專利名稱：窄線寬三維存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路存儲器領(lǐng)域，更確切地說，涉及三維存儲器.
背景技術(shù)：
預(yù)錄制存儲器(pre-recorded memory)是指所存信息在用戶購買前已被寫 入的存儲器。它尤其適合于版權(quán)資料(即受版權(quán)保護(hù)的資料)的發(fā)行，如多媒 體文件、電子書、游戲、軟件、GPS地圖、電子字典等.預(yù)錄制存儲器可以使 用各種非易失性存儲器(non-volatile memory,即NVM)，如掩模編程存儲器 (mask-ROM)、寫一次存儲器(one-time programmable,即OTP)、寫多次 存儲器(write-many，即WM，如快閃存儲器)。
如圖1A所示，在以往技術(shù)中，每個存儲器芯片(如22D)的容量有限，它 只能存儲少量資料(如文件28d)。為了滿足用戶需求20(包括文件28a、 28d、 28e等)，預(yù)錄制存儲器往往需要使用多個芯片(22A、 22D、 22E等)。
如圖1B所示，隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)錄制存儲器芯片的容量23急 劇增加。與之比較，用戶需求20的增加速度較慢(由于壓縮技術(shù)等的進(jìn)步)。 在A點(diǎn)時，只需一個(或少量)芯片就能滿足用戶需求20.
如圖1C所示，隨著芯片存儲量23的進(jìn)一步提高(即圖1B的A點(diǎn)后)， 一個預(yù)錄制存儲器芯片24的容量可以大到不僅能滿足某個特定用戶的需求20， 還能滿足絕大多數(shù)用戶的需求。三維存儲器(three-dimensional memory,即 3D-M,參見中國專利ZL98119572.5)就是這樣一種存儲器.預(yù)計三年后一個 三維存儲器芯片的容量可達(dá)到4GB，這等效于1000首MP3歌。 一個(或少量) 三維存儲器芯片就能滿足絕大多數(shù)用戶的基本音樂需求.
預(yù)錄制存儲器適合存儲版權(quán)資料.當(dāng)芯片24的存儲量大到圖1C中的情形 時，每個芯片24上可以存儲大量的版權(quán)資料，這些資料的版權(quán)費(fèi)驚人！如果用 戶可以無限制地訪問這些版權(quán)資料，那么該芯片將會變得極為昂貴(版權(quán)費(fèi)將 遠(yuǎn)高于芯片費(fèi)！).實(shí)際上，每個用戶只會對其中的部分資料(如文件28a、28d、 28e)感興趣，而對別的資料(如文件28b、 28c、 28f等)不感興趣。公平地說，用戶只應(yīng)為他所感興趣的資料(如文件28a、文件28d等)付版權(quán)費(fèi)。相應(yīng)地， 本發(fā)明提出了 一種用戶可設(shè)置預(yù)錄制存儲器(user-configurable pre-recorded memory,簡稱為UC-PM)。在UC-PM中，用戶可選擇他所感興趣的資料， 并只需支付這些資料的版權(quán)費(fèi)。
發(fā)明目的
本發(fā)明的主要目的是提供一種大容量的、基于二極管的三維存儲器。 本發(fā)明的另一目的是提供一種大容量的、基于二極管的掩膜編程三維存儲器。
根據(jù)這些以及別的目的，本發(fā)明提供一種窄線寬三維存儲器。

發(fā)明內(nèi)容
隨著存儲器容量的急劇地增加，一個預(yù)錄制存儲器芯片可以存儲大量版權(quán)資 料.這些資料的版權(quán)費(fèi)驚人！很自然，用戶不希望為他不感興趣的資料支付版 權(quán)費(fèi).相應(yīng)地，本發(fā)明提出一種用戶可設(shè)置預(yù)錄制存儲器(即UC-PM)。在 UC-PM中，用戶可以選擇他所感興趣的資料，并只需支付這些資料的版權(quán)費(fèi)。 以音樂UC-PM (即存有音樂資料的UC-PM)為例在剛售出的音樂UC-PM 中，用戶對音樂資料只具有有限訪問權(quán)(如用戶只能試聽每首歌幾次)；當(dāng)用 戶決定要擁有一首歌時，他從版權(quán)持有者處購買相應(yīng)的訪問代碼； 一旦該訪問 代碼被輸入至UC-PM中，用戶即得到該首歌的訪問權(quán)。
