存储器器件 |
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| 申请号 | CN201620144215.5 | 申请日 | 2016-02-25 | 公开(公告)号 | CN205406095U | 公开(公告)日 | 2016-07-27 |
| 申请人 | 意法半导体(鲁塞)公司; | 发明人 | F·塔耶; M·巴蒂斯塔; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供一种 存储器 器件，其特征在于，包括：用于携载供给 电压 的供给电压 节点 ；电可编程及可擦除 只读存储器 单元；以及写入周期 控制器 ，被配置为在所述供给电压减小的情况下增大写入周期的持续时间。本实用新型能够以有效率的方式操作的EEPROM类型的存储器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种存储器器件，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 存储器器件技术领域背景技术[0002] EEPROM类型的存储器槽通常包括具有允许数据项的存储的浮置栅极、驱动栅极、源极区域和漏极区域的晶体管。这样的存储器槽使用在晶体管的浮置栅极上的电荷的非易失性存储的原理。 [0003] 传统地，用于写入数据项的操作或周期包括擦除步骤，其后是编程步骤。编程通过使用具有高值(通常在13至15伏的数量级)的电压脉冲、将电子从浮置栅极通过隧道效应注入到漏极的福勒-诺德海姆(Fowler-Nordheim)效应而被实现。 [0004] 擦除也通过福勒-诺德海姆效应而被实现，电子通过隧道效应从漏极被注入到浮置栅极，并且也通过使用与编程脉冲类似的擦除脉冲而被执行。 [0005] 编程和擦除脉冲习惯上通过常规包括一个或多个电荷泵级的脉冲生成器、以斜坡之后是平台的形式而被生成。 [0007] 电荷泵将必须提供的在写入操作期间消耗的电流可以被表示为连续成分(DC)和动态成分(AC)。 [0008] 消耗的电流的连续成分大致上源于在写入操作期间接收高电压的晶体管内部的泄漏电流，并且如果合适的话源于这些晶体管处于其中的井。 [0010] 实际中，可能的是根据等式(1)表达由电荷泵消耗的电流： [0011] Ip＝(Ic+Ctot.dV/dt).(Vpp/Vdd).1/Eff (1) [0012] 其中Ip表示消耗的电流，Ic是该消耗的电流的连续成分，Ctot是接收高电压的电路的节点的等效电容，dV/dt表示斜坡的斜率，Vpp表示输出高电压，Vdd表示供给电压，并且Eff表示电荷泵的效率。 [0014] 实际中，在低供给电压Vdd处的操作通常也需要低供应电流。电流Ip的高消耗因此有损于供给电压低的系统。 [0015] 现在，依据等式(1)，消耗的电流愈发可观，项Vpp/Vdd越大，并且因此供给电压Vdd越小。 [0016] 而且，特别在高密度存储器系统中，存在关于EEPROM类型存储器在高频上或短时间(例如每次写入周期大致1ms)内写入的需要。 [0017] 现在，依据等式(1)，消耗的电流愈发可观，项dV/dt越大，并且因此所提供的写入时间越短。 [0018] 最终，经常需要的是一个以及相同的存储器能够在宽范围的供给电压上操作，通常从1.6伏特到5.5伏特。 [0019] 现在，根据在例如1.6V的低压处的短写入时间大小被调整为可靠的脉冲生成器随后在以通常在2.5伏特之上的高电压操作时被过量调整大小。它们因此在生成可观的、潜在有害的电流尖峰时在高电压处缺乏效率并且需要可观的区域。实用新型内容 [0020] 本实用新型解决的问题在于如何提出一种能够以有效率的方式操作的EEPROM类型的存储器，特别是关于电荷泵，在供给电压的宽范围上，例如1.6伏特至5.5伏特。 [0022] 在一个实施例中，所述写入周期控制器被配置为以与比标称值低的所述供给电压的至少一个步长值各自对应的至少一个步长增大所述写入周期的所述持续时间。 [0023] 在一个实施例中，所述写入周期控制器包括比较器，所述比较器被配置为比较所述供给电压的当前值与所述至少一个步长值。 [0024] 在一个实施例中，所述比较器被配置为在所述写入周期已经开始之前进行比较。 [0025] 在一个实施例中，进一步包括写入电路，所述写入电路包括脉冲生成器，所述脉冲生成器被配置为生成包括擦除脉冲或编程脉冲的脉冲，其中所述写入周期控制器被配置为通过增大所述脉冲的所述持续时间而增大所述写入周期的所述持续时间。 [0026] 在一个实施例中，所述脉冲生成器被配置为生成擦除脉冲以及之后的编程脉冲，并且其中所述写入周期控制器被配置为通过增大所述擦除脉冲和所述编程脉冲的所述持续时间而增大所述写入周期的所述持续时间。 [0027] 在一个实施例中，所述脉冲包括电压斜坡以及之后的平台，并且其中所述写入周期控制器被配置为通过增大所述电压斜坡的所述持续时间而增大所述脉冲的所述持续时间。 [0028] 在一个实施例中，所述脉冲包括电压斜坡以及之后的平台，并且其中所述写入周期控制器被配置为通过增大所述平台的所述持续时间而增大所述脉冲的所述持续时间。 [0029] 在一个实施例中，所述写入周期控制器被配置为当所述平台的所述持续时间被增大时以减小的值生成所述平台。 [0030] 在一个实施例中，所述写入周期控制器被配置为以与比标称值低的所述供给电压的至少一个步长值各自对应的至少一个步长增大所述写入周期的所述持续时间；所述写入周期控制器包括比较器，所述比较器被配置为比较所述供给电压的当前值与所述至少一个步长值；所述存储器器件进一步包括写入电路，所述写入电路包括脉冲生成器，所述脉冲生成器被配置为生成包括擦除脉冲或编程脉冲的脉冲，其中所述写入周期控制器被配置为通过增大所述脉冲的所述持续时间而增大所述写入周期的所述持续时间；所述脉冲包括电压斜坡以及之后的平台，并且其中所述写入周期控制器被配置为通过增大所述电压斜坡的所述持续时间而增大所述脉冲的所述持续时间；以及所述写入周期控制器被配置为如果所述供电电压大于所述步长值则针对固定在标称持续时间的持续时间生成所述电压斜坡以及如果所述供给电压小于所述步长值则针对比所述标称持续时间大的持续时间生成所述电压斜坡。 [0031] 在一个实施例中，所述供给电压落在大约1.6V与大约5.5V之间，并且所述步长值是大约2.5V。 [0032] 提出的解决方案包括作为供给电压的函数的写入时间的受控调配，由此允许存储器的脉冲生成器、特别是电荷泵以既在低压也在高压处的有效率的方式操作，而没有电荷泵的过量调整大小，这在空间上转移到增益。附图说明 [0033] 本实用新型的其它优点和特征将在检查实施方案和实施例和附图中的全部非限制性方式的详细描述中变得显而易见，在附图中： [0034] 图1至图5示例性地图示了本实用新型的实施方式和实施例的各种方式。 具体实施方式[0035] 图1示意性地表示根据本实用新型的EEPROM类型的存储器器件DIS。 [0036] 该器件DIS由例如包括电池单元或电池的电源ALIM供电，并且包括存储单元MMEM和控制器MCTRL。 [0037] 存储单元MMEM包括存储器槽CEL的存储器平面PM，此外常规上还有解码器行和列DECX和DECY，以及本身已知的常规结构的写入电路MECR。 [0038] 写入电路MEC特别是包括脉冲生成器以用于生成高压脉冲MGHV，该脉冲生成器特别是包括例如基于模拟积分器、多个电荷泵级、振荡器、以及相关的调节的斜坡生成器。 [0039] 该调节使得能够控制电荷泵的输出电压。振荡器在电荷泵的输出超过高参考值时被停止。由于电荷的关系，电荷泵的输出电压随后开始减小。一旦电荷泵的输出电压小于低参考值，振荡器重新开始。在低参考值与高参考值之间的电压差异(滞后)确保稳定性。该电压差例如是100毫伏的数量级。 [0040] 该斜坡特别是凭借模拟积分器而被生成，该模拟积分器包括由恒定电流充电的电容器以及之后的电压跟随器。 [0041] 该斜坡也可以通过充电泵本身的调节而被生成。实际上，调节电压本身可以是斜坡的形状。 [0042] 如前面指出的，脉冲(斜坡+平台)的持续时间由模拟或数字计时表(“计时器”)而被驱动。 [0043] 通过指示的方式，数字计时器可以包括被连接到计数器的固定频率振荡器。计数器当在充电泵开始时开始，并且计数的结束标记脉冲的结束。 [0044] 平台的特性(持续时间、电压)特别是由时计和设定点值所确定。 [0046] 比较器MCMP例如包括特别是能够比较供给电压的值与控制值或步长值VPAL的常规结构的比较器电路。 [0047] 比较器MCMP也能够向驱动器MCM传递比较的结果或者能够例如在寄存器SR中存储它。 [0048] 作为供给电压Vdd与步长值VPAL的比较结果的函数，驱动器MCM特别是调节模拟积分器的和电荷泵调节的电容器的电容和电流的值，振荡器的频率，要不然是计数器的计数的期限，使得脉冲生成器根据较长或较短的持续时间而生成脉冲。 [0049] 更精确地，如果比较器MCMP指示了供给电压大于步长值VPAL，那么驱动器MCM将增大斜坡生成器电流的值，和/或降低由电流所充电的电容器的电容。 [0050] 这样的调节转换为在生成斜坡的持续时间中的降低。 [0051] 相反地，如果比较器MCMP指示了供给电压小于步长值VPAL，那么驱动器MCM将减小斜坡生成器电流的值，并且增大由电流所充电的电容器的电容。 [0052] 这样的调节转换为在生成斜坡的持续时间中的增大。 [0053] 电流和电容的变化各自例如通过作用于电流镜的比率以及同构交换电容器而以常规方式进行。 [0054] 而且，驱动器可以特别是通过减小振荡器的频率并且通过增大计数器的技术的期限而增大平台的持续时间。 [0055] 驱动器MCM还可以通过例如减小电荷泵调节器的高参考值和低参考值而减小平台的电压。 [0056] 根据实施方式和实施例的优选方式，平台针对与对应的斜坡的生成的持续时间成比例的持续时间而被生成。 [0057] 在存储器器件DIS中存在并且对本实用新型的理解不是必不可少的其它常规电路出于简易化的目的而有意地并未在图1中被表示。 [0058] 从脉冲生成器MGHV升高的脉冲的各种轮廓将随后以更多细节被研究。 [0059] 特别是，图2至图5表示由脉冲生成器MGHV的一个以及相同的配置所生成的脉冲的轮廓，但由驱动器MCM针对各种供给电压Vdd以及本实用新型的实施方式或实施例的各种方式所驱动。 [0060] 以下，电荷泵特别是被调节大小从而以有效率的方式并且根据与电荷泵的扇出兼容的写入操作的消耗经由大于步长值的供给电压生成短持续时间脉冲。 [0061] 该大小调节也使得能够以有效率的方式并且根据与电荷泵的扇出兼容的写入操作的消耗经由低供给电压生成短长持续时间脉冲。 [0062] 图2A图示了经由大于步长值VPAL的供给电压Vdd与示例性短持续时间写入周期对应的脉冲的轮廓。 [0063] 在该示例中，写入操作通过擦除脉冲IMP11以及之后的编程脉冲IMP12而被实施。 [0064] 每个脉冲IMP11、IMP12展示了通常在15伏特的标称电平Vplt的斜坡RMP1以及之后的平台PLT1。 [0065] 通过指示，写入操作的持续时间例如可以是1ms，并且每个脉冲IMP11、IMP12可以大致是0.5ms的数量级的相同持续时间(t2-t0)，其中斜坡RMP1的持续时间(t1-t0)和平台PLT1的持续时间(t2-t1)相等并具有0.25ms的数量级。 [0066] 当然，对于写入操作或周期的一个以及相同的持续时间，例如1ms，脉冲IMP11、IMP12可展示各种持续时间和/或各种值的斜坡和/或平台。 [0067] 根据本实用新型的一个方面，供给电压Vdd在步长值VPAL以下的减小滋生在写入周期的持续时间中的增大。 [0068] 图2B图示了与写入周期对应的脉冲的轮廓，其持续时间已经被增大，在供给电压Vdd低于步长值VPAL的情况下。 [0069] 通过指示的方式，在该情况下，写入操作的持续时间例如可以是4ms，并且擦除脉冲IMP21和编程脉冲IMP22可以大致是相同持续时间。 [0070] 脉冲IMP21、IMP22可以展示(根据本实用新型的实施例或实施方式的方式)各种持续时间和/或各种值的斜坡和/或平台，如在图3至图5中具体呈现的。 [0071] 图3图示了可以是擦除脉冲或者是编程脉冲的脉冲IMP3，展示了斜坡RMP3以及之后的平台PLT3，通常在15伏特的标称电平Vplt。 [0072] 相对于图2A中表示的脉冲，该脉冲IMP3展示了斜坡RMP3的增大的持续时间以及平台PLT3的持续时间。 [0073] 通过指示的方式，脉冲IMP3的持续时间(t4-t0)可以是2ms，并且斜坡RMP3的持续时间(t3-t0)以及平台PLT3的持续时间(t4-t3)大致相同，其可能的值大约是1ms。 [0074] 图4图示了可以是擦除脉冲或者是编程脉冲的脉冲IMP4，展示了斜坡RMP4以及之后的平台PLT4，通常在15伏特的标称电平Vplt。 [0075] 相对于图2A中表示的脉冲，该脉冲IMP4展示了斜坡RMP4的增大的持续时间以及平台PLT4并未增大的持续时间。 [0076] 通过指示的方式，脉冲IMP4的持续时间(t5-t0)可以是大约1.25ms，并且斜坡RMP4的持续时间(t3-t0)以及平台PLT4的持续时间(t5-t3)可以各自是大约1ms和0.25ms。 [0077] 图5图示了可以是擦除脉冲或者是编程脉冲的脉冲IMP5，展示了斜坡RMP5以及之后的在电平Vplt'的平台PLT5。 [0078] 相对于图2A中表示的脉冲，该脉冲IMP5展示了斜坡RMP3的和平台PLT5的增大的持续时间，以及平台的减小的量。平台PLT5的值Vplt'低于前述实施例的平台的值Vplt，并且例如可以是14V。 [0079] 通过示例的方式，脉冲IMP5的持续时间(t4-t0)可以大约是2ms，并且斜坡RMP5的持续时间(t3-t0)以及平台PLT5的持续时间(t4-t3)大致相同，其可能的值大约是1ms。 [0080] 本实用新型并不被限于已经被描述的实施方式的方式和实施例而是包括其所有变体。 [0081] 因而，擦除和编程脉冲可关于斜坡的持续时间、幅值、平台的持续时间或总持续时间各不相同。 [0082] 类似地，可能设想的是，增大平台的持续时间但不增大斜坡的持续时间，以及例如以降低静态消耗的目的而减小平台的电压。 |
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