專利名稱：使用a/d轉(zhuǎn)換器的快速、準(zhǔn)確且低電源電壓的增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及內(nèi)存系統(tǒng)，尤其涉及用于產(chǎn)生電壓增壓電路的閃存陣列的系統(tǒng)與方法，其中電壓檢測電路可用來測量用于電壓增壓電路的VCC，并與增壓補(bǔ)償電路一起調(diào)整由VCC變化輸出的增壓電壓，該增壓電壓可用于內(nèi)存單元的讀取模式操作的字線(wordline)。
背景技術(shù)：
閃存或其它類型的電子內(nèi)存裝置是由成千上萬個存儲單元(memory cells)構(gòu)成，其分別用于數(shù)據(jù)的存儲，并提供數(shù)據(jù)存取(access)。典型的存儲單元存儲被稱作位(bit)的一個單一二進(jìn)制(binary)信息，其具有兩種可能狀態(tài)之一。這些單元(cell)通常被組織成多個單元的單位。例如包含8個單元的字節(jié)(byte)，以及可能包含16個或更多單元的字符(word)，所述字符通常設(shè)置為8的倍數(shù)。通過寫入一組特定存儲單元以執(zhí)行在此類內(nèi)存裝置結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)儲存，有時被稱作編程(programming)這些單元。而在讀取操作中完成這些存儲單元的數(shù)據(jù)檢索。除了編程與讀取操作，可擦除內(nèi)存裝置中的單元組群，其中組群內(nèi)的每一個單元被編程為一個已知狀態(tài)。
可將個別的單元組織為可個別尋址的單位或組群，例如字節(jié)或字符，其可以通過地址譯碼電路讀取、編程或擦除操作的存取，由此，可在特定字節(jié)或字符內(nèi)的單元上進(jìn)行這些操作。個別存儲單元通常典型地包括用于存儲位數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如許多通常的存儲單元的金屬氧化半導(dǎo)體(MOS)裝置，例如可保留一條二進(jìn)制信息的晶體管。該內(nèi)存裝置包含適當(dāng)?shù)淖g碼與選組電路以尋址這些字節(jié)或字符，還包括一個電路，其可提供電壓給這些正被操作的單元以實(shí)現(xiàn)期望的操作。
擦除、編程以及讀取等操作通常是通過將適當(dāng)電壓用于單元MOS裝置的某些端子(terminal)來執(zhí)行。在擦除或編程操作中，電壓被施加以使得電荷被存儲于存儲單元內(nèi)。在讀取操作中，則使用適當(dāng)電壓以使得電流在該單元內(nèi)流動，其中該電流的電流量可標(biāo)示出存儲于該單元內(nèi)的數(shù)據(jù)值。為了判定存儲于其中的數(shù)據(jù)，該存儲裝置包括用于感測作為結(jié)果的單元電流的適當(dāng)?shù)碾娐?，然后將?shù)據(jù)送到該裝置的數(shù)據(jù)總線終端，以存取到使用存儲裝置的內(nèi)存系統(tǒng)內(nèi)的其它裝置。
閃存是一種電子存儲媒體，其可反復(fù)寫且不用電源即可保存其內(nèi)容。閃存裝置一般具有10萬次至1百萬次寫入周期(write cycle)的使用壽命。不同于動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)與靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)芯片可在單個字節(jié)內(nèi)擦除，閃存典型地在固定的多位塊或區(qū)內(nèi)擦除。傳統(tǒng)閃存是構(gòu)造于單元結(jié)構(gòu)(cell structure)中，其中單個位信息存儲于每一塊閃存內(nèi)。在該單個位存儲結(jié)構(gòu)中，每一個單元典型地包括MOS晶體管結(jié)構(gòu)，其具有源極(Source)、漏極(Drain)與在基板或P-井(P-well)內(nèi)的溝道(Channel)，以及覆蓋于溝道上的疊柵結(jié)構(gòu)(stacked gate structure)。該疊柵結(jié)構(gòu)還包括形成于P-井表面上的薄柵極介電層(有時被稱作隧道氧化層)。該疊柵結(jié)構(gòu)也包括覆蓋于隧道氧化層上的多晶硅浮動?xùn)艠O(polysilicon floating gate)與覆蓋于浮動?xùn)艠O上的共聚介電層(interpoly dielectric layer)。該共聚介電層經(jīng)常為多層絕緣體，例如在兩層氧化物中夾一層氮化物的氧化物-氮化物-氧化物(ONO)層。最后，有一多晶硅控制柵極覆蓋于該共聚介電層之上。
將該控制柵極連接到與一行(row)這些單元結(jié)合的字線以在典型的NOR結(jié)構(gòu)中形成這樣的單元區(qū)。此外，通過導(dǎo)電位線(conductive bit line)將這些單元的漏極區(qū)連接在一起。與由疊柵結(jié)構(gòu)在溝道中形成的電場相一致，這些單元的溝道在源極與漏極之間傳導(dǎo)電流。在該NOR設(shè)置中，每一列(column)內(nèi)的晶體管的每一個漏極端子連接于同一位線。此外，與給定位線結(jié)合的每一閃存存儲單元將其疊柵端子連接到不同的字線，而陣列中所有的閃存單元都將其源極端子連接到共同的源極端子。在操作中，通過使用用于編程(寫)、讀取、或擦除功能的外圍譯碼器與控制電路的分別的線與字線對個別閃存單元進(jìn)行尋址。
通過將相對較高的電壓用于控制柵極并將源極接地以及將連接漏極連接到高于源極的預(yù)定電位，將此單個位疊柵閃存存儲單元進(jìn)行編程。而作為結(jié)果的跨越隧道氧化層的高電場產(chǎn)生一種叫“Fowler-Nordheim”隧道效應(yīng)(FN隧道效應(yīng))的現(xiàn)象。在這個過程期間，核心單元溝道區(qū)內(nèi)的電子經(jīng)過柵極氧化物而穿到浮動?xùn)艠O，并且因?yàn)樵摳訓(xùn)艠O被共聚介電與隧道氧化層所包圍，因此該電子在浮柵內(nèi)被俘獲(trap)。該俘獲的電子所產(chǎn)生的結(jié)果是，該單元的閾值電壓增加。該俘獲的電子所產(chǎn)生的單元閾值電壓(以及由此溝道導(dǎo)電率)的改變就是可使得該單元被編程。
為了擦除典型的單個疊柵閃存單元，而對源極施加相對較高的電壓，并且控制柵極保持在負(fù)電位(potential)，同時允許漏極可以浮動。在這些條件下，在浮動?xùn)艠O(浮柵)與源極之間形成跨越隧道氧化層的強(qiáng)電場。在浮柵俘獲的電子流向并且聚集在覆蓋于源極上的浮柵部分，并以Fowler-Nordheim隧道方式通過該隧道氧化層，而將該電子由浮動?xùn)艠O引到源極區(qū)。當(dāng)這些電子從浮柵中被去除，則該單元即被擦除。
在讀取操作時，某一偏壓可以用于跨于單元晶體管的漏極與源極之間。該單元的漏極為位線，其可以以字節(jié)或者詞群方式連接到字節(jié)內(nèi)其它單元的漏極。在讀取操作中，傳統(tǒng)疊柵存儲單元的漏極電壓典型地供應(yīng)在0.5到1.0伏特之間。然后將電壓用于該存儲單元晶體管的柵極(即字線)以使得電流由漏極流向源極。所施加的讀取操作柵極電壓典型地(typically)用在編程閾值電壓(VT)與未編程閾值電壓之間的級別(level)。測量作為結(jié)果的電流，并由此判斷存儲于單元的數(shù)據(jù)值。
近來，已引入雙位閃存單元，其在每一存儲單元內(nèi)允許存儲兩位信息。由于雙位單元的物理結(jié)構(gòu)，讀取雙位存儲單元所需的位線電壓典型地高于單位疊柵結(jié)構(gòu)存儲單元的電壓。例如，某些雙位存儲單元結(jié)構(gòu)需要1.5到2.0伏特才可以在讀取操作中將單元的位線或漏極進(jìn)行適當(dāng)?shù)仄珘?。因?yàn)槭┘拥酱鎯卧奈痪€或漏極的電壓是來自存儲裝置供電電壓(VCC)，當(dāng)供電電壓是在或者靠近較低的額定級別時，提供讀取更新的雙位存儲單元的較高位線電壓的能力可能會被減弱。此外，存儲裝置的低功率應(yīng)用，例如移動電話、膝上計(jì)算機(jī)等，可以進(jìn)一步降低可用的供電電壓。
在現(xiàn)有技術(shù)的閃存裝置中，增壓電壓電路施加增壓的字線電壓以用于存儲單元的讀取模式操作。在讀取操作時，通常VCC的變化典型地反映在增壓電壓電路的輸出中，其中該輸出被供應(yīng)到閃存陣列的字線。這種來自增壓電路的字線電壓的變化會降低讀取模式電路中精確辨別單元是否被編程的能力。此外，因?yàn)檠b置密度與存儲速度的需求持續(xù)增加，電壓增壓器電路的速度需求可能需要增加才能與其它存儲電路剩余部分同步。另外，因?yàn)楣╇婋妷杭墑e隨著較高密度結(jié)構(gòu)而降低，單級(stage)電壓增壓器電路無法充分地供給所需的增壓電壓。因此，需要一種應(yīng)用于多級增壓電壓電路的補(bǔ)償VCC供電電壓變化以及快速進(jìn)行增壓電壓調(diào)整的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為提供本發(fā)明某些方面的基本了解，以下介紹本發(fā)明的簡明摘要。該摘要并非本發(fā)明的廣泛的看法。本摘要的目的既不在于確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要元素，也不在于限定本發(fā)明的范圍。其唯一目的在于要以簡明的方式揭示本發(fā)明的某些概念，作為隨后的更詳細(xì)描述的前文。
在用于產(chǎn)生多級電壓增壓電路的閃存陣列系統(tǒng)與方法的本發(fā)明中，將來自電壓檢測電路的一個或多個輸出信號應(yīng)用到電壓增壓電路，其中該電壓檢測電路用以測量VCC值，而該電壓增壓電路用來產(chǎn)生存儲單元讀取模式操作時的增壓字線電壓。VCC的變化通常在增壓電壓電路的輸出中被反映出來，其中該輸出被供應(yīng)到閃存陣列的字線。通過補(bǔ)償施加于電壓增壓電路的VCC供電的變化，而調(diào)整該增壓電壓，從而使得字線上的讀取電壓更有一致性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，例如使用A/D轉(zhuǎn)換器以確定與VCC供電電壓有關(guān)的電壓值。然后將該已確定的電壓值用于補(bǔ)償或者調(diào)整單級或多級電壓增壓電路。例如，使用代表VCC電壓值的數(shù)字字符(Digital Word)用于改變電壓增壓電路內(nèi)的有效增壓電容量與負(fù)載電容量的值，從而產(chǎn)生與VCC變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的輸出增壓電壓。因此，本發(fā)明提供一種通常不變的增壓電壓，例如增壓字線電壓，其不論VCC如何變動，均有助于閃存存儲單元的精確讀出。