三維存儲器(尤其是掩模編程三維只讀存儲器，即3D-MPM)具有超大的 容量和低廉的價格，是預(yù)錄制資料的理想存儲體.更重要的是，其襯底可以用 來形成訪問控制電路.這樣預(yù)錄制資料與訪問控制電路集成在一個芯片內(nèi)，從 而使盜版者很難竊取存儲的資料.因此，三維存儲器尤其適合用作UC-PM.如 果再將解密器(decryption engine)、解碼器(decoder)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)設(shè)計在 三維存儲器的襯底內(nèi)，那么這個基于三維存儲器的UC-PM芯片(3D-M UC-PM)
將對其所存的資料提供極強(qiáng)的訪問權(quán)限控制和版權(quán)保護(hù)(參見美國專利 6，717，222)。
UC-PM (尤其是3D-M UC-PM)將導(dǎo)致一種嶄新的、版權(quán)資料的發(fā)行模式。 因為UC-PM為其所存資料提供了極強(qiáng)的訪問權(quán)限控制和版權(quán)保護(hù)，其售價可 以極低，或甚至可以免費(fèi)贈送；其硬件成本可通過用戶購買其資料所支付的版 權(quán)費(fèi)來回收.與之比較，基于光盤、快閃存儲器等的預(yù)錄制存儲器僅提供有限 的訪問權(quán)限控制和版權(quán)保護(hù)，它們不能采用這種方式來發(fā)行版權(quán)資料.用戶在 購買時必須支付所有資料的版權(quán)費(fèi)(即使是他不感興趣的資料)，這種發(fā)行模 式導(dǎo)致多媒體資料價格昂貴，不易為用戶廣泛接受.UC-PM還可以與用戶錄制存儲器(如快閃存儲器)結(jié)合起來形成一種資料 存儲器。在該資料存儲器中，UC-PM存儲大多數(shù)用戶感興趣的資料，用戶錄制 存儲器存儲該用戶個人感興趣的資料。該資料存儲器將UC-PM的低成本、大 容量和用戶錄制存儲器的靈活性融合在一起，從而降低資料的存儲成本。
本發(fā)明還提供了兩種改進(jìn)的基于二極管的存儲器窄線寬二極管存儲器和寬 字線二極管存儲器。在窄線寬二極管存儲器中，二極管的特征尺寸/可以遠(yuǎn)小 于晶體管的特征尺寸尺這是因為晶體管的換代受多種因素限制(如光刻、柵 極材料、柵絕緣層材料、源漏設(shè)計等)，而二極管的換代所受的限制(一般僅 為光刻)要少得多，故二極管會以較快的速度換代。窄線寬二極管存儲器適合 于三維存儲器(尤其適合于掩模編程三維只讀存儲器，即3D-MPM)。這是因 為晶體管和二極管處于不同電路層晶體管處在襯底里，二極管處在襯底上的 存儲層里.它們由不同的工藝步驟獨(dú)立形成，這樣晶體管和二極管可以分別采 用不同的技術(shù).
在寬字線二極管存儲器中，尤其是三維存儲器中，字線線寬最好大于位線線 寬。這是因為l)二極管存儲器的成品率對字線缺陷較為敏感(位線缺陷較易 糾正)；2)在讀過程中，字線需要給多根位線提供電流，其方塊電阻最好具有 較小值.


圖1A表示在以往技術(shù)中預(yù)錄制存儲器的芯片容量和用戶需求的相對大?。?圖1B表示預(yù)錄制存儲器芯片容量和用戶需求的相對成長率；圖1C表示基于三 維存儲器的預(yù)錄制存儲器的芯片容量和用戶需求的相對大小.
圖2A表示用戶可設(shè)置預(yù)錄制存儲器(UC-PM)的第 一種使用模式；圖2B表 示UC-PM的第二種使用模式。
圖3A是一種UC-PM的電路框圖；圖3B是其訪問控制塊的電路框圖。
圖4A表示UC-PM的第 一種讀出電路；圖4B表示UC-PM的笫二種讀出電路。
圖5A表示UC-PM的第一種標(biāo)簽設(shè)置電路；圖5B表示UC-PM的第二種標(biāo) 簽設(shè)置電路.
