JP2009048750A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
JP2009048750A
JP2009048750A JP2007216716A JP2007216716A JP2009048750A JP 2009048750 A JP2009048750 A JP 2009048750A JP 2007216716 A JP2007216716 A JP 2007216716A JP 2007216716 A JP2007216716 A JP 2007216716A JP 2009048750 A JP2009048750 A JP 2009048750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
storage area
data storage
memory
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007216716A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Yokozuka
賢志 横塚
Yasuharu Takagi
康晴 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007216716A priority Critical patent/JP2009048750A/en
Publication of JP2009048750A publication Critical patent/JP2009048750A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restore data using a method different from a conventional method. <P>SOLUTION: A nonvolatile semiconductor memory device includes a memory section comprising a memory cell array in which nonvolatile memory cells are disposed in matrix and having a binary data storage region for storing binary data with single threshold for data identification and a multi-valued data storage region for storing multi-valued data with multiple thresholds for data identification, and a memory controller controlling the memory section. When writing multi-valued data into the multi-valued data storage region, the memory controller also writes data of a low-order page of the multi-valued data into the binary data region. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、1つのメモリセルに多値データを記憶する不揮発性半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device that stores multi-value data in one memory cell.

電気的書き換え可能な不揮発性半導体メモリ(EEPROM)の一つとして、NAND型フラッシュメモリが知られている。NAND型フラッシュメモリは、単位セル面積がNOR型に比べて小さく、大容量化が容易である。また、セル単位での読み出し/書き込み速度は、NOR型に比べると遅いが、セルアレイとページバッファとの間で同時に読み出し/書き込みが行われるセル範囲(物理的ページ長)を大きくすることで、実質的に高速の読み出し/書き込みが可能である。   NAND flash memory is known as one of electrically rewritable nonvolatile semiconductor memories (EEPROM). The NAND flash memory has a smaller unit cell area than the NOR type and can easily be increased in capacity. The read / write speed per cell is slower than that of the NOR type, but by increasing the cell range (physical page length) in which reading / writing is simultaneously performed between the cell array and the page buffer, In particular, high-speed reading / writing is possible.

このような特長を活かして、NAND型フラッシュメモリは、ファイルメモリやメモリカードをはじめとする各種記録メディアとして使用されている。   Taking advantage of these features, NAND flash memories are used as various recording media including file memories and memory cards.

NAND型フラッシュメモリで更に大容量データ記憶を行うためには、1メモリセルに多ビット記憶を行う方式(多値データ記憶方式)が採用される。例えば、1メモリセルに2ビット記憶を行う4値データ記憶方式では、上位ページデータ“x”と下位ページデータ“y”で定義される4値データ“xy”が用いられる。   In order to perform further large-capacity data storage in the NAND flash memory, a method of performing multi-bit storage in one memory cell (multi-value data storage method) is adopted. For example, in a quaternary data storage system in which 2 bits are stored in one memory cell, quaternary data “xy” defined by upper page data “x” and lower page data “y” is used.

4値データ“xy”は例えばメモリセルしきい値電圧の順に、データ“11”,“10”,“00”,“01”が定義される。データ“11”はメモリセルのしきい値電圧が負の消去状態である。この消去状態のメモリセルに選択的に、下位ビットデータ“y”(=“0”)の書き込みによってしきい値電圧を移動させてデータ“10”が書き込まれる。またデータ“10”のメモリセルとデータ“11”のメモリセルに対してそれぞれ選択的に上位ビットデータ“x”(=“0”)の書き込みを行って、しきい値電圧を移動させてデータ“00”及びデータ“01”が書き込まれる。   For the quaternary data “xy”, for example, data “11”, “10”, “00”, “01” are defined in the order of the memory cell threshold voltage. Data “11” is an erased state in which the threshold voltage of the memory cell is negative. Data “10” is written by selectively moving the threshold voltage by writing the lower bit data “y” (= “0”) to the memory cell in the erased state. In addition, the upper bit data “x” (= “0”) is selectively written to the memory cell of data “10” and the memory cell of data “11”, respectively, and the threshold voltage is moved to change the data. “00” and data “01” are written.

上述のように、4値データ書き込みのためには、下位ページ書き込みシーケンスと上位ページ書き込みシーケンスとが必要である。その上位ページ書き込みシーケンスが異常終了した場合や、中断コマンド入力等により強制中断した場合には、対象となるメモリセルは書き込み途中の中途半端なしきい値電圧状態となる。このしきい値電圧状態は、異なるデータを示す最終的なしきい値分布と重なることがある。このため、正常に書き込まれていた下位ページデータの読み出しも不能となる。   As described above, a lower page write sequence and an upper page write sequence are necessary for writing quaternary data. If the upper page write sequence ends abnormally or is forcibly interrupted by input of an interrupt command or the like, the target memory cell is in a halfway threshold voltage state during writing. This threshold voltage state may overlap with the final threshold distribution showing different data. For this reason, it is impossible to read out the lower page data that has been normally written.

そこで、メモリセルアレイのデータ読み出し及び書き込みを制御するコントローラに、メモリセルアレイの既に下位ページデータが書かれている領域への上位ページデータの書き込みシーケンスが異常終了する際に、メモリセルアレイから読み出されてセンスアンプ回路が保持する下位ページデータを待避させる機能を持たせることにより、下位ページのデータ修復を可能とした不揮発性半導体記憶装置も提案されている(特許文献1)。
特開2006−294126
Therefore, when the upper page data write sequence to the area where the lower page data is already written in the memory cell array is abnormally terminated by the controller that controls the data reading and writing of the memory cell array, the data is read from the memory cell array. There has also been proposed a nonvolatile semiconductor memory device that can restore lower page data by providing a function of saving lower page data held by a sense amplifier circuit (Patent Document 1).
JP 2006-294126 A

この発明は、従来とは異なる手法により、データ修復を可能とする不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that enables data restoration by a method different from the conventional one.

この発明の一態様による不揮発性半導体記憶装置は、電気的書き換え可能な不揮発性メモリセルをマトリクス状に配列してなるメモリセルアレイからなり、データ識別のしきい値が1つの2値データを記憶する2値データ記憶領域とデータ識別のしきい値が複数の多値データを記憶する多値データ記憶領域とを有するメモリ部と、外部から供給されたデータを前記多値データ記憶領域の指定されたアドレスに多値データとして書き込む制御を実行するメモリコントローラとを備え、前記メモリコントローラは、前記多値データ記憶領域に多値データを書き込む際に、前記多値データのうちの下位ページのデータを前記2値データ領域にも書き込むことを特徴とする。   A nonvolatile semiconductor memory device according to an aspect of the present invention includes a memory cell array in which electrically rewritable nonvolatile memory cells are arranged in a matrix, and stores binary data having a single data identification threshold value. A memory unit having a binary data storage area and a multi-value data storage area for storing a plurality of multi-value data having a threshold value for data identification, and data supplied from outside are designated in the multi-value data storage area A memory controller that executes control to write multi-value data in an address, and when the multi-value data is written in the multi-value data storage area, the memory controller stores the data of the lower page of the multi-value data. The binary data area is also written.

この発明によれば、従来とは異なる手法により、データ修復が可能になる。   According to the present invention, data restoration can be performed by a method different from the conventional one.

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
[半導体メモリの構成]
図1は、本実施の形態に係る半導体メモリを示すブロック図である。
[First Embodiment]
[Configuration of semiconductor memory]
FIG. 1 is a block diagram showing a semiconductor memory according to the present embodiment.

この実施の形態の半導体メモリは、例えば一つ或いは複数個のNANDフラッシュメモリ21と、その読み出し/書き込みを制御するメモリコントローラ22とにより一体にパッケージ化されたメモリモジュールを構成する。搭載される全てのフラッシュメモリ21は、一つのメモリコントローラ22で論理メモリとしてコントロールされるので、以下これを、論理ブロックアドレス(Logic Block Address)NANDフラッシュメモリ(以下、LBA−NANDメモリと略称する)という。   The semiconductor memory of this embodiment constitutes a memory module integrally packaged by, for example, one or a plurality of NAND flash memories 21 and a memory controller 22 that controls reading / writing. Since all the mounted flash memories 21 are controlled as a logical memory by a single memory controller 22, this is hereinafter referred to as a logical block address NAND flash memory (hereinafter abbreviated as an LBA-NAND memory). That's it.

LBA−NANDメモリ20に搭載されるNANDフラッシュメモリ21は、1又は複数のメモリチップから構成されている。図1では二つのメモリチップchip1,chip2を示しているが、その場合も一つのメモリコントローラ22で制御される。最大搭載メモリチップ数は、レギュレータの電流能力や他のファクタとの関係で決まるが、例えば4チップとする。   The NAND flash memory 21 mounted on the LBA-NAND memory 20 is composed of one or a plurality of memory chips. In FIG. 1, two memory chips chip 1 and chip 2 are shown, but in this case as well, they are controlled by one memory controller 22. The maximum number of memory chips is determined by the current capacity of the regulator and other factors.

メモリコントローラ22は、フラッシュメモリ21との間でデータ転送を行うためのNANDフラッシュインタフェース23、ホストデバイスとの間でデータ転送を行うためのホストインタフェース25、読み出し/書き込みデータ等を一時保持するバッファRAM26、データ転送制御を行うMPU24、NANDフラッシュメモリ21内のファームウェア(FW)の読み出し/書き込みのシーケンス制御等に用いられるハードウェアシーケンサ27を有する1チップコントローラである。   The memory controller 22 includes a NAND flash interface 23 for transferring data to and from the flash memory 21, a host interface 25 for transferring data to and from the host device, and a buffer RAM 26 for temporarily storing read / write data and the like. This is a one-chip controller having a hardware sequencer 27 that is used for MPU 24 that performs data transfer control, firmware / FW sequence control of firmware (FW) in the NAND flash memory 21, and the like.

なお、NANDフラッシュメモリ21とメモリコントローラ22とが1チップであるか別チップであるかは、このLBA−NANDメモリ20にとって本質的ではない。   Whether the NAND flash memory 21 and the memory controller 22 are one chip or different chips is not essential for the LBA-NAND memory 20.

図2は、このLBA−NANDメモリ20におけるNANDフラッシュメモリ21の機能ブロック図である。NANDフラッシュメモリ21は、メモリセルアレイ1と、このメモリセルアレイ1に対してデータの書き込み及び読み出し動作を実行するセンスアンプ回路3とを備える。センスアンプ回路3と外部入出力端子I/Oとの間のデータ授受は、データバス10及びI/Oバッファ8を介して行われる。   FIG. 2 is a functional block diagram of the NAND flash memory 21 in the LBA-NAND memory 20. The NAND flash memory 21 includes a memory cell array 1 and a sense amplifier circuit 3 that performs data write and read operations on the memory cell array 1. Data exchange between the sense amplifier circuit 3 and the external input / output terminal I / O is performed via the data bus 10 and the I / O buffer 8.

内部コントローラ5には、メモリコントローラ22から各種の制御信号(チップイネーブル信号/CE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、コマンドラッチイネーブル信号CLE、書き込みイネーブル信号/WE、読み出しイネーブル信号/RE等)が入力される。内部コントローラ5は、これらの制御信号に基づいて、入出力端子I/Oから供給されるアドレス“Add”とコマンド“Com”を識別し、アドレスはアドレスレジスタ6を介してロウデコーダ2及びカラムデコーダ7に転送し、コマンドは内部でデコードする。また、内部コントローラ5は、内部のReady/Busy状態をステータスレジスタ4に格納してReady/Busy信号RY/BYを外部から参照可能にする。ロウデコーダ2は、ロウアドレスに従ってメモリセルアレイ1のワード線WLを選択し、カラムデコーダ7は、カラムアドレスに従ってセンスアンプ回路3の後述するデータラッチSDCを選択する。   Various control signals (chip enable signal / CE, address latch enable signal ALE, command latch enable signal CLE, write enable signal / WE, read enable signal / RE, etc.) are input to the internal controller 5 from the memory controller 22. . The internal controller 5 identifies the address “Add” and the command “Com” supplied from the input / output terminal I / O based on these control signals, and the address is sent to the row decoder 2 and the column decoder via the address register 6. 7 and the command is decoded internally. Further, the internal controller 5 stores the internal Ready / Busy state in the status register 4 so that the Ready / Busy signals RY / BY can be referred to from the outside. The row decoder 2 selects a word line WL of the memory cell array 1 according to the row address, and the column decoder 7 selects a data latch SDC (to be described later) of the sense amplifier circuit 3 according to the column address.

内部コントローラ5は、制御信号とコマンドに従って、データ読み出し制御、データ書き込み及び消去のシーケンス制御を行う。各動作モードに必要な内部電圧(電源電圧より昇圧された内部電圧)を発生するために、内部電圧発生回路9が設けられている。この内部電圧発生回路9は、内部コントローラ5によりパラメータレジスタ11にセットされた設定値に基づいて必要な電圧を発生する昇圧動作を行う。   The internal controller 5 performs data read control, data write and erase sequence control according to the control signal and command. An internal voltage generation circuit 9 is provided to generate an internal voltage (an internal voltage boosted from the power supply voltage) necessary for each operation mode. The internal voltage generation circuit 9 performs a boosting operation for generating a necessary voltage based on the set value set in the parameter register 11 by the internal controller 5.

図3は、このNANDフラッシュメモリ21のメモリコア部のメモリセルアレイ1の構成を示している。   FIG. 3 shows the configuration of the memory cell array 1 in the memory core portion of the NAND flash memory 21.

メモリセルアレイ1は、複数の電気的書き換え可能な不揮発性メモリセル(図の例では32個のメモリセル)M0−M31が直列接続され、その両端に選択トランジスタS1,S2が接続されたNANDセルユニット(NANDストリング)NUを配列して構成される。   The memory cell array 1 is a NAND cell unit in which a plurality of electrically rewritable nonvolatile memory cells (32 memory cells in the illustrated example) M0 to M31 are connected in series, and selection transistors S1 and S2 are connected to both ends thereof. (NAND string) NU is arranged.

