JP2000512054A

JP2000512054A - 電源断から保護される電気的に消去可能かつプログラム可能な不揮発性メモリ

Info

Publication number: JP2000512054A
Application number: JP10501270A
Authority: JP
Inventors: ジャセック・コワルスキ; ミシェル・マルタン
Original assignee: アンシッド・テクノロジー
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2000-09-12
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: WO1997048100A1; AU3096497A; JP4129497B2; EP0902949B1; AU714734B2; CN1132191C; CA2257339C; EP0902949A1; DE69701395T2; DE69701395D1; FR2749698A1; ATE190428T1; FR2749698B1; CN1226334A; CA2257339A1

Abstract

(57)【要約】電気的に消去可能かつプログラム可能な不揮発性メモリ(10)（EEPROM）に、該メモリ（10）においてプログラミングまたは消去動作の間に電圧供給（Vcc）の断が生じた時に誤ったデータを書き込む危険性を減らすための、プログラミングまたは消去用高電圧（Vpp）を発生させる手段（30）と、上記メモリのセル（C_i,j）への高電圧（Vpp）供給を維持する手段（SW_i、TI_i）と、プログラミングまたは消去動作に必要な時間の間、該高電圧（Vpp）を維持するのに十分な電力の容量（Chv、CR₂）と、を備えるメモリ(10)。本発明は、チップカードおよび電子ラベルに搭載されるEEPROMメモリに特に有益である。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の名称］電源断から保護される電気的に消去可能かつプログラム可能な不揮発性メモリ［発明の詳細な説明］［発明の属する技術分野］本発明は、電気的に消去可能かつプログラム可能な不揮発性メモリであるEEPR OMに関するものである。［従来の技術］ EEPROMメモリは、その有利な特徴のために、ここ数年重要な発展を遂げてきた。実際、これらのメモリは、一般にVppと呼ばれる高電圧を印加することによって、随意にプログラムおよび消去することができる。一度プログラムまたは消去されると、メモリは、電源なしに限りなく情報を保持する。これらの特徴のために、EEPROMメモリは、使用される時のみ電気的に供給されるチップカードおよび電子ラベルのような、それ自身の電源を備えていない携帯可能な基板上に搭載されるマイクロ回路内に、情報または契約データを蓄積するのに好ましい手段を提示する。図１は、行および列上に配列された複数のメモリセルC_i,jからなるEEPROMメモリ10を備えた、上述したタイプのマイクロ回路１の構造を、模式的に示す。該マイクロ回路は、（ワイヤード論理あるいはマイクロプロセッサからなる）論理回路20と、マイクロ回路１の約３ないし５Vの電源電圧Vccからの、メモリ10の消去動作またはプログラミング動作に必要な高電圧Vppの発生を可能とする、要素のチェイン30と、をさらに備える。高電圧Vppを生成するチェイン30は、直列に接続された、例えば発振器31によって与えられるクロック信号Ｈによって駆動されるチャージポンプ32のようなブースタ回路と、安定化容量Chvと、電圧レギュレータ33と、電圧Vppの整形回路34と、からなる。消去動作またはプログラミング動作を行なわなければならない時、論理回路20 は発振器31に活性化信号ACTVPPを印加し、チャージポンプ32は電圧Vccから約22 ないし25Vの高電圧Vhvを提供する。電圧Vhvは、安定化容量Chvに、かつその出力が約15ないし20Vの電圧Vppを提供するレギュレータ33の入力に印加される。チェイン30の終わりで、整形回路34は、図２に見られるランプ形状の電圧Vppを、メモリセルC_i,jに対して順次印加する。メモリ10において、セルC_i,jは、論理回路20によって送信されるアドレスADRW LおよびADRBLをそれぞれ受信する、行デコーダDWLおよび列デコーダDBLによって選択される。セルC_i,jをプログラミングする(“０”に設定する)、または消去する（“１”に設定する）ために、高電圧Vppは、行デコーダDWLによって駆動される第１グループのスイッチSWWLと、列デコーダDBLによって駆動される第２グループのスイッチSWBLとによってセルC_i,jに供給される。該電圧Vppはまた、プログラミング動作か、消去動作かを選択することができる、論理回路20によって制御される動作選択回路COMによって、メモリ10の他の内部ノードにも送られる。［発明が解決しようとする課題］プログラミング動作または消去動作が正確に起こるためには、高電圧Vppが、ある時間の間、すなわちメモリセルC_i,jへの電荷の転送に必要な約４ないし５ミリ秒間維持されることが必要である。ここで、チップカードまたは電子ラベルマイクロ回路においてEEPROMメモリを用いる際の問題は、使用者の操作ミス（例えば、チップカードを、それが挿入されている読取り装置から突然引き抜くこと）により、あるいは、特に電圧Vccが電磁誘導によって伝送される時(非接触チップカード)、不良なエネルギー伝送のために、該高電圧Vppがそこから発生される電源電圧Vccが、任意の瞬間に切断される可能性がある、ということである。もし、偶然の一致で、あるいはフロードの試みによって、電源電圧Vccの断が書き込み動作に必要とされる数ミリ秒の間に起これば、蓄積されるプロセス中のデータは、蓄積されないか、あるいは異常を伴って蓄積される、という危険性がある。この問題は、蓄積されるデータが金銭的価値を表すものである時は、特に面倒なものとなる。従来の技術では、この問題は、自律的電源を持たないマイクロ回路においてEE PROMメモリを使用する際の本質的な欠陥として許容されており、電源電圧の断の場合にとられる方法は、メモリに注意することなくマイクロ回路１の論理回路20をゼロ（リセット）に設定することのみである。