JP2016514446A - フラッシュメモリ装置のハイブリッドチャージポンプ並びに調節手段及び方法 - Google Patents

フラッシュメモリ装置のハイブリッドチャージポンプ並びに調節手段及び方法 Download PDF

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Abstract

メモリ装置で使用するためのハイブリッドチャージポンプ及び制御回路が開示される。

Description

(優先権の主張)
本願は、米国特許法第119条及び第120条に基づいて、参照することにより本明細書に組み込まれる、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/792,643号の優先権を主張するものである。
(発明の分野)
メモリ装置で使用するためのハイブリッドチャージポンプ及び制御回路が開示される。
浮遊ゲートを使用して電荷をその上に蓄積するフラッシュメモリセル、及び半導体基板内に形成されるそのような不揮発性メモリセルのメモリアレイは、当該技術分野において周知である。典型的に、そのような浮遊ゲートメモリセルは、スプリットゲート型又は積層ゲート型のものとなっている。
1つの従来技術の不揮発性メモリセル10を図1に示す。分割ゲートのスーパーフラッシュ(SF)メモリセル10は、P型などの第1の導電型の半導体基板1を備える。基板1は、上にN型などの第2の導電型の第1の領域2(ソース線SLとしても知られる)が形成される表面を有する。N型などの第2の導電型の第2の領域3(ドレイン線としても知られる)も基板1の表面に形成される。第1の領域2と第2の領域3との間は、チャネル領域4である。ビット線(BL)9は、第2の領域3に接続される。ワード線(WL)8(選択ゲートとも称される)は、チャネル領域4の第1の部分の上に位置付けられ、そこから絶縁される。ワード線8は、第2の領域3とほとんど又は全く重ならない。浮遊ゲート(FG)5は、チャネル領域4の他の部分の上方にある。浮遊ゲート5は、そこから絶縁され、ワード線8に隣接する。浮遊ゲート5はまた、第1の領域2に隣接する。結合ゲート(CG)7(制御ゲートとしても知られる)は、浮遊ゲート5の上方にあり、そこから絶縁される。消去ゲート(EG)6は、第1の領域2の上方にあり、浮遊ゲート5及び結合ゲート7に隣接し、そこから絶縁される。消去ゲート6はまた、第1の領域2から絶縁される。
従来技術の不揮発性メモリセル10の消去及びプログラムのための1つの例示的な操作は、次の通りである。セル10は、ファウラーノルドハイムトンネリング機構によって、消去ゲートEG 6に高電圧が印加され、他の端子がゼロボルトと等しくなることによって、消去される。電子は、浮遊ゲートFG 5から消去ゲートEG 6までトンネル移動し、その結果、浮遊ゲートFG 5が正電荷を帯び、読み取り状態のセル10をオンにする結果として得られたセルが消去された状態は、「1」状態として知られている。消去の別の実施形態は、消去ゲートEG 6に正電圧Vegpが印加され、結合ゲートCG 7に負電圧Vcgnが印加され、他の端子がゼロボルトと等しくなることによる。負電圧Vcgnは、浮遊ゲートFG 5に負に結合し、したがって消去に必要な正電圧Vcgpがより少なく済む。電子は、浮遊ゲートFG 5から消去ゲートEG 6までトンネル移動し、その結果、浮遊ゲートFG 5が正電荷を帯び、読み取り状態のセル10をオンにする(セル状態「1」)。ワード線WL 8(Vwle)及びソース線SL 2(Vsle)は代わりに消去に必要とされる消去ゲートFG 5上の正電圧を更に低減するように負にすることができる。この場合の負電圧Vwle及びVsleの大きさは、p−n接合が正方向に動作しない程度に小さい。セル10は、ソース側のホット電子プログラミング機構により、結合ゲートCG 7に高電圧を印加し、ソース線SL 2に高電圧を印加し、消去ゲートEG 6に中電圧を印加し、かつビット線BL 9にプログラミング電流を印加することによって、プログラミングされる。ワード線WL 8と浮遊ゲートFG 5との間の隙間全体に流れる電子の一部は、十分なエネルギーを得て、浮遊ゲートFG 5に注入され、その結果、浮遊ゲートFG 5が負電荷を帯び、読み取り状態のセル10をオフにする。結果として得られたセルをプログラムした状態は、「0」状態として知られている。
セル10は、ビット線BL9に阻害電圧を印加することによって、(例えば、その行の別のセルはプログラムされるべきだが、セル10はプログラムされない場合、)プログラミングの際に阻害され得る。セル10は、米国特許第7,868,375号に更に具体的に記載され、この開示は、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる。
図1の従来技術の例示の動作電圧を以下の表1に示す。
表1に列挙した値の典型的な値を表2に示す。
図2は、従来技術の二次元フラッシュメモリシステムの典型的な従来技術のアーキテクチャを示す。チップ12は、任意にメモリセル10を図1のように使用している、データ格納用のメモリアレイ15及びメモリアレイ20と、チップ12の他の部品と典型的には、順にピン(図示せず)に接続するワイヤボンド(図示せず)又はパッケージ化されたチップの外側から集積回路にアクセスするのに用いられるパッケージバンプとの間の電気通信を可能にするパッド35及びパッド80と、システムに正負電圧源を提供するために用いられる高電圧回路75と、冗長性及び組み込み自己テストなどの様々な制御機能を提供するための制御ロジック70と、アナログロジック65と、メモリアレイ15及びメモリアレイ20からそれぞれデータを読み出すために用いられる検出回路60及び61と、それぞれ読み出し又は書き込みが行われるメモリアレイ15及びメモリアレイ20の行にアクセスするのに用いられるロウデコーダ回路45及びロウデコーダ回路46と、それぞれ読み出し又は書き込みが行われるメモリアレイ15及びメモリアレイ20の列にアクセスするのに用いられるカラムデコーダ55及びカラムデコーダ56と、それぞれメモリアレイ15及びメモリアレイ20に対してプログラム及び消去操作のために電圧を上昇させるために用いられるチャージポンプ回路50及びチャージポンプ回路51と、読み出し及び書き込み(消去/プログラム)操作のためにメモリアレイ15及びメモリアレイ20によって共有される高電圧ドライバ回路30と、読み出し及び書き込み操作中にメモリアレイ15によって使用される高電圧ドライバ回路25及び読み出し及び書き込み(消去/プログラム)操作中にメモリアレイ20によって使用される高電圧ドライバ回路26と、それぞれメモリアレイ15及びメモリアレイ20に対する書き込み操作中にプログラムされることを意図しないビット線を非選択にするために用いられるビット線阻害電圧回路40及びビット線阻害電圧回路41と、を備える。これらの機能ブロックは当業者によって理解され、図2に示されるブロックレイアウトは従来技術において既知である。
上記のように、チャージポンプは、フラッシュメモリ装置の操作において重要な役割を果たす。プログラム及び消去機能には高電圧が必要である。
図3は、従来技術のチャージポンプを示す。プログラム操作中、SLポンプ100はVslp及びVegp電圧(これらは典型的には約4V〜5Vである)を生成するために使用され、CG−EGポンプ110はVcgp電圧(これは典型的には約9V〜10Vである)を生成するために使用される。消去操作中、SLポンプ100は使用されず、CG−EGポンプはVege電圧(これは典型的には約10〜11.5Vである)を生成するために使用される。これらの電圧は相対的に高電圧であり、著しいレベルの電力を消費する。
必要とされるものは、従来技術のチャージポンプで使用される電圧よりも低電圧である、フラッシュメモリ装置におけるプログラム操作及び消去操作用の電圧を生成することができる改善されたチャージポンプである。
前述の問題及び必要性は、改善されたチャージポンプの実施形態によって対処される。一実施形態では、1つのチャージポンプは正電圧を発生させ、1つのチャージポンプは負電圧を発生させる。別の実施形態では、ハイブリッドチャージポンプは、所望により高電圧を生成するか、又はその高電圧より少ない大きさの電圧をそれぞれ生成する2つのチャージポンプに分割することができる。別の実施形態では、チャージポンプ制御回路が開示される。他の実施形態では、チャージポンプで使用するインバータ回路が開示される。
従来技術の分割ゲートフラッシュメモリセルを示す。 従来技術のフラッシュメモリ装置のレイアウトを示す。 従来技術のチャージポンプを示す。 チャージポンプの実施形態を示す。 チャージポンプの実施形態のための回路設計を示す。 チャージポンプの実施形態を示す。 ハイブリッドチャージポンプの実施形態のための回路設計を示す。 チャージポンプのための制御回路を示す。 チャージポンプで使用するインバータを示す。 チャージポンプで使用するインバータを示す。
