Brevet FR2729499A1 — publié le 19960719

" Générateur de tension de survoltage d'un dispositif de mémoire à semi- conducteurs " ARRIERE PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de mémoire à semi-conducteurs et, plus particulièrement, un dispositif de mémoire à semi-conducteurs comportant une pluralité de générateurs de tension de survoltage fournis- sant indépendamment chacun une tension survoltée à chacun des réseaux de cellules de mémoire. 2. Description de l'art antérieur En général, une tension de seuil d'un transis- tor a un effet direct sur le fonctionnement et les caracté- ristiques des circuits utilisant le transistor. Ainsi, dans le cas o une tension d'entrée est transmise à une borne arbitraire par l'intermédiaire du transistor, la tension d'entrée a chuté de la tension de seuil en passant à tra- vers le transistor. Par suite, une différence de tension entre la tension d'entrée et la tension de sortie est géné- rée par la tension de seuil du transistor. Ainsi, dans le cas o l'on fournit directement en sortie une tension ap- pliquée à une borne voulue, la tension appliquée à l'élec- trode de grille du transistor doit être haute pour avoir la valeur de chute de tension devant être générée par passage à travers le transistor. Par suite, le dispositif de mémoire à semi- conducteurs a adopté un générateur de tension de survoltage (appelée ciaprès Vpp) qui génère une tension survoltée plus élevée que la tension d'alimentation de puissance Vcc, et présente donc un niveau de tension égal à Vcc + a. Un exemple représentatif d'une telle tension survoltée dans le dispositif de mémoire à semi-conducteurs, est une tension de ligne de mots qui est fournie pour stocker l'information à un condensateur de cellule branché en série avec l'élec- 0lo trode de source et l'électrode de drain du transistor de cellule de mémoire, et pour lire l'information stockée. Par suite, lorsqu'on stocke et lorsqu'on lit l'information dans/à partir du condensateur de cellule, la tension four- nie à la ligne de mots branchée à l'électrode de grille du transistor de cellule, sert comme une tension survoltée, de façon que la chute de tension produite du fait de la ten- sion de seuil du transistor de cellule, puisse être compen- sée, et que l'information du condensateur de cellule puisse être transmise à une ligne de bits sans aucun changement. Pendant ce temps, une mémoire vive dynamique (DRAM) effec- tue une opération de rafraîchissement à chaque période constante pour maintenir ainsi l'information stockée dans le condensateur de cellule. Pendant le maintien de l'infor- mation, l'opération de rafraîchissement doit être effectuée à travers tous les réseaux de cellules de mémoire compris à l'intérieur de la DRAM. Par suite, plus l'intensité du dis- positif de mémoire à semi-conducteurs est grande, plus le nombre de lignes de mots activées simultanément devient grand. La figure 1 est un schéma de circuit représen- tant une configuration d'un générateur de Vpp unique dans un dispositif de mémoire à semi-conducteurs conventionnel. Les réseaux de cellules de mémoire MCA1-MCA8 comprennent respectivement un condensateur de cellules et un transistor de cellules. Ici, les huit réseaux de cellules de mémoire, ou plus, peuvent être utilisés. Les pilotes de lignes de mots WDi-WD8 fournissent la Vpp aux lignes de mots WL1-WL8 qui sélectionnent chaque cellule de mémoire dans les ré- seaux de cellules de mémoire MCAi-MCA8, chaque pilote de ligne de mots étant branché à une électrode de grille d'un transistor de cellules de mémoire de chacun des réseaux de cellules de mémoire MCA1-MCA8. Par suite, une pluralité de lignes de mots proportionnelle au nombre des cellules de mémoire, est prévue dans les réseaux de cellules de mé- moire. Le générateur VPG de Vpp génère la Vpp et la fournit à chacun des pilotes de lignes de mots WD1-WD8, en sélec- tionnant ainsi simultanément les lignes de mots WL1-WL8. Comme décrit ci-dessus, si une pluralité de li- gnes de mots sont simultanément activées et si un seuil gé- nérateur de Vpp est commandé à l'intérieur du dispositif, un pont de résistance tel que celui représenté dans le ré- seau de cellules de mémoire MCA1 de la figure 1, peut être produit. Le pont de résistance est fréquemment formé lors- qu'un métal est recouvert de poussière ou de produits de contamination dans l'état o il se trouve avant qu'on ef- fectue un processus de gravure à l'acide, de sorte que le métal se trouvant entre deux lignes de mots adjacentes ne peut être attaqué à l'acide pendant qu'on effectue le pro- cessus de gravure, et que les lignes sont dans un état court-circuité. Par exemple, dans le cas o les métaux de deux lignes de mots adjacentes ne sont connectés que dans une partie de l'intervalle par la poussière ou les produits de contamination, ou dans le cas o la connexion entre les deux lignes de mots est court-circuitée du fait que la poussière ou les produits de contamination ont une caracté- ristique de résistance après le processus de gravure à l'acide, un tel pont de résistance indésirable peut être formé. La figure 2 est un schéma de circuit détaillé représentant l'état dans lequel le pont de résistance indé- sirable RB est formé entre les lignes de mots mutuellement adjacentes. Le générateur VPG de Vpp fournit la Vpp respec- tivement aux circuits de commande de lignes de mots WDi et WDj. Le pilote de ligne de mots WDi est constitué d'un transistor PMOS Pi et d'un transistor NMOS Ni qui sont branchés en série entre la Vpp et une tension de masse, et qui sont branchés en commun à un signal de sélection de li- gne de mots 0WSi à leurs électrodes de grille. La Vpp com- mandant le pilote de ligne de mots WDi est appliquée à la ligne de mots WLi. Un transistor de cellules MCi et un con- densateur de cellules CCi, qui sont branchés en série entre une ligne de bits BLi et la masse, servent de cellule de mémoire pour stocker l'information, le transistor de cellu- les MCi ayant une électrode de grille branchée à la ligne de mots WLi. Le pilote de ligne de mots WDj est constitué d'un transistor PMOS Pj (cellule de mémoire métal-oxyde si- licium) et d'un transistor NMOS Nj qui sont branchés en sé- rie entre la Vpp et une tension de masse, et qui sont branchés et commun à un signal de sélection de ligne de mots 0WSj à leurs électrodes de grille. La Vpp commandant le pilote de ligne de mots WDj est appliquée à la ligne de mots WLj. Un transistor de cellules MCj et un condensateur de cellules CCj, qui sont branchés en série entre une ligne de bits BLj et la tension de masse, servent de cellule de mémoire pour stocker l'information, le transistor de cellu- les MCj ayant une électrode de grille branchée à la ligne de mots WLj. De plus, le pont de résistance RB relie les lignes de mots WLi et WLj, en constituant ainsi la con- nexion anormale indésirable entre les deux. A ce moment, dans le cas o l'on sélectionne la ligne de mots WLi, le signal de sélection de ligne de mots 0WSi est généré à un état logique " bas ". Ensuite, de ce fait, dans le circuit de commande de ligne de mots WDi ayant une structure d'inverseur, le transistor PMOS Pi est commuté en MARCHE et le transistor NMOS Ni est commuté en ARRET. Par suite, la Vpp générée dans le générateur VPG de Vpp est appliquée à la ligne de mots WLi. Séquentiellement, le transistor de cellules MCi est commuté en MARCHE et un signal d'information stocké dans le condensateur de cellu- les CCi est fourni en sortie à la ligne de bits BLi. A ce moment, comme le signal d'information est un signal minus- cule, le transistor de cellules MCi est commuté en MARCHE par la Vpp, et le signal d'information est fourni en sortie à la ligne de bits BLi sans aucune chute de tension. Le si- o10 gnal d'information est ajouté à la tension de la ligne de bits BLi à l'état préchargé à un niveau intermédiaire d'une tension d'alimentation de puissance interne. Ainsi, la li- gne de bits BLi fournit en sortie la tension ajoutée. A ce moment, comme la ligne de mots WLj adja- cente à la ligne de mots WLi ne doit pas être sélectionnée, le signal de sélection de ligne de mots 0WSj est généré à un état logique "haut". De ce fait, dans le pilote de ligne de mots WDj ayant une structure d'inverseur, le transistor PMOS Pj est commuté en ARRET et le transistor NMOS Nj est commuté en MARCHE. Par suite, la Vpp générée dans le géné- rateur VPG de Vpp n'est pas appliquée à la ligne de mots WLj. Séquentiellement, le transistor de cellules MCj est commuté en ARRET et le signal d'information stocké dans le condensateur de cellules CCj n'est pas fourni en sortie à la ligne de bits BLj. Par suite, la ligne de bits BLj main- tient l'état préchargé. Dans ces états, et dans le cas o les lignes de mots WLi et WLj sont malencontreusement connectées par le pont de résistance RB, le courant généré par la Vpp forme un chemin de passage de courant comprenant, dans l'ordre, le générateur VPG de Vpp, le transistor PMOS Pi du pilote de ligne de mots WDi, la ligne de mots WLi, le pont de ré- sistance