JP2007299489A - Method and apparatus for generating reading/verification operation in nonvolatile memory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不揮発性半導体メモリに関する。更に詳細には、本発明は、半導体メモリの動作期間に発生する温度変動の補償に関する。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory. More particularly, the present invention relates to compensation for temperature fluctuations that occur during the operation of a semiconductor memory.
不揮発性半導体メモリは、コンピュータシステムから移動電話、パーソナル・ディジタル・アシスタント、カメラ、音楽プレーヤ等の個人用電気製品まで、広範な領域で益々評判を呼ぶようになっている。好評の拡大と共に個々の装置に多量のデータを置き、該装置を低電力消費で動作させる必要性が増してくる。 Non-volatile semiconductor memory has become increasingly popular in a wide range of areas, from computer systems to personal electronic products such as mobile phones, personal digital assistants, cameras and music players. With increasing popularity, there is an increasing need to place large amounts of data in individual devices and operate the devices with low power consumption.
電気的消去可能プログラマブル・メモリ(EEPROM)やフラッシュEEPROMのような不揮発性メモリは、基板と制御ゲートとの間に配置されたフローティング・ゲートを用いて電界効果トランジスタ(FET)に情報を蓄積する。図1はフラッシュ・メモリに用いられる従来のトランジスタを備えるフラッシュ・セルを示している。フラッシュ・セル10はドレイン12、ソース14、フローティング・ゲート16、制御ゲート18を備える。フローティング・ゲート16は、フローティング・ゲート16の上下に形成された誘電体層によって制御ゲート18及び基板から絶縁される。フラッシュ・メモリにおいては、複数のフラッシュ・セルの制御ゲートはワード線に結合される。こうして、ここでは制御ゲート上の信号又はその変動はVwlとして表される。
Nonvolatile memories, such as electrically erasable programmable memory (EEPROM) and flash EEPROM, store information in field effect transistors (FETs) using a floating gate disposed between the substrate and the control gate. FIG. 1 shows a flash cell comprising a conventional transistor used in a flash memory. The
フラッシュ・セルが最初に消去されると仮定すると、フローティング・ゲートに電荷を配することによってフラッシュ・セルがプログラムされる。電荷がフローティング・ゲートに蓄積されると、該電荷はフローティング・ゲートに効果的に捕らえられ、電力が除去されても失われない。その後、消去プロセスを用いて、蓄積された電荷をフローティング・ゲートから除去する。プログラミングと消去は、フラッシュ・セルの構造に依存して、アバランシェ注入、チャネル注入、トンネリング等の周知の種々のメカニズムを用いて達成される。 Assuming that the flash cell is erased first, the flash cell is programmed by placing charge on the floating gate. When charge is stored in the floating gate, it is effectively trapped in the floating gate and is not lost when power is removed. Thereafter, the stored charge is removed from the floating gate using an erase process. Programming and erasing are accomplished using various well-known mechanisms such as avalanche implantation, channel implantation, tunneling, etc., depending on the structure of the flash cell.
図2は、電流対電圧曲線としてのフラッシュ・セルの電流特性を表している。動作において、消去されたフラッシュ・セルは曲線20によって表されて二進の「1」として定義される電流特性を示す。フラッシュ・セルがプログラムされると、フローティング・ゲート上の追加の電荷によりフラッシュ・セルの電流特性は高い方の電圧へ移動する。フローティング・ゲートに電荷が蓄積されればされるほど、電流曲線は右へ移動する。曲線30は、二進の「0」として安全にプログラムされたフラッシュ・セルの電流特性を示している。曲線25は、「0」と見なされるべき許容可能な最小プログラミングでのフラッシュ・セルの電流特性を示している。線40はセンス増幅器がプログラムされたフラッシュ・セルとプログラムされていないフラッシュ・セルとを区別する電流閾値(Ith)を示している。フラッシュ・セルからの電流(Icell)がIthよりも小さいならば、フラッシュ・セルはプログラムされているとみなされ、Icellの方がIthよりも大きいならばフラッシュ・セルはプログラムされていないとみなされる。換言すると、センス増幅器が検出することができる充分大きな電流をフラッシュ・セルが流す、線50で表される閾値電圧(Vth)が存在する。つまり、プログラミング後は、プログラムされない電圧とプログラムされる電圧との中間に位置する電圧を印加することにより、フラッシュ・セルを読み取ることができる。この電圧を印加することにより電流が感知されるならば、フラッシュ・セルはプログラムされていないとみなされる(すなわち、この場合は「1」である)。電流が感知されないと、フラッシュ・セルはプログラムされているとみなされる(即ち、この場合は「0」である)。
FIG. 2 represents the current characteristics of the flash cell as a current versus voltage curve. In operation, an erased flash cell exhibits a current characteristic represented by
図3は、読み出しプロセス期間にワード線で用いられる電圧に対してプログラムされているフラッシュ・セルに存在するマージンを表している。曲線25は、プログラムされているとみなされるべき許容可能な最小プログラミングでのフラッシュ・セルの電流特性を示している。フラッシュ・セルがプログラムされた後、検証プロセスが実行される。検証プロセスにおいては、プログラムされたフラッシュ・セルを読み出すのに許容できる最高の電圧であり、且つ、閾値電流Ithよりも小さい電流Icellを与える検証ワード線電圧(Vwl_v)を用いてフラッシュ・セル読み取る。この検証プロセスの後、フラッシュ・セルがプログラムされているものとして検出されない場合、フラッシュ・セルは再度プログラムされ、又は不良セルとしてマークされて代わりのセルと交換される。換言すると、Vwl_vはプログラムされていないフラッシュ・セルを読み出すワード線上の最高電圧を示している。つまり、フラッシュ・セルが通常の読み出し動作期間に読み出されるとき、プログラムされたフラッシュ・セルとプログラムされていないフラッシュ・セルとを区別するためのマージンが存在することを保証するよう、Vwl_vよりも小さいワード線電圧(Vwl_r)を用いることができる。
FIG. 3 represents the margin present in the flash cell being programmed for the voltage used on the word line during the read process.
前述したように、フラッシュ・セルの電流特性は、温度の変化と共に変動する。この変動を図4に示す。曲線25Lは低温でプログラムされたフラッシュ・セルを示している。線Vwl_v(LT)はフラッシュ・セルが低温において許容可能レベルにあると検証され得ることを示す。しかし、デバイスが高温にあると、フラッシュ・セルは電流曲線25Hを示す。高温においては、フラッシュ・セルがプログラムされているとして検証される最高電圧はVwl_v(HT)で示される。つまり、読み出しワード線電圧Vwl_rが低温及び高温に対して同一電圧であれば、低温でプログラムされ高温で読み出されるフラッシュ・セルでは、図4に示すように、検証マージンが減少する。フラッシュ・セルの電流特性は温度変化と共に変動するので、この温度変化は、プログラムされたフラッシュ・セルとプログラムされていないフラッシュ・セルとを区別するのに利用できるマージンを減少させる。
As described above, the current characteristics of flash cells vary with changes in temperature. This variation is shown in FIG. Curve 25L shows a flash cell programmed at a low temperature. Line Vwl_v (LT) indicates that the flash cell can be verified to be at an acceptable level at low temperatures. However, when the device is at a high temperature, the flash cell exhibits a
また、フラッシュ・メモリ・セルの直列チェーンにおけるセルの位置はフラッシュ・メモリ・セルの閾値電圧を支配する。また、温度変化はメモリ・セルの直列チェーンを流れる電流の変化を生じる。図5において、NANDフラッシュ・アレイは、直列セル・チェーン88、89に配列されたフローティング・ゲート・セルのアレイ87からなる。それぞれのフローティング・ゲート・セルは直列セル・チェーン88、89においてドレインとソースの間が結合されている。複数の直列セル・チェーン88、89を通るワード線(WL_0〜WL_15)は、どのフローティング・ゲート・セルの制御ゲートにも結合されてその動作を制御する。
Also, the position of the cells in the series chain of flash memory cells dominates the threshold voltage of the flash memory cell. A temperature change also causes a change in the current flowing through the series chain of memory cells. In FIG. 5, the NAND flash array consists of an
動作において、ワード線(WL_0〜WL_15)は、書き込まれるべき又は読み出されるべき直列セル・チェーン88、89における個々のフローティング・ゲート・メモリ・セルを選択し、各直列セル・チェーン88、89における残りのフローティング・ゲート・メモリ・セルを通過モードで動作させる。フローティング・ゲート・メモリ・セルの各直列セル・チェーン88、89はソース選択ゲート94、95によってソース線90に結合され、また、ドレイン選択ゲート91、92によって個々のビット線(BL1〜BLN)に結合される。ソース選択ゲート94、95は制御ゲートの結合されたソース選択ゲート制御線SG(S)96によって制御される。ドレイン選択ゲート91、92はドレイン選択ゲート制御線SG(D)93によって制御される。
In operation, the word lines (WL_0-WL_15) select individual floating gate memory cells in the
図5から分かるように、1つのメモリ・セルを読み出すためには、電流は直列セル・チェーン88、89における他のメモリ・セルを流れなければならない。したがって、残りのセルはドレイン接続又はソース接続と直列の寄生抵抗になる。直列セル・チェーン88の最も下側にあるセル_0 98はアレイのグランドに最も近いので、ドレイン線において15回の電圧降下を経験し、ソース線において1回の電圧降下を経験する。直列セル・チェーン88の最も上に位置するセル_15 97はソース線において15回の電圧降下を経験し、ドレイン線において1回の電圧降下を経験する。
As can be seen from FIG. 5, to read one memory cell, current must flow through the other memory cells in the
知られているように、任意のトランジスタ(例えばメモリ・セル)の電流は、動作モードに依存して、トランジスタのVgsとVdsとによって決定される。飽和モードにおいては、セルの電流は大部分はVgsとともに変化し、Vdsの関数ではない。トランジスタ電流はVgsの二乗と共に変化する。線形モードにおいては、セルを流れる電流はVdsと共に変化する。 As is known, the current of any transistor (eg, memory cell) is determined by the transistor's V gs and V ds depending on the mode of operation. In saturation mode, the cell current varies mostly with V gs and is not a function of V ds . The transistor current varies with the square of Vgs . In the linear mode, the current through the cell varies with V ds .
最大利得を得るために特定のセルが飽和モードで動作していると仮定すると、直列セル・チェーン88の最も下のセル98はそのVgsに電圧降下を経験しない。直列セル・チェーン88の最も上のセル97はソース電圧の15回の電圧降下を経験する。セル電流は(Vgs−Vt)2の関数であるから、Vt(すなわち、閾値電圧)が同一であるならば、ソース電圧の差はセル電流の変化を反映して二乗される。
Assuming that a particular cell is operating in saturation mode to obtain maximum gain, the
温度と閾値電圧すなわちVtレベルとの関係は、セル・ストリング又はメモリ・セルのチェーンにおけるセルの位置の関数である。閾値電圧すなわちVtレベルの変動は温度の関数であるばかりでなく、温度の変動にわたってセル・ストリングにおけるセルの位置と共に変動する。 Relationship between the temperature and the threshold voltage or V t level is a function of the position of the cell in the chain of the cell strings or memory cell. The variation in threshold voltage or Vt level is not only a function of temperature, but also varies with the position of the cell in the cell string over temperature variations.
フラッシュ・セルの電流特性は温度変化と共に変化するので、この温度変化は、プログラムされたフラッシュ・セルとプログラムされていないフラッシュ・セルとを区別するのに利用できるマージンを減少させる。また、閾値電圧すなわちVtレベルも、メモリ・セルのストリングにおけるセルの位置の関数であるから、温度、フラッシュ・セルの特性及びセルのストリングにおけるフラッシュ・セルの位置に依存してワード線電圧を修正することにより、マージンを増すようワード線電圧を生成する必要性が存在する。 Since the current characteristics of the flash cell change with temperature, this temperature change reduces the margin available to distinguish between programmed and unprogrammed flash cells. The threshold voltage, or V t level, is also a function of the cell position in the string of memory cells, so the word line voltage depends on the temperature, the characteristics of the flash cell and the position of the flash cell in the cell string. There is a need to generate a word line voltage to increase the margin by modification.
ワード線電圧を生成するための方法及び装置が提供される。本発明の1つの実施の形態においては、ワード線電圧発生器は、電流加算ノードに結合された電流源であって、相互接続されたビット・セルのストリングにおけるメモリ・セルの位置と共に変化するセル位置依存性温度係数を有する第1電流を生成するよう構成された第1電流源を備える。また、ワード線電圧発生器は、温度変化から実質的に独立した第2電流を生成するよう構成された調整可能電流源と、第1電流に比例するワード線電圧を発生する電圧変換器とを備えている。 A method and apparatus for generating a word line voltage is provided. In one embodiment of the present invention, the word line voltage generator is a current source coupled to a current summing node, the cell changing with the position of the memory cell in the string of interconnected bit cells. A first current source configured to generate a first current having a position dependent temperature coefficient is provided. The word line voltage generator also includes an adjustable current source configured to generate a second current substantially independent of temperature changes, and a voltage converter that generates a word line voltage proportional to the first current. I have.
本発明の他の実施の形態においては、方法は、相互接続されたビット・セルのストリングにおけるメモリ・セルの位置と共に変化するセル位置依存性温度係数を有する第1電流を生成する。また、第2電流が生成され、これは温度変化から実質的に独立している。第1電流と第2電流は組み合わされて基準電流を生成し、基準電流は電圧変換器を通って流すことによってワード線電圧に変換される。 In another embodiment of the present invention, the method generates a first current having a cell location dependent temperature coefficient that varies with the location of the memory cell in the string of interconnected bit cells. A second current is also generated, which is substantially independent of the temperature change. The first current and the second current are combined to generate a reference current, which is converted to a word line voltage by flowing through a voltage converter.
他の実施の形態は、ワード線電圧発生器と、ワード線電圧発生器を有するデバイスを含む半導体ウェーハと、ここで記述するワード線電圧発生器を有するメモリ・デバイスを含む電子システムとを備える。 Another embodiment comprises a word line voltage generator, a semiconductor wafer including a device having a word line voltage generator, and an electronic system including a memory device having a word line voltage generator as described herein.
この説明における回路の中には、ダイオード接続されたトランジスタとして知られる周知の回路構成を含むものがある。ダイオード接続されたトランジスタは、相補型金属酸化物半導体(CMOS)トランジスタのゲートとドレインを接続するとき、又は、バイポーラ・トランジスタのベースとコレクタを接続するときに形成される。このように接続されると、トランジスタはp−nジャンクション・ダイオードと同様の電圧・電流特性で動作する。したがって、図にダイオードとして示された回路素子は、ダイオード特性を持つp−nジャンクションを作る任意のデバイス、例えば、従来のダイオード、ダイオード構成で接続されたバイポーラ・トランジスタ、ダイオード構成で接続されたCMOSデバイスにおいて実現され得る。また、ダイオード特性を持つ適宜のデバイスを、ダイオード、p−nジャンクション素子、ダイオード接続CMOSトランジスタ及びダイオード接続されたバイポーラ・トランジスタと呼ぶことにする。 Some of the circuits in this description include a well-known circuit configuration known as a diode-connected transistor. A diode connected transistor is formed when connecting the gate and drain of a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) transistor or when connecting the base and collector of a bipolar transistor. When connected in this way, the transistor operates with the same voltage and current characteristics as a pn junction diode. Thus, the circuit elements shown as diodes in the figure can be any device that creates a pn junction with diode characteristics, such as a conventional diode, a bipolar transistor connected in a diode configuration, a CMOS connected in a diode configuration. It can be realized in the device. Also, appropriate devices having diode characteristics will be referred to as diodes, pn junction elements, diode-connected CMOS transistors, and diode-connected bipolar transistors.
ここでの記述は、不揮発性メモリを電気的消去可能プログラマブル・メモリ(EEPROM)セル、フラッシュEEPROMセル及びフラッシュ・セルと呼ぶ。理解されるように、本発明の実施の形態はこれらの不揮発性メモリ・セルのうちの任意のもので実施することができる。 In this description, the nonvolatile memory is referred to as an electrically erasable programmable memory (EEPROM) cell, a flash EEPROM cell, and a flash cell. As will be appreciated, embodiments of the invention may be implemented with any of these non-volatile memory cells.
多くの実施の形態において、本発明は、温度、フラッシュ・セルの特性及びフラッシュ・セルのストリングすなわち直列チェーンにおけるフラッシュ・セルの位置に依存してワード線電圧を修正することによってマージンを広げるための回路及び方法を含む。図6は、異なる温度及びフラッシュ・セルのストリングすなわち直列チェーンにおけるフラッシュ・セルの異なる位置に対して読み出しワード線電圧Vwl_rを変えることによって広げられた検証マージンを示している。図4と同様に、曲線25Lは低温でプログラムされたフラッシュ・セルを示し、曲線25Hは高温で読み出されるフラッシュ・セルを示している。Vwl_v(LT)はフラッシュ・セルが低温で検証される最高電圧を示しており、同様にVwl_v(HT)はフラッシュ・セルが高温で検証される最高電圧を示している。Vwl_rは、フラッシュ・セルの現特性に一致させようとする又は現温度に対して補償しようとする補償を実行しないときの読み出しワード線電圧である。図4と同様に、Vwl_rとVwl_v(HT)との間に、比較的小さい検証マージンが「未補償検証マージン」として示されている。しかし、読み出しが行われるワード線電圧を修正するならば、検証マージンを広げることが可能である。Vwl_r(HT)は、高温期間での読み出しプロセスに対する修正された電圧を示している。読み出しプロセス期間にワード線電圧を下げることにより、検証マージンは、Vwl_v(HT)とVwl_r(HT)との間の差として「補償済み検証マージン」によって示されるように広げられる。
In many embodiments, the present invention is intended to extend the margin by modifying the word line voltage depending on temperature, flash cell characteristics, and flash cell string or flash cell position in the series chain. Includes circuits and methods. FIG. 6 illustrates the verification margin extended by varying the read word line voltage Vwl_r for different temperatures and different locations of the flash cells in the string of flash cells or series chain. Similar to FIG. 4, curve 25L shows a flash cell programmed at low temperature and
フラッシュ・セルに対してプログラムされた値を示す他の方法は、ワード線電圧に対するフラッシュ・セルの閾値電圧の確率分布である。図7は、フラッシュ・セルが2つの状態(すなわち、プログラムされた状態とプログラムされていない状態)にある、双レベルのフラッシュ・セルの分布を示している。線60Lは、低温でのプログラムされていないフラッシュ・セルに対するVthの分布を示しており、線60Hは、高温でのプログラムされていないフラッシュ・セルに対するVthの分布を示している。同様に、線62Lは、低温でのプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布を示しており、線62Hは、高温でのプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布を示している。線68は、プログラムされたフラッシュ・セルとプログラムされていないフラッシュ・セルとを区別するために読み出し期間に用いられる電圧レベルを示す。図7は、プログラムされた状態を二進の1で、プログラムされていない状態を二進の0で示す。しかし、当業者が認識するように、これは任意の定義であり、逆に定義してもよい。
Another way to indicate the programmed value for the flash cell is the probability distribution of the flash cell threshold voltage versus the word line voltage. FIG. 7 shows a bi-level flash cell distribution with the flash cells in two states (ie, a programmed state and an unprogrammed state).
フラッシュ・セルはマルチレベルであってよく、2つの二進状態よりも多い状態を示すようにフラッシュ・セルをマルチのVthレベルでプログラムしてもよい。図8は4レベルのフラッシュ・セルを示している。低温で「11」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線70Lで、高温で「11」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線70Hで示す。同様に、低温で「10」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線72Lで、高温で「10」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線72Hで示す。低温で「00」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線74Lで、高温で「00」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線74Hで示す。最後に、低温で「01」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線76Lで、高温で「01」状態にプログラムされたフラッシュ・セルに対するVthの分布は線76Hで示す。線82、84、86は4つのプログラムされた状態を区別するために読み出し期間に用いられる電圧レベルを示している。図8は、4つの異なる分布を表す二進値に対する可能な割当を示す。しかし、当業者は認識するように、この状態定義は他の二進の組み合わせにより定義可能である。さらに、当業者は認識するように、2又は4以外の多くの状態が本発明の範囲内に入る。
The flash cell may be multi-level and the flash cell may be programmed with multiple Vth levels to indicate more than two binary states. FIG. 8 shows a four level flash cell. The Vth distribution for flash cells programmed to the “11” state at low temperature is shown by line 70L, and the Vth distribution for flash cells programmed to the “11” state at high temperature is shown by
図9は、第1電流源110、調整可能電流源120及び電圧変換器140を備えるワード線電圧発生器100の回路モデルである。第1電流源110は電流加算ノード150に結合され、第1電流(It)を生成するよう構成される。第1電流から導出される電圧は、フラッシュ・セルの閾値電圧の温度係数に実質的に等しい温度係数を含む。換言すると、第1電流源110のみが電圧変換器140に結合されているならば、第1電流源110は、電圧変換器140における電圧降下がフラッシュ・セルの閾値電圧の温度係数と実質的に等しいように構成される。さらに言い換えるならば、dVwl/dT=d(R*It)/dT〜dVt_cell/dTである。ただし、Rは電圧変換器140の抵抗値であり、Vt_cellはフラッシュ・セルの閾値電圧である。
FIG. 9 is a circuit model of the word
調整可能電流源120は電流加算ノード150に結合され、温度変化から実質的に独立した第2電流(Ich)を生成するよう構成される。第1電流源110と調整可能電流源120とを組み合わせて電流加算ノード150に基準電流を生成させる。電圧変換器140は、抵抗素子のような変換器要素において基準電流を減少させることによって電流加算ノード150での電流に比例するIR降下を作るよう構成される。
Adjustable
第1電流源110は、温度及びフラッシュ・セルの特性に依存して、電流加算ノード150に供給する電流の量を適合させて修正する。つまり、第1電流源110からの電流の変化はワード線上の電圧の変化を生じる。換言すると、Vt_cellが温度の関数であることに関係した方法で、Itは温度の関数である(すなわち、It=f(T))。
The first
調整可能電流源120は、検証動作期間には第1電流源電流を、読み出し動作期間には第2電流源電流を持つよう調整され得る充電電流(Ith)(これは第2電流とも呼ばれる)を生成する。換言すると、検証動作期間にはIch=A*Icであり、読み出し動作期間にはIch=B*Icである。さらに、調整可能電流源120は、読み出し動作と検証動作との間の温度差に起因して総加算電流を歪めることがないよう、温度変化から実質的に独立するよう構成される。
The adjustable
したがって、電流加算ノード150に結果として生じる電流はIsum=It+Ich、すなわち、検証動作期間にはIsum=f(T)+A*Ic、読み出し動作期間にはIsum=f(T)+B*Icとなる。この構成により、フラッシュ・セルが読み出し動作及び検証動作の期間に適応するのと同じようにして温度変化に適応するよう構成されたワード線電圧を発生させることができる。また、AとBの値は、マルチレベルのそれぞれのレベルでの読み出し動作と検証動作との間の差に加えて、マルチレベルのフラッシュ・セルに結合されたワード線に対する複数の電圧を生成するのに適した複数の加算電流を生じるように選択される。
Therefore, the resulting current at current summing
図10は、第1電流源110’、調整可能電流源120’、調整可能電流シンク130’及び電圧変換器140’を備えるワード線電圧発生器100’の回路モデルである。第1電流源110’はフラッシュ・セルの温度係数に実質的に等しい温度係数を有することにより、図9の第1電流源110と同様である。
FIG. 10 is a circuit model of a word line voltage generator 100 'including a first current source 110', an adjustable current source 120 ', an adjustable current sink 130' and a voltage converter 140 '. The first current source 110 'is similar to the first
調整可能電流源120’は、検証動作期間には第1電流源電流を持ち、読み出し動作期間には第2電流源電流を持つよう調整され得る充電電流(Ich)を生成する。換言すると、検証動作期間にはIch=A*Icであり、読み出し動作期間にはIch=B*Icである。さらに、調整可能電流源120’は、読み出し動作と検証動作との間の温度差に起因して総加算電流を歪めることがないよう、温度変化から実質的に独立するよう構成される。 The adjustable current source 120 'generates a charging current (Ich) that can be adjusted to have a first current source current during the verify operation period and a second current source current during the read operation period. In other words, Ich = A * Ic during the verification operation period, and Ich = B * Ic during the read operation period. Further, the adjustable current source 120 'is configured to be substantially independent of temperature changes so as not to distort the total sum current due to the temperature difference between the read operation and the verify operation.
調整可能電流源120’と同じように、調整可能電流シンク130’は検証動作期間には第1シンク電流を持ち、読み出し動作期間には第2シンク電流を持つよう調整され得る放電電流(Idis)(これは第3電流とも呼ばれる)を生成する。換言すると、検証動作期間にはIdis=C*Idであり、読み出し動作期間にはIdis=D*Idである。さらに、調整可能電流シンク130’は、読み出し動作と検証動作との間の温度差に起因して総加算電流を歪めることがないよう、温度変化から実質的に独立するよう構成される。
As with the adjustable
したがって、電流加算ノード150’に結果として生じる電流はIsum=It+Ich+Idis、すなわち、検証動作期間にはIsum=f(T)+A*Ic+C*Id、読み出し動作期間にはIsum=f(T)+B*Ic+D*Idとなる。この構成により、フラッシュ・セルが読み出し動作及び検証動作の期間に適応するのと同じようにして温度変化に適応するよう構成されたワード線電圧を発生させることができる。
Therefore, the resulting current at current summing
構成例として、図10のワード線電圧発生器100’は検証動作期間にはC=0、読み出し動作期間にはB=0として構成され得る。当該構成においては、検証動作期間には、可変電流源は電流加算ノード150’に電流を与えるが、可変電流シンクは効果的にオフである。同様に、読み出し動作期間には、可変電流源は効果的にオフであり、可変電流シンクはシンク電流を電流加算ノード150’に加える。言うまでもなく、当業者であれば認識するように、本発明の範囲内で係数A、B、C、Dの他の多くの組み合わせを想定することができる。また、A、B、C、Dの値は、マルチレベルのそれぞれのレベルでの読み出し動作と検証動作との間の差に加えて、マルチレベル・フラッシュ・セルに結合されたワード線に対する複数の電圧を生成するのに適した複数の加算電流を生じるように選択される。
As a configuration example, the word
図11は、第1電流源110”、調整可能電流源120”、調整可能電流シンク130”及び電圧変換器140”、可変電流コントローラ170及び可変電流セレクタ180を備えるワード線電圧発生器100”の回路図である。動作において、ワード線電圧発生器は図9及び図10の既に検討した実施の形態と同様に動作する。図11の実施の形態においては、電圧変換器140”は電流加算ノード150”と接地との間に結合された抵抗素子Rとして実現され得る。さらに、第1電流源110”は、ソースが電源に結合され、ドレインが電流加算ノード150”に結合されたpチャネル・トランジスタ(Ps)として実現され得る。pチャネル・トランジスタPsのゲートは、Psを流れる電流の量を制御するよう、整合電流コントローラ160によって生成される温度補償済みバイアス信号165に結合される。この整合電流コントローラ160については後に詳述する。
FIG. 11 shows a word
可変電流コントローラ170と可変電流セレクタ180は、調整可能電流源120”及び調整可能電流シンク130”を制御する。可変電流コントローラ170については後に詳述する。発生された信号はpチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aのゲート及びnチャネル・トランジスタ1B、2B、4Bのゲートに結合される。pチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aは、2Aのサイズが1Aの2倍であり、4Aのサイズが2Aの2倍であるよう、二進の重み付けがなされたゲート・サイズを持つよう構成される。可変電流セレクタ180は信号trm_1p、trm_2p、trm_4p、trm_1n、trm_2n、trm_4nを生成する。この構成により、可変電流コントローラ170は、重み付けされた電流を電流加算ノード150”に加えることができるようtrm_1p、trm_2p、trm_4pをアサート又はネゲートすることができる。例えば、pチャネル・トランジスタ1Aが10μAを供給するとすると、pチャネル・トランジスタ2Aは20μAを供給するよう構成され、pチャネル・トランジスタ4Aは40μAを供給するよう構成され、調整可能電流源120”は0〜70μAの電流を供給するよう構成されるが、これに限られるものではない。
Variable
調整可能電流シンク130”は二進の重み付けがされたnチャネル・トランジスタ1B、2B、4Bを制御することによって同様に動作する。言うまでもなく、二進の重み付けは調整可能電流源120”及び調整可能電流シンク130”を作るための1つの代表的な方法である。当業者は認識するように、本発明の範囲内で多くの他の方法を実施することができる。さらに、二進の重み付けは、選択された素子のダイナミック・レンジを修正するよう増減され得る。例えば、二進の重み付けは0〜3の選択へ減少され、又は0〜15の選択へ増加されるが、これに限られるものではない。
Adjustable
可変電流コントローラ170は、ノード172(vgp_c)でのバイアス電圧を制御することにより、pチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aを流れる電流の量を微調整する。同様に、nチャネル・トランジスタ1B、2B、4Bを流れる電流の量は、ノード174(vgn_c)でのバイアス電圧を制御することにより微調整される。この微調整と二進の重み付けとの組み合わせを用いて、可変電流源からの各二進の重み付けされた電流源を組み合わせることにより、温度変化から実質的に独立した総合的な第2電流Ichを作ることができる。同様に、微調整と二進の重み付けとの組み合わせを用いて、可変電流シンクからの各二進の重み付けされた電流シンクを組み合わせることにより、温度変化から実質的に独立した総合的な第3電流Idisを作ることができる。
The variable
図12A〜図12Gは、図11の整合電流コントローラ160の種々の実施の形態の回路図である。図12A〜図12Dは、電流ミラー構成で結合されたpチャネル・トランジスタP1、P2と、電流ミラー構成で結合されたnチャネル・トランジスタN1、N2とを備える整合電流源163を有する。この整合電流源163は、電流加算ミラー構成について周知のように、トランジスタが同一サイズを持つよう整合されているならば等しい電流を有する、P1を通る第1電流I1とP2を通る第2電流I2とを作る。
12A-12G are circuit diagrams of various embodiments of the matching
図12Aは、負の温度係数を有する整合電流コントローラ160を示している。抵抗素子R1は所定の電圧降下を生じ、N2を通る第2電流を作る。しかし、ダイオードにおいては、pnジャンクションは負の温度係数を持ち、pnジャンクションにおける電圧降下の変化は温度変化に逆比例する。換言すると、温度の上昇につれて、pnジャンクションでの電圧降下は低下する。例えば、シリコンの場合、pnジャンクションでの電圧降下は約−2.2mV/°Cで温度変化に逆比例する。したがって、ダイオードD1は負の温度係数を持つダイオード電圧降下を示す。整合電流源は、温度補償済みバイアス信号165がダイオードD1の負の温度係数に関係した負の温度係数を持つように、電流I1、I2を実質的に同じになるよう維持する動作を行う。
FIG. 12A shows a matching
図12Bは、正の温度係数を有する整合電流コントローラ160を示している。ダイオードD1、D2は、ダイオードD1が相対サイズ1の接合面積を有し、ダイオードD2がダイオードD1のサイズのN倍の接合面積を持つよう、相対サイズの接合面積を持つよう構成される。サイズは違うがエミッタ電流が同一である2つのダイオードは異なる電流密度を持つことになり、その結果、pnジャンクションにおける電圧降下が僅かに異なってくる。ダイオードの温度係数が負であることにより、温度が上昇すると、ダイオードD1の電圧降下はダイオードD2の電圧降下よりも大きい割合で低下する。一般に、この差はΔVbeと呼ばれ、2つのダイオードD1、D2間の電圧降下の差を表す。したがって、第1のダイオードD1における電圧降下は、第2のダイオードD2の電圧降下と抵抗R1の電圧降下との組み合わせに等しい。したがって、第1電流I1と第2電流I2とを実質的に同一に維持するには、抵抗R1における電圧降下(ΔVbe)は直接の温度相関を有する(すなわち、温度の上昇と共に電圧変化が増加する)。また、ΔVbeは絶対温度比例(PTAT)である電圧とも呼ばれる。これは、温度補償済みバイアス信号165が実質的に温度から独立した状態を続けるように、ダイオードD1の負の温度係数とは実質的に反対の正の温度係数で、温度変化に比例して電圧が調整されるからである。
FIG. 12B shows a matching
図12Cは、図12Aの実施の形態と図12Bの実施の形態との間の温度係数を持つ整合電流コントローラ160を示している。動作において、図11Cの実施の形態は図11Bの実施の形態と同様に動作する。しかし、図11Cの実施の形態は抵抗R2を有する。この結果、第2電流I2は副電流I2aと副電流I2bとに分割される。副電流I2aは前述のΔVbe項に起因して温度変化に直接関係する。一方、副電流I2bは電流I2を増加させるように動作し、その結果、第2電流I2はオフセット(Iptco)を持つ正の温度係数を有することになる。この場合、副電流I2aは正の温度係数を生成し、副電流I2bはオフセットを生成する。その結果、温度補償済みバイアス信号165はIptcoに直接関係した電圧を有する。N1、N2のトランジスタ・サイズに対するR1とR2との間の異なる抵抗比を選択して、温度変化から実質的に独立した状態を保ちながら、温度補償済みバイアス信号165を異なる値に修正するようにしてもよい。
FIG. 12C shows a matching
図12Dの実施の形態は図12Cの実施の形態と同じであるが、抵抗R1t,R2tにバイパス・トランジスタN3、N4をそれぞれ設けた点で相違する。この構成により、R1(及びR1t)を流れる副電流I2aに起因する電圧降下を修正する微調整能力が可能になる。同様に、R2(及びR2t)を流れる副電流I2aに起因する電圧降下が修正される。言うまでもなく、この微調整能力は2つ以上の選択可能な抵抗へと拡大できる。 The embodiment of FIG. 12D is the same as the embodiment of FIG. 12C, but differs in that bypass transistors N3 and N4 are provided in resistors R1t and R2t, respectively. This configuration allows a fine adjustment capability to correct the voltage drop due to the subcurrent I2a flowing through R1 (and R1t). Similarly, the voltage drop due to the secondary current I2a flowing through R2 (and R2t) is corrected. Needless to say, this fine-tuning capability can be expanded to more than one selectable resistance.
図12Eは、フラッシュ・メモリ・セルM1を用いて、選択されているフラッシュ・メモリ・セルの特性を作るための整合電流コントローラ160を示している。pチャネル・トランジスタP3はダイオード構成に接続されて電流源を作る。フラッシュ・メモリ・セルM1は、メモリ・アレイにおけるフラッシュ・メモリ・セルの電流特性と同様の電流特性と温度依存性で動作する。nチャネル・トランジスタN5はバイアス電圧Vbiasによって制御されて、pチャネル・トランジスタP3を流れる電流を更に修正し、その結果、温度補償済みバイアス信号165に出力される電圧を修正する。
FIG. 12E illustrates a matching
図12Fは、図12Eと同様に、フラッシュ・メモリ・セルM2を用いて、選択されているフラッシュ・メモリ・セルの特性を作るための整合電流コントローラ160を示している。pチャネル・トランジスタP3はダイオード構成で接続されて電流源を作る。フラッシュ・メモリ・セルM2は、メモリ・アレイにおけるフラッシュ・メモリ・セルの電流特性と同様の電流特性と温度依存性で動作する。しかし、図12Fの実施の形態においては、フラッシュ・メモリ・セルの制御ゲートとフローティング・ゲートは動作的に結合されている。この構成により、プログラムされたフラッシュ・セルを一層正確に作ることができ、フラッシュ・メモリ・セルM2に対するプログラミング動作を生成する機構を提供する必要性を解消する。nチャネル・トランジスタN5はバイアス電圧Vbiasによって制御され、pチャネル・トランジスタP3を流れる電流を更に修正し、その結果、温度補償済みバイアス信号165を修正する。
FIG. 12F shows a matching
図12Gは、nチャネル・トランジスタN6を用いて、選択されているフラッシュ・メモリ・セルの特性を作るための整合電流コントローラ160を示している。pチャネル・トランジスタはダイオード構成で接続されて電流源を作る。nチャネル・トランジスタN6はメモリ・アレイにおけるフラッシュ・メモリ・セルの電流特性と同様の電流特性と温度依存性で動作する。nチャネル・トランジスタN5はバイアス電圧Vbiasによって制御され、pチャネル・トランジスタP3を流れる電流を更に修正し、その結果、温度補償済みバイアス信号165を修正する。
FIG. 12G shows a matching
図13は、図11の可変電流コントローラ170の代表的な実施の形態の回路図である。pチャネル・トランジスタP3、P4、nチャネル・トランジスタN7、N8、ダイオードD3、D4及び抵抗R3、R4は、図12Cの整合電流コントローラ160と同様の方法で、オフセット(Iptco)付きの正の温度係数を作るよう動作する。その結果、温度変動から実質的に独立するようにノード172(vgp_c)が生成され、該ノードは図11に示す調整可能電流源120”のpチャネル・トランジスタに対するバイアス・レベルを作る。pチャネル・トランジスタP5及びnチャネル・トランジスタN9は、図11に示す調整可能電流シンク130”のnチャネル・トランジスタに対して適切なバイアス・レベルで、ノード172(vgp_c)に関係するノード174(vgn_c)にバイアス信号を生成するよう動作する。
FIG. 13 is a circuit diagram of a representative embodiment of the variable
前述のとおり、個々のメモリ・セルを流れる電流を変えることによって温度が検証マージンに影響を与えるばかりでなく、メモリ・セルを流れる電流もメモリ・セルのストリング又はチェーンにおけるメモリ・セルの位置によって影響される。フラッシュ・メモリ・セルの直列チェーンにおけるセルの位置がメモリ・セルの閾値電圧を支配する間に、温度変化も、メモリ・セルの直列チェーンを流れる電流の変化を生じさせる。 As mentioned above, not only does temperature affect the verification margin by changing the current flowing through the individual memory cells, but the current flowing through the memory cells is also affected by the location of the memory cells in the string or chain of memory cells. Is done. While the cell position in the flash memory cell series chain dominates the threshold voltage of the memory cell, temperature changes also cause changes in the current flowing through the memory cell series chain.
図14Aはメモリ・セル_0 98の等価回路を示しており、図14Bはメモリ・セル_15 97の等価回路を示している。図5を参照して述べたとおり、NANDフラッシュ・アレイはストリング又はセル・チェーンに配列されたフローティング・ゲート・セルのアレイからなり、それぞれのフローティング・ゲート・セルは直列セル・チェーン88’においてドレインとソースが結合されている。動作において、ワード線(WL_0〜WL_15)は書き込まれるべき又は読み出されるべき直列セル・チェーンにおける個々のフローティング・ゲート・メモリ・セルを選択し、それぞれの直列セル・チェーンにおける残りのフローティング・ゲート・メモリ・セルを通過モードで動作させる。例えば、図14Aは、セル_0 98が選択され、それぞれの他のセルが通過モードに構成されたときの等価回路を示している。図示のとおり、セル_0 98の上側の抵抗はRd0として識別され、セルのチェーンにおける抵抗の和と等価である。具体的には、Rd0=RSGD+RCELL−15+RCELL−14+・・・+RCELL−1であり、Rs0=RSGSである。ただし、RSGDはドレイン選択ゲートの抵抗であり、RSGSはソース選択ゲートの抵抗である。同様に、図14Bは、セル_15 97が選択され、それぞれの他のセルが通過モードに構成されたときの等価回路を示している。図示のとおり、セル_15 97の上側の抵抗はRs15として識別され、セルのチェーンにおける抵抗の和と等価である。具体的には、Rs15=RSGS+RCELL−14+RCELL−13+・・・+RCELL−0であり、Rd15=RSGDである。
14A shows an equivalent circuit of the
明らかに、1つのメモリ・セルを読み出すために、電流は直列セル・チェーンにおける他のメモリ・セルを流れなければならない。したがって、残りのセルは、ドレイン接続又はソース接続と直列の寄生抵抗になる。直列セル・チェーン88の最も下側のセル_0 98はアレイの接地に最も近いので、ドレイン線においては15回の電圧降下を経験し、ソース線においては1回の電圧降下を経験する。直列セル・チェーン88の最も上側のセル_0 97はソース線において15回の電圧降下を、ドレイン線において1回の電圧降下をそれぞれ経験する。
Obviously, to read one memory cell, current must flow through the other memory cells in the series cell chain. Thus, the remaining cells have a parasitic resistance in series with the drain or source connection. Since the
図15は、ワード線電圧Vwlによって活性化されたときにメモリ・セルを流れる代表的な電流を示すグラフで、高温と低温でプロットしたものである。図示のとおり、対数目盛りでの高温(HT)及び低温(LT)の電流のグラフは互いに一致せず、第1閾値電流Ith1と第2閾値電流Ith2とを有するプログラムされたフラッシュ・セル電流Icellを持つように識別される領域を作る。グラフから明らかなように、相互接続されたフラッシュ・メモリ・セルのストリング又はチェーンにおけるセルの位置と共に変動する位置依存性温度係数が存在する。第1閾値電流Ith1の温度依存性はRs0(HT)>Rs0(LT)且つRs15(HT)>Rs15(LT)を生じ、Rsの温度依存性に起因するVtの温度依存性は|dVt0/dT|<|dVt15/dT|である。第2閾値電流Ith2の温度依存性はRs0(HT)<Rs0(LT)且つRs15(HT)<Rs15(LT)を生じ、Rsの温度依存性に起因するVtの温度依存性は|dVt0/dT|<|dVt15/dT|である。 FIG. 15 is a graph showing typical currents flowing through the memory cells when activated by the word line voltage Vwl, plotted at high and low temperatures. As shown, the graphs of the high temperature (HT) and low temperature (LT) currents on the logarithmic scale do not match each other and the programmed flash cell current Icell having the first threshold current Ith1 and the second threshold current Ith2 is Create an area identified to have. As is apparent from the graph, there is a position-dependent temperature coefficient that varies with the position of the cells in the string or chain of interconnected flash memory cells. The temperature dependence of the first threshold current Ith1 results in R s0 (HT)> R s0 (LT) and R s15 (HT)> R s15 (LT), and the temperature dependence of Vt due to the temperature dependence of Rs is | DVt0 / dT | <| dVt15 / dT |. The temperature dependence of the second threshold current Ith2 results in R s0 (HT) <R s0 (LT) and R s15 (HT) <R s15 (LT), and the temperature dependence of Vt due to the temperature dependence of Rs is | DVt0 / dT | <| dVt15 / dT |.
図16Aは、代表的な16個のメモリ・セルのストリング又はチェーンの両端のセル位置に対する第1閾値電流を示しており、図16Bは、代表的な16個のメモリ・セルのストリング又はチェーンの両端のセル位置に対する第2閾値電流を示している。図示のとおり、メモリ・セルのストリング又はチェーンにおけるセル位置は温度変動を示している。例えば、図16Bの第2閾値電流Ith2の場合、セル_15はセル_0よりもビット線に近いのでセル_15はセル_0よりもソース電圧が低い。したがって、温度の上昇に伴って、セル_15のソース電圧は低くなる。これは、セル電流が減少してVt_cellを温度にしたがって増加させ、図16Bに示す温度依存性を生じるからである。したがって、メモリ・セルのストリング又はチェーンにおけるメモリ・セルの位置に関係する温度補償は、温度変動に対する検証マージンの拡大にさらに貢献する。 FIG. 16A shows the first threshold current for cell locations across a typical string or chain of 16 memory cells, and FIG. 16B illustrates the string or chain of a typical 16 memory cell. The second threshold current for the cell positions at both ends is shown. As shown, cell positions in a string or chain of memory cells indicate temperature variations. For example, in the case of the second threshold current Ith2 in FIG. 16B, since the cell_15 is closer to the bit line than the cell_0, the cell_15 has a lower source voltage than the cell_0. Therefore, the source voltage of the cell_15 decreases as the temperature increases. This is because the cell current is decreased and Vt_cell is increased according to the temperature, resulting in the temperature dependence shown in FIG. 16B. Thus, temperature compensation related to the location of memory cells in a string or chain of memory cells further contributes to an increased verification margin for temperature variations.
図17は、第1電流源110’’’、調整可能電流源120”、調整可能電流シンク130”、電圧変換器140”、可変電流コントローラ170及び可変電流セレクタ180を有するワード線電圧発生器100’’’の回路図である。動作において、ワード線電圧発生器は前述の図9〜図11の実施の形態と同様に動作するが、図17の実施の形態においては、第1電流源110’’’は電流加算ノード150’’’に結合されたワード線調整可能電流源310を備える。
FIG. 17 illustrates a word
可変電流コントローラ170及び可変電流セレクタ180は調整可能電流源120”と調整可能電流シンク130”を制御する。発生された信号はpチャネル・トランジスタ1A、2A、4A及びnチャネル・トランジスタ1B、2B、4Bのゲートにそれぞれ結合される。pチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aは、2Aが1Aのサイズの2倍であり、4Aが2Aのサイズの2倍であるように、二進の重み付けがなされたゲート・サイズを持つよう構成される。可変電流セレクタ180は信号trm_1p、trm_2p、trm_4p、trm_1n、trm_2n、trm_4nを生成する。この構成により、可変電流コントローラ170は電流加算ノード150’’’への重み付けされた電流を可能とするよう、trm_1p、trm_2p、trm_4pをアサート又はネゲートすることができる。例えば、pチャネル・トランジスタ1Aが10μAを供給するよう構成され、pチャネル・トランジスタ2Aが20μAを供給するよう構成され、pチャネル・トランジスタ4Aが40μAを供給するよう構成されると、調整可能電流源120”は0から70μAの電流を供給するよう構成されるが、これに限定されるものではない。
Variable
調整可能電流シンク130”は二進の重み付けがされたトランジスタ1B、2B、4Bヲ制御することによって同様に動作する。言うまでもなく、二進の重み付けは調整可能電流源120”と調整可能電流シンク130”を作るための1つの代表的な方法である。当業者は認識するように、本発明の範囲内で多くの他の方法を実施することができる。さらに、二進の重み付けは選択される電流のダイナミック・レンジを修正するよう増減することができる。例えば、二進の重み付けを、0〜3の選択に対しては減少させ、0〜15に対しては増加させることができるが、これに限られるものではない。
The adjustable
可変電流コントローラ170は、ノード172(vgp_c)でのバイアス電圧を制御することによってpチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aを流れる電流の量を微調整する。同様に、nチャネル・トランジスタ1B、2B、4Bを流れる電流の量はノード174(vgn_c)でのバイアス電圧を制御することにより微調整される。この微調整と可変の重み付けとの組み合わせを用いて、可変電流源からの各重み付けされた電流源を組み合わせることによって、温度変化から実質的に独立した総合的な第2電流Ichを作ることができる。同様に、微調整と可変の重み付けとの組み合わせを用いて、可変電流源からの各重み付けされた電流源を組み合わせることによって、温度変化から実質的に独立した総合的な第3電流Idisを作ることができる。
The variable
第1電流源110’’’は、ワード線調整可能電流源310を流れる電流の量を制御するための整合コントローラ160を備えるように構成される。整合コントローラ160は温度補償済みバイアス信号165を生成して、前述のように、ワード線調整可能電流源310を流れる電流を制御する。整合コントローラ160とワード線電流セレクタ320はワード線調整可能電流源310を制御する。整合コントローラ160からの温度補償済みバイアス信号165はpチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aのゲートに結合される。pチャネル・トランジスタ1A、2A、4Aは、2Aが1Aのサイズの2倍であり、4Aが2Aのサイズの2倍であるように二進の重み付けがなされたゲート・サイズを持つよう構成される。ワード線電流セレクタ320は信号trmt_1b、trmt_2b、trmt_4bを生成する。この構成により、ワード線電流セレクタ320は、ワード線アドレスにしたがって電流加算ノード150”に重み付けされた電流を加えることができるようtrmt_1b、trmt_2b、trmt_4bをアサート又はネゲートすることができる。
The first
図18は、本発明の実施の形態によるワード線電流セレクタ320の論理を示している。例えば、ワード線電流セレクタ320はメモリ・セルの代表的な16ワード線ストリング又はチェーンについて図示されているが、これに限定されるものではない。周知のように、16本という量のワード線は4本の二進アドレス線(RA3、RA2、RA1、RA0)を用いて一義的にアドレス指定される。この実施の形態において、図17のワード線用調整可能電流源310を制御するための信号trmt_1b、trmt_2b、trmt_4bは、0、0、RA3と加算するキャリ加法を用いる二進加算器へ入力される一定の基底値trmt_1b_base=1、trmt_2b_base=1、trmt_4b_base=0から生成される。二進加算器からの加算された出力が制御信号を生じ、RA3=0のときにはtrmt_1b=1、trmt_2b=1、trmt_4b=0であり、RA3=1のときにはtrmt_1b=0、trmt_2b=0、trmt_4b=1である。
FIG. 18 shows the logic of the word line
図19は、本発明の別の実施の形態によるワード線電流セレクタ320の論理を示している。同様の例を用いると、ワード線電流セレクタ320はメモリ・セルの代表的な16ワード線ストリング又はチェーンについて図示され、16本という量のワード線は4本の二進アドレス線(RA3、RA2、RA1、RA0)を用いて一義的にアドレス指定される。この実施の形態においては、図17のワード線用調整可能電流源310を制御するための信号trmt_1b、trmt_2b、trmt_4bは、0、RA3、RA2と加算するキャリ加法を用いる二進加算器へ入力される一定の基底値trmt_1b_base=1、trmt_2b_base=1、trmt_4b_base=0から生成される。二進加算器からの加算された出力は、図19の真理値表に示す制御信号を生じる。
FIG. 19 illustrates the logic of the word line
図20は、本発明の一つの実施の形態に係るワード線電圧発生器100を備えるフラッシュ・メモリの代表的な実施の形態のブロック図である。フラッシュ・メモリは、フラッシュ・メモリ・セルの配列210と、アドレス入力に基づいて適宜のワード線を選択する行デコーダ220と、列デコーダ225とを備える。選択された列は読み出しのためにセンス増幅器ブロック230へ送られる。さらに、センス増幅器ブロック230は、プログラミング及び消去の期間にフラッシュ・セルのソース、フラッシュ・セルのドレイン又はそれら両方に適宜の電圧を加えるのに用いられる。インタフェース・ブロック235は外部回路とセンス増幅器ブロック230との間でのデータ入力とデータ出力とをインタフェースする回路を備える。コントローラ240及びコマンド・バッファ245はフラッシュ・メモリ内の種々の動作及び外部回路から受信されたコマンドを制御する。アドレス・バッファ250は外部回路と行デコーダ220と列デコーダ225との間のアドレスを一時記憶する。メモリの配列210のアーキテクチャに依存して、アドレス・バッファ250はアドレスの一部を行デコーダ220及び列デコーダ225へ送る。
FIG. 20 is a block diagram of a representative embodiment of a flash memory comprising a word
スイッチ290は現動作モードによってワード線のうちの適宜のものを選択する。Vwl発生器100は、本発明の実施の形態にしたがって読み出し動作及び検証動作のためのワード線電圧を発生する。Vpgm発生器262はプログラミング動作のためのワード線電圧を発生する。
図21に示すように、半導体ウェーハ400は本発明にしたがって複数の半導体メモリ300を含み、各半導体メモリ300はワード線電圧発生の少なくとも1つの実施の形態又は本明細書に記述した方法を組み込んでいる。言うまでもなく、理解されるように、半導体メモリ300はシリコン・ウェーハ以外の基板、例えば、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板、シリコン・オン・グラス(SOG)基板、シリコン・オン・サファイア(SOS)基板の上に作ることができる。
As shown in FIG. 21, a
図22に示すように、本発明にしたがって、電子システム500は入力装置510、出力装置520、プロセッサ530及びメモリ・デバイス540を備える。メモリ・デバイス540はワード線電圧発生の少なくとも1つの実施の形態又は本明細書に記述した方法をメモリ・デバイス540に組み込む少なくとも1つの半導体メモリ300’を備えている。
As shown in FIG. 22, in accordance with the present invention,
好ましい実施の形態に関して本発明を説明してきたが、当業者は認識し理解するように、本発明は実施の形態に限定されるものではない。むしろ、特許請求された発明の範囲から逸脱することなく、好ましい実施の形態に対する多くの追加、削除、修正を行うことができる。さらに、発明者が考える発明の範囲内に包含される形で、1つの実施の形態の特徴を他の実施の形態の特徴と組み合わせることができる。 Although the present invention has been described in terms of a preferred embodiment, the present invention is not limited to the embodiments, as those skilled in the art will recognize and understand. Rather, many additions, deletions, and modifications may be made to the preferred embodiment without departing from the scope of the claimed invention. Furthermore, the features of one embodiment can be combined with the features of another embodiment in a manner that is within the scope of the invention contemplated by the inventors.
Claims (29)
電流加算ノードに結合され、第1電流を生成するよう構成された電流源であって、前記第1電流から導出された電圧が、相互接続されたビット・セルのストリングにおけるメモリ・セルの位置と共に変動するセル位置依存性温度係数を少なくとも部分的に含む第1電流源と、
前記電流加算ノードに結合され、温度変化から実質的に独立した第2電流を生成するよう構成された調整可能電流源と、
前記電流加算ノードに結合され、前記第1電流に比例するワード線電圧を持つワード線信号を発生する電圧変換器と、
を具備するワード線電圧発生器。 A word line voltage generator,
A current source coupled to a current summing node and configured to generate a first current, wherein the voltage derived from the first current, together with the position of the memory cell in the string of interconnected bit cells A first current source that at least partially includes a varying cell location dependent temperature coefficient;
An adjustable current source coupled to the current summing node and configured to generate a second current substantially independent of temperature changes;
A voltage converter coupled to the current summing node for generating a word line signal having a word line voltage proportional to the first current;
A word line voltage generator comprising:
第1電流信号と、それと実質的に等しい電流であって前記温度補償済みバイアス信号と関係する第2電流信号とを生成する整合電流源と、
前記第1電流信号と接地との間に結合された第1pnジャンクション素子と、
前記第2電流信号と接地との間に結合された第1抵抗素子と、
を備える、請求項6に記載のワード線電圧発生器。 The matching current controller is
A matched current source that generates a first current signal and a second current signal that is substantially equal to the current current and that is related to the temperature compensated bias signal;
A first pn junction element coupled between the first current signal and ground;
A first resistive element coupled between the second current signal and ground;
The word line voltage generator according to claim 6.
第1電流信号と、それと実質的に等しい電流であって前記温度補償済みバイアス信号と関係する第2電流信号とを生成する整合電流源と、
前記第1電流信号と接地との間に結合された第1pnジャンクション素子と、
前記第2電流信号と接地との間に直列に結合された、第1抵抗素子及び第2pnジャンクション素子と、
を備える、請求項6に記載のワード線電圧発生器。 The matching current controller is
A matched current source that generates a first current signal and a second current signal that is substantially equal to the current current and that is related to the temperature compensated bias signal;
A first pn junction element coupled between the first current signal and ground;
A first resistance element and a second pn junction element coupled in series between the second current signal and ground;
The word line voltage generator according to claim 6.
第1電流信号と、それと実質的に等しい電流であって前記温度補償済みバイアス信号と関係する第2電流信号とを生成する整合電流源と、
前記第1電流信号と接地との間に結合された第1pnジャンクション素子と、
前記第2電流信号と接地との間に直列に結合された、第1抵抗素子及び第2pnジャンクション素子と、
前記第2電流信号と接地との間に結合された第2抵抗素子と、
を備える、請求項6に記載のワード線電圧発生器。 The matching current controller is
A matched current source that generates a first current signal and a second current signal that is substantially equal to the current current and that is related to the temperature compensated bias signal;
A first pn junction element coupled between the first current signal and ground;
A first resistance element and a second pn junction element coupled in series between the second current signal and ground;
A second resistive element coupled between the second current signal and ground;
The word line voltage generator according to claim 6.
前記複数の異なる電流源レベルのうちの少なくとも1つのレベルが、前記少なくとも1つのマルチレベル・ビット・セルの第1電圧レベルに対して生成され、
前記複数の異なる電流源レベルのうちの少なくとも1つの別のレベルが、前記少なくとも1つのマルチレベル・ビット・セルの追加の電圧レベルに対して生成される、
請求項13に記載のワード線電圧発生器。 The at least one bit cell is at least one multi-level bit cell;
At least one level of the plurality of different current source levels is generated for a first voltage level of the at least one multi-level bit cell;
Another level of at least one of the plurality of different current source levels is generated for an additional voltage level of the at least one multi-level bit cell;
The word line voltage generator according to claim 13.
温度変化から実質的に独立した第2電流を生成するステップと、
前記第1電流と前記第2電流とを組み合わせて基準電流を生成するステップと、
前記基準電流を電圧変換器に流すことにより、前記基準電流をワード線電圧に変換するステップと、
を具備する方法。 Generating a first current and deriving from the first current a voltage that at least partially includes a cell location dependent temperature coefficient that varies with the location of the memory cell in the string of interconnected bit cells;
Generating a second current substantially independent of the temperature change;
Combining the first current and the second current to generate a reference current;
Converting the reference current to a word line voltage by passing the reference current through a voltage converter;
A method comprising:
検証プロセス期間に第1電流源電流を生成するステップと、
読み出しプロセス期間に第2電流源電流を生成するステップと、
を含む、請求項17に記載の方法。 Said step of generating a second current comprises:
Generating a first current source current during the verification process;
Generating a second current source current during a read process;
The method of claim 17, comprising:
前記第3電流を前記第1電流及び前記第2電流と組み合わせて前記基準電流を生成するステップと、
を更に備える、請求項17に記載の方法。 Generating a third current generated from the adjustable current sink and substantially independent of temperature changes;
Combining the third current with the first current and the second current to generate the reference current;
The method of claim 17, further comprising:
電流加算ノードに結合され、第1電流を生成するよう構成された電流源であって、前記第1電流から導出された電圧が、相互接続されたビット・セルのストリングにおけるメモリ・セルの位置と共に変動するセル位置依存性温度係数を少なくとも部分的に含む第1電流源と、
前記電流加算ノードに結合され、前記第1電流に比例するワード線電圧を持つワード線信号を発生するよう構成された電圧変換器と、
を具備する半導体メモリ。 A semiconductor memory comprising at least one word line voltage generator,
A current source coupled to a current summing node and configured to generate a first current, wherein the voltage derived from the first current, together with the position of the memory cell in the string of interconnected bit cells A first current source that at least partially includes a varying cell location dependent temperature coefficient;
A voltage converter coupled to the current summing node and configured to generate a word line signal having a word line voltage proportional to the first current;
A semiconductor memory comprising:
少なくとも1つのワード線電圧発生器を有する少なくとも1つの半導体デバイスを具備し、
前記ワード線電圧発生器が、
電流加算ノードに結合され、第1電流を生成するよう構成された電流源であって、前記第1電流から導出された電圧が、相互接続されたビット・セルのストリングにおけるメモリ・セルの位置と共に変動するセル位置依存性温度係数を少なくとも部分的に含む第1電流源と、
前記電流加算ノードに結合され、前記第1電流に比例するワード線電圧を持つワード線信号を発生するよう構成された電圧変換器と、
を備える半導体ウェーハ。 A semiconductor wafer,
Comprising at least one semiconductor device having at least one word line voltage generator;
The word line voltage generator is
A current source coupled to a current summing node and configured to generate a first current, wherein the voltage derived from the first current, together with the position of the memory cell in the string of interconnected bit cells A first current source that at least partially includes a varying cell location dependent temperature coefficient;
A voltage converter coupled to the current summing node and configured to generate a word line signal having a word line voltage proportional to the first current;
A semiconductor wafer comprising:
少なくとも1つの入力装置と、
少なくとも1つの出力装置と、
プロセッサと、
少なくとも1つのワード線電圧発生器を有する少なくとも1つのメモリ・デバイスであって、前記ワード線電圧発生器が、
電流加算ノードに結合され、第1電流を生成するよう構成された電流源であって、前記第1電流から導出された電圧が、相互接続されたビット・セルのストリングにおけるメモリ・セルの位置と共に変動するセル位置依存性温度係数を少なくとも部分的に含む第1電流源と、
前記電流加算ノードに結合され、前記第1電流に比例するワード線電圧を持つワード線信号を発生するよう構成された電圧変換器と、
を備えるメモリ・デバイスと、
を具備する電子システム。 An electronic system,
At least one input device;
At least one output device;
A processor;
At least one memory device having at least one word line voltage generator, the word line voltage generator comprising:
A current source coupled to a current summing node and configured to generate a first current, wherein the voltage derived from the first current, together with the position of the memory cell in the string of interconnected bit cells A first current source including at least partially a varying cell location dependent temperature coefficient;
A voltage converter coupled to the current summing node and configured to generate a word line signal having a word line voltage proportional to the first current;
A memory device comprising:
An electronic system comprising:
Priority Applications (1)
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JP2006128150A JP2007299489A (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Method and apparatus for generating reading/verification operation in nonvolatile memory |
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