具有多個(gè)外部電源的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制造方法

具有多個(gè)外部電源的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制造方法
【專利摘要】一種存儲(chǔ)器裝置包括用于保存數(shù)據(jù)的核心存儲(chǔ)器，例如閃速存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器裝置包括第一功率輸入端以接收用于給該閃速存儲(chǔ)器提供功率的第一電壓。另外，該存儲(chǔ)器裝置包括第二功率輸入端以接收第二電壓。該存儲(chǔ)器裝置包括功率管理電路，其被配置成接收該第二電壓和獲得一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部電壓。該功率管理電路提供或傳送該內(nèi)部電壓到該閃速存儲(chǔ)器。由該功率管理電路（例如電壓轉(zhuǎn)換器電路）產(chǎn)生的并且提供到該核心存儲(chǔ)器的不同內(nèi)部電壓使能關(guān)于該核心存儲(chǔ)器中的單元的操作，例如讀取/編程/擦除。
【專利說明】具有多個(gè)外部電源的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器
[0001]本申請為申請?zhí)枮?00880005233.3、申請日為2008年2月12日、發(fā)明名稱為“具
有多個(gè)外部電源的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器”的申請的分案申請。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，許多電子裝置包括存儲(chǔ)器系統(tǒng)以保存信息。例如，一些存儲(chǔ)器系統(tǒng)保存數(shù)字化的音頻或者視頻信息以便由相應(yīng)的媒體播放器來重放。其它存儲(chǔ)器系統(tǒng)保存軟件和相關(guān)的信息以執(zhí)行不同類型的處理功能。
[0003]在許多電子裝置中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)通常包括控制器和一個(gè)或者多個(gè)對應(yīng)的閃速存儲(chǔ)器裝置。該控制器典型地包括配置成產(chǎn)生信號到該存儲(chǔ)器裝置以便保存和檢索來自該閃速存儲(chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)的電路。
[0004]常規(guī)的閃速存儲(chǔ)器裝置典型地包括單個(gè)功率輸入引腳以接收來自外部電源的功率。通常以諸如3.3伏的所選的電壓電平接收功率。因?yàn)榕c閃速存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的存取和編程操作要求不同的電壓，所以閃速存儲(chǔ)器裝置典型地被配置成包括一個(gè)或者多個(gè)功率電壓轉(zhuǎn)換器以產(chǎn)生對于操作該閃速存儲(chǔ)器裝置所必需的任意內(nèi)部電壓。例如，常規(guī)的閃速存儲(chǔ)器裝置典型地包括功率轉(zhuǎn)換器電路以將3.3伏的輸入轉(zhuǎn)換成其它內(nèi)部使用的電壓，例如5伏、7伏、12伏等等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]通過例子，將參考附圖，其中:
[0006]圖1是根據(jù)這里的實(shí)施例的包括多個(gè)功率輸入端的存儲(chǔ)器裝置的實(shí)例圖；
[0007]圖2是根據(jù)這里的實(shí)施例的包括多個(gè)功率輸入端和電壓的交叉共享的存儲(chǔ)器裝置的實(shí)例圖；
[0008]圖3是根據(jù)這里的實(shí)施例的包括用于選擇產(chǎn)生內(nèi)部電壓的輸入功率源的檢測器電路的存儲(chǔ)器裝置的實(shí)例圖；
[0009]圖4是說明根據(jù)這里的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置和對應(yīng)的實(shí)例性組件的實(shí)例圖；
[0010]圖5是根據(jù)這里的實(shí)施例的包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的實(shí)例圖；
[0011]圖6是說明電壓轉(zhuǎn)換器電路的實(shí)例圖；
[0012]圖7是說明根據(jù)這里的實(shí)施例的功率管理電路的實(shí)例圖；
[0013]圖8是說明關(guān)于存儲(chǔ)器單元的擦除操作的實(shí)例圖；
[0014]圖9是說明單元編程操作的實(shí)例圖；
[0015]圖10是說明被擦除的單元的讀取的實(shí)例圖；
[0016]圖11是說明被編程的單元的讀取的實(shí)例圖；
[0017]圖12是說明在讀取頁期間的偏置條件的實(shí)例圖；
[0018]圖13是說明塊擦除操作的實(shí)例圖；
[0019]圖14是說明頁編程操作的實(shí)例圖；
[0020]圖15是說明頁編程偏置條件的實(shí)例圖；[0021]圖16是說明塊解碼器的實(shí)例圖；和
