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EP0640985B1

Distributed negative gate power supplies

Abstract

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EP0640985B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 9

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Expired 3 August 2014, 12.1 years ago.

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11 claims: 11 independent, 0 dependent

  1. 1
    A distributed negative gate power supply for generating a negative voltage and supplying said negative voltage to control gates of memory cells via wordlines in an array of flash EEPROM memory cells during flash erasure, said distributed negative gate power supply comprising :clock means (22a, 22b) for generating a plurality of clock signals;main charge pumping means (20a, 20b) responsive to an external power supply potential and to said plurality of clock signals for generating a primary negative voltage (NEPG);and characterised in that the power supply further comprises:sector logic means (501) for generating half-sector pump select (PSnm) signals, each corresponding to a selected half-sector, two of said half-sectors forming a sector being composed of a plurality of rows defining a page-selectable erase block;distribution sector pumping means comprising a plurality of distribution sector pump circuits (18a-18p), one for each half-sector, the distribution sector pumping means being responsive to said half-sector pump select signals to selectively connect said primary negative voltage via the wordlines (WL) to the control gates of the memory cells in half-sectors which are selected to be erased in page-mode. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles afin de générer une tension négative et fournir ladite tension négative aux grilles de commande de cellules de mémoire par l'intermédiaire de lignes de mots dans un réseau de cellules de mémoire flash EEPROM pendant un effacement flash, ledit système d'alimentation négative distribuée pour grilles comprenant : des moyens d'horloge (22a, 22b) pour générer une pluralité de signaux d'horloge ;des moyens principaux de pompage de charge (20a, 20b) répondant à un potentiel d'alimentation externe et à ladite pluralité de signaux d'horloge pour générer une tension négative primaire (NEPG) ;et caractérisé en ce que le système d'alimentation comprend, de plus :des moyens logiques de secteur (501) pour générer des signaux de sélection de pompage de demi-secteur (PSnm), correspondant chacun à un demi-secteur sélectionné, deux desdits demi-secteurs constituant un secteur étant composés d'une pluralité de rangées définissant un bloc d'effacement pouvant être sélectionné par page ;des moyens de pompage de secteur de distribution comprenant une pluralité de circuits de pompage de secteur de distribution (18a-18p), un pour chaque demi-secteur, les moyens de pompage de secteur de distribution étant sensibles auxdits signaux de sélection de pompage de demi-secteur pour connecter sélectivement ladite tension négative primaire par l'intermédiaire des lignes de mots (WL) aux grilles de commande des cellules de mémoire des demi-secteurs qui sont sélectionnés pour être effacés suivant un mode par page. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung zum Erzeugen einer negativen Spannung und zum Liefern der negativen Spannung an Steuergates von Speicherzellen über Wortleitungen in einer Matrix aus Flash-EEPROM-Speicherzellen während des Flash-Löschens, wobei die verteilte negative Gate-Leistungsversorgung aufweist: - eine Takteinrichtung (22a, 22b) zum Erzeugen mehrerer Taktsignale;- eine Hauptladungspumpeinrichtung (20a, 20b), die als Antwort auf ein externes Leistungsversorgungspotential und die mehreren Taktsignale eine primäre negative Spannung (NEPG) erzeugt;dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsversorgung ferner enthält:- eine Sektorlogikeinrichtung (501 zum Erzeugen von Halbsektor-Pumpwählsignalen (PSnm), wovon jedes einem gewählten Halbsektor entspricht, wobei zwei der Halbsektoren einen Sektor bilden, der aus mehreren Zeilen, die einen seitenwählbaren Löschblock definieren, aufgebaut ist;- eine Verteilungssektor-Pumpeinrichtung, die mehrere Verteilungssektor-Pumpschaltungen (18a, 18p) aufweist, eine für jeden Halbsektor, wobei die Verteilungssektor-Pumpeinrichtung auf die Halbsektor-Pumpwählsignale anspricht, um die erste negative Spannung über die Wortleitungen (WL) wahlweise an die Steuergates der Speicherzellen in Halbsektoren, die für eine Löschung im Seitenmodus gewählt sind, anzulegen.
  2. 2
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 1, wherein each distribution sector pump circuit comprises a single-stage pump. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 1, dans lequel chaque circuit de pompage de secteur de distribution comprend une pompe à étage unique. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 1, wobei jede Verteilungssektor-Pumpschaltung eine einstufige Pumpe aufweist.
  3. 3
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 2, wherein each pump circuit is provided with a secondary high negative voltage (NEGSm) associated with said primary negative voltage and is responsive to a said pump select signal (PSnm) so as to generate a select control signal (SNGnm) to control said selective connection. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 2, dans lequel chaque circuit de pompage est pourvu d'une tension négative élevée secondaire (NEGSm) associée à ladite tension négative primaire et est sensible à un dit signal de sélection de pompage (PSnm) de façon à générer un signal de commande de sélection (SNGnm) pour commander ladite connexion sélective. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 2, wobei jede Pumpschaltung mit einer sekundären hohen negativen Spannung (NEGSm) versehen ist, die der primären negativen Spannung zugeordnet ist und auf das Pumpwählsignal (PSnm) anspricht, um ein Wählsteuersignal (SNGnm) zu erzeugen, um die gewählte Verbindung zu steuern.
  4. 4
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 3, wherein said distribution sector pumping means includes a plurality of pass transistors each having its source connected to receive said primary negative voltage, its gate connected to receive a said select control signal, and its drain connected to one of said plurality of wordlines in said selected half-sectors. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 3, dans lequel lesdits moyens de pompage de secteur de répartition comprennent unepluralité de transistors de passage présentant, chacun, leur source connectée pour recevoir ladite tension négative primaire, leur grille connectée pour recevoir un dit signal de commande de sélection, et leur drain connecté à l'une de ladite pluralité de lignes de mots dans lesdits demi-secteurs sélectionnés. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 3, wobei die Verteilungssektor-Pumpeinrichtung mehrere Durchlaßtransistoren aufweist, wovon jeder mit seiner Source so angeschlossen ist, daß er die primäre negative Spannung empfängt, mit seinem Gate so angeschlossen ist, daß er das Wählsteuersignal empfängt, und mit seinem Drain an eine der mehreren Wortleitungen in den gewählten Halbsektoren angeschlossen ist.
  5. 5
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 4 wherein the select control signal is more negative than primary negative voltage. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 4, dans lequel le signal de commande de sélection est plus négatif que la tension négative primaire. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 4, wobei das Wählsteuersignal stärker negativ als die primäre negative Spannung ist.
  6. 6
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 5, wherein said primary negative voltage is approximately - 10.5 volts. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 5, dans lequel ladite tension négative primaire est de -10,5 volts environ. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 5, wobei die primäre negative Spannung ungefähr -10,5 V beträgt.
  7. 7
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 6, wherein said select control signal has a voltage value of approximately -14 volts. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 6, dans lequel ledit signal de commande de sélection possède une valeur de tension de -14 volts environ. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 6, wobei das Wählsteuersignal einen Spannungswert von ungefähr -14 V besitzt.
  8. 8
    A distributed negative gate power supply as claimed in any preceding Claim, wherein said main charge pumping means is formed of a plurality of charge pump stages (301-304). Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de pompage de charge principaux sont formés d'une pluralité d'étages de pompage de charge (301-304). Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei die Hauptladungspumpeinrichtung aus mehreren Ladungspumpstufen (301-304) gebildet ist.
  9. 9
    A distributed negative gate power supply as claimed in Claim 8, further comprising regulation means (24) responsive to said primary high negative voltage and a reference potential for generating a negative comparator signal which is either a high level so as to allow said main charge pumping means to increase said primary negative voltage or is at a low level so as to decrease said primary negative voltage. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon la revendication 8, comprenant, de plus, des moyens de régulation (24) répondant à ladite tension négative élevée primaire et un potentiel de référence pour générer un signal comparateur négatif qui est, soit un niveau haut de façon à permettre auxdits moyens de pompage de charge principaux d'augmenter ladite tension négative primaire, soit un niveau bas de façon à diminuer ladite tension négative primaire. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach Anspruch 8, ferner mit einer Regelungseinrichtung (24), die als Antwort auf die primäre hohe negative Spannung und ein Referenzpotential ein negatives Komparatorsignal erzeugt, das entweder hohen Pegel besitzt, damit die Hauptladungspumpeinrichtung die primäre negative Spannung erhöhen kann, oder niedrigen Pegel besitzt, damit die primäre negative Spannung abgesenkt werden kann.
  10. 10
    A distributed negative gate power supply as claimed in any preceding Claim, further comprising means for generating a discharge voltage which is initially pulled up to a small negative voltage so as to allow said primary negative voltage to discharge sufficiently before it is pulled to the external power supply potential thereby avoiding excessive stress on the oxides. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, de plus, des moyens pour générer une tension de décharge qui est initialement chargée jusqu'à une faible tension négative de façon à permettre à ladite tension négative primaire de se décharger suffisamment avant qu'elle ne soit prélevée pour le potentiel d'alimentation externe de façon à éviter d'exercer une contrainte excessive sur les oxydes. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, ferner mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Entladungsspannung, die zunächst auf eine kleine negative Spannung hochgezogen wird, damit die primäre negative Spannung ausreichend entladen werden kann, bevor sie zum externen Leistungsversorgungspotential gezogen wird, wodurch eine übermäßige Beanspruchung der Oxide vermieden wird.
  11. 11
    A distributed negative gate power supply as claimed in any preceding claim wherein the array of flash EEPROM memory cells is formed on the substrate to define columns and rows, the substrate including a common source line extending along at least one of the rows, and a plurality of bit lines extending along respective columns, each memory cell including an N-type source region coupled to the common source line, a control gate, a floating gate, a channel region and an N-type drain region coupled to a respective one of the bit lines, and wherein each memory cell is erasable predominantly by tunnelling electrons from its floating gate to its source region. Système d'alimentation négative distribuée pour grilles selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le réseau de cellules de mémoire flash EEPROM est formé sur le substrat pour définir des colonnes et des rangées, le substrat incluant une ligne de source commune s étendant le long d'au moins l'une des rangées, et une pluralité de lignes binaires s'étendant le long de colonnes respectives, chaque cellule de mémoire incluant une zone de source de type N couplée à la ligne de source commune, une grille de commande, une grille flottante, une zone de canal et une zone de drain de type N couplée à l'une respective des lignes binaires, et dans lequel chaque cellule de mémoire est effaçable de façon prédominante par effet tunnel des électrons allant de sa grille flottante vers sa zone de source. Verteilte negative Gate-Leistungsversorgung nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei die Matrix aus Flash-EEPROM-Speicherzellen auf dem Substrat gebildet ist, um Spalten und Zeilen zu definieren, wobei das Substrat eine gemeinsame Source-Leitung, die wenigstens längs einer der Zeilen verläuft, sowie mehrere Bitleitungen, die längs entsprechender Spalten verlaufen, enthält, wobei jede Speicherzelle einen N-Source-Bereich, der mit der gemeinsamen Source-Leitung verbunden ist, ein Steuergate, ein schwebendes Gate, einen Kanalbereich und einen N-Drain-Bereich, der mit einer entsprechenden der Bitleitungen verbunden ist, enthält und wobei jede Speicherzelle vorwiegend durch Elektronen, die von ihrem schwebenden Gate in ihren Source-Bereich tunneln, löschbar ist.