JP2004110900A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory having a page mode in a virtual grounding system which reduces the influence of disturbance. <P>SOLUTION: Intermediate grounding lines 31-0, etc., 34-0, 31-1, and 32-1 to which the switches of Y selectors 5 connected to bit lines 2 connected with the sources of memory cells 3 are made independent by each of respective page blocks and the respective intermediate grounding lines are made independently settable as to whether the grounding lines are connected to the ground or made floating. During a reading-out operation, all the intermediate grounding lines are grounded, but during a writing operation, only the intermediate grounding lines of the page blocks to which the memory cells performing the writing operation belong are grounded and the other intermediate grounding lines are kept floating. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラッシュメモリなどの不揮発性半導体記憶装置(不揮発性メモリ)に関し、特にYセレクタで選択したソース側のビット線をグランドに接続するかフローティングにするかが選択可能である仮想接地(Virtual Ground)方式の不揮発性メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性メモリとしては、EPROM,EPROM,フラッシュメモリなどが知られており、それぞれ各種の変形例を有する。本発明は、仮想接地方式であれば、どのような不揮発性メモリにも適用可能であるが、ここではフラッシュメモリ、その中でも特にNOR型と呼ばれるフラッシュメモリを例として説明を行う。フラッシュメモリは広く使用されており、その基本的な構成については広く知られているので、ここではフラッシュメモリに関する詳しい説明は省略し、本発明に関係する部分についてのみ説明する。
【0003】
図1は、仮想接地方式のフラッシュメモリのアレイ構成を示す図である。図示のように、複数のワード線1と、複数のワード線1に直交する複数のビット線2が配列され、その交差部分に対応して複数の不揮発性メモリセル3が配列されており、これはメモリセルアレイと呼ばれる。各メモリセルは、フローティングゲートを有するトランジスタで構成され、ゲートがワード線1に接続され、ソース及びドレインがそれぞれ隣接するビット線2に接続される。Xデコーダ4は、複数のワード線1の1本に電圧を印加してアクセスするメモリセルアレイの行(ロウ)を選択する。Yセレクタ5は、複数のビット線のうちの隣接する2本を、I/O回路6の読み出し/書き込み(R/W)回路7とグランド回路8にそれぞれ接続する。
【0004】
例えば、図1で参照番号11で示すメモリセルにアクセスする場合には、Xデコーダ4が一番下側のワード線に選択電圧を印加し、Yセレクタ5が、メモリセル11のソースに対応するGで示したビット線をグランド回路8に、ドレインに相当するDで示したビット線をR/W回路7に接続する。書き込み時にはR/W回路7が書き込み状態になり、読み出し時にはR/W回路7が読み出し状態になる。この時、Dで示したビット線に隣接するもう1本のビット線はフローティング状態になる。そのため、メモリセル11に隣接するメモリセルのドレインはR/W回路7に接続され、ゲートには選択電圧が印加されるが、読み出しや書き込み動作は行われない。
【0005】
このように、図1のメモリセルアレイの構成では、ドレイン側のビット線(ドレインビット線)をR/W回路7に接続するか接続しないかが選択できるだけでなく、ソース側のビット線(ソースビット線)もグランド回路8に接続するか接続しないか(接続しない時にはフローティング状態になる)が選択できることが必要である。これが仮想接地方式と呼ばれる方式である。従って、仮想接地方式の場合には、ドレインビット線に接続されるYセレクタ5の端子をR/W回路7に接続するか選択する選択回路(スイッチ)と、ソースビット線に接続されるYセレクタ5の端子をグランド回路8に接続するか選択する選択回路の両方が必要である。Yセレクタ5は隣接する2本のビット線を選択し、選択された2本のビット線はそれぞれを対応するR/W回路7又はグランド回路8に接続される。
【0006】
現状のフラッシュメモリは、セクタ単位で部分一括消去が可能である。また、フラッシュメモリはデータの入出力が多ビット化されている。図2は、多ビット構成の1セクタのフラッシュメモリの構成示す図である。図2に示すように、1つの1セクタのメモリセルアレイ(通常、フラッシュメモリには複数のメモリセルアレイが設けられる。)を、ビット線に沿った複数のブロック10−0〜10−nに分割し、各ブロックにそれぞれデータ入出力(I/O)回路6−0〜6−nとYセレクタ(Ysel)5−0〜5−nとを設けて、ブロックの個数分(n+1)のデータを並列に入出力できるようにしている。例えば、16ビットの幅でデータ入出力する場合、1セクタを512Kビットとして、512×1024で配列する。これを512×64のメモリセルで構成される16個のブロックに分割し、16個のブロックのメモリセルアレイに対して並列にデータの入出力を行う。なお、1セクタのワード線は共通であり、16個のブロックの同一のワード線に接続されるメモリセルアレイがアクセスされる。
【0007】
更に、近年のフラッシュメモリは、ページモードと呼ばれる高速データ読み出しが可能な動作モードを有する。図3は、多ビット・ページモードのフラッシュメモリの構成示す図である。図示のように、各ブロック10−0〜10−n(ここではnは16)をビット線に沿って更に複数(例えば、ここでは4個)のページブロック10−0−0〜10−0−3,10−1−0〜10−1−3,…10−n−0〜10−n−3に分割し、各ブロックにそれぞれページブロックに対応してデータ入出力(I/O)回路6−0−0〜6−0−3,…6−n−0〜6−n−3とYセレクタ(Ysel)5−0−0〜5−0−3,…5−n−0〜5−n−3とを設けて、更に各ブロックにそれぞれマルチプレクサ9−0,9−1,…,9−nを設ける。読み出し時には、各ブロックの4個のページブロックの4個のメモリセルから同時にデータが読み出され、マルチプレクサで1つのページブロックに対応するデータを選択して順次出力される。各ブロックでも同様の動作が行われるので、上記の例では、4n個のメモリセルに対して同時に読み出し動作が行われ、読み出された4nビットのデータは、nビットずつ4サイクルで出力される。メモリセルからの読み出し動作に比べてマルチプレクサでの変換動作は高速に行うことが可能であり、これにより4倍の高速でデータを読み出すことが可能になる。なお、ここでは各ブロックを4個のページブロックに分割する例を示したが、8個など他の個数に分割することも可能である。
【0008】
また、ページモードはデータの読み出し動作にのみ設けられ、書き込み動作には設けられていない。これは、書き込み動作は、メモリセルの各部に比較的高電圧を印加する必要があるため動作時間が長く、電流量も多いためであり、書き込み動作は読み出し動作に比べて行われる頻度が少ないため、特に問題はない。
【0009】
フラッシュメモリでは、アクセスするメモリセルが接続されるワード線とビット線に所定の電圧を印加する。そのため、所定の電圧を印加するワード線とビット線に接続される他のメモリセルにも電気的なストレスがかかり、その記憶内容に悪影響を及ぼす。これをディスターブと呼んでおり、書き込み時には、消去状態の非選択メモリセルが書き込みの影響を受ける恐れがある。
【0010】
書き込み動作時にはメモリセル(トランジスタ)の各部に読み出し動作時より高い(絶対値が大きい)電圧を印加して、フローティングゲートに電子を注入する。図1に示すように、ワード線に書き込みのための選択電圧を印加し、隣接する2本のビット線をR/W回路7とグランド回路8に接続すると、メモリセル11にデータを書き込むことができる。この時、ビット線DにはR/W回路7から書き込みのためのドレイン電圧が印加され、ビット線Gはグランドに接続される。従って、メモリセル11以外のビット線DとGに接続されるメモリセル(メモリセル11と同一コラムのメモリセル)は、ゲートには選択電圧は印加されないが、ドレインとソースには書き込みのための電圧が印加され、電気的ストレスがかかることになる。これをドレインディスターブ(disturb)と呼ぶ。また、選択電圧が印加されるワード線に接続されるメモリセル11以外のメモリセルは、ゲートに書き込みのための選択電圧が印加されるので、同様にデータが変化するなどの問題が起こり得る。これをゲートディスターブと呼ぶ。
