JP2011151404A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which is capable of reducing a chip area or increasing the speed of sense operation by reducing the difference between delay times of outputs from a regular cell (16) and a reference cell (26) to a sense amplifier (30). <P>SOLUTION: The semiconductor device includes: regular cells (16) which are disposed in a regular sector (10) and are connected to word lines (14); a plurality of reference cells (26) which are used when data is read out from the regular sector (10); a reference word cell (24) to which the plurality of reference cells are connected; and a dummy word line (25) disposed adjacent to the reference word line. One of the plurality of reference cells (26) is selected in accordance with a word line distance of the regular cell (16) from which data is read out. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、半導体記憶装置を有する半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a semiconductor memory device.

半導体記憶装置においては、レファレンスセルとレギュラセルのデータを比較し、レギュラセルからデータの読み取りを行うタイプのものがある。図1を用いフラシュメモリを例に説明する。   Some semiconductor memory devices compare the data in the reference cell and the regular cell and read the data from the regular cell. A flash memory will be described as an example with reference to FIG.

図1は従来のフラッシュメモリのメモリセル周辺のブロック図である。レギュラセクタ10にはレギュラセル16が配置されている。レギュラセルの中のレギュラセル16a、16bおよび16cにはワードドライバ12に接続するワードライン14a、14bおよび14cと、センスアンプ30に接続するビットライン18とが接続されている。レファレンスセル26はレファレンスセクタ20に配置される。レファレンスセル26はレファレンスワードドライバ22に接続するワードライン24とセンスアンプ30に接続する接続ライン32とが接続されている。   FIG. 1 is a block diagram around a memory cell of a conventional flash memory. A regular cell 16 is arranged in the regular sector 10. Word lines 14a, 14b and 14c connected to the word driver 12 and a bit line 18 connected to the sense amplifier 30 are connected to the regular cells 16a, 16b and 16c in the regular cells. The reference cell 26 is arranged in the reference sector 20. The reference cell 26 is connected to a word line 24 connected to the reference word driver 22 and a connection line 32 connected to the sense amplifier 30.

レギュラセル16aを例に、データの読み出しについて説明する。ワードドライバ12より、例えばレギュラセル16aに接続されたワードライン14aが選択される。レギュラセル16a接続されたビットライン18が選択される。センスアンプ30は、レギュラセル16aとレファレンスセル26の閾値電圧を比較する。これにより、レギュラセル16aが「0」か「1」かの読み出しを行う。   Data reading will be described by taking the regular cell 16a as an example. For example, the word line 14a connected to the regular cell 16a is selected by the word driver 12. The bit line 18 connected to the regular cell 16a is selected. The sense amplifier 30 compares the threshold voltages of the regular cell 16a and the reference cell 26. As a result, the regular cell 16a is read as “0” or “1”.

なお、本明細書および特許請求の範囲においては、ワードドライバ12から各レギュラセル16へのワードライン14の距離をレギュラセル16の有するワードライン距離とする。また、レファレンスワードドライバ22から各レファレンスセル26へのレファレンスワードラインの距離をレファレンスセル26の有するレファレンスワードライン距離とする。   In the present specification and claims, the distance of the word line 14 from the word driver 12 to each regular cell 16 is defined as the word line distance of the regular cell 16. Further, the distance of the reference word line from the reference word driver 22 to each reference cell 26 is the reference word line distance of the reference cell 26.

レファレンスセルを複数配置する半導体記憶装置として、特許文献1には、センスアンプまでの抵抗、容量の異なるレファレンスセルを複数配置する半導体装置が開示されている。特許文献2には、レギュラセルの近くにレファレンスセルを配置する半導体装置が開示されている。   As a semiconductor memory device in which a plurality of reference cells are arranged, Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which a plurality of reference cells having different resistances and capacities up to a sense amplifier are arranged. Patent Document 2 discloses a semiconductor device in which a reference cell is arranged near a regular cell.

特開平9−270195号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-270195 特開平10−11985号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-11985

従来技術において、チップ面積縮小のためワードドライバ12はレギュラセクタ10の片側に配置される。また、チップ面積縮小のためワードライン14の1本に接続されるレギュラセル16の数が多くなる。このように、チップ面積縮小を達成しようとすると、ワードライン14の長さは長くなる。これにより、以下のような課題が発生する。   In the prior art, the word driver 12 is arranged on one side of the regular sector 10 for chip area reduction. Further, the number of regular cells 16 connected to one of the word lines 14 is increased to reduce the chip area. In this way, the length of the word line 14 becomes long when trying to achieve the chip area reduction. As a result, the following problems occur.

図1において、ワードライン距離La、Lb,Lcが異なるレギュラセル16a、16bおよび16cを用い説明するワードライン14の長さが長くなると、ワードライン距離La、LbおよびLcの差が大きくなる。そうすると、レギュラセル16に付加されるワードライン14の抵抗、容量の差も大きくなってしまう。これにより、各レギュラセル16a、16bおよび16cからセンスアンプ30への出力の遅延時間が異なってしまう。   In FIG. 1, when the length of the word line 14 described using the regular cells 16a, 16b and 16c having different word line distances La, Lb and Lc is increased, the difference between the word line distances La, Lb and Lc is increased. As a result, the difference in resistance and capacitance of the word line 14 added to the regular cell 16 also increases. As a result, delay times of outputs from the regular cells 16a, 16b and 16c to the sense amplifier 30 are different.

例えば、レファレンスセル26からセンスアンプ30への出力の遅延時間がレギュラセル16bとほぼ同じになるように設定されている場合を考える。この場合、レギュラセル16aのセンスアンプ30への出力の遅延時間は、レファレンスセル26より早くなる。一方、レギュラセル16cのセンスアンプ30への出力の遅延時間は、レファレンスセル26より遅くなる。このように、各レギュラセル16により遅延時間が異なると、センスアンプ30の動作マージンがなく動作が不安定になってしまう。これを防ぐためには、ワードライン14に接続するレギュラセルの数を制限する。または、センスアンプ30の動作時間を長くすることが必要である。すなわち、チップ面積の縮小化とセンス動作の高速化を両立することが困難である。   For example, consider the case where the delay time of the output from the reference cell 26 to the sense amplifier 30 is set to be substantially the same as that of the regular cell 16b. In this case, the delay time of the output of the regular cell 16 a to the sense amplifier 30 is earlier than that of the reference cell 26. On the other hand, the delay time of the output of the regular cell 16 c to the sense amplifier 30 is later than that of the reference cell 26. As described above, when the delay time is different for each regular cell 16, there is no operation margin of the sense amplifier 30 and the operation becomes unstable. In order to prevent this, the number of regular cells connected to the word line 14 is limited. Alternatively, it is necessary to increase the operation time of the sense amplifier 30. That is, it is difficult to achieve both a reduction in chip area and a high speed sensing operation.

本発明は、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくし、チップ面積の縮小化またはセンス動作の高速化が可能な半導体装置を提供することは目的とする。   It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of reducing the difference in delay time between the output of a regular cell and a reference cell to a sense amplifier and reducing the chip area or speeding up the sensing operation.

本発明は、レギュラセクタ内に配置され、ワードラインに接続されたレギュラセルと、前記レギュラセルからデータを読み出す際使用するレファレンスセルと、前記レファレンスセルに接続されたレファレンスワードラインと、前記レファレンスワードラインの横に配置されたダミーワードラインと、を具備する半導体装置である。本発明によれば、レファレンスワードラインの横にダミーワードラインを設けることで、レギュラセクタ内の隣接するワードライン間の容量に相当する容量を、ダミーワードラインとレファレンスワードラインの間に設けることができる。これにより、レファレンスワードラインに付加される容量が、ワードラインの容量に近くなる。これにより、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくできる。よって、チップ面積の縮小化またはセンス動作の高速化が可能な半導体装置を提供することができる。   The present invention provides a regular cell disposed in a regular sector and connected to a word line, a reference cell used when reading data from the regular cell, a reference word line connected to the reference cell, and the reference word And a dummy word line disposed beside the line. According to the present invention, by providing a dummy word line beside the reference word line, a capacity corresponding to the capacity between adjacent word lines in the regular sector can be provided between the dummy word line and the reference word line. it can. As a result, the capacity added to the reference word line becomes close to the capacity of the word line. Thereby, the difference in the delay time of the output to the sense amplifier of a regular cell and a reference cell can be made small. Therefore, a semiconductor device capable of reducing the chip area or speeding up the sensing operation can be provided.

本発明は、前記ダミーワードラインが固定電源に接続された半導体装置とすることができる。本発明によれば、レファレンスワードラインに付加される容量を、よりワードラインの容量に近くすることができる。   The present invention can be a semiconductor device in which the dummy word line is connected to a fixed power source. According to the present invention, the capacity added to the reference word line can be made closer to the capacity of the word line.

本発明は、前記レファレンスワードラインと前記ダミーワードラインの間隔は、前記レギュラセクタ内の隣接する前記ワードラインの間隔と概同じである半導体装置とすることができる。本発明によれば、レファレンスワードラインに付加される容量を、よりワードラインの容量に近くすることができる。   The present invention may be a semiconductor device in which an interval between the reference word line and the dummy word line is substantially the same as an interval between adjacent word lines in the regular sector. According to the present invention, the capacity added to the reference word line can be made closer to the capacity of the word line.

本発明は、複数の前記レファレンスセルを具備し、データを読み出す前記レギュラセルの有するワードライン距離に応じ、前記複数のレファレンスセルのうち1つが選択される半導体装置とすることができる。本発明によれば、データを読み出すレギュラセルの有するワードライン距離に応じ、複数のレファレンスセルのうち1つを選択することにより、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくできる。   The present invention may be a semiconductor device that includes a plurality of the reference cells and selects one of the plurality of reference cells according to the word line distance of the regular cell from which data is read. According to the present invention, by selecting one of a plurality of reference cells according to the word line distance of a regular cell from which data is read, the difference in delay time between the output of the regular cell and the reference cell to the sense amplifier is reduced. Can be small.

本発明は、レファレンスセルは、それぞれ異なるレファレンスワードライン距離を有する半導体装置とすることができる。本発明によれば、ワードライン距離に対応するレファレンスワードライン距離を有するレファレンスセルを選択することができる。これにより、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差をより小さくできる。   According to the present invention, the reference cells can be semiconductor devices having different reference word line distances. According to the present invention, it is possible to select a reference cell having a reference word line distance corresponding to the word line distance. Thereby, the difference of the delay time of the output to the sense amplifier of a regular cell and a reference cell can be made smaller.

本発明は、データを読み出される前記レギュラセルと、選択された前記レファレンスセルとに接続したセンスアンプを具備する半導体装置とすることができる。本発明によれば、データを読み出されるレギュラセルと、対応するレファレンスセルとを、センスアンプに接続することにより、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくできる。   The present invention can be a semiconductor device including a sense amplifier connected to the regular cell from which data is read and the selected reference cell. According to the present invention, by connecting the regular cell from which data is read and the corresponding reference cell to the sense amplifier, the difference in the delay time of the output from the regular cell to the sense amplifier can be reduced.

本発明は、前記レギュラセルの複数のサブセクタを具備し、各サブセクタ内の前記レギュラセルに接続する前記センスアンプは、同一のレファレンスセルに接続された半導体装置とすることができる。また、本発明は、前記ワードラインの距離に応じ前記レファレンスセルを選択し、前記センスアンプに接続する選択回路を具備する半導体装置とすることができる。本発明によれば、データを読み出されるレギュラセルと、対応するレファレンスセルとを、確実にセンスアンプに接続することができる。   The present invention may be a semiconductor device that includes a plurality of sub-sectors of the regular cell, and the sense amplifier connected to the regular cell in each sub-sector is connected to the same reference cell. Furthermore, the present invention can be a semiconductor device including a selection circuit that selects the reference cell according to the distance of the word line and connects to the sense amplifier. According to the present invention, the regular cell from which data is read and the corresponding reference cell can be reliably connected to the sense amplifier.

本発明は、前記レファレンスワードドライバは前記ワードドライバに隣接して配置された半導体装置とすることができる。本発明によれば、レファレンスワードドライバとワードドライバはともに昇圧回路の近くに配置できる。これにより、レギュラセルと、レファレンスセルのへの出力をほぼ同じタイミングで行うことができる。よって、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくできる。   The present invention may be a semiconductor device in which the reference word driver is disposed adjacent to the word driver. According to the present invention, both the reference word driver and the word driver can be arranged near the booster circuit. Thereby, the output to a regular cell and a reference cell can be performed at substantially the same timing. Therefore, the difference in output delay time between the regular cell and the reference cell to the sense amplifier can be reduced.

本発明は、前記レギュラセルは複数のビットを記憶するセルであり、各レファレンスセルはそれぞれ複数のサブレファレンスセルを有する半導体装置とすることができる。本発明によれば、セルの微妙な閾値電圧の差でデータを読み出すことが求められている複数のビットを記憶するセルを有する半導体装置において、チップ面積の縮小化またはセンス動作の高速化を可能とすることができる。   In the present invention, the regular cell may be a cell that stores a plurality of bits, and each reference cell may be a semiconductor device having a plurality of sub-reference cells. According to the present invention, it is possible to reduce the chip area or speed up the sensing operation in a semiconductor device having a cell that stores a plurality of bits that are required to read data with a subtle threshold voltage difference between the cells. It can be.

本発明は、同一のレファレンスセルに属するサブレファレンスセルは、同じ前記レファレンスワードラインに接続された半導体装置とすることができる。また、本発明は、同一のレファレンスセルに属する前記複数のサブレファレンスセルは、それぞれ異なる前記レファレンスワードラインに接続された半導体装置とすることができる。本発明によれば、同一のレファレンスセルに属する前記複数のサブレファレンスセルからセンスアンプへの出力の遅延時間を概同じとすることができる。   According to the present invention, the sub-reference cells belonging to the same reference cell can be semiconductor devices connected to the same reference word line. In the present invention, the plurality of sub-reference cells belonging to the same reference cell may be a semiconductor device connected to the different reference word lines. According to the present invention, output delay times from the plurality of sub-reference cells belonging to the same reference cell to the sense amplifier can be made substantially the same.

本発明は、前記レギュラセルはフラッシュメモリセルである半導体装置とすることができる。本発明によれば、ワードライン距離による出力の遅延が大きいフラシュメモリにおいて、チップ面積の縮小化またはセンス動作を高速化することができる。   The present invention may be a semiconductor device in which the regular cell is a flash memory cell. According to the present invention, it is possible to reduce the chip area or speed up the sensing operation in a flash memory having a large output delay due to the word line distance.

本発明によれば、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくし、チップ面積の縮小化またはセンス動作の高速化が可能な半導体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 device capable of reducing the difference in delay time between the output of the regular cell and the reference cell to the sense amplifier and reducing the chip area or speeding up the sensing operation.

図1は、従来のフラッシュメモリのレギュラセクタ周辺のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram around a regular sector of a conventional flash memory. 図2は、実施例1に係るフラッシュメモリのブロック図であり、図2(a)はレギュラセクタ周辺の図であり、図2(b)はレファレンスセクタ周辺の図である。FIG. 2 is a block diagram of the flash memory according to the first embodiment. FIG. 2A is a diagram around the regular sector, and FIG. 2B is a diagram around the reference sector. 図3は、フラッシュメモリのレギュラセルおよびレファレンスセルを構成するトランジスタのワードラインの幅方向の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the width direction of the word lines of the transistors constituting the regular cell and reference cell of the flash memory. 図4は、実施例1に係るフラッシュメモリのレファレンスセルの選択方法を説明するためのレギュラセクタ周辺のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of the periphery of the regular sector for explaining a reference cell selection method of the flash memory according to the first embodiment. 図5は、実施例1の変形例に係るフラッシュメモリのレギュラセクタ周辺のブロック図であり、レファレンスセルの選択方法を説明するための図である。FIG. 5 is a block diagram around a regular sector of a flash memory according to a modification of the first embodiment, and is a diagram for explaining a method of selecting a reference cell. 図6は、実施例2に係るフラッシュメモリのレギュラセクタ周辺のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram around the regular sector of the flash memory according to the second embodiment. 図7は、実施例2に係るフラッシュメモリの選択回路およびレファレンスセクタを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a selection circuit and a reference sector of the flash memory according to the second embodiment. 図8は、実施例2に係るフラッシュメモリのレファレンスセクタを説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a reference sector of the flash memory according to the second embodiment. 図9は、実施例2の変形例に係るフラッシュメモリのレファレンスセクタと選択回路付近の図であるFIG. 9 is a diagram of the vicinity of a reference sector and a selection circuit of a flash memory according to a modification of the second embodiment. 図10は、実施例3に係るフラッシュメモリのレファレンスセクタの図である。FIG. 10 is a diagram of the reference sector of the flash memory according to the third embodiment. 図11は、実施例4に係るフラッシュメモリの各ブロックの配置を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an arrangement of each block of the flash memory according to the fourth embodiment.

以下、図面を参照に、本発明に係る実施例を説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図2(a)は実施例1に係るフラッシュメモリのレギュラセクタ周辺のブロック図であり、図2(b)はレファレンスセクタの図である。レギュラセクタ10はサブセクタ11a、11bおよび11cに分かれている。レギュラセクタ10内のレギュラセル16a、16bおよび16cは、それぞれサブセクタ11a、11bおよび11cに配置されている。また、レギュラセル16a、16bおよび16cには、それぞれワードドライバ12に接続するワードライン14a、14bおよび14cが接続され、それぞれセンスアンプ30に接続するビットライン18a、18b、および18cが接続されている。   FIG. 2A is a block diagram around the regular sector of the flash memory according to the first embodiment, and FIG. 2B is a diagram of the reference sector. The regular sector 10 is divided into sub-sectors 11a, 11b and 11c. Regular cells 16a, 16b and 16c in regular sector 10 are arranged in sub-sectors 11a, 11b and 11c, respectively. The regular cells 16a, 16b and 16c are connected to word lines 14a, 14b and 14c connected to the word driver 12, respectively, and are connected to bit lines 18a, 18b and 18c connected to the sense amplifier 30, respectively. .

ワードドライバ12は、データの書き込み・消去・読み出しするレギュラセル16に接続されたワードライン14を駆動する機能を有している。センスアンプ30は書き込み・消去・読み出しするレギュラセル16に接続されたビットライン18を選択する。さらに、読み出しするレギュラセル16とレファレンスセル26を比較し、データの読み出しを行う。   The word driver 12 has a function of driving a word line 14 connected to a regular cell 16 for writing / erasing / reading data. The sense amplifier 30 selects the bit line 18 connected to the regular cell 16 for writing / erasing / reading. Further, the regular cell 16 to be read is compared with the reference cell 26 to read data.

レギュラセル16からデータを読み出す際に使用されるレファレンスセル26a、26bおよび26cはレファレンスセクタ20に配置される。レファレンスワードライン24は、レファレンスワードドライバ22に接続され、矩形波状になっている。同一のレファレンスワードラン24に、レファレンスセル26a、26bおよび26cが接続している。各レファレンスセル26a、26bおよび26cは、各々異なるレファレンスワードライン距離を有している。   Reference cells 26 a, 26 b and 26 c used when reading data from the regular cell 16 are arranged in the reference sector 20. The reference word line 24 is connected to the reference word driver 22 and has a rectangular wave shape. Reference cells 26a, 26b and 26c are connected to the same reference word run 24. Each reference cell 26a, 26b and 26c has a different reference word line distance.

各レファレンスセル26a、26bおよび26cは、それぞれセンスアンプ30に接続する接続ライン32a、32bおよび32cが接続されている。より詳細には、図2(b)のように、レファレンスセル26aに、接続領域28であるSとD1がコンタクト部29を介し接続している。これらは、後述するレファレンスセル26aを構成するトランジスタのソース領域およびドレイン領域に接続している。つまり、接続ライン32aはSとD1を介し、レファレンスセル26aに接続している。レファレンスセル26b、26cも同様である。   Each reference cell 26a, 26b and 26c is connected to a connection line 32a, 32b and 32c connected to the sense amplifier 30, respectively. More specifically, as shown in FIG. 2B, S and D1, which are connection regions 28, are connected to the reference cell 26a via the contact portion 29. These are connected to a source region and a drain region of a transistor constituting a reference cell 26a described later. That is, the connection line 32a is connected to the reference cell 26a via S and D1. The same applies to the reference cells 26b and 26c.

図3はフラッシュメモリのレギュラセル16およびレファレンスセル26を構成するトランジスタのワードラインの幅方向の断面図である。P型のシリコン半導体基板50(または、半導体基板内のP型領域)内にN型のドレイン領域52およびソース領域53が形成されている。半導体基板50上にトンネル酸化膜54(酸化シリコン膜)が形成されている。トンネル酸化膜54上には電荷蓄積層としてフローティングゲート55が形成されている。フローティングゲート55の上には絶縁膜58が形成されており、その上にはコントロールゲートを兼ねるワードライン56が形成されている。このトランジスタは、電荷蓄積層としてのフローティングゲート55に電荷を蓄積することにより、不揮発性メモリセルとして機能する。   FIG. 3 is a cross-sectional view in the width direction of the word lines of the transistors constituting the regular cell 16 and the reference cell 26 of the flash memory. An N-type drain region 52 and a source region 53 are formed in a P-type silicon semiconductor substrate 50 (or a P-type region in the semiconductor substrate). A tunnel oxide film 54 (silicon oxide film) is formed on the semiconductor substrate 50. A floating gate 55 is formed on the tunnel oxide film 54 as a charge storage layer. An insulating film 58 is formed on the floating gate 55, and a word line 56 also serving as a control gate is formed thereon. This transistor functions as a nonvolatile memory cell by accumulating charges in the floating gate 55 as a charge accumulation layer.

レギュラセル16へのデータの書き込みは、ワードライン56およびドレイン領域52にそれぞれ正の電圧を印加しレギュラセル16に電流を流す。このとき印加する電圧により、ホットエレクトロン(高エネルギの電子)が発生する。そのホットエレクトロンを電荷蓄積層のフローティングゲート55に注入することにより行う。また、印加する電圧を調整することで、トランジスタの閾値電圧を調整することができる。レギュラセル16のデータ消去は、ワードライン56に負の電圧、半導体基板50に正の電圧を、それぞれ印加する。これにより、電荷蓄積層のフローティングゲート55中に注入された電子を半導体基板50に抜くことにより行う。これにより、トランジスタの閾値電圧を小さくすることができる。   In writing data into the regular cell 16, a positive voltage is applied to the word line 56 and the drain region 52, respectively, and a current is passed through the regular cell 16. Hot electrons (high energy electrons) are generated by the voltage applied at this time. The hot electrons are injected into the floating gate 55 of the charge storage layer. Further, the threshold voltage of the transistor can be adjusted by adjusting the voltage to be applied. To erase data in the regular cell 16, a negative voltage is applied to the word line 56 and a positive voltage is applied to the semiconductor substrate 50. Thus, the electrons injected into the floating gate 55 of the charge storage layer are extracted from the semiconductor substrate 50. Thereby, the threshold voltage of the transistor can be reduced.

データの読み出しは、ワードライン56に所定の電圧を印加し、ソース領域53を接地、ドレイン領域52に正の電圧を印加することにより行う。トランジスタのソース領域53とドレイン領域52間を流れる電流は閾値電圧により異なる。そこで、センスアンプ30がこの電流をレファレンスセル26の電流と比較することにより、データの「0」、「1」を判定する。これにより、データの読み出しを行う。   Data is read by applying a predetermined voltage to the word line 56, grounding the source region 53, and applying a positive voltage to the drain region 52. The current flowing between the source region 53 and the drain region 52 of the transistor varies depending on the threshold voltage. Therefore, the sense amplifier 30 compares this current with the current of the reference cell 26 to determine “0” or “1” of the data. As a result, data is read out.

