本文揭示一种用于改善存储器单元可靠性的设备及方法。当检测到福勒－诺德汉（Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ，ＦＮ）隧穿注入时，减小所施加的用于编程存储器单元的电压信号中的压摆率。所述所施加的编程信号由电荷泵提供，所述电荷泵优选地为稳压电荷泵。当电压电平检测电路检测到ＦＮ隧穿注入处于预定阈值电压电平时，压摆率控制电路选择性地控制所述电荷泵。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于自适应地控制使用稳压电荷泵的存储器装置中的压摆率的设备及方法。特定来说，本专利技术涉及通过在编程期间选择性地控制施加于存储器装置的电压及波形来改善存储器装置的可靠性及使用寿命。
技术介绍
存储器装置(例如，非易失性存储器)由多个存储器单元组成。图l为常规存储器单元100的实例。存储器单元100包含接近于氧化物层104的控制栅极102，及浮动栅极106。福勒-诺德汉(Fowler-Nordheim， FN)隧穿(也称为场发射)是用于编程存储器单元100的过程。在FN隧穿中，经由字线108向控制栅极102施加高电压电平。可使用电荷泵向控制栅极102提供所述高电压电平，当然也可按需要使用任何提供高电压电平的电路。一旦施加于控制栅极102的电压电平超过某一阈值电压电平，FN隧穿注入即随着电流113从位线110经过漏极112流向源极114开始。当电流113流经浮动栅极106时，漏极112及源极114接地。同时，由于电子注入且陷获于所述层中，因而浮动栅极106变成带负电荷。带负电荷的浮动栅极106可相依于所需要的实施方案解释为二进制值0或1。由于存储器单元IOO为非易失性，因而即使当去除所施加的电压电平时，所述单元仍保持其经编程的状态。存储器装置的存储器单元可靠性及使用寿命相依于在FN编程期间(尤其是在FN隧穿注入期间)施加于单元100的高电压及波形。所施加信号波形的属性是其压摆率。压摆率是电压信号改变的max速率，其通过如下方程式(l)中的关系来描述压摆率-max(^). 方程式(l)说因此，压摆率是信号波形的最高值导数或斜率。图2图解说明用于编程存储器装置的常规信号波形200的实例。从电压电平Vdd204到V應208，信号200具有一恒定压摆率202。电压电平Vdd204是电源电压。电压电平Vmax 208是改变处于FN编程中的存储器单元100的状态所需的高电压电平。电压电平V, 206是触发FN隧穿注入起始的电压电平且在此情形下可能损害存储器单元的长期可靠性。现有技术的压摆率202可导致存储器单元的不必要降级。因此，存在对改善存储器单元的可靠性及使用寿命的需要。
技术实现思路
本文揭示一种用于改善存储器单元可靠性的设备及方法。当检测到福勒-诺德汉 (FN)隧穿注入时，减小施加用于编程存储器单元的电压信号的压摆率。所述所施加的 编程信号由电荷泵提供，所述电荷泵优选地为稳压电荷泵。当电压电平检测电路检测 到FN隧穿注入处于预定阈值电压电平时，压摆率控制电路选择性地控制所述电荷泵。附图说明根据以实例方式给出且结合随附图式理解的以下说明可更详细地理解本专利技术，所述图式中图1是存储器装置中使用的常规存储器单元的实例； 图2是用于编程存储器装置的常规信号波形的实例；图3是根据本专利技术实施例对具有用于编程存储器装置的自适应压摆率的信号波 形的图解说明；图4是根据本专利技术另一实施例对包含压摆率控制电路的稳压电荷泵的图解说明； 图5是根据本专利技术另一实施例对阈值检测电路的图解说明；图6是根据本专利技术另一实施例对稳压电荷泵的输出与所施加用于编程存储器装置的电压信号的输出的对比的图解说明；图7是根据本专利技术另一实施例对压摆率控制电路的图解说明；及图8是根据本专利技术另一实施例对用于在编程存储器装置期间提供改善的存储器单元可靠性的方法的流程图的图解说明。具体实施例方式下面将ref图式描述本专利技术，其中通篇中相同的编号表示相同的元件。出于描述 本专利技术的目的，使用短语高电压电平。应了解，"高" 一词是相对措词且未必是固定 电压。因此，短语高电压可以是任何电压且例如可基于处理技术及/或实施所述存储 器单元的材料而变化。按需要，"电平" 一词可表示固定电压或电压范围。存储器单 元100纯粹作为一实例使用。本专利技术可用于任何存储器装置或存储器单元中。存储器 装置的实例包含并行或串行电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)及快闪存储器。另 外，节点及节点处的电压町交换地用于下述描述中。