[发明专利]一种非挥发性存储器(NVM)自适应参考电流的产生方法

说明书

本发明公开了一种非挥发性存储器自适应参考电流的产生方法，NVM自适应参考电流的产生电路包括NVM存储单元和基于NVM存储单元的控制电路，NVM自适应参考电流的产生电路还包括NVM冗余存储单元和基于NVM冗余存储单元的控制电路，NVM自适应参考电流的产生电路还包括有电流比较电路。本发明为一种非挥发性存储器自适应参考电流的产生方法，结构紧凑，降低储存单元对工艺的依赖性，同时在工作环境变化的情况下，由于冗余单元生成的参考电流也同样发生相同的变化，从而具有更高的稳定性。

技术领域

本发明涉及集成电路相关技术领域，具体为一种非挥发性存储器NVM自适应参考电流的产生方法。

背景技术

随着产品智能化的应用需求，越来越离不开片上系统SoC芯片的发展，对于片上系统(SoC)应用，它是把许多功能块集成到一个单片集成电路中。最常用的片上系统包括一个微处理器或微控制器、静态随机存取存储器(SRAM)模块、非挥发性存储器(如OTP，MTP，FLASH，EEPROM模块等)模块以及各种特殊功能的逻辑模块。而本发明专利旨在提升这里面的非挥发性存储器模块的稳定性；传统的非挥发性存储器模块的设计，通常需要有高稳定性的生产工艺来支持，例如目前仍有很多集成电路生产厂家无法支持非挥发性存储器的生产，同时对使用的环境有明确的要求，例如集成电路在内部集成了NVM后的温度操作范围通常比不含NVM的温度操作范围要窄很多，同时集成电路的工作电压范围也要求一个严格的范围内。

传统的非挥发性存储器(NVM)的设计根据2009年专利号200910201945.9中0018段所描述的，热电子注入浮空栅的强烈程度由浮空栅下面的电场差决定，根据该专利中描述的情况设计出基本的NVM存储单元，当写入的时候，在浮空栅下面加载较高的电场，使得热电子进入浮空栅，由于是浮空栅，是和外界没有任何连接关系的控制端，只有通过热电子加速到一定的电压才能被激发到该浮空栅，当失去外部电压，该热电子仍然被保存在浮空栅上；热电子进入浮空栅后，将改变浮空栅下面的MOS管的导通条件，从而使得MOS管的IV特性发生变化；从而当读取的时候在NVM单元加载电压后将使得写入了热电子较多的NVM单元输出的电流会较大，而没有写入热电子或热电子写入较少的时候的NVM单元输出的电流就就较小。

由上述方案设计的NVM存储单元，明显的是一个很不具体的模拟量，当擦写时间过长或擦写时的电压变化都将引起NVM单元的输出电流的变化，同时温度也是一个不可控制的变量会对擦写和读取产生不可估量的偏差。

传统的非挥发性存储器(NVM)的设计需要针对每种工艺都先设计出相应的各种参数的参考源的产生电路，然后在该集成电路加工工艺线上先试产，并找到最适合该工艺线的参考源的产生电路，因此这种做法是非常漫长且稳定性不高的设计方法，当集成电路工艺生产线任何的生产工艺条件发生了变化，就极有可能造成参考电流的改变从而影响NVM中存储的数据质量。

传统的非挥发性存储器NVM的均采用设计一个高可靠性的参考源电路如图1，这个高可靠性在于当电路外界的生产工艺、电压和温度(PVT)均发生变化时，这个高可靠性的参考源也不会发生太大的变化，从而提供稳定的参考源供NVM读取的时候进行比较使用；NVM单元在加载电压后，会根据NVM内部存储的数据输出或大或小的电流，通常如之前所描述的，写入电子越多的存储单元和没有写入电子的存储单元这两者之间流过的电流不相同，通过对这个电流和高可靠性参考源电流进行比较，就可以分辨出当前被读取的NVM单元的存储的数据是为1还是0。