具有增强安全性的掩模编程式只读存储器制造技术

一种掩模编程式只读存储器(MROM)具有多个列线对，每一列线对具有位线和补位线。MROM包括多个存储器单元，该多个存储器单元对应于在列线对与多个字线之间的多个交叉。每一存储器单元包括高Vt晶体管和低Vt晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有増强安全性的掩模编程式只读存储器相关申请的交叉引用本申请要求于2013年7月29日提交的美国非临时申请N0.13/953,511的优先权，其全部内容通过援弓I纳入于此。
本申请涉及掩模编程式只读存储器(ROM)，尤其涉及具有对抗对其存储的数据的未经授权访问的增强安全性的掩模编程式ROM。背景掩模编程式ROM(MROM)中存储的数据可以是与加密码或操作参数有关的高度敏感的数据。例如，MROM可以存储重要的程序代码、用于主处理器的基本引导固件、或者内部控制自包含式设备所需的固件，该自包含式设备诸如图形卡、硬盘、DVD驱动程序、以及TFT屏幕。因而使MROM相对安全以对抗对其存储的数据的未经授权访问是合乎需要的。MROM中的掩模编程步骤的类型影响其数据安全性。例如，一种类型的MROM涉及使用金属层编程步骤。尽管金属层编程是非常流行的，但老练的用户可能容易地对金属层编程进行反向工程以恢复所存储的数据。例如，包括嵌入式MROM的片上系统(SOC)管芯通常被倒装芯片安装到封装基板上。管芯的有效表面及其毗邻金属层因而面向封装基板，而管芯的后表面用模制复合物来封装。反向工程接着可以容易地将模制复合物移除以暴露管芯的后表面并且使用电子显微镜通过所暴露的管芯进行成像，从而读取金属层编程并且确定所存储的数据。基于熔丝的ROM中的金属层熔丝的状态也可使用这一扫描电子显微镜技术来恢复。另一类型的MROM使用通道编程步骤来选择性地将通道注入物提供给对应的存储器单元晶体管。取决于通道注入物的存在，存储器单元晶体管包括高阈值电压晶体管或低阈值电压晶体管。理想地，低阈值电压晶体管存储器单元将响应于其对应字线的断言而导电，而高阈值电压晶体管则不会。尽管通道注入物对于用于检查金属层编程的反向工程类型是稳健的，但是随着晶体管尺寸推进到深亚微米态相，高阈值电压和低阈值电压之差降到低至100毫伏。低阈值电压晶体管和高阈值电压晶体管两者因而将对先进工艺节点处的字线的断言作出响应，从而要求单独的参考电路来对高阈值电压存储器单元与低阈值存储器单元进行区分，这降低了密度并且提高了系统复杂性。此外，通道注入物编程式MROM中的低阈值电压存储器单元晶体管遭受过度的泄漏电流。相应地，在本领域中需要对于未经授权访问稳健且达成提高的密度和降低的功耗的掩模可编程ROM。概述为了满足本领域中对具有增强安全性同时达成增加的密度和降低的功耗的掩模编程式ROM的需求，公开了一种包括列线对或位线对的掩模编程式ROM(MROM)。每一列线对包括位线和补位线。MROM包括针对每一列线对的多个存储器单元。每一存储器单元包括一晶体管对。每一晶体管对中的第一晶体管耦合至位线，而剩下的第二晶体管耦合至补位线。用于每一存储器单元的掩模编程步骤中的选择性通道注入物决定其二进制值(逻辑I或逻辑O)。每一晶体管对中的第一或第二晶体管接收通道注入物，而该晶体管对中剩下的一个晶体管不接收通道注入物。通道注入物的存在(或其缺失)决定用于存储器单元的第一和第二晶体管的阈值电压。掩模编程对于每一存储器单元是互补性的，从而每一晶体管对中的一个晶体管是高阈值电压(高Vt)晶体管而每一晶体管对中剩下的一个晶体管是低阈值电压(低Vt)晶体管。通道注入物的类型决定存储器单元晶体管是低Vt还是高Vt晶体管。例如，如果受体掺质被注入NMOS晶体管的通道中，则阈值电压被增加。相反，如果施体掺质被注入NMOS晶体管的通道中，则阈值电压被降低。因而，在一个实施例中，存储器单元可以通过对第一晶体管进行通道注入以升高其阈值电压从而成为高Vt晶体管而被掩模编程为存储第一二进制值(逻辑高或逻辑低)。剩下的第二晶体管将被掩蔽以不接收通道注入物并且因而将包括低Vt晶体管。在此类实施例中，存储器单元可以通过对第二晶体管进行通道注入从而它包括高Vt晶体管来被掩模编程为存储作为第一二进制值的补的第二二进制值。