TW312017B - - Google Patents

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S12CV7 A7 B7 » . ΜΤϋ\ 五、發明説明（1 ) 發明背景 1.發明領域 本發明係關於一種NAND型非揮發性半導體記憶裝 置，如EEPROM，尤指一種資料讀取電路， 如頁緩衝器， 其係用以自記憶單元中讀取資料，並暫時將其儲存以依序

經濟部中央標準局員工消費合作杜印$L 輸出，以及其方法。 本案係以韓國專利申請案No. 35826/1995爲基礎，其 倂於此以爲所有目的之參考。 2.習知技術說明 在具有一由單元線（cell string)所形成之記憶單元陣列 之NAND型非揮發性半導體記憶裝置中，其中每一個單元 線均由複數個相串連之記憶單元所組成，其頁讀取方法包 括之步驟有同時讀取一選定列中所有記憶單元之資料，以 及暫時將資料儲存在一內部儲存裝置中，以因應連續提供 之外部輸出訊號而依序將資料踰出。圖1繪示出一提供於 記憶裝置中以完成頁讀取程序之傳統頁緩衝器。爲了方便 起見，僅對與頁緩衝器讀取途徑相連之元件作說明以爲參 考之用。 該頁緩衝器包括NMOS電晶體NO，用以控制其個別 位元線之預充電位準，NMOS電晶體N1，用以使該等位 元線放電，PMOS電晶體P1，用以預充電該等位元線並提 供感應所需之負載電流，NMOS電晶體N3、N4，用以開 啓資料閂鎖途徑，兩個換流器閂鎖電路II、12，用以閂 鎖資料，以及用以重置該閂鎖電路之NMOS電晶體。於各 種電晶體之閘極上分別供以圖2中所示波形之訊號。 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —----------—裝------訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 312017 五、發明説明（2 ) 參閱圖1與2說明傳統頁緩衝器之資料讀取動作，首 先將一給定位準（例如2V)之預充電控制訊號Vbias供至 該電晶體NO之閘極，以使位元線之預充電位準控制在一恆 定之電壓位準。一位元線預充電訊號DCB及頁緩衝器肇始 訊號DCL由低升至高位準，於一給定之期間內供至NMOS 電晶體Nl、N2之閘極。然後，使所有位元線放電至接地 位準，並啓動所有頁緩衝器。其後，一位元線預充電啓動 訊號Pbpre由邏輯位準‘H’轉爲，供至該PMOS電晶體 P1之基底，致使該等位元線以一給定位準之電壓快速預充 電，而所有頁緩衝器的節點BSOi ( “i”代表0至32之一整 數）以一來源電壓位準Vcc充電。 完成預充電動作後，該位元線預充電啓動訊號Pbpre 由接地位準升至一給定之位準（例如1.8V)，如圖2中所 示，以降低電晶體P1之通道電流。因此，該等位元線只被 供以弱電流，並對其充電以使其根據連接至個別位元線之 記憶單元之資料（高或低）而具有不同之電壓位準。亦即， 若藉由具浮動閛極之記憶單元流出至地面之電流大於（例 如資料“1”）流入該位元線之電流，該位元線會變成具有接 地位準，或處於相反之狀況下（資料“〇”），該位元線被維 持在預充電位準。在此例中，若經預充電後位元線之電壓 位準甚至被具資料“1”之記憶單元稍微降低，則具有遠低於 該位元線寄生電容之節點BSOi由來源電壓位準Vcc轉成 該位元線之電壓位準。相反的，若記憶單元之資料爲“0”， 則經預充電後位元線之電壓位準並未改變，致使節點BSOi 維持在Vcc之預充電位準。 因此，當與該位元線相連之頁緩衝器之節點BSOi的 -----------------訂 —線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印11 312g^ A7 m ___B7_j 五、發明説明（3 ) 電壓位準根據記憶單元之資料決定時，啓動一頁訊號Plch 使之由低態轉爲高態，以將自記憶單元中讀取之資料存入 該頁緩衝器中。因此，節點BSOi在VCC位準（資料“〇，，） 之頁緩衝器從肇始狀態經邏輯上之轉換，因爲NMOS電晶 體N4被開啓，而NMOS電晶體N3關閉。當記憶單元中之 所有資料因此被完成讀取存入頁緩衝器中時，訊號Plch由 高轉爲低位準，因而關閉了電晶體N4,因此觸發行位址訊 號“Y”以依序輸出所儲存之資料。 