JPH087588A - ゲート電源 - Google Patents

ゲート電源

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JPH087588A
JPH087588A JP29465294A JP29465294A JPH087588A JP H087588 A JPH087588 A JP H087588A JP 29465294 A JP29465294 A JP 29465294A JP 29465294 A JP29465294 A JP 29465294A JP H087588 A JPH087588 A JP H087588A
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gate
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Lee E Cleveland
リー・イー・クリーブランド
Shane C Hollmer
シェイン・シィ・ホールマー
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Advanced Micro Devices Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低い動作マージンを有するメモリにおける読
出エラーを防ぐために動作マージンを増加させる。 【構成】 多重密度または低圧電源メモリアレイにおけ
るフラッシュEEPROMのゲートに電力を与えるため
のゲート電源であって、メモリセルのゲートへの供給電
圧をシステム電源Vccより上げるマルチフェーズ電圧
ポンプ(302)と、不活性時にブースト電圧を維持す
る低電源スタンバイポンプ(304)とを含む。メモリ
のワードラインデコーダ(108)はいくつかの部分
(306−1から306−15)に分けられ、各デコー
ダ部は低電源スタンバイポンプによって与えられる電荷
をストアするための貯蔵部として働く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は一般にメモリアレイのための電
源に関し、より特定的には、多重密度および低圧電源の
メモリアレイに用いられるフラッシュ電気的消去可能プ
ログラム可能リードオンリメモリ(EEPROM)セル
のゲートに電力を供給するための回路に関する。
【0002】
【関連技術の説明】過去のメモリアレイは、広いマージ
ンによって分けられている2つ以上の状態を表すように
プログラムされたしきい値を有するアレイセルを含むの
で、ストアされた状態を決定するためにアレイセルのゲ
ートに直接電力を与えるにはメモリアレイへの、VCC
たはVDDとも呼ばれる電源供給信号VSUPPだけで十分で
あった。
【0003】図1および図2はメモリアレイ102にお
ける多重密度のフラッシュEEPROMセルのゲートに
SUPPを与えるために用いられる回路を示す。多重密度
のメモリアレイを設けるための詳細は、バンクス(Ba
nks)による「メモリセル当たりNビットの電気的変
更可能不揮発性メモリ」と題される米国特許第5,21
8,569号にあり、ここにその文献を引用により援用
する。図2はVSUPPによって直接電力が供給される基準
セルゲートを有する基準アレイ104をさらに含む。基
準アレイ104のようなプログラム可能基準アレイを設
けるための詳細は、引用により援用される、本出願の発
明者によって1993年1月12日に出願された「プロ
グラム基準」と題される米国特許連続番号08/16
0,582にある。
【0004】メモリアレイ102および基準アレイ10
4とともに、図1はワードラインデコーダ108に電力
を与える読出電源105およびプログラム電源106を
含む。READ信号が与えられる間、読出電源105は
信号VPXとしてVSUPPをワードラインデコーダ108
に与える。プログラム信号(PGM)が与えられる間、
SUPPより大きい昇圧信号が、信号VPXとしてプログ
ラム電源106によってワードラインデコーダ108に
与えられる。プログラム信号PGMはメモリセルのフロ
ーティングゲートにストアされる電子を増やすために与
えられる。消去信号が与えられる間、大きい負電圧が回
路(図示されない)によってメモリアレイ102のアレ
イセルのゲートに与えられる。消去電圧はメモリセルの
フローティングゲートから電子を取除くために与えられ
る。ワードラインデコーダ108はワードラインアドレ
スをデコードして、ワードラインWL0−WLNの1つ
に対してVPXを選択する。各ワードラインWL0−W
LNはメモリアレイ102の1行のアレイセルのゲート
に接続される。1行のセルのビットラインは残りの行の
対応するアレイセルに接続されて、メモリアレイ出力を
センスアンプ112に与える。
【0005】図2において、VSUPPは基準アレイ104
の基準セルのゲートに直接与えられる。しかし、プログ
ラム不能基準セルを用いると、VSUPPはワードラインW
L0−WLNを介して基準セルのゲートに与えることが
できる。図2において、プログラム可能基準セルはワー
ドラインを介して接続されていない。なぜなら消去の時
にワードラインWL0−WLNを介して与えられる大き
