电荷泵组合结构的制作方法

本发明涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种电荷泵(charge pump，cp)组合结构。

背景技术：

1、nord闪存(flash)单元(cell)有字线(wl)栅和控制栅(cg)，所以有两个主要的电荷泵，一个给cg供电，一个给wl供电，在读操作时，由于需要考虑行的连续切换，两个电荷泵都具有相当的驱动能力，比如各自可以承受60μa的能力。cg电荷泵同时给编程时另一个cg供电，这时候cg没有电流负载。wl电荷泵同时给编程时位线(bl)供电，需要电流负载，根据编程位数的不同需要不同的负载，对于x32位编程，每位编程负载3μa，就需要96μa的电流负载能力，这时候必须增加wl电荷泵的能力，从而增加面积。

2、如图1所示，是现有电荷泵组合结构的结构示意图；现有电荷泵组合结构101包括：第一电荷泵102和第二电荷泵103，图1中，所述第一电荷泵102也采用cp1表示，所述第二电荷泵103也采用cp2表示。

3、所述第一电荷泵102和所述第二电荷泵103都是由多级电荷泵单元级联而成的，各级电荷泵单元中都具有升压电容也即储能电容和电压传输单元；升压电容，用于充电升压；电压传输单元则是在升压电容升压完成后将电压传输给下一级，从而实现电压逐级升高。各级电荷泵单元还包括控制电路，在时钟信号的控制下进行充放电的切换。

4、所述第一电荷泵102的输出端输出第一电压v1，输入端会输入时钟信号clk1和反馈信号fb1，反馈信号fb1是通过对第一电压v1进行分压并和基准电压进行比较得到，通过反馈信号fb1控制时钟信号clk1输入到所述第一电荷泵102中，当第一电压v1低于设定值时，则反馈信号fb1使时钟信号clk1输入到第一电荷泵102中，第一电压v1会继续升高；如果当第一电压v1大于等于设定值时，则反馈信号fb1使时钟信号clk1不输入到第一电荷泵102中，第一电压v1不再继续升高。

5、同样，所述第二电荷泵102的输出端输出第二电压v2，输入端会输入时钟信号clk2和反馈信号fb2。

6、图1所示的现有电荷泵组合结构中，所述第一电荷泵102和所述第二电荷泵103互相独立使用，例如，在nord闪存中，所述第一电荷泵102作为cg电荷泵即为控制栅线供电的电荷泵，所述第二电荷泵103为wl电荷泵即为字线供电的电荷泵。两个电荷泵102和103的电流驱动能力通常都是根据读操作时行切换所需要的电流进行设置，如设置为60μa。而在读取过程中，电荷泵103还会用于驱动位线bl，如果每根位线需要3μa负载电流，则60μa的电荷泵103将无法实现32位编程，这时就需要额外加大电荷泵103的电流驱动能力，加大电荷泵103的电流驱动能力需要更大的面积，例如各电荷泵单元需要采用更大面积的升压电容。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷泵组合结构，能在不影响电荷泵供电的条件下实现电荷泵之间的电流驱动能力的借用，从而采用较小电流驱动能力的电荷泵就能驱动较大的电流负载，而电流驱动能力较小后，电荷泵的面积也就越小，从而能节约电路面积。

2、为此解决上述技术问题，本发明提供的电荷泵组合结构包括：第一电荷泵和第二电荷泵。

3、第一电荷泵由n级第一电荷泵单元级联而成，n为大于1的整数。

4、电荷泵组合结构包括合并状态，所述合并状态的连接结构包括：

5、所述第一电荷泵的第n级的所述第一电荷泵单元的输出端作为所述第一电荷泵的第一输出端并输出第一电压。

6、所述第一电荷泵的第m级的所述第一电荷泵单元的输出端作为第二输出端，m为大于等于1且小于n的整数。

7、所述第二电荷泵的输出端为第三输出端并输出第二电压。

8、所述第二输出端连接到所述第三输出端，所述第一电荷泵的第1级至第m级的所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵相合并形成电荷泵合并结构，所述电荷泵合并结构的电流驱动能力大于所述第二电荷泵的电流驱动能力。

9、进一步的改进是，在所述合并状态下，第m+1级至第n级的所述第一电荷泵单元的时钟端都连接第一时钟信号。

10、所述第一时钟信号通过所述第一电压的反馈信号进行控制并用以调节所述第一电压的大小。

11、进一步的改进是，在所述合并状态下，第1级至第m级的所述第一电荷泵单元的时钟端都连接第二时钟信号。

12、所述第二电荷泵的时钟端也连接所述第二时钟信号，所述第二时钟信号通过所述第二电压的反馈信号进行控制并用以调节所述第二电压的大小。

13、进一步的改进是，所述电荷泵组合结构还包括独立状态；在所述独立状态下，所述第二输出端和所述第三输出端之间断开连接。

14、进一步的改进是，所述电荷泵组合结构还包括第一开关。

15、所述第一开关连接在所述第二输出端和所述第三输出端之间。

16、所述第一开关的控制端连接第一控制信号，通过所述第一控制信号来控制所述第一开关的导通和关闭并从而控制所述合并状态和所述分开状态的切换。

17、进一步的改进是，所述第一开关采用第一pmos管。

18、进一步的改进是，所述电荷泵组合结构还包括电平转换电路。

19、所述电平转换电路的输出端输出所述第一控制信号，所述第一控制信号的高电平采用所述第一电压。

20、所述电平转换电路的输入端连接合并使能信号，所述合并使能信号的高电平为电源电压。

21、进一步的改进是，在所述独立状态下，所述第一电荷泵的各级所述第一电荷泵单元的时钟端都连接所述第一时钟信号。

22、进一步的改进是，所述电荷泵组合结构作为闪存的电荷泵系统的组成部分。

23、所述闪存的阵列结构中包括多行控制栅线、多行字线以及多列位线。

24、所述第一电荷泵用于为所述控制栅线供电。

25、所述第二电荷泵用于为所述字线供电。

26、进一步的改进是，所述第一电荷泵的电流驱动能力根据读操作时行的连续切换的要求进行设置。

27、所述第二电荷泵的电流驱动能力根据读操作时行的连续切换的要求进行设置。

28、进一步的改进是，在编程操作时：

29、所述第一电荷泵给对应的所述控制栅线供电且无电流负载。

30、所述第二电荷泵给对应的多列所述位线供电，所述第二电荷泵对应的电流负载为编程各列所述位线的电流负载和。

31、进一步的改进是，在编程操作时，所述第二电荷泵的电流驱动能力小于编程各列所述位线的电流负载和，所述电荷泵组合结构切换为所述合并状态，所述电荷泵合并结构的电流驱动能力大于等于编程各列所述位线的电流负载和。

32、进一步的改进是，根据所述第二电荷泵的电流驱动能力和编程各列所述位线的电流负载和的差值选取m值，以保证所述电荷泵合并结构的电流驱动能力大于等于编程各列所述位线的电流负载和，m值越大，所述电荷泵合并结构的电流驱动能力越大。

33、进一步的改进是，在所述读操作时，所述电荷泵组合结构切换为独立状态。

34、进一步的改进是，所述电荷泵组合结构还包括：第一反相器和第一与非门。

35、所述第一反相器的输入端连接初始合并使能信号。

36、所述第一与非门的第一输入端连接编程控制信号，所述第一与非门的第二输入端连接所述第一反相器的输出端，所述第一与非门的输出端输出所述合并使能信号。

37、和现有电荷泵组合结构中各电荷泵互相独立不同，本发明能在合并状态下，将第一电荷泵的部分即前m级的第一电荷泵单元和第二电荷泵相合并形成电荷泵合并结构，电荷泵合并结构的电流驱动能力大于第二电荷泵的电流驱动能力，这就相当于增加了第二电荷泵的电流驱动能力，但是不是通过第二电荷泵的本身结构改变来实现增加，如不是通过增加第二电荷泵的升压电容来增加第二电荷泵的电流驱动能力，而是通过从而第一电荷泵单元的借用来增加第二电荷泵的电流驱动能力，故本发明不需要增加第二电荷泵的面积，最后能节约电路面积。

38、另外，本发明在合并状态下，第一电荷泵的前m级的第一电荷泵单元虽然会和第二电荷泵相合并，但是，第一电荷泵的第n级即最大级的第一电荷泵依然能正常输出第一电压，所以，并不会对第一电荷泵的供电造成不利影响。

39、所以，本发明能在不影响电荷泵供电的条件下实现电荷泵之间的电流驱动能力的借用，从而采用较小电流驱动能力的电荷泵就能驱动较大的电流负载，而电流驱动能力较小后，电荷泵的面积也就越小，从而能节约电路面积。