涉及与外部泵电容器和其它电路系统耦合的电荷泵的系统和方法技术方案

公开了涉及与外部泵电容器和其它电路系统耦合的电荷泵的系统和方法。在一个实施例中，一种示范性系统可以包括：存储器裸片，其含有存储器阵列和电荷泵电路系统，所述电荷泵电路系统经配置以产生供应到所述存储器阵列的泵电压；以及一或多个泵电容器，其位于所述裸片外部且经配置以保持用于产生所述泵电压的所存储电荷。一些实施例可以包含也位于裸片外的槽路电容器，以调节从所述泵电容器提供的所述电荷。根据另外的实施例，所述电荷泵电路系统可以包含可例如用于调整峰值电流的最大电流控制电路系统和/或开关电阻控制电路系统中的一或两者。

【技术实现步骤摘要】
涉及与外部泵电容器和其它电路系统耦合的电荷泵的系统和方法
本公开大体上涉及半导体存储器，更具体地，涉及与利用外部泵电容器和其它相关联的电路系统实现的电荷泵相关联的系统和方法。
技术介绍
集成电路装置遍历广泛范围的电子装置，包含存储器装置，其通常被简称为存储器。存储器装置通常提供为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路装置。存在许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)和快闪存储器。集成电路通常需要比外部电压源提供的电势更高电势的电源电压。例如动态随机存取存储器(DRAM)的存储器电路需要较高的内部电压对存储器字线等进行预充电。在依赖于有限外部电源(例如电池)的系统中使用的集成电路必须使用转换电路系统产生附加电源电压。电荷泵在本领域中被称为片上电压发生器，其能够提供比最正外部电源更正的电压或比最负外部电源更负的电压。某些电荷泵，例如充当基于电容器的DC-DC转换器的那些电荷泵，通常用于存储器技术(包含NAND、NOR和其它存储器技术)中使用的升压DC-DC转换。此外，新一代集成电路，例如在比如便携式计算机和电话的人口稠密装置中使用的集成电路，需要低电压操作和降低的功耗。然而，电荷泵的能效经常受到例如寄生电容等问题的困扰，这些寄生电容由于在硅或金属中(即，在裸片上)实现的电容器而引起。例如，在硅上实现的电容器通常是衬底上的NMOS/PMOS装置和/或金属电容器，其对衬底或其它节点具有较大的寄生电容。这种寄生电容会在泵浦操作期间导致大量能量损失。所公开的实施例提供了关于上述缺陷的改进的技术方案和/或以其它方式弥补或克服现有半导体存储器的上述和其它不足。
技术实现思路
在一个方面，本申请涉及一种系统，其包括：存储器裸片，其包括：(i)一或多个存储器阵列；以及(ii)包含电荷泵开关的电荷泵电路系统，所述电荷泵电路系统经配置以提供泵电压，所述泵电压供应到与所述一或多个存储器阵列相关联的一或多个信号线驱动器，所述泵电压用于对所述一或多个存储器阵列的存储器单元进行充电；以及一或多个泵电容器，其位于所述裸片外部，且经配置以保持用于产生所述泵电压的所存储电荷，其中所述一或多个泵电容器经由所述裸片的接合焊盘电连接到所述电荷泵电路系统；其中所述电荷泵开关经布置以控制所述所存储电荷从所述泵电容器供应到所述电荷泵电路系统以产生所述泵电压。在另一方面，本申请涉及一种操作存储器系统的方法，所述方法包括：操作位于存储器封装的第一区域中的电荷泵电路系统，以产生用于对一或多个存储器阵列的存储器单元进行充电的泵电压，其中所述第一区域与所述一或多个存储器阵列在裸片上；经由位于所述裸片上的所述电荷泵电路系统的开关来激活包含用于产生所述泵电压的电荷的一或多个泵电容器，所述一或多个泵电容器位于所述裸片外部的所述存储器封装的第二区域中；经由将所述第二区域中的所述一或多个泵电容器耦合到所述第一区域中的所述电荷泵电路系统的布线将所述电荷从所述一或多个泵电容器传送到所述电荷泵电路系统；以及通过所述电荷泵电路系统使用从所述一或多个泵电容器传送的所述电荷产生所述泵电压；其中产生所述泵电压而没有由于所述一或多个泵电容器与衬底材料或所述裸片的一或多个节点之间的寄生电容而引起的损耗。附图说明通过如附图所示的实施例的以下描述，本公开的前述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，附图中的参考标号贯穿各个附图表示相同的部分。