[0022]圖17-19是根據(jù)這里的實(shí)施例的與一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置和/或存儲(chǔ)器系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的實(shí)例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在常規(guī)的存儲(chǔ)器裝置中存在與產(chǎn)生內(nèi)部功率信號相關(guān)聯(lián)的某些不足。例如，如上討論的，常規(guī)存儲(chǔ)器裝置現(xiàn)在使用例如3.3伏的單個(gè)初級輸入電壓，以便給存儲(chǔ)器裝置中的閃速存儲(chǔ)器提供功率。在內(nèi)部，該3.3伏的輸入被轉(zhuǎn)換成多個(gè)較高電壓電平，其被使用于例如從閃速存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)、編程該閃速存儲(chǔ)器、擦除該閃速存儲(chǔ)器等操作。
[0024]為了將該初級輸入電壓轉(zhuǎn)換成較高電壓，常規(guī)的存儲(chǔ)器裝置典型地包括一個(gè)或者多個(gè)所謂的電荷泵電路。在操作期間，一個(gè)或者多個(gè)電荷泵的每一個(gè)將該初級輸入電壓(即
3.3伏)轉(zhuǎn)換成特定的較高電壓電平以便被該閃速存儲(chǔ)器使用以執(zhí)行不同的存儲(chǔ)器操作。
[0025]通常，電荷泵的轉(zhuǎn)換效率對于在輸入電壓和所產(chǎn)生的輸出電壓之間的較大差異呈指數(shù)地變差。例如，將3.3伏的輸入轉(zhuǎn)換成20伏的輸出的電荷泵的轉(zhuǎn)換效率低于將3.3伏的輸入轉(zhuǎn)換成7伏的輸出的電荷泵的轉(zhuǎn)換效率。
[0026]當(dāng)前存在生產(chǎn)在越來越低的電壓下操作的電路裝置的趨勢。例如，之前的技術(shù)要求5伏的電源以操作對應(yīng)的存儲(chǔ)器裝置的核心存儲(chǔ)器。如上提及的，常規(guī)的閃速存儲(chǔ)器裝置的技術(shù)當(dāng)前要求3.3伏的電源以便給對應(yīng)的核心存儲(chǔ)器提供功率。期望未來的存儲(chǔ)器裝置將在例如1.8伏的輸入或者甚至更低的功率源下操作。當(dāng)前，執(zhí)行關(guān)于核心存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器操作所要求的高電壓沒有隨著為核心存儲(chǔ)器提供功率所要求的電壓成比例減小。換句話說，即便核心存儲(chǔ)器在例如1.8伏的較低電壓下操作，該核心存儲(chǔ)器可能仍然要求在5和20伏之間范圍的電壓以便執(zhí)行存儲(chǔ)器操作。
[0027]配置核心閃速存儲(chǔ)器在例如1.8伏(或者甚至更低)的低電壓下操作，這降低了給該核心存儲(chǔ)器裝置提供功率所花費(fèi)的功率量。然而，將該低或較低的電壓輸入(例如1.8伏)轉(zhuǎn)換成例如在5和20伏之間的相同范圍的較高電壓以便能夠使存儲(chǔ)器操作，這將導(dǎo)致減小轉(zhuǎn)換器效率、提高將1.8伏轉(zhuǎn)換成較高電壓的范圍所要求的相應(yīng)電荷泵電路的尺寸和復(fù)雜度的負(fù)面影響，和/或降低存儲(chǔ)器裝置的讀取/編程/擦除性能。
[0028]通常，這里的實(shí)施例包括存儲(chǔ)器裝置和/或存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其克服了上面討論的不足，和/或本領(lǐng)域中已知的其它不足。例如，根據(jù)這里的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置包括核心存儲(chǔ)器以用于保存數(shù)據(jù)，例如閃速存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器裝置包括第一功率輸入端以接收用于至少提供功率給該核心存儲(chǔ)器(例如閃速存儲(chǔ)器)的第一電壓。另外，該存儲(chǔ)器裝置包括用于接收第二電壓的第二功率輸入端。在存儲(chǔ)器裝置中的功率管理電路(例如一個(gè)或者多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器電路)接收第二電壓并獲得傳送到該閃速存儲(chǔ)器的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部電壓。
[0029]因此，這里的實(shí)施例包括存儲(chǔ)器裝置，其被配置成具有適當(dāng)?shù)妮斎攵?例如，功率輸入引腳、焊盤、導(dǎo)電路徑等)以接收不是僅單一的電壓，而是多個(gè)不同電壓(例如第一電壓、第二電壓、第三電壓等)以用于提供功率給該存儲(chǔ)器裝置并操作該存儲(chǔ)器裝置。
[0030]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一電壓給存儲(chǔ)器裝置中的閃速存儲(chǔ)器(例如核心存儲(chǔ)器)提供功率，同時(shí)第二電壓功率被“上”轉(zhuǎn)換或者“下”轉(zhuǎn)換成一個(gè)或者多個(gè)被傳送(例如提供)到該閃速存儲(chǔ)器以支持下面操作的輸入電壓，該操作例如:i)編程在該閃速存儲(chǔ)器中的單元，ii)擦除在該閃速存儲(chǔ)器中的單元，iii)從在該閃速存儲(chǔ)器中的單元中讀取數(shù)據(jù)，和iv)編程數(shù)據(jù)到該閃速存儲(chǔ)器的單元。也就是，該所接收的第二電壓能夠被“下”轉(zhuǎn)換成一組一個(gè)或者多個(gè)被用于執(zhí)行關(guān)于該核心存儲(chǔ)器的操作的較低電壓。另外，或者作為可選擇的，該第二電壓能夠被“上”轉(zhuǎn)換成一組一個(gè)或多個(gè)被用于執(zhí)行關(guān)于該核心存儲(chǔ)器的操作的較高電壓。
[0031]為了轉(zhuǎn)換該第二電壓為較高電壓，功率管理電路(例如功率轉(zhuǎn)換器電路)可以包括一個(gè)或者多個(gè)電荷泵電路，其將該第二電壓轉(zhuǎn)換成大于該第二電壓的一個(gè)或多個(gè)電壓。例如，該第一電壓可以是1.8伏或3.3伏；該第二電壓可以是大約5伏或者更大，但是這些電壓將根據(jù)應(yīng)用場合而改變。該功率管理電路接收該第二電壓(例如5伏)并且將其轉(zhuǎn)換到不同電壓電平的范圍內(nèi)，例如7伏、10伏、18伏和/或20伏。再次注意到，這些內(nèi)部產(chǎn)生的電壓能夠被提供給閃速存儲(chǔ)器以支持關(guān)于在該存儲(chǔ)器裝置中的閃速存儲(chǔ)器的不同類型的數(shù)據(jù)存取操作。
[0032]在進(jìn)一步的實(shí)例性實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器裝置中的功率管理電路包括一個(gè)或者多個(gè)電荷泵電路。例如，該功率管理電路可以包括用于將第二電壓轉(zhuǎn)換成高于該第二電壓(例如5伏)的第一內(nèi)部電壓(例如7伏)的第一電荷泵電路以及用于將該第二電壓(例如5伏)轉(zhuǎn)換成高于該第一內(nèi)部電壓(例如7伏)的第二內(nèi)部電壓(例如10伏)的第二電荷泵電路。
[0033]如上所提及的，該第一內(nèi)部電壓和該第二內(nèi)部電壓可被用于支持關(guān)于該閃速存儲(chǔ)器的不同數(shù)據(jù)存取操作。例如，第一內(nèi)部電壓可以是被用于支持關(guān)于在該閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中保存的數(shù)據(jù)的讀取操作的7伏的信號；該第二內(nèi)部電壓可以是支持關(guān)于在閃速存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元的擦除操作的20伏的信號，等等。將在該說明書的后面討論不同的所產(chǎn)生的電壓的更具體的使用。
[0034]還在其它實(shí)例性實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器裝置可以包括基板(例如半導(dǎo)體基板、電路板等)，在其上面存在功率管理電路(例如電壓轉(zhuǎn)換器電路)和閃速存儲(chǔ)器中的一個(gè)或者二者。
[0035]該存儲(chǔ)器裝置和/或基板可以包括相應(yīng)的第一導(dǎo)電焊盤或功率輸入引腳以接收來自存儲(chǔ)器裝置外部的第一功率源的第一電壓。該存儲(chǔ)器裝置和/或基板可以包括第二導(dǎo)電焊盤或者功率輸入引腳以接收來自存儲(chǔ)器裝置外部的第二功率源的第二電壓。因此，替代如在常規(guī)應(yīng)用中那樣的僅接收單一電壓，這里的實(shí)施例支持接收和使用從多個(gè)外部功率源接收的功率。
[0036]為了支持傳送第一和第二電壓到這里討論的合適的實(shí)施例，基板(例如，半導(dǎo)體基板)可以包括i)傳送第一電壓到閃速存儲(chǔ)器的第一導(dǎo)電路徑，和ii)傳送第二電壓到功率管理電路的第二導(dǎo)電路徑。另外，該基板可以包括多個(gè)導(dǎo)電路徑以傳送由功率管理電路產(chǎn)生的電壓到該閃速存儲(chǔ)器。
[0037]再次注意到，如這里描述的存儲(chǔ)器裝置可以被配置成感測一個(gè)或多個(gè)輸入電壓的存在或幅值并且自動(dòng)地選擇合適的輸入電壓用于產(chǎn)生操作閃速存儲(chǔ)器所使用的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部電壓。例如，該存儲(chǔ)器裝置可以包括檢測器電路用于監(jiān)控該第二電壓。在該第二電壓低于閾值的期間，檢測器電路能夠產(chǎn)生信號來通知或控制功率管理電路以基于第一電壓而不是第二電壓來獲得一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)部產(chǎn)生的電壓(例如由功率管理電路產(chǎn)生的在存儲(chǔ)器裝置中的內(nèi)部電壓)。在該第二電壓高于閾值的期間，該檢測器電路能夠產(chǎn)生信號來通知該功率管理電路基于該第二電壓而不是第一電壓來獲得至少一個(gè)內(nèi)部電壓(例如，由功率管理電路產(chǎn)生的在存儲(chǔ)器裝置中的內(nèi)部電壓)。因此，根據(jù)這里的實(shí)施例該功率管理電路基于多個(gè)輸入電壓中被選擇的一個(gè)來產(chǎn)生內(nèi)部電壓。
