[发明专利]用于生成电压的电路和具有该电路的非易失性存储设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年5月28日提交的韩国专利申请No. 10-2008-0049628的优先权，其内容通过引用完全结合于此。

技术领域

本发明涉及用于生成非易失性存储设备的操作电压的电路。更具体 地，本发明涉及用于根据存储单元的编程状态和环境温度来生成电压的电 路，以及具有该电路的非易失性存储设备。

背景技术

半导体存储设备是一种用于存储数据并且在适当时读取数据的存储 设备。这种半导体存储设备包括易失性存储器和非易失性存储器，在所述 易失性存储器中，当关闭电源时数据被擦除，而在所述非易失性存储器中， 即使关闭电源数据也不被擦除。

闪速存储器整体地电擦除存储单元中的数据，因此闪速存储器广泛用 于计算机和存储卡等等之中。

非易失性存储设备中的存储单元具有在半导体衬底上的源极和漏极 之间形成的电流路径，以及位于半导体衬底上的绝缘层之间的浮置栅极和 控制栅极。

通常通过由以下方式产生的Fowler-Nordheim隧道效应(下文中， 称为“F-N隧道效应”)来执行闪速存储单元的编程操作：通过在将源极/ 漏极区域与半导体衬底(即，体区域(bulk area))连接到地之后将具有 正电平(例如15V至20V)的高编程电压Vpp施加到控制栅极。在此， 由施加到控制栅极的电压Vpp所生成的电场通过F-N隧道将体区域的电 子移动到浮置栅极，由此增加存储单元的阈值电压。

通过由以下方式产生的F-N隧道来执行存储单元的擦除操作：将具 有负电平(例如-10V)的高擦除电压Vera施加到控制栅极并且将特定 电压(例如-5V)施加到体区域，并且存储单元的擦除操作是以共享体 区域的扇区为单位同时执行的。

F-N隧道将浮置栅极中的电子输出到源极区域，因此存储单元具有约 -2V至-3V的擦除阈值电压分布。

已经确定，因为在读取操作中电流并未从漏极区域注入源极区域，所 以阈值电压根据编程操作而增大的存储单元被断开。然而，也已经确定， 因为电流从漏极区域注入源极区域，所以阈值电压根据擦除操作而减小的 存储单元接通。

如上所述，非易失性存储设备通过将固定的读取电压以及验证电压施 加到选中的存储单元的栅极来执行用于读取数据的读取操作以及验证操 作。在此，存储单元的阈值电压分布可以根据温度而改变，并且因此读取 容限可能减小。结果，可能读取不期望的数据。

图1A是示出非易失性存储设备中的存储单元的阈值电压分布的视 图。

在图1A中，非易失性存储设备中的用于存储两比特信息的存储单元 具有四个阈值电压分布111、121、131以及141。在这种情况下，存储单 元的阈值电压根据周围温度而变化，如图1A所示。在图1A中，标号112、 122、132以及142表示变化的阈值电压分布而标号TS1、TS2、TS3以及 TS4表示阈值电压的变化宽度。在此，存储单元的阈值电压越高，阈值电 压的变化就越小。

图1B是示出存储单元的阈值电压根据温度的变化的视图。

图1B示出在高温H(情况1)、常温R(情况2)和低温C(情况3) 被编程的存储单元的阈值电压分布，在读取操作中擦除后的存储单元的阈 值电压分布151以及编程后的存储单元的阈值电压分布152。

如图1B所示，在验证电压固定的情况下，当执行编程操作时，存储 单元的阈值电压随着温度升高相应地增大。然而，在执行编程操作后读取 存储单元的数据的情况下，存储单元的阈值电压随着温度升高相应地减 小。

也就是说，在情况1中，当在低温执行编程操作并且在高温执行读取 操作时，在读取操作中已编程的存储单元“0”的读取电压与阈值电压之 间的差最小。相应地，在读取存储单元“0”的情况下，存储单元的数据 可能被误读为“1”，而并非“0”。

在情况3中，当在高温执行编程操作并且在低温执行读取操作时，在 读取操作中已编程的存储单元“1”的读取电压与阈值电压之间的差最小。 相应地，存储单元的数据可能被误读为“0”，而并非“1”。

图2A是示出不受温度影响的读取电压发生器的框图，图2B是示出 输出电压与温度之间的关系的曲线图。