そして、データを読み出されるレギュラセル16の有するワードライン距離に応じ、レファレンスセル26のうち1つが選択される。例えば、ワードライン距離Laが短いレギュラセル16aからデータを読み出す際は、レファレンスワードライン距離の短いレファレンスセル26aが選択される。そして、レギュラセル16aと、レファレンスセル16aがセンスアンプ30に接続される。同様に、レギュラセル16b、16cのデータを読み出す際はレファレンスセル26b、26cがそれぞれ選択され、センスアンプ30b、30cにそれぞれ接続される。   Then, one of the reference cells 26 is selected according to the word line distance of the regular cell 16 from which data is read. For example, when reading data from the regular cell 16a having a short word line distance La, the reference cell 26a having a short reference word line distance is selected. Then, the regular cell 16a and the reference cell 16a are connected to the sense amplifier 30. Similarly, when reading data from the regular cells 16b and 16c, the reference cells 26b and 26c are selected and connected to the sense amplifiers 30b and 30c, respectively.

このとき、レファレンスセル26aの有するレファレンスワードライン距離は、例えばレファレンスセル26aからセンスアンプ30への出力の遅延時間がサブセクタ11a内のレギュラセル16aのセンスアンプ30への出力が平均的な遅延時間となるように定めることができる。このように、レギュラセル16の有するワードライン距離に応じたレファレンスセル26aの選択は、レギュラセル16およびレファレンスセル26からセンスアンプ30への出力の遅延時間に対応して選択することができる。   At this time, the reference word line distance of the reference cell 26a is such that, for example, the delay time of the output from the reference cell 26a to the sense amplifier 30 is the average delay time of the output to the sense amplifier 30 of the regular cell 16a in the sub-sector 11a. It can be determined to be. As described above, the selection of the reference cell 26 a according to the word line distance of the regular cell 16 can be selected according to the delay time of the output from the regular cell 16 and the reference cell 26 to the sense amplifier 30.

また、レファレンスセル26aからセンスアンプ30への出力の遅延時間をサブセクタ11a内のレギュラセル16aのセンスアンプ30aへの出力が平均的な遅延時間とするため、例えば、レファレンスセル26aのレファレンスワードライン距離が、サブセクタ11a内のレギュラセル16の平均的なワードライン距離となるように定めることもできる。   Further, since the output delay time from the reference cell 26a to the sense amplifier 30 is the average delay time for the output to the sense amplifier 30a of the regular cell 16a in the sub-sector 11a, for example, the reference word line distance of the reference cell 26a. Can be determined to be the average word line distance of the regular cells 16 in the subsector 11a.

レファレンスセル26b、26cの有するレファレンスワードライン距離についても同様に定めることができる。   The reference word line distances of the reference cells 26b and 26c can be similarly determined.

このように、データを読み出すレギュラセル16の有するワードライン距離に応じ、レファレンスワードライン距離の異なる複数のレファレンスセル26のうち1つを選択し、データを読み出すレギュラセル16と選択されたレファレンスセル26をセンスアンプ30に接続している。これにより、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差を小さくできる。このため、センスアンプ30の動作マージンを確保できる。よって、チップ面積の縮小化またはセンス動作を高速化することが可能な半導体装置を提供することができる。   As described above, one of the reference cells 26 having different reference word line distances is selected in accordance with the word line distance of the regular cell 16 from which data is read, and the regular cell 16 from which data is read and the selected reference cell 26 are selected. Are connected to the sense amplifier 30. Thereby, the difference in the delay time of the output to the sense amplifier 30 of the regular cell 16 and the reference cell 26 can be made small. For this reason, the operation margin of the sense amplifier 30 can be ensured. Thus, a semiconductor device capable of reducing the chip area or speeding up the sensing operation can be provided.

次に、レファレンスセル26の接続の方法について説明する。図4は、実施例1のレファレンスセル26の接続方法を説明するためのレギュラセクタ周辺のブロック図である。ワードライン14、レギュラセル16、レファレンスワードドライバ22、レファレンスセクタ20内の詳細は図2と同様であり省略した。レギュラセクタ10はサブセクタ11a、11bおよび11cに分かれている。サブセクタ11a、11bおよび11c内のレギュラセル16a、16bおよび16c(図示せず)は、それぞれビットライン18a、18bおよび18cを介し、それぞれセンスアンプ30a、30bおよび30cに接続されている。センスアンプ30a、30bおよび30cはそれぞれ接続ライン32a、32bおよび32cを介し、それぞれレファレンスセル26a、26bおよび26cに接続している。   Next, a method for connecting the reference cell 26 will be described. FIG. 4 is a block diagram around the regular sector for explaining a method of connecting the reference cells 26 according to the first embodiment. Details in the word line 14, the regular cell 16, the reference word driver 22, and the reference sector 20 are the same as those in FIG. The regular sector 10 is divided into sub-sectors 11a, 11b and 11c. Regular cells 16a, 16b and 16c (not shown) in subsectors 11a, 11b and 11c are connected to sense amplifiers 30a, 30b and 30c via bit lines 18a, 18b and 18c, respectively. The sense amplifiers 30a, 30b, and 30c are connected to the reference cells 26a, 26b, and 26c via connection lines 32a, 32b, and 32c, respectively.

このように、レギュラセル16の有するワードライン距離に応じレギュラセクタ10を分割した複数のサブセクタ11a、11bおよび11cを設ける。各サブセクタ11a、11bおよび11c内のレギュラセル16に接続するセンスアンプ30a、30bおよび30cは、それぞれ同一のレファレンスセル26a、26bおよび26cに接続ライン32a、32bおよび32cを用い各々物理的に接続している。このようにして、データを読み出されるレギュラセル16と、選択されたレファレンスセル26を確実にセンスアンプ30aに接続することができる。   As described above, a plurality of sub-sectors 11a, 11b, and 11c obtained by dividing the regular sector 10 according to the word line distance of the regular cell 16 are provided. The sense amplifiers 30a, 30b and 30c connected to the regular cells 16 in the sub-sectors 11a, 11b and 11c are physically connected to the same reference cells 26a, 26b and 26c, respectively, using connection lines 32a, 32b and 32c. ing. In this way, the regular cell 16 from which data is read and the selected reference cell 26 can be reliably connected to the sense amplifier 30a.

次に実施例1の変形例として、レファレンスセル26の接続方法の異なるフラッシュメモリについて説明する。図5は、実施例1の変形例に係るフラッシュメモリのレファレンスセル26の接続方法を説明するためのレギュラセクタ周辺のブロック図である。ワードドライバ12、ワードライン14、レギュラセル16、レファレンスワードドライバ22、レファレンスワードライン24の構成は実施例1と同様であり記載していない。   Next, a flash memory having a different connection method for the reference cells 26 will be described as a modification of the first embodiment. FIG. 5 is a block diagram of the periphery of the regular sector for explaining a method of connecting the reference cells 26 of the flash memory according to the modification of the first embodiment. The configurations of the word driver 12, the word line 14, the regular cell 16, the reference word driver 22, and the reference word line 24 are the same as those in the first embodiment and are not described.

レギュラセクタ10をビット長の出力によって区切っている。図5では16ビットごとに、I/O0〜I/O15に区切られている。センスアンプ30とレファレンスセル26a、26b、26cおよび26dの間に、レファレンスセル26を選択するための選択回路34が設けられている。センスアンプ30と選択回路34には、コラム選択信号36が入力する。   The regular sector 10 is divided by the output of the bit length. In FIG. 5, it is divided into I / O0 to I / O15 every 16 bits. A selection circuit 34 for selecting the reference cell 26 is provided between the sense amplifier 30 and the reference cells 26a, 26b, 26c and 26d. A column selection signal 36 is input to the sense amplifier 30 and the selection circuit 34.

ワードライン距離の短いI/O0、I/O8、I/O1、I/O9内のレギュラセル16のデータの読み出しを行う場合、コラム選択信号36がセンスアンプ30に入力し、これらI/O内のレギュラセルを選択する。コラム選択信号36は、選択回路34にも入力し、レファレンスワードライン距離の短いレファレンスセル26aを選択しセンスアンプ30に接続する。他のI/O内のセルの読み出しを行う際も同様に行うことにより、レギュラセクタ10内のレギュラセル16が有するワードライン距離に対応するレファレンスセル26を選択し、センスアンプ30に接続することができる。このように、選択回路34は、レギュラセル16有するワードライン距離に応じレファレンスセル26のうち1つを選択し、センスアンプ30に接続する機能を有している。   When data is read from the regular cells 16 in the I / O0, I / O8, I / O1, and I / O9 with short word line distances, the column selection signal 36 is input to the sense amplifier 30, and these I / O Select a regular cell. The column selection signal 36 is also input to the selection circuit 34, selects the reference cell 26a having a short reference word line distance, and connects it to the sense amplifier 30. When reading the cells in the other I / O, the reference cell 26 corresponding to the word line distance of the regular cell 16 in the regular sector 10 is selected and connected to the sense amplifier 30. Can do. As described above, the selection circuit 34 has a function of selecting one of the reference cells 26 according to the word line distance of the regular cell 16 and connecting it to the sense amplifier 30.

実施例1の変形例においてもデータを読み出されるレギュラセル16と、選択されたレファレンスセル26を確実にセンスアンプ30aに接続することができる。   Also in the modification of the first embodiment, the regular cell 16 from which data is read and the selected reference cell 26 can be reliably connected to the sense amplifier 30a.

実施例1の変形例は、実施例1のように複数の接続ライン32を必要としないが、選択回路34が必要である。そこで、複数の接続ライン32と選択回路34のチップ面積を考慮し、実施例1と変形例のいずれを適用するかを決めることができる。   The modification of the first embodiment does not require a plurality of connection lines 32 as in the first embodiment, but the selection circuit 34 is necessary. Therefore, it is possible to determine which of the first embodiment and the modification is applied in consideration of the chip areas of the plurality of connection lines 32 and the selection circuit 34.

実施例1、変形例は、それぞれレファレンスセル26が3つ、4つの例であるが、レファレンスセル26が複数であれば同様の効果を奏することができる。レファレンスセル26の数が多ければ、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差をより小さくできる。しかしレファレンスセクタ20や選択回路30の面積が大きくなる。レファレンスセル26の数はこれらを考慮して決められる。   The first embodiment and the modification are examples in which there are three reference cells 26 and four reference cells 26, respectively. However, if there are a plurality of reference cells 26, the same effect can be obtained. If the number of reference cells 26 is large, the difference in delay time between the regular cell 16 and the output of the reference cell 26 to the sense amplifier 30 can be made smaller. However, the areas of the reference sector 20 and the selection circuit 30 are increased. The number of reference cells 26 is determined in consideration of these.

実施例2はレギュラセル16が多値(4値)すなわち複数(2ビット)を記憶するセルであるフラッシュメモリの例である。レギュラセル16およびレファレンスセル26を構成するトランジスタは実施例1と同じである。図3において、電荷を蓄積するフローティングゲート45に蓄積された電荷量を4分割することで2ビットを記憶することができる。各ビットに電荷が蓄積状態を「0」、蓄積していない状態を「1」とし、1セルに、(00)、(01)、(10)および(11)の4値を記憶することができる。   The second embodiment is an example of a flash memory in which the regular cell 16 is a cell that stores multiple values (four values), that is, a plurality (two bits). The transistors constituting the regular cell 16 and the reference cell 26 are the same as those in the first embodiment. In FIG. 3, 2 bits can be stored by dividing the amount of charge accumulated in the floating gate 45 for accumulating charges into four. It is possible to store the four values (00), (01), (10) and (11) in one cell, assuming that the accumulation state of electric charges in each bit is “0” and the state in which no charge is accumulated is “1”. it can.

図6は実施例2に係るフラッシュメモリのメモリセル周辺のブロック図である。ワードドライバ12や、ワードライン14、レギュラセル16、レファレンスワードドライバ22、レファレンスワードライン24の構成は実施例1と同様であり記載していない。さらに、実施例1の変形例と同様に、レギュラセクタ10はビット長の出力によってI/O0〜I/O15に区切られている。例えば、ワードライン距離の短いI/O0、I/O8、I/O1、I/O9内のレギュラセル16のデータの読み出しを行う場合、選択回路34はコラム選択信号36により、I/O内のレギュラセル16とレファレンスセル26aを選択しセンスアンプ30に接続する。加えて、選択切換回路38、カウンタ40、バッファ42、出力回路44が設けられている。このように、コラム選択信号36により、選択回路34がデータを読み出すレギュラセル16が有するワードライン距離によりレファレンスセル26の1つを選択することは実施例1の変形例と同様である。   FIG. 6 is a block diagram of the periphery of the memory cell of the flash memory according to the second embodiment. The configurations of the word driver 12, the word line 14, the regular cell 16, the reference word driver 22, and the reference word line 24 are the same as those in the first embodiment and are not described. Further, as in the modification of the first embodiment, the regular sector 10 is divided into I / O0 to I / O15 by the output of the bit length. For example, when reading data from the regular cells 16 in the I / O 0, I / O 8, I / O 1, and I / O 9 with short word line distances, the selection circuit 34 uses the column selection signal 36 to read the data in the I / O. The regular cell 16 and the reference cell 26 a are selected and connected to the sense amplifier 30. In addition, a selection switching circuit 38, a counter 40, a buffer 42, and an output circuit 44 are provided. As described above, the selection of one of the reference cells 26 by the word line distance of the regular cell 16 from which the selection circuit 34 reads data by the column selection signal 36 is the same as in the modification of the first embodiment.

図7は、選択回路34およびレファレンスセル26を示す図である。レファレンスワードドライバ22およびレファレンスワードライン24は記載していない。ワードライン距離の短いレギュラセルに対応したレファレンスセルRS1(26a)は複数のサブレファレンスセルS1(27a)、S2(27b)およびS3(27c)を有する。レファレンスセルRS2(26b)、RS3(26c)、RS4(26d)も同様に複数のサブレファレンスセルS1、S2、S3を有する。各サブレファレンスセルS1(27a)、S2(27b)およびS3(27c)は選択回路34に接続されている。選択回路34は、レファレンスセルRS1、RS2、RS3およびRS4の有するサブレファレンスセルS1、S2およびS3のいずれか1つを選択し、センスアンプ30に接続する。   FIG. 7 is a diagram showing the selection circuit 34 and the reference cell 26. The reference word driver 22 and the reference word line 24 are not shown. A reference cell RS1 (26a) corresponding to a regular cell having a short word line distance has a plurality of sub-reference cells S1 (27a), S2 (27b) and S3 (27c). Similarly, the reference cells RS2 (26b), RS3 (26c), and RS4 (26d) have a plurality of sub-reference cells S1, S2, and S3. Each of the sub-reference cells S1 (27a), S2 (27b), and S3 (27c) is connected to the selection circuit 34. The selection circuit 34 selects any one of the sub-reference cells S1, S2, and S3 included in the reference cells RS1, RS2, RS3, and RS4 and connects it to the sense amplifier 30.

図8はレファレンスセクタ20を説明するための図である。レファレンスセルRS3(26c)、RS4(26d)の部分は省略している。レファレンスワードドライバ22に接続されたレファレンスワードライン24は矩形波状をしており、レファレンスセルRS1(26a)、RS2(26b)に接続されている。同一のレファレンスセルRS1(26a)の有する複数のサブレファレンスセルS1(27a)、S2(27b)およびS3(27c)は、隣接して配置され、同じレファレンスワードライン24に接続されている。これらは隣接して配置されているため、概同じレファレンスワードライン距離を有する。   FIG. 8 is a diagram for explaining the reference sector 20. The reference cells RS3 (26c) and RS4 (26d) are omitted. The reference word line 24 connected to the reference word driver 22 has a rectangular wave shape, and is connected to the reference cells RS1 (26a) and RS2 (26b). A plurality of sub-reference cells S1 (27a), S2 (27b), and S3 (27c) included in the same reference cell RS1 (26a) are arranged adjacent to each other and connected to the same reference word line 24. Since they are arranged adjacent to each other, they have approximately the same reference word line distance.

