JP2013236235A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To fabricate a semiconductor integrated circuit configured to operate on a plurality of systems of power supplies by a standard CMOS process.SOLUTION: There is a voltage switching circuit including: a decoder for selecting either a voltage VD3 or a voltage VSS to be output as a first signal in response to a signal ERS, selecting either a voltage VD5 (>VD3) or the voltage VSS to be output as a second signal in response to a signal VFY, and outputting a third signal in the same voltage range in response to the first and second signals; a level shifter LS3 for converting a first logic signal into a fourth signal in the range of a voltage VDDH (≥VD5) to the voltage VD5 to output it; a buffer BUF1 for buffering and outputting the second and third signals; and selection means HVSW1 for outputting any one of the voltage VDDH, the voltage VD3 and a voltage VSWL as a voltage VWL in response to the fourth signal and the buffered second and third signals.

Description

この発明は、複数系統の電源電圧により動作する半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit that operates with a plurality of power supply voltages.

近年、半導体集積回路では、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor;金属−酸化膜−半導体構造のトランジスタ。以下、単にトランジスタという。)等の素子の微細化に伴って素子の耐圧が低下しており、半導体集積回路の電源電圧を下げる必要が出てきている。例えば、素子の加工技術が350nm程度のとき、半導体集積回路の電源電圧は3V〜5Vであったが、加工技術が130nm、65nmと微細化が進むにつれて、素子の耐圧が下がり、半導体集積回路の電源電圧は1.8V、1.2Vと下がってきている。   2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor integrated circuits, the withstand voltage of elements has been reduced along with miniaturization of elements such as MOSFETs (Metal Oxide Field Effect Effect Transistors: transistors of metal-oxide film-semiconductor structure; simply referred to as transistors hereinafter). There is a need to lower the power supply voltage of semiconductor integrated circuits. For example, when the processing technology of the device is about 350 nm, the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit is 3 V to 5 V. However, as the processing technology is miniaturized to 130 nm and 65 nm, the withstand voltage of the device decreases, and the semiconductor integrated circuit The power supply voltage is decreasing to 1.8V and 1.2V.

しかしながら、液晶やセンサ等を駆動するアナログ回路を含むシステムでは、アナログ回路を動作させるために3V電源あるいは5V電源等が必要である。このため、この種のアナログ回路を含むLSIチップを構成する場合、微細化された内部回路は1.2V等の低電圧電源にて動作させ、アナログ回路や入出力インタフェース回路は3V〜5Vで駆動させる等の多電源構成とすることが必要になっている。   However, in a system including an analog circuit that drives a liquid crystal, a sensor, or the like, a 3V power source or a 5V power source is necessary to operate the analog circuit. For this reason, when configuring an LSI chip including this type of analog circuit, the miniaturized internal circuit is operated with a low voltage power supply such as 1.2 V, and the analog circuit and the input / output interface circuit are driven with 3 V to 5 V. It is necessary to adopt a multi-power supply configuration such as a

また、フラッシュメモリやEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)に代表される不揮発性メモリは、電源を切っても情報が消えないことから、多くの用途に用いられている。しかし、この種の不揮発性メモリは、データの書き込みや消去に高電圧が必要である。従って、この種の不揮発性メモリでも多電源構成を採用している。   In addition, nonvolatile memories such as flash memory and EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) are used for many purposes because information does not disappear even when the power is turned off. However, this type of nonvolatile memory requires a high voltage for writing and erasing data. Therefore, this type of non-volatile memory also employs a multi-power supply configuration.

特開2006−140211号公報JP 2006-140211 A

従来、高速動作が必要であり、素子数が多いために微細化技術が必要なロジック回路等は、酸化膜の薄い低耐圧トランジスタにより構成し、入出力インタフェース回路や高電圧回路は酸化膜が厚い高耐圧トランジスタにより構成していた。   Conventionally, logic circuits that require high-speed operation and require finer technology due to the large number of elements are composed of low-voltage transistors with thin oxide films, and input / output interface circuits and high-voltage circuits have thick oxide films. The high voltage transistor was used.

このように従来技術の下では、微細化に対応した標準トランジスタのほかに、高耐圧のトランジスタを作る必要があった。このため、酸化膜厚を複数種類作り変えてトランジスタを作る必要があり、工程数が多く、高価なプロセスとなっていた。また、複雑な製造工程となるため、歩留まりにも注意を払う必要があった。また、プロセスが高価であり、かつ、歩留まりが低いため、製品の価格が高くなるという問題があった。   Thus, under the conventional technology, it was necessary to make a high voltage transistor in addition to the standard transistor corresponding to miniaturization. For this reason, it is necessary to manufacture a transistor by changing a plurality of types of oxide film thicknesses, and the number of processes is large and the process is expensive. In addition, since the manufacturing process is complicated, it is necessary to pay attention to the yield. In addition, since the process is expensive and the yield is low, there is a problem that the price of the product increases.

また、不揮発性メモリ単体からなる製品を作る場合は、単にメモリの価格が高くなる問題のみが生じるが、不揮発性メモリとロジック回路やアナログ回路とを同一のチップに混載するような、いわゆるエンベデッド(Embedded)製品の場合は、さらに重要な問題が発生する。すなわち、メモリを構成する微細な標準トランジスタに加えて、酸化膜の厚い高耐圧トランジスタを構成するために、プロセスの熱工程が変更となり、メモリを構成する標準トランジスタの特性が変わってしまうという問題も起こる。特にメモリのセンスアンプ等のアナログ回路はトランジスタ特性にセンシティブであり、トランジスタの特性が変わると、その都度、チューニングする必要が生じる。このため、多くのアナログIPを保有している半導体メーカーでは、大きなロスとなる問題が生じる。   In addition, when making a product composed of a single nonvolatile memory, there is only a problem that the price of the memory is increased. However, a so-called embedded (non-volatile memory) in which a nonvolatile memory and a logic circuit or an analog circuit are mixedly mounted on the same chip. In the case of Embedded products, a more important problem arises. In other words, in addition to the fine standard transistor that constitutes the memory, in order to construct a high breakdown voltage transistor with a thick oxide film, the thermal process of the process is changed, and the characteristics of the standard transistor that constitutes the memory also change. Occur. In particular, analog circuits such as memory sense amplifiers are sensitive to transistor characteristics, and each time the transistor characteristics change, tuning is required. For this reason, there is a problem that a large loss occurs in a semiconductor manufacturer having many analog IPs.

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、複数系統の電源により動作する半導体集積回路を標準CMOSプロセスにより構成することを可能にする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique that makes it possible to configure a semiconductor integrated circuit that is operated by a plurality of power sources by a standard CMOS process.