圖6表示一種由獨(dú)立存儲器芯片構(gòu)成的UC-PM。 圖7表示一種三維存儲器(即3D-M)。
圖8A表示第一種基于3D-M的UC-PM (3D-M UC-PM)芯片；圖8B表示第 二種3D-M UC-PM芯片；圖8C表示笫三種3D-M UC-PM芯片。
圖9A表示一種基于UC-PM的、版權(quán)資料的發(fā)行模式；圖9B表示一種用 戶向版權(quán)持有者購買訪問代碼的方法.
圖10表示一種將UC-PM和用戶錄制存儲器結(jié)合的資料存儲器。圖IIA是一種窄線寬三維存儲器的截面圖；圖11B是其頂視圖。 圖12是一種寬字線三維存儲器的頂視圖。
具體實(shí)施例方式
(一)用戶可設(shè)置預(yù)錄制存儲器(UC-PM)
本發(fā)明提出 一種用戶可i殳置預(yù)錄制存儲器(user-configurable pre-recorded memory,簡稱為UC-PM)。在UC-PM中，用戶可選擇他所感興趣的資料， 并只需支付這些資料的版權(quán)費(fèi)。以音樂UC-PM (即存有音樂資料的UC-PM) 為例在剛售出的音樂UC-PM中，用戶對音樂資料只具有有限訪問權(quán)(如用 戶只能試聽每首歌幾次)；當(dāng)用戶決定要擁有一首歌時，他從版權(quán)持有者處購 買對應(yīng)的訪問代碼； 一旦該訪問代碼被輸入至UC-PM中，用戶即得到該首歌 的訪問權(quán)。
圖2A -圖2B表示兩種UC-PM的使用模式。在該實(shí)施例中，UC-PM 88是 一音樂UC-PM，并存有大量版權(quán)音樂資料，在圖2A中，開始用戶不能聽其中 的音樂資料(步驟31).在輸入訪問代碼33后(步驟34),用戶才可以聽與 該代碼33對應(yīng)的音樂資料(步驟32).
圖2B的實(shí)施例有一試聽階段.在該試聽階段中，用戶可以試聽UC-PM88 中的音樂n次，或試聽一段時間(步驟35).在該試聽階段后，用戶不再有訪 問權(quán)(步驟36)。在輸入訪問代碼38后(步驟39)，用戶可以聽與該代碼33 對應(yīng)的音樂資料N次(步驟37).這里，不同的訪問代碼38可以讓用戶有不 同的訪問權(quán)限。如用戶輸入訪問代碼A，則他可以聽某首歌5次(N = 5);如 輸入訪問代碼B，則他可以聽這首歌無窮次(N為無窮大)(參看圖5A).
圖3A是一種UC-PM 88的電路框圖.它含有一存儲器號碼18、 一預(yù)錄制存 儲器00和一訪問控制塊10。存儲器號碼18是用來識別該UC-PM 88獨(dú)一無二 的代碼，它在購買訪問代碼等情形下需要使用(參見圖犯)。預(yù)錄制存儲器OO 存儲預(yù)錄制的資料.它含有如下端口地址06、讀使能02、輸出04等。訪問 控制塊10控制對這些預(yù)錄制資料的訪問，如圖3B所示，它進(jìn)一步含有標(biāo)簽塊 12、標(biāo)簽監(jiān)控塊14和標(biāo)簽設(shè)置塊16.標(biāo)簽塊12存有每個文件的標(biāo)簽.標(biāo)M 為文件的訪問信息，如所剩的可訪問次數(shù).這里，標(biāo)簽40a對應(yīng)于文件28a,標(biāo) 簽40b對應(yīng)于文件28b....根據(jù)文件指針50，可從預(yù)錄制存儲器00中讀出相應(yīng) 的文件(如28a)，同時從標(biāo)簽塊12中讀出相應(yīng)的標(biāo)簽值(如40a)。標(biāo)簽監(jiān) 控塊14基于標(biāo)^li (如40a)輸出一讀使能信號52:當(dāng)52置"l"時，預(yù)錄制存 儲器00的輸出56為所讀的文件(如28a);當(dāng)52置"0"時，56無輸出。標(biāo)簽 設(shè)置塊16梠》據(jù)用戶輸入的訪問代碼54設(shè)置標(biāo)簽值，
