JP2010040062A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
JP2010040062A
JP2010040062A JP2008198233A JP2008198233A JP2010040062A JP 2010040062 A JP2010040062 A JP 2010040062A JP 2008198233 A JP2008198233 A JP 2008198233A JP 2008198233 A JP2008198233 A JP 2008198233A JP 2010040062 A JP2010040062 A JP 2010040062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory array
power supply
memory
mode
supply voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008198233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takano
洋 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2008198233A priority Critical patent/JP2010040062A/en
Publication of JP2010040062A publication Critical patent/JP2010040062A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a circuit scale in a semiconductor memory device, on which a plurality of memory arrays are mounted. <P>SOLUTION: In the semiconductor memory device, a first topology, where one power source 201 and a plurality of memory arrays 11, 12 and 13 are connected in parallel, and the plurality of memory arrays 11, 12 and 13 and a ground are connected in parallel, and a second topology, where one end of a serial circuit having the plurality of memory arrays 11, 12 and 13 are connected is connected to the power source 201 in series, and the other end of the serial circuit is connected to the ground, are switched mutually in accordance with an operation mode. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性の半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device.

近年、フラッシュメモリが急速に普及している。とくに、NAND型フラッシュメモリは、小型化および大容量化に適しているため、携帯機器、たとえばデジタルカメラ、携帯音楽プレーヤ、ノート型PCなどの記録媒体として普及している。フラッシュメモリの分野においても、複数のメモリチップを積層したマルチチップパッケージが実用化されている。マルチチップパッケージを採用すると、回路面積の増大を抑制しながら大容量化を図ることができる。   In recent years, flash memory has been rapidly spread. In particular, NAND flash memory is suitable for downsizing and large capacity, and is widely used as a recording medium for portable devices such as digital cameras, portable music players, and notebook PCs. Also in the field of flash memory, multi-chip packages in which a plurality of memory chips are stacked are put into practical use. Employing a multi-chip package can increase the capacity while suppressing an increase in circuit area.

特許文献1は、メモリセルアレイに書き込み/消去用の昇圧電源を供給するための昇圧回路を搭載した不揮発性半導体メモリのチップを複数積み重ねて組み立てられたマルチチップパッケージ構造の半導体記憶装置を開示する。
特開2006−286048号公報
Patent Document 1 discloses a semiconductor memory device having a multi-chip package structure in which a plurality of non-volatile semiconductor memory chips mounted with a booster circuit for supplying a boosting power for writing / erasing to a memory cell array are assembled.
JP 2006-286048 A

不揮発性のメモリでは、リードモード、ライトモードおよびイレースモードの各動作モードで使用される電源電圧が異なる。したがって、複数のDC−DCコンバータによりレベルの異なる複数の電圧を生成する必要がある。しかしながら、チャージポンプなどのDC−DCコンバータは比較的回路面積が大きいため、複数のDC−DCコンバータを搭載することは回路面積の増大につながる。   In the nonvolatile memory, the power supply voltage used in each operation mode of the read mode, the write mode, and the erase mode is different. Therefore, it is necessary to generate a plurality of voltages having different levels by a plurality of DC-DC converters. However, since a DC-DC converter such as a charge pump has a relatively large circuit area, mounting a plurality of DC-DC converters leads to an increase in circuit area.

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数のメモリアレイを搭載する半導体記憶装置において回路規模を削減することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the circuit scale in a semiconductor memory device having a plurality of memory arrays.

本発明のある態様の半導体記憶装置は、複数のメモリアレイと、一つの電源と複数のメモリアレイのそれぞれとが並列に接続され、かつ複数のメモリアレイのそれぞれとグラウンドとが並列に接続される第1接続形態と、複数のメモリアレイが直列に接続された直列回路の一端が電源に接続され、かつその直列回路の他端がグラウンドに接続される第2接続形態と、を動作モードに応じて切り替える制御部と、を備える。   In a semiconductor memory device according to an aspect of the present invention, a plurality of memory arrays, one power source and each of the plurality of memory arrays are connected in parallel, and each of the plurality of memory arrays and a ground are connected in parallel. The first connection form and the second connection form in which one end of a series circuit in which a plurality of memory arrays are connected in series is connected to a power supply and the other end of the series circuit is connected to the ground, according to the operation mode. And a controller for switching.

本発明によれば、複数のメモリアレイを搭載する半導体記憶装置において回路規模を削減することができる。   According to the present invention, the circuit scale can be reduced in a semiconductor memory device equipped with a plurality of memory arrays.

図1は、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置100の全体構成を示す図である。半導体記憶装置100は、メモリ部10、電源部20、制御部30およびI/O部40を備える。メモリ部10は、複数のメモリアレイを含む。ここでは三つのメモリアレイ(第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13)を含む。メモリ部10は、各メモリアレイがワンチップ化され、それらが積層された構成であってもよい。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a semiconductor memory device 100 according to an embodiment of the present invention. The semiconductor memory device 100 includes a memory unit 10, a power supply unit 20, a control unit 30, and an I / O unit 40. The memory unit 10 includes a plurality of memory arrays. Here, three memory arrays (first memory array a11, second memory array b12, and third memory array c13) are included. The memory unit 10 may have a configuration in which each memory array is made into one chip and stacked.

電源部20は、図示しないDC−DCコンバータおよび安定化回路を含み、外部の直流電源(たとえば、リチウムイオン電池)から供給される電源電圧をメモリ部10に供給すべき電源電圧に変換する。たとえば、外部の直流電源から供給される3Vから、7Vと15Vを生成する。   The power supply unit 20 includes a DC-DC converter and a stabilization circuit (not shown), and converts a power supply voltage supplied from an external DC power supply (for example, a lithium ion battery) into a power supply voltage to be supplied to the memory unit 10. For example, 7V and 15V are generated from 3V supplied from an external DC power supply.

制御部30は、図示しない外部のプロセッサ(たとえば、ノート型PCに搭載されるCPU)からのアドレス指定を含む、データリード命令、データライト命令およびデータイレース命令などを受信し、それらの命令を実行するための制御信号をメモり部10およびI/O部40に出力する。それに加えて本実施の形態では、制御部30は複数のメモリアレイに電源を供給する経路の接続形態を切り替えるための制御信号も出力する。   The control unit 30 receives a data read instruction, a data write instruction, a data erase instruction, and the like including address designation from an external processor (not shown) (for example, a CPU mounted on a notebook PC), and executes those instructions. A control signal for output to the memory unit 10 and the I / O unit 40 is output. In addition, in the present embodiment, the control unit 30 also outputs a control signal for switching the connection form of the path for supplying power to the plurality of memory arrays.

すなわち、制御部30は上記命令を受信することにより動作モードを特定し、その動作モードに応じて、電源電圧が並列に供給される第1接続形態と、電源電圧が直列に供給される第2接続形態とを切り替える。より具体的には、第1接続形態は一つの電源と複数のメモリアレイのそれぞれとが並列に接続され、かつ複数のメモリアレイのそれぞれとグラウンドとが並列に接続される形態である。第2接続形態は複数のメモリアレイが直列に接続された直列回路の一端が電源に接続され、かつその直列回路の他端がグラウンドに接続される形態である。第1接続形態と第2接続形態とを切り替える処理の詳細は後述する。   That is, the controller 30 specifies the operation mode by receiving the command, and in accordance with the operation mode, the first connection configuration in which the power supply voltage is supplied in parallel and the second connection mode in which the power supply voltage is supplied in series. Switch between connection types. More specifically, the first connection form is a form in which one power supply and each of a plurality of memory arrays are connected in parallel, and each of the plurality of memory arrays and a ground are connected in parallel. The second connection form is a form in which one end of a series circuit in which a plurality of memory arrays are connected in series is connected to a power supply, and the other end of the series circuit is connected to ground. Details of the process for switching between the first connection form and the second connection form will be described later.

I/O部40は、制御部30による制御にしたがい、図示しない外部のワークメモリなどとメモリ部10との間のデータ送受信を制御する。   The I / O unit 40 controls data transmission / reception between an external work memory (not shown) and the memory unit 10 according to control by the control unit 30.

なお、この半導体記憶装置100において、第1の動作モードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧と、第2の動作モードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧との比と、上記メモリアレイの数とが対応づけられていてもよい。より具体的には両者が実質的に一致していてもよい。この対応関係の詳細は後述する。   In semiconductor memory device 100, the ratio between the power supply voltage to be supplied to each memory array in the first operation mode and the power supply voltage to be supplied to each memory array in the second operation mode. And the number of the memory arrays may be associated with each other. More specifically, both may substantially coincide with each other. Details of this correspondence will be described later.

以下、各メモリアレイがNAND型フラッシュメモリで構成される場合を例に説明する。
図2は、本発明の実施の形態に係るメモリアレイの構成および動作モードを説明するための模式図である。各メモリアレイには多数のビット線BL(以下、総称して単にビット線BLと表記する)と多数のワード線WL(以下、総称して単にワード線WLと表記する)がマトリクス状に配線され、その交点にメモリセルSが構成される。より具体的には、各ビット線にフローティングゲート付きトランジスタが複数接続され、各フローティングゲート付きトランジスタの制御ゲートはいずれかのワード線に接続される。なお、図2では構成を簡略化するために3×3のメモリセルSを描いているが、実際は多数のメモリセルSが配置される。
Hereinafter, a case where each memory array is configured by a NAND flash memory will be described as an example.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation mode of the memory array according to the embodiment of the present invention. Each memory array has a large number of bit lines BL (hereinafter collectively referred to simply as bit lines BL) and a large number of word lines WL (hereinafter collectively referred to simply as word lines WL) wired in a matrix. A memory cell S is formed at the intersection. More specifically, a plurality of transistors with floating gates are connected to each bit line, and the control gate of each transistor with floating gates is connected to one of the word lines. In FIG. 2, 3 × 3 memory cells S are drawn to simplify the configuration, but a large number of memory cells S are actually arranged.

ビット線BLはアンプ部15に接続される。アンプ部15はリードアンプとライトアンプを含み、データリード時にはリードアンプが使用され、データライト時にはライトアンプが使用される。データリード時には、ビット線BLからリードアンプにより読み出されたデータがセルアレイ内の入出力回路17およびセルアレイ外のI/O部40を介して外部に出力される。データライト時には、外部からI/O部40および入出力回路17を介してデータが入力され、当該ライトアンプによりビット線BLに印加される。ワード線WLはデコーダ16に接続され、デコーダ16はワード線WLに含まれる各ワード線を選択的に活性化させる。   The bit line BL is connected to the amplifier unit 15. The amplifier unit 15 includes a read amplifier and a write amplifier. A read amplifier is used for data reading, and a write amplifier is used for data writing. At the time of data reading, data read from the bit line BL by the read amplifier is output to the outside through the input / output circuit 17 in the cell array and the I / O unit 40 outside the cell array. At the time of data writing, data is input from the outside via the I / O unit 40 and the input / output circuit 17 and applied to the bit line BL by the write amplifier. The word line WL is connected to the decoder 16, and the decoder 16 selectively activates each word line included in the word line WL.

図3は、図2に示すメモリアレイの、各動作モードのバイアス条件を示す図である。リードモードでは、すべてのビット線(選択セルSSが接続されているか否かを問わない)に5V、基板のウェルWに0Vが印加された状態で、デコーダ16は選択セルSSの制御ゲートが接続されているワード線に0Vを印加し、選択セルSSの制御ゲートが接続されていないワード線に5Vを印加する。このバイアス条件では、選択セルSSに書き込まれている値が”1”の場合、電流が流れ、”0”の場合、電流が流れない。非選択セルはトランスファゲートとして機能する。   FIG. 3 is a diagram showing bias conditions in each operation mode of the memory array shown in FIG. In the read mode, the decoder 16 is connected to the control gate of the selected cell SS while 5 V is applied to all bit lines (whether or not the selected cell SS is connected) and 0 V is applied to the well W of the substrate. 0V is applied to the selected word line, and 5V is applied to the word line to which the control gate of the selected cell SS is not connected. Under this bias condition, current flows when the value written in the selected cell SS is “1”, and no current flows when the value is “0”. Unselected cells function as transfer gates.

ライトモードでは、選択セルSSが接続されているビット線に0V、選択セルSSが接続されていないビット線に7V、基板のウェルWに0Vが印加された状態で、デコーダ16は選択セルSSの制御ゲートが接続されているワード線に15Vを印加し、選択セルSSの制御ゲートが接続されていないワード線に7Vを印加する。このバイアス条件では、選択セルSSのフローティングゲートからウェルWにトンネル電流が流れ、そのフローティングゲートに電子が注入される。非選択セルではトンネル電流が流れない。   In the write mode, the decoder 16 is connected to the bit line to which the selected cell SS is connected, 7 V is applied to the bit line to which the selected cell SS is not connected, and 0 V is applied to the well W of the substrate. 15V is applied to the word line to which the control gate is connected, and 7V is applied to the word line to which the control gate of the selected cell SS is not connected. Under this bias condition, a tunnel current flows from the floating gate of the selected cell SS to the well W, and electrons are injected into the floating gate. A tunnel current does not flow in a non-selected cell.

イレースモードは、ウェルWを共有するすべてのメモリセルの値を消去(値を”0”にする)するモードである。イレースモードでは、すべてのビット線およびすべてのワード線(両者とも選択セルSSが接続されているか否かを問わない)に0Vが印加された状態でウェルWに15Vが印加される。このバイアス条件では、ウェルWからフローティングゲートにトンネル電流が流れ、フローティングゲート内の電子が抜ける。   The erase mode is a mode in which the values of all the memory cells sharing the well W are erased (value is set to “0”). In the erase mode, 15 V is applied to the well W in a state where 0 V is applied to all bit lines and all word lines (both whether or not the selected cell SS is connected). Under this bias condition, a tunnel current flows from the well W to the floating gate, and electrons in the floating gate escape.

