在一具体实施例中，一种非易失性存储器位单元包含一程序电极、一擦除电极、一悬臂电极及切换构件，该悬臂电极连接至一定位于该程序电极与该擦除电极之间的双稳态悬臂，且该切换构件连接至该程序电极，该程序电极经布置以将一电压电位施加于该程序电极，或以检测或以防止电流从该悬臂流至该程序电极。该切换构件可包括一开关，其具有一第一节点、一第二节点及一控制节点，其中将电压施加于该控制节点以启动该开关，以在该第一节点与该第二节点之间提供一连接。该切换构件可包括一传导门。该切换构件可包括一Ｎ型金属氧化物半导体晶体管。该切换构件可包括一Ｐ型金属氧化物半导体晶体管。该切换构件可包括一微机电系统开关。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可多次编程存储器位单元及阵列架构的领域。
技术介绍
用于诸如可擦除可编程只读存储器(EPROM)的典型非易失性存储器架构装置通 常很复杂，且需要复杂驱动及电源电路。已开发包括双稳态悬臂的可多次编程(MTP)存储器位单元，以便降低大阵列非易 失性存储器所需的驱动及电源电路。悬臂设计的双稳态是利用定位于悬臂任一侧的启动电 极接触表面处的附着力而实现。一旦该悬臂与这些启动电极的任一个接触，其将保持于此 位置，直至这些附着力被来自位于该悬臂的相对侧上的启动电极的静电引力克服，在此刻 该悬臂朝向此吸引电极移动，直至其接触此电极。与基于传统半导体的存储器单元比较，这 些装置具有优势，原因在于其可作为非易失性存储器操作，而无需支持电源。然而，这些装置也具有缺点，因为其程序设计的控制可能很复杂。此外，这些双稳 态悬臂的切换速度将依赖施加于该悬臂与两个启动电极之一之间的电压。电压越高产生的 静电力越大，借此促使该悬臂更迅速地朝向该启动端移动。当该悬臂接触启动端时，电流将 自该悬臂传递至启动电极。相应地，如果施加于该启动电极的电压较高，则所得电流也可能 较高。桥接该悬臂与该启动电极的高电流可致使该悬臂及/或该启动电极损坏。在某些 情况中，电流可将这两个组件焊接在一起，以致不可能有进一步的移动及程序设计，借此显 著地破坏存储器位单元。相应地，对一简单三端可多次编程存储器位单元及阵列架构存在明确需求，其可 防止在该悬臂与启动电极之间传送电流过高，同时确保可靠操作。
技术实现思路
为了解决与现有技术关联的所述问题，本专利技术提供一种3端MTP非易失性存储器 位单元，其包括一程序电极；一擦除电极；一悬臂电极，其连接至一定位于该程序电极与 该擦除电极之间的双稳态悬臂；及切换构件，其连接至该程序电极，该程序电极经布置以将 一电压电位施加于该程序电极，或以检测或以防止电流从该悬臂流至该程序电极。该切换构件可包括一开关，其具有一第一节点、一第二节点及一控制节点，其中将 电压施加于该控制节点以启动该开关，以在该第一节点与该第二节点之间提供一连接。该 切换构件可包括一晶体管。该切换构件可包括一 N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。 该切换构件可包括一 P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。该切换构件可包括一传导门。 该切换构件可包括一微机电系统(MEMS)开关。本专利技术的非易失性存储器位单元的双稳态悬臂、擦除电极及程序电极可封闭于一 密封空腔中。在一密封空腔环境中，该双稳态悬臂、该擦除电极及该程序电极的表面受到保 护，以避免外部潜在降级环境影响。本专利技术另外提供一种程序设计上述非易失性存储器位单元的方法。该方法包括 如下步骤大体上降低在该悬臂电极与该擦除电极之间的电位差；在该悬臂与该切换构件 的一侧之间施加一电位差；临时打开该切换构件以在该悬臂与该程序电极之间产生一电位 差，其中该电位差足以使该悬臂能够接触该程序电极；及在该悬臂接触该程序电极之前关 闭该切换构件。本专利技术更提供一种确定上述非易失性存储器位单元是否处于一编程状态的方法， 该方法包括如下步骤在该悬臂与该切换构件的一侧之间施加一电位差；临时打开该切换 构件以在该悬臂与该程序电极之间产生一电位差；及感测该电流(如果有)流经该切换构 件，以便确定该悬臂是否与该程序电极相接触。本专利技术还提供一种擦除上述非易失性存储器位单元的方法，该方法包括如下步 骤大体上降低在该悬臂电极与该程序电极之间的电位差；及在该悬臂与该擦除电极之间 施加一电位差，其中该电位差足以使该悬臂能够接触该擦除电极。本专利技术又提供一存储器阵列，其至少包括一非易失性存储器位单元，如以上所界定。应了解，本专利技术提供优于该现有技术的若干优点。举例而言，本专利技术的位单元导致 一比现有技术阵列更简单、更小且制造费用更低的阵列。本领域技术人员从附图、说明及权利要求书将显而易见本专利技术的重要技术优点。 附图说明为更完整地了解本专利技术及更多特征及优点，现参考以下结合附图所进行的说明。图1表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器位单元的示意视图，其 中该切换构件包括一开关。图2a表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器位单元的示意视图，其 中该切换构件包括一 N型金属氧化物半导体晶体管。图2b表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器位单元的示意视图，其 中该切换构件包括一 P型金属氧化物半导体晶体管。图2c表示一 3端MTP存储器位单元的示意视图，其中该切换构件包括一传导门。图2d表示一 3端MTP存储器位单元的示意视图，其中该切换构件包括一微机电系 统开关。图3表示根据本专利技术的一具体实施例的一 MTP状态图表。图4表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器阵列架构的示意视图。图5表示根据本专利技术的一具体实施例的一用于3端MTP存储器阵列架构的读取周 期的时序图。图6表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器阵列架构的擦除周期的 时序图。图7表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器阵列架构的写入周期。图8表示根据本专利技术的一具体实施例的一 3端MTP存储器阵列架构的一写入周期 的替代时序图。图9表示根据本专利技术的一具体实施例的一封闭于一密封空腔中的3端MTP存储器位单元结构的双稳态悬臂、擦除电极及程序电极组件的横截面视图，该密封空腔整合入一 互补金属氧化物半导体工序的后段生产线。具体实施例方式参见图1，现将说明本专利技术的一个具体实施例。本专利技术的三端可多次编程存储器位 单元1包括一擦除电极2、一程序电极4、一连接至一位于该擦除电极2与该程序电极4之 间的可移动悬臂5的悬臂电极3，以及切换构件6，其连接至该程序电极4。该切换构件6包 括一具有一第一节点7、一第二节点8及一控制节点9的开关，其中电压施加于该控制节点 以启动该开关以便在该第一节点与该第二节点之间提供一连接。该第一节点7连接至该程 序电极4。该擦除电极2、程序电极4、悬臂电极3及该悬臂5由一适当导电材料制成。该悬 臂5与该程序电极4的接触区域是导电的，其允许将电荷自该悬臂5传送至该程序电极4， 或反之亦然。该悬臂5与该擦除电极2的接触区域是电性绝缘的，或仅该擦除电极的接触区 域电性绝缘，或仅该悬臂与该擦除电极接触的区域是电性绝缘的，以便防止电荷自该悬臂5 传送至该擦除电极2，或反之亦然。该悬臂5可自其中该悬臂5与该程序电极4相接触的一位置，移动至其中该悬臂5 与该擦除电极2接触的一位置。当该悬臂5与该擦除电极2或该程序电极4接触时，该悬 臂5借助附着力保持于原位。为了克服这些机械力，借助将特定电压施加于该擦除电极2、 程序电极4及悬臂电极3而产生静电力。现在，参考图2a、图2b、图2c及图2d，将说明该3端MTP存储器位单元的若干具 体实施例。已经使用一 N型金属氧化物半导体晶体管11、一 P型金属氧化物半导体晶体管 12、一传导门13，及一微机电系统开关14，分别实施图2a、图2b、图2c及图2d的位单元中 的切换构件。当将N型金属氧化物半导体晶体管11 (图2a)、P型金属氧化物半导体晶体管 12 (图2b)或传导门13 (图2c)用作切换构件时，这些晶体管的源极/漏极结面将充当该切 换构件的该第一节点及该第二节点，且这些本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非易失性存储器位单元，其包括： 一擦除电极； 一程序电极； 一悬臂电极，其连接至一双稳态悬臂，该双稳态悬臂定位于该程序电极与该擦除电极之间，其中在该双稳态悬臂接触该擦除电极的接触区域中，该双稳态悬臂及该擦除电极是电性绝缘的；以及切换装置，其连接至该程序电极。
【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：彼得勒斯罗伯图斯范坎彭，
申请(专利权)人：卡文迪什动力有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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