UC-PM88有兩種工作模式資料讀出模式和標(biāo)簽設(shè)置模式。在資料讀出模 式中，用戶讀出他具有訪問權(quán)的文件(圖4A-圖4B);在標(biāo)簽設(shè)置模式中， 用戶輸入訪問代碼，以改變他對相應(yīng)文件的訪問權(quán)(圖5A-圖5B)。圖4A表示UC-PM的第一種讀出電路，它對應(yīng)于圖2A中的第一種使用模 式。根據(jù)文件指針50，可從預(yù)錄制存儲器OO中讀出相應(yīng)的文件(如28a)，同 時從標(biāo)簽塊12中讀出相應(yīng)的標(biāo)簽值(如40a)。在該實(shí)施例中，標(biāo)簽只含有一 位標(biāo)簽位如果該標(biāo)簽位(如40a)是"l",則可以訪問對應(yīng)的文件(如28a); 否則不能。在讀出過程中，標(biāo)簽值被首先讀出，并被作為讀使能信號52直接送 至存儲器OO，以決定是否讀出對應(yīng)的文件(如28a)。
在該實(shí)施例中，標(biāo)簽位一旦被設(shè)置，就不需改動。因此，標(biāo)簽塊12可以使 用寫一次存儲器。 一種首選的寫一次存儲器為XPM存儲器(參見美國專利 6,777,757)。由于XPM存儲器與標(biāo)準(zhǔn)CMOS電路兼容，不需要改進(jìn)工藝，故 其價格低廉，且易于實(shí)現(xiàn).另一種首選的寫一次存儲器是電編程三維只讀存儲 器(即3D-EPROM,參見中國專利ZL98119572.5)，它也很容易和預(yù)錄制存 儲器等集成在一起。
圖4B表示UC-PM的第二種讀出電路，它對應(yīng)于圖2B中的第二種使用模 式。與圖4A不同的是，標(biāo)簽值為所剩的可訪問次數(shù).該實(shí)施例的標(biāo)簽含有8 位.例如，42a的標(biāo)^(iL"05h，，表示對文件28a還有5次剩余的訪問次數(shù)；42b 的標(biāo)簽值"00h"表示對文件28b不能訪問；42c的標(biāo)簽值"FFh"表示對文件28c 可以無限制地訪問.
在讀出過程中，標(biāo)a被首先讀出.如果輸出12o>"00h"，則標(biāo)簽監(jiān)控塊 14的輸出52為"1",存儲器00中相應(yīng)的文件被讀出；否則，沒有文件被讀出。 標(biāo)簽監(jiān)控塊14還能在每次讀操作后對標(biāo)簽進(jìn)行更新。當(dāng)"00h"〈12(X "FFh"時， 標(biāo)簽監(jiān)控塊14將12o的值降1，即把12i (12i=12o-l)寫回標(biāo)簽塊12;在別的 情形下(如12o-"00h"或"FFh")，標(biāo)簽監(jiān)控塊14不更新標(biāo)簽。由于標(biāo)簽要更 新，該標(biāo)簽塊12需要使用寫多次存儲器.