い負ゲート電圧が、接続されているすべての基準セルを
消去するからである。
【0006】基準アレイ104は3/2密度のメモリに
必要な4個のセルのグループを含んで示されるが、密度
が異なればより多くのまたはより少ないセルを用いるこ
とができる。図3は単密度、3/2密度および倍密度の
メモリアレイの基準セルのための代表的なしきい値電圧
を示す。3/2密度の基準アレイ104では、4つのセ
ルのグループのうち2つのセルはメモリセルの状態を読
出すのに用いられる基準状態AおよびBを与え、残りの
2つのセルはメモリアレイ102のアレイセルのしきい
値をプログラムするのに用いられる0 0および0
0.5の状態を与える。1 1状態はプログラムされて
いない状態であり、基準を必要としないことに注意。
【0007】マルチプレクサ110−0から110−N
の各々は、基準アレイ104の4つの基準セルのそれぞ
れのグループのドレインに接続される。VERIFY信
号が各マルチプレクサに与えられ、それがハイの状態の
ときは、アレイセルが完全にプログラムされたかどうか
をベリファイするためにREAD信号が与えられること
を示す。VERIFY信号がハイなら、マルチプレクサ
は0 0および0 0.5状態をストアしている基準セ
ルをセンスアンプ112に接続して、アレイセルが正し
くプログラムされたどうかの決定を可能にする。VER
IFYがローなら、マルチプレクサはAおよびBの基準
状態の値をストアしている基準セルをセンスアンプ11
2に接続して、アレイセルの読出を可能にする。
【0008】センスアンプ112の個々は、メモリアレ
イ102からのアレイセルビットラインドレイン電流
を、マルチプレクサ110−0から110−Nからのそ
れぞれの基準セルドレイン電流出力と比較して、各基準
に対する各選択されたアレイセルの状態を決定する。次
にデコーダ114は各選択されたアレイセルに対する2
つのセンスアンプの出力をデコードし、各選択されたア
レイセルによってストアされる状態に対応する出力を与
える。
【0009】プログラム可能多重密度のメモリアレイを
用いることによって、各メモリセルがストアするデータ
の密度は、倍密度以上に増やすことができる。しかし、
図3で示されるように、密度が増加すると、基準レベル
の間の動作マージンが小さくなる。たとえば、単密度を
用いると、0状態および基準状態の間のマージンは
(4.00V−2.9V=1.10V)である。3/2
密度の場合、マージンは50%(4.00V−3.45
V=0.55V)小さくなり、倍密度ではマージンは
0.33Vに下がる。動作マージンは低圧電源メモリに
おいても減少する。なぜならVSUPPが下がると、アレイ
セルで検出可能なしきい値の使用できる範囲が小さくな
るからである。
【0010】多重密度または低圧電源メモリでは、低い
動作マージンは読出エラーをもたらす可能性がある。な
ぜなら時間の経過とともにセルがフローティングゲート
から電荷を失うまたは得る速度が異なるからである。
【0011】さらに、低い動作マージンでは、VSUPP
変わると、セル間の不一致によって読出エラーが起こる
こともある。この不一致は、メモリセル間の容量性結合
が異なることを含む。さらに、この不一致はワードライ
ンに沿ってそれぞれの位置が異なることにより、アレイ
セル間のトランスコンダクタンスが異なることも含む。
【0012】さらに低い動作マージンでは、VSUPPの変
動は、メモリアレイ102および基準アレイ104に別
々に与えられるVSUPP間の位相差により、より多くの読
出エラーをもたらす。
【0013】
【発明の概要】本発明は多重密度または低圧電源メモリ
のような、低い動作マージンを有するメモリにおいて読
出エラーを防ぐために、動作マージンの増加を可能にす
る。
【0014】本発明はさらに、容量性結合およびトラン
スコンタクタンスの違いによってもたらされるセル間の
不一致を減らすための回路を提供する。
【0015】本発明はさらにメモリアレイから基準アレ
イにフィードバックを与えることによって、メモリアレ
イおよび基準アレイに与えられる電力の間の位相差を減
じる。
【0016】本発明は、メモリセルによってストアされ
る状態を決定するために、多重密度または低圧電源メモ
リアレイにおけるフラッシュEEPROMメモリセルの
ゲートに電力を与えるためのゲート電源である。ゲート
電源はマルチフェーズ電圧ポンプを含み、メモリセルの
ゲートに与えられる電圧をVSUPP以上に増加させる。昇
圧された電圧はプログラム可能しきい値間のマージンの
増加を可能にし、それによって多重密度および低圧電源
メモリにおける読出エラーを減じる。
【0017】本発明は不活性モードの間昇圧された電圧
を維持するための低電源スタンバイポンプをさらに含
む。メモリアレイに対するワードラインデコーダはいく
つかの部分に分けられ、各ワードラインデコーダ部の大
きい寄生容量は貯蔵部として働いて、低電源スタンバイ
ポンプによって与えられる電荷をストアする。活性モー
ドにおいて、非選択デコーダ部の寄生容量はマルチフェ
ーズポンプがオンになる間電力を選択された部分に与え
る。
【0018】本発明は、各デコーダ部の入力から接地さ
れるツェナー安定化ダイオードを設けることにより、リ