在本發(fā)明的另一個方面中，在增壓時序之前的預(yù)增壓時序(pre-boost timing)期間，通過選定一組預(yù)定的增壓單元以提供增壓電壓級別，以預(yù)先產(chǎn)生電壓增壓電路(電壓增壓器)的最后調(diào)整的輸出電壓。該預(yù)增壓時序出現(xiàn)在A/D轉(zhuǎn)換器完成判定以及鎖存代表VCC電壓值的數(shù)字字符輸出之前，并隨后在增壓時序期間被實(shí)際的增壓操作所跟隨。
仍然在本發(fā)明的另一個方面中，電壓增壓器電路包括多個增壓單元，其在每一個增壓單元中都具有一個或多個增壓級電容器、預(yù)充電電路以及包括預(yù)充電柵極增壓器與增壓定時器的時序控制電路。
為完成上述及相關(guān)的目的，本發(fā)明所包括的特性將在以下內(nèi)容進(jìn)行完整描述并在權(quán)利要求內(nèi)進(jìn)行特別指明。以下的描述及其附圖詳細(xì)提出本發(fā)明的某些例示的具體實(shí)施例。但是，這些具體實(shí)施例是說明性的，只是應(yīng)用本發(fā)明原理的不同方法中的少數(shù)幾個。由以下本發(fā)明的詳細(xì)描述及其附圖，將使本發(fā)明的其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)以及新穎性更加清晰。


圖1為例示了存儲裝置的示范布局的平面示意圖；圖2為存儲電路示范的核心部分的示意圖；圖3是傳統(tǒng)疊柵存儲單元的部分剖視圖；圖4為分布圖，其例示了在示范的現(xiàn)有技術(shù)的閃存陣列中，數(shù)個核心單元的編程單元閾值電壓分布與未編程單元閾值電壓分布，以及在分布圖之間的典型讀取界限(read margin)。
圖5例示了用于讀取存儲單元的示范的現(xiàn)有技術(shù)電壓增壓器電路的簡化示意圖；圖6例示了可實(shí)施本發(fā)明各種不同方面的示范的調(diào)整電壓增壓器系統(tǒng)的系統(tǒng)層次功能方塊圖；圖7A為依照本發(fā)明的另一個方面的類似于圖6的單級電壓增壓器電路的示范的等效電路的簡化例示示意圖；圖7B為依照本發(fā)明的另一個方面的圖7A的單級電壓增壓器電路的示范的等效電路的簡化例示示意圖；圖8為依照本發(fā)明的另一個方面的類似于圖6的兩級電壓增壓器電路的示范的等效電路的簡化例示示意圖；圖9例示了使用可實(shí)施本發(fā)明的各種不同方面的數(shù)字多位輸入示范的多位兩級調(diào)整電壓增壓器系統(tǒng)的系統(tǒng)層次功能方塊圖；圖10例示了實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的各種不同方面，包括預(yù)充電柵極增壓器與增壓定時器，并使用數(shù)字4位輸入所示范的4位兩級調(diào)整電壓增壓器系統(tǒng)的另一系統(tǒng)層次功能方塊圖；圖11例示了圖10的電壓增壓器的示范的讀取模式時序與輸出的簡化時序圖；圖12為依據(jù)本發(fā)明的一個方面，使用數(shù)字供電電壓補(bǔ)償示范的調(diào)整電壓增壓器的最低有效位(least significant bits)的兩級電壓增壓單元的示意圖；圖13為依據(jù)本發(fā)明的一個方面，使用數(shù)字供電電壓補(bǔ)償?shù)氖痉兜恼{(diào)整電壓增壓器的最有效位(most significant bits)的兩級電壓增壓單元的示意圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明的一個方面使用數(shù)字供電電壓補(bǔ)償?shù)氖痉兜恼{(diào)整電壓增壓的兩級預(yù)設(shè)電壓增壓單元的示意圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明的一個方面示范的調(diào)整電壓增壓器的預(yù)充電柵極增壓器的示意圖；圖16為根據(jù)本發(fā)明的一個方面使用數(shù)字供電電壓補(bǔ)償?shù)氖痉兜恼{(diào)整電壓增壓器的多級電壓增壓單元的示意圖；以及圖17為例示的與本發(fā)明的一個方面有關(guān)的用于調(diào)整增壓器操作示范的方法流程圖；具體實(shí)施方式
在此將參考

本發(fā)明，其中同一組件符號在全部附圖中都指同一組件(element)。本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生增壓電壓的閃存陣列電路，其中該增壓電壓與VCC的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)，并且可以用作存儲單元讀取模式操作的增壓字線電壓。本發(fā)明包括多級電壓增壓電路，其中該多級電壓增壓電路提供高于供電電壓的增壓電壓，并且在低供電電壓應(yīng)用中提供特別用處。將VCC電源施加到電壓增壓電路以對增壓操作供應(yīng)電源。典型地反映在增壓電壓電路輸出中的VCC變化被確定，并且產(chǎn)生用于該變化的補(bǔ)償以在讀取模式期間產(chǎn)生與VCC的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的字線電壓。
根據(jù)本發(fā)明示范(例示)的方面，系統(tǒng)從電壓檢測電路(例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字溫度計(jì))接收一個或多個的輸出信號，該電壓檢測電路用來測量用于電壓增壓電路的VCC。該電壓增壓電路包括多個增壓單元，每一個增壓單元具有一個或多個增壓級。該電壓增壓電路可用于，例如產(chǎn)生用于存儲單元讀取模式操作的增壓字線電壓。然后將該經(jīng)檢測的VCC值用于該增壓單元，其提供補(bǔ)償以改變產(chǎn)生增壓電路輸出電壓的方式。通過補(bǔ)償用于電壓增壓電路的VCC供電(supply)的變化，可以調(diào)整該增壓電壓，使得字線讀取電壓更穩(wěn)定。這使得即使供電電壓有變動，仍可對在閃存內(nèi)相關(guān)(interest)的存儲單元進(jìn)行正常的讀取操作。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是有關(guān)于減少或消除典型的電壓調(diào)整電路的低反應(yīng)時間?；仞伝蚱渌愋偷恼{(diào)整反應(yīng)延遲是存儲裝置中主要的問題，在該存儲設(shè)備中字線上升時間需要約在20納秒以下。本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)明一種補(bǔ)償方法，其具有可消除以下周期的優(yōu)點(diǎn)等待該調(diào)整電路組件對本身輸出反應(yīng)，回饋這些輸出到輸入電路組件，等待另一輸出，然后嘗試以遞歸的方式修正隨后的輸出與輸入。此外，通過使用多級電壓增壓，本發(fā)明允許使用低供電電壓，例如，在約1.6伏供電電壓進(jìn)行存儲操作。
為了在本發(fā)明示范的補(bǔ)償電路與一套方法中將反應(yīng)延遲最小化，電壓增壓電路(電壓增壓器)預(yù)先產(chǎn)生電壓增壓電路最后調(diào)整的輸出電壓。將預(yù)定的最有效位(MSB)增壓單元強(qiáng)制設(shè)為“開狀態(tài)”以開始“預(yù)增壓”，直到來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字字符在實(shí)際增壓時序期間變?yōu)榭捎脼橹?。因此，在本方法中，大約是在最高與最低增壓電壓之間(例如一半)的“中間電壓”，其可通過數(shù)字字符加以選定，被強(qiáng)制設(shè)為增壓電壓輸出，直到A/D轉(zhuǎn)換器完成最后的選定為止。隨后地或同時地，該A/D轉(zhuǎn)換器判定代表VCC電壓的數(shù)字字符并且將該字符鎖存到連接增壓電路輸入的A/D輸出。在增壓電路輸入端的數(shù)字字符與鎖存使能信號LATCH_EN選定并使得這些增壓單元將增壓電壓向上或向下有效調(diào)整為最后增壓電壓。因此，在本方法中需要實(shí)質(zhì)上較少或本質(zhì)上沒有的回饋時間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所有增壓單元可能暫時在預(yù)增壓時序期間被強(qiáng)制處于“開狀態(tài)”如果，例如，字線具有高負(fù)載電容或必須保證能更快地達(dá)到較高增壓電壓。因?yàn)樨?fù)載電容需要有限時間充電到所需的電壓，所以在短暫的預(yù)增壓期間迫使增壓單元進(jìn)一步減少充電延遲。
對比于現(xiàn)有技術(shù)的電壓增壓電路，該示范的快速補(bǔ)償方法通過消除可以用于使增壓單元相互隔離的高電壓輸出級開關(guān)的需要，進(jìn)一步最小化反應(yīng)延遲與電路復(fù)雜性。代替地，所有增壓單元的輸出直接綁在一起，因此“關(guān)狀態(tài)”的增壓單元(通過選擇A/D)與字線線路一起，將作為“開狀態(tài)”增壓單元的負(fù)載。
當(dāng)對VCC取樣或另外地測定，以及打開若干A/D比較的輸出，對應(yīng)的多個增壓單元會被加到與VCC值有關(guān)的增壓電路或負(fù)載電路。提供給增壓電路輸出VBOOST的補(bǔ)償量因而基于電壓檢測次數(shù)及必要的補(bǔ)償組件以遞歸的方式被調(diào)整到VCC?？烧{(diào)整期望的補(bǔ)償分辨率以適合增壓電壓用途的特定要求，例如通過將A/D轉(zhuǎn)換器由8位增加到16位。
在本發(fā)明的另一個方面中，也可將數(shù)字字符的位數(shù)進(jìn)行加權(quán)(例如偶數(shù)化、二進(jìn)制化、指數(shù)化)，或在電壓檢測范圍以任何其它合適方式進(jìn)行加權(quán)，連同將用于需要的增壓補(bǔ)償?shù)母髟鰤簡卧壍碾娙萜饕黄鸺訖?quán)。
