JP2004280867A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置 Download PDF

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山 拓 也 二
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Abstract

【課題】不揮発性半導体記憶装置の周辺回路、特に、NAND型フラッシュメモリの行選択回路の占有面積を縮小する。
【解決手段】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の基本構成は、ブロックBkごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、上記ブロックBkごとに上記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路RDECLKまたはRDECRKとを備え、この行選択回路は、上記メモリセルアレイの上記各ブロックにおける行を選択するために行方向に配設された複数のワード線への電圧転送を行う電圧転送トランジスタTRCGiと、上記電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路HVDECKとを備える。上記ワード線の電圧転送トランジスタTRCGiのゲートに対するメモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、上記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とするものである。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は不揮発性半導体記憶装置に係り、特に、フラッシュメモリの行選択回路のレイアウトパターンに関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性半導体記憶装置の一種であるNAND型フラッシュメモリは、書換え速度が速く、大容量化に適しているため、小型メモリカードや、携帯情報端末等のデータ記憶装置として需要が拡大している。
【0003】
図3は、1ブロック1列分のNAND型フラッシュメモリセルの概略構成を示す回路図である。
【0004】
NAND型フラッシュメモリセルは、ビット線BLとソース線SLとの間に、ビット線BL側からソース線SL側へ順に直列接続されたビット線側選択トランジスタCSGD,32個のセルトランジスタC1,C2,...,C31,C32,ソース線側選択トランジスタCSGSを備えている。ビット線側選択トランジスタCSGD,ソース線側選択トランジスタCSGSのゲートには、ビット線側選択ゲート線SGD,ソース線側選択ゲート線SGSがそれぞれ接続されており、セルトランジスタC1,C2,...,C31,C32のゲートには、ワード線WL1,WL2,...,WL31,WL32がそれぞれ接続されている。
【0005】
NAND型フラッシュメモリにおいては、1本以上のワード線、ここでは32本のワード線WL1,WL2,...,WL31,WL32に接続されたセルから構成されるブロック単位でデータ消去が行われ、1本のワード線に接続されたセルの半分により構成されるページ単位でデータの書き込み又は読み出しが行われる。
【0006】
1個の行選択回路による行選択は、ブロック単位で行われる。従って、データ消去は、活性化された行選択回路に接続されているブロックに対して行われる。
【0007】
一方、データ書込み又は読出しは、1本のワード線に接続されたセルの半分を活性化するために、書込みを行おうとするブロックを選択する行選択回路を活性化させ、かつ、ワード線に転送する電圧及びビット線に転送する電圧を制御することにより行われる。
【0008】
従って、図3におけるビット線側選択トランジスタCSGDは、読出し及び書込み時には、ビット線BLからセルトランジスタC1,C2,...,C31,C32へ電圧を転送し、消去時にはオフになる。また、ソース線側選択トランジスタCSGSは、読出し時にはオンになり、書込み及び消去時にはオフになる。
【0009】
図4は、NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイ及び行選択回路の概略配置を示す平面構成図である。
【0010】
NAND型フラッシュメモリは、n個のブロックB1,...,Bk,...,Bnを含むメモリセルアレイCAと、セルアレイCAの左右にそれぞれ配設された左側行選択回路RDL及び右側行選択回路RDRとを備えている。
【0011】
セルアレイCAの各ブロックには、M本のビット線BL1,...,BLMの各々とソース線との間に、図3に示した各トランジスタ、即ち、ビット線側からソース線側へ順に直列接続されたビット線側選択トランジスタCSGD,32個のセルトランジスタC1,C2,...,C31,C32,ソース線側選択トランジスタCSGSが、それぞれ備えられている。
【0012】
各ブロックのビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32は、セルアレイCAの左側に引き出されて、左側行選択回路RDLに接続されている。一方、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSは、セルアレイCAの右側に引き出されて、右側行選択回路RDRに接続されている。従って、左側行選択回路RDLは、ビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32の供給電位を制御し、右側行選択回路RDRは、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSの供給電位を制御する。
【0013】
