JP2007066406A - Semiconductor integrated circuit apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体メモリにおける消去動作技術に関し、特に、不揮発性半導体メモリにおけるメモリセルの過剰消去の防止に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to an erasing operation technique in a semiconductor memory, and more particularly to a technique effective when applied to prevention of excessive erasure of memory cells in a nonvolatile semiconductor memory.
フラッシュメモリなどに例示される不揮発性半導体メモリでは、メモリアレイが複数のバンクに分割された構成の、いわゆるマルチバンク構成となったものが広く知られている。 A nonvolatile semiconductor memory exemplified by a flash memory or the like is widely known to have a so-called multi-bank configuration in which a memory array is divided into a plurality of banks.
このマルチバンク構成の不揮発性半導体メモリは、すべてのバンクを同時に消去(マルチバンク消去)する場合、以下に示す消去動作がすべてのバンクに対して行われることになり、個々のバンクのベリファイがパスするまで、全バンクに対して消去動作が繰り返し実行されている。 In this non-volatile semiconductor memory having a multi-bank configuration, when all banks are simultaneously erased (multi-bank erase), the following erase operation is performed on all banks, and verification of each bank is passed. Until then, the erase operation is repeatedly executed for all banks.
まず、消去動作を起こす高電圧(消去バイアス)を所定の時間、メモリアレイの対象となるメモリに印加する。次に、消去ベリファイを行い、メモリセルの電気的状態が消去レベルのそれぞれに相当する所定の値に達していたら消去を終了する。 First, a high voltage (erase bias) that causes an erase operation is applied to a memory that is a target of the memory array for a predetermined time. Next, erase verify is performed. When the electrical state of the memory cell reaches a predetermined value corresponding to each of the erase levels, the erase ends.
メモリセルの電気的状態が所定の値に達していなかったら、再び消去バイアスを所定の時間印加する動作と消去ベリファイとを、メモリセルの電気的状態が所定の消去レベルに達するまで繰り返す。 If the electrical state of the memory cell has not reached the predetermined value, the operation of applying the erase bias again for a predetermined time and the erase verify are repeated until the electrical state of the memory cell reaches a predetermined erase level.
ところが、上記のような不揮発性半導体メモリにおけるマルチバンク消去動作では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。 However, the present inventors have found that the multi-bank erase operation in the nonvolatile semiconductor memory as described above has the following problems.
すなわち、バンク毎の電気的特性の違いなどから、消去時間の差が発生してしまう場合がある。消去動作が他のバンクに比べて早く終了、すなわち、消去ベリファイが他のバンクよりも早くパスしたバンクがあると、そのバンクは不要な消去バイアスが印加されることになり、いわゆる、過剰消去状態になってしまうという問題がある。 That is, there may be a difference in erase time due to a difference in electrical characteristics between banks. If an erase operation is completed earlier than other banks, that is, if there is a bank in which erase verify passes earlier than other banks, an unnecessary erase bias is applied to that bank, so-called over-erasure state There is a problem of becoming.
過剰消去状態になってしまうと、消去ベリファイ後のデプリート(過剰消去)チェックにおいて、過剰消去状態からの消去書き戻しに時間がかかってしまい、消去時間が長くなってしまうという問題がある。 If the over-erased state is entered, there is a problem that in the depletion (over-erased) check after the erase verify, it takes time to erase and write back from the over-erased state, and the erase time becomes long.
また、過剰消去によってメモリセルのしきい値電圧Vthのシフト量が大きくなってしまい、メモリセルのデプリート不良や、隣接するワード線のメモリセルにディスターブストレスがかかってしまい、データ化けなどが発生してしまう恐れがある。 In addition, the amount of shift of the threshold voltage Vth of the memory cell increases due to excessive erasure, depletion failure of the memory cell, disturb stress on the memory cell of the adjacent word line, and data corruption occurs. There is a risk that.