图3是根据本专利技术实施例对具有用于编程存储器装置的自适应压摆率的信号波 形(例如，消息信号)300的图解说明。信号波形300可由硬件或有形地体现于计算机 可读或机器可读存储媒体中的计算机程序产生，所述计算机程序包含供处理器或通用 计算机执行的指令集。从电压电平Vdd 304到V, 306，在此电压范围内提供第一压 摆率302以用于编程存储器单元100。按需要，Vdd 304可以是1.8到5.5伏特的电源 电压电平或任何其它电压电平。在延迟期312之后，第二压摆率310用于电压从电压6范围V 306增加到Vmax 308的时间段。第二压摆率310具有低于所述第一压摆率的值，因而减少福勒-诺德汉(FN)隧穿注入可对存储器单元产生的负效应。由于压摆率310小于压摆率302，因而提供到Vmax308的改善过渡且限制了注入的隧穿电流，从而改善单元可靠性。存储器单元可靠性得以改善是因为减小的压摆率310减小在编程期间施加于氧化物层104的最大电场，而此减小了氧化物层104的降级，且借此改善了存储器单元的长期可靠性及耐久性。另外，可在无任何昂贵过程改变的情况下，改善可靠性。图4是根据本专利技术另 一实施例对包含用于提供信号波形300的压摆率控制电路的稳压电荷泵的图解说明。在电路400中，稳压电荷泵402驱动电荷泵输出节点404处的电压电平V《。在耦合到p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管416的电荷泵输出节点404处可存在负载电容C & 406。虽然在本实施例中使用PMOS晶体管，但也可以使用任何类型的开关。PMOS晶体管416在稳压电荷泵402与压摆率控制电路422之间提供切换以用于驱动节点424处的输出电压电平V输出。输出节点424处可存在负载电容C 426。从电压电平Vdd 304到V随306， PMOS晶体管416接通且节点424处的V输H,由稳压电荷泵402驱动且跟随节点404处提供第一压摆率302的V &。从V,306到Vmax 308， PMOS晶体管416被关断且节点424处的V舢由提供第二压摆率310的压摆率控制电路422驱动。PMOS晶体管416由阈值电压检测电路408及电平移动器428控制，阈值电压检测电路408包括耦合到比较器412的分压器410。比较器412在节点414处输出检测信号。输出节点414耦合到电平移动器428及延迟电路418。施加于节点411的电压电平V带隙是带隙ref电压电平，其可用于界定V, 306。带隙ref V带隙可相依于用于配置存储器单元的材料。图5是对阈值电压检测电路500的图解说明。电阻器Rt 506耦合于节点524与510之间。电阻器R2 502耦合于节点510与地之间。节点510耦合到运算放大器(OP-AMP)512的非反相端。OP-AMP 512的反相端耦合到提供带隙ref电压电平V带隙的节点511。节点504处的Vdd向OP-AMP 512供电。V隨306、 R！ 506、 R2 502与V 之间的关系由如下方程式(2)给出V離-(W，、v赚 方程式(2)节点524处的V亂t,、节点510处的电压电平V" !^ 506与R2 502之间的关系由如下方程式(3)给出K|=^T* v歡 '方程式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于向存储器单元提供自适应压摆率电压信号的系统，所述系统包括： 电荷泵，其耦合到开关，所述电荷泵具有电荷泵电流、电荷泵负载电容及电荷泵电压电平，其中所述电荷泵以用于第一电压范围的第一压摆率驱动具有输出节点电压电平的输出节点；阈值电压检测电路，其耦合到电平移动器、延迟电路及所述输出节点，其中所述阈值电压检测电路包括耦合到比较器电路的分压器电路； 压摆率控制电路，其耦合到所述延迟电路、所述电荷泵及所述输出节点；且 其中，当所述输出节点电压电平达到预定阈值电压电平时，所述阈值电压检测电路产生检测信号，所述检测信号被传送到耦合到所述开关的所述电平移动器以停用所述电荷泵且启用所述压摆率控制电路来以小于所述第一压摆率的用于第二电压范围的第二压摆率驱动所述输出节点电压电平。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉米福特，让米歇尔达加，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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