用于感测存储器单元的自偏置多参考的制作方法
【专利说明】用于感测存储器单元的自偏置多参考
[0001]相关专利申请案
[0002]本申请案主张戴维斯.弗朗西斯.梅特斯(David Francis Mietus)在2012年9月18日申请的标题为“自偏置多参考(Self-Biasing Mult1-Reference) ”的第61/702，391号共同拥有的美国临时专利申请案的优先权，且所述临时专利申请案特此出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及一种自偏置多参考，特定来说，涉及一种用于存储器单元中的自偏置多参考。
【背景技术】
[0004]电可擦除及可编程只读存储器(EEPROM)为可在没有电力的情况下保持其存储器内容的可重写存储器装置。EEPROM在写入层级(write level)处是位或字节可寻址的，这意味着必须先擦除位或字节才能重写位或字节。通常在电路板上使用EEPROM来存储指令及数据。参考图1，“浮动栅极”将所存储的位电荷保持在EEPROM中。通常使用基于互补金属氧化物半导体(COMS)的晶体管技术且所述晶体管技术具有用于保持所存储位电荷的“浮动栅极”。当没有电荷位于浮动栅极上时，晶体管正常起作用，且控制栅极上的脉冲致使电流流动。当浮动栅极充电时，此电荷阻碍存储器单元晶体管的正常控制栅极动作，且电流在控制栅极上的脉冲期间不流动。通过使源极及漏极端子接地且在控制栅极上施加足够电压使得电荷穿隧通过氧化物到达浮动栅极来实现充电。从另一晶体管传送的反向电压通过致使浮动栅极电荷消散到集成电路衬底中来清除所述浮动栅极电荷。
[0005]存储器装置需要高可靠性。用于产生(例如)串行EEPROM产品的技术可在从存储器阵列读出适当数据的装置能力方面具有限制。举例来说，过量“单元”泄漏可最小化/消除区分被读取的经断言存储器单元的“接通”单元电流与“关断”单元电流的能力。偏移可由使用连接到位线的“泄漏元件(leaker)”晶体管引起。使用自定时读取方案可允许读取之前的位线放电。使用读取电荷泵可最小化“接通”单元电流的供应变化。
[0006]此外，“接通”单元电流的降级及/或不受控制/不正确的参考电流电平限制了读出放大器性能。存在“接通”单元电流的耐久性相关降级。所使用的参考电压/电流电平可随着所使用的工艺过度变化及/或不跟踪“接通”单元电流对电压供应及/或温度。无法通过固定参考电流补偿位线泄漏电流。
【发明内容】
[0007]因此，在EEPROM存储器产品中需要:提高对存储器单元电流的耐久性降级的抗扰性；消除外部参考电流及/或泄露补偿；通过最小化泄露电流在高温下的影响来改善电路功能；及通过不要求位线在读取操作期间预充电到全Vdd电势来实现较低电力操作。
[0008]根据一实施例，一种用于确定具有浮动栅极的存储器单元的电荷状态的方法可包括以下步骤:当可使耦合到位线的所有存储器单元解除断言时感测所述位线中的第一电流；将所述第一电流转换成电压；存储所述电压；基于所述所存储电压提供参考电流?’从所述所存储电压提供用作读出放大器的输入的电压参考；当可在连接到所述位线的单个存储器单元的读取操作期间断言所述单个存储器单元时，使用所述读出放大器比较参考电流与所述位线中的第二电流；及根据所述参考电流与所述第二电流的比较从所述读出放大器输出确定存储在所述单个存储器单元中的位值电荷状态。
[0009]根据所述方法的另一实施例，感测第一电流的步骤可包括当可使耦合到位线的所有存储器单元解除断言时将第一晶体管的栅极及漏极耦合到位线的步骤。根据所述方法的另一实施例，将第一电流转换成所述电压的步骤可包括从感测到的第一电流跨越第一晶体管的栅极及源极产生所述电压的步骤。根据所述方法的另一实施例，存储所述电压的步骤可包括跨越第二晶体管的栅极及连接在一起的源极-漏极耦合所述电压的步骤，其中所述电压可存储在形成在第二晶体管的栅极与源极-漏极之间的电容之间。根据所述方法的另一实施例，存储所述电压的步骤可包括跨越电容器耦合所述电压的步骤。
[0010]根据所述方法的另一实施例，提供参考电流的步骤可包括使用第一晶体管基于存储在第二晶体管中的电压产生参考电流的步骤。根据所述方法的另一实施例，提供参考电流的步骤可包括使用第一晶体管基于存储在电容器中的电压产生参考电流的步骤。根据所述方法的另一实施例，比较参考电流与第二电流的步骤可包括在已断言所述存储器单元之后监测与所述存储器单元相关联的位线的电压的步骤。根据所述方法的另一实施例，确定存储在单个存储器单元中的位值电荷状态的步骤可包括检测与经断言存储器单元相关联的位线的逻辑状态的变化或所述逻辑状态的缺乏的步骤。
[0011]根据所述方法的另一实施例，第一晶体管的漏极可耦合到位线且第一晶体管的源极可耦合到电力供应电压，且存储在第二晶体管中的电压偏置第一晶体管以提供参考电流。根据所述方法的另一实施例，在经断言存储器单元的读取操作期间，可使用第二晶体管中的所存储电压来确定用于感测耦合到位线的经断言存储器单元的位值电荷状态的参考电流。根据所述方法的另一实施例，在经断言存储器单元的读取操作期间，可重新使用第二晶体管中的所存储电压作为到读出放大器的参考输入，所述读出放大器具有确定耦合到位线的经断言存储器单元的位值电荷状态的输出。根据所述方法的另一实施例，所述第一及第二晶体管可为P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。根据所述方法的另一实施例，所述第一及第二晶体管可为η型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。
[0012]根据另一实施例，一种用于确定具有浮动栅极的存储器单元的电荷状态的设备可包括:第一晶体管，当可使耦合到位线的所有存储器单元解除断言时，所述第一晶体管使栅极及漏极耦合到所述位线且使源极耦合到电力供应电压，其中可感测位线中的第一电流；第一晶体管将第一电流转换成电压；第二晶体管存储所述电压；第一晶体管基于来自第二晶体管的所存储电压提供参考电流；其中来自电容器的所存储电压还可用作读出放大器的参考输入；其中当可在连接到位线的单个存储器单元的读取操作期间断言所述单个存储器单元时可使用读出放大器比较参考电流与位线中的第二电流；且可从比较参考电流与第二电流的读出放大器确定存储在单个存储器单元中的位值电荷状态。
[0013]根据另一实施例，穿过第一晶体管的第一电流在第一晶体管的栅极与源极之间产生电压。根据另一实施例，所述电压可存储在形成在第二晶体管的栅极与源极-漏极之间的电容之间。根据另一实施例，所述电压可存储在电容器上。根据另一实施例，可借助与经断言存储器单元相关联的位线比较参考电流与第二电流。根据另一实施例，可通过检测与经断言存储器单元相关联的位线的逻辑状态的变化或所述逻辑状态的缺乏来确定存储在单个存储器单元中的位值电荷状态。根据另一实施例，第一晶体管的漏极可耦合到位线，第一晶体管的源极可耦合到电力供应电压，且存储在第二晶体管中的电压偏置第一晶体管以提供参考电流。根据另一实施例，在经断言存储器单元的读取操作期间，可提供第二晶体管中的所存储电压作为到读出放大器的参考输入，所述读出放大器的输出构件确定耦合到位线的经断言存储器单元的位值电荷状态。根据另一实施例，所述第一及第二晶体管可为P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。根据另一实施例，所述第一及第二晶体管可为η型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。
[0014]根据又一实施例，一种用于确定具有浮动栅极的存储器单元的电荷状态的设备可包括:第一晶体管，当可使耦合到位线的所有存储器单元解除断言时，所述第一晶体管使栅极及漏极耦合到所述位线且使源极耦合到电力供应电压，其中可感测所述位线中的第一电流；第一晶体管将第一电流转换成电压；电容器存储电压；第一晶体管基于来自所述电容器的所存储电压提供参考电流；可提供来自所述电容器的所存储电压作为读出放大器的参考输入；其中当可在连接到位线的单个存储器单元的读取操作期间断言所述单个存储器单元时，可使用读出放大器比较参考电流与位线中的第二电流；且可从比较参考电流与第二电流的读出放大器确定存储在单个存储器单元中的位值电荷状态。
【附图说明】
[0015]通过参考结合附图进行的以下描述可获得对本发明的更完整理解，在附图中:
[0016]图1说明根据本发明的教示的电可擦除且可编程只读存储器(EEPROM)晶体管的示意横截面图；
[0017]图2说明根据本发明的特定实例实施例的具有读出放大器的自偏置多参考的示意图；
[0018]图3说明用于模型化图2中展示的自偏置多参考的示意图；
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