自偏置电流参考的制作方法
【专利说明】自偏置电流参考
[0001]相关专利申请案
[0002]本申请案主张对大卫.弗朗西斯.米图斯(David Francis Mietus)在2012年9月18日提出申请且标题为“自偏置电流参考(Self-Biasing Current Reference) ”的共同拥有的第61/702，338号美国临时专利申请案的优先权，且所述美国临时专利申请案出于所有目的特此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电流参考，特定来说，涉及一种在存储器单元中使用的自偏置电流参考。
【背景技术】
[0004]电可擦除且可编程只读存储器(EEPROM)是可在无电力的情况下保持其存储器内容的可重写存储器装置。EEPROM在写入层级上是位或字节可寻址的，这意味着必须在擦除位或字节之后才可对其进行重写。EEPROM通常在电路板上用于存储指令及数据。参考图1，“浮动栅极”将所存储位电荷保持在EEPROM中。通常使用基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的晶体管技术且其具有用以保持所存储位电荷的“浮动栅极”。当浮动栅极上无电荷时，晶体管正常地起作用，且控制栅极上的脉冲致使电流流动。当浮动栅极被充电时，此电荷阻止存储器单元晶体管的正常控制栅极动作，且在控制栅极上的脉冲期间电流不流动。通过以下操作来完成充电:将源极端子及漏极端子接地，并将充足电压置于控制栅极上，使得电荷穿过氧化物隧穿到浮动栅极。从另一晶体管输送的反向电压通过致使浮动栅极电荷耗散到集成电路衬底中而清除所述电荷。
[0005]存储器装置需要高可靠性。举例来说，用于形成串行EEPROM产品的技术可能在装置从存储器阵列读出恰当数据的能力方面具有局限性。举例来说，过多的“单元”泄漏可最小化/消除在正被读取的经断言存储器单元的“接通”单元电流与“关断”单元电流之间进行区分的能力。可能会因使用连接到位线的“泄漏”晶体管而引起偏移。自定时读取方案的使用可允许在读取之前进行位线放电。读取电荷泵的使用可最小化“接通”单元电流的供应变化。
[0006]此外，“接通”单元电流及/或不受控制/不正确参考电流电平的降级限制了感测放大器性能。“接通”单元电流存在耐久性相关降级。所使用的参考电压/电流电平可能过度地随着所使用的过程而变化及/或不追踪“接通”单元电流对电压供应及/或温度的关系。无法通过固定参考电流来补偿位线泄漏电流。
【发明内容】
[0007]因此，需要如下的EEPROM存储器产品:对存储器单元电流的耐久性降级具有经改进的免受性，从而消除外部参考电流及/或泄漏补偿、通过最小化泄漏电流在高温下的影响而改进电流功能，及通过不需要在读取操作期间将位线预充电到全Vdd电位而实现较低功率操作。
[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:当耦合到位线的所有存储器单元可被解除断言时，感测所述位线中的第一电流；将所述第一电流转换为电压；存储所述电压；基于所述所存储电压而提供参考电流；当连接到所述位线的单个存储器单元可在其读取操作期间被断言时，将所述参考电流与所述位线中的第二电流进行比较；及根据所述参考电流与所述第二电流的所述比较来确定存储于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，所述感测所述第一电流的步骤可包括以下步骤:当耦合到所述位线的所有存储器单元可被解除断言时，将第一晶体管的栅极及漏极耦合到所述位线。根据所述方法的另一实施例，所述将所述第一电流转换为所述电压的步骤可包括以下步骤:根据所述所感测第一电流而跨越所述第一晶体管的所述栅极及源极产生所述电压。根据所述方法的另一实施例，所述存储所述电压的步骤可包括以下步骤: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，其中所述电压可存储于在所述第二晶体管的栅极与源极-漏极之间形成的电容之间。根据所述方法的另一实施例，所述存储所述电压的步骤可包括以下步骤:跨越电容器耦合所述电压。根据所述方法的另一实施例，所述提供所述参考电流的步骤可包括以下步骤:基于存储于所述第二晶体管中的所述电压而借助所述第一晶体管产生所述参考电流。
[0010]根据所述方法的另一实施例，所述提供所述参考电流的步骤可包括以下步骤:基于存储于所述电容器中的所述电压而借助所述第一晶体管产生所述参考电流。根据所述方法的另一实施例，所述将所述参考电流与所述第二电流进行比较的步骤可包括以下步骤:在所述存储器单元已被断言之后，监测与所述存储器单元相关联的所述位线的所述电压。根据所述方法的另一实施例，所述确定存储于所述单个存储器单元中的所述位值电荷状态的步骤可包括以下步骤:检测与所述经断言存储器单元相关联的所述位线的逻辑状态存在改变还是不存在改变。根据所述方法的另一实施例，所述第一晶体管的所述漏极可耦合到所述位线，且所述第一晶体管的所述源极可耦合到电力供应电压，且存储于所述第二晶体管中的所述电压对所述第一晶体管进行偏置以提供所述参考电流。根据所述方法的另一实施例，在所述经断言存储器单元的读取操作期间，可使用所述第二晶体管中的所述所存储电压来确定所述参考电流以感测耦合到所述位线的所述经断言存储器单元的所述位值电荷状态。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。
[0011]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，其具有耦合到位线的栅极及漏极以及耦合到电力供应电压的源极，当耦合到所述位线的所有存储器单元可被解除断言时，其中可感测所述位线中的第一电流；所述第一晶体管将所述第一电流转换为电压；第二晶体管存储所述电压；所述第一晶体管基于来自所述第二晶体管的所述所存储电压而提供参考电流；其中当连接到所述位线的单个存储器单元可在其读取操作期间被断言时，可将所述参考电流与所述位线中的第二电流进行比较；且可根据所述参考电流与所述第二电流的所述比较来确定存储于所述单个存储器单元中的位值电荷状态。
[0012]根据另一实施例，穿过所述第一晶体管的所述第一电流在所述第一晶体管的所述栅极与源极之间产生所述电压。根据另一实施例，所述电压可存储于在所述第二晶体管的栅极与源极-漏极之间形成的电容之间。根据另一实施例，所述电压可存储于电容器上。根据另一实施例，可借助于与所述经断言存储器单元相关联的所述位线将所述参考电流与所述第二电流进行比较。根据另一实施例，可通过检测与所述经断言存储器单元相关联的所述位线的逻辑状态存在改变还是不存在改变来确定存储于所述单个存储器单元中的所述位值电荷状态。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。
[0013]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，其具有耦合到位线的栅极及漏极以及耦合到电力供应电压的源极，当耦合到所述位线的所有存储器单元可被解除断言时，其中可感测所述位线中的第一电流；所述第一晶体管将所述第一电流转换为电压；电容器存储所述电压；所述第一晶体管基于来自所述电容器的所述所存储电压而提供参考电流；其中当连接到所述位线的单个存储器单元可在其读取操作期间被断言时，可将所述参考电流与所述位线中的第二电流进行比较；且可根据所述参考电流与所述第二电流的所述比较来确定存储于所述单个存储器单元中的位值电荷状态。
【附图说明】
[0014]结合附图参照以下说明可更完