上記課題を解決するために本発明は、第1の高電位電源ノードの電圧と低電位電源ノードの電圧の何れかを第1の動作指示信号の信号値に応じて選択し第1の論理信号として出力する一方、前記第1の高電位電源ノードよりも高い電圧の第2の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の何れか一方を第2の動作指示信号の信号値に応じて選択し第2の論理信号として出力するとともに、前記第2の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの何れかの電圧を前記第1および第2の動作信号の各々の信号値に応じて選択し第3の論理信号として出力するデコーダと、前記第2の高電位電源ノードよりも高い電圧の第3の高電位電源ノードの電圧と、前記第3の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の中間の電圧と、の何れかを前記第1の論理信号に応じて選択し、第4の論理信号として出力するレベルシフタと、前記第2の論理信号をバッファリングし、第5の論理信号として出力する一方、前記第3の論理信号をバッファリングし、第6の論理信号として出力するバッファと、前記第3の高電位電源ノードの電圧、前記第1の高電位電源ノード電圧、および前記第3の高電位電源ノードの電圧とは異なり前記第1の高電位電源ノードの電圧とも異なる電圧のうちの何れかを前記第4、第5および第6の論理信号に応じて選択して出力する選択手段と、を有することを特徴とする電圧切り替え回路、を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention selects either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the low-potential power supply node according to the signal value of the first operation instruction signal. On the other hand, one of the voltage of the second high-potential power node and the voltage of the low-potential power node, which is higher than the first high-potential power node, is used as the signal value of the second operation instruction signal. In response to selection and output as a second logic signal, the voltage of the second high-potential power supply node and the voltage of the low-potential power supply node are set to the signal values of the first and second operation signals, respectively. And a third high-potential power node voltage that is higher than the second high-potential power node, and a voltage of the third high-potential power node. And the voltage of the low-potential power node One of the voltage and the level shifter that outputs as the fourth logic signal, and the second logic signal is buffered and output as the fifth logic signal. A buffer for buffering the third logic signal and outputting it as a sixth logic signal; a voltage at the third high-potential power node; a voltage at the first high-potential power node; Selecting means for selecting and outputting any one of the voltages different from the voltage of the first high potential power supply node in accordance with the fourth, fifth and sixth logic signals, unlike the voltage of the potential power supply node; And a voltage switching circuit.

選択手段の具体的な構成としては、前記第3の高電位電源ノードと前記第1の高電位電源ノードとの間に直列に介挿されたPチャネルトランジスタおよび第1のNチャネルトランジスタと、前記Pチャネルトランジスタのドレインと前記第1のNチャネルトランジスタのドレインの共通接続点にドレインが接続され、前記第1の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の中間の電圧が与えられる電源ノードにソースが接続された第2のNチャネルトランジスタと、を含み、前記Pチャネルトランジスタのゲートには前記第4の論理信号が与えられ、前記第1のNチャネルトランジスタのゲートには前記第6の論理信号が与えられ、前記第2のNチャネルトランジスタのゲートには前記第5の論理信号が与えられ、前記Pチャネルトランジスタのドレインと前記第1のNチャネルトランジスタのドレインの共通接続点が出力ノードとなっている構成が考えられる。詳細については後述するが、このような構成の高電圧切り替え回路によれば、選択手段を構成するPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタとして通常のプロセスで製造可能な耐圧の低いものを用いつつ、フラッシュメモリの行選択回路に与える高電圧の切り替え(書き込み等の動作に応じたワード線電圧を発生させるための電圧切り替え)を行うことが可能になる。   As a specific configuration of the selection means, a P-channel transistor and a first N-channel transistor inserted in series between the third high-potential power node and the first high-potential power node, A drain is connected to a common connection point of the drain of the P-channel transistor and the drain of the first N-channel transistor, and an intermediate voltage between the voltage of the first high-potential power supply node and the voltage of the low-potential power supply node is applied. A second N-channel transistor having a source connected to a power supply node, the gate of the P-channel transistor is provided with the fourth logic signal, and the gate of the first N-channel transistor is provided with the second N-channel transistor. 6 logic signal is applied, and the gate of the second N-channel transistor is provided with the fifth logic signal, and the P channel is applied. Configuration common connection point of the drains of said first N-channel transistor of the transistor is an output node is contemplated. Although the details will be described later, according to the high voltage switching circuit having such a configuration, the P-channel transistor and the N-channel transistor constituting the selection means can be used in a flash memory while having a low withstand voltage that can be manufactured by a normal process. High voltage applied to the row selection circuit (voltage switching for generating a word line voltage corresponding to an operation such as writing) can be performed.

また、レベルシフタを、前記第3の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の何れかを前記第1の論理信号に応じて選択して第7の論理信号として出力する構成とし、前記選択手段を、前記第3の高電位電源ノードと前記第1の高電位電源ノードとの間に直列に介挿された第1のPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタと、前記第2の高電位電源ノードと前記第1のPチャネルトランジスタおよび前記Nチャネルトランジスタのドレイン同士の共通接続点との間に介挿された第2および第3のPチャネルトランジスタと、を含み、前記第1のPチャネルトランジスタのゲートには前記第4の論理信号が与えられ、前記Nチャネルトランジスタのゲートには前記第6の論理信号が与えられ、前記第2のPチャネルトランジスタのゲートには前記第5の論理信号が与えられ、前記第3のPチャネルトランジスタのゲートには前記第7の論理信号が与えられ、前記第1のPチャネルトランジスタおよび前記Nチャネルトランジスタのドレイン同士の共通接続点を出力ノードとする構成も考えられる。詳細については後述するが、このような構成の電圧切り替え回路によれば、選択手段を構成するPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタとして通常のプロセスで製造可能な耐圧の低いものを用いつつ、フラッシュメモリの列選択回路に与える高電圧の切り替え(書き込み等の動作に応じたビット線電圧を発生させるための電圧切り替え)を行うことが可能になる。   Further, the level shifter is configured to select either the voltage of the third high potential power supply node or the voltage of the low potential power supply node according to the first logic signal and output as a seventh logic signal, The selection means includes a first P-channel transistor and an N-channel transistor inserted in series between the third high-potential power supply node and the first high-potential power supply node, and the second high-potential power supply node. Second and third P channel transistors interposed between a power supply node and a common connection point between drains of the first P channel transistor and the N channel transistor, and the first P channel The gate of the transistor is supplied with the fourth logic signal, the gate of the N-channel transistor is supplied with the sixth logic signal, and the second P-channel is supplied. The fifth logic signal is applied to the gate of the transistor, the seventh logic signal is applied to the gate of the third P-channel transistor, and the drains of the first P-channel transistor and the N-channel transistor. A configuration in which a common connection point between the two nodes is used as an output node is also possible. Although the details will be described later, according to the voltage switching circuit having such a configuration, the P-channel transistor and the N-channel transistor constituting the selection unit can be manufactured using a low-breakdown-voltage transistor that can be manufactured by a normal process. It is possible to switch a high voltage applied to the column selection circuit (voltage switching for generating a bit line voltage corresponding to an operation such as writing).

より好ましい構成としては、前記第4の論理信号を出力するレベルシフタと前記第7の論理信号を出力するレベルシフタとを各々別個に有するとともに、各々における遅延量の調整が可能な第1〜第4の遅延回路であって、前記デコーダから出力される第1の論理信号を遅延させて前記第4の論理信号を出力するレベルシフタに与える第1の遅延回路と、前記デコーダから出力される第1の論理信号を遅延させて前記第7の論理信号を出力するレベルシフタに与える第2の遅延回路と、前記デコーダから出力される第2の論理信号を遅延させて前記バッファに与える第3の遅延回路と、前記デコーダから出力される第3の論理信号を遅延させて前記バッファに与える第4の遅延回路とをさらに有する構成が考えられる。このような構成によれば、上記第1〜第4の遅延回路の各々における遅延量を調整することで、選択手段の出力電圧の立ち上がりタイミングや立ち下りタイミングをきめ細かく調整することが可能になる。このような構成の電圧切り替え回路はフラッシュメモリの列選択回路に与える高電圧の切り替えを行う回路に特に好適である。この種の回路の設計段階では、上記立ち上がりタイミングや立ち下りタイミングをきめ細かく調整できることが重要になるからである。なお、前記第4の論理信号を出力するレベルシフタと前記第7の論理信号を出力するレベルシフタとを各々別個に有するとともに、各々における遅延量の調整が可能な第1〜第4の遅延回路であって、前記第4の論理信号を出力するレベルシフタから出力される当該第4の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第1の遅延回路と、前記第7の論理信号を出力するレベルシフタから出力される当該第7の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第2の遅延回路と、前記バッファから出力される第5の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第3の遅延回路と、前記バッファから出力される第6の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第4の遅延回路とを有する構成としても同様の効果が得られる。   As a more preferable configuration, the level shifter for outputting the fourth logic signal and the level shifter for outputting the seventh logic signal are separately provided, and the delay amount in each can be adjusted. A first delay circuit that delays the first logic signal output from the decoder and applies the fourth logic signal to a level shifter; and a first logic output from the decoder A second delay circuit for delaying a signal and providing it to a level shifter for outputting the seventh logic signal; and a third delay circuit for delaying a second logic signal output from the decoder and applying it to the buffer; It is conceivable to further include a fourth delay circuit that delays the third logic signal output from the decoder and supplies the third logic signal to the buffer. According to such a configuration, it is possible to finely adjust the rising timing and falling timing of the output voltage of the selection means by adjusting the delay amount in each of the first to fourth delay circuits. The voltage switching circuit having such a configuration is particularly suitable for a circuit for switching a high voltage applied to a column selection circuit of a flash memory. This is because it is important to be able to finely adjust the rise timing and fall timing at the design stage of this type of circuit. The first to fourth delay circuits have a level shifter that outputs the fourth logic signal and a level shifter that outputs the seventh logic signal, respectively, and each of which can adjust the delay amount. The fourth logic signal output from the level shifter that outputs the fourth logic signal is delayed and provided to the selection means, and the level shifter that outputs the seventh logic signal is output. A second delay circuit for delaying the seventh logic signal to be provided to the selection means, and a third delay circuit for delaying the fifth logic signal output from the buffer to be provided to the selection means; The same effect can be obtained by a configuration including a fourth delay circuit that delays the sixth logic signal output from the buffer and supplies the sixth logic signal to the selection means.

また、上記課題を解決するために本発明は、第1の高電位電源ノードの電圧と低電位電源ノードの電圧の何れかを動作指示信号の信号値に応じて選択して出力するデコーダと、前記第1の高電位電源ノードよりも高い電圧の第2の高電位電源ノードの電圧と、前記第2の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の中間の電圧である中間電圧の何れかを前記デコーダの出力信号に応じて選択し、第1の論理信号として出力するとともに、前記デコーダの出力信号を論理反転して第2の論理信号として出力するレベルシフタと、前記第2の論理信号をバッファリングするバッファと、前記第1の論理信号および前記バッファによるバッファリングを経た第2の論理信号に基づいて、前記第2の高電位側電源ノードの電圧と前記低電位側電源ノードの電圧のいずれか一方を選択して出力する選択手段とを有することを特徴とする電圧切り替え回路、を提供する。   In order to solve the above problem, the present invention provides a decoder that selects and outputs either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the low-potential power supply node according to the signal value of the operation instruction signal; An intermediate voltage which is an intermediate voltage between the voltage of the second high potential power supply node and a voltage of the second high potential power supply node which is higher than the voltage of the first high potential power supply node. Is selected in accordance with the output signal of the decoder, and is output as a first logic signal. The level shifter outputs the second logic signal by logically inverting the output signal of the decoder; Based on a buffer for buffering a logic signal, and the first logic signal and the second logic signal that has been buffered by the buffer, the voltage of the second high potential side power supply node and the low power To provide a voltage switching circuit, characterized by having a selection means for selecting and outputting either one of the voltage side power supply node.

選択手段の具体的な構成としては、前記第1の高電位電源ノードと前記低電位電源ノードとの間に直列に介挿されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタとを含み、前記Pチャネルトランジスタのゲートには前記第1の論理信号が与えられる一方、前記Nチャネルトランジスタのゲートには前記バッファによるバッファリングを経た第2の論理信号が与えられ、前記Pチャネルトランジスタのドレインと前記Nチャネルトランジスタのドレインの共通接続点が出力ノードとなっている構成が考えられる。詳細については後述するが、このような構成の高電圧切り替え回路によれば、選択手段を構成するPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタとして通常のプロセスで製造可能な耐圧の低いものを用いつつ、書き込み等の動作に応じてフラッシュメモリのソース線やWELL(不揮発性メモリセルがNチャネルフローティングゲートトランジスタであれば、PWELL)に与える電圧の切り替えを行うことが可能になる。   A specific configuration of the selection means includes a P-channel transistor and an N-channel transistor inserted in series between the first high-potential power supply node and the low-potential power supply node. The gate is supplied with the first logic signal, while the gate of the N-channel transistor is supplied with a second logic signal that has been buffered by the buffer, and the drain of the P-channel transistor and the N-channel transistor. A configuration in which the common connection point of the drains is an output node is conceivable. Although details will be described later, according to the high voltage switching circuit having such a configuration, the P-channel transistor and the N-channel transistor constituting the selection unit can be written while using a low withstand voltage that can be manufactured by a normal process. Depending on the operation, it is possible to switch the voltage applied to the source line or WELL of the flash memory (PWELL if the nonvolatile memory cell is an N-channel floating gate transistor).

また、上記課題を解決するために本発明は、第1の高電位電源ノードの電圧と接地ノードの電圧の何れかを動作指示信号の信号値に応じて選択し第1の論理信号として出力するデコーダと、前記第1の高電位電源ノードの電圧と前記接地ノードの電圧の何れかを前記動作指示信号の信号値に応じて選択して出力するスイッチ部と、前記第1の高電位電源ノードの電圧と負の電圧が与えられる負電位ノードの電圧の中間の電圧である中間電圧と当該負の電圧の何れかを前記第1の論理信号に応じて選択し、第2の論理信号として出力するレベルシフタと、前記スイッチ部の出力電圧と前記負の電圧の何れか一方を前記第2の論理信号に応じて選択して第3の論理信号として出力するとともに、他方を第4の論理信号として出力するバッファと、前記第3および第4の論理信号に基づいて、前記接地ノードの電圧と前記負の電圧のいずれか一方を選択して出力する選択手段とを有することを特徴とする電圧切り替え回路、を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention selects either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the ground node according to the signal value of the operation instruction signal and outputs it as the first logic signal. A decoder; a switch that selects and outputs either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the ground node according to the signal value of the operation instruction signal; and the first high-potential power supply node An intermediate voltage, which is an intermediate voltage between the negative voltage and the negative voltage to which a negative voltage is applied, and the negative voltage are selected according to the first logic signal and output as a second logic signal A level shifter that selects one of the output voltage of the switch unit and the negative voltage according to the second logic signal and outputs it as a third logic signal, and the other as a fourth logic signal. A buffer to output, A voltage switching circuit comprising selection means for selecting and outputting either the voltage of the ground node or the negative voltage based on the third and fourth logic signals. .

