[发明专利]用于读取阵列中的闪存单元的带位线预充电电路的改进读出放大器

说明书

本发明涉及用于读取阵列中的闪存单元的值的改进读出放大器。在一个实施例中，读出放大器包括改进的预充电电路，以用于在预充电周期期间对位线进行预充电，从而提高读操作的速度。在另一个实施例中，读出放大器包括简化的地址解码电路，以提高读操作的速度。

技术领域

本发明涉及用于读取阵列中的闪存单元的值的改进读出放大器。在一个实施例中，读出放大器包括改进的预充电电路，以用于在预充电周期期间对位线进行预充电，从而提高读操作的速度。在另一个实施例中，读出放大器包括简化的地址解码电路，以提高读操作的速度。

背景技术

非易失性存储器单元在本领域中是熟知的。图1中示出了一种现有技术的非易失性分裂栅存储器单元10，该非易失性分裂栅存储器单元包括五个端子。存储器单元10包括第一导电类型(诸如P型)的半导体衬底12。衬底12具有表面，在所述表面上形成第二导电类型(诸如N型)的第一区14(也称为源极线SL)。同样属于N型的第二区16(也称为漏极线)形成在衬底12的该表面上。第一区14和第二区16之间是沟道区18。位线BL 20连接至第二区16。字线WL 22被定位在沟道区18的第一部分上方并与其绝缘。字线22几乎不与或完全不与第二区16重叠。浮栅FG 24在沟道区18的另一部分上方。浮栅24与该另一部分绝缘，并与字线22相邻。浮栅24还与第一区14相邻。浮栅24可与第一区14重叠以提供从第一区14到浮栅24中的耦合。耦合栅CG(也称为控制栅)26位于浮栅24上方并与其绝缘。擦除栅EG 28在第一区14上方并与浮栅24和耦合栅26相邻，且与该浮栅和该耦合栅绝缘。浮栅24的顶部拐角可指向T形擦除栅28的内侧拐角以增强擦除效率。擦除栅28也与第一区14绝缘。存储器单元10在美国专利No.7,868,375中进行了更具体的描述，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文中。

现有技术的非易失性存储器单元10的擦除和编程的一个示例性操作如下。通过福勒-诺德海姆隧穿机制(Fowler-Nordheim tunneling mechanism)，借助在擦除栅28上施加高电压而使其他端子等于零伏特来擦除存储器单元10。电子从浮栅24隧穿到擦除栅28中，导致浮栅24带正电，从而打开处于读取状态的单元10。所得的单元擦除状态被称为‘1’状态。

通过源极侧热电子编程机制，借助在耦合栅26上施加高电压、在源极线14上施加高电压、在擦除栅28上施加中等电压以及在位线20上施加编程电流，来对存储器单元10编程。流经字线22与浮栅24之间的间隙的一部分电子获得足够的能量而注入浮栅24之中，导致浮栅24带负电，从而关闭处于读取状态的单元10。所得的单元编程状态被称为‘0’状态。

按如下方式以电流感测模式读取存储器单元10：在位线20上施加偏置电压，在字线22上施加偏置电压，在耦合栅26上施加偏置电压，在擦除栅28上施加偏置电压或零电压，并且在源极线14上施加接地电位。对于擦除状态而言，存在从位线20流向源极线14的单元电流，而对于编程状态而言，存在从位线20流向源极线14的不显著单元电流或零单元电流。或者，可以反向电流感测模式读取存储器单元10，在该模式中，位线20接地，并且在源极线24上施加偏置电压。在该模式中，电流反转方向，从源极线14流向位线20。

或者，可按如下方式以电压感测模式读取存储器单元10：在位线20上施加偏置电流(接地)，在字线22上施加偏置电压，在耦合栅26上施加偏置电压，在擦除栅28上施加偏置电压，并且在源极线14上施加偏置电压。对于擦除状态而言，位线20上存在单元输出电压(显著地0V)，而对于编程状态而言，位线20上存在不显著或接近零的输出电压。或者，可以反向电压感测模式读取存储器单元10，在该模式中，位线20被偏置在偏置电压处，并且在源极线14上施加偏置电流(接地)。在该模式中，存储器单元10输出电压位于源极线14上而非位于位线20上。