專利名稱：用于調(diào)整閃存器件基準電壓的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整閃存器件基準電壓的方法和裝置，更尤其涉及一 種用于使用閃存作為電阻器來調(diào)整閃存器件基準電壓的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在閃存器件中，用于擦除和/或編程裝置的值可以通過基準電壓進行調(diào)整。 由于基準電壓根據(jù)溫度、外部電源以及工藝的變化而改變，可以通過使用熔斷 方法調(diào)整基準電壓的方法而調(diào)整基準電壓。
如圖1所示，用于檢測基準電壓的電路可以包括劃分基準電壓VREF和系 統(tǒng)電壓VDD的第一電阻器R1、第二電阻器R2以及比較基準電壓VRFF與節(jié) 點電壓VNODE的放大器AMP。如果根據(jù)系統(tǒng)電壓VDD并且由第一電阻器 Rl和第二電阻器R2劃分的節(jié)點電壓VNODE低于基準電壓VRFF，則放大器 AMP可以以"低"狀態(tài)輸出電壓。如果節(jié)點電壓VNODE由于系統(tǒng)電壓VDD 的增加而增加，則放大器可以以"高"狀態(tài)輸出電壓。
然而，節(jié)點電壓VNODE可以根據(jù)第一電阻器Rl和第二電阻器R2的電 阻值的變化而改變。本質(zhì)上，第一電阻器R1和第二電阻器R2的電阻值可以 根據(jù)系統(tǒng)電壓VDD和半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中的工藝條件的變化而改變，從而電壓 檢測的精度會由于節(jié)點電壓VNODE的變化而降級。
如圖2所示，為了克服這樣的問題發(fā)生，提出了使用多個電阻器和金屬選 擇來檢測基準電壓的電路。閃存器件的特性可以使用多個電阻器和金屬選擇 200測試出，從而可以使用修正金屬層。然而，由于工藝條件和系統(tǒng)電壓VDD 的變化以及每一份額(lot)和每一芯片特性的變化，會導(dǎo)致精度降級。
因此，盡管可以使用含有聚乙烯熔絲和金屬熔絲的金屬選擇200可以進行
調(diào)整以符合每一芯片的特性，但是測試后需要使用分立的激光切割裝置。在使 用電熔絲時，由于熔斷的熔絲碎片會產(chǎn)生劣質(zhì)芯片，并且在完成調(diào)整后不能充 分進行調(diào)整工作，從而生產(chǎn)的靈活性降級。
在半導(dǎo)體工藝中使用小電阻器時，需要大電阻器將功率損耗減到最小。因 此，為了使用大電阻值的電阻器，電阻器占用相當大部分的芯片尺寸。尤其是， 當需要增加多個電阻器的電路時，每單位面積可生產(chǎn)的芯片數(shù)量減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式涉及一種用于調(diào)整閃存器件基準電壓的裝置，使得該基 準電壓對漏電壓和半導(dǎo)體工藝中的工藝條件不敏感。
本發(fā)明實施方式涉及 -種用于調(diào)整閃存器件基準電壓的裝置，該裝置包括 用于調(diào)整基準電壓的電路，該電路包括劃分漏電壓的電阻器、由閃存形成的閃 存電阻器、開/關(guān)閃存漏極的NMOS以及比較基準電壓和節(jié)點電壓的放大器； 導(dǎo)通/截止NMOS的NMOS柵開關(guān)；當閃存處于編程、擦除以及阻抗狀態(tài)時， 轉(zhuǎn)換閃存柵電壓的閃存單元柵開關(guān)；對于閃存擦除操作轉(zhuǎn)換閃存源電壓的閃存 單元源開關(guān)；以及對于閃存編程操作轉(zhuǎn)換閃存漏電壓的閃存單元漏開關(guān)。
本發(fā)明實施方式涉及一種使用由閃存形成的電阻器調(diào)整閃存器件基準電 壓的方法，該方法至少包含以下步驟之一執(zhí)行閃存電阻器的擦除操作；執(zhí)行 閃存電阻器的編程操作；執(zhí)行閃存電阻器的電流讀取操作；通過測量流入閃存 電阻器的電流而確認該閃存電阻器的閾值電壓；判斷閃存電阻器的閾值電壓是 否滿足基準電壓；以及如果閃存電阻器的閾值電壓滿足所述基準電壓則完成所 述調(diào)整操作。


圖1和圖2示出了用于檢測閃存器件基準電壓的電路圖； 圖3和圖4示出了根據(jù)實施方式用于調(diào)整閃存器件基準電壓的電路圖； 圖5示出了根據(jù)實施方式的處于程序狀態(tài)下的閃存器件； 圖6示出了根據(jù)實施方式的閾值電壓按照閃存器件中柵電壓和漏電壓的 變化圖7示出了根據(jù)實施方式的處于擦除狀態(tài)下的閃存器件；以及
圖8示出了根據(jù)實施方式的用于檢測閃存器件基準電壓的方法。
具體實施例方式
如圖3的實施例所示，用于調(diào)整基準電壓的電路可以包括劃分基準電壓 VREF和漏電壓VDD的電阻器R1、由閃存形成的閃存電阻器Fl 、開/關(guān)閃存 漏極的NMOS晶體管Nl以及比較基準電壓VREF和節(jié)點電壓VNODE的放 大器AMP。節(jié)點電壓VN0DE可以表示電阻器R1、閃存電阻器F1以及放大 器AMP所連接處的電壓值。
如圖4的實施例所示，用于調(diào)整閃存器件基準電壓的電路外圍裝置包括 用于導(dǎo)通/截止NMOS晶體管Nl的NMOS柵開關(guān)410，其根據(jù)用于控制NMOS 柵開關(guān)410的閃存EN一輸入信號進行工作。閃存單元柵開關(guān)420可以在閃存處 于編程、擦除和/或阻抗狀態(tài)時，根據(jù)用于控制閃存單元柵開關(guān)420的PGMJEN 輸入信號和ERASE_EN輸入信號以及閃存編程操作所需的高壓VPPI—PGM而 轉(zhuǎn)換閃存的柵電壓。對于閃存的擦除操作，閃存單元源開關(guān)430可以根據(jù)用于 控制閃存單元源開關(guān)430的ERASE—EN輸入信號以及閃存擦除操作所需的高 壓VPPI—ERASE而轉(zhuǎn)換閃存的源電壓。對于閃存的編程操作，閃存單元漏開 關(guān)440可以根據(jù)在閃存編程狀態(tài)中用于控制閃存單元漏開關(guān)440的PGM—EN 輸入信號以及在閃存讀取狀態(tài)中用于控制閃存單元漏開關(guān)440的READ—EN輸 入信號而轉(zhuǎn)換用于閃存編程操作的閃存漏電壓。
如圖5所示，操作狀態(tài)下的閃存器件可以通過將高壓VPPI—PGM施加到 柵極510以及將漏極電壓VDD施加到漏極530進行操作，以產(chǎn)生溝道熱電子 注入來增大閃存的閾值電壓。
如圖6所示，當9V的高壓VCG施加到柵極510上以及4V、 5V和6V的 漏電壓VD施加到漏極530，示出了閾值電壓相對于時間的增長。因此，可以 在進行閃存編程時，輸入柵電壓VCG和漏電壓VD以符合閃存的特性，從而 改變閃存的閾值電壓。因此，在閃存中可以進行調(diào)整操作以具有所需的閾值電 壓值。
如圖7所示，擦除狀態(tài)下的閃存器件可以通過浮置漏極530，將源電壓 VSS施加到柵極510，并且將高壓VPPI—ERASE施加到源極520而進行操作， 以產(chǎn)生FN隧道，從而減小閃存的閾值電壓。
如圖4和圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)整閃存器件基準電壓的方法可以
包括執(zhí)行本發(fā)明的擦除操作的步驟S810。
擦除操作可以按照如下步驟執(zhí)行。當閃存電阻器F1處于擦除狀態(tài)時，可 以將Flash—EN輸入信號輸入到NMOS柵開關(guān)410以將源電壓VSS輸出到第 二節(jié)點ND2，從而NMOS晶體管N1截止。此外，可以將ERASE—EN輸入信 號輸入到閃存單元柵開關(guān)420以將源電壓VSS輸出到第三節(jié)點ND3，從而源 電壓可以施加到閃存的柵極。ERASE—EN輸入信號可以施加到閃存單元源開 關(guān)430以將高壓VPPI—ERASE施加到閃存的源極。
在完成步驟S810之后，即完成閃存電阻器F1的擦除操作之后，閃存電阻 器F1可以執(zhí)行步驟S820，即，編程操作。
編程操作可以按照如下歩驟執(zhí)行。當閃存電阻器F1處于編程狀態(tài)時，可 以將Flash—EN輸入信號輸入到NMOS柵開關(guān)410以使源電壓VSS輸出到第 二節(jié)點ND2，從而NMOS晶體管N1截止。PGM—EN輸入信號也可以施加到 閃存單元柵開關(guān)420以將高電壓VPPI—PGM輸出到第三節(jié)點ND3，從而高壓 VPP—PGM可以施加到閃存的柵極。可以禁止將ERASE—EN輸入信號輸入到 閃存單元源開關(guān)430，使得源電壓VSS施加到閃存的源極并且PGM—EN輸入 信號可以輸入到閃存單元漏開關(guān)440，以將漏電壓VDD輸出到第一節(jié)點NDl， 從而將漏電壓VDD施加到閃存的漏極。
在完成步驟S820之后，g卩，完成閃存電阻器F1的編程操作之后，閃存電 阻器F1可以執(zhí)行步驟S830， g卩，電流讀取操作。
電流讀取操作可以按照如下步驟執(zhí)行。當閃存處于電流讀取狀態(tài)時，可以 將Flash—EN輸入信號輸入到NMOS柵開關(guān)410以使源電壓VSS輸出到第二 節(jié)點ND2，從而NMOS晶體管N1截止。也可以禁止輸入到閃存單元柵開關(guān) 420的PGM_EN輸入信號以將漏電壓VDD輸出到第三節(jié)點ND3，從而漏電壓 VDD可以施加到閃存的漏極。也可以禁止輸入到閃存單元源開關(guān)430的 ERASE—EN輸入信號以將源電壓VSS施加到閃存的源極，并且可以將 READ—EN輸入信號輸入到閃存單元漏開關(guān)440以將漏電壓VDD輸出到第一 節(jié)點ND1，從而漏電壓VDD可以施加到閃存的漏極。
在完成步驟S830后，g卩，完成閃存電阻器F1的電流讀取操作之后，在步 驟S840中，通過測量流入閃存電阻器F1的漏極的電流來確認閃存電阻器的閾
值電壓。
在執(zhí)行步驟S840時，在步驟S850中將作出閃存電阻器F1的閾值電壓是 否符合滿足電壓的判斷。如果閃存電阻器F1的閾值電壓滿足基準電壓，則在 步驟S860中完成調(diào)整操作。結(jié)果，閃存可用作電阻器。然而，如果在閃存電 流讀取狀態(tài)中確認的閾值電壓不符合基準電壓，則重復(fù)執(zhí)行閃存編程操作(即 步驟S820)，直到閾值電壓符合基準電壓。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，用于調(diào)整閃存基準電壓的方法和裝置提供了很多 優(yōu)點。例如，閃存用作電阻器從而電阻器對于漏電壓以及半導(dǎo)體工藝的工藝條 件變化不再敏感，能夠提高電阻器的精度，并且使最佳電阻值符合每一芯片特 性。由于沒有使用金屬選擇，不需要單獨的掩模制造成本，從而減小整個開發(fā) 成本?？梢员苊庥捎谑褂萌劢z而進行的單獨測試或激光切割裝置的使用。由于 在完成調(diào)整工作后，通過有效地處理調(diào)整操作重復(fù)工作的需求可以使生產(chǎn)的靈 活性提高。由于減小了迄今為止為了制造具有大阻值的電阻而占用相當大的芯 片面積的電阻器的面積，每單位面積生產(chǎn)的芯片總數(shù)量提高。。
雖然在此己描述了本發(fā)明的實施方式，但應(yīng)當理解對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可以設(shè)計落入所公開的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種其他改進和實施方式。更 具體地，在所公開的本說明書、附圖和所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)可以對主題組合 的配置中組成部件和/或配置進行各種變型和改進。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說，除了組成部件和/或配置進行的變型和改進外，顯然還可使用替代實施例。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括用于調(diào)整基準電壓的電路，其包括劃分漏電壓的電阻器、包含閃存的閃存電阻器、開/關(guān)所述閃存漏極的NMOS晶體管，以及比較所述基準電壓和節(jié)點電壓的放大器；導(dǎo)通/截止所述NMOS晶體管的NMOS柵開關(guān)；當閃存處于編程、擦除以及阻抗中的至少一種狀態(tài)時，切換所述閃存柵電壓的閃存單元柵開關(guān)；對于所述閃存的擦除操作用于轉(zhuǎn)換閃存源電壓的閃存單元源開關(guān)；以及對于所述閃存的編程操作用于轉(zhuǎn)換閃存漏電壓的閃存單元漏開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述節(jié)點電壓是電阻器、 閃存電阻器以及放大器連接點處的電壓值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述NMOS柵開關(guān)根據(jù)控 制所述NMOS柵開關(guān)的Flash—EN輸入信號而導(dǎo)通/截止所述NMOS。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當所述閃存處于編程、擦 除以及阻抗中的至少一種狀態(tài)時，根據(jù)用于控制所述閃存單元柵開關(guān)的 PGM—EN輸入信號和ERASE—EN輸入信號以及所述閃存編程操作所需的電 壓，所述閃存單元柵開關(guān)轉(zhuǎn)換所述閃存的柵電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，對于所述閃存的擦除操作， 根據(jù)用于控制閃存單元源開關(guān)的ERASE_EN輸入信號以及所述閃存擦除操作 所需的電壓，所述閃存單元源開關(guān)轉(zhuǎn)換所述閃存的源電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，對于所述閃存的編程操作， 根據(jù)用于控制所述閃存單元漏開關(guān)的PGM_EN輸入信號以及在所述閃存讀取 狀態(tài)中用于控制閃存單元漏開關(guān)的READ_EN輸入信號，所述閃存單元漏開關(guān) 轉(zhuǎn)換所述閃存的漏電壓。
7. —種用于調(diào)整閃存電阻器基準電壓的方法； 執(zhí)行所述閃存電阻器的編程操作； 執(zhí)行所述閃存電阻器的電流讀取操作；通過測量流入所述閃存電阻器中的電流而確認所述閃存電阻器的閾值電 壓；判斷所述閃存的閾值電壓是否滿足基準電壓；以及如果所述閃存電阻器的閾值電壓滿足所述基準電壓，則完成所述調(diào)整操
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述閃存的閾值電壓 不滿足所述基準電壓，則按序重復(fù)執(zhí)行所述閃存電阻器的編程操作，所述閃存 電阻器的電流讀取操作以及確認所述閃存電阻器閾值電壓的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述擦除操作包含將 Flash—EN輸入信號輸入到NMOS柵開關(guān)以將源電壓輸出到第二節(jié)點，從而 NMOS晶體管截止。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述擦除操作包括將 ERASE—EN輸入信號輸入到閃存單元柵開關(guān)以將所述源電壓輸出到第三節(jié) 點，從而將源電壓施加到閃存的柵極。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述擦除操作包括 將ERASE—EN輸入信號輸入到閃存單元源開關(guān)從而將電壓施加到所述閃存的 源極。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述編程操作包括將 Flash—EN輸入信號輸入到NMOS柵開關(guān)以將源電壓輸出到第二節(jié)點，從而 NMOS晶體管截止。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述編程操作包括 將PGM—EN輸入信號輸入到閃存單元柵開關(guān)以將電壓輸出到第三節(jié)點，從而 將所述電壓施加到所述閃存的柵極。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述編程操作包括 禁止輸入到閃存單元源開關(guān)的ERASE一EN輸入信號以將所述源電壓施加到所 述閃存的源極。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述編程操作包括 將所述PGM—EN輸入信號輸入到閃存單元漏開關(guān)以將漏電壓輸出到第一節(jié) 點，從而將所述漏電壓施加到所述閃存的漏極。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述電流讀取操作包 括向NMOS柵開關(guān)輸入flash FN輸入信號以將源電壓輸出到第二節(jié)點，從而 使NMOS晶體管截止。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述電流讀取操作 包括禁止輸入到閃存單元柵開關(guān)PGM—EN輸入信號以使漏電壓輸出到第三節(jié) 點，從而將漏電壓施加到所述閃存的柵極。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述電流讀取操作 包括禁止輸入到閃存單元源開關(guān)的ERASE一EN輸入信號以使所述源電壓施加 到所述閃存的源極。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述電流讀取操作 包括將READ—EN輸入信號輸出到閃存單元漏開關(guān)以使所述漏電壓輸出到第 一節(jié)點，從而將所述漏電壓施加到所述閃存的漏極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種調(diào)整基準電壓的方法和裝置。該方法至少包含以下步驟之一執(zhí)行閃存電阻器的擦除操作；執(zhí)行閃存電阻器的編程操作；執(zhí)行閃存電阻器的電流讀取操作；通過測量流入閃存電阻器漏極的電流而確認閃存電阻器的閾值電壓；判斷閃存電阻器的閾值電壓是否滿足基準電壓；并且如果閃存電阻器的閾值電壓滿足基準電壓則完成調(diào)整操作。
文檔編號G11C16/30GK101192449SQ20071016738
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者李用燮 申請人:東部高科股份有限公司