JP2009080866A - Readout voltage generation device - Google Patents
Readout voltage generation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009080866A JP2009080866A JP2007247163A JP2007247163A JP2009080866A JP 2009080866 A JP2009080866 A JP 2009080866A JP 2007247163 A JP2007247163 A JP 2007247163A JP 2007247163 A JP2007247163 A JP 2007247163A JP 2009080866 A JP2009080866 A JP 2009080866A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nonvolatile memory
- data
- read
- memory element
- voltage
- 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.)
- Granted
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
Abstract
Description
この発明は、不揮発性メモリ装置に記憶されているデータを読み出すための読み出し電圧を発生させる読み出し電圧発生装置に関するものである。 The present invention relates to a read voltage generator for generating a read voltage for reading data stored in a nonvolatile memory device.
不揮発性メモリ装置は、電荷を電荷蓄積膜に蓄積することでデータを記憶する。EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory:電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ)には、大別して電荷蓄積膜の種類が異なる2つの構造がある。
1つは、ゲート絶縁膜上に電荷蓄積膜となる浮遊ゲートと呼ばれる導電体を酸化膜などで囲って電気的に絶縁された状態で設け、その浮遊ゲートに電荷を蓄積するFG(Floating Gate:フローティングゲート)型である。もう1つは、複数の絶縁膜を積層させた電荷蓄積膜を有し、この電荷蓄積膜内の電荷トラップに蓄積する電荷量を制御することによって情報の記憶を行うMNOS(Metal−Nitride−Oxide−Silicon)型やMONOS(Metal−Oxide−Nitride−Oxide−Silicon)型である。
The nonvolatile memory device stores data by accumulating electric charges in a charge accumulation film. EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory: electrically rewritable non-volatile memory) is roughly divided into two structures with different types of charge storage films.
One is an FG (Floating Gate) in which a conductor called a floating gate serving as a charge storage film is surrounded by an oxide film and electrically insulated on a gate insulating film, and charges are stored in the floating gate. Floating gate) type. The other is a MNOS (Metal-Nitride-Oxide) which has a charge storage film in which a plurality of insulating films are stacked, and stores information by controlling the amount of charge stored in a charge trap in the charge storage film. -Silicon) type and MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) type.
電荷蓄積膜に電子を蓄積した状態、すなわち書き込みデータを記憶している状態のしきい値電圧をVtw、電荷蓄積膜にホールを蓄積した状態、すなわち消去データを記憶している状態のしきい値電圧をVte、電荷蓄積膜に電子もホールも蓄積していない状態のしきい値電圧、つまり、熱平衡状態しきい値電圧をV0と呼ぶ。
ここで、メモリ素子に記憶されているデータを読み出す時にメモリ素子のゲート電極に印加する電圧Vcgの値を、Vte<Vcg<Vtwの関係が成り立つように設定すると、メモリ素子のドレイン電流が、書き込みデータを記憶している状態では流れず、消去データを記憶している状態では流れるため、書き込みデータと消去データとの判別が可能となる。
The threshold voltage in the state where electrons are stored in the charge storage film, that is, in the state where write data is stored, is Vtw, and the threshold voltage in the state where holes are stored in the charge storage film, that is, where erase data is stored The voltage is Vte, and the threshold voltage in a state where neither electrons nor holes are accumulated in the charge storage film, that is, the thermal equilibrium state threshold voltage is called V0.
Here, when the value of the voltage Vcg applied to the gate electrode of the memory element when reading the data stored in the memory element is set so that the relationship of Vte <Vcg <Vtw is established, the drain current of the memory element is Since it does not flow in a state where data is stored but flows in a state where erase data is stored, it is possible to discriminate between write data and erase data.
しかし、VtwやVteの値は常に一定ではない。メモリ素子は時間の経過と供にエネルギーの安定状態である熱平衡状態に徐々に近づいていく。すなわち、電荷蓄積膜に蓄積した電荷を時間の経過とともに放出するため、VtwやVteの値はV0に近づいていき、最終的には、Vtw=Vte=V0となる。 However, the values of Vtw and Vte are not always constant. The memory element gradually approaches a thermal equilibrium state that is a stable state of energy with the passage of time. That is, since the charge accumulated in the charge storage film is released over time, the values of Vtw and Vte approach V0, and finally Vtw = Vte = V0.
VtwやVteの値がV0に近づいていく過程において、Vte<Vcg<Vtwの関係が成り立たなくなると、データを正しく読み出すことができなくなる。 If the relationship of Vte <Vcg <Vtw does not hold in the process in which the values of Vtw and Vte approach V0, data cannot be read correctly.
上記のうち、VtwとVcgとの値の差、またはVteとVcgとの値の差を読み出しマージンと呼ぶ。
時間の経過と供に読み出しマージンが小さくなった場合の対処の方法としてはいくつかの提案を見るところである(例えば、特許文献1参照。)。
Among the above, the difference between the values of Vtw and Vcg or the difference between the values of Vte and Vcg is called a read margin.
Several proposals are being seen as a method of coping with the case where the read margin is reduced with the passage of time (see, for example, Patent Document 1).
次に、図面を用いて説明する。図4は、特許文献1に示した従来技術に記載の半導体記憶装置を含むマイクロコンピュータの構成を説明するブロック図であって、説明しやすいようにその主旨を逸脱しないように書き直した図である。
Next, it demonstrates using drawing. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a microcomputer including the semiconductor memory device described in the prior art disclosed in
図4において、1000はマイクロコンピュータ、200は半導体記憶装置、300はプロセッサ、210は不揮発性メモリ、220は第1のセンスアンプ、230は検出手段、340は制御手段、350は記憶手段である。 In FIG. 4, 1000 is a microcomputer, 200 is a semiconductor memory device, 300 is a processor, 210 is a non-volatile memory, 220 is a first sense amplifier, 230 is detection means, 340 is control means, and 350 is storage means.
検出手段230は、第2のセンスアンプ231と、第3のセンスアンプ232と、検出回路233とを有している。制御手段340は、ベリファイ手段341を備えている。
The
特許文献1に示した従来技術のデータ読み出し時の動作について説明する。
不揮発性メモリ210が出力する読み出し信号は、第1のセンスアンプ220に供給される。第1のセンスアンプ220は、読み出し信号のレベルと第1の基準レベルとを比較し、読み出し信号のレベルに応じた第1の論理値を出力する。
第1の論理値が記憶されたデータとして半導体記憶装置200から出力される。
The operation at the time of data reading in the prior art disclosed in
A read signal output from the
The first logical value is output from the
次に、時間の経過と供に読み出しマージンが小さくなった場合の対処動作について説明する。
記憶手段350が出力するイネーブル信号が検出手段230に供給され、検出手段230を構成する第2のセンスアンプ231と、第3のセンスアンプ232と、検出回路233とが各々起動する。
Next, a description will be given of a coping operation in the case where the read margin is reduced with the passage of time.
The enable signal output from the
不揮発性メモリ210が出力する読み出し信号は、第1のセンスアンプ220と、第2のセンスアンプ231と、第3のセンスアンプ232とに供給される。
A read signal output from the
第1のセンスアンプ220は、読み出し信号のレベルと第1の基準レベルとを比較し、読み出し信号のレベルに応じた第1の論理値を出力する。
第2のセンスアンプ231は、読み出し信号のレベルと第1の基準レベルより大きい第2の基準レベルとを比較し、読み出し信号のレベルに応じた第2の論理値を出力する。
第3のセンスアンプ232は、読み出し信号のレベルと第1の基準レベルより小さい第3の基準レベルとを比較し、読み出し信号のレベルに応じた第3の論理値を出力する。
第1の論理値から第3の論理値は、検出回路233に供給される。
The
The
The
The first to third logic values are supplied to the
検出回路233は、第1の論理値から第3の論理値がすべて一致しない場合に検出信号を出力する。
第1の論理値から第3の論理値がすべて一致する場合は、記憶されたデータを正しく読み出すために十分な読み出しマージンがまだあると判断出来るため、対処動作はここで終了する。
The
If all of the first to third logic values match, it can be determined that there is still a sufficient read margin to correctly read the stored data, and the coping operation ends here.
検出回路233が出力する検出信号及び第1の論理値は、制御手段340に供給される。
制御手段340は、検出信号に対応する不揮発性メモリ210の記憶領域に読み出し信号と同一の内容で再書き込みを実行するアクセス制御信号を、不揮発性メモリ210に供給する。
The detection signal and the first logical value output from the
The
制御手段340が備えるベリファイ手段341において、再書き込みが正常に実行されたか否かを検証する。
再書き込みが正常に行われた場合、第1の論理値から第3の論理値がすべて一致するため、検出回路233からの検出信号は供給されなくなる。
In the verifying means 341 provided in the control means 340, it is verified whether or not rewriting has been executed normally.
