JP2011044187A - Semiconductor memory device - Google Patents

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Yuya Suzuki
木 裕 也 鈴
Makoto Iwai
井 信 岩
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device which can suppress variations in the threshold voltages of memory cells caused depending on a distance from a row decoder to a memory cell. <P>SOLUTION: The semiconductor memory device includes: a plurality of word lines extending in a first direction; a plurality of bit lines extending in a second direction crossing with the first direction; a memory cell array containing the memory cells provided corresponding to the intersections of the word lines and the bit lines; the row decoder which drives a word line selected from among the word lines; a sense amplifier for detecting data in the memory cells via the bit lines; a voltage generation part for generating first to n-th (n is an even number ≥2) voltages increasing in ascending order; and a voltage selection part which when writing data into the memory cells, respectively connects the first to n-th voltages in order from a bit line near the row decoder toward a bit line distant from the row decoder on the basis of the row address designating one of the word lines. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

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

フラッシュメモリでは、ビットコストを下げるために、1つのメモリセルに2ビット以上のデータを記憶する多値技術が広く用いられている。また、チップサイズを小さくするために、メモリセルの微細化が進んでいる。これにより、ワード線およびビット線の配線幅が狭小化されている。また、記憶容量の増大のために、ワード線やビット線の長さが増大している。   In the flash memory, in order to reduce the bit cost, a multi-value technique for storing data of 2 bits or more in one memory cell is widely used. In addition, in order to reduce the chip size, memory cells have been miniaturized. Thereby, the wiring width of the word line and the bit line is reduced. In addition, the lengths of word lines and bit lines are increasing due to an increase in storage capacity.

ワード線の配線幅が狭くなり、ワード線の配線長が長くなると、ワード線の抵抗が増大する。ワード線の抵抗が増大すると、書込み動作時に、ロウデコーダに近い位置とロウデコーダから遠い位置においてワード線の電圧レベルが異なる。この場合、同じデータを書き込んだとしても、ロウデコーダからメモリセルまでの距離によって、データ書込み後のメモリセルの閾値電圧がばらついてしまう。即ち、データ書込み後において、メモリセルの各データの閾値分布が広がってしまう。これは、信頼性およびパフォーマンスの劣化に繋がる。   As the word line width decreases and the word line length increases, the resistance of the word line increases. When the resistance of the word line increases, the voltage level of the word line differs at a position close to the row decoder and a position far from the row decoder during a write operation. In this case, even if the same data is written, the threshold voltage of the memory cell after the data writing varies depending on the distance from the row decoder to the memory cell. That is, after data writing, the threshold distribution of each data in the memory cell is widened. This leads to degradation of reliability and performance.

特表2008−524772号公報Japanese translation of PCT publication No. 2008-524772

ロウデコーダからメモリセルまでの距離よって生じるメモリセルの閾値電圧のばらつきを抑制することができる半導体記憶装置を提供する。   Provided is a semiconductor memory device capable of suppressing variations in threshold voltage of a memory cell caused by a distance from a row decoder to a memory cell.

本発明に係る実施形態に従った半導体記憶装置は、第1の方向に延伸する複数のワード線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に延伸する複数のビット線と、前記ワード線と前記ビット線との交点に対応して設けられた複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、前記複数のワード線のうち選択されたワード線を駆動するロウデコーダと、前記ビット線を介して前記メモリセルのデータを検出するセンスアンプと、電圧が昇順に大きくなる第1から第n(nは2以上の偶数)の電圧を生成する電圧生成部と、前記メモリセルへのデータ書込み時に、前記ワード線のいずれかを指定するロウアドレスに基づいて、前記ロウデコーダに近い前記ビット線から、該ロウデコーダから遠い前記ビット線に向かって順番に前記第1から前記第nの電圧をそれぞれ接続する電圧選択部とを備えている。   A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of word lines extending in a first direction, a plurality of bit lines extending in a second direction intersecting the first direction, and the word A memory cell array including a plurality of memory cells provided corresponding to the intersections of a line and the bit line, a row decoder for driving a selected word line among the plurality of word lines, and the bit line A sense amplifier that detects data of the memory cell; a voltage generator that generates first to n-th (n is an even number greater than or equal to 2) voltages that increase in ascending order; and data writing to the memory cell. Based on a row address designating one of the word lines, the first to nth bits in order from the bit line close to the row decoder to the bit line far from the row decoder. And a voltage selecting unit for connecting the pressure respectively.

本発明による半導体記憶装置は、ロウデコーダからメモリセルまでの距離よって生じるメモリセルの閾値電圧のばらつきを抑制することができる。   The semiconductor memory device according to the present invention can suppress variations in the threshold voltage of the memory cell caused by the distance from the row decoder to the memory cell.

第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリ100の要部構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a main configuration of a NAND flash memory 100 according to a first embodiment. 図1のメモリセルアレイMCA内のカラム方向のNANDストリングNSの回路構成を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a NAND string NS in the column direction in the memory cell array MCA of FIG. 1. メモリセルアレイMCAのブロックおよびページ等の概念を示す図。The figure which shows the concept of the block, page, etc. of the memory cell array MCA. メモリセルアレイMCAに対するロウデコーダRDおよびワード線WLの配置を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of row decoders RD and word lines WL for a memory cell array MCA. 書込み動作を示すタイミング図。FIG. 9 is a timing chart showing a write operation. 選択セルストリングNSの概念図。The conceptual diagram of the selection cell string NS. 選択セルストリングNSの概念図。The conceptual diagram of the selection cell string NS. データ“0”の書込み時における選択ワード線WLの電圧およびビット線BL0の電圧を示すグラフ。The graph which shows the voltage of the selection word line WL at the time of writing of data "0", and the voltage of bit line BL0. 電圧生成選択回路VGSCの内部構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the internal structure of the voltage generation selection circuit VGSC. 電圧生成選択回路VGSCの内部構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the internal structure of the voltage generation selection circuit VGSC. 電圧選択回路VSCとセンスアンプS/Aとの配置関係を示す図。The figure which shows the arrangement | positioning relationship between the voltage selection circuit VSC and sense amplifier S / A. センスアンプS/Aの内部構成の一例を示す回路図。The circuit diagram which shows an example of the internal structure of sense amplifier S / A. 第2の実施形態におけるセンスアンプS/Aおよび電圧選択回路VSCの構成図。The block diagram of the sense amplifier S / A and voltage selection circuit VSC in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における電圧生成回路VGCの構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the voltage generation circuit VGC in 2nd Embodiment. 制御信号Saを生成する制御信号生成回路SCGの構成図。The block diagram of the control signal generation circuit SCG which produces | generates the control signal Sa. データ“0”の書込み時における選択ワード線WLmの電圧およびビット線BL0の電圧を示すグラフ。The graph which shows the voltage of the selection word line WLm at the time of writing of data "0", and the voltage of bit line BL0.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の一態様である第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリ100の要部構成を示すブロック図である。また、図2は、図1のメモリセルアレイMCA内のカラム方向のNANDストリングNSの回路構成を示す回路図である。尚、本実施形態は、NOR型フラッシュメモリにも容易に適用できる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a NAND flash memory 100 according to the first embodiment which is an aspect of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the NAND string NS in the column direction in the memory cell array MCA of FIG. Note that this embodiment can be easily applied to a NOR flash memory.

NANDストリングNSは、直列に接続された複数のメモリセルMと、その両端に接続された2つの選択ゲートトランジスタSGSTr、SGDTrから成る。ソース側の選択ゲートトランジスタSGSTrはソース線SRCに、ドレイン側の選択ゲートトランジスタSGDTrはビット線BLにそれぞれ接続されている。   The NAND string NS includes a plurality of memory cells M connected in series and two select gate transistors SGSTr and SGDTr connected to both ends thereof. The source side select gate transistor SGSTr is connected to the source line SRC, and the drain side select gate transistor SGDTr is connected to the bit line BL.

図1に示すように、NAND型フラッシュメモリ100は、メモリセルアレイMCAと、ロウデコーダRDと、ビット線制御回路BLCと、カラムデコーダCDと、データ入出力バッファIOBと、内部電位発生回路IVGと、動作制御回路OCと、アドレスバッファADBと、ワード線電位制御回路WLCと、ソース・ウェル電位制御回路SWCと、コマンドバッファCMBと、一括ベリファイ回路VFCと、ページバッファPBと、入出力パッドIOPと、入出力制御回路IOCと、電圧生成選択回路VGSCとを備える。   As shown in FIG. 1, the NAND flash memory 100 includes a memory cell array MCA, a row decoder RD, a bit line control circuit BLC, a column decoder CD, a data input / output buffer IOB, an internal potential generation circuit IVG, An operation control circuit OC, an address buffer ADB, a word line potential control circuit WLC, a source / well potential control circuit SWC, a command buffer CMB, a collective verify circuit VFC, a page buffer PB, an input / output pad IOP, An input / output control circuit IOC and a voltage generation selection circuit VGSC are provided.

メモリセルアレイMCAは、第1の方向としてのロウ方向に延伸する複数のワード線WLと第2の方向としてのカラム方向に延伸する複数のビット線BLとにそれぞれ接続された複数のメモリセルを含む。メモリセルは、ワード線WLとビット線BLとの交点に対応して設けられている。図2に示すように、複数のメモリセルMが直列に接続されてNANDストリングを構成している。   The memory cell array MCA includes a plurality of memory cells respectively connected to a plurality of word lines WL extending in the row direction as the first direction and a plurality of bit lines BL extending in the column direction as the second direction. . The memory cell is provided corresponding to the intersection of the word line WL and the bit line BL. As shown in FIG. 2, a plurality of memory cells M are connected in series to form a NAND string.

ロウデコーダRDは、ワード線駆動回路を含み、入力されたアドレスに応じて、メモリセルアレイMCAのワード線を選択し、かつ、これを駆動する。   The row decoder RD includes a word line driving circuit, selects a word line of the memory cell array MCA according to the input address, and drives it.

ビット線制御回路BLCは、ビット線BLの電位を制御する回路と、ベリファイリードおよび読み出し動作時にビット線の電圧またはビット線に流れる電流をセンスするセンスアンプS/Aとを含む。ビット線制御回路BLCは、ビット線BLの電位を制御することにより、書き込み制御、ベリファイリード、読み出し動作を行う。NAND型フラッシュメモリは、通常、512バイトから8Kバイトのページ単位で、書き込み動作および読み出し動作を行う。すなわち、ビット線制御回路BLCは、ページ内の512バイトから8Kバイトに対応するビット線BLの制御を同時に行うことができる。メモリセルMは、nビットデータ(nは2以上の整数)を格納することができる。即ち、本実施形態によるフラッシュメモリは、多値技術を用いている。センスアンプS/Aは、ビット線BLを介してメモリセルMのデータを検出する。   The bit line control circuit BLC includes a circuit that controls the potential of the bit line BL, and a sense amplifier S / A that senses the voltage of the bit line or the current flowing through the bit line during the verify read and read operations. The bit line control circuit BLC performs write control, verify read, and read operations by controlling the potential of the bit line BL. A NAND flash memory normally performs a write operation and a read operation in units of pages from 512 bytes to 8 Kbytes. That is, the bit line control circuit BLC can simultaneously control the bit lines BL corresponding to 512 bytes to 8 K bytes in the page. The memory cell M can store n-bit data (n is an integer of 2 or more). That is, the flash memory according to the present embodiment uses a multi-value technology. The sense amplifier S / A detects data in the memory cell M via the bit line BL.

ページバッファPBは、読出しデータまたは書込みデータ等を格納するデータラッチ回路DLを含む。データラッチ回路DLは、選択ワード線WLに接続されたメモリセルMのそれぞれに格納されたデータを保存するラッチ回路である。   The page buffer PB includes a data latch circuit DL that stores read data or write data. The data latch circuit DL is a latch circuit that stores data stored in each of the memory cells M connected to the selected word line WL.

カラムデコーダCDは、入力されたアドレスに応じて、メモリセルアレイMCAのビット線に接続されたビット線制御回路BLCの選択を行う。通常、選択は1バイト単位で行われる。すなわち、カラムデコーダCDは、隣接する8本のビット線に接続されたビット線制御回路BLCの選択を行う。   The column decoder CD selects the bit line control circuit BLC connected to the bit line of the memory cell array MCA according to the input address. Normally, selection is performed in units of 1 byte. That is, the column decoder CD selects a bit line control circuit BLC connected to eight adjacent bit lines.

電圧生成選択回路VGSCは、データ書込み動作時に、ロウアドレスに基づいて、ロウデコーダRDからビット線BLまでの距離に応じた電圧を各ビット線BLに印加するように構成されている。電圧生成選択回路VGSCは、電圧生成回路VGCおよび電圧選択回路VSCを含む。電圧生成回路VGCおよび電圧選択回路VSCのそれぞれの詳細な説明は後述する。   The voltage generation selection circuit VGSC is configured to apply a voltage corresponding to the distance from the row decoder RD to the bit line BL to each bit line BL based on the row address during a data write operation. The voltage generation selection circuit VGSC includes a voltage generation circuit VGC and a voltage selection circuit VSC. Detailed descriptions of the voltage generation circuit VGC and the voltage selection circuit VSC will be described later.

データ読み出し時、ビット線制御回路BLCに読み出されたデータは、ページバッファPBに格納され、さらに、データ入出力バッファIOBを介して入出力パッドIOPから出力される。   At the time of data reading, the data read to the bit line control circuit BLC is stored in the page buffer PB and further output from the input / output pad IOP via the data input / output buffer IOB.

内部電位発生回路IVGは、電源電圧を昇圧または降圧して、ビット線制御回路BLC、制御ゲート電位制御回路9、および、ソース・ウェル電位制御回路SWC等に供給する電圧を発生させる。   The internal potential generation circuit IVG boosts or lowers the power supply voltage to generate a voltage to be supplied to the bit line control circuit BLC, the control gate potential control circuit 9, the source / well potential control circuit SWC, and the like.

ワード線電位制御回路WLCは、ワード線WL(メモリセルの制御ゲート)に印加する電圧を制御し、その電圧をロウデコーダRDに供給する。   The word line potential control circuit WLC controls the voltage applied to the word line WL (control gate of the memory cell) and supplies the voltage to the row decoder RD.

ソース・ウェル電位制御回路SWCは、半導体基板上のセルウェル103の電位を制御し、かつ、ソース線SRCの電位を制御する。   The source / well potential control circuit SWC controls the potential of the cell well 103 on the semiconductor substrate and also controls the potential of the source line SRC.

チップ外部から入出力パッドIOPに対して、チップイネーブル信号CE、書込みイネーブル信号WE、読出しイネーブル信号RE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、コマンドラッチイネーブル信号CLE等の外部制御信号が入力され、並びに、コマンドコードが入力されると、入出力制御回路IOCを介してコマンドコードがコマンドバッファCMBに供給される。該コマンドバッファCMBは、このコマンドコードをデコードし、動作制御回路OCにコマンド信号として供給する。   External control signals such as a chip enable signal CE, a write enable signal WE, a read enable signal RE, an address latch enable signal ALE, a command latch enable signal CLE are input to the input / output pad IOP from the outside of the chip, and a command code Is input, the command code is supplied to the command buffer CMB via the input / output control circuit IOC. The command buffer CMB decodes this command code and supplies it as a command signal to the operation control circuit OC.

動作制御回路OCは、動作モードに応じて供給されるコマンド信号に基づいて、データ書き込み及び消去のシーケンス制御、及びデータ読み出しの制御を行う。   The operation control circuit OC performs data write / erase sequence control and data read control based on a command signal supplied according to the operation mode.

動作制御回路OCが読み出し、書き込み、消去などの各種動作を制御する信号を出力することにより、ビット線制御回路BLC、内部電位発生回路IVG、ワード線電位制御回路WLC、および、ソース・ウェル電位制御回路SWCは、各種動作を行う。また、動作制御回路OCがベリファイ動作を制御する信号を出力することにより、ベリファイ回路12はベリファイ動作を行う。   The operation control circuit OC outputs signals for controlling various operations such as reading, writing, and erasing, whereby the bit line control circuit BLC, the internal potential generation circuit IVG, the word line potential control circuit WLC, and the source / well potential control The circuit SWC performs various operations. In addition, when the operation control circuit OC outputs a signal for controlling the verify operation, the verify circuit 12 performs the verify operation.

入出力制御回路IOCから供給されたメモリセルMのアドレスは、アドレスバッファADBを介してロウデコーダRD及びカラムデコーダCDに転送される。   The address of the memory cell M supplied from the input / output control circuit IOC is transferred to the row decoder RD and the column decoder CD via the address buffer ADB.

一括ベリファイ回路VFCは、ベリファイリード時にページバッファPBに格納されたデータに基づいて、所定のメモリセルMに対して書込み対象のページ内または消去対象のブロック内の全てのメモリセルMのしきい値電圧がベリファイレベルまで達しているか(書き込まれているか、又は消去されているか)を判別する。一括ベリファイ回路VFCは、この判別した結果を、動作制御回路OCに出力する。動作制御回路OCは、このベリファイした結果に基づいて、ビット線制御回路BLC、内部電位発生回路IVG、ワード線電位制御回路WLC、および、ソース・ウェル電位制御回路SWCを制御し、書き込み対象ページ内全てまたは消去対象ブロック内全てのメモリセルMのしきい値電圧がベリファイレベルに達する(パスする)まで、書き込み動作または消去動作を継続する。   The collective verify circuit VFC, based on the data stored in the page buffer PB at the time of verify read, sets the threshold value of all memory cells M in a page to be written or a block to be erased with respect to a predetermined memory cell M. It is determined whether the voltage has reached the verify level (whether it has been written or erased). The collective verify circuit VFC outputs the determined result to the operation control circuit OC. The operation control circuit OC controls the bit line control circuit BLC, the internal potential generation circuit IVG, the word line potential control circuit WLC, and the source / well potential control circuit SWC based on the result of the verification, and in the page to be written The write operation or the erase operation is continued until the threshold voltages of all the memory cells M in the erase target block reach the verify level (pass).

図3は、メモリセルアレイMCAのブロックおよびページ等の概念を示す図である。メモリセルアレイMCAは、メモリセルブロック(以下、ブロックともいう)BLOCK0〜BLOCKmに分割されている。この例では、ブロックBLOCK0〜BLOCKmは、それぞれデータ消去の最小単位である。各ブロックBLOCK0〜BLOCKmは、複数のページで構成されている。ページは、データ読出しまたはデータ書込みの単位である。各ページは、ワード線に対応しており、或るロウアドレスで特定される複数のメモリセルのデータによって構成されている。ROM120は、ダイソート試験時などに設定された、書き込み電圧等の動作に必要な設定情報を格納している。   FIG. 3 is a diagram illustrating the concept of blocks, pages, and the like of the memory cell array MCA. The memory cell array MCA is divided into memory cell blocks (hereinafter also referred to as blocks) BLOCK0 to BLOCKm. In this example, the blocks BLOCK0 to BLOCKm are the minimum units for data erasure. Each block BLOCK0 to BLOCKm is composed of a plurality of pages. A page is a unit of data reading or data writing. Each page corresponds to a word line and is configured by data of a plurality of memory cells specified by a certain row address. The ROM 120 stores setting information necessary for operations such as a write voltage set during a die sort test.

図4は、メモリセルアレイMCAに対するロウデコーダRDおよびワード線WLの配置を示す概略図である。複数のロウデコーダRDが、1つのメモリセルアレイMCAの両側にブロックごとに設けられている。メモリセルアレイMCAの右側に配置されたロウデコーダをRD_Rとし、その左側に配置されたロウデコーダをRD_L(以下、まとめて、RDとも言う)とする。図4では、1つのブロックのワード線WL、即ち、64本のワード線WL0〜WL63が各ロウデコーダRD_R、RD_Lから延伸している。NANDストリングNSは、各メモリセルMのゲートがそれぞれワード線WL0〜WL63に接続されるようにカラム方向に延伸している。NANDストリングNSは、選択ゲートトランジスタSGSTr、SGDTrを介してビット線BL(図4では図示せず)に接続されている。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the arrangement of row decoders RD and word lines WL for memory cell array MCA. A plurality of row decoders RD are provided for each block on both sides of one memory cell array MCA. A row decoder disposed on the right side of the memory cell array MCA is referred to as RD_R, and a row decoder disposed on the left side thereof is referred to as RD_L (hereinafter, collectively referred to as RD). In FIG. 4, the word lines WL of one block, that is, 64 word lines WL0 to WL63 extend from the row decoders RD_R and RD_L. The NAND string NS extends in the column direction so that the gate of each memory cell M is connected to the word lines WL0 to WL63, respectively. The NAND string NS is connected to a bit line BL (not shown in FIG. 4) via select gate transistors SGSTr and SGDTr.

図4に示すように、ロウデコーダRDが、メモリセルアレイMCAの両側に配置されている場合、メモリセルアレイMCAのいずれの側のロウデコーダRDを選択するかによって、ロウデコーダRDとメモリセルMとの間の距離の関係が逆になる。   As shown in FIG. 4, when the row decoder RD is arranged on both sides of the memory cell array MCA, the row decoder RD and the memory cell M are selected depending on which side of the row decoder RD is selected. The relationship between the distances is reversed.

例えば、右側のロウデコーダRD_Rを選択した場合、メモリセルアレイMCAの右端のビット線BLあるいはメモリセルMが、最もロウデコーダRD_Rに近い。しかし、左側のロウデコーダRD_Lを選択した場合、メモリセルアレイMCAの右端のビット線BLあるいはメモリセルMは、ロウデコーダRD_Lから最も遠い。従って、選択されたロウデコーダRDの配置位置によって、ワード線WLの電圧レベルの勾配が異なる。   For example, when the right row decoder RD_R is selected, the rightmost bit line BL or memory cell M of the memory cell array MCA is closest to the row decoder RD_R. However, when the left row decoder RD_L is selected, the rightmost bit line BL or memory cell M of the memory cell array MCA is farthest from the row decoder RD_L. Therefore, the gradient of the voltage level of the word line WL varies depending on the arrangement position of the selected row decoder RD.

以下、ロウデコーダRD_Rを選択したものとして説明をする。   In the following description, it is assumed that the row decoder RD_R is selected.

書込み開始直後、ロウデコーダRD_Rに近いメモリセルMのゲート電圧が比較的高く、ロウデコーダRD_Rから遠いメモリセルMのゲート電圧が比較的低い。これは、ワード線WLが抵抗を有するため、ワード線WLの電圧の立ち上がりが、ロウデコーダRD_Rから遠い位置において遅延(RC遅延)するためである。   Immediately after the start of writing, the gate voltage of the memory cell M near the row decoder RD_R is relatively high, and the gate voltage of the memory cell M far from the row decoder RD_R is relatively low. This is because the rise of the voltage of the word line WL is delayed (RC delay) at a position far from the row decoder RD_R because the word line WL has a resistance.

そこで、本実施形態において、電圧生成選択回路VGSCは、メモリセルMへのデータ書込み時に、ロウアドレスに基づいて、ロウデコーダRD_Rから遠いビット線よりも該ロウデコーダRD_Rに近いビット線に高い電圧を印加する。これにより、ロウデコーダRD_Rからビット線BL(メモリセルM)までの距離の相違によって生じるワード線WLの電圧差を緩和することができる。   Therefore, in the present embodiment, the voltage generation selection circuit VGSC applies a higher voltage to the bit line closer to the row decoder RD_R than to the bit line far from the row decoder RD_R based on the row address when data is written to the memory cell M. Apply. Thereby, the voltage difference of the word line WL caused by the difference in distance from the row decoder RD_R to the bit line BL (memory cell M) can be reduced.

図5から図7を参照して書込み動作を説明する。図5は、ビット線BL0がロウデコーダRD_Rに近い場合の書込み動作を示すタイミング図である。図6は、書込み動作において選択されたNANDストリングNSを示す概念図である。図7は、書込み動作において非選択のNANDストリングNSを示す概念図である。   The write operation will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a timing diagram showing a write operation when the bit line BL0 is close to the row decoder RD_R. FIG. 6 is a conceptual diagram showing the NAND string NS selected in the write operation. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a non-selected NAND string NS in the write operation.

図5に示すように、t0において、選択ゲートSGDをVsg(例えば、4V)まで昇圧する。このとき、選択ゲートトランジスタSGDTrがオンになる。t1〜t2において、書込み対象である選択NANDストリングNSに接続されたビット線BLには、0Vを印加する。書込み対象でない非選択NANDストリングNSに接続されたビット線BLには、Vdd(例えば、2.5V)を印加する。これにより、非選択NANDストリングNSのチャネル領域がVddに充電される。尚、ソース線SRCには、1.5Vが印加されているが、いずれのNANDストリングNSからも切断されている。   As shown in FIG. 5, at t0, the selection gate SGD is boosted to Vsg (for example, 4V). At this time, the selection gate transistor SGDTr is turned on. From t1 to t2, 0 V is applied to the bit line BL connected to the selected NAND string NS to be written. Vdd (for example, 2.5 V) is applied to the bit line BL connected to the non-selected NAND string NS that is not a write target. As a result, the channel region of the unselected NAND string NS is charged to Vdd. Note that 1.5 V is applied to the source line SRC, but it is disconnected from any NAND string NS.

t3において、選択ゲートSGDをVsgd(例えば、2.5V)にする。Vsgdは、VsgよりもVddに近い電圧である。これにより、選択NANDストリングNSの選択ゲートトランジスタSGDTrをオン状態にしたまま(図6参照)、非選択NANDストリングNSの選択ゲートトランジスタSGDTrをオフにする(図7参照)。その結果、図7に示す非選択NANDストリングNSのセルチャネル領域はフローティング状態となる。   At t3, the selection gate SGD is set to Vsgd (for example, 2.5 V). Vsgd is a voltage closer to Vdd than Vsg. Thereby, the selection gate transistor SGDTr of the non-selected NAND string NS is turned off (see FIG. 7) while the selection gate transistor SGDTr of the selected NAND string NS is kept in the on state (see FIG. 6). As a result, the cell channel region of the unselected NAND string NS shown in FIG. 7 is in a floating state.

この状態のもとで、t4において、選択ブロックの全ワード線WLをVpass(例えば、10V)に昇圧する。このとき、図6に示す選択NANDストリングNSはビット線BL0と接続されているので、そのセルチャネル領域の電位が0Vに維持される。このとき、選択NANDストリングNS内のメモリセルMCは、全てオン状態となる。   Under this state, at t4, all word lines WL in the selected block are boosted to Vpass (for example, 10V). At this time, since the selected NAND string NS shown in FIG. 6 is connected to the bit line BL0, the potential of the cell channel region is maintained at 0V. At this time, all the memory cells MC in the selected NAND string NS are turned on.

一方、図7に示す非選択NANDストリングNSはビット線BL1と切断されているので、セルチャネル領域の電位がワード線WLとセルチャネル領域との容量カップリングによって上昇する。例えば、非選択NANDストリングNSのセルチャネル領域の電位は、7Vへ上昇する。   On the other hand, since the unselected NAND string NS shown in FIG. 7 is disconnected from the bit line BL1, the potential of the cell channel region rises due to capacitive coupling between the word line WL and the cell channel region. For example, the potential of the cell channel region of the unselected NAND string NS rises to 7V.

t5において、選択ワード線WLmをVpgm(例えば、20V)に昇圧させる。このとき、図6に示す選択NANDストリングNSでは、セルチャネル領域の電位はやはり0Vに維持されている。これにより、選択ワード線WLmと選択メモリセルMC0のチャネル領域との間にVpgmの電位差が印加され、フローティングゲートFGに電子が注入される。その結果、選択メモリセルMC0にデータ“0”が書き込まれる。   At t5, the selected word line WLm is boosted to Vpgm (for example, 20V). At this time, in the selected NAND string NS shown in FIG. 6, the potential of the cell channel region is still maintained at 0V. As a result, a potential difference of Vpgm is applied between the selected word line WLm and the channel region of the selected memory cell MC0, and electrons are injected into the floating gate FG. As a result, data “0” is written into the selected memory cell MC0.

一方、図7に示す非選択NANDストリングNSでは、セルチャネル領域の電位が上昇しているので、フローティングゲートFGに電子が注入されるほど大きな電位差が選択ワード線WLmとメモリセルMC1のセルチャネル領域との間に印加されない。その結果、非選択NANDストリングNSでは、データ“0”は書き込まれない。即ち、非選択NANDストリングNSでは、データが維持される。   On the other hand, in the non-selected NAND string NS shown in FIG. 7, since the potential of the cell channel region is increased, the larger the potential difference becomes as the electrons are injected into the floating gate FG, the cell channel region of the selected word line WLm and the memory cell MC1. Not applied between. As a result, data “0” is not written in the unselected NAND string NS. That is, data is maintained in the non-selected NAND string NS.

尚、図6において、Vpassが印加された非選択メモリセルはオン状態になる。しかし、書込みが実行されるほど大きな電圧差は、MC0以外の非選択メモリセルのコントロールゲートとチャネル領域との間には印加されない。選択ビット線BL0と選択メモリセルMC0との間の非選択メモリセルがオン状態になるため、選択ビット線BL0の電圧(接地電位)は、非選択メモリセルを通過して選択メモリセルMのドレインに印加され得る。   In FIG. 6, the unselected memory cell to which Vpass is applied is turned on. However, a voltage difference that is so large that writing is executed is not applied between the control gates of the non-selected memory cells other than MC0 and the channel region. Since the non-selected memory cell between the selected bit line BL0 and the selected memory cell MC0 is turned on, the voltage (ground potential) of the selected bit line BL0 passes through the non-selected memory cell and the drain of the selected memory cell M. Can be applied.

このような書込み動作を全ビット線に対して実行した場合、ロウデコーダRDと選択ビット線BL(選択メモリセルM)と間の距離が遠くなるに従い、選択ワード線WLmの立ち上がりが遅延する。   When such a write operation is executed for all bit lines, the rising of the selected word line WLm is delayed as the distance between the row decoder RD and the selected bit line BL (selected memory cell M) increases.

もし、全てのビット線BL0の電圧を従来どおり接地電位に固定した場合、選択メモリセルMがロウデコーダRD_Rに近いときには、書込み開始直後からプログラム電圧Vpgmがコントロールゲート(ワード線WL)とチャネルとの間に印加され得る。しかし、選択メモリセルMがロウデコーダRD_Rから遠くなると、書込み開始直後、プログラム電圧Vpgmよりも小さい電圧が、コントロールゲート(ワード線WL)とチャネルとの間に印加される。その結果、ロウデコーダRD_Rに近いメモリセルMには、データ“0”が充分に書き込まれるが、ロウデコーダRD_Rから遠いメモリセルMには、データ“0”が充分に書き込まれない場合が生じる。特に、書込み動作を高速に(短時間に)すると、この問題は顕著になる。   If the voltages of all the bit lines BL0 are fixed to the ground potential as before, when the selected memory cell M is close to the row decoder RD_R, the program voltage Vpgm is set between the control gate (word line WL) and the channel immediately after the start of writing. It can be applied in between. However, when the selected memory cell M is far from the row decoder RD_R, immediately after the start of writing, a voltage smaller than the program voltage Vpgm is applied between the control gate (word line WL) and the channel. As a result, data “0” is sufficiently written in the memory cell M close to the row decoder RD_R, but data “0” may not be sufficiently written in the memory cell M far from the row decoder RD_R. In particular, this problem becomes significant when the write operation is performed at high speed (in a short time).

本実施形態において、図8に示すように、電圧生成選択回路VGSCは、ロウデコーダRD_Rに近いビット線BLには接地電位を印加し、ロウデコーダRD_Rから遠いビット線BLには接地電位よりも高い電圧を印加する。   In this embodiment, as shown in FIG. 8, the voltage generation selection circuit VGSC applies a ground potential to the bit line BL close to the row decoder RD_R and is higher than the ground potential to the bit line BL far from the row decoder RD_R. Apply voltage.

図8は、データ“0”の書込み時における選択ワード線WLの電圧およびビット線BL0の電圧を示すグラフである。横軸は時間である。尚、ビット線BL0の電圧は、2種類だけ示しているが、n種類(nは2以上の偶数)にしてよい。この場合、電圧生成選択回路VGSCは、後述するように第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nを生成する。   FIG. 8 is a graph showing the voltage of the selected word line WL and the voltage of the bit line BL0 when data “0” is written. The horizontal axis is time. Although only two types of voltages of the bit line BL0 are shown, n types (n is an even number of 2 or more) may be used. In this case, the voltage generation selection circuit VGSC generates first to nth voltages Vsrc_1 to Vsrc_n as will be described later.

t=0は、書込み動作の開始時点(ライトイネーブルWEの活性化時点)を示す。実線がロウデコーダRD_Rに近いワード線WLm部分の電圧およびビット線BL0の電圧を示す。破線がロウデコーダRD_Rから遠いワード線WLm部分の電圧およびビット線BL0の電圧を示す。   t = 0 indicates the start time of the write operation (when the write enable WE is activated). The solid line indicates the voltage of the word line WLm portion close to the row decoder RD_R and the voltage of the bit line BL0. A broken line indicates the voltage of the word line WLm portion far from the row decoder RD_R and the voltage of the bit line BL0.

ロウデコーダRD_Rから遠いビット線BL0の電圧は0V以上のVblに設定する。Vblは、例えば、読出し時においてビット線BL0に印加される電圧(例えば、0.4V)であってもよい。これにより、ロウデコーダRD_Rとビット線BLとの間の距離によって生じる選択ワード線WLmとビット線BL0との間の電位差のばらつきを緩和することができる。   The voltage of the bit line BL0 far from the row decoder RD_R is set to Vbl of 0V or more. Vbl may be, for example, a voltage (for example, 0.4 V) applied to the bit line BL0 at the time of reading. As a result, variation in potential difference between the selected word line WLm and the bit line BL0 caused by the distance between the row decoder RD_R and the bit line BL can be reduced.

図9および図10は、電圧生成選択回路VGSCの内部構成を示す回路図である。図9は電圧生成回路VGCを示し、図10は電圧選択回路VSCを示す。   9 and 10 are circuit diagrams showing the internal configuration of the voltage generation selection circuit VGSC. FIG. 9 shows the voltage generation circuit VGC, and FIG. 10 shows the voltage selection circuit VSC.

電圧生成回路VGCは、第1の基準電圧源としての外部電源VDDと第2の基準電圧源としての接地電位との間に直列に接続された複数の抵抗Rを含む。定電流源CCが外部電源VDDから定電流Iを流す。接地電位外部電源VDDは、複数の抵抗Rによって分圧され、第1から第n(nは2以上の偶数)の電圧Vsrc_1〜Vsrc_nに変換される。k(1≦k≦n)が大きくなるに従って、第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nの電圧値は大きくなる。即ち、第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nは昇順に大きくなる。   The voltage generation circuit VGC includes a plurality of resistors R connected in series between an external power supply VDD as a first reference voltage source and a ground potential as a second reference voltage source. The constant current source CC supplies a constant current I from the external power supply VDD. The ground potential external power supply VDD is divided by a plurality of resistors R and converted into first to nth (n is an even number of 2 or more) voltages Vsrc_1 to Vsrc_n. As k (1 ≦ k ≦ n) increases, the voltage values of the first to n-th voltages Vsrc_1 to Vsrc_n increase. That is, the first to nth voltages Vsrc_1 to Vsrc_n increase in ascending order.

図10に示す電圧選択回路VSCは、選択ワード線WLmを指定するロウアドレスに基づいて、2つの入力のうち一方を出力する第1から第nのスイッチング素子SW1〜SWnを備えている。第1から第nのスイッチング素子SW1〜SWnの各々の一方の入力は、それぞれ第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nを昇順に受ける。第1から第nのスイッチング素子SW1〜SWnの各々の他方の入力は、それぞれ第nの電圧から第1の電圧Vsrc_n〜Vsrc_1を降順に受ける。即ち、第1のスイッチング素子SW1は、第1の電圧Vsrc_1および第nの電圧Vsrc_nを受け取り、第2のスイッチング素子SW2は、第2の電圧Vsrc_2および第n−1の電圧Vsrc_n−1を受け取り、第3のスイッチング素子SW3は、第3の電圧Vsrc_3および第n−2の電圧Vsrc_n−2を受け取る。これを同様に繰り返して、第nのスイッチング素子SWnは、第nの電圧Vsrc_nおよび第1の電圧Vsrc_1を受け取る。   The voltage selection circuit VSC shown in FIG. 10 includes first to n-th switching elements SW1 to SWn that output one of two inputs based on a row address designating a selected word line WLm. One input of each of the first to n-th switching elements SW1 to SWn receives the first to n-th voltages Vsrc_1 to Vsrc_n in ascending order, respectively. The other inputs of the first to n-th switching elements SW1 to SWn receive the first voltages Vsrc_n to Vsrc_1 in descending order from the n-th voltage, respectively. That is, the first switching element SW1 receives the first voltage Vsrc_1 and the nth voltage Vsrc_n, the second switching element SW2 receives the second voltage Vsrc_2 and the n−1th voltage Vsrc_n−1, The third switching element SW3 receives the third voltage Vsrc_3 and the (n-2) th voltage Vsrc_n-2. By repeating this similarly, the n-th switching element SWn receives the n-th voltage Vsrc_n and the first voltage Vsrc_1.

第1から第nのスイッチング素子SW1〜SWnは、2つの入力のうち一方をソースグランド電圧SRCGND_1〜SRCGND_nとして出力する。電圧SRCGND_1〜SRCGND_nは、データ“0”の書込み時にビット線BLに印加される電圧である。   The first to n-th switching elements SW1 to SWn output one of the two inputs as source ground voltages SRCGND_1 to SRCGND_n. The voltages SRCGND_1 to SRCGND_n are voltages applied to the bit line BL when data “0” is written.

電圧選択回路VSCは、第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nを電圧生成回路VGCから受け取り、ロウアドレスに基づいて、ロウデコーダRD_Rに近いビット線から、ロウデコーダRD_Rから遠いビット線に向かって順番に第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nをそれぞれ接続する。   The voltage selection circuit VSC receives the first to nth voltages Vsrc_1 to Vsrc_n from the voltage generation circuit VGC, and in order from the bit line close to the row decoder RD_R to the bit line far from the row decoder RD_R based on the row address. Are connected to first to nth voltages Vsrc_1 to Vsrc_n, respectively.

第1から第nのスイッチング素子SW1〜SWnは、それぞれ2つのCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)スイッチで構成されている。2つのCMOSスイッチは、ロウアドレスの最下位ビットROWADD<0>およびその反転信号ROWADDn<0>によって制御される。或るスイッチング素子内の2つのCMOSスイッチの一方が導通状態のときには、その他方が非導通状態となり、両者は相補関係を有する。   Each of the first to n-th switching elements SW1 to SWn is composed of two CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) switches. The two CMOS switches are controlled by the least significant bit ROWADD <0> of the row address and its inverted signal ROWADDn <0>. When one of the two CMOS switches in a switching element is in a conductive state, the other is in a non-conductive state, and the two have a complementary relationship.

図4に示すように、ロウデコーダRD_RおよびRD_Lは、メモリセルアレイMCAの両側に設けられている。例えば、10bitのロウアドレスが奇数(最下位ビットROWADD<0>が“0”)のときは右側のロウデコーダRD_Rを選択し、ロウアドレスが偶数(最下位ビットROWADD<0>が“1”)のときには左側のロウデコーダRD_Lを選択する。   As shown in FIG. 4, the row decoders RD_R and RD_L are provided on both sides of the memory cell array MCA. For example, when the 10-bit row address is odd (the least significant bit ROWADD <0> is “0”), the right row decoder RD_R is selected and the row address is even (the least significant bit ROWADD <0> is “1”). In this case, the left row decoder RD_L is selected.

ROWADD<0>が“0”(LOW)である場合、スイッチング素子SW1〜SWnは、それぞれ第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nを(昇順に)電圧SRCGND_1〜SRCGND_nとして出力する。ROWADD<0>が“1”(HIGH)である場合、スイッチング素子SW1〜SWnは、それぞれ第nから第1の電圧Vsrc_n〜Vsrc_1を(降順に)電圧SRCGND_1〜SRCGND_nとして出力する。   When ROWADD <0> is “0” (LOW), the switching elements SW1 to SWn respectively output the first to nth voltages Vsrc_1 to Vsrc_n (in ascending order) as voltages SRCGND_1 to SRCGND_n. When ROWADD <0> is “1” (HIGH), the switching elements SW1 to SWn output the nth to first voltages Vsrc_n to Vsrc_1 as the voltages SRCGND_1 to SRCGND_n (in descending order), respectively.

図11(A)および図11(B)は、電圧選択回路VSCとセンスアンプS/Aとの配置関係を示す図である。電圧選択回路VSCは、図11(A)に示すように、センスアンプS/Aの一方側から電圧SRCGND_1〜SRCGND_nを供給してもよい。代替的に、電圧選択回路VSCは、図11(B)に示すように、センスアンプS/Aの両側から電圧SRCGND_1〜SRCGND_nを供給してもよい。この場合、電圧選択回路VSCは、センスアンプS/Aの両側に半分に分割されて配置される。例えば、図10に示すスイッチング素子SW1〜SW(n/2)をセンスアンプS/Aの左側に配置し、スイッチング素子SW(n/2+1)〜SWnをセンスアンプS/Aの右側に配置すればよい。   FIGS. 11A and 11B are diagrams showing an arrangement relationship between the voltage selection circuit VSC and the sense amplifier S / A. As shown in FIG. 11A, the voltage selection circuit VSC may supply the voltages SRCGND_1 to SRCGND_n from one side of the sense amplifier S / A. Alternatively, the voltage selection circuit VSC may supply the voltages SRCGND_1 to SRCGND_n from both sides of the sense amplifier S / A, as shown in FIG. In this case, the voltage selection circuit VSC is divided and arranged in half on both sides of the sense amplifier S / A. For example, if the switching elements SW1 to SW (n / 2) shown in FIG. 10 are arranged on the left side of the sense amplifier S / A and the switching elements SW (n / 2 + 1) to SWn are arranged on the right side of the sense amplifier S / A. Good.

電圧SRCGND_1〜SRCGND_nは、それぞれ個々のビット線BLに対応して設けられていてもよい。代替的に、電圧SRCGND_1〜SRCGND_nは、それぞれ複数のビット線BL(例えば、書込みブロックごと)に対応して設けられていてもよい。   The voltages SRCGND_1 to SRCGND_n may be provided corresponding to each individual bit line BL. Alternatively, the voltages SRCGND_1 to SRCGND_n may be provided corresponding to a plurality of bit lines BL (for example, for each write block).

図12は、センスアンプS/Aの内部構成の一例を示す回路図である。電圧SRCGND_1〜SRCGND_nは、トランジスタT1を介して対応するビット線BLに接続されている。高レベル電位の外部電源VDDは、トランジスタT2を介して、ビット線BLに接続されている。ラッチ回路LCは、BUSから入力した書込みデータをノードLATに格納する。   FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the sense amplifier S / A. The voltages SRCGND_1 to SRCGND_n are connected to the corresponding bit line BL via the transistor T1. The external power supply VDD having a high level potential is connected to the bit line BL via the transistor T2. The latch circuit LC stores the write data input from the BUS in the node LAT.

トランジスタT1およびT2は、ラッチ回路LCにラッチされたデータに応じて動作する。例えば、ラッチ回路LCに格納されたデータが“1”である場合、即ち、ノードLATが論理ハイである場合、ノードINVが論理ロウになる。よって、トランジスタT1は非導通状態となり、トランジスタT2が導通状態となる。これにより、電源VDDがビット線BLに接続されデータ“1”がメモリセルMに書き込まれる。   The transistors T1 and T2 operate according to the data latched by the latch circuit LC. For example, when the data stored in the latch circuit LC is “1”, that is, when the node LAT is logic high, the node INV becomes logic low. Therefore, the transistor T1 is turned off and the transistor T2 is turned on. As a result, the power supply VDD is connected to the bit line BL, and data “1” is written into the memory cell M.

逆に、ラッチ回路LCに格納されたデータが“0”である場合、即ち、ノードLATが論理ロウである場合、ノードINVが論理ハイになる。よって、トランジスタT1は導通状態となり、トランジスタT2が非導通状態となる。これにより、電圧RCGND_1〜SRCGND_nがビット線BLに接続されデータ“0”がメモリセルMに書き込まれる。このとき、上述の電圧生成選択回路VGSCがロウデコーダRD_Rとビット線BLとの距離に応じて、電圧RCGND_1〜SRCGND_nを決定する。   On the contrary, when the data stored in the latch circuit LC is “0”, that is, when the node LAT is logic low, the node INV becomes logic high. Accordingly, the transistor T1 is turned on and the transistor T2 is turned off. As a result, the voltages RCGND_1 to SRCGND_n are connected to the bit line BL, and data “0” is written to the memory cell M. At this time, the voltage generation selection circuit VGSC described above determines the voltages RCGND_1 to SRCGND_n according to the distance between the row decoder RD_R and the bit line BL.

以上の構成により、ロウデコーダRD_Rを駆動する場合には、電圧選択回路VSCは、メモリセルアレイMCAの左側のビット線BLからその右側のビット線BLに向かって高くなるように順番に第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nをビット線BLに接続する。逆に、ロウデコーダRD_Lを駆動する場合には、電圧選択回路VSCは、メモリセルアレイMCAの右側のビット線BLからその左側のビット線BLに向かって高くなるように順番に第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nをビット線BLに接続する。   With the above configuration, when driving the row decoder RD_R, the voltage selection circuit VSC sequentially increases from the first bit line BL toward the right bit line BL from the left bit line BL of the memory cell array MCA. n voltages Vsrc_1 to Vsrc_n are connected to the bit line BL. On the other hand, when driving the row decoder RD_L, the voltage selection circuit VSC sequentially increases from the first bit line BL to the left bit line BL from the right bit line BL of the memory cell array MCA. The voltages Vsrc_1 to Vsrc_n are connected to the bit line BL.

本実施形態によれば、データ書込み時におけるワード線WLの電圧の立ち上がりの遅延を考慮して、選択メモリセルとロウデコーダRDとの距離に応じて、ビット線BLの電位レベルを変更することができる。これにより、ロウデコーダRDとビット線BLとの間の距離による選択ワード線WLmとビット線BL0との間の電位差のばらつきを緩和することができる。その結果、ワード線の抵抗が上昇して立ち上がりの遅延が顕著になっても、メモリセルMの閾値分布の広がり(ばらつき)を抑制することができる。   According to the present embodiment, the potential level of the bit line BL can be changed in accordance with the distance between the selected memory cell and the row decoder RD in consideration of the rise of the voltage of the word line WL during data writing. it can. Thereby, variation in potential difference between the selected word line WLm and the bit line BL0 due to the distance between the row decoder RD and the bit line BL can be reduced. As a result, even if the resistance of the word line increases and the rise delay becomes significant, the spread (variation) of the threshold distribution of the memory cell M can be suppressed.

nが最小値2である場合、図9の抵抗Rは1つあれば足りる。図10のスイッチング素子は2つ(SW1、SW2)あれば足りる。従って、書込み時のビット線BL電圧は、SRCGND_1およびSRCGND_2の2種類となる。この場合、電圧生成選択回路VGSCは、複数のビット線BLをロウデコーダRDに近い側と遠い側との2つに分割して電圧を制御する。このように、nが小さい場合、電圧生成選択回路VGSCの回路規模を小さくすることができる。   When n is the minimum value 2, one resistor R in FIG. 9 is sufficient. Two switching elements (SW1 and SW2) in FIG. 10 are sufficient. Therefore, there are two types of bit line BL voltages at the time of writing, SRCGND_1 and SRCGND_2. In this case, the voltage generation selection circuit VGSC controls the voltage by dividing the plurality of bit lines BL into two, a side closer to the row decoder RD and a side far from the row decoder RD. Thus, when n is small, the circuit scale of the voltage generation selection circuit VGSC can be reduced.

(第2の実施形態)
図13(A)および図13(B)は、第2の実施形態におけるセンスアンプS/Aおよび電圧選択回路VSCの構成図である。第2の実施形態では、ソースグランド電圧SRCGND_1〜SRCGND_nを伝達する配線間に短絡スイッチSW1〜SW(n−1)が設けられている。短絡スイッチSW1〜SW(n−1)は、第1の制御信号としての信号Saによって制御される。信号Saは、メモリセルMへデータの書込みを許可する書込みイネーブル信号WEの活性化から所定時間t1の経過後に、活性化される信号である。
(Second Embodiment)
FIGS. 13A and 13B are configuration diagrams of the sense amplifier S / A and the voltage selection circuit VSC in the second embodiment. In the second embodiment, short-circuit switches SW1 to SW (n−1) are provided between wires that transmit the source ground voltages SRCGND_1 to SRCGND_n. The short-circuit switches SW1 to SW (n−1) are controlled by a signal Sa as a first control signal. The signal Sa is a signal that is activated after a predetermined time t1 has elapsed since the activation of the write enable signal WE that permits data writing to the memory cell M.

短絡スイッチSW1〜SW(n−1)は、センスアンプS/A内のシャント領域に配置される。シャント領域は、選択ゲートSGD、SGSおよびソース線SRCをそれより上層の低抵抗金属配線(図示せず)に接続するために設けられた領域である。これにより、チップサイズを増大させることなく、短絡スイッチSW1〜SW(n−1)を設けることができる。   The short-circuit switches SW1 to SW (n−1) are arranged in the shunt region in the sense amplifier S / A. The shunt region is a region provided for connecting the select gates SGD and SGS and the source line SRC to a lower-resistance metal wiring (not shown) above it. Thereby, the short-circuit switches SW1 to SW (n-1) can be provided without increasing the chip size.

図14は、第2の実施形態における電圧生成回路VGCの構成を示す回路図である。この電圧生成回路VGCは、外部電圧源VDDと接地電位との間に直列に接続された複数の抵抗Rと、外部電圧源VDDと複数の抵抗Rとの間に接続された電源スイッチSWpとを備えている。電源スイッチSWpは、第1の制御信号Saと逆論理の第2の制御信号Sanによって制御される。電源スイッチSWpは、外部電圧源VDD(定電流源CC)と抵抗Rとの間を接続または切断することができる。電源スイッチSWpが非導通状態となることによって、外部電圧源VDDを抵抗Rから切断すると、第1から第nの電圧Vsrc_1〜Vsrc_nは、全て接地電位となる。   FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of the voltage generation circuit VGC in the second embodiment. The voltage generation circuit VGC includes a plurality of resistors R connected in series between the external voltage source VDD and the ground potential, and a power switch SWp connected between the external voltage source VDD and the plurality of resistors R. I have. The power switch SWp is controlled by a second control signal San having a logic opposite to that of the first control signal Sa. The power switch SWp can connect or disconnect between the external voltage source VDD (constant current source CC) and the resistor R. If the external voltage source VDD is disconnected from the resistor R by turning off the power switch SWp, the first to nth voltages Vsrc_1 to Vsrc_n all become the ground potential.

図15は、制御信号Saを生成する制御信号生成回路SCGの構成図である。制御信号生成回路SCGは、複数のインバータ回路を直列に接続して構成されている。制御信号生成回路SCGは、書込みイネーブル信号WEを受け、これを複数のインバータ回路によって遅延させてから制御信号Saとして出力する。即ち、制御信号生成回路SCGは、遅延回路で構成されている。   FIG. 15 is a configuration diagram of the control signal generation circuit SCG that generates the control signal Sa. The control signal generation circuit SCG is configured by connecting a plurality of inverter circuits in series. The control signal generation circuit SCG receives the write enable signal WE, delays the write enable signal WE by a plurality of inverter circuits, and outputs the delayed signal as the control signal Sa. That is, the control signal generation circuit SCG is configured by a delay circuit.

制御信号Saは、書込み開始(書込みイネーブル信号WEの活性化)時点から所定時間t1だけ経過した後に活性化される。制御信号Saが活性化されると(制御信号Sanが不活性化されると)、図13に示す短絡スイッチSW1〜SW(n−1)が導通状態になり、図14に示す電源スイッチSWpが非導通状態になる。その結果、電圧SRCGND_1〜SRCGND_nは、全て短絡され、接地電位(0V)になる。   The control signal Sa is activated after a predetermined time t1 has elapsed since the start of writing (activation of the write enable signal WE). When the control signal Sa is activated (when the control signal San is deactivated), the short-circuit switches SW1 to SW (n−1) shown in FIG. 13 are turned on, and the power switch SWp shown in FIG. Non-conducting state. As a result, the voltages SRCGND_1 to SRCGND_n are all short-circuited and become the ground potential (0 V).

第2の実施形態のその他の構成は、第1の実施形態の構成と同様でよい。   Other configurations of the second embodiment may be the same as those of the first embodiment.

図16は、データ“0”の書込み時における選択ワード線WLmの電圧およびビット線BL0の電圧を示すグラフである。0〜t1における選択ワード線WLmおよびビット線BL0の動作は、図8に示すそれらの動作と同様である。   FIG. 16 is a graph showing the voltage of the selected word line WLm and the voltage of the bit line BL0 when data “0” is written. The operations of the selected word line WLm and the bit line BL0 from 0 to t1 are the same as those operations shown in FIG.

t1において、制御信号Saが活性化されることによって、電圧SRCGND_1〜SRCGND_nは全て接地電位(0V)になる。書込み開始当初は、ロウデコーダに近いワード線WLm部分の電圧とロウデコーダから遠いワード線WLm部分の電圧との差が大きいが、その後、時間の経過と共に、ロウデコーダから遠いワード線WLm部分の電圧は、プログラム電圧Vpgmに接近する。ワード線WLm部分の電圧差がΔVよりも小さくなると、ロウデコーダRD_R(またはRD_L)に近いビット線BLの電圧をVblに立ち上げておく必要が無くなる。従って、ワード線WLm部分の電圧差がΔVよりも小さくなった時点t1において、短絡スイッチSW1〜SW(n−1)が全ビット線BLの電圧を短絡させ、かつ、電源スイッチSWpが全ビット線BLの電圧を接地電位に固定する。ΔVは、0〜Vblの範囲の任意の電圧でよい。時点t1は、ΔVの値に応じて設定される。   At t1, the control signal Sa is activated, so that the voltages SRCGND_1 to SRCGND_n all become the ground potential (0 V). At the beginning of writing, the difference between the voltage of the word line WLm near the row decoder and the voltage of the word line WLm far from the row decoder is large, but thereafter, the voltage of the word line WLm far from the row decoder with time. Approaches the program voltage Vpgm. When the voltage difference in the word line WLm portion becomes smaller than ΔV, it is not necessary to raise the voltage of the bit line BL close to the row decoder RD_R (or RD_L) to Vbl. Accordingly, at time t1 when the voltage difference in the word line WLm portion becomes smaller than ΔV, the short-circuit switches SW1 to SW (n−1) short-circuit the voltages of all the bit lines BL, and the power switch SWp is connected to all the bit lines. The voltage of BL is fixed to the ground potential. ΔV may be any voltage in the range of 0 to Vbl. The time point t1 is set according to the value of ΔV.

このような構成および動作によって、選択ワード線WLmとビット線BL0との電位差のばらつきはさらに抑制され得る。その結果、メモリセルMの閾値分布の広がりをさらに狭くすることができる。また、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   With such a configuration and operation, variation in potential difference between the selected word line WLm and the bit line BL0 can be further suppressed. As a result, the spread of the threshold distribution of the memory cell M can be further narrowed. Further, the second embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.

MCA…メモリセルアレイ、RD…ロウデコーダ、VGSC…電圧生成選択回路、VGC…電圧生成回路、VSC…電圧選択回路、BL…ビット線、WL…ワード線、M…メモリセル、Vpgm…プログラム電圧、R…抵抗、CC…定電流源、SW1〜SWn…スイッチング素子、SWs1〜SWs(n−1)…短絡スイッチ、SWp…電源スイッチ、CSG…制御信号生成回路 MCA ... memory cell array, RD ... row decoder, VGSC ... voltage generation selection circuit, VGC ... voltage generation circuit, VSC ... voltage selection circuit, BL ... bit line, WL ... word line, M ... memory cell, Vpgm ... program voltage, R ... Resistance, CC ... Constant current source, SW1 to SWn ... Switching element, SWs1 to SWs (n-1) ... Short-circuit switch, SWp ... Power switch, CSG ... Control signal generation circuit

Claims (5)

第1の方向に延伸する複数のワード線と、
前記第1の方向と交差する第2の方向に延伸する複数のビット線と、
前記ワード線と前記ビット線との交点に対応して設けられた複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記複数のワード線のうち選択されたワード線を駆動するロウデコーダと、
前記ビット線を介して前記メモリセルのデータを検出するセンスアンプと、
電圧が昇順に大きくなる第1から第n(nは2以上の偶数)の電圧を生成する電圧生成部と、
前記メモリセルへのデータ書込み時に、前記ワード線のいずれかを指定するロウアドレスに基づいて、前記ロウデコーダに近い前記ビット線から、該ロウデコーダから遠い前記ビット線に向かって順番に前記第1から前記第nの電圧をそれぞれ接続する電圧選択部とを備えた半導体記憶装置。
A plurality of word lines extending in a first direction;
A plurality of bit lines extending in a second direction intersecting the first direction;
A memory cell array including a plurality of memory cells provided corresponding to the intersections of the word lines and the bit lines;
A row decoder for driving a selected word line among the plurality of word lines;
A sense amplifier for detecting data of the memory cell via the bit line;
A voltage generator that generates first to nth (n is an even number of 2 or more) voltages that increase in ascending order;
At the time of data writing to the memory cell, based on a row address designating any one of the word lines, the first bit line in order from the bit line close to the row decoder to the bit line far from the row decoder. To a voltage selection section for connecting the nth voltage respectively.
少なくとも2つの前記ロウデコーダが前記メモリセルアレイの両側に設けられており、
前記複数のワード線は、それぞれ前記2つのロウデコーダから延伸しており、
前記ロウアドレスは、前記メモリセルアレイのいずれの側の前記ロウデコーダを選択するかを決定し、
前記電圧選択部は、前記ロウアドレスによって選択された側の前記ロウデコーダに近い前記ビット線から、該ロウデコーダから遠い前記ビット線に向かって順番に前記第1から前記第nの電圧をそれぞれ接続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。
At least two of the row decoders are provided on both sides of the memory cell array;
The plurality of word lines extend from the two row decoders, respectively.
The row address determines which side of the memory cell array the row decoder is selected,
The voltage selection unit connects the first to nth voltages in order from the bit line close to the row decoder on the side selected by the row address to the bit line far from the row decoder. The semiconductor memory device according to claim 1.
前記電圧選択部は、前記ロウアドレスに基づいて、2つの入力のうち一方を出力する第1から第nのスイッチング素子を備え、
前記第1から第nのスイッチング素子の各々の一方の入力は、それぞれ前記第1の電圧から前記第nの電圧を受け、
前記第1から第nのスイッチング素子の各々の他方の入力は、それぞれ前記第nの電圧から前記第1の電圧を受けることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。
The voltage selection unit includes first to n-th switching elements that output one of two inputs based on the row address,
One input of each of the first to nth switching elements receives the nth voltage from the first voltage, respectively.
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the other input of each of the first to n-th switching elements receives the first voltage from the n-th voltage, respectively.
前記第1の電圧から前記第nの電圧を伝達する配線を電気的に短絡する複数の短絡スイッチと、
前記メモリセルへデータの書込みを許可する書込みイネーブル信号の活性化から所定時間の経過後に、前記複数の短絡スイッチを制御するための第1の制御信号を活性化する制御信号生成部とを備え、
前記短絡スイッチは、前記第1の制御信号の活性化によって導通状態になることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体記憶装置。
A plurality of short-circuit switches for electrically short-circuiting the wiring for transmitting the n-th voltage from the first voltage;
A control signal generation unit that activates a first control signal for controlling the plurality of short-circuit switches after a predetermined time has elapsed since activation of a write enable signal that permits writing of data to the memory cell;
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the short-circuit switch is turned on when the first control signal is activated. 5.
前記電圧生成部は、第1の基準電圧源と第2の基準電圧源との間に直列に接続された複数の抵抗と、前記第1の基準電圧源と前記複数の抵抗との間に接続され、前記第1の制御信号と逆論理の第2の制御信号によって制御される電源スイッチとを備え、
前記電源スイッチは、前記第2の制御信号の不活性化によって非導通状態になることを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
The voltage generator is connected between a plurality of resistors connected in series between a first reference voltage source and a second reference voltage source, and between the first reference voltage source and the plurality of resistors. A power switch controlled by a second control signal having an opposite logic to the first control signal,
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the power switch is brought into a non-conducting state by inactivation of the second control signal.
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