專利名稱：閃存器件中的電壓發(fā)生器的制作方法
閃存器件中的電壓發(fā)生器相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2006年9月29日提交的韓國專利申請No.2006-96201 的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種閃存器件中的電壓發(fā)生器，并且更特別地涉及一種發(fā) 生器，用于不管閃存器件的溫度如何而提供所希望的電壓，和用于當(dāng)讀取 數(shù)據(jù)和校驗(yàn)編程操作時(shí)提供供電電壓。通常，閃存器件中的編程操作、擦除操作、讀取操作、校驗(yàn)操作的執(zhí) 行取決于閾值電壓分布。閾值電壓分布根據(jù)對閃存器件中的單元進(jìn)行編程 或者擦除時(shí)的電壓而變化。因此，當(dāng)通過將恒壓施加到所選單元的槺極來 執(zhí)行讀取操作或者校驗(yàn)操作時(shí)，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)可能被讀取或者校驗(yàn)。這是因 為存儲單元的閾值電壓與施加到存儲單元的柵極的電壓之間的余量被減 小。圖l是圖示了單元的共同閾值電壓分布的曲線圖。該曲線圖的x軸和 y軸分別表示閾值電壓和單元數(shù)量。當(dāng)對單元進(jìn)行編程時(shí)，可固定基準(zhǔn)電壓。因此，如通過圖1中的A 所示，增加閃存器件的工作溫度也增加了被編程單元的閾值電壓。如通過圖1的A，所示，當(dāng)單元被編程之后讀取單元中的數(shù)據(jù)時(shí)，閃 存器件溫度的增加減小了單元的閾值電壓。因此，由于當(dāng)讀取單元中的數(shù) 據(jù)時(shí)在讀取電壓與被編程單元的電壓之間的差異，可讀取到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。 換言之，當(dāng)在低閃存器件溫度對單元進(jìn)行編程時(shí)和當(dāng)在高閃存器件溫度對 單元進(jìn)行讀取時(shí)，被編程單元可能被錯(cuò)讀為被擦除的單元。同樣，如通過 圖1的B所示，閃存器件的溫度越低，對單元進(jìn)行編程時(shí)的閾值電壓越 低。如圖1的B，所示，當(dāng)在單元被編程之后讀取單元中的數(shù)據(jù)時(shí)，低閃 存器件溫度增加了閾值電壓。因此，當(dāng)在高閃存器件溫度對單元進(jìn)行編程 并且當(dāng)在低閃存器件溫度對單元進(jìn)行讀取時(shí)，被擦除的單元可能被錯(cuò)讀為 被編程的單元。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了 一種閃存器件，用于在增加的閃存器件溫度施加低讀取 電壓。當(dāng)供電電壓高時(shí)，施加高讀取電壓，因此維持了被編程單元或者被 擦除單元的穩(wěn)定的閾值電壓余量。因此，增強(qiáng)了閃存器件的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的閃存器件中的電壓發(fā)生器包括第 一子電 壓發(fā)生器、第二子電壓發(fā)生器、緩沖器、第三子電壓發(fā)生器和放大部。響 應(yīng)于基準(zhǔn)電壓和供電電壓，第一子電壓發(fā)生器產(chǎn)生恒定的第一電壓。響應(yīng) 于第一電壓，第二子電壓發(fā)生器產(chǎn)生第二電壓。第二電壓相對于閃存器件 的溫度變化而變化。響應(yīng)于第二電壓，緩沖電路輸出第三電壓。響應(yīng)于基 準(zhǔn)電壓，第三子電壓發(fā)生器輸出第四電壓。第四電壓相對于供電電壓變化 而變化。放大電路根據(jù)第三電壓放大第四電壓。即使當(dāng)對單元進(jìn)行讀取時(shí)閃存器件的溫度和供電電壓發(fā)生變化，本發(fā) 明的電壓發(fā)生器也維持恒定的閾值電壓余量。因此，被編程的單元和被擦 除的單元可容易區(qū)分，并且閃存器的可靠性得以增強(qiáng)。


本發(fā)明的上述的和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過參考以下結(jié)合附圖所考慮的詳細(xì)說明而變得顯而易見，其中圖l是圖示了單元閾值電壓的傳統(tǒng)分布的曲線圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有電壓發(fā)生器的閃存器件的框圖；圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓發(fā)生器的電路的示意圖；圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓發(fā)生器的子電壓發(fā)生器的 示意圖；具體實(shí)施方式
以下參照附圖將更詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是才艮據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有電壓發(fā)生器的閃存器件的框圖。本 發(fā)明的閃存器件包括電壓發(fā)生器100、字線塊開關(guān)部200、存儲單元陣列 300和外圍電路(未示出)。電壓發(fā)生器100輸出當(dāng)讀取存儲在存儲單元中的數(shù)據(jù)時(shí)所使用的讀 取電壓(VREAD)。字線塊開關(guān)部200選擇一個(gè)字線塊(未示出)。根據(jù)從電壓發(fā)生器100 輸出的讀取電壓，該字線塊開關(guān)部200將電壓輸出到字線(WL)。存儲單元陣列300包括多個(gè)存儲單元(未示出)。數(shù)據(jù)被存儲在由字 線之一和一個(gè)位線(未示出)所選的存儲單元中。不管任何閃存器件溫度 變化和供電電壓的任何變化，電壓發(fā)生器IOO輸出恒定的讀取電壓。因此， 恒壓被施加到字線。圖3是圖示了圖2中的電壓發(fā)生器的電路的示意圖。電壓發(fā)生器IOO 包括第一子電壓發(fā)生器110、第二子電壓發(fā)生器120、緩沖電路130、第 三子電壓發(fā)生器140和放大電路150。響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓VBG和供電電壓Vcc，第一子電壓發(fā)生器110輸出 第一電壓V1。響應(yīng)于第一電壓V1，第二子電壓發(fā)生器120輸出第二電壓 V2。響應(yīng)于第二電壓V2,緩沖電路130輸出第三電壓V3。響應(yīng)于基準(zhǔn) 電壓VBG，第三子電壓發(fā)生器140輸出第四電壓V4。響應(yīng)于第三電壓 V3和第四電壓V4，放大電路150輸出讀取電壓VREAD。第一子電壓發(fā)生器110包括比較器111和電阻器(Rl至R4)。比較 器111將基準(zhǔn)電壓VBG與第二節(jié)點(diǎn)N2處的電壓比較。根據(jù)比較結(jié)果， 比較器111將第一電壓VI輸出到第一節(jié)點(diǎn)Nl。第一、第二和第三電阻器 Rl、 R2、 R3串聯(lián)連接在第一節(jié)點(diǎn)Nl與地電壓Vss之間。第四電阻器R4 連接在第三節(jié)點(diǎn)N3與供電電壓Vcc之間。第三節(jié)點(diǎn)N3是第二電阻器R2 和第三電阻器R3的接合點(diǎn)。供電電壓Vcc通過第四電阻器R4施加到第 三節(jié)點(diǎn)N3。比較器111將第二節(jié)點(diǎn)N2的電壓與基準(zhǔn)電壓VBG比較。根據(jù)比較 結(jié)果，比較器lll輸出第一電壓VI。第二節(jié)點(diǎn)N2處的電壓由第一電阻器 R1和第二電阻器R2來確定。第一電壓V1利用等式1來確定。
<formula>formula see original document page 8</formula>其中k表示閾值電壓的變化?；鶞?zhǔn)電壓VBG是恒壓，被提供為比較器111的輸入。第一電壓VI 的變化反比于供電電壓的變化(也就是，k總具有負(fù)值)。第二子電壓發(fā)生器120包括N-MOS晶體管121和電阻器R5。N-MOS 晶體管121連接在供電電壓Vcc與第四節(jié)點(diǎn)N4之間。N-MOS晶體管121 響應(yīng)于第一電壓VI。電阻器R5連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與地電壓Vss之間。 第二電壓V2輸出到第四節(jié)點(diǎn)N4。在N-MOS晶體管121的電流放大系數(shù)(beta)與電阻器R5的電阻 的乘積非常高的情況下，第二電壓V2等于施加到N-MOS晶體管121的 第一電壓VI減去N-MOS晶體管121的閾值電壓Vth。換言之，當(dāng)?shù)谝?電壓VI不管閃存器件溫度如何而具有恒值時(shí)，溫度對第二電壓V2的影 響反比于溫度對閾值電壓Vth的影響。緩沖電路130包括比較器131。比較器131將第二電壓V2與第五節(jié) 點(diǎn)N5處的電壓比較。比較器131根據(jù)比較結(jié)果在第五節(jié)點(diǎn)N5提供第三 電壓V3。比較器131也將第三電壓V3提供為反饋(也就是，提供為到 比較器131的輸入電壓)。該反饋增加了比較器131的輸出驅(qū)動(dòng)力。第三子電壓發(fā)生器140包括比較器141和可變電阻器R6和R7。比 較器141接收作為輸入的基準(zhǔn)電壓VBG和第六節(jié)點(diǎn)N6處的電壓。比較 器141根據(jù)所接收到的基準(zhǔn)電壓VBG和第六節(jié)點(diǎn)N6處的電壓產(chǎn)生輸出 電壓VREG。第一和第二可變電阻器R6和R7串聯(lián)連接在比較器141與 地電壓Vss之間。第六節(jié)點(diǎn)N6處的電壓是第一和第二可變電阻器R6和 R7之間的電壓。節(jié)點(diǎn)N6處的電壓作為反饋施加到比較器141的負(fù)輸入 端子。將參照圖4詳細(xì)地描述第一和第二可變電阻器R6和R7。圖4是圖示了圖3中的第三子電壓發(fā)生器的示意圖。第一可變電阻器 R6包括多個(gè)電阻器Ral至Rai和多個(gè)開關(guān)SW1至SWi。開關(guān)SW1至 SWi并聯(lián)連接。電阻器Ral至Rai各連接在相鄰開關(guān)SW1至SWi之間。 第二可變電阻器R7包括多個(gè)電阻器Rbl至Rbj和多個(gè)開關(guān)SC1至SCj。 開關(guān)SC1至SCj并聯(lián)連接。電阻器Rbl至Rbj各連接到相鄰的開關(guān)SC1 至SCj。
利用其中設(shè)置有多個(gè)電阻器的電路來輸出笫四電壓V4并且激勵(lì)開關(guān) (例如，開關(guān)SW3)。第四電壓V4的值對應(yīng)于比較器141的輸出與第一 電阻器R6和笫二電阻器R7之間的輸出端子之間的電阻器的電壓。因此， 第四電壓的值取決于哪個(gè)開關(guān)被激勵(lì)。該特征對于使用多個(gè)讀取電壓和多 個(gè)校驗(yàn)電壓的多級單元是有用的。利用等式2來確定第四電壓V4?！? = (1 +嘗1 等式2其中V4是第四電壓， R6是第一可變電阻器的電阻 R7是第二可變電阻器的電阻，以及 VBG是基準(zhǔn)電壓。參照圖3，放大電路50包括放大器151和電阻器R8和R9。電阻器 R8連接在第五節(jié)點(diǎn)N5與第七節(jié)點(diǎn)N7之間。電阻器R9連接在第七節(jié)點(diǎn) N7與第八節(jié)點(diǎn)N8之間。放大器151接收作為輸入的施加到第七節(jié)點(diǎn)N7的第三電壓V3和由 第三子電壓發(fā)生器140輸出的第四電壓V4。放大器151將電壓V3與V4 的差放大了與電阻器的電阻比R9/R8相對應(yīng)的電壓電平。讀取電壓 VREAD輸出到第八節(jié)點(diǎn)N8。利用等式3來確定讀取電壓VREAD。K編D = F4 + 二 (F4 _ F3)^ 等式3如等式3中所看到的那樣，輸入到放大器151的電壓V3和V4之間 的差乾故大了與電阻器R8和R9的電阻比相對應(yīng)的值。利用等式4來確定作為最后輸出的讀取電壓VREAD。朋、 等式4 其中V2 (T， Vcc)表示由于溫度變化和供電電壓變化而導(dǎo)致的第二
電壓V2所變化的值。溫度和供電電壓對電壓發(fā)生器100的元件的影響可以由等式5和6 來表示。等式5表示溫度的影響，而等式6表示供電電壓的影響。<formula>formula see original document page 10</formula>> 等式6參照等式5，溫度T的增加成比例地減小了讀取電壓VREAD。參照 等式6，供電電壓Vcc的增加成比例地增加了讀取電壓VREAD。因此，被編程的單元和被擦除的單元的閾值電壓可以被維持而不管閃存器件中的溫度變化和供電電壓Vcc的變化。特別是，電阻器的電阻比R9/R8可 被調(diào)整，以補(bǔ)償(offset)溫度變化與存儲單元的閾值電壓Vth變化的比 率。該關(guān)系凈&示在等式7中。"8 等式7其中Vth (NMOS)是N-MOS晶體管121的閾值電壓而Vth (單元) 是單元的閾值電壓。為了補(bǔ)償供電電壓Vcc與存儲單元的閾值電壓Vth的變化比率，電 阻器R8和R9被調(diào)整，以便存儲單元的閾值電壓Vth的變化值(k)具有 合適的值。k的值被表示在等式8中。<formula>formula see original document page 10</formula> 等式8本說明書中任何對"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例性實(shí)施例，，等等的 提及意味著結(jié)合實(shí)施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、或者特點(diǎn)被包括在本 發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。本說明書中的不同位置的這種短語的出現(xiàn)不必 都參照同一個(gè)實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例來描述特定特征、結(jié)構(gòu)、 或者特點(diǎn)時(shí)，應(yīng)認(rèn)為結(jié)合這些實(shí)施例中的其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu) 或者特點(diǎn)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍。雖然參照其若干說明性實(shí)施例對實(shí)施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)理解的是，
可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍內(nèi)設(shè)計(jì)多種其它 修改方案和實(shí)施例。更具體地說，在本公開內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求的 范圍內(nèi)可以有主題組合裝置的組成部分和/或設(shè)置的不同變形方案和修改 方案。除了組成部分和/或設(shè)置的變形方案和修改方案之外，另外的用途 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種閃存器件中的電壓發(fā)生器，所述電壓發(fā)生器包括第一子電壓發(fā)生器，配置成響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓和供電電壓而產(chǎn)生具有恒值的第一電壓；第二子電壓發(fā)生器，配置成響應(yīng)于所述第一電壓而產(chǎn)生第二電壓，其中所述第二電壓相對于所述閃存器件的溫度變化而變化；緩沖電路，配置成響應(yīng)于所述第二電壓而輸出第三電壓；第三子電壓發(fā)生器，配置成響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓而輸出第四電壓，其中所述第四電壓相對于所述供電電壓的變化而變化；以及放大電路，配置成根據(jù)所述第三電壓來放大所述第四電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓發(fā)生器，其中所述第一子電壓發(fā)生器 包括比較器，配置成將所述基準(zhǔn)電壓與所述第一電壓的一部分比較，并且 根據(jù)比較結(jié)果輸出所述第一電壓，以及多個(gè)電阻器，配置成提供具有恒值的所述第一電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓發(fā)生器，其中所述第二子電壓發(fā)生器 包括N-MOS晶體管，配置成響應(yīng)于所述第一電壓而工作；其中所述第二子電壓發(fā)生器輸出第二電壓，所述第二電壓受到與溫度 對所述N-MOS晶體管的影響相反的溫度影響。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓發(fā)生器，其中所述第三子電壓發(fā)生器 包括比較器，配置成將所述基準(zhǔn)電壓與所述第四電壓比較，并且根據(jù)比較 結(jié)果輸出輸出電壓；以及可變電阻器電路，其中所述可變電阻器電路的電阻值相對于所述供電電壓的變化而變 化，并且所述可變電阻器電路輸出與所述可變電阻器電路的變化的電阻值 相對應(yīng)的第四電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓發(fā)生器，其中所述可變電阻器電路包 括電阻器和開關(guān)，其中所迷第四電壓的值取決子所迷可變電阻器電路中的啷+并關(guān)被
6. —種閃存器件中的電壓發(fā)生器，所述電壓發(fā)生器包括第一子電壓發(fā)生器，配置成響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓和供電電壓而產(chǎn)生具有恒 值的第一電壓；第二子電壓發(fā)生器，配置成響應(yīng)于所述第一電壓而產(chǎn)生第二電壓，其 中所述第二電壓相對于所述閃存器件的溫度變化而變化；緩沖電路，配置成響應(yīng)于所述第二電壓而輸出第三電壓；以及第三子電壓發(fā)生器，配置成響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓而輸出第四電壓，其 中所述第四電壓相對于所述供電電壓的變化而變化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，還包括放大電路，配置成根 據(jù)所述第三電壓來放大所述第四電壓，所a大電路產(chǎn)生第五電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生器，其中所述閃存器件的溫度的 增加導(dǎo)致所述第五電壓的減小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生器，其中供電電壓的增加導(dǎo)致所 述第五電壓的減小。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，其中所述第一子電壓發(fā)生器 包括比較器，所述比較器響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓和所述供電電壓而產(chǎn)生所述 第一電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，其中所述基準(zhǔn)電壓具有恒值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，其中所述第一電壓的變化反 比于所述供電電壓的變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，其中所述第二子電壓發(fā)生器 包括N-MOS，溫度對所述第二電壓的影響反比于N-MOS器件的閾值電 壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，其中所述第二電壓相對于所 述供電電壓的變化而變化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器，其中所述緩沖電路包括比較器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求6所速的電壓發(fā)生裟，其+所迷第三子電壓發(fā)生器 包括比較器和兩個(gè)可變電阻器電路，所述比較器接收作為輸入的基準(zhǔn)電壓 和在所述兩個(gè)可變電阻器電路之間的連接點(diǎn)處產(chǎn)生的電壓，所述第四電壓 取決于所述基準(zhǔn)電壓和所述可變電阻器電路的電阻值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓發(fā)生器，其中每個(gè)可變電阻器電路 包括并聯(lián)連接的多個(gè)開關(guān)，以及各連接到相鄰開關(guān)的多個(gè)電阻器，所述第 四電壓取決于哪個(gè)開關(guān)被激勵(lì)。
全文摘要
一種閃存器件在增加的閃存器件溫度施加低讀取電壓。當(dāng)供電電壓高時(shí)使用高讀取電壓，因此保持了被編程單元或者被擦除單元的穩(wěn)定的閾值電壓余量。由此增強(qiáng)了閃存單元的可靠性。
文檔編號G11C16/30GK101154462SQ20061015645
公開日2008年4月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者李錫柱 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司