ードまたはベリファイの時に各デコーダ部に与えられる
電圧を規制する。ツェナー安定化ダイオードはセル間不
一致を大幅に減らす。なぜなら、各デコーダ部に与えら
れる電圧は、供給電圧の変動とともには変動しないから
である。本発明が与える昇圧されたゲート電圧は、セル
が同じ電源電圧でベリファイおよびリードされるので、
リードおよびベリファイの両方で用いられる。
【0019】本発明は、選択されたデコーダ部に与えら
れる電力を基準アレイにフィードバックするために、各
デコーダ部の入力に接続される基準電源をさらに含む。
基準電源が与えるフィードバックによって、基準アレイ
およびメインメモリアレイの間の位相差を減じる。メモ
リアレイおよび基準アレイの間のACトラッキングをさ
らに向上させるために、基準電源はデコーダ部のワード
ラインプルアップに類似した装置と、ワードラインのR
C遅延の1/2に等しいRC遅延とを含む。
【0020】本発明の詳細な説明は添付された図面を参
照して説明される。
【0021】
【詳細な説明】図4および図5はフラッシュEEPRO
Mメモリアレイのメモリセルのゲートに電力を与えるた
めに、本発明で用いられる回路のブロック図を示す。電
力を与えるために、図4のゲート電源はプログラム電源
300と、マルチフェーズポンプ302と、低電源スタ
ンバイポンプ304とを含む。メモリアレイのワードラ
インに電力を与えるためのワードラインアドレスをデコ
ードするために、ゲート電源はワードラインプリデコー
ダ308とワードラインデコーダ部306−0から30
6−15とを含む。ワードラインデコーダ部306−0
から306−15は、メモリアレイ(図示されていな
い)のアレイセルのゲートへの信号をワードラインに出
力する。読出モードの時に与えられる電力を規制するた
めに、ゲート電源はツェナー安定化ダイオード310−
0から310−15、選択トランジスタ312−0から
312−15、およびバッファ314を含む。プログラ
ミングの時に非選択部を切離すために、プログラムコン
トロールスイッチ320−0から320−15がトラン
ジスタ316−0から316−15とともに設けられ
る。別の基準電源318が設けられ、フラッシュEEP
ROM基準アレイ(図示されない)の基準セルのゲート
に電力を与える。
【0022】プログラミングの時に電力を与えるため
に、図4および図5のゲート電源は、図1のプログラム
電源106と類似したプログラム電源300を用いる。
プログラム電源300はプログラム信号(PGM)を受
取り、出力VPXGに昇圧VSU PP信号を発生することに
よって応答する。
【0023】消去の時に電力を与えるために、回路(図
示されていない)は大きい負電圧をワードラインデコー
ダ部306−0から306−15のワードライン出力に
与える。消去の間、選択されていない部のワードライン
は接地される。
【0024】リードまたはベリファイの時に電力を与え
るために、READ信号が与えられると直接VSUPPを与
える図1の回路と違って、図4はVPXG出力線に与え
るV SUPP信号を昇圧するマルチフェーズポンプ302を
含む。昇圧されたVSUPP信号はREAD信号が与えられ
ると出力され、システムオシレータ信号OSCによって
さらに制御される。READおよびPGMの信号が不活
性のときにVPXG線の昇圧されたVSUPP信号を維持す
るために、低電源スタンバイポンプ304はV SUPP信号
を昇圧してVPXG線に与える。低電源スタンバイポン
プ304による昇圧VSUPP信号出力は、180°位相が
ずれているOSCLFおよびOSCLFBの2つの低周
波数オシレータ信号によって制御される。低電源スタン
バイポンプ304は、マルチフェーズポンプ302より
少ない電力を消費しながら昇圧V SUPP信号を維持する。
図4で示されるように、マルチフェーズポンプ302お
よび低電源スタンバイポンプ304を用いてVSUPP信号
を約6ボルトに昇圧することによって、図2で示される
ように直接VSUPPを与える場合より大きいマージンをし
きい値間で維持することができる。
【0025】低電源スタンバイポンプ304によって与
えられる電荷をストアするための寄生容量を設けるため
に、VPXG線からの電力はすべてのワードラインデコ
ーダ部306−0から306−15に別個に与えられ
る。ワードラインデコーダ部VPX0−VPX15の入
力は、1nF近くまでになる大きい寄生容量を与える。
ワードラインへの電力を選択するために、ワードライン
プリデコーダ308はワードラインアドレス信号ADD
(10:7)の上位4ビットをデコードして16ビット
の選択信号SEL(15:0)を与える。選択信号SE
L(15:0)の各ビットはワードラインデコーダ部3
06−0から306−15のそれぞれの1つに接続さ
れ、活性ビットは接続されているワードラインデコーダ
部を可能化する。ワードラインデコーダ部の各々はワー
ドラインアドレスADD(6:0)の下位6ビットを受
取り、選択されたワードライン部はワードラインアドレ
スADD(6:0)の下位ビットをデコードしてそのV
PX入力から選択されたワードラインに電力を与える。
【0026】非選択デコーダ部は不能化のままであるの
で、それらのVPX入力の大きい寄生容量はVPXG線