サブレファレンスセルS1(27a)のドレイン領域、ソース領域には、接続領域D1a(28a)およびS(28s)が、コンタクト部29aおよび29sを介し接続している。同様にサブレファレンスセルS2(27b)にはコンタクト部29bおよび29sを介しD1b(28b)およびS(28s)が、サブレファレンスセル27cにはコンタクト部29cおよび29sを介しD1c(28c)とS(28s)がそれぞれ接続している。   Connection regions D1a (28a) and S (28s) are connected to the drain region and the source region of the sub-reference cell S1 (27a) through contact portions 29a and 29s. Similarly, D1b (28b) and S (28s) are connected to the sub-reference cell S2 (27b) via the contact portions 29b and 29s, and D1c (28c) and S (28s) are connected to the sub-reference cell 27c via the contact portions 29c and 29s. ) Are connected.

レファレンスセルRS2(26b)が有するサブレファレンスセルS1(27a)、S2(27b)およびS3(27c)も同様である。そして、レファレンスセル26bはレファレンスセル26aに比べ長いレファレンスワードライン距離を有する。   The same applies to the sub-reference cells S1 (27a), S2 (27b), and S3 (27c) included in the reference cell RS2 (26b). The reference cell 26b has a longer reference word line distance than the reference cell 26a.

次に、レギュラセクタ10内のレギュラセル16から多値のデータを読み出す方法について説明する。4値を読み出すために3つのサブレファレンスセルS1、S2およびS3を用いる。まず、レギュラセル16が「0」か「1」を判断するために、サブレファレンスセルS2を用いる。次に、レギュラセル16が「0」の場合は、(00)、(01)を判断するためにS1を用いる。レギュラセル16が「1」の場合は、(10)、(11)を判断するためにS3を用いる。   Next, a method of reading multi-value data from the regular cell 16 in the regular sector 10 will be described. Three sub-reference cells S1, S2 and S3 are used to read out the four values. First, the sub-reference cell S2 is used to determine whether the regular cell 16 is “0” or “1”. Next, when the regular cell 16 is “0”, S1 is used to determine (00) and (01). When the regular cell 16 is “1”, S3 is used to determine (10) and (11).

以下に、具体的なサブレファレンスセルの選択方法について説明する。まず、アドレスが指定され読み出しが開始された時点で、コラム選択信号36により選択回路34は、レギュラセクタ10内のデータを読み出すレギュラセル16のワードライン距離に応じ、レファレンスセル26を選択する。例えば、レファレンスセルRS1(26a)が選択されたとする。このときカウンタ40に「1」を入力し、バッファ42に「1」を入力する。   A specific sub-reference cell selection method will be described below. First, when an address is specified and reading is started, the selection circuit 34 selects the reference cell 26 according to the word line distance of the regular cell 16 from which data in the regular sector 10 is read by the column selection signal 36. For example, it is assumed that the reference cell RS1 (26a) is selected. At this time, “1” is input to the counter 40 and “1” is input to the buffer 42.

次に、カウンタ40の出力とバッファ42の出力がともに「1」の場合、選択切換回路38の信号より、レファレンスセルRS1(26a)のうちサブレファレンスセルS2(27b)が選択される。レギュラセル16とS2(27b)がセンスアンプ30に接続され、センスアンプ30は左のビットが「0」か「1」を判定する。センスアンプ30から結果の出力の際、カウンタ40に「2」を入力し、バッファ42にセンスアンプ30の出力を入力する。   Next, when both the output of the counter 40 and the output of the buffer 42 are “1”, the sub-reference cell S2 (27b) of the reference cells RS1 (26a) is selected from the signal of the selection switching circuit 38. Regular cell 16 and S2 (27b) are connected to sense amplifier 30, and sense amplifier 30 determines whether the left bit is "0" or "1". When outputting the result from the sense amplifier 30, “2” is input to the counter 40 and the output of the sense amplifier 30 is input to the buffer 42.

次に、再度読み出しを行う。この際、カウンタ40が「2」、バッファ42が「0」の場合、選択切換回路38により、選択回路34はS1(27a)を選択する。一方、カウンタ40が「2」、バッファ38が「1」の場合、選択切換回路38により、選択回路34はS3(27c)を選択する。レギュラセル16とS1(27a)またはS3(27c)がセンスアンプ30に接続され、センスアンプ30は右のビットが「0」か「1」を判定する。   Next, reading is performed again. At this time, if the counter 40 is “2” and the buffer 42 is “0”, the selection switching circuit 38 causes the selection circuit 34 to select S1 (27a). On the other hand, when the counter 40 is “2” and the buffer 38 is “1”, the selection switching circuit 38 causes the selection circuit 34 to select S3 (27c). The regular cell 16 and S1 (27a) or S3 (27c) are connected to the sense amplifier 30, and the sense amplifier 30 determines whether the right bit is “0” or “1”.

センスアンプ30からの2回目の出力(カウンタ40の出力「2」)のとき、出力回路44は、バッファ42とセンスアンプ30の出力に応じ、(00)、(01)、(10)または(11)を出力する。   At the time of the second output from the sense amplifier 30 (the output “2” of the counter 40), the output circuit 44 is either (00), (01), (10) or (10) depending on the outputs of the buffer 42 and the sense amplifier 30. 11) is output.

実施例2のように、多値を記憶するレギュラセル16においては、複数のサブレファレンスセル27が必要になる。例えば4値のセルでは3つのサブレファレンスセル27が必要である。前述のように、同一のレファレンスセル26の有する複数のサブレファレンスセル(27)S1、S2およびS3は概同じレファレンスワードライン距離を有する。これにより、これらサブレファレンスセル27のセンスアンプ30への出力は概同じ遅延時間を有する。   As in the second embodiment, in the regular cell 16 that stores multiple values, a plurality of sub-reference cells 27 are required. For example, in the case of a quaternary cell, three sub-reference cells 27 are required. As described above, the plurality of sub-reference cells (27) S1, S2, and S3 included in the same reference cell 26 have approximately the same reference word line distance. As a result, the outputs of these sub-reference cells 27 to the sense amplifier 30 have substantially the same delay time.

概同じ遅延時間とは、同じレファレンスセル26を用いるレギュラセル16からセンスアンプ30への出力の遅延時間の分布に対して十分に、遅延時間の差が小さい程度のことである。これにより、センスアンプ30の動作マージンを考える際、同一のレファレンスセル26の有するサブレファレンスセル27からの出力の遅延時間の差は考慮しなくてよい。よって、センス動作の動作マージンを確保することができる。   The almost same delay time means that the difference in delay time is sufficiently small with respect to the distribution of the delay time of the output from the regular cell 16 to the sense amplifier 30 using the same reference cell 26. Thereby, when considering the operation margin of the sense amplifier 30, it is not necessary to consider the difference in the delay time of the output from the sub-reference cell 27 that the same reference cell 26 has. Therefore, an operation margin for the sense operation can be ensured.

そして、レギュラセル16の有するワードライン距離に対応するレファレンスセル26を選択することにより、そのレファレンスセル26内のサブレファレンスセル27からセンスアンプ30への出力の遅延時間とレギュラセル16からセンスアンプ30への出力の遅延時間の差を小さくすることができる。よって、チップ面積の縮小化またはセンス動作を高速化することが可能な半導体装置を提供することができる。   Then, by selecting the reference cell 26 corresponding to the word line distance of the regular cell 16, the output delay time from the sub-reference cell 27 in the reference cell 26 to the sense amplifier 30 and the regular cell 16 to the sense amplifier 30 are selected. The difference in output delay time can be reduced. Thus, a semiconductor device capable of reducing the chip area or speeding up the sensing operation can be provided.