NANDセルユニットNUの一端は、選択ゲートトランジスタS1を介してビット線BLo,BLeに、他端は選択ゲートトランジスタS2を介して共通ソース線CELSRCに接続される。メモリセルM0−M31の制御ゲートはそれぞれワード線WL0−WL31に接続され、選択ゲートトランジスタS1,S2のゲートは選択ゲート線SGD,SGSに接続される。   One end of the NAND cell unit NU is connected to the bit lines BLo and BLe via the selection gate transistor S1, and the other end is connected to the common source line CELSRC via the selection gate transistor S2. Control gates of memory cells M0-M31 are connected to word lines WL0-WL31, respectively, and gates of select gate transistors S1, S2 are connected to select gate lines SGD, SGS.

ワード線方向に配列されるNANDセルユニットの集合が、データ消去の最小単位となるブロックを構成し、図示のようにビット線の方向に複数のブロックBLK0−BLKn−1が配置される。   A set of NAND cell units arranged in the word line direction constitutes a block serving as a minimum unit of data erasure, and a plurality of blocks BLK0 to BLKn-1 are arranged in the bit line direction as shown in the figure.

ビット線BLe,BLoの一端側に、セルデータの読み出し及び書き込みを行うセンスアンプ回路3が配置され、ワード線の一端側にワード線及び選択ゲート線の選択駆動を行うロウデコーダ2が配置される。図では、隣接する偶数番ビット線BLeと奇数番ビット線BLoがビット線選択回路により選択的にセンスアンプ回路3の各センスアンプSAに接続される場合を示している。この場合、選択されていないビット線BLは、接地して隣接ビット線間の容量カップリングを防止する。また、このような構成の他に、各ビット線BLにそれぞれ1つずつABL(All Bit Line)型のセンスアンプSAを設けるようにしても良い。   A sense amplifier circuit 3 for reading and writing cell data is arranged on one end side of the bit lines BLe and BLo, and a row decoder 2 for selecting and driving a word line and a selection gate line is arranged on one end side of the word line. . The figure shows a case where adjacent even-numbered bit lines BLe and odd-numbered bit lines BLo are selectively connected to each sense amplifier SA of the sense amplifier circuit 3 by a bit line selection circuit. In this case, the unselected bit line BL is grounded to prevent capacitive coupling between adjacent bit lines. In addition to such a configuration, an ABL (All Bit Line) type sense amplifier SA may be provided for each bit line BL.

図4は、センスアンプSAの構成例を示している。このセンスアンプSAは、シングルエンド型の電圧検出型センスアンプであって、センスノードNsenは、クランプ用NMOSトランジスタQ1を介してビット線BLに接続される。クランプ用NMOSトランジスタQ1は、ビット線電圧をクランプすると共に、プリセンスアンプとして働く。センスノードNsenにはまた、ビット線をプリチャージするためのプリチャージ用NMOSトランジスタQ2が接続されている。   FIG. 4 shows a configuration example of the sense amplifier SA. The sense amplifier SA is a single-ended voltage detection type sense amplifier, and the sense node Nsen is connected to the bit line BL via a clamp NMOS transistor Q1. The clamping NMOS transistor Q1 clamps the bit line voltage and functions as a pre-sense amplifier. A precharge NMOS transistor Q2 for precharging the bit line is also connected to the sense node Nsen.

センスノードNsenには電荷保持用キャパシタCが接続されて、ここがセンスデータを一時保持するデータ記憶回路TDCを構成している。   A charge holding capacitor C is connected to the sense node Nsen, and this constitutes a data storage circuit TDC that temporarily holds sense data.

センスノードNsenは、転送用NMOSトランジスタQ3を介して、メインのデータ記憶回路であるデータラッチPDCに接続されている。センスノードNsenはまた、転送用NMOSトランジスタQ4を介して、外部とのデータ授受に供されるデータ記憶回路となるデータラッチSDCに接続されている。従ってデータラッチSDCは、カラム選択信号CSLにより駆動されるカラム選択ゲートQ8,Q9を介してデータ線DL,DLnに接続されている。   The sense node Nsen is connected to a data latch PDC which is a main data storage circuit via a transfer NMOS transistor Q3. The sense node Nsen is also connected via a transfer NMOS transistor Q4 to a data latch SDC serving as a data storage circuit used for data exchange with the outside. Therefore, the data latch SDC is connected to the data lines DL and DLn via the column selection gates Q8 and Q9 driven by the column selection signal CSL.

データラッチPDCのデータノードN1と、センスノードNsenとの間には、書き込みデータを一時保持して、次サイクルの書き込みデータの書き戻しを行うためのダイナミックデータ記憶回路DDCが設けられている。NMOSトランジスタQ6のゲートN3がその記憶ノードであって、これとデータラッチPDCのデータノードN1との間には転送用NMOSトランジスタQ5が配置されている。また記憶ノードN3のデータに応じて、センスノードNsenに所望のデータを書き戻すために、NMOSトランジスタQ7が配置されている。   A dynamic data storage circuit DDC is provided between the data node N1 of the data latch PDC and the sense node Nsen for temporarily holding write data and writing back the write data in the next cycle. The gate N3 of the NMOS transistor Q6 is its storage node, and a transfer NMOS transistor Q5 is disposed between this gate and the data node N1 of the data latch PDC. An NMOS transistor Q7 is arranged to write back desired data to the sense node Nsen according to the data of the storage node N3.

データラッチPDCのデータノードN1nを監視してベリファイ判定を行うために、ベリファイチェック回路VCHが設けられている。ベリファイチェック回路VCHは、データノードN1nにゲートが接続された検知用NMOSトランジスタQ10と、そのソースを選択的に接地して活性化するためのNMOSトランジスタQ11と、NMOSトランジスタQ10のドレインを信号線COMに接続する転送ゲート用NMOSトランジスタQ13,Q14を有する。   A verify check circuit VCH is provided to monitor the data node N1n of the data latch PDC and perform a verify determination. The verify check circuit VCH includes a detection NMOS transistor Q10 whose gate is connected to the data node N1n, an NMOS transistor Q11 for selectively grounding and activating the source thereof, and a drain of the NMOS transistor Q10 as a signal line COM. NMOS transistors Q13 and Q14 for transfer gates connected to.

信号線COMは、1ページ分のセンスアンプSAに共通に設けられる共通信号線であり、予めこれを“H”レベル状態に設定するプリチャージ回路(図示せず)が設けられる。ベリファイチェック回路VCHは、データラッチPDCのベリファイ読み出しデータに基づいて、プリチャージされた信号線COMが放電されるか否かを検知するものである。   The signal line COM is a common signal line provided in common to the sense amplifiers SA for one page, and a precharge circuit (not shown) is set in advance to set the signal line COM to the “H” level state. The verify check circuit VCH detects whether or not the precharged signal line COM is discharged based on the verify read data of the data latch PDC.