然而，當訊號Plch被啓動之同時，記憶單元之資料被 閂鎖住，負載電晶體P1或記憶單元之電流被改變，然後發 生資料讀取錯誤。亦即，其電流變化使節點BSOi之電壓 不穩定，其係以閂鎖間隔被閂鎖而產生錯誤，如圖2中之 波形所示。 發明槪述 本發明之一目的在於提供一種自非揮發性半導體記憶 體讀取資料之方法及其電路，其確保穩定之資料讀取動 作。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明之另一目的在於提供一種自非揮發性半導體記 憶體讀取資料之方法及其電路，其減少因供至頁緩衝器中 特定節點處之不穩定電流所造成之資料讀取錯誤。 根據本發明之一實施例，一種自具有頁緩衝器之非揮 發性半導體記憶裝置讀取資料之方法，包括之步驟有於該 頁緩衝器之感應節點不穩定之期間內防止資料被閂鎖，以 及於該等節點穩定之期間內進行資料閂鎖動作，藉以降低 資料讀取之錯誤。 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之另一實施例，一種非揮發性半導體記憶 裝置，包括一由複數個記憶電晶體所形成之記憶單元陣 列’該複數個記憶電晶體係以矩陣形式被設置爲分別組成 字元線與位元線之列與行形式，其形成一 N AND單元線， 以及一隔離裝置，用以於資料讀取中提供一預定電流至該 等以預定電壓充電之位元線，其特徵在於使一讀取裝置連 接至該隔離裝置’以延遲由該記憶電晶體經與該等位元線 隔離之隔離節點取回資料。 該讀取裝置包括一換流器電路，由連接至該隔離節點 以接收行位址解碼訊號之第一導電型式電晶體以及因應一 特定位準之訊號而作爲電流源之第二導電型式電晶體所形 成。該第一導電型式電晶體係爲PMOS型式，而該第二導 電型式電晶體係爲NMOS型式。 簡單圖式說明 圖1係傳統半導體記憶裝置之資料讀取電路示意圖； 圖2係用以說明圖1電路之操作時序之圖； 圖3係具發明性半導體記憶裝置之資料讀取電路示意 圖；以及 圖4係用以說明圖3電路之操作時序之圖。 經濟部中央標準局員工消賢合作社印製 較佳實施例之詳細說明 參閱圖3，其爲方便起見表示出包含32個位元線之單 一記憶裝置次方塊。該電路包括NMOS電晶體N2，用以 使位元線之預充電位準控制在一恆定之値，PMOS電晶體 P1，用以預充電該等位元線，NMOS電晶體N1，用以使 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐） 0^*7 A7 B7五、發明説明（5 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 該等位元線放電，以及由複數個PMOS電晶體P2, P3, P4 與NMOS電晶體N3所組成之換流器。 由資料讀取動作開始，當位元線預充電訊號DCB如圖 4中所示般由低啓動至供至NMOS電晶體N1閘極之高位準 之同時，圖4所示之預充電控制訊號vbias由接地位準升 至一給定位準（例如2V)，供至該電晶體N2之閘極，以 使位元線之預充電位準控制在一給定之値，因而使所有位 元線被放電至接地位準。然後，位元線預充電啓動訊號 Pbpre由邏輯位準‘H’轉爲‘L’，供至該電晶體P1之基底， 其因而被開啓以提供電流至位元線。因此所有位元線被快 速預充電至一給定位準（例如IV)，而所有節點BSOi ( “i” 代表〇至32之一整數）變成取來源電壓之位準。 在完成所有位元線之預充電後，該位元線預充電啓動 訊號Pbpre由接地位準升至一給定之位準（例如1.8V )， 如圖4中所示，因而可降低電晶體P1之通道電流以僅提供 弱電流予該位元線。經預充電後之位元線可根據連接至個 別位元線之記憶單元之資料（高或低位準）而改變電壓位 準。亦即，若透過浮動閘極或罩幕記憶單元流出至地面之 電流大於（例如資料“1”）流入該位元線之電流，該位元線 會變成具有接地位準，或處於相反之狀況下（資料“0”）， 該位元線被維持在預充電位準。在此例中，若經預充電後 位元線之電壓位準甚至被具資料“1”之記憶單元稍微降 低，則具有遠低於該位元線寄生電容之節點BSOi由來源 電壓位準Vcc轉成該位元線之電壓位準。相反的，若記憶 單元之資料爲“0”，則經預充電後位元線之電壓位準並未改 變，致使節點BSOi維持在Vcc之預充電位準。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T

