專利名稱：源線偏置電路及存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲器設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及源線偏置電路及存儲器。
背景技術(shù)：
存儲器(例如，快閃存儲器Flash Memory)的存儲單元通常包括四個引線位線 (BL, Bit-Line)、字線(WL，Word-Line)、源線(SL，Source-Line)和基線(SBL，Sub-Line), 分別對應(yīng)耦接MOS晶體管的漏極、柵極、源極和基極。一般，在對存儲器的存儲單元進行編程(program)操作時，需要將源線的電壓偏置到高電壓；而在讀操作時，需要將源線的電壓偏置到低電壓。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)存儲器中存儲單元陣列及源線偏置電路的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1所示，所述存儲器中的存儲單元由NMOS管構(gòu)成，各存儲單元11、12、13... Ik 的柵極均與字線WL相連，漏極分別與位線BL<0>、BL<1>、BL<2>. . . BL<k>相連，源極與源線 SL相連。所述源線SL由源線驅(qū)動電路40提供驅(qū)動電壓。所述源線偏置電路包括電荷泵 20、電平移位電路30及源線驅(qū)動控制晶體管HNl。所述電荷泵20輸出電荷泵輸出信號，所述電平移位電路30接收電荷泵輸出信號和編程信號，并相應(yīng)輸出編程使能信號。結(jié)合圖1和圖2，在所述存儲器進行編程操作時，所述電平移位電路30輸出的編程使能信號為低電平，所述源線驅(qū)動控制晶體管HNl關(guān)閉，所述源線SL上保持源線驅(qū)動電路 40輸出的高電平電壓。在所述存儲器進行讀取操作時，所述電平移位電路30輸出的編程使能信號為高電平，所述源線驅(qū)動控制晶體管HNl開啟，將所述源線SL接地，使得源線SL上電壓降至接地電壓。由于在編程操作時，所述源線驅(qū)動電路40提供的驅(qū)動電壓較高，為了使得源線偏置電路正常工作，所述源線驅(qū)動控制晶體管HNl通常采用高壓管(一般為工作電壓大于5V 的晶體管，例如工作電壓在7V以上的晶體管)，以能夠承載較大的電流。然而，所述源線驅(qū)動控制晶體管HNl從關(guān)閉切換到開啟的所需的電壓也較高。相應(yīng)地，所述電平移位電路30 輸出的編程使能信號從低電平切換到高電平的時間也較長。由于在進行讀取操作時，需要等待源線驅(qū)動控制晶體管HNl開啟以使得源線SL上電壓降至接地電壓，因此所述電平移位電路30需較長時間從低電平切換到高電平將影響到讀取操作的速度，從而影響存儲器的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種源線偏置電路及存儲器，以加快讀取操作的速度， 提高存儲器的性能。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種源線偏置電路，所述源線偏置電路與存儲器中的源線相連，包括電荷泵，提供編程使能信號；
第一源線驅(qū)動控制開關(guān)，與所述源線相連，且接收所述編程使能信號，保持開啟狀態(tài)；所述第一源線驅(qū)動控制開關(guān)由高壓器件構(gòu)成；第二源線驅(qū)動控制開關(guān)，與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線相連；在編程信號為高電平時關(guān)閉；在編程信號為低電平時開啟，將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線連通；所述第二源線驅(qū)動控制開關(guān)由低壓器件構(gòu)成。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種包括上述源線偏置電路的存儲器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述源線偏置電路及存儲器具有以下優(yōu)點通過電荷泵提供具有較高電壓的編程使能信號，使得由高壓器件構(gòu)成的第一源線驅(qū)動控制開關(guān)保持開啟狀態(tài)，而由第二源線驅(qū)動控制開關(guān)根據(jù)編程信號的狀態(tài)來進行源線驅(qū)動的控制。由于第二源線驅(qū)動控制開關(guān)由低壓器件構(gòu)成，因而在關(guān)閉與開啟間的切換速度較快，加快了讀取操作的速度，從而增強了存儲器的性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)存儲器中存儲單元陣列及源線偏置電路的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)存儲器編程、讀及編程使能信號的時序示意圖；圖3是本發(fā)明源線偏置電路的一種實施方式示意圖；圖4是本發(fā)明存儲器的一種實施例中源線偏置電路與存儲單元陣列及源線的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明存儲器編程、讀及編程使能信號的時序示意圖。
具體實施例方式如前所述，現(xiàn)有技術(shù)存儲器的源線偏置電路由于采用高壓器件進行源線驅(qū)動控制，因而在切換高壓器件時通常需要較高的電壓，相應(yīng)導(dǎo)致切換速度較慢，影響了存儲器的性能。有鑒于此，本發(fā)明提供一種新的源線偏置電路，以提高切換速度。圖3示出了本發(fā)明源線偏置電路的一種實施方式。所述源線偏置電路與存儲器中的源線相連，其包括電荷泵200，提供編程使能信號；第一源線驅(qū)動控制開關(guān)100，與所述源線SL相連，且接收所述編程使能信號，保持開啟狀態(tài)；所述第一源線驅(qū)動控制開關(guān)由高壓器件構(gòu)成；第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300，與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)100和接地線GND相連；在編程信號為高電平時關(guān)閉；在編程信號為低電平時開啟，將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)100和接地線GND連通，所述第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300由低壓器件構(gòu)成。上述實施方式中，利用電荷泵200能夠提供較高輸出電壓的特性，由電荷泵200向第一源線驅(qū)動控制開關(guān)100提供高電平的編程使能信號。由高壓器件構(gòu)成的第一源線驅(qū)動控制開關(guān)100在獲得高電平的編程使能信號后，將始終保持開啟狀態(tài)。因而無需通過額外的電路來進行工作狀態(tài)的切換。相應(yīng)地，實質(zhì)上由第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300來進行與編程/讀取操作相關(guān)的驅(qū)動控制。在對存儲器中的存儲單元陣列10進行編程操作時，源線驅(qū)動電路40將輸出源線驅(qū)動電壓，由于第一源線驅(qū)動控制開關(guān)始終保持開啟狀態(tài)，連接于存儲單元陣列10的源線SL上的電壓狀態(tài)將由第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300實際控制。進行編程操作時，相應(yīng)的編程信號為高電平，則第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300關(guān)閉。因此，存儲單元陣列10的源線SL上的電壓將保持為源線驅(qū)動電路40輸出的源線驅(qū)動電壓，存儲單元陣列10中的各存儲單元將相應(yīng)進行正常的編程操作。在對存儲器中的存儲單元陣列10進行讀取操作時，連接于存儲單元陣列10的源線SL上的電壓狀態(tài)將同樣由第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300實際控制。進行讀取操作時，相應(yīng)的編程信號為低電平，則第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300開啟，將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)100和接地線GND連通。因此，存儲單元陣列10的源線SL上的電壓將降至接地電壓，存儲單元陣列10中的各存儲單元將相應(yīng)進行正常的讀取操作。在第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300由關(guān)閉向開啟切換的過程中，由于第二源線驅(qū)動控制開關(guān)300由低壓器件(工作電壓一般在5V以下，較常見的為3. 6V以下，例如1. 8V、3. 3V 等)構(gòu)成，因而能夠獲得較快的切換速度。所述較快的切換速度能夠減少存儲器進行讀取操作時，等待源線SL上電壓降至接地電壓的時間，加快了讀取操作的速度，從而增強了存儲器的性能。相應(yīng)地，本發(fā)明存儲器的一種實施方式種包括上述的源線偏置電路。以下結(jié)合附圖對于上述源線偏置電路的具體實現(xiàn)進一步說明。圖4示出了本發(fā)明存儲器的一種實施例電路結(jié)構(gòu)。參照圖4所示，所述存儲器中的存儲單元由NMOS管構(gòu)成，各存儲單元11、12、13. . . Ik的柵極均與字線WL相連，漏極分別與位線BL<0>、BL<1>、BL<2>. · · BL<k>相連，源極SL與源線驅(qū)動電路40。所述源線偏置電路中，所述第一源線驅(qū)動控制開關(guān)由高壓NMOS管顯1構(gòu)成，所述高壓NMOS管HNl的柵極接收電荷泵200輸出的編程使能信號，漏極與源線SL相連，源極與第二源線驅(qū)動控制開關(guān)相連。所述第二源線驅(qū)動控制開關(guān)包括工作狀態(tài)處理單元，接收編程信號，并相應(yīng)輸出切換信號；切換開關(guān)，與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線相連，根據(jù)所述切換信號關(guān)閉或開啟，在開啟時將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線連通；至少所述切換開關(guān)由低壓器件構(gòu)成。此外，所述工作狀態(tài)處理單元也可由低壓器件構(gòu)成。為實現(xiàn)編程操作時，第二源線驅(qū)動控制開關(guān)關(guān)閉，讀取操作時，第二源線驅(qū)動控制開關(guān)開啟，工作狀態(tài)處理單元在編程信號為高電平時，輸出的切換信號應(yīng)使得切換開關(guān)關(guān)閉，而在編程信號為低電平時，輸出的切換信號應(yīng)使得切換開關(guān)開啟。例如，所述工作狀態(tài)處理單元可以為反相器301，所述反相器301中的NMOS管和 PMOS管采用低壓管，所述切換開關(guān)可以為低壓NMOS管m。所述反相器301的輸入端接收編程信號，輸出端與低壓NMOS管m的柵極相連；所述低壓NMOS管m的漏極與所述高壓 NMOS管HNl的源極相連，源極和接地線GND相連。對于電荷泵200輸出的編程使能信號，其電壓值的選擇可以參考高壓NMOS管HNl 的閾值電壓(Vt)以及低壓NMOS管m的工作電壓(Vdd)來確定。例如，假定高壓NMOS管 HNl的閾值電壓為0. 6V，低壓NMOS管m的工作電壓為3. 3V，則電荷泵200輸出的編程使能信號可以為所述閾值電壓和所述工作電壓之和，即3. 9V。此時，所述編程使能信號既能滿足保持高壓NMOS管HNl開啟的要求，也能使得低壓NMOS管附正常工作。當(dāng)然，所述編程使能信號的電壓值并非以此為限，當(dāng)高壓NMOS管HNl的閾值電壓和低壓NMOS管m的工作電壓為其他值時，所述編程使能信號的電壓值也相應(yīng)改變。由此可以看出，所述電荷泵200輸出的編程使能信號可以根據(jù)高壓NMOS管HNl的閾值電壓和低壓NMOS管m的工作電壓靈活配置，且由于最低僅需為高壓NMOS管HNl的閾值電壓以及低壓NMOS管m的工作電壓之和，因而電荷泵200輸出符合要求的編程使能信號電壓也較低。結(jié)合圖4和圖5，當(dāng)編程信號為高電平時，反相器301輸出低電平的切換信號。所述NMOS管m的柵極接收低電平的切換信號，則所述NMOS管m關(guān)閉。雖然高壓NMOS管 HNl保持開啟狀態(tài)，但所述源線SL經(jīng)由所述高壓NMOS管HNl及所述NMOS管m接地的通路仍未打開。因此，在編程操作時，所述源線SL能保持源極驅(qū)動電路40提供的驅(qū)動電壓。例如源極驅(qū)動電路40提供7. 6V的驅(qū)動電壓，則所述源線SL上的電壓此時也保持7. 6V。當(dāng)編程信號為低電平時，反相器301輸出高電平的切換信號。所述NMOS管m的柵極接收高電平的切換信號，則所述NMOS管m開啟。并且，由于高壓NMOS管HNl保持開啟狀態(tài)。因此，所述源線SL經(jīng)由所述高壓NMOS管HNl及所述NMOS管附接地的通路打開。 因此，在讀取操作時，所述源線SL由于接地，其上電壓降至接地電壓，例如0V。結(jié)合所述工作過程，由于反相器301和NMOS管m均采用低壓器件，在關(guān)閉和開啟狀態(tài)間的切換都較快。特別是，所述NMOS管m為低壓NMOS管，其閾值電壓較低，即從關(guān)閉切換到開啟所需電壓較低。則當(dāng)反相器301因編程信號為低電平而相應(yīng)輸出高電平時，所述NMOS管m能快速開啟，所述接地通路能快速打開，從而所述源線SL上的電壓能較快地降至接地電壓。因此，存儲器中的存儲單元能較快實現(xiàn)讀取操作。綜上所述，本發(fā)明源線偏置電路及存儲器通過電荷泵提供具有較高電壓的編程使能信號，使得由高壓器件構(gòu)成的第一源線驅(qū)動控制開關(guān)保持開啟狀態(tài)，而由第二源線驅(qū)動控制開關(guān)根據(jù)編程信號的狀態(tài)來進行源線驅(qū)動的控制。由于第二源線驅(qū)動控制開關(guān)由低壓器件構(gòu)成，因而在關(guān)閉與開啟間的切換速度較快，加快了讀取操作的速度，從而增強了存儲器的性能。以上公開了本發(fā)明的多個方面和實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白本發(fā)明的其它方面和實施方式。本發(fā)明中公開的多個方面和實施方式只是用于舉例說明，并非是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的真正保護范圍和精神應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種源線偏置電路，所述源線偏置電路與存儲器中的源線相連，其特征在于，包括電荷泵，提供編程使能信號；第一源線驅(qū)動控制開關(guān)，與所述源線相連，且接收所述編程使能信號，保持開啟狀態(tài)； 所述第一源線驅(qū)動控制開關(guān)由高壓器件構(gòu)成；第二源線驅(qū)動控制開關(guān)，與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線相連；在編程信號為高電平時關(guān)閉；在編程信號為低電平時開啟，將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線連通；所述第二源線驅(qū)動控制開關(guān)由低壓器件構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的源線偏置電路，其特征在于，所述第一源線驅(qū)動控制開關(guān)為高壓晶體管，其控制端與電荷泵相連，輸入端與所述源線相連，輸出端與第二源線驅(qū)動控制開關(guān)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的源線偏置電路，其特征在于，所述高壓晶體管為高壓NMOS管，其柵極作為控制端，漏極作為輸入端，源極作為輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的源線偏置電路，其特征在于，所述第二源線驅(qū)動控制開關(guān)包括工作狀態(tài)處理單元，接收編程信號，并相應(yīng)輸出切換信號；切換開關(guān)，與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線相連，根據(jù)所述切換信號關(guān)閉或開啟，在開啟時將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線連通；至少所述切換開關(guān)由低壓器件構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的源線偏置電路，其特征在于，所述工作狀態(tài)處理單元包括反相器，所述切換開關(guān)包括低壓晶體管；所述反相器的輸入端接收編程信號，輸出端與低壓晶體管的控制端相連；所述低壓晶體管的輸入端與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)相連，輸出端和接地線相連。
6.如權(quán)利要求5所述的源線偏置電路，其特征在于，所述低壓晶體管為低壓NMOS管，其柵極作為控制端，漏極作為輸入端，源極作為輸出端。
7.如權(quán)利要求1所述的源線偏置電路，其特征在于，所述編程使能信號的值大于或等于第一源線驅(qū)動控制開關(guān)的開啟電壓和第二源線驅(qū)動控制開關(guān)的工作電壓之和。
8.一種存儲器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7任一項所述的源線偏置電路。
全文摘要
一種源線偏置電路及存儲器。所述源線偏置電路與存儲器中的源線相連，其包括電荷泵，提供編程使能信號；第一源線驅(qū)動控制開關(guān)，與所述源線相連，且接收所述編程使能信號，保持開啟狀態(tài)；所述第一源線驅(qū)動控制開關(guān)由高壓器件構(gòu)成；第二源線驅(qū)動控制開關(guān)，與第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線相連；在編程信號為高電平時關(guān)閉；在編程信號為低電平時開啟，將第一源線驅(qū)動控制開關(guān)和接地線連通；所述第二源線驅(qū)動控制開關(guān)由低壓器件構(gòu)成。所述源線偏置電路加快了讀取操作的速度，增強了存儲器的性能。
文檔編號G11C16/26GK102290101SQ20111018603
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者楊光軍 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司