フランス特許 2 703 501は、電源電圧の断の間の異常なデータの書き込みを防ぐように、EEPRO Mメモリの各行に補助セルを付加することを提供している。しかしながらこの解決法は、“フレームをカウントする”方法と呼ばれるものによるユニット（単位）ダウンカウンティングに特に関連するもので、一般的な上述した問題を解決するものではない。［課題を解決するための手段］従って本発明の目的は、電源電圧のタイミングの悪い切断の場合に誤ったデータを書き込む危険性からEEPROMメモリを保護することである。この目的を達成するために、本発明はまず、EEPROMメモリにおいてメモリセルのプログラミングまたは消去動作が微少な電流消費で行われることに気づいたことに基づいている。例えば、浮遊ゲートMOSトランジスタを用いて設計されたEEP ROMメモリにおいて、電圧Vppは該MOSトランジスタのゲートGとドレインDとの間に印加され、これら２つの電極は互いに分離されている。このように本発明の第１のアイディアは、プログラミングまたは消去動作に必要な時間の間、電圧Vppを維持することである。上記で示した事実により、例えば容量性の要素によって、そのような維持を行なうことは、技術的に可能である。本発明の他のアイディアは、電源電圧が遮断された時に、高電圧をメモリセルに供給するパスを維持することである。実際、出願人は、従来のEEPROMメモリでは、電源電圧Vccを遮断することは、プログラムされる、または消去されるプロセス中のセルに対して電圧Vppを供給する電気的パスを破壊することを意味することに気づいた。より詳細には、本発明は、電源電圧からプログラミングまたは消去用の高電圧を生成する手段と、電源電圧の断の場合に、プログラムされる、または消去されるプロセス中のメモリセルに上記高電圧を供給するパスを維持する手段と、該高電圧を保持することのできる電気容量と、を備える電気的にプログラム可能かつ消去可能なメモリを提供する。ある実施形態によれば、プログラムされる、または消去されるプロセス中のセルに高電圧を供給するパスを維持する手段は、該高電圧を供給されるメモリスイッチを備え、該メモリスイッチの出力は、高電圧伝達トランジスタと、メモリセル選択トランジスタと、接地トランジスタと、を制御する。高電圧を維持することのできる容量が、高電圧生成手段内にある安定化容量からなるのは、有利である。高電圧がランプ発生回路によって印加される時、メモリが電源電圧の断の場合にランプ発生回路を禁止する手段を備えるのは、有利である。本発明はまた、メモリセルのプログラミングまたは消去動作の間に、電源電圧の断が発生した時に、電気的にプログラム可能かつ消去可能なメモリに誤ったデータを書き込む危険性を減らす方法にも関するもので、該メモリは、プログラミングまたは消去用高電圧を生成する手段を備え、該方法は電源電圧がない時に、メモリセルに高電圧を供給するパスを維持し、プログラミングまたは消去動作に必要な時間の間、該高電圧を維持することからなるステップを備える。本発明のこれらの特徴、利点、および他のものは、以下の本発明の方法および本発明に係るEEPROMメモリの実施形態の説明において、添付の図面を参照して、より詳細に説明される。［図面の簡単な説明］ -図１は、すでに説明されたが、EEPROMメモリを備えたマイクロ回路の一般的構造を、ブロックの形で示したものである。 -図２は、ランプの側面を有する、EEPROMメモリのプログラミングまたは消去用高電圧のグラフを示したものである。 -図３は、本発明によるEEPROMメモリの電気図である。 -図４は、図３のメモリのスイッチ要素をより詳細に示したものである。 -図５は、本発明による図２の電圧ランプを発生させる回路の電気図である。 -図６は、本発明による電源電圧の断を検出する回路の電気図である。 -図７は、本発明による、プログラミングまたは消去用高電圧を検出する回路の電気図である。 -図８は、図５のランプ発生回路を禁止する信号を与える回路の論理図である。 -図９は、図６の検出回路の別の実施形態を示すものである。 -図10は、本発明によるメモリを備えたマイクロ回路の動作を示すフローチャートである。［発明の実施の形態］図１を参照してすでに説明したようなタイプのEEPROMメモリ10に、誤ったデータを記録する危険性を減少させるために、本発明は、電源電圧Vccがなくなったとしても、開始されたプログラミングまたは消去動作が確実に終了するようにできる技術的構成を提供する。詳しく言うと、本発明は以下のような構成を提供する： -（A）電源電圧Vccがない時に、メモリセルC_i,jに高電圧Vppを供給するパスを維持する、 -（B）上記高電圧を、少なくともプログラミングまたは消去動作に必要な時間の間維持する。このために、メモリが集積されているシリコンチップの外に容量を用いることはできるであろうが、これは、特にチップカードまたは電子ラベルを製造するにおける工業上の欠陥を意味するであろう。好ましくは、本発明は、高電圧Vppを生成するためのチェイン30内にある容量性要素によって、特にすでに説明した安定化容量Chvによって、高電圧を維持することを提供する。 -（C）電流を消費し得る、高電圧Vppを生成するためのチェイン30の要素を禁止する、あるいはスイッチを切る。この最後の構成は任意であるが、これによって高電圧Vppを維持する容量性要素の重要性、従ってそのサイズを減少させることができる。最初に、構成Ａに対応するEEPROMメモリの実施形態を説明する。構成Ａ：高電圧Vppを供給するパスを維持する図３は、本発明によるEEPROMメモリ10のある実施形態を詳細に示したもので、このEEPROMメモリの一般的構造はすでに図１を参照して説明されている。簡素化のために、図示されたメモリ10は、行および列上に配列された６つのみのメモリセルC_i,jからなり、添字iおよびjは１ないし３の値を有し、それぞれ各セルC_i,j の行および列番号を表している。従来、各メモリセルC_i,jは、アクセストランジスタTA_i,jと、ドレインDによって該アクセストランジスタTA_i,jに接続される浮遊ゲートトランジスタTFG_i,j と、を備える。各浮遊ゲートトランジスタTFG_i,jは、ソースSによって導電線AG に接続される。該導電線AGは、他のすべての浮遊ゲートトランジスタによって共有されており、プログラミング動作の間は浮動ポテンシャルに、消去動作の間はポテンシャル０（アース）にされる。同一行（同じ添字i）の浮遊ゲートトランジスタTFG_i,jのゲートGは、共通の導電線WLi（WL₁，WL₂，WL₃）によって行選択トランジスタTSWL_i（TSWL₁,TSWL₂,TSWL₃）のソースSに接続されている。同一行のセルのアクセストランジスタTA_i,jのゲートGは、共通の導電線WLS_i（WLS₁,WLS₂ ,WLS₃）によって行選択トランジスタTSWL_iのゲートに接続されている。行選択トランジスタTSWL_iのドレインDは全て、プログラミングトランジスタTPGR₁のドレインD、および消去トランジスタTDELのソースSに接続されている。プログラミングトランジスタTPGR₁のソースSは接地され、消去トランジスタTDELは、図１のチェイン30が活性化された時に、そのドレインDに高電圧Vppを受ける。さらにまた、同一列のアクセストランジスタTA_i,jのドレインDは、共通の導電線BL_i（BL₁ ,BL₂,BL₃）によって列選択トランジスタTSBL_i（TSBL₁,TSBL₂,TSBL₃）のソースS に接続されている。最後に、列選択トランジスタTSBL_i（TSBL₁,TSBL₂,TSBL₃）のドレインDは全て、プログラミングトランジスタTPGR₂のソースSに接続され、該プログラミングトランジスタTPGR₂のドレインDは高電圧Vppを受ける。本発明によれば、メモリ10への電圧Vppの供給、セルC_i,jの選択、および接地接続をすることのできるトランジスタ、ここでは行選択トランジスタTSWL₁ ,TSWL₂,TSWL₃、プログラミングトランジスタTPGR₁,TPGR₂、消去トランジスタTD EL、および列選択トランジスタTSBL₁,TSBL₂,TSBL₃、のゲートGは、たとえ電源電圧Vccがなくなってもその出力OUTにおいて電圧Vppまたは０Ｖ（アース）を維持するメモリスイッチ、それぞれSW₁,SW₂,SW₃,SW₄,SW₅,SW₆,SW₇,SW₈,SW₉によって駆動される。各スイッチSW_iは、上述したトランジスタのいずれか１つのゲートに接続される出力OUT、制御入力IN1、および高電圧Vppを受ける電源入力IN２を備える。スイッチSW₁,SW₂,SW₃の制御入力IN1は、分離トランジスタTI₁,TI₂,TI₃ を介して、行デコーダDWLの出力S1,S2,S3によって駆動される。スイッチSW₄,SW₅ ,SW₆の制御入力IN1は、分離トランジスタTI₄,TI₅,TI₆を介して、動作デコーダDO Pの出力S1,S2,S3によって駆動される。最後に、スイッチSW₇,SW₈,SW₉の制御入力 IN1は、分離トランジスタTI₇,TI₈,TI₉を介して、列デコーダDBLの出力S1,S2,S3 によって駆動される(これは図１に表した一般的構造と一致させるためで、スイッチユニットSWWLおよびSWBL、および動作選択回路COMは、図３において点線で範囲を示している)。ここで、分離トランジスタTI₁ないしTI₉は、MOSトランジスタで、そのゲートGは後に説明する信号Vxによって制御される。図４は、本発明によるメモリスイッチSW₁のある実施形態を表したものである。該スイッチは２つの反転ゲートINV₁，INV₂を備えており、これらは逆さまに配置され、高電圧Vppを供給される。ゲートINV₁の出力は、スイッチSW_iの出力OUT を形成し、かつゲートINV₂の入力にフィードバックされる。ゲートINV₂の出力は、該スイッチの制御入力IN1を形成し、ゲートINV₁の入力にフィードバックされる。反転ゲートINV₁、INV₂は、ここではCMOSタイプのもので、各々はPMOSトランジスタ、それぞれTSW₁、TSW₃、およびNMOSトランジスタ、それぞれTSW₂、TSW₄を備え、高電圧Vppは、PMOSトランジスタのソースSに印加される。スイッチSW_iの閉ループ構造によって、電圧Vppがある限り、該スイッチの出力OUTの状態を限りなく維持できることが分かるであろう。さらに、出力OUTの状態は、入力IN1に対する逆制御によって変更することができ、この場合該スイッチは、設計の簡素化のために反転器とされる。しかしながら、該スイッチは、例えば４つの閉ループ反転ゲートによって、あるいは当業者の技術の範囲内の任意の電子配置によって、非反転器として設計することもできることが分かるであろう。メモリ10のセルC_i,jのプログラミングまたは消去動作を行なうためには、いくつかのスイッチSW_iの出力OUTは１（すなわち電圧Vpp）に設定され、電源電圧Vcc の断の場合でもその状態を保たれなければならない。一例として、図３を再度参照して、セルC_1,1をプログラムしたい（すなわち論理状態“１”に設定する）と考えてみよう。セルC_1,1を選択するためには、トランジスタTSWL₁,TA_1,1,および TSBL₁をONにしなければならない。トランジスタTPGR₂は、電圧Vppを浮遊ゲートトランジスタTFG₁,₁のドレインDに供給するようONにされなければならず、トランジスタTPGR₁は、トランジスタTFG_1,1のゲートを接地し、トランジスタTFG_1,1 におけるトンネル効果による電荷転送を行なうために、ONにされなければならない。従って、以下の動作がなされなければならない：（i）図１に示される高電圧Vpp生成チェインを開始する（ii）行デコーダDWLの出力S1動作デコーダDOPの出力S1およびS2、および列デコーダDBLの出力S1を０に設定し、その他全てのデコーダの出力は１、すなわち電圧Vccとし、該デコーダは従来の方法で電圧Vccを供給される。（iii）信号Vxは１に設定され、分離トランジスタTI₁は、デコーダDWL,DOP,DB Lの出力がメモリスイッチSW₁ないしSW₉の入力IN1を駆動するようにONにされる。このステップの終了時において、電圧Vpp（スイッチSW_iの論理“１”）はスイッチSW₁,SW₄,SW₅,およびSW₇の出力OUTにおいて、および出力OUTが接地されている（論理“０”）スイッチSW₂,SW₃,SW₆,SW₈,SW₉の入力IN1において、存在する。電圧VppはスイッチSW₂,SW₃,SW₆,SW₈,SW₉の入力IN1において存在するので、対応する分離トランジスタTI₂,TI₃,TI₆,TI₈,TI₉のソースSは、電圧Vccが印加されているドレインDよりも高いポテンシャルにあり、これらのトランジスタはOFF状態となり、従って電圧Vcc から電圧Vppを分離している。