首先參考現(xiàn)有技術(shù)的圖1與圖2，半導(dǎo)體存儲裝置典型地包括在基板上或基板內(nèi)形成的多個個別(individual)組件。這些裝置經(jīng)常包括高密度區(qū)以及低密度區(qū)。例如，如現(xiàn)有技術(shù)的圖1所例示的，諸如閃存10的存儲裝置包括一個或多個高密度核心區(qū)12，以及在每一個基板16上的低密度外圍部分14。該高密度核心區(qū)12典型地包括至少一個可個別尋址的，并實(shí)質(zhì)上相同的存儲單元的M×N陣列，并且低密度外圍部分14典型地包括輸入/輸出(I/O)電路與用于選擇性地尋址個別單元的電路(例如譯碼器，其用于連接選定單元的源極、柵極與漏極到預(yù)設(shè)電壓或阻抗以能進(jìn)行該單元的指定操作，例如編程、讀取或擦除)。
將在電路結(jié)構(gòu)中核心部分12內(nèi)的存儲單元連接在一起，例如例示于圖2的NOR結(jié)構(gòu)。在此示范的結(jié)構(gòu)中，每一個存儲單元20具有漏極22，其中將大于一個單元的漏極連接到共同位線、源極24以及疊柵26。將每一個疊柵26連接到字線(WL0，WL1，...，WLN)，同時將每一個漏極22連接到位線(BL0，BL1，...，BLN)。最后，將每一個源極24連接到共同源極線CS。以本技術(shù)的傳統(tǒng)方式，使用外圍譯碼器與控制電路(未示出)，可以對每一個存儲單元20尋址以用于編程或讀取功能。
圖3提供圖1與圖2中核心區(qū)12的典型存儲單元20的剖面例示圖。此存儲單元20典型地包括源極24、漏極22與在基板30內(nèi)的溝道28；以及覆蓋于該溝道28的上的疊柵結(jié)構(gòu)26。疊柵26包括形成于基板30表面上的薄柵極介電層32(通常稱作隧道氧化層)。該隧道氧化層32蓋在硅基板30的部分上表面并且用來支撐直接在溝道28上的不同層的陣列。該疊柵26包括第一薄膜層38，例如攙雜多晶硅(多晶硅或者polyI)層，其作為覆蓋于隧道氧化層32上的浮柵38。應(yīng)注意的是，以上強(qiáng)調(diào)的晶體管20的不同部分沒有在圖3中按比例畫出，而是例示為使圖解容易說明并有助于了解該裝置操作。
poly I層38的上面是共聚介電層40。該共聚介電層40經(jīng)常是多層絕緣體，例如氧化物-氮化物-氧化物(ONO)層，其兩層氧化層之間夾著氮化物，可選擇的，或者在另一例如五氧化鉭介電層之間。最后，該疊柵26包括上層或第二多晶層(polyII)44，其作為覆蓋于ONO層40上的多晶控制柵極。形成于給定的一行中的各個(respective)存儲單元20的控制柵極44共享與單元的行(參考圖2)有關(guān)聯(lián)的共同字線(WL)。此外，如上述所強(qiáng)調(diào)的，直列中各個單元的漏極區(qū)22通過導(dǎo)電位線(BL)連接在一起。該單元20的溝道28根據(jù)由疊柵結(jié)構(gòu)26在溝道28中形成的電場，而導(dǎo)通源極24與漏極22之間的電流。
通過施加相對高柵極電壓VG給控制電壓38與中等高漏極電壓VD給漏極22，以在漏極22附近的溝道28中產(chǎn)生“熱”(高能量)電子，而將存儲單元20編程。這些熱電子加速越過隧道氧化層32并且進(jìn)入浮柵34，因?yàn)楦?8被多個絕緣物(共聚介電層40以及隧道氧化層32)所包圍，所以熱電子在浮動?xùn)艠O38中被俘獲。電子俘獲的結(jié)果是，存儲單元20的閾值電壓(VT)增加。俘獲電子產(chǎn)生的存儲單元20的閾值電壓(以及從而溝道的電導(dǎo)性)的變化即是使得存儲單元20被編程的原因。
為讀取存儲單20，預(yù)設(shè)柵極電壓被用于控制柵極44，該預(yù)設(shè)柵極電壓高于未編程的存儲單元的閾值電壓，但低于已編程的存儲單元的閾值電壓。如果存儲單元20導(dǎo)通(例如單元內(nèi)感測電流超過最小值)，則該存儲單元20還沒有被編程(該存儲單元20因此處于第一邏輯狀態(tài)，例如，“1”)。相反地，如果存儲單元20未導(dǎo)通(例如通過單元的電流沒有到達(dá)閾值)，則該存儲單元20已被編程(該存儲單元20因此處于第二邏輯狀態(tài)，例如，“0”)。因此，可讀取每一個存儲單元20以判定是否已被編程(以及因此確定存儲單元20中數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài))。
為了擦除存儲單元20，相對較高源極電壓VS被用于源極24，并且控制柵極44保持在負(fù)電位(VG＜0伏)，從而漏極22可以浮動。在這些情況下，在浮動?xùn)艠O38與源極24之間形成跨越隧道氧化層32的強(qiáng)電場。在浮動?xùn)艠O38中俘獲的電子流向并且聚集在覆蓋于源極區(qū)24上方的浮動?xùn)艠O38的部分，并且通過隧道氧化層32的穿隧現(xiàn)象，而由浮動?xùn)艠O38引入到源極區(qū)22。從而，當(dāng)從浮動?xùn)艠O32去除電子時，該存儲單元20被擦除。
因此可見，為了進(jìn)行與該裝置10有關(guān)的各種操作(例如編程、擦除、讀取)，必須將適當(dāng)?shù)碾妷河糜诖鎯ρb置10內(nèi)的單元20的不同的端子(例如源極、漏極以及柵極)。不過，如上所述，目前所施加的電壓是來自裝置10所連接的供電電壓。然而，當(dāng)供電電壓不足夠高以供給用來進(jìn)行這些操作所需的電壓時，會使得裝置10無法運(yùn)行或無法用于某些系統(tǒng)。該情形可能會導(dǎo)致存儲裝置10中的低功率應(yīng)用，例如，可攜式裝置的應(yīng)用，其中其供電電壓可能較低?？蛇x擇地，存儲裝置中的存儲單元可能包括雙位結(jié)構(gòu)，其在個別單元的漏極需要較高的位線電壓以正常地進(jìn)行讀取操作。因此，在供電電壓不足以進(jìn)行讀取操作的情形下，需要電壓增壓電路以增壓該位線電壓。還有，當(dāng)VCC供電電壓隨著時間、溫度、或應(yīng)用不同的負(fù)載而改變時，增壓電壓會反映VCC的變化。本發(fā)明通過提供電壓增壓，以及在電壓增壓電路中用于反映VCC變化的補(bǔ)償，而能克服或最小化這些問題，使得產(chǎn)生與VCC變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的字線增壓電壓，從而在讀取操作中提供更高的可靠性。
圖4例示未編程250與編程260的存儲單元閾值電壓所需要的遠(yuǎn)遠(yuǎn)分開的分布200。在讀取模式操作中，在讀取界限(read margin)240內(nèi)中間某處選定讀取模式字線電壓230。然后施加此字線電壓230于特定的字線，以檢查相關(guān)的閃存單元是否導(dǎo)通，并隨后判定單元閾值是否高于該字線電壓則該單元被編程，或者低于該字線電壓則單元沒有被編程。
如果此分析用的單元所施加的增壓字線電壓易受VCC供給變化的影響，則因?yàn)樽志€電壓可能會脫離圖4的讀取界限240，使得判定單元是否已被編程也具有不確定性。在使用參考單元的讀取模式操作中，盡管增壓電壓的絕對值可以在讀取界限范圍(Window)240之外，但是字線電壓的變化仍會由于循環(huán)之后核心單元的跨導(dǎo)-降低(gm-degradation)，而使得讀取界限減少。加上單元讀取模式判定所附加的不確定，施加到增壓電壓增壓電路的參考電壓也會如上所述地反映VCC供給變化的某些函數(shù)。
圖5例示用于在存儲單元讀取操作中供給字線的現(xiàn)有技術(shù)的電壓增壓器電路300。在地址轉(zhuǎn)換脈沖(ATD)時間周期(time period)(未示出)內(nèi)，BOOST信號312變低，而高電壓反相器327所產(chǎn)生的BOOSTHV信號變高。高電壓反相器327的VBOOST電壓325造成n-mos晶體管320的飽和導(dǎo)通，例如，其中在BOOST端子315保持接地時，VCC充分導(dǎo)通經(jīng)過晶體管330，以對在320的增壓電容器CB與在335的負(fù)載電容器CL進(jìn)行預(yù)充電而達(dá)到VCC。在ATD時間周期結(jié)束時，該BOOST信號312命令晶體管330通過變高而關(guān)閉，并且將BOOST端子315由接地切換到VCC。因此，增壓電容器上的充電電壓現(xiàn)已增加到VCC電壓以迫使在CB與CL之間共享電荷(charge sharing)，從而在VBOOST端子310處產(chǎn)生高于VCC但小于VCC兩倍的新電壓。實(shí)際的VBOOST端子310的電壓可用以下公式加以計(jì)算因?yàn)镼＝CV所以QB＝CBVCC并且QL＝CLVCC在VBOOST穩(wěn)定之后，總電荷數(shù)為QTOTAL(最后)＝QTOTAL(初始)QTOTAL(最后)＝(VBOOST-VCC)CB+VBOOSTCL所以(VBOOST-VCC)CB+VBOOSTCL＝(CB+CL)VCC求解VBOOSTVBOOST＝((2CB+CL)/(CB+CL))VCC舉一個簡單的例子，若CB＝CL＝C，可得VBOOST＝(3C/2C)VCCVBOOST＝(3/2)VCC因此，直觀地，我們證明現(xiàn)有技術(shù)電壓增壓器用的VBOOST的結(jié)果是在VCC與2VCC之間的中間電壓。不過，應(yīng)注意VBOOST是VCC以及CB與CL數(shù)值的函數(shù)。因此，當(dāng)VCC改變時，增壓電壓輸出VBOOST也會改變。如上所述，因?yàn)檫@種VBOOST的變化會導(dǎo)致讀取錯誤，所以其是不被期望的。
根據(jù)本發(fā)明的多個方面，圖6例示了例如用于在存儲單元讀取操作中供給字線的示范的可調(diào)電壓增壓器系統(tǒng)340的系統(tǒng)層次功能方塊圖。A/D轉(zhuǎn)換器342測量供電電壓(電源電壓)VDD343，判定且輸出包括“n位”的數(shù)字碼，其形成與供電電壓VDD343級別有關(guān)的數(shù)字字符345。將該數(shù)字字符345在A/D鎖存信號AD LT346到達(dá)時鎖存到A/D轉(zhuǎn)換器342的輸出，其進(jìn)一步鎖存數(shù)字字符345到電壓增壓電路347的輸入，以表示A/D的數(shù)字字符345可用。