選択手段の具体的な構成としては、前記接地ノードと前記負電位ノードとの間に直列に介挿された第1のPチャネルトランジスタおよび第1のNチャネルトランジスタと、前記第1のPチャネルトランジスタに並列に接続された第2のNチャネルトランジスタと、を含み、前記第1のPチャネルトランジスタのゲートと前記第1のNチャネルトランジスタのゲートには前記第4の論理信号が与えられ、前記第2のNチャネルトランジスタのゲートには前記第3の論理信号が与えられ、前記第1のPチャネルトランジスタのドレインと前記第1のNチャネルトランジスタのドレインの共通接続点が出力ノードとなっている構成が考えられる。詳細については後述するが、このような構成の高電圧切り替え回路によれば、選択手段を構成するPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタとして通常のプロセスで製造可能な耐圧の低いものを用いつつ、フラッシュメモリからのデータの消去を行うために行選択回路に与える低電位側の電源電圧を接地電圧から負の電圧に切り替えることが可能になる。なお、より好ましい態様においては、スイッチ部の出力電圧と前記負電位ノードの電圧を制御することで、前記バッファの耐圧緩和動作を行うようにしても良い。   As a specific configuration of the selection means, a first P-channel transistor and a first N-channel transistor interposed in series between the ground node and the negative potential node, and the first P-channel transistor A second N-channel transistor connected in parallel to the first P-channel transistor and the gate of the first N-channel transistor to which the fourth logic signal is applied, The third N-channel transistor is supplied with the third logic signal at its gate, and the output node is a common connection point between the drain of the first P-channel transistor and the drain of the first N-channel transistor Can be considered. Although the details will be described later, according to the high voltage switching circuit having such a configuration, the P-channel transistor and the N-channel transistor constituting the selection means can be used in a flash memory while having a low withstand voltage that can be manufactured by a normal process. It is possible to switch the low-potential-side power supply voltage applied to the row selection circuit from the ground voltage to a negative voltage in order to erase data from. In a more preferred aspect, the buffer withstand voltage relaxation operation may be performed by controlling the output voltage of the switch section and the voltage of the negative potential node.

各種の電源電圧に対応したMOS集積回路におけるトランジスタの酸化膜厚と、その酸化膜の限界耐圧を示す図である。It is a figure which shows the oxide film thickness of the transistor in the MOS integrated circuit corresponding to various power supply voltages, and the limiting pressure | voltage resistance of the oxide film. 標準CMOSプロセスにより製造されたCMOS回路の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the CMOS circuit manufactured by the standard CMOS process. ドレインおよびソースの両方のLDD領域を広げて耐圧を向上させた高耐圧CMOS回路の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the high voltage | pressure-resistant CMOS circuit which expanded the LDD area | region of both the drain and the source, and improved the proof pressure. ドレインのLDD領域のみを広げて耐圧を向上させた高耐圧CMOS回路の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the high voltage | pressure-resistant CMOS circuit which expanded only the LDD area | region of the drain and improved the proof pressure. フローティングゲート型の不揮発性メモリセルの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a floating gate type non-volatile memory cell. 同不揮発性メモリセルの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the non-volatile memory cell. この発明の実施形態において用いられる不揮発性メモリの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the non-volatile memory used in embodiment of this invention. この発明の実施形態である不揮発性メモリの一部である列選択のための列選択回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a column selection circuit for column selection that is a part of a nonvolatile memory that is an embodiment of the present invention; FIG. 同列選択回路に含まれる第2列デコーダ4000の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the 2nd column decoder 4000 contained in the same column selection circuit. 同第2列デコーダ4000の動作例を示す図である。5 is a diagram showing an operation example of the second column decoder 4000. FIG. 同第2列デコーダ4000の動作例を示す図である。5 is a diagram showing an operation example of the second column decoder 4000. FIG. この発明の実施形態である不揮発性メモリの一部である行選択のための行選択回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a row selection circuit for row selection that is a part of a nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention. FIG. 同行選択回路に含まれるメインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of main decoder 5000-p and selection switch 6000-pk included in the same row selection circuit. 同メインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the main decoder 5000-p and the selection switch 6000-pk. 同行選択回路に含まれるサブデコーダ7000の回路図である。It is a circuit diagram of the subdecoder 7000 included in the same row selection circuit. 本実施形態の電圧切り替え回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the voltage switching circuit of this embodiment. データの書き込み時、検証時、消去時、読み出し時の各々にて電源回路1が発生させる電圧値を示す図である。It is a figure which shows the voltage value which the power supply circuit 1 produces | generates at the time of each of the time of data writing, verification, erasing, and reading. VWL切り替え回路10の構成例を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration example of a VWL switching circuit 10. FIG. VWL切り替え回路10の動作電圧表である。3 is an operation voltage table of a VWL switching circuit 10; VWELL切り替え回路20の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a VWELL switching circuit 20. FIG. VWELL切り替え回路20の動作電圧表である。3 is an operation voltage table of a VWELL switching circuit 20; VCOL切り替え回路30の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a VCOL switching circuit 30. FIG. VCOL切り替え回路30の動作電圧表である。3 is an operation voltage table of a VCOL switching circuit 30. VBBM切り替え回路40の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a VBBM switching circuit 40. FIG. VBBM切り替え回路40の動作電圧表である。3 is an operation voltage table of a VBBM switching circuit 40. 変形例(1)のVCOL切り替え回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the VCOL switching circuit of a modification (1). 同変形例(1)のVCOL切り替え回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the VCOL switching circuit of the modification (1). 変形例(1)の動作波形例を示す図である。It is a figure which shows the example of an operation | movement waveform of a modification (1). 変形例(1)の動作波形例を示す図である。It is a figure which shows the example of an operation | movement waveform of a modification (1).

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
<この発明において利用する高耐圧化技術>
この発明の実施形態では、CMOS回路において一般的に用いられている高耐圧化技術を利用する。そこで、この発明の実施形態の説明に先立ち、このCMOS回路の高耐圧化技術について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<High breakdown voltage technology used in the present invention>
In the embodiment of the present invention, a high withstand voltage technique generally used in a CMOS circuit is used. Therefore, prior to the description of the embodiment of the present invention, a technique for increasing the breakdown voltage of the CMOS circuit will be described.

図1は各種の電源電圧に対応したMOS集積回路におけるトランジスタの酸化膜厚と、その酸化膜の限界耐圧(ゲート酸化膜がある時間で破壊する電圧)を示すものである。通常、10年間の動作保証が可能なMOS集積回路を実現するためには、酸化膜に印加される電界を5MeV(メガエレクトロンボルト)程度に設定するが、酸化膜に印加可能な電界の上限値はおおよそ8MeVに設定している。   FIG. 1 shows the oxide film thickness of a transistor in a MOS integrated circuit corresponding to various power supply voltages and the limiting breakdown voltage (voltage that breaks down the gate oxide film in a certain time). Usually, in order to realize a MOS integrated circuit capable of guaranteeing operation for 10 years, the electric field applied to the oxide film is set to about 5 MeV (megaelectron volts), but the upper limit of the electric field that can be applied to the oxide film Is set to approximately 8 MeV.

図2は標準CMOSプロセスにより製造されたCMOS回路の構成を示す断面図である。このCMOS回路では、ホットエレクトロンの発生を抑えて、トランジスタの信頼性を向上させるために、LDD(Lightly Doped Drain;低濃度ドレイン)構造を採用している。このLDD構造は、ソース、ドレインとチャネルの間に低濃度の不純物領域を設けて、ここに高電界が集中しないようにした構造である。LDD構造のトランジスタを形成するためには、トランジスタのゲートの側壁にサイドウォール(一般的には酸化膜)を付加して、このサイドウォールの付加されたゲートをマスクとして、n−或いはp−をインプランテーションにより注入する。この場合、トランジスタをセルフアラインで製造することができ、トランジスタの所要面積の増加はない。図2に示す構成により例えばゲート耐圧が5VのCMOS回路を実現する場合、酸化膜を約90Å(オングストローム)くらいの膜厚とし、経時破壊耐圧(TDDB:Time Dependent Dielectric Breakdown)を6V程度に設定する。この場合、ドレイン耐圧(Breakdown)は、7V程度になる。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a CMOS circuit manufactured by a standard CMOS process. This CMOS circuit employs an LDD (Lightly Doped Drain) structure in order to suppress the generation of hot electrons and improve the reliability of the transistor. This LDD structure is a structure in which a low-concentration impurity region is provided between a source, a drain and a channel so that a high electric field is not concentrated here. In order to form a transistor having an LDD structure, a side wall (generally an oxide film) is added to the side wall of the gate of the transistor, and n− or p− is set using the gate with the side wall added as a mask. Injected by implantation. In this case, the transistor can be manufactured by self-alignment, and the required area of the transistor is not increased. For example, when a CMOS circuit having a gate breakdown voltage of 5V is realized by the configuration shown in FIG. 2, the oxide film is set to a thickness of about 90 mm (angstrom), and the breakdown voltage (TDDB: Time Dependent Dielectric Breakdown) is set to about 6V. . In this case, the drain breakdown voltage (Breakdown) is about 7V.

図3は、図2に示すCMOS回路のドレインおよびソースの両方の耐圧を向上させたHVDMOS(High Voltage Drain Metal Oxide Semiconductor)トランジスタの構成例を示す断面図である。この高耐圧CMOS回路では、図2におけるLDD領域(nあるいはpの領域)を広く取っている。このようにすることにより、ドレイン耐圧を容易に10V以上に向上させることができる。しかしながら、この構成は、ゲートと拡散領域を十分広く取る必要があり、レイアウト面積が大きくなるという欠点はある。この図3に示すように、ドレインおよびソースの両方のLDD領域を広げたPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタの構造は、両側高耐圧構造と呼ばれる。 FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an HVDMOS (High Voltage Drain Metal Oxide Semiconductor) transistor in which the breakdown voltages of both the drain and the source of the CMOS circuit illustrated in FIG. 2 are improved. In this high voltage CMOS circuit, the LDD region (n or p region) in FIG. 2 is wide. By doing so, the drain breakdown voltage can be easily increased to 10 V or more. However, this configuration has the disadvantage that the gate and the diffusion region need to be sufficiently wide, and the layout area becomes large. As shown in FIG. 3, the structure of a P-channel transistor and an N-channel transistor in which both the drain and source LDD regions are expanded is called a double-sided high breakdown voltage structure.

図4は、図2に示すCMOS回路の各チャネルのトランジスタのドレイン側のLDD領域のみを広げた高耐圧構造を採用したHVDMOSトランジスタの構成例を示す断面図である。この構成例は、図3の構成例よりも面積増加が抑えられる利点がある。この図4に示すPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタの構造は、片側高耐圧構造と呼ばれる。なお、片側高耐圧構造のトランジスタを利用して回路の高耐圧化を図る技術は例えば特許文献1に開示されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of an HVDMOS transistor adopting a high breakdown voltage structure in which only the LDD region on the drain side of each channel transistor of the CMOS circuit shown in FIG. 2 is expanded. This configuration example has an advantage that the area increase is suppressed as compared with the configuration example of FIG. The structure of the P-channel transistor and the N-channel transistor shown in FIG. 4 is called a one-side high breakdown voltage structure. A technique for increasing the breakdown voltage of a circuit by using a transistor having a one-side high breakdown voltage structure is disclosed in Patent Document 1, for example.

<本発明の実施形態における不揮発性メモリの構成>
図5はこの発明の実施形態において不揮発性メモリセルとして用いられるNチャネルフローティングゲートトランジスタの構成を示す断面図である。図5に示すように、Nチャネルフローティングゲートトランジスタは、基板(図5に示す例ではPwell)に形成されたソースおよびドレイン間の領域とゲートとの間の酸化膜中にフローティングゲートFGが配置された構成となっている。
<Configuration of Nonvolatile Memory in Embodiment of the Present Invention>
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of an N-channel floating gate transistor used as a nonvolatile memory cell in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the N-channel floating gate transistor has a floating gate FG arranged in an oxide film between a gate and a region between a source and a drain formed on a substrate (Pwell in the example shown in FIG. 5). It becomes the composition.

図6は図5に示す不揮発性メモリセルの動作を示す図である。書き込み時(Program、図6ではProgと略記)は、例えばデータ“1”を書き込むべき不揮発性メモリセルであるNチャネルフローティングゲートトランジスタのドレインにビット線BITを介して電圧VD=5Vを、ソースに電圧VS=0Vを、ゲートにワード線WLを介して電圧VG=10Vを、Pwellに0Vを印加する。この結果、フローティングゲートFGに電子が注入され、Nチャネルフローティングゲートトランジスタの閾値電圧が上昇し、データ“1”の書き込まれた状態となる。ここで、データ“1”の書き込みの行われなかったNチャネルフローティングゲートトランジスタは、フローティングゲートFGに電子が注入されておらず、閾値電圧が低く、データ“0”を記憶した状態となっている。   FIG. 6 is a diagram showing an operation of the nonvolatile memory cell shown in FIG. At the time of writing (Program, abbreviated as Prog in FIG. 6), for example, the voltage VD = 5V is applied to the source via the bit line BIT at the drain of an N-channel floating gate transistor which is a nonvolatile memory cell to which data “1” is to be written. A voltage VS = 0V is applied, a voltage VG = 10V is applied to the gate via the word line WL, and 0V is applied to Pwell. As a result, electrons are injected into the floating gate FG, the threshold voltage of the N-channel floating gate transistor rises, and data “1” is written. Here, the N-channel floating gate transistor to which data “1” has not been written is in a state where electrons are not injected into the floating gate FG, the threshold voltage is low, and data “0” is stored. .

消去時(Erase)は、Nチャネルフローティングゲートトランジスタのドレイン電圧VD、ソース電圧VS、Pwellの電圧を10Vとし、ゲート電圧VGを0Vあるいはマイナス電圧とする。この結果、フローティングゲートFGからPwellに電子が引き抜かれ、消去が行われる(すなわち、データ“0”を記憶した状態とされる)。   At the time of erasing (Erase), the drain voltage VD, source voltage VS, and Pwell of the N-channel floating gate transistor are set to 10V, and the gate voltage VG is set to 0V or a negative voltage. As a result, electrons are extracted from the floating gate FG to Pwell and erased (that is, data “0” is stored).

読み出し時(Read)は、Nチャネルフローティングゲートトランジスタのドレイン電圧VDを0.6V、ソース電圧VSおよびPwellの電圧を0V、ゲート電圧VGを3V〜5Vとし、そのときビット線BITを介して流れるドレイン電流を判定することにより、Nチャネルフローティングゲートトランジスタがデータ“1”または“0”のいずれを記憶しているかを判定する。ここで、ドレイン電圧VDを0.6V程度の低電圧にするのは、誤書き込みを防ぐためである。   At the time of reading (Read), the drain voltage VD of the N-channel floating gate transistor is 0.6 V, the source voltages VS and Pwell are 0 V, the gate voltage VG is 3 V to 5 V, and the drain that flows through the bit line BIT at that time By determining the current, it is determined whether the N-channel floating gate transistor stores data “1” or “0”. Here, the drain voltage VD is set to a low voltage of about 0.6 V in order to prevent erroneous writing.

<実施形態>
図7(A)は、この発明の一実施形態の電圧切り替え回路により駆動される不揮発性メモリの構成例を示す図である。この不揮発性メモリは、図7(A)に示すように、不揮発性メモリセルアレイ、列選択回路、行選択回路、および入力回路を含んでいる。図7(B)は、図7(A)の不揮発性メモリセルアレイの構成例を示す図である。この不揮発性メモリセルは、図5に示す不揮発性メモリセルを行列状に配列してなるものである。図7(B)に示すように、この不揮発性メモリセルアレイでは、行方向に配線されたワード線WLi(i=0〜m)および列方向に配線されたビット線BITj(j=0〜n)の各交差点に対応させて不揮発性メモリセルであるNチャネルフローティングゲートトランジスタが各々配置されている。より詳細に説明すると、第i行のワード線WLiには第i行のn+1個のNチャネルフローティングゲートトランジスタの各ゲートが接続されている。また、第j列のビット線BITjには第j列のm+1個のNチャネルフローティングゲートトランジスタの各ドレインが接続されている。そして、図7(B)に示す例では、隣り合う2行(例えば第0行と第1行、…、第m−1行と第m行)の各Nチャネルフローティングゲートトランジスタは共通のソースを有しており、この共通のソースには共通ソース線を介してソース電圧VSが供給されるようになっている。
<Embodiment>
FIG. 7A is a diagram showing a configuration example of a nonvolatile memory driven by the voltage switching circuit according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7A, this nonvolatile memory includes a nonvolatile memory cell array, a column selection circuit, a row selection circuit, and an input circuit. FIG. 7B is a diagram illustrating a configuration example of the nonvolatile memory cell array in FIG. This nonvolatile memory cell is formed by arranging the nonvolatile memory cells shown in FIG. 5 in a matrix. As shown in FIG. 7B, in this nonvolatile memory cell array, word lines WLi (i = 0 to m) wired in the row direction and bit lines BITj (j = 0 to n) wired in the column direction. N-channel floating gate transistors, which are nonvolatile memory cells, are arranged corresponding to the respective intersections. More specifically, the gates of n + 1 N-channel floating gate transistors in the i-th row are connected to the i-th row word line WLi. The drains of m + 1 N-channel floating gate transistors in the j-th column are connected to the bit line BITj in the j-th column. In the example shown in FIG. 7B, the N-channel floating gate transistors in two adjacent rows (for example, the 0th row and the 1st row,..., The (m-1) th row and the mth row) share a common source. The common source is supplied with a source voltage VS through a common source line.

図7(A)の行選択回路は、不揮発性メモリセルアレイにおけるm+1本のワード線WLi(i=0〜m)の中から行アドレスが示す1本のワード線WLiを選択する回路であり、同列選択回路は、揮発性メモリセルアレイにおけるn+1本のビット線WBITj(j=0〜n)の中から列アドレスが示す1本のビット線BITjを選択する回路である。詳細については後述するが、図7(A)の行選択回路は、上記選択したワード線WLiに印加する電圧を本実施形態の電圧切り替え回路から与えられる電圧VWLおよび電圧VBBMに応じて切り替え、同列選択回路は、上記選択したビット線BITjに印加する電圧を同電圧切り替え回路から与えられる電圧VCOLに応じて切り替える。この電圧切り替え回路は、上記電圧VWL、VBBM、およびVCOLの他に、ソース電圧VSおよび前述したPwell電圧として使用される電圧VWELLを発生させる回路である。
この電圧切り替え回路の詳細については後に明らかにする。
The row selection circuit in FIG. 7A is a circuit that selects one word line WLi indicated by a row address from m + 1 word lines WLi (i = 0 to m) in the nonvolatile memory cell array. The selection circuit is a circuit that selects one bit line BITj indicated by the column address from n + 1 bit lines WBITj (j = 0 to n) in the volatile memory cell array. Although details will be described later, the row selection circuit in FIG. 7A switches the voltage applied to the selected word line WLi according to the voltage VWL and the voltage VBBM supplied from the voltage switching circuit of the present embodiment. The selection circuit switches the voltage applied to the selected bit line BITj in accordance with the voltage VCOL supplied from the voltage switching circuit. This voltage switching circuit is a circuit for generating the source voltage VS and the voltage VWELL used as the above-described Pwell voltage in addition to the voltages VWL, VBBM, and VCOL.
The details of this voltage switching circuit will be clarified later.

<列選択回路の構成>
図8はこの発明の実施形態である不揮発性メモリの一部である列選択のための列選択回路の構成を示す回路図である。図8において、ビット線BITj(j=0〜n)は図7に示す不揮発性メモリセルアレイに接続されている。
<Configuration of column selection circuit>
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a column selection circuit for column selection which is a part of the nonvolatile memory according to the embodiment of the present invention. In FIG. 8, bit lines BITj (j = 0 to n) are connected to the nonvolatile memory cell array shown in FIG.

図8において、入力回路2000は、書き込み信号WEとデータ信号Dinh(h=0〜15)に基づいて、データ制御トランジスタ1のゲートに書き込み電圧DINhを発生させる。データ制御トランジスタ1は、図4に示すように、ドレインのLDD領域のみが拡張された片側高耐圧構造のNチャネルトランジスタである。データ制御トランジスタ1のドレインには、図示しないチャージポンプから出力される高電圧VPPが与えられ、データ制御トランジスタ1のソースはデータノードNAに接続されている。   In FIG. 8, an input circuit 2000 generates a write voltage DINh at the gate of the data control transistor 1 based on a write signal WE and a data signal Dinh (h = 0-15). As shown in FIG. 4, the data control transistor 1 is an N-channel transistor having a one-side high breakdown voltage structure in which only the drain LDD region is expanded. A high voltage VPP output from a charge pump (not shown) is applied to the drain of the data control transistor 1, and the source of the data control transistor 1 is connected to the data node NA.

