[发明专利]源极端感测的渗入电流系统

说明书

技术领域

本发明是关于存储装置的感测电路，特别是关于如此装置的源极端感测电路。

背景技术

现今存在许多利用电荷储存存储单元型态的非挥发存储器，包括存储单元储存电荷于一场效应晶体管的通道与栅极之间。所储存的电荷数量影响了晶体管的临界电压，其可以被感测以指示资料。

一种型态的电荷储存存储单元被称为浮动栅极存储单元。在浮动栅极存储单元中，电荷被储存在一电性导电层介于场效应晶体管的通道与栅极之间。临界电压的改变由施加一合适的电压于此存储单元自此电性导电层储存或移除电荷。另一种型态的存储单元被称为电荷捕捉存储单元，其使用一介电电荷捕捉层取代浮动栅极。

在读取操作中，施加合适的电压以自此存储单元的漏极端诱发电流至源极端。此电流取决于晶体管的临界电压，因此指示储存于其中的资料。

读取一所选取存储单元的资料系利用感测流入漏极端(“漏极端感测”)的电流或是感测自源极端(“源极端感测”)流出的电流来进行。

在漏极端感测中，此所选取存储单元的漏极终端连接的一资料线(如位线)与一感测电路耦接。施加合适的电压至此存储单元以自资料线诱发一电流经过源极端至此存储单元的漏极终端。此感测电路感测资料线由此存储单元导入的电流，且将此感测的电流与一合适的参考值作比较以决定储存于此存储单元中的资料。可参阅，举例而言，美国专利第7,295,471、6,272,043、7,339,846、6,731,452及6,771,543。漏极端感测的表现缺点可以包括相对慢的读取速度及高功率消耗。

在源极端感测中，此所选取存储单元的源极终端连接的一资料线与一感测电路耦接。施加合适的电压至此存储单元以诱发一读取电流自此存储单元的漏极终端经过源极终端而进入资料线。此感测电路在资料线感测读取电流，且将此感测电流与一合适的参考值作比较以决定储存于此存储单元中的资料。

此读取电流可以使用此读取电流在此感测电路的一感测放大器的感测节点来对一等效负载电容充电而被感测。感测输入的电压改变与读取电流相关，且因此指示储存于此所选取存储单元中的资料。

在源极端感测中，此感测放大器的感测输入与此存储单元的源极终端耦接。其结果会造成此源极端感测一特定的问题，此源极终端的电压也会增加一个与读取电流相关的一数量。在源极终端增加的电压会减少漏极至源极的电压且会增加此所选取存储单元的主体效应。如此会减少由此存储单元提供的读取电流。

阵列中存储单元的临界电压会随着操作环境的变动及材料和工艺的变动而产生变动。此变动会造成阵列间储存相同资料时读取电流的变动，包括因为源极电压增加所导致的读取电流改变的差值。因此，具有源极电压增加的一数量与读取电流相关，结果会是感测放大器的感测输入的电压或电流一个较广的分布，其增加了感测所需的时间及感测电路的复杂程度。

因此，需要提供一种源极端感测电路，其可以解决在读取时因为源极电压变动所产生的问题，及操作此种电路的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种源极端感测的渗入(sink current)电流系统。

为实现上述目的，本发明所描述的源极端感测技术根据自此存储单元源极终端所读取的电流与自该读取电流所导入的渗入电流之间的差值来决定储存于存储单元中的资料值。此渗入电流是响应由一例如是参考单元所提供的一参考电流源的参考电流的大小而导入。

使用读取电流与渗入电流之间的差值，而不是整个读取电流，会减少在感测操作时存储单元源极终端的电压变动。如此则会在此阵列中的存储单元之间进行源极端感测时减少读取电流的变动。其结果是，于此阵列间存储单元中的感测节点的电压或电流分布会变得较为紧缩。

此处所描述的存储装置包括一存储阵列可自该存储阵列中的一选取存储单元的一源极端点提供一读取电流至一资料线，一参考电流源可提供一参考电流，一与该资料线耦接的渗入电流源，该渗入电流源可响应该参考电流的一大小而自该资料线导入一渗入电流。此存储装置还包括感测放大电路包含一感测节点与该资料线耦接。该感测放大电路响应于该读取电流与该渗入电流之间的一差值，而产生一用来指示储存于该被选取存储单元中的一资料值的一输出信号。

此存储装置还包括电路用来设置该参考节点的一参考电压，该参考电压与该参考电流的该大小无关，其中该感测放大电路是响应于该参考节点与该感测节点的电压之间的一差值而产生该输出信号。在此情况下，到达参考电压所需的时间比使用参考电流来对参考节点充电来得快，允许较高的操作速度。