If rewriting is performed normally, the first logical value to the third logical value all match, and therefore the detection signal from the
ベリファイ手段341において、再書き込みが正常に実行されなかったと検証された場合は、制御手段340は、検出信号に対応する不揮発性メモリ210の記憶領域へのアクセスを禁止するアクセス制御信号を、不揮発性メモリ210に供給する。
When the verifying unit 341 verifies that the rewrite has not been executed normally, the
特許文献1に示された従来技術は、検出手段230を設けたことにより、読み出しマージンが所定の値よりも小さくなったことを検出することができ、プロセッサ300により
、読み出しマージンが所定の値よりも小さくなった不揮発性メモリ210の記憶領域に対して、データの再書き込みもしくはアクセス禁止の対処を行うことにより、半導体記憶装置200の信頼性が向上するという特徴を有している。
The prior art disclosed in
特許文献1に示した従来技術は、読み出しマージンが小さくなったことを確実に検出するためには、検出手段230を、記憶したデータの読み出し時だけに限らず、記憶したデータの保持期間において常に起動させておくことが必要であり、常に電力を消費し続けるという問題がある。
In the prior art disclosed in
さらに、読み出しマージンが小さくなった不揮発性メモリ210の記憶領域に対して、データの再書き込みを行うためには、書き込み電圧として高電圧を発生させる必要があり、これもまた大きな電力を消費するという問題がある。
Furthermore, in order to rewrite data to the storage area of the
また、不揮発性メモリ210の記憶領域に対して、アクセス禁止とした場合、アクセス禁止となった記憶領域の代わりにデータを記憶する予備の記憶領域を予め設ける必要があり、スペース効率が悪くなるという問題がある。
In addition, when access to the storage area of the
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、記憶したデータの保持期間において不揮発性メモリ装置内及び周辺の回路を起動することなく、不揮発性メモリ装置の信頼性を向上することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and improves the reliability of the nonvolatile memory device without starting up the circuits in and around the nonvolatile memory device during the retention period of the stored data. The purpose is to do.
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
不揮発性メモリ装置に記憶されているデータを読み出すための読み出し電圧を発生する読み出し電圧発生装置であって、
不揮発性メモリ装置は、不揮発性メモリ素子と読み出し負荷素子とを有し、不揮発性メモリ素子へデータを書き込むとき、略同時にデータの内容に対応して読み出し負荷素子が所定の負荷値となるように読み出し電圧を設定し、不揮発性メモリ装置に記憶されているデータを読み出すとき、読み出し電圧を読み出し負荷素子に印加することを特徴とする。
A read voltage generator for generating a read voltage for reading data stored in a nonvolatile memory device,
The non-volatile memory device has a non-volatile memory element and a read load element. When data is written to the non-volatile memory element, the read load element has a predetermined load value corresponding to the content of the data substantially simultaneously. When the read voltage is set and the data stored in the nonvolatile memory device is read, the read voltage is applied to the read load element.
所定の電圧を発生する電圧発生部と、この所定の電圧を読み出し電圧に変換する変換部とを有し、変換部は、不揮発性記憶手段と電圧調整用抵抗とを有し、不揮発性記憶手段は、第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子と第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子とを有し、第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子と電圧調整用抵抗とを直列に接続し、これと並列に第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子を接続してなり、不揮発性メモリ素子へデータを書き込むとき、略同時にデータと同一のデータを第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子に記憶するとともに、データと相反するデータを第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子に記憶することで、所定の電圧を前記読み出し電圧に変換して出力することを特徴とする。 A voltage generation unit that generates a predetermined voltage; and a conversion unit that converts the predetermined voltage into a read voltage. The conversion unit includes a nonvolatile storage unit and a voltage adjustment resistor. Has a first sense level shift nonvolatile memory element and a second sense level shift nonvolatile memory element, and the first sense level shift nonvolatile memory element and the voltage adjustment resistor are connected in series. The second sense level shift nonvolatile memory element is connected in parallel with the first sense level shift nonvolatile memory element. When data is written to the nonvolatile memory element, the same data as the first sense level shift nonvolatile memory is written at substantially the same time. The predetermined voltage is converted into the read voltage by storing data in the second memory element and data opposite to the data in the second nonvolatile memory element for sense level shift. And outputting Te.
不揮発性メモリ素子と不揮発性記憶手段とは、同一構造であることを特徴とする。 The nonvolatile memory element and the nonvolatile storage means have the same structure.
不揮発性記憶手段は、複数の絶縁膜を積層してなる積層膜を有していることを特徴とする。 The non-volatile memory means has a laminated film formed by laminating a plurality of insulating films.
この発明による読み出し電圧発生装置は、不揮発性メモリ素子へデータを書き込むとき、略同時に読み出し負荷素子の負荷値が、読み出しマージンを大きくするための値となるように読み出し電圧を設定するため、記憶したデータの保持期間においては、読み出しマージンを大きくするために回路を起動させる必要がなく、消費電力を小さくできるという効果がある。 The read voltage generating device according to the present invention stores the data to set the read voltage so that the load value of the read load element becomes a value for increasing the read margin substantially simultaneously when data is written to the nonvolatile memory element. In the data holding period, it is not necessary to activate the circuit in order to increase the read margin, and the power consumption can be reduced.
さらに、読み出しマージンを大きくすることにより不揮発性メモリ装置の信頼性が向上するため、データの再書き込みを行う必要がなく、書き込み電圧として高電圧を印加することによる電力消費がないだけでなく、高電圧を発生させる装置も必要ないという効果がある。 Furthermore, since the reliability of the nonvolatile memory device is improved by increasing the read margin, it is not necessary to rewrite data, and not only does not consume power by applying a high voltage as a write voltage, but also high There is an effect that a device for generating a voltage is not necessary.
また、読み出しマージンを大きくすることにより不揮発性メモリ装置の信頼性が向上するため、不揮発性メモリ素子の一部の記憶領域に対して、アクセス禁止の対処を行う必要がなく、アクセス禁止となった記憶領域の代わりにデータを記憶する予備の記憶領域を予め設ける必要がないため、スペースを有効に利用できるという効果がある。 In addition, since the reliability of the nonvolatile memory device is improved by increasing the read margin, it is not necessary to deal with the prohibition of access to a part of the storage area of the nonvolatile memory element, and the access is prohibited. Since there is no need to provide a spare storage area for storing data in place of the storage area, there is an effect that the space can be used effectively.
また、読み出しマージンの大きさを常に監視する検出手段、及び読み出しマージンが小さくなった不揮発性メモリ素子に対する対処を制御するプロセッサ、これら複雑な回路が必要ないという効果もある。 In addition, there is an effect that the detection means for constantly monitoring the size of the read margin, the processor for controlling the handling of the non-volatile memory element having a small read margin, and these complicated circuits are not required.
[読み出し電圧発生装置の全体説明:図1]
図1は、本発明による読み出し電圧発生装置を説明するためのブロック図である。
図1において、10は不揮発性記憶手段、11は第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子、12は第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子、20は電圧調整用抵抗、21は定抵抗、30は変換部、40は電圧発生部、100はこれらを有する読み出し電圧発生装置である。50は不揮発性メモリ装置、51は不揮発性メモリ素子、52は読み出し負荷素子、53はコンパレータである。
電圧発生部40から出力し、変換部30に入力する所定の電圧をVa、変換部30から出力し、不揮発性メモリ装置50に入力する読み出し電圧をV10とする。この所定の電圧Vaとは、変換部30において電圧を調整し、読み出し電圧V10を生成するための元になる電圧である。
[Overall description of read voltage generator: FIG. 1]
FIG. 1 is a block diagram for explaining a read voltage generator according to the present invention.
In FIG. 1, 10 is a nonvolatile memory means, 11 is a first sense level shift nonvolatile memory element, 12 is a second sense level shift nonvolatile memory element, 20 is a voltage adjusting resistor, and 21 is a constant resistance. , 30 is a conversion unit, 40 is a voltage generation unit, and 100 is a read voltage generation device having them. Reference numeral 50 denotes a nonvolatile memory device, 51 denotes a nonvolatile memory element, 52 denotes a read load element, and 53 denotes a comparator.
A predetermined voltage output from the
変換部30は、不揮発性記憶手段10と、電圧調整用抵抗20と、定抵抗21とを有している。不揮発性記憶手段10は、第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11と、第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12とを備えている。
The
第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11と電圧調整用抵抗20とは直列に接続し、これと並列に第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12を接続する。
定抵抗21は読み出し電圧V10と接地電位との間に設ける。
The first sense level shift nonvolatile memory element 11 and the
The
不揮発性メモリ装置50は、読み出し電圧V10を入力してその電圧に応じて負荷値が決まる読み出し負荷素子52と不揮発性メモリ素子51とを接続しており、その接続点とコンパレータ53とが接続している。コンパレータ53の出力は、不揮発性メモリ素子51に記憶したデータに応じた出力データXとなる。
The non-volatile memory device 50 is connected to a
ここで、不揮発性メモリ素子51の1ビットに対して、第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11の1ビットと第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12の1ビットとが対応している。つまり、図示はしないが、Mを自然数として、不揮発性メ
モリ素子51がMビットの場合には、第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11と第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12とは、それぞれMビットとなる。
Here, one bit of the first sense level shift nonvolatile memory element 11 and one bit of the second sense level shift nonvolatile memory element 12 correspond to one bit of the
[動作の説明:図1]
次に、本発明の読み出し電圧発生装置の動作を引き続き図1を用いて説明する。
不揮発性メモリ素子51へ書き込みデータを記憶するときには、略同時に第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11へ書き込みデータと同一のデータ、つまり書き込みデータを、第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12へ書き込みデータと相反するデータ、つまり消去データを記憶する。このようにデータを記憶することで読み出し電圧V10の値は、図示はしないがV11に設定される。
[Description of Operation: FIG. 1]
Next, the operation of the read voltage generator of the present invention will be described with reference to FIG.
When the write data is stored in the
不揮発性メモリ素子51へ記憶された書き込みデータを読み出すときには、所定の電圧Vaを変換部30へ入力する。第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11は、書き込みデータが記憶されているため電流が流れず、第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12は、消去データが記憶されているため電流が流れる。よって、変換部30へ入力した所定の電圧Vaは値を変動することなく変換部30から出力されるため、読み出し電圧V10の値は、
V11=Va
となる。
When reading the write data stored in the
V11 = Va
It becomes.
V11を読み出し負荷素子52に印加することで読み出し負荷素子52の負荷値が決定する。決定した負荷値を用いて不揮発性メモリ素子51へ記憶されたデータが判別され、その結果はコンパレータ53を介して不揮発性メモリ装置50の外に出力される。
By applying V11 to the
不揮発性メモリ素子51へ消去データを記憶するときには、略同時に第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11へ消去データと同一のデータ、つまり消去データを、第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12へ消去データと相反するデータ、つまり書き込みデータを記憶する。このようにデータを記憶することで読み出し電圧V10の値は、図示はしないがV12に設定される。
When erasing data is stored in the
不揮発性メモリ素子51へ記憶された消去データを読み出すときには、所定の電圧Vaを変換部30へ入力する。第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11は、消去データが記憶されているため電流が流れ、第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子12は、書き込みデータが記憶されているため電流が流れない。よって、変換部30へ入力した所定の電圧Vaは、電圧調整用抵抗20を電流が流れるときの電圧降下により、値が変動して変換部30から出力される。
電圧調整用抵抗20の値をR10、定抵抗21の値をRaとすると、読み出し電圧V10の値は、
V12=(Ra/(Ra+R10))Va
となる。
When the erase data stored in the
When the value of the
V12 = (Ra / (Ra + R10)) Va
It becomes.
V12を読み出し負荷素子52に印加することで読み出し負荷素子52の負荷値が決定する。決定した負荷値を用いて不揮発性メモリ素子51へ記憶されたデータが判別され、その結果はコンパレータ53を介して不揮発性メモリ装置50の外に出力される。
By applying V12 to the
[センスレベルのシフトと読み出しマージンの説明:図2、図3]
次に、読み出し電圧V10の値をV11もしくはV12にすることによる、センスレベル及び読み出しマージンの変化について説明する。
[Explanation of Sense Level Shift and Read Margin: FIGS. 2 and 3]
Next, changes in the sense level and the read margin caused by setting the read voltage V10 to V11 or V12 will be described.
図2は、図1における読み出し負荷素子52へ印加される読み出し電圧V10と、不揮発性メモリ装置50のセンスレベルとの関係を示す説明図である。横軸は読み出し電圧の値を表し、縦軸はセンスレベルの値を表す。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the read voltage V10 applied to the
図2に示すように、読み出し電圧が大きくなるにつれて、センスレベルは小さくなるという特徴がある。
ここで、読み出し電圧がV11のときのセンスレベルをS1、読み出し電圧がV12のときのセンスレベルをS2とする。
As shown in FIG. 2, there is a feature that the sense level decreases as the read voltage increases.
Here, the sense level when the read voltage is V11 is S1, and the sense level when the read voltage is V12 is S2.
図3は、図1における不揮発性メモリ素子51のしきい値電圧の値の、時間の経過に対する変化と、センスレベルとの関係を示す説明図である。横軸はデータが記憶されてからの時間の経過を対数軸で表し、縦軸はしきい値電圧の値を表す。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the change of the threshold voltage value of the
ここで、書き込みデータを記憶している状態のしきい値電圧をVtw、消去データを記憶している状態のしきい値電圧をVte、書き込みデータも消去データも記憶していない状態、つまり、熱平衡状態のしきい値電圧をV0とする。しきい値電圧とセンスレベルとの値の差が読み出しマージンである。 Here, the threshold voltage when writing data is stored is Vtw, the threshold voltage when erasing data is stored is Vte, and neither writing data nor erasing data is stored, that is, thermal equilibrium. The threshold voltage of the state is V0. The difference between the threshold voltage and the sense level is the read margin.
書き込みデータを読み出すときには、図1及び図2を用いて既に説明したように、読み出し電圧はV11となり、センスレベルはS1となる。
図3に示すように、センスレベルがS1となることで、書き込みデータを記憶している状態のしきい値電圧Vtwとの読み出しマージンが大きくなり、時間が経過しても記憶したデータを正しく読み出すことができる。
When reading the write data, as already described with reference to FIGS. 1 and 2, the read voltage is V11 and the sense level is S1.
As shown in FIG. 3, when the sense level becomes S1, the read margin with respect to the threshold voltage Vtw in the state where the write data is stored becomes large, and the stored data is correctly read even after a lapse of time. be able to.
消去データを読み出すときには、図1及び図2を用いて既に説明したように、読み出し電圧はV12となり、センスレベルはS2となる。
図3に示すように、センスレベルがS2となることで、消去データを記憶している状態のしきい値電圧Vteとの読み出しマージンが大きくなり、時間が経過しても記憶したデータを正しく読み出すことができる。
When reading the erased data, as already described with reference to FIGS. 1 and 2, the read voltage is V12 and the sense level is S2.
As shown in FIG. 3, when the sense level becomes S2, the read margin with respect to the threshold voltage Vte in the state where the erased data is stored becomes large, and the stored data is correctly read out even after a lapse of time. be able to.
書き込みデータを記憶している状態のしきい値電圧Vtwと消去データを記憶している状態のしきい値電圧Vteとは、時間の経過と供に熱平衡状態のしきい値電圧V0に近づいていくため、
S1<V0<S2
と設定することで、書き込みデータも消去データも、時間が経過しても正しく読み出すことができる。
The threshold voltage Vtw in the state in which the write data is stored and the threshold voltage Vte in the state in which the erase data are stored approach the threshold voltage V0 in the thermal equilibrium state with the passage of time. For,
S1 <V0 <S2
With this setting, both the write data and the erase data can be read correctly even after a lapse of time.
図1及び図2を用いて既に説明したように、センスレベルS1及びS2の値を決定しているのは、読み出し電圧V11及びV12の値であり、読み出し電圧V11及びV12の値を決定しているのは、電圧発生部40で生成される所定の電圧Vaと、電圧調整用抵抗20の値R10と、定抵抗21の値Raとである。
つまり、不揮発性メモリ素子51の特性を鑑みて、VaとR10とRaとの値を適するものにすることで、不揮発性メモリ装置に記憶したデータを、時間が経過しても正しく読み出すための読み出し電圧を出力する、本発明の読み出し電圧発生装置が実現するのである。
As already described with reference to FIGS. 1 and 2, the values of the sense levels S1 and S2 are determined by the values of the read voltages V11 and V12, and the values of the read voltages V11 and V12 are determined. The predetermined voltage Va generated by the
In other words, in view of the characteristics of the
[メモリ素子の構造の説明]
すでに説明した不揮発性メモリ素子51と不揮発性記憶手段10とは、同一構造のメモリ素子とすることができる。つまり、不揮発性メモリ素子51と不揮発性記憶手段10を構成する第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子11と第2のセンスレベルシフ
ト用不揮発性メモリ素子12とを同一構造のメモリ素子とすることができる。
これらのメモリ素子は、特に限定しないが、複数の絶縁膜を積層してなる積層膜を有したメモリ素子、例えば、MONOS型やMNOS型のメモリ素子を用いることができる。
[Description of structure of memory element]
The already described
Although these memory elements are not particularly limited, a memory element having a stacked film formed by stacking a plurality of insulating films, for example, a MONOS type or MNOS type memory element can be used.
不揮発性メモリ素子51と不揮発性記憶手段10とを同一構造のメモリ素子とすることで、製造工程を同一にすることができるため、製造コストの削減と製造プロセスの時間短縮に寄与するというメリットがある。
また、同一構造のメモリ素子とすることで、書き込み電圧や消去電圧を同一とすることができるため、これらの電圧を発生する手段も同一にすることができるため、これもまた、コストの削減と時間の短縮に寄与する。
Since the
In addition, since the memory elements having the same structure can have the same writing voltage and erasing voltage, the means for generating these voltages can be made the same, which also reduces the cost. Contributes to shortening of time.
さらにまた、MONOS型やMNOS型のメモリ素子とすることで、図3における書き込みデータを記憶している状態のしきい値電圧Vtwと、消去データを記憶している状態のしきい値電圧Vteとは、以下の数式で表すことができる。
Vtw=A・log(T)+B
Vte=C・log(T)+D
ここで、Aは図3におけるVtwの傾き、Bは書き込みデータを記憶した直後のVtwの値、Cは図3におけるVteの傾き、Dは消去データを記憶した直後のVteの値、Tは図3における横軸の値、つまりデータを記憶してから経過した時間である。
Furthermore, by using a memory element of MONOS type or MNOS type, the threshold voltage Vtw in the state in which write data is stored in FIG. 3 and the threshold voltage Vte in the state in which erase data is stored are Can be expressed by the following mathematical formula.
Vtw = A · log (T) + B
Vte = C · log (T) + D
Here, A is the slope of Vtw in FIG. 3, B is the value of Vtw immediately after storing the write data, C is the slope of Vte in FIG. 3, D is the value of Vte immediately after storing the erased data, and T is the figure. 3 is the value on the horizontal axis, that is, the time elapsed since the data was stored.
MONOS型やMNOS型のメモリ素子においては、A及びCは時間の経過によらない一定の値となる。
そのため、熱平衡状態のしきい値電圧V0の値を求めるためにVtw=Vteとなるまで長い時間を待たなくても、データを記憶した直後から短い時間でのVtwとVteとの値の変化を読み取り、A、B、C及びDの値を求めることで、熱平衡状態のしきい値電圧V0の値が容易に推測できる。
よって、読み出しマージンを大きくするためのセンスレベルS1及びS2の設定が短時間に確実に行えるというメリットもある。
In a MONOS type or MNOS type memory element, A and C are constant values that do not depend on the passage of time.
Therefore, even if it does not wait for a long time until Vtw = Vte to obtain the value of the threshold voltage V0 in the thermal equilibrium state, the change in the value of Vtw and Vte is read in a short time immediately after storing the data. , A, B, C, and D, the value of the threshold voltage V0 in the thermal equilibrium state can be easily estimated.
Therefore, there is also an advantage that the sense levels S1 and S2 for increasing the read margin can be reliably set in a short time.
この発明の読み出し電圧発生装置は、読み出しマージンを大きくすることにより不揮発性メモリ装置の信頼性を向上することができ、また、記憶したデータの保持期間においては、回路を起動させる必要がなく、消費電力を小さくできるため、高い信頼性と低消費電力化とが求められる携帯電子機器用やコンピュータ装置用として好適である。 The read voltage generator of the present invention can improve the reliability of the nonvolatile memory device by increasing the read margin, and it is not necessary to activate the circuit during the retention period of the stored data. Since electric power can be reduced, it is suitable for portable electronic devices and computer devices that require high reliability and low power consumption.
10 不揮発性記憶手段
11 第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子
12 第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子
20 電圧調整用抵抗
21 定抵抗
30 変換部
40 電圧発生部
50 不揮発性メモリ装置
51 不揮発性メモリ素子
52 読み出し負荷素子
53 コンパレータ
100 読み出し電圧発生装置
Ra 定抵抗の値
R10 電圧調整用抵抗の値
S1、S2 センスレベルの値
V10 読み出し電圧
V11、V12 読み出し電圧の値
Va 所定の電圧
Vtw 書き込みデータを記憶している状態のしきい値電圧
Vte 消去データを記憶している状態のしきい値電圧
V0 熱平衡状態のしきい値電圧
X 出力データ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記不揮発性メモリ装置は、不揮発性メモリ素子と読み出し負荷素子とを有し、
前記不揮発性メモリ素子へデータを書き込むとき、略同時に前記データの内容に対応して前記読み出し負荷素子が所定の負荷値となるように前記読み出し電圧を設定し、
前記不揮発性メモリ装置に記憶されている前記データを読み出すとき、前記読み出し電圧を前記読み出し負荷素子に印加することを特徴とする読み出し電圧発生装置。 A read voltage generator for generating a read voltage for reading data stored in a nonvolatile memory device,
The nonvolatile memory device includes a nonvolatile memory element and a read load element,
When writing data to the non-volatile memory element, the read voltage is set so that the read load element has a predetermined load value corresponding to the content of the data substantially simultaneously,
A read voltage generation device, wherein when the data stored in the nonvolatile memory device is read, the read voltage is applied to the read load element.
前記変換部は、不揮発性記憶手段と電圧調整用抵抗とを有し、
前記不揮発性記憶手段は、第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子と第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子とを有し、
前記第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子と前記電圧調整用抵抗とを直列に接続し、これと並列に前記第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子を接続してなり、
前記不揮発性メモリ素子へデータを書き込むとき、略同時に前記データと同一のデータを前記第1のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子に記憶するとともに、前記データと相反するデータを前記第2のセンスレベルシフト用不揮発性メモリ素子に記憶することで、前記所定の電圧を前記読み出し電圧に変換して出力することを特徴とする請求項1に記載の読み出し電圧発生装置。 A voltage generator that generates a predetermined voltage; and a converter that converts the predetermined voltage into the read voltage;
The conversion unit has a nonvolatile storage means and a voltage adjustment resistor,
The nonvolatile memory means includes a first sense level shift nonvolatile memory element and a second sense level shift nonvolatile memory element,
The first sense level shift nonvolatile memory element and the voltage adjusting resistor are connected in series, and the second sense level shift nonvolatile memory element is connected in parallel with the first sense level shift nonvolatile memory element,
When writing data to the non-volatile memory element, the same data as the data is stored in the first sense level shifting non-volatile memory element substantially simultaneously, and data opposite to the data is stored in the second sense level. The read voltage generator according to claim 1, wherein the predetermined voltage is converted into the read voltage and output by being stored in a shift nonvolatile memory element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007247163A JP5165980B2 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Read voltage generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007247163A JP5165980B2 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Read voltage generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009080866A true JP2009080866A (en) | 2009-04-16 |
JP5165980B2 JP5165980B2 (en) | 2013-03-21 |
Family
ID=40655507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007247163A Active JP5165980B2 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Read voltage generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5165980B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017027650A (en) * | 2012-03-30 | 2017-02-02 | シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. | Trimmable reference generator for sense amplifier |
JP2022522437A (en) * | 2019-04-30 | 2022-04-19 | 長江存儲科技有限責任公司 | Controllers, equipment and methods |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04289593A (en) * | 1991-03-19 | 1992-10-14 | Fujitsu Ltd | Nonvolatile semiconductor memory |
JPH07211093A (en) * | 1994-01-17 | 1995-08-11 | Toshiba Corp | Read only storage device |
JPH08138386A (en) * | 1994-11-08 | 1996-05-31 | Citizen Watch Co Ltd | Semiconductor nonvolatile memory device and read-out method therefor |
JP2003016791A (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory |
JP2005149625A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory |
JP2006268956A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Citizen Watch Co Ltd | Nonvolatile semiconductor memory device |
-
2007
- 2007-09-25 JP JP2007247163A patent/JP5165980B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04289593A (en) * | 1991-03-19 | 1992-10-14 | Fujitsu Ltd | Nonvolatile semiconductor memory |
JPH07211093A (en) * | 1994-01-17 | 1995-08-11 | Toshiba Corp | Read only storage device |
JPH08138386A (en) * | 1994-11-08 | 1996-05-31 | Citizen Watch Co Ltd | Semiconductor nonvolatile memory device and read-out method therefor |
JP2003016791A (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory |
JP2005149625A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory |
JP2006268956A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Citizen Watch Co Ltd | Nonvolatile semiconductor memory device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017027650A (en) * | 2012-03-30 | 2017-02-02 | シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. | Trimmable reference generator for sense amplifier |
JP2022522437A (en) * | 2019-04-30 | 2022-04-19 | 長江存儲科技有限責任公司 | Controllers, equipment and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5165980B2 (en) | 2013-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101854927B1 (en) | Multibit programming method in a non-volatile memory allowing a number of data state - fails and data recovery method in case of programming fail | |
EP2335248B1 (en) | Programming a memory device to increase data reliability | |
JP3889699B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and data writing method thereof | |
US8730736B2 (en) | NAND step up voltage switching method | |
US7969788B2 (en) | Charge loss compensation methods and apparatus | |
JP2003196988A5 (en) | ||
JP2004103089A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and its rewriting method | |
JP2012027988A (en) | Semiconductor storage device and control method for the same | |
KR20200039403A (en) | Memory device having charge pump circuit | |
US8223541B2 (en) | Non-volatile semiconductor memory, and the method thereof | |
JP2010123201A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
US20120243328A1 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and data erase method of the same | |
JP7170117B1 (en) | semiconductor storage device | |
JP2009301599A (en) | Non-volatile semiconductor memory device | |
US20060098492A1 (en) | Erase-verifying method of NAND type flash memory device and NAND type flash memory device thereof | |
KR101193060B1 (en) | Semiconductor memory device and operating method thereof | |
JP5165980B2 (en) | Read voltage generator | |
KR102119179B1 (en) | Semiconductor device and operating method thereof | |
US8902664B2 (en) | Semiconductor memory device | |
CN103489480A (en) | Nonvolatile memory device and method for controlling the same | |
US20100054044A1 (en) | Method of operating nonvolatile memory device | |
JP4685484B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
JP2007299456A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device, and its write method | |
CN111933209B (en) | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips | |
JP4119397B2 (en) | Abnormality detection circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100603 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120604 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120612 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120629 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121220 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5165980 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |