开关晶体管所选择，且该多个开关晶体管不选择位于多个阶层中除该特定阶层外的其他阶层上的NAND串行。为了对应位于一特定阶层上的NAND串行的开关晶体管而打开开关晶体管时，位于该特定阶层上的NAND串行被选择。当为了对应位于一特定阶层上的NAND串行的开关晶体管而关闭至少一个开关晶体管时，位于除该特定阶层外的其他阶层上的NAND串行不被选择。由于NAND串行是以串联方式连接，关闭串联晶体管的一最少数目即足以不选NAND串行。

在某些实施例中，由多条选择线中其中一条所控制的开关晶体管的阈值电压是依照一开关阈值电压阶层量(quantity of switch threshold voltage levels)而定，该开关阈值电压阶层量等于三维存储阵列中的阶层的数量。某些开关阈值电压阶层量与三维存储阵列阶层数量的例子中，阶层量为4、8、16、其他偶数阶数以及其他数目。

在某些实施例中，多条选择线包含两条选择线，电性耦接至该两条选择线的开关晶体管是自位于多个阶层中的其他阶层上的NAND串行辨别出位于该特定阶层上的NAND串行。本例中，两条选择线控制位于NAND串行中的两个开关晶体管。若一特定阶层上的开关晶体管中的其中一个或者两个被关闭，则在该阶层上的NAND串行便不会被选择。若两个开关晶体管都打开，在该阶层上的NAND串行便被选择。

在某些实施例中，由多条选择线中其中一条所控制的开关晶体管的阈值电压是依照一开关阈值电压阶层量而定，开关阈值电压阶层量等于三维存储阵列的阶层数量的平方根。某些开关阈值电压阶层量与三维存储阵列阶层数量的例子中，开关阈值电压阶层量为4而三维存储阵列阶层数量为16、开关阈值电压阶层量为8而三维存储阵列阶层数量为64，以及其他的阶层数量。

在某些实施例中，多条选择线包含四条选择线，电性耦接至该四条选择线的开关晶体管是自位于多个阶层中的其他阶层上的NAND串行辨别出位于该特定阶层上的NAND串行。本例中，四条选择线控制位于NAND串行中的四个开关晶体管。若一特定阶层上的开关晶体管中的其中一、二、三或四个被关闭，则在该阶层上的NAND串行便不会被选择。若四个开关晶体管都打开，在该阶层上的NAND串行便被选择。