專利名稱：電荷泵電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電荷泵電路，特別是涉及一種用于產(chǎn)生閃存的編程/擦除電壓的電荷泵電路。
背景技術(shù)：
一般而言，閃存具有兩個(gè)柵極，一浮置柵極與一控制柵極，其中浮置柵極用以存儲(chǔ)電荷，控制柵極則用以控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出。浮置柵極的位置在控制柵極之下，由于與外部電路并沒有連接，是處于浮置狀態(tài)?？刂茤艠O則通常與字線(Word Line,WL)連接。這種結(jié)構(gòu)的閃存由于具有高的編程效率，字線的結(jié)構(gòu)還具有可以避免“過擦除”等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。由于在集成電路芯片上制作高密度的半導(dǎo)體元件時(shí)，必須盡力考慮如何縮小每一存儲(chǔ)單元的大小與電力，當(dāng)前往往采用在兩個(gè)存儲(chǔ)單元的懸浮柵之間設(shè)置一字線控制柵， 使得兩個(gè)存儲(chǔ)單元可以共用一字線的閃存結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該閃存包含兩個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元a與存儲(chǔ)單元b，其包括半導(dǎo)體襯底10、懸浮柵reo/rei、控制柵CG0/CG1、位線BLO/ BLl以及共用的字線WL。以下將以對(duì)存儲(chǔ)單元a的編程/擦除操作為例，當(dāng)對(duì)存儲(chǔ)單元a進(jìn)行進(jìn)行編程操作時(shí)，各電壓的典型值為 Vratl = 8V，Vcgi = 3V，Vwl = 1. 6V，Vblo = 5V，Ibli = Idp，其中 Vaw 與 Vcgi分別為存儲(chǔ)單元a與存儲(chǔ)單元b的控制柵電壓，Vwl為字線電壓，Vblo與Ibu分別為存儲(chǔ)單元a與存儲(chǔ)單元b的位線電壓與位線電流；而對(duì)存儲(chǔ)單元a進(jìn)行擦除時(shí)各電壓的典型值為 Vwl = 8V, Vcgo = Vcgi = -7V。對(duì)于上述編程/擦除所需的8V、5V及-7V電壓(在此分別定義為第一編程高壓 VP1、第二編程高壓VP2及負(fù)高壓VN)，一般均使用電荷泵電路來獲得。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生以上第一編程高壓、第二編程高壓及負(fù)高壓的電荷泵電路的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該電荷泵電路包括三組電荷泵，其中第一組正壓電荷泵用于產(chǎn)生第一編程高壓VP1，第二組正壓電荷泵用于產(chǎn)生第二編程高壓VP2，第三組負(fù)壓電荷泵用于產(chǎn)生負(fù)高壓VN，每組正壓電荷泵均包含m級(jí)串聯(lián)的電荷泵(如第一級(jí)電荷泵、第二級(jí)電荷泵...)，每級(jí)電荷泵均連接一 PMOS晶體管(如PMOS晶體管P1，P2...)源極，每個(gè)PMOS晶體管漏極均通過一電容(如電容C1，C2...)連接至一時(shí)鐘信號(hào)(如CK1，CK3)，圖2中僅示出第二組正壓電荷泵的結(jié)構(gòu)，第三組負(fù)壓電荷泵也包含m級(jí)串聯(lián)的電荷泵(如第一級(jí)電荷泵、第二級(jí)電荷泵...)，每級(jí)電荷泵均連接一 NMOS晶體管(如NMOS晶體管Ni，N2...)漏極，每個(gè)NMOS晶體管源極均通過一電容(如電容Cl，C2...)連接至一時(shí)鐘信號(hào)(如CKl， CK3)。然而，由于上述的電荷泵電路中每個(gè)電荷泵都接有一電容，則存在如下問題由于各組電荷泵之間電容不能共享，浪費(fèi)閃存面積，不利于芯片設(shè)計(jì)。綜上所述，可知先前技術(shù)中電荷泵電路由于電容不能共享導(dǎo)致浪費(fèi)閃存面積的問題，因此，實(shí)有必要提出改進(jìn)的技術(shù)手段，來解決此一問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述電荷泵電路由于電容不能共享導(dǎo)致浪費(fèi)面積的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電荷泵電路，其通過將電容共享給第二組正壓電荷泵與負(fù)壓電荷泵，達(dá)到了節(jié)省面積的目的，同時(shí)，還通過第一組正壓電荷泵給切換開關(guān)(PM0S晶體管)偏置，防止發(fā)生PN結(jié)正偏。