非易失性存储器及电子设备的制作方法

1.本发明涉及存储器技术领域，特别是涉及一种非易失性存储器及电子设备。


背景技术：

2.nor闪存(nor flash)芯片及nand闪存(nand flash)芯片在进行读取和擦除等操作时会不断对字线进行充电和放电。读取和擦除校验等过程都需要对字线施加一个适当的正压。当读取到下一条字线或者当前字线的擦除校验通过进行下一条字线的校验时，需要对当前字线进行放电，然后再对下一条字线进行充电。
3.例如，读取指令译码后nor flash会连续读取多条字线的存储单元，直到片选信号csb拉高才停止读取。
4.再例如，一条字线擦除校验通过后会切换到下一条字线进行擦除校验。通常nor flash中的位线数量有数千条，即一条字线连接数千个晶体管的控制栅极，字线上的负载电容很大，不断地对字线进行充电和放电将消耗大量功耗。
5.因此需要对现有技术的问题提出解决方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种非易失性存储器及电子设备，其能解决现有技术中不断地对字线进行充电和放电将消耗大量功耗的问题。
7.为解决上述问题，本发明提供的一种非易失性存储器包括：存储器单元阵列；多条字线；电荷泵；字线译码器，电性耦接至所述电荷泵并用于控制所述电荷泵与所述多条字线为电性连接或电性断开；以及电荷共享模块，用于控制两条字线为电性连接或电性断开。
8.于一实施例中，所述电荷共享模块包括多个开关，每个所述开关连接至对应的两条字线之间。
9.于一实施例中，所述两条字线为相邻的两条字线，所述电荷共享模块包括多个开关，每个所述开关连接至对应的相邻两条字线之间。
10.于一实施例中，所述两条字线为第i条字线和第i 1条字线，响应于针对第i条字线的操作结束，所述字线译码器断开所述电荷泵与第i条字线的电性连接，所述电荷共享模块控制第i条字线与第i 1条字线为电性连接，在所述第i条字线与第i 1条字线的电性连接持续预定时间后，所述电荷共享模块断开所述第i条字线与第i 1条字线的电性连接，所述字线译码器控制所述电荷泵与所述第i 1条字线为电性连接以执行针对所述第i 1条字线的操作。
11.于一实施例中，所述操作为读取操作。
12.于一实施例中，所述操作为擦除操作中的校验操作。
13.于一实施例中，所述非易失性存储器是nor闪存。
14.于一实施例中，在对所述两条字线的其中之一的读取操作或擦除操作中的校验操作结束后，所述字线译码器断开所述电荷泵与该字线的电性连接，所述电荷共享模块控制
所述两条字线为电性连接，所述两条字线电性连接预定时间后，所述电荷共享模块控制所述两条字线为电性断开，所述字线译码器控制所述电荷泵与所述两条字线的另一条电性连接。
15.为解决上述问题，本发明提供的一种电子设备包括上述非易失性存储器。
16.相较于现有技术，本发明之非易失性存储器及电子设备包括所述电荷共享模块以实现所述字线之间的电荷共享，进而降低所述电荷泵对所述字线进行充电的时间和功耗。
17.为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
18.图1显示根据本发明一实施例之非易失性存储器以及主机的功能框图。
19.图2显示图1之存储器单元阵列、多条字线、多条位线、电荷泵、字线译码器及电荷共享模块的详细电路图。
20.图3显示根据本发明一实施例之电子设备的功能框图。
具体实施方式
21.以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
22.请参阅图1，图1显示根据本发明一实施例之非易失性存储器10以及主机20的功能框图。
23.所述非易失性存储器10电性耦接至所述主机20。所述非易失性存储器10是所述主机20的内置或外接存储设备。所述非易失性存储器10例如是u盘、移动硬盘、存储卡等。所述主机20是用户的设备，例如手机、平板、笔记本、相机等。所述非易失性存储器10可以与所述主机20进行双向数据通信。所述非易失性存储器10和所述主机20之间的通信标准例如是串行高级技术附件(serial advanced technology attachment，sata)标准、并行高级技术附件(parallel advanced technology attachment，pata)标准、通用串行总线(universal serial bus，usb)标准、安全数码(secure digital，sd)接口标准、多媒体储存卡(multi media card，mmc)接口标准、串行外设接口(serial peripheral interface，spi)标准等。