RB, la ligne de mots WLj, le transistor NMOS Nj du pilote de ligne de mots WDj, et la tension de masse. Dans le cas o un tel chemin de courant indésirable est formé par le pont de résistance RB, le niveau de Vpp tombe. Par suite, dans le cas o l'on utilise le générateur VPG de Vpp unique, comme représenté à la figure 1, les tensions de tous les pilotes utilisant la Vpp sont abaissées en consé- quence, de sorte qu'on ne peut effectuer une opération nor- male. Plus particulièrement, dans le cas o les deux lignes de mots adjacentes sont connectées l'une à l'autre par le pont de résistance RB, comme représenté à la figure 2, lorsque la Vpp est inférieure à une tension ajoutant une tension de seuil du transistor de cellules MCi à la tension du signal d'information, ce signal d'information ne peut être complètement transmis de sorte qu'il se produit évi- demment un défaut de fonctionnement. Pendant ce temps, lorsqu'on accède à la cellule de mémoire comme représenté à la figure 1, huit lignes de mots WL1 à WL8 sont simultanément sélectionnées. A ce mo- ment, dans le cas o le pont de résistance est généré dans la ligne de mots activée WL1, on peut détecter des défauts de la même façon sur toutes les lignes de mots activées WL2 à WL8. Ainsi, un dispositif de mémoire à semi-conducteurs conventionnel remplace la ligne de mots défectueuse par une ligne de mots redondante. Par suite, lorsqu'il n'y a qu'une seule ligne de mots qui présente un défaut quelconque, comme les lignes de mots normales restantes doivent toutes être remplacées par les lignes de mots redondantes, le de- gré d'efficacité de la réparation de défaut est fortement détérioré. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a pour but de créer un dispositif de mémoire à semi-conducteurs comportant au moins deux générateurs de Vpp capables d'accéder efficace- ment à l'information stockée dans les cellules de mémoire. Un autre but de la présente invention est de créer un dispositif de mémoire à semi-conducteurs compor- tant une pluralité de générateurs de Vpp capables d'effec- tuer efficacement une opération de réparation d'une ligne de mots défectueuse, ces générateurs de Vpp étant disposés indépendamment dans chacune des cellules de mémoire. Pour atteindre ces buts et autres, la présente invention crée un dispositif de mémoire à semi-conducteurs comprenant au moins deux circuits de tension de survoltage qui effectuent indépendamment le survoltage d'une seconde puissance et la génération d'une première puissance, une pluralité de réseaux de cellules de mémoire qui introdui- sent la seconde puissance cormme puissance de fonctionnement et stockent l'information dans ceux-ci, et des moyens de commande qui sont branchés aux réseaux de cellules de mé- moire et qui fournissent la première puissance à ces ré- seaux de cellules de mémoire, les moyens de commande, disposés en deux groupes, correspondant au nombre des cir- cuits de tension de survoltage. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - les moyens de commande sont des moyens de commande de li- gnes de mots. - la seconde puissance est une tension d'alimentation de puissance, et la première puissance est une tension de commande de ligne de mots plus élevée que la tension d'alimentation de puissance. - le dispositif comprend: - une pluralité de réseaux de cellules de mémoire pour introduire une seconde puissance comme puissance de fonctionnement et comportant des cellules de mémoire stockant l'information, ainsi qu'une pluralité de li- gnes de mots sélectionnant les cellules de mémoire; - des circuits de tension de survoltage comportant le nombre des lignes de mots activées en une période, pour effectuer indépendamment le survoltage de la seconde puissance et la génération d'une première puissance; et - des moyens de commande connectés à chacun des réseaux de cellules de mémoire pour fournir la première puis- sance à ces réseaux de cellules de mémoire, ces moyens de commande étant disposés en nombre correspondant au nombre des circuits de tension de survoltage. - le nombre des circuits de tension de survoltage est de huit. - la seconde puissance est une tension d'alimentation de puissance, et la première puissance est une tension de commande de ligne de mots plus élevée que la tension d'alimentation de puissance. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de circuit repré- sentant une configuration d'un générateur de Vpp unique dans un dispositif de mémoire à semi-conducteurs conven- tionnel; - la figure 2 est un schéma de circuit détaillé représentant l'état dans lequel le pont de résistance indé- sirable est formé entre les lignes de mots mutuellement ad- jacentes; - la figure 3 est un schéma de circuit repré- sentant une configuration d'un dispositif de mémoire à se- mi-conducteurs selon la présente invention, dans lequel huit générateurs de Vpp sont disposés chacun dans les ré- seaux de cellules de mémoire; et - la figure 4 est un schéma de circuit repré- sentant une autre configuration d'un dispositif de mémoire à semiconducteurs selon la présente invention, dans lequel deux générateurs de Vpp sont disposés chacun dans les ré- seaux de cellules de mémoire. DESCRIPTION DES FORMES PREFEREES DE REALISATION Le terme "une période" utilisé dans la descrip- tion qui suit concerne une période requise pour stocker l'information dans une cellule de mémoire et pour lire l'information dans la cellule de mémoire. En considérant maintenant les dessins et en se référant à la figure 3, celle-ci représente la configura- tion constituée de huit générateurs de Vpp VPGl-VPG8. Les générateurs de Vpp VPGl-VPG8 fournissent indépendamment la Vpp à chacune des huit lignes de mots activées en une pé- riode. A la figure 3, chacun des réseaux de cellules de mé- moire MCAl-MCA8 comprend un condensateur de cellules et un transistor de cellules, et introduit une tension d'alimen- tation de puissance sous la forme d'une tension de fonc- tionnement. Ici, les huit réseaux de cellules de mémoire, ou plus, peuvent être utilisés. Les pilotes de ligues de mots WDl-WD8 fournissent la Vpp aux lignes de mots WLl-WL8 qui sélectionnent chaque cellule de mémoire dans les ré- seaux de cellules de mémoire MCAl-MCA8, chaque pilote de ligne de mots étant branché à une électrode de grille d'un transistor de cellules de mémoire de chacun des réseaux de cellules de mémoire MCAl-MCA8. Par suite, une pluralité de lignes de mots proportionnelle au nombre des cellules de mémoire, est prévue dans les réseaux de cellules de mé- moire. Les générateurs de Vpp VPGl-VPG8 servent respective- ment à introduire la tension d'alimentation de puissance, à générer les Vppl-Vpp8, et à fournir les Vppl-Vpp8 générées à chacun des pilotes de lignes de mots WDl-WD8. Lorsque les huit lignes de mots activées en une période du dispositif de mémoire à semi-conducteurs sont sélectionnées simultanément, chacune des Vppl-Vpp8 est fournie indépendamment aux lignes de mots respectives WLl- WL8 dans chacun des réseaux de cellules de mémoire MCAl- MCA8. Dans le dispositif de DRAM par exemple, lorsque les huit lignes de mots WLl-WL8 sont sélectionnées simultané- ment et activées pour faire face à une opération de rafraî- chissement, chacune des Vppl-Vpp8 générée par les généra- teurs de Vpp VPG1-VPG8, est fournie aux pilotes de lignes de mots WDlWD8. Par suite, le pont de résistance tel que représenté à la figure 2 n'est pas formé, car les Vppl-Vpp8 sont utilisés séparément, comme représenté à la figure 3, ce qui n'a en fait aucun effet sur les lignes de mots non défectueuses, mais a un effet sur une ligne de mots défec- tueuse. En d'autres termes, dans le cas o les lignes de mots WLl-WL8 sont activées, même si la ligne de mots WL1 est défectueuse, on peut remarquer que les autres lignes de mots WL2-WL8 sont actionnées normalement. Par suite, pen- dant l'opération de réparation de la ligne de mots défec- tueuse, seule la ligne de mots WLl est réparée. Dans le cas o l'on adopte le nombre de généra- teurs VPG de Vpp correspondant au nombre de lignes de mots activées, chaque générateur de Vpp étant capable de fournir indépendamment la Vpp, cela présente l'avantage de gagner un grand effet sur l'accession à la cellule de mémoire ou sur la réparation des lignes de mots défectueuses. Cepen- dant, cela provoque inévitablement une augmentation de la taille de la puce, en rendant ainsi difficile de faire une application importante de celle-ci dans le dispositif. Pour résoudre ce problème, à la figure 4, on utilise deux géné- rateurs de Vpp VPG1 et VPG2. Chacun des réseaux de cellules de mémoire MCAl-MCA8 comprend un condensateur de cellules et un transistor de cellules, et introduit une tension d'alimentation de puissance comme tension de fonctionne- ment. Ici, les huit réseaux de cellules de mémoire, ou plus, peuvent être utilisés. Les pilotes de lignes de mots WD1-WD8 fournissent la Vpp aux lignes de mots WLl-WL8 qui sélectionnent chaque cellule de mémoire dans les réseaux'de cellules de mémoire MCAl-MCA8, chaque pilote de ligne