レギュラセクタ10内に複数のビットを記憶するレギュラセル16を有するフラッシュメモリは、レギュラセル16の微妙な閾値電圧の差でデータを読み出すことが求められている。そのため、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差が大きいと、よりセンスアンプ30の動作が不安定となる。そのため、より微細化、高速化の障害となっている。そこで、本発明を適用することにより、よりその効果を発揮することができる。   A flash memory having a regular cell 16 that stores a plurality of bits in the regular sector 10 is required to read data by a subtle difference in threshold voltage of the regular cell 16. Therefore, if the difference in delay time between the regular cell 16 and the reference cell 26 output to the sense amplifier 30 is large, the operation of the sense amplifier 30 becomes more unstable. Therefore, it is an obstacle to further miniaturization and higher speed. Therefore, by applying the present invention, the effect can be exhibited more.

図9は実施例2の変形例に係るフラッシュメモリのレファレンスセクタ20と選択回路34付近の図である。レファレンスセクタ20以外の構成は実施例2と同じである。レファレンスセクタ20a、20bおよび20cが配置されている。レファレンスセクタ20aには、レファレンスセルRS1、RS2、RS3およびRS4のサブレファレンスセルS1が配置されている。   FIG. 9 is a view of the vicinity of the reference sector 20 and the selection circuit 34 of the flash memory according to a modification of the second embodiment. The configuration other than the reference sector 20 is the same as that of the second embodiment. Reference sectors 20a, 20b and 20c are arranged. In the reference sector 20a, sub-reference cells S1 of reference cells RS1, RS2, RS3, and RS4 are arranged.

レファレンスセクタ20a内の各サブレファレンスセルS1は同一のレファレンスワードライン24aに接続されている。同様に、レファレンスセクタ20b、20c内に、それぞれサブレファレンスセルS2、S3を配置し、それぞれ別のレファレンスワードラインに接続している(レファレンスワードラインは図示していない)。   Each sub-reference cell S1 in the reference sector 20a is connected to the same reference word line 24a. Similarly, sub-reference cells S2 and S3 are arranged in the reference sectors 20b and 20c, respectively, and are connected to different reference word lines (reference word lines are not shown).

同一のレファレンスセルRS1が有するの複数のサブレファレンスセルS1、S2およびS3は概同じレファレンスワードライン距離を有するように配置されている。同様にRS2、RS3、RS4の有する各S1、S2およびS3も概同じレファレンスワードライン距離を有するように配置されている。   The plurality of sub-reference cells S1, S2, and S3 included in the same reference cell RS1 are arranged to have substantially the same reference word line distance. Similarly, S1, S2, and S3 of RS2, RS3, and RS4 are arranged so as to have substantially the same reference word line distance.

変形例のように、同一レファレンスセル16の複数のサブレファレンスセル27は、それぞれ異なるレファレンスセクタ20内に配置し、異なるレファレンスワードライン24に接続することもできる。この場合も、実施例2と同様の効果を奏することができる。実施例2および変形例は、多値として4値の場合の例であるが、4値以外であってもよい。   As in the modification, the plurality of sub-reference cells 27 of the same reference cell 16 may be arranged in different reference sectors 20 and connected to different reference word lines 24. In this case, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. The second embodiment and the modification are examples in the case of four values as multivalues, but may be other than four values.

実施例3は、レファレンスセクタ20にダミーワードライン25を設けた例である。図10は実施例3に係るフラッシュメモリのレファレンスセクタの図である。ダミーワードライン25が設けてある以外の構成は実施例1の図2(b)と同様である。図示していないが、実施例1と同様に、ワードラインドライバ12と、レギュラセクタ10内に配置され、ワードライン14に接続されたレギュラセル10を有する。図10のように、レファレンスセクタ20には、レファレンスセル26に接続された矩形波状のレファレンスワードライン24を有している。さらに、レファレンスワードライン24の横にダミーワードライン25が設けられている。   The third embodiment is an example in which a dummy word line 25 is provided in the reference sector 20. FIG. 10 is a diagram of the reference sector of the flash memory according to the third embodiment. The configuration other than the provision of the dummy word line 25 is the same as that in FIG. 2B of the first embodiment. Although not shown, the word line driver 12 and the regular cell 10 disposed in the regular sector 10 and connected to the word line 14 are provided as in the first embodiment. As shown in FIG. 10, the reference sector 20 has a rectangular-wave reference word line 24 connected to a reference cell 26. Further, a dummy word line 25 is provided beside the reference word line 24.

メモリセルの微細化が進むと、レギュラセクタ10内のワードライン14の間隔が狭くなる。この場合、隣のワードライン14との容量が大きくなり、レギュラセル16からセンスアンプ30への出力の遅延時間に影響する。しかし、実施例1に係るレファレンスワードライン24には自己の抵抗と容量のみが付加されている。このため、センスアンプ30に接続するレギュラセル16の有するワードライン距離と、レファレンスセル26の有するレファレンスワードライン距離を概等しくしても、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプへの出力の遅延時間に差が生じてしまう。   As the memory cell becomes finer, the interval between the word lines 14 in the regular sector 10 becomes narrower. In this case, the capacity with the adjacent word line 14 is increased, which affects the delay time of the output from the regular cell 16 to the sense amplifier 30. However, only the own resistance and capacitance are added to the reference word line 24 according to the first embodiment. For this reason, even if the word line distance of the regular cell 16 connected to the sense amplifier 30 and the reference word line distance of the reference cell 26 are approximately equal, the output delay of the regular cell 16 and the reference cell 26 to the sense amplifier is delayed. There will be a difference in time.

そこで、ダミーワードライン25を設け、隣接するワードライン14間の容量に相当する容量を、ダミーワードライン25とレファレンスワードライン24の間に設ける。これにより、レファレンスワードライン24に付加される容量が、ワードライン14の容量に近くなる。これより、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差を小さくすることができる。よって、チップ面積の縮小化またはセンス動作を高速化することが可能な半導体装置を提供することができる。   Therefore, a dummy word line 25 is provided, and a capacity corresponding to the capacity between adjacent word lines 14 is provided between the dummy word line 25 and the reference word line 24. As a result, the capacity added to the reference word line 24 becomes close to the capacity of the word line 14. Thus, the difference in delay time between the regular cell 16 and the reference cell 26 output to the sense amplifier 30 can be reduced. Thus, a semiconductor device capable of reducing the chip area or speeding up the sensing operation can be provided.

ダミーワードライン25を固定電圧に接続することが好ましい。これにより、レファレンスワードライン24に付加される容量を、ワードライン14の容量により近くすることができる。よって、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差をより小さくすることができる。   It is preferable to connect the dummy word line 25 to a fixed voltage. As a result, the capacity added to the reference word line 24 can be made closer to the capacity of the word line 14. Therefore, the difference in output delay time between the regular cell 16 and the reference cell 26 to the sense amplifier 30 can be further reduced.

レファレンスワードライン24とダミーワードライン25の間隔Lは、セクタ内の隣接するワードライン14の間隔と概同じとすることが好ましい。これにより、レファレンスワードライン24に付加される容量を、ワードライン間の容量と概同じにすることができる。よって、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差をより小さくすることができる。   The interval L between the reference word line 24 and the dummy word line 25 is preferably substantially the same as the interval between adjacent word lines 14 in the sector. As a result, the capacity added to the reference word line 24 can be made substantially the same as the capacity between the word lines. Therefore, the difference in output delay time between the regular cell 16 and the reference cell 26 to the sense amplifier 30 can be further reduced.

ダミーワードライン25を設けることは、レファレンスセル26を複数配置する場合以外にも、レファレンスセル25が1つの場合に適用することができる。この場合も、レギュラセル16とレファレンスセル26のセンスアンプ30への出力の遅延時間の差をより小さくすることができる。   Providing the dummy word line 25 can be applied to the case where there is only one reference cell 25 in addition to the case where a plurality of reference cells 26 are arranged. Also in this case, the difference in delay time between the output of the regular cell 16 and the reference cell 26 to the sense amplifier 30 can be further reduced.

実施例4はレファレンスセクタ20およびレファレンスワードドライバ22をワードドライバ12に隣接させた例である。図11は実施例4に係るフラッシュメモリの配置を示す図である。ワードドライバ12の両側に複数のレギュラセクタ10が配置され、複数のレギュラセクタ10の下方に対応したセンスアンプ30が配置されている。レファレンスワードドライバ22はワードドライバ12に隣接している。   The fourth embodiment is an example in which the reference sector 20 and the reference word driver 22 are adjacent to the word driver 12. FIG. 11 is a diagram illustrating the arrangement of the flash memory according to the fourth embodiment. A plurality of regular sectors 10 are arranged on both sides of the word driver 12, and a corresponding sense amplifier 30 is arranged below the plurality of regular sectors 10. The reference word driver 22 is adjacent to the word driver 12.

これにより、レファレンスワードドライバとワードドライバはともに昇圧回路の近くに配置できる。これにより、レギュラセルと、レファレンスセルのへの出力をほぼ同じタイミングで行うことができる。よって、レギュラセルとレファレンスセルのセンスアンプへの出力の遅延時間の差を小さくできる。
さらに、レファレンスワードドライバ22はワードドライバ12のセンスアンプ30側に隣接して配置され、レファレンスセクタ20は、センスアンプ30とレファレンスワードドライバ22に隣接して配置されている。これにより、レファレンスセクタ20内のレファレンスセルからセンスアンプ30への出力低下が少なく、センスアンプ30でのセンシングの精度を向上させることができる。
Thus, both the reference word driver and the word driver can be arranged near the booster circuit. Thereby, the output to a regular cell and a reference cell can be performed at substantially the same timing. Therefore, the difference in output delay time between the regular cell and the reference cell to the sense amplifier can be reduced.
Further, the reference word driver 22 is disposed adjacent to the sense amplifier 30 side of the word driver 12, and the reference sector 20 is disposed adjacent to the sense amplifier 30 and the reference word driver 22. As a result, the output from the reference cell in the reference sector 20 to the sense amplifier 30 is reduced little, and the sensing accuracy in the sense amplifier 30 can be improved.

実施例1ないし実施例4は、フラッシュメモリを例に説明した。フラッシュメモリにおいては、センスアンプ30はレギュラセル16とレファレンスセル26の電流を比較することによりセンシングを行っている。そのため、差動型のセンスアンプを使用している特許文献1のようにセンスアンプ30からセル、レファレンスセルまでの抵抗や容量による出力の遅延はあまりなく、ワードライン距離による出力の遅延が大きい。そこで、実施例のように、本発明をレギュラセル16およびレファレンスセル26がフラッシュメモリセルである場合に適用することにより、よりその効果を発揮することができる。   In the first to fourth embodiments, the flash memory has been described as an example. In the flash memory, the sense amplifier 30 performs sensing by comparing the currents of the regular cell 16 and the reference cell 26. Therefore, unlike Patent Document 1 using a differential sense amplifier, there is not much output delay due to resistance and capacitance from the sense amplifier 30 to the cell and reference cell, and output delay due to the word line distance is large. Therefore, as in the embodiment, by applying the present invention to the case where the regular cell 16 and the reference cell 26 are flash memory cells, the effect can be further exhibited.

フラッシュメモリ以外にも、レギュラセル16とレファレンスセル26の電流を比較することによりセンシングを行う半導体記憶装置に適用することにより、よりその効果を発揮することができる。   In addition to the flash memory, the effect can be further exerted by applying it to a semiconductor memory device that performs sensing by comparing the currents of the regular cell 16 and the reference cell 26.

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Change is possible.

10 レギュラセクタ、11,11a,11b,11c サブセクタ、12 ワードドライバ、14a,14b,14c,ワードライン、16,16a,16b,16c レギュラセル、30 センスアンプ、18,18a,18b,18c ビットライン、20 レファレンスセクタ、26,26a,26b,26c レファレンスセル、24 レファレンスワードライン、25 ダミーワードライン、30 センスアンプ。   10 regular sectors, 11, 11a, 11b, 11c sub-sectors, 12 word drivers, 14a, 14b, 14c, word lines, 16, 16a, 16b, 16c regular cells, 30 sense amplifiers, 18, 18a, 18b, 18c bit lines, 20 reference sectors, 26, 26a, 26b, 26c reference cells, 24 reference word lines, 25 dummy word lines, 30 sense amplifiers.

Claims (13)

レギュラセクタ内に配置され、ワードラインに接続されたレギュラセルと、
前記レギュラセルからデータを読み出す際使用するレファレンスセルと、
前記レファレンスセルに接続されたレファレンスワードラインと、
前記レファレンスワードラインの横に設けられたダミーワードラインと、を具備する半導体装置。
A regular cell located in a regular sector and connected to a word line;
A reference cell for use in reading data from the regular cell;
A reference word line connected to the reference cell;
And a dummy word line provided beside the reference word line.
前記ダミーワードラインが固定電源に接続された請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the dummy word line is connected to a fixed power source. 前記レファレンスワードラインと前記ダミーワードラインの間隔は、前記レギュラセクタ内の隣接する前記ワードラインの間隔と概同じである請求項1または2記載の半導体装置。 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein an interval between the reference word line and the dummy word line is substantially the same as an interval between adjacent word lines in the regular sector. 複数の前記レファレンスセルを具備し、
データを読み出す前記レギュラセルの有するワードライン距離に応じ、前記複数のレギュラセルのうち1つが選択される請求項1から3のいずれか一項記載の半導体装置。
Comprising a plurality of said reference cells;
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein one of the plurality of regular cells is selected according to a word line distance of the regular cell from which data is read. 5.
前記レファレンスセルは、それぞれ異なるレファレンスワードライン距離を有する請求項4記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 4, wherein the reference cells have different reference word line distances. データを読み出される前記レギュラセルと、選択された前記レファレンスセルとに接続したセンスアンプを具備する請求項4記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 4, further comprising a sense amplifier connected to the regular cell from which data is read and the selected reference cell. 前記レギュラセルの複数のサブセクタを具備し、
各サブセクタ内の前記レギュラセルに接続する前記センスアンプは、同一のレファレンスセルに接続された請求項6記載の半導体装置。
Comprising a plurality of sub-sectors of the regular cell;
The semiconductor device according to claim 6, wherein the sense amplifier connected to the regular cell in each sub-sector is connected to the same reference cell.
前記ワードラインの距離に応じ前記レファレンスセルを選択し、前記センスアンプに接続する選択回路を具備する請求項6記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 6, further comprising a selection circuit that selects the reference cell according to the distance of the word line and connects to the sense amplifier. 前記レファレンスワードラインを駆動するレファレンスワードドライバと、前記ワードラインを駆動するワードドライバとを具備し、前記レファレンスワードドライバは前記ワードドライバに隣接して配置された請求項6から8のいずれか一項記載の半導体装置。   The reference word driver for driving the reference word line and the word driver for driving the word line, wherein the reference word driver is disposed adjacent to the word driver. The semiconductor device described. 前記レギュラセルは複数のビットを記憶するセルであり、各レファレンスセルはそれぞれ複数のサブレファレンスセルを有する請求項5記載の半導体装置。   6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the regular cell is a cell that stores a plurality of bits, and each reference cell has a plurality of sub-reference cells. 同一のレファレンスセルが有するサブレファレンスセルは、同じ前記レファレンスワードラインに接続された請求項10記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein sub-reference cells included in the same reference cell are connected to the same reference word line. 同一のレファレンスセルが有する前記複数のサブレファレンスセルは、それぞれ異なる前記レファレンスワードラインに接続された請求項10記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein the plurality of sub-reference cells included in the same reference cell are connected to different reference word lines. 前記レギュラセルはフラッシュメモリセルである請求項1から12のいずれか一項記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the regular cell is a flash memory cell.
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