然后電壓增壓電路347在VBOOST輸出端子348處提供增壓電壓，其根據(jù)已檢測的VDD342以及數(shù)字字符345的位而加以補(bǔ)償?shù)?。該?shù)字字符345的每一位可用來控制增壓電路347內(nèi)的單獨(dú)(separate)的增壓單元以對增壓電路輸出VBOOST348提供補(bǔ)償。因此，根據(jù)電壓檢測數(shù)量以及期望的補(bǔ)償裝置(例如增壓電容器、增壓單元、增壓單元級數(shù))以遞歸方式調(diào)整輸出VBOOST348到VDD342。期望的補(bǔ)償?shù)姆直媛士烧{(diào)整以符合增壓電壓用途的特殊要求，例如由4位增加為8位A/D轉(zhuǎn)換器。
圖7A例示了單級電壓增壓電路400的等效電路簡化示意圖，電路400類似于圖6的調(diào)整電壓增壓器340并且其作用類似于圖6中大致所描述的那樣。該電壓增壓電路400包括預(yù)充電電路、多個增壓單元以及時序控制電路(未示出)。VBOOST補(bǔ)償輸出402為固定增壓電路組件的函數(shù)，這些組件包括具有固定增壓電容器CB406的固定增壓單元405、負(fù)載電容器CL407(例如，代表字線負(fù)載電容)，并由多個增壓單元409進(jìn)行補(bǔ)充，該單元409具有提供電壓增壓補(bǔ)償?shù)脑鰤弘娙萜鰿0...n-1410。多個增壓單元409的輸入取自AD0到ADn-1的數(shù)字字符輸入411，該輸入411來自例如圖6的A/D轉(zhuǎn)換器342?？傮w而言，因?yàn)樵鰤簡卧?09不同于固定增壓單元405，其可被操作以對來自數(shù)字字符(例如，圖6的345)的電壓增壓輸出402提供補(bǔ)償，因此具有來自數(shù)字字符411的A/D位輸入的多個增壓單元409也可被稱作補(bǔ)償電路412。
通過來自穩(wěn)定的已鎖存的A/D輸出的AD0到ADn-1數(shù)字字符411的各個輸入，來選定多個增壓單元409以用于增壓補(bǔ)償。取決于可檢測的供電級別，可操作該補(bǔ)償電路412以在VDD與接地之間切換這些增壓電容器C0...n-1410。在ATD時間周期期間，B/PG開關(guān)415與416在預(yù)充電(PG)側(cè)為關(guān)，在增壓側(cè)為開(B)。VDD電壓對該負(fù)載電容器CL407與固定增壓電容器CB406以及增壓電容器C0...n-1410進(jìn)行預(yù)充電，其也由在PG選擇內(nèi)的B/PG開關(guān)415與416而接地。進(jìn)一步，每一個固定增壓電容器CB406，或增壓電容器C0...n-1410，皆具有可連接到VDD的上拉預(yù)充電開關(guān)PV(例如，晶體管)，可連接到接地電壓的接地預(yù)充電開關(guān)PG(例如，晶體管)，以及可連接到增壓電壓(例如VDD)的增壓開關(guān)B。
在ATD時間周期結(jié)束時，Pre-BOOST時間周期開始，其中B/PG開關(guān)415與一組預(yù)定的B/PG開關(guān)416，在預(yù)充電PG側(cè)為開并在增壓B側(cè)為關(guān)。在此Pre-BOOST時間周期期間，將固定增壓電容器CB406與該組預(yù)定的增壓單元410一起切換回到VDD。這時該A/D數(shù)字字符數(shù)據(jù)尚不可用，但是該固定增壓電容器CB406，與該組預(yù)定的此時也被切換到VC的增壓單元C0...n-1410，開始增壓該電壓到VBOOST補(bǔ)償輸出402。這時，如果這些已預(yù)充電的電容器沒有連接到負(fù)載電容器，則VBOOST會上升到2VDD，不過，負(fù)載電容器CL407仍保持接地，并且410的未選定(未預(yù)定)的增壓電容器此時被切換到地。這會迫使所有存儲在CB、CL以及選定的C0...n-1電容器的預(yù)充電充電共享(charge share)VBOOST輸出402上的所有電容器中的電荷，而使增壓電壓達(dá)到在VDD與2VDD之間的中間級別(level)。
當(dāng)后續(xù)A/D字符數(shù)據(jù)可用時，在BOOST時間周期期間，AD0到ADn-1411的選定位使選定增壓單元409與增壓電容器C0...n-1410可將VBOOST輸出402向上調(diào)整或向下調(diào)整，使增壓電壓成為在VDD與2VDD之間的最后級別，其對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器所測量的VDD，從而產(chǎn)生與供電電壓的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的增壓字線電壓。
圖7B根據(jù)本發(fā)明的一方面，并且如圖7A所描述的單級電壓增壓電路400的示范的電壓增壓器430的等效電路示意圖。該等效電路430表明根據(jù)本發(fā)明的一方面的電壓增壓電路400內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器的最后的選定結(jié)果。圖7A的電壓增壓電路400調(diào)整或改變有效增壓電容量CBeff，以及有效負(fù)載電容量CLeff，從而產(chǎn)生與供電電壓VDD的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的增壓字線電壓VBOOST。在該改變(altering)根據(jù)由有效增壓電容量與有效負(fù)載電容量之間選擇而建立的比率來提供輸出電壓的調(diào)整時，也對電壓增壓電路而建立了電壓“增壓增益”(boostgain)的有效改變。
如增壓電路430可以看出，CBeff為有效總增壓電容量435，其包括CB，加上所有A/D選定的電容器C0+...Cn-2。如加在VBOOST442增壓電壓輸出線上的和增壓電路430可以看出的，CLeff為有效總負(fù)載電容量440，其包括CL，加上所有電壓檢測器未選定的電容器C1+...Cn-1。因此該有效增壓電容量CBeff與有效負(fù)載電容量CLeff均為VDD的函數(shù)。應(yīng)注意圖7B例示一組CBeff與CLeff的任意實(shí)施例。
因此，本發(fā)明的任意實(shí)施例用的圖7B的有效端子電壓442成為因?yàn)閂BOOST＝((2CB+CL)/(CB+CL))VDD得到VBOOST＝((2CBeff+CLeff)/(CBeff+CLeff))VDD其中CBeff＝CB+C0+...Cn-2(選定增壓電容器的)以及CLeff＝CL+C0+...Cn-1(未選定增壓電容器的)應(yīng)注意，本例示方法中所用電容器的總數(shù)為常數(shù)。
圖8例示了兩級電壓增壓電路450的等效電路的簡化示意圖，電路450類似于圖6的調(diào)整電壓增壓器340，其中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的不同方面。增壓電路450的作用也類似于與圖7A有關(guān)的一般描述，除了該兩級增壓器可增壓到3VDD的最大最后級別，而不是如圖7A所描述的在VDD與2VDD之間的最后級別。電壓增壓電路450包括預(yù)充電電路，例如多個兩級增壓單元以及時序控制電路(未示出)。該VBOOST補(bǔ)償輸出452也是固定增壓電路組件的函數(shù)，并用多個增壓單元459進(jìn)行補(bǔ)充以提供雙級電壓增壓補(bǔ)償，該固定增壓電路組件包括固定的兩級增壓單元455與負(fù)載電容器CL407，。該固定兩級增壓單元455包括固定增壓電容器CBA456a與CBB456b，而多個增壓單元459包括增壓電容器C0A...(n-1)A460a與C0B...(n-1)B460b，這些增壓電容器通過連接開關(guān)或晶體管(DB)468串聯(lián)連接，以提供雙級電壓增壓補(bǔ)償。這些多個增壓單元456從AD0到ADn-1數(shù)字字符輸入411取得其輸入，該數(shù)字字符輸入411來自例如圖6的A/D轉(zhuǎn)換器342。總而言之，因?yàn)樵撛鰤簡卧?59，不同于固定增壓單元455，可運(yùn)行以提供補(bǔ)償給來自數(shù)字字符(例如圖6的345)的電壓增壓輸出452，因此具有來自數(shù)字字符411的A/D位輸入的多個增壓單元459也可被稱作增壓補(bǔ)償電路462。
另外，從來自穩(wěn)定鎖存的A/D輸出的AD0到ADn-1數(shù)字字符411的各個輸入，將多個增壓單元459個別選定以用于增壓補(bǔ)償。依據(jù)經(jīng)檢測的供給級別，增壓補(bǔ)償電路462可運(yùn)行以在VDD與接地之間切換該增壓電容器C0A...(n-1)A460a，并且在地與C0A...(n-1)A460a所產(chǎn)生的輸出電壓之間切換C0B...(n-1)B460b。在ATD時間周期期間，B/PG開關(guān)465與466在PG側(cè)為關(guān)，在增壓B側(cè)為開。該VDD電壓預(yù)充電負(fù)載電容器CL407與固定增壓單元455，以及增壓電容器C0A...(n-1)A460a及C0B...(n-1)B460b，其也由在PG選擇內(nèi)的B/PG開關(guān)465與466而接地。另外，每一個固定增壓單元455，或增壓單元459，具有可連接到VDD的上拉預(yù)充電開關(guān)PV(例如，晶體管)，可連接到接地電壓的接地預(yù)充電開關(guān)PG(例如，晶體管)，以及可連接到增壓電壓(例如，VDD)的增壓開關(guān)B。
在ATD時間周期結(jié)束時，Pre-BOOST時間周期開始，其中B/PG開關(guān)465與一組預(yù)定的B/PG開關(guān)466，在預(yù)充電PG側(cè)為開，在增壓B側(cè)為關(guān)。在此Pre-BOOST時間周期期間，固定增壓電容器CB406與該組預(yù)定的增壓單元410一起切換回到VDD。在此期間A/D數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)仍不可用，但是該固定增壓電容器CB456a與CB456b，與該組預(yù)定的增壓電容器C0A...(n-1)A460a及C0B...(n-1)B460b一起通過連接晶體管DB468串聯(lián)連接，同時將增壓電容器的C0A...(n-1)A460a組切換到VCC，以開始對VBOOST輸出452進(jìn)行雙級電壓增壓補(bǔ)償。這時，如果這些已預(yù)充電的電容器沒有被連接到負(fù)載電容器，則VBOOST會被提升到3VDD的最大值(例如VDD+VC0A...(n-1)A+VC0B...(n-1)B)，不過，負(fù)載電容器CL407仍保持接地，并且C0A...(n-1)A460a及C0B...(n-1)B460b的未選定(未預(yù)定的)增壓電容器此時被切換到地。如此會迫使所有預(yù)充電存儲于CB、CL以及將要充電的C0A...(n-1)A460a及C0B...(n-1)B460b電容器充電共享VBOOST輸出452上的所有電容器中的電荷，而使增壓電壓成為在VDD與3VDD之間的中間級別。
隨后當(dāng)A/D字符數(shù)據(jù)可用時，在BOOST時間周期期間，AD0到ADn-1411的選定位可使選定的增壓單元459將VBOOST輸出452向上調(diào)整或向下調(diào)整，使增壓電壓成為對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器所測量的VDD的最后級別，從而產(chǎn)生(導(dǎo)致)與供電電壓實(shí)質(zhì)上無關(guān)的雙級增壓字線電壓。因此，基于圖7A的單級增壓電路400與圖7B等效電路430相同的理由，圖8的雙級增壓電路450與圖7B的等效電路430為相似對應(yīng)，其中調(diào)整或改變有效增壓電容量CBeff與有效負(fù)載電容量CLeff，會產(chǎn)生與供電電壓VDD的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的增壓字線電壓VBOOST。因此，有效增壓電容量與有效負(fù)載電容量之間的比率可對應(yīng)于VDD改變以進(jìn)一步改變電壓增壓電路450的電壓“增壓增益”。
圖9與圖10分別例示一個示范的多級調(diào)整電壓增壓器500與一個示范的4位兩級調(diào)整電壓增壓器600的系統(tǒng)層次功能方塊圖，其中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的不同方面。電壓增壓電路500與600兩者都與描述于圖8的作用相似，例如，其中使用兩級增壓器，其可增壓到3VDD的最大最后級別，其中有效增壓電容量與有效負(fù)載電容量的比率可對應(yīng)于測量的VDD值而改變。盡管例示了兩級電壓增壓電路，但應(yīng)了解，多級與多位調(diào)整增壓器在本發(fā)明的范圍內(nèi)也是可預(yù)期的。
在圖9中，電壓增壓電路500包括時序控制電路510，例如多個兩級增壓單元(例如單元(0)-單元(n-1)514以及固定兩級增壓單元515)，預(yù)充電電路522以及來自例如數(shù)字字符345的輸入AD0到ADn-1。該電路500可運(yùn)行以產(chǎn)生對應(yīng)于VDD測量值的VBOOST補(bǔ)償輸出532。該VBOOST補(bǔ)償輸出532也是固定增壓電路組件的函數(shù)，該組件包括該固定兩級增壓單元515以及負(fù)載電容器CL(未示出)，如同在VBOOST的字線電容量所反映的。VBOOST補(bǔ)償輸出532是由多個雙級增壓單元514進(jìn)行補(bǔ)充以提供雙級電壓增壓補(bǔ)償。該雙級增壓單元514與515的其中之一都包括兩個增壓電容器，其中該兩個增壓電容器通過連接晶體管串聯(lián)連接，以對VBOOST補(bǔ)償輸出532處的共同節(jié)點(diǎn)提供雙級電壓增壓補(bǔ)償。該多個增壓單元514的輸入是來自AD0到ADn-1數(shù)字字符輸入525，該數(shù)字字符輸入525則來自例如圖6的A/D轉(zhuǎn)換器342。通過A/D鎖存信號AD_LT輸入信號526的出現(xiàn)，確認(rèn)數(shù)字字符的輸入525目前可用于電壓增壓器電路500。整體而言，因?yàn)樵鰤簡卧?14，與固定增壓單元515不同，其運(yùn)行以對來自數(shù)字字符(例如圖6的345)的電壓增壓輸出532提供補(bǔ)償，因此多個增壓單元514，其具有來自例如數(shù)字字符345的A/D位輸入525，也可被稱作增壓補(bǔ)償電路540(或者是，例如可選定的增壓單元)。
圖9的電壓增壓電路500的時序控制電路510，其控制前文所述的預(yù)充電與增壓的時序。該時序控制510包括預(yù)充電柵極增壓器550，其用于提供在補(bǔ)償電路540增壓單元514內(nèi)以及在固定增壓單元515內(nèi)的預(yù)充電開關(guān)用的增壓柵極信號BOOST_H1 555，以及預(yù)充電電路522的增壓柵極信號BOOST_K2 556。由BOOST信號560進(jìn)行初始化的時序控制510進(jìn)一步包括增壓定時器562，其用于使能3個BOOST(B/D/DB)時序信號565可控制增壓單元514與515內(nèi)的PREBOOST時序與BOOST時序，以及使能用于使預(yù)充電柵極增壓器550同步的2個BOOST(B1/D)時序信號567。該時序控制電路510的PREBOOST時序提供用于初始化一組預(yù)定增壓單元的控制，以在數(shù)字輸入525被AD_LT輸入信號526確認(rèn)為可用之前開始增壓，以提供預(yù)先產(chǎn)生最后VBOOST補(bǔ)償輸出532。例如，可由內(nèi)部邏輯或其它外部邏輯電路預(yù)先設(shè)定一個或多個的增壓單元(n-1:0)，以在表示BOOST時序開始的AD_LT輸入信號526到達(dá)之前，提供所需的預(yù)設(shè)預(yù)增壓(preboost)。
如上所述，圖10例示了本發(fā)明的一個方面的示范的4位兩級調(diào)整電壓增壓器600，其使用對應(yīng)的4位數(shù)字輸入。由于電壓增壓器600為圖9的電壓增壓器500的示范的具體實(shí)現(xiàn)，為簡化，增壓器600不再進(jìn)行全部詳細(xì)描述。圖10的電壓增壓電路600也包括時序控制電路610，例如多個兩級增壓單元(例如，單元(0)-單元(3)614與單元(4)615)，預(yù)充電電路622(例如，開關(guān)晶體管)，以及來自例如數(shù)字字符345的輸入AD0到ADn-1625，其可被操作以指示(direct)對應(yīng)于VDD測量值的VBOOST補(bǔ)償輸出632。該VBOOST補(bǔ)償輸出632同樣也為固定增壓電路組件的函數(shù)，該組件包括固定兩級增壓單元615與負(fù)載電容器CL(未示出)，如同在VBOOST處字線電容量所反映的那樣。VBOOST補(bǔ)償輸出632由多個雙級增壓單元614進(jìn)行補(bǔ)充以提供雙級電壓增壓補(bǔ)償。
在A/D鎖存AD_LT輸入信號626出現(xiàn)時，數(shù)字字符的輸入可用于電壓增壓器600。整體而言，這些具有A/D位輸入625的多個增壓單元614提供增壓補(bǔ)償電路640，并對該電壓增壓輸出632提供補(bǔ)償。
圖10的時序控制電路610控制預(yù)充電與增壓的時序，并且包括預(yù)充電柵極增壓器650，其用于提供增壓柵極信號BOOST_H1給補(bǔ)償電路640增壓單元614內(nèi)的預(yù)充晶體管以及固定增壓單元615，并且提供增壓柵極信號BOOST_H2給預(yù)充電電路晶體管622。由BOOST信號660初始化的時序控制610進(jìn)一步包括增壓定時器662，其用于使得BOOSTB、BOOSTD以及BOOSTDB時序信號以控制增壓單元614與615內(nèi)的PREBOOST時序與BOOST時序，以及使能用于使預(yù)充電柵極增壓器650同步的BOOSTD時序信號667。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，時序控制電路610的PREBOOST時序提供控制以初始化一組預(yù)定的增壓單元，以在數(shù)字輸入625被AD_LT輸入信號626確認(rèn)為可用之前開始增壓，以提供預(yù)先產(chǎn)生最后VBOOST補(bǔ)償輸出632。例如，可由增壓單元內(nèi)部的邏輯電路預(yù)先決定增壓單元3與單元2(例如單元(3:2))在表示BOOST時序開始的AD_LT輸入信號626到達(dá)之前，提供所需的預(yù)設(shè)預(yù)增壓，其將結(jié)合圖11進(jìn)行更詳細(xì)描述。
圖11表明一個示范的時序圖700，其作為圖9與圖10的示范的兩級增壓器電路的讀取模式的時序與輸出。圖11的部分時序圖用于描述圖8與圖9的操作，而圖11的時序圖的其它部分將用來當(dāng)作參考以解釋圖10及以后的附圖示范的系統(tǒng)的操作。
相對于圖9與圖10的電壓增壓器的時序，圖11所示的時序圖的讀取時序705的時序約為50納秒。為進(jìn)行新的存取，當(dāng)新地址715用于圖11的時刻tP(720)時，產(chǎn)生地址轉(zhuǎn)換脈沖(ATD)。在增壓單元(例如，圖8與圖9的455與459，或圖10的單元0-單元3(614)與單元4(615))的所有增壓電容器(例如，圖8的C0...(n-1)A與C0...(n-1)B)預(yù)充電的時候，地址轉(zhuǎn)換脈沖(ATD)710變高約10納秒。將該ATD 710時間周期在時間tP(720)進(jìn)一步用來將該新的地址715譯碼為字線(例如圖10的632)的共同節(jié)點(diǎn)，其也將該字線負(fù)載電容量CL(例如圖8的407)預(yù)充電到VDD，使得最后VBOOST輸出632由約0伏拉高到約VDD，如圖11中VBOOST充電曲線段730所示。也在ATD時間周期期間，A/D轉(zhuǎn)換器塊(例如，圖6的342)與快速參考電路(未示出)從ATD脈沖的上升邊緣被使能以測量VDD。在整個A/D轉(zhuǎn)換器測量期間，A/D鎖存信號AD_LT(735)也為高。
