JP2007323731A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メモリセルアレイ1は、複数のビットを記憶する複数のメモリセルが複数のワード線及び複数のビット線に接続され、マトリックス状に配置されている。制御部7は、メモリセルアレイ内の第1のメモリセルに隣接する第2のメモリセルの閾値レベルを読み出し、前記第2のメモリセルから読み出された閾値レベルに応じた補正値を決定し、前記決定した補正値を前記第1のメモリセルの読み出しレベルに加えて、前記第1のメモリセルの閾値レベルを読み出す。記憶部7−1は、補正値を記憶する。
【選択図】 図1
Description
図6に示すように、第1の実施形態において、例えばセルMC11のデータを読み出すとき、先ずセルMC11の後に書き込まれたセルMC12のデータの閾値電圧(閾値レベルとも言う)を調べ、この閾値レベルに応じたリードレベルでセルMC11から読み出した値をセルMC11の読み出しデータとする。
図11は、第2の実施形態を示している。上記第1の実施形態は、チップ毎、及びワード線毎にシフト値D1、D2、D3をトリミングし、これらシフト値D1、D2、D3をパラメータとして記憶回路71、72、73に記憶した。これに対して、第2の実施形態は、メモリセルアレイ1にモニタセルを設け、このモニタセルにモニタレベルを設定し、このモニタレベルに応じて、各メモリセルの読み出しレベルを決定する。
図14乃至図17は、第3の実施形態を示している。
4回“H”(データ“0”)の場合、
“H”(データ“0”)の確率は、100%(4/4)、
3回“H”(データ“0”)の場合、
“H”(データ“0”)の確率は、75%(3/4)、
2回“H”(データ“0”)の場合、
“H”(データ“0”)の確率は、50%(2/4)、
1回“H”(データ“0”)の場合、
“H”(データ“0”)の確率は、25%(1/4)
であるとする。アッパーページ、ハイアーページ、トップページも同様に、図14乃至図17において、矢印で示す4つの読み出しレベルを用いて閾値レベルが読み出され、“H”の数がそれぞれ計数される。この計数された回数から確率値が求められる。読み出された1ページのデータのそれぞれのデータが確率値となり、ECC回路11−1は、この求められた1ページ分の確率値に基づき、LDPC符号を処理し、誤ったデータを訂正する。
図21は、図2に示すデータ記憶回路10の一例を示している。
DDC3 1 0 1 0
この後、信号VPRE=Vss、信号BLPRE=Vddとして、TDCをVssに設定する。次いで、信号VPRE=Vdd、信号REG2=“H”としてDDC2のデータをTDCにコピーする。信号VPRE=Vss、信号REG3=“H”としてDDC3が“1”の場合、TDCを強制的にVssとする。この後、TDCのデータをPDCに移す。すると、DDC2とDDC3及びPDCに保持されたデータの組合せは、次のようになる。
DDC3 1 0 1 0
PDC 0 1 0 0
この後、信号VPRE=Vss、信号BLPRE=VddとしてTDCをVssに設定する。次に、信号VPRE=Vdd、信号REG3=“H”としてDDC3のデータをTDCにコピーする。信号VPRE=Vss、REG2=“H”とし、DDC2のデータが“1”の場合、TDCを強制的にVssに設定する。すると、DDC2、DDC3、PDC及びTDCに保持されたデータの組合せは、次のようになる。
DDC3 1 0 1 0
PDC 0 1 0 0
TDC 0 0 1 0
この後、信号DTG2を一旦“H”とし、PDCのデータをDDC2に移す。次いで、信号VPRE=Vdd、信号REG2=“H”として、DDC2のデータが“1”の場合、TDCを強制的にVddにする。この後、TDCのデータをPDCに移す。すると、DDC2、DDC3及びPDCに保持されたデータの組合せは、次のようになる。
DDC3 1 0 1 0
PDC 0 1 1 0
上記動作により、PDCに、DDC2とDDC3のXORの結果が残る。
=1800μs+45μs
また、図24に示す変形例1の場合の動作時間は、次式のようになる。
=1800μs+135μs
このように、変形例1の場合、動作時間が増加してしまう問題がある。
図30乃至図34は、変形例2を示している。変形例2は、図31乃至図34に示すように、セルの閾値、及びロワーページ、アッパーページ、ハイアーページ、及びトップページを割り付け、下のレベルから“H”が読み出された回数を計数する。すなわち、データ記憶回路10の各キャッシュをカウンタのように動作させる。すると、計数した数が図31乃至図34に示すように、PDC、DDC0、DDC1、DDC2、DDC3、SDCに記憶される。これら記憶された値が、ロワーページ、アッパーページ、ハイアーページ、トップページの割付の反転となる。しかし、“0”−レベルより低いと、ロワーページ、アッパーページ、ハイアーページ、トップページは、“1111”であり、“1”−レベルより高いと、ロワーページ、アッパーページ、ハイアーページ、トップページは、“1110”である。このため、先ず、SDC、DDC3、DDC2、DDC1、DDC0を“000011”にセットする。
=1800μs+45μs
また、書き込みでは、16レベルに同時書き込み、夫々のレベルのベリファイで、16レベルの区別をするために、図30乃至図34に示すように、ロワーページ、アッパーページ、ハイアーページ、トップページを割り付けた場合、図35に示すように、
トップページのデータを反転させたデータがDDC0に記憶され、
ハイアーページのデータを反転させたデータがDDC1に記憶され、
アッパーページのデータを反転させたデータがDDC2に記憶され、
ロワーページのデータがSDCに記憶され、
PDCには、書き込み時に“0”、非書き込み時に“1”が記憶される。
閾値レベル : ZABC DEFG HIJK LMNO
ロワーページ : 1111 1111 0000 0000
アッパーページ: 1111 0000 0000 1111
ハイアーページ: 1100 0011 1100 0011
トップページ : 1001 1001 1001 1001
と設定し、それぞれのレベル間を均一とした。しかし、例えばG−レベルとH−レベルの間隔を他のレベル間の間隔より大きく設定する。これにより、ロワーページの不良率を下げることが可能である。
(隣接セルの書き込みに伴う閾値シフトを補正してLDPC符号を使用する場合)
第3の実施形態は、隣接セルの書き込みによる閾値レベルの変化について考慮していなかった。しかし、前述したように、図6に示すセルMC11に4ビット(16値)のデータを書き込んだ後、セルMC12に4ビット(16値)のデータを書き込んだ場合、セル間のカップリング容量の影響により、セルMC11の閾値レベルが高くシフトしてしまう。このカップリング影響を抑えるため、書き込むべきセルに本来の閾値レベルより低めの閾値レベルまで書き込んだ後、周りのセルを本来の閾値レベルより低めの閾値レベルに書き込む。この後、書き込むべきセルを本来の閾値レベルまで書き込み、この後、周りのセルを本来の閾値にまで書き込む。このようにしてカップリングの影響を抑えることが可能である。しかし、周りのセルのデータが決まらないと書き込みを完了することができないという問題がある。このように周りのセルを書き込まない場合において、LDPC符号を使用する場合、上述したように、1つの閾値レベルを確率値として読み出すため、複数回の読み出しにより、この確率値を求める必要がある。このため、隣接セルの書き込みによりメモリセルの閾値レベルが変化した場合、メモリセルから4つの読み出しレベルで読み出されたデータの精度が低下し、エラー訂正の精度が低下する。
閾値レベルの変化量が無い場合、補正なし。
“H”が3回の場合、“H”(データ“0”)の確率は、75%(3/4)
“H”が2回の場合、“H”(データ“0”)の確率は、50%(2/4)
“H”が1回の場合、“H”(データ“0”)の確率は、25%(1/4)
LDPC符号のECC回路11−1は、このようにして設定された確率に基づき、誤ったデータを訂正する。
セル間のカップリングは、プロセス等のばらつきに大きく依存する。このため、閾値レベルの補正は、上記第1の実施形態に示すように、ワード線毎、若しくはチップ毎にトリミングしたシフト値を使用して補正したり、第2の実施形態に示すように、メモリセルアレイにモニタセルを設け、モニタセルの閾値レベルから関連する閾値レベルのシフト値を算出してメモリセルの閾値レベルを読み出している。
第6の実施形態は、上記トリミングデータやモニタセルを用いずにチップ間、ワード線間の閾値レベルのばらつきを補正可能とするものである。
“H”が読み出された回数が0回となるのは、143セル、
“H”が読み出された回数が1回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が2回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が3回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が4回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が5回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が6回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が7回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が8回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が9回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が10回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が11回となるのは、60セル、以下省略となる。
“H”が読み出された回数が0回となるのは、0セル、
“H”が読み出された回数が1回となるのは、0セル、
“H”が読み出された回数が2回となるのは、0セル、
“H”が読み出された回数が3回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が4回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が5回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が6回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が7回となるのは、23セル、
“H”が読み出された回数が8回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が9回となるのは、60セル、
“H”が読み出された回数が10回となるのは、23セル、以下省略。
“H”が読み出された回数1 0000001
“H”が読み出された回数2 0000010
“H”が読み出された回数3 0000011
“H”が読み出された回数4 0000100
“H”が読み出された回数5 0000101
・・・・・・・
“H”が読み出された回数63 1000000
“H”が読み出された回数64 1000001
“H”が読み出された回数65 1000010
このため、各データ記憶回路を例えばカウンタのように動作させ、このカウンタによって各読み出された回数を計数することにより、このカウンタから1ビットずつ7回、ホストにデータを転送すればよい。
Claims (9)
- 複数のビットを記憶する複数のメモリセルが複数のワード線及び複数のビット線に接続され、マトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、
半導体記憶装置のテスト工程において決定された補正値を記憶する記憶部と、
前記メモリセルアレイ内の第1のメモリセルに隣接する第2のメモリセルの閾値レベルを読み出し、前記第2のメモリセルから読み出された閾値レベルに応じて前記記憶部より前記補正値を読み出し、この読み出された前記補正値を前記第1のメモリセルの読み出しレベルに加えて、前記第1のメモリセルの閾値レベルを読み出す制御部と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 複数のビットを記憶する複数のメモリセルが複数のワード線及び複数のビット線に接続され、マトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイ内の第1のメモリセルに隣接する第2のメモリセルの閾値レベルを読み出し、前記第2のメモリセルから読み出された閾値レベルに応じた補正値を前記ワード線毎に決定し、前記決定した補正値を前記第1のメモリセルの読み出しレベルに加えて、前記第1のメモリセルの閾値レベルを読み出す制御部と、
前記補正値を前記ワード線毎に記憶する記憶部と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 複数のビットを記憶する複数のメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイ内の第1のメモリセルと、
前記第1のメモリセルに隣接し、前記第1のメモリセルより後に書き込まれる第2のメモリセルと、
前記第1のメモリセルと同時に選択され、一定の閾値レベルが書き込まれる第3のメモリセルと、
前記第2のメモリセルと同時に選択され、前記一定の閾値レベルが書き込まれる第4のメモリセルを有し、
前記第1のメモリセルの閾値レベルを読み出すとき、前記第3のメモリセルの閾値レベルを読み出し、この読み出された閾値レベルに応じた第1の補正値と、前記第2メモリセルの閾値レベルに応じた第2補正値を、前記第1のメモリセルの読み出しレベルに加えて、前記第1のメモリセルの閾値レベルを読み出す制御部と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第3、第4のメモリセルをそれぞれ複数個設け、前記制御部は、前記複数の第3のメモリセルから読み出された閾値レベルの多数決を求めることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
- 複数のメモリセルがマトリクス状に配列され、書き込みデータを記憶する第1のメモリセルと前記第メモリセルのデータに対して誤り訂正用の検査ビットを記憶する第2のメモリセルを有するメモリセルアレイと、
前記第1及び第2のメモリセルから読み出されたデータに基づき、前記第1のメモリセルから読み出されたデータの誤りを訂正する誤り訂正処理部を有し、
前記誤り訂正処理部で使用する確率データを生成するため、前記第1、第2のメモリセルから複数の読み出しレベルを用いて複数回読み出す制御部と
を具備することを特徴とするメモリシステム。 - 前記制御部は、前記メモリセルに隣接するメモリセルの閾値レベルを検出し、検出した隣接セルの閾値レベルの変化量に応じて、前記メモリセルから読み出されたデータを補正することを特徴とする請求項5記載のメモリシステム。
- 複数のビットを記憶する複数のメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイ内の第1のメモリセルと、
前記第1のメモリセルに隣接し、前記第1のメモリセルより後に書き込まれる第2のメモリセルと、
前記第1のメモリセルの閾値レベルをn回(nは自然数)の読み出しレベルで読み出し、読み出された第1の論理レベルの回数の集計し、
前記第2のメモリセルの閾値レベルをk回(kはn以下)の読み出しレベルで読み出すことにより、前記第2メモリセルの閾値レベルを求め、この前記第2メモリセルの閾値レベルに応じて、前記集計結果を補正し、補正後のデータを読み出しデータとする制御部とを具備することを特徴とするメモリシステム。 - 複数のビットを記憶する複数のメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイ内の第1のメモリセルと、
前記第1のメモリセルに隣接し、前記第1のメモリセルより後に書き込まれる第2のメモリセルと、
前記第1のメモリセルと同時に選択され、一定の閾値レベルが書き込まれる第3のメモリセルと、
前記第2のメモリセルと同時に選択され、一定の閾値レベルが書き込まれる第4のメモリセルと、
メモリセルから読み出されたデータに基づき、読み出されたデータの誤りを訂正する誤り訂正処理部を有し、
前記誤り訂正処理部で使用する確率データを生成するため、前記第1のメモリセルから複数の読み出しレベルを用いて複数回読み出し動作を行うと同時に、前記第3のメモリセルの閾値レベルを読み出し、この読み出された第3メモリの閾値レベルに応じた第1の補正値と、前記第2メモリセルの閾値レベルに応じた第2の補正値を、前記第1のメモリセルから読み出したデータに加え、補正後のデータを前記確率データとする制御部と
を具備することを特徴とするメモリシステム。 - 複数のビットを記憶する複数のメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイ内の第1のメモリセルと、
前記第1のメモリセルに隣接し、前記第1のメモリセルより後に書き込まれる第2のメモリセルと、
前記第1のメモリセルの閾値レベルをn回(nは自然数)の読み出しレベルで読み出し、前記第2のメモリセルの閾値レベルをk回(kはn以下)の読み出しレベルで読み出すことにより、前記第2メモリセルの閾値レベルを求め、この前記第2メモリセルの閾値レベル毎に、第1のメモリセルから読み出された第1の論理レベルの回数を集計し、この集計結果より前記第1のメモリセルに書き込まれた閾値レベルの中心値を推定し、この中心値より読み出しレベルを補正する制御部とを具備することを特徴とするメモリシステム。
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