為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明一種電荷泵電路，至少包括第一組正壓電荷泵，用于產(chǎn)生第一編程高壓，其至少包括串聯(lián)的m級(jí)電荷泵；第二組正壓電荷泵，用于產(chǎn)生第二編程高壓，其至少包括串聯(lián)的k級(jí)電荷泵；以及負(fù)壓電荷泵組，用于產(chǎn)生負(fù)高壓，其至少包括串聯(lián)的k級(jí)電荷泵，其中，該第二組正壓電荷泵的每級(jí)電荷泵均連接一PMOS晶體管源極，每一PMOS晶體管柵極均連接至PMOS管使能信號(hào)，該負(fù)壓電荷泵組的每級(jí)電荷泵均連接一 NMOS晶體管漏極，每一 NMOS晶體管柵極均連接至一 NMOS管使能信號(hào)，每一 PMOS晶體管漏極與對(duì)應(yīng)的 NMOS晶體管源極相互連接，并通過一共用電容接至?xí)r鐘信號(hào)。進(jìn)一步地，該第一組正壓電荷泵自第二級(jí)電荷泵輸出的每級(jí)電壓分別為該第二組正壓電荷泵的每個(gè)PMOS管的N阱提供偏置。該負(fù)壓電荷泵組的每個(gè)NMOS晶體管的深N阱接至同一級(jí)PMOS晶體管的N阱，每個(gè)NMOS晶體管的源極與P阱連接，襯底接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種電荷泵電路通過對(duì)第二組正壓電荷泵與負(fù)壓電荷泵組的每級(jí)電荷泵共用電容，達(dá)到了節(jié)省面積的目的，同時(shí)，通過將第一組正壓電荷泵的每級(jí)輸出電壓提供給第二組正壓電荷泵的每個(gè)PMOS管進(jìn)行偏置，可以達(dá)到有效防止PN結(jié)正偏的目的。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)一種閃存的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生第一編程高壓、第二編程高壓及負(fù)高壓的電荷泵電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明電荷泵電路較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。圖3為本發(fā)明一種電荷泵電路較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。于本發(fā)明較佳實(shí)施例中，該電荷泵電路至少包括第一組正壓電荷泵301、第二組正壓電荷泵302以及負(fù)壓電荷泵組303。其中第一組正壓電荷泵301用于產(chǎn)生第一編程高壓VP1，其包含串聯(lián)相接的m級(jí)電荷泵，即第一級(jí)電荷泵輸出端接第二級(jí)電荷泵輸入端，第二級(jí)電荷泵輸出端輸出第一編程
4電壓VPl的第一級(jí)電壓VBl至第三級(jí)電荷泵輸入端，第三級(jí)電荷泵輸出端輸出第一編程電壓VPl的第二級(jí)電壓VB2至第四級(jí)電荷泵，依此類推，最終輸出第一編程高壓VPl ；第二組正壓電荷泵302用于產(chǎn)生第二編程高壓VP2，其包含k級(jí)電荷泵，負(fù)壓電荷泵組303用于產(chǎn)生負(fù)高壓VN，其也包含k級(jí)電荷泵，第二組正壓電荷泵302的每級(jí)電荷泵均連接一 PMOS晶體管源極，即第一級(jí)電荷泵連接PMOS晶體管Pl源極，第二級(jí)電荷泵連接PMOS晶體管P2源極，依此類推，每個(gè)PMOS晶體管柵極接PMOS管使能信號(hào)ENPB，負(fù)壓電荷泵組303的每級(jí)電荷泵均連接一 NMOS晶體管漏極，即第一級(jí)電荷泵連接NMOS晶體管m漏極，第二級(jí)電荷泵連接NMOS晶體管N2漏極，依此類推，每個(gè)NMOS晶體管柵極接一 NMOS管使能信號(hào)ENN，源極與對(duì)應(yīng)的PMOS管漏極相連，同時(shí)，NMOS管源極(PM0S管漏極)通過一共用電容連接至?xí)r鐘信號(hào)，即第二組正壓電荷泵302的第一級(jí)電荷泵的PMOS管Pl漏極(或負(fù)壓電荷泵組303 的第一級(jí)電荷泵的NMOS管m源極)通過共用電容Cl連接至?xí)r鐘信號(hào)CK1，這樣就使得第二組正壓電荷泵302與負(fù)壓電荷泵組303可以共用電容，達(dá)到節(jié)省面積的目的。較佳的，該負(fù)壓電荷泵組303的每個(gè)NMOS晶體管的深N阱(de印nwell)接至同一級(jí)PMOS管的N阱，每個(gè)NMOS晶體管的源極與P阱連接，襯底接地。較佳的，為防止發(fā)生PN結(jié)正偏，第一組正壓電荷泵301的每級(jí)電壓還可為第二組正壓電荷泵302的每個(gè)PMOS管的N阱提供偏置，即第一組正壓電荷泵301的第二級(jí)電荷泵輸出的第一級(jí)電壓VBl給PMOS管Pl的N阱提供偏置，第一組正壓電荷泵301的第三級(jí)電荷泵輸出的第二級(jí)電壓VB2給PMOS管P2的N阱提供偏置，...依此類推，這樣做的目的是防止電流倒灌，發(fā)生PN結(jié)正偏?？梢姡景l(fā)明一種電荷泵電路通過對(duì)第二組正壓電荷泵與負(fù)壓電荷泵組的每級(jí)電荷泵共用電容，達(dá)到了節(jié)省面積的目的，同時(shí)，通過將第一組正壓電荷泵的每級(jí)輸出電壓提供給第二組正壓電荷泵的每個(gè)PMOS管進(jìn)行偏置，可以達(dá)到有效防止PN結(jié)正偏的目的。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此， 本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種電荷泵電路，至少包括第一組正壓電荷泵，用于產(chǎn)生第一編程高壓，其至少包括串聯(lián)的m級(jí)電荷泵； 第二組正壓電荷泵，用于產(chǎn)生第二編程高壓，其至少包括串聯(lián)的k級(jí)電荷泵；以及負(fù)壓電荷泵組，用于產(chǎn)生負(fù)高壓，其至少包括串聯(lián)的k級(jí)電荷泵， 其中，該第二組正壓電荷泵的每級(jí)電荷泵均連接一 PMOS晶體管源極，每一 PMOS晶體管柵極均連接至PMOS管使能信號(hào)，該負(fù)壓電荷泵組的每級(jí)電荷泵均連接一 NMOS晶體管漏極， 每一 NMOS晶體管柵極均連接至一 NMOS管使能信號(hào)，每一 PMOS晶體管漏極與對(duì)應(yīng)的NMOS 晶體管源極相互連接，并通過一共用電容接至?xí)r鐘信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其特征在于該第一組正壓電荷泵自第二級(jí)電荷泵輸出的每級(jí)電壓分別為該第二組正壓電荷泵的每個(gè)PMOS管的N阱提供偏置。
3.如權(quán)利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于該負(fù)壓電荷泵組的每個(gè)NMOS晶體管的深N阱接至同一級(jí)PMOS晶體管的N講，每個(gè)NMOS晶體管的源極與P阱連接，襯底接地。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電荷泵電路，至少包括第一組正壓電荷泵，用于產(chǎn)生第一編程高壓，包括串聯(lián)的m級(jí)電荷泵；第二組正壓電荷泵與負(fù)壓電荷泵組，分別用于產(chǎn)生第二編程高壓與負(fù)高壓，均包括串聯(lián)的k級(jí)電荷泵，該第二組正壓電荷泵的每級(jí)電荷泵均連接一PMOS晶體管源極，每一PMOS晶體管柵極均連接至PMOS管使能信號(hào)，該負(fù)壓電荷泵組的每級(jí)電荷泵均連接一NMOS晶體管漏極，每一NMOS晶體管柵極均連接至一NMOS管使能信號(hào)，每一PMOS晶體管漏極與對(duì)應(yīng)的NMOS晶體管源極相互連接，并通過一共用電容接至?xí)r鐘信號(hào)，本發(fā)明通過使第二組正壓電荷泵與負(fù)壓電荷泵組共享電容，達(dá)到了節(jié)省面積的目的，同時(shí)還可防止PN結(jié)正偏。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102355127SQ201110301129
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者楊光軍 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司