專(zhuān)利名稱：存儲(chǔ)器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，特別涉及存儲(chǔ)器電路。
背景技術(shù)：
EEPROM(電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器)和FLASH等非揮發(fā)存儲(chǔ)器電路需要在芯片內(nèi)部生成高于IOV的擦寫(xiě)電壓，利用F-N隧穿效應(yīng)或溝道熱電子注入(CHEI)效應(yīng)對(duì)EEPROM 或FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行擦寫(xiě)操作，擦寫(xiě)電壓的大小會(huì)影響存儲(chǔ)單元的閾值窗口，也會(huì)影響存儲(chǔ)單元的可靠性和存儲(chǔ)器中用于控制操作的高壓電路中晶體管的可靠性。EEPROM或FLASH存儲(chǔ)器電路包括存儲(chǔ)單元陣列和外圍電路，外圍電路包括電荷泵電路，電荷泵電路輸出擦寫(xiě)電壓，對(duì)EEPROM或FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行擦寫(xiě)操作，通常的做法是在電荷泵電路的輸出端并聯(lián)箝位電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電荷泵電路輸出的擦寫(xiě)電壓的箝位。如圖1所示，電荷泵電路101的輸出端輸出擦寫(xiě)電壓VPP，對(duì)EEPROM或FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行擦寫(xiě)操作。箝位電路102并聯(lián)在電荷泵電路101的輸出端，對(duì)擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行箝位。 圖1所示的箝位電路102為一個(gè)NMOS (N溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)晶體管，NMOS晶體管的擊穿電壓低于存儲(chǔ)器高壓電路中晶體管的擊穿電壓。NMOS晶體管的漏極耦接到電荷泵電路101的輸出端，柵極、源極和襯底連接在一起，柵極、源極和襯底的公共點(diǎn)耦接到地電位，利用NMOS晶體管的擊穿電壓對(duì)電荷泵電路101的輸出擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行箝位，防止存儲(chǔ)器中用于控制操作的高壓電路中的晶體管被擊穿。圖1所示箝位電路102僅能夠保證高壓電路中晶體管的可靠性，無(wú)法保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口的穩(wěn)定性和存儲(chǔ)單元的可靠性。如圖2所示，箝位電路202為一個(gè)二極管，二極管的陰極耦接到電荷泵電路101的輸出端，陽(yáng)極耦接到地電位。圖2所示的箝位電路，利用二極管的擊穿電壓對(duì)電荷泵電路的輸出擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行箝位，能夠保證高壓電路中晶體管的可靠性，無(wú)法保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口的穩(wěn)定性和存儲(chǔ)單元的可靠性。圖1和圖2所示的箝位電路，NMOS晶體管和反向偏置的二極管都具有正溫度系數(shù)， 箝位電路受到溫度的影響較大，無(wú)法在工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的箝位電壓。圖3所示的箝位電路302包括采樣電路、帶隙基準(zhǔn)源、運(yùn)算放大器OP和NMOS晶體管，采樣電路對(duì)電荷泵電路101的輸出擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行采樣，通過(guò)運(yùn)算放大器與帶隙基準(zhǔn)源輸出的參考電壓相比較，運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)控制NMOS晶體管的柵極，實(shí)現(xiàn)對(duì)電荷泵電路101輸出電壓的箝位。該箝位電路溫度特性好，能夠?qū)崿F(xiàn)工作溫度范圍內(nèi)的恒定箝位電壓，但是箝位電壓主要由帶隙基準(zhǔn)源決定，帶隙基準(zhǔn)源的精度受工藝影響較大，要達(dá)到較高精度需要在測(cè)試時(shí)對(duì)每個(gè)芯片進(jìn)行配置，這樣會(huì)增加測(cè)試成本，而且箝位電路本身的面積也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是EEPROM和FLASH等非揮發(fā)存儲(chǔ)器電路需要在芯片內(nèi)部生成高于IOV的擦寫(xiě)電壓，擦寫(xiě)電壓的大小會(huì)影響存儲(chǔ)單元的閾值窗口的穩(wěn)定性，也會(huì)影響存儲(chǔ)單元的可靠性和存儲(chǔ)器高壓電路中晶體管的可靠性?，F(xiàn)有的采用NMOS晶體管或者二極管的箝位電路，無(wú)法同時(shí)保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口穩(wěn)定性、存儲(chǔ)單元的可靠性和高壓電路中晶體管的可靠性，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)在工作溫度范圍內(nèi)的恒定箝位電壓；采用帶隙基準(zhǔn)源的箝位電路，精度受工藝影響較大，電路面積也較大。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)器電路，包括存儲(chǔ)單元陣列和外圍電路， 所述外圍電路包括電荷泵電路，還包括與電荷泵電路連接的箝位電路，所述箝位電路包括并聯(lián)連接的過(guò)壓保護(hù)模塊和箝位模塊，所述過(guò)壓保護(hù)模塊用于保護(hù)存儲(chǔ)器高壓電路中的 MOS晶體管，所述箝位模塊用于箝位電荷泵電路的輸出電壓，所述電荷泵電路的輸出端耦接至所述箝位模塊的第一端?？蛇x地，所述過(guò)壓保護(hù)模塊包括NMOS晶體管，所述NMOS晶體管的漏極耦接到箝位模塊的第一端，NMOS晶體管的柵極、源極和襯底連接在一起，柵極、源極和襯底的公共點(diǎn)耦接到箝位模塊的第二端和地電位?？蛇x地，所述NMOS晶體管為環(huán)形柵NMOS晶體管?？蛇x地，所述過(guò)壓保護(hù)模塊包括PMOS晶體管，所述PMOS晶體管的柵極、源極和襯底連接在一起，柵極、源極和襯底的公共點(diǎn)耦接到箝位模塊的第一端，PMOS晶體管的漏極耦接到箝位模塊的第二端和地電位。可選地，所述PMOS晶體管為環(huán)形柵PMOS晶體管?？蛇x地，所述箝位模塊包括至少一個(gè)正向偏置的二極管和至少一個(gè)反向偏置的二極管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明的存儲(chǔ)器電路能夠保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口穩(wěn)定性、存儲(chǔ)單元的可靠性和高壓電路中晶體管的可靠性；2)本發(fā)明的存儲(chǔ)器電路能夠在工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的箝位電壓；3)可選方案中，存儲(chǔ)器電路采用環(huán)形柵MOS晶體管，環(huán)形柵MOS晶體管對(duì)擊穿電壓具有調(diào)制作用，進(jìn)一步提高箝位電路的可靠性和使用壽命。


圖1是現(xiàn)有的箝位電路的一個(gè)示意圖；圖2是現(xiàn)有的箝位電路的另一個(gè)示意圖；圖3是現(xiàn)有的箝位電路的又一個(gè)示意圖；圖4是本發(fā)明的箝位電路的結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4所示箝位電路的一種實(shí)施例示意圖；圖6是圖4所示箝位電路的箝位電壓的曲線圖；圖7是本發(fā)明的箝位電路的一種實(shí)施例中環(huán)形柵MOS晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。正如背景技術(shù)部分所述，EEPROM和FLASH等非揮發(fā)存儲(chǔ)器電路需要在芯片內(nèi)部生成高于IOV的擦寫(xiě)電壓，擦寫(xiě)電壓的大小會(huì)影響存儲(chǔ)單元的閾值窗口，也會(huì)影響存儲(chǔ)單元和高壓電路中晶體管的可靠性?，F(xiàn)有的采用NMOS晶體管或者二極管的箝位電路，無(wú)法同時(shí)保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口的穩(wěn)定性、存儲(chǔ)單元的可靠性和高壓電路中晶體管的可靠性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在工作溫度范圍內(nèi)的恒定箝位電壓；采用帶隙基準(zhǔn)源的箝位電路，精度受工藝影響較大，電路面積也較大。針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)器電路，具有較好的溫度特性，高溫下箝位電壓不變，低溫下箝位電壓略低于電荷泵電路中高壓MOS晶體管的擊穿電壓。下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖4所示，電荷泵電路101的輸出端輸出擦寫(xiě)電壓VPP，作為EEPROM或FLASH等非揮發(fā)存儲(chǔ)器電路的擦寫(xiě)電壓。箝位電路402并聯(lián)在電荷泵電路101的輸出端，對(duì)擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行箝位。箝位電路402包括并聯(lián)連接的過(guò)壓保護(hù)模塊403和箝位模塊404，過(guò)壓保護(hù)模塊403用于在低溫時(shí)保護(hù)存儲(chǔ)器高壓電路中的MOS晶體管不被過(guò)電壓擊穿，箝位模塊 404用于在高溫時(shí)對(duì)電荷泵電路101的輸出端輸出擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行箝位，保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口的穩(wěn)定性，存儲(chǔ)單元的可靠性和高壓電路晶體管的可靠性。圖5所示為圖4所示箝位電路的一種實(shí)施例示意圖，過(guò)壓保護(hù)模塊503包括NMOS 晶體管，箝位模塊504包括二極管串，NMOS晶體管的漏極耦接到電荷泵電路101的輸出端和箝位模塊504的第一端，NMOS晶體管的柵極、源極和襯底連接在一起，公共點(diǎn)耦接到箝位模塊504的第二端和地電位。NMOS晶體管的柵極和源極連接在一起，通過(guò)其擊穿電壓對(duì)擦寫(xiě)電壓Vpp進(jìn)行箝位。箝位模塊504包括至少一個(gè)正向偏置的二極管和至少一個(gè)反向偏置的二極管，正向偏置二極管和反向偏置二極管的數(shù)量根據(jù)存儲(chǔ)單元的擦寫(xiě)電壓進(jìn)行設(shè)置。過(guò)壓保護(hù)模塊503中的NMOS晶體管，其擊穿電壓低于存儲(chǔ)器高壓電路的MOS晶體管的擊穿電壓，因此NMOS晶體管可以對(duì)高壓電路的MOS晶體管起到保護(hù)作用。過(guò)壓保護(hù)模塊503中的NMOS晶體管的數(shù)量也可以是多個(gè)，多個(gè)NMOS晶體管之間相互并聯(lián)。箝位模塊504中的反向偏置二極管，可以選用擊穿電壓低于存儲(chǔ)單元的擦寫(xiě)電壓的一個(gè)二極管，也可以選用幾個(gè)反向串聯(lián)的二極管，幾個(gè)二極管的擊穿電壓之和低于存儲(chǔ)單元的擦寫(xiě)電壓。正向偏置二極管的型號(hào)可以與反向偏置二極管相同，也可以選用不同型號(hào)的二極管，數(shù)量可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，正向偏置二極管的導(dǎo)通電壓與反向偏置二極管的擊穿電壓之和等于存儲(chǔ)單元的擦寫(xiě)電壓。由于反向偏置的二極管具有正溫度系數(shù)，正向偏置的二極管具有負(fù)溫度系數(shù)，正向偏置二極管補(bǔ)償了反向偏置二極管的正溫度系數(shù)， 因此箝位電路502的箝位電壓具有較好溫度特性。圖5所示過(guò)壓保護(hù)模塊503的NMOS晶體管僅為示意性的，而不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明的限制，在其他實(shí)施例中可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行替換，例如還可以是PMOS晶體管，PMOS晶體管的柵極和源極連接在一起，柵極、源極和襯底的公共點(diǎn)耦接到電荷泵電路101的輸出端和箝位模塊504的第一端，PMOS晶體管的漏極耦接到箝位模塊504的第二端和地電位。圖5所示箝位電路504的二極管串中的二極管僅為示意性的，而不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明的限制，在其他實(shí)施例中可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行替換，例如，正向偏置的二極管可以是柵極與漏極相連接并且襯底連接到地電位的NMOS晶體管；或者，正向偏置的二極管還可以是柵極與漏極相連接并且襯底與源極相連接的PMOS晶體管。再例如，反向偏置的二極管可以是柵極與源極相連接并且襯底連接到地電位的NMOS晶體管；或者，反向偏置的二極管還可以是柵極、源極和襯底相連接的PMOS晶體管。圖6所示為箝位電路402的箝位電壓隨溫度變化的示意圖，虛線所示為存儲(chǔ)器高壓電路MOS晶體管的擊穿電壓601，實(shí)線所示為箝位電路402的箝位電壓602。箝位電路 402的箝位電壓602分為兩部分，斜線部分表示在低溫下，箝位電壓由過(guò)壓保護(hù)模塊403中的MOS晶體管決定，MOS晶體管的擊穿電壓始終低于存儲(chǔ)器高壓電路中MOS晶體管的擊穿電壓，可有效保護(hù)高壓電路中MOS晶體管長(zhǎng)期可靠的工作；直線部分表示高溫下，箝位電壓由箝位模塊404決定，箝位電壓幾乎不變，保證存儲(chǔ)單元不會(huì)因?yàn)椴翆?xiě)電壓過(guò)高而使可靠性下降，并且保證存儲(chǔ)單元閾值窗口的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，過(guò)壓保護(hù)模塊403的MOS晶體管可以是環(huán)形柵MOS晶體管，圖7所示為環(huán)形柵MOS晶體管的柵極結(jié)構(gòu)圖，陰影區(qū)域?yàn)闁艠O701，空白區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū) 702。環(huán)形柵結(jié)構(gòu)的MOS晶體管對(duì)擊穿電壓具有調(diào)制作用，其擊穿電壓較普通MOS晶體管略低，溫度系數(shù)與普通MOS晶體管相同，且具有工藝補(bǔ)償作用，即擊穿電壓隨工藝的變化方向與普通MOS晶體管相同，因此環(huán)形柵MOS晶體管的型號(hào)可以與存儲(chǔ)器高壓電路中MOS晶體管相同。用環(huán)形柵結(jié)構(gòu)的MOS晶體管做箝位電路，有效保護(hù)存儲(chǔ)器高壓電路中MOS晶體管， 可保證高壓電路MOS晶體管工作電壓低于其擊穿電壓，增長(zhǎng)其工作壽命。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)器電路，包括存儲(chǔ)單元陣列和外圍電路，所述外圍電路包括電荷泵電路，還包括與電荷泵電路連接的箝位電路，其特征在于，所述箝位電路包括并聯(lián)連接的過(guò)壓保護(hù)模塊和箝位模塊，所述過(guò)壓保護(hù)模塊用于保護(hù)存儲(chǔ)器高壓電路中的MOS晶體管，所述箝位模塊用于箝位電荷泵電路的輸出電壓，所述電荷泵電路的輸出端耦接至所述箝位模塊的第一端。
2.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述過(guò)壓保護(hù)模塊包括一個(gè)或者多個(gè)并聯(lián)的NMOS晶體管，所述NMOS晶體管的漏極耦接到箝位模塊的第一端，NMOS晶體管的柵極、源極和襯底連接在一起，柵極、源極和襯底的公共點(diǎn)耦接到箝位模塊的第二端和地電位。
3.如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述NMOS晶體管為環(huán)形柵NMOS晶體管。
4.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述過(guò)壓保護(hù)模塊包括一個(gè)或者多個(gè)并聯(lián)的PMOS晶體管，所述PMOS晶體管的柵極、源極和襯底連接在一起，柵極、源極和襯底的公共點(diǎn)耦接到箝位模塊的第一端，PMOS晶體管的漏極耦接到箝位模塊的第二端和地電位。
5.如權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述PMOS晶體管為環(huán)形柵PMOS晶體管。
6.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述箝位模塊包括至少一個(gè)正向偏置的二極管和至少一個(gè)反向偏置的二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述正向偏置的二極管是柵極與漏極相連接并且襯底連接到地電位的NMOS晶體管。
8.如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述正向偏置的二極管是柵極與漏極相連接并且襯底與源極相連接的PMOS晶體管。
9.如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述反向偏置的二極管是柵極與源極相連接并且襯底連接到地電位的NMOS晶體管。
10.如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器電路，其特征在于，所述反向偏置的二極管是柵極、源極和襯底相連接的PMOS晶體管。
全文摘要
一種存儲(chǔ)器電路。所述存儲(chǔ)器電路，包括存儲(chǔ)單元陣列和外圍電路，所述外圍電路包括電荷泵電路，還包括與電荷泵電路連接的箝位電路，所述箝位電路包括并聯(lián)連接的過(guò)壓保護(hù)模塊和箝位模塊，所述過(guò)壓保護(hù)模塊用于保護(hù)存儲(chǔ)器高壓電路中的MOS晶體管，所述箝位模塊用于箝位電荷泵電路的輸出電壓，所述電荷泵電路的輸出端耦接至所述箝位模塊的第一端。本發(fā)明的存儲(chǔ)器電路，同時(shí)保證存儲(chǔ)單元的閾值窗口的穩(wěn)定性、存儲(chǔ)單元的可靠性和高壓電路中晶體管的可靠性，能夠在工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的箝位電壓。
文檔編號(hào)G11C16/06GK102522117SQ201110457699
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者俞惠芬, 倪成峰, 劉岐, 張之本, 沈曄暉, 滿佳喜, 馬慶容 申請(qǐng)人:上海復(fù)旦微電子集團(tuán)股份有限公司