24.所述非易失性存储器10包括存储器单元阵列100、多条字线(word line)wl0-wlm、多条位线(bit line)bl0-bln、控制器102、页缓冲器(page buffer)104、电荷泵106、字线译码器108、位线译码器110以及电荷共享模块112。存储器单元阵列100可以是二维或水平存储器单元阵列，也可以是三维(3d)或垂直存储器单元阵列。
25.所述非易失性存储器10例如是nor闪存、nand闪存、电阻式随机存取存储器(rram)、相变式随机存取存储器(pram)、磁阻式随机存取存储器(mram)、或自旋转移矩阵式随机存取存储器(stt-ram)。下面以非易失性存储器10是nor闪存为例进行说明。
26.图2示出了存储器单元阵列100为nor闪存的设置方式。图2所示的多个存储单元例如为存储器单元阵列100的一个块。所述存储器单元阵列100包括(m 1)行*(n 1)列的存储器单元。所述存储器单元阵列100包括多个块，每一个块例如形成在公共阱中。存储器单元可以是具有浮栅的晶体管，或者是具有由绝缘膜形成电荷俘获层的晶体管，晶体管还包括
源极，漏极，以及控制栅极。存储器单元通过所述多条字线wl0-wlm和所述多条位线bl0-bln寻址。每行存储器单元连接同一字线，具体地，每行存储器单元的控制栅极连接同一字线。每列存储器单元连接同一位线，具体地，每列存储器单元的漏极连接同一位线。存储器单元的源极接地或者连接源极线。
27.所述控制器102用于解码所述主机20所传送之命令、地址或可与主机20交换数据，并执行所述主机20之指令及/或存取所述存储器单元阵列100。所述指令用于对所述存储器单元阵列100执行操作，所述操作至少包括读取操作、写入操作、擦除操作、擦除校验操作以及其他操作等。
28.所述页缓冲器104用于存储从存储器单元阵列100中读取的数据或者待写入页的数据。页缓冲器104例如是静态随机存取存储器(static random-access memory，sram)。页缓冲器104包括多个存储单元，所述多个存储单元和一行的存储器单元对应。
29.所述电荷泵106用于提供读取操作、写入操作、擦除操作、擦除校验操作时所需的各种电压。例如，电荷泵106用于提供读取操作电压或者擦除操作中的校验操作电压。
30.所述字线译码器108电性耦接至所述电荷泵106和字线wl0-wlm。字线译码器108用于基于地址信息选择至少一条字线，并控制所述电荷泵106与所述字线wl0-wlm为电性连接或电性断开。
31.所述位线译码器110耦接位线bl0-bln并用于基于地址信息选择至少一条位线。
32.所述电荷共享模块112用于控制字线之间的电性连接或电性断开。例如，电荷共享模块112可以控制字线wl0-wlm多个字线对的电性连接或电性断开，每个字线对包括两条字线。
33.在对两条字线的其中之一的操作结束后，字线译码器108断开所述电荷泵106与该字线的电性连接，电荷共享模块112控制所述两条字线为电性连接以实现两条字线间的电荷共享(电荷从操作结束的字线转移到另一条字线)，两条字线电性连接预定时间后，电荷共享模块112控制两条字线为电性断开，字线译码器108控制所述电荷泵106与两条字线的另一条电性连接。所述操作可以是读取操作或擦除操作中的校验操作。在一些实施例中，所述两条字线是相邻的两条字线。
34.请参阅图2，图2显示图1之存储器单元阵列100、多条字线wl0-wlm、多条位线bl0-bln、电荷泵106、字线译码器108及电荷共享模块112的详细电路图。
35.示例性的字线译码器108包括多个开关s0-sm，所述开关s0-sm分别对应至所述字线wl0-wlm，当某一或某些开关闭合(导通)时，所述电荷泵106的电压会施加至与闭合的开关对应的字线，当某一或某些开关断开(不导通)时，所述电荷泵106的电压不会施加至与断开的开关对应的字线。