データラッチPDCは、書き込みベリファイ時、書き込みが完了すると、“1”(N1=“H”)となる。従って、1ページの書き込みが完了すると、1ページ分のデータラッチPDCがオール“1”となる。ベリファイチェック回路VCHは、一つでも書き込みが不十分な箇所があると、N1n=“H”に基づいて、信号線COMを放電する。書き込みが完了したときには信号線COMが放電されない。従ってコントローラは信号線COMを監視することにより、書き込みシーケンスを制御することができる。   The data latch PDC becomes “1” (N1 = “H”) when writing is completed at the time of write verification. Therefore, when the writing of one page is completed, the data latch PDC for one page is all “1”. The verify check circuit VCH discharges the signal line COM on the basis of N1n = “H” when there is a portion where writing is insufficient. When the writing is completed, the signal line COM is not discharged. Therefore, the controller can control the write sequence by monitoring the signal line COM.

図4のセンスアンプSAは、2値データ記憶方式にも4値データ記憶方式にも適用可能に構成された例である。2値データ記憶方式の場合は、データラッチSDCは動作原理上不要であるが、4値記憶方式ではこのデータラッチSDCが不可欠になる。   The sense amplifier SA in FIG. 4 is an example configured to be applicable to both a binary data storage system and a quaternary data storage system. In the case of the binary data storage system, the data latch SDC is not necessary on the principle of operation, but in the case of the quaternary storage system, this data latch SDC is indispensable.

即ち4値データ記憶方式では、上位ページの書き込みベリファイのために、既にメモリセルアレイに書かれている下位ページデータを読み出して参照する必要がある。このため、データラッチPDCには書き込みデータを保持し、データラッチSDCにはセルアレイから読み出した下位ページデータを保持して、書き込みベリファイが行われる。   That is, in the quaternary data storage system, it is necessary to read out and refer to the lower page data already written in the memory cell array for the upper page write verification. Therefore, write verification is performed by holding write data in the data latch PDC and holding lower page data read from the cell array in the data latch SDC.

以上のように構成されたLBA−NANDメモリ20において、コマンド、アドレス(論理アドレス又は物理アドレス)及びデータ、並びにチップイネーブル信号/CE、書き込みイネーブル信号/WE、読み出しイネーブル信号/RE、レディ/ビジー信号RY/BY等の外部制御信号は、ホストI/F25に入力される。ホストI/F25では、コマンドや制御信号を、MPU24及びハードウェアシーケンサ27に振り分けると共に、アドレス及びデータをバッファRAM26に格納する。   In the LBA-NAND memory 20 configured as described above, commands, addresses (logical addresses or physical addresses) and data, a chip enable signal / CE, a write enable signal / WE, a read enable signal / RE, and a ready / busy signal External control signals such as RY / BY are input to the host I / F 25. In the host I / F 25, commands and control signals are distributed to the MPU 24 and the hardware sequencer 27, and addresses and data are stored in the buffer RAM 26.

外部から入力された論理アドレスは、NANDフラッシュI/F23で、NANDフラッシュメモリ21の物理アドレスに変換される。また、各種制御信号に基づくハードウェアシーケンサ27の制御の下、データの転送制御及び書き込み/消去/読み出しのシーケンス制御が実行される。変換された物理アドレスは、NANDフラッシュメモリ21内のアドレスレジスタ6を介して、ロウデコーダ2やカラムデコーダ7に転送される。書き込みデータは、I/Oバッファ8を介してセンスアンプ回路3にロードされ、読み出しデータはI/Oバッファ8を介して、外部に出力される。   A logical address input from the outside is converted into a physical address of the NAND flash memory 21 by the NAND flash I / F 23. Further, under the control of the hardware sequencer 27 based on various control signals, data transfer control and write / erase / read sequence control are executed. The converted physical address is transferred to the row decoder 2 and the column decoder 7 via the address register 6 in the NAND flash memory 21. Write data is loaded into the sense amplifier circuit 3 via the I / O buffer 8, and read data is output to the outside via the I / O buffer 8.

[メモリ領域]
図5は、この実施の形態のLBA−NANDメモリのメモリ領域の詳細を示す図である。
[Memory area]
FIG. 5 is a diagram showing details of the memory area of the LBA-NAND memory according to this embodiment.

本実施形態のLBA−NANDメモリ20は、コマンドによりアクセスの切り換えが可能な複数のデータ領域(論理ブロックアクセス領域)を持つ。具体的にこの実施の形態では、用途とデータの信頼性により分けられる2つ又は3つのデータ記憶領域がある。   The LBA-NAND memory 20 of the present embodiment has a plurality of data areas (logical block access areas) whose access can be switched by a command. Specifically, in this embodiment, there are two or three data storage areas that are divided according to use and data reliability.

図5(a)に示すスタンダードオペレーションモードでは、それぞれが特性の異なる情報を記憶する2つのデータ記憶領域を有する。1つはSLC(Single Level Cell)を用いた2値データ記憶領域SDA(SLC Data Area)であり、もう一つはMLC(Multi Level Cell)を用いた多値データ記憶領域MDA(MLC Data Area)である。2値データ記憶領域SDAは、ファイルシステム又はネットワーク通信のログデータ等を記憶するのに適し、多値データ記憶領域MDAは、音楽、画像、各種アプリケーション等を記憶するのに適している。   The standard operation mode shown in FIG. 5A has two data storage areas each storing information having different characteristics. One is a binary data storage area SDA (SLC Data Area) using SLC (Single Level Cell), and the other is a multi-value data storage area MDA (MLC Data Area) using MLC (Multi Level Cell). It is. The binary data storage area SDA is suitable for storing log data of a file system or network communication, and the multi-value data storage area MDA is suitable for storing music, images, various applications, and the like.

図5(b)に示すオプショナルパワーオンモードでは、上記特性の異なる情報を記憶する2つのデータ記憶領域SDA,MDAに加えて、ブートコードを記憶するブートコードブロックがメモリ領域の先頭に設けられる。   In the optional power-on mode shown in FIG. 5B, in addition to the two data storage areas SDA and MDA that store information having different characteristics, a boot code block that stores a boot code is provided at the head of the memory area.

これら2つのモードにおいて、2値データ記憶領域SDAと多値データ記憶領域MDAの境界は、コマンドの指示によって任意に変更可能となっている。例えば、MLC(4値)をSLC(2値)としても使用可能なメモリセルアレイを用い、メモリ領域全てをMLCとして使用した場合の記憶容量が4GBであるメモリにおいて、図6に示すように、2値データ記憶領域SDAの記憶容量を、0MB,50MB,500MB及び1GBにそれぞれ設定した場合、多値データ記憶領域MDAの記憶容量は、それぞれ4GB,3.9GB,3GB及び2GBになる。   In these two modes, the boundary between the binary data storage area SDA and the multi-value data storage area MDA can be arbitrarily changed by an instruction of a command. For example, in a memory having a memory capacity of 4 GB when using a memory cell array that can also use MLC (4 values) as SLC (2 values) and using the entire memory area as MLC, as shown in FIG. When the storage capacity of the value data storage area SDA is set to 0 MB, 50 MB, 500 MB, and 1 GB, the storage capacity of the multi-value data storage area MDA is 4 GB, 3.9 GB, 3 GB, and 2 GB, respectively.

図7は、2値データ記憶領域SDAのセットアップのタイミングチャートである。   FIG. 7 is a timing chart for setting up the binary data storage area SDA.

ここで、CLEはコマンドラッチイネーブル、/CEはチップイネーブル、/WEは書き込みイネーブル、ALEはアドレスラッチイネーブル、/REは読み出しイネーブル、RY/BYはReady/Busyの各制御信号を示している。コマンド入力のタイミングで、リードSDAコマンド“00h”を読み込み、続いてアドレス・ラッチの5サイクルで、セットSDAコマンド“A5h”及びアロケーション・ユニット1st,2nd,3rd,4thを順次入力する。アロケーション・ユニットは、例えば図8に示すように、2値データ記憶領域SDAの境界位置を指定する。これにより、メモリコントローラ22に、SDAとMDAとの境界エリアが設定されるので、以後の論理アドレスと物理アドレスの変換処理は、設定された境界エリアに基づいて実行される。 Here, CLE indicates a command latch enable, / CE indicates a chip enable, / WE indicates a write enable, ALE indicates an address latch enable, / RE indicates a read enable, and RY / BY indicates a ready / busy control signal. Read SDA command “00h” is read at the command input timing, and then set SDA command “A5h” and allocation units 1 st , 2 nd , 3 rd , 4 th are sequentially input in five cycles of the address latch. . The allocation unit specifies the boundary position of the binary data storage area SDA as shown in FIG. 8, for example. As a result, since the boundary area between the SDA and the MDA is set in the memory controller 22, the subsequent logical address / physical address conversion processing is executed based on the set boundary area.

図9は、2値データ記憶領域SDAのサイズ確認のタイミングチャートである。   FIG. 9 is a timing chart for checking the size of the binary data storage area SDA.

コマンド入力のタイミングで、リードSDAコマンド“00h”を読み込み、続いてアドレス・ラッチの5サイクルで、ゲットSDAユニットコマンド“B5h”及び4バイトのダミーデータを順次入力する。これにより、SDAの境界エリアがコントローラ22から読み出される。   The read SDA command “00h” is read at the command input timing, and then the get SDA unit command “B5h” and 4-byte dummy data are sequentially input in five cycles of the address latch. As a result, the boundary area of the SDA is read from the controller 22.

図10は、多値データ記憶領域MDAのサイズ確認のタイミングチャートである。   FIG. 10 is a timing chart for checking the size of the multi-value data storage area MDA.

コマンド入力のタイミングで、リードSDAコマンド“00h”を読み込み、続いてアドレス・ラッチの5サイクルで、ゲットMDAユニットコマンド“B0h”及び4バイトのダミーデータを順次入力する。これにより、MDAの境界エリアがコントローラ22から読み出される。   The read SDA command “00h” is read at the command input timing, and then the get MDA unit command “B0h” and 4-byte dummy data are sequentially input in five cycles of the address latch. As a result, the boundary area of the MDA is read from the controller 22.

[4値データの書き込み]
このLBA−NANDメモリでは、多値データ記憶領域MDAに書き込まれる4値データの書き込みに先立って、下位ページのデータを2値データ記憶領域SDAに一旦書き込むことにより、多値データ記憶領域MDAへの上位ページ書き込み中に電源断等の障害が生じても下位ページが消失しないように保護している。
[Write 4-level data]
In this LBA-NAND memory, prior to the writing of quaternary data written in the multi-value data storage area MDA, the lower page data is once written in the binary data storage area SDA, whereby the multi-value data storage area MDA is written. It protects the lower page from being lost even if a failure such as a power failure occurs during the upper page write.

図11は、4値データの書き込み動作を示すメモリコントローラ22のフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart of the memory controller 22 showing the write operation of quaternary data.

外部からMDA書き込みコマンドと書き込みデータが入力されると(S1)、メモリコントローラ22は、書き込みに先立って、2値データ記憶領域SDAの下位ページが一時的に格納される記憶領域と、多値データ記憶領域MDAの上位及び下位ページが格納される記憶領域に対して、データ消去をブロック単位で実行する(S2)。NANDフラッシュメモリ21の内部では、選択ブロックの全ワード線を0Vとし、メモリセルアレイが形成されたp型ウェルに20V程度の消去電圧Veraを与える。これにより、選択ブロック内のメモリセルは、浮遊ゲートの電子が放出されて、しきい値電圧が負の消去状態(データ“1”)になる。実際には、過消去状態の発生を防止するために、消去電圧印加と消去状態を確認するための消去ベリファイとを繰り返すという消去シーケンスが用いられる。   When an MDA write command and write data are input from the outside (S1), the memory controller 22 stores a storage area in which the lower page of the binary data storage area SDA is temporarily stored, and multi-value data before writing. Data erasure is executed in units of blocks in the storage area in which the upper and lower pages of the storage area MDA are stored (S2). Inside the NAND flash memory 21, all word lines in the selected block are set to 0V, and an erase voltage Vera of about 20V is applied to the p-type well in which the memory cell array is formed. As a result, the memory cells in the selected block are released from the floating gate electrons, and are in an erased state (data “1”) having a negative threshold voltage. Actually, in order to prevent the occurrence of an overerased state, an erase sequence is used in which the erase voltage application and the erase verify for confirming the erased state are repeated.

次に、2値データ記憶領域SDAの一時的な記憶領域に、4値データのうちの下位ページデータの書き込みが実行される(S3)。書き込みは、ページ単位で行われる。ここで1ページは、前述のように1ワード線に沿って配列される全メモリセルのうち奇数番目のビット線に接続された奇数ページと偶数番目のビット線に接続された偶数ページとにより構成される。例えば、図3のビット線選択信号SELeが活性化された場合、偶数ページに対する書き込みが可能になり、ビット線選択信号SELoの奇数ページに対する書き込みが可能になり、これらに対応するセンサアンプSAのデータラッチPDCに1ページ分の書き込みデータがロードされる。   Next, lower page data of the quaternary data is written into the temporary storage area of the binary data storage area SDA (S3). Writing is performed in units of pages. Here, one page is composed of an odd page connected to odd-numbered bit lines and an even page connected to even-numbered bit lines among all memory cells arranged along one word line as described above. Is done. For example, when the bit line selection signal SELe in FIG. 3 is activated, writing to even pages is possible, and writing to odd pages of the bit line selection signal SELo is possible, and the data of the sensor amplifier SA corresponding to these is possible. Write data for one page is loaded into the latch PDC.

次に、2値データ記憶領域SDAの一時的記憶領域の選択ワード線直下のセルチャネルが、センスアンプSAのデータラッチPDCが保持する書き込みデータに応じてVss(“0”書き込みの場合)、Vdd(“1”書き込み即ち書き込み禁止の場合)にプリチャージされる。“1”書き込みのNANDセルチャネルは、そのプリチャージ動作により、Vddのフローティング状態になる。   Next, the cell channel immediately below the selected word line in the temporary storage area of the binary data storage area SDA has Vss (in the case of “0” write), Vdd corresponding to the write data held by the data latch PDC of the sense amplifier SA. (When “1” is written, that is, when writing is prohibited), it is precharged. The NAND cell channel to which “1” is written becomes a floating state of Vdd by the precharge operation.

この後、選択ワード線に20V程度の書き込み電圧Vpgmが、非選択ワード線には、中間電圧である書き込みパス電圧Vpassが与えられる。これにより、“0”データが与えられたセルでは、浮遊ゲートに電子が注入され、“1”データが与えられたセルでは、フローティングのチャネルが制御ゲートからの容量結合により電位上昇して、電子注入が起こらない。この様にして、1ページの書き込みが同時にできる。   Thereafter, a write voltage Vpgm of about 20 V is applied to the selected word line, and a write pass voltage Vpass which is an intermediate voltage is applied to the unselected word lines. As a result, in the cell to which “0” data is given, electrons are injected into the floating gate, and in the cell to which “1” data is given, the potential of the floating channel rises due to capacitive coupling from the control gate, and the electrons Injection does not occur. In this way, one page can be written simultaneously.

図12の上段は、下位ページの書き込みの結果、得られるしきい値分布を示している。データ書き込みの場合も所望のしきい値分布を得るために、書き込み電圧印加と書き込みベリファイ読み出しとが繰り返される。書き込み電圧Vpgmは、書き込みサイクルと共に、ステップアップされる。ベリファイ読み出しは、図12の“0”データしきい値分布の下限値に対応するベリファイ電圧Vvを選択ワード線に与えた確認読み出し動作である。これにより、“0”書き込みセルが十分に書かれたか否かが判定される。   The upper part of FIG. 12 shows the threshold distribution obtained as a result of writing the lower page. In the case of data writing, in order to obtain a desired threshold distribution, application of a write voltage and write verify read are repeated. The write voltage Vpgm is stepped up with the write cycle. The verify read is a check read operation in which a verify voltage Vv corresponding to the lower limit value of the “0” data threshold distribution in FIG. 12 is applied to the selected word line. Thus, it is determined whether or not the “0” write cell has been sufficiently written.

書き込みベリファイのためには、データラッチPDCが保持する書き込みデータを、一旦データ記憶回路DDCに転送して保持し、ベリファイ結果に応じて次のサイクルの書き込みデータを決定するための書き戻し動作が行われる。その詳細動作の説明は省くが、以上の書き込みベリファイ動作により、下位ページの書き込みが完了すると、下位ページ分のセンスアンプのデータラッチPDCがオール“1”となるように、制御される。これをベリファイチェック回路VCKにより検知することにより、書き込み完了の判定が可能になる。   For the write verification, the write data held by the data latch PDC is once transferred to the data storage circuit DDC and held, and a write-back operation for determining the write data of the next cycle is performed according to the verification result. Is called. Although detailed description of the operation is omitted, control is performed so that the data latches PDC of the sense amplifiers for the lower page are all “1” when writing of the lower page is completed by the above-described write verify operation. By detecting this by the verify check circuit VCK, it is possible to determine the completion of writing.

次に、同様の下位ページの書き込みを、多値データ記憶領域MDAに対しても実行する(S4)。NANDフラッシュメモリ21の内部の動作は、2値データ記憶領域SDAに対する下位ページの書き込み動作と同様であるため、その詳細説明は省略する。   Next, the same lower page write is executed for the multi-value data storage area MDA (S4). Since the internal operation of the NAND flash memory 21 is the same as the lower page write operation to the binary data storage area SDA, detailed description thereof is omitted.

多値データ記憶領域MDAへの下位ページのデータの書き込みが終了したら、続いて上位ページのデータを書き込む(S5)。   When the writing of the lower page data to the multi-value data storage area MDA is completed, the upper page data is subsequently written (S5).

上位ページの書き込みを行うと、例えば図12の下段のような4つのデータしきい値分布が得られる。この例では、上位ページデータ“x”と下位ページデータ“y”で定義される4値データ“xy”が、しきい値電圧の順に、“11”,“10”,“00”,“01”のように並べられる。   When the upper page is written, for example, four data threshold distributions as shown in the lower part of FIG. 12 are obtained. In this example, quaternary data “xy” defined by upper page data “x” and lower page data “y” is “11”, “10”, “00”, “01” in order of threshold voltages. "".

上位ビットが“1”であるデータ “11”、“10”は、下位ページのデータ“1”,“0”のしきい値分布がそのまま使用される。従って、この上位ページの書き込みは、“0”書き込みによって、データ“11”状態をデータ“01”状態に、データ“10”状態をデータ“00”状態にそれぞれ遷移させる動作である。この上位ページ書き込み時、データ“00”,“01”のしきい値分布下限値に対応するベリファイ電圧Vv2,Vv3を用いた書き込みベリファイを順次行うことにより、所望のしきい値分布が得られる。   For data “11” and “10” whose upper bits are “1”, the threshold distribution of lower page data “1” and “0” is used as it is. Therefore, the upper page write is an operation of changing the data “11” state to the data “01” state and the data “10” state to the data “00” state by writing “0”. At the time of writing the upper page, a desired threshold distribution can be obtained by sequentially performing write verification using verify voltages Vv2 and Vv3 corresponding to the threshold distribution lower limit values of data “00” and “01”.

上位ページ書き込みでは、上述のようにデータ“00”,“01”の書き込みベリファイを、異なるベリファイ電圧Vv2,Vv3を用いて順次行う必要があり、特にデータ“00”のベリファイ時は、データ“01”をベリファイ対象から外すことが必要になる。そのために、既にメモリセルアレイに書かれている下位ページデータを読み出して参照する。このため、データラッチPDCに書き込みデータを保持して上位ページ書き込みを行う間、下位ページデータをデータラッチSDCに保持して、これを参照して上述のようなベリファイ制御を行う。   In the upper page write, it is necessary to sequentially perform the write verify of the data “00” and “01” using different verify voltages Vv2 and Vv3 as described above. In particular, when verifying the data “00”, the data “01” It is necessary to remove "" from the verification target. For this purpose, lower page data already written in the memory cell array is read and referenced. Therefore, while the write data is held in the data latch PDC and the upper page write is performed, the lower page data is held in the data latch SDC, and the above-described verify control is performed with reference to this.

多値データ記憶領域MDAへの4値データの書き込みが正常終了したら、2値データ記憶領域SDAに記憶されている下位ページデータを消去して処理を終了する(S6)。   When the writing of the quaternary data to the multi-value data storage area MDA is normally completed, the lower page data stored in the binary data storage area SDA is erased and the process is ended (S6).

一方、上位ページの書き込み動作中に、電源瞬停が発生した場合には、多値データ記憶領域MDAに書き込み途中のデータを一旦破棄し(S7)、2値データ記憶領域SDAに一時的に格納しておいた下位ページのデータを読み出して(S8)、これを再度多値データ記憶領域MDAに下位ページのデータとして書き込む(S4)。そして、再度、上位ページのデータをNANDフラッシュメモリ23に供給し、多値データ記憶領域MDAに上位ページを書き込む(S5)。正常終了したら、2値データ記憶領域SDAに格納された下位ページデータを消去する(S6)。   On the other hand, if a power interruption occurs during the upper page write operation, the data being written to the multi-value data storage area MDA is temporarily discarded (S7) and temporarily stored in the binary data storage area SDA. The lower page data previously read is read (S8), and is written again into the multi-value data storage area MDA as lower page data (S4). Then, the upper page data is supplied again to the NAND flash memory 23, and the upper page is written in the multi-value data storage area MDA (S5). When the processing ends normally, the lower page data stored in the binary data storage area SDA is deleted (S6).

以上の書き込み動作によって、上位ページの書き込み途中に電源瞬停が発生しても、下位ページのデータが消失することがなく、多値データを確実にNANDフラッシュメモリ21に記憶することができる。   With the above writing operation, even if a power interruption occurs during the writing of the upper page, the data of the lower page is not lost, and the multi-value data can be reliably stored in the NAND flash memory 21.

なお、2値データ記憶領域SDAと多値データ記憶領域MDAとは、メモリセルアレイ1の物理的構成は変わらないが、要求されるデータ書き込み精度は、2値データ記憶領域SDAよりも多値データ記憶領域MDAの方が大きく、データの信頼性は、多値データ記憶領域MDAよりも2値データ記憶領域SDAの方が大きい。このため、内部電圧発生回路9で発生させる書き込み電圧等の内部電圧も、2値データ記憶領域SDAを書き込み対象としたときと、多値データ記憶領域MDAを書き込み対象としたときとでは自ずと異なってくる。   The binary data storage area SDA and the multi-value data storage area MDA do not change the physical configuration of the memory cell array 1, but the required data write accuracy is higher than that of the binary data storage area SDA. The area MDA is larger, and the data reliability is higher in the binary data storage area SDA than in the multi-value data storage area MDA. For this reason, the internal voltage such as a write voltage generated by the internal voltage generation circuit 9 is naturally different between when the binary data storage area SDA is a write target and when the multi-value data storage area MDA is a write target. come.

本実施形態においては、2値データ記憶領域SDAに対する下位ページの書き込みを、4値データの下位ページの書き込みと同様の内部電圧によって行っても良いが、2値データ記憶領域SDAに対する下位ページの書き込みを、2値データ書き込みに適した内部電圧によって行うようにしても良い。この場合、例えばNANDフラッシュメモリ21のテストモードを利用することができる。すなわち、メモリコントローラ22側からNANDフラッシュメモリ21にテストモードコマンドを入力し、NANDフラッシュメモリ21側からパラメータレジスタ11に基づき設定されている内部電圧状態を読み出し、2値又は4値の適正電位を計算し、テストモードの内部電圧変更コマンドを入力して内部電圧を変更する。これを2値データ記憶領域SDAへのアクセスと多値データ記憶領域MDAへのアクセスを切り替える度に実行する。これにより、各領域に適した書き込みが可能になる。
[第2の実施形態]
図13は、第2の実施形態に係るメモリコントローラ22の4値データ書き込み動作を示すフローチャートである。
In this embodiment, the lower page may be written to the binary data storage area SDA with the same internal voltage as the lower page of the quaternary data, but the lower page is written to the binary data storage area SDA. May be performed by an internal voltage suitable for binary data writing. In this case, for example, the test mode of the NAND flash memory 21 can be used. That is, a test mode command is input to the NAND flash memory 21 from the memory controller 22 side, the internal voltage state set based on the parameter register 11 is read from the NAND flash memory 21 side, and a binary or quaternary appropriate potential is calculated. Then, the internal voltage is changed by inputting the test mode internal voltage change command. This is executed each time the access to the binary data storage area SDA and the access to the multi-value data storage area MDA are switched. Thereby, writing suitable for each area becomes possible.
[Second Embodiment]
FIG. 13 is a flowchart showing a four-value data write operation of the memory controller 22 according to the second embodiment.

この実施形態では、2値データ記憶領域SDAに下位ページのデータを一時的に書き込むステップ(S3)が完了した後、メモリコントローラ22が、NANDフラッシュメモリ21のReady/Busy信号(図示せず)がReadyを示している間に、2値データ記憶領域SDAから多値データ記憶領域MDAに下位ページのデータを一括書き込みする(S14)。この一括書き込みは、同一ビット線BL上の異なるブロックBLK間のブロックコピーを利用すれば良い。
[他の実施形態]
なお、4値書き込み動作として、例えば図14に示すようなLM(Lower Middle Mode)書き込みを行う場合にも、本発明は適用可能である。このLM書き込みは、上位ページを書き込む際に、しきい値分布の移動量が先の実施形態の書き込みに比べて小さく抑えることができるので、隣接セル間でのYupin効果の影響を抑制することができるという利点がある。このような書き込みにおいても、上位ページ書込時の下位ページのデータの消失は発生する。
In this embodiment, after the step (S3) of temporarily writing the lower page data in the binary data storage area SDA is completed, the memory controller 22 receives a Ready / Busy signal (not shown) of the NAND flash memory 21. While Ready is indicated, the lower page data is collectively written from the binary data storage area SDA to the multi-value data storage area MDA (S14). This batch writing may use block copy between different blocks BLK on the same bit line BL.
[Other Embodiments]
Note that the present invention can also be applied to a case where, for example, LM (Lower Middle Mode) writing as shown in FIG. 14 is performed as the quaternary writing operation. This LM writing can suppress the influence of the Yupin effect between adjacent cells because the amount of movement of the threshold distribution can be suppressed smaller than the writing of the previous embodiment when writing the upper page. There is an advantage that you can. Even in such writing, the data of the lower page is lost when the upper page is written.

また、4値に限らず、8値、16値のような更に多値のデータを記憶する場合には、例えば最下位ページのみ又は最下位ページと中間ページとを2値データ記憶領域に一時的に書き込むようにすれば良い。   Further, when storing multi-value data such as 8-value and 16-value, not limited to 4-value, for example, only the lowest page or the lowest page and intermediate page are temporarily stored in the binary data storage area. You should write to.

また、上記実施形態では、フラッシュメモリとしてNAND型を使用しているが、NOR型他の形式のメモリを用いても良い。   In the above embodiment, the NAND type is used as the flash memory, but a NOR type other type of memory may be used.

この発明の一実施の形態によるLBA−NANDメモリシステム構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of an LBA-NAND memory system according to an embodiment of the present invention. 同LBA−NANDメモリのNANDフラッシュメモリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the NAND flash memory of the same LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリのメモリセルアレイ構成を示す図である。It is a figure which shows the memory cell array structure of the same LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリのセンスアンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sense amplifier of the same LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリのデータ記憶領域を示す図である。It is a figure which shows the data storage area of the LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリの各種データ記憶量の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the various data storage amount of the LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリの2値データ記憶領域SDAのセットアップ手順を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the setup procedure of the binary data storage area SDA of the LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリのデータ記憶領域設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a data storage area setting of the LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリの2値データ記憶領域確認手順を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the binary data storage area confirmation procedure of the LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリの多値データ記憶領域確認手順を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the multi-value data storage area confirmation procedure of the LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリの多値データ書き込みのフローチャートである。It is a flowchart of multi-value data writing of the same LBA-NAND memory. 同LBA−NANDメモリの下位ページ書き込み及び上位ページ書き込み後のしきい値分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the threshold value distribution after the lower page write and upper page write of the LBA-NAND memory. 本発明の第2の実施形態に係るLBA−NANDメモリの多値データ書き込みのフローチャートである。It is a flowchart of the multi-value data write of the LBA-NAND memory based on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態に係るLBA−NANDメモリの下位ページ書き込み及び上位ページ書き込み後のしきい値分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the threshold value distribution after the lower page write of the LBA-NAND memory based on further another embodiment of this invention, and an upper page write.

符号の説明Explanation of symbols

1…メモリセルアレイ、2…ロウデコーダ、3…センスアンプ回路、5…内部コントローラ、6…アドレスレジスタ、7…カラムデコーダ、8…I/Oバッファ、9…内部電圧発生回路、20…LBA−NANDメモリ、21…NANDフラッシュメモリ、22…メモリコントローラ、23…NANDフラッシュインタフェース、24…MPU、25…ホストインタフェース、26…バッファRAM、27…ハードウェアシーケンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array, 2 ... Row decoder, 3 ... Sense amplifier circuit, 5 ... Internal controller, 6 ... Address register, 7 ... Column decoder, 8 ... I / O buffer, 9 ... Internal voltage generation circuit, 20 ... LBA-NAND Memory, 21 ... NAND flash memory, 22 ... Memory controller, 23 ... NAND flash interface, 24 ... MPU, 25 ... Host interface, 26 ... Buffer RAM, 27 ... Hardware sequencer.

Claims (5)

電気的書き換え可能な不揮発性メモリセルをマトリクス状に配列してなるメモリセルアレイからなり、データ識別のしきい値が1つの2値データを記憶する2値データ記憶領域とデータ識別のしきい値が複数の多値データを記憶する多値データ記憶領域とを有するメモリ部と、
外部から供給されたデータを前記多値データ記憶領域の指定されたアドレスに多値データとして書き込む制御を実行するメモリコントローラと、
を備え、
前記メモリコントローラは、前記多値データ記憶領域に多値データを書き込む際に、前記多値データのうちの下位ページのデータを前記2値データ領域にも書き込む
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
It consists of a memory cell array in which electrically rewritable nonvolatile memory cells are arranged in a matrix. The data identification threshold value is a binary data storage area for storing one binary data, and the data identification threshold value is A memory unit having a multi-value data storage area for storing a plurality of multi-value data;
A memory controller that executes control for writing data supplied from outside as multi-value data to a specified address of the multi-value data storage area;
With
The memory controller, when writing multi-value data to the multi-value data storage area, also writes lower page data of the multi-value data to the binary data area. .
前記メモリコントローラは、前記多値データ記憶領域に前記多値データのうちの上位ページを書き込んでいる最中に電源断が発生したときに、前記2値データ記憶領域に記憶されている下位ページを読み出して前記多値データを再書き込みすることを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。   The memory controller stores a lower page stored in the binary data storage area when a power interruption occurs while the upper page of the multi-value data is being written to the multi-value data storage area. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the multi-value data is read and rewritten. 前記メモリコントローラは、前記下位ページのデータを前記多値データ記憶領域に書き込む前に前記2値データ領域に書き込む
ことを特徴とする請求項1又は2記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory controller writes the data of the lower page to the binary data area before writing the data of the lower page to the multi-value data storage area.
前記メモリコントローラは、前記多値データ記憶領域に上位ページのデータが正常に書き込まれたら前記2値データ記憶領域に書き込まれた下位ページのデータを消去することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の不揮発性半導体記憶装置。   4. The memory controller according to claim 1, wherein when the upper page data is normally written in the multi-value data storage area, the memory controller erases the lower page data written in the binary data storage area. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1. 前記メモリコントローラは、前記メモリ部がビジー状態でないときに、前記2値データ記憶領域に記憶された下位ページのデータを前記多値データ記憶領域に一括書き込みすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の不揮発性半導体記憶装置。   5. The memory controller according to claim 1, wherein when the memory unit is not busy, the lower page data stored in the binary data storage area is collectively written into the multi-value data storage area. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of the above.
JP2007216716A 2007-08-23 2007-08-23 Nonvolatile semiconductor memory device Withdrawn JP2009048750A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007216716A JP2009048750A (en) 2007-08-23 2007-08-23 Nonvolatile semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007216716A JP2009048750A (en) 2007-08-23 2007-08-23 Nonvolatile semiconductor memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009048750A true JP2009048750A (en) 2009-03-05

Family

ID=40500815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007216716A Withdrawn JP2009048750A (en) 2007-08-23 2007-08-23 Nonvolatile semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009048750A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013229086A (en) * 2012-04-27 2013-11-07 Sony Corp Memory device, memory control device, and memory control method
US8656085B2 (en) 2009-06-29 2014-02-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and method for programming flash memory device
US8755226B2 (en) 2012-08-07 2014-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Storage device and control method of nonvolatile memory
JP2014175031A (en) * 2013-03-08 2014-09-22 Toshiba Corp Semiconductor memory
JP2016501413A (en) * 2012-12-07 2016-01-18 ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド System and method for recovering lower page data in a solid state drive
US9811275B2 (en) 2015-02-27 2017-11-07 Toshiba Memory Corporation Memory system and data control method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8656085B2 (en) 2009-06-29 2014-02-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and method for programming flash memory device
JP2013229086A (en) * 2012-04-27 2013-11-07 Sony Corp Memory device, memory control device, and memory control method
US8755226B2 (en) 2012-08-07 2014-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Storage device and control method of nonvolatile memory
JP2016501413A (en) * 2012-12-07 2016-01-18 ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド System and method for recovering lower page data in a solid state drive
US9952939B1 (en) 2012-12-07 2018-04-24 Western Digital Technologies, Inc. System and method for lower page data recovery in a solid state drive
JP2014175031A (en) * 2013-03-08 2014-09-22 Toshiba Corp Semiconductor memory
US9811275B2 (en) 2015-02-27 2017-11-07 Toshiba Memory Corporation Memory system and data control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5072723B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP5250117B2 (en) Adaptive erase and soft programming for memory
JP4976764B2 (en) Semiconductor memory device
JP4768298B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3983969B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP4902002B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP4157065B2 (en) Semiconductor memory device
JP4874566B2 (en) Semiconductor memory device
JP4113166B2 (en) Semiconductor memory device
JP4510072B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and writing method thereof
US10276243B2 (en) Semiconductor memory device and writing operation method thereof in which first memory cells of a page that are in a first group of contiguous columns are programmed and verified separately from second memory cells of the same page that are in a second group of contiguous columns that does not overlap with the first group
US8605512B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of operating a nonvolatile memory device
TWI426518B (en) Non-volatile semiconductor memory device and method of reading the same
JP2008084471A (en) Semiconductor memory device
JP2009266349A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP2003217288A (en) Flash memory in which read-disturbance is relaxed
JP2006031871A (en) Semiconductor memory
JP2008016112A (en) Semiconductor memory
JP2011054249A (en) Semiconductor memory device
KR20110037970A (en) Increasing read throughput in non-volatile memory
KR102416047B1 (en) Method for controlling dummy cell and semiconduntor device
JP2009048750A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP4543055B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
CN107154275B (en) Semiconductor memory device and input data verification method
TWI771262B (en) Semiconductor device and continuous reading method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20101102