TW526494B - A flash memory device and a verify method thereof - Google Patents
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Description
526494 4879pit'.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(/ ) 領域 本發明是有關於一種非揮發半導體記憶元件,且特別 是有關於一種nor型快閃記憶體元件及其查驗方法。 背景 如熟知此技藝者所知,NOR結構之快閃記憶體元件爲 一種可電性抹除(erasable)及編程之非揮發性半導體記憶體 元件。由於快閃記憶體元件之操作速度非常迅速,所以其 倍受需要快速操作速度之使用者的喜愛。第1圖是繪示一 種傳統之快閃記憶體元件之區塊圖,且第2圖是繪示一種 結合記憶胞之列選擇器及字元線電壓供應電路之電路圖。 參照第1圖,快閃記憶體元件包括記憶胞陣列1〇(未 顯示),具有複數條字元線、複數條位元線、以及排列在 字元線與位元線交錯區域之複數個記憶胞。每一個記憶胞 具有連接至相對於字元線之控制閘極、浮置閘極、接地源 極、以及連接至相對位元線之汲極,如第2圖所示,且第 3圖是關於記憶胞之剖面圖。 在陣列10之左側,列選擇器20依照從位址暫存器30 之列位址,選擇字元線連接。如第2圖所示,列選擇器20 由接收解碼列位址訊號DRAi之反及(NAND)閘G1、反轉 器INV1、以及水平移位器LSI構成,如第2圖之連接。 列選擇器20選擇對應於解碼列位址訊號DRAi之字元線, 然後從字元線電壓供應電路50,以字元線電壓驅動選定之 字元/線。 位元線電壓供應電路50由高電壓產生器52、電壓調 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)Ai規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526494 48 79pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(2 ) 整器54、以及切換電路56所構成。高電壓產生器對應於 提供查驗操作之查驗操作訊號VE_EN,產生高電壓VPI(例 如10V)。高壓產生器52可藉由使用熟知此技藝之充電幫 浦電路(charge pumping circuit)而了解。電壓調整器54藉 由控制高電壓VPI水平,輸出需要在各種操作查驗模式之 電壓VPP(其可藉由使用熟知之電阻分離類型或電容分離 類型而了解)。 切換電路56由二個水平移位器LS2與LS3,以及二個 PMOS電晶體MP1與MP2所構成,如第2圖之連接。切 換電路56轉移電力供應電壓VCC,或是對應於訊號VE_EN 來自電壓調整器54之電壓VPP,到列選擇器20。例如, 當訊號VE_EN在邏輯低水平(logic low level),PMOS電 晶體MP1關閉,且PMOS電晶體MP2開啓,使得電力供 應電壓VCC轉移至列選擇器20,作爲字元線電壓。當訊 號VE_EN在邏輯高水平,PMOS電晶體MP1開啓,且PMOS 電晶體MP2關閉,使得電壓VPP轉移至列選擇器20,作 爲字元線電壓。 仍然參照第1圖,快閃記憶體更包括感測放大電路60、 輸入/輸出暫存電路70、以及控制邏輯與命令記錄器8〇。 藉由控制邏輯與命令記錄器80控制位址暫存電路30、行 選擇器4〇、感測放大電路60、以及輸出/輸入暫存電路70。 錯由施加局電壓例如10V至控制閘極,源極與本體 (bulk)至如接地電壓,且汲極至電壓例如5V至6V,編程 每個記憶胞。此編程記憶胞參照爲”OFF記憶胞’’,且分別 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 訂---------線· 526494 487 Vi「doc/0()2 A7 B7 五、發明說明(> ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 具有6V至7V之啓始電壓分佈。藉由施加負高電壓例如_ 10V至控制電壓,以及電壓例如5V至本體,並且藉由使 汲極與源極浮置,同時抹除陣列1〇之記憶胞。抹除記憶 胞參照爲’ΌΝ記憶胞”,且分別具有IV至3V之啓始電壓 分佈。關於OFF記憶胞與ON記憶胞之啓始電壓分佈顯示 於第4圖。 爲了辨別記憶胞是否正常編程或抹除,可在抹除及編 程操作之後執行查驗操作。查驗操作可分爲過度查驗操 作、抹除操作、以及編程查驗操作。查驗操作相同於讀取 操作’除了用於讀取操作之字元線電壓不同於查驗操作。 例如,在過度操作期間施加電壓約2.8V至選定之字元線, 在抹除查驗操作期間施加電壓約3.5V至選定之字元線, 以及在編程查驗操作期間施加電壓約6.5V至選定之字元 線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖是繪示依照傳統之快閃記憶體元件,用於描述 查驗操作之時間圖。參照第5圖,當訊號VE_EN從邏輯 低水平轉換至邏輯高水平,開始查驗操作。特別是,高電 壓產生器52對應於低至高轉換訊號VE_EN,產生高電壓 VPI。