在時刻t0(740)，ATD再度為低以結(jié)束增壓電容器預(yù)充電，同時在BOOST期間745的初始部分期間該BOOST信號(例如，圖10的560)變高，初始化預(yù)增壓時間周期。在預(yù)增壓時間周期期間，在t0時刻(740)少數(shù)預(yù)設(shè)的增壓單元(例如，圖10的增壓單元(3:2))開始對于該字線進(jìn)行電壓增壓，其中該增壓單元連有邏輯電路以進(jìn)行該預(yù)設(shè)。在兩級增壓單元的情形下，這意味著增壓電容器(例如，圖8的C0...(n-1)A460a與C0...(n-1)B460b))兩者串聯(lián)連接，同時C0...(n-1)A(460a)的未連接端子被切換到VDD，迫使增壓電容器C0...(n-1)B(460b)與負(fù)載電容器CL(407)充電共享其電荷加上VDD供電電壓，使得C0...(n-1)A、C0...(n-1)B以及CL充電共享成為VDD與3VDD之間的數(shù)值，如圖示在t0(740)與t2(750)之間的VBOOST充電曲線段747。因此，在數(shù)字輸入625可用于AD_LT輸入信號735之前，預(yù)定的一組增壓單元開始增壓以預(yù)先產(chǎn)生最后VBOOST補(bǔ)償輸出(例如，圖10的632)由于讀取操作期間速度為最高優(yōu)先，本發(fā)明人也利用本發(fā)明BOOST信號時序時間周期745的PREBOOST部分的優(yōu)點(diǎn)，用A/D轉(zhuǎn)換器檢測VDD，使得時間不浪費(fèi)在分開測量VDD及充電增壓單元的補(bǔ)償電容器上。初始PREBOOST的時序因此用于預(yù)增壓這些增壓電容器與負(fù)載電容器以預(yù)先產(chǎn)生最后的VBOOST補(bǔ)償輸出，其也用于檢測VDD的數(shù)值。
當(dāng)該A/D轉(zhuǎn)換器完成測量VDD值，A/D比較器的輸出在時刻t2(750)被鎖存以確保穩(wěn)定的輸出電壓，其中該比較器的輸出(例如，圖10的數(shù)字字符625)接著用使能比較器信號EN_COMP 760將其使能大約6納秒，例如在t1(755)與t2(750)之間的這一段時間。
在時刻t2(750)，當(dāng)出現(xiàn)在該A/D轉(zhuǎn)換器的VDD數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換測量值被鎖存到A/D轉(zhuǎn)換器的輸出和輸入(例如圖10的數(shù)字字符625的輸入AD0到ADn-1)并且被AD_LT(735)使能時，AD_LT(735)(例如，圖10的626)變低。因此，在t2時刻(750)，完成這些增壓單元(例如，單元(3:0))的最后選定并且這些增壓單元可進(jìn)一步改變最后補(bǔ)償VBOOST輸出電壓632，如VBOOST曲線線段770、770a以及770b所示。例如，VBOOST曲線線段770例示了不需要最后的補(bǔ)償以改變來自預(yù)定的一組選定增壓單元的數(shù)字字符625。VBOOST曲線線段770a表示要需要進(jìn)一步增壓，而VBOOST曲線線段770b表示需要進(jìn)一步加負(fù)載以減少分別對應(yīng)于較大或較小的數(shù)字字符625數(shù)值的VBOOST。如前所述，在此典型的兩級電壓增壓器用的輸出VBOOST電壓值范圍在VDD與3VDD之間的范圍。
在時刻t3(780)，約在t2時刻(750)之后的3納秒，補(bǔ)償電路640根據(jù)數(shù)字字符625達(dá)到最后VBOOST值。該數(shù)字字符數(shù)值表明哪個單元514、614最后被用來提供增壓到最后數(shù)值。由t4時刻(785)，在實(shí)際存儲讀取操作期間，BOOST信號(745)再度變低并且讀取驅(qū)動輸出DRIVE OUTPUT(790)變高約8納秒，直到讀取時間705在時刻t5(795)結(jié)束。
根據(jù)本發(fā)明的一方面以及圖11的時序圖700，圖12到圖14為用于供電電壓補(bǔ)償?shù)氖痉兜膱D10的不同位的調(diào)整電壓增壓器電路600的示范的兩級電壓增壓單元614的示意圖。圖12的增壓單元800與圖13的900，每個均被數(shù)字字符625的輸入位AD0-AD3選擇性控制，因此也可被稱作“可選定的增壓單元”(例如，單元0-單元3，614)。邏輯電路810，910的不同在于哪一個單元被用作預(yù)增壓函數(shù)，以下將進(jìn)一步進(jìn)行說明。圖14的增壓單元1000不被數(shù)字字符輸入位控制，因?yàn)槠淇傆脕碓鰤阂蕴峁╊A(yù)設(shè)或最小增壓電壓輸出VBOOST，因此可被稱作“固定增壓單元”(例如單元4，615)。盡管所例示與標(biāo)示的增壓單元是應(yīng)用在特定的示范的輸入位(例如，AD(0)或AD(3))，該增壓單元圖與功能可應(yīng)用于任意輸入位數(shù)目的數(shù)字字符625。
例如，圖12的增壓單元800包括用于選定增壓單元的邏輯電路810、數(shù)字輸入位、用于雙倍增壓VBOOST632字線的兩個增壓電容器C 0a與C 0b、可分別預(yù)充電該增壓電容器C 0a與C 0b的預(yù)充晶體管管820與821以及用于串聯(lián)連接增壓電容器C 0a與C 0b的連接(耦合)晶體管868。使用邏輯電路810，由數(shù)字字符625的最小有效位(LSB’s)(例如，數(shù)字字符625的AD(0)或AD(1))提供輸入位AD(0)，選擇性地控制圖12的增壓單元800，該提供的輸入位AD(0)是被AD_LT(圖10的626，圖11的在t2(750)的735)所使能。如果也被例如AD(0)選定的話，當(dāng)增壓單元800開始要將VBOOST字線電壓增壓時，邏輯電路810進(jìn)一步被圖10的時序控制電路610的增壓定時662的輸入BOOSTD使能。
不過，起初，當(dāng)預(yù)充晶體管820被來自預(yù)充電柵極增壓器650的增壓柵極信號BOOST_H1使能，同時緩沖器812保持低電壓時，圖12的增壓電容器C0a被預(yù)充電到VDD。當(dāng)預(yù)充電電路晶體管622由另一通過VBOOST632字線的共同節(jié)點(diǎn)的來自預(yù)充電柵極增壓器650的增壓柵極信號BOOST_H2(656)使能時，以及當(dāng)預(yù)充晶體管管821由來自時序控制電路610的增壓定時器662的BOOSTB并將C 0b的較低端子拉到接地以使能時，增壓電容器C 0b預(yù)充電到VDD。
當(dāng)該增壓單元被選定用來增壓并被BOOSTDB使能，連接晶體管868將增壓電容器C 0a與C 0b串聯(lián)連接。大約同時，指示緩沖器812變高并將VDD用于串聯(lián)一對電容器的較低端子。增壓電容器C 0a與C 0b因此被迫充電共享增加2VDD電荷和緩沖器812供給的VDD，從而將VBOOST632字線增壓到3VDD的最大最后級別。不過，如前所述，因?yàn)樗性鰤簡卧⑦B于共同節(jié)點(diǎn)，VBOOST632字線實(shí)現(xiàn)的最后增壓電壓變成被選定的對應(yīng)于測定VDD的有效增壓電容量與有效負(fù)載電容量的比率的函數(shù)。圖13的增壓單元900與圖14的固定增壓單元1000作用類似于圖12的增壓單元800，因此不再進(jìn)行詳細(xì)描述以求簡短。
同樣，使用邏輯電路910，由提供輸入位AD(3)的數(shù)字字符625的最有效位(MSB’s)(例如AD(2)或AD(3)))，選擇性地控制圖13的增壓器900，該輸入位被AD_LT(例如圖10的626，以及圖11在t2(750)的735)所使能。邏輯電路910被輸入BOOSTD進(jìn)一步使能，該輸入BOOSTD來自圖10的時序控制電路610的增壓定時器662，并且如果也被例如AD(3)選定的話，當(dāng)增壓單元900要開始將VBOOST字線電壓進(jìn)行增壓時，邏輯電路910計(jì)時并提供增壓柵極電壓給預(yù)充晶體管。不過，與圖12的邏輯電路810相比，如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可預(yù)連接邏輯電路910，在BOOST時間周期的初始PREBOOST時序部分(例如，圖11在t0(740)到t2(750)之間)期間迫使該增壓單元增壓，以預(yù)先產(chǎn)生最后VBOOST字線電壓。此時也應(yīng)注意，在緩沖器912的輸出為低電壓而且C 3a與C 3b被串聯(lián)連接以充電共享他們每一個VDD的預(yù)充電荷，因此即使在預(yù)增壓時間周期，未預(yù)定的增壓單元會至少提供2VDD給增壓字線電壓。
如上所述，圖14的固定增壓單元1000(例如單元4，615)不被數(shù)字字符輸入位控制，因?yàn)槠湟恢庇脕碓鰤阂蕴峁╊A(yù)設(shè)或最小增壓電壓輸出VBOOST。除了沒有邏輯電路或數(shù)字輸入位，該固定增壓單元1000與位可選定的增壓單元類似。
圖15根據(jù)本發(fā)明的一方面，進(jìn)一步詳細(xì)說明圖10的示范的調(diào)整電壓增壓器電路600的預(yù)充電柵極增壓器1100與增壓器650。預(yù)充電柵極增壓器1100提供兩個增壓柵極電壓信號BOOST_H1(1101)與BOOST_H2(1102)。因?yàn)楸景l(fā)明的壓增壓器可運(yùn)行于很低的供電電壓，所以用來預(yù)充電增壓電容器的晶體管的柵極-驅(qū)動可能很小且需要高的次級閾值漏晶體管(high subthreshold leakage transistor)。因此，為確保在低供電電壓將預(yù)充晶體管管完全導(dǎo)通及關(guān)閉，可需要供給增壓電壓給預(yù)充晶體管管的柵極(例如，圖12的820，圖10的622)。
由單級電壓增壓電路1105提供增壓柵極電壓信號BOOST_H1(1101)，同時由雙級電壓增壓電路1115提供增壓柵極電壓信號BOOST_H2(1102)。單級增壓電路1105提供增壓柵極電壓信號BOOST_H1(1101)給所有增壓單元內(nèi)的預(yù)充晶體管(例如，圖12的820)。雙級增壓電路1115提供增壓柵極電壓信號BOOST_H2(1102)給預(yù)充電電路(例如，圖9的522，以及第10的622)。因此通過這些增壓電路來提供用于增壓單元預(yù)充電的時序與控制部分。
