[发明专利]电荷俘获型存储单元的读取方法

说明书

技术领域

本发明属于非挥发存储器技术，尤其涉及到一种存储单元的读取方法。

背景技术

快闪存储器（Flash）具有存储数据掉电后仍然不会丢失的特点，特别适用于移动通讯和计算机存储部件等领域。电荷俘获型快闪存储器（以SONOS型器件为例）具有硅－氧化层－氮化层－氧化层－硅结构，采用隧穿效应或者热载流子注入效应将电荷（电子或空穴）通过隧穿氧化层注入到氮化硅层，并被氮化硅层中的电荷陷阱俘获，从而引起器件单元阈值电压的改变，达到数据存储的效果。由于电荷俘获型存储器件利用绝缘存储介质中的陷阱来存储电荷信息，辐射导致的漏电往往只影响生成缺陷或漏电通路附近很小的区域，整个器件仍能保持较好的数据存储能力。因此电荷俘获存储器件被认为是最理想的抗辐射存储技术。

在辐照环境下，辐射粒子穿进物质，与物质中的电子相互作用，把自身的能量传给电子，如果电子由此获得的能量大于它的结合能，电子就脱离原子核对他的束缚成为自由电子，而原子则变成了带电离子，也可视为原子获得了一个空穴。这一过程称为电离辐射效应。

图1是典型的SONOS存储单元在辐照后的器件结构图；图2是典型的SONOS存储单元在辐照后的阈值电压漂移示意图。如图1和图2所示，一个典型的SONOS存储单元在辐照下，氮化硅层中产生空穴，使得该单元在的阈值电压发生了漂移。存储单元的数据读出是通过在存储器件上加一个电压，将读取存储器件的电流。再将该电流与参考电流Iref比较，通过灵敏放大器转化为“0”和“1”的输出。在辐射环境下，由于处于编程态的器件阈值出现漂移，编程态的器件的读取电流会增加，同时，由于存储阵列的漏电流增加，因此辐照导致的窗口会变得更加小，容易产生“0”“1”的误读。因此需要一种克服辐射环境读取误差的操作方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种能够克服辐射环境中存储单元出现误读现象的存储单元的读取方法。

根据本发明实施例的存储单元的读取方法，包括以下步骤：为存储单元中的待测晶体管提供一个对应的补偿晶体管，所述补偿晶体管与所述待测晶体管的参数相同，将所述补偿晶体管的栅极、源极和衬底接地，并将所述补偿晶体管的漏极同时连接到一个电流源和电流-电压转换电路的输入端，其中所述电流源为所述补偿晶体管提供恒定电流，所述电流-电压转换电路的输出端与所述待测晶体管的源极相连；在所述待测晶体管的字线上施加读取电压，并且从所述待测晶体管的位线读出读取电流，将所述读取电流与参考电流作比较，随后通过灵敏放大器转化为读取到的存储信息。

本发明的方法利用了与待测晶体管参数相同的补偿晶体管的衬底偏置效应，使待测存储管漂移的阈值电压得到补偿，回到受到辐射前的状态，克服了误读现象，提高了电荷俘获型存储单元在辐射环境中的读取准确率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是典型的SONOS存储单元在辐照后的器件结构图；

图2是典型的SONOS存储单元在辐照后的阈值电压漂移示意图；和

图3是本发明提出的电荷俘获型的快闪存储单元的读取操作方法示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。