[发明专利]一次性可编程存储单元及电路

说明书

本发明公开了一种一次性可编程(OTP)存储单元以及OTP存储电路，该OTP存储单元包括存储模块、写模块、读模块以及负载模块。当写模块有效时，数据被写入存储模块；当读模块有效时，存储在存储模块中的数据被读出；负载模块使该OTP存储单元在写操作之前事先进行负载数据预写验证。该OTP存储单元还包括第一锁存模块和第二锁存模块用于锁存数据。本发明公开的OTP存储单元和电路具有自锁存的功能不需要额外的外部锁存模块，同时该OTP存储单元和电路稳定、面积较小且功耗低。

技术领域

本发明涉及电子电路，更具体地说，本发明涉及电子电路中一次性可编程(One-Time Programmable,OTP)存储单元及电路。

背景技术

OTP存储电路是一种非易失性存储电路，由于其工艺简单、成本低的特点广泛地应用于集成电路设计中。现有的OTP存储电路包括浮栅型雪崩注入金属氧化物半导体(Floating gate Avalanche-injection Metal-Oxide Semiconductor，FAMOS)型OTP存储电路、熔丝型(efuse)OTP存储电路以及反熔丝型(antifuse)OTP存储电路等。传统的FAMOS型OTP存储电路通常包括一个电流型的灵敏放大器，用于将OTP存储电路中的电流信号和一个参考电流信号比较，并根据比较结果读出存储在该OTP存储单元内的信息。在这样的示例中，需要额外增加一个参考电路用于生成参考电流信号。然而引入的参考电路与OTP存储电路之间可能存在不匹配的问题，导致整个OTP存储电路不稳定。

熔丝型OTP存储电路通常采用过电流流过熔丝导致其熔断，从而使熔丝的电阻值从几十欧姆变化到几千欧姆或更高值，进而实现编程的目的。与之相反地，在反熔丝型OTP存储电路中，反熔丝在编程前具有非常高的电阻值，在熔断后，其值从几千欧姆降至几十欧姆或更低从而实现编程的目的。将熔丝和反熔丝作为OTP存储材料均是基于其电介质击穿特性。在编程过程中，熔丝和反熔丝的阻值均要被改变，同时不同类型的熔丝和反熔丝材料具有各不相同的阻值，因此将熔丝和反熔丝作为存储器的存储材料不可避免的会带来稳定性问题。同时，熔丝型OTP存储器电路需要一个高压选通管，因此OTP存储电路的每一个存储单元面积相对较大。此外，在此类运用中，编程所需的高电压也为外围电路的设计和优化提出了挑战。

因此，需要提出一种稳定、面积较小同时功耗低的FAMOS型一次性可编程存储器件。

发明内容