36.控制器102接收针对存储器单元阵列100的操作指令，该操作指令的操作区域包括多条字线。例如，控制器102从主机20接收读取指令。读取指令对应多行的存储器单元，即需要读取的数据存储在多行存储器单元中。因为读取操作逐行进行，所以需要对对应的字线依次充电(施加读取电压)和放电(操作完毕)。再例如，控制器102从主机20接收擦除指令。擦除指令对应多行的存储器单元，即需要擦除存储在多行存储器单元中的数据。nor闪存的擦除操作通常包括擦除电压施加操作，擦除校验操作以及过擦除校验操作。擦除校验操作用于校验擦除后的存储器单元的阈值电压是否小于预定的上限值。过擦除校验操作用于校
验擦除后的存储器单元的阈值电压是否大于预定的下限值。擦除校验操作和过擦除校验操作类似，区别是施加在字线上的电压大小不同。在擦除校验操作和过擦除校验操作中，也需要字线依次充电(施加擦除校验电压或过擦除校验电压)和放电。
37.为了降低所述非易失性存储器10执行各种操作时不断地对字线进行充电和放电所消耗的大量功耗，本发明之非易失性存储器10设置所述电荷共享模块112以实现字线之间的电荷共享，进而降低所述电荷泵106对字线进行充电的时间和功耗。
38.所述电荷共享模块112包括多个开关sw0-swm-1，多个开关sw0-swm-1中的每个用于控制两条字线为电性连接或电性断开，开关sw0-swm-1用于提供电荷共享路径。
39.于本实施例中，所述两条字线为相邻的两条字线，也就是说，所述开关sw0连接至所述字线wl0与wl1之间，所述开关sw1连接至所述字线wl1与wl2之间，依此类推，所述开关swm-2连接至所述字线wlm-2与wlm-1之间，所述开关swm-1连接至所述字线wlm-1与wlm之间。
40.于一实施例中，响应于针对第i条字线(i为0至m之间的整数)的操作结束(待放电)，所述字线译码器108断开所述电荷泵106与所述第i条字线的电性连接(断开开关si)，所述电荷共享模块112控制第i条字线与第i 1条字线为电性连接(闭合开关swi)，藉此实现将与第i条字线连接的晶体管的控制栅极上存储的电荷共享到与所述第i 1字线连接的晶体管的控制栅极上，在所述第i条字线与第i 1条字线的电性连接持续预定时间后，所述电荷共享模块112控制所述第i条字线与第i 1条字线为电性断开(断开开关swi)，所述字线译码器108控制所述电荷泵106与所述第i 1条字线为电性连接(闭合开关s(i 1))以执行针对所述第i 1条字线的操作。
41.所述操作例如是读取操作。nor闪存的读取操作针对存储器单元100逐行进行。在nor闪存的读取操作中，在选中行的字线上施加读取电压，在未选中行的字线上施加截止电压(例如0v)，截止电压使得未选中行的存储器单元都处于不导通状态。例如，字线译码器108将电荷泵106连接到第i条字线，执行第i行存储器单元的读取操作，当第i行存储器单元的读取操作完成后，字线译码器108断开电荷泵106与所述第i条字线的电性连接，所述电荷共享模块112控制第i条字线与第i 1条字线为电性连接(闭合开关swi)，第i条字线连接的晶体管的控制栅极上存储的电荷共享到与所述第i 1字线连接的晶体管的控制栅极上，在所述第i条字线与第i 1条字线的电性连接持续预定时间后，所述电荷共享模块112控制所述第i条字线与第i 1条字线为电性断开(断开开关swi)，所述字线译码器108控制所述电荷泵106与所述第i 1条字线为电性连接以将第i 1条字线充电到读取电压，进行第i 1行存储器单元的读取操作。当所述操作是擦除操作中的校验操作(擦除校验操作和过擦除校验操作)时，施加到字线的是校验电压(擦除校验电压和过擦除校验电压)，开关的时序与读取操作类似。
42.所述电荷泵106与所述字线wl0-wlm之间的开关s0-sm以及所述字线wl0-wlm之间的开关sw0-swm-1可以通过译码的方式实现开关的闭合和断开，而所述开关sw0-swm-1仅在所述wl0-wlm共享电荷时闭合，通过共享电荷可以减小所述电荷泵106对所述字线wl0-wlm进行充电的时间和功耗。
43.要说明的是，于图2的实施例中，每个所述开关sw0-swm-1连接至相邻的两条字线之间。于另一实施例中，每个所述开关sw0-swm-1可以连接至非相邻的两条字线之间。
44.请参阅图3，图3显示根据本发明一实施例之电子设备的功能框图。所述电子设备30包括上述非易失性存储器10。
45.本发明之非易失性存储器及电子设备包括所述电荷共享模块以实现所述字线之间的电荷共享，进而降低所述电荷泵对所述字线进行充电的时间和功耗。
46.综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。