JP2005537597A - Column decoding and precharging of flash memory devices - Google Patents

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Abstract

メモリセルを読み出す方法及びこの方法を使用するメモリアレイが記載されている。メモリセルのグループは、行(次元X)及び列(次元Y)を有する矩形状アレイに配置される。1行の範囲内で、メモリセルのソース及びドレインが接続され、直線状チェインを形成する。共通ワードラインは行内の各ゲートに接続される。別個の列ラインがチェインの隣接したメモリセルの間の各ノードに接続される。4列Y方向デコーダが検知動作のための列ラインを選択するため使用される。電圧源はこの検知動作中に4本の列ラインのうちの2本に供給される。プリチャージングのため、電気負荷がメモリアレイの第1のノードに印加される。メモリアレイの同じワードライン内の少なくとも一つの中間ノードによって第1のノードから隔てられた第2のノードはプリチャージされる。A method for reading a memory cell and a memory array using this method are described. The groups of memory cells are arranged in a rectangular array having rows (dimension X) and columns (dimension Y). Within the range of one row, the sources and drains of the memory cells are connected to form a linear chain. A common word line is connected to each gate in the row. A separate column line is connected to each node between adjacent memory cells in the chain. A four column Y-direction decoder is used to select a column line for the sensing operation. A voltage source is supplied to two of the four column lines during this sensing operation. An electrical load is applied to the first node of the memory array for precharging. A second node separated from the first node by at least one intermediate node in the same word line of the memory array is precharged.

Description

本発明は一般にメモリセルのアレイに関する。特に、本発明は仮想接地アーキテクチャのメモリセルに関する。   The present invention relates generally to arrays of memory cells. In particular, the present invention relates to a virtual ground architecture memory cell.

典型的なメモリアレイのアーキテクチャは技術的に知られている。一般に、メモリアレイは行及び列として配置された多数のラインを含む。アレイの行は一般にワードラインと呼ばれ、列はビットラインと呼ばれるが、このような用語は相対的であることがわかる。   Typical memory array architectures are known in the art. In general, a memory array includes a number of lines arranged as rows and columns. The rows of the array are commonly referred to as word lines and the columns are referred to as bit lines, but it is understood that such terms are relative.

ワードラインとビットラインはノードと呼ばれる場所で重なる。各ノードの場所又は近傍には、一般にある種のトランジスタであるメモリセルが位置する。仮想接地アーキテクチャにおいて、ビットラインは、メモリセルがプログラムベリファイされているか、又は、読み出されているかに応じて、トランジスタ(メモリセル)のソースライン又はドレインラインとしての役割を果たし得る。説明の簡略化のため、「読み出し」は読み出し動作、又は、プログラムベリファイ動作の両方を表す。   The word line and the bit line overlap at a place called a node. In general, a memory cell which is a kind of transistor is located at or near each node. In a virtual ground architecture, a bit line can serve as a source or drain line for a transistor (memory cell) depending on whether the memory cell is program verified or read. For simplification of explanation, “read” represents both a read operation and a program verify operation.

フラッシュメモリ装置は、浮遊ゲート構造をもつメモリセルトランジスタを使用する。フラッシュメモリ装置内のデータは、基板と浮遊ゲートとの間の薄い絶縁膜上での電荷の蓄積によってプログラムされ、或いは、損失によって消去される。メモリセルのプログラミングは、過剰電子を浮遊ゲート上に蓄積させるため十分な電圧差をトランジスタに加えることによって起こる。浮遊ゲート上の過剰電子の蓄積は、ゲート上の電荷とトランジスタのスレッショルド電圧を上昇させる。トランジスタのスレッショルド電圧は読み出しサイクル中に印加される電圧のスレッショルド電圧よりも十分高く引き上げられるので、トランジスタは読み出しサイクル中にターンオンしない。したがって、プログラムされたメモリセルは電流を伝達せず、論理値”0”を示す。データのセクタの消去は、各トランジスタ内の浮遊ゲート上の過剰電子を絶縁膜から移動させるために電圧差がセクタの各メモリセル内のトランジスタに加えられるプロセスによって生じる。それに応じて、トランジスタのスレッショルド電圧はデータを読み出すためにトランジスタに印加される電位のスレッショルド電圧よりも下げられる。読み出し電位が印加されるとき、電流はメモリセルのトランジスタの中を流れ、メモリセルに格納された論理値”1”を示す。   The flash memory device uses a memory cell transistor having a floating gate structure. Data in the flash memory device is programmed by charge accumulation on a thin insulating film between the substrate and the floating gate or erased by loss. Memory cell programming occurs by applying a sufficient voltage difference to the transistor to accumulate excess electrons on the floating gate. Accumulation of excess electrons on the floating gate raises the charge on the gate and the threshold voltage of the transistor. The transistor does not turn on during the read cycle because the threshold voltage of the transistor is pulled sufficiently higher than the threshold voltage of the voltage applied during the read cycle. Therefore, the programmed memory cell does not transmit current and exhibits a logical value “0”. Erasing a sector of data occurs by a process in which a voltage difference is applied to the transistors in each memory cell of the sector to move excess electrons on the floating gate in each transistor from the insulating film. In response, the threshold voltage of the transistor is lowered below the threshold voltage of the potential applied to the transistor to read data. When a read potential is applied, the current flows through the transistor of the memory cell and indicates the logical value “1” stored in the memory cell.

選択されたメモリセルを読み出すとき、コア電圧がそのセルに対応したワードラインに印加され、そのセルに対応したビットラインは負荷(たとえば、カスコードすなわちカスコード増幅器)に接続される。このメモリアレイのアーキテクチャのため、ワードライン上のメモリセルのすべてはコア電圧の影響を受ける。これにより、ワードラインに沿ってリーク電流が誘起され、実質的にワードライン上のメモリセルの間に望ましくない相互作用を生じさせる。リーク電流は、十分な大きさであるならば、読み出しの速度を低下させ、また選択されたメモリセルを読み出す際に誤りを生じさせる。   When reading a selected memory cell, a core voltage is applied to the word line corresponding to that cell, and the bit line corresponding to that cell is connected to a load (eg, a cascode or cascode amplifier). Because of this memory array architecture, all of the memory cells on the word line are affected by the core voltage. This induces a leakage current along the word line, causing an undesirable interaction between memory cells on the word line substantially. If the leakage current is sufficiently large, the reading speed is reduced, and an error is caused in reading the selected memory cell.

ワードライン上のメモリセルの間の相互作用を最小限に抑え、読み出しの速度を上げるため、一般にプリチャージングと呼ばれる技術が使用される。プリチャージングは、読み出し中のメモリセルに対応するノードの次のノードを充電する(電気的負荷を印加する)ことにより働く。特に、選択されたメモリセルのドレインノード(と同じワードライン上)の次のノードがプリチャージされる。ドレインノードとプリチャージノードがほぼ同じ電圧であるならば、プリチャージはリーク電流を減少させる効果がある。   In order to minimize the interaction between memory cells on the word line and increase the speed of reading, a technique commonly referred to as precharging is used. Precharging works by charging the node next to the node corresponding to the memory cell being read (applying an electrical load). In particular, the node next to the drain node (on the same word line) of the selected memory cell is precharged. If the drain node and the precharge node have substantially the same voltage, the precharge has an effect of reducing the leakage current.

プリチャージングに関連した問題点は、プリチャージノードに印加されるべき電圧を予測することの困難さである。適切なプリチャージ電圧を印加することが重要である理由は、プリチャージ電圧が高すぎるか、若しくは、低すぎるならば、メモリセルは適切に読み出されないからである。しかし、多数の要因がリーク電流の量、したがって、プリチャージノードに印加されるべき電圧の量に影響を与える可能性がある。これらの要因は温度及び電源電圧の変化を含む。   A problem associated with precharging is the difficulty in predicting the voltage to be applied to the precharge node. The reason why it is important to apply an appropriate precharge voltage is that if the precharge voltage is too high or too low, the memory cell will not be read properly. However, a number of factors can affect the amount of leakage current and thus the amount of voltage to be applied to the precharge node. These factors include changes in temperature and power supply voltage.

さらに、ミラービットアーキテクチャと呼ばれる比較的新しいメモリアーキテクチャが使われ始めている。最新のミラービットアーキテクチャでは、従来はメモリセルに記憶されるのがシングルビットであるのに対して、メモリセル1個当たりにつき2ビットを記憶可能である。マルチビットメモリの出現と共に、典型的に”0”と”1”を区別するため使用されていたスレッショルド電圧レンジは、マルチビットの論理値に割り当てられたより狭いレンジに細分された。たとえば、0.00乃至1.00ボルトの電圧レンジは、”1”を0ボルトに割り当て、”0”を1ボルトに割り当てることによりシングルビットを記憶するため使用される。これに対して、0.00乃至1.00のレンジは、0乃至0.25、0.25乃至0.50、0.50乃至0.75及び0.75乃至1.00の4個のレンジに細分される。これらの4個のレンジは、論理値”11”、”10”、”01”及び”00”が関連付けられる。   In addition, a relatively new memory architecture called the mirror bit architecture is beginning to be used. In the latest mirror bit architecture, a single bit is conventionally stored in a memory cell, whereas two bits per memory cell can be stored. With the advent of multi-bit memory, the threshold voltage range that was typically used to distinguish between “0” and “1” was subdivided into a narrower range assigned to multi-bit logic values. For example, a voltage range of 0.00 to 1.00 volts is used to store a single bit by assigning "1" to 0 volts and "0" to 1 volt. On the other hand, the range from 0.00 to 1.00 is four ranges from 0 to 0.25, 0.25 to 0.50, 0.50 to 0.75, and 0.75 to 1.00. Subdivided into These four ranges are associated with logical values “11”, “10”, “01”, and “00”.

マルチビットメモリセルは情報記憶容量を増加させるが、同時にメモリセルの状態と関連付けられた論理値を区別するため使用される測定値の要求精度を高くする。さらに、マルチビットメモリセルに記憶されたビットのパターン(たとえば、00、01、10又は11)はリーク電流の量にも影響を与える。したがって、適切なプリチャージ電圧の量を推定することは困難であり、ミラービットアーキテクチャの場合にはより一層困難になるであろう。   Multi-bit memory cells increase the information storage capacity, but at the same time increase the required accuracy of measurements used to distinguish the logical values associated with the state of the memory cells. In addition, the bit pattern (eg, 00, 01, 10 or 11) stored in the multi-bit memory cell also affects the amount of leakage current. Therefore, it is difficult to estimate an appropriate amount of precharge voltage, which will be even more difficult in the case of a mirror bit architecture.

メモリセルを読み出す方法、及び、これらの方法を使用するメモリアレイは種々の実施例に記載されている。一実施例において、電気的負荷がメモリアレイの第1のノード(又はビットライン)に加えられ、第1のノードはメモリセルに対応する。メモリアレイの第2のノード(又はビットライン)は、第1のノードと同じワードライン上の第2のノードであり、プリチャージされる。第2のノードは同じワードライン内の少なくとも一つの中間ノードによって第1のノードから隔てられる。   Methods for reading memory cells and memory arrays using these methods are described in various embodiments. In one embodiment, an electrical load is applied to the first node (or bit line) of the memory array, the first node corresponding to the memory cell. The second node (or bit line) of the memory array is a second node on the same word line as the first node and is precharged. The second node is separated from the first node by at least one intermediate node in the same word line.

別の一実施例では、メモリセルのグループは、行(次元X)と列(次元Y)を有する矩形状アレイに配置される。1行の範囲内で、メモリセルのソースとドレインが接続され、直線状のチェインを形成する。共通ワードラインが行内の各ゲートに接続される。別個の列ラインはこのチェインの隣接したメモリセル間にある各ノードに接続される。4列Y方向デコーダは検知動作のための列ラインを選択するため使用される。電圧源は検知動作中に4本の列ラインのうちの2本に供給される。一方の列ライン上の電流は読み出し又は検証のための測定を行うため検知される。   In another embodiment, the group of memory cells is arranged in a rectangular array having rows (dimension X) and columns (dimension Y). Within the range of one row, the source and drain of the memory cell are connected to form a linear chain. A common word line is connected to each gate in the row. A separate column line is connected to each node between adjacent memory cells in this chain. A four column Y-direction decoder is used to select a column line for the sensing operation. A voltage source is supplied to two of the four column lines during the sensing operation. The current on one column line is sensed to make a measurement for reading or verification.

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部分を形成する添付図面は本発明の実施例を例示し、詳細な説明と一体となって、本発明の原理を説明する役目を果たす。   The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the detailed description, serve to explain the principles of the invention.

本明細書で参照する図面は特に断らない限り縮尺が正しくないことが理解されるべきである。   It should be understood that the drawings referred to in this specification are not to scale unless otherwise noted.

以下の本発明の詳細な説明中、多数の具体的な詳細は本発明の十分な理解が得られるように記載されている。しかし、当業者によって認められるように、本発明は、これらの具体的な詳細を用いることなく実施され、又は、それらと等価な事項を用いて実施される。他の事例では、周知の方法、手続、コンポーネント、及び回路は、本発明の特徴を不必要に目立たなくなることがないよう詳細に記載されていない。   In the following detailed description of the present invention, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be appreciated by persons skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details or with equivalents thereof. In other instances, well known methods, procedures, components, and circuits have not been described in detail as not to unnecessarily obscure features of the present invention.

以下の詳細な説明の一部分は、コンピュータメモリ上で実行可能なデータビットに対する演算の手続、ステップ、論理ブロック、処理、及びその他のシンボリック表現という形で示されている。これらの説明及び表現は、データ処理技術の専門家が自分の業績の内容を他の当業者へ最も効率的に伝達するために使用する手段である。手続、コンピュータによって実行されるステップ、論理ブロック、プロセスなどは、本明細書では、一般に希望の結果を生ずる首尾一貫したステップ若しくは命令の系列であると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。一般には、これらの量は、コンピュータ内で記憶、転送、合成、比較、及び、その他の操作がなされ得る電磁気的信号の形式をとるが、そうすることは不可欠ではない。これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数字などのように呼ぶことは、主として慣用されているという理由から、時として好都合であるということがわかっている。   Some portions of the detailed descriptions that follow are presented in terms of procedures, steps, logic blocks, processes, and other symbolic representations of operations on data bits executable on computer memory. These descriptions and representations are the means used by data processing technology professionals to most effectively convey the content of their work to others skilled in the art. Procedures, computer-executed steps, logic blocks, processes, etc. are generally considered herein as a consistent sequence of steps or instructions that produce the desired result. These steps are those requiring physical manipulation of physical quantities. In general, these quantities take the form of electromagnetic signals that can be stored, transferred, combined, compared, and otherwise manipulated within a computer, but it is not essential to do so. It has proven convenient at times, principally for reasons of common practice, to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers, or the like.

