專利名稱：包括高電壓產(chǎn)生電路的半導(dǎo)體器件及產(chǎn)生高電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種半導(dǎo)體器件，具體地，涉及一種包括高電壓 產(chǎn)生電路的半導(dǎo)體器件及一種產(chǎn)生高電壓的方法。
背景技術(shù)：
閃速存儲器件被認為是非易失性存儲器件，因為當(dāng)將去往器件的電 源斷開或另外地中斷時保留所存儲的數(shù)據(jù)。盡管許多類型的半導(dǎo)體存儲 器件利用單獨的電源單元，閃速存儲器件典型地要求產(chǎn)生多個內(nèi)部電壓電平，以便驅(qū)動包括在器件內(nèi)部的不同類型的電路。例如，用于對閃速存儲單元中的數(shù)據(jù)編程的編程電壓和用于從閃速 存儲單元中擦除數(shù)據(jù)的擦除電壓一般比電源電壓高(例如，20V)。此外， 在讀操作期間可能需要約5-8V的電壓。為了獲得這些電壓，閃速存儲器件一般包括高電壓產(chǎn)生電路。具體 地，高電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生恒定電壓。高電壓產(chǎn)生電路可以稱作調(diào)節(jié)器電 路，并且通常使用電荷泵來實現(xiàn)。高電壓產(chǎn)生電路也可以用于產(chǎn)生具有 不同電平的電壓。例如，這可以通過以下步驟實現(xiàn)接收諸如第一電源 電壓之類的單獨電源，并且使用電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生具有不同電壓電平 的不同電源電壓。具體地，半導(dǎo)體器件接收諸如第一電源電壓之類的單獨的電源電 壓，并且使用至少一個調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生具有不同電平的不同電源電壓。 而且，調(diào)節(jié)器電路通常使用電阻分壓器來控制輸出電壓的增加和減少。 此外，通過開關(guān)控制用于電阻分壓器的電流通道。例如，開關(guān)與電阻分 壓器并聯(lián)連接，并且響應(yīng)于由高電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生的開關(guān)電壓和開關(guān)使能 信號來接通/斷開開關(guān)。此外，也將開關(guān)電壓用作用于驅(qū)動包括在半導(dǎo)體 器件中的至少一個電路的電源電壓。然而，在一些情況下，開關(guān)電壓可能不會達到目標(biāo)電平。當(dāng)此發(fā)生 時，開關(guān)電壓可能不允許開關(guān)正常地接通/斷開。開關(guān)的此不正常工作可 以引起調(diào)節(jié)器電路的輸出電壓變得不穩(wěn)定。而且，調(diào)節(jié)器電路的輸出電 壓的此不穩(wěn)定可以引起輸出電壓迅速地增加，導(dǎo)致電壓過沖。具體地，在執(zhí)行驗證已經(jīng)編程到單元中的數(shù)據(jù)的讀操作期間，閃速 存儲器件減少開關(guān)電壓?？梢詧?zhí)行開關(guān)電壓中的此種減少，以便防止讀 操作期間發(fā)生寄生效應(yīng)。然而，當(dāng)減少開關(guān)電壓時，調(diào)節(jié)器電路可能由 于開關(guān)電壓中的變化而錯誤地操作，并且如上所述，調(diào)節(jié)器電路的此種 不正確操作可以引起輸出電壓迅速地增加，導(dǎo)致電壓過沖。發(fā)明內(nèi)容本公開的一個方面包括半導(dǎo)體器件。所述器件包括第一泵時鐘產(chǎn)生 器，配置用于基于第一電源電壓產(chǎn)生第一泵時鐘信號。所述器件還包括 第一電荷泵，配置用于響應(yīng)于第一泵時鐘信號產(chǎn)生第一泵輸出電壓。所 述器件還包括第二泵時鐘產(chǎn)生器，配置用于基于第一泵輸出電壓產(chǎn)生第 二泵時鐘信號。所述器件還包括第二電荷泵，配置用于響應(yīng)于第二泵時 鐘信號產(chǎn)生第二泵輸出電壓。所述器件還包括第三泵時鐘產(chǎn)生器，配置 用于基于第一 電源電壓產(chǎn)生第三泵時鐘信號。所述器件還包括第三電荷 泵，配置用于響應(yīng)于第三泵時鐘信號產(chǎn)生第三泵輸出電壓。本公開的另一個方面包括在半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生電壓的方法。所述方 法包括基于第一電源電壓產(chǎn)生第一泵時鐘信號。所述方法還包括響 應(yīng)于第一泵時鐘信號產(chǎn)生第一泵輸出電壓。所述方法還包括基于第一 泵輸出電壓產(chǎn)生第二泵時鐘信號。所述方法還包括響應(yīng)于第二泵時鐘 信號產(chǎn)生第二泵輸出電壓。所述方法還包括基于第一電源電壓產(chǎn)生第 三泵時鐘信號。所述方法還包括響應(yīng)于第三泵時鐘信號產(chǎn)生第三泵輸 出電壓。


根據(jù)參考附圖的以下詳細描述，本發(fā)明的以上和其他特征將變得容 易明白，其中圖1A和圖IB是根據(jù)典型公開實施例的半導(dǎo)體器件的方框圖； 圖2是如圖1A和圖1B所示的泵時鐘產(chǎn)生器的電路圖；圖3示出了包括在根據(jù)典型公開實施例的半導(dǎo)體器件中的行解碼器 和存儲單元陣列；圖4是示出了如圖1A和圖1B所示的半導(dǎo)體器件中的輸出電壓的電 平的曲線；圖5是示出以與具有典型公開實施例的半導(dǎo)體器件比較的半導(dǎo)體器 件的方框圖；圖6是示出了如圖5所示的半導(dǎo)體器件中的輸出電壓的電平的曲 線；以及圖7是在根據(jù)典型公開實施例的半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生電壓的方法的流 程圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖更加全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的典型 實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來具體實現(xiàn)，并且不應(yīng)該 解釋為局限于這里闡述的實施例。相反地，提出這些實施例使得該公開 全面且完整，并且將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員全面地傳達本發(fā)明的范圍。 在圖中為清楚起見，可以對層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸進行放大。貫穿 全文相同的參考數(shù)字表示相同的元件應(yīng)該理解的是，當(dāng)將一個元件稱作與另一個元件"連接"或"耦接" 時，可以將其與另一個元件直接連接或耦接，或者可以出現(xiàn)中間元件。 相反，當(dāng)將一個元件稱作與另一個元件"直接連接"或"直接耦接"時， 不存在中間元件。如這里所使用的，術(shù)語"和/或"包括一個或多個相關(guān) 聯(lián)列出項的任意和所有組合，并且可以縮寫為"/"。應(yīng)該理解的是，盡管在這里可以使用術(shù)語第一、第二等來描述各種 元件，這些元件并不應(yīng)該由這些術(shù)語所限定。這些術(shù)語僅用于將一個元
件與另一個元件相區(qū)分。例如，在不脫離所述公開的教義的情況下，可 以將第一信號稱作第二信號，并且類似地，可以將第二信號稱作第一信號。這里使用的術(shù)語僅用于描述特定實施例的目的，而不會限制本發(fā) 明。如這里所使用的，單數(shù)形式還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地指 出了其它情況。還應(yīng)該理解的是，當(dāng)在此說明書中使用術(shù)語"包括"時， 指定了存在所聲明的特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元素、和/或組件， 但是不排除存在或另外還有一個或多個其他特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、 操作、元素、組件、和/或其組合。除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有 由本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的相同意義。還應(yīng)該理解 的是，例如那些在常用字典中定義的術(shù)語，應(yīng)該被解釋為具有與在相關(guān) 領(lǐng)域和/或本申請中的意義一致的含義，并且除非在此清楚地定義，否則 不會被解釋為理想化或過于刻板的理解。圖1A和圖1B是根據(jù)典型公開實施例的半導(dǎo)體器件10的方框圖。 參考圖1A和圖1B，半導(dǎo)體器件10包括第一電壓產(chǎn)生單元20、第二電壓 產(chǎn)生單元30、第三電壓產(chǎn)生單元40、以及行解碼器電路(g卩，X-解碼器) 50。第一電壓產(chǎn)生單元20基于第一電壓產(chǎn)生使能信號Vswitch—En和第 一電源電壓Vcc，產(chǎn)生第一泵輸出電壓Vswitch。為此，第一電壓產(chǎn)生單 元可以包括許多部件。例如，這些部件可以包括第一泵時鐘產(chǎn)生器22 和第一電荷泵24。