を通して放電し、選択されたデコーダによって選択され
た可能化されたワードラインに電力を与える。寄生容量
によって与えられる電荷は、マルチフェーズポンプがオ
ンとなる間に電力を与えるために必要である。
【0027】電圧を規制するために、ツェナー安定化ダ
イオード310−0から310−15の第1の端部はワ
ードラインデコーダ部のそれぞれのVPX0−VPX1
5入力に接続される。各ツェナー安定化ダイオードの第
2の端部はそれぞれの選択トランジスタ312−0から
312−15のドレインに接続され、選択されたトラン
ジスタのソースは、ここでは接地として示されるメモリ
アレイの低電圧端子に接続される。選択トランジスタ3
12−0から312−15のゲートの各々は選択信号Z
SEL(15:0)のそれぞれの選択ビットに接続され
る。ツェナー安定化ダイオード310−0から310−
15はリードまたはベリファイモードの場合のみ電圧を
制御するようセットされるので、バッファ314はRE
AD信号によって制御されるようにワードラインプリデ
コーダ308からの選択信号SEL(15:0)を接続
して、ZSEL(15:0)信号を与える。READ信
号が活性なら、選択信号SEL(15:0)はZSEL
(15:0)としてそのまま与えられる。READ信号
が不活性なら、バッファ314は線ZSEL0−15に
信号を与えて、選択トランジスタ312−0から312
−15をオフにする。
【0028】ワードラインデコーダ部306−0から3
06−15によって与えられる大きい容量性負荷はプロ
グラム電源出力をプルダウンするので、プログラミング
の時に非選択ワードラインデコーダ部を切離すために、
プログラムコントロールスイッチ320−0から320
−0がpチャネルトランジスタ316−0から316−
15とともに設けられる。トランジスタ316−1から
316−0はVPXG線をそれぞれワードラインデコー
ダ306−0から306−15のVPX0−15入力に
接続する。トランジスタ316−1から316−0のゲ
ートは、PGM信号およびZSEL(15:0)信号の
それぞれの一つによって制御されるように、それぞれの
プログラムコントロールスイッチ320−0から320
−15によって接地またはVPXGに接続される。プロ
グラミングの間、プログラムコントロールスイッチ32
0−0から320−15はトランジスタ316−0から
316−15のゲートを、選択された部に対しては接地
し、非選択部に対してはVPXGにそれぞれ接続する。
リードまたはベリファイの間、すべてのプログラムコン
トロールスイッチ316−0から316−15は接地さ
れる。
【0029】メモリアレイおよび基準アレイに与えられ
る電力の間の位相差を減ずるためのフィードバックを与
えるために、基準電源318はワードラインデコーダ部
306−0から306−15のVPX0−VPX15入
力からのフィードバックを与えて、基準アレイのメモリ
セルのゲートに電力を与える。基準電源は基準セルへの
電力の供給を制御するために選択信号ZSEL(15:
0)をさらに受取る。バッファ314からの選択信号Z
SEL(15:0)出力が用いられるのは、プログラム
または消去の信号が与えられるときに基準セルのしきい
値が変えられるのを防ぐために基準セルはREAD信号
が与えられるときのみ活性化されるからである。
【0030】図4および5のコンポーネントについての
より詳細な回路は次の図面で示される。
【0031】「マルチフェーズポンプ302」図7は図
4のマルチフェーズポンプ302の詳細な図である。マ
ルチフェーズポンプに用いられる回路は、引用により援
用される「ドレイン電源」と題される、1992年10
月22日に出願された米国特許出願連続番号07/96
4,697号に記載されている。図4のマルチフェーズ
ポンプはクロックジェネレータと複数個のポンプ部53
1−538とを含む。
【0032】クロックジェネレータはクロックドライバ
部およびクロック遅延部とを含む。クロックドライバ部
はNANDゲート500ならびにインバータ502およ
び504を含む。NANDゲート500の入力はOSC
クロック信号およびインバータ504を介してREAD
信号を受取る。NANDゲートの出力はインバータ50
2に接続される。インバータ502の出力は遅延部への
入力として第1のクロック位相信号を与える。
【0033】クロックジェネレータはさらにクロック遅
延部を含み、これはインバータゲート511から514
および遅延素子521から523を含む。インバータ5
11の入力はインバータ502の出力に接続され、ドラ
イバ部からの第1のクロック位相信号出力を受取り、そ
の出力に第2のクロック位相信号を発生する。遅延素子
521の入力はインバータ511の出力に接続され、遅
延素子521の出力は第3のクロック位相信号を規定
し、インバータ512の入力に接続される。遅延素子5
22の入力は第4のクロック位相信号を規定するインバ
ータ512の出力に接続され、遅延素子522の出力は
第5のクロック位相信号を規定し、インバータ513の
入力に接続される。遅延素子523の入力は第6のクロ
ック位相信号を規定するインバータ513の出力に接続
され、遅延素子523の出力は第7のクロック位相信号
を規定し、インバータ514の入力に接続される。イン
