JP2007242147A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データの消去及び書込みを電気的に行うことが可能で、且つ、分割消去可能な不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a built-in nonvolatile memory capable of electrically erasing and writing data and capable of divisional erasing.
データの消去及び書込みを電気的に行うことが可能な不揮発性メモリとしては、1ワード単位でデータの消去を行うことが可能なEEPROMの他に、一括又はブロック単位でデータの消去が可能なフラッシュメモリ等が存在する。不揮発性メモリは、格納した情報を電源遮断時においても保持できるので、CPUやマイコンを制御するプログラムを格納したり、不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路が搭載されるシステムにおいて使用される重要なデータを格納したりするために用いられる。 Non-volatile memories that can electrically erase and write data are EEPROMs that can erase data in units of words, and flash that can erase data in batches or blocks Memory etc. exist. Non-volatile memory can retain stored information even when the power is shut off, so it is important to store programs that control the CPU and microcomputer, and to be used in systems equipped with semiconductor integrated circuits that incorporate non-volatile memory. Used to store data.
そのような不揮発性メモリにおいて、プログラムや重要なデータを保護するために、一部の記憶領域におけるデータの消去及び書込みを禁止することが行われている。そのために、一般的なデータを記憶するための主記憶領域とは別個に、消去及び書込みの可否情報を記憶するための副記憶領域を設けておき、データの消去又は書込みを行う際に、副記憶領域に記憶されている消去及び書込みの可否情報が参照される。この消去及び書込みの可否情報に基づいて、消去又は書込みコマンドによって指示されたアドレスが、データを保護すべき領域にあるかデータを書換え可能な領域にあるかが判定され、当該アドレスがデータを保護すべき領域にある場合には、データの消去及び書込みが禁止される。 In such a nonvolatile memory, in order to protect programs and important data, erasure and writing of data in a part of storage areas are prohibited. For this purpose, a sub-storage area for storing erasure / write enable / disable information is provided separately from the main storage area for storing general data. Reference is made to the erasure / write enable / disable information stored in the storage area. Based on this erasure / write enable / disable information, it is determined whether the address indicated by the erase or write command is in an area where data should be protected or an area where data can be rewritten, and the address protects the data. When it is in the area to be stored, erasing and writing of data are prohibited.
関連する技術として、特許文献1には、重要なデータの消失を防止するために、消去ブロック単位毎に書込み/消去の禁止・許可を制御するためのフラグビット(ロックビット)用メモリセルを設けたフラッシュメモリにおいて、制御系回路を小型化し、ロックビット用メモリセルの特性や信頼性をデータ用メモリセルと同様にし、また、ロックビット用メモリセルの形成が容易に行える半導体不揮発性記憶装置が開示されている。 As a related technique, Patent Document 1 is provided with a flag bit (lock bit) memory cell for controlling write / erase prohibition / permission for each erase block in order to prevent the loss of important data. In a flash memory, there is a semiconductor non-volatile memory device in which the control circuit is downsized, the characteristics and reliability of the memory cell for the lock bit are the same as those of the data memory cell, and the memory cell for the lock bit can be easily formed. It is disclosed.
この半導体不揮発性記憶装置は、複数のデータ記憶用メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリアレイを有し、該メモリアレイへのデータの書込み及び消去をブロック単位で行う半導体不揮発性記憶装置であって、該メモリアレイ内に消去ブロック単位で対応して形成され、当該ブロック単位への書込み/消去を許可するか禁止するかを示すデータが書き込まれる書込み/消去禁止用メモリセル(ロックビット用メモリセル)と、アドレス指定されたブロックに対して書込み/消去禁止命令を受けた場合に、当該ブロックに対応する書込み/消去禁止用メモリセルに対して書込み/消去禁止データを書き込む制御手段とを有している。 This semiconductor nonvolatile memory device is a semiconductor nonvolatile memory device having a memory array in which a plurality of data storage memory cells are arranged in a matrix, and writing and erasing data in the memory array in units of blocks. A write / erase inhibit memory cell (lock bit memory) that is formed corresponding to each erase block in the memory array and into which data indicating whether write / erase to the block unit is permitted or prohibited is written. Cell) and a control means for writing write / erase inhibit data to the write / erase inhibit memory cell corresponding to the block when a write / erase inhibit command is received for the addressed block. is doing.