【0011】
特開2000−68485号公報は、仮想接地方式において書き込み時に一部のソース線やドレイン線がフローティング状態になることにより非選択セルに誤ったデータが書き込まれるのを防止するために、フローティングになるソース線やドレイン線を適当な電位にする技術を開示している。
【0012】
仮想接地方式のフラッシュメモリでは、アクセスするメモリセルの行方向に隣接するメモリセルに、上記のディスターブより強いストレスがかかることが分かった。図4はこの隣接するメモリセルへのストレスを説明する図である。
【0013】
図4の(A)に示すように、円で囲んだメモリセルAに書き込みを行うため、ゲートが接続されるワード線に書き込みゲート電圧(読み出し時より高い電圧)を印加し、ドレインが接続されるビット線に書き込みドレイン電圧(読み出し時より高い電圧)を印加し、ソースが接続されるビット線をグランドに接地する。この時、メモリセルAに隣接するメモリセルのゲートには書き込みゲート電圧が、ドレインには書き込みドレイン電圧が印加されており、ソースはフローティングである。
【0014】
上記のように、フラッシュメモリでは多ビット化のためにブロックに分割して各ブロックのメモリセルに対して並列に書き込みを行っており、図2のようなブロック構成であれば、図4の(A)に示すように、行方向に64セル離れたメモリセルBのソースが接続されるビット線はグランドに接地されている。ワード線には書き込みゲート電圧が印加されており、このワード線に接続されるすべてのメモリセルは導通状態であり、メモリセルAに隣接するメモリセルのソースは導通状態の64セルを介してグランドに接地されていることになる。そのため、ドレインが接続されるビット線を隣接する列で共用しない従来の方式、すなわち仮想接地方式でない場合に比べて、ディスターブは大きくなる。実際には、メモリセルはオン抵抗を有しており、64個のメモリセルの抵抗の合計は大きいので、隣接するメモリセルのソースは完全にはグランドにはならず、ほとんど問題は生じない。
【0015】
しかし、図4の(B)や(C)に示すように、1ブロックの幅が16セルや8セルになった場合には、隣接するブロックのアクセスされるメモリセルCとD及びEとFの間のセル個数も減少し、メモリセルのオン抵抗の合計値も小さくなるので、ディスターブはより大きくなり、悪影響が無視できなくなる。そのため、多ビット化のために複数のブロックに分割する場合には、ブロック幅(セル数)が所定以上に小さくならないようにブロック幅を決定する必要がある。
【0016】
【特許文献1】
特開2000−68485号公報(すべて)。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、高速データ読み出しのためにページモードが設けられている。ページモードでは、各ブロックを更に複数のページブロックに分割して各ページブロック毎にYセレクタと入出力回路を設け、読み出し動作時には複数のブロックの複数のページブロックのメモリセルに同時にアクセスする。Yセレクタの動作を読み出し処理と書き込み処理で異ならせるのは、配線数などの関係から難しいので、書き込み動作時にも複数のブロックの複数のページブロックのメモリセルに同時にアクセスすることになり、図4の(B)及び(C)に示した同時に書き込み動作が行われるメモリセルの間隔が狭くなるという問題が生じる。例えば、1ブロック幅が64セルで、各ブロックを4個のページブロックに分割する場合、同時に書き込み動作が行われるメモリセルの間隔は図4の(B)のように16セルになり、各ブロックを8個のページブロックに分割する場合には8セルになり、ディスターブを無視できない。
【0018】
このような問題を解決するために、ページモードでは読み出し動作時のみ複数のブロックの複数のページブロックのメモリセルが同時にアクセスされ、書き込み動作時には複数のブロックのメモリセルが同時にアクセスされるだけで、各ブロック内で複数のページブロックのメモリセルは同時にはアクセスされないことに着目した解決方法が参考例として考えられる。この参考例は、ページブロックの個数に対応した本数の中間グランド線を設け、各ページブロックのソース用ビット線はYセレクタを介して対応する中間グランド線に接続し、各中間グランド線をグランドに接続するスイッチを設け、読み出し動作時にはこれらのスイッチはすべて導通してすべての中間グランド線はグランドに接続され、書き込み動作時にはアクセスするページブロックに対応する中間グランド線のみをグランドに接続し、他の中間グランド線はフローティング状態にするようにスイッチを制御することが考えられる。しかし、この解決方法には問題があり、実際上はほとんど効果がない。
【0019】
図5は、上記の参考例が不充分であることを説明する図であり、1ブロックの幅が64セルで、各ブロックを4個のページブロックに分割する場合を示している。図示のように、4本の中間グランド線ARVSS21〜24を設け、各中間グランド線はスイッチ(トランジスタ)25〜28を介してグランドに接続される。あるブロックのメモリセルGに対して書き込みを行う場合、メモリセルGのソースが接続されるビット線に接続されるYセレクタのスイッチがオンし、16本、32本、48本離れたビット線に接続されるYセレクタのスイッチがオンし、スイッチ25はオンするが、スイッチ26〜28はオフになる。同様に、隣のブロックのメモリセルHに対しても書き込みが行われるので、メモリセルHのソースが接続されるビット線に接続されるYセレクタのスイッチがオンし、16本、32本、48本離れたビット線に接続されるYセレクタのスイッチがオンする。
【0020】
メモリセルGに隣接するメモリセルのソースが接続されるビット線に接続されるYセレクタのスイッチはオフであるが、オン状態のメモリセルおよびスイッチを介して、このビット線からグランドに至る点線のような経路が形成される。図示のように、この行のメモリセルはすべてオン状態であるため、メモリセルGに隣接するメモリセルのソースは、15個のメモリセルを介してオン状態のYセレクタのスイッチに接続されて中間グランド線22に接続される。中間グランド線22のスイッチ26はオフであるが、中間グランド線22は、中間グランド線22に接続される隣のブロックのオン状態のYセレクタのスイッチ、オン状態の16個のメモリセル、オン状態のYセレクタのスイッチを介して中間グランド線21に接続される。スイッチのオン抵抗を無視すれば、中間グランド線22はメモリセルのオン抵抗を16個直列に接続した経路で中間グランド線21に接続されることになる。入出力データ幅が16ビットの場合には16個のブロックがあり、上記中間グランド線22から中間グランド線21に至る経路が15個並列に存在することになるので、それらの経路の抵抗を合成すると、中間グランド線22から中間グランド線21に至る経路の抵抗はメモリセルのオン抵抗の16/15になる。従って、メモリセルGに隣接するメモリセルのソースは、メモリセルのオン抵抗の(15+16/15)=16.07倍の抵抗でグランドに接地されていることになる。すなわち、図4の(B)に示した、16セル離れた2個のメモリセルに同時に書き込み動作を行う場合とほぼ同じディスターブが生じることが分かる。
【0021】
以上のように、図5に示した解決方法では不充分である。
【0022】
本発明は、ディスターブの影響を低減した仮想接地方式でページモードを有する不揮発性半導体メモリの実現を目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明の不揮発性半導体記憶装置は、メモリセルのソースが接続されるビット線に接続されるYセレクタのスイッチが接続される中間グランド線を、各ページブロック毎に独立にし、各ページブロックの中間グランド線はグランドに接続するかフローティングにするかが独立して設定できるようにする。そして、読み出し動作時には、すべての中間グランド線を接地するが、書き込み動作時には、書き込み動作を行うメモリセルが属するページブロックの中間グランド線のみを接地し、他の中間グランド線はフローティング状態にする。
【0024】
本発明によれば、書き込み動作時には、各ブロックにおいて、アクセスされるメモリセルのページブロックの中間グランド線は接地されるが、他のページブロックの中間グランド線は接地されず、しかも各中間グランド線は独立しているので、隣接するブロックを経由する経路も形成されない。従って、書き込み動作時に書き込みが行われるメモリセルに隣接するメモリセルのソースは、ページモードでない場合と同様に、ブロック幅のセル数を介してグランドに接地されることになり、ディスターブは小さく。
【0025】
当然のことながら、各ページブロックのページブロック別読み出し/書き込み(R/W)回路は、読み出し時にはすべての読み出し状態になり、書き込み時には各ブロック内の対応する1個のR/W回路のみが書き込み状態になり、他のR/W回路はオフ状態になる。
【0026】
中間グランド線とグランドとの間には1個のスイッチ回路を設け、これをオン/オフ制御して、中間グランド線を接地するかフローティング状態にするか切り換える。
【0027】
また、共通グランド線を設け、各中間グランド線をスイッチを介して対応する共通グランド線に接続し、更に共通グランド線をスイッチを介して接地するようにしてもよい。この構成により、例えば、中間グランド線をグランド以外の適当な電圧に設定できる。
【0028】
メモリセルアレイで、メモリセルのソースのみが接続されるビット線と、メモリセルのドレインのみが接続されるビット線を交互に配置する場合には、各ビット線はYセレクタを介してR/W回路とグランド回路の一方のみに接続される。
【0029】
近年、1個のメモリセルのソースとドレインに相当する端子に印加する電圧を逆にすることにより、1個のメモリセルで2値を記憶できるNROMと呼ばれる新しいフラッシュメモリが提案されている。本発明はこのNROMにも適用可能である。本発明をNROMに適用する場合には、各ビット線をR/W回路とグランド回路の両方に選択的に接続する必要がある。そこで、各ページブロックのYセレクタの端子を、独立にグランドに接続する複数のグランドスイッチとR/W回路に接続するR/Wスイッチを設ける。各ページブロックのページブロック別Yセレクタの端子を、隣接する3本は接続されないように他の端子と接続して本数を低減した複数の共通Y線とし、共通Y線の本数と同一数のグランドスイッチとR/Wスイッチを設け、各共通Y線をグランドスイッチとR/Wスイッチの両方にそれぞれ接続するように構成する。これにより、スイッチ数が低減できる。
【0030】
【発明の実施の形態】
図6は、本発明の第1実施例のフラッシュメモリのYセレクタとI/O回路の部分の構成を示す図である。第1実施例のフラッシュメモリは、図1から図3に示した仮想接地方式で多ビット構成のページモードを有するフラッシュメモリであり、1024セル幅のメモリセルアレイを、64セル幅の16個のブロックに分割し、更に各ブロックを16セル幅の4個のページブロックに分割するものとする。
【0031】
図示のように、各ページブロックのメモリセルのドレインが接続されるビット線(ドレインビット線)は、Yセレクタ5のYスイッチ(トランジスタ)を介してページブロック別ドレイン線41−0,42−0,43−0,44−0,41−1,42−1に接続される。ページブロック別ドレイン線41−0,42−0,43−0,44−0,41−1,42−1は、R/Wスイッチ(トランジスタ)45−0,46−0,47−0,48−0,45−1,46−1を介して、R/W回路6−0−0,6−0−1,6−0−2,6−0−3,6−1−0,6−1−2に接続される。各ページブロックのメモリセルのソースが接続されるビット線(ソースビット線)は、Yセレクタ5のYスイッチ(トランジスタ)を介してページブロック別グランド線(中間グランド線)31−0,32−0,33−0,34−0,31−1,32−1に接続される。中間グランド線31−0,32−0,33−0,34−0,31−1,32−1は、グランドスイッチ35−0,36−0,37−0,38−0,35−1,36−1を介してグランドに接続される。グランドスイッチ35−0,36−0,37−0,38−0,35−1,36−1は前述のグランド回路に相当する。
【0032】
図7は、各R/W回路の構成を示す図である。R/Wスイッチ45−0,46−0,47−0,48−0,45−1,46−1を介して接続されるR/W信号は、書き込み部と読み出し部に接続される。書き込み動作時には、書き込み部において、プログラムEN信号が「高(H)」になり、プログラムデータに応じてNANDゲート51の出力が変化し、レベルシフト回路52でレベルが調整され、トランジスタ53のゲートに印加される。トランジスタ53のソースにはプログラム(書き込み)用の電圧Vprogが供給され、書き込みデータを「1」から「0」に変化する時には、R/W信号として高電圧が出力される。読み出し動作時には、読出ENが「H」になり、R/W信号はトランジスタ54を通ってインバータ55とトランジスタ56に供給される。R/W信号が「低(L)」の時には、トランジスタ56がオン状態になり、読出出力として「L」が出力され、R/W信号が「H」の時には、トランジスタ56がオフ状態になり、読出出力として「H」が出力される。
【0033】
図6に戻り、読み出し動作時には、グランドスイッチ35−0,36−0,37−0,38−0,35−1,36−1とR/Wスイッチ45−0,46−0,47−0,48−0,45−1,46−1はすべてオン状態になり、複数のブロックの複数のページブロックのメモリセルからデータが読み出される。この例では、64個のメモリセルからデータが読み出される。
【0034】
書き込み動作時には、各ブロックの中の1個のページブロックのメモリセルに書き込みが行われる。この例では、16個のメモリセルに書き込みが行われる。例えば、各ブロックの一番左側のページブロックのメモリセルに書き込みを行う場合には、グランドスイッチ35−0,35−1とR/Wスイッチ45−0,45−1をオン状態にし、グランドスイッチ36−0,37−0,38−0,36−1とR/Wスイッチ46−0,47−0,48−0,46−1はすべてオフ状態にする。この時、書き込みを行うメモリセルに隣接するメモリセルのソースは、15個のオン状態のメモリセルを介して隣のページブロックのオン状態のYスイッチを介して中間グランド線32−0に接続されるが、中間グランド線32−0は他の中間グランド線には接続されておらず、グランドスイッチ36−0はオフ状態であり、フローティングであるので、ディスターブは起きない。従って、書き込みを行うメモリセルに隣接するメモリセルのソースは、64個のオン状態のメモリセルを介して、隣のブロックのグランドに接地されたビット線に接続されることになる。これは、図4の(A)の状態であり、ディスターブは問題にならない。
【0035】
図6の第1実施例の回路と図5の参考例の回路を比較すると、図5の回路では中間グランド線21〜24をグランドに接続するスイッチ25〜28は4個であるのに対して、図6の回路では64個のグランドスイッチを設ける必要があり、グランドスイッチの個数が16倍になる点で不利である。しかし、図5の回路のグランドスイッチは全体で4個だけであるので、図6の回路のグランドスイッチに比べて駆動能力を大きくする必要があり、必要な面積はあまり差がない。
【0036】
図8はこれを説明する図であり、図8の(A)は図5の回路のグランドスイッチのサイズを、図8の(B)は図6の回路のグランドスイッチのサイズを示す。図8において、T1とT3で示すトランジスタがグランドスイッチに相当し、ARVSS(w)は図5の中間グランド線(ARVSS)21〜24に対応し、ARVSSnwは図6の中間グランド線31−0,32−0,33−0,34−0,31−1,32−1、…のいずれかに相当する。図6のグランドスイッチを構成するトランジスタのサイズは、図5のそれの1/16である。なお、図6のグランドスイッチを制御する信号は、R/Wスイッチと同じ制御信号であり、グランドスイッチとR/Wスイッチを近接して配置すれば配線による面積の増加はほとんど問題にならない。
【0037】
図8において、T2とT4で示すトランジスタは、中間グランド線をグローバルVss線(GARVSS)に接続するスイッチであり、図5及び図6では図示していない。ソースビット線は、グランドに接地するかフローティング状態にするだけでなく、小さな電圧値を印加する場合もあり、グローバルVss線にはそのような電圧が供給される。
【0038】
図9は、本発明の第2実施例のフラッシュメモリのYセレクタとグランド接続部の構成を示す図である。ここでは、ソースビット線に接続されるYスイッチのトランジスタと、それらが接続される中間グランド線に関係する部分のみを示し、ドレインビット線に接続されるYスイッチのトランジスタやR/W回路は省略してある。図示のように、共通グランド線61を設け、各グランド線は、中間グランドスイッチ51−0,52−0,53−0,54−0,51−1を介して共通グランド線61に接続する。共通グランド線61は、グローバルVss線(GARVSS)であり、共通グランドスイッチ65を介して接地される場合と、適当な電圧が供給される場合がある。
【0039】
第2実施例では、書き込み動作時には、書き込みを行うメモリセルが属するページブロックの中間グランドスイッチのみがオン状態になり、他の中間グランドスイッチはオフ状態であるから、第1実施例と同様に、ディスターブは問題にならない。
【0040】
図10は、第2実施例の回路の中間グランドスイッチ及び共通グランドスイッチのサイズを示す。T6が中間グランドスイッチに、T5が共通グランドスイッチに対応する。図9の回路の中間グランドスイッチの個数は図8のT1で示すトランジスタの個数の16倍であるが、サイズは1/6になっており、図9の回路の共通グランドスイッチの個数は図8のT2で示すトランジスタの個数の1/4倍であるが、サイズは13倍になっている。従って、トランジスタのサイズは、全体では多少大きくなる。
【0041】
図11は、本発明の第3実施例のフラッシュメモリの全体構成を示す図である。第3実施例のフラッシュメモリは、1個のメモリセルのソースとドレインに相当する端子に印加する電圧を逆にすることにより、1個のメモリセルで2値を記憶できるNROMに本発明を適用した実施例である。図示のように、メモリセルアレイをnブロックに分割し、各ブロックを更に8個のページブロック10−0−0,10−0−1,…,10−0−7、10−1−0,…,10−1−7、10−n−0,…,10−n−7に分割する。これに応じて、ページブロック別Yセレクタ(Ysel)5−0−0,…,5−0−7、5−1−0,…,5−1−7、5−n−0,…,5−n−7と、ページブロック別I/O回路6−0−0,…,6−0−7、6−1−0,…,6−1−7、6−n−0,…,6−n−7と、n個のマルチプレクサ(MUX)が設けられる。
【0042】
図12は、1組のページブロック別Yセレクタとページブロック別I/O回路の構成を示す図である。NROMでは、各ビット線はドレインビット線にもソースビット線にもなる。各ビット線にはYセレクタのスイッチ(トランジスタ)5−0〜5−7が接続される。Yセレクタのスイッチ端子は、0番目と4番目、1番目と5番目、2番目と6番目、3番目と7番目が接続され、それぞれR/Wスイッチ71−0〜71−3を介してR/W回路7に接続され、グランドスイッチ72−0〜72−3を介してスイッチ73に接続される。スイッチ73はグランドに接続され、グランド回路に相当する。Yセレクタのスイッチ5−0〜5−7は隣接する2個が選択され、2個のYセレクタのスイッチの一方は、対応するR/Wスイッチがオン状態になってR/W回路7に接続され、他方は対応するグランドスイッチがオン状態になって接地される。このようにして、いずれのビット線も、R/W回路7とグランドの両方に選択的に接続することができる。
【0043】
第3実施例のフラッシュメモリの動作は、第1実施例の場合と同じであるので、ここでは省略する。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の仮想接地方式でページモードを有する不揮発性半導体メモリでは、ディスターブの影響を低減して信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】仮想接地方式フラッシュメモリのアレイ構成を示す図である。
【図2】多ビット構成のフラッシュメモリの構成を示す図である。
【図3】多ビット・ページモードのフラッシュメモリの構成を示す図である。
【図4】多ビット構成の仮想接地方式フラッシュメモリで、同時に書き込む時のセル間隔の影響を説明する図である。
【図5】ページモードで同時に読み出すセルの個数分共通グランド線を設けた参考例の問題点を説明する図である。
【図6】本発明の第1実施例のフラッシュメモリのYセレクタとI/O回路部分の構成を示す図である。
【図7】R/W回路の構成例を示す図である。
【図8】参考例と第1実施例のトランジスタサイズの比較を示す図である。
【図9】本発明の第2実施例のフラッシュメモリのYセレクタとグランド接続部分の構成を示す図である。
【図10】第2実施例のトランジスタサイズを示す図である。
【図11】本発明の第3実施例のフラッシュメモリの全体構成を示す図である。
【図12】第3実施例のYセレクタとI/O回路部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
1…ワード線
2…ビット線
3…メモリセル
4…Xデコーダ
5…Yセレクタ
6…I/O回路
7…R/W回路
8…グランド回路
31−0〜34−0,31−1,32−1…中間グランド線
35−0〜38−0,35−1,36−1…グランドスイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device (nonvolatile memory) such as a flash memory, and in particular, a virtual ground (Virtual) that can select whether a source-side bit line selected by a Y selector is connected to ground or floating. (Ground) type nonvolatile memory.
[0002]
[Prior art]
Non-volatile memories include EPROM, E 2 PROM, flash memory, and the like are known, each having various modifications. The present invention can be applied to any nonvolatile memory as long as it is a virtual ground system, but here, a flash memory, particularly a flash memory called a NOR type will be described as an example. Since the flash memory is widely used and its basic configuration is widely known, a detailed description of the flash memory is omitted here, and only the portion related to the present invention will be described.
[0003]
FIG. 1 is a diagram showing an array configuration of a virtual ground flash memory. As illustrated, a plurality of word lines 1 and a plurality of bit lines 2 orthogonal to the plurality of word lines 1 are arranged, and a plurality of nonvolatile memory cells 3 are arranged corresponding to the intersections. Is called a memory cell array. Each memory cell is composed of a transistor having a floating gate, the gate is connected to the word line 1, and the source and drain are connected to the adjacent bit line 2, respectively. The X decoder 4 applies a voltage to one of the plurality of word lines 1 to select a row (row) of the memory cell array to be accessed. The Y selector 5 connects two adjacent ones of the plurality of bit lines to the read / write (R / W) circuit 7 and the ground circuit 8 of the I / O circuit 6, respectively.
[0004]
For example, when accessing the memory cell indicated by reference numeral 11 in FIG. 1, the X decoder 4 applies a selection voltage to the lowermost word line, and the Y selector 5 corresponds to the source of the memory cell 11. The bit line indicated by G is connected to the ground circuit 8, and the bit line indicated by D corresponding to the drain is connected to the R / W circuit 7. At the time of writing, the R / W circuit 7 is in a writing state, and at the time of reading, the R / W circuit 7 is in a reading state. At this time, another bit line adjacent to the bit line indicated by D is in a floating state. Therefore, the drain of the memory cell adjacent to the memory cell 11 is connected to the R / W circuit 7 and a selection voltage is applied to the gate, but no read or write operation is performed.
[0005]
As described above, in the configuration of the memory cell array of FIG. 1, not only can the drain side bit line (drain bit line) be connected to the R / W circuit 7 but also the source side bit line (source bit) can be selected. It is necessary to be able to select whether the line) is connected to the ground circuit 8 or not (is floating when not connected). This is a system called a virtual ground system. Therefore, in the case of the virtual ground method, a selection circuit (switch) for selecting whether to connect the terminal of the Y selector 5 connected to the drain bit line to the R / W circuit 7 and a Y selector connected to the source bit line. Both of the selection circuits for selecting whether the 5 terminals are connected to the ground circuit 8 are necessary. The Y selector 5 selects two adjacent bit lines, and the selected two bit lines are connected to the corresponding R / W circuit 7 or ground circuit 8 respectively.
[0006]
The current flash memory can be partially erased in units of sectors. The flash memory has a multi-bit data input / output. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a one-sector flash memory having a multi-bit configuration. As shown in FIG. 2, one sector memory cell array (usually a flash memory is provided with a plurality of memory cell arrays) is divided into a plurality of blocks 10-0 to 10-n along the bit lines. In each block, data input / output (I / O) circuits 6-0 to 6-n and Y selectors (Ysel) 5-0 to 5-n are provided, and (n + 1) pieces of data corresponding to the number of blocks are parallelized. I can input and output. For example, when data is input / output with a 16-bit width, one sector is set to 512K bits and arranged in 512 × 1024. This is divided into 16 blocks composed of 512 × 64 memory cells, and data is input / output in parallel to the memory cell array of 16 blocks. Note that one sector word line is common, and the memory cell array connected to the same word line of 16 blocks is accessed.
[0007]
Further, recent flash memories have an operation mode capable of high-speed data reading called a page mode. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the flash memory in the multi-bit page mode. As shown in the drawing, each of the blocks 10-0 to 10-n (here, n is 16) is further added to a plurality (for example, four here) of page blocks 10-0-0 to 10-0- along the bit line. 3, 10-1-0 to 10-1-3,..., 10-n-0 to 10-n-3, and each block has a data input / output (I / O) circuit 6 corresponding to each page block. -0-0 to 6-0-3, ... 6-n-0 to 6-n-3 and Y selector (Ysel) 5-0-0 to 5-0-3, ... 5-n-0 to 5- n-3 and multiplexers 9-0, 9-1,..., 9-n are provided for each block. At the time of reading, data is simultaneously read from four memory cells of four page blocks of each block, and data corresponding to one page block is selected and sequentially output by a multiplexer. Since the same operation is performed in each block, in the above example, 4n memory cells are read simultaneously, and the read 4n-bit data is output in 4 cycles of n bits. . Compared with the read operation from the memory cell, the conversion operation by the multiplexer can be performed at a high speed, and thus the data can be read at a speed four times faster. Here, an example is shown in which each block is divided into four page blocks. However, it is also possible to divide each block into other numbers such as eight.
[0008]
Further, the page mode is provided only for the data read operation, and is not provided for the write operation. This is because the write operation requires a relatively high voltage to be applied to each part of the memory cell, so the operation time is long and the amount of current is large, and the write operation is performed less frequently than the read operation. There is no particular problem.
[0009]
In a flash memory, a predetermined voltage is applied to a word line and a bit line to which a memory cell to be accessed is connected. Therefore, electrical stress is also applied to other memory cells connected to the word line and the bit line to which a predetermined voltage is applied, and the stored contents are adversely affected. This is called disturb, and at the time of writing, an unselected memory cell in the erased state may be affected by the writing.
[0010]
During the write operation, a higher voltage (a larger absolute value) than that during the read operation is applied to each part of the memory cell (transistor) to inject electrons into the floating gate. As shown in FIG. 1, when a selection voltage for writing is applied to a word line and two adjacent bit lines are connected to an R / W circuit 7 and a ground circuit 8, data can be written to the memory cell 11. it can. At this time, a drain voltage for writing is applied to the bit line D from the R / W circuit 7, and the bit line G is connected to the ground. Therefore, in the memory cells connected to the bit lines D and G other than the memory cell 11 (memory cells in the same column as the memory cell 11), the selection voltage is not applied to the gate, but the drain and the source are for writing. A voltage is applied and an electrical stress is applied. This is called a drain disturb. In addition, since memory cells other than the memory cell 11 connected to the word line to which the selection voltage is applied are applied with a selection voltage for writing to the gate, problems such as data change may occur in the same manner. This is called gate disturb.
[0011]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-68485 is floating in order to prevent erroneous data from being written in non-selected cells due to the floating of some source lines and drain lines during writing in the virtual ground method. A technique for setting the source line and the drain line to an appropriate potential is disclosed.
[0012]
In the virtual ground flash memory, it has been found that the memory cell adjacent in the row direction of the memory cell to be accessed is more stressed than the disturb. FIG. 4 is a diagram for explaining the stress on the adjacent memory cell.
[0013]
As shown in FIG. 4A, in order to write to the memory cell A surrounded by a circle, a write gate voltage (a voltage higher than that at the time of reading) is applied to the word line to which the gate is connected, and the drain is connected. A write drain voltage (a voltage higher than that at the time of reading) is applied to the bit line to be connected, and the bit line to which the source is connected is grounded. At this time, the write gate voltage is applied to the gate of the memory cell adjacent to the memory cell A, the write drain voltage is applied to the drain, and the source is floating.
[0014]
As described above, the flash memory is divided into blocks in order to increase the number of bits, and writing is performed in parallel to the memory cells of each block. If the block configuration is as shown in FIG. As shown in A), the bit line to which the source of the memory cell B separated by 64 cells in the row direction is connected is grounded. A write gate voltage is applied to the word line, all the memory cells connected to the word line are in a conductive state, and the source of the memory cell adjacent to the memory cell A is grounded through the 64 conductive cells. Will be grounded. Therefore, the disturbance becomes larger than that in the conventional method in which the bit line to which the drain is connected is not shared by adjacent columns, that is, in the case of not using the virtual ground method. Actually, the memory cell has an on-resistance, and the sum of the resistances of the 64 memory cells is large. Therefore, the source of the adjacent memory cell is not completely grounded, and hardly causes a problem.
[0015]
However, as shown in FIGS. 4B and 4C, when the width of one block is 16 cells or 8 cells, the memory cells C and D and E and F accessed in the adjacent blocks are used. Since the number of cells in between decreases and the total on-resistance of the memory cells also decreases, the disturbance increases and the adverse effects cannot be ignored. Therefore, when dividing into a plurality of blocks in order to increase the number of bits, it is necessary to determine the block width so that the block width (number of cells) does not become smaller than a predetermined value.
[0016]
[Patent Document 1]
JP 2000-68485 A (all).
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the page mode is provided for high-speed data reading. In the page mode, each block is further divided into a plurality of page blocks, a Y selector and an input / output circuit are provided for each page block, and memory cells of a plurality of page blocks of the plurality of blocks are simultaneously accessed during a read operation. Since it is difficult to make the operation of the Y selector different between the read process and the write process due to the number of wirings and the like, the memory cells of a plurality of page blocks in a plurality of blocks are simultaneously accessed even during the write operation. As shown in (B) and (C), the problem arises that the interval between the memory cells in which the write operation is simultaneously performed becomes narrow. For example, when one block width is 64 cells and each block is divided into 4 page blocks, the memory cell interval at which the write operation is performed simultaneously becomes 16 cells as shown in FIG. Is divided into 8 page blocks, it becomes 8 cells, and the disturbance cannot be ignored.
[0018]
In order to solve such a problem, in the page mode, memory cells of a plurality of page blocks of a plurality of blocks are accessed at the same time only during a read operation, and memory cells of a plurality of blocks are accessed at the same time during a write operation. As a reference example, a solution focusing on the fact that the memory cells of a plurality of page blocks are not accessed simultaneously in each block. In this reference example, the number of intermediate ground lines corresponding to the number of page blocks is provided, and the source bit line of each page block is connected to the corresponding intermediate ground line via the Y selector, and each intermediate ground line is connected to the ground. In the read operation, all these switches are turned on and all intermediate ground lines are connected to the ground. In the write operation, only the intermediate ground line corresponding to the page block to be accessed is connected to the ground. It is conceivable to control the switch so that the intermediate ground line is in a floating state. However, this solution has problems and is practically ineffective.
[0019]
FIG. 5 is a diagram for explaining that the above reference example is insufficient, and shows a case where the width of one block is 64 cells and each block is divided into four page blocks. As shown in the figure, four intermediate ground lines ARVSS 21 to 24 are provided, and each intermediate ground line is connected to the ground via switches (transistors) 25 to 28. When writing to a memory cell G in a certain block, the switch of the Y selector connected to the bit line to which the source of the memory cell G is connected is turned on, and the bit lines 16, 32, and 48 are separated. The switch of the connected Y selector is turned on and the switch 25 is turned on, but the switches 26 to 28 are turned off. Similarly, since writing is also performed on the memory cell H in the adjacent block, the switch of the Y selector connected to the bit line to which the source of the memory cell H is connected is turned on, and 16, 32, 48 The switch of the Y selector connected to the bit line far away is turned on.
[0020]
The switch of the Y selector connected to the bit line to which the source of the memory cell adjacent to the memory cell G is connected is OFF, but the dotted line extending from this bit line to the ground via the ON memory cell and the switch Such a path is formed. As shown in the figure, since all the memory cells in this row are in the on state, the source of the memory cell adjacent to the memory cell G is connected to the switch of the on-state Y selector through 15 memory cells. Connected to the ground line 22. The switch 26 of the intermediate ground line 22 is off, but the intermediate ground line 22 is an on-state Y selector switch of an adjacent block connected to the intermediate ground line 22, 16 on-state memory cells, on-state Are connected to the intermediate ground line 21 through the switch of the Y selector. If the on-resistance of the switch is ignored, the intermediate ground line 22 is connected to the intermediate ground line 21 through a path in which 16 on-resistances of the memory cells are connected in series. When the input / output data width is 16 bits, there are 16 blocks, and 15 paths from the intermediate ground line 22 to the intermediate ground line 21 exist in parallel. Therefore, the resistances of these paths are combined. Then, the resistance of the path from the intermediate ground line 22 to the intermediate ground line 21 is 16/15 of the on-resistance of the memory cell. Therefore, the source of the memory cell adjacent to the memory cell G is grounded to the ground with a resistance of (15 + 16/15) = 16.07 times the on-resistance of the memory cell. That is, it can be seen that the disturbance substantially the same as the case where the write operation is simultaneously performed on two memory cells separated by 16 cells as shown in FIG.
[0021]
As described above, the solution shown in FIG. 5 is insufficient.
[0022]
An object of the present invention is to realize a non-volatile semiconductor memory having a page mode in a virtual ground method with reduced influence of disturb.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is configured such that an intermediate ground line to which a switch of a Y selector connected to a bit line to which a memory cell source is connected is connected to each page block independently. The intermediate ground line of each page block can be independently set to be connected to the ground or floating. In the read operation, all intermediate ground lines are grounded. In the write operation, only the intermediate ground line of the page block to which the memory cell performing the write operation belongs is grounded, and the other intermediate ground lines are set in a floating state.
[0024]
According to the present invention, during the write operation, in each block, the intermediate ground line of the page block of the memory cell to be accessed is grounded, but the intermediate ground lines of other page blocks are not grounded, and each intermediate ground line Since they are independent, a route passing through an adjacent block is not formed. Therefore, the source of the memory cell adjacent to the memory cell to which writing is performed during the writing operation is grounded via the number of cells having the block width as in the case of the page mode, and the disturbance is small.
[0025]
Naturally, the read / write (R / W) circuit for each page block in each page block is in all read states at the time of reading, and only one corresponding R / W circuit in each block is written at the time of writing. The other R / W circuits are turned off.
[0026]
One switch circuit is provided between the intermediate ground line and the ground, and this is switched on / off to switch the intermediate ground line between ground and floating.
[0027]
Alternatively, a common ground line may be provided, each intermediate ground line may be connected to a corresponding common ground line via a switch, and the common ground line may be grounded via a switch. With this configuration, for example, the intermediate ground line can be set to an appropriate voltage other than the ground.
[0028]
In a memory cell array, when a bit line to which only the source of the memory cell is connected and a bit line to which only the drain of the memory cell are connected are alternately arranged, each bit line is connected to the R / W circuit via the Y selector. And only one of the ground circuits.
[0029]
In recent years, there has been proposed a new flash memory called an NROM that can store a binary value in one memory cell by reversing the voltage applied to terminals corresponding to the source and drain of one memory cell. The present invention is also applicable to this NROM. When the present invention is applied to an NROM, it is necessary to selectively connect each bit line to both the R / W circuit and the ground circuit. Therefore, a plurality of ground switches for independently connecting the Y selector terminals of each page block to the ground and an R / W switch for connecting to the R / W circuit are provided. The Y selector by page block of each page block is connected to other terminals so that the three adjacent ones are not connected to a plurality of common Y lines with a reduced number, and the same number of grounds as the number of common Y lines. A switch and an R / W switch are provided, and each common Y line is connected to both the ground switch and the R / W switch. Thereby, the number of switches can be reduced.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the Y selector and I / O circuit portion of the flash memory according to the first embodiment of the present invention. The flash memory according to the first embodiment is a flash memory having a multi-bit page mode in the virtual ground system shown in FIGS. 1 to 3, and a memory cell array having a width of 1024 cells is replaced with 16 blocks having a width of 64 cells. Assume that each block is further divided into four page blocks each having a 16-cell width.
[0031]
As shown in the drawing, the bit lines (drain bit lines) to which the drains of the memory cells of each page block are connected are drain lines 41-0 and 42-0 for each page block via the Y switch (transistor) of the Y selector 5. , 43-0, 44-0, 41-1, and 42-1 are connected. The drain lines 41-0, 42-0, 43-0, 44-0, 41-1, and 42-1 for each page block are R / W switches (transistors) 45-0, 46-0, 47-0, 48. R / W circuits 6-0-0, 6-0-1, 6-0-2, 6-0-3, 6-1-0, 6-6 through -0, 45-1, 46-1. Connected to 1-2. The bit lines (source bit lines) to which the memory cell sources of each page block are connected are connected to the page block-specific ground lines (intermediate ground lines) 31-0 and 32-0 via the Y switch (transistor) of the Y selector 5. , 33-0, 34-0, 31-1, 32-1. The intermediate ground lines 31-0, 32-0, 33-0, 34-0, 31-1, 32-1 are connected to ground switches 35-0, 36-0, 37-0, 38-0, 35-1, It is connected to the ground via 36-1. The ground switches 35-0, 36-0, 37-0, 38-0, 35-1, and 36-1 correspond to the above-described ground circuit.
[0032]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of each R / W circuit. The R / W signal connected through the R / W switches 45-0, 46-0, 47-0, 48-0, 45-1, and 46-1 is connected to the writing unit and the reading unit. During the write operation, the program EN signal becomes “high (H)” in the write unit, the output of the NAND gate 51 changes according to the program data, the level is adjusted by the level shift circuit 52, and the gate of the transistor 53 is changed. Applied. A voltage Vprog for programming (writing) is supplied to the source of the transistor 53, and when the write data is changed from “1” to “0”, a high voltage is output as an R / W signal. During the read operation, the read EN becomes “H”, and the R / W signal is supplied to the inverter 55 and the transistor 56 through the transistor 54. When the R / W signal is “low (L)”, the transistor 56 is turned on and “L” is output as a read output, and when the R / W signal is “H”, the transistor 56 is turned off. “H” is output as a read output.
[0033]
Returning to FIG. 6, during the read operation, the ground switches 35-0, 36-0, 37-0, 38-0, 35-1, 36-1 and the R / W switches 45-0, 46-0, 47-0. , 48-0, 45-1, and 46-1 are all turned on, and data is read from memory cells of a plurality of page blocks of a plurality of blocks. In this example, data is read from 64 memory cells.
[0034]
In the write operation, writing is performed on the memory cells of one page block in each block. In this example, writing is performed on 16 memory cells. For example, when writing to the memory cell of the leftmost page block of each block, the ground switches 35-0 and 35-1 and the R / W switches 45-0 and 45-1 are turned on, and the ground switch All of 36-0, 37-0, 38-0, 36-1 and R / W switches 46-0, 47-0, 48-0, 46-1 are turned off. At this time, the source of the memory cell adjacent to the memory cell to be written is connected to the intermediate ground line 32-0 via the ON switch of the adjacent page block via the 15 ON memory cells. However, since the intermediate ground line 32-0 is not connected to other intermediate ground lines and the ground switch 36-0 is in an off state and is floating, no disturbance occurs. Therefore, the source of the memory cell adjacent to the memory cell to be written is connected to the bit line grounded to the ground of the adjacent block via the 64 on-state memory cells. This is the state of FIG. 4A, and disturb does not become a problem.
[0035]
Comparing the circuit of the first embodiment of FIG. 6 with the circuit of the reference example of FIG. 5, in the circuit of FIG. 5, there are four switches 25 to 28 for connecting the intermediate ground lines 21 to 24 to the ground. In the circuit of FIG. 6, it is necessary to provide 64 ground switches, which is disadvantageous in that the number of ground switches is 16 times. However, since the total number of ground switches in the circuit of FIG. 5 is only four, it is necessary to increase the driving capability as compared with the ground switch of the circuit in FIG. 6, and the required area is not so different.
[0036]
FIG. 8 is a diagram for explaining this. FIG. 8A shows the size of the ground switch of the circuit of FIG. 5, and FIG. 8B shows the size of the ground switch of the circuit of FIG. In FIG. 8, transistors indicated by T1 and T3 correspond to ground switches, ARVSS (w) corresponds to the intermediate ground lines (ARVSS) 21 to 24 in FIG. 5, and ARVSSnw represents the intermediate ground lines 31-0 and 31-0 in FIG. It corresponds to any one of 32-0, 33-0, 34-0, 31-1, 32-1,. The size of the transistor constituting the ground switch of FIG. 6 is 1/16 of that of FIG. Note that the signal for controlling the ground switch in FIG. 6 is the same control signal as that for the R / W switch. If the ground switch and the R / W switch are arranged close to each other, an increase in the area due to wiring hardly poses a problem.
[0037]
In FIG. 8, transistors indicated by T2 and T4 are switches that connect the intermediate ground line to the global Vss line (GARVSS), and are not shown in FIGS. The source bit line is not only grounded to the ground or in a floating state, but a small voltage value may be applied, and such a voltage is supplied to the global Vss line.
[0038]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the Y selector and the ground connection portion of the flash memory according to the second embodiment of the present invention. Here, only the Y switch transistor connected to the source bit line and the portion related to the intermediate ground line to which they are connected are shown, and the Y switch transistor and R / W circuit connected to the drain bit line are omitted. It is. As shown in the figure, a common ground line 61 is provided, and each ground line is connected to the common ground line 61 via intermediate ground switches 51-0, 52-0, 53-0, 54-0, 51-1. The common ground line 61 is a global Vss line (GARVSS), and may be grounded via the common ground switch 65 or may be supplied with an appropriate voltage.
[0039]
In the second embodiment, during the write operation, only the intermediate ground switch of the page block to which the memory cell to be written belongs is turned on, and the other intermediate ground switches are turned off. Disturbance does not matter.
[0040]
FIG. 10 shows the sizes of the intermediate ground switch and the common ground switch of the circuit of the second embodiment. T6 corresponds to an intermediate ground switch, and T5 corresponds to a common ground switch. The number of intermediate ground switches in the circuit of FIG. 9 is 16 times the number of transistors indicated by T1 in FIG. 8, but the size is 1/6. The number of common ground switches in the circuit of FIG. This is 1/4 times the number of transistors indicated by T2, but the size is 13 times. Therefore, the size of the transistor is somewhat larger as a whole.
[0041]
FIG. 11 is a diagram showing the overall configuration of the flash memory according to the third embodiment of the present invention. The flash memory of the third embodiment applies the present invention to an NROM capable of storing binary values in one memory cell by reversing the voltage applied to terminals corresponding to the source and drain of one memory cell. This is an example. As shown, the memory cell array is divided into n blocks, and each block is further divided into eight page blocks 10-0-0, 10-0-1,..., 10-0-7, 10-1-0,. , 10-1-7, 10-n-0,..., 10-n-7. Accordingly, the Y selectors (Ysel) for each page block 5-0-0, ..., 5-0-7, 5-1-0, ..., 5-1-7, 5-n-0, ..., 5 -N-7 and page block specific I / O circuits 6-0-0, ..., 6-0-7, 6-1-0, ..., 6-1-7, 6-n-0, ..., 6 -N-7 and n multiplexers (MUX) are provided.
[0042]
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a set of page block-specific Y selectors and page block-specific I / O circuits. In the NROM, each bit line becomes both a drain bit line and a source bit line. Each bit line is connected to switches (transistors) 5-0 to 5-7 of the Y selector. The switch terminals of the Y selector are connected to the 0th and the 4th, the 1st and the 5th, the 2nd and the 6th, the 3rd and the 7th, respectively, and R respectively via the R / W switches 71-0 to 71-3. / W circuit 7 and connected to switch 73 via ground switches 72-0 to 72-3. The switch 73 is connected to the ground and corresponds to a ground circuit. Two adjacent Y selector switches 5-0 to 5-7 are selected, and one of the two Y selector switches is connected to the R / W circuit 7 when the corresponding R / W switch is turned on. On the other hand, the corresponding ground switch is turned on and grounded. In this way, any bit line can be selectively connected to both the R / W circuit 7 and the ground.
[0043]
Since the operation of the flash memory of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, it is omitted here.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, in the nonvolatile semiconductor memory having the page mode in the virtual ground system of the present invention, the influence of disturb can be reduced and the reliability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an array configuration of a virtual ground flash memory.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a multi-bit flash memory.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a flash memory in a multi-bit page mode.
FIG. 4 is a diagram for explaining the influence of cell spacing when simultaneously writing in a multi-bit virtual ground flash memory.
FIG. 5 is a diagram illustrating a problem of a reference example in which common ground lines are provided for the number of cells that are simultaneously read in the page mode.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a Y selector and an I / O circuit portion of the flash memory according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of an R / W circuit.
FIG. 8 is a diagram showing a comparison of transistor sizes between a reference example and a first example.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a Y selector and a ground connection portion of a flash memory according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing the transistor size of the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing an overall configuration of a flash memory according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a Y selector and an I / O circuit portion of a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Word line
2 ... Bit line
3. Memory cell
4 ... X decoder
5 ... Y selector
6 ... I / O circuit
7 ... R / W circuit
8 ... Ground circuit
31-0 to 34-0, 31-1, 32-1 ... Intermediate ground line
35-0 to 38-0, 35-1, 36-1 ... Ground switch

Claims (8)

複数のワード線と、該複数のワード線に直交する複数のビット線と、前記複数のワード線と前記複数のビット線の交差部分に対応して配置された複数の不揮発性メモリセルを有するメモリセルアレイと、前記複数のワード線を選択的に駆動するXデコーダと、前記複数のビット線を選択するYセレクタと、対応する前記Yセレクタの端子が接続される読み出し/書き込み回路とグランド回路を有するデータ入出力回路と、を備え、
前記メモリセルアレイは、前記ビット線に沿った複数のブロックで構成され、各ブロックはそれぞれデータ入出力回路とYセレクタとを備え、
前記複数のブロックの前記メモリセルが同時にアクセスされて、前記ブロック数に対応するビット数分のデータが同時に入出力され、
各ブロックのメモリセルアレイは、更に前記ビット線に沿った複数のページブロックで構成され、各ページブロックはそれぞれページブロック別データ入出力回路とページブロック別Yセレクタとを備え、
各ブロックは、更に各ブロック内の複数のページブロックから同時に読み出したデータから1つのページブロックに対応するデータを選択するマルチプレクサを備え、
当該装置からデータの読み出す時には、前記複数のブロックの前記複数のページブロックのメモリセルから同時にデータが読み出された後、各ページブロックのデータは前記マルチプレクサで選択され、前記ブロック数に対応するビット数分のデータが前記ページブロック数に対応する数だけ連続したデータとして出力され、
当該装置にデータを書き込む時には、各ブロックで1個のメモリセルに同時にデータの書き込みを行う不揮発性半導体記憶装置において、
各ページブロックの前記ページブロック別データ入出力回路は、それぞれページブロック別読み出し/書き込み回路とページブロック別グランド回路とを備え、
各ページブロックの前記ページブロック別Yセレクタは、対応する前記ページブロック別読み出し/書き込み回路又は前記ページブロック別グランド回路に接続され、
読み出し時にはすべての前記ページブロック別グランド回路がオン状態になって対応する前記ページブロック別Yセレクタの端子をグランドへ接続し、書き込み時には各ブロック内の1個の前記ページブロック別グランド回路のみがオン状態になって対応する前記ページブロック別Yセレクタの端子をグランドへ接続し、他の前記ページブロック別グランド回路はオフ状態になって対応する前記ページブロック別Yセレクタの端子をフローティング状態にすることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A memory having a plurality of word lines, a plurality of bit lines orthogonal to the plurality of word lines, and a plurality of nonvolatile memory cells arranged corresponding to intersections of the plurality of word lines and the plurality of bit lines A cell array; an X decoder for selectively driving the plurality of word lines; a Y selector for selecting the plurality of bit lines; a read / write circuit to which a corresponding terminal of the Y selector is connected; and a ground circuit. A data input / output circuit,
The memory cell array includes a plurality of blocks along the bit line, and each block includes a data input / output circuit and a Y selector,
The memory cells of the plurality of blocks are accessed simultaneously, and data corresponding to the number of bits corresponding to the number of blocks is input / output simultaneously,
The memory cell array of each block further includes a plurality of page blocks along the bit line, and each page block includes a data input / output circuit for each page block and a Y selector for each page block,
Each block further includes a multiplexer that selects data corresponding to one page block from data simultaneously read from a plurality of page blocks in each block,
When reading data from the device, data is simultaneously read from the memory cells of the plurality of page blocks of the plurality of blocks, and then the data of each page block is selected by the multiplexer, and the bit corresponding to the number of blocks Several minutes of data are output as continuous data corresponding to the number of page blocks,
When writing data to the device, in a nonvolatile semiconductor memory device that simultaneously writes data to one memory cell in each block,
The data input / output circuit for each page block of each page block includes a read / write circuit for each page block and a ground circuit for each page block,
The Y selector for each page block of each page block is connected to the corresponding read / write circuit for each page block or the ground circuit for each page block,
When reading, all the page block ground circuits are turned on and the corresponding page block Y selector terminals are connected to the ground. When writing, only one page block ground circuit in each block is turned on. The corresponding page block Y selector terminal is connected to the ground in the state, and the other page block ground circuit is turned off and the corresponding page block Y selector terminal is in the floating state. A non-volatile semiconductor memory device.
読み出し時にはすべての前記ページブロック別読み出し/書き込み回路が読み出し状態になり、書き込み時には各ブロック内の1個の前記ページブロック別読み出し/書き込み回路のみが書き込み状態になり、他の前記ページブロック別読み出し/書き込み回路はオフ状態になる請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。At the time of reading, all the read / write circuits for each page block are in a read state, and at the time of write, only one of the read / write circuits for each page block in each block is in a write state. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the write circuit is turned off. 各ページブロック別グランド回路は、対応する前記ページブロック別Yセレクタの端子を共通にグランドに接続する1個のスイッチ回路を備える請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein each page block-specific ground circuit includes one switch circuit that commonly connects the corresponding page block-specific Y selector terminal to the ground. 共通グランド線と、
該共通グランド線をグランドに接続する共通グランドスイッチ回路とを備え、
前記複数のブロックの前記複数のページブロック別グランド回路は、対応する前記ページブロック別Yセレクタの端子を前記共通グランド線に接続する中間スイッチ回路を備える請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A common ground wire,
A common ground switch circuit for connecting the common ground line to the ground,
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the plurality of page block-specific ground circuits of the plurality of blocks include an intermediate switch circuit that connects a terminal of the corresponding page block-specific Y selector to the common ground line.
各ビット線は、前記読み出し/書き込み回路と前記グランド回路の一方のみに接続される請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein each bit line is connected to only one of the read / write circuit and the ground circuit. 各ビット線は、前記読み出し/書き込み回路と前記グランド回路の両方に選択的に接続される請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein each bit line is selectively connected to both the read / write circuit and the ground circuit. 前記ページブロック別グランド回路は、ブロック内の前記ページブロック別Yセレクタの端子をそれぞれ独立にグランドに接続する複数のグランドスイッチを備え、
前記ページブロック別読み出し/書き込み回路は、ブロック内の前記ページブロック別Yセレクタの端子にそれぞれ独立に接続するための複数のR/Wスイッチを備える請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置。
The ground circuit for each page block includes a plurality of ground switches for independently connecting terminals of the Y selectors for each page block in the block to the ground,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein the page block read / write circuit includes a plurality of R / W switches for independently connecting to the terminals of the page block Y selectors in the block.
各ブロック内の前記ページブロック別Yセレクタの端子は、隣接する3本は接続されないように他の端子と接続されて、前記ページブロック別Yセレクタの端子数の半分以下の本数の共通Y線を形成し、
前記グランドスイッチと前記R/Wスイッチの個数は、前記複数の共通Y線の本数と同一であり、
前記複数の共通Y線は、前記グランドスイッチと前記R/Wスイッチの両方に接続される請求項7に記載の不揮発性半導体記憶装置。
The terminals of the page block Y selectors in each block are connected to other terminals so that the three adjacent ones are not connected, and the number of common Y lines is less than half the number of terminals of the page block Y selectors. Forming,
The number of the ground switches and the R / W switches is the same as the number of the plurality of common Y lines,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein the plurality of common Y lines are connected to both the ground switch and the R / W switch.
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