在每一個增壓單元的輸出使用開關(guān)電路，以切入或切出增壓單元。由于想要具有高速，因此不使用高電壓開關(guān)。因?yàn)槊恳粋€增壓單元被綁在一起，如果有些單元為關(guān)而其它單元為開，則關(guān)掉的單元，沿著字線線路，在“開單元”看來其作用如同負(fù)載。因此，在實(shí)施例中，在決定增壓單元(CBA、CBB、C0A、C0B...C(n-1)A、C(n-1)B)內(nèi)的各種電容器的尺寸時，要考慮這種作用。這可通過同時解出5個方程與5個未知數(shù)來完成(因?yàn)楸緦?shí)施例有連接到輸出的1個預(yù)增壓單元與4個增壓單元)，各方程有不同的VDD電壓值(例如1.6伏、1.7伏、1.8伏、1.9伏以及2.0伏)。對于每一個方程，在充電之前或之后被轉(zhuǎn)移到電容負(fù)載(capacitive loading)的電容器上的電荷是相等的。因?yàn)?個電容器串聯(lián)連接于每一個增壓單元之內(nèi)，彼等的等價電容量為C/2。5個方程列出如下VBOOST(C3/2+C2/2+C1/2+Co/2+CLOAD)+(VBOOST-2)(C4/2)＝2(C4+C3+C2+C1+C0+CLOAD)(1)VBOOST(C2/2+C1/2+Co/2+CLOAD)+(VBOOST-1.9)(C4/2+C3/2)＝1.9(C4+C3+C2+C1+C0+CLOAD)(2)VBOOST(C1/2+Co/2+CLOAD)+(VBOOST-1.8)(C4/2+C3/2+C2/2)＝1.8(C4+C3+C2+C1+C0+CLOAD)(3)VBOOST(Co/2+CLOAD)+(VBOOST-1.7)(C4/2+C3/2+C2/2+C1/2)＝1.7(C4+C3+C2+C1+C0+CLOAD)(4)VBOOST(CLOAD)+(VBOOST-1.6)(C4/2+C3/2+C2/2+C1/2+Co/2)＝1.6(C4+C3+C2+C1+C0+CLOAD)(5)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖16例示了示范的使用數(shù)字供電電壓補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整電壓增壓器(例如圖10的600)的示范的多級電壓增壓單元1200的等效電路。多級電壓增壓單元1200為圖8的兩級電壓增壓器450的延伸，其功能與運(yùn)行相似，因此為求簡短，不再進(jìn)行詳細(xì)描述。多級電壓增壓單元1200分別包括級(1，2，...m)1210、1220以及1230，其用于增壓該VBOOST字線1235達(dá)到(m+1)VDD的電壓值。每一個增壓級包括增壓電容器C1-m，可連接到VDD的上拉預(yù)充電開關(guān)PV(例如晶體管)，可連接到接地電壓的接地預(yù)充電開關(guān)PG(例如晶體管)。此外，每個多級電壓增壓單元1200具有可連接到用于預(yù)增壓和增壓時間周期的增壓電壓(例如，VDD)的增壓開關(guān)B，以將VDD用于串聯(lián)電容器C1(底部)增壓電容器。
另外，除了級1以外的所有級(1210)都有連接開關(guān)DB用來串聯(lián)連接所有增壓電容器C1-m，而每個增壓單元的級1，除了預(yù)設(shè)的固定增壓單元，具有來自例如A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字字符(例如圖10的625)的單個位輸入AD(0-(n-1))。特別是在級m，該上拉預(yù)充電開關(guān)PV(例如圖10的622以及在該增壓單元的外部)是被連接到VBOOST字線1235的共同節(jié)點(diǎn)，其對所有增壓單元是共同的并且連接到VDD。
本發(fā)明的另一個方面是提供一套方法，其用于調(diào)整存儲裝置內(nèi)的增壓操作(boost operation)，其可結(jié)合例示和描述的存儲裝置，以及其它存儲裝置而被應(yīng)用?，F(xiàn)在請參考圖17，其示范的方法1300用于調(diào)整存儲裝置內(nèi)的增壓操作。雖然例示與描述的示范的方法1300為一串聯(lián)的過程或事件，應(yīng)了解本發(fā)明并不受限于例示的過程或事件的順序，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，某些步驟可與在此圖示與描述的順序不同且/或與其它步驟并行。此外，依據(jù)本發(fā)明，這套方法并非所有例示的步驟是必要的。而且，應(yīng)了解該方法1300的實(shí)現(xiàn)可依據(jù)在此例示與描述的裝置與系統(tǒng)，也可依據(jù)未例示的其它系統(tǒng)。
該方法1300包括將多級電壓增壓器的多個增壓單元預(yù)充電，同時開始檢測供電電壓級別(例如，A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字熱感器)，以控制用于對應(yīng)到供給誤差的增壓電壓補(bǔ)償電路的一個或更多增壓單元，并且校正反映于電壓增壓電路的輸出中的供給級別誤差。該調(diào)整增壓操作方法由步驟1302開始。在步驟1304，首先將每一個增壓單元內(nèi)的增壓電容器預(yù)充電到供電電壓(例如，VDD)，同時將該供給級別檢測電路使能以開始取樣及測量供電電壓級別。在步驟1306，將每一個增壓單元內(nèi)的VBOOST輸出節(jié)點(diǎn)(例如，圖10的632)可以轉(zhuǎn)換為供給電壓級別。在步驟1308，在每一個增壓單元內(nèi)的增壓電容器串聯(lián)連接(例如，圖8的開關(guān)DB 468，或圖12的868)。在步驟1310，由將一組或更多預(yù)設(shè)(例如，通過圖13的預(yù)置邏輯電路910)增壓單元(例如，圖13的900)與固定增壓單元(例如，圖14的1000)連接到該供電電壓，VBOOST輸出節(jié)點(diǎn)的預(yù)增壓開始進(jìn)行，并且讓增壓單元的電容器充電共享到電壓增壓器電路的VBOOST輸出節(jié)點(diǎn)。在該供電電壓值仍在確定的過程中時，產(chǎn)生此預(yù)增壓。
當(dāng)數(shù)據(jù)可用時，例如，通過A/D鎖存信號AD_LT(例如，圖6的346，圖10的626)，該供電電壓級別檢測電路產(chǎn)生一個或多個的供電電壓級別檢測信號(例如345與圖6的A/D342相關(guān)，或者圖10的625有關(guān))，對應(yīng)于與由參考電壓設(shè)定的目標(biāo)值作過比較的ΔVDD，從而在步驟1312將該供電電壓級別檢測信號用于增壓補(bǔ)償電路，其中已增壓的電壓大于供電電壓。
在步驟1314，將該供給級別檢測信號用來選定一個或多個增壓單元，其與固定增壓單元一起被連接到供電電壓且使其相互充電共享并且將供電電壓施加到增壓單元以及電壓增壓器電路的VBOOST輸出節(jié)點(diǎn)。另外，在增壓期間，某些單元可能被取消選定以提供補(bǔ)償(調(diào)整)。之后，為了確定存儲在存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)數(shù)值，在步驟1316產(chǎn)生源自應(yīng)用補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整增壓電壓VBOOST。之后該調(diào)整增壓操作在步驟1318結(jié)束，并且該方法1300可重復(fù)用于隨后的存儲裝置的電壓增壓與讀取操作。因此該套方法1300在電壓增壓電路中提供了快速而準(zhǔn)確的電壓增壓，該電壓增壓電路使用A/D轉(zhuǎn)換器以補(bǔ)償VDD電壓的變化，其在閃存陣列的讀取操作期間，可用于存儲核心單元的字線。所以，該方法1300產(chǎn)生與VDD的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的VBOOST電壓。根據(jù)本發(fā)明可以提供該方法的其它變化，由此完成增壓電壓的補(bǔ)償或調(diào)整。
盡管本發(fā)明已對有關(guān)的一個或更多具體實(shí)施例進(jìn)行圖示及描述，不過其它本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀及了解本說明書及其附圖之后即可進(jìn)行等效的變化與修改。特別是關(guān)于通過上述組件(例如，組件，裝置，電路等等)實(shí)現(xiàn)的不同的功能，被用于描述這些組件的術(shù)語(包括“方法”的參考)，即使與完成本發(fā)明在此例示的具體例示的典型執(zhí)行已揭示的結(jié)構(gòu)沒有結(jié)構(gòu)性等效，除非另行申明，其都確定為與完成描述組件的特定功能(換言之，功能性等價)的任何組件相當(dāng)。此外，雖然本發(fā)明的特定特性只關(guān)于幾個實(shí)現(xiàn)的一個進(jìn)行表示，但是在對任何給定或特殊的應(yīng)用為有必要及有利時，此特性可與其它實(shí)現(xiàn)的一個或更多其它特性組合。而且，使用于具體說明書與權(quán)利要求中的“包括(include)”一詞確定是與“包含(comprising)”包括的方式相似。