しかし、これらの用語及び類似した用語のすべては、適切な物理量と関連付けられ、これらの量に付与された便宜的なラベルにすぎないことに注意すべきである。特に断らない限り、以下の説明から明らかであるように、本発明の全体を通して、「選択」、「検知」、「印加」、「プリチャージング」などの用語を利用する説明は、コンピュータシステムメモリ若しくはレジスタ、又は、その他の情報記憶、伝送若しくは表示装置内に物理(電子)量として表現されたデータを操作、変換するコンピュータシステム又は類似した電子計算装置の動作及びプロセスについての説明であることが認められる。   However, it should be noted that all of these terms and similar terms are associated with the appropriate physical quantities and are merely convenient labels attached to these quantities. Unless otherwise noted, throughout the present invention, as will be apparent from the following description, descriptions using terms such as “selection”, “detection”, “application”, “precharging”, etc. Or a description of the operation and process of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and converts data represented as physical (electronic) quantities in a register or other information storage, transmission or display device. Is recognized.

Y方向デコーディングのためのシステム及び方法
図1Aは、ゲート105、ソース115、及びドレイン110を有するマルチビットメモリセル100の概略図である。メモリセルは、左ビット125(XL)及び右ビット120(XR)を記憶する。メモリセルのビットの状態を検知する際に、ソース115は接地され、電圧源はドレイン110に印加され、一方、電圧がゲート105に印加される。
System and Method for Y Direction Decoding FIG. 1A is a schematic diagram of a multi-bit memory cell 100 having a gate 105, a source 115, and a drain 110. FIG. The memory cell stores a left bit 125 (X L ) and a right bit 120 (X R ). In detecting the bit state of the memory cell, the source 115 is grounded, the voltage source is applied to the drain 110, while the voltage is applied to the gate 105.

図1Bは、図1Aのマルチビットメモリセル100の論理状態”11”、”10”、”01”及び”11”のそれぞれと関連付けられたスレッショルド電圧分布150、155、160及び165の概略図である。X軸(VT)はスレッショルド電圧を表し、Y軸(N)は特定のスレッショルド電圧を有するメモリセルの個数を表す。マルチビットメモリセルにおいて、動作電圧レンジに当てはめられる区画の個数が増加すると、セルの論理状態を区別するために要求検知精度が高くなる。 FIG. 1B is a schematic diagram of threshold voltage distributions 150, 155, 160, and 165 associated with logic states “11”, “10”, “01”, and “11”, respectively, of multi-bit memory cell 100 of FIG. 1A. is there. The X axis (V T ) represents the threshold voltage, and the Y axis (N) represents the number of memory cells having a specific threshold voltage. In a multi-bit memory cell, as the number of partitions applied to the operating voltage range increases, the required detection accuracy increases to distinguish the logic state of the cell.

図2Aは16個のメモリセル(0−15)と17列の列ライン(CL00−CL16)を有するドレイン・ソース直列回路210を表す。直列回路内のメモリセルのゲートは共通ワードライン205に接続される。各メモリセルのドレインはその隣接したメモリセルの一方のメモリセルのソースに接続され、各メモリセルのソースはその隣接したメモリセルのもう一方のメモリセルのドレインに接続される。ドレイン・ソース直列回路は、行の先頭と最後に適切な負荷を与えるため使用され、記憶のためには利用されないダミーメモリセル(図示せず)を典型的に有するアレイ内のメモリセルの行の一部分である。列ラインCL00−CL16は、それぞれ隣接したメモリセルの間のドレイン・ソース間ノードに接続される。   FIG. 2A shows a drain-source series circuit 210 having 16 memory cells (0-15) and 17 column lines (CL00-CL16). The gates of the memory cells in the series circuit are connected to the common word line 205. The drain of each memory cell is connected to the source of one memory cell of its adjacent memory cell, and the source of each memory cell is connected to the drain of the other memory cell of its adjacent memory cell. A drain-source series circuit is used to provide an appropriate load at the beginning and end of the row, and for the rows of memory cells in the array that typically have dummy memory cells (not shown) that are not utilized for storage. It is a part. Column lines CL00 to CL16 are respectively connected to drain-source nodes between adjacent memory cells.

図2Bは、図2Aのドレイン・ソース直列回路210内のメモリセルの検知動作と関連した寄生容量及び抵抗の等価回路図である。本例において、メモリセル1は、そのソースが接地され、電圧VDがそのドレインに印加される。ドレイン・ソース直列回路内の隣接したメモリセルは、隣接したメモリセルの状態とメモリセル及びそれらの相互接続の物理的構造とに依存するRC回路網を与える。並列容量240及び直列抵抗245が図示されている。実際には、並列抵抗と直列容量の有限値も同様に存在する。検知されるメモリセルはまた抵抗235を有する。 2B is an equivalent circuit diagram of parasitic capacitance and resistance related to the sensing operation of the memory cell in the drain-source series circuit 210 of FIG. 2A. In this example, the memory cell 1 has its source grounded and the voltage V D applied to its drain. Adjacent memory cells in the drain-source series circuit provide an RC network that depends on the state of adjacent memory cells and the physical structure of the memory cells and their interconnections. A parallel capacitor 240 and a series resistor 245 are shown. In practice, there are finite values of parallel resistance and series capacitance as well. The sensed memory cell also has a resistor 235.

セル1の状態を判定するため、電流i2を検知することが必要である。これは典型的に電圧源VDによって供給される電流iiを検知することにより行われる。図2Bからわかるように、寄生抵抗及び容量は誤差電流i4及びi5を生じる。誤差電流は容量の充電と関連した過渡電流であり、又は、誤差電流は抵抗と関連した定常電流である。一般に、i4はi5よりも重要であり、接地されたソースSは、i5の電流パスよりも非常に小さいパス抵抗を有する。 To determine the state of the cell 1, it is necessary to detect the current i 2. This is typically done by sensing the current i i supplied by the voltage source V D. As can be seen from FIG. 2B, the parasitic resistance and capacitance cause error currents i 4 and i 5 . The error current is a transient current associated with the charging of the capacity, or the error current is a steady current associated with the resistance. In general, i 4 is more important than i 5 and the grounded source S has a much smaller path resistance than the current path of i 5 .

図3Aは本発明の一実施例によるメモリセル1に関する検知動作のための4列選択を説明する図である。メモリセル1に関する読み出し又は検証動作のいずれかのため、メモリセル1に隣接した2本の列ライン(CLS1,CLS2)と2本の補助的な列(CLS3,CLS4)が選択される。CLS1及びCLS2はメモリセル1の基本検知電流を供給するため使用され、CLS3及びCLS4は図2Bの誤差電流i4を減少させるため電圧源と共に使用される。 FIG. 3A is a diagram illustrating selection of four columns for a sensing operation related to the memory cell 1 according to an embodiment of the present invention. Two column lines (CLS 1 , CLS 2 ) adjacent to memory cell 1 and two auxiliary columns (CLS 3 , CLS 4 ) are selected for either a read or verify operation on memory cell 1. The CLS 1 and CLS 2 are used to supply the basic sensing current of memory cell 1, and CLS 3 and CLS 4 are used with a voltage source to reduce the error current i 4 in FIG. 2B.

図3Bは本発明の一実施例による読み出し動作のための4列選択及び電圧源カップリングを説明する図である。読み出し動作のため、図3AのCLS1は接地され、CLS2は電圧源V1に接続される。CLS3は電圧源V2に接続され、CLS4は浮遊状態のままにされる。電圧源V1は、好ましくは、1.2乃至1.4ボルトのレンジに収まる。電圧源V2は電圧源V1と同じ値を有し、同様に好ましくは、1.2乃至1.4ボルトのレンジに収まる。典型的に、電圧源V1は、電圧源V1からの電流の測定を可能にするセンスアンプが関連付けられる。 FIG. 3B is a diagram illustrating four column selection and voltage source coupling for a read operation according to an embodiment of the present invention. For the read operation, CLS 1 in FIG. 3A is grounded, and CLS 2 is connected to the voltage source V 1 . CLS 3 is connected to voltage source V 2 and CLS 4 is left floating. The voltage source V 1 is preferably in the range of 1.2 to 1.4 volts. The voltage source V 2 has the same value as the voltage source V 1 and likewise preferably falls within the range of 1.2 to 1.4 volts. Typically, voltage source V 1 is associated with a sense amplifier that allows measurement of current from voltage source V 1 .

本発明の一実施例において、電圧源V1及び電圧源V2は全く同一であり、電流センサが選択された列ラインCLS2に関連付けられる。かくして、2本の分路を有する単一の電圧源が使用され、電流センサが一方の分路に関連付けられる。 In one embodiment of the invention, voltage source V 1 and voltage source V 2 are identical and a current sensor is associated with the selected column line CLS 2 . Thus, a single voltage source having two shunts is used and a current sensor is associated with one shunt.

2はV1が印加される列ラインに隣接した列ラインに印加され、中間にメモリセル(2)が一つだけ存在するので、V2は、メモリセルのドレイン・ソース直列回路の残りの部分に関連した寄生素子をマスクすることが可能である。V1に加えたV2の印加は、寄生容量の急速充電を可能にさせ、したがって、読み出し動作を実行するための所要時間を短縮する。 V 2 is applied to the column line adjacent to the column line to which V 1 is applied, and since there is only one memory cell (2) in the middle, V 2 is the rest of the drain-source series circuit of the memory cell. It is possible to mask the parasitic elements associated with the part. The application of V 2 in addition to V 1 allows for rapid charging of the parasitic capacitance, thus reducing the time required to perform the read operation.

一般に、読み出し動作中に、4番目の選択列ラインCLS4は浮遊状態のままにされる。しかし、速度のさらなる改善は、CLS3に加えてCLS4をV2に接続することによって達成される。 In general, during the read operation, the fourth selected column line CLS 4 is left floating. However, further speed improvements are achieved by connecting CLS 4 to V 2 in addition to CLS 3 .

図3Cは本発明の一実施例による検証動作のための4列選択を説明する図である。検証動作のため、図3AのCLS1は接地され、CLS2は電圧源V1に接続される。CLS4は電圧源V2に接続され、CLS3は浮遊状態のままにされる。電圧源V1は、好ましくは、1.2乃至1.4ボルトのレンジに収まる。電圧源V2は電圧源V1と同じ電圧を有し、好ましくは、1.2乃至1.4ボルトのレンジに収まる。 FIG. 3C is a diagram illustrating selection of four columns for a verification operation according to an embodiment of the present invention. For the verification operation, CLS 1 in FIG. 3A is grounded, and CLS 2 is connected to voltage source V 1 . CLS 4 is connected to voltage source V 2 and CLS 3 is left floating. The voltage source V 1 is preferably in the range of 1.2 to 1.4 volts. Voltage source V 2 has the same voltage as voltage source V 1 and preferably falls within the range of 1.2 to 1.4 volts.

上記の読み出し動作に対して、検証動作の場合、V1及びV2は隣接した列ラインに印加されない。これは検証動作の場合には(速度よりも)精度の方が重要視されるからである。実際には、V1とV2の値の間には小さい差があり、小さい定常誤差電流を生成する。読み出し動作の場合には、過渡的な誤差電流が主な関心事であるため、このような電流は無視される。V2をCLS4に印加し、CLS3を浮遊状態のままにさせることにより、より大きい実効抵抗がV1とV2との間で得られ、これにより、V1とV2との間の差によって生成された誤差電流が削減される。 In contrast to the above read operation, in the verification operation, V 1 and V 2 are not applied to adjacent column lines. This is because accuracy is more important in the verification operation (rather than speed). In practice, there is a small difference between the values of V 1 and V 2 , producing a small steady-state error current. In the case of a read operation, such a current is ignored since transient error current is the main concern. By applying V 2 to CLS 4 and leaving CLS 3 floating, a greater effective resistance can be obtained between V 1 and V 2, and thus between V 1 and V 2 . The error current generated by the difference is reduced.

図4はメモリセルアレイのセクタレイアウト400の一例を表す図である。セクタ405は、コアメモリアレイを形成する入出力ブロックI/O0乃至I/O15と、基準ブロック415及び420と、冗長ブロック425とを含む。図示されるように、冗長ブロックはセクタの残りの部分から物理的に分離している。各入出力ブロック410は4個のサブ入出力430を含み、それぞれが16セルの幅を有する。各サブ入出力(w0,w1,w2,w3)は関連したワード番号(00,01,10,11)を有する。かくして、ワード長が16セルの場合に、各入出力ブロックは4ワード(すなわち64セル)の幅である。基準ブロック415及び420と冗長ブロック425は、それぞれが16セルの幅である。したがって、セクタ405の幅の基本単位は16セルであり、16セルのアドレス可能な幅を有する共通デコーダ構造が各ブロックをアドレス指定するため使用される。必要なデコーダの総数は67台であり、16個の入出力ブロックI/O0乃至I/O15のための64台のデコーダと、基準ブロック415及び420のための2台のデコーダと、冗長ブロック425のための1台のデコーダとを含む。セレクタ405は全体の幅が1072セルであり、その幅の約半分の高さ、たとえば、512セルの高さを有する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the sector layout 400 of the memory cell array. The sector 405 includes input / output blocks I / O 0 to I / O 15 that form a core memory array, reference blocks 415 and 420, and a redundant block 425. As shown, the redundant block is physically separated from the rest of the sector. Each input / output block 410 includes four sub input / outputs 430, each having a width of 16 cells. Each sub-input / output (w0, w1, w2, w3) has an associated word number (00, 01, 10, 11). Thus, if the word length is 16 cells, each input / output block is 4 words (ie, 64 cells) wide. The reference blocks 415 and 420 and the redundant block 425 are each 16 cells wide. Thus, the basic unit of the width of sector 405 is 16 cells, and a common decoder structure having an addressable width of 16 cells is used to address each block. The total number of decoders required is 67, 64 decoders for 16 input / output blocks I / O0 through I / O15, two decoders for reference blocks 415 and 420, and redundant block 425. And one decoder for. The selector 405 has an overall width of 1072 cells and has a height that is approximately half that width, for example, 512 cells.

図5Aは本発明の一実施例による4列Y方向デコーダの1列のためのソースセレクタを表す図である。トランジスタ切り替え式グラウンド501は入力BSG(n)によって制御される。BSG(n)がアサートされるとき、セレクタの出力YBL(n)は接地される。第1の電圧源502は入力BSD(n)によって制御される。BSD(n)がアサートされるとき、出力YBL(n)は第1の電圧源に接続される。第2の電圧源502は入力BSP(n)によって制御される。BSP(n)がアサートされるとき、出力YBL(n)は第2の電圧源に接続される。BSG(n)、BSD(n)及びBSP(n)がすべてロー状態であるとき、出力YBL(n)は浮遊状態のままにされる。   FIG. 5A is a diagram illustrating a source selector for one column of a four column Y-direction decoder according to one embodiment of the present invention. Transistor switched ground 501 is controlled by input BSG (n). When BSG (n) is asserted, the selector output YBL (n) is grounded. The first voltage source 502 is controlled by the input BSD (n). When BSD (n) is asserted, the output YBL (n) is connected to the first voltage source. The second voltage source 502 is controlled by the input BSP (n). When BSP (n) is asserted, the output YBL (n) is connected to the second voltage source. When BSG (n), BSD (n), and BSP (n) are all low, the output YBL (n) is left floating.

図5Bは本発明の一実施例による4列Y方向デコーダのメタルビットライン選択部を表す図である。YBL(0)、YBL(1)、YBL(2)及びYBL(3)は、図5Aに示されるようなソースセレクタYBL(n)の出力に接続され、2本の切り替え式メタルビットラインの区間に分かれる。8本のメタルビットラインMBL(0)乃至MBL(7)はセレクタCS(7:0)によって制御される。   FIG. 5B is a diagram illustrating a metal bit line selection unit of a 4-column Y-direction decoder according to an embodiment of the present invention. YBL (0), YBL (1), YBL (2) and YBL (3) are connected to the output of the source selector YBL (n) as shown in FIG. 5A and are connected between two switchable metal bit lines. Divided into The eight metal bit lines MBL (0) to MBL (7) are controlled by the selector CS (7: 0).

図5Cは本発明の一実施例による4列Y方向デコーダの拡散ビットライン選択部を表す図である。この部分は図5Bの出力の一方の半分に接続され、同様の部分がもう一方の半分に接続される。メタルビットラインMBL(0)乃至MBL(3)のそれぞれは、2本の切り替え式拡散ビットラインによって終端され、ドレイン・ソース直列回路505上のドレイン・ソース間ノードに接続される。入力SEL(0)乃至SEL(7)のそれぞれは拡散ビットライン(列ライン)520乃至527を制御する。図5A、5B及び5Cに表されたコンポーネントの組み合わせは、16メモリセルの幅であるサブ入出力から4列を選択するため使用される4列Y方向デコーダを実現する。   FIG. 5C is a diagram illustrating a diffusion bit line selection unit of a 4-column Y-direction decoder according to an embodiment of the present invention. This part is connected to one half of the output of FIG. 5B and a similar part is connected to the other half. Each of the metal bit lines MBL (0) to MBL (3) is terminated by two switchable diffusion bit lines and connected to a drain-source node on the drain-source series circuit 505. Each of the inputs SEL (0) to SEL (7) controls the diffusion bit lines (column lines) 520 to 527. The combination of components shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C implements a 4-column Y-direction decoder that is used to select 4 columns from the sub-input / output that is 16 memory cells wide.

図6は本発明の一実施例によるメモリセルのドレイン・ソース直列回路上で実効される4列検知動作のフローチャートである。ステップ605において、メモリセルに関連付けられた第1の列ラインが選択され、接地される。この列ラインは、一般にメモリセルのソースである。ステップ610において、第2の列ラインが選択され、第1の電圧源に接続される。第2の列ラインは、一般にメモリセルのドレインに接続される。ステップ615において、第3の列ラインが選択され、第2の電圧源に接続され、第3の列ラインは第2の列ラインに隣接することもあれば隣接しないこともある。ステップ620において、第4の列ラインが選択され、浮遊状態のままにされる。第4の列ラインは第2の列ラインに隣接しても隣接しなくてもよい。読み出し動作のため、好ましくは、第3の列ラインは第2の列ラインに隣接し、検証動作のため、好ましくは、第4の列ラインは第2の列ラインに隣接する。ステップ625において、第1の電圧源からの電流が検知される。   FIG. 6 is a flowchart of the four-row detection operation that is performed on the drain-source series circuit of the memory cell according to one embodiment of the present invention. In step 605, the first column line associated with the memory cell is selected and grounded. This column line is generally the source of the memory cell. In step 610, the second column line is selected and connected to the first voltage source. The second column line is generally connected to the drain of the memory cell. In step 615, a third column line is selected and connected to a second voltage source, and the third column line may or may not be adjacent to the second column line. In step 620, the fourth column line is selected and left floating. The fourth column line may or may not be adjacent to the second column line. For the read operation, preferably the third column line is adjacent to the second column line, and for the verification operation, preferably the fourth column line is adjacent to the second column line. In step 625, the current from the first voltage source is sensed.

メモリセルを読み出すプリチャージング法
図7は本発明の一実施例によるメモリアレイ700の一部分を表す図である。図7において、説明と例示を簡単にするため、単一のワードライン740と多数のビットライン730、731及び732が示されている。しかし、当然にメモリアレイは実際には異なる本数のワードライン及びビットラインを利用しても構わない。すなわち、メモリアレイ700は、実際上、さらに左右へ延び、また、水平方向及び垂直方向へも延びる(左、右、水平及び垂直は相対的な向きである)。さらに当然ながら、メモリアレイのある特定の素子だけが示され、すなわち、メモリアレイは、実際には、図示されていない素子を含む。たとえば、一実施例において、メモリアレイ700は仮想接地アーキテクチャを利用する。仮想接地アーキテクチャの場合、ビットラインは、読み出される(又はプログラムベリファイされる)メモリセルに応じて、ソース又はドレインのいずれかとしての役目を果たし得る。
Precharging Method for Reading Memory Cells FIG. 7 is a diagram illustrating a portion of a memory array 700 according to one embodiment of the present invention. In FIG. 7, a single word line 740 and a number of bit lines 730, 731 and 732 are shown for ease of explanation and illustration. However, of course, the memory array may actually use a different number of word lines and bit lines. That is, the memory array 700 actually extends further to the left and right, and also extends in the horizontal and vertical directions (left, right, horizontal and vertical are relative orientations). Further, it will be appreciated that only certain elements of the memory array are shown, i.e., the memory array actually includes elements not shown. For example, in one embodiment, memory array 700 utilizes a virtual ground architecture. For a virtual ground architecture, the bit line can serve as either a source or a drain depending on the memory cell being read (or program verified).

ワードライン740に接続可能であるのは電源(電圧源760)であり、一方、各ビットライン730乃至732に接続可能であるのは負荷である(カスコード750によって例示される)。ビットライン730乃至732は相互に実質的に平行であり、ワードライン740はビットラインと実質的に直交する。ワードライン740及びビットライン730乃至732は、それぞれ、多数のノード710、711及び712に重なる。これらのノードのそれぞれに対応しているのはメモリセル720、721及び722である。すなわち、本実施例では、メモリセル720はノード710に対応し、メモリセル721はノード711に対応し、メモリセル722はノード712に対応する。また、メモリセル723が例示され、別のノード(図示せず)に対応する。メモリセル720乃至723は、図8Aのメモリセル800のようなシングルビットメモリセルでもよく、図8Bのメモリセル850のようなミラービットメモリセルでもよい。   A power supply (voltage source 760) can be connected to the word line 740, while a load (exemplified by the cascode 750) can be connected to each of the bit lines 730 to 732. Bit lines 730-732 are substantially parallel to each other, and word line 740 is substantially orthogonal to the bit lines. The word line 740 and the bit lines 730 to 732 overlap a number of nodes 710, 711, and 712, respectively. Corresponding to each of these nodes are memory cells 720, 721, and 722. That is, in this embodiment, the memory cell 720 corresponds to the node 710, the memory cell 721 corresponds to the node 711, and the memory cell 722 corresponds to the node 712. Further, a memory cell 723 is illustrated and corresponds to another node (not shown). The memory cells 720 to 723 may be single bit memory cells such as the memory cell 800 of FIG. 8A or mirror bit memory cells such as the memory cell 850 of FIG. 8B.

図8Aは本発明の一実施例による典型的なメモリセル800を表す図である。本実施例では、メモリセル800は、ソース領域及びドレイン領域が形成された基板810を含む浮遊ゲートメモリセルである。典型的に、メモリセル800はまた第1の酸化膜820a、記憶素子830(たとえば、浮遊ゲート)、第2の酸化膜820b、及び、制御ゲート840を含む。本実施例では、記憶素子830はシングルビットを記憶するため使用される。メモリセル800のようなメモリセルは従来から知られている。   FIG. 8A is a diagram illustrating an exemplary memory cell 800 according to one embodiment of the invention. In this embodiment, the memory cell 800 is a floating gate memory cell including a substrate 810 on which a source region and a drain region are formed. Typically, the memory cell 800 also includes a first oxide film 820a, a storage element 830 (eg, a floating gate), a second oxide film 820b, and a control gate 840. In this embodiment, storage element 830 is used to store a single bit. Memory cells such as memory cell 800 are known in the art.

図8Bは本発明の一実施例による典型的なミラービットメモリセル850を表す図である。本実施例では、メモリセル850は、基板860、第1の酸化膜870a、記憶素子880(たとえば、浮遊ゲート)、第2の酸化膜870b、及び、制御ゲート890を含む。別個のソースと別個のドレインを備えた非対称型トランジスタに基づく図8Aのメモリセル800とは違って、メモリセル850は、類似した(選択可能な)ソース及びドレインを備えた対称型トランジスタに基づいている。同様に、ミラービットメモリセル850は、記憶素子880のいずれか一方側又は両側にビットが記憶可能であるように構成される。特に、一旦電子が記憶素子880の一方側に記憶されると、電子はそちら側に留まり続け、記憶素子のもう一方側へ移動しない。したがって、本実施例では、メモリセル一つ当たりに2ビットを記憶することができる。   FIG. 8B is a diagram illustrating an exemplary mirror bit memory cell 850 according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the memory cell 850 includes a substrate 860, a first oxide film 870a, a memory element 880 (eg, a floating gate), a second oxide film 870b, and a control gate 890. Unlike memory cell 800 of FIG. 8A, which is based on an asymmetric transistor with a separate source and a separate drain, memory cell 850 is based on a symmetric transistor with a similar (selectable) source and drain. Yes. Similarly, mirror bit memory cell 850 is configured such that bits can be stored on either or both sides of storage element 880. In particular, once electrons are stored on one side of the storage element 880, the electrons remain on that side and do not move to the other side of the storage element. Therefore, in this embodiment, 2 bits can be stored per memory cell.

図9Aは本発明によるプリチャージ法の一実施例を説明する図である。本実施例では、ドレインビットライン(たとえば、ビットライン730)から離れた少なくとも1本のビットラインであるビットライン(たとえば、ビットライン732)がプリチャージされる。すなわち、本発明の本実施例によれば、ドレインビットラインとプリチャージビットラインとの間に少なくとも1本の介在ビットライン(たとえば、ビットライン731)が存在する。プリチャージビットラインはドレインビットラインに対して一方向にあるように例示されているが、プリチャージビットラインはワードライン740に沿ってどちらの方向にあってもよい。   FIG. 9A is a diagram for explaining an embodiment of the precharge method according to the present invention. In this embodiment, a bit line (eg, bit line 732) that is at least one bit line away from the drain bit line (eg, bit line 730) is precharged. That is, according to this embodiment of the present invention, there is at least one intervening bit line (for example, bit line 731) between the drain bit line and the precharge bit line. Although the precharge bit line is illustrated as being in one direction relative to the drain bit line, the precharge bit line may be in either direction along the word line 740.

図9Aのプリチャージ法は、選択されたメモリセル(たとえば、メモリセル720)の読み出し又はプログラム検証のため以下に説明するように実施される。(本明細書中の説明を簡単にするため、読み出し動作とプログラム検証動作のどちらに対しても読み出しという用語が用いられる。)メモリセル720の読み出しのため、ビットライン728はソースビットラインとして働き、ビットライン730はドレインビットラインとして働く。少なくとも1本の介在ビットライン(又はノード)によってビットライン730(ノード710)から隔てられた電気的負荷(たとえば、カスコード)がプリチャージされる。一実施例において、プリチャージ電圧は約1.2乃至1.4ボルトのレンジに収まるが、他のプリチャージ電圧を使用してもよい。たとえば、1.5ボルトのプリチャージ電圧が考えられる。一般に、プリチャージ電圧は、できるだけ厳密にドレインノード(たとえば、ノード710)上の電気的負荷に整合させられる。プリチャージ電圧の量に影響を与える可能性があるその他の要因には、実施される検知法、及び、検知法がカスコード及びその他の周辺回路の設計に与える影響が含まれる。   The precharge method of FIG. 9A is implemented as described below for reading or program verification of a selected memory cell (eg, memory cell 720). (To simplify the description herein, the term read is used for both read and program verify operations.) For reading memory cell 720, bit line 728 serves as a source bit line. The bit line 730 serves as a drain bit line. An electrical load (eg, cascode) separated from bit line 730 (node 710) by at least one intervening bit line (or node) is precharged. In one embodiment, the precharge voltage is in the range of about 1.2 to 1.4 volts, although other precharge voltages may be used. For example, a precharge voltage of 1.5 volts can be considered. In general, the precharge voltage is matched to the electrical load on the drain node (eg, node 710) as closely as possible. Other factors that can affect the amount of precharge voltage include the sensing method implemented and the effect that the sensing method has on the design of the cascode and other peripheral circuits.

その他の実施例では、ビットライン730からさらに離れたビットラインがプリチャージされ得る。換言すると、ビットライン730から1本よりも多く(たとえば、2本以上)のビットライン又はノードによって隔てられたビットラインがビットライン732をプリチャージする代わりにプリチャージされる。勿論、プリチャージビットラインがドレインビットラインから離れる距離には限界がある。ドレインビットラインとプリチャージビットラインとの間の距離を選択するときに少なくとも二つの要因を考慮する必要がある。考慮すべき一つの要因は、プリチャージビットラインがドレインビットラインから遠くへ移動するのにともなって、プリチャージビットラインが選択されたノードに与える影響は小さくなることである。したがって、選択されたノードから非常に離れたビットラインをプリチャージすることはリーク電流に有意で十分な影響を与えない。考慮すべきもう一つの要因は、メモリアレイのアーキテクチャである。たとえば、ミラービットアーキテクチャでは、メモリセルは4個のグループで読み出される(デコードされる)。これはドレインビットラインとプリチャージビットラインとの間の距離に制限を与える可能性がある。これらの要因に基づいて、プリチャージビットラインとドレインビットラインとの間に最大で5本のビットライン(ノード)までの距離が考えられる。しかし、本発明の特徴は、その実施例のすべてにおいて、ドレインビットラインとプリチャージビットラインとの間の距離が5ビットライン(ノード)である場合に限定されることなく適用されることがわかる。   In other embodiments, bit lines further away from bit line 730 may be precharged. In other words, bit lines separated by more than one (eg, two or more) bit lines or nodes from bit line 730 are precharged instead of precharging bit line 732. Of course, the distance that the precharge bit line is separated from the drain bit line is limited. At least two factors need to be considered when selecting the distance between the drain bit line and the precharge bit line. One factor to consider is that as the precharge bit line moves away from the drain bit line, the effect of the precharge bit line on the selected node is reduced. Therefore, precharging a bit line very far from the selected node does not have a significant and sufficient effect on the leakage current. Another factor to consider is the memory array architecture. For example, in a mirror bit architecture, memory cells are read (decoded) in groups of four. This can limit the distance between the drain bit line and the precharge bit line. Based on these factors, a distance of up to five bit lines (nodes) can be considered between the precharge bit line and the drain bit line. However, it can be seen that the features of the present invention are applied in all of the embodiments without being limited to the case where the distance between the drain bit line and the precharge bit line is a 5-bit line (node). .

図9Bは本発明によるプリチャージ法の別の実施例を説明する図である。本実施例において、マルチビットライン(たとえば、ビットライン731及び732)又はノード(たとえば、ノード711及び712)がプリチャージされる。広義には、プリチャージビットラインのうちの少なくとも1本は中間にあるビットライン(ノード)によってドレインビットラインから隔てられることに注意すべきである。   FIG. 9B is a diagram for explaining another embodiment of the precharge method according to the present invention. In this embodiment, multi-bit lines (eg, bit lines 731 and 732) or nodes (eg, nodes 711 and 712) are precharged. In a broad sense, it should be noted that at least one of the precharge bit lines is separated from the drain bit line by an intermediate bit line (node).

他の実施例では、他のプリチャージ法が使用される。たとえば、3本以上のビットラインがプリチャージされる。また、連続していないビットラインがプリチャージされる場合もある。さらに、多数のビットラインがプリチャージされるとき、プリチャージビットラインのそれぞれは選択されたノードから1個以上の中間ノード又はビットラインによって隔てられる。その上、多数のプリチャージビットラインを用いて、選択されたノードの両側のビットラインがプリチャージされる。この場合にも、広義には、少なくとも1本のプリチャージビットラインは中間ノード(又はビットライン)によって選択されたノードから隔てられる。   In other embodiments, other precharge methods are used. For example, three or more bit lines are precharged. In addition, discontinuous bit lines may be precharged. Further, when multiple bit lines are precharged, each of the precharge bit lines is separated from the selected node by one or more intermediate nodes or bit lines. In addition, a number of precharge bit lines are used to precharge the bit lines on both sides of the selected node. Again, in a broad sense, at least one precharge bit line is separated from the node selected by the intermediate node (or bit line).

多数のビットラインがプリチャージされる一実施例では、同じプリチャージ電圧が各ビットラインに印加される。別のこのような実施例では、異なるプリチャージ電圧が1本以上のプリチャージビットラインに印加される。   In one embodiment where multiple bit lines are precharged, the same precharge voltage is applied to each bit line. In another such embodiment, different precharge voltages are applied to one or more precharge bit lines.

図10は本発明の一実施例によるメモリセルを読み出す(又はプログラム検証する)方法のフローチャート1000である。具体的なステップがフローチャート1000に記載されているが、このようなステップは典型例である。すなわち、本発明は、様々なその他のステップ、又は、フローチャート1000に記載されたステップの変形を実行するために適している。フローチャート1000のステップは提示された順番とは異なる順番に実行してもよく、フローチャート1000のステップは必ずしも図示された順序で実行しなくても構わないことが認められる。一般に、フローチャート1000のステップ1010及び1020は実質的に同時に実行されるが、それらは異なる時に実行してもよい。   FIG. 10 is a flowchart 1000 of a method for reading (or verifying a program) a memory cell according to one embodiment of the present invention. Although specific steps are described in flowchart 1000, such steps are exemplary. That is, the present invention is suitable for performing various other steps or variations of the steps described in flowchart 1000. It will be appreciated that the steps of flowchart 1000 may be performed in an order different from the presented order, and that the steps of flowchart 1000 may not necessarily be performed in the order shown. In general, steps 1010 and 1020 of flowchart 1000 are performed substantially simultaneously, but they may be performed at different times.

ステップ1010において、電気的負荷が読み出されるべき(又はプログラム検証されるべき)の選択されたメモリセルに対応した第1のノード又はビットライン(たとえば、ドレインビットライン)に印加される。この負荷はカスコードを使用して印加してもよい。ステップ1020において、プリチャージが第1のノード又はビットラインと同じワードライン上の少なくとも一つの別の(第2の)ノード又はビットラインに加えられる。第2のノード又はビットラインは、同じワードライン上の少なくとも一つの中間ノードによって、或いは、メモリアレイ内の少なくとも1本のビットラインによって第1のノード又はビットラインから隔てられる。上記のように、2本以上のビットライン(ノード)が各種のプリチャージ法を用いてプリチャージされ、プリチャージ電圧はプリチャージビットライン(ノード)のそれぞれに対して同一でもよく、別々でもよい。   In step 1010, an electrical load is applied to the first node or bit line (eg, drain bit line) corresponding to the selected memory cell to be read (or program verified). This load may be applied using a cascode. In step 1020, a precharge is applied to at least one other (second) node or bit line on the same word line as the first node or bit line. The second node or bit line is separated from the first node or bit line by at least one intermediate node on the same word line or by at least one bit line in the memory array. As described above, two or more bit lines (nodes) are precharged using various precharge methods, and the precharge voltage may be the same or different for each precharge bit line (node). .

少なくとも一つの中間にあるビットライン又はノードによって選択されたメモリセルから隔てられたビットライン又はノードをプリチャージすることにより、リーク電流の量が削減される。したがって、本発明の実施例は、メモリセル間のリーク電流を削減し、最小限に抑える可能性がある方法及びその装置を提供する。また、本発明の様々な実施例によって説明されたようなプリチャージ法を使用することにより、リーク電流を削減するためにプリチャージ電圧をドレインライン上の電圧と一致させることの重要性が低下する。すなわち、プリチャージ電圧はより大きい自由度で選択できる。さらなる効果は、選択されたメモリセルがプリチャージ電圧の変化によって受ける影響が少なくなることである。   By precharging a bit line or node separated from a memory cell selected by at least one intermediate bit line or node, the amount of leakage current is reduced. Accordingly, embodiments of the present invention provide a method and apparatus that may reduce and minimize leakage current between memory cells. Also, using a precharge method as described by the various embodiments of the present invention reduces the importance of matching the precharge voltage to the voltage on the drain line to reduce leakage current. . That is, the precharge voltage can be selected with a greater degree of freedom. A further effect is that the selected memory cell is less affected by changes in the precharge voltage.

本発明の具体的な実施例の上記の記載事項は例示と説明のため開示されている。それらの記載事項は、網羅的であること、或いは、本発明を開示された形式と同一のものに限定することを意図せず、当然に多数の変形及び変更が上記の教示を考慮して考えられる。実施例は本発明の原理及びその実際的なアプリケーションを最もよく説明するために選択され記載され、それによって、当業者が本発明、及び、考えられる特定の用途に適するように様々な変形がなされた種々の実施例を最もよく利用することを可能にさせる。本発明の範囲は特許請求の範囲に記載された請求項及びその均等物によって定められることが意図されている。   The foregoing descriptions of specific embodiments of the present invention have been disclosed for purposes of illustration and description. These descriptions are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the same form as disclosed, and naturally many variations and modifications are contemplated in view of the above teachings. It is done. The embodiments have been selected and described in order to best explain the principles of the invention and its practical application, whereby various modifications may be made by those skilled in the art to suit the invention and the particular application contemplated. The various embodiments are best utilized. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims recited in the claims and their equivalents.

本発明の一実施例によるマルチビットメモリセルの概略図である。1 is a schematic diagram of a multi-bit memory cell according to an embodiment of the present invention. 図1Aのマルチビットメモリセルの論理状態に関連付けられたスレッショルド電圧分布を表す図である。1B illustrates a threshold voltage distribution associated with the logic state of the multi-bit memory cell of FIG. 1A. FIG. 本発明の一実施例によるメモリセルのドレイン・ソース直列回路を列ラインと共に表す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a drain / source series circuit of a memory cell together with a column line according to an embodiment of the present invention. ドレイン・ソース直列回路内のメモリセルの検知動作に関連付けられた寄生容量及び抵抗の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of parasitic capacitance and resistance associated with the sensing operation of the memory cell in the drain / source series circuit. 本発明の一実施例による検知動作のための4列選択を説明する図である。It is a figure explaining 4 column selection for detection operation by one example of the present invention. 本発明の一実施例による読み出し動作のための4列選択を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating selection of four columns for a read operation according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による検証動作のための4列選択を説明する図である。It is a figure explaining 4 column selection for verification operation by one Example of the present invention. 本発明の一実施例による基準及び冗長ブロック動作を用いるメモリセルアレイのセクタレイアウトを表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a sector layout of a memory cell array using reference and redundant block operations according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による4列Y方向デコーダの1列のためのソースセレクタを表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a source selector for one column of a four column Y-direction decoder according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による4列Y方向デコーダのメタルビットライン選択部を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a metal bit line selection unit of a 4-column Y-direction decoder according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による4列Y方向デコーダの拡散ビットライン選択部を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a diffusion bit line selection unit of a 4-column Y-direction decoder according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による4列検知動作のフローチャートである。4 is a flowchart of a four-row detection operation according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるメモリアレイの一部分を表す図である。FIG. 3 illustrates a portion of a memory array according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による典型的なメモリセルを表す図である。FIG. 3 illustrates an exemplary memory cell according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による典型的なミラービットメモリセルを表す図である。FIG. 3 illustrates an exemplary mirror bit memory cell according to one embodiment of the present invention. 本発明によるプリチャージ法の一実施例を説明する図である。It is a figure explaining one Example of the precharge method by this invention. 本発明によるプリチャージ法の別の実施例を説明する図である。It is a figure explaining another Example of the precharge method by this invention. 本発明の一実施例によるメモリセルを読み出す方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method of reading a memory cell according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

ドレイン・ソース直列回路として構成された複数の不揮発性メモリセルに属する不揮発性メモリセルの状態の検知動作を実行する方法であって、
第1の列ラインを選択し、前記第1の列ラインを接地するステップ(605)と、
前記第1の列ラインに隣接する第2の列ラインを選択し、前記第2の列ラインを第1の電圧源に接続するステップ(610)と、
第3の列ラインを選択し、前記第3の列ラインを第2の電圧源に接続するステップ(615)と、
第4の列ラインを選択し、前記第4の列ラインを浮遊状態にするステップ(620)と、
前記第1の電圧源によって供給された電流を検知するステップ(625)と、
を有する方法。
A method for performing a state detecting operation of a nonvolatile memory cell belonging to a plurality of nonvolatile memory cells configured as a drain-source series circuit,
Selecting a first column line and grounding the first column line (605);
Selecting a second column line adjacent to the first column line and connecting the second column line to a first voltage source (610);
Selecting a third column line and connecting the third column line to a second voltage source (615);
Selecting a fourth column line and placing the fourth column line in a floating state (620);
Sensing (625) the current supplied by the first voltage source;
Having a method.
前記選択された第1の列ライン(CLS1)が前記選択された第2の列ライン(CLS2)に隣接し、
前記選択された第3の列ライン(CLS3)が前記選択された第2の列ライン(CLS2)に隣接し、前記選択された第4の列ライン(CLS4)にも隣接する、
請求項1記載の方法。
The selected first column line (CLS 1 ) is adjacent to the selected second column line (CLS 2 );
The selected third column line (CLS 3 ) is adjacent to the selected second column line (CLS 2 ), and is also adjacent to the selected fourth column line (CLS 4 );
The method of claim 1.
前記選択された第1の列ライン(CLS1)が前記選択された第2の列ライン(CLS2)に隣接し、
前記選択された第4の列ライン(CLS4)が前記選択された第2の列ライン(CLS2)に隣接し、前記選択された第3の列ライン(CLS3)にも隣接する、
請求項1記載の方法。
The selected first column line (CLS 1 ) is adjacent to the selected second column line (CLS 2 );
The selected fourth column line (CLS 4 ) is adjacent to the selected second column line (CLS 2 ), and is also adjacent to the selected third column line (CLS 3 );
The method of claim 1.
前記検知動作が読み出し動作である、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the sensing operation is a read operation. 前記検知動作がベリファイ動作である、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the detection operation is a verify operation. メモリアレイ(700)内のメモリセルに対応した第1のノード(710)に電気的負荷を印加するステップ(1010)と、
前記第1のノードと同じワードライン上にあり、前記同じワードライン内の少なくも一つの中間ノードによって前記第1のノードから隔てられた、前記メモリアレイ内の第2のノード(712)をプリチャージするステップ(1020)と、
を有するメモリセルを読み出す方法。
Applying an electrical load to a first node (710) corresponding to a memory cell in the memory array (700);
A second node (712) in the memory array is pre-determined on the same word line as the first node and separated from the first node by at least one intermediate node in the same word line. Charging (1020);
A method for reading a memory cell comprising:
前記第2のノードが前記第1のノードから2乃至5ノードの範囲に含まれる、請求項6記載の方法。   The method of claim 6, wherein the second node is in the range of 2 to 5 nodes from the first node. 前記プリチャージするステップが1.2乃至1.5ボルトのレンジに収まる電圧を前記第2のノードに印加するステップを含む、請求項6記載の方法。   The method of claim 6, wherein the precharging comprises applying to the second node a voltage that falls within a range of 1.2 to 1.5 volts. 前記メモリセルがミラービットアーキテクチャを利用し、2ビットのデータが前記メモリセルに記憶される、請求項6記載の方法。   The method of claim 6, wherein the memory cell utilizes a mirror bit architecture and two bits of data are stored in the memory cell. 前記メモリアレイ内の第3のノード(711)をプリチャージするステップをさらに有し、前記ワードライン上の2個以上のノードがプリチャージされる、請求項6記載の方法。   The method of claim 6, further comprising precharging a third node (711) in the memory array, wherein two or more nodes on the word line are precharged.
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