Nor Flash存储器的编程系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种Nor?Flash存储器的编程系统及方法。该编程系统包括多个存储单元、用于对编程对象中的各个存储单元的漏极施加具有固定值的位线编程电压的位线编程驱动模块、用于对编程对象中的各个存储单元的控制栅极施加具有初始值的字线编程电压的字线编程驱动模块和用于对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测，并根据检测到的编程电流向字线编程驱动模块输出反馈控制信号的反馈控制模块；字线编程驱动模块还用于根据反馈控制信号来调节字线编程电压的电压值，以控制编程电流保持基本不变。实施本发明专利技术，可以同时对多字节存储单元进行编程，且可大大降低Nor?Flash存储器的总编程时间，以提高编程效率。

【技术实现步骤摘要】
NorFlash存储器的编程系统及方法
本专利技术涉及非易失性存储器
，更具体地说，涉及一种NorFlash存储器的编程系统及方法。
技术介绍
随着电子信息技术的发展，电子可编程可擦除的非易失性存储器技术广泛应用于各种电子产品中。常见的种类为EEPROM和闪存，而NorFlash和NandFlash是目前市场上两种主要的非易失闪存技术。在现有技术中，EEPROM和NandFlash通常采用F-N隧穿的编程方式对存储单元进行编程。与此不同，NorFlash是采用热电子注入（ChannelHotElectronInjection）方式对存储单元进行编程操作的。然而，目前传统的热电子注入方式的编程电流比F-N隧穿方式的编程电流大很多，这也决定了NorFlash不能像EEPROM和NandFlash那样一次可以同时对很多个字节存储单元进行编程操作。如图2A所示，现有的NorFlash存储单元的编程实施方法具体为：电源电压为3V；在字线（WL，WordLine）上施加字线编程电压Vwl0，Vwl0固定为9.5V；在位线（BL，BitLine）上施加位线编程电压Vbl0，Vbl0固定为3.9V；源线（SL，SourceLine）和衬底线（SUBL，SubstrateLine）接地。对NorFlash存储单元的编程操作是通过使用沟道热电子注入的方式将源极的电子注入到浮栅当中，从而增加存储单元的阈值电压Vth0，使存储单元编程到逻辑“0”。在图2B中我们可以看出，NorFlash存储单元的阈值电压Vth0分布曲线向X轴正方向平移。由于目前对NorFlash编程操作所采用的热电子注入方式，为了能使存储单元的Vth0分布曲线能更加紧密，编程操作的时间是固定的。图2C示出了现有技术对NorFlash存储单元编程时所需的字线编程电压Vwl0和字线编程Vbl0，以及注入到存储单元浮动栅极的电荷数量的变化，存储单元Vth0的变化和编程电流Ibl0的变化。在图2C中我们可以看出，随着存储单元的Vth0的迅速增加，编程电流Ibl0急剧减小。如图3A所示，现有的NorFlash存储单元的擦除实施方法具体为：电源电压为3V；在字线WL上施加字线编程电压Vwl1，Vwl1固定为-9.5V；位线BL浮置；在源线SL和衬底线SUBL上施加7.7V的擦除电压。对NorFlash存储单元的擦除操作是通过使用F-Ntunneling的方式将存储单元浮动栅极中的电子“吸”到沟道以及源极，从而减小存储单元的阈值电压Vth1，使存储单元擦除到逻辑“1”。在图3B中我们可以看到，存储单元的阈值电压Vth1分布曲线向X轴负方向平移。总之，NorFlash一次同时编程的存储单元的字节数受到存储器芯片内部的位线电荷泵的驱动能力所限，而在现有技术的NorFlash编程技术中，芯片内部的位线电荷泵只在编程刚刚开始的很短时间内是满载的，这大大降低了芯片内部的位线电荷泵的使用效率。而且，在图2A所示的传统编程方式中，对NorFlash中每一比特存储单元的编程电流峰值将会达到300μA，这大大地限制了NorFlash一次同时编程存储单元的字节数，现有的NorFlash编程技术通常只能同时对单字节或两字节存储单元进行编程，而不能对更多字节存储单元进行编程。特别是对于存储容量比较大的NorFlash，对整颗芯片的编程总时间将会很长，会导致测试成本太高，在实际情况中是不允许的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的无法同时对多字节NorFlash存储单元进行编程的缺陷，提供一种NorFlash存储器的编程系统及方法，可提高位线电荷泵的使用效率，可同时对多字节存储单元进行编程，且可大大降低NorFlash存储器的总编程时间，以提高编程效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种NorFlash存储器的编程系统，包括位线、字线、源线及多个存储单元，每个存储单元具有一源极、一漏极、一控制栅极和一浮动栅极，漏极与位线连接，控制栅极与字线连接，源极与源线连接，源线接地。所述编程系统还包括：位线编程驱动模块，与位线连接，用于对编程对象中的各个存储单元的漏极施加具有固定值的位线编程电压；字线编程驱动模块，与字线连接，用于对编程对象中的各个存储单元的控制栅极施加具有初始值的字线编程电压；反馈控制模块，分别与位线和所述字线编程驱动模块连接，用于对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测，并根据检测到的编程电流向所述字线编程驱动模块输出反馈控制信号；所述字线编程驱动模块进一步用于根据所述反馈控制信号来调节所述字线编程电压的电压值，以控制所述编程电流保持基本不变。优选地，所述反馈控制模块包括：电流检测电路，连接在所述位线编程驱动模块和位线之间，用于对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测；电流电压转换电路，与所述电流检测电路连接，用于将检测到的编程电流转换为电压信号；电压比较器，与所述电流电压转换电路连接，用于将所述电压信号与一电压参考值进行比较，输出电压比较结果信号；数字控制器，连接在所述电压比较器和所述字线编程驱动模块之间，用于根据所述电压比较结果信号生成所述反馈控制信号。