ひとたびこれらの動作が行われれば、トランジスタTSWL₁,TA_1,1,TPGR₁,TPGR₂, およびTSBL₁はゲートGにおいて電圧Vppを受け、ON状態となる。電圧Vppは、トランジスタTSBL₁およびTPGR₂によって浮遊ゲートトランジスタTFG_1,1のドレインD へ送られる。TFG_1,1のゲートGは、トランジスタTPGR₁およびTSWL₁によって接地される。トランジスタTFG_1,1の浮遊ゲートにおけるトンネル効果による通常の電荷転送プロセスは開始し、数ミリ秒間実行されなければならない。有益には、電圧Vccがプログラミングプロセスの間に遮断され、電力供給がないためにデコーダDWL、D0P、DBLの出力が０になると、スイッチSW_iは、電圧Vpp がある限りその出力OUTの状態を保ち、電圧Vppの供給は維持される。さらに、電圧０（アース）の供給を確保するトランジスタTPGR₁はスイッチSW₄によって制御され、電圧Vppがある限りON状態のままである。従来の技術では、そのようなトランジスタは電圧Vccによって直接制御されていたので、電圧Vccの断は、接地に至る通路の破壊を意味した。最後に、本発明の利点は、消去動作（セルC_i,jの行の、論理状態“０”への切換え）においても見ることができ、この場合トランジスタTDEL、および消去すべき行のトランジスタTSWL_iをONにする必要がある。本発明の最初の目的が達成されるにおいて、なされなければならないことは、プログラミングまたは消去動作に必要な時間の間に、電圧Vppを確実に維持することである。本発明の第２の目的は、このために使用される容量のサイズを容認できないように増加させることでも、外部の容量を使用することでもなく、電圧 Vccの断の場合に消費される電流を可能な限り低くするために必要なことをまず行なうことである(構成Ｃ)。構成Ｃ：いくつかの要素をスイッチオフするまたは禁止する図１に示されるチェイン30の場合、電圧Vppを維持する容量を放電することのできる要素はレギュレータ33およびランプ発生器34のみで、それらの動作は一般に少量の電流消費を必要とする。実際、発振器31およびポンプチャージ 32（または任意の他のブースタ回路）は、電圧Vccが消失した時動作するのをやめる。図５は、電源電圧Vccの断が起こった時に電流を消費しない、レギュレータ33 およびランプ発生器34を備えた、１セットの特に簡単な実施形態を示したもので、ランプ発生器34は信号STPRAMPによって禁止されることができる。レギュレータ33は、従来、MOSトランジスタ33-1を備え、そのゲートGは抵抗33 -2によってドレインにフィードバックされる。トランジスタ33-1のゲートGは、基準電圧Vrefを与えるツェナーダイオード33-3によってバイアスをかけられる。レギュレータ33の出力における電圧をVppregと呼ぶ。ランプ発生器34の入力にて、電圧VppregはトランジスタTR₁のドレインDおよび抵抗Rの一端に印加される。抵抗Rの他端は、トランジスタTR₁のゲートGおよび容量CR₁のアノードに接続される。容量CR₁のカソードは、トランジスタTR₂のゲートG、および容量CR₁に低い値の充電電流Icを課すカレントソースIRに接続されている。トランジスタTR₂は、トランジスタTR₁のゲートGに接続されたドレインDを有する。そのソースSは、トランジスタTR₄と直列に接続され、ダイオード（ゲートはドレインにフィードバックされる）として機能するトランジスタTR₃によって接地される。トランジスタTR₄のゲートGは、電源電圧がなくなった時０に設定される信号STPRAMPによって制御される。ランプ発生器34の出力は、トランジスタTR₁のソースS上に取り出され、容量CR₂によって調整される。信号STPRAMPが１（トランジスタTR₄がON）で、電圧Vppregが回路34の入力にて急速に増加する（チャージポンプ32は発振器21によって活性化されている）時、容量CR₁のカソードにある電圧V1は急速に増加する。これは、充電電流Icが十分小さく選択されており、容量CR₁が、電圧Vppregがあるために電圧変化を急速に吸収することができないためである。電圧V1が値２VTより大きくなった時、VTはトランジスタTR₂、TR₃のしきい値電圧であるが、トランジスタTR₂はONになり、トランジスタTR₁のゲートにある電圧 V2の増加の速度をゆるめる。容量CR₁の電荷のために、電圧V2は、値Vppregに達するまでゆっくり増加する。電圧Vppは、トランジスタTR₁のしきい値電圧VTが減算された電圧V2に等しい。図２に表された電圧Vppのグラフは、ランプの形状をした最初の部分と、それに続く、Vppがその最大値Vppmaxに等しい平坦な領域とを示している：（１）Vppmax=Vppreg-VT ここで、VTはトランジスタTR₁のしきい値を示す。ランプの発生の間に消費する電流は、主にトランジスタTR₂,TR₃,TR₄によるものと、レギュレータ33のツェナーダイオード33-3を通り抜ける電流によるものであることが分かるであろう。信号STPRAMPが０に設定される時、トランジスタTR₄ 、従ってトランジスタTR₂およびTR₃はもはや導電性ではなく、電流をそれ以上消費しない。容量CR₁はフローティング状態とされ、トランジスタTR₁のゲート上の電圧V2は急速に電圧Vppregにまで上昇する。容量Chvに蓄積された電荷は容量CR₂ に転送され、ツェナーダイオード33-3はブロックされ、電圧Vppは、図２において点線で示すように、非常に短時間の間にその最大値Vppmaxに達する。構成Ｂ：電圧Vppを維持する以下の数行で、チェイン30の内部容量、ここでは容量ChV,CR₁,CR₂が、これらの容量が占めるシリコン領域の容認できない増加を必要とすることなく、単独で、高電圧Vppの維持を確保できることが示される。図５を再度参照すると、信号STPRAMPが０に設定された時、チャージポンプ32 の出力での容量Chvは、電圧Vppが、開始されたプログラミングまたは消去プロセスの継続を確保するのに十分な値Vprogに急速に達するように、容量CR₂への電荷の転送を確実なものとすることができるものでなければならない。上で示した特定の実施形態では、STPRAMPが０に切換わった時点でチェイン30に蓄積されている総電荷Q1は、以下に等しい：（２）Q1=Vhv Chv+K Vppreg CR₁+(KVppreg-VT)CR₂ (KVppreg-VT)は電源電圧Vppがなくなった時の電圧Vppの値、Kは０と１の間のパラメータ、VTはトランジスタTR₁のしきい値電圧である。