JP2007157289A - Nonvolatile semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory device in which noise is reduced and reliability is high. <P>SOLUTION: The nonvolatile semiconductor memory device has a memory cell array having a plurality of memory cells connected in series in a form of sharing source and drain regions, a plurality of word lines connected to each of a plurality of memory cells connected in series, and a peripheral circuit part performing control of the memory cell array, and it is characterized in that timing at which selection voltage is applied is different from timing at which readout voltage is applied in readout operation. In this device, timing at which selection voltage is applied is made later than timing at which readout voltage is applied. Also in a period between timing at which readout voltage is applied and timing at which selection voltage is applied, a gate in the memory cell to which the selection voltage is applied is in a floating state. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性半導体装置に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor device.

近年、半導体記憶装置の中でも、記憶したデータを不揮発的に保持するいわゆる不揮発性半導体記憶装置が普及している。このような半導体記憶装置においては、NAND型と呼ばれるメモリセルアレイ構造を有するものがある。   In recent years, so-called nonvolatile semiconductor memory devices that hold stored data in a nonvolatile manner have become widespread among semiconductor memory devices. Some of such semiconductor memory devices have a memory cell array structure called a NAND type.

NAND型と呼ばれるメモリセルアレイ構造を有する半導体記憶装置は、ソースドレイン領域を共通する形で直列に接続された複数のメモリセル、これら直列に接続された複数のメモリセルのドレイン側の端部において接続されるドレイン側選択トランジスタ、この端部の反対側のソース側の端部において接続されるソース側選択トランジスタ、及び、ドレイン側選択トランジスタのメモリセルとは接続されていない側のソースドレイン領域に接続されるビット線と、を有するメモリセルユニットを複数有して構成されている。そして更に、この半導体記憶装置は、これら各ユニットにおけるドレイン側選択トランジスタのゲートに共通に接続されるドレイン側選択ゲート線、ソース側選択トランジスタのゲートに共通に接続されるソース側選択ゲート線、各メモリセルユニットにおいて同様の電気的接続位置にあるメモリセルのゲートに共通に接続される複数のワード線、を有して構成されている。なおこの半導体記憶装置は、メモリセル外部の回路からワード線、ゲート線、ビット線等の各配線に電圧を印加することで、読み出し動作や書き込み動作を行うことができる。なお、読み出し動作等における配線への電圧印加を制御する従来技術としては下記特許文献1及び2に記載がある。   A semiconductor memory device having a memory cell array structure called a NAND type has a plurality of memory cells connected in series with a common source / drain region, and is connected at the drain side end of the plurality of memory cells connected in series. Connected to the source-side select transistor, the source-side select transistor connected at the source-side end opposite to this end, and the source-drain region on the side not connected to the memory cell of the drain-side select transistor And a plurality of memory cell units having bit lines. Further, the semiconductor memory device includes a drain side selection gate line connected in common to the gates of the drain side selection transistors in each unit, a source side selection gate line connected in common to the gates of the source side selection transistors, The memory cell unit has a plurality of word lines connected in common to the gates of the memory cells at the same electrical connection position. Note that this semiconductor memory device can perform a read operation and a write operation by applying a voltage to each wiring such as a word line, a gate line, and a bit line from a circuit outside the memory cell. Note that Patent Documents 1 and 2 below describe conventional techniques for controlling voltage application to a wiring in a read operation or the like.

特開平8−55488号公報JP-A-8-55488 特開2000−173300号公報JP 2000-173300 A

本発明は、よりノイズを低減させた信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a highly reliable non-volatile semiconductor memory device in which noise is further reduced.

本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置は、ソースドレイン領域を共通する形で直列に接続された複数のメモリセル、該直列に接続される複数のメモリセルの各々に接続される複数のワード線、を有するメモリセルアレイと、メモリセルアレイの制御を行う周辺回路部と、を有する不揮発性半導体記憶装置であって、読み出し動作において、選択電圧を印加するタイミングと読み出し電圧を印加するタイミングとが異なっていることを特徴とする。   A nonvolatile semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention includes a plurality of memory cells connected in series with a common source / drain region, and a plurality of memory cells connected to each of the plurality of memory cells connected in series. A nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell array having a word line and a peripheral circuit unit for controlling the memory cell array, wherein a timing for applying a selection voltage and a timing for applying a read voltage in a read operation It is characterized by being different.

本発明によると、よりノイズを低減させた信頼性の高い不揮発性半導体装置を提供することができる。   According to the present invention, a highly reliable nonvolatile semiconductor device in which noise is further reduced can be provided.

本発明者らは、不揮発性半導体装置における読み出し動作等について、検討を行ったところ、主に二つのカップリングノイズが生じていることを見出した。具体的に説明すると1つ目のノイズは、選択されたメモリセルのゲート線に接続される選択ワード線に電圧を印加した場合、外部に接続された電圧発生回路側に電荷が流れ、電圧のアンダーシュートであり、もう一つのノイズは、選択されなかったワード線が読み出し電圧に昇圧される際に発生するオーバーシュートである。これらはノイズとして信頼性に影響を与えるものであるだけでなく、読み出し動作や書き込み時間の増加につながってしまうことになる。   The inventors of the present invention have examined the read operation in the nonvolatile semiconductor device and found that two coupling noises are mainly generated. Specifically, the first noise is that when a voltage is applied to the selected word line connected to the gate line of the selected memory cell, a charge flows to the voltage generation circuit side connected to the outside, and the voltage This is undershoot, and another noise is an overshoot that occurs when an unselected word line is boosted to the read voltage. These not only affect reliability as noise, but also lead to an increase in read operation and write time.

本発明者らは、上記課題を鑑み、鋭意検討を行ったところ、不揮発性半導体記憶装置の読み出し動作において、選択電圧を印加するタイミングと読み出し電圧を印加するタイミングとを異ならせることで、上記2つのカップリングノイズのタイミングを異ならせることができ、カップリングノイズを相殺させることが可能であることに着想し、本発明を完成させた。   The inventors of the present invention have made extensive studies in view of the above problems, and in the read operation of the nonvolatile semiconductor memory device, the timing at which the selection voltage is applied and the timing at which the read voltage is applied are different from each other. The present invention has been completed with the idea that the timing of two coupling noises can be made different and the coupling noises can be offset.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書においては同一又は同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes and is not limited to the embodiments shown below. Note that in this specification, portions having the same or similar functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.

(実施形態)
図1は、本実施形態に係る不揮発性記憶装置(以下「本不揮発性記憶装置」という。)の概略ブロック図である。図1に示す本不揮発性記憶装置1は、複数のゲート線、この複数のゲート線に沿って配置される複数のワード線、複数のワード線及び複数のゲート線と交差するよう配置される複数のビット線、複数のメモリセルを有するメモリセルアレイ2と、このメモリセルアレイ2におけるビット線を制御するビット線制御回路3と、メモリセルアレイ2におけるワード線を制御するワード線制御回路4と、メモリセルアレイ2におけるゲート線を制御するゲート制御回路5と、ワード線制御回路3、ビット線制御回路4及びゲート線制御回路5等における各制御信号を生成する制御信号生成回路6と、この制御信号発生回路6にその基礎となる信号を入力する信号入力端子7と、を有している。また本不揮発性記憶装置1は、ビット線制御回路3に接続されるデータ入出力バッファ8と、このデータ入出力バッファ8に接続されるデータ入出力端子9も有して構成されている(なお本明細書では、上記ビット線制御回路、ワード線制御回路、ゲート線制御回路、制御信号生成回路等各種回路を含む回路を「周辺回路部」という。)
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram of a nonvolatile memory device (hereinafter referred to as “the present nonvolatile memory device”) according to the present embodiment. The nonvolatile memory device 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of gate lines, a plurality of word lines arranged along the plurality of gate lines, a plurality of word lines, and a plurality of gate lines arranged to cross the plurality of gate lines. Bit line, a memory cell array 2 having a plurality of memory cells, a bit line control circuit 3 for controlling the bit lines in the memory cell array 2, a word line control circuit 4 for controlling the word lines in the memory cell array 2, and a memory cell array 2, a gate control circuit 5 that controls the gate lines, a control signal generation circuit 6 that generates control signals in the word line control circuit 3, the bit line control circuit 4, the gate line control circuit 5, and the like, and the control signal generation circuit 6 has a signal input terminal 7 for inputting a signal as a basis thereof. The nonvolatile memory device 1 also includes a data input / output buffer 8 connected to the bit line control circuit 3 and a data input / output terminal 9 connected to the data input / output buffer 8 (note that In this specification, a circuit including various circuits such as the bit line control circuit, the word line control circuit, the gate line control circuit, and the control signal generation circuit is referred to as a “peripheral circuit portion”.)

ここで図2に、メモリセルアレイ2の構成を示す。図2に示されるメモリセルアレイ2は、複数のメモリセルユニットMU0、MU1…、MUjを並列に配置して構成されており、各メモリセルユニットは、ソースドレイン領域を共通する形で直列に配置される複数のメモリセルMC0、MC1…、MCiと、これら接続の一端(ソース領域側)に接続されるソース側選択トランジスタS1と、もう一方の一端(ドレイン領域側)に接続されるドレイン側選択トランジスタS2と、を有して構成されている。なお、各メモリセルMC0、MC1…、MCiにおけるゲートはフローティングゲートであって、これら各メモリセルは、他のメモリセルユニットにおける接続関係が電気的に同様な位置にあるメモリセルのフローティングゲートとワード線(WL0、WL1…、WLi)を介して共通に接続されている。また、各メモリセルユニットにおけるソース側選択トランジスタS1のゲートは、メモリセルアレイに共通のソース側選択ゲート線SGSに接続されており、同様にドレイン側選択トランジスタS2のゲートも、メモリセルアレイに共通のドレイン側選択ゲート線SGDに接続されている。また、各メモリブロックにおけるドレイン側選択トランジスタS2のドレイン領域は、各メモリブロックに対応して設けられるビット線BL0、BL1…、BLiにそれぞれ接続されており、各メモリブロックにおけるソース側選択トランジスタS1のソース領域は、メモリセルアレイ2に共通のセルソース線CELSRCに共通に接続されている。   Here, FIG. 2 shows a configuration of the memory cell array 2. The memory cell array 2 shown in FIG. 2 is configured by arranging a plurality of memory cell units MU0, MU1,... MUj in parallel, and each memory cell unit is arranged in series with a common source / drain region. A plurality of memory cells MC0, MC1,..., MCi, a source side select transistor S1 connected to one end (source region side) of these connections, and a drain side select transistor connected to the other end (drain region side) S2. Note that the gates of the memory cells MC0, MC1,..., MCi are floating gates, and these memory cells are connected to the floating gate and word of the memory cells in the same electrical connection position in other memory cell units. They are connected in common via lines (WL0, WL1,..., WLi). Further, the gate of the source side select transistor S1 in each memory cell unit is connected to the source side select gate line SGS common to the memory cell array. Similarly, the gate of the drain side select transistor S2 is also connected to the drain common to the memory cell array. It is connected to the side selection gate line SGD. Further, the drain region of the drain side select transistor S2 in each memory block is connected to bit lines BL0, BL1,..., BLi provided corresponding to each memory block, and the source side select transistor S1 in each memory block is connected. The source region is commonly connected to a cell source line CELSRC common to the memory cell array 2.

またここで図3に、図1で示す本不揮発性半導体記憶装置のうち、ワード線制御回路4及び制御信号生成回路6の詳細な機能ブロックを示す。本制御信号生成装置6には、読み出し電圧Vreadを発生させる読み出し電圧発生装置61と、選択電圧Vcgrvを発生させる選択電圧発生装置62と、を少なくとも有している。一方、ワード線制御回路4は、メモリセルアレイ2における各ワード線に接続される複数の電圧転送トランジスタ41及びこれら各電圧転送トランジスタ各々に接続される複数のCGドライバ42を有している。なお、各CGドライバ42は、読み出し発生装置61及び選択電圧発生装置62に接続されており、接続されるメモリセルが選択か非選択かに応じ、読み出し電圧Vread又は選択電圧Vcgrvのいずれかを選択する。また、複数の電圧転送トランジスタ41は、それぞれのゲートが共通のゲート線に接続されており、所定の値以上の電圧が印加されると、一度に電圧転送トランジスタ41のゲートがON状態になり、それぞれのワード線に選択した電圧を印加することができる。なお、本不揮発性半導体装置は、制御信号生成装置6における選択電圧発生回路62とワード線制御回路4のCGドライバ42との間に選択電圧転送回路63が設けられており、選択電圧を印加する場合、選択電圧転送回路63により印加のタイミングが制御される(より具体的な動作については後述する)。なお、本選択電圧転送回路63は、読み出し動作に限らず、書き込み動作においても必要な電圧をCGドライバ42に転送させる動作を行うことができる。   FIG. 3 shows detailed functional blocks of the word line control circuit 4 and the control signal generation circuit 6 in the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. The control signal generator 6 includes at least a read voltage generator 61 that generates a read voltage Vread and a selection voltage generator 62 that generates a selection voltage Vcgrv. On the other hand, the word line control circuit 4 has a plurality of voltage transfer transistors 41 connected to each word line in the memory cell array 2 and a plurality of CG drivers 42 connected to each of these voltage transfer transistors. Each CG driver 42 is connected to the read generation device 61 and the selection voltage generation device 62, and selects either the read voltage Vread or the selection voltage Vcgrv depending on whether the connected memory cell is selected or not selected. To do. The plurality of voltage transfer transistors 41 have their gates connected to a common gate line. When a voltage of a predetermined value or higher is applied, the gates of the voltage transfer transistors 41 are turned on at one time. A selected voltage can be applied to each word line. In this nonvolatile semiconductor device, a selection voltage transfer circuit 63 is provided between the selection voltage generation circuit 62 in the control signal generation device 6 and the CG driver 42 of the word line control circuit 4 to apply the selection voltage. In this case, the application voltage is controlled by the selection voltage transfer circuit 63 (more specific operation will be described later). The selection voltage transfer circuit 63 can perform an operation of transferring a necessary voltage to the CG driver 42 not only in the read operation but also in the write operation.

次に、図4に、本不揮発性半導体装置のデータ読み出し動作について説明する。図4は、図2におけるメモリセルユニットMU0においてソース側選択トランジスタに隣接するメモリセルMC0を読み出す場合のタイミングチャートを示している。本不揮発性半導体記憶装置においては、まず時刻t1において、ソース側選択ゲート線に電圧Vsgを印加する。次に、時刻t2において、ビット線BL0に電圧Vblを印加する。そして時刻t3において、読み出されるメモリセル(以下「選択メモリセル」という。)MC0以外のメモリセル(以下「非選択メモリセル」という。)MC1〜iに接続されるワード線(以下、非選択メモリセルに接続されるワード線を「非選択ワード線」という。)WL1〜WLiに読み出し電圧Vreadを印加する。その後、時刻t4に選択メモリセルMC0に接続されるワード線(以下「選択ワード線」という。)に印加される選択電圧をVcgrvに昇圧する。そしてその後時刻t5においてドレイン側選択ゲートSGDに電圧Vsgを印加し、ドレイン側選択トランジスタのゲートをONにする。即ち、このような動作により、ドレイン側選択トランジスタ、ソース側選択トランジスタ、非選択メモリセルのゲートがON状態となり、選択メモリセルに“0”のデータが格納されているか、“1”のデータが格納されているか、によってビット線の電圧変化が生じ、時刻t5におけるビット線BL0における電圧の変化を判定することでデータを読み出すことができるようになる。なお、ここではソース側選択トランジスタに隣接するメモリセルMC0を選択する場合の例について記載しているが、後述するように本実施形態では隣接する非選択ワード線とのカップリングノイズを考慮しているため、選択されるメモリセルの位置については特段に限定されることはない。   Next, a data read operation of the nonvolatile semiconductor device will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a timing chart when reading the memory cell MC0 adjacent to the source side select transistor in the memory cell unit MU0 in FIG. In the nonvolatile semiconductor memory device, first, at time t1, the voltage Vsg is applied to the source side selection gate line. Next, at time t2, the voltage Vbl is applied to the bit line BL0. At time t3, a word line (hereinafter referred to as non-selected memory) connected to memory cells (hereinafter referred to as “non-selected memory cells”) MC1 to MC1 other than memory cells (hereinafter referred to as “selected memory cells”) MC0 to be read. A word line connected to the cell is referred to as a “non-selected word line.”) A read voltage Vread is applied to WL1 to WLi. Thereafter, at time t4, the selection voltage applied to the word line (hereinafter referred to as “selected word line”) connected to the selected memory cell MC0 is boosted to Vcgrv. Then, at time t5, the voltage Vsg is applied to the drain side selection gate SGD, and the gate of the drain side selection transistor is turned ON. That is, by such an operation, the drain-side selection transistor, the source-side selection transistor, and the gate of the non-selected memory cell are turned on, and “0” data is stored in the selected memory cell or “1” data is stored. The voltage change of the bit line occurs depending on whether it is stored, and data can be read by determining the change of the voltage on the bit line BL0 at time t5. Although an example in which the memory cell MC0 adjacent to the source side selection transistor is selected is described here, in the present embodiment, coupling noise with an adjacent non-selected word line is taken into consideration as will be described later. Therefore, the position of the selected memory cell is not particularly limited.

なお、本不揮発性半導体記憶装置では、選択ワード線WL0と、非選択ワード線WL1〜iとの昇圧のタイミングを異ならせることを特徴の一つとしている。より具体的には、選択ワード線の昇圧のタイミングが非選択ワード線の昇圧のタイミングよりも後になっている。これは、選択メモリセルに隣り合うメモリセルは非選択メモリセルになっており、ほぼ同時に選択ワード線と非選択ワード線とを昇圧した場合、その間にカップリングノイズが生じ、選択ワード線の電圧がオーバーシュートしてしまうことがあるのでこれを避けるためである。より具体的に説明すると、選択ワード線と非選択ワード線とをほぼ同時に昇圧する場合、2つのノイズが発生することになる。1つ目のノイズは、選択ワード線と選択電圧発生回路がCGドライバを介して接続した瞬間に発生するものである。これは、選択電圧発生回路の負担は選択ワード線がつながった瞬間に大きくなる。そのため、電荷が負荷に流れ選択ワード線の電位がアンダーシュートすることになる。なお、この後選択電圧発生回路は、再び選択ワード線の負荷を充電し、所望の電圧Vcgrv(例えば2V程度)に収束させる。一方、2つ目のノイズは、非選択ワード線が読み出し電圧Vreadに昇圧される際に発生するものである。選択ワード線は必ず非選択ワード線が隣にあるので、非選択ワード線のカップリングノイズで選択ワード線の電位がオーバーシュートしてしまうことにより発生するのである。選択ワード線の電圧が許容範囲を超えてアンダーシュートやオーバーシュートしてしまうと、選択電圧が所望の電圧に収束せず、このカップリングノイズが収束するまで待たねばならず、読み出し動作、特にベリファイリードに時間を費やすこととなり、書き込み時間の増加につながってしまうことになる。これに対し、本不揮発性半導体記憶装置では、上記のように、非選択ワード線を先に昇圧させておくことで、まず、選択ワード線の電位がアンダーシュートするタイミングを遅らせることができる。更にこの結果、非選択ワード線から受けてオーバーシュートするカップリングノイズのピークと、選択ワード線の電位がアンダーシュートするタイミングとを近づけることができ、カップリングノイズ低減が可能となるのである。なお、本不揮発性半導体記憶装置におけるこの遅らせる時間としては、電圧や配線間隔等によって適宜調整が可能であり、上記効果を得ることができる限りにおいて特段に限定はされないが、0よりは大きいことが少なくとも必要である。一方、遅らせる時間の上限についても上記同様適宜調整可能であるが、後に昇圧される選択ゲート線(図4の例ではドレイン側選択ゲート線SGD)が昇圧されるまでに選択ワード線の電圧がVcgrvに設定されている必要であり、上限としては選択ゲート線がオンするまでの時間が該当する。具体的な数値としては、例として0μ秒より大きく5μ秒以下であること、実施の形態により0.5μ秒以上5μ秒以下、1.0μ秒以上5μ秒以下、若しくは1.5μ秒以上5μ秒以下であるとすることが望ましい。またこの間における選択メモリセルにおけるゲートはフローティング状態であることもより好ましく、期間t3〜t4(上記遅らせる時間)の間はそれ以前の電圧を保持させておいてもよい。   One feature of the nonvolatile semiconductor memory device is that the boosting timings of the selected word line WL0 and the unselected word lines WL1 to WLi are different. More specifically, the boost timing of the selected word line is later than the boost timing of the non-selected word line. This is because the memory cell adjacent to the selected memory cell is an unselected memory cell, and when the selected word line and the unselected word line are boosted almost simultaneously, coupling noise occurs between them, and the voltage of the selected word line This is to avoid this because it may overshoot. More specifically, when the selected word line and the non-selected word line are boosted almost simultaneously, two noises are generated. The first noise is generated at the moment when the selected word line and the selected voltage generation circuit are connected via the CG driver. This is because the burden on the selection voltage generating circuit increases at the moment when the selected word line is connected. As a result, charge flows through the load and the potential of the selected word line undershoots. After that, the selection voltage generation circuit charges the load of the selected word line again and converges it to a desired voltage Vcgrv (for example, about 2V). On the other hand, the second noise is generated when the unselected word line is boosted to the read voltage Vread. Since the selected word line is always adjacent to the non-selected word line, it is generated when the potential of the selected word line is overshooted by the coupling noise of the non-selected word line. If the selected word line voltage exceeds the allowable range and undershoots or overshoots, the selected voltage will not converge to the desired voltage, and this coupling noise will have to wait until the coupling noise has converged. It takes time for reading, which leads to an increase in writing time. On the other hand, in the nonvolatile semiconductor memory device, as described above, by first boosting the unselected word line, the timing at which the potential of the selected word line undershoots can be delayed. As a result, the coupling noise peak received from the unselected word line and overshooting can be brought closer to the timing at which the potential of the selected word line undershoots, and the coupling noise can be reduced. Note that the delay time in the nonvolatile semiconductor memory device can be appropriately adjusted according to the voltage, the wiring interval, and the like, and is not particularly limited as long as the above effects can be obtained, but may be larger than zero. At least necessary. On the other hand, the upper limit of the delay time can be adjusted as appropriate as described above. However, the voltage of the selected word line becomes Vcgrv before the selection gate line to be boosted later (drain side selection gate line SGD in the example of FIG. 4) is boosted. The upper limit corresponds to the time until the selection gate line is turned on. Specific numerical values are, for example, larger than 0 μsec and not longer than 5 μsec, 0.5 μsec to 5 μsec, 1.0 μsec to 5 μsec, or 1.5 μsec to 5 μsec depending on the embodiment. The following is desirable. Further, it is more preferable that the gate of the selected memory cell in this period is in a floating state, and the previous voltage may be held during the period t3 to t4 (the delay time).

本不揮発性半導体記憶装置におけるノイズ低減の効果について具体的にシミュレーションを行って確認した。この結果を図5及び図6に示す。図5は、選択ワード線を昇圧するタイミングを、非選択ワード線を昇圧するタイミングから1μ秒遅らせた場合を、図6は1.5μ秒遅らせた場合をそれぞれ示す。図5の結果によると、選択ワード線を昇圧するタイミングを1μ秒遅らせることで、選択電圧Vcgrvの電位(ここでは2V、図中破線の丸印参照)からオーバーシュートする電圧を低減できることが確認できた(なお選択ワード線を昇圧するタイミングと非選択ワード線を昇圧するタイミングをほぼ同じに設定した場合についてのシミュレーション結果を図7に示す。)。また、図6では1.5μ秒遅らせた場合の例であるが、これによると更に低減でき、ノイズはほぼゼロになっていることが確認できた。これにより、選択ワード線のセットアップする時間が短縮できることが確認でき、特に書き込み時間等の短縮につながる。なお、本シミュレーションにおいては、非選択ワード線をVddに充電した後読み出し電圧Vreadに昇圧しているが、非選択ワード線をVssから読み出し電圧Vreadに昇圧した場合においても同様な結果を得ることができると考えられる。   The effect of noise reduction in this nonvolatile semiconductor memory device was confirmed by conducting a specific simulation. The results are shown in FIGS. FIG. 5 shows a case where the timing for boosting the selected word line is delayed by 1 μsec from the timing for boosting the unselected word line, and FIG. 6 shows a case where the timing is delayed by 1.5 μsec. According to the result of FIG. 5, it can be confirmed that the voltage overshooting from the potential of the selection voltage Vcgrv (here, 2 V, see the dotted circle in the figure) can be reduced by delaying the boosting timing of the selected word line by 1 μsec. (Note that FIG. 7 shows the simulation result when the timing for boosting the selected word line and the timing for boosting the non-selected word line are set substantially the same). Further, FIG. 6 shows an example in which the delay time is 1.5 μs, but according to this, it can be further reduced, and it has been confirmed that the noise is almost zero. As a result, it can be confirmed that the setup time of the selected word line can be shortened, and in particular, the write time and the like are shortened. In this simulation, the unselected word line is charged to Vdd and then boosted to the read voltage Vread. However, the same result can be obtained when the unselected word line is boosted from Vss to the read voltage Vread. It is considered possible.

ここで、図8に上記動作を実現する回路構成の一例について説明する。図8は、図3に示す制御信号生成回路6の選択電圧転送回路63の内部を説明する図である。図8に示す選択電圧転送回路63は、t4において電圧転送トランジスタ41がON状態となった場合に選択電圧を印加する若しくはメモリセルにおけるゲートをフローティング状態とすることができ、この回路は複数のトランジスタを有して構成されている。即ち、以上の構成により本不揮発性半導体記憶装置は、時刻t4において選択ワード線にフローティング状態とするとともに、時刻t5では選択電圧に切り替え、選択ワード線に選択電圧を印加することができるようになる。なお図9に選択電圧選択回路63における電圧CGSVCGRV−V及びCGSFLO−Vの値(時刻t3〜t5近傍について)を示しておく。図9の時刻t3以前では、CGSVCGRV−V及びCGSFLO−Vが共にVssになっている。このとき、図8のLVNEトランジスタはオン状態となるため、選択WL電圧もVssになる。次に時刻t3から時刻t4の間、CGSFLO−VにだけVddを印加する。このとき、Vssを転送するLVNEトランジスタはオフ状態となり、さらに選択電圧を転送するHVNEトランジスタもオフ状態となるため、選択WLをフローティング状態にすることが出来る。最後に時刻t4で、CGSVCGRV−VにVdd、CGSFLO−VにVssを印加する。この時、VSSを転送するLVNEトランジスタはオフ状態を維持し、選択電圧を転送するHVNEトランジスタがオン状態となるため、選択ワード線に選択電圧を転送することが出来る。   Here, an example of a circuit configuration for realizing the above operation will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating the inside of the selection voltage transfer circuit 63 of the control signal generation circuit 6 shown in FIG. The selection voltage transfer circuit 63 shown in FIG. 8 can apply a selection voltage when the voltage transfer transistor 41 is turned on at t4, or can set the gate of the memory cell to a floating state. It is comprised. That is, according to the above configuration, the nonvolatile semiconductor memory device can enter the selected word line in a floating state at time t4, and can switch to the selected voltage and apply the selected voltage to the selected word line at time t5. . FIG. 9 shows values of the voltages CGSVCGRV-V and CGSFLO-V (in the vicinity of times t3 to t5) in the selection voltage selection circuit 63. Prior to time t3 in FIG. 9, CGSVCGRV-V and CGSFLO-V are both Vss. At this time, since the LVNE transistor in FIG. 8 is turned on, the selected WL voltage also becomes Vss. Next, between time t3 and time t4, Vdd is applied only to CGSFLO-V. At this time, the LVNE transistor that transfers Vss is turned off, and the HVNE transistor that transfers the selection voltage is also turned off, so that the selection WL can be in a floating state. Finally, at time t4, Vdd is applied to CGSVCGRV-V and Vss is applied to CGSFLO-V. At this time, the LVNE transistor that transfers VSS is kept off, and the HVNE transistor that transfers the selection voltage is turned on, so that the selection voltage can be transferred to the selected word line.

なお、ここで図10に、本不揮発性半導体記憶装置の部分断面図を示しておく。本図は、一つのメモリセルユニットをソース側選択トランジスタとドレイン側選択トランジスタの両方を通る断面で切断した場合の図である。本不揮発性半導体記憶装置は、上述のとおり基板と、基板上に配置される複数のメモリセル、ドレイン側選択トランジスタ、ソース側選択トランジスタ、複数のメモリセルのフローティングゲートそれぞれに対応させて配置されるワード線、ドレイン側選択トランジスタのドレイン領域に接続されるビット線、ソース側選択トランジスタのソース領域に接続されるセルソース線と、を有しており、図10では基板、フローティングゲート、ワード線、ビット線等の断面が示されている。また、本不揮発性半導体装置においては、更に、ソース側選択トランジスタに接続されるソース側選択トランジスタ用シャント線(SGSシャント線)、ドレイン側選択トランジスタに接続されるドレイン側選択トランジスタ用シャント線(SGDシャント線)を有している。   Here, FIG. 10 shows a partial cross-sectional view of the nonvolatile semiconductor memory device. This figure shows a case where one memory cell unit is cut by a cross section passing through both the source side select transistor and the drain side select transistor. As described above, the nonvolatile semiconductor memory device is arranged in correspondence with the substrate and the plurality of memory cells, the drain side selection transistor, the source side selection transistor, and the floating gates of the plurality of memory cells arranged on the substrate. A word line, a bit line connected to the drain region of the drain side select transistor, and a cell source line connected to the source region of the source side select transistor. In FIG. 10, the substrate, the floating gate, the word line, A cross section of a bit line or the like is shown. In the nonvolatile semiconductor device, a source-side selection transistor shunt line (SGS shunt line) connected to the source-side selection transistor, and a drain-side selection transistor shunt line (SGD) connected to the drain-side selection transistor. Shunt line).

以上、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置により、よりノイズを低減させた信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置を提供することができる。   As described above, the nonvolatile semiconductor memory device according to this embodiment can provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device in which noise is further reduced.

また、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置はメモリカードに搭載することが可能である。この場合、この不揮発性半導体記憶装置をコントロールするコントローラや、パッド部等を設けることで実現できる。この図を図11に示す。   In addition, the nonvolatile semiconductor memory device according to this embodiment can be mounted on a memory card. In this case, it can be realized by providing a controller for controlling the nonvolatile semiconductor memory device, a pad portion, and the like. This figure is shown in FIG.

実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の機能ブロックを示す図。FIG. 3 is a functional block diagram of the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment. 実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のメモリセルアレイの構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a memory cell array of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment. 実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のうち、メモリセル、ワード線制御回路、制御信号発生回路についての機能ブロックを示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating functional blocks of a memory cell, a word line control circuit, and a control signal generation circuit in the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment. 実施形態に係る不揮発性半導体装置の読み出し動作におけるタイミングチャートを示す図。FIG. 6 is a view showing a timing chart in a read operation of the nonvolatile semiconductor device according to the embodiment. 実施形態に係る不揮発性半導体装置についてのシミュレーション結果を示す図。選択ワード線の昇圧を非選択ワード線の昇圧に比べ1μ秒送られた場合の結果を示す。The figure which shows the simulation result about the non-volatile semiconductor device which concerns on embodiment. The result when the boost of the selected word line is sent for 1 μs compared to the boost of the non-selected word line is shown. 実施形態に係る不揮発性半導体装置についてのシミュレーション結果を示す図。選択ワード線の昇圧を非選択ワード線の昇圧に比べ1.5μ秒送られた場合の結果を示す。The figure which shows the simulation result about the non-volatile semiconductor device which concerns on embodiment. The result when the boost of the selected word line is sent for 1.5 μs compared to the boost of the non-selected word line is shown. 不揮発性半導体装置についてのシミュレーション結果を示す図。選択ワード線の昇圧と非選択ワード線の昇圧とを同時に行った場合の結果を示す図。The figure which shows the simulation result about a non-volatile semiconductor device. The figure which shows the result at the time of boosting the selected word line and boosting the non-selected word line simultaneously. 本実施形態に係る制御信号生成回路選択電圧転送回路63の内部を説明する図The figure explaining the inside of the control signal generation circuit selection voltage transfer circuit 63 concerning this embodiment 図8に示す選択電圧転送回路63に関するタイミングチャート(t3〜t5近傍)を示す図。The figure which shows the timing chart (t3-t5 vicinity) regarding the selection voltage transfer circuit 63 shown in FIG. 本実施形態にかかる不揮発性半導体記憶装置の部分断面図。1 is a partial cross-sectional view of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment. 本実施形態にかかる不揮発性半導体装置を搭載したメモリカードの構成を示す図。The figure which shows the structure of the memory card carrying the non-volatile semiconductor device concerning this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…不揮発性半導体記憶装置
2…メモリセルアレイ
3…ビット線制御回路
4…ワード線制御回路
5…ゲート線制御回路
6…制御信号発生回路
7…信号入力端子
8…データ入出力バッファ
9…データ入出力端子
MC0〜i…メモリセル
S1…ソース側選択トランジスタ
S2…ドレイン側選択トランジスタ
WL0〜i…ワード線
SGD…ドレイン側選択ゲート線
SGS…ソース側選択ゲート線
MB0〜j…メモリセルユニット
BL0〜j…ビット線
41…電圧転送トランジスタ
61…読み出し電圧発生回路
62…選択電圧発生回路
63…選択電圧転送回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonvolatile semiconductor memory device 2 ... Memory cell array 3 ... Bit line control circuit 4 ... Word line control circuit 5 ... Gate line control circuit 6 ... Control signal generation circuit 7 ... Signal input terminal 8 ... Data input / output buffer 9 ... Data input Output terminals MC0-i ... Memory cell S1 ... Source side select transistor S2 ... Drain side select transistor WL0-i ... Word line SGD ... Drain side select gate line SGS ... Source side select gate line MB0-j ... Memory cell units BL0-j ... Bit line 41 ... Voltage transfer transistor 61 ... Read voltage generation circuit 62 ... Selection voltage generation circuit 63 ... Selection voltage transfer circuit

Claims (5)

ソースドレイン領域を共通する形で直列に接続された複数のメモリセル、該直列に接続される複数のメモリセルの各々に接続される複数のワード線、を有するメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの制御を行う周辺回路部と、を有する不揮発性半導体記憶装置であって、
読み出し動作において、選択電圧を印加するタイミングと読み出し電圧を印加するタイミングとが異なっていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A memory cell array having a plurality of memory cells connected in series with a common source / drain region, and a plurality of word lines connected to each of the plurality of memory cells connected in series;
A non-volatile semiconductor memory device having a peripheral circuit section for controlling the memory cell array,
A nonvolatile semiconductor memory device, wherein a timing for applying a selection voltage and a timing for applying a read voltage are different in a read operation.
選択電圧を印加するタイミングが、前記読み出し電圧を印加するタイミングより遅いことを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。   2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the timing for applying the selection voltage is later than the timing for applying the read voltage. 前記読み出し電圧を印加するタイミングと、選択電圧を印加するタイミングとの間の期間において、前記選択電圧が印加される前記メモリセルにおけるゲートはフローティング状態であることを特徴とする請求項2記載の不揮発性半導体装置。   3. The nonvolatile memory according to claim 2, wherein a gate of the memory cell to which the selection voltage is applied is in a floating state during a period between the timing of applying the read voltage and the timing of applying the selection voltage. Semiconductor device. 選択電圧を印加するタイミングは、前記読み出し電圧を印加するタイミングより0.5μ秒以上遅いことを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体装置。   The nonvolatile semiconductor device according to claim 1, wherein the timing for applying the selection voltage is later than 0.5 μsec by the timing for applying the read voltage. 選択電圧を印加するタイミングは、前記読み出し電圧を印加するタイミングより1μ秒以上遅いことを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体装置。
The nonvolatile semiconductor device according to claim 1, wherein the timing for applying the selection voltage is 1 μs or more later than the timing for applying the read voltage.
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