[0038]附加的實(shí)施例通過控制寄存器或者被用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓的特定外部電壓的邏輯輸入來支持電選擇。
[0039]這些和其它實(shí)施例將在該說明書的后面被更詳細(xì)地討論。
[0040]如上討論的，這里的技術(shù)非常適合用在存儲(chǔ)器裝置和系統(tǒng)中，例如那些支持使用閃存技術(shù)，電可擦除半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，非易失性存儲(chǔ)器等等。然而，應(yīng)該注意到這里的實(shí)施例不限于使用在這樣的應(yīng)用中并且這里討論的技術(shù)也非常適合于其它應(yīng)用。
[0041]另外，盡管可以在本公開的不同地方討論這里的不同的特征、技術(shù)、結(jié)構(gòu)等的每一個(gè)，但是通常地期望這些概念的每一個(gè)都能夠彼此獨(dú)立地執(zhí)行或者以可行的彼此的組合來執(zhí)行。因此，本發(fā)明的至少一些實(shí)例性實(shí)施例能夠以多種不同的方式被體現(xiàn)和展望。
[0042]現(xiàn)在，更具體的，圖1是說明了根據(jù)這里的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置110的實(shí)例圖。
[0043]在本實(shí)例的情境中，存儲(chǔ)器裝置110包括輸入端112 (例如，輸入端112-1、輸入端112-2、和輸入端112-3)、功率管理電路120、和存儲(chǔ)器管理電路130。功率管理電路120包括一組一個(gè)或者多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器電路122 (例如，電壓轉(zhuǎn)換器電路例如是電壓轉(zhuǎn)換器電路122-1、電壓轉(zhuǎn)換器電路122-2、……、電壓轉(zhuǎn)換器電路122-K)以便將該輸入電壓Vpp (例如第二電壓)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk。存儲(chǔ)器管理電路130包括存儲(chǔ)器135 (例如非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，諸如閃速存儲(chǔ)器)以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0044]存儲(chǔ)器管理電路130還包括I/O邏輯138和用于訪問存儲(chǔ)器135的相關(guān)電路。
[0045]在操作期間，存儲(chǔ)器裝置110的輸入端112-1(例如，一個(gè)或者多個(gè)功率輸入引腳、焊盤、導(dǎo)電路徑等)接收第一電壓(例如Vcc)，其用于至少給閃速存儲(chǔ)器135提供功率。Vcc能夠被使用于給諸如I/O邏輯138的其它電路和支持訪問存儲(chǔ)器135的相關(guān)電路提供功率。
[0046]注意到，在可選擇的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置110可以包括再一個(gè)電壓輸入端以用于給I/o邏輯138的部分提供功率。因此，存儲(chǔ)器裝置110不限于僅接收兩個(gè)不同的輸入電源電壓。
[0047]在本實(shí)例的情境中，電壓Vss表示一個(gè)或者多個(gè)接地信號，其提供對于第一電壓Vcc和/或第二電壓Vpp的一個(gè)或者多個(gè)對應(yīng)的返回路徑。該返回路徑不被認(rèn)為是功率輸入。另外，存儲(chǔ)器裝置110的輸入端112-2 (例如，一個(gè)或多個(gè)功率輸入引腳、焊盤、導(dǎo)電路徑等)接收第二電壓(例如Vpp)，其被提供或者傳送給功率管理電路120。在一個(gè)實(shí)施例中，Vpp 大于 Vcc。
[0048]存儲(chǔ)器裝置110的輸入端112-3接收地電壓(例如一個(gè)或多個(gè)返回路徑)或電壓
Vss0
[0049]因此，如圖1所示，存儲(chǔ)器裝置110包括不同的輸入端112以接收來自多個(gè)外部功率源的電壓。例如，第一功率源提供電壓Vcc給存儲(chǔ)器裝置110 ;第二功率源提供Vpp給存儲(chǔ)器裝置110。注意到， 其它實(shí)施例也可以包括如上提及的附加功率輸入。
[0050]如所示，存儲(chǔ)器裝置110和在存儲(chǔ)器裝置110中的對應(yīng)的基板可以包括i)將第一電壓Vcc傳送給在存儲(chǔ)器管理電路130中的閃速存儲(chǔ)器135和相關(guān)電路的導(dǎo)電路徑105-1，和ii)將第二電壓Vpp傳送給功率管理電路120的導(dǎo)電路徑105-2。[0051]另外，注意到存儲(chǔ)器裝置110和對應(yīng)的基板(功率管理電路120和存儲(chǔ)器管理電路130存在于該基板上)可以包括多個(gè)導(dǎo)電路徑(例如導(dǎo)電路徑126-1、導(dǎo)電路徑126-2、……、導(dǎo)電路徑126-K )以便將由功率管理電路120產(chǎn)生的內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk傳送給閃速存儲(chǔ)器135。
[0052]因此，通過導(dǎo)電路徑105-2，存儲(chǔ)器裝置110的功率管理電路130接收電壓Vpp(例如第一外部電源)?；赩pp，功率管理電路120獲得一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk，其被傳送(通過存儲(chǔ)器裝置110中的導(dǎo)電路徑126)到存儲(chǔ)器135以便支持存儲(chǔ)器操作。
[0053]在一個(gè)實(shí)例性實(shí)施例中，功率管理電路120接收和轉(zhuǎn)換第二電壓Vpp (例如5伏)成不同的電壓電平，例如Vl=7伏(例如支持讀取操作)、V2=10伏(例如支持通過操作)，……，Vk-l=18伏(例如，支持編程操作)，和Vk=20伏(例如，支持擦除操作)。如上提及的，一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)部產(chǎn)生的電壓V1、V2、……、Vk被傳送(例如提供)給存儲(chǔ)器135以便支持操作，例如i)編程在閃速存儲(chǔ)器中的單元，ii)擦除在存儲(chǔ)器135中的單元，iii)從在存儲(chǔ)器135中的單元中讀取數(shù)據(jù)。
[0054]再次注意到，上面的電壓僅僅是實(shí)例，由功率管理電路120產(chǎn)生的實(shí)際電壓可依據(jù)應(yīng)用而改變。
[0055]為了轉(zhuǎn)換Vpp成內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk，功率管路電路120包括電壓轉(zhuǎn)換器電路122，諸如，例如一個(gè)或者多個(gè)電荷泵電路。
[0056]通常，一種類型的電荷泵是使用多級的電容器作為能量存儲(chǔ)元件以產(chǎn)生較高電壓或較低電壓的電子電路。電荷泵使用多種形式的切換裝置以控制電壓與電容器的連接。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換器電路122包括Dickson類型的電荷泵，如關(guān)于圖6所示和討論的。
[0057]注意到，電荷抽送動(dòng)作典型地在千赫茲到兆赫茲的范圍內(nèi)工作，但是實(shí)際的操作頻率依據(jù)應(yīng)用而變化。而且，除了產(chǎn)生較高電壓或較低電壓之外，還應(yīng)該注意到電荷泵能夠被配置成將電壓反置并且根據(jù)在功率管理電路120中的控制器和電路拓?fù)鋪懋a(chǎn)生很小的電壓輸出。
[0058]仍然參考圖1，當(dāng)電荷泵被用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk時(shí)，在輸入電壓和輸出電壓之間的差比較小的情況下該電荷泵典型地在產(chǎn)生較高電壓時(shí)更有效。換句話說，如上討論的，對于將3.3伏的輸入轉(zhuǎn)換成20伏的輸出的電荷泵的轉(zhuǎn)換效率低于對于將5伏的輸入轉(zhuǎn)換成20伏的輸出的電荷泵的轉(zhuǎn)換效率。因此，如這里描述的，基于較高輸入電壓Vpp (而不是Vcc)產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk提高了功率管理電路120的功率轉(zhuǎn)換效率。
[0059]相應(yīng)的，在向這里描述的存儲(chǔ)器裝置110增加另一個(gè)電壓輸入(例如Vpp)的代價(jià)下，功率管理電路120的尺寸和復(fù)雜性能夠被減小，但是仍然提供合適的電壓以執(zhí)行不同的存儲(chǔ)器操作。更具體的，使用Vpp(代替Vcc)以給功率管理電路120提供功率并且產(chǎn)生內(nèi)
部電壓V1、V2、......、Vk，這能夠減少在電荷泵中被要求用于產(chǎn)生相同的輸出電壓的多個(gè)級。
例如，為了將3.3伏的輸入轉(zhuǎn)換成20伏可能要求24級的電荷泵，而將5伏的輸入轉(zhuǎn)換成20伏可能僅僅要求10級 的電荷泵。因此，這里的實(shí)施例減小了產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk所使用的對應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換器電路的尺寸和復(fù)雜性。
[0060]為了執(zhí)行這里描述的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置110可以包括基板(例如半導(dǎo)體基板、印刷電路板、柔性電路板等)，在其上有功率管理電路120和閃速存儲(chǔ)器135中的一個(gè)或這兩者。存儲(chǔ)器裝置110和/或基板可以包括用于接收來自存儲(chǔ)器裝置外部的第一功率源的第一電壓的相應(yīng)的導(dǎo)電焊盤或功率輸入引腳和用于接收來自存儲(chǔ)器裝置外部的第二功率源的第二電壓的第二導(dǎo)電焊盤或功率輸入引腳。
[0061]作為實(shí)例性的電壓范圍，根據(jù)與存儲(chǔ)器135相關(guān)聯(lián)的功率要求，輸入端112-1能夠支持接收電壓Vcc，例如在1.5和3.5伏之間的電壓。輸入端112-2能夠被配置成支持接收較高輸入電壓Vpp (例如，Vpp能夠大于Vcc,如前面討論的那樣)。
