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Drei-Transistorzelle fuer NVM Speicher mit sehr hoher Leseperformance

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010826D
Original Publication Date: 2003-Feb-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Feb-25
Document File: 1 page(s) / 55K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei embedded Flash Speichern ist eine sehr hohe Zugriffs- und Lesegeschwindigkeit notwendig. Da die Taktfrequenzen der Microcontroller stark ansteigen. Fuer das Lesen der derzeitigen Flashzellen ist jedoch das Schalten von relativ hohen Spannungen notwendig. Diese hohen Spannungen koennen bei modernen CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Prozessoren nicht mit den Logiktransistoren geschaltet werden. Es muessen also beispielsweise I/O Transistoren verwendet werden, die eine erheblich geringere Performance bieten und damit nur eine relativ langsame Ansteuerung der Wortleitungen ermoeglichen. Bei der hier vorgestellten Erfindung hat die NVM-Zelle (Non-Volatile Memory – nicht fluechtige Speicher) zwei verschiedene Auswahltransistoren, wobei diese mit unterschiedlichen Gate-Oxiddicken in der NVM-Speicherzelle ausgefuehrt werden. Der erste Auswahltransistor wird beim Programmieren und Loeschen verwendet und muss die dabei auftretenden Spannungen aushalten. Er besitzt dafuer ein dickes Gate-Oxid, welches groesser als die Tunnel-Oxiddicke des NVM-Zelltransistor ist, eine relativ grosse Kanallaenge und hat nur eine begrenzte Schaltgeschwindigkeit. Bei konventionellen NVM-Zellen existiert nur dieser Auswahltransistor. Der zweite Auswahltransistor wird zum Lesen verwendet und kann beispielsweise als normaler Logiktransistor mit entsprechend hoher Performance ausgefuehrt werden, der mit niedrigen Gatespannungen betrieben werden kann. Das Gate-Oxid dieses zweiten Transistors ist deutlich geringer – es kann sogar duenner als die Tunnel-Oxiddicke sein.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: ifx_2002J16000.doc page: 1

Drei-Transistorzelle fuer NVM Speicher mit sehr hoher Leseperformance

Idea: Dr. Peter Baumgartner, DE-Muenchen

Bei embedded Flash Speichern ist eine sehr hohe Zugriffs- und Lesegeschwindigkeit notwendig. Da die Taktfrequenzen der Microcontroller stark ansteigen. Fuer das Lesen der derzeitigen Flashzellen ist jedoch das Schalten von relativ hohen Spannungen notwendig. Diese hohen Spannungen koennen bei modernen CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Prozessoren nicht mit den Logiktransistoren geschaltet werden. Es muessen also beispielsweise I/O Transistoren verwendet werden, die eine erheblich geringere Performance bieten und damit nur eine relativ langsame Ansteuerung der Wortleitungen ermoeglichen.

Bei der hier vorgestellten Erfindung hat die NVM-Zelle (Non-Volatile Memory - nicht fluechtige Speicher) zwei verschiedene Auswahltransistoren, wobei diese mit unterschiedlichen Gate-Oxiddicken in der NVM-Speicherzelle ausgefuehrt werden.

Der erste Auswahltransistor wird beim Programmieren und Loeschen verwendet und muss die dabei auftretenden Spannungen aushalten. Er besitzt dafuer ein dickes Gate-Oxid, welches groesser als die Tunnel-Oxiddicke des NVM-Zelltransistor ist, eine relativ grosse Kanallaenge und hat nur eine begrenzte Schaltgeschwindigkeit. Bei konventionellen NVM-Zellen existiert nur dieser Auswahltransistor.

Der zweite Auswahltransistor wird zum Lesen verwendet und kann beispielsweise als nor...