本発明の目的は、マルチバンク消去において、メモリセルの過剰消去を防止し、メモリセルの劣化、およびディスターブを大幅に低減することのできる技術を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a technique capable of preventing excessive erasure of memory cells and greatly reducing deterioration and disturbance of memory cells in multi-bank erasure.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明は、複数の不揮発性メモリセルを任意に分割した2以上のバンクから構成されたメモリアレイ部と、読み出し/書き込み/消去動作の制御を行う制御部とを有した半導体集積回路装置であって、すべてのバンクの消去動作が行われるマルチバンク消去の際に、消去電圧の印加をバンク毎に個別に制御するバンク選択制御手段を備えたものである。 The present invention is a semiconductor integrated circuit device having a memory array section composed of two or more banks obtained by arbitrarily dividing a plurality of nonvolatile memory cells, and a control section for controlling read / write / erase operations. Thus, the bank selection control means for individually controlling the application of the erase voltage for each bank at the time of multi-bank erase in which all banks are erased is provided.
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。 Moreover, the outline | summary of the other invention of this application is shown briefly.
本発明の半導体集積回路装置は、前記バンク選択制御手段が、すべてのバンクの消去動作が行われるマルチバンク消去の際に、複数のバンクのうち、消去が終了したバンクのワード線を非選択状態とするものである。 In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, when the bank selection control means performs multi-bank erasing in which all banks are erased, the word line of the bank in which erasing has been completed among the plurality of banks is not selected. It is what.
また、本発明の半導体集積回路装置は、前記バンク選択制御手段が、制御信号に基づいて、バンク内の複数のメモリセルが任意に分割されたブロックのワード線を選択するサブデコーダ部と、ロウアドレス信号をデコードし、サブデコーダ部に対して制御信号を出力するメインデコーダ部と、すべてのバンクの消去動作が行われるマルチバンク消去の際に、サブデコーダ制御信号に基づいて、複数のバンクのうち、消去が終了したバンクに対応するメインデコーダ部に消去終了信号を出力するバンク選択制御部とよりなり、メインデコーダ部は、バンク選択制御部から出力された消去終了信号を受けた際に、メインデコーダ部に対応するバンクのワード線を非選択状態とするものである。 In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the bank selection control unit selects a word line of a block in which a plurality of memory cells in the bank are arbitrarily divided based on a control signal, and a row decoder A main decoder unit that decodes an address signal and outputs a control signal to the sub-decoder unit, and a multi-bank erasing operation in which all banks are erased, a plurality of banks are controlled based on the sub-decoder control signal. Among them, it consists of a bank selection control unit that outputs an erase end signal to the main decoder unit corresponding to the bank that has been erased, and the main decoder unit receives the erase end signal output from the bank selection control unit, The word line of the bank corresponding to the main decoder portion is brought into a non-selected state.
さらに、本発明の半導体集積回路装置は、前記バンク選択制御部に入力されるサブデコーダ制御信号を制御部が生成し、該制御部は、バンクの不揮発性メモリセルが消去ベリファイをパスする毎に、消去ベリファイをパスしたバンクを対応付けしたサブデコーダ制御信号出力するものである。 Furthermore, in the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the control unit generates a sub-decoder control signal input to the bank selection control unit, and the control unit performs the erase verification every time the nonvolatile memory cell of the bank passes. The subdecoder control signal is output in association with the bank that has passed the erase verify.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
(1)消去時間を大幅に短縮することができるので、半導体集積回路装置の性能を向上させることができる。 (1) Since the erase time can be significantly shortened, the performance of the semiconductor integrated circuit device can be improved.
(2)また、過剰消去による不揮発性メモリセルのデプリート不良、およびメモリセルへのディスターブストレスを防止することができ、半導体集積回路装置の信頼性を向上させることができる。 (2) Further, it is possible to prevent depletion failure of the nonvolatile memory cell due to over-erasing and disturb stress to the memory cell, and to improve the reliability of the semiconductor integrated circuit device.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
図1は、本発明の一実施の形態による不揮発性半導体メモリのブロック図、図2は、図1の不揮発性半導体メモリに設けられたメモリ回路におけるXデコーダ部の構成を示すブロック図、図3は、図2のXデコーダ部に設けられたサブデコーダ回路におけるサブデコーダとメモリアレイとの構成例を示す説明図、図4は、図3のサブデコーダにおける消去動作の消去バイアス時とワード線非選択時との電圧関係を示す説明図、図5は、図3のサブデコーダにおける消去動作の消去ベリファイ時とワード線非選択時との電圧関係を示す説明図、図6は、図1の不揮発性半導体メモリにおける消去動作時のタイミングチャートである。 FIG. 1 is a block diagram of a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an X decoder unit in a memory circuit provided in the nonvolatile semiconductor memory of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration example of a sub-decoder and a memory array in the sub-decoder circuit provided in the X decoder section of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the voltage relationship with the selection, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the voltage relationship between the erase verify of the erase operation and the word line non-selection in the sub-decoder of FIG. 3, and FIG. 3 is a timing chart at the time of erasing operation in the conductive semiconductor memory.
本実施の形態において、フラッシュメモリに例示される不揮発性半導体メモリ(半導体集積回路装置)1は、図1に示すように、制御信号バッファ2、コントローラ(制御部)3、マルチプレクサ4、データ入力バッファ5、ページアドレスバッファ6、入力データコントローラ7、カラムアドレスカウンタ8、データ出力バッファ9、およびメモリ回路10〜13から構成されている。
In this embodiment, a nonvolatile semiconductor memory (semiconductor integrated circuit device) 1 exemplified as a flash memory includes a
また、メモリ回路10〜13は、Xデコーダ部14、Yデコーダ15、Yゲート16、データレジスタ17、およびメモリアレイ(メモリアレイ部)18から構成されている。
The
メモリアレイ18は、記憶の最小単位である不揮発性メモリセルが規則正しくアレイ状に並べられており、4つのバンクBank0〜Bank3に分割された4バンク構成からなる。各々のメモリアレイ18は、Xデコーダ部14の高速化を図るために、複数のブロックに分割されている。
The
マルチプレクサ4には、各データ入出力端子I/Oを通じてデータが入出力される。このマルチプレクサ4で入力または出力が切り替えられる。データ入力バッファ5は、マルチプレクサ4を介した入力データを一時的に格納し、入力データコントローラ7に出力する。
Data is input to and output from the
制御信号バッファ2には、各入力端子を介して、チップイネーブル/CE,リードイネーブル/RE、ライトイネーブル/WE、ライトプロテクト/WP、コマンドラッチイネーブルCLE、アドレスラッチイネーブルALE、パワーオンオートリードイネーブルPRE、リセット/RESなどの各制御信号が入力され、該制御信号バッファ2に一時的に格納され、コントローラ3に出力される。
The
また、コントローラ3から直接、制御信号出力端子R/B(レディ/ビジー)を通じて制御信号が出力される。なお、これらの各制御信号において、/CE,/RE,/WE、/WP,/RES,/Bは、図においてスラッシュ(/)を付している通り反転信号である。 A control signal is output directly from the controller 3 through a control signal output terminal R / B (ready / busy). In these control signals, / CE, / RE, / WE, / WP, / RES, / B are inverted signals as indicated by a slash (/) in the figure.
ページアドレスバッファ6には、マルチプレクサ4、コントローラ3からの制御信号が入力され、ページアドレスの制御信号がメモリ回路10〜13のXデコーダ部14にそれぞれ出力される。
Control signals from the
入力データコントローラ7には、データ入力バッファ5からのデータと、コントローラ3からの制御信号がそれぞれ入力され、入力データの制御信号がメモリ回路10〜13のYゲート15にそれぞれ出力される。
Data from the
カラムアドレスカウンタ8には、コントローラ3から制御信号が入力され、カラムアドレスがメモリ回路10〜13のYデコーダ15にそれぞれ出力される。コントローラ3には、マルチプレクサ4、および制御信号バッファ2から制御信号がそれぞれ入力され、各制御信号が、マルチプレクサ4、データ入力バッファ5、ページアドレスバッファ6、入力データコントローラ7、カラムアドレスカウンタ8、制御信号バッファ2、およびデータ出力バッファ9などに出力される。
A control signal is input from the controller 3 to the
メモリ回路10〜13において、メモリアレイ18には、1メモリセルに1ビットのデータを格納する不揮発性メモリセルが、ワード線とビット線との交点にアレイ状に配置されている。このメモリアレイ18内の各メモリセルは、Xデコーダ部14、Yデコーダ15、Yゲート16により任意に選択される。
In the
選択されたメモリセルに対するデータの読み出し、データの書き込み、データの消去が行われる。これらの読み出し、書き込み、消去のデータは、データレジスタ17に一時的に格納され、また読み出しデータはデータ出力バッファ9に一時的に格納されて出力される。
Data reading, data writing, and data erasing are performed on the selected memory cell. These read, write, and erase data are temporarily stored in the
図2は、メモリ回路10〜13にそれぞれ設けられているXデコーダ部14の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
Xデコーダ部14は、図示するように、バンク選択部(バンク選択制御手段、バンク選択制御部)19、メインデコーダ回路(バンク選択制御手段)20、ならびにサブデコーダ回路(バンク選択制御手段)21から構成されている。
As shown in the figure, the
バンク選択部19は、後述するサブデコーダ制御信号Csub、およびバンク選択信号SLbに基づいて、消去ベリファイをパスしたメモリアレイ18を非選択状態とし、該メモリアレイ18の過剰消去を防止する。
Based on a sub-decoder control signal Csub and a bank selection signal SLb, which will be described later, the
メインデコーダ回路20は、ページアドレスバッファ6から出力されたコントローラ3からの制御信号に基づいて、各々のメモリアレイ18(バンクBank0〜Bank3)に設けられた複数のブロックのうち、任意のブロックを選択する。
Based on the control signal from the controller 3 output from the
メインデコーダ回路20の後段に接続されたサブデコーダ回路21は、該メインデコーダ回路20によって選択されたブロック内の特定のワード線を選択する。
The
メインデコーダ回路20には、電圧V1〜V4、ベリファイパス信号(消去終了信号)VP、ならびにクロック制御信号CLKなどがそれぞれ入力される。メインデコーダ回路20は、ベリファイパス信号VP、およびクロック制御信号CLKなどに基づいて、サブデコーダ回路21に設けられたサブデコーダSD(図3)の制御を行うサブデコーダ出力制御信号SGJを出力する。
The
電圧V1は、ベリファイ電圧となる電圧V4(たとえば、1.2V程度)をサブデコーダ回路21のサブデコーダSD(図3)から出力し、選択ワード線に印加する際の選択信号として用いられる。
The voltage V1 is used as a selection signal when a voltage V4 (for example, about 1.2 V) as a verify voltage is output from the subdecoder SD (FIG. 3) of the
電圧V3は、消去電圧となる電圧V3(たとえば、約−18V程度)をサブデコーダ回路21のサブデコーダSD(図3)から出力する際の選択信号として用いられる。
The voltage V3 is used as a selection signal when outputting the voltage V3 (for example, about −18V) as an erase voltage from the sub-decoder SD (FIG. 3) of the
また、電圧V2は、非選択のワード線に印加する電圧であり、たとえば、基準電位VSSなどである。クロック制御信号CLKは、メインデコーダ回路20から出力されるサブデコーダ出力制御信号SGJの出力タイミングを制御する信号である。
The voltage V2 is a voltage applied to the non-selected word line and is, for example, the reference potential VSS. The clock control signal CLK is a signal that controls the output timing of the sub-decoder output control signal SGJ output from the
バンク選択部19は、インバータIv1〜Iv3、および否定論理和回路NOR1,NOR2から構成されている。否定論理和回路NOR1の一方の入力部には、コントローラ3から出力されるサブデコーダ制御信号Csubが入力されるように接続されている。
The
このサブデコーダ制御信号Csubは、サブデコーダ回路21のON(動作)/OFF(非動作)を制御する信号であり、たとえば、サブデコーダ制御信号CsubがHiレベルとなると、サブデコーダ回路21がONとなり、サブデコーダ制御信号CsubがLoレベルになると、サブデコーダ回路21がOFFとなる。
The sub-decoder control signal Csub is a signal for controlling ON (operation) / OFF (non-operation) of the
インバータIv1の入力部には、コントローラ3から出力されるバンク選択信号SLbが入力されるように接続されている。バンク選択信号SLbは、バンクBank0〜バンクBank3のうち、任意のバンクを選択する選択信号である。 The bank selection signal SLb output from the controller 3 is connected to the input part of the inverter Iv1. The bank selection signal SLb is a selection signal for selecting an arbitrary bank among the banks Bank0 to Bank3.
インバータIv1の出力部には、否定論理和回路NOR1の他方の入力部が接続されている。この否定論理和回路NOR1の出力部には、インバータIv2の入力部が接続されている。 The other input part of the NOR circuit NOR1 is connected to the output part of the inverter Iv1. The input part of the inverter Iv2 is connected to the output part of the NOR circuit NOR1.
インバータIv3の入力部には、コントローラ3から出力されるメインデコーダ活性化信号MDCが入力されるように接続されている。メインデコーダ活性化信号MDCは、メインデコーダ回路20の活性(ON)/非活性(OFF)を制御する信号である。
A main decoder activation signal MDC output from the controller 3 is connected to an input portion of the inverter Iv3. The main decoder activation signal MDC is a signal that controls activation (ON) / inactivation (OFF) of the
否定論理和回路NOR2の一方の入力部には、インバータIv2の出力部が接続されており、該否定論理和回路NOR2の他方の入力部には、インバータIv3の出力部が接続されている。そして、否定論理和回路NOR2の出力部から出力された信号がベリファイパス信号VPとなり、メインデコーダ回路20に入力されるように接続されている。
The output part of the inverter Iv2 is connected to one input part of the NOR circuit NOR2, and the output part of the inverter Iv3 is connected to the other input part of the NOR circuit NOR2. The signal output from the output part of the NOR circuit NOR2 becomes a verify pass signal VP and is connected to be input to the
ベリファイパス信号VPは、消去ベリファイをパスしたバンクに対して出力され、たとえば、Hiレベルの信号が出力される。 The verify pass signal VP is output to the bank that has passed the erase verify, for example, a Hi level signal is output.
図3は、サブデコーダ回路21に設けられたサブデコーダSDとメモリアレイ18との対応を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the correspondence between the sub-decoder SD provided in the
図に示すように、サブデコーダSDはインバータからなり、メモリアレイ18に設けられたワード線毎にそれぞれ接続されている。サブデコーダSDの入力部には、メインデコーダ回路20から出力されたサブデコーダ出力制御信号SGJがそれぞれ入力されるように接続されており、サブデコーダSDの出力部には、メモリアレイ18に設けられたワード線が接続されている。
As shown in the figure, the sub-decoder SD is composed of an inverter, and is connected to each word line provided in the
図4は、サブデコーダSDにおける消去動作の消去バイアス時とワード線非選択時との電圧関係を示す説明図であり、図5は、サブデコーダSDにおける消去動作の消去ベリファイ時とワード線非選択時との電圧関係を示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the voltage relationship between the erase bias of the erase operation in the sub-decoder SD and the word line non-selection, and FIG. 5 is the word line non-selection in the erase verify of the erase operation in the sub-decoder SD. It is explanatory drawing which shows the voltage relationship with time.
図4に示すように、ワード線に消去電圧(電圧V3)を印加する際には、サブデコーダ出力制御信号SGJとして電圧V2を出力する。これにより、インバータを構成するNチャネルMOSトランジスタを介してワード線に消去電圧(電圧V3)が印加される。 As shown in FIG. 4, when the erase voltage (voltage V3) is applied to the word line, the voltage V2 is output as the sub-decoder output control signal SGJ. As a result, the erase voltage (voltage V3) is applied to the word line via the N-channel MOS transistor constituting the inverter.
ワード線を非選択とする場合には、サブデコーダ出力制御信号SGJとして電圧V3を出力し、インバータを構成するPチャネルMOSトランジスタを介してワード線に電圧V2を印加する。 When the word line is not selected, the voltage V3 is output as the sub-decoder output control signal SGJ, and the voltage V2 is applied to the word line via the P channel MOS transistor constituting the inverter.
また、図5に示すように、ワード線にベリファイ電圧(電圧V4)を印加する際には、サブデコーダ出力制御信号SGJとして電圧V1を出力する。これにより、インバータを構成するNチャネルMOSトランジスタを介してワード線にベリファイ電圧(電圧V4)が印加される。 As shown in FIG. 5, when a verify voltage (voltage V4) is applied to the word line, the voltage V1 is output as the sub-decoder output control signal SGJ. As a result, the verify voltage (voltage V4) is applied to the word line via the N-channel MOS transistor constituting the inverter.
ワード線を非選択とする場合には、図4と同様に、サブデコーダ出力制御信号SGJとして電圧V3を出力し、インバータを構成するPチャネルMOSトランジスタを介してワード線に電圧V2を印加する。 When the word line is not selected, the voltage V3 is output as the sub-decoder output control signal SGJ as in FIG. 4, and the voltage V2 is applied to the word line via the P-channel MOS transistor constituting the inverter.
次に、本実施の形態におけるバンク選択部19の作用について説明する。
Next, the operation of the
図6は、不揮発性半導体メモリ1における消去動作時のタイミングチャートである。図6においては、上方から下方にかけて、バンク選択部19に入力されるメインデコーダ活性信号MDC、バンク選択部19に入力されるバンク選択信号SLb、メインデコーダ回路20に入力されるクロック制御信号CLK、バンク選択部19に入力されるサブデコーダ制御信号Csub、メインデコーダ回路20から出力されるサブデコーダ出力制御信号SGJ、およびサブデコーダSDから出力されるワード線電圧の信号タイミングをそれぞれ示している。
FIG. 6 is a timing chart at the time of erasing operation in the
まず、マルチバンク消去が開始されると、バンク選択部19には、Hiレベルのメインデコーダ活性信号MDC、選択信号SLb、ならびにLoレベルのサブデコーダ制御信号Csubがそれぞれ入力される。
First, when multi-bank erasing is started, a high-level main decoder activation signal MDC, a selection signal SLb, and a Lo-level sub-decoder control signal Csub are input to the
よって、否定論理和回路NOR2の一方の入力部には、インバータIv2に反転されたHi信号が出力され、該否定論理和回路NOR2の他方の入力部には、インバータIv3に反転されたLo信号が出力されるので、否定論理和回路NOR2からは、メインデコーダ回路20に対してHiレベルのベリファイパス信号VPが出力される。
Therefore, the Hi signal inverted to the inverter Iv2 is output to one input part of the NOR circuit NOR2, and the Lo signal inverted to the inverter Iv3 is output to the other input part of the NOR circuit NOR2. Therefore, a high-level verify pass signal VP is output to the
これを受けて、メインデコーダ回路20からは、クロック制御信号CLKに同期した電圧V2のサブデコーダ出力制御信号SGJがサブデコーダ回路21に出力される。電圧V2のサブデコーダ出力制御信号SGJが入力されたサブデコーダSDは、電圧V3の消去電圧(消去バイアス)を選択ワード線に印加する。
In response to this, the
続いて、消去ベリファイを行うために、メインデコーダ回路20からは、クロック制御信号CLKに同期して電圧V1のサブデコーダ出力制御信号SGJがサブデコーダSDに対して出力される。
Subsequently, in order to perform erase verify, the
電圧V1のサブデコーダ出力制御信号SGJが入力されると、サブデコーダSDは、電圧V4のベリファイ電圧を選択ワード線に印加し、不揮発性メモリセルのしきい値電圧が判定レベル以下になっているか否かの判定(消去ベリファイ)を行う。 When the sub-decoder output control signal SGJ having the voltage V1 is input, the sub-decoder SD applies the verify voltage having the voltage V4 to the selected word line, and whether the threshold voltage of the nonvolatile memory cell is lower than the determination level. Judgment of whether or not (erase verification) is performed.
そして、消去ベリファイがパスしていなければ(判定がNG)、再び、消去電圧の印加(消去バイアス)と消去ベリファイとを繰り返す。これらの動作は、メモリアレイ18のすべてのブロックが消去ベリファイをパスするまで行われる。
If the erase verify does not pass (determination is NG), the erase voltage application (erase bias) and erase verify are repeated again. These operations are performed until all the blocks in the
ここで、4つのメモリアレイ18のうち、たとえば、バンクBank0のメモリアレイ18が、消去ベリファイをパスすると、コントローラ3は、メモリ回路10のバンク選択部19に出力するサブデコーダ制御信号CsubをLoレベルからHiレベル(図6、太線で示す)に遷移させる。
Here, of the four
これにより、メモリ回路10(図1)のバンク選択部19において、否定論理和回路NOR1からはLo信号が出力されることになり、否定論理和回路NOR2から出力されるベリファイパス信号VPがHi信号からLo信号に遷移して出力される。
Thereby, in the
これを受けて、メモリ回路10(図1)のメインデコーダ回路20は、電圧V3のサブデコーダ出力制御信号SGJ(図6、太線で示す)をサブデコーダ回路21に対して出力する。これにより、サブデコーダ回路21のサブデコーダSDに接続されているワード線は、基準電位VSSである電圧V2(図6、太線で示す)となり、バンクBank0のワード線が全非選択状態となる。
In response to this, the
このとき、消去ベリファイをパスしていないメモリ回路11〜13のバンク選択部19に対しては、Loレベルのままのサブデコーダ制御信号Csubがそれぞれ入力さているので、ベリファイパス信号VPも遷移せずにHiレベルのままとなる。
At this time, since the sub-decoder control signal Csub at the Lo level is input to the
よって、メモリ回路11〜13のメインデコーダ20からは、電圧V2のサブデコーダ出力制御信号SGJがそれぞれ出力されることになり、消去ベリファイをパスしていないバンクBank1〜Bank3のメモリアレイ18には、消去電圧の印加(消去バイアス)が行われ、続いて消去ベリファイが実行される。
Therefore, the
その後、たとえば、バンクBank1のメモリアレイ18が、消去ベリファイをパスした場合には、該バンクBank1のワード線をバンクBank0の場合と同様に全非選択状態とし、消去ベリファイをパスしていないバンクBank2,Bank3は、再び消去電圧の印加(消去バイアス)と消去ベリファイとを実行する。
Thereafter, for example, when the
そして、バンクBank0〜Bank3のすべてのメモリアレイ18が消去ベリファイをパスすると、マルチバンク消去が終了となる。
Then, when all the
このように、消去動作において、バンクBank0〜Bank3のうち、消去ベリファイをパスしたメモリアレイ18のワード線を全非選択状態とすることができるので、不揮発性メモリセルの過剰消去を防止することができる。
As described above, in the erasing operation, all the word lines of the
それにより、本実施の形態によれば、消去ベリファイ後のデプリートチェックにおける消去書き戻し回数が減少するので、消去時間を大幅に短縮することができる。 Thereby, according to the present embodiment, the number of erase write backs in the depletion check after the erase verify is reduced, so that the erase time can be greatly shortened.
また、過剰消去による不揮発性メモリセルのデプリート不良、およびメモリセルへのディスターブストレスを防止することができる。 Further, it is possible to prevent depletion failure of the nonvolatile memory cell due to over-erasing and disturb stress to the memory cell.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明は、不揮発性メモリセルを有した半導体メモリにおけるマルチバンク消去技術に適している。 The present invention is suitable for a multi-bank erasing technique in a semiconductor memory having nonvolatile memory cells.
1 不揮発性半導体メモリ(半導体集積回路装置)
2 制御信号バッファ
3 コントローラ(制御部)
4 マルチプレクサ
5 データ入力バッファ
6 ページアドレスバッファ
7 入力データコントローラ
8 カラムアドレスカウンタ
9 データ出力バッファ
10〜13 メモリ回路
14 Xデコーダ部
15 Yデコーダ
16 Yゲート
17 データレジスタ
18 メモリアレイ(メモリアレイ部)
19 バンク選択部(バンク選択制御手段、バンク選択制御部)
20 メインデコーダ回路(バンク選択制御手段)
21 サブデコーダ回路(バンク選択制御手段)
SD サブデコーダ
Iv1〜Iv3 インバータ
NOR1,NOR2 否定論理和回路
1 Nonvolatile semiconductor memory (semiconductor integrated circuit device)
2 Control signal buffer 3 Controller (control unit)
4
19 Bank selection section (bank selection control means, bank selection control section)
20 Main decoder circuit (bank selection control means)
21 Sub-decoder circuit (bank selection control means)
SD subdecoder Iv1 to Iv3 inverter NOR1, NOR2 NOR circuit
Claims (4)
すべての前記バンクの消去動作が行われるマルチバンク消去の際に、消去電圧の印加を前記バンク毎に個別に制御するバンク選択制御手段を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。 A semiconductor integrated circuit device having a memory array unit composed of two or more banks arbitrarily dividing a plurality of nonvolatile memory cells, and a control unit for controlling read / write / erase operations,
A semiconductor integrated circuit device comprising bank selection control means for individually controlling the application of an erase voltage for each bank during multi-bank erase in which all banks are erased.
前記バンク選択制御手段は、
すべての前記バンクの消去動作が行われるマルチバンク消去の際に、複数の前記バンクのうち、消去が終了したバンクのワード線を非選択状態とすることを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
The bank selection control means includes
A semiconductor integrated circuit device, wherein a word line of a bank in which erasure is completed among a plurality of the banks is deselected during multi-bank erasure in which all banks are erased.
前記バンク選択制御手段は、
制御信号に基づいて、前記バンク内の複数のメモリセルが任意に分割されたブロックのワード線を選択するサブデコーダ部と、
ロウアドレス信号をデコードし、前記サブデコーダ部に対して制御信号を出力するメインデコーダ部と、
すべての前記バンクの消去動作が行われるマルチバンク消去の際に、サブデコーダ制御信号に基づいて、複数の前記バンクのうち、消去が終了したバンクに対応する前記メインデコーダ部に消去終了信号を出力するバンク選択制御部とよりなり、
前記メインデコーダ部は、前記バンク選択制御部から出力された消去終了信号を受けた際に、前記メインデコーダ部に対応するバンクのワード線を非選択状態とすることを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
The bank selection control means includes
A sub-decoder unit that selects a word line of a block in which a plurality of memory cells in the bank are arbitrarily divided based on a control signal;
A main decoder for decoding a row address signal and outputting a control signal to the sub-decoder;
In multi-bank erasure in which all the banks are erased, an erasure end signal is output to the main decoder corresponding to the bank that has been erased, out of the plurality of banks, based on a sub-decoder control signal And a bank selection control unit to
The main decoder unit, when receiving an erase end signal output from the bank selection control unit, deselects a word line of a bank corresponding to the main decoder unit. .
前記バンク選択制御部に入力されるサブデコーダ制御信号は、
前記制御部が生成し、
前記制御部は、
前記バンクの不揮発性メモリセルが消去ベリファイをパスする毎に、消去ベリファイをパスした前記バンクを対応付けしたサブデコーダ制御信号を出力することを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 3.
The sub-decoder control signal input to the bank selection control unit is
The control unit generates,
The controller is
Each time a nonvolatile memory cell in the bank passes erase verify, a sub-decoder control signal that associates the bank that has passed erase verify is output.
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JP2014164789A (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
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- 2005-08-31 JP JP2005250502A patent/JP2007066406A/en active Pending
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