圖5A表示UC-PM的第一種標(biāo)簽設(shè)置塊16，它根據(jù)用戶輸入的訪問代碼54 對標(biāo)簽塊12進(jìn)行設(shè)置，標(biāo)簽設(shè)置塊16含有一代碼轉(zhuǎn)換表80，該代碼轉(zhuǎn)換表80 在訪問代碼與被訪問文件及其可訪問次數(shù)之間建立一一的對應(yīng)。它含有多個條 目70，每個條目70含有訪問代碼72、文件指針74和可訪問次數(shù)76。例如，"代 碼OA"i示允許對文件指針為OO他的文件訪問5次("05h");"代碼OB"表示 允許對文件指針為OOOh的文件訪問15次("OFh");"代碼OC"表示允許對文 件指針為000h的文件訪問無限次("FFh")(這里，"FFh"單指無限制次數(shù))。
為了保護(hù)版權(quán)，對于相同的文件和可訪問次數(shù)，不同的用戶(即不同的存儲 器號碼18)應(yīng)有不同的訪問代碼.因此，代碼轉(zhuǎn)換表80應(yīng)使用電編程存儲器。 由于代碼轉(zhuǎn)換表80在用戶購買前已被寫入，購買后不需改動，該電編程存儲器 可以是寫一次存儲器，如圖4A使用的XPM存儲器或3D-EPROM。
當(dāng)用戶輸入訪問代碼54后，標(biāo)簽設(shè)置塊16對代碼轉(zhuǎn)換表80按地址70進(jìn)行 搜尋。如果代碼轉(zhuǎn)換表80的輸出72o與輸入的訪問代碼54相同，信號72c置"l"， 并被送到標(biāo)簽塊12的寫使能端12w,這樣，以文件指針74o為地址，可訪問次 數(shù)760被寫入標(biāo)簽塊12。圖5B表示UC-PM的第二種標(biāo)簽設(shè)置塊16,它通過一種算法將文件指針74o 和可訪問次數(shù)76o從訪問代碼54和存儲器號碼18算出，即
文件指針74o =函數(shù)A (訪問代碼54、存儲器號碼18) (1) 可訪問次數(shù)76o =函數(shù)B (訪問代碼54、存儲器號碼18) (2) 該算法可以通過一硬件78來實(shí)現(xiàn)。注意到，78還有一輸出780。當(dāng)輸入的訪問 代碼54為有效代碼時，78o置"l",并被送到標(biāo)簽塊12的寫使能端12w。這樣， 以74o為地址，76o被寫入標(biāo)簽塊12。當(dāng)54為無效代碼時，78o置"0"， 12不 能寫數(shù)據(jù)。
圖6表示一種由獨(dú)立存儲器芯片構(gòu)成的UC-PM88，它含有兩個預(yù)錄制存儲 器芯片62a、 62b,以及一訪問控制芯片64。預(yù)錄制存儲器芯片62a、 62b存有 預(yù)錄制的資料，訪問控制芯片64起到訪問控制塊10的功能。由于盜版者可直 接從62a、 62b處盜取版權(quán)資料，該實(shí)施例的版權(quán)保護(hù)有待改進(jìn)。
圖7是一種三維存儲器(即3D-M，參見中國專利ZL98119572,5)的截面圖。 該實(shí)施例含有兩個存儲層(100、 200)，它們相互疊置并疊置在襯底O上。每 個存儲層(如IOO)上有多條地址選擇線(包括字線120、 220...和位線130、 131、 230、 231)和多個存儲元(140、 240...).存儲層100通過層間連接通道孔120v 和襯底電路卯實(shí)現(xiàn)電連接。三維存儲器可以是電編程三維存儲器(即EP-3DM, 如寫一次三維存儲器、寫多次三維存儲器)，也可以是非電編程三維存儲器(即 NEP-3DM，如掩模編程三維只讀存儲器，即3D-MPM)。該實(shí)施例為一 3D-MPM:它以隔離介質(zhì)153、 253的存在與否來表示"0"或"1":如存儲元140 表示"O"，存儲元240表示"1"。
由于三維存儲器具有超大的容量和低廉的價格，它是預(yù)錄制資料的理想存儲 體.更重要的是，由于三維存儲器OO (尤其是3D-MPM)基本不占襯底面積O (除了其周邊電路92),其襯底可以用來形成各種襯底電路OSC，以加強(qiáng)預(yù)錄 制資料的版權(quán)保護(hù)和訪問權(quán)限控制.相應(yīng)地，基于三維存儲器的UC-PM芯片 被稱為3D-M UC-PM芯片，圖8A -圖8C表示幾種3D-M UC-PM芯片，
在圖8A的3D-M UC-PM芯片中，襯底集成電路OSC含有訪問控制塊10。 由于訪問控制塊10被集成在三維存儲陣列00下，它, 控，故該實(shí)施例 為版權(quán)資料通過了很好的訪問權(quán)限控制.