[0062]再次注意到，上面討論的實(shí)例性的電壓值和范圍僅僅是出于說明的目的，輸入電壓(例如Vpp和Vcc)的實(shí)際值能夠依據(jù)應(yīng)用而改變。
[0063]基于上述討論，這里的實(shí)施例包括存儲(chǔ)器裝置110，其被配置成克服了如上面討論的不足和/或本領(lǐng)域中已知的其它不足。例如，根據(jù)這里的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置110包括存儲(chǔ)器135以用于保存數(shù)據(jù)。替代使用在輸入端112-1上接收的相同輸入電壓(例如Vcc)給存儲(chǔ)器135和電壓轉(zhuǎn)換器電路122兩者提供功率，存儲(chǔ)器裝置110包括用于接收電壓Vpp的附加輸入端112-2。
[0064]總之，如上提及的，使用單獨(dú)和/或較高輸入電壓Vpp以產(chǎn)生用于操作存儲(chǔ)器功能(例如，讀取、編程、擦除、……)的內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk，這相比于常規(guī)存儲(chǔ)器裝置提供了優(yōu)勢。例如，功率管理電路120和對應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換器電路122基于比給存儲(chǔ)器135供電的電壓更高的輸入電壓在產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk方面更有效。換句話說，存儲(chǔ)器135和/或1/O邏輯138能夠在相對低電壓Vcc下操作；功率管理電路120和對應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換器電路122能夠在較高電壓下操作。使用較高輸入電壓Vpp提高了轉(zhuǎn)換器的效率(例如減少功率消耗)和因此減少了產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk所需要的相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器電路(例如，電荷泵電路)的尺寸和復(fù)雜性。
[0065]使用較高電壓Vpp (與使用Vcc相反)還能夠提高關(guān)于存儲(chǔ)器裝置110的存儲(chǔ)器135的讀取/編程/擦除性能，這是因?yàn)樗菀桩a(chǎn)生更快速地執(zhí)行關(guān)于存儲(chǔ)器135的存儲(chǔ)器操作所需要的較高內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk。也就是說，較高內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk的產(chǎn)生支持較快速的讀取/編程/擦除操作。當(dāng)功率管理電路120基于輸入電壓Vcc (而不是Vpp)產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk時(shí)，該內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk成比例地減小，降低了執(zhí)行存儲(chǔ)器操作的整體性能。換句話說，在例如Vpp的額外電壓輸入在對應(yīng)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)中不可獲得的環(huán)境中，存儲(chǔ)器裝置110能夠在輸入端112-2上接收電壓Vcc，產(chǎn)生較低內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk，并且還仍然操作，但是以較慢的讀取/編程/擦除速度進(jìn)行。然而，大多數(shù)的應(yīng)用將受益于用于向功率管理電路120提供功率的另一電壓，例如Vpp。
[0066]圖2是根據(jù)這里的實(shí)施例的包括多個(gè)功率輸入端的存儲(chǔ)器裝置110的實(shí)例圖。通常，在圖2中的存儲(chǔ)器裝置110支持與上面關(guān)于圖1的討論相同的操作。然而，在圖2中的存儲(chǔ)器裝置110說明了能夠使用Vpp作為功率管理電路120的第一功率源和Vcc是對于存儲(chǔ)器核(例如，存儲(chǔ)器135)和對應(yīng)的控制和I/O邏輯138的第一功率源。然而，附加的，如圖2所示，Vcc可以被用在內(nèi)部功率管理電路120的一部分中以支持例如參考發(fā)生器、主振蕩器、和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器等的功能。還注意到Vpp可以被用在存儲(chǔ)器135的一部分中以執(zhí)行例如在行解碼器和行預(yù)解碼器中的本地電荷泵的功能。
[0067]圖3是根據(jù)這里的實(shí)施例的包括選擇輸入功率和產(chǎn)生內(nèi)部電壓的檢測器電路的存儲(chǔ)器裝置的實(shí)例圖。在這樣的實(shí)施例中，如這里描述的存儲(chǔ)器裝置110能夠被配置成感測一個(gè)或多個(gè)輸入電壓的存在或幅值并且自動(dòng)地選擇合適的輸入電壓以產(chǎn)生用于操作存儲(chǔ)器135的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部電壓。換句話說，使用者或制造商可以在對應(yīng)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)中包括存儲(chǔ)器裝置110且在操作期間施加Vcc和Vpp兩者到該裝置。在該例子中，如上討論的，功率管理電路120基于輸入電壓Vpp產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk。根據(jù)另一個(gè)例子，如果電壓Vpp失效或用戶或制造商將Vpp接地(或者使其為開路)，該檢測器電路310 (通過開關(guān)305)能夠檢測這樣的條件并且傳送電壓Vcc (替代電壓Vpp)到電壓轉(zhuǎn)換器電路122的輸入端以產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk。因此，電壓Vcc能夠被用作為當(dāng)Vpp不可獲得時(shí)產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk的備份。
[0068]在一個(gè)實(shí)施例中，如所示的實(shí)例性泵能夠被設(shè)計(jì)成基于較低電壓操作。然而，如果較高電壓被用于操作該電壓轉(zhuǎn)換器電路122 (例如電荷泵電路)，該泵將更快且更早地關(guān)閉。
[0069]檢測器電路310能夠確定是自動(dòng)地選擇輸入電壓Vcc還是輸入電壓Vpp的一種方法是比較在輸入端112-2處的電壓與閾值參考值。如果在輸入端112-2處的電壓大于閾值，該檢測器電路310控制開關(guān)305以傳送在該輸入端112-2處的電壓到電壓轉(zhuǎn)換器電路122。如果在輸入端112-2處的電壓小于閾值，則檢測器電路310控制開關(guān)305以傳送在輸入端112-1處的電壓到電壓轉(zhuǎn)換器電路122。
[0070]檢測器電路310能夠確定是自動(dòng)地選擇電壓Vcc還是電壓Vpp的另外一種方法是比較在輸入端112-2處的電壓與在輸入端112-1處的電壓。如果在輸入端112-2處的電壓高于在輸入端112-1處的電壓，則該檢測器電路310控制開關(guān)305以傳送電壓Vpp到電壓轉(zhuǎn)換器電路122。如果在輸入端112-2處的電壓低于在輸入端112-1處的電壓，則該檢測器電路310控制開關(guān)305以傳送電壓Vcc到電壓轉(zhuǎn)換器電路122以產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk0相應(yīng)地，功率管理電路120的檢測器電路310能夠基于多個(gè)輸入電壓的狀態(tài)來產(chǎn)生內(nèi)部電壓 V1、V2、......、Vk。
[0071]在一個(gè)實(shí)施例中，如果輸入電壓相等，則存儲(chǔ)器裝置110能夠以如上所討論的和如圖2所示的那樣操作。
[0072]基于如上討論的不同操作模式，能夠通過使用例如比較在Vpp引腳上的電平和Vcc電源電壓的比較器來檢測Vpp的電壓電平或狀態(tài)，從而自動(dòng)引發(fā)在單一電源模式(例如Vcc被使用于給功率管理電路120和存儲(chǔ)器管理電路提供功率)和多電源模式(例如使用如圖1所示的Vcc和Vpp)之間的模式切換。因此，如果使用者已將Vpp引腳接地(0V)，則存儲(chǔ)器將使用Vcc電源以便給內(nèi)部高電壓泵供電。如果使用者已將Vpp連接到適合的電壓(5-12V)，則該存儲(chǔ)器能夠使用Vpp電源給泵提供功率以用于更高效率的操作。
[0073]在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置110的存儲(chǔ)器管理電路130可以包括控制寄存器以用于手動(dòng)地或者電子式地選擇(例如通過配置命令)所謂的單一電源模式或所謂的雙模式，在該單一電源模式中功率管理電路120基于Vcc產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk，在該雙模式中電源管理電路基于Vpp產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk，同時(shí)通過Vcc給存儲(chǔ)器135提供功率。
[0074]更具體的，作為除了使用檢測器電路310和開關(guān)305以在不同的電源模式之間進(jìn)行切換之外的另一選擇，存儲(chǔ)器管理電路130可以包括配置寄存器(例如，裝置控制配置寄存器)以用于基于軟件命令在單一電源模式和多電源模式之間進(jìn)行選擇性地切換。如下面描述的對寄存器的多種附加功能能夠靈活地使用多個(gè)外部功率源。(對于存儲(chǔ)器裝置的內(nèi)部或外部的)數(shù)字控制器裝置能夠被配置成向控制寄存器進(jìn)行寫入并且選擇哪種模式應(yīng)該被使用以按著下面的表1中的那樣來操作存儲(chǔ)器裝置110。為了選擇Vcc作為用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk的源，與存儲(chǔ)器裝置110相關(guān)聯(lián)的控制器將邏輯O寫入到在下面的表1中的裝置控制寄存器的位O。為了選擇Vpp作為用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓V1、V2、……、Vk的源，控制器將邏輯I寫入到在下面的表1中的裝置控制寄存器的位O。
[0075]表1.裝置控制寄存器
[0076]描述位7位6位5位4位3位2位I位O
[0077]使用Vcc XXXXXXX O
[0078]使用Vpp X X X X X X X I
[0079]根據(jù)一些實(shí)例性實(shí)施例，在閃速存儲(chǔ)器裝置135中的讀裝置信息寄存器(如在下面的表2中的那樣)可以基于位6和7提供關(guān)于存儲(chǔ)器裝置110的可能配置的信息。例如，當(dāng)位6和7是邏輯“O”時(shí)，這表示給定的存儲(chǔ)器裝置110使用輸入電壓Vcc以產(chǎn)生內(nèi)部電壓。當(dāng)位6是“O”并且位7是“I”時(shí)，這表示給定的存儲(chǔ)器裝置110使用輸入電壓Vpp以產(chǎn)生內(nèi)部電壓。最后，當(dāng)位6是“I”并且位7是“O”時(shí)，這表示給定的存儲(chǔ)器裝置110能夠由控制器配置以使用輸入電壓Vpp或者輸入電壓Vcc來產(chǎn)生內(nèi)部電壓。因此，該裝置配置寄存器能夠被用于表示哪些提供功率的項(xiàng)被存儲(chǔ)器裝置110支持。
[0080]表2-裝置配置寄存器
[0081]
【權(quán)利要求】
1.一種存儲(chǔ)器裝置，包括: 用于保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器； 用于使得能夠?qū)λ龃鎯?chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問的輸入/輸出邏輯； 用于接收用于給所述輸入/輸出邏輯提供功率的第一外部電壓的第一輸入引腳； 用于接收第二外部電壓的第二輸入引腳，所述第二電壓的幅值大于所述第一電壓的幅值；以及 功率管理電路，其用于接收該第二電壓并且將該第二電壓轉(zhuǎn)換為至少第一內(nèi)部電壓、第二內(nèi)部電壓和第三內(nèi)部電壓，所述第一內(nèi)部電壓、第二內(nèi)部電壓和第三內(nèi)部電壓中的每個(gè)具有互不相同的并且與所述第二外部電壓的平均值不同的平均值；以及 其中，至少部分地通過由所述功率管理電路提供的所述第一內(nèi)部電壓、第二內(nèi)部電壓和第三內(nèi)部電壓來使得能夠?qū)λ龃鎯?chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述第一內(nèi)部電壓、第二內(nèi)部電壓和第三內(nèi)部電壓中的每個(gè)的平均值大于所述第二外部電壓的平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述存儲(chǔ)器是閃速存儲(chǔ)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述閃速存儲(chǔ)器是NAND閃速存儲(chǔ)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述功率管理電路至少包括第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器和第三調(diào)節(jié)器，所述第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器和第三調(diào)節(jié)器用于分別調(diào)節(jié)所述第一內(nèi)部電壓、第二內(nèi)部電壓和第三內(nèi)部電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述功率管理電路包括第一調(diào)節(jié)器電路，該第一調(diào)節(jié)器電路用于: i)接收所述第一內(nèi)部電壓；以及 ?)生成輸出以指示所述第一內(nèi)部電壓是否在第一調(diào)節(jié)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述功率管理電路還包括參考發(fā)生器電路，該參考發(fā)生器電路用于生成要被提供給所述第一調(diào)節(jié)器電路的參考電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述功率管理電路還包括第二調(diào)節(jié)器電路，該第二調(diào)節(jié)器電路用于: i)接收所述第二內(nèi)部電壓；以及 ?)生成輸出以指示所述第二內(nèi)部電壓是否在第二調(diào)節(jié)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述功率管理電路還包括第二調(diào)節(jié)器電路，該第二調(diào)節(jié)器電路用于: i)接收所述第三內(nèi)部電壓；以及 ?)生成輸出以指示所述第三內(nèi)部電壓是否在第二調(diào)節(jié)內(nèi)。
【文檔編號】G11C16/02GK103903647SQ201410075753
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2008年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2007年2月16日
【發(fā)明者】金鎮(zhèn)祺, P·吉利厄姆 申請人:莫塞德技術(shù)公司