[发明专利]半导体装置中控制输出电压斜度的电压驱动电路

说明书

技术领域

本发明提出半导体存储装置中，控制输出电压值驱动能力的电压驱动电路。

背景技术

众所皆知，半导体存储装置能储存数据位于一存储阵列中。举例而言，与非门(NAND)闪存储存数据于存储阵列中。图1A显示一个典型与非门(NAND)快闪存储装置100的基本元件方块图。此存储装置100包括一存储阵列102，在其中包括某些数目为″i″的存储串行MS1-MSi。每一个存储串行MS1-MSi包括各自群组的″j″个存储单元，串联于一共同源极线与各自的位线BL1-BLi之间。因此，此存储阵列102包括有i×j个存储单元数组，其中i和j是与存储阵列102容量相关的整数。

每一个存储串行MS1-MSi包括相同数目的″j″个串联的浮动栅极晶体管(未示)，每一个组成其各自的存储单元。此浮动栅极晶体管的每一个栅极字线WL1-WLj由来自列译码器104的信号控制。字线WL1-WLj与所有的存储串行MS1-MSi连接；字线WL1-WLj控制存储串行MS1-MSi每一个浮动栅极晶体管的栅极。

一条串行选择线SSL及接地选择线GSL也与所有的存储串行MS1-MSi连接。每一个存储串行MS1-MSi包括有各自的串行选择晶体管(未示)。此串行选择线SSL控制存储串行MS1-MSi的串行选择晶体管；而接地选择线GSL控制存储串行MS1-MSi的接地选择晶体管。此串行选择晶体管控制介于存储串行MS1-MSi与其各自的位线BL1-BLi之间的连接；而此接地选择晶体管控制介于存储串行MS1-MSi与共同源极线之间的连接

此源极线的电压值是由源极线控制电路106来控制。此位线BL1-BLi对应的电压值则是由各自的感应放大器108a-108i及夹钳晶体管CT1-CTi来控制。根据存储单元所执行的不同操作，所施加的电压值亦需改变。典型操作的范例包括读取及写入操作，其中写入操作可以根据存储单元是否被编程或擦除而有所不同。

为了执行存储阵列102不同操作模式，须要将各控制线带至操作所需的电压，而这往往需要一些时间。所以，为了减少不同操作所需时间，装置位线BL1-BLi须要维持在某些最低可容许的电压值。然而，对于许多电子装置来说，功率消耗是个重要的问题。一直维持在最低可容许的操作电压值可以改善操作速度，但会有消耗额外电能的缺点。所以，对于主要是由电池提供电源的装置，增加功率消耗或许能改善速度，但是必须付出减少电池寿命为代价。

这些问题是众所周知的，解决办法为利用”待机”模式的机制以减少功率消耗，待动作时方对不同的控制线预充电。举例而言，如图1A所示的存储装置，一位线驱动器110提供一位线夹钳信号BLCLAMP至夹钳晶体管CT1-CTi。对应于一读取操作，各自的感应放大器108a-108i提供电压对位线BL1-BLi进行预充电。感应放大器108a-108i根据各自的夹钳晶体管CT1-CTi的状态，而选择性地施加电压源V_DD至各自的位线BL1-BLi。

请参阅图1B，一位线BL预充电前，此夹钳晶体管CT的感应放大器端(如漏极)位于V_DD，而栅极是在0V且位线端(如源极)是在0V或浮接。如图1C所示，已知每一MOSFET晶体管具有杂散耦合电容，如图1C中标示为C_GS的栅极至源极电容。位线夹钳信号BLCLAMP及所生成的位线电压显示于图1D。如果信号具有非常陡峭的转变，会造成位线的快速预充电。与此同时，栅极至源极杂散电容C_GS也会导致对此位线夹钳信号BLCLAMP些许的反向耦合。所以，实际的BLCLAMP电压值(显示为虚线)会较所预期的电压值(显示为实线)更高。此外，如图1D所示，位线预充电值(显示为虚线)也会因此停留在较设计值(显示为实线)更高处。因此，MOSFET晶体管的耦合电容，会导致存储装置于预充电时产生非预期的电压值，从而导致存储器操作错误。

此外，根据不同的操作，邻近位线BL1-BLi的电压值或许会不同。举例而言，于一读取操作时，一位线被升压至0.7V，而邻近的位线是接地(0V)。当一半导体装置被等比例微缩时，相邻位线之间的距离也跟着被缩小。所以，介于相邻位线之间的电压差会导致耦合效应，基本上代表一位线上的电压会影响其它位线上的电压。因为耦合效应会导致存储器在读取及写入时的错误，所以希望于存储装置动作时尽量避免产生如是效应。

因此，需要寻求降低或消除因为MOSFET晶体管中，如是相邻控制线间的耦合电容所导致不预见的结果的方案。

发明内容