[发明专利]钳位电路及闪速电可擦写存储器有效
申请号: | 201010275183.X | 申请日: | 2010-09-02 |
公开(公告)号: | CN102385927A | 公开(公告)日: | 2012-03-21 |
发明(设计)人: | 谷炜炜;杨震;郭兵;金凤吉;詹奕鹏 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 |
主分类号: | G11C16/14 | 分类号: | G11C16/14 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 骆苏华 |
地址: | 201203 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电路 闪速电可 擦写 存储器 | ||
技术领域
本发明涉及半导体器件,特别涉及能改进闪速电可擦写存储器温度效应的钳位电路及其对应闪速电可擦写存储器。
背景技术
在当前的闪速电可擦写存储器(Flash EEPROM)的电源电路中,由电荷泵所提供的电压(Vcp)被用于存储单元的写入和擦除。Flash EEPROM的工作温度范围是-40~125℃,在-40~125℃工作温度范围内,存储单元的安全工作电压是15.5~16.5V,若实际的工作电压超过安全工作电压的范围会造成存储单元中的NMOS管被击穿或造成写操作不充分,所以Vcp的稳定性对器件的性能至关重要。然而,目前的情况是电荷泵的输出电压特性不稳定,振幅波动较大,因此钳位电路被用于将电荷泵的输出电压钳位在一定的范围之内。
图1是现有闪速电可擦写存储器电路结构中,电荷泵、钳位电路以及存储器阵列的的电路结构示意图。如图1所示的,现有闪速电可擦写存储器的结构包含电荷泵11、钳位电路12、存储器阵列13。现有的钳位电路通常由两个二极管以背对背的结构组成,具体包括第一二极管和第二二极管。第一二极管正极接电荷泵输出端,第一二极管负极接第二二极管负极,第二二极管正极接地。钳位电路与存储器阵列相电连接。在向电荷泵注入电荷时,电荷泵对钳位电路输出电压,电荷泵的输出电压(VCP)通常大于钳位电路的击穿电压(Diodo_BVD),此时钳位电路被击穿,有电流通过钳位电路,一部分电荷经过钳位电路流入大地,从而将电荷泵的输出电压调低,通常,经钳位电路钳位后的输出电压(Vpp)等于钳位电路的击穿电压。从而,钳位电路为闪速电可擦写存储器提供安全的电源电压。
但是实际的情况是,现有钳位电路的输出电压受温度影响严重。这使得现有钳位电路无法在-40~125℃的工作温度范围内为闪速电可擦写存储器提供安全稳定的电源电压。图2中描述了现有钳位电路的工作温度与输出电压的关系。从图中可以明显看出,在-55~125℃的温度范围内,钳位电路的输出电压随温度变化明显,在10℃以及更低的温度下的输出电压超过了闪速电可擦写存储器的安全工作电压的范围。
公告号为CN1465074A的专利中公开了一种提供低温度系数的闪速电可擦写存储器电路,包括分别具有第一和第二阈值电压,第一和第二控制电极的第一和第二闪速电可擦写存储器单元,所述第一和第二控制电极相互连接,从而以第一阈值电压与第二阈值电压的差的形式来提供低温度系数的输出电压。但是这种电路相对复杂,不利于简化工艺。
发明内容
本发明解决的一个问题是提供一种结构简单,温度系数低,消耗效应小的钳位电路,本发明解决的另外一个问题是提供包含温度系数低的钳位电路的闪速电可擦写存储器。
本发明所提供的钳位电路包含二极管和NMOS晶体管,其中,二极管的正极接外部电源,二极管的负极与NMOS晶体管的源极和/或漏极相电连接,NMOS晶体管的栅极与衬底接地。
所述的NMOS晶体管的沟道长度不小于1μm。
所述的钳位电路的工作温度为-40~125℃。
在-40~125℃的工作温度范围内,所述钳位电路的输出电压为15.5~16.5V。
所述的NMOS晶体管中形成GIDL电流时,NMOS晶体管处于沟道未开启状态。
本发明所提供的闪速电可擦写存储器包含电荷泵,钳位电路,存储器阵列,其中,钳位电路包含二极管和栅极接地NMOS晶体管,
二极管的正极接电荷泵输出端,二极管的负极与NMOS晶体管的源极和/或漏极相电连接,NMOS晶体管衬底接地,
存储器阵列与钳位电路相电连接。
所述Flash EEPROM的工作温度范围为-40~125℃。
在-40~125℃的工作温度范围内,所述钳位电路的击穿电压为存储器阵列的安全工作电压。
在-40~125℃的工作温度范围内,所述钳位电路的击穿电压为15.5~16.5V。
所述钳位电路中,NMOS晶体管的沟道长度不小于1μm。
工作时,钳位电路中NMOS晶体管处于沟道未开启状态。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:利用NMOS晶体管替代二极管,减小了钳位电路的温度效应;另外,本发明中,栅诱导势垒降低,雪崩击穿与齐纳击穿共同发挥作用,对晶体晶格结构的影响远小于雪崩击穿单独发挥作用时的影响,从而减小器件的消耗效应。
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