五、發明説明（6 ) 該等換流器係根據行位址解碼訊號以及連接至所有位 元線而由記憶單元資料所決定之電壓位準而動作。例如， 由行位址解碼訊號YAO所選擇途徑之節點*BSOCT之電壓 位準決定了換流器輸出端電晶體N3之汲極節點之位準。在 此例中，換流器NMOS電晶體N3之閘極被供以一給定位 準之電壓（例如1.7V )，其爲圖4中訊號Siref之電壓。 電晶體之通道根據訊號Siref加以設計以有恆定之電流（如 20 μΑ )流動。 因此，當節點‘BSOO’之位準爲Vcc時，PMOS電晶體 P2被關閉，因而換流器之輸出低，甚至具有供至PMOS電 晶體P3，P4閘極之低電壓。相反的，當節點‘BSOO’之位準 在位元線之電壓位準時，PMOS電晶體P2被開啓以使換 流器之輸出高。換流器之輸出可經NAND閘NA1或直接送 至輸出端SAout。因此，換流器使可不經資料閂鎖動作而 自記憶單元電晶體中讀取資料，藉以減少在使用傳統資料 閂鎖電路之傳統頁緩衝器中常發生之資料讀取錯誤。 II--------1------ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐）

Claims (1)

1. 六' 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 •.曲.1_ _丨 — f ir- yf 1 · 一種非揮發性半導體記憶裝置，包括一由複數個記憶 電晶體所形成之記憶單元陣列，該複數個記憶電晶體係以 矩陣形式被設置爲分別組成字元線與位元線之列與行形 式，其形成一 NAND單元線，以及一隔離裝置，用以於資 料讀取中提供一預定電流至該等以預定電壓充電之位元 線，其特徵在於使一讀取裝置連接至該隔離裝置，以延遲 由該記憶電晶體經與該等位元線隔離之隔離節點取回資 料。 2 ·如申請專利範圍第1項之非揮發性半導體記憶裝置， 其特徵在於該讀取裝置包括一換流器電路，由連接至該隔 離節點以接收行位址解碼訊號之第一導電型式電晶體以及 因應一特定位準之訊號而作爲電流源之第二導電型式電晶 體所形成。 3 ·如申請專利範圍第1項之非揮發性半導體記憶裝置， 其特徵在於該第一導電型式電晶體係爲PMOS型式。 4 ·如申請專利範圍第1項之非揮發性半導體記憶裝置， 其特徵在於該第二導電型式電晶體係爲NMOS型式。 5 · —種自具有頁緩衝器之非揮發性半導體記憶裝置讀取 資料之方法，包括之步驟有於該頁緩衝器之感應節點不穩 定之期間內防止資料被閂鎖，以及於該等節點穩定之期間 內進行資料閂鎖動作，藉以降低資料讀取之錯誤。 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 、1T 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 8 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐）