存儲器和用于對存儲器單元編程的方法技術

本發明專利技術公開了存儲器以及用于對存儲器單元編程的方法，該存儲器包括存儲器單元，存儲器單元包括第一端子、第二端子以及在第一端子和第二端子之間延伸的溝道。該存儲器還包括電能存儲元件，被配置為支持存儲器單元的編程；電能存儲元件耦接至第一端子；電源，耦接至電能存儲元件；以及控制器。控制器被配置為激活電源并使存儲器單元的溝道進入非導通狀態，用于對電能存儲元件供電，并且隨后使存儲器單元的溝道進入導通狀態，用于根據存儲在電能存儲元件中的電能對該存儲器單元編程。

【技術實現步驟摘要】
本申請涉及一種存儲器和對存儲器單元編程的方法。
技術介紹
當NVM (非易失性存儲器)單元使用熱載流子注入進行編程時，高于核心電壓的電壓需要相對較高的電流。該編程電流通常由電荷泵提供，該電荷泵根據系統的核心電壓產生較高的電壓。由于電荷泵的有限電流驅動能力，可并行書寫有限數量的NVM單元(例如，8個并行選定的存儲器單元)。對更多的單元編程需要連續的寫操作，這需要相對較長的時間來執行。為獲得較高的并行通量，電荷泵和進入存儲器陣列的其關聯路徑將必須針對較高·的電流進行設計，這將增加芯片面積和芯片電流消耗。
技術實現思路
本文描述的實施方式提供了一種存儲器。該存儲器包括存儲器單元，存儲器單元包括第一端子、第二端子以及在第一端子和第二端子之間延伸的溝道。存儲器還包括電能存儲元件，被配置為支持存儲器單元的編程，電能存儲元件耦接至第一端子。存儲器還包括耦接至電能存儲器單元和控制器的電源。控制器被配置為激活電源并使存儲器的溝道進入非導通狀態，以使電能存儲元件電能化，并且隨后使存儲器的溝道進入導通狀態，以基于存儲在電能存儲元件中的電能對存儲器單元編程。本文描述的實施方式還提供了一種存儲器，包括多個存儲器單元。每個存儲器單元均包括第一端子、第二端子以及在第一端子和第二端子之間延伸的溝道。此外，存儲器包括多個編程支持電容，耦接至多個存儲器單元中的一個存儲器單元的第一端子。此外，存儲器包括耦接至多個支持電容的供電器(charge provider);以及控制器，被配置為激活供電器并使多個存儲器單元的溝道進入非導通狀態，以對耦接至供電器的多個編程支持電容進行充電。控制器還被配置為隨后使多個存儲器單元的溝道進入導通狀態，以基于存儲在多個編程支持電容中的電荷對多個存儲器單元進行編程。本領域的技術人員在閱讀了以下詳細說明并參考附圖之后，將理解本專利技術的其他特征和優點。附圖說明附圖中的元件彼此無需按比例繪制。相同的參考標號表示對應相似的部件可組合各種示出的實施方式的特征，除非它們相互排斥。在附圖中描繪了實施方式并且隨后對它們進行詳細描述。圖I示出了根據實施方式的存儲器的方框示意圖。圖2示出了根據另一實施方式的存儲器的方框示意圖。圖3A至圖3C示出了執行根據本文描述的實施方式的電能存儲元件的各種可能性。圖4A示出了將根據一個實施方式的存儲器的存儲器單元在編程周期期間的電壓形象化的兩個示圖。圖4B示出了將不同尺寸的晶體管的閾值電壓分布形象化的示圖。圖5示出了根據另一實施方式的存儲器的方框示意圖。圖6示出了根據一個實施方式的對存儲器單元編程的方法的流程圖。圖7示出了根據一個實施方式的對多個存儲器單元編程的方法的流程圖。 具體實施例方式在本申請中，術語“耦接”的意思是直接低阻耦接和與之間的一個或多個元件間接耦接，使得第二節點處的信號依賴于耦接至第二節點的第一節點處的信號。換句話說，其他的元件，尤其是開關元件(如晶體管)或驅動器可被放置在兩個耦接元件之間。在兩個耦接的元件之間可另外放置附加元件，但這并非一定需要，因而，可直接連接兩個耦接元件(使用低阻連接，例如電線或跡線(trace)或導體路徑)。圖I示出了根據一個實施方式的存儲器100的方框示意圖。存儲器100包括存儲器單元102、電能存儲元件104、電源106和控制器108。存儲器單元102具有第一端子110、第二端子112以及在第一端子110和第二端子112之間延伸的溝道114。用于支持存儲器單元102編程的電能存儲元件104 (固定地)耦接至存儲器單元102的第一端子110。電源106耦接至電能存儲元件104。如圖I示出，電源106可通過開關116耦接至電能存儲元件104。根據另一個實施方式，電源106可固定地耦接至電能存儲器單元104。控制器108被配置為激活電源106，并且使存儲器單元102的溝道114進入非導通狀態，用于對電能存儲元件104供電(B卩，將電能提供給電能存儲元件104)，并且隨后(在電能存儲元件104具有電能之后)使存儲器單元102的溝道進入導通狀態，用于根據存儲在電能存儲元件104的電能對存儲器102進行編程(所謂的發射編程(shot programming))ο如本說明書的開頭部分所描述的，已知的存儲器的應用問題在于電荷泵的電流驅動能力有限，使得僅有限數量的存儲器單元可并行寫入，通過在存儲器單元102的溝道114的非導通狀態下對電能存儲元件104供電以及在電能存儲元件104被供電完之后使存儲器單元102的溝道114進入導通狀態，使得存儲器單元102所需的編程電流(主要)由存儲在電能存儲元件104中的電能供給并且部分(如果有)由電源106供給，存儲器100和本文描述的其他實施方式解決了該問題。通過在溝道114進入導通狀態之前對電能存儲元件104供電，可使大量的電能進入電能存儲元件104，以足夠用于對電能存儲器單元102編程。這對于包含多個存儲器單元的存儲器特別有利，其中，關于每個存儲器單元，在存儲器單元進入導通狀態之前，相關的電能存儲元件通電。電源106的激活能力不再受可并行編程的存儲器單元數量的限制，因為所需的編程電流主要(或完全)由存儲在存儲器單元的電能存儲元件的電能供給。因而，可并行編程更多數量的存儲器單元，這使得可更快地對包含多個存儲器單元的存儲器編程。根據一些實施方式，存儲器100可以為一次性可編程存儲器(如保險絲)或可再編程存儲器。此外，存儲器100可以為非易失性存儲器，S卩，存儲器單元102為非易失性存儲器單元。根據一些實施方式，存儲器100可包括耦接至第一端子110的位線。存儲器100的位線可用于尋址存儲器100的某個存儲器單元(例如與字線一起)。這種位線通常耦接至存儲器100的多個存儲器單元(例如多個存儲器單元102)并由此長度較長，由于每個導體具有一定的寄生電容，所以位線也具有一定的電容，也就是所謂的位線電容。在本文示出的實施方式中，電能存儲元件104可至少部分(或全部)地由位線的該電容形成。電源106 (例如，形成為電荷泵)可被配置為在溝道114的非導通狀態期間對位線的電容充電，使得一定量的電荷被引至位線的電容，隨后(位線的電容已被充電之后)在溝道114的導通狀態期間可用于對存儲器單元102編程。換句話說，編程存儲器單元102所需的編程電流可主要(或完全)由耦接至存儲器單元102的第一端子110的位線的電荷電容提供。根據其他實施方式，控制器108可被配置為在電能存儲元件104達到電能存儲元件104的電能存儲容量的至少80%之后使存儲器單元102的溝道進入導通狀態。該電能存儲容量取決于電源106能提供的最大電能以及還取決于電能存儲元件104的尺寸(例如，取 決于電能存儲元件104的電容率(inductivity)和/或容量)。換句話說,控制器108可被配置為在足夠用于對存儲器單元102編程的相當量的電能被存儲在電能存儲元件104上之前使溝道114進入導通狀態。如之前所提及的，電能存儲元件104可由電容形成，例如，可由耦接至存儲器單元102的第一端子110的位線的位線電容形成和/或由耦接至第一端子110的附加電容形成。該電容也就是所謂的編程支持電容。在該情況下，控制器108可被配置為在編程支持電容上的電壓達到編程支持電容的最大電壓的至少80%后使本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種存儲器，包括：存儲器單元，包括第一端子、第二端子以及在所述第一端子和所述第二端子之間延伸的溝道；電能存儲元件，被配置為支持所述存儲器單元的編程，所述電能存儲元件耦接至所述第一端子；電源，耦接至所述電能存儲元件；以及控制器，被配置為激活所述電源并使所述存儲器單元的所述溝道進入非導通狀態，以對所述電能存儲元件供電，并隨后使所述存儲器單元的所述溝道進入導通狀態，以基于存儲在所述電能存儲元件中的電能對所述存儲器單元編程。

【技術特征摘要】
2011.07.27 US 13/192,2271.一種存儲器，包括 存儲器單元，包括第一端子、第二端子以及在所述第一端子和所述第二端子之間延伸的溝道； 電能存儲元件，被配置為支持所述存儲器單元的編程，所述電能存儲元件耦接至所述第一端子； 電源，耦接至所述電能存儲元件；以及 控制器，被配置為激活所述電源并使所述存儲器單元的所述溝道進入非導通狀態，以對所述電能存儲元件供電，并隨后使所述存儲器單元的所述溝道進入導通狀態，以基于存儲在所述電能存儲元件中的電能對所述存儲器單元編程。2.根據權利要求I所述的存儲器， 其中，所述電能存儲元件為耦接至所述第一端子的編程支持電容； 其中，所述電源為耦接至所述編程支持電容的供電器；以及 其中，所述控制器被配置為激活所述供電器并使所述存儲器單元的所述溝道進入非導通狀態，以對所述編程支持電容充電，并隨后使所述存儲器單元的所述溝道進入導通狀態，用于基于存儲在所述編程支持電容中的電荷對所述存儲器單元編程。3.根據權利要求I所述的存儲器，還包括耦接至所述第一端子的位線，其中，所述電能存儲元件至少部分地由所述位線的電容形成。4.根據權利要求I所述的存儲器，還包括 位線，耦接至所述存儲器單元的所述第一端子；以及 附加電容，耦接至所述第一端子； 其中，所述電能存儲元件由所述位線的電容和所述附加電容形成。5.根據權利要求I所述的存儲器，其中，所述控制器被配置為在所述電能存儲元件的電能達到所述電能存儲元件的電能存儲容量的至少80%之后，使所述存儲器單元的所述溝道進入所述導通狀態。6.根據權利要求I所述的存儲器， 其中，所述存儲器單元包括選擇元件；以及 其中，所述控制器被配置為將所述選擇元件上的信號從第一信號電平斜升至第二信號電平信號，以使所述溝道進入所述導通狀態。7.根據權利要求6所述的存儲器， 其中，所述存儲器單元包括控制端子；以及 其中，所述控制器被配置為同時在所述控制端子上施加電壓并將所述選擇元件上的所述信號從所述第一信號電平斜升至所述第二信號電平，以使所述溝道進入所述導通狀態。8.根據權利要求I所述的存儲器，其中，所述控制器被配置為在所述電能存儲元件被供電完之后停用所述電源，使得所述電源在所述存儲器單元的所述編程期間被停用。9.根據權利要求I所述的存儲器， 其中，所述電源通過開關耦接至所述電能存儲元件；以及 其中，所述控制器被配置為在所述電能存儲元件被供電完之后使所述電源與所述電能存儲元件斷開，使得在所述存儲器單元的所述編程期間，所述電源與所述電能存儲元件斷開。10.根據權利要求I所述的存儲器，其中，所述控制器被配置為在所述存儲器單元的所述編程期間保持所述電源是激活的并使其耦接至所述電能存儲元件。11.根據權利要求I所述的存儲器， 其中，所述存儲器被配置為在所述存儲器單元中存儲多于兩種的不同信息狀態；以及 其中，所述控制器被配置為根據要存儲在所述存儲器單元上的信息改變用于在所述溝道的所述非導通狀態期間利用所述電源對所述電能存儲元件供電的供電參數。12.根據權利要求11所述的存儲器，其中，所述控制器被配置為根據要存儲在所述存儲器單元上的所述信息改變用于對所述電能存儲元件供電的供電時間。13.根據權利要求6所述的存儲器， 其中，所述存儲器被配置為在所述存儲器單元中存儲多于兩種的不同信息狀態；以及 其中，所述控制器被配置為根據要存儲在所述存儲器單元上的信息狀態改變用于斜升所述選擇元件上的所述信號的斜坡參數。14.根據權利要求I所述的存儲器，其中，所述存儲器為非易失性存儲器。15.根據權利要求I所述的存儲器，還包括 晶體管結構，具有源區、漏區和溝道區； 其中，所述存儲器單元的所述第一端子由所述漏區形成，所述存儲器單元的第二端子由所述源區形成，并且所述存儲器單元的所述溝道由所述溝道區形成。16.根據權利要求I所述的存儲器，其中，所述存儲器單元為三層多晶硅單元或ETOX單J Li ο17.一種存儲器，包括 多個存儲器單元，均包括第一端子、第二端子以及在所述第一端子和所述第二端子之間延伸的溝道； 多個編程支持電容，所述多個編程支持電容中的一個編程支持電容耦接至所述多個存儲器單元中的一個存儲器單元的第一端子； 供電器，耦接至所述多個編程支持電容；以及 控制器，被配置為激活所述供電器并使所述多個存儲器單元的所述溝道進入非導通狀態，以對耦接至所述供電器的所述多個編程支持電容充電，并隨后使所述多個存儲器單元的所述溝道進入導通狀態，以基于存儲在所述多個編程支持電容中的電荷對所述多個存儲器單元編程。18.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：渥爾夫·阿勒斯，托馬斯·尼爾希，揚·奧特爾斯泰特，多米尼克·薩維納克，
申請(專利權)人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：