OR型閃存編程電路的制作方法
nor型閃存編程電路
技術領域
1.本發明涉及半導體電路技術，特別是涉及一種nor型閃存編程電路。
背景技術：
2.nor flash和nand flash都是使用浮柵場效應管(floating gate fet)作為基本存儲單元來存儲數據的，浮柵場效應管共有4個端電極，分別是為源極(source)、漏極(drain)、控制柵極(control gate)和浮置柵極(floating gate)，前3個端電極的作用于普通mosfet是一樣的，區別僅在于浮柵，flash就是利用浮柵是否存儲電荷來表征數字0’和
‘1’
的，當向浮柵注入電荷后，d和s之間存在導電溝道，從d極讀到
‘0’
；當浮柵中沒有電荷時，d和s間沒有導電溝道，從d極讀到
‘1’
。
3.flash(閃存)中，常用的向浮柵注入電荷的技術有兩種
???
熱電子注入(hot electron injection)和f-n隧道效應(fowler nordheim tunneling)；從浮柵中挪走電荷的技術通常使用f-n隧道效應(fowler nordheim tunneling)。
4.寫操作就是向浮柵注入電荷的過程，nor flash通過熱電子注入方式向浮柵注入電荷(這種方法的電荷注入效率較低，因此nor flash的寫速率較低)，nand flash則通過f-n隧道效應向浮柵注入電荷。flash在寫操作之前，必須先將原來的數據擦除(即將浮柵中的電荷挪走)，也即flash擦除后讀出的都是
‘1’
。
5.擦除操作就是從浮柵中挪走電荷的過程，nor flash和nand flash都是通過f-n隧道效應將浮柵中的電荷挪走的。
6.讀出操作時，控制柵極上施加的電壓很小，不會改變浮柵中的電荷量，即讀出操作不會改變flash中原有的數據，也即浮柵有電荷時，d和s間存在導電溝道，從d極讀到
‘0’
；當浮柵中沒有電荷時，d和s間沒有導電溝道，從d極讀到
‘1’
。
7.nor flash的結構，每個位線(bit line)下的基本存儲單元是并聯的，當某個字線(word line)被選中后，就可以實現對該word的讀取，也就是可以實現位讀取(即random access)，且具有較高的讀取速率。這種并聯結構決定了nor flash的很多特性。(1)基本存儲單元的并聯結構決定了金屬導線占用很大的面積，因此nor flash的存儲密度較低，無法適用于需要大容量存儲的應用場合，即適用于code-storage，不適用于data-storage。(2)基本存儲單元的并聯結構決定了nor flash具有存儲單元可獨立尋址且讀取效率高的特性，因此適用于code-storage，且程序可以直接在nor中運行(即具有ram的特性)。(3)nor flash寫入采用了熱電子注入方式，效率較低，因此nor寫入速率較低，不適用于頻繁擦除/寫入場合。
8.nor flash(nor型閃存)存儲設備廣泛應用于移動電話、掌上電腦、家用電器、汽車等產品。由于nor flash存儲設備應用場景不同，并不是在固定電壓下工作，一般電壓范圍從1.6v～3.6v不等，編程時的電荷泵驅動的驅動能力要能夠覆蓋不同電壓下的需求。在高電源電壓時，由于電壓比較高，電荷泵的驅動能力比較充足，在低電源電壓時，在電荷泵同樣級數時，其驅動能力就變差。所以在設計時，我們一般以最差的驅動能力對電荷泵進行設
計。
9.在傳統的nor flash存儲設備中，編程的方法一般采用溝道熱載流子編程機理(channel-hot-electron programming mechanism)進行編程,編程時每個存儲單元會消耗100ua左右編程電流。通常一次編程一般采用word(16bits)模式進行編程。這樣為了滿足較低電壓下也能夠進行編程，編程的電荷泵驅動能力必須能夠滿足16x100ua＝1.6ma的驅動能力，才能夠進行有效編程。
10.對于某一特定的電荷泵，在某一電壓條件下，其最小驅動能力是固定的。那么在不同的電壓下，就有不同的最低驅動能力。如圖1所示為不同編程電源電壓的最低電荷泵驅動能力曲線示例，在最低電源電壓1.6v下，編程電荷泵也要至少提供1.6ma的工作電流(假設一個bit需要100ua工作電流計算，共16個bits同時編程)，但在高的電源工作電壓下，此電荷泵的都是處于過驅動狀態，多消耗了電源電荷。由于較大的驅動能力的電荷泵，需要消耗較大的面積，浪費了芯片面積，增加了芯片生產成本。
技術實現要素：
11.本發明要解決的技術問題是提供一種nor型閃存編程電路，能減小芯片面積，并且即便接到電荷泵輸入端的編程工作電源電壓大幅變化，也都能對nor型閃存進行有效編程。
12.為解決上述技術問題，本發明提供的nor型閃存編程電路，其包括電源電壓檢測電路、電荷泵、地址譯碼單元、編程控制電路；
13.所述電源電壓檢測電路，用于檢測電荷泵輸入端的編程工作電源電壓；
14.所述地址譯碼單元，用于選擇nor型存儲陣列中需要進行編程操作的存儲單元，提供電荷泵輸出端到需要編程的存儲單元的電流通道；
15.所述編程控制電路，在一次編程脈沖中，根據電源電壓檢測電路檢測的電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓，控制所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量，即控制進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，實時編程工作電源電壓越高，在一次編程脈沖中所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量越大，即在一次編程脈沖中進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量越多。
16.較佳的，所述電流通道中包括電壓調整器，用于調整電荷泵輸出到需要編程的存儲單元位線的編程電壓的高低。
17.較佳的，如果一次編程脈沖中的最多允許數量小于對應同一字線該次需要編程的最大存儲單元數量，則在一次編程脈沖中，先對最多允許數量的該字線該次需要編程的存儲單元位線進行編程，然后在后一次或在后續超過一次的編程脈沖中，依次控制其他未進行編程的最多允許數量或小于最多允許數量的對應該字線的需要編程的存儲單元進行編程，直到將該字線的該次需要編程的各個存儲單元均完成編程。
18.較佳的，編程工作電源電壓由低到高分為m+2個區間；第0個區間小于額定最低編程工作電源電壓，第m+1個區間大于額定最高編程工作電源電壓；
19.對應同一字線的需要編程的存儲單元依次有m組，第m組有n個或少于n個存儲單元，n、m均為正整數；
20.所述編程控制電路，在一次編程脈沖中，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第i個區間，則接通地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應該字線的第1組到第i組的需要編程的存儲單元的位線的電流通道，i為小于或等于m的正整數；在下一次編程脈沖中，根據實時編程工作電源電壓，控制接通地址譯碼單元的電荷泵輸出端到剩余的對應該字線的其他組的需要編程的存儲單元的位線之間的電流通道，每次位線接通的電流通道個數為i*n或為小于i*n的正整數。
21.較佳的，n為偶數。
22.較佳的，所述編程控制電路，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第0個區間，則輸出低壓告警信號。
23.較佳的，所述編程控制電路，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第m+1個區間，則輸出高壓告警信號。
24.本發明的nor型閃存編程電路，根據不同編程工作電源電壓，動態調整一次編程脈沖時能進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，從而在編程工作電源電壓較高時充分利用編程電荷泵的驅動能力，在編程工作電源電壓較高時并沒有犧牲芯片編程時間，在較小的電荷泵面積下也能達到同樣編程實踐的效果，達到減小編程電荷泵面積，從而減小芯片面積的目的；而在編程工作電源電壓較低時，通過動態調整減小一次編程脈沖時能進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，增加一次或多次編程脈沖，達到最終編程成功的目的，能在電荷泵的有限驅動能力條件下，即便接到電荷泵輸入端的編程工作電源電壓大幅變化，也都能對nor型閃存進行有效編程。
附圖說明
25.為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面對本發明所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
26.圖1是不同編程電源電壓的最低電荷泵驅動能力曲線示例；
27.圖2是本發明的nor型閃存編程電路一實施例的示意圖；
28.圖3是本發明的nor型閃存編程電路一實施例的編程工作電源電壓足夠高時能夠一次編程同一字線所接的全部16個存儲單元；
29.圖4是本發明的nor型閃存編程電路一實施例的編程工作電源電壓較低時通過兩次編程脈沖完成同一字線所接的全部個存儲單元的編程示意圖；
30.圖5是本發明的nor型閃存編程電路一實施例的不同編程電源電壓下電荷泵驅動能力曲線。
具體實施方式
31.下面將結合附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
32.實施例一
33.如圖2所示，nor型閃存編程電路包括電源電壓檢測電路、電荷泵、地址譯碼單元、編程控制電路；
34.所述電源電壓檢測電路，用于檢測電荷泵輸入端的編程工作電源電壓；
35.所述地址譯碼單元，用于選擇nor型存儲陣列中需要進行編程操作的存儲單元，提供電荷泵輸出端到需要編程的存儲單元的電流通道；
36.所述編程控制電路，在一次編程脈沖中，根據電源電壓檢測電路檢測的電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓，控制所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量，即控制進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，實時編程工作電源電壓越高，在一次編程脈沖中所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量越大，即在一次編程脈沖中進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量越多。
37.較佳的，所述電流通道中包括電壓調整器，用于調整電荷泵輸出到需要編程的存儲單元位線的編程電壓的高低。
38.較佳的，如果一次編程脈沖中的最多允許數量小于對應同一字線該次需要編程的最大存儲單元數量，則在一次編程脈沖中，先對最多允許數量的該字線該次需要編程的存儲單元位線進行編程，然后在后一次或在后續超過一次的編程脈沖中，依次控制其他未進行編程的最多允許數量或小于最多允許數量的對應該字線的需要編程的存儲單元進行編程，直到將該字線的該次需要編程的各個存儲單元均完成編程。
39.如圖3所示，接同一字線的一個字(word)的存儲單元的個數為16，其中有5個bit需要編程，電荷泵輸入端的編程工作電源電壓較低時，假設在一次編程脈沖中最大允許連通數量為8，多于需要編程的存儲單元個數，則編程控制電路在一次編程脈沖中可以對該個字中的全部5個需要編程的存儲單元進行編程，可以在一次編程脈沖中將該個字中的全部5個需要編程的存儲單元均完成編程。
40.如圖4所示，接同一字線的一個字(word2)的存儲單元的個數為16，其中有10個bit需要編程，電荷泵輸入端的編程工作電源電壓較低時，假設在一次編程脈沖中最大允許連通數量為8，少于需要編程的存儲單元個數，則編程控制電路可以先在一次編程脈沖中對該個字中的前8個需要編程的存儲單元進行編程，然后在下一次編程脈沖中將該個字中的剩下的2個需要編程的存儲單元完成編程，通過兩次編程脈沖，將接同一字線的該個字的10個需要編程的存儲單元均完成編程。
41.實施例一的nor型閃存編程電路，根據電源電壓檢測電路檢測的電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓，控制地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量，實時編程工作電源電壓越高，最大允許連通數量(例如，電荷泵輸入端編程工作電源電壓足夠高時，能夠同時編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量為12個、16個或更多)；當電荷泵輸入端的編程工作電源電壓較低時，通過降低編程電荷泵的最低驅動能力(如圖5所示，最低驅動能力從曲線下移)，減少同時編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，只同時編程較少個數的需要編程的存儲單元，剩下的對應該字線的需要編程的存儲單元留到下一次編程脈沖來時再進行編程。
42.實施例一的nor型閃存編程電路，根據不同編程工作電源電壓，動態調整一次編程脈沖時能進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，從而在編程工作電源電壓較高時充分利用編程電荷泵的驅動能力，在編程工作電源電壓較高時并沒有犧牲芯片編程時間，在較小的電荷泵面積下也能達到同樣編程實踐的效果，達到減小編程電荷泵面積，從而減小芯片面積的目的；而在編程工作電源電壓較低時，通過動態調整減小一次編程脈沖時能進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，增加一次或多次編程脈沖，達到最終編程成功的目的，能在電荷泵的有限驅動能力條件下，即便接到電荷泵輸入端的編程工作電源電壓大幅變化，也都能對nor型閃存進行有效編程。
43.實施例二
44.基于實施一的nor型閃存編程電路，編程工作電源電壓由低到高分為m+2個區間；第0個區間小于額定最低編程工作電源電壓，第m+1個區間大于額定最高編程工作電源電壓；
45.對應同一字線的需要編程的存儲單元依次有m組，第m組有n個或少于n個存儲單元，n、m均為正整數；
46.所述編程控制電路，在一次編程脈沖中，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第i個區間，則接通地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應該字線的第1組到第i組的需要編程的存儲單元的位線的電流通道，i為小于或等于m的正整數；在下一次編程脈沖中，根據實時編程工作電源電壓，控制接通地址譯碼單元的電荷泵輸出端到剩余的對應該字線的其他組的需要編程的存儲單元的位線之間的電流通道，每次位線接通的電流通道個數為i*n或為小于i*n的正整數。