図4は、本発明の実施の形態に係るメモリ部10に含まれる第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13への電源供給経路を示す図である。以下、図3に示したバイアス条件を前提に説明する。第1電源電圧(15V)201および第2電源電圧(7V)202は電源部20により生成された電源電圧である。スイッチSW1は制御部30により制御される。   FIG. 4 is a diagram showing a power supply path to the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13 included in the memory unit 10 according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made on the assumption of the bias condition shown in FIG. The first power supply voltage (15V) 201 and the second power supply voltage (7V) 202 are power supply voltages generated by the power supply unit 20. The switch SW1 is controlled by the control unit 30.

第1メモリアレイa11のリード用電源端子VddRには第1電源電圧(15V)201がスイッチSW1を介して供給される。第1メモリアレイa11のライト/イレース用電源端子VddWEには第1電源電圧(15V)201がスイッチSW1を介して供給される。第1メモリアレイa11のライト用電源端子VddWには第2電源電圧(7V)202が供給される。第1メモリアレイa11のリード用グラウンド端子GNDRは、第2メモリアレイb12のリード用電源端子VddRに接続される。第1メモリアレイa11の、ライト/イレース用グラウンド端子GNDWEおよびライト用グラウンド端子GNDWは、グラウンドに接続される。   The first power supply voltage (15V) 201 is supplied to the read power supply terminal VddR of the first memory array a11 via the switch SW1. The first power supply voltage (15V) 201 is supplied to the write / erase power supply terminal VddWE of the first memory array a11 via the switch SW1. The second power supply voltage (7V) 202 is supplied to the write power supply terminal VddW of the first memory array a11. The read ground terminal GNDR of the first memory array a11 is connected to the read power supply terminal VddR of the second memory array b12. The write / erase ground terminal GNDWE and the write ground terminal GNDW of the first memory array a11 are connected to the ground.

第2メモリアレイb12のライト/イレース用電源端子VddWEには第1電源電圧(15V)201がスイッチSW1を介して供給される。第2メモリアレイb12のライト用電源端子VddWには第2電源電圧(7V)202が供給される。第2メモリアレイb12のリード用グラウンド端子GNDRは、第3メモリアレイc13のリード用電源端子VddRに接続される。第2メモリアレイb12の、ライト/イレース用グラウンド端子GNDWEおよびライト用グラウンド端子GNDWは、グラウンドに接続される。   The first power supply voltage (15V) 201 is supplied to the write / erase power supply terminal VddWE of the second memory array b12 via the switch SW1. The second power supply voltage (7V) 202 is supplied to the write power supply terminal VddW of the second memory array b12. The read ground terminal GNDR of the second memory array b12 is connected to the read power supply terminal VddR of the third memory array c13. The write / erase ground terminal GNDWE and the write ground terminal GNDW of the second memory array b12 are connected to the ground.

第3メモリアレイc13のライト/イレース用電源端子VddWEには第1電源電圧(15V)201がスイッチSW1を介して供給される。第3メモリアレイc13のライト用電源端子VddWには第2電源電圧(7V)202が供給される。第3メモリアレイc13の、リード用グラウンド端子GNDR、ライト/イレース用グラウンド端子GNDWEおよびライト用グラウンド端子GNDWは、グラウンドに接続される。   The first power supply voltage (15V) 201 is supplied to the write / erase power supply terminal VddWE of the third memory array c13 via the switch SW1. The second power supply voltage (7V) 202 is supplied to the write power supply terminal VddW of the third memory array c13. The read ground terminal GNDR, the write / erase ground terminal GNDWE, and the write ground terminal GNDW of the third memory array c13 are connected to the ground.

ここで、第2電源電圧(7V)202は第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13に並列に供給され、その接続形態は一般的なものである。   Here, the second power supply voltage (7V) 202 is supplied in parallel to the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13, and the connection form is general.

制御部30はライトモードまたはイレースモードのとき、第1電源電圧(15V)201の電圧源と、各メモリアレイのライト/イレース用電源端子VddWEとを導通させるようにスイッチSW1を切り替える。この接続形態は上記第1接続形態に対応する。この接続形態では、第1電源電圧(15V)201は第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13に並列に供給される。   In the write mode or the erase mode, the control unit 30 switches the switch SW1 so that the voltage source of the first power supply voltage (15V) 201 and the write / erase power supply terminal VddWE of each memory array are brought into conduction. This connection form corresponds to the first connection form. In this connection configuration, the first power supply voltage (15V) 201 is supplied in parallel to the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13.