図8において、q+1個の第1列デコーダ3000−x(x=0〜q)と、k+1個の第2列デコーダ4000−y(y=0〜k)と、第1カラムスイッチ部330と、第2カラムスイッチ部340は、全体として、n+1本のビット線BITj(j=0〜n)の中から列アドレスYADDが示す列に対応した1本のビット線BITjを選択し、データノードNAに接続する列選択回路を構成している。   In FIG. 8, q + 1 first column decoders 3000-x (x = 0 to q), k + 1 second column decoders 4000-y (y = 0 to k), a first column switch unit 330, As a whole, the second column switch unit 340 selects one bit line BITj corresponding to the column indicated by the column address YADD from the n + 1 bit lines BITj (j = 0 to n), and sets the data node NA to the data node NA. A column selection circuit to be connected is configured.

さらに詳述すると、本実施形態において、ビット線の本数n+1と、第1列デコーダの個数q+1と、第2列デコーダの個数k+1との間には、n+1=(k+1)(q+1)の関係があり、n+1本のビット線BITj(j=0〜n)は、各々k+1本のビット線からなるq+1個のグループに分けられている。そして、第2列デコーダ4000−y(y=0〜k)および第2カラムスイッチ部340は、各々k+1本のビット線からなるq+1個の各グループx毎に、列アドレスYADDの例えば下位桁に基づいて、グループx内の1本のビット線を選択して中間ノードNBxに接続する。   More specifically, in this embodiment, there is a relationship of n + 1 = (k + 1) (q + 1) among the number n + 1 of bit lines, the number q + 1 of the first column decoders, and the number k + 1 of the second column decoders. Yes, n + 1 bit lines BITj (j = 0 to n) are divided into q + 1 groups each of k + 1 bit lines. Then, the second column decoder 4000-y (y = 0 to k) and the second column switch unit 340 respectively add, for example, a lower digit of the column address YADD for each of q + 1 groups x each including k + 1 bit lines. Based on this, one bit line in the group x is selected and connected to the intermediate node NBx.

具体的には、最初のグループx=0に属するk+1本のビット線BIT0〜BITkとそのグループに対応した中間ノードNB0との間には、各々Pチャネルトランジスタ4p0y(y=0〜k)およびNチャネルトランジスタ4n0y(y=0〜k)からなるCMOSスイッチによるk+1個の列選択ゲートが各々介挿されている。また、最後のグループx=qに属するk+1本のビット線BITn−k〜BITnとそのグループに対応した中間ノードNBqとの間には、各々Pチャネルトランジスタ4pqy(y=0〜k)およびNチャネルトランジスタ4nqy(y=0〜k)からなるCMOSスイッチによるk+1個の列選択ゲートが各々介挿されている。それ以外の他のグループについても同様であり、グループに属するk+1本のビット線と中間ノードの間にCMOSスイッチによるk+1個の列選択ゲートが介挿されている。   Specifically, P channel transistors 4p0y (y = 0 to k) and N are connected between the k + 1 bit lines BIT0 to BITk belonging to the first group x = 0 and the intermediate node NB0 corresponding to the group. Each of k + 1 column selection gates is inserted by a CMOS switch including channel transistors 4n0y (y = 0 to k). Further, between the k + 1 bit lines BITn-k to BITn belonging to the last group x = q and the intermediate node NBq corresponding to the group, a P channel transistor 4pqy (y = 0 to k) and an N channel are respectively provided. Each of k + 1 column selection gates by a CMOS switch including transistors 4nqy (y = 0 to k) is inserted. The same applies to other groups, and k + 1 column selection gates by CMOS switches are interposed between k + 1 bit lines belonging to the group and the intermediate node.

一方、第2列デコーダ4000−0には2本の列選択線COLBp0およびCOLBn0が接続されている。ここで、列選択線COLBp0は、k+1個のグループの各々における最初のビット線(図示の例では最初のグループにおけるビット線BIT0、最後のグループにおけるビット線BITn−k)に接続された列選択ゲートのPチャネルトランジスタ4px0(x=0〜q)のゲートに接続され、列選択線COLBn0は同列選択ゲートのNチャネルトランジスタ4nx0(x=0〜q)のゲートに接続されている。また、列デコーダ4000−1には2本の列選択線COLBp1およびCOLBn1が接続されている。ここで、列選択線COLBp1は、k+1個のグループの各々における2番目のビット線(図示の例では最初のグループにおけるビット線BIT1、最後のグループにおけるビット線BITn−k+1)に接続された列選択ゲートのPチャネルトランジスタ4px1(x=0〜q)のゲートに接続され、列選択線COLBn1は同列選択ゲートのNチャネルトランジスタ4nx1(x=0〜q)のゲートに接続されている。他の列デコーダ4000−2〜4000−kおよびそれらに接続された列選択線も同様である。   On the other hand, two column selection lines COLBp0 and COLBn0 are connected to the second column decoder 4000-0. Here, the column selection line COLBp0 is a column selection gate connected to the first bit line in each of the k + 1 groups (in the illustrated example, the bit line BIT0 in the first group, the bit line BITn-k in the last group). The column select line COLBn0 is connected to the gate of the N channel transistor 4nx0 (x = 0 to q) of the same column select gate. In addition, two column selection lines COLBp1 and COLBn1 are connected to the column decoder 4000-1. Here, the column selection line COLBp1 is the column selection connected to the second bit line in each of the k + 1 groups (in the example shown, the bit line BIT1 in the first group, the bit line BITn−k + 1 in the last group). The gate is connected to the gate of the P-channel transistor 4px1 (x = 0 to q), and the column selection line COLBn1 is connected to the gate of the N-channel transistor 4nx1 (x = 0 to q) of the same column selection gate. The same applies to the other column decoders 4000-2 to 4000-k and the column selection lines connected to them.

第2列デコーダ4000−y(y=0〜k)は、列アドレスYADDの下位桁がとりうる各値yに各々対応付けられている。例えば、列アドレスYADDの下位桁が例えば1を示す場合、第2列デコーダ4000−1が第2カラムスイッチ部340の列選択ゲートをONさせる列選択電圧を列選択線COLBp1およびCOLBn1に各々出力する。一方、列デコーダ4000−1以外の列デコーダは、各々に列選択線を介して接続された列選択ゲートをOFFさせる列選択電圧を各々出力する。これによりk+1個のグループの各々における2番目のビット線に接続された列選択ゲートのみがONとなり、ビット線BIT1、…、BITn−k+1が中間ノードNB0〜NBqに各々接続される。   The second column decoder 4000-y (y = 0 to k) is associated with each value y that can be taken by the lower digits of the column address YADD. For example, when the lower digit of the column address YADD indicates 1, for example, the second column decoder 4000-1 outputs column selection voltages for turning on the column selection gates of the second column switch unit 340 to the column selection lines COLBp1 and COLBn1, respectively. . On the other hand, the column decoders other than the column decoder 4000-1 each output a column selection voltage for turning off the column selection gate connected to each other via the column selection line. As a result, only the column selection gate connected to the second bit line in each of the k + 1 groups is turned ON, and the bit lines BIT1,..., BITn−k + 1 are connected to the intermediate nodes NB0 to NBq, respectively.