図4は、改善されたチャージポンプの実施形態を示す。プログラム操作中、Cポンプ1 120はVslp及びVegp(従来技術にあるようにこれらは典型的には約4〜5Vである)を生成し、CG−EGポンプ130はVcgp(従来技術にあるようにこれらは典型的には約4〜5Vである)を生成する。しかしながら、消去操作中、Cポンプ1 120はVcge(これは約−8Vである)を生成し、CG−EGポンプ130はVege(これは約8Vである)を生成する。したがって、消去操作中、約8Vが消去ゲート6に印加され、約−8Vが制御ゲート7に印加されるだろう。あるいは、負電圧(例えば、−04v)をワード線8(Vwle)及びソース線2(Vsle)上にそれぞれCポンプ1 120由来の負電圧を用いて印加することができる。
図5は、チャージポンプ回路200を示す。チャージポンプ回路200は、スイッチ210、スイッチ220、電圧源位相ドライバ270、電圧源位相ドライバ280、並びにダイオード230、ダイオード240、ダイオード250、ダイオード260、コンデンサ235、コンデンサ245、及びコンデンサ255を備える3つの充電ステージ(それぞれがダイオード及びコンデンサを備え、その組み合わせはオンにするスイッチによって異なる)を備える。スイッチ210をオンにし、スイッチ220をオフにした場合、正帯電が発生し、Voutp 295は、例示のチャージポンプ回路200がCG−EGポンプ130の役割を果たしてVegeを生成することができる正電圧(8Vなど)を含むだろう。スイッチ210をオフにし、スイッチ220をオンにした場合、負帯電が発生し、Voutn 290は、例示のチャージポンプ回路200がCポンプ1 120の役割を果たしてVcgeを生成することができる負電圧(−8Vなど)を含むだろう。このように、従来技術のシステムと違い、生成された最高電圧は11.5Vの代わりに8Vである。これは電力使用を節約することができ、またフラッシュメモリ製品の信頼性を向上することができる。ダイオード230、240、250、260は、エンハンスメントNMOS及びPMOSトランジスタ又はp−n接合ダイオードによって作製することができる。コンデンサ235、245、255は、エンハンスメントNMOS及びPMOSトランジスタ、又はMOM(金属酸化物金属)コンデンサ、又はその組み合わせによって作製することができる。スイッチ210は、エンハンスメントPMOSとして実装される。スイッチ210の代替実施形態は、NMOSトランジスタであり、この場合、そのバルクp基板端子は、負の出力Voutn 290から分離される必要がある。スイッチ220は、エンハンスメントNMOSとして実装される。スイッチ220の代替実施形態は、PMOSトランジスタであり、この場合、そのバルクNwell端子は、正の出力Voutp 295から分離される必要がある。位相ドライバ270及び280は、位相ドライバ回路(図示せず)によって生成され、それらは典型的には10〜80Mhzで概して重ならないクロック位相である。
別の実施形態が図6に示される。プログラム操作中、Cポンプ1 300はVslp及びVegp(従来技術にあるようにこれらは典型的には約5Vである)を生成し、CG−EGポンプ310はVcgp(従来技術にあるようにこれらは典型的には約5Vである)を生成する。しかしながら、消去操作中、Cポンプ1+Mステージ301は再構成されてVcge(これは約−8Vである)を生成し、CG−EGポンプ+Nステージ311は再構成されてVege(これは約8Vである)を生成する。再構成は、CG_EGポンプ310をNステージポンプ及びMステージポンプに分割することによって行われる。次に、CG_EGポンプ310のMステージポンプをCポンプ1 300に結合して新しいポンプ301を作製することによる。Nステージは、元のCG+EGポンプ310と共に残されて新しいポンプ311を作製する。このシステムの効果は、ハイブリッドチャージポンプを使用して高いVege電圧を生成できるが、はるかに小さいVcgp及びVcgn電圧を生成することもできることである。
図7は、ハイブリッド再構成可能チャージポンプ320を示す。チャージポンプ320は、2つのチャージポンプ部品を収容し、そのそれぞれは、それ自体がチャージポンプである。チャージポンプ部品330は、N個の充電ステージ(ここでは、N=3、ただしNは任意の正の整数とすることができる)を備え、チャージポンプ部品340は、M個の充電ステージ(ここでは、M=3、ただしMは任意の正の整数とすることができる)を備える。チャージポンプ部品330及びチャージポンプ部品340は、スイッチ350によって連結される。スイッチ350がオンであるとき、チャージポンプ部品330及びチャージポンプ部品340は、N+M個の充電ステージの1つのチャージポンプとして互いに連結される。スイッチ350がオフであるとき、チャージポンプ部品330及びチャージポンプ部品340は、互いに連結されず別個のチャージポンプとして動作する。このようにチャージポンプ320を、N+M個のステージを有するポンプ又は2つの別個のポンプ、即ちNステージポンプ及びMステージポンプ、となるように構成することができる。チャージポンプ320は(より高い正電圧までポンピングする)正の動作のためである。代替実施形態は、(図5に示すように)同様の再構成可能性を有する負の動作のためである。異なるセグメントポンプ用の異なる組み合わせの負/正セグメントポンプは、再構成によってNステージポンプ330が負であり、Mステージポンプ340が正であるように実行される。
チャージポンプ部品330は、電圧源位相ドライバ360、電圧源位相ドライバ365、ダイオード331、ダイオード332、ダイオード333、ダイオード334、コンデンサ335、コンデンサ336、コンデンサ337を備え、出力390を生成する。ダイオード331、332、333、334は、エンハンスメントNMOS及びPMOSトランジスタ又はp−n接合ダイオードによって作製することができる。コンデンサ335、336、337は、エンハンスメントNMOS及びPMOSトランジスタ若しくはMOM(金属酸化物金属)コンデンサ又はその併用によって作製することができる。位相ドライバ360及び365は、位相ドライバ回路(図示せず)によって生成され、それらは典型的には10〜80Mhzで概して重ならないクロック位相である。
チャージポンプ部品340は、電圧源位相ドライバ370、電圧源位相ドライバ375、ダイオード341、ダイオード342、ダイオード343、ダイオード344、コンデンサ345、コンデンサ346、コンデンサ347を備え、出力380を生成する。ダイオード341、342、343、344は、エンハンスメントNMOS及びPMOSトランジスタ又はp−n接合ダイオードによって作製することができる。コンデンサ345、346、347は、エンハンスメントNMOS及びPMOSトランジスタ若しくはMOM(金属酸化物金属)コンデンサ又はその併用によって作製することができる。位相ドライバ370及び375は、位相ドライバ回路(図示せず)によって生成され、それらは典型的には10〜80Mhzで概して重ならないクロック位相である。
図8は、ハイブリッドチャージポンプ制御回路400を示す。チャージポンプ制御回路は、チャージポンプ出力を取り出し、それを降圧し(又は、負電圧については昇圧し)、その結果を基準電圧と比較して、高いときにチャージポンプ動作を継続し、低いときにチャージポンプ動作を中止するイネーブル信号を次に生成する。
VPOS 480など、所望の電圧が正であるとき、スイッチ430はオンになり、スイッチ440はオフになる。VPOS 480は、一連のトランジスタ410に供給され、それによってVPOS 480は、各トランジスタを通じて閾値電圧によって減少される。その結果は、コンパレータ450によって基準電圧と比較される。基準電圧が降圧VPOS電圧を超える場合は、次にイネーブル信号460がアサートされる。イネーブル信号460は、チャージポンプ動作を維持するチャージポンプオシレータ(図示せず、位相ドライバ回路に供給されて図5の信号270及び280などの位相ドライバクロックを生成する)に送信することができる。基準電圧が降圧VPOS電圧より低い場合は、次にイネーブル信号460がデアサートされ、チャージポンプは動作を中止する。
VNEG 490など、所望の電圧が負であるとき、スイッチ440はオンになり、スイッチ430はオフになる。VNEG 490は、一連のトランジスタ420に供給され、それによってVNEGは、各トランジスタを通じて閾値電圧によって増大される。その結果は、コンパレータ450によって基準電圧と比較される。基準電圧が昇圧VNEG電圧より低い場合は、次にイネーブル信号460がアサートされる。イネーブル信号460を、チャージポンプ操作を維持するチャージポンプオシレータ(図示せず)に送信することができる。基準電圧が昇圧VNEG電圧より高い場合は、次にイネーブル信号460がデアサートされ、チャージポンプは動作を中止する。
図9は、チャージポンプの出力を反転するインバータ回路500を示す。例えば、VHVP−IN 501が+10Vである場合、VHVN−OUTは−10Vになるだろう。インバータ回路500は、PMOSトランジスタ505、NMOSトランジスタ510、コンデンサ515、PMOSトランジスタ520、PMOSトランジスタ525、PMOSトランジスタ530、PMOSトランジスタ535、及び出力コンデンサ540を備える。これらの部品は、図9に示すように互いに連結される。動作は以下の通りである。まず、PMOSトランジスタ505は、コンデンサ515の端子501をVHVP−IN 501レベルまで充電可能となる。ノードVHVN 503は、グランドより上のVt(PMOSトランジスタ520、525の閾値電圧)でクランプされるだろう。次に、PMOSトランジスタ505はオフになり、NMOSトランジスタ510はオンになり、これにより順番に端子501をグランドに引き寄せ、コンデンサ連結アクションによって、ノード503は負に引き寄せられるようになり、次に順番に出力ノード504をPMOSトランジスタ530及び535によって負に引き寄せる。次にこのシーケンスは、出力ノード504が実質的にVHV−P IN 501と等しくなるまで繰り返す。
図10は、チャージポンプの出力を反転する別のインバータ回路600を示す。例えば、VHVP−IN 601が+10Vである場合、VHVN−OUT 604は−10Vになるだろう。インバータ回路600は、PMOSトランジスタ605、PMOSトランジスタ610、PMOSトランジスタ615、コンデンサ620、NMOSトランジスタ625、NMOSトランジスタ630、NMOSトランジスタ635、及びスイッチ640を備える。これらの部品は、図10に示すように互いに連結される。その動作は、図9の動作と同様である。スイッチ640と共にNMOSトランジスタ630、635は、ここでは充電相においてグランドへとノード603を制御する。
本明細書における本発明に対する言及は、いかなる特許請求の範囲又は特許請求の範囲の用語も限定することを意図するものではなく、代わりに特許請求の範囲の1つ以上によって包含され得る1つ以上の特徴に言及するにすぎない。上述の材料、プロセス、及び数値例は、例示的なものにすぎず、特許請求の範囲を限定するものと見なされるべきではない。本明細書で使用されるとき、用語「上に(over)」及び「上に(on)」の両方は、「直接上に」(間に配設される中間の材料、要素、又は間隙がない)及び「間接的に上に」(中間の材料、要素、又は間隙が間に配設される)を包括的に含むことに留意されるべきである。同様に、用語「隣接する」は、「直接隣接する」(間に配設される中間の材料、要素、又は間隙がない)及び「間接的に隣接する」(中間の材料、要素、又は間隙が間に配設される)を含む。例えば、「基板上に」要素を形成することは、その間に中間の材料/要素を有せず基板上に直接その要素を形成すること、並びに1つ以上の中間の材料/要素をその間に有して基板上に間接的にその要素を形成することを含む。

Claims (31)

  1. フラッシュメモリ装置用のハイブリッドチャージポンプであって、
    N個(Nは正の整数である)の充電ステージを備える第1のチャージポンプと、
    M個(Mは正の整数である)の充電ステージを備える第2のチャージポンプと、
    前記第1のチャージポンプ及び前記第2のチャージポンプを連結するスイッチと、を備え、
    前記スイッチがオンであるとき、前記第1のチャージポンプ及び第2のチャージポンプは共にN+M個の充電ステージを有する第3のチャージポンプを備え、前記スイッチがオフであるとき、前記第1のチャージポンプ及び第2のチャージポンプは別個のチャージポンプとして機能する、ハイブリッドチャージポンプ。
  2. 前記N個の充電ステージのそれぞれが、ダイオードと、コンデンサと、を備える、請求項1に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  3. 前記M個の充電ステージのそれぞれが、ダイオードと、コンデンサと、を備える、請求項2に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  4. 前記第3のチャージポンプがフラッシュメモリのプログラミング用の正電圧を提供する、請求項1に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  5. 前記第2のチャージポンプが別のチャージポンプと更に結合され、フラッシュメモリの消去用の負電圧を提供するように再構成される、請求項1に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  6. 前記第1のチャージポンプがフラッシュメモリの消去用の正電圧を提供するように構成される、請求項5に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  7. 前記フラッシュメモリが分割ゲートフラッシュメモリである、請求項4に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  8. 前記フラッシュメモリが分割ゲートフラッシュメモリである、請求項5に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  9. 前記フラッシュメモリが分割ゲートフラッシュメモリである、請求項6に記載のハイブリッドチャージポンプ。
  10. フラッシュメモリ装置用のチャージポンプであって、
    第1の電圧入力と連結された第1のスイッチと、
    第2の電圧入力と連結された第2のスイッチと、
    前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチと連結され、第1の出力ノード及び第2の出力ノードを備える、複数個の充電ステージと、を備え、
    前記第1のスイッチがオンであり、前記第2のスイッチがオフであるとき、前記第1の出力ノードは前記第1の電圧入力の前記電圧より高い正電圧を出力し、前記第1のスイッチがオフであり、前記第2のスイッチがオンであるとき、前記第2の出力ノードは前記第2電圧入力の前記電圧より低い負電圧を出力する、チャージポンプ。
  11. 前記第2の電圧入力がグランドである、請求項10に記載のチャージポンプ。
  12. 前記複数個の充電ステージの各充電ステージが、ダイオードと、コンデンサと、を備える、請求項10に記載のチャージポンプ。
  13. 少なくとも1つのコンデンサが第1の電圧源位相ドライバと連結される、請求項12に記載のチャージポンプ。
  14. 少なくとも1つのコンデンサが第2の電圧源位相ドライバと連結される、請求項13に記載のチャージポンプ。
  15. 前記第1のスイッチがPMOSトランジスタを備える、請求項10に記載のチャージポンプ。
  16. 前記第2のスイッチがNMOSトランジスタを備える、請求項15に記載のチャージポンプ。
  17. フラッシュメモリ装置用のハイブリッドチャージポンプ制御回路であって、
    第1の入力と、
    第2の入力と、
    第1のスイッチと、
    第2のスイッチと、
    前記第1の入力の電圧を降圧するためのトランジスタの第1のセットと、
    前記第2の入力の電圧を昇圧するためのトランジスタの第2のセットと、
    第1の基準電圧と、
    第2の基準電圧と、
    前記第1のスイッチがオンであり、前記第2のスイッチがオフであるとき、前記第1の基準電圧を前記トランジスタの第1のセットの出力と比較し、前記第1のスイッチがオフであり、前記第2のスイッチがオンであるとき、前記第2の基準電圧を前記トランジスタの第2のセットの出力と比較するためのコンパレータと、を備え、前記コンパレータがチャージポンプを制御するための出力を生成する、回路。
  18. 前記第1の入力の前記電圧が正である、請求項17に記載の回路。
  19. 前記第2の入力の前記電圧が負である、請求項18に記載の回路。
  20. 前記トランジスタの第1のセット内の各トランジスタがPMOSトランジスタである、請求項17に記載の回路。
  21. 前記トランジスタの第2のセット内の各トランジスタがPMOSトランジスタである、請求項20に記載の回路。
  22. 前記第1の基準電圧が第3のスイッチを通じて前記コンパレータと連結される、請求項17に記載の回路。
  23. 前記第2の基準電圧が第4のスイッチを通じて前記コンパレータと連結される、請求項22に記載の回路。
  24. インバータ回路であって、
    前記インバータ回路の入力に接続された第1の端子と、第1のコンデンサに接続された第2の端子と、を備える第1のスイッチと、
    前記第1のコンデンサに接続された第1の端子と、グランドに接続された第2の端子と、を備える第2のスイッチと、
    前記第1のコンデンサとグランドとの間を連結した1つ以上のトランジスタの第1のセットと、
    前記第1のコンデンサと前記インバータ回路の出力との間を連結した1つ以上のトランジスタの第2のセットと、を備え、
    前記インバータ回路が入力の電圧を反転して出力の電圧を生成する、インバータ回路。
  25. 前記出力に、及びグランドに連結された第2のコンデンサを更に備える、請求項24に記載のインバータ回路。
  26. 前記1つ以上のトランジスタの第1のセット内の前記トランジスタが、PMOSトランジスタである、請求項24に記載のインバータ回路。
  27. 前記1つ以上のトランジスタの第2のセット内の前記トランジスタが、PMOSトランジスタである、請求項26に記載のインバータ回路。
  28. 前記1つ以上のトランジスタの第1のセット内の前記トランジスタが、NMOSトランジスタである、請求項24に記載のインバータ回路。
  29. 前記1つ以上のトランジスタの第2のセット内の前記トランジスタが、PMOSトランジスタである、請求項28に記載のインバータ回路。
  30. 前記1つ以上のトランジスタの第1のセットを制御するように構成されたスイッチを更に備える、請求項28に記載のインバータ回路。
  31. 前記1つ以上のトランジスタの第1のセットを制御するように構成されたスイッチを更に備える、請求項29に記載のインバータ回路。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8619445B1 (en) 2013-03-15 2013-12-31 Arctic Sand Technologies, Inc. Protection of switched capacitor power converter
US9361995B1 (en) 2015-01-21 2016-06-07 Silicon Storage Technology, Inc. Flash memory system using complementary voltage supplies
WO2017091696A1 (en) * 2015-11-25 2017-06-01 Arctic Sand Technologies, Inc. Switched-capacitor network packaged with load
US10847227B2 (en) * 2018-10-16 2020-11-24 Silicon Storage Technology, Inc. Charge pump for use in non-volatile flash memory devices
US11810626B2 (en) * 2022-02-11 2023-11-07 Sandisk Technologies Llc Generating boosted voltages with a hybrid charge pump

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004348806A (ja) * 2003-03-26 2004-12-09 Sharp Corp 半導体記憶装置およびそれを備えた携帯電子機器
US20130063118A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Qui Vi Nguyen Charge Pump System Dynamically Reconfigurable For Read And Program

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03290895A (ja) * 1990-04-06 1991-12-20 Sony Corp 半導体集積回路装置
JP3285443B2 (ja) * 1993-12-22 2002-05-27 三菱電機株式会社 チャージポンプ
JP3561060B2 (ja) * 1995-12-08 2004-09-02 三菱電機株式会社 負電圧発生回路
KR100271840B1 (ko) * 1997-08-27 2000-11-15 다니구찌 이찌로오 회로 면적의 증대를 억제하면서 복수의 전위를 출력할 수 있는내부 전위 발생 회로
JP2000049299A (ja) * 1998-05-25 2000-02-18 Mitsubishi Electric Corp チャージポンプ回路およびそれを備える不揮発性半導体記憶装置
US6356062B1 (en) * 2000-09-27 2002-03-12 Intel Corporation Degenerative load temperature correction for charge pumps
US6369642B1 (en) * 2000-12-26 2002-04-09 Intel Corporation Output switch for charge pump reconfiguration
JP2002208290A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp チャージポンプ回路およびこれを用いた不揮発性メモリの動作方法
US6424570B1 (en) * 2001-06-26 2002-07-23 Advanced Micro Devices, Inc. Modulated charge pump with uses an analog to digital converter to compensate for supply voltage variations
JP3832575B2 (ja) * 2002-02-12 2006-10-11 シャープ株式会社 負電圧出力チャージポンプ回路
JP4223270B2 (ja) * 2002-11-19 2009-02-12 パナソニック株式会社 昇圧回路およびそれを内蔵した不揮発性半導体記憶装置
US7719343B2 (en) * 2003-09-08 2010-05-18 Peregrine Semiconductor Corporation Low noise charge pump method and apparatus
KR100812086B1 (ko) * 2006-11-30 2008-03-07 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 전압조절장치
KR20080016520A (ko) * 2007-03-27 2008-02-21 코네르지 악티엔게젤샤프트 인버터
KR100898259B1 (ko) * 2007-04-27 2009-05-19 경북대학교 산학협력단 전하 펌프 방식의 전력 변환 인버터
CN100592153C (zh) * 2007-06-08 2010-02-24 群康科技(深圳)有限公司 负电压产生电路
US20090039410A1 (en) 2007-08-06 2009-02-12 Xian Liu Split Gate Non-Volatile Flash Memory Cell Having A Floating Gate, Control Gate, Select Gate And An Erase Gate With An Overhang Over The Floating Gate, Array And Method Of Manufacturing
KR100887843B1 (ko) * 2007-10-04 2009-03-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 인버터의 캐패시터 보호 방법
TW200947454A (en) * 2008-05-02 2009-11-16 Powerchip Semiconductor Corp Regulator and flash comprising the same
JP2010017013A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Rohm Co Ltd チャージポンプ回路
JP5627197B2 (ja) * 2009-05-26 2014-11-19 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. 半導体記憶装置及びこれを備える情報処理システム並びにコントローラ
US7973592B2 (en) * 2009-07-21 2011-07-05 Sandisk Corporation Charge pump with current based regulation
CN101847432B (zh) * 2010-05-28 2015-04-15 上海华虹宏力半导体制造有限公司 存储器的供电结构
KR101764125B1 (ko) * 2010-12-15 2017-08-02 삼성전자주식회사 음의 고전압 발생기 및 음의 고전압 발생기를 포함하는 비휘발성 메모리 장치
CN102360565B (zh) * 2011-08-26 2012-10-10 北京兆易创新科技有限公司 电荷泵系统及用其产生读写操作字线电压的方法、存储器
KR20130066266A (ko) * 2011-12-12 2013-06-20 한국전자통신연구원 부하변동 특성 향상을 위한 전압공급 회로 및 출력전압 공급 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004348806A (ja) * 2003-03-26 2004-12-09 Sharp Corp 半導体記憶装置およびそれを備えた携帯電子機器
US20130063118A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Qui Vi Nguyen Charge Pump System Dynamically Reconfigurable For Read And Program

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