例えば、第kのブロックBk(k=1,2,...,n−1,n)の左側行選択回路RDLk及び右側行選択回路RDRkは、第kのブロックBkの左右にそれぞれ配設されており、第kのブロックBkのビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32の供給電位、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSの供給電位をそれぞれ制御する。
【0014】
図5は、NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の構成を示すブロック図である。
【0015】
第kのブロックBkの行選択回路は、左側行選択回路RDECLk及び右側行選択回路RDECRkにより構成されており、左側行選択回路RDECLk、右側行選択回路RDECRkは、第kのブロックBkの左右にそれぞれ配設されている。
【0016】
セルアレイCAの左側には左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVLが、右側には右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRがそれぞれ配設されている。
【0017】
ビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32は、ブロックBkの左側に引き出されており、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSは、ブロックBkの右側に引き出されている。
【0018】
左側行選択回路RDECLkは、アドレス信号addressをデコードしてデコード出力信号DECkを出力する左側アドレスデコーダADECLkと、左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVLの出力SG1,CG2,CG4,...,CG32とビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32との間にそれぞれ接続され、かつ、ゲートが左側共通接続ゲートTGLkに共通接続された電圧転送トランジスタTRSG1,TRCG2,TRCG4,...,TRCG32と、デコード出力信号DECkに基づき、ゲート電圧制御信号を左側共通接続ゲートTGLkに出力する左側ゲート電圧制御回路HVDECLkと、を備えている。
【0019】
従って、ビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32は、電圧転送トランジスタTRSG1,TRCG2,TRCG4,...,TRCG32を介して左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVLの出力SG1,CG2,CG4,...,CG32にそれぞれ接続されている。
【0020】
尚、左側アドレスデコーダADECLkは、縦続接続されたNAND論理回路及びインバータにより構成されているため、NAND論理回路の出力ノードからは、反転デコード出力信号DECkが出力される。
【0021】
右側行選択回路RDECRkは、アドレス信号addressをデコードしてデコード出力信号DECkを出力する右側アドレスデコーダADECRkと、右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRの出力CG1,CG3,...,CG31,SG2と奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSとの間にそれぞれ接続され、かつ、ゲートが右側共通接続ゲートTGRkに共通接続された電圧転送トランジスタTRCG1,TRCG3,...,TRCG31,TRSG2と、デコード出力信号DECkに基づき、ゲート電圧制御信号を右側共通接続ゲートTGRkに出力する右側ゲート電圧制御回路HVDECRkと、を備えている。
【0022】
従って、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSは、電圧転送トランジスタTRCG1,TRCG3,...,TRCG31,TRSG2を介して右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRの出力CG1,CG3,...,CG31,SG2にそれぞれ接続されている。
【0023】
尚、右側アドレスデコーダADECRkは、縦続接続されたNAND論理回路及びインバータにより構成されているため、NAND論理回路の出力ノードからは、反転デコード出力信号DECkが出力される。
【0024】
セルアレイCAの左側には、ゲートに反転デコード出力信号DECkが入力される電圧転送トランジスタTRSG11を介してビット線側選択ゲート線SGDに出力が接続されたビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRVが配設されている。また、セルアレイCAの右側には、ゲートに反転デコード出力信号DECkが入力される電圧転送トランジスタTRSG22を介してソース線側選択ゲート線SGSに出力が接続されたソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVが配設されている。
【0025】
ビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRVは、第kのブロックBkが非選択ブロックである場合にビット線側選択ゲート線SGDに電圧を供給する回路であり、このとき、電圧転送トランジスタTRSG1はオフ、電圧転送トランジスタTRSG11はオンになっている。また、ソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVは、第kのブロックBkが非選択ブロックである場合にソース線側選択ゲート線SGSに電圧を供給する回路であり、このとき、電圧転送トランジスタTRSG2はオフ、電圧転送トランジスタTRSG22はオンになっている。
【0026】