由于3D-MPM具有極好的可集成性，它是UC-PM的首選存儲器。為了防 止盜版者利用3D-MPM隔離介質(zhì)圖形(如153、 253 )進(jìn)行反設(shè)計來得到資料信 息，最好對其所存數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，即隔離介質(zhì)圖形所代表的數(shù)據(jù)是加密的.相 應(yīng)地，在圖8B的實(shí)施例中，襯底電路0SC還含有一解密器82，它將3D-MPM 00中讀出的加密數(shù)據(jù)81解密還原成原始數(shù)據(jù)83。村底電路OSC還含有訪問控 制塊IO，它控制對每個文件的訪問。由于解密器82和訪問控制塊10均被集成 在三維存儲陣列OO下，它們MM:控，故該實(shí)施例為版權(quán)資料提供了較好的 版權(quán)保護(hù)和訪問權(quán)限控制'另一個版權(quán)保護(hù)的顧慮是盜版者可通過監(jiān)聽UC-PM的數(shù)字輸出(如圖8B 中的信號85)來盜取版權(quán)資料。針對這種顧慮，UC-PM的多媒體輸出(如音 像信號)最好是模擬信號。即使盜版者能夠?qū)⑦@些模擬信號再數(shù)字化，其信號 的質(zhì)量會極大地降低。
圖8C提供了一種采用以上方法保護(hù)版權(quán)的實(shí)施例。除了上圖中的解密器82 和訪問控制塊10夕卜，其襯底電路0SC還含有一解碼器84和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 86。解碼器84對預(yù)錄制信息(一M壓縮數(shù)據(jù))進(jìn)行解壓縮，其例子包括音頻 解碼器(如MP3解碼器)和視頻解碼器(如JPEG解碼器、MPEG解碼器)。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器86將這些解碼后的信號87轉(zhuǎn)化成模擬信號89。模擬信號89可以是 一般意義上的模擬信號(如電壓大小)，還可以是PWM( pulse-width modulation) 或PPM (pulse-position modulation)等信號。由于解為器84和數(shù)模轉(zhuǎn)換器86 均被集成在三維存儲陣列00下，它們極難被監(jiān)控，故該實(shí)施例為版權(quán)資料提供 了幾乎最理想的版權(quán)保護(hù)和訪問權(quán)P艮控制。
本發(fā)明還提供了 一種版權(quán)資料的發(fā)行模式-UC-PM模式》如圖9A所示， 由于UC-PM (尤其是基于3D-MPM的UC-PM)對版權(quán)資料提供了極強(qiáng)的版 權(quán)保護(hù)，其硬件售價可極低，甚至免費(fèi)贈送(步驟71)。用戶可以試用這些資 料文件(步驟73 )。如果他滿意(步驟75)，則購買相應(yīng)的資料文件(步驟？7)， 廠家則通過用戶支付的資料版權(quán)費(fèi)來收回硬件成本。與之比較，基于光盤、快 閃存儲器等的預(yù)錄制存儲器僅提供有限的訪問權(quán)限控制和版權(quán)保護(hù)，它們不能 采用這種方式來發(fā)行版權(quán)資料。用戶在購買時必須支付所有資料的版權(quán)費(fèi)(即 使是他不威芬趣的奢料)-這種龍桿模戎,異致多媒體資料價格昂貴，不易為用 戶廣泛接受，總的說來，UC-PM模式對版.權(quán)持有者和用戶來說更為公平。
圖9B表示用戶61從版權(quán)持有者63處購買訪問代碼54的一個方法，當(dāng)用 戶61希望得到一個文件的訪問權(quán)時，他將UC-PM與一設(shè)置設(shè)備(如計算機(jī)) 相連。該設(shè)置設(shè)備讀出其存儲器號碼18，并顯示所存文件的列表，以及每個文 件各種可訪問次數(shù)。用戶選擇其所需的文件和可訪問次數(shù)，并通過因特網(wǎng)或電 話67將這些信息(如存儲器號碼18、文件指針41和可訪問次數(shù)43)和付款信 息傳送給版權(quán)持有者63.另一方面，版權(quán)持有者63掌握有一訪問代碼數(shù)據(jù)庫 65。該數(shù)據(jù)庫65可通過查表(look-up taWe)的方式或一種特定算法來得到相應(yīng)的 訪何fC^^M7^XT訪問代碼54是存^^mS^Mf4^Ml、 M問次數(shù) 43的函數(shù)
訪問代碼54。函數(shù)C (存儲器號碼18、文件指針41、可訪問次數(shù)43) (3)
對于不同的存儲器號碼18、文件41和可訪問次數(shù)43，訪問代碼54均不同，當(dāng) 版權(quán)持有者63將訪問代碼54傳給用戶61后，用戶61再將訪問代碼54輸入到 UC-PM中，從而獲取該文件的訪問權(quán).
圖10表7JW"種將UC-PM 88和用戶錄制存儲器86結(jié)合的資料存應(yīng)器84。 ^^思t麻戶 !}#儲器抓軍由用戶變更其存儲的資料，它一般為寫多次存 儲器，如快閃存儲器。在該資料存儲器84中，UC-PM88存儲大多數(shù)用戶感興趣的資料，用戶錄制存儲器86存儲該用戶個人感興趣的資料。該資料存儲器84 將UC-PM 88的低成本、大容量和用戶錄制存儲器86的靈活性融合在一起，從 而降低資料的存儲成本。
(二)窄線寬三維存儲器
在集成電路技術(shù)中，晶體管的換代受多種因素限制，如光刻、柵極材料、柵 絕緣層材料、源漏設(shè)計等。另一方面，二極管的換代所受的限制要少得多，一 般說來它僅被光刻限制。相應(yīng)地，二極管存儲器的換代與晶體管集成電路的換 代遵循不同的規(guī)律
1) 二極管的特征長度/ (即圖11A中地址選擇線的半周期half-pitch) 比晶體管的特征長度F(即圖IIA中多晶珪柵極的半周期)小。如 二極管存儲器可使用/=60nm的技術(shù)，而晶體管存儲器仍需使用F =卯nm的技術(shù)；
2) 二極管的換代周期比晶體管短.例如說，二極管存儲器需要二年換一 代，晶體管存儲器需要三年換一代.
總體說來，二極管存儲器將比晶體管存儲器容量大，且它們之間的差距會越來 越大。
除了和晶體管一起在襯底中形成外，二極管存儲器可以以三維存儲器的方式 集成在襯底(含晶體管)上方.在三維存儲器中，由于晶體管0T1、 0T2(位于 圖IIA的襯底O里)和二極管140、 141 (位于襯底0上方)處于不同電路層， 它們由不同的工藝步驟獨(dú)立形成，這樣晶體管和二極管可以分別采用不同的技 術(shù)。相應(yīng)地，本發(fā)明提出一種窄線寬三維存儲器。
圖11A-圖IIB是一種窄線寬三維存儲器的截面圖和頂視圖.其存儲層100 含有多個存儲元140、 141 (及隔離介質(zhì)153)、字線120和位線130、 131。其 襯底含有一集成電路OM (包括晶體管0T1、 0T2),三維存儲器二極管的特征 尺寸/為地址選擇線130、 131最小周期(pitch)P2(-2力的一半；襯底晶體管的 特征尺寸F為有效晶體管(指具有一定功能的晶體管)0T1、 0T2柵極lpl、 lp2 最小周期Pl(-2。的一半。在該實(shí)施例中，所有襯底電路均按照F工藝設(shè)計； J^^應(yīng)層均按照/工藝設(shè)計.由于/小于F，故該種三維存儲器被稱為窄線寬 三維存儲器.由于掩模編程三維只讀存儲器(即3D-MPM)的存儲元僅含二極 管，其結(jié)構(gòu)最為簡單，故窄線寬三維存儲器尤其適合3D-MPM。
三維存儲層100的連接通道孔120v可以采用/工藝(即連接通道孔的尺寸 為/)，或F工藝(即連接通道孔的尺寸為F).在圖11A-圖IIB的實(shí)施例 中，該連接通道孔120v采用F工藝，這樣村底電路OM可完全不需要支持任何 /尺寸的圖形.在存儲層的版圖設(shè)計上，地址選擇線130、 131需采用如圖11B 的錯位布置，即在垂直于地址選擇線的方向上彎折錯位，以與間距為 F的連接 通道孔130v、 131v連接。(三)寬字線三維存儲器
為了提高成品率，本發(fā)明還提出了一種寬字線三維存儲器。如圖12所示， 其字線120、 121的線寬fTw要大于位線130、 131的線寬『b (『w>Wb)，如位 線可采用特征尺寸/,而字線可以稍寬(如>/)。這是因為二極管存儲器的成品 率對字線缺陷較為敏感.具體說來，在讀出過程中， 一個單位陣列中的一根字 線被選中，然后該字線上的多個存儲元被同時讀出。如果該字線有缺陷，則這 根字線上的所有存儲元都不能讀出.另一方面，如果位線上有缺陷， 一般可以 通過糾錯電路(如Hamming碼)來糾正(參見美國專利6,717,222的圖24)。 在該實(shí)施例中，位線130-137可為數(shù)據(jù)位線，位線138可為糾錯位線。由于增 加線寬能降低缺陷率，故二極管存儲器最好采用寬字線。