しかしながら、この半導体不揮発性記憶装置においては、書込み/消去禁止用メモリセルが、2次元マトリクス状に配置されたデータ記憶用メモリセルの列方向に沿って一列に設けられている。その結果、1本のロックビット線に接続された複数の書込み/消去禁止用メモリセルが、書込み用データラッチ又は専用のセンスアンプに接続されるので、これらの書込み/消去禁止用メモリセルにおけるデータの書込み又は読出しを一度に1ビット分しか行うことができず、データの書込み又は読出しに時間を要する。また、書込み/消去禁止用メモリセルのために、専用のセンスアンプが必要になってしまう。
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、データの消去及び書込みを電気的に行うことが可能で、且つ、分割消去可能な不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路において、消去又は書込みの可否情報が格納される副記憶領域から、専用のセンスアンプを増設することなく簡単な回路構成によって可否情報を読み出すことを目的とする。 Accordingly, in view of the above points, the present invention is capable of erasing and writing data in a semiconductor integrated circuit incorporating a nonvolatile memory that can be electrically erased and written, and that can be divided and erased. It is an object of the present invention to read availability information with a simple circuit configuration without adding a dedicated sense amplifier from a secondary storage area in which is stored.
上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る半導体集積回路は、データの消去及び書込みを電気的に行うことが可能な不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路であって、(i)2次元アレイ状に配置された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイであって、複数行のメモリセルによって構成され、セクター毎に分割消去可能な主記憶領域と、少なくとも1行のメモリセルによって構成され、主記憶領域の複数のセクターに関する消去又は書込みの可否情報をアドレスに対応して格納するための副記憶領域とを有するメモリセルアレイと、(ii)主記憶領域のそれぞれの行のメモリセルを構成する複数のトランジスタのコントロールゲートに各々が接続された複数のワードラインをセクターアドレス及び行アドレスに基づいて駆動することにより、1行のメモリセルを選択する行デコーダと、(iii)メモリセルアレイのそれぞれの列のメモリセルを構成する複数のトランジスタのドレインに各々が接続された複数のビットラインを列アドレスに基づいて駆動することにより、少なくとも1列のメモリセルを選択する列デコーダと、(iv)メモリセルアレイに含まれている複数のメモリセルを構成する複数のトランジスタのソースを駆動するドライバと、(v)行デコーダ及び列デコーダによって選択された少なくとも1つのメモリセルから少なくとも1つのビットラインを介してデータを読み出すセンスアンプと、(vi)外部から供給されるアドレスに基づいて、セクターアドレスと行アドレスと列アドレスとをラッチするアドレスラッチ回路と、(vii)外部から供給されるコマンドをデコードするコマンドデコーダと、(viii)第1の期間において、コマンドデコーダに消去コマンド又は書込みコマンドが供給されたときに、第2の期間において、副記憶領域のメモリセルの行アドレスを行デコーダに供給すると共に、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルのセクターアドレスに基づいて生成した列アドレスを列デコーダに供給して、指定されたメモリセルのセクターに関する消去又は書込みの可否情報を副記憶領域の対応するメモリセルから読み出すように少なくともセンスアンプを制御し、読み出された消去又は書込みの可否情報が消去又は書込みの許可を表す場合に、第3の期間において、指定されたメモリセルのセクターに対して消去又は書込みを行うように少なくともドライバを制御する制御回路とを具備する。 In order to solve the above-mentioned problem, a semiconductor integrated circuit according to one aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit including a nonvolatile memory capable of electrically erasing and writing data, wherein (i) A memory cell array including a plurality of memory cells arranged in a two-dimensional array, comprising a plurality of rows of memory cells, and comprising a main memory area that can be divided and erased for each sector, and at least one row of memory cells. A memory cell array having a sub-storage area for storing erasability / write-ability information regarding a plurality of sectors in the main storage area in correspondence with addresses; and (ii) configuring memory cells in each row of the main storage area Drives multiple word lines connected to the control gates of multiple transistors based on sector and row addresses A row decoder for selecting one row of memory cells, and (iii) a plurality of bit lines respectively connected to drains of a plurality of transistors constituting memory cells of each column of the memory cell array as column addresses. (Iv) a driver for driving the sources of a plurality of transistors included in the plurality of memory cells included in the memory cell array, and (v) ) A sense amplifier that reads data from at least one memory cell selected by the row decoder and the column decoder via at least one bit line; and (vi) a sector address and a row address based on an address supplied from the outside. Address latch circuit that latches column address and (vii) supplied from outside A command decoder that decodes a command; and (viii) a row decoder that obtains the row address of the memory cell in the secondary storage area in the second period when an erase command or a write command is supplied to the command decoder in the first period. And a column address generated based on the sector address of the memory cell designated as the object of erasure or writing is supplied to the column decoder, and the erasure or write permission information on the sector of the designated memory cell is The memory cell designated in the third period when at least the sense amplifier is controlled to read from the corresponding memory cell in the storage area, and the read / write erasure / readability information indicates permission of erasure or write Control at least the driver to erase or write to a sector of ; And a control circuit.
