專利名稱：非揮發(fā)性存儲(chǔ)器及其相關(guān)臨限電壓驗(yàn)證方法與半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器及具有一非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的電子裝置，且特別是有關(guān)于一種運(yùn)用兩段式存儲(chǔ)單元驗(yàn)證程序的電性可移除及可程式化只讀存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
對(duì)于電源突然中斷或者當(dāng)裝置在一段未定時(shí)間未被使用的狀況而言，能夠持續(xù)保存資訊的存儲(chǔ)器裝置通常是人們所追求的，因此具有上述特性的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器已被發(fā)展出來，其中一類較廣被應(yīng)用的即為電性可移除及可程式化只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，而資訊可被電性化儲(chǔ)存與移除自此種存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中。為了確保存儲(chǔ)單元的電壓狀態(tài)在資訊寫入與移除后仍維持在一預(yù)定范圍內(nèi)，對(duì)于非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的相關(guān)驗(yàn)證便成為不可或缺的操作，尤其對(duì)于一個(gè)存儲(chǔ)單元可儲(chǔ)存兩種以上狀態(tài)的多階非揮發(fā)性存儲(chǔ)器而言，最重要的就是要能精確地控制存儲(chǔ)單元在資訊寫入與移除后的電壓，使其順利執(zhí)行其預(yù)定功能。
在一般作法上，存儲(chǔ)單元在不同的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行程式化與驗(yàn)證，而且驗(yàn)證時(shí)機(jī)是當(dāng)字元線與位元組線二者皆處于低電壓時(shí)。當(dāng)存儲(chǔ)單元的臨限電壓未達(dá)到一預(yù)定值時(shí)，字元線與位元線會(huì)切換至高電壓以程式化/驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元一段時(shí)間，而且每個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖具有固定的持續(xù)期間與字元線電壓。在第一次脈沖驅(qū)動(dòng)之后，字元線與位元線二者皆回到低電壓，而存儲(chǔ)單元被驗(yàn)證。若存儲(chǔ)單元于驗(yàn)證階段無法完成驗(yàn)證，則第二驅(qū)動(dòng)脈沖將對(duì)其再次驅(qū)動(dòng)，而字元線電壓在每次驗(yàn)證后固定或逐步增加。存儲(chǔ)單元持續(xù)被驗(yàn)證與驅(qū)動(dòng)直到其臨限電壓達(dá)到前述的預(yù)定值，而字元線與位元線電壓在此驗(yàn)證與驅(qū)動(dòng)過程中也不斷地在高低電壓間來回切換，使得整個(gè)驗(yàn)證過程相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間而缺乏效率。有關(guān)于驗(yàn)證機(jī)制傳統(tǒng)作法的更多內(nèi)容，可參考電氣和電子工程師協(xié)會(huì)電子裝置會(huì)刊2001年9月第48卷第9期的名為「多階可程式化CHE快閃存儲(chǔ)器的基本可行性限制」此一文獻(xiàn)的第2032至2042頁。
一種可避免字元線與位元線電壓頻繁切換的方法于存儲(chǔ)單元被驅(qū)動(dòng)時(shí)驗(yàn)證其臨限電壓。當(dāng)存儲(chǔ)單元被驅(qū)動(dòng)一小段時(shí)間后，其臨限電壓開始被驗(yàn)證，此時(shí)存儲(chǔ)單元正因字元線與位元線皆處于高電壓而被驅(qū)動(dòng)。存儲(chǔ)單元臨限電壓將持續(xù)于驅(qū)動(dòng)過程中被驗(yàn)證，直到達(dá)到前述預(yù)定值。
在讀取時(shí)，儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元的內(nèi)容在位元線設(shè)為低電壓時(shí)被讀出。然而，在另一種有別于傳統(tǒng)驗(yàn)證程序的作法中，臨限電壓被讀取與驗(yàn)證當(dāng)字元線與位元線電壓皆處于高電壓，而非皆處于低電壓，因此讀取精確度相對(duì)降低。對(duì)于高字元線與位元線電壓而言，存儲(chǔ)單元電流較大，并且寄生電阻明顯影響臨限電壓的讀取精確度，連帶地也負(fù)面影響了臨限電壓分布。
如圖1A所示，其是一種包含多條字元線WL1，…，i，i+1，…，m.位元線BL1，…，j，j+1，…，n以及存儲(chǔ)單元M(WLx，BLy)的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)源極、汲極、控制閘與浮點(diǎn)閘，其中汲極連接至一條位元線，而控制閘連接至一條字元線。此處以一反或型快閃存儲(chǔ)器為例，每16個(gè)為一組的N+型摻雜自我對(duì)準(zhǔn)源極的存儲(chǔ)單元連接至一條共用的存儲(chǔ)單元源極訊號(hào)信號(hào)線。圖1B顯示兩條共用存儲(chǔ)單元源極訊號(hào)信號(hào)線之間的16個(gè)鄰接存儲(chǔ)單元的源極區(qū)域的寄生電阻。當(dāng)電流通過時(shí)，這些源極區(qū)域產(chǎn)生一電壓降。舉例來說，如果字元線與位元線電壓在驅(qū)動(dòng)時(shí)分別設(shè)定為7與4伏特，根據(jù)存儲(chǔ)單元特性，存儲(chǔ)單元電流為0.15至0.2毫安培，并且有效閘源極電壓將因?yàn)樵礃O寄生電阻而降低。因此，位于兩條共用實(shí)際存儲(chǔ)單元源極訊號(hào)信號(hào)線中央的存儲(chǔ)單元的實(shí)際存儲(chǔ)單元臨限電壓約下降0.23至0.3伏特。另一方面，位元線在讀取時(shí)是處于低電壓，其存儲(chǔ)單元電流約為5至20微安培，中央存儲(chǔ)單元的電壓降約為7至10毫伏特，其遠(yuǎn)小于驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓降范圍0.23至0.3伏特，所以驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大的電壓降使得同時(shí)所執(zhí)行的驗(yàn)證程序變得不精確。
圖2顯示一個(gè)四階存儲(chǔ)單元的一多階晶體管的臨限電壓分布。目標(biāo)臨限電壓分別為3、4、5與6伏特，傳統(tǒng)作法的驗(yàn)證機(jī)制的臨限電壓分布約為0.5伏特，并且相鄰階層之間具有0.5伏特的區(qū)隔。其中，第一階臨限電壓分布于2.75至3.25伏特，峰值為3伏特；第二階臨限電壓分布于3.75至4.25伏特，峰值為4伏特；第三階臨限電壓分布于4.75至5.25伏特，峰值為5伏特；以及第四階臨限電壓分布于5.75至6.25伏特，峰值為6伏特。只有當(dāng)一存儲(chǔ)單元的臨限電壓落于適當(dāng)?shù)姆植紩r(shí)，存儲(chǔ)器才會(huì)認(rèn)定此存儲(chǔ)單元的狀態(tài)已正確儲(chǔ)存與可于稍后被讀出。然而，在另一種有別于傳統(tǒng)作法的方式下，如果目標(biāo)臨限電壓是3伏特，中央存儲(chǔ)單元的臨限電壓會(huì)因?yàn)樵礃O寄生電阻所產(chǎn)生的電壓降而在2.7至2.77伏特就通過驗(yàn)證。此種不精確會(huì)對(duì)存儲(chǔ)單元的臨限電壓分布產(chǎn)生負(fù)面影響，尤其是對(duì)于多階存儲(chǔ)單元。

發(fā)明內(nèi)容
一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其包含多個(gè)存儲(chǔ)單元、一位元線控制電路以及一驗(yàn)證電路。其中，位元線控制電路包含一驅(qū)動(dòng)電路與一非驅(qū)動(dòng)電路，而驗(yàn)證電路于驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證存儲(chǔ)單元的一第一臨限電壓，并且尚可于驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證一第二臨限電壓。


圖1A是習(xí)知一非揮發(fā)性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖1B是習(xí)知兩條共用存儲(chǔ)單元源極信號(hào)線間的存儲(chǔ)單元源極區(qū)域寄生電阻的示意圖。
圖2是習(xí)知顯示一四階存儲(chǔ)單元臨限電壓分布的示意圖。
圖3是本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器一較佳實(shí)施例的方塊圖。
圖4是本發(fā)明的兩段式驗(yàn)證方法一較佳實(shí)施例的流程圖。
圖5是本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器電路一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖6是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)延遲電路一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖7是本發(fā)明的切換信號(hào)產(chǎn)生電路一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖8是本發(fā)明的用以決定一存儲(chǔ)單元是否通過兩段式驗(yàn)證的確認(rèn)電路一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖9是本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器一較佳實(shí)施例所產(chǎn)生的不同信號(hào)關(guān)系的時(shí)序圖。
WLi、WLi+1字元線 BLj、BLj+1、BLj+16位元線310存儲(chǔ)單元 320位元線控制電路330驅(qū)動(dòng)電路 340非驅(qū)動(dòng)電路350驗(yàn)證電路510電性可移除及可程式化只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元520電阻器 525第一切換器530位元線驅(qū)動(dòng)電壓端 535第二切換器540第一N型晶體管545第一反相器550P型晶體管555電源供應(yīng)端560感測放大器 565第三切換器570第一參考電壓 575第二參考電壓580第二反相器 585第四切換器590第二N型晶體管595輸出端610驅(qū)動(dòng)信號(hào) 620第一延遲電路630第三反相器 640第一反及閘PGMDS驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào) 650第四反相器PGMD輸出延遲信號(hào)710驗(yàn)證信號(hào)SVi720第五切換器 730第二延遲電路735延遲驗(yàn)證信號(hào) 740第三N型晶體管
750第二反及閘760第五反相器810切換信號(hào)Swi 820第三延遲電路830延遲切換信號(hào) 840第一及閘ENDi存儲(chǔ)單元驗(yàn)證完成信號(hào)具體實(shí)施方式
更窄的臨限電壓分布能夠增進(jìn)在誤讀取的效能與增加非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的特性表現(xiàn)，特別是對(duì)于多階存儲(chǔ)單元而言。為了能夠更精確地控制存儲(chǔ)單元的臨限電壓(Vth)，臨限電壓將被驗(yàn)證至少兩次一次是在驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)，另一次是在驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)。在驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證臨限電壓能夠減少字元線電壓在高低準(zhǔn)位間切換的次數(shù)，而在驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證臨限電壓能夠增加量測精確度而無視于寄生電阻所造成的電壓降。所述兩段式存儲(chǔ)單元驗(yàn)證程序可被用于驅(qū)動(dòng)與過度移除校正。
一種以兩段式驗(yàn)證以縮小非揮發(fā)性存儲(chǔ)器臨限電壓分布的方法描述如下。一非揮發(fā)性存儲(chǔ)器包含多字元線、位元線以及多個(gè)存儲(chǔ)單元。圖1A及圖1B例示一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，此種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器可以是一種非或型或者是非及型的存儲(chǔ)器，并且存儲(chǔ)單元可以是P通道型或者N通道型。在圖3中，一存儲(chǔ)單元310連接至一個(gè)包含一驅(qū)動(dòng)電路330與一非驅(qū)動(dòng)電路340的位元線控制電路320，此外，存儲(chǔ)單元310亦連接至一驗(yàn)證電路350。當(dāng)存儲(chǔ)單元310不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，非驅(qū)動(dòng)電路340提供一低電壓給存儲(chǔ)單元310，而驗(yàn)證電路350在用以在存儲(chǔ)單元310被驅(qū)動(dòng)以及不被驅(qū)動(dòng)時(shí)驗(yàn)證存儲(chǔ)單元310的臨限電壓。
在一實(shí)施例中，驗(yàn)證電路350于驅(qū)動(dòng)電路330驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元310時(shí)讀取并驗(yàn)證存儲(chǔ)單元310的第一臨限電壓，然后驗(yàn)證電路350于驅(qū)動(dòng)電路330不驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元310時(shí)讀取并驗(yàn)證存儲(chǔ)單元310的第二臨限電壓。因?yàn)槭窃诖鎯?chǔ)單元310被驅(qū)動(dòng)與不被驅(qū)動(dòng)時(shí)分別讀取，所以同一存儲(chǔ)單元310的第一與第二臨限電壓具有不同的值。當(dāng)存儲(chǔ)單元被驅(qū)動(dòng)時(shí)，位元線具有由驅(qū)動(dòng)電路330所提供的高電壓；當(dāng)存儲(chǔ)單元不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，位元線具有由非驅(qū)動(dòng)電路340所提供的低電壓。在另一實(shí)施例中，兩個(gè)驗(yàn)證程序的執(zhí)行次序可以有所變化，并且在特定環(huán)境下，存儲(chǔ)器可以具有三個(gè)或更多的驗(yàn)證程序。舉例來說，臨限電壓可以依據(jù)存儲(chǔ)單元310不驅(qū)動(dòng)時(shí)、存儲(chǔ)單元310被驅(qū)動(dòng)時(shí)，以及存儲(chǔ)單元310不驅(qū)動(dòng)時(shí)的順序來驗(yàn)證。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的驗(yàn)證程序流程圖。步驟410顯示一存儲(chǔ)單元的初始臨限電壓被讀取并于存儲(chǔ)單元310不被驅(qū)動(dòng)時(shí)與一初始參考電壓進(jìn)行比較，此時(shí)字元線與位元線皆處于低電壓。如果初始臨限電壓等于或大于初始參考電壓，則結(jié)束驗(yàn)證程序。在步驟420中，如果初始臨限電壓小于初始參考電壓，存儲(chǔ)單元310被驅(qū)動(dòng)一第一段時(shí)間以增加其臨限電壓，此時(shí)字元線與位元線皆處于高電壓。舉例來說，字元線與位元線在驅(qū)動(dòng)程序時(shí)分別約為9與4.5伏特，并且在過度移除校正程序時(shí)分別約為0與4.5伏特。第一段時(shí)間應(yīng)該長于讀取臨限電壓所需時(shí)間，例如讀取所需時(shí)間為100奈秒，則第一段時(shí)間可以約為200到500奈秒。在步驟430中，存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓開始被讀出，并且當(dāng)存儲(chǔ)單元310被驅(qū)動(dòng)時(shí)，驗(yàn)證電路350比較第一臨限電壓與第一參考電壓。如果第一臨限電壓小于第一參考電壓，則存儲(chǔ)單元310繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)，而第一臨限電壓繼續(xù)被讀出并再次與第一參考電壓相比較。換言之，存儲(chǔ)單元310持續(xù)被驅(qū)動(dòng)，其臨限電壓的持續(xù)驗(yàn)證是在第一臨限電壓等于或大于第一參考電壓才結(jié)束。
在步驟440中，一旦第一臨限電壓等于第一參考電壓，位元線將切換到由非驅(qū)動(dòng)電路340所提供的低電壓(例如約1伏特)，此時(shí)存儲(chǔ)單元310不被驅(qū)動(dòng)。一第二臨限電壓被讀取后，驗(yàn)證電路350比較此第二臨限電壓與一第二參考電壓，如果第二臨限電壓小于第二參考電壓，就重復(fù)步驟420至440。換言之，位元線回到高電壓，而存儲(chǔ)單元310再次被驅(qū)動(dòng)第一段時(shí)間以增加其臨限電壓，然后驗(yàn)證電路350于步驟430驗(yàn)證第一臨限電壓，并且于步驟440驗(yàn)證第二臨限電壓。如果第二臨限電壓等于或大于第二參考電壓，存儲(chǔ)單元310的驗(yàn)證程序就完成，而整個(gè)驗(yàn)證程序就持續(xù)沿用至下一存儲(chǔ)單元。
圖5是為實(shí)現(xiàn)圖3的兩段式驗(yàn)證一實(shí)施例的電路示意圖。存儲(chǔ)單元310以一電性可移除及可程式化只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元510實(shí)現(xiàn)，其包含一個(gè)源極、汲極、控制閘與浮點(diǎn)閘?？刂崎l連接至一字元線，源極連接至一地電壓，汲極連接至圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路330、非驅(qū)動(dòng)電路340以及驗(yàn)證電路350。圖5的驅(qū)動(dòng)電路包含一電阻器520、由一切換信號(hào)SWi所控制的一第一切換器525與一位元線驅(qū)動(dòng)電壓端VBLp 530。電阻器520一端連接至存儲(chǔ)單元510的汲極，另一端連接至第一切換器525。當(dāng)切換信號(hào)SWi在低位準(zhǔn)時(shí)，第一切換器525連接位元線驅(qū)動(dòng)電壓端VBLp 530以驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元510；當(dāng)切換信號(hào)SWi在高位準(zhǔn)時(shí)，第一切換器525不連接位元線驅(qū)動(dòng)電壓端VBLp530。
圖5的非驅(qū)動(dòng)電路包含由一切換信號(hào)SWi所控制的一第二切換器535、一第一N型晶體管540、一第一反相器545、一P型晶體管550以及一電源供應(yīng)端555。當(dāng)切換信號(hào)SWi在低位準(zhǔn)時(shí)，非驅(qū)動(dòng)電路不連接存儲(chǔ)單元；當(dāng)切換信號(hào)SWi在高位準(zhǔn)時(shí)，非驅(qū)動(dòng)電路連接存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元510的汲極連接到第一N型晶體管540的源極與第一反相器545的輸入端，第一N型晶體管540的閘極連接到第一反相器545的輸出端，汲極則連接到P型晶體管550的汲極。P型晶體管550的閘極連接到地電壓，源極則連接電源供應(yīng)端555。在一實(shí)施例中，電源供應(yīng)端555提供大約3伏特電壓，當(dāng)切換信號(hào)SWi在高位準(zhǔn)時(shí)，非驅(qū)動(dòng)電路提供大約1伏特電壓到存儲(chǔ)單元510的汲極。
圖5的驗(yàn)證電路包含一感測放大器560、由一切換信號(hào)SWi所控制的一第三切換器565、一第一參考電壓570、一第二參考電壓575、一第二反相器580、由一驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS所控制的一第四切換器585、一第二N型晶體管590以及一輸出端595。感測放大器560的負(fù)輸入端連接至存儲(chǔ)單元510的汲極，而正輸入端則藉由第三切換器565根據(jù)切換信號(hào)SWi切換后連接至第一參考電壓或第二參考電壓。當(dāng)切換信號(hào)SWi在低位準(zhǔn)時(shí)，感測放大器560的正輸入端連接至第一參考電壓570，并且驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元510，使得第一臨限電壓自存儲(chǔ)單元510被讀出，而感測放大器560比較第一臨限電壓與第一參考電壓570；當(dāng)切換信號(hào)SWi在高位準(zhǔn)時(shí)，感測放大器560的正輸入端連接至第二參考電壓575，并且非驅(qū)動(dòng)電路340提供低電壓至存儲(chǔ)單元510，使得第二臨限電壓自存儲(chǔ)單元510被讀出，而感測放大器560比較第二臨限電壓與第二參考電壓575。
感測放大器560輸出端連接至第二反相器580一輸入端，第二反相器580的輸出端連接至由一驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS所控制的一第四切換器585。當(dāng)驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS在低位準(zhǔn)時(shí)，第四切換器585形成開路，輸出端595輸出一低電壓以作為驗(yàn)證信號(hào)SVi；當(dāng)驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS在高位準(zhǔn)時(shí)，則第二反相器580的輸出端藉由第四切換器585切換后連接至第二N型晶體管590的汲極或輸出端595。第二N型晶體管590的閘極連接到輸出延遲信號(hào)PGMD，源極則連接到地電壓，而輸出端595輸出驗(yàn)證信號(hào)SVi。
