[發明專利]電荷泵電路、非易失性存儲器、數據處理裝置和微計算機應用系統

有效

• 申請號: 201110205213.4
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN102377334A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 櫻井良多郎;葛西秀男
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;G11C16/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;鄭菊

相關申請的交叉引用

在此通過整體引用并入于2010年7月14日提交的第2010-159489號日本專利申請的公開內容，包括說明書、說明書附圖和說明書摘要。?

技術領域

本發明涉及電荷泵電路的改進技術，并且涉及在例如應用于非易失性存儲器的電源電路時有效的技術。?

背景技術

使用非易失性存儲器的半導體器件由非易失性存儲器、其外圍電路和其它部分配置。非易失性存儲器被提供有堆疊于襯底之上的浮置柵極、控制柵極等。在使用這樣的非易失性存儲器的半導體器件中，用于操作非易失性存儲器及其外圍電路的各種電源由內部電源電壓生成電路生成。具體而言，電荷泵電路用于高電壓的升壓。?

電荷泵電路包括如在專利文獻1(第0038-0052段)中描述的正電壓升壓電路和負電壓升壓電路。根據專利文獻1，閃存的電荷泵電路的電容器結構由如下電容器C1和電容器C2配置，該電容器C1由夾在與非易失性存儲器單元的浮置柵極相同層中的第一柵極FG和與控制柵極相同層中的第二柵極SG之間的絕緣膜形成，并且該電容器C2由夾在第一柵極FG與阱區域nwell之間的絕緣膜形成。第二柵極SG和阱區域nwell被形成為處于相同電勢，并且電容器C1和電容器C2并聯耦合。電容器C1和電容器C2堆疊于串接結構中。?

(專利文獻1)第2001-085633號日本待審專利?

發明內容

在這樣的電荷泵電路中，電壓絕對值在位置與電荷泵電路的輸出端子更接近的升壓級處變得更大；因此重要的是將施加到相關升壓級中的電容(“升壓電容器”)的端子的電壓設置為不超過相關升壓電容器的破壞耐受電壓。作為一種放寬耐受電壓的措施，有可能用串聯耦合的兩個電容器形成一個升壓電容器，由此抑制施加到每一電容器的電壓絕對值。本申請的發明人考察這樣的耐受電壓放寬措施并且發現以下問題。?

即，當不存在針對串聯耦合形成一個升壓電容器的兩個電容器的串聯耦合節點(稱為“中間節點”)的適當漏電路徑時，中間節點可能發生不希望的起電從而引起由于起電而導致的器件破壞的可能性。當存在針對串聯耦合形成一個升壓電容器的兩個電容器的中間節點的漏電路徑時，存在以下可能性：電荷泵電路的泵效率可能由于流過相關漏電路徑的漏電流而降低。?

鑒于上述境況做出本發明并且本發明提供如下技術，在該技術中有可能避免由于相互串聯耦合形成一個升壓電容器的多個電容器的中間節點起電而導致的器件破壞，并且在該技術中有可能避免由于流過相關中間節點的漏電路徑的漏電流而導致的泵效率降低。?

從本發明的說明書和附圖的描述，上述和其它目的以及新特征將變得清楚。?

下文簡要說明本申請將公開的典型發明的概述。?

即，一種電荷泵電路包括：升壓電容器，包括相互串聯耦合的第一電容和第二電容；電容驅動器，能夠通過驅動升壓電容器來生成升壓電壓；以及保護電路，耦合到第一電容和第二電容的串聯耦合節點。在未生成升壓電壓時，保護電路設置在導通狀態中并且對存儲在第一電容和第二電容的串聯耦合節點處的電荷放電，而在生成升壓電壓時，保護電路被維持在非導通狀態中。?

下文簡要說明將在本申請中公開的典型發明所獲得的效果。?

即，有可能提供用于避免由于相互串聯耦合形成一個升壓電容器的多個電容器的中間節點起電而導致的器件破壞并且避免由于流過相關中間節點的漏電路徑的漏電流而導致的泵效率降低的技術。?

附圖說明

本發明將根據下文給出的具體描述和以下附圖而變得加以完全理解：?

圖1是圖示了根據本發明的電荷泵電路的示例配置的電路圖；?

圖2是圖示了供應到圖1中所示的電荷泵電路的時鐘信號的波形圖；?

圖3A和圖3B是圖示了圖1中所示的電荷泵電路中的升壓電容器的示例配置的說明圖；?

圖4A和圖4B是圖示了圖1中所示的電荷泵電路中的升壓電容器的另一示例配置的說明圖；?

圖5A和圖5B是圖示了圖1中所示的電荷泵電路中的升壓電容器的又一示例配置的說明圖；?

圖6是圖示了在圖1中所示的電荷泵電路中在中間節點處于浮置狀態的假設下獲得的仿真結果的說明圖；?

圖7是圖示了圖1中所示的電荷泵電路的非工作狀態(關斷狀態)的說明圖；?

圖8是圖示了圖1中所示的電荷泵電路的工作狀態(接通狀態)的說明圖；?

圖9是圖示了耦合到兩個電容的串聯耦合節點的二極管的示例配置的說明圖；?