電荷転送の後、Chvの端子上の電圧VhvはVppregにほぼ等しく、レギュレータ33 のトランジスタ33-1は単純ダイオードとして働き、ツェナーダイオード33-3はもはや導電性ではない。電荷転送が正確に起これば、総電荷Q1は以下のように示すことができる：（３）Q1=Vprog（Chv+CR₁+CR₂）−VT CR₂ Vprogは、電荷転送後のプログラミング電圧Vppの最終値を表す。式（２）と（３）を組合せることによって、以下が導出される：（４）Chv=（Vprog−K Vppreg）(CR₁+CR₂)/[Vhv−Vprog] ひとたびプログラミング電圧Vprogが選択されれば、容量Chvの決定は当業者の技術においては普通のことである。上記で行なった注意にもかかわらず、集積回路技術において本質的なリーク電流が残ることを考慮に入れなければならない。例えば、以下の値が選択され： CR₁=5pF CR₂=3pF Vhv=22V Vppreg=20V Vprog=19V かつ、電荷転送が電圧ランプの75％で行われ、Kは0.75に等しいと仮定した場合、式（４）から10.6pFに等しいChvの最小値が得られ、これは、容量CR₁およびCR₂を用いた場合、全体のチェイン30に対して約18pFの総等価容量を意味する。10nAのリーク電流がある場合、そのような容量は、この期間の終わりにおいて１Vの電圧減少を伴うのみで、1.8ミリ秒の間電圧Vprogを維持することができ、これは良好なプログラミングを確実なものとするのに十分である。容量Chvのサイズの最適化式（４）から、電荷を転送するのに必要な容量Chvの値は、項Ｋが小さいほど高くなることが導出される。従って、容量CR₂への電荷転送を可能としつつ、容量Chvが低い値および小さいサイズを有することが望まれる場合、項Ｋは１に近いものでなければならず、電圧Vccの断は、好ましくは、電圧Vppがその最大値Vp pmaxに最も近くなる時点で起こらなければならない。ここで本発明のアイディアは、電圧VppがメモリセルC_i,jに対して作用し始める効率しきい値Vppminを下回る値を電圧Vppが持つ時、信号STPRAMPを送信しないようにする、ということである。典型的には、浮遊ゲートトランジスタを用いた EEPROMメモリに対して上記しきい値Vppminは約15Vである。この本発明の任意の側面によって、容量Chvのサイズを最適化することが可能であり、その一方で、プログラミングまたは消去動作が、電圧Vppの生成チェイン30の活性化にもかかわらず実際にスタートしていない時に、容量Chvの電荷の転送を避けることができる。図６、７および８は、上で述べた状況において信号STPRAMPの発生を可能とする回路を示したものである。図６の回路40は、電圧Vccの断を検出し、かつ断信号VCCDETを生成する回路である。図７の回路50は、電圧Vppが効率しきい値Vppmi nに達した時に信号DETECTの発生を可能とする。最後に、図８は、VCCDETとDETEC Tとを組合せ、信号STPRAMPを生成する論理回路を示したものである。一般的に、図６、７、および８の回路の設計に用いられる論理ゲートのほとんどは、電圧Vc cの断に影響されないように、電圧Vppregを供給されている。好ましくはこれらの論理ゲートは、コミュテーション期間以外では電流を消費しないように、CM OS技術によって実現される。図６の回路40は、MOSトランジスタ41を備え、これはゲートGにおいて電源電圧 Vccを受ける。トランジスタ41のソースSは、直列に接続され、ダイオードとして動作する２つのMOSトランジスタ42、43によって接地される。トランジスタ41のドレインDは、カレントソース44によって電圧Vppregに、かつ反転ゲート45の入力に、結合されている。ゲート45の出力は、信号VCCDETを送信する第２の反転ゲート46の入力に電力供給する。信号VCCDETは、電圧Vccが、トランジスタ41、42 、43のしきい値電圧の合計に等しいしきい値Vccminを下回った時、１に切換わる。Vccminは、例えば３Vに選択される。図７の回路50は、電圧Vppを分割し、２つの容量51、52によって構成されるブリッジを備える。分割ブリッジの中点53は、MOSトランジスタ54のゲートGに接続されている。容量51および52は、電圧Vppがその効率値Vppminに達した時に中点電圧がトランジスタ54のしきい値電圧VTに等しくなるように、選択される。トランジスタ54のソースSは接地され、そのドレインDは、出力が信号DETECTを送信する反転ゲート55の入力に接続されている。ゲート55の論理状態は、電圧Vppregを供給される、PタイプのMOSトランジスタ56によって安定化されている。最後に、反転ゲート58を介して信号ACTVPPによって制御されるMOSトランジスタ57は、分割ブリッジの中点53を接地する。従って、信号ACTVPPが０である時、すなわち電圧Vppを生成するチェイン30の作動期間以外の時、回路50は無能力とされ、出力D ETECTは０である。ACTVPPが１に設定される時、中点53の電圧は、トランジスタ5 4のしきい値電圧VTに達するまで増加する。この時点で、電圧VppはVppminに等しく、トランジスタ54はONになり、信号DETECTは１に切換わる。図８において見られるように、信号VCCDETおよびDETECTはNANDタイプの論理ゲート60によって結合され、その出力は信号STPRAMPを送信する。信号STPRAMPが０に切換わり、図５のランプ発生回路34を禁止するためには、VCCDETおよびDETECT はともに１であることが必要である。さらに、図７を再度参照すると、信号DETECTは、メモリ10（図３）の分離トランジスタTI_iを制御する信号Vxを生成するのに用いることができることが分かるであろう。信号Vxは、その入力に信号DETECTを受ける反転ゲート59によって送信され、これにより電圧Vppが効率しきい値Vppminに達した時０に切換わる。その利点は、信号DETECTが１に切換わった時、信号Vxが自動的にリセットされ、分離スイッチTiが決定的に閉じられる、ということである。従って、さらなる電圧Vc cの断の場合において、信号Vxが０でない時にスイッチTiを通り抜けることのできる逆電流が生じることはあり得ない。