JP2004039225A - フラッシュメモリ素子におけるトリムビット信号生成回路 - Google Patents

フラッシュメモリ素子におけるトリムビット信号生成回路 Download PDF

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Abstract

【課題】
 メモリセルを用いてトリムビット信号を生成することにより、半導体メモリ素子のパッケージング以後にも状況に応じてトリムビットを復旧することが可能なトリムビット生成回路を提供する。
【解決手段】
 トリムビット選択信号を入力され、トリムビット選択信号によって選択されて、書込み可能及び消去可能なメモリセルを含む制御部と、前記制御部の前記メモリセルの状態に応じてトリムビット信号出力端子からハイレベル信号又はローレベル信号を出力する出力部とを備えてなる。
【選択図】   図3

Description

 この発明は、NAND型フラッシュメモリ素子におけるトリムビット(trim bit)信号生成回路に係り、特に、パッケージ状態でトリムビットをさらに復旧させることが可能なトリムビット信号生成回路に関する。
 NAND型フラッシュメモリ素子において、チップ内部回路の特性を改善又は変更するために、トリムビット信号を生成する。
 図1は、従来のトリムブロックを示す。図1に示すように、多数のトリムブロックB1、B2、…、Bnが提供される。第1トリムブロックB1は、第1トリムビット信号TBIT1を出力し、第2トリムブロックB2は、第2トリムビット信号TBIT2を出力し、第NトリムブロックBnは、第Nトリムビット信号TBITnを出力する。これらのトリムビット信号によって、チップ内部回路特性を変更又は改善することができる。
 図2は、図1の各トリムビットブロックの詳細回路図である。図2に示すように、ヒューズFUSEが連結状態であれば、PMOSトランジスタP0の小さい電流負荷によりインバータINV0の入力はロー状態になる。これにより、インバータIVN1の入力がハイ状態になり、トリムビット信号TBITは、ロー状態になる。
 逆に、ヒューズが切れた状態であれば、インバータINV0の入力はハイ状態になる。これにより、インバータINV1の入力がロー状態になり、トリムビット信号TBITはハイ状態になる。
 このようなトリムビット信号生成回路は、ウェハ状態においてのみヒューズに対する作業を行うので、一度行うと、復元することはできない。したがって、このトリムビット信号生成回路は、パッケージング以後の状態では必要に応じて値を変更することができないという欠点がある。
 この発明は、上記のような欠点を解消するためのもので、その目的は、メモリセルを利用してトリムビット信号を生成することにより、半導体メモリ素子をパッケージングした後でも状況に応じてトリムビットを復旧することが可能なトリムビット生成回路を提供することにある。
 上記目的を達成するために、この発明は、トリムビット選択信号を入力され、前記トリムビット選択信号によって選択されて、書込み可能及び消去可能なメモリセルを含む制御部と、前記制御部の前記メモリセルの状態に応じてトリムビット信号出力端子からハイレベル信号又はローレベル信号を出力する出力部とを備えてなるフラッシュメモリ素子のトリムビット信号生成回路を提供する。
 前記制御部は、前記トリムビット選択信号を反転させる第1インバータと、前記第1インバータの出力と第1ノードとの間に接続され、第1制御信号に応じてターンオンされる第1スイッチング素子と、前記第1ノードと第2ノードとの間に接続され、第2制御信号に応じて動作する前記メモリセルと、前記第2ノードと前記制御部の出力との間に接続され、第3制御信号に応じてターンオンされる第2スイッチング素子と、前記第1ノードと接地との間に接続され、第4制御信号に応じてターンオンされる第3スイッチング素子とを含んでなる。
 この発明によれば、パッケージング以後にもチップの特性を決定する重要なパラメータに対しても調節可能とすることにより、チップの特性を改善させて生産性の向上を期待することができる。
 以下、添付図面に基づいてこの発明を詳細に説明する。
 図3は、この発明に係るトリムビット信号生成回路の構成を示す回路図である。図3を参照すると、トリムビット選択信号TSELを入力されて、それを反転させるインバータINV0が設けられている。インバータINV0の出力点であるノードnode0とその先のノードnode1との間に、制御信号TSに応じてオン/オフ動作するNMOSトランジスタN0が接続されている。ノードnode1とその先のノードnode2との間には、制御信号TWLに応じて記憶動作するメモリセルTCELLが接続されている。ノードnode2とさらに先のノードnode3との間には、制御信号TDによって制御されるNMOSトランジスタN1が接続され、ノードnode3と電源との間には、ゲートが接地されたPMOSトランジスタP0が接続されている。ノードnode3と出力TBITとの間には、インバータINV1及びINV2が直列に接続されている。また、ノードnode1と接地との間には、制御信号TNによって制御されるNMOSトランジスタN2が接続されている。
 次に、上述したように構成されたトリムビット信号生成回路の動作を説明する。正常動作において、制御信号TWL=TD=TN=VCC、TS=0Vであり、メモリセルTCELLがプログラムされ(記憶内容が書き込まれ)ていれば、メモリセルTCELLはターンオフ状態なので、ノードnode3はハイ状態になる。したがって、出力TBITはハイ状態になる。他方、メモリセルTCELLが消去された状態にあれば、NMOSトランジスタN2を介して電流が流れるので、ノードnode3の電位はロー状態になる。したがって、出力TBITはロー状態になる。すなわち、セルTCELLの特性に応じて、従来のヒューズを使用した場合と同様に出力TBITが決定される。
 ところで、メモリセルTCELLは、初期状態では基本的に消去されていなければならない。メモリセルTCELLを消去状態にしたければ、制御信号TD=TS=TN=0Vとし、TWL=0、メモリセルTCELLのCPWELLには消去電圧Veraを印加すればよい。この際、全ビットの出力TBITは、ロー状態を呈する。
 ある特定のビットをハイ状態にしたければ、該当するトリムビット信号TSELを選択し、メモリセルTCELLをプログラムすればよい。そうすると、ヒューズを切る役割と同一になる。セルTCELLをプログラムしたければ、TS=VCC、TD=TN=0V、TWL=Vpgm(プログラム電圧)にすればよい。特定のビット選択された場合には、そのビットのノードnode0が0Vになり、メモリセルのチャネルが0Vになってプログラムされ、選択されていない場合には、ノードnode0がハイ状態になる。その結果、ノードnode1、メモリセルのチャネル、ノードnode2が制御信号TWLによってセルフブースティング(self-boosting)されて、メモリセルはプログラムされなくなる。ここに、メモリセルのプログラムと消去は、FNトンネリング方式を用いる。そして、各動作によるバイアス条件は、表1によく示されている。
Figure 2004039225
 図4は、この発明に係るトリムビット信号生成回路を採用したトリムビットブロックの使用例を示す図である。
 図4には、多数のトリムビットブロックが実際使用される例を示しているが、CPWELL、TD、TWL、TS、TNは、全ブロックに対して共通に制御し、トリムビット選択信号TSEL1、TSEL2、…、TSELnによって各トリムビットブロックB1、B2、…、Bnが選択されることにより、トリムビット信号TBIT1、TBIT2、…、TBITnが出力される。
 以上、この発明を実施例を中心として説明したが、当技術分野の通常の知識を有する者であれば、上記の実施例を用いて様々な変形及び変更が可能である。よって、この発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
従来のフラッシュメモリ素子のトリムビットブロックを示す図である。 図1のトリムビットブロックの詳細回路図である。 この発明に係るフラッシュメモリ素子のトリムビット信号生成回路の回路図である。 この発明に係るトリムビット生成回路を採用したトリムビットブロックの使用例を示す図である。
符号の説明
INV0〜INV3 … インバータ
P0 … PMOSトランジスタ
N0〜N2 … NMOSトランジスタ

Claims (4)

  1.  フラッシュメモリ素子におけるトリムビット信号生成回路であって、
     トリムビット選択信号を入力され、前記トリムビット選択信号によって選択されて、書込み可能及び消去可能なメモリセルを含む制御部と、
     前記制御部の前記メモリセルの状態に応じてトリムビット信号出力端子からハイレベル信号又はローレベル信号を出力する出力部と
    を備えてなるトリムビット信号生成回路。
  2.  請求項1に記載のトリムビット信号生成回路において、
     前記制御部は、
     前記トリムビット選択信号を反転させる第1インバータと、
     前記第1インバータの出力と第1ノードとの間に接続され、第1制御信号に応じてターンオンされる第1スイッチング素子と、
     前記第1ノードと第2ノードとの間に接続され、第2制御信号に応じて動作する前記メモリセルと、
     前記第2ノードと前記制御部の出力との間に接続され、第3制御信号に応じてターンオンされる第2スイッチング素子と、
     前記第1ノードと接地との間に接続され、第4制御信号に応じてターンオンされる第3スイッチング素子とを含んでなる
    ことを特徴とするトリムビット信号生成回路。
  3.  請求項2に記載のトリムビット信号生成回路において、
     前記第1、第2及び第3スイッチング素子のそれぞれがトランジスタからなる
    ことを特徴とするトリムビット信号生成回路。
  4.  請求項1に記載のトリムビット信号生成回路において、
     前記出力部は、
     電源と前記制御部の出力との間に接続され、ゲート端子が接地されるPMOSトランジスタと、
     前記制御部の出力と前記トリムビット信号出力端子との間に直列接続された第1及び第2インバータを含んでなる
    ことを特徴とするトリムビット信号生成回路。
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