JP2002197882A - メモリセルデコーダ、これを備える半導体メモリ装置および不揮発性半導体メモリ装置の高電圧供給方法 - Google Patents
メモリセルデコーダ、これを備える半導体メモリ装置および不揮発性半導体メモリ装置の高電圧供給方法Info
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Abstract
積を縮めると共に、低い電源電圧でも動作特性を低下さ
せずにメモリセルに高電圧信号を供給することができる
メモリセルデコーダを提供すること。 【解決手段】 メモリセルデコーダは、第1ノードと、
メモリセルデコーダを選択する少なくとも一つの第1選
択信号の活性化に応答して高電圧信号を前記第1ノード
に出力する第1伝達部と、アドレスに応答してメモリセ
ルデコーダを選択する第1制御信号を生じてこの第1制
御信号が非活性化される場合に前記第1ノードの信号を
ディスチャージする制御部、及び前記第1選択信号及び
前記第1制御信号が活性化される場合に前記第1ノード
の信号に応答して前記ワードラインをイネーブルさせる
ワードラインイネーブル信号をメモリセルに出力する第
2伝達部を備える。
Description
ない半導体メモリ装置のメモリセルデコーダ、これを備
える半導体メモリ装置及び不揮発性半導体メモリ装置の
メモリセルアレイに高電圧を供給する方法に関する。
読出し、書込みまたはプログラミングするために電源電
圧Vccよりも高い電圧(例えば、20V)を必要とす
る。
リセルアレイを構成するメモリセルトランジスタ(me
mory cell transistor、以下、‘メ
モリセル'と称する)では、半導体基板の両側にソース
及びドレインが形成され、この半導体基板上に酸化膜が
形成され、その上に浮遊ゲートが形成され、この浮遊ゲ
ート上に誘電体膜が形成され、この誘電体膜上にコント
ロールゲートが形成される。
合、ソース、ドレイン及び基板に接地電源(例えば、0
V)を、そしてコントロールゲートに電源電圧Vccよ
りも高い電圧を印加すれば、薄い絶縁体をトンネリング
効果により飛び出す現象(Fowler-Nordhe
im tunneling)により電子は浮遊ゲートに
注入されてスレッショルドレベルが高くなり、これによ
り書込み動作が完了する。
圧を、そしてコントロールゲートに接地電源を印加すれ
ば、浮遊ゲートから基板に電子が放出されて消去動作が
完了する。
メモリセルに電子を注入したり、あるいはメモリセルか
ら電子を放出させるために、メモリセルのコントロール
ゲートまたは基板に高電圧を印加しなければならない。
のメモリセルデコーダを通じて前記メモリセルに印加で
きなければならない。
のメモリセルデコーダを示した回路図である。従来の不
揮発性半導体メモリ装置のメモリセルデコーダは、不揮
発性半導体メモリ装置のロウアドレスをデコーディング
するロウデコーダであり、複数の単位デコーダ(uni
t decoder、以下、‘メモリセルデコーダ'と称
する)を備える。
ットラインに接続された第1選択トランジスタ(図示せ
ず)とソースが共通ソースラインに接続された第2選択
トランジスタ(図示せず)との間に2つ以上のメモリセ
ルが直列に接続された構造(以下、‘ストリング'と称
する)を有する論理積(NAND)型の電気的に消去及
びプログラミング可能な読出し専用メモリ(elect
rically erasable and progr
ammable read−only memory、以
下、‘EEPROM'と称する)に適用されるものであ
る。
0は、論理ゲート1と、伝達制御部M1と、電荷ポンプ
7と、ワードラインイネーブル信号線WLEN及び伝達
トランジスタM6〜M7を備える。また、ストリング選
択ライン(string select line、以下
‘SSL'と称する)を駆動するためのトランジスタM
5と、メモリセルデコーダが選択されていない場合にS
SLに接地電源GNDを印加するためのトランジスタM
4、及び接地選択ライン(ground select
line、以下‘GSL'と称する)を駆動するための
トランジスタM8を備える。
読出し、あるいはデータをメモリセルに書込みまたはプ
ログラミングするためにメモリセルを選択するアドレス
Addをデコーディングする。このため、入力されたア
ドレスAddによりメモリセルデコーダ10が選択され
れば、ノードN1の電圧は電源電圧Vccとなり、メモ
リセルデコーダ10が選択されていない場合にノードN
1の電圧はGND(例えば、0V)となる。
ジスタで構成され、制御クロックnBLKSHFに応答
してノードN1の電圧がノードN2に伝達されることを
制御する。
してトランジスタM2及びM3がターンオンされる場
合、高電圧発生器(図示せず)から生じた電源電圧Vc
cよりも高い電圧信号VppをノードN2に伝達する。
line enable signal、以下、‘WLE
N[0:n]'と称する)はワードラインドライバ(図示せ
ず)の出力信号であり、またWLEN[0:n]は電源電
圧Vccよりも高い電圧信号である。伝達トランジスタ
M6〜M7は、ゲートに印加される高電圧信号に昇圧さ
れたノードN2の信号に応答してターンオンされ、WL
EN[0:n]をメモリセルのワードラインWL[0]〜W
L[n]に伝達する。
積度が高くなり、しかも、単位メモリセルの面積が狭く
なるに伴い、メモリセルデコーダのレイアウト面積も狭
くなる。しかし、電荷ポンプ7を備えるメモリセルデコ
ーダの場合、高電圧信号Vppをメモリセルに印加する
ためのキャパシタCの面積はかなり広いため、電荷ポン
プ7を備えるメモリセルデコーダのレイアウト面積が広
くなるという問題点がある。また、半導体メモリ装置の
動作電源が低くなるに伴い、メモリセルに高電圧を印加
するための電荷ポンプ7の動作特性が悪くなるという問
題点もある。
ーダがレイアウトされる面積を縮めると共に、低い電源
電圧でも動作特性を低下させずにメモリセルに高電圧信
号を供給するメモリセルデコーダ及びこれを備える半導
体メモリ装置、並びに不揮発性半導体メモリ装置の高電
圧供給方法を提供することにある。
デコーダは、第1ノードと、第1選択信号の活性化に応
答して高電圧信号を前記第1ノードに出力する第1伝達
部と、アドレスに応答して第1制御信号を生じ、この第
1制御信号に応答して前記第1ノードをディスチャージ
する制御部と、前記第1選択信号及び前記第1制御信号
に応答してワードラインイネーブル信号を出力する第2
伝達部とを備える。
を論理組合せして第1論理ゲート信号を出力する第1論
理回路と、前記第1論理ゲート信号及び第2制御信号を
論理組合せして前記第1制御信号を出力する第2論理回
路と、前記第1制御信号を反転させるインバータと、前
記反転された第1制御信号に応答して前記第1ノードを
ディスチャージするディスチャージ部とを備える。前記
高電圧信号は、望ましくは、供給電圧よりも高い電圧を
有する。
ドレスをデコーディングする第1プリデコーダから生
じ、前記第1伝達部は、第1端子が前記高電圧信号を受
信し、ゲートが前記第1選択信号を受信し、第2端子が
前記第1ノードに接続されるMOSトランジスタであ
る。あるいは、前記第1伝達部は、ゲートが前記第1選
択信号を受信し、第2端子が前記第1ノードに接続され
る第1MOSトランジスタと、ゲートが第2選択信号を
受信し、第1端子が前記高電圧信号を受信し、第2端子
が前記第1MOSトランジスタの第1端子に接続される
第2MOSトランジスタとを備える。
信号は、前記アドレスをデコーディングする第2プリデ
コーダの出力であり、供給電圧よりも高い電圧を有す
る。前記第2伝達部は、複数のMOSトランジスタを備
え、各々のMOSトランジスタのゲートは前記第1ノー
ドに接続され、第2端子は対応するワードラインに接続
され、第1端子に対応するワードラインイネーブル信号
を受信する。前記メモリセルデコーダは、前記第1伝達
部と並列に接続され、前記第1ノードの電圧をクランピ
ングするクランピング部を備え、このクランピング部
は、望ましくは、複数のMOSトランジスタがダイオー
ドの形で直列に接続される。
メモリセルを備えるメモリセルアレイと、前記メモリセ
ルに対応する複数本のワードラインと、アドレスに応答
して前記ワードラインを選択する複数のメモリセルデコ
ーダと、前記アドレスをデコーディングして前記メモリ
セルデコーダに対応するブロックを選択する複数のブロ
ック選択信号を発生させる第1プリデコーダと、前記ア
ドレスに応答して前記アドレスに対応する前記ワードラ
インをイネーブルさせるための複数のワードラインイネ
ーブル信号を発生させる第2プリデコーダとを備え、前
記メモリセルデコーダの各々は、第1ノードと、第1選
択信号の活性化に応答して高電圧信号を前記第1ノード
に出力する第1伝達部と、アドレスに応答して第1制御
信号を生じ、この第1制御信号に応答して前記第1ノー
ドをディスチャージする制御部と、前記第1選択信号及
び前記第1制御信号に応答してワードラインイネーブル
信号を出力する第2伝達部とを備える。
記第1制御信号を発生させる論理回路と、前記第1制御
信号を反転させるインバータと、前記反転された第1制
御信号に応答して前記第1ノードをディスチャージする
ディスチャージ部とを備える。また、前記制御部は、前
記アドレスを論理組合せして第1論理ゲート信号を出力
する第1論理回路と、前記第1論理ゲート信号及び第2
制御信号を論理組合せして前記第1制御信号を出力する
第2論理回路と、前記第1制御信号を反転させるインバ
ータと、前記反転された第1制御信号に応答して前記第
1ノードをディスチャージするディスチャージ部とを備
える。
よりも高い電圧を有し、前記第1伝達部は、ゲートが前
記第1選択信号を受信し、第2端子が前記第1ノードに
接続される第1 MOSトランジスタと、ゲートが第2
選択信号を受信し、第1端子が前記高電圧信号を受信
し、第2端子が前記第1MOSトランジスタの第1端子
に接続される第2 MOSトランジスタとを備える。
信号は、前記アドレスをデコーディングする第2プリデ
コーダの出力であり、供給電圧よりも高い電圧を有す
る。前記第2伝達部は複数のMOSトランジスタを備
え、各々のMOSトランジスタのゲートは前記第1ノー
ドに接続され、第2端子は対応するワードラインに接続
され、第1端子に対応するワードラインイネーブル信号
を受信し、前記第1伝達部は、前記複数のブロック選択
信号に応答して動作する。
部と並列に接続され、前記第1ノードの電圧をクランピ
ングするクランピング部を備え、このクランピング部
は、ゲート及び第1端子が前記第1ノードに接続され、
第2端子が前記高電圧信号を受信するMOSトランジス
タを備え、あるいは、複数のMOSトランジスタがダイ
オードの形で直列に接続される。
高電圧をメモリセルアレイに供給する方法は、アドレス
をデコーディングして第1制御信号を発生させる段階
と、対応する第1選択信号に応答して複数のメモリセル
デコーダの各々の第1ノードに第1伝達部を通じて第1
高電圧を伝送する段階と、前記複数のメモリセルデコー
ダからメモリセルデコーダを選択する段階と、前記第1
制御信号に応答して前記複数のメモリセルデコーダのう
ち選択されていないメモリセルデコーダの前記第1ノー
ドをディスチャージする段階と、前記選択されたメモリ
セルデコーダの第2伝達部に前記第1ノードに伝送され
た第1高電圧を供給する段階と、前記第1高電圧に応答
して前記第2伝達部を通じてワードラインに第2高電圧
を供給する段階とを備える。
セルアレイに高電圧を供給する方法は、高電圧発生器を
通じて前記第1高電圧を発生させる段階を備え、前記第
2伝達部を通じて前記第2高電圧が前記ワードラインに
伝達される場合、前記第1高電圧をブースティングする
段階を備え、前記第1制御信号に応答して前記第2高電
圧を前記第2伝達部の出力端に伝送する。前記メモリセ
ルデコーダの各々の前記第1伝達部は、複数のブロック
選択信号により制御され、前記第1高電圧をクランピン
グする段階を備える。
発明の望ましい実施形態について説明する。ただし、下
記の実施形態は単なる例示的なものに過ぎず、この技術
分野における通常の知識を有した者であれば、これより
各種の変形及び均等な他の実施形態が可能であるという
ことは言うまでもない。よって、本発明の真の技術的な
保護範囲は、特許請求の範囲の技術的な思想により定ま
るべきである。
セルデコーダを示した回路図である。図2を参照すれ
ば、メモリセルデコーダ20A,20B,20Cは、第
1ノードN15と、第1伝達部19Aと、第2伝達部M
17〜M18及び制御部11を備える。メモリセルデコ
ーダ20Aは、クランピング部17及び連結部M11を
さらに備えうる。また、SSL(ストリング選択ライ
ン)を駆動するためのトランジスタM16、メモリセル
デコーダ20Aが選択されていない場合、SSLに接地
電源VssまたはGNDを印加するためのトランジスタ
M15及びGSL(接地選択ライン)を駆動するための
トランジスタM19をさらに備える。
も高い電圧信号Vppを受信するノードN11と、第1
選択信号GSiを受信するノードN13及びノードN1
5を備える。また、第1伝達部19Aは、ドレインがノ
ード11に接続され、ゲートがノード13に接続され、
ソースがノード15に接続されるMOSトランジスタM
14を備える。
デコーディングしてメモリセルデコーダ20Aが選択さ
れた場合に活性化(例えば、論理‘ハイ')され、メモ
リセルデコーダ20Aが選択されていない場合に非活性
化(例えば、論理'ロー')される。したがって、第1選
択信号GSiが活性化される場合、トランジスタM14
がターンオンされて高電圧信号VppはノードN15に
伝達される。高電圧信号Vppは高電圧発生器(図示せ
ず)から生じる、電源電圧Vccよりも高い電圧であ
り、電源電圧Vccよりも高い電圧を通称する。
5の信号に応答してWLEN[0:n](ワードラインイ
ネーブル信号)を不揮発性半導体メモリ装置のメモリセ
ルアレイのメモリセルのゲートに接続されたワードライ
ンWL[0]〜WL[N]に出力する。この第2伝達部M1
7〜M18は複数のNMOSトランジスタM17〜M1
8を備え、各々のNMOSトランジスタM17,M18
のゲートはノードN15に接続され、ソースはメモリセ
ルのワードラインWL[0]〜WL[N]に接続され、ドレ
インにWLEN[0:n]が印加される。
2論理ゲート13と、第3論理ゲート15及びNMOS
トランジスタM12を備える。第1論理ゲート12は否
定論理積NANDで具現され、アドレスAddに応答し
てメモリセルデコーダ20Aを選択する信号Addse
lを第2論理ゲート13に出力する。メモリセルデコー
ダ20Aが選択された場合、信号Addselは非活性
化(例えば、論理‘ロー')され、メモリセルデコーダ
20Aが選択されていない場合、信号Addselは活
性化(例えば、論理‘ハイ')される。
に応答して信号Addselを反転させた第1制御信号
SELを出力する。したがって、アドレスAddに応答
してメモリセルデコーダ20Aが選択された場合に第1
制御信号SELは活性化(例えば、論理‘ハイ')さ
れ、メモリセルデコーダ20Aが選択されていない場合
に第1制御信号SELは非活性化(例えば、論理‘ロ
ー')される。
デコーダ20Aを選択するアドレスAddのほかに、ア
ドレスAddに無関係にメモリセルデコーダ20Aの選
択を制御する第2制御信号ALLSELに応答できる。
図2を参照すれば、制御部11の第2論理ゲート13は
否定論理積NANDで具現され、第2制御信号ALLS
ELが非活性化(例えば、論理‘ロー')されれば、ア
ドレスAddに関係せずに第1制御信号SELが活性化
される。これに対して、第2制御信号ALLSELが活
性化(例えば、論理‘ハイ')される場合には、信号A
ddselが非活性化(例えば、論理‘ロー')される
場合に限って第1制御信号SELが活性化される。
れ、第1制御信号SELに応答して第1制御信号SEL
の反転信号をNMOSトランジスタM12のゲートに出
力する。第1制御信号SELが非活性化される場合、N
MOSトランジスタM12はターンオンされてノードN
15の電圧を接地電圧GNDにディスチャージする。す
なわち、第1選択信号GSiが活性化されてノードN1
5が高電圧信号に昇圧された場合、第1制御信号SEL
が非活性化されれば、NMOSトランジスタM12はタ
ーンオンされてノードN15の高電圧信号はGNDにデ
ィスチャージされる。また、第1制御信号SELが非活
性化されれば、インバータ15の出力信号に応答してN
MOSトランジスタM15がターンオンされることによ
り、SSLに接地電源VssまたはGNDが印加され
る。
と並列に接続され、ノードN15に印加される高電圧信
号Vppの上がり過ぎを防止するためのものである。ク
ランピング部17は、ドレインがノードN11に接続さ
れ、ゲートがノードN15に接続され、ソースがノード
N15に接続されるMOSトランジスタM13を備え
る。また、クランピング部17は、ゲート及びソースが
前段のMOSトランジスタのドレインに直列に接続され
るダイオードの形の複数のMOSトランジスタで構成で
きる。
第3制御信号ERSENに応答して第1制御信号SEL
がノードN15に出力されることを制御する。連結部M
11は、ドレインが第2論理ゲート13の出力端子に接
続され、ゲートに第3制御信号ERSENが入力され、
ソースがノードN15に接続される空乏型NMOSトラ
ンジスタM11を備える。第3制御信号ERSENは、
データの消去の場合に活性化(例えば、論理‘ハイ')
され、それ以外の場合には非活性化(例えば、論理‘ロ
ー')される。したがって、データのプログラミング時
には第1制御信号SELがノードN15に伝送される
が、消去時には第1制御信号SELはノードN15に伝
送されない。
セルデコーダを備える不揮発性半導体メモリ装置を示し
たブロック図である。図3を参照すれば、不揮発性半導
体メモリ装置は、複数のメモリセルデコーダ20A,2
0B及び20Cと、第1プリデコーダ31及び第2プリ
デコーダ33を備えるアドレスデコーダと、GSLドラ
イバ35と、SSLドライバ37と、SSLGNDドラ
イバ39とを備える。
をデコーディングして、アドレスデコーダに接続される
全てのメモリセルデコーダのうち所定の単位(例えば、
全てのメモリセルデコーダの1/N;ここで、Nは自然
数であって、本発明の場合、N=16であると仮定す
る)個数のメモリセルデコーダを選択する第1選択信号
GSiをメモリセルデコーダに出力する。この第1プリ
デコーダ31により全てのメモリセルデコーダのうち所
定の単位個数のメモリセルデコーダ20A,20B,2
0Cが選択されたと仮定すれば、メモリセルデコーダ2
0A,20B,20Cに出力される第1選択信号GSi
は活性化され、選択されていない残りの所定の単位個数
のメモリセルデコーダ(図示せず)に出力される第1選
択信号GSiは非活性化される。
をデコーディングしてN個(本発明の場合、N=16)
のWELN [0:n](ワードラインイネーブル信号)を
メモリセルデコーダ20A,20B,20Cに出力す
る。
ために所定の信号(例えば、データ読出し時には高電圧
信号Vppを、データ消去時には電源電圧Vccを、デ
ータプログラミング時には接地電源GNDを)をメモリ
セルデコーダ20A,20B,20Cに出力する。
ために所定の信号(例えば、データプログラミング時に
は電源電圧Vcc)をメモリセル20A,20B,20
Cに出力し、SSLGNDドライバ39はSSLが動作
を完了した後に接地電源を供給する。
器で生じる電圧であって、不揮発性半導体メモリ装置の
電源電圧Vccよりも高い。また、高電圧信号Vpp
は、データプログラミング時には正の高電圧信号(例え
ば、12V)を、データ消去時には負の高電圧信号(例
えば、-12V)をメモリセルデコーダ20A,20B
及び20Cに出力する。
ルデコーダの動作を示したタイミング図である。図2、
図3及び図6を参照して、本発明の一実施形態によるメ
モリセルデコーダ及びこれを備える不揮発性半導体メモ
リ装置の動作について詳細に説明する。
0をデコーディングしてアドレスデコーダに接続される
全体のメモリセルデコーダのうち1/16個数のメモリ
セルデコーダとしてメモリセルデコーダ20A,20
B,20Cを選択する第1選択信号GSiをメモリセル
デコーダ20A,20B,20Cに出力する。この第1
プリデコーダ31によりメモリセルデコーダ20A,2
0B,20Cが選択された場合、メモリセルデコーダ2
0A,20B,20Cに入力される第1選択信号GSi
(Sel)は高電圧信号Vpgmである。これに対し
て、第1プリデコーダ31により選択されていないメモ
リセルデコーダ(図示せず)に入力される第1選択信号
GSi(Unsel)はGNDである。
20B,20Cに入力された第1選択信号GSi(Se
l)によりノードN13に高電圧信号Vpgmが印加さ
れれば、トランジスタM14がターンオンされる。この
ため、ノードN15は、高電圧信号Vpgmからトラン
ジスタM14のスレッショルド電圧Vthを差し引いた
電圧に該当する高電圧信号Vpgm-Vthにプリチャ
ージされる。
1をデコーディングしてWLEN[0:n]をメモリセル
デコーダ20A,20B,20Cに出力する。この時、
選択されたWLEN(Sel)には高電圧信号Vpgm
が、そして選択されていないWLEN(Unsel)に
は高電圧信号Vpassが印加される。高電圧信号Vp
assは高電圧信号Vpgmよりも低く、電源電圧Vc
cよりは高い信号である。
は、入力されるアドレスAdd4をデコーディングして
メモリセルデコーダ20Aが選択された場合、活性化さ
れた第1制御信号SELを出力する。データプログラミ
ング時には、第3制御信号ERSENは非活性化GND
されるため、活性化された第1制御信号SELはノード
N15に伝達される。
-Vthにプリチャージされているため、トランジスタ
M16及び第2伝達部M17〜M18のトランジスタは
ノードN15の電圧Vpgm-Vthに応答してターン
オンされる。したがって、WLEN(sel)に高電圧
信号Vpgmが、またはWLEN(Unsel)に高電
圧信号Vpassが印加されることにより、トランジス
タM17〜M18のソース、ドレイン及びノードN15
間の寄生キャパシタンスによるブースティング効果によ
り、ノードN15の信号はVpgm+Vthに上昇す
る。また、ノードN15及び各々のトランジスタM17
〜M18の間にキャパシタを具備でき、このキャパシタ
によるブースティング効果により、ノードN15の信号
はVpgm+Vthに上昇できる。そして、SSLドラ
イバ37の出力信号(SSLDRV)が活性化されるた
め、SSLが駆動される。したがって、第1選択信号G
Si及び第1制御信号SELが活性化される場合、ノー
ドN15の信号に応答してメモリセルのワードラインを
イネーブルさせるWLEN[0:n]は電圧の降下無しに
メモリセルに出力される。
ELに応答して第1制御信号SELを出力する場合につ
いて簡単に説明する。まず、データプログラミングの場
合、第2制御信号ALLSELが所定の区間中に活性化
(例えば、論理‘ハイ')から非活性化(例えば、論理
‘ロー')に遷移すれば、各々のメモリセルデコーダ2
0A,20B,20Cの第1制御信号SELは入力され
るアドレスAdd2〜Add4に無関係に活性化され
る。
プリデコーダ31の出力信号すなわち第1選択信号GS
iが活性化されれば、全てのメモリセルデコーダ20
A,20B,20CのノードN15の電圧はVpgm-
Vthにプリチャージされるため、トランジスタM17
〜M18がターンオンされてWLEN[0:n]はメモリ
セルのワードラインWL[0]〜WL[n]に出力される。
活性化へと遷移され、アドレスAdd4によりメモリセ
ルデコーダ20Aが選択されると仮定すれば、選択され
たメモリセルデコーダ20Aの第1制御信号SELは活
性化されるため、ノードN15の電圧はVpgm-Vt
hを保つ。
て選択されていないメモリセルデコーダ20B,20C
の第1制御信号SELは非活性化されるため、トランジ
スタM12がターンオンされてノードN15の電圧はG
NDにディスチャージされる。
制御信号SELが活性化される場合、ノードN15の信
号に応答してメモリセルのワードラインをイネーブルさ
せるWLEN[0:n]は電圧の降下無しにメモリセルに
出力される。
リセルデコーダを示した回路図である。図4を参照すれ
ば、メモリセルデコーダ50A,50B,50Cは、第
1伝達部19Bを除いては図2の構成と同一である。し
たがって、以下では、第1伝達部19Bの構造及び動作
について説明する。
及び第2選択信号GSinに応答して高電圧信号Vpp
をノードN15に伝送する。第1伝達部19Bは、ドレ
インがノードN11に接続され、ゲートN13Bに第2
選択信号GSinが入力されるトランジスタM41及び
ソースがノードN15に接続され、ゲートN13Aに第
1選択信号GSiが入力され、ドレインがトランジスタ
M41のソースに接続されるトランジスタM14を備え
る。
i及び第2選択信号GSinが活性化される場合、高電
圧信号VppからトランジスタM14及びM41のスレ
ッショルド電圧を差し引いた電圧に該当する電圧、すな
わち、Vpgm-2Vthにプリチャージされる。
ddに応答して第1制御信号SELが活性化されれば、
ノードN15の電圧はVpgm-2Vthを保つ。した
がって、トランジスタM16〜M18はノードN15の
電圧に応答してターンオンされるため、WLEN[0:
n]がワードラインWL[0]〜WL[n]に出力される。
これに対して、第1制御信号SELが非活性化されれ
ば、トランジスタM12がターンオンされてノードN1
5の信号はGNDにディスチャージされる。
が、またはWLEN(Unsel)に高電圧信号Vpa
ssが印加されれば、トランジスタM17〜M18のソ
ース、ドレイン及びノードN15の間の寄生キャパシタ
ンスによるブースティング効果によりノードN15の電
圧がVpgmに上昇する。ノードN15及び各々のトラ
ンジスタM17〜M18の間にキャパシタンスを具備で
き、キャパシタンスによるブースティング効果によりノ
ードN15の電圧をVpgmに上昇できる。そして、S
SLドライバの出力信号(SSLDRV)が活性化され
るため、SSLが駆動される。したがって、第1選択信
号GSi、第2選択信号GSin及び第1制御信号SE
Lが活性化される場合、ノードN15の信号に応答して
WLEN[0:n]はメモリセルのワードラインWL[0]
〜WL[n]に出力される。
デコーダ50Aを選択するアドレスAddのほかに、ア
ドレスAddに無関係にメモリセルデコーダ50Aの選
択を制御する第2制御信号ALLSELに応答して制御
される場合について説明する。
ゲート13は第2制御信号ALLSEL及び信号Add
selを否定論理積NANDする。したがって、第2制
御信号ALLSELが非活性化(例えば、論理‘ロ
ー')されれば、アドレスAddに無関係に第1制御信
号SELは活性化される。
が活性化(例えば、論理‘ハイ')される場合には、信
号Addselが非活性化(例えば、論理‘ロー')さ
れる場合に限って第1制御信号SELが活性化される。
れ、第1制御信号SELに応答して第1制御信号SEL
を反転させてNMOSトランジスタM12のゲートに出
力する。第1制御信号SELが非活性化される場合、N
MOSトランジスタM12はターンオンされてノードN
15の電圧をディスチャージする。
択信号GSinが活性化されてノードN15が高電圧信
号に昇圧された場合、第1制御信号SELが非活性化さ
れれば、NMOSトランジスタM12はターンオンされ
てノードN15の高電圧信号はGNDにディスチャージ
される。また、第1制御信号SELが非活性化されれ
ば、インバータ15の出力信号に応答してNMOSトラ
ンジスタM15がターンオンされることにより、SSL
に接地電源VssまたはGNDが印加される。
択信号GSin及び第1制御信号SELが活性化される
場合、ノードN15の信号に応答してWLEN[0:n]
はメモリセルのワードラインWL[0]〜WL[n]に出力
される。
リセルデコーダを備える不揮発性半導体メモリ装置を示
したブロック図である。図5を参照すれば、不揮発性半
導体メモリ装置は、複数のメモリセルデコーダ50A,
50B及び50C、第1プリデコーダ51及び第2プリ
デコーダ53を備えるアドレスデコーダ及びGSLドラ
イバ55、SSLドライバ57及びSSLGNDドライ
バ59を備える。
の出力信号が第1選択信号GSi及び第2選択信号GS
inを出力する以外は、図3の構成と同一である。以下
では、第1プリデコーダ51と関わる部分のみについて
説明する。
0をデコーディングしてアドレスデコーダに接続される
全体のメモリセルデコーダのうち1/4個数のメモリセ
ルデコーダを選択する第1選択信号GSi、及び前記全
体のメモリセルデコーダのうち1/4個数のメモリセル
デコーダを選択する第2選択信号GSinをメモリセル
デコーダに出力する。
inによりアドレスデコーダに接続される全体のメモリ
セルデコーダのうちメモリセルデコーダ50A,50
B,50Cが選択されたとすれば、メモリセルデコーダ
50A,50B,50Cに入力される第1選択信号GS
i及び第2選択信号GSinは高電圧信号Vpgmであ
る。これに対して、第1プリデコーダ51により選択さ
れていないメモリセルデコーダ(図示せず)に入力され
る第1選択信号GSi及び第2選択信号GSinは接地
電源GNDである。このため、第1選択信号GSi、第
2選択信号GSin及び第1制御信号SELが活性化さ
れる場合、ノードN15の信号に応答してWLEN[0:
n]はメモリセルのワードラインWL[0]〜WL[n]に
出力される。
リ装置でメモリセルアレイに高電圧を供給する方法につ
いて述べると、それは、前述したメモリセルデコーダ及
びこれを備える半導体メモリ装置に基づき以下のように
簡単に説明される。
レイに高電圧を供給する方法は、入力されるアドレスを
デコーディングして少なくとも一つのブロック選択信号
をメモリセルデコーダに出力し、前記ブロック選択信号
に応答して電源電圧よりも高い第1高電圧を各々のセル
デコーダに具備された第1伝達部の出力端に供給するこ
とによりなされる。
ない段階を備え、選択されていないデコーダの前記第1
伝達部の出力端に供給された前記第1高電圧をディスチ
ャージし、選択されたデコーダの前記第1伝達部の出力
端に供給された前記第1高電圧を第2伝達部に供給す
る。
圧により制御されて前記第2伝達部を通じて第2高電圧
をワードラインに供給する段階を備える。前記第1高電
圧は高電圧発生器で生じ、前記ブロック選択信号はセル
デコーダを選択または選択しない段階でディスエーブル
させる。
第2伝達部に供給される時点で前記第1高電圧よりも高
い電圧にブースティングされ、前記選択されていないセ
ルデコーダの前記第1伝達部の出力端に供給された前記
第1高電圧を制御部を通じてディスチャージする。前記
各セルデコーダの第1伝達部は複数のブロック選択信号
により制御され、前記第1伝達部の出力端の過電圧を防
止するためのクランプ回路が具備される。
荷ポンプを備えないので、メモリセルデコーダがレイア
ウトされる面積を縮めると共に、低い電源電圧でも動作
特性を低下させずにメモリセルに高電圧信号を伝達させ
ることができるという長所がある。
デコーダを示した回路図である。
を示した回路図である。
を備える不揮発性半導体メモリ装置を示したブロック図
である。
ダを示した回路図である。
ダを備える不揮発性半導体メモリ装置を示したブロック
図である。
動作を示したタイミング図である。
Claims (31)
- 【請求項1】 メモリセルデコーダにおいて、 第1ノードと、 第1選択信号の活性化に応答して高電圧信号を前記第1
ノードに出力する第1伝達部と、 アドレスに応答して第1制御信号を生じ、この第1制御
信号に応答して前記第1ノードをディスチャージする制
御部と、 前記第1選択信号及び前記第1制御信号に応答してワー
ドラインイネーブル信号を出力する第2伝達部とを備え
ることを特徴とするメモリセルデコーダ。 - 【請求項2】 前記制御部は、 前記アドレスを論理組合せして第1論理ゲート信号を出
力する第1論理回路と、 前記第1論理ゲート信号及び第2制御信号を論理組合せ
して前記第1制御信号を出力する第2論理回路と、 前記第1制御信号を反転させるインバータと、 前記反転された第1制御信号に応答して前記第1ノード
をディスチャージするディスチャージ部とを備えること
を特徴とする請求項1に記載のメモリセルデコーダ。 - 【請求項3】 前記高電圧信号は、供給電圧よりも高い
電圧を有することを特徴とする請求項1に記載のメモリ
セルデコーダ。 - 【請求項4】 前記第1選択信号は、 前記アドレスをデコーディングする第1プリデコーダか
ら生じることを特徴とする請求項1に記載のメモリセル
デコーダ。 - 【請求項5】 前記第1伝達部は、 第1端子が前記高電圧信号を受信し、ゲートが前記第1
選択信号を受信し、第2端子が前記第1ノードに接続さ
れるMOSトランジスタであることを特徴とする請求項
1に記載のメモリセルデコーダ。 - 【請求項6】 前記第1伝達部は、 ゲートが前記第1選択信号を受信し、第2端子が前記第
1ノードに接続される第1MOSトランジスタと、 ゲートが第2選択信号を受信し、第1端子が前記高電圧
信号を受信し、第2端子が前記第1MOSトランジスタ
の第1端子に接続される第2MOSトランジスタとを備
えることを特徴とする請求項1に記載のメモリセルデコ
ーダ。 - 【請求項7】 前記ワードラインイネーブル信号は、 前記アドレスをデコーディングする第2プリデコーダの
出力であることを特徴とする請求項1に記載のメモリセ
ルデコーダ。 - 【請求項8】 前記ワードラインイネーブル信号は、供
給電圧よりも高い電圧を有することを特徴とする請求項
1に記載のメモリセルデコーダ。 - 【請求項9】 前記第2伝達部は、 複数のMOSトランジスタを備え、 各々のMOSトランジスタのゲートは前記第1ノードに
接続され、第2端子は対応するワードラインに接続さ
れ、第1端子に対応するワードラインイネーブル信号を
受信することを特徴とする請求項1に記載のメモリセル
デコーダ。 - 【請求項10】 前記メモリセルデコーダは、 前記第1伝達部と並列に接続され、前記第1ノードの電
圧をクランピングするクランピング部を備えることを特
徴とする請求項1に記載のメモリセルデコーダ。 - 【請求項11】 前記クランピング部は、 ゲート及び第1端子が前記第1ノードに接続され、第2
端子が前記高電圧信号を受信するMOSトランジスタを
備えることを特徴とする請求項10に記載のメモリセル
デコーダ。 - 【請求項12】 前記クランピング部は、 複数のMOSトランジスタがダイオードの形で直列に接
続されることを特徴とする請求項10に記載のメモリセ
ルデコーダ。 - 【請求項13】 複数のメモリセルを備えるメモリセル
アレイと、 前記メモリセルに対応する複数本のワードラインと、 アドレスに応答して前記ワードラインを選択する複数の
メモリセルデコーダと、 前記アドレスをデコーディングして前記メモリセルデコ
ーダに対応するブロックを選択する複数のブロック選択
信号を発生させる第1プリデコーダと、 前記アドレスに応答して前記アドレスに対応する前記ワ
ードラインをイネーブルさせるための複数のワードライ
ンイネーブル信号を発生させる第2プリデコーダとを備
え、 前記メモリセルデコーダの各々は、 第1ノードと、 第1選択信号の活性化に応答して高電圧信号を前記第1
ノードに出力する第1伝達部と、 アドレスに応答して第1制御信号を生じ、この第1制御
信号に応答して前記第1ノードをディスチャージする制
御部と、 前記第1選択信号及び前記第1制御信号に応答してワー
ドラインイネーブル信号を出力する第2伝達部とを備え
ることを特徴とする半導体メモリ装置。 - 【請求項14】 前記制御部は、 前記アドレスに応答して前記第1制御信号を発生させる
論理回路と、 前記第1制御信号を反転させるインバータと、 前記反転された第1制御信号に応答して前記第1ノード
をディスチャージするディスチャージ部とを備えること
を特徴とする請求項13に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項15】 前記制御部は、 前記アドレスを論理組合せして第1論理ゲート信号を出
力する第1論理回路と、 前記第1論理ゲート信号及び第2制御信号を論理組合せ
して前記第1制御信号を出力する第2論理回路と、 前記第1制御信号を反転させるインバータと、 前記反転された第1制御信号に応答して前記第1ノード
をディスチャージするディスチャージ部とを備えること
を特徴とする請求項13に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項16】 前記高電圧信号は、供給電圧よりも高
い電圧を有することを特徴とする請求項13に記載の半
導体メモリ装置。 - 【請求項17】 前記第1伝達部は、 第1端子が前記高電圧信号を受信し、ゲートが前記第1
選択信号を受信し、第2端子が前記第1ノードに接続さ
れるMOSトランジスタであることを特徴とする請求項
13に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項18】 前記第1伝達部は、 ゲートが前記第1選択信号を受信し、第2端子が前記第
1ノードに接続される第1MOSトランジスタと、 ゲートが第2選択信号を受信し、第1端子が前記高電圧
信号を受信し、第2端子が前記第1MOSトランジスタ
の第1端子に接続される第2MOSトランジスタとを備
えることを特徴とする請求項13に記載の半導体メモリ
装置。 - 【請求項19】 前記ワードラインイネーブル信号は、 前記アドレスをデコーディングする第2プリデコーダの
出力であることを特徴とする請求項13に記載の半導体
メモリ装置。 - 【請求項20】 前記ワードラインイネーブル信号は、
供給電圧よりも高い電圧を有することを特徴とする請求
項13に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項21】 前記第2伝達部は、 複数のMOSトランジスタを備え、 各々のMOSトランジスタのゲートは前記第1ノードに
接続され、第2端子は対応するワードラインに接続さ
れ、第1端子に対応するワードラインイネーブル信号を
受信することを特徴とする請求項13に記載の半導体メ
モリ装置。 - 【請求項22】 前記第1伝達部は、前記複数のブロッ
ク選択信号に応答して動作することを特徴とする請求項
13に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項23】 前記メモリセルデコーダは、 前記第1伝達部と並列に接続され、前記第1ノードの電
圧をクランピングするクランピング部を備えることを特
徴とする請求項13に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項24】 前記クランピング部は、 ゲート及び第1端子が前記第1ノードに接続され、第2
端子が前記高電圧信号を受信するMOSトランジスタを
備えることを特徴とする請求項23に記載の半導体メモ
リ装置。 - 【請求項25】 前記クランピング部は、 複数のMOSトランジスタがダイオードの形で直列に接
続されることを特徴とする請求項23に記載の半導体メ
モリ装置。 - 【請求項26】 不揮発性半導体メモリ装置で高電圧を
メモリセルアレイに供給する方法において、 アドレスをデコーディングして第1制御信号を発生させ
る段階と、 対応する第1選択信号に応答して複数のメモリセルデコ
ーダの各々の第1ノードに第1伝達部を通じて第1高電
圧を伝送する段階と、 前記複数のメモリセルデコーダからメモリセルデコーダ
を選択する段階と、 前記第1制御信号に応答して前記複数のメモリセルデコ
ーダのうち選択されていないメモリセルデコーダの前記
第1ノードをディスチャージする段階と、 前記選択されたメモリセルデコーダの第2伝達部に前記
第1ノードに伝送された第1高電圧を供給する段階と、 前記第1高電圧に応答して、前記第2伝達部を通じてワ
ードラインに第2高電圧を供給する段階とを備えること
を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置の高電圧供給方
法。 - 【請求項27】 高電圧発生器を通じて前記第1高電圧
を発生させる段階を備えることを特徴とする請求項26
に記載の不揮発性半導体メモリ装置の高電圧供給方法。 - 【請求項28】 前記第2伝達部を通じて前記第2高電
圧が前記ワードラインに伝達される場合、前記第1高電
圧をブースティングする段階を備えることを特徴とする
請求項26に記載の不揮発性半導体メモリ装置の高電圧
供給方法。 - 【請求項29】 前記第1制御信号に応答して前記第2
高電圧を前記第2伝達部の出力端に伝送することを特徴
とする請求項26に記載の不揮発性半導体メモリ装置の
高電圧供給方法。 - 【請求項30】 前記メモリセルデコーダの各々の前記
第1伝達部は、複数のブロック選択信号により制御され
ることを特徴とする請求項26に記載の不揮発性半導体
メモリ装置の高電圧供給方法。 - 【請求項31】 前記第1高電圧をクランピングする段
階を備えることを特徴とする請求項26に記載の不揮発
性半導体メモリ装置の高電圧供給方法。
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