図９は、図６の回路40の変形例40'を表したものである。回路40'は、電圧Vcc 自身をモニタする代わりに、レギュレータ33の出力における電圧Vppregをモニタすることによって、電圧Vccの断を検出する。その利点は、継続時間が非常に短いために本発明による保護メカニズムを始動させることを正当なものとすることができないような、電圧Vccのわずかな断または変動から逃れられる、ということである。電流Ivppを供給する第１のカレントソース61は、レギュレータ33の出力と、ゲートGにおいて信号DETECTを受信するNMOSトランジスタ62のドレインDとの間に配置される。トランジスタ62のソースSは、電流Igndを供給する第２のカレントソース63を介して接地される。トランジスタ62のドレインDは、電圧Vppre gを供給され、信号VCCDETを送信する反転ゲート64の入力に電力供給する。最後に、信号DETECTによって制御されるNMOSトランジスタ65は、電圧Vppregと反転ゲート64の入力との間に配置される。カレントソース61および63は、電圧Vppregが通常値Vregnomである時に電流Ivppが電流Igndより大きくなるように調節される。信号DETECTが１に切換わった時、トランジスタ62はONになり、電流Ivppは電流 Igndを超え、トランジスタ62のドレインDにおける電圧はVppregに近くなる。電圧Vppregが、特に電源電圧Vccの断のために減少すると、電流Ivppは減少し、ドレインDの電圧は下がり、反転ゲート64の切換えが起こり、出力VCCDETは１に切換わる。一方、信号DETECTが０の時、回路40'はブロックされ、トランジスタ65は信号VCCDETを０に設定する。従って信号VCCDETは、信号DETE CTが１であるのでない限り、１に切換わることはできない。図８のNANDゲートはこうして使用する必要のないものとなり、信号VCCDETの反転信号/VCCDETを信号S TPRAMPとして使用することができる。上記においては、論理回路20によって象徴的に表された種々の作用を備えるマイクロ回路１に集積化されるEEPROMメモリの保護を取り扱ってきた。チップカードの分野では、これらの作用は、例えば契約作業の管理、詐欺に対抗することのできる暗号化作業の実行などで、EEPROMメモリは、マイクロ回路１によってデータ記録および蓄積手段として用いられる。しかし、本発明が、論理回路20を備えないマイクロ回路１、すなわち単なるEEPROMマイクロ回路に適用でき、デコーダ DWL、D0PNおよびDBLは外部から制御することができることは明らかである。マイクロ回路１が上述した作用を備える時、本発明の実行は、いくつかの適用において、継続時間がプログラミングまたは消去動作の継続時間よりも短い、電圧Vccのわずかな断の存在に関連する問題を提起するかもしれない。実際、従来技術においてよくあるように、論理回路20が、スイッチがONの時に組織的にリセット（０に設定）されると、論理回路20は、わずかな電源断の前に始まったプログラミング動作がまだ終わっていないのに新たなメモリのプログラミング動作または読み取り動作を開始する、ということが起こり得る。この場合、本発明は以下のような補足的構成を提供する： -（D）電源電圧Vccが見られる時、少なくともプログラミングまたは消去動作の継続時問に等しい時間ずらし（temporarization）のステップを提供する。この時間ずらしのステップの後、論理回路20はリセットされることができる。 -（E）時間ずらしのステップは、高電圧Vppがチェイン30の出力においてある場合のみ行われる。この構成Ｄの変形例は、時間ずらしのステップを実行する前に、容量Chvが荷電状態であるか放電状態であるかを判断することからなるものでもよい。実際、電源電圧VccのスイッチがO Nにされた時にマイクロ回路１が“起きる”時、わずかな断または長時間のカットオフの後にVccがあるかどうか分からない。VppまたはVhcの存在をチェックすることによって、この疑いを有益に取り除くことができる。このチェックを行なう簡単な方法は、図７の回路50の出力を読み取ることからなる。信号DETECTが１ならば、論理回路20のリセットは時間をずらされなければならない。 -（F）電圧Vppの生成チェイン30は、上記時間ずらしの問に活性化される。この構成は、構成ＤおよびＥを改良したものである。実際、電圧のスイッチをONにした時に電圧Vppがゼロでなければ(例えば信号DETECTが１であるために)、容量C hvおよびCR₂（図５）に単独で現在のプログラミングまたは消去動作の終了を確保させる代わりに、チャージポンプ32の動作を再開することが有益であろう；このマイクロ回路１の動作モードは、図10のフローチャート70によって図示される。電圧VccのスイッチがONにされると(ステップ71)、論理回路20は電圧Vppがあるかをチェックする(ステップ72)。このチェックは、電圧VppがVppminより高いかを、例えば信号DETECTによってチェックすることであってもよい。該チェックの結果がYesであれば、回路20はチェイン30を活性化し(ステップ74、ACTIVPP= 1)、数ミリ秒間待つ(ステップ75、TEMPO)。それから回路20は自分自身をリセットにする(ステップ76、RST)。ステップ72のチェックが否であれば、回路20は電力供給された直後にリセットする(ステップ73、RST)。上記では、浮遊ゲートトランジスタを用いたEEPROMメモリの特定の構造、および高電圧Vppを生成するチェインの特定の構造に関連した、本発明を実施する一例が説明された。当業者は、ここで与えられた情報および例から、これらのEEPR OMメモリがプログラミングまたは消去期間の間に電流を消費しない限りにおいて (通常、常にその通りである)、本発明を他のタイプのEEPROMメモリに適用するであろう。さらにまた、使用されるEEPROMメモリの種類によっては、ランプ発生回路34は不要かもしれない。メモリセルに電圧ランプVppを印加するのは、各プログラミングまたは消去動作において電圧Vppを突然印加することによってもたらされ得るゆっくりとした損傷からセルを保護することが唯一の目的であることを思い出さなければならない。この電圧ランプは、いくつかのタイプのセル、特に浮遊ゲートトランジスタを用いたものにとっては必要であることが分かるであろう。しかしこのような電圧ランプはプログラミングに対しては絶対必要なものではない。