ここで、制御回路が、指定されたセクターに関する消去又は書込みの可否情報を読み出すために、所定の期間において制御信号を活性化すると共に、ドライバ及びセンスアンプを制御する書込み/読出し/消去制御部と、制御信号が活性化されたときに、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルの行アドレス及び列アドレスの行デコーダ及び列デコーダへの供給を停止して、副記憶領域のメモリセルの行アドレスを行デコーダに供給すると共に、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルのセクターアドレスを列デコーダに供給するロジック回路部とを含むようにしても良い。 Here, the control circuit activates a control signal in a predetermined period and reads / write / erase control information for controlling the driver and the sense amplifier in order to read the erasure / write enable / disable information regarding the designated sector. When the control signal is activated, the supply of the row address and column address of the memory cell designated as the target of erasure or writing to the row decoder and column decoder is stopped, and the row of the memory cell in the secondary storage area is stopped. In addition to supplying an address to the row decoder, a logic circuit unit that supplies a sector address of a memory cell designated as an erase or write target to the column decoder may be included.
また、制御回路が、副記憶領域のメモリセルから読み出された消去又は書込みの可否情報が消去又は書込みの禁止を表す場合に、消去動作又は書込み動作をリセットするようにしても良い。あるいは、半導体集積回路が、副記憶領域のメモリセルから読み出された消去又は書込みの可否情報を外部に出力するインタフェースをさらに具備し、制御回路が、外部から入力される信号に従って、消去動作又は書込み動作をリセットするようにしても良い。 Further, the control circuit may reset the erase operation or the write operation when the erasure or write enable / disable information read from the memory cell in the secondary storage area indicates prohibition of the erase or write. Alternatively, the semiconductor integrated circuit further includes an interface for outputting the erasure / write permission information read from the memory cell in the sub storage area to the outside, and the control circuit performs an erasing operation or an operation according to a signal input from the outside. The write operation may be reset.
本発明によれば、消去コマンド又は書込みコマンドが供給されたときに、副記憶領域のメモリセルの行アドレスを行デコーダに供給すると共に、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルのセクターアドレスに基づいて生成した列アドレスを列デコーダに供給して、指定されたメモリセルのセクターに関する消去又は書込みの可否情報を副記憶領域の対応するメモリセルから読み出すことにより、専用のセンスアンプを増設することなく簡単な回路構成を実現することができる。 According to the present invention, when the erase command or the write command is supplied, the row address of the memory cell in the secondary storage area is supplied to the row decoder, and the sector address of the memory cell designated as the target of erase or write is supplied. A dedicated sense amplifier is added by supplying the column address generated on the basis of the column decoder and reading out the erasure / write enable / disable information regarding the sector of the designated memory cell from the corresponding memory cell in the secondary storage area. And a simple circuit configuration can be realized.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路に内蔵されている不揮発性メモリの構成を示すブロック図である。この半導体集積回路は、データの消去及び書込みを電気的に行うことが可能で、且つ、分割消去可能な不揮発性メモリを内蔵している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile memory built in a semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention. This semiconductor integrated circuit has a built-in nonvolatile memory that can electrically erase and write data and can be divided and erased.
図1に示すように、この半導体集積回路は、アドレスラッチ回路1と、ロジック回路部2と、Xデコーダ3と、コマンドデコーダ4と、書込み/読出し/消去制御部5と、電源回路6と、メモリセルアレイ7と、Yデコーダ8と、センスアンプ9と、I/Oインタフェース10と、SL(ソースライン)ドライバ11と、ラッチ回路12とを有している。ここで、ロジック回路部2と書込み/読出し/消去制御部5とは、制御回路を構成している。
As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit includes an address latch circuit 1, a
メモリセルアレイ7において、データの消去、書込み、読出しが行われる複数のメモリセルが、2次元アレイ状に配置されている。これらのメモリセルには、複数のワードラインWLと、複数のビットラインBLと、複数のソースラインSLとが接続されている。本実施形態においては、その内の複数行のメモリセルによって主記憶領域7aが構成され、少なくとも1行のメモリセルによって副記憶領域7bが構成される。
In the memory cell array 7, a plurality of memory cells from which data is erased, written, and read are arranged in a two-dimensional array. These memory cells are connected to a plurality of word lines WL, a plurality of bit lines BL, and a plurality of source lines SL. In the present embodiment, a main memory area 7a is constituted by a plurality of rows of memory cells, and a
主記憶領域7aにおいては、隣接する所定数の行のメモリセルによってセクターが構成されており、セクター毎に分割消去が可能となっている。セクターを指定するアドレス(セクターアドレス)は、XS(N番目のセクターはXSN)によって表され、各セクターに含まれているメモリセルの行(ワードライン)を指定するアドレス(行アドレス)は、XW(N番目の行はXWN)によって表される。また、メモリセルの列(ビットライン)を指定するアドレス(列アドレス)は、Y(N番目の行はYN)によって表される。 In the main memory area 7a, a sector is composed of a predetermined number of adjacent memory cells, and divided erasure is possible for each sector. An address (sector address) designating a sector is represented by X S (the Nth sector is X SN ), and an address (row address) designating a row (word line) of a memory cell included in each sector is , X W (the Nth row is X WN ). Further, an address (column address) that designates a column (bit line) of the memory cell is represented by Y (the Nth row is Y N ).
副記憶領域7bは、主記憶領域7aにおける複数のセクターに関する消去又は書込みの可否情報(以下、「制御ビット」ともいう)を格納するために用いられる。なお、各セクターに関する消去又は書込みの可否情報は、消去及び書込みを禁止するか否かについての情報であっても良いし、消去を禁止するか否かについての情報と書込みを禁止するか否かについての情報とを別個に含んでいても良い。副記憶領域7bに含まれているメモリセルの行アドレスは、XWSによって表され、列アドレスは、Y(N番目の行はYN)によって表される。
The
図2は、図1に示すメモリセルアレイの一部の構造を示す断面図である。このメモリセルアレイに含まれている各メモリセル20は、フローティングゲート104及びコントロールゲート107を備えたトランジスタによって構成される。図2に示すように、P型基板100において、ドレインとなるN型不純物拡散領域102と、ソースとなるN型不純物拡散領域101とが形成されている。P型基板100上には、絶縁膜103を介してフローティングゲート104が形成され、さらに、絶縁膜105及び106を介してコントロールゲート107が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a partial structure of the memory cell array shown in FIG. Each
図3は、書込み、読出し、消去におけるメモリセル各部の電圧の例を示す図である。
メモリセルにデータを書き込む際には、Xデコーダ3が、選択されたメモリセルのコントロールゲート107にワードラインを介して第1の電圧(例えば、2V)を印加し、選択されないメモリセルのコントロールゲート107にワードラインを介してローレベルの電圧(例えば、0V)を印加する。また、Yデコーダ8が、データ「0」が書き込まれるメモリセルのドレイン102にビットラインを介してローレベルの電圧(例えば、0V)を印加し、データ「0」が書き込まれない(消去時のデータ「1」を維持する)メモリセルのドレイン102にビットラインを介して第2の電圧(例えば、4V)を印加する。SLドライバ11は、選択されたメモリセルのソース101にソースラインを介して高電圧(例えば、12V)を印加する。
FIG. 3 is a diagram showing an example of voltages at various parts of the memory cell in writing, reading and erasing.
When writing data in the memory cell, the X decoder 3 applies a first voltage (for example, 2V) to the
この時、データ「0」が書き込まれるメモリセルにおいて、フローティングゲート104とソース101との間の容量結合によって、フローティングゲート104の電位が約10Vとなる。これにより、ドレイン102からソース101に流れる電子の一部が、チャネル・ホットエレクトロンとしてフローティングゲート104に注入される。その結果、データ「0」が書き込まれるメモリセルにおいて、フローティングゲート104が負に帯電し、コントロールゲート・ソース間のしきい電圧が高くなる。
At this time, in the memory cell in which data “0” is written, the potential of the
メモリセルに格納されているデータを読み出す際には、Xデコーダ3が、選択されたメモリセルのコントロールゲート107にワードラインを介して第3の電圧(例えば、4V)を印加し、選択されないメモリセルのコントロールゲート107にワードラインを介してローレベルの電圧(例えば、0V)を印加する。SLドライバ11は、選択されたメモリセルのソース101にソースラインを介してローレベルの電圧(例えば、0V)を印加する。このとき、センスアンプ側からビットラインを介してメモリセルに電流源を接続すると、データの書込み状態に応じて、ビットラインが、例えば2V又は0Vとなる。
When reading the data stored in the memory cell, the X decoder 3 applies a third voltage (for example, 4V) to the
即ち、データ「0」が書き込まれているメモリセルにおいては、フローティングゲート104に電子が溜まってコントロールゲート・ソース間のしきい電圧が高くなっているので、ドレイン電流が流れずビットラインが2Vとなる。一方、データ「0」が書き込まれていないメモリセルにおいては、フローティングゲート104に電子が溜まっていないのでコントロールゲート・ソース間のしきい電圧が低く、ドレイン電流が流れてビットラインが0Vとなる。センスアンプ9において、ビットラインの電圧を参照電圧と比較することにより、データを識別することができる。
That is, in the memory cell in which data “0” is written, electrons accumulate in the floating
メモリセルに格納されているデータを消去する際には、Xデコーダ3が、データが消去されるメモリセルのコントロールゲート107にワードラインを介して高電圧(例えば、15V)を印加し、Yデコーダ8が、データが消去されるメモリセルのドレイン102にビットラインを介してローレベルの電圧(例えば、0V)を印加し、SLドライバ11が、データが消去されるメモリセルのソース101にソースラインを介してローレベルの電圧(例えば、0V)を印加する。これにより、コントロールゲート107とフローティングゲート104の間に高電界が生じて、フローティングゲート104に溜まっていた電子がトンネル効果によってコントロールゲート107側に引き抜かれることにより、データの消去が行われる。消去された状態は、データ「1」に対応している。
When erasing the data stored in the memory cell, the X decoder 3 applies a high voltage (for example, 15V) to the
再び図1を参照すると、アドレスラッチ回路1は、外部からアドレスADDを入力すると、そのアドレスに基づいて、セクターアドレスXS、行アドレスXW、及び、列アドレスYをラッチし、それらのアドレスをロジック回路部2に出力する。
Referring to FIG. 1 again, when the address ADD is inputted from the outside, the address latch circuit 1 latches the sector address X S , the row address X W , and the column address Y based on the address, and sets the addresses. Output to the
Xデコーダ3は、主記憶領域7aのそれぞれの行のメモリセルを構成する複数のトランジスタのコントロールゲートに各々が接続された複数のワードラインWLをセクターアドレスXS及び行アドレスXWに基づいて駆動することにより、1行のメモリセルを選択する。また、Yデコーダ8は、メモリセルアレイ7のそれぞれの列のメモリセルを構成する複数のトランジスタのドレインに各々が接続された複数のビットラインBLを列アドレスYに基づいて駆動することにより、少なくとも1列(例えば、8ビットのデータに対応する8列)のメモリセルを選択する。
X decoder 3, driven based on the plurality of word lines WL each connected to the control gates of each of the plurality of transistors constituting the memory cells of the row of the main memory area 7a in the sector address X S and the row address X W Thus, one row of memory cells is selected. The
センスアンプ9は、読出しモードにおいて、Xデコーダ3及びYデコーダ8によって選択された少なくとも1つのメモリセル(例えば、8ビットのデータに対応する8つのメモリセル)から、対応するビットラインBLを介してデータを読み出す。I/Oインタフェース10は、書込みモードにおいて、外部から入力されたデータDINをビットラインBLに供給し、読出しモードにおいて、センスアンプ9によって読み出されたデータDOUTを外部に出力する。
In the read mode, the
SLドライバ11は、少なくとも選択された行のメモリセルを構成するトランジスタのソースに、消去、書込み、読出しの動作に応じて所定の電圧を印加する。ラッチ回路12は、センスアンプ9によって読み出された制御ビットをラッチして、書込み/読出し/消去制御部5に出力する。
The
コマンドデコーダ4は、外部から供給されるチップセレクト信号、書込みコマンド、読出しコマンド、消去コマンド等をデコードする。図1においては、コマンドデコーダ4に、チップセレクト信号CS#(負論理)及び書込みコマンドWE#(負論理)が供給されている状態を示している。
The
書込み/読出し/消去制御部5は、書込み/読出し/消去の動作に応じた電源電圧を発生するように電源回路6を制御すると共に、消去コマンド又は書込みコマンドがコマンドデコーダ4に供給されたときに、消去又は書込みの対象としてアドレスADDによって指定されたメモリセルのセクターに関する消去又は書込みの可否を調べるために、所定のチェック期間においてチェック信号(フラグ)FCHKを活性化する。以下においては、チェック期間以外の期間を「通常動作期間」という。
The write / read / erase
ロジック回路部2は、行アドレスXW及びチェック信号FCHKを入力するAND回路21と、チェック信号FCHKをバッファして副記憶領域7bのメモリセルのワードラインに供給するバッファ回路22と、セクターアドレスXS及びチェック信号FCHKを入力するAND回路23と、列アドレスY及びチェック信号FCHKを入力するAND回路24と、AND回路23及び24の出力の論理和を求め、その論理和をYデコーダ8のための列アドレスYYとして出力するOR回路25とを含んでいる。なお、AND回路21及び24の各々において、一方の入力端子は反転入力となっている。
AND回路21は、通常期間において、行アドレスXWをXデコーダ3に出力し、チェック期間において、出力をローレベルとすることにより、Xデコーダ3における主記憶領域7aのメモリセルの選択を停止させる。バッファ回路22は、チェック期間において、副記憶領域7bのワードラインを活性化する。
The AND
AND回路23は、通常期間において、出力をローレベルとし、チェック期間において、セクターアドレスXSを出力する。AND回路24は、通常期間において、列アドレスYを出力し、チェック期間において、出力をローレベルとする。その結果、OR回路25は、通常期間において、列アドレスYを出力し、チェック期間において、セクターアドレスXSを出力する。
AND
また、書込み/読出し/消去制御部5は、チェック期間において、列アドレスYYに対応する副記憶領域7bのメモリセルから制御ビットを読み出すように、センスアンプ9を制御する。これにより、外部から指定されたセクターアドレスXSに対応する列アドレスYYを有する副記憶領域7bのメモリセルから、制御ビットが読み出される。
Further, the write / read / erase
読み出された制御ビットは、ラッチ回路12にラッチされて、書込み/読出し/消去制御部5に供給される。書込み/読出し/消去制御部5は、副記憶領域7bのメモリセルから読み出された制御ビットが消去又は書込みの禁止を表す場合には、消去動作又は書込み動作をリセットする。
The read control bit is latched by the
次に、図1に示す不揮発性メモリのコマンドシーケンスについて説明する。
図4は、図1に示す不揮発性メモリのコマンドシーケンスにおける信号の状態を示すタイミングチャートである。なお、図4及びその説明において、「プログラム」という語は、書込み動作及び消去動作の内のいずれか、即ち、データを書き換える動作を意味している。
Next, a command sequence of the nonvolatile memory shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 4 is a timing chart showing signal states in the command sequence of the nonvolatile memory shown in FIG. In FIG. 4 and the description thereof, the word “program” means one of a write operation and an erase operation, that is, an operation of rewriting data.
この不揮発性メモリには、セクターを指定するアドレスXAD(セクター)と、各セクター内の行を指定するアドレスXAD(行)と、列を指定するアドレスYADと、不揮発性メモリのチップを指定するチップセレクト信号CS#(負論理)と、プログラムコマンドの例として書込みコマンドWE#(負論理)と、データDINとが、外部信号として入力される。 In this nonvolatile memory, an address XAD (sector) designating a sector, an address XAD (row) designating a row in each sector, an address YAD designating a column, and a chip designating a chip of the nonvolatile memory A select signal CS # (negative logic), a write command WE # (negative logic) as an example of a program command, and data DIN are input as external signals.
ここで、コマンドシーケンスの最初の3サイクルは、書込み動作に先立って確認をとるためのコマンド取込み期間であり、コマンドシーケンスの第4サイクルにおいて、実際に書込み動作を行うためのアドレス及びデータが入力される。これらの外部信号に基づいて、アドレスラッチ回路1が、セクターアドレスXS、行アドレスXW、及び、列アドレスYをラッチし、ロジック回路部2が、行アドレスXWS及び列アドレスYYを生成し、書込み/読出し/消去制御部5が、ステータス及びチェック信号FCHKを生成する。
Here, the first three cycles of the command sequence are command acquisition periods for confirmation prior to the write operation. In the fourth cycle of the command sequence, an address and data for actually performing the write operation are input. The Based on these external signals, the address latch circuit 1 latches the sector address X S , the row address X W , and the column address Y, and the
本実施形態においては、コマンドシーケンスの第4サイクルがチェック期間として利用され、指定されたメモリセルに対してデータの消去又は書込みを行っても良いか否かが判定される。図4に示すように、コマンドシーケンスの第4サイクルにおいて、行アドレスXWとして、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルの行アドレスXW3の替わりに、ロジック回路部2が、副記憶領域7bのメモリセルの行アドレスXWSを生成する。また、列アドレスYYとして、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルの列アドレスY3の替わりに、ロジック回路部2が、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルのセクターアドレスXS3を生成する。
In the present embodiment, the fourth cycle of the command sequence is used as a check period, and it is determined whether or not data can be erased or written to a specified memory cell. As shown in FIG. 4, in the fourth cycle of the command sequence, as a row address X W, instead of the row address X W3 of the specified memory cells for erasure or write, the
チェック期間である第4サイクルにおいて、書込み/読出し/消去制御部5は、プログラム動作の替わりに読出し動作を実行するようにステータスを発行すると共に、チェック信号(フラグ)FCHKを活性化する。また、書込み/読出し/消去制御部5は、列アドレスYYを有する副記憶領域7bのメモリセルから制御ビットを読み出すように、センスアンプ9を制御する。これにより、セクターアドレスXSに対応する列アドレスYYを有する副記憶領域7bのメモリセルから、制御ビットが読み出される。
In the fourth cycle, which is the check period, the write / read / erase
本実施形態においては、読み出された制御ビットが、ラッチ回路12にラッチされて、書込み/読出し/消去制御部5に供給される。書込み/読出し/消去制御部5は、制御ビットに基づいて、指定されたメモリセルに対してデータの消去又は書込みを行っても良いか否かを判定する。
In the present embodiment, the read control bit is latched by the
読み出された制御ビットが消去又は書込みの許可を表す場合には、書込み/読出し/消去制御部5が、第5サイクル以降において、プログラム動作を実行するようにステータスを発行する。一方、読み出された制御ビットが消去又は書込みの禁止を表す場合には、書込み/読出し/消去制御部5がプログラム動作をリセットする。これにより、システムにおいて不可欠なプログラムや重要なデータの消失を防止することができる。
If the read control bit indicates erasure or write permission, the write / read / erase
以上においては、副記憶領域7bが1行のメモリセルで構成される場合について説明したが、副記憶領域7bを複数行のメモリセルで構成するようにしても良い。その場合には、主記憶領域7aに含まれているセクターアドレスXS3に基づいて、行アドレスXWS及び列アドレスYYが決定される。ここで、主記憶領域7aに含まれているM行N列のメモリセルのセクターアドレスXS3に基づいて、副記憶領域7bのK行のメモリセルに制御ビットが格納されるものとする(M、N、Kは複数で、M>K)。例えば、XS3≦Nの場合にはXWS=1、N<XS3≦2Nの場合にはXWS=2、2N<XS3≦3Nの場合にはXWS=3、・・・とする。また、XS3≦Nの場合にはYY=XS3、N<XS3≦2Nの場合にはYY=XS3−N、2N<XS3≦3Nの場合にはYY=XS3−2N、・・・とする。これに対応して、コマンドシーケンスの第4サイクルにおいて、指定されたセクターアドレスXS3に基づいて、行アドレスXWSが生成される。
In the above description, the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路に内蔵されている不揮発性メモリの構成を示すブロック図である。第2の実施形態においては、メモリセルアレイ7の副記憶領域7bから読み出された制御ビットが、I/Oインタフェース10から外部にデータDOUTとして出力される。外部において、制御ビットに基づいて、指定されたメモリセルに対してデータの消去又は書込みを行っても良いか否かが判定される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile memory built in a semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the control bit read from the
読み出された制御ビットが消去又は書込みの許可を表す場合には、外部からコマンドデコーダ4に信号は入力されず、書込み/読出し/消去制御部5が、図4における第5サイクル以降において、データの消去又は書込みを実行するようにステータスを発行する。一方、読み出された制御ビットが消去又は書込みの禁止を表す場合には、消去又は書込み動作を中止させるためのABORT信号が、外部からコマンドデコーダ4に入力される。書込み/読出し/消去制御部5は、ABORT信号に従って、消去又は書込み動作をリセットする。
When the read control bit indicates erasure or write permission, no signal is input to the
1 アドレスラッチ回路、 2 ロジック回路部、 3 Xデコーダ、 4 コマンドデコーダ、 5 書込み/読出し/消去制御部、 6 電源回路、 7 メモリセルアレイ、 7a 主記憶領域、 7b 副記憶領域、 8 Yデコーダ、 9 センスアンプ、 10 I/Oインタフェース、 11 SL(ソースライン)ドライバ、 12 ラッチ回路、 20 メモリセル200 P型基板、 101 ソース、 102 ドレイン、 103、105、106 絶縁膜、 104 フローティングゲート、 107 コントロールゲート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Address latch circuit, 2 Logic circuit part, 3 X decoder, 4 Command decoder, 5 Write / read / erase control part, 6 Power supply circuit, 7 Memory cell array, 7a Main memory area, 7b Submemory area, 8 Y decoder, 9 Sense amplifier, 10 I / O interface, 11 SL (source line) driver, 12 latch circuit, 20 memory cell 200 P-type substrate, 101 source, 102 drain, 103, 105, 106 insulating film, 104 floating gate, 107 control gate
Claims (4)
2次元アレイ状に配置された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイであって、複数行のメモリセルによって構成され、セクター毎に分割消去可能な主記憶領域と、少なくとも1行のメモリセルによって構成され、前記主記憶領域の複数のセクターに関する消去又は書込みの可否情報をアドレスに対応して格納するための副記憶領域とを有する前記メモリセルアレイと、
前記主記憶領域のそれぞれの行のメモリセルを構成する複数のトランジスタのコントロールゲートに各々が接続された複数のワードラインをセクターアドレス及び行アドレスに基づいて駆動することにより、1行のメモリセルを選択する行デコーダと、
前記メモリセルアレイのそれぞれの列のメモリセルを構成する複数のトランジスタのドレインに各々が接続された複数のビットラインを列アドレスに基づいて駆動することにより、少なくとも1列のメモリセルを選択する列デコーダと、
前記メモリセルアレイに含まれている複数のメモリセルを構成する複数のトランジスタのソースを駆動するドライバと、
前記行デコーダ及び列デコーダによって選択された少なくとも1つのメモリセルから少なくとも1つのビットラインを介してデータを読み出すセンスアンプと、
外部から供給されるアドレスに基づいて、セクターアドレスと行アドレスと列アドレスとをラッチするアドレスラッチ回路と、
外部から供給されるコマンドをデコードするコマンドデコーダと、
第1の期間において、前記コマンドデコーダに消去コマンド又は書込みコマンドが供給されたときに、第2の期間において、前記副記憶領域のメモリセルの行アドレスを前記行デコーダに供給すると共に、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルのセクターアドレスに基づいて生成した列アドレスを前記列デコーダに供給して、前記指定されたメモリセルのセクターに関する消去又は書込みの可否情報を前記副記憶領域の対応するメモリセルから読み出すように少なくとも前記センスアンプを制御し、読み出された消去又は書込みの可否情報が消去又は書込みの許可を表す場合に、第3の期間において、前記指定されたメモリセルのセクターに対して消去又は書込みを行うように少なくとも前記ドライバを制御する制御回路と、
を具備する半導体集積回路。 A semiconductor integrated circuit including a nonvolatile memory capable of electrically erasing and writing data,
A memory cell array including a plurality of memory cells arranged in a two-dimensional array, comprising a plurality of rows of memory cells, and comprising a main memory area that can be divided and erased for each sector, and at least one row of memory cells. The memory cell array having a secondary storage area for storing erasability or writeability information relating to a plurality of sectors of the main storage area corresponding to an address;
By driving a plurality of word lines respectively connected to control gates of a plurality of transistors constituting memory cells in each row of the main storage area based on sector addresses and row addresses, one row of memory cells is A row decoder to select;
A column decoder for selecting at least one column of memory cells by driving a plurality of bit lines respectively connected to drains of a plurality of transistors constituting memory cells in each column of the memory cell array based on a column address When,
A driver for driving sources of a plurality of transistors constituting a plurality of memory cells included in the memory cell array;
A sense amplifier for reading data from at least one memory cell selected by the row decoder and the column decoder via at least one bit line;
An address latch circuit that latches a sector address, a row address, and a column address based on an externally supplied address;
A command decoder for decoding commands supplied from the outside;
In the first period, when an erase command or a write command is supplied to the command decoder, in the second period, a row address of the memory cell in the secondary storage area is supplied to the row decoder and erase or write is performed. The column address generated based on the sector address of the memory cell designated as the target of the memory cell is supplied to the column decoder, and the erasure or write enable / disable information regarding the sector of the designated memory cell corresponds to the sub storage area. When at least the sense amplifier is controlled to read from the memory cell, and the read / write erasure information indicates permission of erasure or write, the sector of the designated memory cell is set in the third period. A control circuit for controlling at least the driver to perform erasing or writing with respect to the driver;
A semiconductor integrated circuit comprising:
前記指定されたセクターに関する消去又は書込みの可否情報を読み出すために、所定の期間において制御信号を活性化すると共に、前記ドライバ及び前記センスアンプを制御する書込み/読出し/消去制御部と、
前記制御信号が活性化されたときに、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルの行アドレス及び列アドレスの前記行デコーダ及び前記列デコーダへの供給を停止して、前記副記憶領域のメモリセルの行アドレスを前記行デコーダに供給すると共に、消去又は書込みの対象として指定されたメモリセルのセクターアドレスを前記列デコーダに供給するロジック回路部と、
を含む、請求項1記載の半導体集積回路。 The control circuit comprises:
A read / erase control unit that activates a control signal in a predetermined period and reads the erasure / write enable / disable information related to the designated sector, and controls the driver and the sense amplifier;
When the control signal is activated, the supply of the row address and the column address of the memory cell designated as an erase or write target to the row decoder and the column decoder is stopped, and the memory in the sub storage area A logic circuit for supplying a row address of the cell to the row decoder and supplying a sector address of a memory cell designated for erasing or writing to the column decoder;
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
前記制御回路が、外部から入力される信号に従って、消去動作又は書込み動作をリセットする、請求項1又は2記載の半導体集積回路。
An interface for outputting the erasure or writeability information read from the memory cell in the secondary storage area to the outside;
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the control circuit resets an erase operation or a write operation according to a signal input from the outside.
Priority Applications (1)
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JP2006063706A JP2007242147A (en) | 2006-03-09 | 2006-03-09 | Semiconductor integrated circuit |
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