优选地，所述字线编程驱动模块包括第一电荷泵和多个开关，所述第一电荷泵为多级输出，每级输出分别通过各自对应的开关连接至字线；所述数字控制器进一步用于输出所述反馈控制信号来控制每个开关的开启和关闭。优选地，所述字线编程驱动模块包括第二电荷泵、多个分压模块和多个开关；所述第二电荷泵与所述多个分压模块串联后接地；一个开关对应于一个分压模块，每个开关的一端连接于各自对应的分压模块的输入端，另一端连接于字线；所述第二电荷泵用于输出字线编程总电压；所述多个分压模块用于将所述字线编程总电压分成各个不同的字线编程电压；所述数字控制器进一步用于输出所述反馈控制信号来控制每个开关的开启和关闭。优选地，所述编程系统还包括：编程对象选择模块，用于选择编程对象，并将所述位线编程驱动模块100连接至所选择的编程对象对应的位线上以及将所述字线编程驱动模块连接至所选择的编程对象对应的字线上。优选地，所述字线编程驱动模块输出的字线编程电压是阶梯状逐步增加的。本专利技术还提供一种NorFlash存储器的编程方法，该NorFlash存储器包括位线、字线、源线及多个存储单元，每个存储单元具有一源极、一漏极、一控制栅极和一浮动栅极，漏极与位线连接，控制栅极与字线连接，源极与源线连接，源线接地，所述方法包括以下步骤：S1、对编程对象中的各个存储单元的漏极施加具有固定值的位线编程电压；S2、对编程对象中的各个存储单元的控制栅极施加具有初始值的字线编程电压；S3、对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测，并根据检测到的编程电流向所述字线编程驱动模块输出反馈控制信号；S4、根据所述反馈控制信号来调节所述字线编程电压的电压值，以控制所述编程电流保持基本不变。优选地，所述步骤S3进一步包括以下步骤：S31、对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测；S32、将检测到的编程电流转换为电压信号；S33、将所述电压信号与一电压参考值进行比较，输出电压比较结果信号；S34、根据所述电压比较结果信号生成所述反馈控制信号。优选地，在所述步骤S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Nor?Flash存储器的编程系统，包括位线、字线、源线及多个存储单元，每个存储单元具有一源极、一漏极、一控制栅极和一浮动栅极，漏极与位线连接，控制栅极与字线连接，源极与源线连接，源线接地，其特征在于，所述编程系统还包括：位线编程驱动模块（100），与位线连接，用于对编程对象中的各个存储单元的漏极施加具有固定值的位线编程电压；字线编程驱动模块（200），与字线连接，用于对编程对象中的各个存储单元的控制栅极施加具有初始值的字线编程电压；反馈控制模块（300），分别与位线和所述字线编程驱动模块（200）连接，用于对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测，并根据检测到的编程电流向所述字线编程驱动模块（200）输出反馈控制信号；所述字线编程驱动模块（200）进一步用于根据所述反馈控制信号来调节所述字线编程电压的电压值，以控制所述编程电流保持基本不变。

【技术特征摘要】
1.一种NorFlash存储器的编程系统，包括位线、字线、源线及多个存储单元，每个存储单元具有一源极、一漏极、一控制栅极和一浮动栅极，漏极与位线连接，控制栅极与字线连接，源极与源线连接，源线接地，其特征在于，所述编程系统还包括：位线编程驱动模块(100)，与位线连接，用于对编程对象中的各个存储单元的漏极施加具有固定值的位线编程电压；字线编程驱动模块(200)，与字线连接，用于对编程对象中的各个存储单元的控制栅极施加具有初始值的字线编程电压；反馈控制模块(300)，分别与位线和所述字线编程驱动模块(200)连接，用于对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测，并根据检测到的编程电流向所述字线编程驱动模块(200)输出反馈控制信号；所述字线编程驱动模块(200)进一步用于根据所述反馈控制信号来调节所述字线编程电压的电压值，以控制所述编程电流保持基本不变；其中，所述反馈控制模块(300)包括：电流检测电路(301)，连接在所述位线编程驱动模块(100)和位线之间，用于对编程对象中的各个存储单元的编程电流进行检测；电流电压转换电路(302)，与所述电流检测电路(301)连接，用于将检测到的编程电流转换为电压信号；电压比较器(303)，与所述电流电压转换电路(302)连接，用于将所述电压信号与一电压参考值进行比较，输出电压比较结果信号；数字控制器(304)，连接在所述电压比较器(303)和所述字线编程驱动模块(200)之间，用于根据所述电压比较结果信号生成所述反馈控制信号。2.根据权利要求1所述的NorFlash存储器的编程系统，其特征在于，所述字线编程驱动模块(200)包括第一电荷泵和多个开关，所述第一电荷泵为多级输出，每级输出分别通过各自对应的开关连接至字线；所述数字控制器(304)进一步用于输出所述反馈控制信号来控制每个开关的开启和关闭。3.根据权利要求1所述的NorFlash存储器的编程系统，其特征在于，所述字线编程驱动模块包括第二电荷泵、多个分压模块和多个开关；所述第二电荷泵与所述多个分压模块串联后接地；一个开关对应于一个分压模块，每个开关的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：温靖康，刘桂云，许如柏，
申请(专利权)人：辉芒微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：