本发明专利技术公开了用于存储器装置的混合电荷泵和控制电路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 优先权声明 本申请根据《美国法典》第35卷第119和120节要求提交于2013年3月15日的 美国临时专利申请序列号61/792, 643的优先权，该临时专利申请以引用方式并入本文。
本专利技术公开了用于存储器装置的混合电荷泵和控制电路。
技术介绍
使用浮栅来在其上存储电荷的闪存存储器单元以及形成于半导体衬底中的这些 非易失性存储器单元的存储器阵列在现有技术中是众所周知的。通常，这些浮栅存储单元 一直是分裂栅类型或层栅类型的。 -种现有技术的非易失性存储器单元10在图1中示出。分裂栅超快闪（SF)存储 器单元10包括第一导电类型（诸如P型）的半导体衬底1。衬底1具有在其上形成第二导 电类型（诸如N型）的第一区2(也称为源极线SL)的表面。也为第二导电类型（诸如N 型）的第二区3 (也称为漏极线）在衬底1的该表面上形成。沟道区4在第一区2和第二区 3之间。位线（BL)9连接至第二区3。字线（WL)8(也称为选择栅）定位在沟道区4的第一 部分上面并与其绝缘。字线8几乎不与或完全不与第二区3重叠。浮栅（FG) 5在沟道区4 的另一部分上面。浮栅5与该另一部分绝缘，并与字线8相邻。浮栅5还与第一区2相邻。 耦合栅（CG)7(也称为控制栅）在浮栅5上面并与其绝缘。擦除栅（EG)6在第一区2上面 并与浮栅5和耦合栅7相邻，而且与该浮栅和该耦合栅绝缘。擦除栅6也与第一区2绝缘。 用于对现有技术的非易失性存储器单元10进行擦除和编程的一种示例性操作如 下所述。通过福勒-诺德海姆隧穿机制对单元10进行擦除，方法是在其它端子等于零伏的 同时在擦除栅EG6上施加高电压。从浮栅FG5进入擦除栅EG6的电子隧道使得浮栅FG 5带正电，从而接通处于读取状态的单元10。所得单元擦除状态称为"1"状态。擦除的另 一个实施例方法是在擦除栅EG6上施加正电压Vegp，在耦合栅CG7上施加负电压Vcgn， 并且其它端子等于零伏。负电压Vcgn负耦合到浮栅FG5,从而需要较小正电压Vcgp用于 擦除。从浮栅FG5进入擦除栅EG6的电子隧道使得浮栅FG5带正电，从而接通处于读取 状态（单元状态'1'）的单元10。可替换地，字线WL8(Vwle)和源极线SL2(Vsle)可为 负以进一步减小进行擦除所需的擦除栅FG5上的正电压。在这种情况下，负电压Vwle和 Vsle的大小足够小从而不会使p/n结正向偏置。通过源极侧热电子编程机制对单元10进 行编程，方法是在耦合栅CG7上施加高电压、在源极线SL2上施加高电压、在擦除栅EG6 上施加中压，并且在位线BL9上施加编程电流。流过字线WL8和浮栅FG5之间间隙的一 部分电子获得足够的能量以射入浮栅FG5,使得浮栅FG5带负电，从而断开处于读取状态 的单元10。所得单元编程状态称为"0"状态。 可通过在位线BL 9上施加抑制电压来在编程中抑制单元10(例如，如果要对其行 中的另一个单元编程但不对单元10编程）。单元10在美国专利7, 868, 375中有更为具体 的描述，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。 图1的现有技术设计的示例性操作电压在下表1中示出： 表1中所列值的典型值在表2中示出： 图2示出二维现有技术闪存存储器系统的典型现有技术架构。管芯12包括：用于 存储数据的存储器阵列15和存储器阵列20,这些存储器阵列任选地利用如图1中所示的存 储器单元10 ;使管芯12的其它部件和通常焊线（未示出）之间能够电导通的焊盘35和焊 盘80,所述焊线继而连接到引脚（未示出）或用于从封装芯片外部接入集成电路的封装凸 块；用于为系统提供正电压源和负电压源的高电压电路75 ;用于提供各种控制功能（诸如 冗余和内建自测试）的控制逻辑70 ;模拟逻辑65 ;感测电路60和61，其分别用于从存储器 阵列15和存储器阵列20读取数据；行解码器电路45和行解码器电路46,其分别用于访问 存储器阵列15和存储器阵列20中待读取或写入的行；列解码器55和列解码器56,其分别 用于访问存储器阵列15和存储器阵列20中待读取或写入的列；电荷泵电路50和电荷泵电 路51，其分别用于为存储器阵列15和存储器阵列20的编程和擦除操作提供增大的电压； 高电压驱动电路30,其由存储器阵列15和存储器阵列20共享以用于读取和写入（擦除/ 编程）操作；由存储器阵列15在读取和写入操作期间使用的高电压驱动电路25,以及由存 储器阵列20在读取和写入（擦除/编程）操作期间使用的高电压驱动电路26;以及位线 抑制电压电路40和位线抑制电压电路41，其分别用于取消选择并不打算在针对存储器阵 列15和存储器阵列20的写入操作期间进行编程的位线。这些功能区块是为本领域的普通 技术人员所理解的，并且图2中所示的区块布局是现有技术中已知的。 如从上文可见，电荷泵在闪存存储器装置的操作中起着重要作用。需要高电压来 实现编程功能和擦除功能。 图3示出了现有技术的电荷泵。在编程操作期间，SL泵100用于生成Vslp和Vegp 电压（其通常为约4V至5V)，并且CG-EG泵110用于生成Vcgp电压（其通常为约9V至 10V)。在擦除操作期间，SL泵100未使用，并且CG-EG泵用于生成Vege电压（其通常为约 10至11. 5V)。这些电压为消耗大量功率的相对高的电压。 所需要的是改进的电荷泵，所述电荷泵可生成用于闪存存储器装置中的编程和擦 除操作的电压，所述电压低于现有技术电荷泵中所用的电压。
技术实现思路
上述问题和需求通过改进的电荷泵实施例得以解决和满足。在一个实施例中，一 个电荷泵产生正电压并且一个电荷泵产生负电压。在另一个实施例中，混合电荷泵任选地 可生成高电压或分成两个电荷泵，每一个电荷泵生成量值比该高电压小的电压。在另一个 实施例中，公开了电荷泵控制电路。在其它实施例中，公开了与电荷泵配合使用的反相器电 路。【附图说明】 图1示出了现有技术的分裂栅闪存存储器单元。 图2示出了闪存存储器装置的现有技术布局。 图3示出了现有技术的电荷泵。 图4示出了电荷泵实施例。 图5示出了电荷泵实施例的电路设计。 图6示出了电荷泵实施例。 图7示出了混合电荷泵实施例的电路设计。 图8示出了电荷泵的控制电路。 图9示出了与电荷泵配合使用的反相器。 图10示出了与电荷泵配合使用的反相器。【具体实施方式】 图4示出了改进的电荷泵实施例。在编程操作期间，Cpumpl120生成Vslp和 Vegp(其通常为约4-5V，如在现有技术中），并且CG-EG泵130生成Vcgp(其通常为约4-5V， 如在现有技术中）。然而，在擦除操作期间，Cpumpl120生成Vcge(其为约-8V)，并且CG-EG 泵130生成Vege(其为约8V)。因此，在擦除操作期间，将约8V施加于擦除栅6并将约-8V 施加于控制栅7。可替换地，可将负电压（例如，-04v)分别施加于字线8(vwle)和源极线 2(Vsle)，该负电压来自Cpumpl120。 图5示出了电荷泵电路200。电荷泵电路200包括开关210、开关220、电压源相驱 动器270、电压源相驱动器280,以及三个充电级（每一个充电级均包括二极管和电容器，这 两者的配对取决于打开哪个开关），这三个充电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于闪存存储器装置的混合电荷泵，包括：第一电荷泵，所述第一电荷泵包括N个充电级，其中N为正整数；第二电荷泵，所述第二电荷泵包括M个充电级，其中M为正整数；以及开关，所述开关耦接所述第一电荷泵和所述第二电荷泵；其中当所述开关打开时，所述第一电荷泵和所述第二电荷泵一起构成具有N+M个充电级的第三电荷泵，并且当所述开关关闭时，所述第一电荷泵和所述第二电荷泵充当独立的电荷泵。
【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：HV特兰，A利，T伍，HQ阮，
申请(专利权)人：硅存储技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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