de mots étant connecté à une électrode de grille d'un transis- tor de cellules de mémoire de chacun des réseaux de cellu- 1l les de mémoire MCA1-MCA8. Par suite, une pluralité de li- gnes de mots proportionnelle au nombre des cellules de mé- moire, est utilisée dans les réseaux de cellules de mémoire. Les générateurs de Vpp VPG1 et VPG2 génèrent respectivement la Vppl et la Vpp2, et fournissent la Vppl et la Vpp2 générées aux pilotes de lignes de mots WD1-WD8. Ici, les pilotes de lignes de mots WD1-WD8 sont divisés en deux groupes et introduisent la Vppl et la Vpp2. A la fi- gure 4, les pilotes de lignes de mots WD1, WD2, WD5 et WD6 sont affectés à un groupe et introduisent ainsi la Vppl, tandis que les pilotes de lignes de mots WD3, WD4, WD7 et WD8 sont affectés à l'autre groupe et introduisent ainsi la Vpp2. Dans ce cas, si le pont de résistance tel que repré- senté à la figure 2 est généré, on considère que les lignes de mots activées auxquelles la même Vpp est fournie, sont défectueuses. En d'autres termes, à la figure 4, lorsque la ligne de mots WL1 du réseau de cellules de mémoire MCA1 est défectueuse, on détecte que les lignes de mots WL2, WL5, WL6, activées simultanément avec la ligne de mots WL1, sont défectueuses, mais que les autres lignes de mots WL3, WL4, WL7 et WL8 sont non défectueuses. Dans la description ci-dessus, le nombre des générateurs de Vpp est de 2 ou 8 mais peut être déterminé librement par le nombre activé en une période, ou sélec- tionné par une nécessité imposée par un concepteur. Comme indiqué dans ce qui précède, la présente invention peut fournir un dispositif de mémoire à semi- conducteurs comportant au moins deux générateurs de Vpp ca- pables d'accéder efficacement à une information stockée dans des cellules de mémoire. De plus, la présente inven- tion peut fournir un dispositif de mémoire à semi- conducteurs comportant une pluralité de générateurs de Vpp capables d'effectuer efficacement une opération de répara- tion d'un défaut, les générateurs de Vpp étant disposés in- dépendamment dans chacune des cellules de mémoire. R E V E N D ICATIONS 1) Dispositif de mémoire à semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend: au moins deux circuits de tension de survoltage pour effectuer indépendamment le survoltage d'une seconde puissance et la génération d'une première puissance; une pluralité de réseaux de cellules de mémoire pour introduire la seconde puissance sous la forme d'une puissance de fonctionnement et pour stocker l'information dans ceux-ci; et des moyens de commande connectés aux réseaux de cellules de mémoire pour fournir la première puissance à ces réseaux de cellules de mémoire, ces moyens de commande, disposés en deux groupes, correspondant au nombre des cir- cuits de tension de survoltage. 2) Dispositif de mémoire à semi-conducteurs se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont des moyens de commande de lignes de mots. 3) Dispositif de mémoire à semi-conducteurs se- lon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde puissance est une tension d'alimentation de puissance, et la première puissance est une tension de commande de ligne de mots plus élevée que la tension d'alimentation de puis- sance. 4) Dispositif de mémoire à semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend: - une pluralité de réseaux de cellules de mé- moire pour introduire une seconde puissance comme puissance de fonctionnement et comportant des cellules de mémoire stockant l'information, ainsi qu'une pluralité de lignes de mots sélectionnant les cellules de mémoire; - des circuits de tension de survoltage compor- tant le nombre des lignes de mots activées en une période, pour effectuer indépendamment le survoltage de la seconde puissance et la génération d'une première puissance; et - des moyens de commande connectés à chacun des réseaux de cellules de mémoire pour fournir la première puissance à ces réseaux de cellules de mémoire, ces moyens de commande étant disposés en nombre correspondant au nom- bre des circuits de tension de survoltage. ) Dispositif de mémoire à semi-conducteurs se- lon la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre des circuits de tension de survoltage est de huit. 6) Dispositif de mémoire à semi-conducteurs se- lon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde puissance est une tension d'alimentation de puissance, et la première puissance est une tension de commande de ligne de mots plus élevée que la tension d'alimentation de puis- sance.