使用寬字線還能避免在讀過程中讀電流在字線上產(chǎn)生過大的電壓降。注意 到，圖12中的字線120需要為多根位線(如132、 134、 135、 138)提供電流，
Jbl、 1b3、 ^b6、 ^b7 均為零)。由于實(shí)際電路 中位線數(shù)目成千上萬，故字線電流會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于位線電流。為了降低字線電阻和 在讀過程時的字線電壓降，可使用寬字線、厚字線(可增加字線截面積)或電 阻率較低的材料(如金屬或金屬合金等)。很明顯，上述方法可以結(jié)合起來降 低字線電壓降，
雖然以上說明書具體描述了本發(fā)明的一些實(shí)例，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，在不遠(yuǎn)離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn) #1^^逸并不妨礙它們應(yīng)用本發(fā)明的精神.因此，除了根據(jù)附加的權(quán)利要求 書的精神，本發(fā)明不應(yīng)受到任何限制.
權(quán)利要求
1. 一種窄線寬三維存儲器，其特征在于含有一含有多個有效晶體管(0T1、0T2)的襯底(0)，所述有效晶體管柵極(1p1、1p2)的特征尺寸為F；至少一疊置在所述襯底上且含有多個二極管存儲元(140、141)的二極管存儲層(100)，該二極管存儲層通過多個連接通道孔(120v)與襯底耦合，并含有多條地址選擇線(130、131)，所述地址選擇線的特征尺寸為f；所述地址選擇線的特征尺寸(f)小于所述晶體管柵極的特征尺寸(F)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的窄線寬三維存儲器，其特征還在于所述二極管存 儲層是掩膜編程二極管存儲層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的窄線寬三維存儲器，其特征還在于所述二極管存 儲元只含二極管.
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的窄線寬三維存儲器，其特征還在于所述連接通道 孔的尺寸大于所iDfc址選擇線的特征尺寸(/)。
5. —種窄線寬掩膜編程三維存儲器，其特征在于含有一含有多個有效晶體管(0T1、 0T2)的襯底(0),所述有效晶體管柵 極(lpl、 lp2)的特征尺寸為F;至少一疊置在所述襯底上且含有多個掩膜編程二極管存儲元 (140、 141)的掩膜編程二極管存儲層(100)，該掩膜編程二極管存儲層 通過多個連接通道孔(120v)與村底耦合，并含有多條地址選擇線(130、 131)，所i^址選擇線的特征尺寸為/;所述地址選擇線的特征尺寸(/)小于所述晶體管柵極的特征尺寸(。.
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的掩膜編程窄線寬三維存儲器，其特征還在于所述 二極管存儲元只含二極管.
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的掩膜編程窄線寬三維存儲器，其特征還在于所述連接通道孔的尺寸大于所述地址選擇線的特征尺寸(O.
全文摘要
在集成電路技術(shù)中，晶體管的換代速度遠(yuǎn)慢于二極管，故二極管存儲器的存儲密度遠(yuǎn)大于晶體管存儲器。相應(yīng)地，本發(fā)明提出一種窄線寬三維存儲器，它含有一襯底，該襯底上有效晶體管柵極的特征尺寸為F；至少一疊置在該襯底上、并與該襯底耦合的二極管存儲層，其地址選擇線的特征尺寸為f；其中，f小于F。
文檔編號G11C17/08GK101436432SQ20081018393
公開日2009年5月20日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者張國飆 申請人:張國飆