[发明专利]存储器、存储单元的读取电路及读取方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，特别涉及一种存储器、存储单元的读取电路及读取方法。

背景技术

电可擦可编程只读存储器（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种以字节为最小修改单位、可以通过电子方式多次复写的半导体存储设备。相比可擦可编程只读存储器（EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory），EEPROM不需要用紫外线照射，也不需取下，就可以用特定的电压，来抹除芯片上的信息，以便写入新的数据。由于EEPROM的优秀性能以及在线上操作的便利，它被广泛用于需要经常擦除的BIOS芯片以及闪存芯片，并逐步替代部分有断电保留需要的随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）芯片，甚至取代部分的硬盘功能，与高速RAM成为二十一世纪最常用且发展最快的两种存储技术。

图1是现有的一种EEPROM存储单元的剖面结构示意图。参考图1，所述存储单元包括：衬底100；位于所述衬底100上方的中间电极103；对称分布于所述中间电极103两侧的第一存储位和第二存储位。其中，所述第一存储位包括漏极101、第一控制栅极104以及第一浮栅105；第二存储位包括源极102、第二控制栅极106以及第二浮栅107。所述漏极101和所述源极102位于所述衬底100内部，所述第一控制栅极104、所述第一浮栅105、所述第二控制栅极106以及所述第二浮栅107位于所述衬底100上方。通常来说，采用图1所示的存储单元存储数据时，仅使用所述第一存储位和所述第二存储位中的一个存储位存储数据，另一个存储位作为备用。

多个如图1所示的存储单元呈阵列排布形成EEPROM存储阵列，每个存储单元的控制栅极、中间电极、源极以及漏极分别连接至控制栅线、字线、源线以及位线。通过对所述控制栅线、字线、源线以及位线施加不同的操作电压，实现对所述存储单元的读操作、写操作以及擦除操作。以采用所述第一存储位存储数据、所述第二存储位作为备用为例，对所述存储单元进行写操作时，即是将电子注入所述第一浮栅105，进行写操作后读出的为二进制数据“0”；对所述存储单元进行擦除操作时，即是释放所述第一浮栅105中存储的电子，进行擦除操作后读出的为二进制数据“1”。

图2是采用现有的一种读取电路对图1所示的存储单元进行读取的结构示意图。参考图2，以读取存储单元M20为例，所述存储单元M20的第一控制栅极连接第一控制栅线CG1，所述存储单元M20的第二控制栅极连接第二控制栅线CG2，所述存储单元M20的中间电极连接字线WL，所述存储单元M20的源极连接源线SL，所述存储单元M20的漏极连接位线BL。所述读取电路包括第一NMOS管N1、参考电流源Ir、电压比较器Comp、放大器A1以及第二NMOS管N2。

具体地，所述参考电流源Ir的一端适于连接所述读取电路12的供电电源Vdd，所述参考电流源Ir的另一端连接所述电压比较器Comp的第一输入端和所述第二NMOS管N2的漏极；所述电压比较器Comp的第二输入端适于输入参考电压Vr，所述电压比较器Comp的输出端适于输出所述存储单元M20存储的数据Dout；所述第二NMOS管N2的栅极连接所述放大器A1的输出端，所述第二NMOS管N2的源极连接所述放大器A1的输入端和所述第一NMOS管N1的漏极；所述第一NMOS管N1的栅极适于输入开关控制信号sel，所述第一NMOS管N1的漏极耦接所述存储单元M20的漏极，即所述第一NMOS管N1的漏极通过所述位线BL连接所述存储单元M20的漏极。

读取所述存储单元M20时，通过所述字线WL向所述存储单元M20的中间电极施加第一读取电压，通过所述第一控制栅线CG1和所述第二控制栅线CG2向所述存储单元M20的第一控制栅极和第二控制栅极施加第二读取电压，施加高电平的开关控制信号sel至所述第一NMOS管N1的栅极，控制所述第一NMOS管N1导通。所述第二NMOS管N2处于不完全截止状态，流过所述第二NMOS管N2的电流被钳位到与所述存储单元M20的电流相等。所述参考电流源Ir提供的参考电流和所述存储单元M20的电流进行比较，根据比较结果对数据节点VD进行充电或放电，升高或降低所述数据节点VD的电压，所述电压比较器Comp根据所述数据节点VD的电压和所述参考电压Vr的比较结果输出数据Dout为“1”或“0”。