附图未必是按比例的，实际上重点在于说明本公开的原理。图1示出根据本公开的一些实施例的存储器装置的简化框图。图2示出根据本公开的一些实施例的示范性存储器装置的一部分。图3示出根据本公开的一些实施例的集中于电荷泵组件上的示范性存储器系统的框图。图4示出根据本公开的一些实施例的示范性存储器系统的框图，包含电荷泵架构和组件的额外细节。图5示出根据本公开的一些实施例的存储器系统的示范性存储器封装的简化框图。具体实施方式在以下详细描述中，参考附图，所述附图形成本专利技术的一部分，且其中借助于说明示出特定实施例。在图式中，在若干视图中相同的参考标号始终描述大体上类似的组件。在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以做出结构、逻辑和电性改变。因此，不应按限制性意义来看待以下详细描述。例如，本文所使用的术语“半导体”可以指一层材料、晶片或衬底，并包含任何基底半导体结构。“半导体”应被理解为包含蓝宝石上硅(SOS)技术、绝缘体上硅(SOI)技术、薄膜晶体管(TFT)技术、掺杂和未掺杂半导体、由基底半导体结构支撑的外延硅层、以及本领域的技术人员熟知的其它半导体结构。此外，当在以下描述中提及半导体时，可能已利用先前处理步骤在基底半导体结构中形成区/接面，且术语半导体可包含含有此类区/接面的下伏层。除非另外从上下文显而易见，否则如本文中所使用的术语“导电(conductive)”以及其各种相关形式(例如conduct、conductively、conducting、conduction、conductivity等)是指电导电。类似地，除非另外根据上下文显而易见，否则如本文中所使用的术语连接(connecting)以及其各种相关形式(例如connect、connected、connection等)是指电连接。公开了涉及位于裸片上并耦合到外部泵电容器的电荷泵电路系统的存储器操作的系统和方法。根据本文中的实施例，可以在将电荷泵开关保持在裸片上的同时在芯片外或裸片外实现泵电容器，以最小化电荷泵操作期间的电流/能量损失。在一个实施方案中，例如，一种系统可以包括：存储器裸片，其含有存储器阵列和电荷泵电路系统，所述电荷泵电路系统经配置以提供供应到存储器阵列的泵电压；以及一或多个泵电容器，其位于裸片外部且经配置以保持用于产生泵电压的所存储电荷。一些实施例还可包含也位于裸片外的槽路电容器，以调整从泵电容器提供的电荷。根据另外的实施例，本文中的电荷泵电路系统可以包含例如用于调整峰值电流的最大电流控制电路系统和/或开关电阻控制电路系统中的一或两者。如以下更详细地阐述的，位于裸片外或芯片外的外部泵电容器可以被裸片或芯片上的电荷泵电路系统利用，以提供高效的DC-DC转换。下文描述的实例实施例涉及单级正电荷泵，其涉及一或多个经由接合焊盘耦合到裸片或芯片的外部泵电容器。尽管参考这一种示范性存储器技术讨论了本文中的实施例，但是应理解，本文中公开的概念也可以应用于其它形式的半导体存储器和电荷泵技术。此外，在一些实施例中，电荷泵输出可以在封装或系统中的不同裸片之间共享。图1示出根据本公开的一些实施例的存储器装置100的简化框图。存储器装置100可以包含具有经配置以存储数据的多个存储器单元的存储器阵列160。可以通过使用各种信号线，例如全局字线(GWL)、本地字线(LWL)和位线(BL)，在阵列中存取存储器单元。存储器单元可以是非易失性存储器单元，例如NAND或NO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：/n存储器裸片，其包括：/n(i)一或多个存储器阵列；以及/n(ii)包含电荷泵开关的电荷泵电路系统，所述电荷泵电路系统经配置以提供泵电压，所述泵电压供应到与所述一或多个存储器阵列相关联的一或多个信号线驱动器，所述泵电压用于对所述一或多个存储器阵列的存储器单元进行充电；以及/n一或多个泵电容器，其位于所述裸片外部，且经配置以保持用于产生所述泵电压的所存储电荷，其中所述一或多个泵电容器经由所述裸片的接合焊盘电连接到所述电荷泵电路系统；/n其中所述电荷泵开关经布置以控制所述所存储电荷从所述泵电容器供应到所述电荷泵电路系统以产生所述泵电压。/n