バータ514の出力は第8のクロック位相信号を与え
る。
【0034】マルチフェーズポンプはポンプ部531か
ら538を含む。ポンプ部531の入力はインバータ5
02の出力に接続され、第1のクロック位相信号を受取
る。ポンプ部532の入力はインバータ511の出力に
接続され、第2のクロック位相信号を受取る。同様に、
ポンプ部533から538の入力は遅延素子521、イ
ンバータ512、遅延素子522、インバータ513、
遅延素子523、およびインバータ514のそれぞれの
出力に接続され、対応する第3から第8のクロック位相
信号を受取る。ポンプ部531から538の出力はポン
プアップされたノードVPXGに接続され、VSUPPより
大きいレベルの電圧を与える。
【0035】図4のマルチフェーズポンプは複数個のポ
ンプ部とともにクロックジェネレータを含んで出力電圧
におけるリプルを減少させる。なぜならVPXポンプ5
31から538の一つのような単相チャージポンプは、
クロックサイクルの半分の間しか電流を供給できないか
らである。ポンプを2つだけ設け、第1のポンプがクロ
ック信号の半分のハイである間に電流を与え、第2のポ
ンプがクロック信号のローである半分の間電流を与えれ
ば、負荷容量が非常に大きくない限り認められないリプ
ルをもたらす。8個のポンプ全部を接続し、図7に示さ
れるクロックドライバ部およびクロック遅延部を用いて
常に1つのポンプが電流を送るよう、1つのポンプから
次のポンプへのクロックを遅延させることにより、リプ
ルを減少させることができる。
【0036】図8は図7に示されるVPXポンプ部をよ
り詳細に示す。ポンプ部431から438の各々はその
構成および動作が同じであるので、1つのポンプ部のみ
を説明する。図8に示されるポンプ部は、インバータゲ
ート601から610、NORゲート621、およびN
ANDゲート622からなるポンプクロックドライバを
含む。ポンプクロックドライバはクロック位相信号OS
CINを受取り、それに応答して内部クロック位相PH
I1、PHI2、およびPHI3を発生する。図8のポ
ンプ部はさらにパストランジスタT1、T2、ポンプキ
ャパシタC631、第1の相殺回路、第2の相殺回路、
バックチャージ防止トランジスタT3、ブースタダイオ
ード接続トランジスタT4、および初期化トランジスタ
T6を含む。
【0037】第1の相殺回路は初期化トランジスタT5
および結合キャパシタC632からなり、パストランジ
スタT1に係るしきい値降下vt1を相殺する。第2の相
殺回路は初期化トランジスタT6および結合キャパシタ
C633からなり、パストランジスタT2に係るしきい
値降下vt2を相殺する。内部位相クロックPHI1、P
HI2、およびPHI3はそれぞれのキャパシタC63
1、C632およびC633の一方側に設けられる。結
合キャパシタC632の他方側はノードCにおいてパス
トランジスタT1のゲートに接続される。ポンプキャパ
シタC631の他方側はノードPMPに接続される。結
合キャパシタC633の他方側はパストランジスタT2
のゲートに接続される。
【0038】図8に示されるポンプ部の動作は図9の波
形図を参照して次に説明する。動作において、ノードC
は初期化トランジスタT5によって時刻t1においてV
SUPPに予め充電されていると仮定する。時刻t2におい
てノードBがハイになると、ノードCはキャパシタC6
32によって引上げられてT1をオンにし、それによっ
てノードPMPはパストランジスタT1に係るvt1のし
きい値損失なしでVSU PPに充電される。パストランジス
タT1は、ポンプキャパシタC631のバックチャージ
を防ぐために、内部クロック位相PHI1がハイになる
時刻t3より前にオフにされる。
【0039】内部クロック位相PHI1が時刻t3でハ
イになると、ノードPMPはVSUPPより高い値に引上げ
られる。次に、内部クロック位相PHI3が時刻t4で
ハイになると、ノードPMPGATEは引上げられてパ
ストランジスタT2をオンにし、それによってトランジ
スタT2に係るしきい値降下vt2なしでノードPMPの
電圧をノードVPXGに渡す。大きいポンピングキャパ
シタC631を駆動するインバータ605は、電荷の大
部分がPHI1信号が与えられる初期の段階で送られる
ような大きさに設定される。これによって最小の出力ト
ランジスタT2となる。なぜならトランジスタT2はP
HI1信号のより長い間大きいゲートオーバドライブを
有するからである。
【0040】トランジスタT4は時刻t3の間ノードP
MPGATEにさらなるプリチャージを与える働きをす
る。これが必要なのは、ノードVPXGの負荷が重く時
刻t4においてノードPMPGATEにさらなる電荷を
与えることができないかもしれないからである。時刻t
4でノードPMPGATEにさらなる電荷を与えるため
に初期化トランジスタT6も用いられる。バックチャー
ジ防止トランジスタT3はサイクル間でノードPMPG
ATEを放電しVSUPPに維持するために用いられ、ノー
ドPMPGATEによるキャパシタC631のバックチ
ャージを防ぐ。
【0041】前に述べたように、図8のポンプ部は図7
のポンプ部431から438を表わす。図7のポンプ部
432は第1のクロック位相信号の反転信号である第2