47.較佳的，n為偶數。
48.較佳的，所述編程控制電路，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第0個區間，則輸出低壓告警信號。
49.較佳的，所述編程控制電路，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第m+1個區間，則輸出高壓告警信號。
50.較佳的，所述額定最低編程工作電源電壓可以為1.6v，額定最高編程工作電源電壓可以為3.6v。
51.較佳的，如果接同一字線的存儲單元的個數為32，其中有17個bit需要編程，如果實時編程工作電源電壓較低，一次編程脈沖時能進行編程的存儲單元的最多數量為8，則需要三次編程脈沖才能編程結束。
52.以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。
技術特征：
1.一種nor型閃存編程電路，其特征在于，其包括電源電壓檢測電路、電荷泵、地址譯碼單元、編程控制電路；所述電源電壓檢測電路，用于檢測電荷泵輸入端的編程工作電源電壓；所述地址譯碼單元，用于選擇nor型存儲陣列中需要進行編程操作的存儲單元，提供電荷泵輸出端到需要編程的存儲單元的電流通道；所述編程控制電路，在一次編程脈沖中，根據電源電壓檢測電路檢測的電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓，控制所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量，即控制進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量，實時編程工作電源電壓越高，在一次編程脈沖中所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量越大，即在一次編程脈沖中進行編程的對應同一字線的存儲單元的最多允許數量越多。2.根據權利要求1所述的nor型閃存編程電路，其特征在于，所述電流通道中包括電壓調整器，用于調整電荷泵輸出到需要編程的存儲單元位線的編程電壓的高低。3.根據權利要求1所述的nor型閃存編程電路，其特征在于，如果一次編程脈沖中的最多允許數量小于對應同一字線該次需要編程的最大存儲單元數量，則在一次編程脈沖中，先對最多允許數量的該字線該次需要編程的存儲單元位線進行編程，然后在后一次或在后續超過一次的編程脈沖中，依次控制其他未進行編程的最多允許數量或小于最多允許數量的對應該字線的需要編程的存儲單元進行編程，直到將該字線的該次需要編程的各個存儲單元均完成編程。4.根據權利要求1所述的nor型閃存編程電路，其特征在于，編程工作電源電壓由低到高分為m+2個區間；第0個區間小于額定最低編程工作電源電壓，第m+1個區間大于額定最高編程工作電源電壓；對應同一字線的需要編程的存儲單元依次有m組，第m組有n個或少于n個存儲單元，n、m均為正整數；所述編程控制電路，在一次編程脈沖中，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第i個區間，則接通地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應該字線的第1組到第i組的需要編程的存儲單元的位線的電流通道，i為小于或等于m的正整數；在下一次編程脈沖中，根據實時編程工作電源電壓，控制接通地址譯碼單元的電荷泵輸出端到剩余的對應該字線的其他組的需要編程的存儲單元的位線之間的電流通道，每次位線接通的電流通道個數為i*n或為小于i*n的正整數。5.根據權利要求4所述的nor型閃存編程電路，其特征在于，n為偶數。6.根據權利要求4所述的nor型閃存編程電路，其特征在于，所述編程控制電路，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第0個區間，則輸出低壓告警信號。7.根據權利要求4所述的nor型閃存編程電路，其特征在于，所述編程控制電路，當電荷泵輸入端的實時編程工作電源電壓位于第m+1個區間，則輸
出高壓告警信號。
技術總結
本發明公開了一種OR型閃存編程電路，其電源電壓檢測電路，用于檢測電荷泵輸入端的編程工作電源電壓；其地址譯碼單元用于選擇OR型存儲陣列中需要進行編程操作的存儲單元，提供電荷泵輸出端到需要編程的存儲單元的電流通道；所述編程控制電路，實時編程工作電源電壓越高，在一次編程脈沖中所述地址譯碼單元的電荷泵輸出端到對應同一字線的需要編程的存儲單元的位線的電流通道的最大允許連通數量越大。該OR型閃存編程電路，能減小芯片面積，并且即便接到電荷泵輸入端的編程工作電源電壓大幅變化，也都能對OR型閃存進行有效編程。也都能對OR型閃存進行有效編程。也都能對OR型閃存進行有效編程。