第一泵時鐘產(chǎn)生器22響應(yīng)于第一電壓產(chǎn)生使能信號Vswitch—En， 產(chǎn)生第一泵時鐘信號PUMP^lockl，用于控制第一電荷泵24的操作。而 且，第一電荷泵24響應(yīng)于第一泵時鐘信號PUMP—clockl，執(zhí)行泵浦操作， 并且產(chǎn)生第一泵輸出電壓Vswitch。第二電壓產(chǎn)生單元30基于第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm—En和第一 泵輸出電壓Vswitch，產(chǎn)生第二泵輸出電壓Vpgm。與第一電壓產(chǎn)生單元 20類似，第二電壓產(chǎn)生單元30也包括第二泵時鐘產(chǎn)生器32和第二電荷 泵34。
第二泵時鐘產(chǎn)生器32基于第一泵輸出電壓Vswitch，產(chǎn)生第二泵時 鐘信號PUMP—clock3，用于控制第二電荷泵34的操作。而且，第二電荷 泵34響應(yīng)于第二浦時鐘信號PUMP—clock3，執(zhí)行泵浦操作，并且產(chǎn)生第 二泵輸出電壓Vgpm。當(dāng)從第二電荷泵34輸出的第二泵輸出電壓Vpgm達到預(yù)定目標(biāo)電平 時，為了停止第二泵時鐘產(chǎn)生器32的操作，將第二泵時鐘產(chǎn)生器32與 第二電荷泵34的輸出節(jié)點N05相連。當(dāng)輸出節(jié)點N05的電壓或通過對輸 出節(jié)點N05的電壓分壓而獲得的電壓比基準(zhǔn)電壓Vref高時，第二泵時鐘 產(chǎn)生器32和第二電荷泵34之間的此反饋連接，允許第二泵時鐘產(chǎn)生器 32停止產(chǎn)生第二泵時鐘信號PUMP_clock3。輸出節(jié)點N05的電壓基于第二電荷泵34的操作而改變。具體地， 當(dāng)使能第二電荷泵34時，輸出節(jié)點N05的電壓是第二泵輸出電壓Vpgm。 然而，當(dāng)中斷第二泵時鐘信號PUMP—clock3時，禁用第二電荷泵34，并 且將輸出節(jié)點N05的電壓通過電源電壓控制電路322偏置為第一電源電 壓Vcc。第三電壓產(chǎn)生單元40基于第三電壓產(chǎn)生使能信號V卯一En和第一電 源電壓Vcc，產(chǎn)生第三泵輸出電壓Vpp。與第一電壓產(chǎn)生單元20和第二 電壓產(chǎn)生單元30類似，第三電壓產(chǎn)生單元40包括第三泵時鐘產(chǎn)生器42 和第三電荷泵44。第三泵時鐘產(chǎn)生器42基于第一電源電壓Vcc，產(chǎn)生第三泵時鐘信號 PUMP一clock5。此外，第三電荷泵44響應(yīng)于第三泵時鐘信號PUMP—clock5， 產(chǎn)生第三泵輸出電壓Vpp。行解碼器電路50與存儲單元陣列(圖3中的60)相連。而且，行 解碼器電路50基于一個或多個地址信號(例如，地址編碼信號)、以及 第二泵輸出電壓Vpgm或第三泵輸出電壓Vpp，輸出至少一個行線選擇電 壓Vsel。稍后將參考圖3詳細描述此操作。行線選擇電壓Vsel可以是 讀電壓Vread、通過電壓Vpass、或擦除電壓Vers。在典型實施例中， 可以通過具有與圖1A和1B中所示的電壓產(chǎn)生單元20、 30和40相同或 類似的結(jié)構(gòu)的電路產(chǎn)生讀電壓Vread、通過電壓Vpass、以及擦除電壓
圖2是如圖1A和圖IB所示的第二泵時鐘產(chǎn)生器32的電路圖。參 考圖1A至圖2，第二泵時鐘產(chǎn)生器32包括分壓輸出塊320、比較器330、 和邏輯塊340。分壓輸出塊320與第二電荷泵34相連，并且輸出第一電 源電壓Vcc和第二泵輸出電壓Vpgm，或者輸出通過對第二泵輸出電壓 Vpgm分壓獲得的電壓。在典型實施例中，分壓輸出塊320包括電源電壓 控制電路322、分壓器324和開關(guān)N3。當(dāng)將第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm—En去激活時，電源電壓控制電路 322將輸出節(jié)點N05的電壓(即，從第二電荷泵34輸出的第二泵輸出電 壓Vpgm)偏置到第一電源電壓Vcc的電平。例如，當(dāng)將第二電壓產(chǎn)生使 能信號Vpgm—En去激活到低電平"0"時，電源電壓控制電路322操作， 使得輸出節(jié)點N05處于第一電源電壓Vcc的電平。在典型實施例中，電 源電壓控制電路322包括PMOS晶體管Pll和耗盡型晶體管Nll。響應(yīng)于分別通過第二反相器13和第一反相器II輸入的第二電壓產(chǎn) 生使能信號Vpgm_En和反相第二電壓產(chǎn)生使能信號/Vpgm—En，將PMOS 晶體管Pll和耗盡型晶體管Nil分別導(dǎo)通/截止。具體地，當(dāng)將第二電壓 產(chǎn)生使能信號Vpgm—En激活時，將PMOS晶體管Pll和耗盡型晶體管Nil 均截止，并且將輸出節(jié)點N05與第一電源電壓Vcc的節(jié)點相隔離。另一 方面，當(dāng)使第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm—En去激活時，將PMOS晶體管 Pll和耗盡型晶體管Nll均導(dǎo)通，并且輸出節(jié)點N05與第一電源電壓Vcc 的節(jié)點電連接。結(jié)果，將輸出節(jié)點N05偏置到第一電源電壓Vcc的電平。分壓器324分別基于第一泵輸出電壓Vswitch以及第一和第二分壓 控制信號Vpgm—Enl和Vpgm—En2中至少之一，將第二泵輸出電壓Vpgm 分壓，并且輸出分壓。具體地，第一分壓控制信號Vpgm—Enl將分壓器 324的第一開關(guān)Tl激活，并且第二分壓控制信號Vpgm一En2將分壓器324 的第二開關(guān)T3激活。可以通過包括在半導(dǎo)體器件10中的控制器(未示 出)來產(chǎn)生第一和第二分壓控制信號Vpgm—Enl和Vpgm一En2。在典型實施例中，分壓器324包括第一開關(guān)控制器324-1 (也稱為 高電壓開關(guān))、第一開關(guān)T1、第二開關(guān)控制器324-3(也稱為高電壓開關(guān))、 第二開關(guān)T3、以及串聯(lián)連接的第一至第四電阻器R1至R4。而且，第一 和第二開關(guān)Tl和T3的每一個均與第一至第四電阻器Rl至R4的至少之 一并聯(lián)連接。此外，在典型實施例中，開關(guān)T1和T3可以通過晶體管來具體實現(xiàn)。第一開關(guān)控制器324-1基于第一泵輸出電壓Vswitch和第一分壓控 制信號VpgnuEnl，輸出第一開關(guān)控制電壓Vgl。例如，當(dāng)將第一分壓控 制信號Vpgm—Enl激活到高電平"1"時，第一開關(guān)控制電壓Vgl具有第 一泵輸出電壓Vswitch的電平，并且從而接通第一開關(guān)T1。結(jié)果，電流 流向第一開關(guān)Tl而不是第二電阻器R2。因為將流向第二電阻器R2的電 流阻塞，禁用了第二電阻器R2。然而，當(dāng)將第一分壓控制信號Vpgm—Enl 去激活到低電平"0"時，第一開關(guān)控制電壓Vgl具有第二電源電壓Vss 的電平，并且從而斷開第一開關(guān)T1。結(jié)果，電流流向第二電阻器R2，第 二電阻器R2被使能。第二開關(guān)控制器324-3基于第一泵輸出電壓Vswitch和第二分壓控 制信號Vpgm—En2，輸出第二開關(guān)控制電壓Vg3。例如，當(dāng)將第二分壓控 制信號Vpgm—En2激活到高電平"1"時，第二開關(guān)控制電壓Vg3具有第 一泵輸出電壓Vswitch的電平，并且從而接通第二開關(guān)T3。結(jié)果，流向 第三電阻器R3的電流被阻塞，并且第三電阻器R3被禁用。然而，當(dāng)將 第二分壓控制信號Vpgm—En2去激活到低電平"0"時，第二開關(guān)控制電 壓Vg3具有第二電源電壓Vss的電平，并且從而斷開第二開關(guān)T3。結(jié)果， 電流流向第三電阻器R3，第三電阻器R3被使能。換句話說，在第一至第四電阻器Rl至R4串聯(lián)連接在第二電荷泵34 的輸出節(jié)點N05和第二電源電壓Vss之間的情況下，通過第一和第二開 關(guān)Tl和T3的接通/斷開操作來對第二泵輸出電壓Vpgm進行分壓。而且，響應(yīng)于第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm一En將開關(guān)N3接通或斷 開，以便選擇性地形成第二電荷泵34的輸出節(jié)點N05和第二電源電壓 Vss之間的電學(xué)通道。比較器330將輸出電壓(即，從分壓輸出塊320輸出的分壓VD1) 與基準(zhǔn)電壓Vref相比較，并且產(chǎn)生比較信號Vcom。例如，當(dāng)分壓VD1 比基準(zhǔn)電壓Vref高時，將比較信號Vcom輸出為處于低電平"0"。另一 方面，當(dāng)分壓VD1比基準(zhǔn)電壓Vref低時，將比較信號Vcom輸出為處于 高電平To 邏輯塊340響應(yīng)于第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm—En、比較信號Vcom、 以及時鐘信號"clock",產(chǎn)生具有預(yù)定周期的第二泵時鐘信號 PUMP—clock3。