のクロック位相信号によって駆動されるので、ポンプ部
431のVPXG出力がオンとなる間ポンプ部432の
VPXG出力はオフとなる。同様に、ポンプ部434、
436、および438は、対応するポンプ部433、4
35、および437がオンの間オフとなる。各々の高速
のポンプ部へのクロック信号を遅延することにより、ポ
ンプアップされたノードVPXGに電流を与えるポンプ
部が必ず1つあり、リプルの影響を減じる。
【0042】図10は図7の遅延回路421−423を
詳細に示す。前に述べたように、遅延回路はVPXポン
プ段間にクロック遅延を与える。遅延素子421から4
23の各々は、その構成および動作が同一であるので、
1つの遅延素子のみを説明する。遅延素子はRC遅延回
路800を含み、シュミットトリガ回路850がその後
に続く。
【0043】RC遅延回路800はインバータ802、
抵抗804、およびキャパシタ806を含む。インバー
タ802の入力はクロック位相信号OSCINを受取
り、遅延素子の入力を規定する。抵抗804およびキャ
パシタ806の結合は、OSCIN入力信号から遅延か
つ反転された信号を与える。
【0044】シュミットトリガ回路850はpチャネル
トランジスタ851から853、nチャネルトランジス
タ861から863、ソース縮退抵抗871−872、
おびインバータ880を含む。トランジスタ851およ
び861のゲートによって規定されるシュミットトリガ
回路の入力は、遅延されかつ反転された信号を受取る。
シュミットトリガ回路の出力OSCOUTは、インバー
タ880の出力によって規定される。トランジスタ86
1および862の間のノードL1の引きはずし点は、ト
ランジスタ863対トランジスタ862および抵抗87
2の直列組合せの割合によって決定される。トランジス
タ851および852間のノードU1の引きはずし点
は、トランジスタ853対トランジスタ852および抵
抗871の直列組合せの割合によって決定される。抵抗
871および872はトランジスタ852および862
の温度係数に比べて相対的に小さい正の係数を有するの
で、これらの抵抗はシュミットトリガ回路にVSUPPを与
えかつ温度補償を与える働きをする。
【0045】OSCINおよびOSCOUT間の遅延が
図7に示されるOSC信号の周波数に比べて長くなる
と、OSCOUTはOSCINの追従を止める。OSC
OUTがOSCINを確実に追従するには、抵抗804
およびキャパシタ806の値は、OSCと同じ遅延を与
えるよう設定されるべきである。
【0046】「低電源スタンバイポンプ304」図11
は図4の低電源スタンバイポンプ部304をより詳細に
示す。低電源スタンバイポンプは、スタンバイモードの
間寄生容量の電荷の貯蔵部が完全に充電されることを保
つために用いられる簡単な2段チャージポンプである。
低電源スタンバイポンプは3つのパストランジスタ90
0から904および2つのポンプキャパシタC906お
よびC908を含む。
【0047】パストランジスタ900のゲートおよびド
レインはVSUPPに接続され、その出力から2段ポンプへ
の入力を与える。第1段のポンプはポンプキャパシタC
906に接続されるOSCLFクロックドライバ信号に
よって駆動される。OSCLFは約1MHzの低周波数
信号である。ポンプキャパシタC906の出力はパスト
ランジスタ900のソースとともにパストランジスタ9
02のゲートおよびドレインに接続され、OSCLFが
ハイのときトランジスタ902のソース電圧をVSUPP
上に昇圧する。第2段のポンプはOSCLFB信号によ
って駆動され、これはOSCLF信号と180°位相が
ずれている。OSCLFB信号はポンプキャパシタC9
08の入力に与えられる。ポンプトランジスタC908
の出力はパストランジスタ902のソースとともにパス
トランジスタ903のゲートおよびドレインに接続さ
れ、OSCLFがローのときトランジスタ904のソー
スで電圧をVSUPP以上に昇圧する。トランジスタ904
のソースは低電源スタンバイポンプのVPXG出力を形
成する。
【0048】こうして、低電源スタンバイポンプの2段
は、クロック信号OSCLFのハイおよびローの両方の
フェーズで昇圧されたVSUPP信号を与える。段の数が制
限されているので図7のマルチ段のマルチフェーズポン
プより電力消費が少ない。さらに、低電源スタンバイポ
ンプの出力電流はVPXGの容量性負荷に比べて非常に
小さいので、起こる電圧リプルは重要ではない。
【0049】「基準電源318」図12は図5の基準電
源318をより詳細に示す。この基準電源は出力REF
SUPのために基準アレイのゲートに電圧を与える。基
準電源は複数個のpチャネルトランジスタ1000−0
から1000−15およびRC時間遅延回路1002を
含む。
【0050】図4のワードラインデコーダ部に与えられ
る電力のフィードバックは、VPX0−15入力をそれ
ぞれpチャネルトランジスタ1000−0から1000
−15のソースに接続する線によって与えられる。この
ようなフィードバックによって、電源電圧がワードライ
ンデコーダ部に与えられる前に起こる位相変動をなく
す。トランジスタ1000−0から1000−15は、
ワードラインデコーダ部のワードラインプルアップと同
一の特性を有する装置を与え、メインメモリアレイおよ
び基準アレイの間のACトラッキングを向上させる。ト
ランジスタ1000−0から1000−15のドレイン
は一緒に接続されてRC時間遅延回路1002の入力を
形成する。RC遅延回路はメインメモリアレイのワード
ラインの遅延の半分に等価な時間遅延を与えてさらにA
Cトラッキングを向上させる。
【0051】本発明は上記のように具体的に示されてい
るが、これは当業者に本発明を作成および使用すること
を教示するためにある。多くの変形は、前掲の特許請求
の範囲によって規定される本発明の範囲内にある。たと
えば、本発明はフラッシュEEPROMセルでないメモ
リセルまたは基準セルのための動作マージンを増やすた
めに用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】多重密度のフラッシュEEPROMメモリアレ
イにおけるメモリセルのゲートにメモリアレイ電源供給
信号VSUPPを与えるために用いられる回路の図である。
【図2】多重密度のフラッシュEEPROMメモリアレ
イにおけるメモリセルのゲートにメモリアレイ電源供給
信号VSUPPを与えるために用いられる回路の図である。
【図3】単密度、3/2密度および倍密度のメモリアレ
イの基準セルに対する代表的なしきい値電圧値を示す図
である。
【図4】ゲート電源のために、本発明で用いられる回路
のブロック図である。
【図5】ゲート電源のために、本発明で用いられる回路
のブロック図である。
【図6】本発明の昇圧されたVSUPP信号を用いて、基準
セルのための代表的なしきい値電圧値を示す図である。
【図7】図4のマルチフェーズポンプをより詳細に示す
図である。
【図8】図7のVPXポンプ部をより詳細に示す図であ
る。
【図9】図8のVPXポンプ部の特定インターバルノー
ドでの種々の信号を示すタイミング図である。
【図10】図7の遅延回路をより詳細に示す図である。
【図11】図4の低電源スタンバイポンプをより詳細に
示す図である。
【図12】図5の基準電源をより詳細に示す図である。
【符号の説明】
300 プログラム電源 302 マルチフェーズポンプ 304 低電源スタンバイポンプ 308 ワードラインプリデコーダ 306−0から306−15 ワードラインデコーダ部 310−0から310−15 ツェナー安定化ダイオー
ド 312−0から312−15 選択トランジスタ 314 バッファ 320−0から320−0 プログラムコントロールス
イッチ 316−0から316−15 トランジスタ 318 基準電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー・イー・クリーブランド アメリカ合衆国、95051 カリフォルニア 州、サンタ・クララ、ラーセン・プレイ ス、1870 (72)発明者 シェイン・シィ・ホールマー アメリカ合衆国、95051 カリフォルニア 州、サンタ・クララ、ラーセン・プレイ ス、1870

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アレイセルによってストアされる複数個
    の可能な状態のうちある状態を決定するために、メモリ
    アレイのアレイセルのゲートに電力を与えるためのゲー
    ト電源であって、 第1の電源供給信号VSUPPを与えるための電源を含み、
    前記第1の電源供給信号がアレイセルのゲートに与えら
    れると、前記複数個の可能な状態の間に動作マージンが
    存在し、さらに前記動作マージンが増加するよう、前記
    アレイセルのゲートに前記第1の電源供給信号を与える
    ための手段を含む、ゲート電源。
  2. 【請求項2】 前記第1の電源供給信号を与えるための
    前記手段は、前記第1の電源供給信号のある大きさを昇
    圧し、前記昇圧された信号をアレイセルのゲートに与え
    るためのマルチフェーズポンプを含む、請求項1に記載
    のゲート電源。
  3. 【請求項3】 前記マルチフェーズポンプは複数個の位
    相のずれたクロック信号を発生するためのクロックと、 複数個のチャージポンプ部とを含み、各チャージポンプ
    部の入力は前記複数個の位相のずれたクロック信号の対
    応する1つを受取るよう接続され、出力はVPGX出力
    線に接続される、請求項2に記載のゲート電源。
  4. 【請求項4】 前記クロックはクロック位相信号を発生
    するためのクロックドライバと、 前記クロック位相信号に応答し、各々が前の1つに相対
    して遅延される複数個の位相のずれたクロック信号を発
    生するための遅延手段とを含む、請求項3に記載のゲー
    ト電源。
  5. 【請求項5】 前記遅延手段は複数個のインバータと、 複数個の遅延素子とを含み、前記複数個の遅延素子の各
    々はRC遅延回路とシュミットトリガ回路とを含み、前
    記RC遅延回路の入力は入力信号に接続され、かつ出力
    を有し、前記シュミットトリガの入力は前記RC遅延回
    路の出力に接続され、その出力は前記入力信号に対して
    反転および遅延される出力信号を出力する、請求項4に
    記載のゲート電源。
  6. 【請求項6】 前記複数個のチャージポンプ部の各々は
    ドレインがシステム電源に接続され、ソースがプリチャ
    ージノードに接続され、ゲートが第2の内部ノードに接
    続される第1のnチャネルパストランジスタと、 一方側が前記プリチャージノードに接続され、他方側が
    第1の内部クロック位相を受取るよう接続されるポンプ
    キャパシタと、 ドレインが前記プリチャージノードに接続され、ソース
    が出力ノードに接続され、ゲートが第2の内部ノードに
    接続される、第2のnチャネルパストランジスタとを含
    む、請求項3に記載のゲート電源。
  7. 【請求項7】 前記複数個のチャージポンプ部はさらに
    前記システム電源および前記2の内部ノード間に接続さ
    れるバックチャージトランジスタと、 前記プリチャージノードおよび前記第2の内部ノードの
    間に接続されるブースタダイオード接続トランジスタと
    を含む、請求項6に記載のゲート電源。
  8. 【請求項8】 前記第1の電源供給信号を与えるための
    前記手段は、前記アレイセルのゲートと第2のメモリア
    レイ電源供給信号の間に接続されるツェナー安定化ダイ
    オードをさらに含む、請求項2に記載のゲート電源。
  9. 【請求項9】 入力が前記アレイセルのゲートに接続さ
    れ、出力が基準アレイの基準セルのゲートに接続される
    基準電源をさらに含み、前記基準電源は前記マルチフェ
    ーズポンプおよび前記アレイセルのゲート間に接続され
    るワードラインのRC遅延の1/2にほぼ等しいRC遅
    延を与える、請求項1に記載のゲート電源。
  10. 【請求項10】 前記第1の電源供給信号を与えるため
    の前記手段は、前記アレイセルのゲートおよび第2の電
    源供給信号の間に接続されるツェナー安定化ダイオード
    を含む、請求項1に記載のゲート電源。
  11. 【請求項11】 アレイセルのしきい値を決定するため
    に、フラッシュEEPROMメモリアレイのワードライ
    ンに電力を与えるためのゲート電源であって、 リードモードが活性のとき、VPGX線に与える第1の
    メモリアレイ電源供給信号の大きさを昇圧するためのマ
    ルチフェーズポンプと、 前記リードモードが不活性のとき、前記VPGX線に与
    える前記第1のメモリアレイ電源供給信号の大きさを昇
    圧するための低電源スタンバイポンプと、 マルチビット選択信号を与えるために、ワードラインア
    ドレス信号の一部をデコードするためのワードラインプ
    リデコーダと、 複数個のワードラインデコーダ部とを含み、各デコーダ
    部は前記マルチビット選択信号のそれぞれの選択ビット
    に接続され、各デコーダ部は、それぞれの選択ビットが
    活性化されることにより選択されるとき、前記ワードラ
    インアドレス信号のある部分をデコードして、前記VP
    GX線に接続されるVPX入力から電力を前記メモリア
    レイの前記ワードラインの所与のワードラインに向け、
    各デコーダ部はそのVPX入力において大きい寄生容量
    を与え、これは前記リードモードが不活性のときに低電
    源スタンバイポンプによって充電され、非選択デコーダ
    部は前記マルチフェーズポンプがオンとなる場合にVP
    GX線の電力を前記選択された部分のVPX入力に与え
    る、ゲート電源。
  12. 【請求項12】 複数個のツェナー安定化ダイオードを
    含み、各々の第1の端部がそれぞれのデコーダ部の前記
    VPX入力に接続され、さらに複数個の選択トランジス
    タを含み、各選択トランジスタは、前記ツェナー安定化
    ダイオードのそれぞれの第2の端部を第2のメモリアレ
    イ電源供給信号に結合する電流経路を有し、さらに各前
    記選択トランジスタが接続されるツェナー安定化ダイオ
    ードが接続されるデコーダ部に接続される選択ビットに
    接続されるゲートを有し、活性化時には、前記選択ビッ
    トは選択された部分の前記VPX入力を前記第2のメモ
    リアレイ電源供給信号に結合する、請求項11に記載の
    ゲート電源。
  13. 【請求項13】 基準電源をさらに含み、前記基準電源
    は出力が基準アレイの基準セルのゲートに接続されるR
    C遅延手段を含み、前記RC遅延手段は前記メモリアレ
    イのワードラインのRC遅延の1/2にほぼ等しいRC
    遅延を与え、さらに複数個のプルアップトランジスタを
    含み、各プルアップトランジスタはデコーダ部のそれぞ
    れのVPX入力と前記RC遅延手段の入力との間に接続
    される電流経路を有し、各プルアップトランジスタはそ
    れが接続される前記デコーダ部のプルアップトランジス
    タの特性を有し、各プルアップトランジスタはそれが接
    続される前記デコーダ部の前記選択されたビットを受取
    るよう接続されるゲートをさらに有する、請求項11に
    記載のゲート電源。
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