JP2008084499A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高速アクセス用と大容量記憶用の2種のデータ領域が設定される半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device in which two types of data areas for high-speed access and large-capacity storage are set.
NAND型フラッシュメモリは、モバイル機器などで画像や動画などの大容量のデータを扱う用途の増加と共に需要が増している。最近のフラッシュメモリは、1つのメモリセルに2ビットの情報を記憶することのできる多値技術により、小さなチップ面積で、より多くの情報を記憶することを可能としている。 The demand for NAND flash memory is increasing as the use of large-capacity data such as images and moving images increases in mobile devices. A recent flash memory can store more information with a small chip area by a multi-value technology capable of storing 2-bit information in one memory cell.
NAND型フラッシュメモリは、セル電流がNOR型のそれの数十分の一と小さく、高速なランダムアクセスには向かない。このため、データをバッファに読み出しこれをシリアルに出力することでデータ転送レートを上げ、DRAMなどのバッファメモリを介して高速なシステムに対応させるようにしている。 The NAND flash memory has a cell current that is one tenth of that of the NOR type, and is not suitable for high-speed random access. For this reason, the data transfer rate is increased by reading the data into the buffer and outputting it serially, so that it can be adapted to a high-speed system via a buffer memory such as a DRAM.
従来のNAND型フラッシュメモリでは、セルのON/OFFによってセンスアンプ・ラッチ内の電荷が放電されるか否かでラッチの反転を選択的に生じさせることにより、セル情報を読み出している。このためメモリセルにアクセスして読み出すにはマイクロ秒単位の時間が必要であった。 In the conventional NAND flash memory, cell information is read by selectively causing inversion of the latch depending on whether or not the charge in the sense amplifier / latch is discharged by turning the cell on / off. For this reason, it takes time in microseconds to access and read the memory cell.
さらに多値技術では、読み出し時のワード線電圧をメモリセルのしきい値に対して十分に大きくすることはできないため、メモリセル電流は数百nA程度でしかない。NAND型フラッシュメモリの読み出しパフォーマンスの向上には、微小な電流を高速にセンスする必要がある。 Further, in the multi-value technique, the word line voltage at the time of reading cannot be sufficiently increased with respect to the threshold value of the memory cell, so that the memory cell current is only about several hundred nA. In order to improve the reading performance of the NAND flash memory, it is necessary to sense a small current at high speed.
微小なセル電流を高速にセンスするセンスアンプとして、メモリセルと参照セルのセル電流差を差動増幅するラッチ型の電流検出型センスアンプが提案されている(特許文献1参照)。 As a sense amplifier that senses a minute cell current at high speed, a latch-type current detection sense amplifier that differentially amplifies a difference between cell currents of a memory cell and a reference cell has been proposed (see Patent Document 1).
現在携帯機器では、OSなどのプログラムデータを高速ランダムアクセスが可能なNOR型フラッシュメモリに記憶し、画像や音楽データなどの大容量のファイルデータはNAND型フラッシュメモリに記憶する、というような構成をとっている。OSなどのプログラムは頻繁な書き換えがないため、書き込み速度の遅いNOR型フラッシュメモリをROMとして使用しているが、ランダムアクセスが高速なため、CPUと直接接続し、直接コード実行を行っている。 Currently, portable devices have a configuration in which program data such as OS is stored in a NOR flash memory capable of high-speed random access, and large-capacity file data such as images and music data is stored in a NAND flash memory. I'm taking it. Since a program such as an OS is not frequently rewritten, a NOR flash memory having a slow writing speed is used as a ROM. However, since random access is fast, it is directly connected to a CPU and directly executes code.
また、画像や音楽データなどの大容量ファイルデータは、高速書き込みが可能なNAND型フラッシュメモリが適している。しかし、NAND型フラッシュメモリのランダムアクセスには20μs程度の時間がかかるため、直接CPUと接続してコードを実行することは不可能である。 For large-capacity file data such as images and music data, a NAND flash memory capable of high-speed writing is suitable. However, since random access of the NAND flash memory takes about 20 μs, it is impossible to execute a code by directly connecting to the CPU.
そこで、NAND型フラッシュメモリにコードデータが記憶されている場合は、一度、DRAMなどのメモリにデータをコピーし、そこからコードの実行を行うなどしている。また、NAND型フラッシュメモリ制御ユニットは、データの入出力転送を行い、さらに外部から指定された論理アドレスをメモリの物理アドレスに変換する機能や、ECC回路でメモリから読み出したデータに符号化、エラー訂正を施す機能等を有している。 Therefore, when code data is stored in the NAND flash memory, the data is once copied to a memory such as a DRAM and the code is executed therefrom. The NAND flash memory control unit performs data input / output transfer, converts the logical address specified from the outside into the physical address of the memory, encodes the data read from the memory by the ECC circuit, and generates an error. It has a function to make corrections.
しかし、NOR型フラッシュメモリとNAND型フラッシュメモリの2チップ構成では、コストの増加を招き、実装面積の増加につながる。よって、1つのチップにおいて高速ランダムアクセスが可能で、大容量のデータの記憶が可能とすることが望まれる。 However, the two-chip configuration of the NOR flash memory and the NAND flash memory increases the cost and leads to an increase in mounting area. Therefore, it is desired that high-speed random access is possible in one chip and that a large amount of data can be stored.
通常NAND型フラッシュメモリは、所定ビットのセクタをアクセス単位として、シーケンシャルアクセスを行うようになっている。このため、NAND型フラッシュメモリは、CPUがOSなどのプログラムを実行するときに必要なメモリへのランダムアクセスに対応することができない。NOR型フラッシュメモリの代わりにNAND型フラッシュメモリを用いる場合は、NAND型フラッシュメモリに格納されていたOSなどのプログラムを、いったん、DRAMへ転送し、その後にプログラムの実行を行う必要がある。 Normally, the NAND flash memory performs sequential access using a sector of a predetermined bit as an access unit. For this reason, the NAND flash memory cannot cope with random access to the memory required when the CPU executes a program such as an OS. When using a NAND flash memory instead of the NOR flash memory, it is necessary to transfer a program such as an OS stored in the NAND flash memory to the DRAM once, and then execute the program.
以上のようなシステム構成を実現するには、マスクROMやNOR型フラッシュメモリなどの容量の小さなブート用ROMを備えて、NAND型フラッシュメモリに格納されていたプログラムをDRAMに転送して実行するために必要な前処理を行うソフトウェアを、そのブート用ROMに格納しておく必要がある(例えば特許文献2参照)。 In order to realize the system configuration as described above, a boot ROM with a small capacity such as a mask ROM or a NOR flash memory is provided, and a program stored in the NAND flash memory is transferred to the DRAM for execution. It is necessary to store software for performing preprocessing necessary for the boot ROM (see, for example, Patent Document 2).
一般に、ブートROMのコストは、メモリ容量が小さいほど低くなるため、ブートROMに格納するソフトウェアは必要最低限に限定される。多くの場合は、ブートROMには、外部バス制御ユニットやメモリ制御ユニットの初期設定を行う命令コード、およびNAND型フラッシュメモリに格納されているプログラムをDRAMに転送する命令コードのみが格納される。
この発明は、1チップ内に高速アクセス用と大容量記憶用の2種のデータ領域が設定される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 semiconductor memory device in which two types of data areas for high-speed access and large-capacity storage are set in one chip.
この発明の一態様による半導体記憶装置は、複数の電気的書き換え可能な不揮発性メモリセルが直列接続されたNANDストリングを配列して構成される半導体記憶装置であって、
第1のデータ領域と、
前記第1のデータ領域に比べて小容量でかつ高速のランダムアクセスが可能な第2のデータ領域とを有する。
A semiconductor memory device according to an aspect of the present invention is a semiconductor memory device configured by arranging NAND strings in which a plurality of electrically rewritable nonvolatile memory cells are connected in series,
A first data area;
And a second data area having a small capacity and capable of high-speed random access as compared with the first data area.
この発明によると、1チップ内に高速アクセス用と大容量記憶用の2種のデータ領域が設定される半導体記憶装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device in which two types of data areas for high-speed access and large-capacity storage are set in one chip.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、一実施の形態によるNAND型フラッシュメモリの概略メモリチップレイアウトを示している。このメモリチップは、ランダムアクセス可能なバンクRNA−BNKと、大容量データ記憶用のシーケンシャルアクセスを行うバンクSQA−BNKとを有する。 FIG. 1 shows a schematic memory chip layout of a NAND flash memory according to an embodiment. This memory chip has a bank RNA-BNK that can be randomly accessed and a bank SQA-BNK that performs sequential access for storing large amounts of data.
即ちチップ中央部が周辺回路領域3であり、これを挟んで、高速ランダムアクセス用バンクRNA−BNK0,RNA−BNK1が配置される。更にこれらの外側に、センタをアクセス単位としてシーケンシャルアクセスされるシーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK0,SQA−BNK1が配置される。
That is, the central portion of the chip is the
ランダムアクセス用バンクRNA−BNK0,RNA−BNK1はそれぞれ、センスユニット(SU01,SU11)2を挟んで配置された二つずつのセルアレイ1c,1dにより構成され、OS等のプログラムを記憶する領域として用いられる。
Each of the random access banks RNA-BNK0 and RNA-BNK1 is composed of two
シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK0,SQA−BNK1はそれぞれ、センスユニット(SU00,SU10)2を挟んで配置された二つずつのセルアレイ1a,1bにより構成され、例えば音楽や画像データ等のファイルデータを記憶する領域として用いられる。
Each of the sequential access banks SQA-BNK0 and SQA-BNK1 is composed of two
セルアレイ1a,1b,1c,1dはそれぞれ、多数の情報セルNANDストリングと少なくとも一つの参照セルNANDストリングを有する。そして、シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK0,SQA−BNK1では、セルアレイ1a,1bの一方の情報セルNANDストリングが選択されたときに、他方の参照セルNANDストリングが選択されて、情報セルと参照セルとのセル電流差に基づいてセンスユニットによりデータセンスされる。
Each of the
同様に、ランダムアクセスバンクRNA−BNK0,RNA−BNK1においても、セルアレイ1c,1dの一方の情報セルNANDストリングが選択されたときに、他方の参照セルNANDストリングが選択されて、情報セルと参照セルとのセル電流差に基づいてセンスユニットによりデータセンスされる。
Similarly, in the random access banks RNA-BNK0 and RNA-BNK1, when one information cell NAND string of the
ランダムアクセス用バンクRNA−BNK0,RNA−BNK1は、ひとつのセルアレイが32Mbであり、セルアレイを4つ配置することにより合計で128Mbのランダムアクセス用バンクが構成されている。シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK0,SQA−BNK1は、一つのセルアレイが256Mbであり、セルアレイを4つ配置することにより、1Gbのシーケンシャルアクセス用バンクを構成している。 In the random access banks RNA-BNK0 and RNA-BNK1, one cell array is 32 Mb, and a total of 128 Mb random access banks is configured by arranging four cell arrays. The sequential access banks SQA-BNK0 and SQA-BNK1 each have a single cell array of 256 Mb, and by arranging four cell arrays, a 1 Gb sequential access bank is configured.
ワード線を選択駆動するロウデコーダ4は、各セルアレイのワード線の両端部に分散して配置されている。即ち一方のシーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK0のセルアレイ1aと1bに対してそれぞれロウデコーダ4として、(RDEC00,RDEC01)と(RDEC02,RDEC03)が、ランダムアクセスバンクRNA−BNK0のセルアレイ1cと1dに対してそれぞれロウデコーダ4として、(RDEC04,RDEC05)と(RDEC06,RDEC07)が配置される。
The
同様に他方のシーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK1のセルアレイ1aと1bに対してそれぞれロウデコーダ4として、(RDEC10,RDEC11)と(RDEC12,RDEC13)が、ランダムアクセスバンクRNA−BNK1のセルアレイ1cと1dに対してそれぞれロウデコーダ4として、(RDEC14,RDEC15)と(RDEC16,RDEC17)が配置される。
Similarly, (RDEC10, RDEC11) and (RDEC12, RDEC13) are assigned to the
ランダムアクセスバンクRNA−BNKとシーケンシャルアクセスバンクSQA−BNKとの間の物理的な違いは、ワード線長の違いである。RNA−BNKは2048ビット線で構成されているのに対し、SQA−BNKは16384ビット線で構成されている。よって、RNA−BNKは、SQA−BNKに比べてワード線長が1/8と小さく、これが高速ランダムアクセスを可能としている。RNA−BNKとSQA−BNKのビット線長は同じである。 A physical difference between the random access bank RNA-BNK and the sequential access bank SQA-BNK is a difference in word line length. RNA-BNK is composed of 2048 bit lines, whereas SQA-BNK is composed of 16384 bit lines. Therefore, RNA-BNK has a word line length as small as 1/8 compared to SQA-BNK, which enables high-speed random access. The bit line length of RNA-BNK and SQA-BNK is the same.
一般にNAND型フラッシュメモリがランダムアクセスに適さない一つの理由は、メモリセルが直列に接続されてNANDストリングを構成するため、セル電流が少ないことである。もう一つは、駆動回路をできる限り少なくするためにワード線長やビット線長を長くしていることであり、これにより寄生容量や寄生抵抗が大きくなってランダムアクセスに不適となっている。 One reason why NAND flash memory is generally not suitable for random access is that the memory cells are connected in series to form a NAND string, so that the cell current is small. The other is to increase the word line length and bit line length in order to reduce the number of drive circuits as much as possible, which increases parasitic capacitance and parasitic resistance, making it unsuitable for random access.
この実施の形態では、後に説明する電流検出型センスアンプにより、ビット線方向の高速化(センス時間の短縮)は可能であるが、ワード線が長い場合はワード線の選択時間によって、ほぼアクセス時間が決まってしまう。よって、高速なアクセスのためにはできる限り短いワード線長がよい。 In this embodiment, it is possible to increase the speed in the bit line direction (reducing the sensing time) by a current detection type sense amplifier described later. However, when the word line is long, the access time is almost equal to the selection time of the word line. Will be decided. Therefore, a word line length as short as possible is good for high-speed access.
しかし、NAND型フラッシュメモリは選択したワード線に接続されたメモリセルのうち全部または、その半分を一括で書き込みするため、一度にたくさんのメモリセルを書き込むためには、できる限りワード線長は長いほうがよい。ワード線長の短いセルアレイを多数並べ、同時に複数のセルアレイのワード線を選択して書き込むことも可能であるが、これはワード線を分割するために、ワード線を選択するためのロウデコーダが多数必要になり、それにより、チップ面積の増大を招いてしまう。 However, since NAND flash memory writes all or half of the memory cells connected to the selected word line at a time, the word line length is as long as possible to write many memory cells at once. Better. It is possible to arrange a large number of cell arrays with short word line lengths and select and write the word lines of a plurality of cell arrays at the same time. This is because there are many row decoders for selecting word lines in order to divide the word lines. It becomes necessary, thereby increasing the chip area.
そこでこの実施の形態では、高速ランダムアクセス用のワード線の短いメモリバンクと、大容量データ記憶が可能でかつ高速書き込みができるワード線長の長いメモリバンクを組み合わせる。これにより、チップ面積の増加を抑制しながら、あるデータ領域はランダムアクセスを可能とし、他のデータ領域を大容量かつ高速書き込みを可能とすることができる。 Therefore, in this embodiment, a memory bank with a short word line for high-speed random access is combined with a memory bank with a long word line capable of storing a large amount of data and capable of high-speed writing. Thereby, while suppressing an increase in the chip area, a certain data area can be randomly accessed, and another data area can be written in a large capacity and at a high speed.
なお図1に示すチップレイアウトは1例であって、他のワード線長、ビット線長やセルアレイ配置も可能である。 Note that the chip layout shown in FIG. 1 is an example, and other word line lengths, bit line lengths, and cell array arrangements are possible.
図2は、シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKを構成するセルアレイ1a,1bのブロック構成を示している。ランダムアクセス用バンクRNA−BNKを構成するセルアレイ1c,1dのブロック構成も、ワード線長が異なるのみで同様である。
FIG. 2 shows a block configuration of the
図示のようにセルアレイ1a,1b(或いは1c,1d)にはそれぞれ、データ記憶を行うための“情報セル”I−cellを配列した2n−1個の情報セルブロックI−cellBLKi(i=0〜2n−1)が配列されている。セルアレイ1a,1bにはまた、情報セルI−cellのセルデータを読み出すための参照電流を生成する“参照セル”R−cellaを配列した第1の参照セルブロックR−cellaBLKが、少なくとも一つずつ配置されている。
As shown in the figure, the
具体的に、セルアレイ1a側の一つの情報セルブロックI−cellBLKが選択されたとき、他方のセルアレイ1bから参照セルブロックR−cellaBLKが選択され、同時に選択された情報セルと参照セルとがビット線対BL,BLBに接続される。同様に、セルアレイ1b側から一つの情報セルブロックI−cellBLKが選択されたときには、セルアレイ1aから参照セルブロックR−cellaBLKが選択される。
Specifically, when one information cell block I-cellBLK on the
図2の例では、参照セルブロックR−cellaBLKはそれぞれセルアレイ1a,1b内の情報セルブロック配列のほぼ中央位置に配置されている。
In the example of FIG. 2, the reference cell block R-cellaBLK is arranged at approximately the center position of the information cell block array in the
セルアレイ1a,1bには更に、第1の参照セルブロックR−cellaBLKとは別に、この参照セルブロックR−cellaBLKの参照レベルの書き込みベリファイ時や情報セルの消去ベリファイ時に必要な参照電流を生成するための“参照セル”R−cellbを用いた第2の参照セルブロックR−cellbBLKが少なくとも一つずつ配置されている。
In addition to the first reference cell block R-cellaBLK, the
第1の参照セルブロックR−cellaBLKの参照セルには、情報セルブロックI−cellBLKと同様に書き込み及び消去ができるメモリセル構造が用いられるのに対し、第2の参照セルブロックR−cellbBLKでは、基本的には同様のメモリセル構造を用いるが、書き込み及び消去ができない受動的な参照電流源が構成される。 For the reference cell of the first reference cell block R-cellaBLK, a memory cell structure that can be written and erased similarly to the information cell block I-cellBLK is used, whereas in the second reference cell block R-cellbBLK, Although a similar memory cell structure is basically used, a passive reference current source that cannot be written and erased is configured.
図3は、情報セルブロックI−cellBLK及び第1の参照セルブロックR−cellaBLKに共通の具体構成を示しており、複数のNANDセルユニット(即ちNANDストリング)I−cellNAND,R−cellaNANDをマトリクス配列して構成される。 FIG. 3 shows a specific configuration common to the information cell block I-cellBLK and the first reference cell block R-cellaBLK, and a plurality of NAND cell units (that is, NAND strings) I-cellNAND and R-cellNAND are arranged in a matrix. Configured.
各NANDストリングは、複数個(図の例では32個)直列接続された電気的書き換え可能な不揮発性メモリセルMC0−MC31を有する。各メモリセルMCは浮遊ゲートと制御ゲートが積層されたMOSトランジスタ構造を有し、浮遊ゲートの電荷蓄積状態により不揮発にデータ記憶を行う。 Each NAND string includes a plurality (32 in the illustrated example) of electrically rewritable nonvolatile memory cells MC0 to MC31 connected in series. Each memory cell MC has a MOS transistor structure in which a floating gate and a control gate are stacked, and stores data in a nonvolatile manner depending on the charge accumulation state of the floating gate.
NANDストリングの一端は、選択ゲートトランジスタS1を介してビット線BL(BLB)に、他端は選択ゲートトランジスタS2を介して共通ソース線CELSRCに接続される。 One end of the NAND string is connected to the bit line BL (BLB) via the selection gate transistor S1, and the other end is connected to the common source line CELSRC via the selection gate transistor S2.
メモリセルMC0〜MC31の制御ゲートはそれぞれ異なるワード線WL0〜WL31に接続される。選択ゲートトランジスタS1,S2のゲートはそれぞれワード線WLと並行する選択ゲート線SGD,SGSに接続される。ワード線WL0〜WL31を共有する複数のNANDストリングの集合が、データ消去の基本単位となる“ブロック”を構成する。 Control gates of memory cells MC0 to MC31 are connected to different word lines WL0 to WL31, respectively. The gates of the selection gate transistors S1 and S2 are connected to selection gate lines SGD and SGS parallel to the word line WL, respectively. A set of a plurality of NAND strings sharing the word lines WL0 to WL31 constitutes a “block” serving as a basic unit of data erasure.
図2で説明したように、各セルアレイ1a,1b内でビット線方向に並ぶ複数のブロックのうち、少なくとも一つずつが第1の参照セルブロックR−cellaBLKとして設定される。複数のNANDストリングブロックのうちどのブロックを第1の参照セルブロックとして用いるかは任意であるが、一旦第1の参照セルブロックとして設定されると、それが以後固定的に用いられ、残りが情報セルブロックI−cellBLKとなる。
As described in FIG. 2, at least one of the plurality of blocks arranged in the bit line direction in each of the
図4は、第2の参照セルブロックR−cellbBLKの構成を示している。これも情報セルブロックI−cellBLKや第1の参照セルブロックR−cellaBLKと基本メモリセル構造は同じであるが、そのNANDストリングR−cellbNANDでは、メモリセルMC0−MC31は、制御ゲートと浮遊ゲートを全て短絡したゲート配線を有し、これに参照電圧Vrefが与えられる。即ち、直列接続された全てのメモリセルを浮遊ゲートに参照電圧Vrefを与えた一体のトランジスタとして動作させて、参照電流を得る。 FIG. 4 shows a configuration of the second reference cell block R-cellbBLK. This also has the same basic memory cell structure as that of the information cell block I-cellBLK and the first reference cell block R-cellaBLK, but in the NAND string R-cellbNAND, the memory cells MC0 to MC31 have control gates and floating gates. All have gate wirings that are short-circuited, to which a reference voltage Vref is applied. That is, all the memory cells connected in series are operated as an integrated transistor in which the reference voltage Vref is applied to the floating gate to obtain the reference current.
セル電流を検出するための参照電流源回路は、原理的には、セルアレイとは別に各センスアンプの入力端に構成することも可能である。しかしこの実施の形態のように、セルアレイ内にメモリセルと基本的に同様の構成を用いて全ての参照電流源回路を構成することにより、無駄なトランジスタ面積を用いることなく、ばらつきのない参照電流源を得ることができる。 In principle, the reference current source circuit for detecting the cell current can be configured at the input terminal of each sense amplifier separately from the cell array. However, as in this embodiment, by configuring all reference current source circuits using a configuration basically similar to that of the memory cells in the cell array, a reference current that does not vary without using unnecessary transistor area. You can get a source.
シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKでの大容量記憶を可能とするためには、多値技術が欠かせない。例えばこの実施の形態では、図5に示すような4値技術を用いる。 In order to enable large-capacity storage in the sequential access bank SQA-BNK, multi-value technology is indispensable. For example, in this embodiment, a four-value technique as shown in FIG. 5 is used.
図5は、4値データ記憶の場合の情報セルI−cellと参照セルR−cellaのデータしきい値分布を示している。情報セルI−cellには、図示のように、低い方から順に4つのデータしきい値状態E,A,B及びCが設定される。 FIG. 5 shows the data threshold distribution of the information cell I-cell and the reference cell R-cella in the case of quaternary data storage. As shown in the figure, four data threshold states E, A, B, and C are set in the information cell I-cell in order from the lowest.
これらのデータ状態E,A,B,Cに対して例えば、上位ページデータUPと下位ページデータLPとが次のように割り付けられる。即ち、4値データを(UP,LP)として、データ状態Eを(1,1)、データ状態Aを(0,1)、データ状態Bを(0,0)、データ状態Cを(1,0)とする。 For example, upper page data UP and lower page data LP are allocated to these data states E, A, B, and C as follows. That is, quaternary data is (UP, LP), data state E is (1, 1), data state A is (0, 1), data state B is (0, 0), and data state C is (1, 0).
データ状態Eは、負しきい値の消去状態である。データ書き込みは、まず下位ページ書き込みが行われ、データ状態Eから選択的にデータ状態Bにしきい値電圧を上昇させる。上位ページ書き込みでは、(0,1)書き込みの場合はデータ状態EからAへ選択的にしきい値上昇させ、(1,0)書き込みの場合はデータ状態BからCへ選択的にしきい値上昇させる。従って先に書き込まれている下位ページデータ読み出しを行い、その読み出しデータに応じて書き込み制御を行うことが必要となる。 Data state E is a negative threshold erase state. In the data write, first, lower page write is performed, and the threshold voltage is selectively raised from the data state E to the data state B. In the upper page write, the threshold value is selectively raised from the data state E to A in the case of (0, 1) write, and the threshold value is selectively raised from the data state B to C in the case of (1, 0) write. . Therefore, it is necessary to read out the lower page data that has been written first, and to perform write control according to the read data.
参照セルR−cellaには、2値データ記憶の場合と同様に、データ状態Eを消去状態として、0V近傍のしきい値電圧の参照レベルRが書かれるものとする。そして、情報セルI−cellの書き込みベリファイ時には、参照セルR−cellaとのセル電流差検出によるベリファイ読み出しが行われる。 As in the case of binary data storage, the reference level R of the threshold voltage near 0V is written in the reference cell R-cella with the data state E as the erased state. At the time of write verification of the information cell I-cell, verify read is performed by detecting a cell current difference from the reference cell R-cella.
データ状態A,B,Cの書き込みの際のベリファイ電圧はそれぞれ、PA,PB,PCであり、参照セルRcellaに与えられるベリファイ電圧はPrである。これらのベリファイ電圧を用いて、情報セルI−cellのセル電流Icと、参照セルR−cellaのセル電流(参照電流)Irとの比較によりデータ判定を行うことは、2値記憶の場合と同様である。 The verify voltages at the time of writing data states A, B, and C are PA, PB, and PC, respectively, and the verify voltage applied to the reference cell Rcella is Pr. Using these verify voltages, data determination is performed by comparing the cell current Ic of the information cell I-cell with the cell current (reference current) Ir of the reference cell R-cell as in the case of binary storage. It is.
通常のデータ読み出し時にワード線に与えられるセル読み出し電圧は、各データ状態E,A,B,Cの間に設定されたRA,RB,RCが用いられ、参照セルR−cellaに与えられる読み出し電圧は参照レベル上限値に近い電圧Rrが用いられる。この通常読み出し時も、情報セルI−cellのセル電流Icと、参照セルR−cellaのセル電流Irとの比較により、データ判定を行う。 As the cell read voltage applied to the word line during normal data read, RA, RB, RC set between the data states E, A, B, C are used, and the read voltage applied to the reference cell R-cella. A voltage Rr close to the reference level upper limit value is used. Even during the normal reading, data determination is performed by comparing the cell current Ic of the information cell I-cell with the cell current Ir of the reference cell R-cella.
図5のデータビット割り付けの例では、下位ページ読み出しが読み出し電圧RBを用いた1回の読み出しで可能であるのに対し、上位ページデータ読み出しに、読み出し電圧RA,RCを用いた2回の読み出し動作が必要である。この場合上位ページデータの判定は、データ“1”の数の奇偶判定により行うことができる。即ち、“1”の数が偶数の場合には上位ページデータは“1”、奇数の場合に“0”と判定できる。 In the example of data bit allocation in FIG. 5, the lower page read is possible by one read using the read voltage RB, whereas the upper page data read is performed twice using the read voltages RA and RC. Action is required. In this case, the determination of the upper page data can be performed by the odd / even determination of the number of data “1”. That is, the upper page data can be determined to be “1” when the number of “1” is an even number, and “0” when the number is “odd”.
以上のように、下位ページ書き込みは、2値データ記憶の場合と同様の動作で可能であるが、上位ページ書き込みは、既に書かれている下位ページデータと、外部から入力された書き込みデータにより、どのしきい値レベルに上昇させるかを決定することが必要になる。また、書き込みベリファイ動作においても、どのメモリセルをどのレベルでベリファイ読み出しするかを判別しなければならない。 As described above, the lower page write can be performed by the same operation as the case of binary data storage. However, the upper page write is based on the already written lower page data and the write data input from the outside. It will be necessary to determine which threshold level to raise. Also in the write verify operation, it is necessary to determine which memory cell is to be verified and read at which level.
4値記憶では、2値記憶の場合に比べてデータセンスに時間がかかる。そこでこの実施の形態において、高速性能が要求されるランダムアクセス用バンクRNA−BNKについては、好ましくは2値記憶方式を適用する。具体的には、図5で説明した4値記憶方式の下位ページ(UP)データのみ、即ちデータレベルEとBのみを用いる2値記憶とする。 In 4-level storage, data sensing takes longer time than in 2-level storage. Therefore, in this embodiment, a binary storage system is preferably applied to the random access bank RNA-BNK requiring high speed performance. Specifically, binary storage using only the lower page (UP) data of the four-value storage system described in FIG. 5, that is, only data levels E and B is used.
この様にランダムアクセス用バンクRNA−BNKのメモリセルを2値で使用することによって、メモリセルの電流も大きくすることができる。なぜならば、多値メモリセルでは、各データレベル(しきい値レベル)の間隔が狭いため、しきい値に対して十分にワード線電圧を高くすることができない。これに対して、2値のメモリセルの場合、2つのしきい値レベルだけのため、しきい値に対して十分ワード線を高くすることができる。これにより、多値で記憶したメモリセルを用いるよりも高速にセンスすることが可能となる。 Thus, by using the memory cells of the random access bank RNA-BNK in binary, the current of the memory cells can be increased. This is because in multi-level memory cells, the intervals between the data levels (threshold levels) are narrow, and the word line voltage cannot be sufficiently increased with respect to the threshold. On the other hand, in the case of a binary memory cell, since there are only two threshold levels, the word line can be made sufficiently higher than the threshold. This makes it possible to sense at a higher speed than using memory cells stored in multiple values.
なお、シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKは、用途に応じて多値でも2値でも使用可能とすることも有効である。 Note that it is also effective to enable the sequential access bank SQA-BNK to be used in multiple values or binary values depending on the application.
図6は、ランダムアクセス用バンクRNA−BNK側のセンスユニット2即ちSU01,SU11の具体的な構成を示している。ここでは、一つのセンスアンプS/Aを16ビット線対が共有する例を示している。即ち、バンクを構成する一方のセルアレイ側の16ビット線BL(BL0−BL15)と、他方のセルアレイ側の16ビット線BLB(BLB0−BLB15)に一つのセンスアンプS/Aが配置されている。
FIG. 6 shows a specific configuration of the
偶数番ビット線と奇数番ビット線は、それぞれ信号VTGE,VTGOにより制御される選択トランジスタQe,Qoにより、選択的にノードGB0−GB7,GBB0−GBB7に接続される。これらのノードGB0−GB7,GBB0−GBB7は、信号PB0−PB7,PBB0−PBB7により選択される転送トランジスタQ21を介して、センスアンプS/Aの入力ノードIN,INBに接続される。 The even-numbered bit line and the odd-numbered bit line are selectively connected to nodes GB0-GB7, GBB0-GBB7 by selection transistors Qe, Qo controlled by signals VTGE, VTGO, respectively. These nodes GB0-GB7, GBB0-GBB7 are connected to the input nodes IN, INB of the sense amplifier S / A via the transfer transistor Q21 selected by the signals PB0-PB7, PBB0-PBB7.
ビット線選択トランジスタQe,Qoは、高耐圧トランジスタであり、それ以外のセンスユニット構成トランジスタは低電圧用トランジスタである。 The bit line selection transistors Qe and Qo are high voltage transistors, and the other sense unit transistors are low voltage transistors.
書き込みデータを保持するために、ビット線BL側に、同時に選択されるビット線数に等しい数(8個)のデータラッチVL(VL0−VL7)が配置され、同様にビット線BLB側にも、同時に選択されるビット線数に等しい数のデータラッチVLB(VLB0−VLB7)が配置されている。 In order to hold the write data, a number (eight) of data latches VL (VL0 to VL7) equal to the number of bit lines simultaneously selected are arranged on the bit line BL side. Similarly, on the bit line BLB side, A number of data latches VLB (VLB0-VLB7) equal to the number of bit lines selected at the same time are arranged.
ビット線BL側の16ビット線に対応して設けられた8個のデータラッチVLは、データ転送ノードBISを共有し、同様にビット線BLB側の16ビット線に対応して設けられた8個のデータラッチVLBはデータ転送ノードBISBを共有する。 Eight data latches VL provided corresponding to the 16 bit lines on the bit line BL side share the data transfer node BIS, and similarly, eight data latches VL provided corresponding to the 16 bit lines on the bit line BLB side. The data latches VLB share the data transfer node BISB.
基本的に、ビット線BL側のセル書き込みの場合にデータラッチVLが用いられ、ビット線BLB側のセル書き込みの場合にデータラッチVLBが用いられる。このようなラッチ回路配置により、多数のビット線(全偶数番ビット線或いは全奇数番ビット線)での同時書き込みを行うことが可能になる。 Basically, the data latch VL is used for cell writing on the bit line BL side, and the data latch VLB is used for cell writing on the bit line BLB side. Such a latch circuit arrangement enables simultaneous writing on a large number of bit lines (all even-numbered bit lines or all odd-numbered bit lines).
データラッチVLの一方のデータノードVLDBは、信号DTにより同時に制御される転送トランジスタQ23を介してそれぞれノードGBに接続される。データ書き込み時は、この転送トランジスタQ23の制御により、データラッチVLに保持された書き込みデータに応じてビット線電圧制御が行われる。他方のデータノードVLDSは、それぞれ異なるタイミング信号VLS(VLS0−VLS7)により制御される転送トランジスタQ22を介して、センスアンプS/Aに付属する一方のデータ転送ノードBISに接続される。 One data node VLDB of data latch VL is connected to node GB via transfer transistor Q23 that is simultaneously controlled by signal DT. At the time of data writing, bit line voltage control is performed according to the write data held in the data latch VL under the control of the transfer transistor Q23. The other data node VLDS is connected to one data transfer node BIS attached to the sense amplifier S / A via a transfer transistor Q22 controlled by different timing signals VLS (VLS0 to VLS7).
同様に、各データラッチVLBの一方のデータノードVLDBBは、信号DTBにより同時に制御される転送トランジスタQ23を介してそれぞれノードGBBに接続され、他方のデータノードVLDSBは、それぞれ異なるタイミング信号VLSB(VLSB0−VLSB7)により制御される転送トランジスタQ22を介して、他方のデータ転送ノードBISBに接続される。 Similarly, one data node VLDBB of each data latch VLB is connected to node GBB via transfer transistor Q23 controlled simultaneously by signal DTB, and the other data node VLDSB is connected to different timing signals VLSB (VLSB0− It is connected to the other data transfer node BISB via a transfer transistor Q22 controlled by VLSB7).
センスアンプS/Aの出力ノードOUT,OUTBは、データ転送制御回路DLを介してデータ線IOnに選択的に接続される。またこの転送制御回路DLの制御により、出力ノードOUT,OUTBは選択的にデータ転送ノードBIS,BISBに接続されることになる。即ち、一つのセンスアンプS/Aと複数のデータラッチVL又はVLBとの間のデータ転送はそれぞれ共通データ転送ノードBIS又はBISBを介して行われる。 Output nodes OUT and OUTB of the sense amplifier S / A are selectively connected to the data line IOn via the data transfer control circuit DL. The output nodes OUT and OUTB are selectively connected to the data transfer nodes BIS and BISB under the control of the transfer control circuit DL. That is, data transfer between one sense amplifier S / A and a plurality of data latches VL or VLB is performed via the common data transfer node BIS or BISB, respectively.
データラッチVLとVLBとは書き込み時、共に書き込みデータがロードされるが、一方はセルアレイ選択に応じてベリファイ読み出し結果に応じて書き換えられて、ビット線電圧制御に供され、他方はベリファイ制御のために書き込みサイクル終了までそのまま書き込みデータを保持する。 The data latches VL and VLB are both loaded with write data at the time of writing, but one is rewritten according to the verify read result according to the cell array selection and is used for bit line voltage control, and the other is for verify control. The write data is held as it is until the end of the write cycle.
即ち各書き込みサイクルのベリファイ読み出し時、ビット線データは順次センスアンプS/Aでセンスされ、そのセンス出力は、データ転送ノードBIS又はBISBを介してデータラッチVL又はVLBに転送されて、ベリファイ読み出し結果に従って書き込みデータの書き換えが行われる。 That is, at the time of verify read in each write cycle, the bit line data is sequentially sensed by the sense amplifier S / A, and the sense output is transferred to the data latch VL or VLB via the data transfer node BIS or BISB, and the verify read result The write data is rewritten according to the above.
センスアンプS/Aの入力ノードIN,INBにはそれぞれ、通常読み出し時にビット線対BL,BLBをプリチャージするための、信号NRRNAにより制御されるトランジスタQ24を用いたプリチャージ回路21が接続されている。
Connected to the input nodes IN and INB of the sense amplifier S / A is a
センスアンプS/Aの入力ノードIN,INBには更に、ベリファイ読み出し時に特定のセンスアンプS/Aの出力ノードOUT,OUTBを強制的にレベル設定するためのベリファイ制御回路(プルアップ回路)22が接続されている。具体的にこのプルアップ回路22は、書き込みベリファイ読み出し時に、“1”書き込みセルについて次のサイクルで“0”書き込みとなる事態を防止し、再度“1”書き込みとするために用いられる。
Further, a verify control circuit (pull-up circuit) 22 for forcibly setting the level of the output nodes OUT and OUTB of a specific sense amplifier S / A at the time of verify read is provided at the input nodes IN and INB of the sense amplifier S / A. It is connected. Specifically, the pull-up
これらのプルアップ回路22は、タイミング信号REFR,REFLにより制御されるトランジスタQ26と、ラッチ回路VLBのデータが転送されたノードBIS,BISBにより制御されるトランジスタQ25の直列回路により構成されている。
These pull-up
図7は、ラッチ型転送制御回路DLの構成を示している。この転送制御回路DLは、クロックトCMOSインバータ71,72を組み合わせて構成されたラッチ回路を有する。データ転送ノードBIS,BISBはデータラッチVL,VLBにより共有されるノードであり、このラッチ回路の入出力ノードに接続されると共に、選択信号Xi,Yjにより制御されるトランジスタQ71,Q72を介し、信号LCLE,RCLEにより制御されるトランジスタQ75,Q76を介して選択的に内部データ線IOnに接続される。
FIG. 7 shows a configuration of the latch type transfer control circuit DL. The transfer control circuit DL has a latch circuit configured by combining clocked
また、センスアンプS/Aの出力ノードOUT,OUTBとデータノードBIS,BISBとの間はそれぞれ、ゲート信号SAOC,SAOBCにより制御されるトランジスタQ73,Q74により接続される。 The output nodes OUT and OUTB of the sense amplifier S / A and the data nodes BIS and BISB are connected by transistors Q73 and Q74 controlled by gate signals SAOC and SAOBC, respectively.
データ転送制御回路DLは、データラッチVL,VLBとセンスアンプS/Aの出力ノードOUT,OUTBとの接続、出力ノードOUT,OUTBとデータバス線IOnとの接続を制御する他、データの反転処理などを行う。 The data transfer control circuit DL controls the connection between the data latches VL and VLB and the output nodes OUT and OUTB of the sense amplifier S / A, the connection between the output nodes OUT and OUTB and the data bus line IOn, and also performs data inversion processing. And so on.
図8は、シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK側の4値データ記憶に適用されるセンスユニット2即ち、SU00,SU10の構成を、16ビット線に一つのセンスアンプS/Aを配置する場合について、ランダムアクセス用バンクRNA−BNK側のそれ(図6)と対応させて示している。図6と対応する部分には、同一符号を付して詳細説明は省く。
FIG. 8 shows the configuration of the
2値記憶の場合と同様に、ビット線BL側には、同時選択されるビット線数と同数のデータラッチVLが、同様にビット線BLB側にビット線数と同数のデータラッチVLBが配置される。これらデータラッチの構成も、図16に示す2値記憶の場合と同様である。 Similar to the case of binary storage, the same number of data latches VL as the number of simultaneously selected bit lines are arranged on the bit line BL side, and similarly the same number of data latches VLB as the number of bit lines are arranged on the bit line BLB side. The The configuration of these data latches is the same as that in the case of binary storage shown in FIG.
センスアンプS/Aの入力ノードIN,INBには、2値記憶の場合と異なり、通常読み出し時のプリチャージ回路21aとベリファイ読み出し時のプリチャージ回路21bとが別々に設けられている。4値記憶の場合、ベリファイ読み出し時に書き込むべきデータに応じてビット線電圧制御を行う必要があるためである。
Unlike the case of binary storage, a
通常読み出し用のプリチャージ回路21aは、制御信号NRSQAにより制御されるトランジスタQ24aと、Vddが与えられたトランジスタQ27aの直列回路である。ベリファイ読み出し用のプリチャージ回路21bは、制御信号VRにより制御されるトランジスタQ24bと、ノードPVにより制御されるトランジスタQ27bの直列回路である。
The normal
ベリファイ制御のため、センス動作後のセンスアンプS/Aの状態制御を行うプルアップ回路(ベリファイ制御回路)22も、2値記憶の場合とは異なる。即ち制御信号REFR(或いはREFL)により制御されるNMOSトランジスタQ25と、ノードPV,DHにより制御される併設されたPMOSトランジスタQ26a,Q26bとの直列回路により構成されている。ノードPV,DHには書き込みデータが転送される。 A pull-up circuit (verify control circuit) 22 that controls the state of the sense amplifier S / A after the sensing operation for the verify control is also different from the case of binary storage. That is, it is constituted by a series circuit of an NMOS transistor Q25 controlled by a control signal REFR (or REFL) and PMOS transistors Q26a and Q26b provided side by side controlled by nodes PV and DH. Write data is transferred to the nodes PV and DH.
一括ベリファイ検出回路23は、データラッチVL及びVLBがオール“0”であることを検出するように構成されている。ここでデータラッチVL,VLBのデータは、データ転送ノードBIB,BIBB側のデータノードVLDS,VLDSBにより定義されるものとする。
The collective verify
即ち書き込み後のベリファイ読み出し結果は、ビット線BL側の場合にデータラッチVLに、ビット線BLB側の場合にデータラッチVLBにそれぞれ順次に格納される。一括検出回路23は、プリチャージ用PMOSトランジスタP0によりプリチャージされるノードVSENと、このノードVSENに直列接続されて、データラッチVL,VLBの他方のデータノードVLDB,VLDBBによりゲートが駆動されるNMOSトランジスタN0とを有する。
That is, the verify read result after writing is sequentially stored in the data latch VL on the bit line BL side and in the data latch VLB on the bit line BLB side. The
ベリファイ読み出しデータは、各ビット毎に書き込みが確認されると、データラッチVL,VLBに“0”が格納されるように制御される。データラッチVL,VLBがオール“0”になると、一括検出回路23のすべてのNMOSトランジスタN0がオンになり、ノードVSENが放電されて、これが書き込み完了信号となる。
The verify read data is controlled so that “0” is stored in the data latches VL and VLB when writing is confirmed for each bit. When the data latches VL and VLB are all “0”, all the NMOS transistors N0 of the
センスアンプS/Aの出力に接続されるデータ転送制御回路DLは、2値記憶の場合より複雑なデータ処理を行う必要があり、図9に示すように、2値記憶の場合の図7の構成とは大きく異なる。即ちデータ転送制御回路DLは、ベリファイのためのデータ反転処理等を行うために、データ転送ノードBIS,BISBに選択的に接続される、クロックトCMOSインバータを用いた二つのラッチ回路CL,TLを備える。 The data transfer control circuit DL connected to the output of the sense amplifier S / A needs to perform more complicated data processing than in the case of binary storage. As shown in FIG. 9, the data transfer control circuit DL in FIG. It is very different from the configuration. That is, the data transfer control circuit DL includes two latch circuits CL and TL using clocked CMOS inverters that are selectively connected to the data transfer nodes BIS and BISB in order to perform data inversion processing for verification. Prepare.
ラッチ回路CLのデータノードCLL,CLRは、CMOS転送ゲートT1,T2を介してそれぞれデータ転送ノードBIS,BISBに接続される。データノードCLL,CLRは、選択信号LYj,RYjにより制御されるトランジスタMN14,MN15及び、選択信号Xiにより制御されるトランジスタMN20を介して、データ線IOnに選択的に接続される。 Data nodes CLL and CLR of latch circuit CL are connected to data transfer nodes BIS and BISB via CMOS transfer gates T1 and T2, respectively. The data nodes CLL and CLR are selectively connected to the data line IOn via the transistors MN14 and MN15 controlled by the selection signals LYj and RYj and the transistor MN20 controlled by the selection signal Xi.
データ転送ノードBIS,BISBは転送トランジスタMN3,MN4を介して選択的にセンスアンプS/Aの出力ノードOUT,OUTB接続される。データ転送ノードBIS,BISBのデータを、そのまま或いは必要なら反転してデータノードDH,PVに転送するために、これらの間に切り換え回路SW1,SW2が構成されている。 The data transfer nodes BIS and BISB are selectively connected to the output nodes OUT and OUTB of the sense amplifier S / A via the transfer transistors MN3 and MN4. In order to transfer the data of the data transfer nodes BIS and BISB as they are or after inverting them if necessary and transferring them to the data nodes DH and PV, switching circuits SW1 and SW2 are formed between them.
ラッチ回路CLのデータノードCLR,CLLによりそれぞれゲートが制御され、ソースがデータ転送ノードBIS,BISBに接続され、ドレインが共通接続されたNMOSトランジスタMN1,MN2は、データの反転処理を行うための排他的論理和(XOR)ゲートG0を構成する。その共通ドレインは、トランジスタMN8,MN9により選択的にラッチ回路TLのデータノードTLL,TLRのいずれかに接続される。 The NMOS transistors MN1 and MN2 whose gates are controlled by the data nodes CLR and CLL of the latch circuit CL, whose sources are connected to the data transfer nodes BIS and BISB, and whose drains are commonly connected are exclusive for performing data inversion processing. A logical OR (XOR) gate G0. The common drain is selectively connected to one of the data nodes TLL and TLR of the latch circuit TL by the transistors MN8 and MN9.
即ちNMOSトランジスタMN1,MN2の部分では、ラッチ回路CLに保持したデータと、例えばセンスアンプS/Aでセンスされてデータ転送ノードBIS,BISBに送られたデータとの間でXOR演算がとられる。これにより得られたデータは、ラッチ回路TLに保持される。 That is, in the portions of the NMOS transistors MN1 and MN2, an XOR operation is performed between the data held in the latch circuit CL and the data sensed by the sense amplifier S / A and sent to the data transfer nodes BIS and BISB, for example. The data thus obtained is held in the latch circuit TL.
なお、ランダムアクセス用バンク側の図6のセンスユニット2には一括ベリファイ検知回路を示していないが、図8と同様の一括ベリファイ検知回路を設けてもよい。
Although the
図10は、以上に説明したセンスユニット2に用いられるセンスアンプS/Aの構成である。このセンスアンプS/Aは、PMOSトランジスタM3,M4とNMOSトランジスタM1,M2からなるラッチを主体として構成された、電流検出型の差動アンプである。
FIG. 10 shows the configuration of the sense amplifier S / A used in the
ゲートGAが共通接続されて直列接続されたPMOSトランジスタM3とNMOSトランジスタM1のドレインは、一方の出力ノードOUTとなる。同じくゲートGBが共通接続されて直列接続されたPMOSトランジスタM4とNMOSトランジスタM2のドレインは、他方の出力ノードOUTBとなる。共通ゲートGA,GBは、出力ノードOUTB,OUTに交差接続されている。 The drains of the PMOS transistor M3 and NMOS transistor M1 connected in series with the gate GA connected in common serve as one output node OUT. Similarly, the drains of the PMOS transistor M4 and the NMOS transistor M2, which are connected in series with the common gate GB, become the other output node OUTB. The common gates GA and GB are cross-connected to the output nodes OUTB and OUT.
PMOSトランジスタM3,M4はそれぞれ、PMOSトランジスタM5,M6を介し、電流源PMOSトランジスタM0を介して、電源端子Vddに接続されている。 The PMOS transistors M3 and M4 are connected to the power supply terminal Vdd via the PMOS transistors M5 and M6 and the current source PMOS transistor M0, respectively.
PMOSトランジスタM5,M6のゲートはそれぞれ共通ゲートGA,GBに接続されている。電流源PMOSトランジスタM0のゲートは、活性化信号ACCbにより制御される。 The gates of the PMOS transistors M5 and M6 are connected to the common gates GA and GB, respectively. The gate of the current source PMOS transistor M0 is controlled by the activation signal ACCb.
NMOSトランジスタM1,M2のソースは共通に接地端子Vssに接続されている。共通ゲートGA,GBは、センス信号SEbでゲートが制御されるNMOSトランジスタM7,M8を介して接地端子Vssに接続されている。 The sources of the NMOS transistors M1 and M2 are commonly connected to the ground terminal Vss. The common gates GA and GB are connected to the ground terminal Vss through NMOS transistors M7 and M8 whose gates are controlled by the sense signal SEb.
PMOSトランジスタM5,M3の接続ノードNAは、活性化信号ACCで制御されるNMOSトランジスタM10を介して一方の入力ノードINBに接続され、同じくPMOSトランジスタM6,M4の接続ノードNBは、活性化信号ACCにより制御されるNMOSトランジスタM9を介して他方の入力ノードINに接続される。これらは、センスアンプの待機状態とビット線のプリチャージを分離してセンスアンプの動作時間を短くして消費電流の少ないデータセンスを可能とする。 The connection node NA of the PMOS transistors M5 and M3 is connected to one input node INB via the NMOS transistor M10 controlled by the activation signal ACC. Similarly, the connection node NB of the PMOS transistors M6 and M4 is connected to the activation signal ACC. Is connected to the other input node IN through the NMOS transistor M9 controlled by the above. These separate the standby state of the sense amplifier from the precharge of the bit line, shorten the operation time of the sense amplifier, and enable data sensing with low current consumption.
ノードNB,NAにはそれぞれ、活性化信号ACCbにより制御されるリセット用NMOSトランジスタM11,M12が接続されている。これらはセンスアンプ非活性化時(ACCb=“H”)、ノードNA,NBをVssに設定するためのものである。 Nodes NB and NA are connected to reset NMOS transistors M11 and M12 controlled by an activation signal ACCb, respectively. These are for setting the nodes NA and NB to Vss when the sense amplifier is inactive (ACCb = “H”).
このセンスアンプS/Aの動作を説明する。通常のデータ読み出し動作では、差動入力ノードIN,INBに反映される、情報セルI−cellと参照セルR−cellaのセル電流差を検出するのであるが、ACCb=“H”,SEb=“H”の非活性状態では、NMOSトランジスタM3,M4,M7,M8がオンであり、ノードGA,GB,NA,NB及び出力ノードOUT,OUTBは、Vssに保持されている。 The operation of this sense amplifier S / A will be described. In a normal data read operation, the cell current difference between the information cell I-cell and the reference cell R-cell reflected in the differential input nodes IN and INB is detected. ACCb = “H”, SEb = “ In the inactive state of H ″, the NMOS transistors M3, M4, M7, and M8 are on, and the nodes GA, GB, NA, and NB and the output nodes OUT and OUTB are held at Vss.
二つのセルアレイから一つずつワード線が選択され、一対のビット線BL,BLBが入力ノードIN,INBに接続されるときに、図11に示すように、ACCb=“L”(タイミングt0)、その後少し遅れてSEb=“L”(タイミングt1)となり、センスアンプS/Aが活性化される。ビット線対BL,BLBでそれぞれ情報セルI−cellと参照セルR−cellaが選択されているものとして、それらのセル電流がそれぞれノードNB,NAに供給される。 When a word line is selected one by one from two cell arrays and a pair of bit lines BL and BLB are connected to input nodes IN and INB, as shown in FIG. 11, ACCb = “L” (timing t0), After a little later, SEb = "L" (timing t1), and the sense amplifier S / A is activated. Assuming that the information cell I-cell and the reference cell R-cella are selected by the bit line pair BL and BLB, respectively, their cell currents are supplied to the nodes NB and NA, respectively.
センスアンプ活性化の直後は、NMOSトランジスタM1,M2が共にオフであるが、PMOSトランジスタP0がオン、NMOSトランジスタM7,M8がオンになるため、Vssにリセットされていた出力ノードOUT(=GB),OUTB(=GA)は、電源Vddからの電流とこれに重なるセル電流により充電される。そしてセル電流差により、出力ノードOUT,OUTBの間(従ってゲートノードGA,GBの間)に電位差が生じると、ラッチでは、出力ノードOUT,OUTBの差電圧を増幅する正帰還動作が行われ、その差電圧は急速に拡大する。 Immediately after the activation of the sense amplifier, the NMOS transistors M1 and M2 are both off, but the PMOS transistor P0 is on and the NMOS transistors M7 and M8 are on, so the output node OUT (= GB) that has been reset to Vss. , OUTB (= GA) are charged by the current from the power supply Vdd and the cell current overlapping therewith. When a potential difference occurs between the output nodes OUT and OUTB (and therefore between the gate nodes GA and GB) due to the cell current difference, a positive feedback operation is performed in the latch to amplify the differential voltage between the output nodes OUT and OUTB. The differential voltage expands rapidly.
例えば、OUT(GB)がOUTB(GA)より低いとすると、SEnからの正帰還動作により、NMOSトランジスタM1がオン、NMOSトランジスタM2がオフ、PMOSトランジスタM3がオフ、PMOSトランジスタM4がオンとなり、出力ノードOUT,OUTBはそれぞれ、Vss,Vddになる。 For example, if OUT (GB) is lower than OUTB (GA), the positive feedback operation from SEn turns on the NMOS transistor M1, turns off the NMOS transistor M2, turns off the PMOS transistor M3, turns on the PMOS transistor M4, and outputs. The nodes OUT and OUTB become Vss and Vdd, respectively.
このセンスアンプS/Aは、基本的にビット線容量がセンス速度に影響を与えず、従って数pFのビット線の容量を持ち、数百nA程度のセル電流しかないNAND型フラッシュメモリにおいて十分に高速のセンス動作を可能とする。 This sense amplifier S / A is basically sufficient in a NAND flash memory having a bit line capacity of several pF and a cell current of about several hundred nA. Enables high-speed sensing operation.
シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKとランダムアクセス用バンクRNA−BNKのS/A制御信号は同じものを用いることが好ましい。周辺回路領域3からそれぞれのセンスユニット2へのS/A制御信号線は、図12に示すようにセンスユニット2の領域に配設される。
It is preferable to use the same S / A control signal for the sequential access bank SQA-BNK and the random access bank RNA-BNK. The S / A control signal lines from the
チップ中央の周辺回路領域3に近いランダムアクセス用バンクRNA−BNKのセンスユニットSU11上の制御信号線121と、周辺回路3より遠いシーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKのセンスユニットSU10上の制御信号線122とは、両センスユニット間に配置された転送ゲート回路123により物理的に分離されている。
The
図13は、その転送ゲート回路123の構成例を示しており、選択信号SQBENBにより制御されるNANDゲートG11とNORゲートG12とを有する。これらのNANDゲートG11及びNORゲートG12は、RNA−BNKアクセス中、SQA−BNKの制御信号線を“L”固定及び“H”固定とするために設けられている。
FIG. 13 shows a configuration example of the
即ち信号SQBENBが“L”の場合は、NANDゲートG11,NORゲートG12とも活性であり、周辺回路領域3からのS/A制御信号がそのまま、SQA−BNKのセンスユニットにまで伝わる。SQBENB=“H”の場合は、NANDゲートG11,NORゲートG12とも非活性であり、周辺回路領域3からの制御信号は、制御信号線121によりRNA−BNKのセンスユニットのみに供給され、SQA−BNK側の制御信号線122は、“H”または“L”に電位固定される。
That is, when the signal SQBENB is “L”, both the NAND gate G11 and the NOR gate G12 are active, and the S / A control signal from the
上述のように、SQBENB=“L”のときは、RNA−BNKとSQA−BNKのセンスユニットに同じS/A制御信号が与えられる。しかし、図6〜図9に示したセンスユニット構成では、ビット線へのプリチャージ信号NRRNとNRSQAとを別信号とし、またセンスアンプ活性化信号ACCbとして、ACCbRNAとACCbSQAの別信号を用意することによって、他の制御信号が共通であっても、RNA−BNK,SQA−BNKの一方でのみセンスアンプ電流を流し、他方では無駄な電流が流れないようにすることができる。従って、SQA−BNKのセンスユニットのみ動作させ、RNA−BNK側のセンスユニットを非活性とすることができる。 As described above, when SQBENB = “L”, the same S / A control signal is given to the sense units of RNA-BNK and SQA-BNK. However, in the sense unit configuration shown in FIGS. 6 to 9, the precharge signals NRRN and NRSQA to the bit line are made different signals, and ACCbRNA and ACCbSQA are made different signals as the sense amplifier activation signal ACCb. Thus, even if other control signals are common, it is possible to flow the sense amplifier current only in one of RNA-BNK and SQA-BNK and prevent the useless current from flowing in the other. Therefore, only the sense unit of SQA-BNK can be operated, and the sense unit on the RNA-BNK side can be inactivated.
この様にシーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKとランダムアクセス用バンクRNA−BNKの間にS/A制御信号の転送制御ゲート回路123を配置することにより、制御信号線121,122を分離してそれらの負荷容量を減らすことができる。具体的に説明する。
In this way, by arranging the S / A control signal transfer
SQA−BNK側には多くのセンスアンプS/Aが配置されるため、その分制御信号線122が大きな配線負荷となる。これに対して、転送制御ゲート回路123を挿入して、RNA−BNKのアクセスの際には大容量のSQA−BNK側の制御信号線122を電位固定すると、制御信号線122は直接負荷とはならず、ゲート回路123のゲート容量分にまで制御信号負荷を減らすことができる。
Since many sense amplifiers S / A are arranged on the SQA-BNK side, the
これにより、周辺回路3に近い、高速用途のランダムアクセス用バンクRNA−BNKへの信号伝達を高速にすることができる。シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKはシーケンシャルアクセスであるため、制御信号伝達に多少の遅れがあっても問題ない。
Thereby, the signal transmission to the random access bank RNA-BNK close to the
次に、シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNK側の4値データの書き込み及び読み出し動作を説明する。なお4値データ書き込みに先立って、選択ブロックは全セルが消去データ状態Eになるように一括消去される。また、両セルアレイの参照セルブロックR−cellaBLKについて、全セルに参照データレベルRの書き込みが行われる。これらの詳細動作は、基本的に2値記憶の消去及び書き込みと同様であり、詳細な説明を省く。 Next, quaternary data write and read operations on the sequential access bank SQA-BNK side will be described. Prior to quaternary data writing, the selected block is erased at once so that all cells are in erased data state E. In addition, with respect to the reference cell block R-cellaBLK of both cell arrays, the reference data level R is written in all the cells. These detailed operations are basically the same as erasing and writing of binary storage, and detailed description thereof is omitted.
(下位ページ書き込み)
まず、データ状態EからBへの選択的なしきい値シフトを行う下位ページ(LP)書き込みについて説明する。ビット線BL側の偶数番ビット線BL0,BL2,…と1ワード線により選択される情報セル群(1ページ)に同時に書き込みを行う場合を考える。
(Lower page write)
First, lower page (LP) writing that performs selective threshold shift from data state E to B will be described. Consider a case where data is simultaneously written to an even-numbered bit line BL0, BL2,... On the bit line BL side and an information cell group (one page) selected by one word line.
図14は、下位ページ書き込みのフローである。コマンド入力に続いて、選択ページアドレスと共に書き込みデータをロードする(ステップS11)。書き込みデータは、ビット線BL側の書き込みの場合、データラッチ群VLに順次ロードすると共に、これをデータラッチ群VLBにも転送する(ステップS12)。 FIG. 14 is a flow of lower page writing. Following the command input, write data is loaded together with the selected page address (step S11). In the case of writing on the bit line BL side, the write data is sequentially loaded into the data latch group VL and transferred to the data latch group VLB (step S12).
そして、選択ワード線に書き込み電圧印加動作を行う(ステップS13)。書き込み電圧印加後、その書き込み状態を確認するための書き込みベリファイを行う(ステップS14)。 Then, a write voltage application operation is performed on the selected word line (step S13). After the write voltage is applied, write verify is performed to confirm the write state (step S14).
次にデータラッチVLがオール“0”(VLDS=“0”)になったか否かの判定である書き込み完了判定を行う(ステップS15)。1ページ内に書き込み不十分なセルがあれば、全てのセルの書き込みが確認されるまで、書き込みを繰り返すことになる。 Next, a write completion determination which is a determination as to whether or not the data latch VL is all “0” (VLDS = “0”) is performed (step S15). If there is an insufficiently written cell in one page, the writing is repeated until the writing of all the cells is confirmed.
書き込み動作を詳細に説明すると、“1”書き込みの場合は、ビット線にVddを、“0”書き込みの場合はビット線に0Vを与える必要がある。図9において、各信号の初期状態は、BISPVE=BISDH=LMRE=RMRE=CLE=LXE=RXE=LTLE=RTLE=COLC=SAOC=SAOBC=DC1=DC2=Xi=RYj=LYj=“L”、LINVB=RINVB=CELEB=DC1B=DC2B=BISP=“H”である。 To describe the write operation in detail, it is necessary to apply Vdd to the bit line in the case of “1” write and 0 V to the bit line in the case of “0” write. In FIG. 9, the initial state of each signal is as follows: BISPVE = BISDH = LMRE = RMRE = CLE = LXE = RXE = LTLE = RTLE = COLC = SAOC = SAOBC = DC1 = DC2 = Xi = RYj = LYj = “L”, LINVB = RINVB = CELEB = DC1B = DC2B = BISP = “H”.
まず、データ線IOnを通して、外部から書き込みデータをロードする。Xi=RYj=CLE=VLS0=CLKB=DC1=“H”、CLK=DC1B=CLEB=“L”に設定して、外部データをデータラッチCLで反転して、データ転送ノードBISを介してデータラッチVLに転送し保持する。 First, write data is loaded from the outside through the data line IOn. Xi = RYj = CLE = VLS0 = CLKB = DC1 = “H”, CLK = DC1B = CLEB = “L”, external data is inverted by data latch CL, and data latched via data transfer node BIS Transfer to VL and hold.
即ち、外部から入力されたデータが“1”の場合、データラッチVLのデータは、VLDS=“1”,VLDB=“0”となる。外部入力データが“0”の場合、VLDS=“0”,VLDB=“1”となる。 That is, when the externally input data is “1”, the data in the data latch VL is VLDS = “1” and VLDB = “0”. When the external input data is “0”, VLDS = “0” and VLDB = “1”.
このようなデータロード動作を、1センスアンプS/Aの範囲で、信号VLS0−VLS7を順次切り換えて繰り返すことにより、データラッチVL<7:0>に外部入力データの反転データを入力することができる。複数センスアンプの範囲で同様のデータロード動作が行われて、所望の1ページの書き込みデータをロードされる。 By repeating such a data loading operation by sequentially switching the signals VLS0 to VLS7 within the range of one sense amplifier S / A, it is possible to input inverted data of the external input data to the data latch VL <7: 0>. it can. A similar data load operation is performed in the range of a plurality of sense amplifiers, and desired one page of write data is loaded.
すべての書き込みデータを入力後、データラッチ群VLのデータを、ビット線BLB側のデータラッチ群VLBにもロードする。具体的には、COLC=“H”として、データ転送ノードBISとBISBを短絡すると同時に、VLS=VLSB=“H”として、データラッチVLのデータをデータラッチVLBに転送する。 After inputting all the write data, the data in the data latch group VL is loaded into the data latch group VLB on the bit line BLB side. Specifically, the data transfer nodes BIS and BISB are short-circuited with COLC = “H”, and at the same time, the data of the data latch VL is transferred to the data latch VLB with VLS = VLSB = “H”.
この動作をVLSB0−VLSB7及びVLS0−VLS7を順次切り替えて繰り返すことにより、データラッチVLB<7:0>に、データラッチVL<7:0>と同じデータを入力することができる。 By repeating this operation by sequentially switching VLSB0-VLSB7 and VLS0-VLS7, the same data as the data latch VL <7: 0> can be input to the data latch VLB <7: 0>.
ビット線BL側の情報セルの書き込みの場合、データラッチVLのデータが、書き込み時のビット線制御電圧を決める。即ち、書き込みデータが“1”,“0”に応じて、VLDB=Vdd,Vssとなり、これが転送トランジスタQ23及び選択トランジスタQeまたはQoを介してビット線に与えられる。このときデータラッチVLBの書き込みデータは書き込みが終了するまでそのまま保持し、ベリファイ読み出し時のビット線プリチャージ制御に用いる。 In the case of writing information cells on the bit line BL side, the data in the data latch VL determines the bit line control voltage at the time of writing. That is, according to the write data “1” and “0”, VLDB = Vdd, Vss, which is given to the bit line via the transfer transistor Q23 and the selection transistor Qe or Qo. At this time, the write data in the data latch VLB is held as it is until the writing is completed, and is used for bit line precharge control at the time of verify reading.
偶数番ビット線の情報セルに書き込みを行う場合、奇数番ビット線は非選択であり、これら非選択ビット線には、書き込み禁止のための電圧Vddを与える。 When writing to information cells of even-numbered bit lines, odd-numbered bit lines are not selected, and a voltage Vdd for prohibiting writing is applied to these non-selected bit lines.
選択されているブロックのビット線側選択ゲート線SGDにはVddを、ソース線側選択ゲート線SGSにはVssを、選択ワード線には書き込み電圧Vpgm(例えば20V)を、非選択ワード線に書き込みパス電圧Vpass(例えば10V)を印加する。 In the selected block, Vdd is written to the bit line side selection gate line SGD, Vss is written to the source line side selection gate line SGS, write voltage Vpgm (for example, 20 V) is written to the selected word line, and unselected word lines are written. A pass voltage Vpass (for example, 10 V) is applied.
これにより、ビット線が0Vの場合、セルチャネルが0V、選択ワード線がVpgmとなり、書き込み(電子注入)が行われる。ビット線がVddの場合、セルチャネルが容量結合で上昇し、書き込みが行われない。 As a result, when the bit line is 0 V, the cell channel is 0 V, the selected word line is Vpgm, and writing (electron injection) is performed. When the bit line is Vdd, the cell channel rises due to capacitive coupling, and writing is not performed.
ビット線BLB側の情報セルに書き込みを行う場合には、外部からの書き込みデータをラッチ回路CLで反転してデータラッチVLBにロードし、それと同じデータをデータラッチVLに転送する。そして、データラッチVLBのデータによりビット線電圧制御を行う。それ以外は、ビット線BL側と変わらない。 When writing to the information cell on the bit line BLB side, externally written data is inverted by the latch circuit CL and loaded into the data latch VLB, and the same data is transferred to the data latch VL. Then, bit line voltage control is performed based on data in the data latch VLB. The rest is the same as the bit line BL side.
次に、書き込み電圧が印加された情報セルI−cellのベリファイ読み出しを行う。ベリファイ読み出しは、ビット線BL側の選択情報セルI−cellとビット線BLB側の参照セルR−cellaとの間の電流比較による。このとき、選択情報セルI−cell側の選択ワード線に与えるベリファイ電圧はPBであり、参照セルR−cella側の参照ワード線に与えるベリファイ電圧はPrである。非選択ワード線には読み出しパス電圧を与える。 Next, verify read of the information cell I-cell to which the write voltage is applied is performed. The verify read is based on a current comparison between the selected information cell I-cell on the bit line BL side and the reference cell R-cella on the bit line BLB side. At this time, the verify voltage applied to the selected word line on the selected information cell I-cell side is PB, and the verify voltage applied to the reference word line on the reference cell R-cella side is Pr. A read pass voltage is applied to unselected word lines.
参照セルブロックR−cellaBLKの書き込み参照レベルRを0V近傍とすれば、情報セルブロックI−cellBLK側の読み出しパス電圧Vreadに比べて、参照セルブロックR−cellaBLK側の読み出しパス電圧Vreadrは、十分低く設定することができる。 When the write reference level R of the reference cell block R-cellaBLK is close to 0V, the read pass voltage Vreadr on the reference cell block R-cellaBLK side is sufficiently lower than the read pass voltage Vread on the information cell block I-cellBLK side. Can be set.
情報セルI−cellのセル電流Icと参照セルR−cellaのセル電流Irとの比較により、Ic<Irであれば、データ状態Bが書かれ、Ic>Irであれば、データ状態Eのままである、と判定できる。 By comparing the cell current Ic of the information cell I-cell and the cell current Ir of the reference cell R-cell, if Ic <Ir, the data state B is written, and if Ic> Ir, the data state E remains. It can be determined that
ベリファイ読み出しの初期設定として、ACCb=SEb=“H”、ACC=“L”により、センスアンプS/Aの入力ノードIN,INB及び出力ノードOUT,OUTBを全て、Vssに設定する。選択アドレスに従い、ビット線が選択される。例えばビット線BL0のセルのベリファイ読み出しでは、VTGE=VTGBE=“H”(例えば5V)、PB0=PBB0=Vddとされ、ビット線BL0,BLB0がプリチャージされる。 As an initial setting for verify reading, all of the input nodes IN and INB and the output nodes OUT and OUTB of the sense amplifier S / A are set to Vss by ACCb = SEb = “H” and ACC = “L”. A bit line is selected according to the selected address. For example, in the verify read of the cell of the bit line BL0, VTGE = VTGBE = “H” (for example, 5V), PB0 = PBB0 = Vdd, and the bit lines BL0 and BLB0 are precharged.
ビット線プリチャージは、通常読み出し時はプリチャージ回路21aが用いられ、全てのビット線に等しくプリチャージが行われるのに対し、下位ページ書き込みのベリファイ読み出しでは、プリチャージ信号VRと、データノードPVのデータにより制御されるプリチャージ回路21bが用いられる。
In the normal read, the bit line precharge uses the
具体的にこのプリチャージ回路21bによるプリチャージ動作を説明すれば、次のようになる。まず、プリチャージに先立って、VLSB0=VLS0=BISVPE=Vdd+Vthに設定して、データラッチVLB0,VL0のデータをそれぞれ、ベリファイ制御用のデータノードPV,DHに転送する。
Specifically, the precharge operation by the
即ち、データラッチVLB0のデータは、データノードBISBに転送され、更に切り換え回路SW2のトランジスタMN18を介して、ノードPVに転送される。データラッチVL0のデータは、データノードBISに転送され、更に切り換え回路SW1のトランジスタMN16を介してノードDHに転送される。 That is, the data in the data latch VLB0 is transferred to the data node BISB, and further transferred to the node PV via the transistor MN18 of the switching circuit SW2. Data in the data latch VL0 is transferred to the data node BIS, and further transferred to the node DH via the transistor MN16 of the switching circuit SW1.
従って、データラッチVLBのデータが“1”であれば、プリチャージ回路21bはオンになり、ビット線プリチャージを行う。データラッチVLBのデータが“0”のときは、ノードPV=“0”によって、プリチャージ回路21bはオフ、従ってビット線プリチャージは行われない。
Therefore, if the data in the data latch VLB is “1”, the
この様に、データラッチVLBのデータが“0”であり、“1”書き込みを行う情報セル(書き込み禁止セル)のビット線は、ベリファイ読み出しが必要ないため、ビット線プリチャージも行わない。これにより、余分な消費電力を削減することが可能である。 In this manner, the data latch VLB data is “0”, and the bit line of the information cell (write-inhibited cell) to which “1” is written does not need to be read, so the bit line is not precharged. Thereby, extra power consumption can be reduced.
以上のプリチャージ終了後、ACCb=“L”、ACC=“H”とすることによって、センスアンプS/Aとビット線を接続する。その後、SEb=“L”にすることで、センスアンプS/Aは活性化され、入力ノードIN,INBのセル電流差を正帰還増幅する。前述のように情報セルI−cellのセル電流Icが参照電流Irより大きければ、OUT=“H”となり、逆の場合OUT=“L”になる。 After the precharge is completed, the sense amplifier S / A and the bit line are connected by setting ACCb = “L” and ACC = “H”. After that, by setting SEb = “L”, the sense amplifier S / A is activated, and positive feedback amplification of the cell current difference between the input nodes IN and INB is performed. As described above, if the cell current Ic of the information cell I-cell is larger than the reference current Ir, OUT = “H”, and vice versa.
即ち、“0”書き込みされる情報セルのしきい値が所望のデータ状態Bになれば、センスアンプ出力は、OUT=“L”(=Vss)になる。“0”書き込みされる情報セルのしきい値が所望のデータレベルBに達していないと、OUT=“H”(=Vdd)となる。 That is, if the threshold value of the information cell to which “0” is written becomes the desired data state B, the output of the sense amplifier becomes OUT = “L” (= Vss). If the threshold value of the information cell to which “0” is written does not reach the desired data level B, OUT = “H” (= Vdd).
一方、データラッチVLのデータが“0”で選択情報セルに“0”書き込みが行われない場合(即ち“1”書き込みの場合)、センス出力OUTは、“H”になる。これは、そのセンスデータをそのままデータラッチVLに転送すると、次のサイクルで“0”書き込みとなる条件である。 On the other hand, when the data in the data latch VL is “0” and “0” is not written to the selected information cell (that is, “1” is written), the sense output OUT becomes “H”. This is a condition in which “0” is written in the next cycle when the sense data is transferred to the data latch VL as it is.
これに対しては、ビット線BL側のプルアップ回路22が次のように働く。即ちセンスアンプS/Aに電流を流し始めると同時に、ビット線BL側のプルアップ回路22に信号REFR=“H”を与える。そうすると、ノードDHに転送されているデータが“0”の場合(即ち“1”書き込みの場合)、プルアップ回路22がオンになる。これにより、センスアンプS/Aの入力ノードINの電流が供給されて、強制的にセンス出力をOUT=“L”とする。
In response to this, the pull-up
以上のセンス出力データは、VLS0=SAOC=“H”にすることで、データラッチVL0に転送される。このとき、データラッチVL0では、CLKB=“H”、CLK=“L”とされる。 The above sense output data is transferred to the data latch VL0 by setting VLS0 = SAOC = “H”. At this time, CLKB = “H” and CLK = “L” are set in the data latch VL0.
以上のベリファイ読み出しで、“0”書き込みが十分行われた情報セルでは、以後“1”書き込みとなり、“0”書き込みが不十分な情報セルでは再度“0”書き込みが行われ、“1”書き込みの情報セルについては再度“1”書き込みとなるように、センスデータに応じてデータラッチVL0の書き込みデータが制御される。 In the information cell in which “0” writing is sufficiently performed by the above verify reading, “1” writing is thereafter performed, and in the information cell in which “0” writing is insufficient, “0” writing is performed again and “1” writing is performed. The write data of the data latch VL0 is controlled in accordance with the sense data so that “1” is written again in the information cell.
以上のベリファイ読み出しが、選択された偶数番ビット線BL0,BL2,…,について順次行われる。こうして、書かれるべき情報セルが全て書かれるまで、書き込みとベリファイ読み出しとが繰り返される。 The above verify read is sequentially performed on the selected even-numbered bit lines BL0, BL2,. Thus, writing and verify reading are repeated until all the information cells to be written are written.
ベリファイ判定は、一括ベリファイ判定回路23により行われる。書き込みベリファイ後、データラッチ群VLは、全てのセルに所望の書き込みがなされていれば、VLDS(7:0>=Vss(=“0”)、VLDB<7:0>=Vdd(=“1”)となる。従って、あらかじめPMOSトランジスタP0により信号ノードVSENをVddにチャージすると、全選択情報セルの書き込みが完了していれば、NMOSトランジスタN0−N7が全てオンして、信号線VSENが0Vに放電され、書き込み完了が検出される。信号線VSENが放電されなければ、更に次の書き込み動作が行われることになる。
The verify determination is performed by the collective verify
ビット線BLB側の情報セルのベリファイ読み出しを行う場合は、データラッチVLのデータをノードPVに転送し、データラッチVLBのデータをノードDHに転送するため、切り換え回路SW1,SW2では、BISDH=Vdd+Vthに設定する。また、センスアンプS/Aに対する選択情報セルと参照セルの入力が逆になるため、ビット線BLB側のプルアップ回路22を動作させるべく、REFL=“H”に設定される。そして、センスアンプS/Aの出力ノードOUTBのデータはデータラッチVLBに転送される。それ以外はビット線BL側の場合と同様である。
When performing verify read of the information cell on the bit line BLB side, the data in the data latch VL is transferred to the node PV, and the data in the data latch VLB is transferred to the node DH. Therefore, in the switching circuits SW1 and SW2, BISDH = Vdd + Vth Set to. Further, since the selection information cell and the reference cell are input to the sense amplifier S / A in reverse, REFL = “H” is set to operate the pull-up
(上位ページ書き込み)
次に、上位ページ(UP)データ書き込みについて説明する。図15は、上位ページ書き込みのフローである。コマンド入力に続いて、アドレスと共に書き込みデータをロードする(ステップS21)。ついで、上位ページ書き込みには既に書かれている下位ページ(LP)データを参照する必要があるため、これをセルアレイから読み出す(ステップS22)。
(Upper page writing)
Next, upper page (UP) data writing will be described. FIG. 15 is a flow of upper page writing. Following the command input, write data is loaded together with the address (step S21). Next, since the lower page (LP) data already written needs to be referred to for the upper page write, this is read from the cell array (step S22).
読み出した下位ページデータに対して、書き込むべき上位ページデータに適したデータに変更するためのデータ変更処理を行う(ステップS23)。 A data change process for changing the read lower page data to data suitable for the upper page data to be written is performed (step S23).
そして、書き込み電圧印加を行い(ステップS24)、データレベルA,Cの書き込みを確認するためのベリファイ読み出しを順次行う(ステップS25,S26)。ベリファイ読み出し後、全ての書き込みが完了したか否かの判定を行い(ステップS27)、書き込み完了が判定されるまで、書き込みと書き込みベリファイを繰り返す。 Then, a write voltage is applied (step S24), and verify read for confirming writing of data levels A and C is sequentially performed (steps S25 and S26). After verify reading, it is determined whether or not all writing has been completed (step S27), and writing and write verification are repeated until writing completion is determined.
図16には、ビット線BL側の情報セルに対する上位ページ書き込みにおけるデータラッチVL,VLBのデータ状態変化を各書き込みデータレベルE,A,B,Cについてまとめて示している。 FIG. 16 collectively shows the data state changes of the data latches VL and VLB in the upper page write to the information cell on the bit line BL side for each write data level E, A, B, and C.
下位ページ書き込みの場合と異なり、外部からの書き込みデータは、反転させずそのままデータラッチVLBに入力される。また、上位ページ書き込みは下位ページデータを参照する必要があるため、セルアレイから下位ページデータを読み出してデータラッチVLに保持する内部データロード(IDL)を行う。図16の“IDL”は、セルアレイからの読み出しデータがそのままデータラッチVLに保持されるものとした場合のデータラッチVLとVLBのデータ状態を示している。 Unlike the case of lower page writing, externally written data is input to the data latch VLB without being inverted. Further, since the upper page write needs to refer to the lower page data, an internal data load (IDL) for reading the lower page data from the cell array and holding it in the data latch VL is performed. “IDL” in FIG. 16 indicates the data state of the data latches VL and VLB when the read data from the cell array is held in the data latch VL as it is.
下位ページ書き込みの場合と同様に、データラッチVLのデータを選択されたビット線BLの電圧制御に用いるが、図16の内部データロードIDL後のデータは、その様になっていない。そこで、書き込み時“PRG”のために、必要なデータレベル変更を行う。具体的には、データラッチVLBのデータが“1”の場合に、データラッチVLのデータを反転する。これは実際には、読み出しデータをデータラッチVLに転送する際に必要なデータ処理を行う。 As in the case of the lower page write, the data in the data latch VL is used for voltage control of the selected bit line BL, but the data after the internal data load IDL in FIG. 16 is not so. Therefore, a necessary data level change is performed for “PRG” at the time of writing. Specifically, when the data in the data latch VLB is “1”, the data in the data latch VL is inverted. This actually performs data processing necessary when transferring read data to the data latch VL.
より具体的に説明すれば、データレベルEの書き込みの場合、しきい値シフトはないため、ビット線BLをVddにする必要があり、そのためデータラッチVLはデータ“0”にする必要がある。またデータレベルCの書き込みは、データレベルBからのしきい値シフトをさせるために、ビット線BLを0Vにする必要があり、そのためデータラッチVLをデータ“1”にする必要がある。 More specifically, in the case of writing at the data level E, there is no threshold shift, so the bit line BL needs to be set to Vdd, and therefore the data latch VL needs to be set to data “0”. In writing data level C, in order to shift the threshold value from data level B, bit line BL needs to be set to 0 V, and therefore data latch VL needs to be set to data “1”.
図16の書き込み時PRGのデータ状態は、上述のように、データレベルE,C書き込みに関して、データラッチVLのデータ状態が変更されたことを示している。このデータ変更処理は、データ転送制御回路DL内のNMOSトランジスタMN1,MN2によるXORゲートG0の論理演算により行われる。その手法を、以下に具体的に説明する。 The data state of the PRG at the time of writing in FIG. 16 indicates that the data state of the data latch VL has been changed with respect to the data level E and C writing as described above. This data change process is performed by a logical operation of the XOR gate G0 by the NMOS transistors MN1 and MN2 in the data transfer control circuit DL. The method will be specifically described below.
まず、内部データ読み出しは、データラッチVLBの書き込みデータの如何によらず、通常の読み出し動作による。ビット線プリチャージは、プリチャージ回路21aにより行われる。ベリファイ時のプリチャージ回路21bやプルアップ回路22はオフに保たれる。
First, the internal data read is performed by a normal read operation regardless of the write data of the data latch VLB. The bit line precharge is performed by the
選択情報セル側の選択ワード線には、読み出し電圧RBが与えられ、参照セル側の選択ワード線には読み出し電圧Rrが与えられる。これにより、通常の読み出しと同様に、選択情報セルのデータ状態E,Bがビット線BL毎に順次センスアンプS/Aにより判定される。 A read voltage RB is applied to the selected word line on the selected information cell side, and a read voltage Rr is applied to the selected word line on the reference cell side. As a result, as in normal reading, the data states E and B of the selected information cell are sequentially determined by the sense amplifier S / A for each bit line BL.
ビット線BL0のデータセンス結果は、データラッチVLB0のデータに応じて必要な反転処理を施してデータラッチVL0に転送する必要がある。そのため、センス動作に先立って、データラッチVLB0のデータを、VLSB0=CLE=“H”、CLEB=“L”により、転送制御回路DL内のデータラッチCLに転送する。さらに、BISP=“L”、RTLE=“H”にして、PMOSトランジスタMP2を介してデータラッチTLのノードTLRを充電し、TLR=“H”,TLL=“L”の状態に設定しておく。 The data sense result of the bit line BL0 needs to be transferred to the data latch VL0 after performing necessary inversion processing according to the data of the data latch VLB0. Therefore, prior to the sensing operation, the data in the data latch VLB0 is transferred to the data latch CL in the transfer control circuit DL by VLSB0 = CLE = “H” and CLEB = “L”. Further, BISP = “L”, RTLE = “H”, the node TLR of the data latch TL is charged via the PMOS transistor MP2, and the states of TLR = “H” and TLL = “L” are set. .
この後、ビット線プリチャージとデータセンスを行い、センスデータをSAOC=SAOBC=“H”にすることで、データノードBIS,BISBに転送する。即ち、センス出力OUT,OUTBをそれぞれ、データノードBIS,BISBに接続する。 Thereafter, bit line precharge and data sensing are performed, and the sense data is transferred to the data nodes BIS and BISB by setting SAOC = SAOBC = “H”. That is, the sense outputs OUT and OUTB are connected to the data nodes BIS and BISB, respectively.
これによって、データラッチCLに格納されたデータラッチVLB0のデータとセンス出力とのXOR論理演算がトランジスタMN1,MN2によりとられる。即ち、VLB0=“1”の場合に、センス出力データが反転されて、データラッチVL0に転送される。 As a result, the XOR logic operation between the data of the data latch VLB0 stored in the data latch CL and the sense output is performed by the transistors MN1 and MN2. That is, when VLB0 = "1", the sense output data is inverted and transferred to the data latch VL0.
更に具体的に、XOR論理動作を説明すれば、次の通りである。データラッチVLB0のデータが“1”の場合、データラッチCLのデータによりNMOSトランジスタMN1がオンになる。このとき、読み出しデータが“0”(OUT=“L”、従ってBIS=“L”)であれば、RXE=“H”を与えたとき、データラッチTLのノードTLRはNMOSトランジスタMN1を介して、“L”に放電される。これをデータラッチTLに保持して、更にデータラッチVL0に転送すれば、データラッチVL0のデータは“1”になる。これにより、図15のセルデータCの場合のデータラッチVL0のデータ反転が行われる。セルデータBの場合はデータ反転がない。 More specifically, the XOR logic operation will be described as follows. When the data in the data latch VLB0 is “1”, the NMOS transistor MN1 is turned on by the data in the data latch CL. At this time, if the read data is “0” (OUT = “L”, and therefore BIS = “L”), when RXE = “H” is given, the node TLR of the data latch TL passes through the NMOS transistor MN1. , “L” is discharged. If this is held in the data latch TL and further transferred to the data latch VL0, the data in the data latch VL0 becomes "1". Thereby, the data inversion of the data latch VL0 in the case of the cell data C in FIG. 15 is performed. In the case of cell data B, there is no data inversion.
一方、データラッチVLB0のデータが“0”の場合、NMOSトランジスタMN2がオンになる。このとき、読み出しデータが“1”(OUTB=“L”、従ってBISB=“L”)であれば、RXE=“H”を与えたときに、データラッチTLのノードTLRは、NMOSトランジスタMN2を介して“L”に放電される。これをデータラッチTLに保持して更にデータラッチVL0に転送すれば、データラッチVL0のデータは“1”になる。即ち、データラッチVL0のデータは、図15のデータAの場合に“1”になり、データEの場合には読み出しデータが反転された“0”となる。 On the other hand, when the data in the data latch VLB0 is “0”, the NMOS transistor MN2 is turned on. At this time, if the read data is “1” (OUTB = “L”, therefore, BISB = “L”), when RXE = “H” is applied, the node TLR of the data latch TL turns on the NMOS transistor MN2. To “L”. If this is held in the data latch TL and further transferred to the data latch VL0, the data in the data latch VL0 becomes "1". That is, the data in the data latch VL0 is “1” in the case of data A in FIG. 15 and “0” in which the read data is inverted in the case of data E.
以上のデータ反転処理により、図15の書き込み時“PRG”のデータ状態が得られる。その後、SAOC=SAOBC=“L”として、センス出力OUT,OUTBとデータノードBIS,BISBの間の接続を断つ。 By the above data inversion process, the data state of “PRG” at the time of writing in FIG. 15 is obtained. Thereafter, the connection between the sense outputs OUT and OUTB and the data nodes BIS and BISB is broken by setting SAOC = SAOBC = “L”.
以上の動作を、選択ビット線BL0,BL2,…について順次繰り返すことにより、1ページ分のデータラッチVLに書き込みデータの初期設定を行うことができる。 By sequentially repeating the above operation for the selected bit lines BL0, BL2,..., Write data can be initialized in the data latch VL for one page.
次に、データラッチVLに設定された書き込みデータに従って書き込みを行う。即ち、DT=Vdd+Vthにより、各データラッチVLのデータに従って選択ビット線にVddまたはVssを与え、NANDセルチャネルの電位制御を行い、選択ワード線に書き込み電圧Vpgmを印加する。 Next, writing is performed according to the write data set in the data latch VL. That is, with DT = Vdd + Vth, Vdd or Vss is applied to the selected bit line according to the data of each data latch VL, the potential of the NAND cell channel is controlled, and the write voltage Vpgm is applied to the selected word line.
ビット線BLB側の情報セルに対する書き込みの場合は、外部データをデータラッチVLにロードし、内部読み出しデータの演算処理結果をデータラッチVLBに転送して、これをビット線制御に用いる。内部データ読み出し後の演算時、RXE,RTLEに代わって、LXE,LTXEが用いられるが、そのほかビット線BL側の書き込みと同様である。 In the case of writing to the information cell on the bit line BLB side, external data is loaded into the data latch VL, the operation processing result of the internal read data is transferred to the data latch VLB, and this is used for bit line control. At the time of calculation after reading internal data, LXE and LTXE are used instead of RXE and RTLE, but the other operations are the same as those on the bit line BL side.
上位ページ書き込みベリファイは、図5に示すデータ状態Aの書き込みを確認するAレベルベリファイ(AV)と、データ状態Cの書き込みを確認するCレベルベリファイ(CV)とを要する。それぞれの選択情報セルのベリファイ読み出し時、図5に示すベリファイ電圧PA,PCを用い、参照セル側ではベリファイ電圧Prを用いて、セル電流比較を行う。 The upper page write verify requires an A level verify (AV) for confirming the writing of the data state A and a C level verify (CV) for confirming the writing of the data state C shown in FIG. At the time of verify reading of each selected information cell, cell voltages are compared using the verify voltages PA and PC shown in FIG. 5 and the verify voltage Pr on the reference cell side.
ベリファイ読み出しには、センス時間として100nsと、ワード線レベル変更に数μsとを必要とするため、できるだけ高速化できる駆動方式を用いることが好ましい。例えば、同じワード線レベルのまま、全ビット線について、AVを行い、ワード線レベルを切り換えて、全ビット線についてCVを行う。この方式は、ワード線レベル切り換えが1回であり、最も高速のベリファイ読み出しが可能である。 The verify read requires a sense time of 100 ns and a word line level change of several μs, so that it is preferable to use a drive method capable of speeding up as much as possible. For example, with the same word line level, AV is performed for all bit lines, the word line level is switched, and CV is performed for all bit lines. In this method, the word line level is switched once, and the fastest verify read is possible.
上位ページのベリファイ読み出しも、基本的に下位ページベリファイ読み出しと同様に、データラッチVLとVLBのデータを利用するが、ここでは、データラッチVLBのデータが“1”の場合にのみベリファイ読み出しを行うものと定める。 The upper page verify read basically uses the data in the data latches VL and VLB as in the lower page verify read, but here, the verify read is performed only when the data in the data latch VLB is “1”. It shall be determined.
上位ページ書き込みが終わった時点で、データラッチVLBは、図16の書き込み時PRGの状態にある。CレベルベリファイにはこのデータラッチVLBのデータをそのまま用いることができるが、Aレベルベリファイ読み出しではデータを反転することが必要になる。 At the time when the upper page write is finished, the data latch VLB is in the state of PRG at the time of write in FIG. The data in the data latch VLB can be used as it is for the C level verification, but it is necessary to invert the data in the A level verification reading.
図15のAレベルベリファイの欄では、データラッチVLBのデータを反転した状態を示している。Aレベルベリファイ読み出しの後、Cレベルベリファイ読み出しを行うには、データラッチVLBのデータを再度反転することが必要となる。 The A level verify column in FIG. 15 shows a state in which the data in the data latch VLB is inverted. In order to perform C level verify read after A level verify read, it is necessary to invert the data in the data latch VLB again.
このデータラッチVLBの反転動作は、転送制御回路DL内の例えばデータラッチCLを利用して次のように行われる。まず、BISP=“L”、RMRE=“H”として、PMOSトランジスタMP1をオン、NMOSトランジスタMN12,MN13をオンにすることにより、データラッチCLのノードCLRを“L”レベルに設定する。 The inversion operation of the data latch VLB is performed as follows using, for example, the data latch CL in the transfer control circuit DL. First, by setting BISP = “L” and RMRE = “H”, the PMOS transistor MP1 is turned on and the NMOS transistors MN12 and MN13 are turned on, thereby setting the node CLR of the data latch CL to the “L” level.
次に、VLSB=“H”にしてデータラッチVLBのデータをノードBISBに転送し、同時にRINVBを“H”にする。データラッチVLBのデータが“1”の場合(BISB=“H”)、PMOSトランジスタMP6はオフを保ち、ノードCLRは“0”を保持する。データラッチVLBのデータが“0”の場合、PMOSトランジスタMP5,MP6がオンになり、ノードCLRが充電されて“1”になる。 Next, VLSB = “H” is set, the data in the data latch VLB is transferred to the node BISB, and RINVB is set to “H” at the same time. When the data in the data latch VLB is “1” (BISB = “H”), the PMOS transistor MP6 is kept off and the node CLR is kept at “0”. When the data in the data latch VLB is “0”, the PMOS transistors MP5 and MP6 are turned on, and the node CLR is charged to “1”.
この状態をデータラッチCLに保持し、その後転送ゲートT2を介し、データノードBISBを介してデータラッチVLBに転送する。これにより、図15のAレベルベリファイ(A−Level Verify)の欄に示すように、書き込み時のデータラッチVLBのデータ反転が行われる。 This state is held in the data latch CL, and then transferred to the data latch VLB via the transfer gate T2 and the data node BISB. Thereby, as shown in the column of A level verification (A-Level Verify) in FIG. 15, the data inversion of the data latch VLB at the time of writing is performed.
以上のデータ反転動作を、1センスアンプ当たり8個のデータラッチVLB0−VLB7について、順次行う。 The above data inversion operation is sequentially performed for eight data latches VLB0 to VLB7 per sense amplifier.
次に、Aレベルベリファイ読み出し動作を説明すると、まずデータラッチVLのデータをデータラッチCLに転送する。その後、データラッチVL及びVLBのデータをそれぞれノードBIS及びBISBに転送し、更にBISPVE=“H”として、その転送データをそれぞれ、ベリファイ制御用のノードDH及びPVに与える。 Next, the A level verify read operation will be described. First, data in the data latch VL is transferred to the data latch CL. Thereafter, the data in the data latches VL and VLB are transferred to the nodes BIS and BISB, respectively, and further, BISPVE = “H”, and the transfer data is supplied to the nodes DH and PV for verification control, respectively.
PV=“1”の場合(即ちVLB=“1”の場合)、図8において、信号VRを“H”にすると、ベリファイ用プリチャージ回路21bがオンになり、ビット線がプリチャージされる。PV=“0”場合は、ビット線はプリチャージされず、ベリファイ読み出しが行われない。
When PV = “1” (that is, when VLB = “1”), in FIG. 8, when the signal VR is set to “H”, the
また、Aレベルベリファイ読み出しでは、VLB=“0”の場合(即ちデータ状態E,C書き込みの場合)および、VL=“0”の場合(即ちデータ状態E,B書き込みの場合)、強制的にセンスアンプS/Aの出力をOUT=“L”にする。これは、ビット線BL側が選択されている場合は、このビット線BL側のプルアップ回路22による。即ち、PV=“0”の場合、或いはDH=“0”の場合、信号REFR=“H”を与えると、ビット線BL側のプルアップ回路22がオンして、センスアンプ入力ノードINに電流が流れ込み、OUT=“0”となる。
In the A level verify read, when VLB = “0” (that is, when data states E and C are written) and when VL = “0” (that is, when data states E and B are written), the A level verify read is forcibly performed. The output of the sense amplifier S / A is set to OUT = “L”. This is due to the pull-up
従って、PV=DH=“1”の場合(即ちデータレベルA書き込みの場合)のみ、通常通りベリファイ読み出しが行われる。ビット線BL側の選択情報セルのしきい値が所望の値まで上昇し、セル電流が参照電流より小さくなることにより、OUT=“L”が得られ、 それ以外はOUT=“H”となる。図15で、Aレベルベリファイの欄でデータラッチVLに示されている“RD”は、ベリファイ読み出しの結果に応じて、“0”または“1”となることを示している。 Therefore, verify read is performed as usual only when PV = DH = “1” (that is, when data level A is written). When the threshold value of the selected information cell on the bit line BL side rises to a desired value and the cell current becomes smaller than the reference current, OUT = “L” is obtained. Otherwise, OUT = “H”. . In FIG. 15, “RD” shown in the data latch VL in the A level verify column indicates “0” or “1” depending on the result of the verify read.
但し、ベリファイ読み出しデータをデータラッチVLに正しく転送するためには、更にベリファイ読み出し中に、データラッチCLに保持されているデータラッチVLのデータの再設定が必要である。これは、LMRE=“H”を与えることにより行う。このとき、BISB=“1”であれば、NMOSトランジスタMN10,MN11がオンになり、ノードCLLが“L”に設定される。BISB=“0”の場合(即ちベリファイ読み出しを行わない場合)場合は、データラッチCLのデータをそのまま保持する。 However, in order to correctly transfer the verify read data to the data latch VL, it is necessary to reset the data in the data latch VL held in the data latch CL during the verify read. This is done by giving LMRE = “H”. At this time, if BISB = “1”, the NMOS transistors MN10 and MN11 are turned on, and the node CLL is set to “L”. When BISB = "0" (that is, when verify reading is not performed), the data in the data latch CL is held as it is.
VLB=“0”の場合、センスアンプ出力は、OUT=“L”になる。従って、その後、センスアンプ出力OUTをノードBISに転送し、RMRE=“H”にしても、データラッチCLの変化はない。これにより、データラッチVLからCLに転送されたデータは保持される。 When VLB = "0", the sense amplifier output becomes OUT = "L". Therefore, after that, even if the sense amplifier output OUT is transferred to the node BIS and RMRE = “H”, the data latch CL does not change. Thereby, the data transferred from the data latch VL to CL is held.
VLB=“1”の場合は、前述のようにデータラッチCLのノードCLLが強制的に“L”に設定される。そして、ベリファイ読み出しの結果、センスアンプ出力がOUT=“H”であれば、これをノードBISに転送して、RMRE=“H”にすると、データラッチCLのデータは反転する。OUT=“L”の場合は、その様なデータ反転はない。即ち、VLB=“1”の場合に、ベリファイ読み出しによるセンス出力に応じて、データラッチCLのデータが再設定される。 When VLB = “1”, the node CLL of the data latch CL is forcibly set to “L” as described above. As a result of the verify read, if the sense amplifier output is OUT = “H”, this is transferred to the node BIS, and when RMRE = “H”, the data in the data latch CL is inverted. When OUT = “L”, there is no such data inversion. That is, when VLB = “1”, the data of the data latch CL is reset according to the sense output by the verify read.
このデータラッチCLのデータをデータラッチVLに戻すことにより、1回のベリファイ読み出しが完了する。以上のAレベルベリファイ読み出しを、全選択ビット線について順次行う。 By returning the data in the data latch CL to the data latch VL, one verify read is completed. The above A level verify read is sequentially performed on all the selected bit lines.
次に、Cレベルベリファイ読み出しを行う。なお、Aレベルベリファイ読み出しとCレベルベリファイ読み出しの順序は問わない。Aレベルベリファイを先にした場合は、前述のようにデータラッチVLBのデータ反転を行っているため、Cレベルベリファイのためにそのデータを再度反転する操作が必要になる。Cレベルベリファイを先にする場合には、書き込み時PRGのデータラッチVLBのデータをそのまま用いることができる。 Next, C level verify read is performed. The order of A level verify read and C level verify read does not matter. When the A level verification is performed first, since the data inversion of the data latch VLB is performed as described above, an operation to invert the data again for the C level verification is required. When the C level verification is performed first, the data in the data latch VLB of the PRG at the time of writing can be used as it is.
ベリファイ読み出しの基本動作は、Aレベルの場合と同様である。即ち、データラッチVLのデータは、転送制御回路DL内のデータラッチCLに転送される。そして、ベリファイ読み出しの結果、データラッチVLBのデータに従って、データラッチCLのデータが保持されるか、センス出力と同じ値に設定されるかが決まる。 The basic operation of verify reading is the same as that at the A level. That is, the data in the data latch VL is transferred to the data latch CL in the transfer control circuit DL. As a result of the verify reading, it is determined whether the data in the data latch CL is held or set to the same value as the sense output according to the data in the data latch VLB.
また、Cレベルベリファイ(C−Level Verify)時には、図15に示すように、VLB=“1”によりEレベルの書き込みセルに対するベリファイ読み出しが行われる。これに対しては、ベリファイ制御用プルアップ回路22により、センス出力がOUT=“L”に強制設定される。即ち、Eレベル書き込みセルについては、VL=“0であり、このデータをノードBISを介してノードDHに“L”を転送することにより、REFR=“H”を与えるとビット線BL側のプルアップ回路22がオンして、OUT=“L”が設定される。
Further, at the time of C-level verification (C-Level Verify), as shown in FIG. 15, verify reading is performed on an E-level write cell with VLB = “1”. In response to this, the sense output is forcibly set to OUT = “L” by the verify control pull-up
また、VLB=“0”場合も強制的にOUT=“L”になる。 Also, when VLB = “0”, OUT = “L” is forcibly set.
以上により、VLB=“1”でかつ、VL=“1”の場合(即ち、Cレベル書き込みの場合)のみ、通常通りベリファイ読み出しが行われ、センス結果に従ってデータラッチCLが設定される。 As described above, only when VLB = “1” and VL = “1” (that is, when writing at C level), verify read is performed as usual, and the data latch CL is set according to the sense result.
データラッチCLのデータは、データラッチVLに転送する。同様のベリファイ読み出し動作を全選択ビット線BLについて繰り返す。 The data in the data latch CL is transferred to the data latch VL. A similar verify read operation is repeated for all selected bit lines BL.
1サイクルの書き込みとAレベルベリファイ及びCレベルベリファイが終わった後、一括ベリファイ判定回路23によりベリファイ判定を行う。EまたはBレベルに書き込まれる情報セルについては、内部データリード後、VL=“1”(即ち、VLDB=Vdd)に設定される。更に、全ての情報セルで書き込みが終わった状態では、VLDB<7:0>=Vddになる。
After one cycle of writing, A level verification, and C level verification are completed, the batch
従って、あらかじめVddにチャージされていた信号線VSENは、すべの書き込みが完了すると、VSEN=“L”になり、書き込み完了が判定できる。一括ベリファイ判定の結果、VSEN=“L”が得られない場合は、更に次の書き込みサイクルが行われる。 Accordingly, the signal line VSEN that has been charged to Vdd in advance becomes VSEN = “L” when all writing is completed, and it can be determined that writing is completed. If VSEN = “L” cannot be obtained as a result of the batch verify determination, a further write cycle is performed.
ビット線BLB側の情報セルの書き込みベリファイを行う場合は、情報セルと参照セルのセンスアンプへの入力関係が、ビット線BL側の情報セルの場合と逆になり、データラッチVLとVLBの用い方も逆になる。従って、データラッチVLB,VLのデータをそれぞれ、ノードDH,PVに転送する際は、BISPVEに代わってBISDH=“H”により切り換え回路SW1,SW2をオンにする。更に、RMRE,RINVB,RXE等に代わって、LMRE,LINVB,LME等が用いられる。その他、ベリファイ読み出しの基本動作は、ビット線BL側と変わらない。 When the write verification of the information cell on the bit line BLB side is performed, the input relationship between the information cell and the reference cell to the sense amplifier is reversed from that in the information cell on the bit line BL side, and the data latches VL and VLB are used. The direction is also reversed. Therefore, when the data in the data latches VLB and VL are transferred to the nodes DH and PV, respectively, the switching circuits SW1 and SW2 are turned on by BISDH = “H” instead of BISPVE. Furthermore, LMRE, LINVB, LME, etc. are used instead of RMRE, RINVB, RXE, etc. In addition, the basic operation of verify reading is the same as that of the bit line BL side.
(下位ページ読み出し)
下位ページ読み出しは、図5に示す読み出し電圧RB,Rrを用いて、データ状態E及びAをデータ“1”として、データ状態B及びCをデータ“0”として読み出す。高速読み出しを行うには、データラッチVL或いはVLBをキャッシュとして利用する。
(Lower page read)
In the lower page read, the data states E and A are read as data “1” and the data states B and C are read as data “0” using the read voltages RB and Rr shown in FIG. In order to perform high-speed reading, the data latch VL or VLB is used as a cache.
例えば、ビット線BL側の偶数番ビット線が選択されている場合、選択ワード線レベルを維持したまま、ビット線BL0,BL2,…,BL14のセンスデータを順次データラッチVL0,VL1,…,VL7に転送する。データラッチVLに転送された読み出しデータはその後、データ転送制御回路DLを介し、データ線IOnを介してシリアル転送されて出力される。 For example, when the even-numbered bit line on the bit line BL side is selected, the sense data of the bit lines BL0, BL2,..., BL14 are sequentially transferred to the data latches VL0, VL1,. Forward to. The read data transferred to the data latch VL is then serially transferred via the data transfer control circuit DL and the data line IOn and output.
(上位ページ読み出し)
上位ページ読み出しは、図5に示す読み出し電圧RAとRCを用いた2回のデータセンスを行い、これにより得られる“1”データ数の偶奇判定を行う。2回のデータセンスの順番は問わない。“1”データ数が偶数であれば、上位ページデータはUP=“1”であり、奇数であればUP=“0”となる。
(Read upper page)
In the upper page read, the data sense is performed twice using the read voltages RA and RC shown in FIG. 5, and the even / odd determination of the number of “1” data obtained by this is performed. The order of the two data senses does not matter. If the number of “1” data is an even number, the upper page data is UP = “1”, and if it is an odd number, UP = “0”.
上位ページ読み出しにおいても、ワード線レベル遷移をできるだけ少なくすることが好ましい。そのため、例えばビット線BL側の偶数番ビット線と1ワード線が選択された場合、まず読み出し電圧RAでのデータセンスを、ビット線BL0,BL2,…について順次行って、そのセンス結果をデータラッチVL0,VL2,…に転送保持する。 Even in upper page reading, it is preferable to minimize word line level transitions. Therefore, for example, when an even-numbered bit line and one word line on the bit line BL side are selected, first, data sense at the read voltage RA is sequentially performed for the bit lines BL0, BL2,. Transfer and hold to VL0, VL2,.
次いで、ワード線レベルを読み出し電圧RCに切り換えて、同様にデータセンスをビット線BL0,BL2,…について順次行い、これらの各データセンスの結果と、対応するデータラッチVL0,VL2,…が保持する先のセンスデータとの間の演算により順次下位ページデータを確定する。 Next, the word line level is switched to the read voltage RC, and similarly, data sense is sequentially performed on the bit lines BL0, BL2,..., And the data latch results VL0, VL2,. The lower page data is sequentially determined by calculation with the previous sense data.
具体的に、ビット線BL側の情報セルとビット線BLB側の参照セルとが選択された場合について説明する。情報セル側、参照セル側のワード線レベルはそれぞれ読み出し電圧RA,Rrに設定する。そして、プリチャージ回路21aによりビット線BL0のプリチャージを行い、データセンスする。センス後、SAOC=“H”にすることによって、センス出力OUTのデータをノードBISに転送し、更にこれをデータラッチVL0に転送する。
Specifically, a case where an information cell on the bit line BL side and a reference cell on the bit line BLB side are selected will be described. The word line levels on the information cell side and the reference cell side are set to read voltages RA and Rr, respectively. Then, the bit line BL0 is precharged by the
同様に次のビット線BL2についてデータセンスを行い、センス結果をデータラッチVL1に転送する。以下、同様のデータセンスとセンス結果の転送動作を全選択ビット線について繰り返す。 Similarly, data sense is performed on the next bit line BL2, and the sense result is transferred to the data latch VL1. Thereafter, similar data sensing and sensing result transfer operations are repeated for all selected bit lines.
次に、選択ワード線レベルを、読み出し電圧RCに変更して、データセンスを行うが、その際ビット線プリチャージに先立って、データラッチVLのデータを転送制御回路DL内のデータラッチCLに転送する。更に、データラッチVLのデータをデータラッチCLに転送後、BISP=“L”,RTLE=“H”として、オンしたPMOSトランジスタMP2,NMOSトランジスタMN7により、データラッチTLのノードTLRを“H”に設定する。これは、次のセンス結果と、データラッチVLが保持するセンス結果との間でXORによる偶奇判定を、転送制御回路DL内で行うためである。 Next, the selected word line level is changed to the read voltage RC to perform data sense. At this time, prior to the bit line precharge, the data in the data latch VL is transferred to the data latch CL in the transfer control circuit DL. To do. Further, after the data of the data latch VL is transferred to the data latch CL, BISP = “L”, RTLE = “H”, and the PMOS transistor MP2 and the NMOS transistor MN7 that are turned on set the node TLR of the data latch TL to “H”. Set. This is because an even / odd determination by XOR is performed in the transfer control circuit DL between the next sense result and the sense result held by the data latch VL.
続いてビット線プリチャージを行い、データセンスを行う。センス結果をSAOC=SAOBC=“H”にすることで、ノードBIS,BISBに転送し、これとデータラッチCLのデータとのXOR演算を、NMOSトランジスタMN1,MN2を用いて行う。即ち、RXE=“H”を与えたときに、NMOSトランジスタMN1,MN2によりデータラッチTLの“H”に設定されたノードTLRが放電されるか否かにより、データラッチTLにXOR演算結果がラッチされる。 Subsequently, bit line precharge is performed, and data sensing is performed. When the sense result is set to SAOC = SAOBC = “H”, the data is transferred to the nodes BIS and BISB, and the XOR operation between this and the data of the data latch CL is performed using the NMOS transistors MN1 and MN2. That is, when RXE = “H” is given, the XOR operation result is latched in the data latch TL depending on whether or not the node TLR set to “H” of the data latch TL is discharged by the NMOS transistors MN1 and MN2. Is done.
具体的に説明する。先のセンスデータがデータラッチVLからデータラッチCLに転送されている。そのデータが例えばCLL=“H”(=“1”)であり、OUTからBISに転送されたセンスデータが、BIS=“H”(=“1”)である場合、NMOSトランジスタMN1がオンであるが、データラッチTLのノードTLRの“H”は維持される。また、先のセンスデータがCLL=“L”であり、後のセンスデータがBIS=“L”の場合、NMOSトランジスタMN2がオンするが、やはりデータラッチTLのノードTLRは“H”に維持される。 This will be specifically described. The previous sense data is transferred from the data latch VL to the data latch CL. For example, when the data is CLL = "H" (= "1") and the sense data transferred from OUT to BIS is BIS = "H" (= "1"), the NMOS transistor MN1 is on. However, the “H” level of the node TLR of the data latch TL is maintained. When the previous sense data is CLL = “L” and the subsequent sense data is BIS = “L”, the NMOS transistor MN2 is turned on, but the node TLR of the data latch TL is also maintained at “H”. The
これに対して、先のセンスデータがCLL=“H”であり、後のセンスデータがBIS=“L”の場合及び、先のセンスデータがCLL=“L”であり、後のセンスデータが“H”の場合、データラッチTLのノードTLRは、NMOSトランジスタMN1又はMN2により放電される。 In contrast, when the previous sense data is CLL = “H” and the subsequent sense data is BIS = “L”, the previous sense data is CLL = “L”, and the subsequent sense data is In the case of “H”, the node TLR of the data latch TL is discharged by the NMOS transistor MN1 or MN2.
以上により、“1”データ数の偶奇判定演算が行われ、上位ページ読み出しデータが得られる。この演算結果即ちデータラッチTLのデータは、上位ページデータとしてデータラッチVLに転送される。 As described above, the even / odd determination operation of the number of “1” data is performed, and the upper page read data is obtained. The operation result, that is, the data in the data latch TL is transferred to the data latch VL as upper page data.
以上のようなデータセンスと、そのセンス結果の先のセンスデータとの演算を、ビット線BL0,BL2,…について順次行い、データラッチVL0,VL2,…にその結果が転送される。 The operation of the data sense as described above and the previous sense data of the sense result is sequentially performed on the bit lines BL0, BL2,..., And the result is transferred to the data latches VL0, VL2,.
ビット線BLB側の情報セルが選択された場合も、データラッチVLの代わりにデータラッチVLBの用い、転送制御回路DL内でのデータ処理にはデータラッチCL,TLの逆のデータノードを用いるほか、上述と同様である。 Even when an information cell on the bit line BLB side is selected, a data latch VLB is used instead of the data latch VL, and data processing opposite to the data latches CL and TL is used for data processing in the transfer control circuit DL. This is the same as described above.
データラッチVLの読み出しデータを外部に出力する時は、VLS=CLE=Xi=LYj=“H”、CLEB=“L”にする。データ線IOnは初期状態としてVddに設定されているものとすれば、データラッチVLのデータがVddの場合電圧は変わらず、データが0Vであればデータ線IOnを放電することで、外部に読み出しデータを転送することができる。 When outputting the read data of the data latch VL to the outside, VLS = CLE = Xi = LYj = “H” and CLEB = “L”. Assuming that the data line IOn is set to Vdd as an initial state, the voltage does not change when the data in the data latch VL is Vdd. If the data is 0V, the data line IOn is discharged to read outside. Data can be transferred.
データラッチVLBのデータを出力する場合には、LYjに代わってRYjを“H”にする。 When outputting data in the data latch VLB, RYj is set to “H” instead of LYj.
ランダムアクセス用バンクRNA−BNK側は、2値記憶を行う。例えば上述したシーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKの4値データの内レベルEとBのみ即ち下位ページデータのみを利用すればよい。ビット線BL側の書き込みの場合、書き込みデータをデータラッチ群VLに順次ロードし、その後一括書き込みを行うことは、4値書き込みの場合と同様である。 The random access bank RNA-BNK side performs binary storage. For example, only the levels E and B of the quaternary data of the sequential access bank SQA-BNK, that is, only the lower page data may be used. In the case of writing on the bit line BL side, writing data is sequentially loaded into the data latch group VL, and then batch writing is performed as in the case of 4-level writing.
書き込みベリファイ読み出しや通常読み出し動作も、ビット線データを順次センスして、一旦データラッチVLに格納し、これを転送制御回路を介して転送出力する。その他、4値の下位ページ書き込みにおけるような反転等の複雑なデータ処理は必要がなく、基本的に通常の2値記憶の場合と同様の動作となる。 In the write verify read or normal read operation, the bit line data is sequentially sensed, temporarily stored in the data latch VL, and transferred and output through the transfer control circuit. In addition, there is no need for complicated data processing such as inversion as in quaternary lower page writing, and basically the same operation as in the case of normal binary storage is performed.
ランダムアクセス用バンクRNA−BNKは、シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKに比べてワード線長が短く、従って高速のランダムアクセスが可能である。 The random access bank RNA-BNK has a shorter word line length than the sequential access bank SQA-BNK, and therefore high-speed random access is possible.
図17は、この実施の形態によるNAND型フラッシュメモリチップの機能ブロック構成を示している。シーケンシャルアクセス用バンクSQA−BNKとランダムアクセス用バンクRNA−BNKを構成する2種のメモリセルアレイ1が、それぞれ別々のロウデコーダ4とセンスユニット2により制御されるように構成される。それぞれに対してカラムデコーダ5が用意される。
FIG. 17 shows a functional block configuration of a NAND flash memory chip according to this embodiment. The two types of
データ、アドレス及びコマンドはインタフェース10を介して供給される。コマンドはコマンドレジスタ8を介してフラッシュコントローラ6に供給される。アドレスはアドレスレジスタ8を介し、フラッシュコントローラ6を介してロウデコーダ4及びカラムデコーダ5に供給される。
Data, addresses and commands are supplied via the
ランダムアクセス用バンクRNA−BNKは、ランダムアクセス可能なバンクであるため、インタフェース10としては、SRAMやNOR型フラッシュメモリにおけるようなインタフェースである必要がある。即ち、ランダムアクセス用バンクRNA−BNKへアクセスする場合は、直接RNA−BNKのロウアドレスとカラムアドレスを与えることによってアクセスを行うようにする。そのためには、アドレスピンとして、RNA−BNKにアクセス可能な数のアドレスピンが必要になる。
Since the random access bank RNA-BNK is a randomly accessible bank, the
一方、SQA−BNKは大容量データ記憶用のバンクであるため、そのメモリにアクセス可能な数だけアドレスピンを与えると非常にピン数が多くなってしまう。よって、こちらは通常のNAND型フラッシュメモリのように、時分割でアドレスデータを入力してアクセスを行うようにする。具体的には、RNA−BNK以外のアドレスをレジスタのアドレスとしてアドレスピンに入力する。次にデータピンから順次SQA−BNKのアドレスを時分割で入力する。 On the other hand, since SQA-BNK is a bank for storing large-capacity data, if the number of address pins that can access the memory is increased, the number of pins becomes very large. Therefore, here, as in a normal NAND flash memory, access is performed by inputting address data in a time-sharing manner. Specifically, an address other than RNA-BNK is input to the address pin as a register address. Next, SQA-BNK addresses are sequentially input from the data pins in a time division manner.
これによって、SQA−BNKのメモリ容量が増大しても、アドレスピンの増加を防ぐことができる。RNA−BNKはランダムアクセスを行うので、こちらのメモリ容量が増えた場合は、アドレスピンを増やす必要がある。 As a result, even if the memory capacity of SQA-BNK increases, an increase in address pins can be prevented. Since RNA-BNK performs random access, if this memory capacity increases, it is necessary to increase the address pins.
NAND型フラッシュメモリは大容量化と微細化により、不良発生率が高くなる。そこで、読み出しデータのエラー検出と訂正を行うために、内部にECC回路9を搭載する。これによって、外部でエラー訂正をしなくても、エラー訂正を行ったデータを外部に出力できる。またランダムアクセスが必要なブート時のデータや、OSなどのプログラムもエラーを訂正した状態で出力することが可能である。これにより、ブートデータをRNA−BNKに持たせることができ、他にブートROMなどを持つ必要がなくなる。 The NAND flash memory has a high defect occurrence rate due to an increase in capacity and miniaturization. Therefore, in order to detect and correct the error in the read data, an ECC circuit 9 is mounted inside. As a result, the data subjected to error correction can be output to the outside without error correction outside. Also, boot data that requires random access and programs such as an OS can be output with errors corrected. Thereby, boot data can be given to RNA-BNK, and it is not necessary to have a boot ROM or the like.
図18は、この実施の形態のフラッシュメモリチップ11を用いたメモリシステム構成を示している。フラッシュメモリ11は、内部にECC回路を有するため、別にメモリコントローラをもつ必要はなくなる。また、ランダムアクセス用バンクRNA−BNKを有すため、別にブート用ROMを持つ必要もなくなる。
FIG. 18 shows a memory system configuration using the
ランダムアクセス用バンクRNA−BNKを有しているが、プログラムの実行には、より高速なRAMが必要であるため、DRAM12が接続される。即ち、上述したNAND型フラッシュメモリ11を用いることによって、このメモリからシステムのブートを行い、CPU13から直接メモリ11内のRNA−BNKにアクセスしてプログラムの実行を行う。または、メモリ11内のSQA−BNKのデータを一度、DRAM12へ転送し、DRAM12上でプログラムの実行を行うなどの動作が可能である。
Although the random access bank RNA-BNK is provided, since a higher-speed RAM is required for executing the program, the
NAND型フラッシュメモリのSQA−BNKは、セクタ(例えば528Byte)と称するアクセス単位を持つ。しかしセクタ単位でデータのエラー訂正を行うと、データ単位が大きいため、エラー検出訂正にかかる時間は長くなる。 The SQA-BNK of the NAND flash memory has an access unit called a sector (for example, 528 bytes). However, when error correction of data is performed in units of sectors, the time required for error detection and correction increases because the data unit is large.
これに対して、ランダムアクセス可能なRNA−BNKはセクタ構成でなく、一度に読み出すデータの単位は例えば、32Bit(或いは64Bit,128Bit)となる。このアクセス単位でデータを並列に計算することにより、エラー検出訂正にかかる時間は比較的短いものとなる。 On the other hand, the randomly accessible RNA-BNK does not have a sector configuration, and the unit of data read at a time is, for example, 32 bits (or 64 bits, 128 bits). By calculating data in parallel in this access unit, the time required for error detection and correction becomes relatively short.
以上を考慮して、好ましくは、RNA−BNKとSQA−BNKのデータを同じECC回路でエラー検出訂正を行うために、SQA−BNKのデータであっても、そのアクセス単位のセクタより小さいデータ長例えば32Bitといった単位でエラー検出訂正の計算を行うようにする。これにより、共通のECC回路を用いて二つのデータ領域に対して高速のエラー検出訂正を行うことが可能となる。 In view of the above, preferably, in order to perform error detection and correction on the RNA-BNK and SQA-BNK data by the same ECC circuit, even the SQA-BNK data has a data length smaller than the sector of the access unit. For example, error detection and correction are calculated in units of 32 bits. This makes it possible to perform high-speed error detection and correction for the two data areas using a common ECC circuit.
1a〜1d…セルアレイ、2…センスユニット、3…周辺回路、4…ロウデコーダ、SQA−BNK0,1…シーケンシャルアクセス用バンク、RNA−BNK0,1…ランダムアクセス用バンク、I−cellBLK…情報セルブロック、R−cellaBLK,R−cellbBLK…参照セルブロック、S/A…センスアンプ、VL,VLB…データラッチ、DL…データ転送制御回路。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1のデータ領域と、
前記第1のデータ領域に比べて小容量でかつ高速のランダムアクセスが可能な第2のデータ領域とを有する
ことを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor memory device configured by arranging NAND strings in which a plurality of electrically rewritable nonvolatile memory cells are connected in series,
A first data area;
A semiconductor memory device comprising: a second data area having a small capacity and capable of high-speed random access as compared with the first data area.
前記第2のデータ領域は、前記第1のデータ領域に比べてワード線長が小さい
ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。 The first data area is sequentially accessed with a sector of a predetermined bit as an access unit,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second data area has a word line length smaller than that of the first data area.
前記第1のデータ領域として、前記ランダムアクセス用バンクの外側に配置された二つのシーケンシャルアクセス用バンクを有する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。 The second data area has two random access banks arranged on both sides of the peripheral circuit area in the center of the chip,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first data area includes two sequential access banks arranged outside the random access bank.
主要部がデータ記憶を行う情報セルとして、一部が情報セルのセル電流を検出するための参照電流を流す参照セルとして用いられる第1及び第2のセルアレイを有し、
前記第1及び第2のセルアレイの間に、一方から選択された情報セルNANDストリングと他方から選択された参照セルNANDストリングとのセル電流差を検出してデータをセンスするセンスユニットを有する
ことを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。 Each of the random access bank and the sequential access bank is
As information cells whose main part stores data, some have first and second cell arrays that are used as reference cells for passing a reference current for detecting the cell current of the information cells,
A sense unit for sensing data by detecting a cell current difference between an information cell NAND string selected from one and a reference cell NAND string selected from the other is provided between the first and second cell arrays. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein:
ことを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。 The sense unit of the random access bank and the sense unit of the sequential access bank use the same control signal supplied from the peripheral circuit area, and between the two banks, the sequential access bank side 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein a transfer gate circuit for selectively fixing the level of the arranged control signal line and inactivating it is inserted.
前記シーケンシャルアクセス用バンクは多値記憶を行う
ことを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。 The random access bank performs binary storage,
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the sequential access bank performs multi-value storage.
ことを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
A common ECC circuit that performs error detection and correction of read data is provided for the random access bank and the sequential access bank, and the ECC circuit is smaller than a sector that is an access unit of the sequential access bank. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the semiconductor memory device is configured to perform error detection and correction in data units.
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