剩下的第一晶体管将被掩蔽不受通道注入物影响从而它将包括低Vt晶体管。但将领会，通道注入物的存在可能转而降低阈值电压，如以上所讨论的。无论通道注入物升高还是降低阈值电压，掩模步骤是互补的，从而每一存储器单元中的第一和第二晶体管之一是高Vt晶体管而剩下的晶体管是低Vt晶体管。存储器单元的二进制值因而取决于第一和第二晶体管中的哪个晶体管是高Vt晶体管或低Vt晶体管。多个字线被安排成形成与列线对的交叉。每一列线对的存储器单元按照字线来安排，从而每一存储器单元位于对应字线和对应列线对的交叉点或交叉处。存储器单元的字线耦合至晶体管对的栅极。因而，如果对应的字线通过升高其电压来被断言，则晶体管对中的两个晶体管都将导通。但低Vt晶体管将比高Vt晶体管更大程度地导通。在读操作期间，使用通过高Vt晶体管和低Vt晶体管的电流量的此差异，如下所述。为了读取特定存储器单元中存储的位值，对应的列线对被首先预充电至预充电电压。接着，对应的字线通过将其充电至例如电源电压VDD而被断言为高。晶体管对中的两个晶体管接着将导电。但是由于阈值电压的差异，耦合至低Vt晶体管的列线的电压与耦合至高Vt晶体管的剩下的线相比被放电更多。因而，通过使用感测放大器来检查跨列线对的压降差，可以确定第一晶体管是高Vt晶体管还是低Vt晶体管一一或者等效地确定第二晶体管是低Vt晶体管还是高Vt晶体管。一旦感测放大器作出这样的确定，它就生成对应的输出位。例如，如果感测放大器确定第一晶体管是高Vt晶体管(或等效地确定第二晶体管是低Vt晶体管)，则它可以生成等于第一二进制值的输出位一一第一二进制值是二进制一还是二进制零值是设计选择。相反，如果感测放大器确定第一晶体管是低Vt晶体管(或等效地确定第二晶体管是高Vt晶体管)，则它可以生成等于作为第一二进制值的补的第二二进制值的输出位。附图简述图1是根据本公开的一实施例的掩模编程式ROM (MROM)中的列的不意图。图2解说了图2的MROM中的各种信号的波形。图3是根据本公开的一实施例的包括扼流器件的MROM中的列的示意图。图4解说了图3的MROM中的各种信号的波形。图5是根据本公开的一实施例的用于MROM的示例操作方法的流程图。详细描述公开了其中每一存储器单元包括一对晶体管的掩模编程式ROM(MROM)。每一晶体管对中的第一晶体管耦合至位线。第一晶体管因而也可被表示为位线晶体管。每一晶体管对中剩下的第二晶体管耦合至补位线，从而第二晶体管也可被表示为补位线晶体管。每一晶体管对中的各晶体管的阈值电压是互补的，从而晶体管之一(位线晶体管或补位线晶体管)是低Vt晶体管而剩下的一个晶体管是高Vt晶体管。存储器单元晶体管的阈值电压在制造工艺期间通过对应的一个(或多个)掩模步骤来被配置以取决于它们是否被掩蔽而接收通道注入物。对于每一晶体管对，晶体管之一被掩蔽，而剩下的晶体管接收通道注入物。以下讨论将假定通道注入物增大阈值电压，但将领会，通道注入物也可被配置成降低阈值电压。存储器单元按照字线来安排，从而每一存储器单元位于字线与列线对的交叉点或交叉处。每一列线对包括位线和补位线。为了对存储器单元进行掩模编程以存储第一二进制值，存储器单元的位线晶体管被掩蔽，从而它被遮蔽不受通道注入物影响并且被配置为低Vt晶体管。相反，未掩蔽的补位线晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掩模编程式ROM(MROM)，包括：列线对，所述列线对包括位线和补位线；以及多个存储器单元，其中每一存储器单元包括晶体管对，所述晶体管对包括耦合至所述位线的第一晶体管以及耦合至所述补位线的第二晶体管，并且其中对于每一晶体管对，所述第一晶体管和所述第二晶体管之一是低阈值电压(低Vt)晶体管并且所述第一晶体管和所述第二晶体管中的剩下一个晶体管是高阈值电压(高Vt)晶体管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·尹，C·郑，E·特泽格鲁，S·M·米轮多夫，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US