[发明专利]一种应用于flash结构存储器的共享电荷泵系统

说明书

本发明提供了一种应用于flash存储器的共享电荷泵系统，包括前驱动级电荷泵、共享级电荷泵、正高压电荷泵专用级、负高压电荷泵专用级、第一控制开关和第二控制开关，其中，共享电荷泵系统中的储能电容分为第一储能电容、第二储能电容和第三储能电容。本发明基于flash结构存储器的器件特性，不同状态的正高压或负高压电荷泵使用，选择性共享一级电荷泵，有效地减小了电荷泵系统的面积，同时，也节省版图面积，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，特别涉及一种应用于flash结构存储器的共享电荷泵系统。

背景技术

随着半导体技术的发展，基于低功耗、低成本的设计要求，存储器的电源电压通常比较低。然而，为了实现存储信息的读写，通常需要远高于电源电压的编程电压和擦除电压。因此，电荷泵被广泛应用于存储器中，用于通过较低的电源电压获得较高的读取电压、编程电压以及擦除电压。

图1是现有的一种闪存单元flash电路结构示意图。在该闪存单元flash电路中，所述闪存单元为2T单元，由操作单元MN0和选择单元MN1组成，所述MN0单元栅极为SG，漏极为BL，源极连接至所述单元MN1的漏极，衬底连接至所述单元MN1的衬底SPW，所述MN1单元栅极为CG，源极为SL。其中操作单元MN0的栅极到衬底之间有一个特殊的存储数据层用来存储电子或空穴，通过对所述单元SG、CG、BL、SL、SPW各端口施加操作电压实现对所述闪存单元MN0的读操作、写操作以及擦除操作。

对所述闪存单元进行操作时，需要电荷泵系统同时提供正电压和负电压。所以需要正高压电荷泵系统和负高压电荷泵系统，正负高压电荷泵通常由几级串联组成，图2是现有的一种flash结构存储器正负高压电荷泵系统结构示意图，包括正电荷泵21和负电荷泵22。

对所述闪存单元进行擦写操作时，同时需要正高压电荷泵和负高压电荷泵，因为flash结构存储器的器件特性，写操作时负高压电荷泵电流负载较大，擦操作时正高压电荷泵电流负载较大，为了提供足够的驱动能力两个高压电荷泵的版图面积都很大，生产成本变高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种应用于flash结构存储器的共享电荷泵系统，具有一个公用的倍压电路和储能电容结构，在正高压需要大电流负载（擦操作）的时候给正高压用，在负高压需要大电流负载（写操作）的时候给正负压用，既可以满足读写擦的驱动要求，同时又可以节省版图面积。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种应用于flash结构存储器的共享电荷泵系统，所述共享电荷泵系统包括前驱动级电荷泵、共享级电荷泵、正高压电荷泵专用级、负高压电荷泵专用级、第一控制开关和第二控制开关，其中，共享电荷泵系统中的储能电容分为第一储能电容、第二储能电容和第三储能电容；

共享级电荷泵包括第一储能电容和倍压级电荷泵，第一储能电容的一端连接倍压级电荷泵的输入端；

正高压电荷泵专用级包括第二储能电容和正高压电荷泵，第二储能电容的一端连接正高压电荷泵的输入端；

负高压电荷泵专用级包括第三储能电容和负高压电荷泵，第三储能电容的一端连接负高压电荷泵的输入端；

第一控制开关和第二控制开关不能同时导通；

前驱动级电荷泵的输出端连接共享级电荷泵中的第一储能电容的一端，共享级电荷泵中的倍压级电荷泵的输入端连接第一控制开关和第二控制开关，第一控制开关连接正高压电荷泵专用级中的第二储能电容， 正高压电荷泵输出编程所用的正高压，第二控制开关连接负高压电荷泵专用级中的第三储能电容，负高压电荷泵输出编程所用的负高压。

优选地，所述共享电荷泵系统中的储能电容采用低压MOS器件和金属电容叠加方式。