さらに当業者は、本発明が行なう例外的な場合においてこの電圧のランプを削除することは、セルの寿命に何ら重大な影響を与えるものではないことに気づくであろう。最後に、当業者はブースタ回路を設計する他の方法を知っているので、チャージポンプの使用は絶対的なものではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年５月１６日（１９９８．５．１６）【補正内容】［特許請求の範囲］［請求項１］電源電圧（Vcc）からプログラミングまたは消去用高電圧（V pp）を生成する手段（30）を備えた電気的に消去可能かつプログラム可能なメモリ（10）であって、電源電圧（Vcc）の断の場合に、上記高電圧（Vpp）を維持することのできる電気容量（Chv、CR₂）と、該高電圧（Vpp）を供給され、電源電圧（Vcc）の断の場合に、プログラムまたは消去されるプロセス中のメモリセル（C_i,j）に該高電圧（Vpp）を供給するパスを維持するように配置された、メモリスイッチ手段（SW_i）と、を備えることを特徴としたメモリ。［請求項２］請求項１記載のメモリであって、その出力（OUT）が上記高電圧（Vpp）を供給するトランジスタ（TPGR₁、TPGR₂ ）を制御するメモリスイッチ手段（SW_i）と、その出力（OUT）がメモリセルを選択するトランジスタ（TSWL_i、TSBL_i）を制御するメモリスイッチ手段（SW_i）と、その出力（OUT）が接地トランジスタT（TPGR₁）を制御するメモリスイッチ手段（SW_i)と、を備えるメモリ。［請求項３］請求項２記載のメモリにおいて、上記メモリスイッチ手段（SW_i）が、上記高電圧（Vpp）を供給され、分離トランジスタ（TI_i）によって制御される、少なくとも２つの閉ループ反転ゲート（I NV1、INV2）を備えるメモリ。［請求項４］前記の請求項のいずれか１つに記載のメモリにおいて、上記高電圧（Vpp）を維持することのできる上記容量が、該高電圧を生成する上記手段（30）内に存在する安定化容量（Chv）を備えるメモリ。［請求項５］請求項１ないし４のいずれか１つに記載のメモリにおいて、上記高電圧（Vpp）はランプ（Vpp）を発生させる回路（34）によって印加され、電源電圧（Vcc）の断の場合に上記ランプ発生回路（34）を禁止する手段（TR₄ 、40、40'、50、60）を備えるメモリ。［請求項６］請求項５記載のメモリにおいて、ランプ発生回路（34）を禁止する上記手段（TR₄、40、50、60）は：電源電圧（Vcc）の断を検出するためのものであって、電源電圧の断が検出された時に活性化される回路（40、40'）と、ランプ電圧（Vpp）が効率しきい値（Vppmin）に達した時に活性化される（DET ECT）ランプ発生回路（34）の出力における電圧（Vpp）をモニタする回路（50）と、を備え、ランプ発生回路（34）が、両方の回路が活性化された時に禁止されるメモリ。［請求項７］請求項６記載のメモリにおいて、電源電圧（Vcc）の断を検出する回路（40）が、該電源電圧をモニタし、該電源電圧が予め定められたしきい値（Vccmin）を下回る時に活性化されるように設計されたメモリ。［請求項８］請求項６記載のメモリにおいて、電源電圧の断を検出する回路（40'）が、ランプ発生回路（34）に印加される高電圧（Vppreg）をモニタし、該高電圧（Vppreg）がその通常値（Vregnom）を下回る時に活性化されるように設計されたメモリ。［請求項９］請求項１ないし８のいずれか１つに記載のメモリ（10）と、上記メモリ（10）を、データを蓄積する手段として用いる論理回路（20）と、を備えるマイクロ回路(１)。［請求項10］請求項９記載のマイクロ回路において、電源電圧（Vcc）が現れる時、論理回路（20）の始動が、メモリ（10）のプログラミングまたは消去動作の継続時間とほぼ等しい時間間隔の間遅延されるマイクロ回路。［請求項11］請求項10記載のマイクロ回路において、上記高電圧（Vpp）が、該高電圧（Vpp）を生成する手段（30）の出力に存在することを条件として、論理回路（20）の始動が遅延されるマイクロ回路。［請求項12］電気的に消去可能かつプログラム可能なメモリ（10）に、上記メモリ（10）の電源電圧（Vcc）の断がメモリセル（C_i,j）のプログラミングまたは消去動作の間に起こった時に、誤ったデータを書き込む危険性を減らす方法であって、該メモリ（10）はプログラミングまたは消去用高電圧（Vpp）を生成する手段（30）を備え、電源電圧（Vcc）の断の場合に、プログラミングまたは消去動作に必要な時間の間、上記高電圧（Vpp）を維持することのできる電気容量（Chv、CR₂）を提供し、電源電圧（Vcc）の断の場合に、プログラムまたは消去されるプロセス中のメモリセル（C_i,j）に該高電圧（Vpp）を供給するパスを維持するように、該高電圧（Vpp）を供給されるメモリスイッチ手段（SW_i）を提供する、ことからなるステップを備えることを特徴とした方法。［請求項13］請求項12記載の方法において、上記容量が、少なくとも、上記高電圧（Vpp）を生成する手段（30）内に存在する安定化容量（Chv、CR₂）を備える方法。［請求項14］請求項12および13のいずれか１つに記載の方法において、その出力（OUT）が上記高電圧（Vpp）を供給するトランジスタ（TPGR₁、TPGR₂ ）を制御するメモリスイッチ手段（SW_i）と、その出力（OUT）がメモリセルを選択するトランジスタ（TSWL_i、TSBL_i）を制御するメモリスイッチ手段（SW_i）と、その出力（OUT）が接地トランジスタ（TPGR₁）を制御するメモリスイッチ手段（SW_i）と、が備えられた方法。［請求項15］請求項12ないし14のいずれか１つに記載の方法であって、電流を消費することのできるメモリ回路（34）をスイッチオフにする、あるいは禁止することからなるステップをさらに備える方法。［請求項16］請求項12ないし15のいずれか１つに記載の方法において、電源電圧（Vcc）の断が生じた時点において、メモリ（10）に印加される上記高電圧（Vpp）が効率しきい値（Vppmin）より高いか、あるいはこれに等しい値を示すことを条件として、該高電圧（Vpp）を供給するパスが維持される方法。［請求項17］請求項12ないし16のいずれか１つに記載の方法において、電源電圧（Vcc）の断の検出が、該電源電圧が予め定められたしきい値（Vccmi n）を下回るかを判定することからなる方法。［請求項18］請求項12ないし16のいずれか１つに記載の方法において、電源電圧（Vcc）の断の検出が、高電圧（Vpp）を生成する手段（30）内に存在する電圧（Vppreg）がその通常値（Vregnom）を下回るかを判断することからなる方法。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】［請求項１］電源電圧（Vcc）からプログラミングまたは消去用高電圧（V pp）を生成する手段（30）を備えた電気的に消去可能かつプログラム可能なメモリ（10）であって、電源電圧（Vcc）の断の場合に、プログラムされる、または消去されるプロセス中のメモリセル（C_i,j）に上記高電圧（Vpp）を供給するパスを維持する手段（SW_i、TI_i）と、該高電圧（Vpp）を維持することのできる電気容量（Chv、CR₂ ）と、を備えることを特徴としたメモリ。［請求項２］請求項１記載のメモリにおいて、プログラムされる、または消去されるプロセス中のセルに上記高電圧（Vpp）を供給するパスを維持する手段が、該高電圧（Vpp）を供給され、その出力（OUT ）が該高電圧（Vpp）を供給するトランジスタ（TPGR₁、TPGR₂）と、メモリセルを選択するトランジスタ（TSWL_i、TSBL_i）と、接地トランジスタ（TPGR₁）と、を制御するメモリスイッチ（SW_i）を備えるメモリ。［請求項３］請求項２記載のメモリにおいて、メモリスイッチ（SW_i）が、上記高電圧（Vpp）を供給され、分離トランジスタ（TI_i）によって制御される、少なくとも２つの閉ループ反転ゲート（INV1、INV 2）を備えるメモリ。［請求項４］前記の請求項のいずれか１つに記載のメモリにおいて、上記高電圧（Vpp）を維持することのできる上記容量が、該高電圧を生成する上記手段（30）内に存在する安定化容量（Chv）を備えるメモリ。［請求項５］請求項１ないし４のいずれか１つに記載のメモリにおいて、上記高電圧（Vpp）はランプ（Vpp）を発生させる回路（34）によって印加され、電源電圧（Vcc）の断の場合に上記ランプ発生回路（34）を禁止する手段（TR₄ 、40、40'、50、60）を備えるメモリ。［請求項６］請求項５記載のメモリにおいて、ランプ発生回路（34）を禁止する上記手段（TR₄、40、50、60）は：電源電圧（Vcc）の断を検出するためのものであって、電源電圧の断が検出された時に活性化される回路（40、40'）と、ランプ電圧（Vpp）が効率しきい値（Vppmin）に達した時に活性化される（DET ECT）ランプ発生回路（34）の出力における電圧（Vpp）をモニタする回路（50）と、を備え、ランプ発生回路（34）が、両方の回路が活性化された時に禁止されるメモリ。［請求項７］請求項６記載のメモリにおいて、電源電圧（Vcc）の断を検出する回路（40）が、該電源電圧をモニタし、該電源電圧が予め定められたしきい値（Vccmin）を下回る時に活性化されるように設計されたメモリ。［請求項８］請求項６記載のメモリにおいて、電源電圧の断を検出する回路（40'）が、ランプ発生回路（34）に印加される高電圧（Vppreg）をモニタし、該高電圧（Vppreg）がその通常値（Vregnom）を下回る時に活性化されるように設計されたメモリ。［請求項９］請求項１ないし８のいずれか１つに記載のメモリ（10）と、上記メモリ（10）を、データを蓄積する手段として用いる論理回路（20）と、を備えるマイクロ回路(１)。［請求項10］請求項９記載のマイクロ回路において、電源電圧（Vcc）が現れる時、論理回路（20）の始動が、メモリ（10）のプログラミングまたは消去動作の継続時間とほぼ等しい時間間隔の間遅延されるマイクロ回路。［請求項11］請求項10記載のマイクロ回路において、上記高電圧（Vpp）が、該高電圧（Vpp）を生成する手段（30）の出力に存在することを条件として、論理回路（20）の始動が遅延されるマイクロ回路。［請求項12］電気的に消去可能かつプログラム可能なメモリ（10 ）に、上記メモリ（10）の電源電圧（Vcc）の断がメモリセル（C_i,j）のプログラミングまたは消去動作の間に起こった時に誤ったデータを書き込む危険性を減らす方法であって、該メモリ（10）は、プログラミングまたは消去用高電圧（Vpp）を生成する手段（30）を備え：電源電圧（Vcc）がない時に、メモリセル（C_i,j）に上記高電圧（Vpp）を供給するパスを維持し、プログラミングまたは消去動作に必要な時間の間、該高電圧（Vpp）を維持する、ことからなるステップを備えることを特徴とした方法。［請求項13］請求項12記載の方法において、上記高電圧（Vpp）の保持が、少なくとも、該高電圧（Vpp）を生成する手段（ 30）の内部容量（Chv、CR₂）によって確保される方法。［請求項14］請求項12および13のいずれか１つに記載の方法において、上記高電圧（Vpp）を供給するパスを維持するために、該高電圧（Vpp）を供給されるメモリスイッチ（SW_i）が備えられ、その出力（OUT）が、該高電圧（Vpp ）を供給するトランジスタ（TPGR₁、TPGR₂）と、メモリセルを選択するトランジスタ（TSWL_i、TSBL_i）と、接地トランジスタ（TPGR₁）と、を制御する方法。［請求項15］請求項12ないし14のいずれか１つに記載の方法であって、電流を消費することのできるメモリ回路（34）をスイッチオフにする、あるいは禁止することからなるステップをさらに備える方法。［請求項16］請求項12ないし15のいずれか１つに記載の方法において、電源電圧（Vcc）の断が起こった時点において、メモリ（10）に印加される上記高電圧（Vpp）が効率しきい値（Vppmin）より高いか、あるいはこれに等しい値を示すことを条件として、該高電圧（Vpp）を供給するパスが維持される方法。［請求項17］請求項12ないし16のいずれか１つに記載の方法において、電源電圧（Vcc）の断の検出が、該電源電圧が子め定められたしきい値（Vccmi n）を下回るかを判定することからなる方法。［請求項18］請求項12ないし16のいずれか１つに記載の方法において、電源電圧（Vcc）の断の検出が、高電圧（Vpp）を生成する手段（30）内に存在する電圧（Vppreg）がその通常値（Vregnom）を下回るかを判断することからなる方法。