尚、左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVL、右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVR、ビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRV及びソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVの各出力は、総てのブロックの行選択回路にそれぞれ共通に接続されている。
【0027】
左側ゲート電圧制御回路HVDECLk、右側ゲート電圧制御回路HVDECRkに、左側アドレスデコーダADECLk、右側アドレスデコーダADECRkのデコード出力信号DECkが入力されることにより、左側ゲート電圧制御回路HVDECLk、右側ゲート電圧制御回路HVDECRkが各電圧転送トランジスタのオン/オフを制御し、これにより、ビット線側選択ゲート線SGD,ワード線WL1,WL2,...,WL31,WL32及びソース線側選択ゲート線SGSの活性化/非活性化が制御される。
【0028】
従来、通常のNAND型フラッシュメモリにおいては、上述のように、左側行選択回路RDECLk、右側行選択回路RDECRkのいずれにも、アドレスデコーダ及びゲート電圧制御回路がそれぞれ備えられている。
【0029】
図6は、NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の他の構成を示すブロック図である。
【0030】
図6に示す行選択回路の他の構成においても、第kのブロックBkの行選択回路は、左側行選択回路RDECLk及び右側行選択回路RDECRkにより構成されており、左側行選択回路RDECLk、右側行選択回路RDECRkは、第kのブロックBkの左右にそれぞれ配設されている。
【0031】
但し、アドレスデコーダADECkが、右側行選択回路RDECRkにのみ備えられており、左側行選択回路RDECLkには備えられていない点が、図5に示した行選択回路の構成と異なっている。
【0032】
従って、右側行選択回路RDECRkにのみ備えられたアドレスデコーダADECkの出力は、左側ゲート電圧制御回路HVDECLk及び右側ゲート電圧制御回路HVDECRkに共通接続されており、アドレスデコーダADECkのデコード出力信号DECkは、両ゲート電圧制御回路HVDECLk及びHVDECRkに入力されている。
【0033】
1個のアドレスデコーダは、左右いずれか一方の行選択回路において約10%の面積を占有する。従って、図6に示す行選択回路の他の構成においては、通常、2個備えられているアドレスデコーダのうちの1個を排除したことにより、行選択回路の占有面積が縮小されている。
【0034】
尚、これまでに提案された不揮発性半導体記憶装置のなかには、チップ面積を増大させることなく動作の高速化を可能にするため、左右のロウデコーダに接続されてメモリセルアレイを横断する配線をセルブロック1個当たり1本にしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0035】
【特許文献1】
特開平9−82923号公報
【0036】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半導体記憶装置においては、常にさらなる高集積化の要請が強く、NAND型フラッシュメモリも例外ではない。
【0037】
即ち、メモリセル縮小により行選択回路のピッチも短くなるため、メモリセルアレイ自体だけではなく、メモリセルの信号線を駆動する行選択回路やセンスアンプ等の周辺回路の占有面積縮小も重要な課題となっている。
【0038】
本発明の目的は、不揮発性半導体記憶装置の行選択回路やセンスアンプ等の周辺回路、特に、NAND型フラッシュメモリの行選択回路の占有面積を縮小することである。
【0039】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施の一形態に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、
ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、上記ブロックごとに上記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路とを備え、
上記メモリセルは、
単体のメモリセルトランジスタ又は複数のメモリセルトランジスタを直列又は並列接続することによりメモリセルユニットを構成し、
上記メモリセルユニットの電流経路の一端は、ビット線側選択ゲートトランジスタを介してビット線に共通接続され、
上記メモリセルユニットの電流経路の他端は、ソース線側選択ゲートトランジスタを介して基準電位線である共通ソース線に接続され、
上記メモリセルトランジスタのゲート、上記ビット線側選択ゲートトランジスタのゲート、上記ソース線側選択ゲートトランジスタのゲートは、上記メモリセルアレイの行方向に、それぞれワード線、第一の選択ゲート線、第二の選択ゲート線として共通接続され、
上記行選択回路は、
複数の上記ワード線、上記第一の選択ゲート線、上記第二の選択ゲート線にそれぞれ電圧を供給する複数の電圧転送トランジスタと、上記各電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路とを備え、
上記ゲート電圧制御回路は、1ブロックに対し1個だけ備えられ、
上記各ブロックの選択を命令するアドレス信号をデコードし、アドレスデコード信号として出力するアドレスデコーダを1ブロックに対し1個だけ備え、
1ブロックの上記メモリセルアレイにおいて、
上記複数のワード線、上記第一の選択ゲート線、上記第二の選択ゲート線が上記メモリセルアレイに対して両側に引き出され、
上記複数のワード線、上記第一の選択ゲート線、上記第二の選択ゲート線の上記電圧転送トランジスタが、上記メモリセルアレイに対して両側に配置され、
少なくとも上記ワード線の上記電圧転送トランジスタのゲートが、上記各ブロックごとに共通接続されており、
上記ワード線の上記電圧転送トランジスタのゲートに対し上記メモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、上記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とする。
【0040】
本発明の実施の一形態に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、
ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、上記ブロックごとに上記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路とを備え、
上記メモリセルは、
複数のメモリセルトランジスタが、それらのソース及びドレインを隣接するもの同士で共用する形態において直列接続されて一単位とされ、
上記メモリセルの列方向に並ぶセルの一端側のドレインは、ビット線側選択ゲートトランジスタを介してビット線に共通接続され、他端側のソースは、ソース線側選択ゲートトランジスタを介して基準電位線である共通ソース線に接続され、
上記メモリセルトランジスタのゲート、上記ビット線側選択ゲートトランジスタのゲート、上記ソース線側選択ゲートトランジスタのゲートは、上記メモリセルアレイの行方向に、それぞれワード線、第一の選択ゲート線、第二の選択ゲート線として共通接続されることにより、
NAND型フラッシュメモリを構成し、
上記行選択回路は、
複数の上記ワード線、上記第一の選択ゲート線、上記第二の選択ゲート線にそれぞれ電圧を供給する複数の電圧転送トランジスタと、上記各電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路とを備え、
上記ゲート電圧制御回路は、1ブロックに対し1個だけ備えられ、
上記各ブロックの選択を命令するアドレス信号をデコードし、アドレスデコード信号として出力するアドレスデコーダを1ブロックに対し1個だけ備え、
1ブロックの上記メモリセルアレイにおいて、
上記複数のワード線、上記第一の選択ゲート線、上記第二の選択ゲート線が上記メモリセルアレイに対して両側に引き出され、
上記複数のワード線、上記第一の選択ゲート線、上記第二の選択ゲート線の上記電圧転送トランジスタが、上記メモリセルアレイに対して両側に配置され、
少なくとも上記ワード線の上記電圧転送トランジスタのゲートが、上記各ブロックごとに共通接続されており、
上記ワード線の上記電圧転送トランジスタのゲートに対し上記メモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、上記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とする。
【0041】
本発明の実施の一形態に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、
ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、上記ブロックごとに上記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路とを備え、
上記行選択回路は、
上記メモリセルアレイの上記各ブロックにおける行を選択するために行方向に配設された複数のワード線への電圧転送を行う電圧転送トランジスタと、上記電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路とを備え、
上記ゲート電圧制御回路は、1ブロックに対し1個だけ備えられ、
上記各ブロックの選択を命令するアドレス信号をデコードし、アドレスデコード信号として出力するアドレスデコーダを1ブロックに対し1個だけ備え、
1ブロックの上記複数のワード線は、上記メモリセルアレイに対して両側に引き出され、
上記ワード線の上記電圧転送トランジスタが、上記メモリセルアレイに対して両側に配置され、
上記ワード線の上記電圧転送トランジスタのゲートが、上記各ブロックごとに共通接続されており、
上記ワード線の上記電圧転送トランジスタのゲートに対し上記メモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、上記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とする。
【0042】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0043】
図1は、本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置であるNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の構成を示すブロック図である。
【0044】
本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第一のブロックB1から第nのブロックBnまでのn個のブロックを含むメモリセルアレイCAが備えられている。メモリセルアレイCAには、ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセル(図示せず)が配置されている。
【0045】
各ブロックには、行を選択するために行方向に配設されたワード線WL1,...,WL32と、ビット線とソース線との間に接続されたセルトランジスタ(図3参照)のビット線への接続又は非接続を制御するために第一行のワード線WL1に関して第二行のワード線WL2と反対側に隣接して配設されたビット線側選択ゲート線SGDと、上記セルトランジスタのソース線への接続又は非接続を制御するために最終行のワード線WL32に関してその直前行のワード線WL31と反対側に隣接して配設されたソース線側選択ゲート線SGSと、ブロックの左右に配置された行選択回路が備えられている。
【0046】
例えば、第kのブロックBkの行選択回路は、左側行選択回路RDECLk及び右側行選択回路RDECRkにより構成されており、左側行選択回路RDECLk、右側行選択回路RDECRkは、第kのブロックBkの左右にそれぞれ配設されている。
【0047】
メモリセルアレイCAの左側には左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVLが、右側には右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRがそれぞれ配設されている。左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVL及び右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRは、ワード線WL1,...,WL32、ビット線側選択ゲート線SGD及びソース線側選択ゲート線SGSの電圧を制御するための回路である。
【0048】
ビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32は、ブロックBkの左側に引き出されており、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSは、ブロックBkの右側に引き出されている。即ち、ビット線側選択ゲート線SGD、ワード線及びソース線側選択ゲート線SGSは、1本ずつ交互に左右に引き出されている。
【0049】
右側行選択回路RDECRkは、各ブロックの行及び列の選択を命令するアドレスコード信号addressをデコードしてデコード出力信号DECkとして出力するアドレスデコーダADECkと、右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRの出力CG1,CG3,...,CG31,SG2と奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSとの間にそれぞれ接続され、かつ、ゲートが共通接続ゲートTGkに共通接続された電圧転送トランジスタTRCG1,TRCG3,...,TRCG31,TRSG2と、デコード出力信号DECkに基づき、電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御信号を共通接続ゲートTGkに出力するゲート電圧制御回路HVDECkと、を備えている。
【0050】
従って、奇数番目のワード線WL1,WL3,...,WL31及びソース線側選択ゲート線SGSは、電圧転送トランジスタTRCG1,TRCG3,...,TRCG31,TRSG2を介して右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVRの出力CG1,CG3,...,CG31,SG2にそれぞれ接続されている。
【0051】
尚、アドレスデコーダADECkは、縦続接続されたNAND論理回路及びインバータにより構成されているため、NAND論理回路の出力ノードからは、反転デコード出力信号DECkが出力される。
【0052】
一方、左側行選択回路RDECLkは、左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVLの出力SG1,CG2,CG4,...,CG32とビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32との間にそれぞれ接続され、かつ、ゲートが共通接続ゲートTGkに共通接続された電圧転送トランジスタTRSG1,TRCG2,TRCG4,...,TRCG32を備えている。
【0053】
従って、ビット線側選択ゲート線SGD及び偶数番目のワード線WL2,WL4,...,WL32は、電圧転送トランジスタTRSG1,TRCG2,TRCG4,...,TRCG32を介して左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVLの出力SG1,CG2,CG4,...,CG32にそれぞれ接続されている。
【0054】
セルアレイCAの左側には、ゲートに反転デコード出力信号DECkが入力される電圧転送トランジスタTRSG11を介してビット線側選択ゲート線SGDに出力が接続され、ビット線側選択ゲート線SGDの電圧を制御するビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRVが配設されている。また、セルアレイCAの右側には、ゲートに反転デコード出力信号DECkが入力される電圧転送トランジスタTRSG22を介してソース線側選択ゲート線SGSに出力が接続され、ソース線側選択ゲート線SGSの電圧を制御するソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVが配設されている。
【0055】
ビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRVは、第kのブロックBkが非選択ブロックである場合にビット線側選択ゲート線SGDに電圧を供給する回路であり、このとき、電圧転送トランジスタTRSG1はオフ、電圧転送トランジスタTRSG11はオンになっている。また、ソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVは、第kのブロックBkが非選択ブロックである場合にソース線側選択ゲート線SGSに電圧を供給する回路であり、このとき、電圧転送トランジスタTRSG2はオフ、電圧転送トランジスタTRSG22はオンになっている。
【0056】
尚、左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVL、右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路CGDRVR、ビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRV及びソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVの各出力は、総てのブロックの行選択回路にそれぞれ共通に接続されている。
【0057】
上述のように、本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置においては、アドレスデコーダADECkのみならずゲート電圧制御回路HVDECkも、セルアレイCAの左右に配設された行選択回路の一方、ここでは右側行選択回路RDECRkにのみ配設されている。
【0058】
そして、左側行選択回路RDECLkに備えられた電圧転送トランジスタTRSG1,TRCG2,TRCG4,...,TRCG32のゲートと、右側行選択回路RDECRkに備えられた電圧転送トランジスタのTRCG1,TRCG3,...,TRCG31,TRSG2のゲートとを総て共通接続ゲートTGkに共通接続し、かつ、共通接続ゲートTGkをゲート電圧制御回路HVDECkの出力に接続している。そのため、共通接続ゲートTGkの配線は、セルアレイCAを横切って形成されている。
【0059】
従って、本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置においては、左右の行選択回路に備えられた総ての電圧転送トランジスタが1個のゲート電圧制御回路HVDECkにより制御される。
【0060】
従来は2個備えられていたゲート電圧制御回路のうちの1個を排除したことにより、本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、従来のNAND型フラッシュメモリと比較して行選択回路の占有面積を大幅に縮小することができる。
【0061】
アドレスデコーダとゲート電圧制御回路とを合わせた面積は、通常、行選択回路の約半分を占めるので、例えば、図5の従来構成と比較すると約25%、図6の従来構成と比較すると約21%、行選択回路の占有面積を縮小することができる。
【0062】
図2は、本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置であるNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の構成を示すブロック図である。
【0063】
本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置においても、第一の実施の形態と同様に、アドレスデコーダADECk及びゲート電圧制御回路HVDECkは左右の行選択回路のうち右側行選択回路RDECRkにのみ備えられている。
【0064】
但し、本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置においてセルアレイCAの左右に分けて配設されていたビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRV及びソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVが、本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置においては、いずれもセルアレイCAの右側、セルアレイCAに対してゲート電圧制御回路HVDECkと同じ側に配設されている。
【0065】
従って、本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置におけるビット線側選択ゲート線SGD、ワード線WL1,...,WL32及びソース線側選択ゲート線SGSの構成は、以下のように、通常の構成と異なっている。
【0066】
通常の構成におけるビット線側選択ゲート線SGD、ワード線及びソース線側選択ゲート線SGSは、第一の実施の形態においても示されているように、1本ずつ交互に左右に引き出されている。
【0067】
これに対して、本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置では、ビット線側選択ゲート線SGD、ワード線WL1,...,WL32及びソース線側選択ゲート線SGSの各配線のうち連続する2本の配線が、いずれか任意の一箇所においてセルアレイCAに対して同じ側に引き出されている。
【0068】
図2の例においては、連続する2本の配線として第X行目のワード線WL及び第X+1行目のワード線WLX+1がいずれもセルアレイCAに対して左側に引き出されている。尚、連続する2本の配線は、任意の連続する2本のワード線の組み合わせの他、ビット線側選択ゲート線SGD及び第1行目のワード線WL1の組み合わせであってもよいし、最終行のワード線、ここでは第32行目のワード線WL32及びソース線側選択ゲート線SGSの組み合わせであってもよい。
【0069】
このように、ビット線側選択ゲート線SGD、ワード線WL1,...,WL32及びソース線側選択ゲート線SGSの各配線のうち連続する2本の配線を、いずれか任意の一箇所においてセルアレイCAに対して同じ側に引き出すことにより、ビット線側選択ゲート線SGD及びソース線側選択ゲート線SGSがセルアレイCAに対して同じ側に引き出されることとなる。
【0070】
但し、ビット線側選択ゲート線SGD及びソース線側選択ゲート線SGSは、セルアレイCAに対してゲート電圧制御回路HVDECkと同じ側に引き出されるようにする。そうすると、ビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRV及びソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVも、セルアレイCAに対してゲート電圧制御回路HVDECkと同じ側に配設してビット線側選択ゲート線SGD及びソース線側選択ゲート線SGSにそれぞれ接続することができる。
【0071】
以上のように、ビット線側選択ゲート線電圧制御回路SGDDRV及びソース線側選択ゲート線電圧制御回路SGSDRVをセルアレイCAに対してゲート電圧制御回路HVDECkと同じ側に配設し、電源から各回路までの配線長及び各回路から電圧印加対象までの配線長を短縮するとともに、それらの配線長のばらつきを小さく抑制することにより、動作の高速化を図ることができる。また、電圧転送トランジスタTRSG1,TRSG2,TRSG11,TRSG22が同一領域に配置されるので、ソース・ドレイン及び/又はゲートを共有させることができ、レイアウト面積の縮小が可能となる。
【0072】
即ち、本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第一の実施の形態と同様に行選択回路の占有面積を大幅に縮小することができることに加えて、動作の高速化をも図ることができる。
【0073】
尚、上述の各実施の形態においては、ワード線に接続された電圧転送トランジスタのゲートに対しメモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、ワード線に転送される電圧よりも高いものとするとよい。また、ワード線に接続された電圧転送トランジスタは、nチャネル型MOSトランジスタのみにより構成されるものとするとよい。
【0074】
【発明の効果】
本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の基本構成によれば、ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイの各ブロックにおける行を選択するために行方向に配設された複数のワード線への電圧転送を行う電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路が1ブロックに対し1個だけ備えられていることとしたので、行選択回路の占有面積を大幅に縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置であるNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置であるNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の構成を示すブロック図である。
【図3】1ブロック1列分のNAND型フラッシュメモリの概略構成を示す回路図である。
【図4】NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイ及び行選択回路の概略配置を示す平面構成図である。
【図5】NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の構成を示すブロック図である。
【図6】NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイを構成する各ブロックのうち第kのブロックBkに対して配設された行選択回路の他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
CA メモリセルアレイ
B1,...,Bk,...,Bn セルブロック
RDECLk 左側行選択回路
RDECRk 右側行選択回路
CGDRVL 左側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路
CGDRVR 右側ワード線及び選択ゲート線電圧制御回路
SGD ビット線側選択ゲート線
WL1,...,WL32 ワード線
SGS ソース線側選択ゲート線
ADECk,ADECLk,ADECRk アドレスデコーダ
DECk デコード出力信号
TGk,TGLk,TGRk 共通接続ゲート
TRCG1,...,TRCG32 電圧転送トランジスタ
TRSG1,TRSG2 電圧転送トランジスタ
HVDECk,HVDECLk,HVDECRk ゲート電圧制御回路
SGDDRV ビット線側選択ゲート線電圧制御回路
SGSDRV ソース線側選択ゲート線電圧制御回路
CSGD ビット線側選択トランジスタ
C1,...,C32 セルトランジスタ
CSGS ソース線側選択トランジスタ

Claims (9)

  1. ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、前記ブロックごとに前記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路とを備え、
    前記メモリセルは、
    単体のメモリセルトランジスタ又は複数のメモリセルトランジスタを直列又は並列接続することによりメモリセルユニットを構成し、
    前記メモリセルユニットの電流経路の一端は、ビット線側選択ゲートトランジスタを介してビット線に共通接続され、
    前記メモリセルユニットの電流経路の他端は、ソース線側選択ゲートトランジスタを介して基準電位線である共通ソース線に接続され、
    前記メモリセルトランジスタのゲート、前記ビット線側選択ゲートトランジスタのゲート、前記ソース線側選択ゲートトランジスタのゲートは、前記メモリセルアレイの行方向に、それぞれワード線、第一の選択ゲート線、第二の選択ゲート線として共通接続され、
    前記行選択回路は、
    複数の前記ワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線にそれぞれ電圧を供給する複数の電圧転送トランジスタと、前記各電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路とを備え、
    前記ゲート電圧制御回路は、1ブロックに対し1個だけ備えられ、
    前記各ブロックの選択を命令するアドレス信号をデコードし、アドレスデコード信号として出力するアドレスデコーダを1ブロックに対し1個だけ備え、
    1ブロックの前記メモリセルアレイにおいて、
    前記複数のワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線が前記メモリセルアレイに対して両側に引き出され、
    前記複数のワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線の前記電圧転送トランジスタが、前記メモリセルアレイに対して両側に配置され、
    少なくとも前記ワード線の前記電圧転送トランジスタのゲートが、前記各ブロックごとに共通接続されており、
    前記ワード線の前記電圧転送トランジスタのゲートに対し前記メモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、前記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
  2. ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、前記ブロックごとに前記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路とを備え、
    前記メモリセルは、
    複数のメモリセルトランジスタが、それらのソース及びドレインを隣接するもの同士で共用する形態において直列接続されて一単位とされ、
    前記メモリセルの列方向に並ぶセルの一端側のドレインは、ビット線側選択ゲートトランジスタを介してビット線に共通接続され、他端側のソースは、ソース線側選択ゲートトランジスタを介して基準電位線である共通ソース線に接続され、
    前記メモリセルトランジスタのゲート、前記ビット線側選択ゲートトランジスタのゲート、前記ソース線側選択ゲートトランジスタのゲートは、前記メモリセルアレイの行方向に、それぞれワード線、第一の選択ゲート線、第二の選択ゲート線として共通接続されることにより、
    NAND型フラッシュメモリを構成し、
    前記行選択回路は、
    複数の前記ワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線にそれぞれ電圧を供給する複数の電圧転送トランジスタと、前記各電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路とを備え、
    前記ゲート電圧制御回路は、1ブロックに対し1個だけ備えられ、
    前記各ブロックの選択を命令するアドレス信号をデコードし、アドレスデコード信号として出力するアドレスデコーダを1ブロックに対し1個だけ備え、
    1ブロックの前記メモリセルアレイにおいて、
    前記複数のワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線が前記メモリセルアレイに対して両側に引き出され、
    前記複数のワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線の前記電圧転送トランジスタが、前記メモリセルアレイに対して両側に配置され、
    少なくとも前記ワード線の前記電圧転送トランジスタのゲートが、前記各ブロックごとに共通接続されており、
    前記ワード線の前記電圧転送トランジスタのゲートに対し前記メモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、前記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
  3. 1ブロックの前記メモリセルアレイにおいて、
    前記ワード線を偶数本有し、
    前記ワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線の各配線のうち、連続する2本の配線が、いずれか任意の一箇所において前記メモリセルアレイに対して同じ側に引き出されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  4. 1ブロックの前記メモリセルアレイにおいて、
    前記ワード線、前記第一の選択ゲート線、前記第二の選択ゲート線の各配線は、隣接する配線が前記メモリセルアレイに対して異なる側に引き出されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  5. 1ブロックの前記メモリセルアレイにおいて、
    前記第一の選択ゲート線及び前記第二の選択ゲート線が、前記メモリセルアレイに対して同じ側に引き出されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  6. 前記第一の選択ゲート線及び前記第二の選択ゲート線が、前記メモリセルアレイに対して同じ側に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  7. ブロックごとに行方向及び列方向にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、前記ブロックごとに前記メモリセルアレイのブロック及び行を選択する行選択回路とを備え、
    前記行選択回路は、
    前記メモリセルアレイの前記各ブロックにおける行を選択するために行方向に配設された複数のワード線への電圧転送を行う電圧転送トランジスタと、前記電圧転送トランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御回路とを備え、
    前記ゲート電圧制御回路は、1ブロックに対し1個だけ備えられ、
    前記各ブロックの選択を命令するアドレス信号をデコードし、アドレスデコード信号として出力するアドレスデコーダを1ブロックに対し1個だけ備え、
    1ブロックの前記複数のワード線は、前記メモリセルアレイに対して両側に引き出され、
    前記ワード線の前記電圧転送トランジスタが、前記メモリセルアレイに対して両側に配置され、
    前記ワード線の前記電圧転送トランジスタのゲートが、前記各ブロックごとに共通接続されており、
    前記ワード線の前記電圧転送トランジスタのゲートに対し前記メモリセルアレイを横切る配線により供給されるゲート電圧は、前記ワード線に転送される電圧よりも高いことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
  8. 1ブロックの前記メモリセルアレイにおいて、
    前記ワード線のうち連続する2本の配線が、いずれか任意の一箇所において前記メモリセルアレイに対して同じ側に引き出されていることを特徴とする請求項7に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  9. 前記ワード線の前記電圧転送トランジスタは、nチャネル型MOSトランジスタのみにより構成されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
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