在此時,開啓切換電路56之PMOS電晶體MP1, 並且關閉其PMOS電晶體MP2。當高電壓VPI增加,藉 由電壓調整器54調節之電壓VPP(此後參照爲查驗電壓), 經由列選擇器20轉移至連接選定記憶胞之字元線WL。之 後,當感測致能訊號SA_EN啓動,感測放大器40藉由使 用自參考記憶胞之參考電壓,偵測選定記憶胞之啓始電 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 526494 4879pif.doc/002 A7 B7 五、發明說明(f) 壓。依照偵測結果,決定選定記憶胞是否已編程(抹除或 過度抹除)。 如上所述,用於個別查驗操作之查驗電壓2.8V、3.5V 與6.5V,係使用從高電壓產生器52產生之高電壓VPI。 當局電壓產生器52產生高電壓VPI,在如第5圖所示之 電力/接地線上’不可避免地引起電力雜訊(power noise)(例 如10mV至5〇mV)。此造成查驗感測操作的失常,其中在 連接至記憶胞之資料線DL與連接至參考記憶胞之參考資 料線RDL之間’偵測到良好的電位差(例如_3 〇mV)。結果, 5己彳思胞之啓纟n la壓目標啓始電壓分佈偏離,且在上述之 查驗操作之後,啓始電壓偏移可影響讀取/編程/抹除操作。 發明之槪述 因此本發明的目的在提供一種快閃記憶體元件及其查 驗方法,可以執行穩定的查驗感測操作,沒有電力雜訊。 爲達成上述之目的,依照本發明之觀點,提供一種快 閃記憶體兀件,其包括一記憶胞陣列,具有複數條字元線、 複數條位元線,以及複數個記憶胞分別排列於字元線與位 元線之交錯區域;一列選擇器,用於對應於一列位址,選 定一字元線;一行選擇器,用於對應於一行j立j止,選定二 位元線;一感測放大器,用於對應於一感測致能訊號,由 選定之字元線與位線法定,感測在記憶胞中的資料;一 高電壓產生器,用於對應於控制訊號,產生高電壓;一電 壓調整器’用於接收局電壓,以調整接收之高電壓至一查 驗電壓,施加於選定之字元線;一切換電路,用於對應於 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526494 48"79pir.doc/〇〇2 A7 B7 五、發明說明(j:) 查驗致能訊號,轉移查驗電壓至列選擇器;以及一控制器, 用於對應於一查驗及一感測致能訊號,產生控制訊號,其 中在啓動表示查驗感測操作之感測致能訊號期間,控制器 不啓動控制訊號,因此不啓動高電壓產生器。 在本發明之記憶體元件中,控制器由反轉器及NOR閘 所構成,反轉器具有接收查驗致能訊號之輸入端,NOR閘 具有一輸入端連接至反轉器之輸出端,且另一輸入端接收 感測致能訊號。 厘式之簡單說明 本發明藉由下文示範之實施例作詳細說明,然並非用 以限定本發明,關於附加圖示中,相同之參照符號表示相 似構件,其中: 第1圖是繪示一種傳統之快閃記憶體元件之區塊圖; 第2圖是繪示結合記憶胞之一種傳統列選擇器及一種 傳統字元線電壓供應電路之電路圖; 第3圖是繪示一種記憶胞之剖面圖; 第4圖是繪示OFF記憶胞與ON記憶胞之啓始電壓分 佈之關係圖; 第5圖是繪示用以敘述一種傳統之快閃記憶體元件之 查驗操作之時間圖; 第6圖是繪示依照本發明一較佳實施例之字元線電壓 供應電路;以及 第7圖是繪示依照本發明一較佳實施例之快閃記憶體 元件之查驗操作之時間圖。 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------·---^11¾-------- 訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526494 4 8 79pif'.doc/002 A7 B7 五、發明說明(6) 圖式標號之簡單說明 10 :記憶胞陣列 20 :列選擇器 30 :位址暫存器 40 :行選擇器 50 :字元線電壓供應電路 52 :高電壓產生器 54 :電壓調整器 56 :水平移位器 58 :控制器 60 :感測放大電路 70 :輸入輸出暫存器 80 :控制邏輯與命令記錄器 DRAi :解碼列位址訊號 VE_EN :查驗操作訊號 SA_EN :感測致能訊號 VPI :高電壓 VPP :查驗電壓 MP1、MP2 : PMOS 電晶體 G1 : NAND 閘 DL :資料線 RDL :參考資料線 較佳實施例之詳細說明 本發明之較佳實施例將參照相關圖式作說明。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------、---.---%-------- 訂---------線^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526494 4879pir.doc/002 A7 B7 五、發明說明(公) 壓產生器啓動’局電壓VPI之電壓水平如第7圖所示增加。 當高電壓VPI增加至個別的查驗操作需要之電壓時,藉由 電壓調整器54壓制高電壓VPI至查驗電壓水平。如此壓 制之查驗電壓VPP經由PMOS電晶體與列選擇器20轉移 至選定之字元線WL0。 如第7圖所示,當訊號SA_EN啓動至高電位,感測放 大電路60藉用自參考記憶胞之參考電壓,偵測選定記憶 胞之啓始電壓。不同於傳統之快閃記憶體元件,在查驗感 測操作期間,藉由控制器58,不啓動高電壓產生器52。 就是,由於訊號SA_EN轉高,控制器58之輸出從邏輯高 水平轉換至邏輯低水平,因而不啓動高電壓產生器52。此 使得在訊號SA_EN啓動期間,高電壓產生器52之注入操 作(pumping operation)未執行。結果,在關於第7圖中之 查驗操作期間,不會導致電力雜訊。當訊號SA_EN再次 不啓動,高電壓產生器52執行注入操作,使得高電壓VPI 增加至其目標水平。然後,藉由訊號VE_EN結束查驗操 作。 如上所述,在查驗感應操作期間,高電壓產生器52不 啓動,因此沒有發生導因於產生器52注入操作之電力雜 訊。因此,穩定查驗操作是可靠的,因此可防止在傳統之 快閃記憶體元件中造成之問題(查驗感測操作之失常及啓 始電壓偏離)。 本發明已經以示範之較佳實施例描述。然而,當可了 解本發明之範圍不限定於揭露之實施例。相反地,其意欲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526494 五、發明說明(^) 涵蓋各種修正與相似排列。因此,申請項之範圍應給予最 寬的解釋,因而包含所有修正與相似排列。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 526494 4 8 7 9 p i 1'. d〇 c/0 0 2 ABCD 六、申請專利範圍 1. 一種非揮發性半導體記憶體元件,包括: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一記憶胞陣列,具有複數個排列在列與行中之記憶胞; 一高電壓產生器,用於對應於控制訊號產生高電壓; 一電壓調整器,用於接收高電壓,藉以調整接收之高 電壓至一施加於一選定列之查驗電壓;以及 一控制器,用於對應於一查驗及一感測致能訊號,產 生控制訊號,其中在該感測放大訊號啓動期間,該控制器 不啓動控制訊號,顯示一查驗感測操作,因而不啓動高電 壓產生器。 2. 如申請專利範圍第1項所述之非揮發性半導體記憶 體元件,其中該控制器由一反轉器與一 NOR閘構成,該 控制器具有接收查驗致能訊號之輸入端,且該NOR閘具 有一輸入端以連接至該反轉器之一輸出端,以及另一輸入 端,係接收感測致能訊號。 3. 如申請專利範圍第1項所述之非揮發性半導體記憶 體元件,其中更包括: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一列選擇器,用於選定該些列之一;以及 一切換電路,用於對應於該查驗致能訊號以移轉該查 驗電壓至該列選擇器。 4. 如申請專利範圍第3項所述之非揮發性半導體記憶 體元件,其中每一該記憶胞由一具有浮置閘極之電晶體所 組成。 5. —種非揮發性半導體記憶元件,包括: 一記憶胞陣列,具有複數個字元線、複數個位元線以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 526494 A8 4 8 79pi,'d〇C/°02 ?8 D8 六、申請專利範圍 及複數個記憶胞,該些記憶胞分別排列在該些字元線與該 些位元線之交錯區域; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一列選擇器,用於對應於一列位址,選擇該些字元線 之一; 一行選擇器,用於對應於一行位址,選擇該些位元線 之一; 一感測放大器,用於對應於一感測致能訊號,藉由該 選定字元線與位元線決定,感測在一記憶胞中的資料; 一高電壓產生器,用於對應於一控制訊號,產生高電 壓; 一電壓調整器,用於接收高電壓,藉以調整接收之高 電壓至一查驗電壓,施加於一選定字元線; 一切換電路,用於轉移該查驗電壓至該列選擇器,對 應於該查驗致能訊號;以及 一控制器,用於對應於一查驗及一感測致能訊號,產 生控制訊號,其中在該感測放大訊號啓動期間,該控制器 不啓動控制訊號,表示一查驗感測操作,因而不啓動高電 壓產生器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第5項所述之非揮發性半導體記憶 體元件,其中該控制器由一反轉器與一 NOR閘構成,該 控制器具有接收查驗致能訊號之輸入端,且該NOR閘具 有一輸入端,連接至該反轉器之一輸出端,以及另一輸入 端,接收感測致能訊號。 7. 如申請專利範圍第5項所述之非揮發性半導體記憶 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 526494 as B8 C8 4879pif.doc/002 D8 六、申請專利範圍 體元件,其中每一該記憶胞由一具有浮置閘極之電晶體所 組成。 8. —種查驗方法,適用於一非揮發性半導體記憶體元 件,具有一記憶胞陣列,每一記憶胞可儲存資料,以及一 高電壓產生器,用於產生一高電壓,該查驗方法包括下列 步驟: 對應於表示一查驗操作之一查驗致能訊號,啓動該高 電壓產生器; 調整該高電壓至一查驗電壓,藉以施加於一位址記憶 胞;以及 < 在該位址記憶胞之查驗感測操作期間,不啓動該高電 壓產生器。 9. 如申請專利範圍第8項所述之查驗方法,更包括在 該查驗感測操作之後,啓動該高壓產生器。 S---^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |