一种字线电压产生电路制造技术

本申请一种字线电压产生电路，所述字线电压产生电路由电荷泵模块和模式选择模块构成，在电荷回收阶段，所述模式选择模块利用所述电荷泵模块中的多个所述第二电荷泵单元中的电容存储电荷，在电荷共享阶段，所述模式选择模块将多个所述第二电荷泵单元中电容中存储的电荷共享给所述第一电容，以在提升充电阶段中字线的初始电压，降低NAND存储器的功耗的基础上，不需要额外增加电容作为电荷回收阶段和电荷共享阶段的电荷存储电容，相较于现有技术中利用额外设置的电容作为电荷存储电容的方案，大大降低了字线电压产生电路的成本。

A Voice Line Voltage Generating Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种字线电压产生电路
本申请涉及电路设计
，更具体地说，涉及一种字线电压产生电路。
技术介绍
存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。随着各类电子设备对集成度和数据存储密度的需求的不断提高，普通的二维存储器很难做到进一步提高其集成度和数据存储密度，因此，三维(3D)存储器应运而生。NAND(与非)存储器是三维闪速存储器的一种，在NAND存储器的外围模拟电路中，字线高压产生电路(或称字线电压产生电路)是关键模块之一，决定着NAND存储器的性能和功耗等重要参数。在NAND存储器的编程过程中，为了减少阈值分布和加快编程速度，通常采用ISPP(IncrementalStepPulseProgramming)编程算法，ISPP编程算法需要若干个“编程-验证”周期，需要频繁地对字线进行充放电操作，而频繁的字线充放电操作会消耗大量能源，提高了NAND存储器的功耗。为了解决这一问题，参考图1和图2，图1中示出了字线电压产生电路、第一开关S1、第二开关S2、第一电容CwL、负载RL和存储电容CTANK，现有技术中在NAND存储器中设置了一块额外的存储电容CTANK以实现电荷共享，参考图2，在电荷共享过程中，存储电容CTANK中存储的电荷共享给第一电容CwL，以提高充电过程中字线的初始电压，从而减小充电过程所需的功耗。但是这样不仅需要增加一块额外的电容作为存储电容CTANK，而且该存储电容CTANK需要与第一电容CwL的量级相当才能有明显的减少功耗的效果，这极大地增加了芯片面积，增加了NAND存储器的成本。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供了一种字线电压产生电路，以实现在不额外增加电容作为存储电容的基础上，降低字线电压产生电路的功耗的目的。为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：一种字线电压产生电路，所述字线电压产生电路的输出端与第一电容连接，所述第一电容用于为字线提供共享电荷，所述字线电容产生电路包括：电荷泵模块和与所述电荷泵模块连接的模式选择模块，其中，所述电荷泵模块包括第一电荷泵单元和多个第二电荷泵单元；所述模式选择模块包括：电荷回收阶段和电荷共享阶段；其中，在所述电荷回收阶段，所述模式选择模块用于利用多个所述第二电荷泵单元中的电容存储电荷；在所述电荷共享阶段，所述模式选择模块用于将在电荷回收阶段存储在多个所述第二电荷泵单元中电容中的电荷共享给所述第一电容。可选的，所述模式选择模块还包括：充电阶段和稳定阶段；所述字线电压产生电路的一个工作循环包括依次设置的所述电荷共享阶段、稳定阶段、电荷回收阶段和充电阶段；在所述充电阶段，所述模式选择模块控制第一电荷泵单元和多个第二电荷泵单元以电荷泵工作方式工作，以为所述第一电容充电；在所述稳定阶段，所述模式选择模块控制第一电荷泵单元以电荷泵工作方式工作，控制多个所述第二电荷泵单元停止工作。可选的，在所述电荷回收阶段，所述模式选择模块具体用于控制多个所述第二电荷泵单元依次以电荷回收工作方式工作，以使多个所述第二电荷泵单元中的电容依次存储电荷。可选的，在所述电荷共享阶段，所述模式选择模块具体用于控制多个所述第二电荷泵单元依次以电荷共享工作方式工作，以使多个所述第二电荷泵单元中的电容依次共享给所述第一电容。可选的，在所述电荷回收阶段，多个所述第二电荷泵单元的依次工作顺序，与在所述电荷共享阶段，多个所述第二电荷泵单元的依次工作顺序相反。可选的，多个所述第二电荷泵单元包括第一电荷泵、第二电荷泵、第三电荷泵和第四电荷泵；其中，所述第一电荷泵、第二电荷泵、第三电荷泵均为第一预设电荷泵结构，所述第四电荷泵为第二预设电荷泵结构；所述第一预设电荷泵结构包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第二电容、第三电容和第四电容；其中，所述第一晶体管的栅极与第二晶体管的源极以及第三电容的一端均连接，所述第一晶体管的源极与所述第二电容的一端以及所述第二晶体管的栅极均连接，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极、第三晶体管的漏极均连接，作为所述第一预设电荷泵结构的输入端；所述第三晶体管的源极与所述第四电容的一端连接，作为所述第一预设电荷泵结构的输出端，所述第四电容远离所述第三晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第二电容远离所述第一晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第三电容远离所述第二晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第二预设电荷泵结构包括：第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第五电容和第六电容；其中，所述第四晶体管的栅极与第五晶体管的源极以及第六电容的一端均连接，所述第四晶体管的源极与所述第五电容的一端以及所述第五晶体管的栅极均连接，所述第四晶体管的漏极与所述第五晶体管的漏极、第六晶体管的漏极均连接，作为所述第二预设电荷泵结构的输入端；所述第六晶体管作为所述第二预设电荷泵结构的输出端，所述第四电容远离所述第六晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第五电容远离所述第四晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第六电容远离所述第五晶体管的一端用于接收时钟信号。可选的，所述第一电荷泵的第三电容远离第二晶体管一侧用于接收第一时钟信号；所述第一电荷泵的第二电容远离第一晶体管的一侧用于接收第三时钟信号；所述第一电荷泵的第四电容远离第三晶体管的一侧用于接收第五时钟信号；所述第一电荷泵的第三电容远离第二晶体管的一侧用于接收第一时钟信号；所述第二电荷泵的第二电容远离第一晶体管的一侧用于接收第四时钟信号；所述第二电荷泵的第三电容远离第二晶体管的一侧用于接收第二时钟信号；所述第二电荷泵的第四电容远离第三晶体管的一侧用于接收第六时钟信号；所述第三电荷泵的二电容远离第一晶体管的一侧用于接收第三时钟信号；所述第三电荷泵的第三电容远离第二晶体管的一侧用于接收第一时钟信号；所述第三电荷泵的第四电容远离第三晶体管的一侧用于接收第五时钟信号；所述第五电容远离第四晶体管的一侧用于接收第四时钟信号，所述第六电容远离第五晶体管的一侧用于接收第二时钟信号。可选的，在所述充电阶段以及所述稳定阶段，所述第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第四时钟信号为四相不交叠时钟信号；所述第五时钟信号与所述第一时钟信号相同，所述第六时钟信号与所述第二时钟信号相同；在所述电荷回收阶段，所述第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第四时钟信号为四相不交叠时钟信号；所述第五时钟信号和第六时钟信号为零电平信号；在所述电荷共享阶段，所述第一时钟信号、第二时钟信号、第五时钟信号和第六时钟信号为零电平信号，所述第三时钟信号和第四时钟信号为工作电压信号。可选的，所述模式选择模块包括：一开双控开关、第一单开单控开关和第二单开单控开关；其中，所述一开双控开关的控制端与多个第二电荷泵单元的输入端连接，所述一开双控开关的第一动断触点与工作电源以及第一电荷泵单元的输入端连接；所述第一单开单控开关的一端与所述第一电荷泵单元的输出端连接，所述第一单开单控开关的另一端与所述第二单开单控开关的一端以及所述第一电容的一端连接；所述第二单开单控开关远离所述第一电容的一端与多个所述第二电荷泵单元的输出端连接；所述一开双控开关的第二动断触点与所述第一单开单控开关与所述第一电容的连接节点连接。可选的，在所述充电阶段，所述一开双控开关的控制端与所述第一动断触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种字线电压产生电路，其特征在于，所述字线电压产生电路的输出端与第一电容连接，所述第一电容用于为字线提供共享电荷，所述字线电容产生电路包括：电荷泵模块和与所述电荷泵模块连接的模式选择模块，其中，所述电荷泵模块包括第一电荷泵单元和多个第二电荷泵单元；所述模式选择模块包括：电荷回收阶段和电荷共享阶段；其中，在所述电荷回收阶段，所述模式选择模块用于利用多个所述第二电荷泵单元中的电容存储电荷；在所述电荷共享阶段，所述模式选择模块用于将在电荷回收阶段存储在多个所述第二电荷泵单元中电容中的电荷共享给所述第一电容。

【技术特征摘要】
1.一种字线电压产生电路，其特征在于，所述字线电压产生电路的输出端与第一电容连接，所述第一电容用于为字线提供共享电荷，所述字线电容产生电路包括：电荷泵模块和与所述电荷泵模块连接的模式选择模块，其中，所述电荷泵模块包括第一电荷泵单元和多个第二电荷泵单元；所述模式选择模块包括：电荷回收阶段和电荷共享阶段；其中，在所述电荷回收阶段，所述模式选择模块用于利用多个所述第二电荷泵单元中的电容存储电荷；在所述电荷共享阶段，所述模式选择模块用于将在电荷回收阶段存储在多个所述第二电荷泵单元中电容中的电荷共享给所述第一电容。2.根据权利要求1所述的字线电压产生电路，其特征在于，所述模式选择模块还包括：充电阶段和稳定阶段；所述字线电压产生电路的一个工作循环包括依次设置的所述电荷共享阶段、稳定阶段、电荷回收阶段和充电阶段；在所述充电阶段，所述模式选择模块控制第一电荷泵单元和多个第二电荷泵单元以电荷泵工作方式工作，以为所述第一电容充电；在所述稳定阶段，所述模式选择模块控制第一电荷泵单元以电荷泵工作方式工作，控制多个所述第二电荷泵单元停止工作。3.根据权利要求1所述的字线电压产生电路，其特征在于，在所述电荷回收阶段，所述模式选择模块具体用于控制多个所述第二电荷泵单元依次以电荷回收工作方式工作，以使多个所述第二电荷泵单元中的电容依次存储电荷。4.根据权利要求3所述的字线电压产生电路，其特征在于，在所述电荷共享阶段，所述模式选择模块具体用于控制多个所述第二电荷泵单元依次以电荷共享工作方式工作，以使多个所述第二电荷泵单元中的电容依次共享给所述第一电容。5.根据权利要求4所述的字线电压产生电路，其特征在于，在所述电荷回收阶段，多个所述第二电荷泵单元的依次工作顺序，与在所述电荷共享阶段，多个所述第二电荷泵单元的依次工作顺序相反。6.根据权利要求5所述的字线电压产生电路，其特征在于，多个所述第二电荷泵单元包括第一电荷泵、第二电荷泵、第三电荷泵和第四电荷泵；其中，所述第一电荷泵、第二电荷泵、第三电荷泵均为第一预设电荷泵结构，所述第四电荷泵为第二预设电荷泵结构；所述第一预设电荷泵结构包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第二电容、第三电容和第四电容；其中，所述第一晶体管的栅极与第二晶体管的源极以及第三电容的一端均连接，所述第一晶体管的源极与所述第二电容的一端以及所述第二晶体管的栅极均连接，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极、第三晶体管的漏极均连接，作为所述第一预设电荷泵结构的输入端；所述第三晶体管的源极与所述第四电容的一端连接，作为所述第一预设电荷泵结构的输出端，所述第四电容远离所述第三晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第二电容远离所述第一晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第三电容远离所述第二晶体管的一端用于接收时钟信号；所述第二预设电荷泵结构包括：第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第五电容和第六电容；其中，所述第四晶体管的栅极与第五晶体管的源极以及第六电容的一端均连接，所述第四晶体管的源极与所述第五电容的一端以及所述第五晶体管的栅极均连接，所述第四晶体管的漏极与所述第五晶体管的漏极、第六晶体管的漏极均连接，作...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，黄策策，王乾乾，霍宗亮，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11