在典型實施例中，邏輯塊340執(zhí)行關(guān)于第二電壓產(chǎn)生使能 信號Vpgm—En和比較信號Vcom的"與"操作，然后執(zhí)行關(guān)于"與"操作 的結(jié)果和時鐘信號"clock"的另一個"與"操作，從而產(chǎn)生第二泵時鐘 信號PUMP—clock3。例如，當(dāng)將第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm—En激活到高電平"1"，并 且當(dāng)將比較信號Vcom設(shè)置為處于高電平"1"時，即，分壓VD1比基準(zhǔn) 電壓低，將時鐘信號"clock"輸出為第二泵時鐘信號PUMP—clock3。然 后，第二電荷泵34響應(yīng)于第二泵時鐘信號PUMP—clock3，執(zhí)行電荷泵浦， 并且將第二泵輸出電壓Vpgm升壓至基準(zhǔn)電壓Vref的電平。然而，當(dāng)將 第二電壓產(chǎn)生使能信號Vpgm—En去激活，或者當(dāng)將比較信號Vcom設(shè)置為 處于低電平"0"時，g卩，分壓VD1比基準(zhǔn)電壓高，第二泵時鐘信號 PUMP—clock3保持處于低電平"0"。然后，第二電荷泵34停止電荷泵浦， 使得將第二泵輸出電壓Vpgm維持在基準(zhǔn)電壓Vref的電平，或使其減少。圖1A和圖IB所示的第一泵時鐘產(chǎn)生器22的結(jié)構(gòu)和操作與第二泵 時鐘產(chǎn)生器32相同或類似，不同之處在于第一泵時鐘產(chǎn)生器22響應(yīng) 于第一電壓產(chǎn)生使能信號Vswitch—En、第一電源電壓Vcc、第三分壓控 制信號Vswi—Enl、以及第四分壓控制信號Vswi—En2,而不是第二電壓產(chǎn) 生使能信號Vpgm—En、第一泵輸出電壓Vswitch、第一分壓控制信號 Vpgm—Enl、以及第二分壓控制信號Vpgm一En2來操作。因此，將省略第一 泵時鐘產(chǎn)生器22的詳細描述。類似地，圖1A和圖1B所示的第三泵時鐘產(chǎn)生器42的結(jié)構(gòu)和操作 與第二泵時鐘產(chǎn)生器32相同或類似，不同之處在于第三泵時鐘產(chǎn)生器 42響應(yīng)于第三電壓產(chǎn)生使能信號Vpp—En、第一電源電壓Vcc、第五分壓 控制信號Vpp—Enl、以及第六分壓控制信號Vpp一En2，而不是第二電壓產(chǎn) 生使能信號Vpgm一En、第一泵輸出電壓Vswitch、第一分壓控制信號 Vpgm—Enl、以及第二分壓控制信號Vpgm—En2來操作。因此，將省略第三 泵時鐘產(chǎn)生器42的詳細描述。圖3示出了包括在根據(jù)典型公開實施例的半導(dǎo)體器件中的行解碼器 電路50和存儲單元陣列60。具體地，圖3中所示的半導(dǎo)體器件是閃速存儲器件示例。參考圖3，存儲單元陣列60可以通過多個行線SSL、 WL32至WL1、 以及GSL與行解碼器電路50相連。此外，存儲單元陣列60也可以通過 多個位線BL1、 BL2、 ...、 BLi與頁緩沖器70相連。行解碼器電路50分別接收第二和第三泵輸出電壓Vpgm和Vpp，以 及讀電壓Vread、通過電壓Vpass、擦除電壓Vers、和地址編碼信號。 而且，基于地址編碼信號，行解碼器電路50向行線SSL、 WL32至WL1、 以及GSL之一輸出第二泵輸出電壓Vpgm(例如，編程電壓)、讀電壓Vread、 通過電壓Vpass、或擦除電壓Vers。為此，行解碼器電路50可以包括行 線電壓選擇器51和多個晶體管PGO至PG33。行線電壓選擇器51使用多個已產(chǎn)生的電壓，選擇并且輸出將分別 向行線SSL、WL32至WL1、以及GSL施加的行線選擇電壓SS、S32、S31、...、 S1和GS。例如，這些已產(chǎn)生的電壓可以包括第二泵輸出電壓Vpgm、讀 電壓Vread、通過電壓Vpass、以及擦除電壓Vers。此外，可以響應(yīng)于 第三泵輸出電壓Vpp來導(dǎo)通/截止多個晶體管PGO至PG33，使得分別向 行線SSL、 WL32至WL1、以及GSL輸出行線選擇電壓SS、 S32至Sl和GS。存儲單元陣列60包括多個位線BL1至BLi，以及分別與位線BL1 至BLi相連的存儲單元串MCS。而且，每一個存儲單元串MCS均包括多 個(例如，32個)單元晶體管M1至M32，所述單元晶體管串聯(lián)連接在串 選擇晶體管SST的源極和接地選擇晶體管GST的漏極之間。此外，每一 個串選擇晶體管SST的漏極與對應(yīng)的位線BLj (其中j=l至i)相連，并 且每一個接地選擇晶體管GST的源極與公共源極線CSL相連。此外，串 選擇晶體管SST的柵極共同地與串選擇晶體管SST相連，并且接地選擇 晶體管GST的柵極共同地與接地選擇晶體管GST相連。此外，存儲單元 串MCS中的單元晶體管Ml的控制柵極共同地與字線WLi相連。以相同的 方式，存儲單元串MCS中的其他單元晶體管M2至M32的控制柵極分別共 同地與字線WL2至WL32相連。行線，即存儲單元陣列60內(nèi)部的串選擇 線SSL、字線WL32至WL1、以及接地選擇線GSL，分別通過響應(yīng)于第三 泵輸出電壓Vpp而導(dǎo)通/截止的晶體管PG33至PG1，接收行線選擇電壓SS、 S32至S1、以及GS。圖4是示出了如圖1A和圖1B所示的半導(dǎo)體器件中的輸出電壓的電 平的曲線。參考圖1A、圖1B和圖4，在對存儲單元陣列進行編程的同時， 即在編程時間段tl或1:5，第三泵輸出電壓Vpp的電平Ll比第二泵輸出 電壓Vpgm的電平L3高。相反，在對存儲單元陣列的單元中已編程的數(shù) 據(jù)進行驗證時的讀時間段t3或t7，第三泵輸出電壓Vpp的電平Ll比第 二泵輸出電壓Vpgm的電平L3低。換句話說，在數(shù)據(jù)驗證時間段t3和 t7，將施加到行解碼器電路50的第三泵輸出電壓Vpp維持在低電平，因 此，防止了可能由于第三泵輸出電壓Vpp而發(fā)生的寄生效應(yīng)。因為寄生 效應(yīng)較低或不存在，可以穩(wěn)定地執(zhí)行數(shù)據(jù)驗證。在典型實施例中，第二電壓產(chǎn)生單元30使用第一電壓產(chǎn)生單元20 產(chǎn)生的第一泵輸出電壓Vswitch作為開關(guān)控制器324-1和324-3的輸入 電壓。而且，在編程時間段tl和t5期間以及同樣在用于數(shù)據(jù)驗證的讀 時間段t3和t7期間，第一泵輸出電壓Vswitch可以高于或等于第二泵 輸出電壓Vpgm。因此，在讀時間段t3和t7期間，即使第三泵輸出電壓 Vpp比第二泵輸出電壓Vpgm低，也可以與第三泵輸出電壓V卯無關(guān)地穩(wěn) 定產(chǎn)生第二泵輸出電壓Vpgm，而不會過沖。換句話說，第二電壓產(chǎn)生單 元30產(chǎn)生的第二泵輸出電壓Vpgm的電平L3沒有受到第三電壓產(chǎn)生單元 40產(chǎn)生的第三泵輸出電壓Vpp的電平Ll的影響，并且可以防止第二泵 輸出電壓Vpgm的過沖。圖5是半導(dǎo)體器件100的方框圖，并且用于將器件100與典型公開 實施例相比較。此外，圖6是示出了如圖5所示的半導(dǎo)體器件100中的 輸出電壓的電平的曲線。參考圖1A至圖6，圖5所示的半導(dǎo)體器件100 的結(jié)構(gòu)和操作與圖1A和圖1B所示的半導(dǎo)體器件10相同或類似，不同之 處在于半導(dǎo)體器件]00不包括第一電壓產(chǎn)生單元20。此外，第二電壓 產(chǎn)生單元30'響應(yīng)于第三電壓產(chǎn)生單元40產(chǎn)生的第三泵輸出電壓Vpp， 而不是圖1A的第一電壓產(chǎn)生單元20產(chǎn)生的第一泵輸出電壓Vswitch來 操作。參考圖6，在包括在半導(dǎo)體器件100中的存儲單元陣列(未示出) 的編程時間段tl和t5期間，第三泵輸出電壓Vpp的電平L1比第二泵輸
出電壓Vpgm的電平L3高。另一方面，在對在存儲單元陣列的單元中已 編程的數(shù)據(jù)進行驗證的讀操作時間段t3和t7期間，第三泵輸出電壓Vpp 的電平L1比第二泵輸出電壓Vpgm的電平L3低。換句話說，在數(shù)據(jù)驗證 時間段t3和t7期間，將施加到行解碼器電路50的第三泵輸出電壓Vpp 維持在低電平，以防止可能由于第三泵輸出電壓Vpp而發(fā)生的寄生效應(yīng)。 然而，在數(shù)據(jù)驗證時間段t3和t7期間，由于輸入到開關(guān)控制器324-1 和324-3的第三泵輸出電壓Vpp的不穩(wěn)定性而引起的第二電壓產(chǎn)生單元 30，的異常操作，第二泵輸出電壓Vpgm可能突然地增加到比目標(biāo)電壓電 平(即，L3)高的電平L5，導(dǎo)致過沖。結(jié)果，數(shù)據(jù)驗證可能是不可靠的。然而，在典型實施例中，包括在半導(dǎo)體器件10中的第二電壓產(chǎn)生 單元30基于第一電壓產(chǎn)生單元20產(chǎn)生的第一泵輸出電壓Vswitch，輸 出第二泵輸出電壓Vpgm。因此，第二電壓產(chǎn)生單元30使用第一泵輸出 電壓Vswitch作為開關(guān)控制器324-1和324-3的輸入電壓，使得即使當(dāng) 第三泵輸出電壓Vpp變低或變得不穩(wěn)定，第二電壓產(chǎn)生單元30也不會受 到第三泵輸出電壓Vpp的影響。換句話說，將第二電壓產(chǎn)生單元30產(chǎn)生 的第二泵輸出電壓Vpgm維持為處于電平L3，而與第三電壓產(chǎn)生單元40 產(chǎn)生的第三泵輸出電壓Vpp的電平Ll無關(guān)。第二泵輸出電壓Vpgm的電 平L3與第三泵輸出電壓Vpp的電平L].的此種獨立性可以防止第二泵輸 出電壓Vpgm的過沖。此外，可以將第一電壓產(chǎn)生單元20產(chǎn)生的第一泵輸出電壓Vswitch 專門用作第二電壓產(chǎn)生單元30的輸入電壓，并且也可以將所述第一泵輸 出電壓Vswitch用作用于其他電壓產(chǎn)生單元(未示出)的開關(guān)電壓。圖7是在典型公開半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生電壓的方法的流程圖。參考圖 1A和圖1B以及圖7，在步驟SIO，第一泵時鐘產(chǎn)生器22基于第一電源 電壓Vcc，產(chǎn)生第一泵時鐘信號PUMP—clockl。在步驟S20，第一電荷泵 24響應(yīng)于第一泵時鐘信號PUMP—clockl,產(chǎn)生第一泵輸出電壓Vswitch。 在步驟S30，第二泵時鐘產(chǎn)生器32基于第一泵輸出電壓Vswitch，產(chǎn)生 第二泵時鐘信號PUMP—一clock3。在步驟S40，第二電荷泵34響應(yīng)于第二 泵時鐘信號PUMP—clock3,產(chǎn)生第二泵輸出電壓Vpgm。在步驟S50，第 三泵時鐘產(chǎn)生器42基于第一電源電壓Vcc，產(chǎn)生第三泵時鐘信號
PUMP—clock5。在步驟S60，第三電荷泵44響應(yīng)于第三泵時鐘信號 PUMP_clock5，產(chǎn)生第三泵輸出電壓Vpp。所公開的電壓產(chǎn)生系統(tǒng)和用于產(chǎn)生電壓的方法可以用于任意半導(dǎo) 體存儲器件中。如上所述，因為第二泵時鐘產(chǎn)生器32基于第一泵輸出電 壓Vswitch，產(chǎn)生第二泵時鐘信號PUMP一clock3，可以穩(wěn)定無過沖地產(chǎn)生 第二泵輸出電壓Vpgm，即使第三泵輸出電壓Vpp變低或變得不穩(wěn)定。盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的典型實施例，示出和描述了所公開的系統(tǒng)，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā) 明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進行形式和細節(jié)上的多種改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括第一泵時鐘產(chǎn)生器，被配置成基于第一電源電壓產(chǎn)生第一泵時鐘信號；第一電荷泵，被配置成響應(yīng)于第一泵時鐘信號產(chǎn)生第一泵輸出電壓；第二泵時鐘產(chǎn)生器，被配置成基于第一泵輸出電壓產(chǎn)生第二泵時鐘信號；第二電荷泵，被配置成響應(yīng)于第二泵時鐘信號產(chǎn)生第二泵輸出電壓；第三泵時鐘產(chǎn)生器，被配置成基于第一電源電壓產(chǎn)生第三泵時鐘信號；以及第三電荷泵，被配置成響應(yīng)于第三泵時鐘信號產(chǎn)生第三泵輸出電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第二泵時鐘產(chǎn)生 器包括分壓輸出塊，被配置成輸出第一電源電壓、第二泵輸出電壓、或通過對第二泵輸出電壓進行分壓而獲得的電壓；比較器，被配置成將分壓輸出塊的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓相比較，并 且基于比較產(chǎn)生比較信號；以及邏輯塊，被配置成基于使能信號和所述比較信號，產(chǎn)生具有預(yù)定周 期的第二泵時鐘信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述分壓輸出塊包括: 分壓器，被配置成基于第一泵輸出電壓和分壓控制信號，對第二泵輸出電壓進行分壓，并且輸出已分壓的電壓；以及開關(guān)，被配置成響應(yīng)于所述使能信號，選擇性地形成第二電荷泵的 輸出節(jié)點和第二電源電壓之間的電流通道。
4. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述分壓器包括- 高電壓開關(guān)，被配置成接收第一泵輸出電壓，并且響應(yīng)于分壓控制 信號來輸出輸出電壓；至少一個電阻器，串聯(lián)連接在第二電荷泵的輸出節(jié)點和開關(guān)的端子 之間；以及晶體管，與至少一個電阻器并聯(lián)連接，所述晶體管配置用于響應(yīng)于 高電壓開關(guān)的輸出電壓而導(dǎo)通或截止。
5. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括電源電壓控制 電路，被配置成當(dāng)將所述使能信號去激活時，將第二電荷泵的輸出節(jié)點 的電壓偏置到第一電源電壓的電平。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括行解碼器電路， 通過多條行線與半導(dǎo)體器件中的存儲單元陣列相連；所述行解碼器電路 被配置成接收第二泵輸出電壓、第三泵輸出電壓、以及地址信號，并且 基于地址信號，向至少一條行線輸出第二泵輸出電壓。
7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件是閃 速存儲器件，以及所述第二泵輸出電壓是用于將數(shù)據(jù)寫入存儲單元陣列中的至少一 個存儲單元中的編程電壓，或是用于將數(shù)據(jù)從至少--個存儲單元中擦除 的擦除電壓。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中，在閃速存儲器件的編 程時間段期間，所述第三泵輸出電壓比第二泵輸出電壓高；并且在對閃 速存儲器件中的已編程數(shù)據(jù)進行驗證的讀時間段期間，所述第三泵輸出 電壓比第二泵輸出電壓低；以及在閃速存儲器件的編程時間段和讀時間段期間，所述第一泵輸出電 壓比第二泵輸出電壓高或與第二泵輸出電壓相等。
9. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體設(shè)備，其中，所述行解碼器電路包括晶體管，基于第三泵輸出電壓將所述晶體管導(dǎo)通，以向至少一個行線 輸出第二泵輸出電壓。
10. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體設(shè)備，其中，所述第二泵時鐘產(chǎn)生 器包括分壓輸出塊，被配置成輸出第一電源電壓、第二泵輸出電壓、或通 過對第二泵輸出電壓進行分壓而獲得的電壓；比較器，被配置成將分壓輸出塊的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓相比較，并且基于比較產(chǎn)生比較信號；以及邏輯塊，被配置成響應(yīng)于用以產(chǎn)生第二泵輸出電壓的使能信號以及 所述比較信號，產(chǎn)生具有預(yù)定周期的第二泵時鐘信號。
11. 一種在半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生電壓的方法，所述方法包括如下步驟-基于第一電源電壓，產(chǎn)生第一泵時鐘信號； 響應(yīng)于第一泵時鐘信號，產(chǎn)生第一泵輸出電壓； 基于第一泵輸出電壓，產(chǎn)生第二泵時鐘信號； 響應(yīng)于第二泵時鐘信號，產(chǎn)生第二泵輸出電壓； 基于第一電源電壓，產(chǎn)生第三泵時鐘信號；以及 響應(yīng)于第三泵時鐘信號，產(chǎn)生第三泵輸出電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述產(chǎn)生第二泵時鐘信號 的步驟包括輸出第一電源電壓、第二泵輸出電壓、或通過對第二泵輸出電壓進行分壓而獲得的分壓；將分壓與基準(zhǔn)電壓相比較，并且產(chǎn)生比較信號；以及 響應(yīng)于用于產(chǎn)生第二泵輸出電壓的使能信號以及所述比較信號，產(chǎn)生具有預(yù)定周期的第二泵時鐘信號。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述輸出分壓的步驟包括: 基于第一泵輸出電壓對第二泵輸出電壓進行分壓，并且當(dāng)將使能信號激活時輸出分壓；以及響應(yīng)于使能信號，連接輸出第二泵輸出電壓的輸出節(jié)點與第二電源 電壓。
全文摘要
公開了一種半導(dǎo)體存儲器件，所述器件包括第一泵時鐘產(chǎn)生器，配置用于基于第一電源電壓產(chǎn)生第一泵時鐘信號。所述器件還包括第一電荷泵，配置用于響應(yīng)于第一泵時鐘信號產(chǎn)生第一泵輸出電壓。所述器件還包括第二泵時鐘產(chǎn)生器，配置用于基于第一泵輸出電壓產(chǎn)生第二泵時鐘信號。所述器件還包括第二電荷泵，配置用于響應(yīng)于第二泵時鐘信號產(chǎn)生第二泵輸出電壓。所述器件還包括第三泵時鐘產(chǎn)生器，配置用于基于第一電源電壓產(chǎn)生第三泵時鐘信號。所述器件還包括第三電荷泵，配置用于響應(yīng)于第三泵時鐘信號產(chǎn)生第三泵輸出電壓。
文檔編號G11C16/30GK101154463SQ20071000405
公開日2008年4月2日 申請日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
發(fā)明者林瀛湖, 邊大錫 申請人:三星電子株式會社