圖3所示的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器一較佳實(shí)施例尚可包含一驗(yàn)證控制電路(未示于圖中)，此驗(yàn)證控制電路可包含一驅(qū)動(dòng)延遲電路、一切換信號(hào)產(chǎn)生電路以及一確認(rèn)電路而用以接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)與驗(yàn)證信號(hào)SVi，并且可用以輸出切換信號(hào)SWi、驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS以及輸出延遲信號(hào)PGMD。
圖6是本發(fā)明產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS的驅(qū)動(dòng)延遲電路一較佳實(shí)施例示意圖。驅(qū)動(dòng)信號(hào)610連接至一第一反及閘640一輸入端，并且由一第一延遲電路620延遲第一段時(shí)間。在一實(shí)施例中，第一段時(shí)間約為200至500奈秒。第一延遲電路620一輸出端連接至一第三反相器630的輸入端，第三反相器630的輸出端連接至第一反及閘640其他的輸入端。第一反及閘640一輸出為驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS，其是用以控制驗(yàn)證電路的第四切換器585，而且第一反及閘640的輸出端連接至第四反相器650一輸入端。第四反相器650一輸出為輸出延遲信號(hào)PGMD，其是用以控制驗(yàn)證電路的第二N型晶體管590。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)610變?yōu)楦呶粶?zhǔn)之后，驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS變?yōu)榈臀粶?zhǔn)并持續(xù)第一段時(shí)間后再轉(zhuǎn)為高位準(zhǔn)。因此，存儲(chǔ)單元510在驗(yàn)證電路開始驗(yàn)證第一臨限電壓之前將被驅(qū)動(dòng)持續(xù)第一段時(shí)間。
圖7是切換信號(hào)產(chǎn)生電路的示意圖。驅(qū)動(dòng)信號(hào)610連接至一第二反及閘750的一輸入端，一驗(yàn)證信號(hào)SVi 710連接到由驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS所控制的第五切換器720，并且第五切換器720連接到一第二延遲電路730。當(dāng)驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS在高位準(zhǔn)時(shí)，驗(yàn)證信號(hào)SVi 710被延遲第一段時(shí)間，以產(chǎn)生一延遲驗(yàn)證信號(hào)735。在一實(shí)施例中，第一段時(shí)間約為200至500奈秒。延遲驗(yàn)證信號(hào)735連接至第二反及閘750其他的輸入端與一第三N型晶體管740的汲極。第三N型晶體管740的閘極連接到輸出延遲信號(hào)PGMD，而且源極連接到地電壓。第二反及閘的輸出連接到第五反相器760一輸入端，而第五反相器760輸出切換信號(hào)SWi，使得切換信號(hào)在驗(yàn)證信號(hào)為高位準(zhǔn)后持續(xù)一第一段時(shí)間后變?yōu)楦呶粶?zhǔn)。同樣地，切換信號(hào)在驗(yàn)證信號(hào)為低位準(zhǔn)后持續(xù)一第一段時(shí)間后變?yōu)榈臀粶?zhǔn)。如果存儲(chǔ)單元510第二臨限電壓的驗(yàn)證失敗，驗(yàn)證信號(hào)將由高轉(zhuǎn)低位準(zhǔn)，經(jīng)過第一段時(shí)間延遲后，切換信號(hào)也隨之由高轉(zhuǎn)低位準(zhǔn)以重新啟動(dòng)對(duì)于存儲(chǔ)單元510的驅(qū)動(dòng)。由于存儲(chǔ)單元510已于先前通過第一臨限電壓的驗(yàn)證，因此將再次通過相同的驗(yàn)證，所以當(dāng)切換信號(hào)SWi轉(zhuǎn)為低位準(zhǔn)后，驗(yàn)證信號(hào)SVi也會(huì)很快由低轉(zhuǎn)高位準(zhǔn)，而切換信號(hào)SWi在再次變?yōu)楦呶粶?zhǔn)之前，將會(huì)維持在低位準(zhǔn)持續(xù)第一段時(shí)間，以驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元510。
圖8是用以決定一存儲(chǔ)單元是否通過兩段式驗(yàn)證的確認(rèn)電路的示意圖。驅(qū)動(dòng)信號(hào)610連接至一第一及閘840的第一輸入端，驗(yàn)證信號(hào)SVi 710連接至第一及閘840的第二輸入端，切換信號(hào)SWi 810連接至一第三延遲電路820。切換信號(hào)SWi 810由第三延遲電路820延遲第一段時(shí)間以產(chǎn)生一延遲切換信號(hào)830。在一實(shí)施例中，第一段時(shí)間約為200至500奈秒。延遲切換信號(hào)830連接至第一及閘840的第三輸入端，第一及閘840輸出一存儲(chǔ)單元驗(yàn)證完成信號(hào)ENDi。感測放大器560需要時(shí)間回應(yīng)新輸入與獲得切換信號(hào)SWi由低至高位準(zhǔn)的穩(wěn)定輸出值，因此會(huì)造成存儲(chǔ)單元510從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)被切換至非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所以當(dāng)切換信號(hào)SWi由低至高位準(zhǔn)之后，并且驗(yàn)證信號(hào)710維持在高準(zhǔn)位達(dá)到第一段時(shí)間時(shí)，第二臨限電壓必須被驗(yàn)證是否達(dá)到第二參考電壓。當(dāng)存儲(chǔ)單元510通過兩段式驗(yàn)證，步驟410至450持續(xù)用以驗(yàn)證下一存儲(chǔ)單元，直到所有存儲(chǔ)單元都完成驗(yàn)證。
圖9是用以說明兩階段驗(yàn)證程序的操作。首先，驅(qū)動(dòng)信號(hào)拉至高位準(zhǔn)以于存儲(chǔ)單元在步驟410初始驗(yàn)證失敗后進(jìn)行初始驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)拉至高位準(zhǔn)之后，驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS轉(zhuǎn)為低電壓，并且低電壓停留第一段時(shí)間，使得存儲(chǔ)單元510在驗(yàn)證電路350輸出精確的驗(yàn)證信號(hào)SVi之前被驅(qū)動(dòng)第一段時(shí)間，其中驗(yàn)證信號(hào)SVi是得自讀取第一臨限電壓后，再與第一參考電壓比較的結(jié)果。驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)楦呶粶?zhǔn)之后，驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS變?yōu)楦呶粶?zhǔn)第一段時(shí)間，并且保持在高電位的時(shí)間與驅(qū)動(dòng)信號(hào)保持在高電位的時(shí)間長短相同。
在第一段時(shí)間中，因?yàn)轵?qū)動(dòng)延遲信號(hào)PGMDS為低電壓，而輸出延遲信號(hào)PGMDS為高電壓，所以驗(yàn)證電路350輸出一個(gè)低位準(zhǔn)的驗(yàn)證信號(hào)SVi，之后的驗(yàn)證信號(hào)SVi的值將視第一臨限電壓是否達(dá)到第一參考電壓而定。在A點(diǎn)處，當(dāng)?shù)谝慌R限電壓等于或大于第一參考電壓時(shí)，驗(yàn)證信號(hào)SVi由低變?yōu)楦呶粶?zhǔn)；在B點(diǎn)處，當(dāng)驗(yàn)證信號(hào)SVi至高位準(zhǔn)之后達(dá)第一段時(shí)間后，切換信號(hào)SWi由低至高位準(zhǔn)。當(dāng)切換信號(hào)SWi變?yōu)楦呶粶?zhǔn)時(shí)，存儲(chǔ)單元510切換至非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。然后，第二臨限電壓被讀取，并且與第二參考電壓比較。如果第二臨限電壓小于第二參考電壓，驗(yàn)證信號(hào)會(huì)在C點(diǎn)由高變至低位準(zhǔn)。在D點(diǎn)處，切換信號(hào)SWi會(huì)在驗(yàn)證信號(hào)SVi變?yōu)榈臀粶?zhǔn)之后達(dá)第一段時(shí)間后，由高至低位準(zhǔn)。當(dāng)切換信號(hào)SWi再變?yōu)榈臀粶?zhǔn)時(shí)，存儲(chǔ)單元再次被驅(qū)動(dòng)，而第一臨限電壓已經(jīng)大于第一參考電壓。在E點(diǎn)處，驗(yàn)證信號(hào)SVi由低轉(zhuǎn)為高位準(zhǔn)。在F點(diǎn)處，當(dāng)驗(yàn)證信號(hào)SVi再次由低轉(zhuǎn)為高位準(zhǔn)之后，切換信號(hào)Swi在第一段時(shí)間后也由低轉(zhuǎn)為高位準(zhǔn)，然后存儲(chǔ)單元由D至F點(diǎn)再次被驅(qū)動(dòng)至少第一段時(shí)間。當(dāng)切換信號(hào)SWi變?yōu)楦呶粶?zhǔn)之后，存儲(chǔ)單元不被驅(qū)動(dòng)，感測放大器560的正輸入端變?yōu)榈诙⒖茧妷?75，并且負(fù)輸入端變?yōu)榈诙R限電壓。因?yàn)楦袦y放大器花費(fèi)一些時(shí)間以達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，因此第二臨限電壓在切換信號(hào)切換至高位準(zhǔn)之后被驗(yàn)證第一段時(shí)間。如果第二臨限電壓之后通過驗(yàn)證，存儲(chǔ)單元510的兩階段驗(yàn)證結(jié)束，使得存儲(chǔ)單元驗(yàn)證完成信號(hào)ENDi由低至高位準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)則由高至低位準(zhǔn)，而下一個(gè)存儲(chǔ)單元將依據(jù)相同步驟接著被驗(yàn)證，直到所有存儲(chǔ)單元皆完成驗(yàn)證才停止，然后存儲(chǔ)單元驗(yàn)證完成信號(hào)ENDi由由低變?yōu)楦呶粶?zhǔn)。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其包含復(fù)數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元；一位元線控制電路，其包含一驅(qū)動(dòng)電路與一非驅(qū)動(dòng)電路；以及一驗(yàn)證電路，其中該驗(yàn)證電路于該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的一第一臨限電壓，并且于該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證一第二臨限電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證電路于該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓，然后該驗(yàn)證電路于該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證該第二臨限電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證電路于該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的一初始臨限電壓，然后該驗(yàn)證電路于該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證該第二臨限電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證電路驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓先于該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)，接著于該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)，然后于該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證電路驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓是在該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)比較該第一臨限電壓與一第一參考電壓，并且該驗(yàn)證電路驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的第二臨限電壓是在該驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元時(shí)比較該第二臨限電壓與一第二參考電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的第一參考電壓高于該第二參考電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驅(qū)動(dòng)電路于該等存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓不小于該第一參考電壓時(shí)停止驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的該等存儲(chǔ)單元可儲(chǔ)存多階資料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驅(qū)動(dòng)電路藉由在驅(qū)動(dòng)程序或一過度移除校正程序時(shí)使用一隧道電流注入電荷，以增加該等存儲(chǔ)單元的一臨限電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驅(qū)動(dòng)電路藉由在驅(qū)動(dòng)程序或一過度移除校正程序時(shí)使用一熱載子注入電荷，以增加該等存儲(chǔ)單元的一臨限電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驅(qū)動(dòng)電路包含一電阻器以及由一切換信號(hào)與一位元線驅(qū)動(dòng)電壓端所控制的一第一切換器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的非驅(qū)動(dòng)電路包含由一切換信號(hào)所控制的一第二切換器、一第一N型晶體管、一第一反相器、一P型晶體管以及一電源供應(yīng)端。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證電路包含一感測放大器、由一切換信號(hào)所控制的一第三切換器、一第一參考電壓、一第二參考電壓、一第二反相器、由一驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)所控制的一第四切換器、一第二N型晶體管以及一輸出端。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其更包含一驗(yàn)證控制電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證控制電路更包含一驅(qū)動(dòng)延遲電路、一切換信號(hào)產(chǎn)生電路以及一確認(rèn)電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驅(qū)動(dòng)延遲電路包含一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、一第一延遲電路、一第三反相器、一第一反及閘以及一第四反相器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的切換信號(hào)產(chǎn)生器包含一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、一第二反及閘、一驗(yàn)證信號(hào)、由一驅(qū)動(dòng)延遲信號(hào)所控制的一第五切換器、一第二延遲電路、一第三N型晶體管以及一第五反相器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的確認(rèn)電路包含一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、一第一及閘、一驗(yàn)證信號(hào)、一切換信號(hào)以及一第三延遲電路。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的驗(yàn)證電路于該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該等存儲(chǔ)單元一第一段時(shí)間后開始驗(yàn)證該等存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的第一段時(shí)間自200至500奈秒。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的等存儲(chǔ)單元是一P通道型存儲(chǔ)單元或一N通道型存儲(chǔ)單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于其中所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器是一反或型存儲(chǔ)器或一反及型存儲(chǔ)器。
23.一種半導(dǎo)體裝置包含如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。
24.一種驗(yàn)證一非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的一存儲(chǔ)單元的一臨限電壓的方法，其特征在于其包含當(dāng)該存儲(chǔ)單元被驅(qū)動(dòng)時(shí)，比較該存儲(chǔ)單元的一第一臨限電壓與一第一參考電壓；以及當(dāng)該存儲(chǔ)單元不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，比較該存儲(chǔ)單元的一第二臨限電壓與一第二參考電壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于其中當(dāng)該存儲(chǔ)單元被驅(qū)動(dòng)時(shí)，一位元線連接至一驅(qū)動(dòng)電壓端。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于其中所述的第一參考電壓大于該第二參考電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于其中更包含于比較該存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓與該第一參考電壓之前，驅(qū)動(dòng)該存儲(chǔ)單元一第一段時(shí)間；以及于該存儲(chǔ)單元的第一臨限電壓不小于該第一參考電壓時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)該存儲(chǔ)單元。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于其中所述的第一段時(shí)間自200至500奈秒。
29.一種驗(yàn)證一非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的一存儲(chǔ)單元的一臨限電壓的方法，其特征在于其包含(a)比較該存儲(chǔ)單元的一初始臨限電壓與一初始參考電壓；(b)若該初始電壓小于一第二參考電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)該存儲(chǔ)單元一第一段時(shí)間；(c)當(dāng)該存儲(chǔ)單元被驅(qū)動(dòng)時(shí)，比較該存儲(chǔ)單元的一第一臨限電壓與一第一參考電壓；(d)于該第一臨限電壓小于該第一參考電壓時(shí)，持續(xù)驅(qū)動(dòng)該存儲(chǔ)單元；(e)當(dāng)該存儲(chǔ)單元不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，比較該存儲(chǔ)單元的一第二臨限電壓與一第二參考電壓；以及(f)若該存儲(chǔ)單元的第二臨限電壓小于該第二參考電壓時(shí)，重復(fù)步驟(b)至(e)。
全文摘要
一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其包含多個(gè)存儲(chǔ)單元、一位元線控制電路以及一驗(yàn)證電路。其中，位元線控制電路包含一驅(qū)動(dòng)電路與一非驅(qū)動(dòng)電路，而驗(yàn)證電路于驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證存儲(chǔ)單元的一第一臨限電壓，并且尚可于驅(qū)動(dòng)電路不驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元時(shí)驗(yàn)證一第二臨限電壓。
文檔編號(hào)G11C29/00GK1921011SQ200510093069
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者陳宗仁 申請(qǐng)人:晶豪科技股份有限公司