【技术特征摘要】
20191107 US 16/677,5141.一种系统，其包括：
存储器裸片，其包括：
(i)一或多个存储器阵列；以及
(ii)包含电荷泵开关的电荷泵电路系统，所述电荷泵电路系统经配置以提供泵电压，所述泵电压供应到与所述一或多个存储器阵列相关联的一或多个信号线驱动器，所述泵电压用于对所述一或多个存储器阵列的存储器单元进行充电；以及
一或多个泵电容器，其位于所述裸片外部，且经配置以保持用于产生所述泵电压的所存储电荷，其中所述一或多个泵电容器经由所述裸片的接合焊盘电连接到所述电荷泵电路系统；
其中所述电荷泵开关经布置以控制所述所存储电荷从所述泵电容器供应到所述电荷泵电路系统以产生所述泵电压。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个泵电容器包括至少一个陶瓷电容器。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述泵电压在存储器封装中的不同裸片之间共享。


4.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
一或多个槽路电容器，其位于所述裸片外部并耦合到所述电荷泵电路系统以减小纹波电压和/或其它输出电压变化中的一或两者。


5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
最大电流控制电路，其电耦合到所述电荷泵电路系统且经配置以调整或限制所述电荷泵电路系统的电流。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述最大电流控制电路电连接到所述一或多个泵电容器和/或开关所耦合到的与所述接合焊盘相关联的节点。


7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
调节和峰值电流控制电路系统，其耦合到所述电荷泵电路系统且经配置以调整或限制所述电荷泵电路系统的电流。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述调节和峰值电流控制电路系统电连接到位于所述一或多个泵电容器与所述电荷泵电路系统之间的控制电路，其中所述调节和峰值电流控制电路系统经配置以调制泵开关的电阻并控制通过所述接合焊盘从所述一或多个泵电容器汲取的电流。


9.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括：
最大电流控制电路系统，其电耦合到所述电荷泵电路系统且经配置以调整或限制所述电荷泵电路系统的峰值电流。


10.根据权利要求9所述的系统，其中所述最大电流控制电路电连接到所述一或多个泵电容器所耦合到的与所述接合焊盘相关联的节点。


11.根据权利要求9所述的系统，其中所述峰值电流可经由所述最大电流控制电路和/或所述开关电阻控制电路中的一或两者微调，以基于所述系统的要求来调整所述峰值电流。


12.根据权利要求1所述的系统，其中由所述电荷泵电路系统提供的峰值电流是可微调的，使得可以根据所述系统的要求调整或调谐所述峰值电流。


13.根据权利要求1所述的系统，其中所述电荷泵电路系统经配置以同时产生多个泵电压，所述泵电压用以对所述一或多个存储器阵列的存储器单元进行充电。


14.根据权利要求13所述的系统，其中所述多个泵电压包括至少一个正泵电压和/或至少一个负泵电压。


15.一种操作存储器系统的方法，所述方法包括：
操作位于存储器封装的第一区域中的电荷泵电路系统，以产生用于对一或多个存储器阵列的存储器单元进行充电的泵电压，其中所述第一区域与所述一或多个存储器阵列在裸片上；
经由位于所述裸片上的所述电荷泵电路系统的开关来激活包含用于产生所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔温德·穆拉利达拉恩，哈里·吉杜图里，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US