工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明公開的用于產(chǎn)生增壓電壓的系統(tǒng)與方法，其可以用于在場閃存系統(tǒng)以在低電源供電電壓提供快速調(diào)整電壓。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生調(diào)整增壓電壓(348，532)的系統(tǒng)(340，500)，其包括多級電壓增壓電路(347，540)，其可運(yùn)行以接收供電電壓(343)以及來自供電電壓檢測電路(342)的一個或多個輸出信號(345，346，525，526)以產(chǎn)生數(shù)值大于該供電電壓(343)的增壓字線電壓(348，532)，該電壓增壓電路(347，540)包括預(yù)充電電路(522)；多個增壓單元(514，515)，其中每一個具有多個增壓級(1210，1220，1230)以及級預(yù)充電(456a)開關(guān)(622)，其中這些增壓單元與預(yù)充電電路連接到共同節(jié)點(diǎn)(348，425，532)；時序控制電路(510)，其可運(yùn)行以初始化并控制該預(yù)充電電路(522)與該級預(yù)充電開關(guān)，以在預(yù)充電時序(730)期間可將該多個增壓單元(514，515)的級(1210，1220，1230)初始充電到供電電壓(341)，在預(yù)增壓時序(747)期間以及在增壓時序(745)期間進(jìn)行初始化并控制該增壓單元的電壓增壓，其中該多個增壓單元的級被串聯(lián)連接(DB)(468)以在級間進(jìn)行充電共享，并且在預(yù)增壓時序期間連接一組預(yù)定數(shù)目的增壓單元到該共同節(jié)點(diǎn)(348，452，532)以提供中間電壓(747)給該共同節(jié)點(diǎn)，從而在該共同節(jié)點(diǎn)預(yù)先產(chǎn)生最后已增壓電壓(770，770a，770b)，其是在增壓時序期間被提供的；以及其中該電壓增壓電路(347，540)可運(yùn)行以接收來自該供電電壓檢測電路(342)的一個或多個輸出信號(345，346，或525，526)，并且在增壓時序(745)期間基于該一個或多個輸出信號改變該多級電壓增壓電路的增壓增益，從而使得在共同節(jié)點(diǎn)處的增壓電壓(348，452，532)與供電電壓值實(shí)質(zhì)上無關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，改變其中該電壓增壓電路(430，540)的增壓增益是改變有效增壓電容量(435)與有效負(fù)載電容量(440)，從而產(chǎn)生與供電電壓的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的增壓電壓(442，532)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該時序控制電路(510)包括預(yù)充電柵極增壓器(550)，其可運(yùn)行以提供增壓柵極信號(556)給該預(yù)充電電路(522)和級預(yù)充電開關(guān)(820，920，1020)以可在預(yù)充電時序(730)期間將多個增壓單元(514，515)初始充電到供電電壓；增壓定時器(562)，其可運(yùn)行以在預(yù)增壓時序(747)期間以及在增壓時序(745)期間進(jìn)行初始化并控制這些增壓單元(540)的電壓增壓，其中多個增壓單元的級都串聯(lián)連接(468)以在級間充電共享；以及其中該時序控制電路(510)進(jìn)一步運(yùn)行以連接預(yù)定數(shù)目的增壓單元到該增壓共同節(jié)點(diǎn)(532)，以在預(yù)增壓期間提供中間電壓(747)到已被增壓的共同節(jié)點(diǎn)，從而在增壓時序(745)期間預(yù)先產(chǎn)生該最后增壓共同節(jié)點(diǎn)電壓值(770，770a，770b)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中這些多個增壓單元(514，515，800，900，1000)的一個或多個增壓單元包括多個具有級電容器(COa，COb)的增壓級(1210，1220，1230)，其中每一級可運(yùn)行以提供與該應(yīng)用供電電壓有關(guān)的電壓數(shù)值給該已被增壓的字線輸出電壓；級預(yù)充電開關(guān)(圖8，820，920，1020)，其可運(yùn)行以連接該供電電壓到該增壓單元的多個增壓級，當(dāng)在預(yù)充電時序(730)期間被該預(yù)充電柵極增壓器(550)指示時，其可初始充電這些級到供電電壓；以及連接開關(guān)(圖8，868，968，1068)，其可運(yùn)行以串聯(lián)連接該增壓單元的多個級，以在這些級電容器(456a，456b，460a，460b)間共享電荷；其中該增壓單元可運(yùn)行以在預(yù)充電時序(730)期間接收來自該預(yù)充電電路(465a，522)在共同節(jié)點(diǎn)處的預(yù)充電。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(340，500)，其中這些多個增壓單元(514，515)的一個或多個增壓單元進(jìn)一步包括邏輯電路(810，910)，其可運(yùn)行以判定該增壓單元是否已被設(shè)置成可在預(yù)增壓時序(747)期間根據(jù)來自增壓定時器(562)的輸入提供中間電壓給該已被增壓的共同節(jié)點(diǎn)(623)，并且可運(yùn)行以接收來自該供電電壓檢測電路(342)的輸出信號(345，346，525，526)中的一個以判定該增壓單元是否已被選定在增壓時序(745)期間可提供電壓增壓，或者是該級電容器(COa，COb)是否可充當(dāng)負(fù)載電容器(440)，以及進(jìn)一步可運(yùn)行以在預(yù)增壓時序期間提供中間電壓給該已被增壓的共同節(jié)點(diǎn)，從而預(yù)先產(chǎn)生最后已增壓的共同節(jié)點(diǎn)電壓(770，770a，770b)，其是在增壓時序期間響應(yīng)于來自該供電電壓檢測電路(342)的輸出信號而被提供的。
6.一種產(chǎn)生與供電電壓的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的增壓電壓(348，532)的方法(1300)，其包括改變用于產(chǎn)生響應(yīng)于檢測到的供電電壓值的電壓增壓電路的增壓增益，其中該增壓增益變化使該增壓電壓與供電電壓的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)，其中增壓增益的改變出現(xiàn)在兩個時期中，其一是在預(yù)增壓時期，當(dāng)該供電電壓被檢測到時，該增益被改變?yōu)轭A(yù)定數(shù)量，以及另一個是在預(yù)增壓時期隨后的增壓時期，基于被檢測到的供電電壓值，該增益被改變?yōu)榱硪粩?shù)值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法(1300)，其中該電壓增壓電路的增壓增益的改變包括改變有效增壓電容量(435)與有效負(fù)載電容量(440)，從而產(chǎn)生與供電電壓的變化實(shí)質(zhì)上無關(guān)的已被增壓的字線電壓(442)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法(1300)，其中該電壓增壓電路包括多個增壓單元(514，515)，每一個單元具有多個增壓電容器(圖16的C1-Cm)，這些增壓單元具有連接到該電壓增壓電路的輸出節(jié)點(diǎn)與預(yù)充電電路的第一端子，連接到增壓信號的第二端子，以及連接到來自己被檢測到的供電電壓值的一個或多個輸出信號的第三端子，并且其中該電壓增壓電路進(jìn)一步包括負(fù)載電容器，其具有連接到電路接地電位的第一端子與連接到該輸出節(jié)點(diǎn)的第二端子，其中該增壓增益的改變包括當(dāng)通過連接多個電容器的第一端子到供電電壓以及連接多個電容器的第二端子到接地電位，將這些增壓單元(514，515)的增壓電容器預(yù)充電時，使能該供電級別的檢測以提供來自己被檢測的供電電壓值的一個或多個的輸出信號給該電壓增壓器電路的輸入端子；允許該電壓增壓電路的輸出節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為大約等于供電電壓的級別；將每一個增壓單元內(nèi)的多個增壓電容器串聯(lián)連接；連接一個或多個增壓單元及一個固定增壓單元的第二端子到供電電壓級別，并且使這些串聯(lián)的電容器可充電共享以預(yù)增壓該電壓增壓電路的輸出節(jié)點(diǎn)；當(dāng)該供電電壓級別檢測信號數(shù)據(jù)為有效時，將該供電電壓級別檢測信號應(yīng)用到這些增壓單元；連接多個增壓單元的一個或多個已選定的增壓單元與一個固定增壓單元的第二端子到供電電壓級別；以及基于來自己被檢測到的供電電壓值的一個或多個輸出信號，允許這些增壓電容器充電共享供電電壓以增壓該電壓增壓電路的輸出節(jié)點(diǎn)到最后增壓電壓，從而基于已被檢測到的供電電壓值，改變與增壓電容器與負(fù)載電容器有關(guān)的有效增壓電容量及有效負(fù)載電容量。
9.如權(quán)利要求6所述的方法(1300)，其中一個或更多預(yù)定的增壓單元是在預(yù)增壓時間周期(747)期間暫時被迫使為開狀態(tài)以預(yù)先產(chǎn)生最后增壓電壓(770，770a，770b)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法(1300)，其中所有這些增壓單元(514，515)在預(yù)增壓時間周期(747)期間暫時被迫使為開狀態(tài)以預(yù)先產(chǎn)生最后增壓電壓(770，770a，770b)。
全文摘要
本發(fā)明公開的閃存陣列系統(tǒng)(340，350，500，1200)與方法(1300)是用于產(chǎn)生讀取操作的調(diào)整增壓字線電壓(348，452，532，1235)。該系統(tǒng)包括多級電壓增壓電路(347，500)，其可運(yùn)行以接收供電電壓(343)以及一個或多個來自供電電壓檢測電路(342)的輸出信號(345，346，525，526)以產(chǎn)生數(shù)值大于該供電電壓(540)的增壓字線電壓(348，532)。該電壓增壓電路包括預(yù)充電電路(522)與多個增壓單元(540)，其連接到增壓字線的共同節(jié)點(diǎn)(532)，還包括時序控制電路(510)。多個充電單元的級(1210，1220，1230)都串聯(lián)連接在級間充電共享，以及連接一組預(yù)定數(shù)目的增壓單元到增壓字線共同節(jié)點(diǎn)(532)以在預(yù)增壓時序期間提供中間電壓給增壓字線，從而預(yù)先產(chǎn)生最后增壓字線電壓(770，770a，770b)，其是在增壓時序(745)期間被提供的。該電壓增壓電路可運(yùn)行以接收來自該供電電壓檢測電路的一個或更多信號，并且基于一個或更多輸出信號改變多級電壓增壓電路的增壓增益，從而使增壓字線電壓與供電電壓值實(shí)質(zhì)上無關(guān)。
文檔編號G11C8/00GK1771563SQ200480009300
公開日2006年5月10日 申請日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者B·Q·利, C·T·利, L·克利夫, P-L·陳 申請人:先進(jìn)微裝置公司