JP2011165240A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メモリセルMCの書き込み時にプログラム電圧VUXをメモリセルMCに印加する書き込みドライバ17を3次元メモリセルアレイMCA下に分散して配置し、プログラム電圧VUXを書き込みドライバ17にて発生させる制御を行うプログラム電圧制御回路27を3次元メモリセルアレイMCAの周辺に配置する。
【選択図】 図1
Description
図1において、半導体チップ1には、セルアレイ領域RY1および周辺領域RY2が設けられている。ここで、セルアレイ領域RY1はベイ3ごとに区画され、ベイ3の両側には、ブロック選択を行うグローバルロウデコーダ2が配置されている。なお、図1の例では、8個のベイ3が設けられている。
図2において、図1のメモリセルアレイMAには、メモリセルMCがロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置されている。そして、同一ロウのメモリセルMCの一端は同一のワード線WLに接続され、同一カラムのメモリセルMCの他端は同一のビット線BLに接続されている。
図3において、メモリセルの書き込み時において、図1の書き込みドライバ17ではプログラム電圧VUX、VUBが発生され、図1のチャージポンプ回路19ではプログラム電圧VWRが発生される。そして、ワード線ドライバ14にて選択されたワード線WLに低電圧VSSが印加され、ワード線ドライバ14にて選択されてないワード線WLに書き込みドライバ17を介してプログラム電圧VUXが印加される。また、ビット線ドライバ12にて選択されたビット線BLにチャージポンプ回路19を介してプログラム電圧VWRが印加され、ビット線ドライバ12にて選択されてないビット線BLに書き込みドライバ17を介してプログラム電圧VUBが印加される。
一方、非選択ロウおよび非選択カラムに接続された非選択セルMC2には、プログラム電圧VUXとプログラム電圧VUBとの差分が印加され、非選択セルMC2の書き込みが禁止される。
また、非選択ロウおよび選択カラムに接続された非選択セルMC3には、プログラム電圧VWRとプログラム電圧VUXとの差分が印加され、非選択セルMC3の書き込みが禁止される。
また、選択ロウおよび非選択カラムに接続された非選択セルMC4には、プログラム電圧VUBと低電圧VSSとの差分が印加され、非選択セルMC4の書き込みが禁止される。
図4において、プログラム電圧発生回路39には、チャージポンプ回路19およびプログラム電圧制御回路29が設けられている。プログラム電圧発生回路37には、書き込みドライバ17およびプログラム電圧制御回路27が設けられている。なお、プログラム電圧制御回路27、29は、図1のアナログ回路6に設けることができる。また、チャージポンプ回路19および書き込みドライバ17は、図1のブロック11ごとに3次元メモリセルアレイMCA下に分散配置することができる。
図5において、図1の切替スイッチ10として、切替スイッチSW1〜SW3が設けられている。なお、切替スイッチSW1〜SW3は、例えば、ベイ8ごとに設けることができる。あるいは、切替スイッチSW1〜SW3は、ストライプごとに設けるようにしてもよいし、ブロック11ごとに設けるようにしてもよい。
図6(a)において、セルアレイ領域RY1の最も下のb点の位置にあるベイ3に書き込みを行う選択セルがあるものとする。この場合、b点の位置にあるベイ3の非選択セルには逆バイアスが印加され、オフリーク電流が流れるため、ベイ3は電流源として作用し、電圧降下が発生する。例えば、1個のメモリセルMCに40pAのオフリーク電流が流れるとすると、例えば、ブロック11(例えば、4K×8K)単位では、1.2mAのオフリーク電流が流れ、比較的大きな電圧降下が発生する。
Claims (10)
- メモリセルが3次元的に配置された3次元メモリセルアレイと、
前記3次元メモリセルアレイ下に分散して配置され、前記メモリセルの書き込み時に第1のプログラム電圧を前記メモリセルに印加する書き込みドライバと、
前記3次元メモリセルアレイの周辺に配置され、前記第1のプログラム電圧を前記書き込みドライバにて発生させる制御を行う第1のプログラム電圧制御回路とを備えることを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第1のプログラムは、選択セルの書き込み時に非選択セルに印加されることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 前記3次元メモリセルアレイ下に分散して配置され、前記メモリセルの書き込み時に前記選択セルに第2のプログラム電圧を印加するチャージポンプ回路と、
前記3次元メモリセルアレイの周辺に配置され、前記第2のプログラム電圧を前記チャージポンプ回路にて発生させる制御を行う第2のプログラム電圧制御回路とを備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 前記書き込みドライバは、前記第2のプログラム電圧を降圧させることにより、前記第1のプログラム電圧を発生することを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置。
- 前記第1のプログラム電圧制御回路は、前記書き込みドライバにて印加される第1のプログラム電圧を参照電圧と比較するコンパレータを備え、前記コンパレータの出力に基づいて前記書き込みドライバを制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
- 前記コンパレータにて比較される前記第1のプログラム電圧の検出位置を切り替える切替スイッチを備えることを特徴とする請求項5に記載の半導体記憶装置。
- 前記切替スイッチはトランスファーゲートであることを特徴とする請求項6に記載の半導体記憶装置。
- 書き込みが行われる選択セルの位置に基づいて前記切替スイッチを制御する制御回路を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の半導体記憶装置。
- 前記制御回路は、前記3次元メモリセルアレイを区画するベイごとに前記切替スイッチを制御することを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。
- 前記3次元メモリセルアレイの下層は複数のブロックに区画され、前記書き込みドライバは前記ブロックごとに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
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