一方、制御部30はリードモードのとき、第1電源電圧(15V)201の電圧源と、第1メモリアレイa11のリード用電源端子VddRとを導通させるようにスイッチSW1を切り替える。この接続形態は上記第2接続形態に対応する。この接続形態は第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13を負荷とした直列回路である。第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13により実質的に均等に分圧されると、それぞれに5Vの電源電圧が供給された状態と等価となる。この等価回路の詳細は後述する。   On the other hand, in the read mode, the control unit 30 switches the switch SW1 so that the voltage source of the first power supply voltage (15V) 201 and the read power supply terminal VddR of the first memory array a11 are brought into conduction. This connection form corresponds to the second connection form. This connection form is a series circuit using the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13 as loads. When the voltage is divided substantially equally by the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13, this is equivalent to a state in which a power supply voltage of 5 V is supplied to each. Details of this equivalent circuit will be described later.

図5は、比較例に係る、メモリ部10に含まれる第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13への電源供給経路を示す図である。以下、図4に示した電源供給経路との差異を説明する。比較例では、図4に示した第1電源電圧(15V)201および第2電源電圧(7V)202に加えて、第3電源電圧(5V)203も電源部20で生成される必要がある。その際には、スイッチSW1は設けられない。   FIG. 5 is a diagram illustrating a power supply path to the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13 included in the memory unit 10 according to the comparative example. Hereinafter, differences from the power supply path shown in FIG. 4 will be described. In the comparative example, in addition to the first power supply voltage (15V) 201 and the second power supply voltage (7V) 202 shown in FIG. 4, the third power supply voltage (5V) 203 needs to be generated by the power supply unit 20. In that case, the switch SW1 is not provided.

第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13のリード用電源端子VddRには第3電源電圧(5V)203が並列に供給される。第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13のリード用グラウンド端子GNDRは、グラウンドに接続される。   A third power supply voltage (5V) 203 is supplied in parallel to the read power supply terminals VddR of the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13. The read ground terminals GNDR of the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13 are connected to the ground.

図6は、図4に示した接続形態においてリードモード時に形成される、上記直列回路の等価回路を示す図である。リードモード時におけるメモリアレイ内の動作は以下のようになる。まず、ビット線BLおよびワード線WLが5Vにチャージされる。つぎにデコーダ16により、選択セルSSが接続されたワード線がディスチャージされる。つぎにリードアンプにより、ビット線BLに現れたデータが増幅される。つぎに入出力回路17により、増幅されたデータがメモりアレイの外部に出力される。   FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the series circuit formed in the read mode in the connection mode shown in FIG. The operation in the memory array in the read mode is as follows. First, the bit line BL and the word line WL are charged to 5V. Next, the word line connected to the selected cell SS is discharged by the decoder 16. Next, the data appearing on the bit line BL is amplified by the read amplifier. Next, the input / output circuit 17 outputs the amplified data to the outside of the memory array.

ここで図6において、図4に示した第1メモリアレイa11内の第1等価容量C110、第2メモリアレイb12の第2等価容量C210および第3メモリアレイc13の第3等価容量C310は、電荷がチャージおよびディスチャージされる、上記ビット線BLおよび上記ワード線WLを等価容量として表現したものである。このように、リードモード時における第1メモリアレイa11は、第1等価容量C110、第1リードアンプ等価抵抗R115および第1入出力回路等価抵抗R117の並列回路で表現することができる。同様に、リードモード時における第2メモリアレイb12は、第2等価容量C210、第2リードアンプ等価抵抗R215および第2入出力回路等価抵抗R217の並列回路で表現することができる。同様に、第3メモリアレイc13は、第3等価容量C310、第3リードアンプ等価抵抗R315および第3入出力回路等価抵抗R317の並列回路で表現することができる。   Here, in FIG. 6, the first equivalent capacitor C110 in the first memory array a11, the second equivalent capacitor C210 in the second memory array b12, and the third equivalent capacitor C310 in the third memory array c13 shown in FIG. The bit line BL and the word line WL to be charged and discharged are expressed as equivalent capacitances. Thus, the first memory array a11 in the read mode can be expressed by a parallel circuit of the first equivalent capacitor C110, the first read amplifier equivalent resistor R115, and the first input / output circuit equivalent resistor R117. Similarly, the second memory array b12 in the read mode can be expressed by a parallel circuit of the second equivalent capacitor C210, the second read amplifier equivalent resistor R215, and the second input / output circuit equivalent resistor R217. Similarly, the third memory array c13 can be expressed by a parallel circuit of a third equivalent capacitor C310, a third read amplifier equivalent resistor R315, and a third input / output circuit equivalent resistor R317.

NAND型フラッシュメモリでは、厳密には上記ビット線BLにおいて選択セルSSに”1”が書き込まれているビット線に電流が流れ、”0”が書き込まれているビット線には電流が実質的に流れない。ただし、上記ビット線BLにおいて”1”が書き込まれているビット線の数と、”0”が書き込まれているビット線の数は概ね等しくなるとみなすことができる。したがって、上記並列回路は常に、概ね一定の電力を消費するとみなすことができる。よって、第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13を直列に接続し、その直列回路の電源端子に15Vを供給すると、それぞれ5Vずつ電圧降下することになる。   In the NAND flash memory, strictly speaking, in the bit line BL, a current flows through the bit line in which “1” is written in the selected cell SS, and a current substantially flows in the bit line in which “0” is written. Not flowing. However, it can be considered that the number of bit lines in which “1” is written in the bit line BL and the number of bit lines in which “0” is written are substantially equal. Therefore, it can be considered that the parallel circuit always consumes substantially constant power. Therefore, if the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13 are connected in series and 15V is supplied to the power supply terminal of the series circuit, the voltage drops by 5V each.

より具体的には、第1等価容量C110、第2等価容量C210および第3等価容量C310は等価とみなすことができ、上記ビット線BLおよび上記ワード線WLへの最初のチャージにおいて15Vが三等分される。また、リードモードにおいてビット線BLから読み出されるデータが”1”の場合と”0”場合とで、リードアンプ等価抵抗および入出力回路等価抵抗の値がそれぞれ異なる。しかしながら、同時に多数のデータが読み出されるため、ビット線BLから読み出される”1”の数と、”0”の数とはほぼ等しくなる。よって、リードアンプ等価抵抗および入出力回路等価抵抗の値は、第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13で実質的に等しくなる。したがって、リードアンプによる増幅時、および入出力回路17の出力時において15Vが三等分される。   More specifically, the first equivalent capacitor C110, the second equivalent capacitor C210, and the third equivalent capacitor C310 can be regarded as equivalent, and 15V is third in the initial charge to the bit line BL and the word line WL. Be divided. In the read mode, the values of the read amplifier equivalent resistance and the input / output circuit equivalent resistance differ depending on whether the data read from the bit line BL is “1” or “0”. However, since a large number of data are read at the same time, the number of “1” read from the bit line BL is substantially equal to the number of “0”. Therefore, the values of the read amplifier equivalent resistance and the input / output circuit equivalent resistance are substantially equal in the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13. Therefore, 15V is divided into three equal parts at the time of amplification by the read amplifier and at the time of output of the input / output circuit 17.

以上説明したように本発明の実施の形態によれば、複数のメモリアレイを搭載する半導体記憶装置において、上記第1接続形態と上記第2接続形態とを動作モードに応じて切り替えることにより、各メモリアレイに供給すべき、レベルの異なる複数の電源電圧を一つの電圧源から生成することができる。よって、各メモリアレイ内にDC−DCコンバータを設ける必要がなく回路規模を削減することができる。また、メモリアレイの外部の電源部20で生成すべき電源電圧の種類を減らすことができるため、電源部20の回路規模を削減することができる。図4に示した本実施の形態に係る接続形態と図5に示した比較例に係る接続形態とを比較すると、前者は二種類の電源電圧で動作するが、後者は三種類の電源電圧がないと動作しない。具体的には、前者は第3電源電圧(5V)203を生成する回路要素の分、後者より回路規模を削減することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, in a semiconductor memory device mounted with a plurality of memory arrays, each of the first connection mode and the second connection mode is switched according to the operation mode. A plurality of power supply voltages having different levels to be supplied to the memory array can be generated from one voltage source. Therefore, it is not necessary to provide a DC-DC converter in each memory array, and the circuit scale can be reduced. Further, since the types of power supply voltages to be generated by the power supply unit 20 outside the memory array can be reduced, the circuit scale of the power supply unit 20 can be reduced. Comparing the connection configuration according to the present embodiment shown in FIG. 4 and the connection configuration according to the comparative example shown in FIG. 5, the former operates with two types of power supply voltages, while the latter has three types of power supply voltages. Otherwise it will not work. Specifically, the former can reduce the circuit scale by the amount of circuit elements that generate the third power supply voltage (5 V) 203 than the latter.

また、複数のメモリアレイを直列に接続する第2接続形態では、第1メモリアレイa11に流れる電流を、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13で再利用することができ、消費電力を低減することができる。また、第1接続形態と第2接続形態とを切り替えることにより、各メモリアレイへの電源電圧を高速に切り替えることが可能であり、高速なベリファイ動作が可能である。また、リードとプログラムとで同一の電源を使用しているため、別々の電源を使用する場合と比較し電源のオン/オフ回数を減らすことができ、高速なモード切替と低消費電力化を図ることができる。   In the second connection configuration in which a plurality of memory arrays are connected in series, the current flowing through the first memory array a11 can be reused in the second memory array b12 and the third memory array c13, thereby reducing power consumption. can do. Further, by switching between the first connection mode and the second connection mode, the power supply voltage to each memory array can be switched at high speed, and high-speed verify operation is possible. In addition, since the same power supply is used for the read and the program, the number of power on / off times can be reduced compared to the case of using separate power supplies, and high-speed mode switching and low power consumption can be achieved. be able to.

上述したように、リードモードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧(実施の形態では5V)と、ライトモードまたはイレースモードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧(実施の形態では15V)との比(実施の形態では1:3)と、メモリアレイの数(実施の形態では「3」)とを対応づける。より具体的には実質的に一致させると以下の効果を奏する。すなわち、調整用の負荷を上記直列回路内に接続しなくても、リードモードのときに必要な電源電圧を各メモリアレイに供給することができる。よって、回路規模の増大を抑制することができる。   As described above, the power supply voltage to be supplied to each memory array in the read mode (5 V in the embodiment) and the power supply voltage to be supplied to each memory array in the write mode or erase mode (implementation) 15V in the embodiment (1: 3 in the embodiment) and the number of memory arrays (“3” in the embodiment) are associated with each other. More specifically, the following effects are obtained when they are substantially matched. That is, a power supply voltage required in the read mode can be supplied to each memory array without connecting an adjustment load in the series circuit. Therefore, an increase in circuit scale can be suppressed.

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on some embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

上述した実施の形態では、NAND型フラッシュメモリを例に説明したが、本発明はNOR型フラッシュメモリやその他の不揮発性メモリにも適用可能である。また、実施の形態で説明したメモリ部10およびその電源系配線を一単位の構成とし、その一単位の構成を多数含む半導体記憶装置を構築してもよい。また、第1メモリアレイa11、第2メモリアレイb12および第3メモリアレイc13のうち、一つまたは二つを同等の電力を消費する調整用の負荷に置き換えてもよい。この場合、本実施の形態に係る電源供給方法を使用しつつ、メモリアレイの数を任意に調整することができる。   In the above-described embodiment, the NAND flash memory has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a NOR flash memory and other nonvolatile memories. The memory unit 10 and its power supply wiring described in the embodiment may be configured as one unit, and a semiconductor memory device including a large number of the unit configuration may be constructed. Further, one or two of the first memory array a11, the second memory array b12, and the third memory array c13 may be replaced with an adjustment load that consumes equivalent power. In this case, the number of memory arrays can be arbitrarily adjusted while using the power supply method according to the present embodiment.

実施の形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment. 実施の形態に係るメモリアレイの構成および動作モードを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure and operation mode of the memory array which concern on embodiment. 図2に示すメモリアレイの、各動作モードのバイアス条件を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing bias conditions in each operation mode of the memory array shown in FIG. 2. 本発明の実施の形態に係るメモリ部に含まれる第1メモリアレイa、第2メモリアレイbおよび第3メモリアレイcへの電源供給経路を示す図である。It is a figure which shows the power supply path | route to the 1st memory array a contained in the memory part which concerns on embodiment of this invention, the 2nd memory array b, and the 3rd memory array c. 比較例に係る、メモリ部に含まれる第1メモリアレイa、第2メモリアレイbおよび第3メモリアレイcへの電源供給経路を示す図である。It is a figure which shows the power supply path | route to the 1st memory array a contained in the memory part, the 2nd memory array b, and the 3rd memory array c based on a comparative example. 図4に示した接続形態においてリードモード時に形成される、上記直列回路の等価回路を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of the series circuit formed in the read mode in the connection mode shown in FIG. 4.

符号の説明Explanation of symbols

10 メモリ部、 11 第1メモリアレイa、 12 第2メモリアレイb、 13 第3メモリアレイc、 15 アンプ部、 16 デコーダ、 17 入出力回路、 20 電源部、 30 制御部、 40 I/O部、 100 半導体記憶装置、 201 第1電源電圧(15V)、 202 第2電源電圧(7V)、 203 第3電源電圧(5V)、 W ウェル、 BL ビット線、 WL ワード線、 S セル、 SS 選択セル、 SW1 スイッチ、 C110 第1等価容量、 C210 第2等価容量、 C310 第3等価容量、 R115 第1リードアンプ等価抵抗、 R215 第2リードアンプ等価抵抗、 R315 第3リードアンプ等価抵抗、 R117 第1入出力回路等価抵抗、 R217 第2入出力回路等価抵抗、 R317 第3入出力回路等価抵抗。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 memory part, 11 1st memory array a, 12 2nd memory array b, 13 3rd memory array c, 15 amplifier part, 16 decoder, 17 input / output circuit, 20 power supply part, 30 control part, 40 I / O part , 100 semiconductor memory device, 201 first power supply voltage (15V), 202 second power supply voltage (7V), 203 third power supply voltage (5V), W well, BL bit line, WL word line, S cell, SS selection cell SW1 switch, C110 first equivalent capacitance, C210 second equivalent capacitance, C310 third equivalent capacitance, R115 first read amplifier equivalent resistance, R215 second read amplifier equivalent resistance, R315 third read amplifier equivalent resistance, R117 first input Output circuit equivalent resistance, R217 Second input / output circuit equivalent resistance, R317 Third input / output circuit equivalent resistance.

Claims (5)

複数のメモリアレイと、
一つの電源と前記複数のメモリアレイのそれぞれとが並列に接続され、かつ前記複数のメモリアレイのそれぞれとグラウンドとが並列に接続される第1接続形態と、前記複数のメモリアレイが直列に接続された直列回路の一端が前記電源に接続され、かつその直列回路の他端が前記グラウンドに接続される第2接続形態と、を動作モードに応じて切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする半導体記憶装置。
Multiple memory arrays;
A first connection configuration in which one power source and each of the plurality of memory arrays are connected in parallel, and each of the plurality of memory arrays and ground are connected in parallel, and the plurality of memory arrays are connected in series A second connection configuration in which one end of the connected series circuit is connected to the power source and the other end of the series circuit is connected to the ground, and a control unit that switches according to an operation mode;
A semiconductor memory device comprising:
第1の動作モードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧と、第2の動作モードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧との比と、前記メモリアレイの数とが対応づけられていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。   The ratio between the power supply voltage to be supplied to each memory array in the first operation mode and the power supply voltage to be supplied to each memory array in the second operation mode, and the number of the memory arrays The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is associated with each other. 前記制御部は、リードモードのとき前記第2接続形態を選択し、ライトモードまたはイレースモードのとき前記第1接続形態を選択することを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the control unit selects the second connection form in a read mode and selects the first connection form in a write mode or an erase mode. リードモードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧と、ライトモードまたはイレースモードのときにそれぞれのメモリアレイに供給すべき電源電圧との比と、前記メモリアレイの数とが対応づけられていることを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置。   The ratio between the power supply voltage to be supplied to each memory array in the read mode and the power supply voltage to be supplied to each memory array in the write mode or erase mode is associated with the number of the memory arrays. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein: 前記複数のメモリアレイは、NAND型フラッシュメモリで構成されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の半導体記憶装置。   5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the plurality of memory arrays are constituted by NAND flash memories.
JP2008198233A 2008-07-31 2008-07-31 Semiconductor memory device Pending JP2010040062A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008198233A JP2010040062A (en) 2008-07-31 2008-07-31 Semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008198233A JP2010040062A (en) 2008-07-31 2008-07-31 Semiconductor memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010040062A true JP2010040062A (en) 2010-02-18

Family

ID=42012473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008198233A Pending JP2010040062A (en) 2008-07-31 2008-07-31 Semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010040062A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4901204B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US8379452B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US8493795B2 (en) Voltage stabilization device and semiconductor device including the same, and voltage generation method
JP2007234133A (en) Semiconductor memory device and semiconductor integrated circuit system
US8094478B2 (en) Nonvolatile memory device having a plurality of memory blocks
KR20080027921A (en) Negative voltage discharge scheme to improve snapback in a non-volatile memory
US10180692B2 (en) Semiconductor device
US20180054190A1 (en) Data latch circuit
US20140204677A1 (en) Apparatuses and methods including memory write operation
US8422300B2 (en) Non-volatile memory apparatus and methods
JP2019121412A (en) Semiconductor memory device
US8325532B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US8488391B2 (en) Memory chip with buffer controlled based upon the last address cycle
US8558602B2 (en) Semiconductor integrated circuit
CN115910129A (en) Nonvolatile memory and electronic device
US8294448B2 (en) Semiconductor memory power control system with voltage generator to supply voltage to an internal circuit by boosting an external voltage
JP2008004196A (en) Semiconductor memory device
US20100271879A1 (en) Semiconductor integrated circuit device
US8520465B2 (en) Semiconductor device
US20150016205A1 (en) Semiconductor circuit
JP2010040062A (en) Semiconductor memory device
JP2008103033A (en) Semiconductor memory device and power supply method in the same
JP2013186920A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and memory system
US9368165B2 (en) Current generation circuit and semiconductor device having the same
US8331191B2 (en) Semiconductor integrated circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20110615