第1列デコーダ3000−x(x=0〜q)および第1カラムスイッチ部330は、列アドレスYADDの例えば上位桁に基づいて、q+1個の中間ノードNBx(x=0〜q)の中から1個の中間ノードNBxを選択してデータノードNAに接続する回路を構成している。   The first column decoder 3000-x (x = 0 to q) and the first column switch unit 330 are selected from the q + 1 intermediate nodes NBx (x = 0 to q) based on, for example, the upper digit of the column address YADD. A circuit that selects one intermediate node NBx and connects to the data node NA is configured.

第1カラムスイッチ部330において、中間ノードNBx(x=0〜q)の各々とデータノードNAの間には、Pチャネルトランジスタ3px(x=0〜q)およびNチャネルトランジスタ3nx(x=0〜q)からなるCMOSスイッチによるq+1個の列選択ゲートが各々介挿されている。   In the first column switch unit 330, between each of the intermediate nodes NBx (x = 0 to q) and the data node NA, the P channel transistor 3px (x = 0 to q) and the N channel transistor 3nx (x = 0 to 0). q + 1 column selection gates are respectively inserted by CMOS switches consisting of q).

一方、列デコーダ3000−0には2本の列選択線COLAp0およびCOLAn0が接続されている。ここで、列選択線COLAp0は、最初の中間ノードNB0に接続された列選択ゲートのPチャネルトランジスタ3p0のゲートに接続され、列選択線COLAn0は同列選択ゲートのNチャネルトランジスタ3n0のゲートに接続されている。   On the other hand, two column selection lines COLAp0 and COLAn0 are connected to the column decoder 3000-0. Here, the column selection line COLAp0 is connected to the gate of the P-channel transistor 3p0 of the column selection gate connected to the first intermediate node NB0, and the column selection line COLAn0 is connected to the gate of the N-channel transistor 3n0 of the same column selection gate. ing.

また、最後の列デコーダ3000−qには2本の列選択線COLApqおよびCOLAnqが接続されている。ここで、列選択線COLApqは、最後の中間ノードNBqに接続された列選択ゲートのPチャネルトランジスタ3pqのゲートに接続され、列選択線COLAnqは同列選択ゲートのNチャネルトランジスタ3nqのゲートに接続されている。他の列デコーダ3000−x(x=1〜q−1)およびそれらに接続された列選択線も同様である。   Further, two column selection lines COLApq and COLAnq are connected to the last column decoder 3000-q. Here, the column selection line COLApq is connected to the gate of the P-channel transistor 3pq of the column selection gate connected to the last intermediate node NBq, and the column selection line COLAnq is connected to the gate of the N-channel transistor 3nq of the same column selection gate. ing. The same applies to the other column decoders 3000-x (x = 1 to q-1) and the column selection lines connected to them.

第1列デコーダ3000−x(x=0〜q)は列アドレスYADDの上位桁がとりうる各値xに各々対応付けられている。列アドレスYADDの上位桁が例えば0を示す場合、第1列デコーダ3000−0は、第1カラムスイッチ部330の列選択ゲートをONさせる列選択電圧を列選択線COLAp0およびCOLAn0に各々出力する。一方、第1列デコーダ3000−0以外の第1列デコーダは、各々に列選択線を介して接続された列選択ゲートをOFFさせる列選択電圧を各々出力する。これにより中間ノードNB0に接続された列選択ゲートのみがONとなり、中間ノードNB0がデータノードNAに接続される。   The first column decoder 3000-x (x = 0 to q) is associated with each value x that can be taken by the upper digits of the column address YADD. When the upper digit of the column address YADD indicates 0, for example, the first column decoder 3000-0 outputs a column selection voltage for turning on the column selection gate of the first column switch unit 330 to the column selection lines COLAp0 and COLAn0. On the other hand, the first column decoders other than the first column decoder 3000-0 each output a column selection voltage for turning off the column selection gate connected to each other through the column selection line. As a result, only the column selection gate connected to the intermediate node NB0 is turned ON, and the intermediate node NB0 is connected to the data node NA.

<第2列デコーダ4000−yの構成および動作>
図5および図6に示すフラッシュメモリは、消去(Erase)時に、ドレイン電圧VD、ソース電圧VS、Pwellの電圧を10Vにする必要がある。このとき、列デコーダは、全非選択とするが、カラムスイッチ部をCMOSスイッチにより構成しているため、これらのCMOSスイッチをOFFさせるために、設定を工夫する必要がある。
<Configuration and Operation of Second Column Decoder 4000-y>
In the flash memory shown in FIG. 5 and FIG. 6, it is necessary to set the drain voltage VD, the source voltage VS, and the Pwell voltage to 10 V at the time of erasing. At this time, all the column decoders are not selected. However, since the column switch section is composed of CMOS switches, it is necessary to devise settings in order to turn off these CMOS switches.

図9は、消去に対応した第2列デコーダ4000の構成例を示す回路図である。図9には、第2カラムスイッチ部340を構成するCMOSスイッチの中の1つのCMOSスイッチが例示されている。このCMOSスイッチは、Pチャネルトランジスタ4pおよびNチャネルトランジスタ4nにより構成されている。Pチャネルトランジスタ4pが形成されたNwellは高電位側電源電圧VCOLが与えられ、Nチャネルトランジスタ4nが形成されたPwellは低電位側電源電圧VSSが与えられている。図9に示す列デコーダは、このCMOSスイッチのON/OFF制御を行う。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of the second column decoder 4000 corresponding to erasure. FIG. 9 illustrates one CMOS switch among the CMOS switches constituting the second column switch unit 340. This CMOS switch is composed of a P-channel transistor 4p and an N-channel transistor 4n. The Nwell in which the P-channel transistor 4p is formed is supplied with the high potential side power supply voltage VCOL, and the Pwell in which the N channel transistor 4n is formed is supplied with the low potential side power supply voltage VSS. The column decoder shown in FIG. 9 performs ON / OFF control of this CMOS switch.

第2列デコーダ4000において、アドレス一致検出回路520、インバータ530、インバータ510には高電位側電源電圧VD3と低電位側電源電圧VSSが与えられる。レベルシフタ400と、インバータ540および570には高電位側電源電圧VCOLと低電位側電源電圧VSSが与えられる。   In the second column decoder 4000, the address match detection circuit 520, the inverter 530, and the inverter 510 are supplied with the high potential side power supply voltage VD3 and the low potential side power supply voltage VSS. The level shifter 400 and the inverters 540 and 570 are supplied with the high potential side power supply voltage VCOL and the low potential side power supply voltage VSS.

インバータ530は、消去信号ERSを論理反転して出力する。アドレス一致検出回路520には、列アドレスの下位桁と消去信号ERSの反転信号ERSBが入力される。消去時(ERSB=Lレベル(“0”))、このアドレス一致検出回路520は、列アドレスと無関係にHレベル(=VD3)を出力する。また、消去時以外(ERSB=“1”)であり、かつ、列アドレスの下位桁が当該列デコーダに対応付けられた値を示すとき、アドレス一致検出回路520は、Lレベル(=VSS)を出力する。   The inverter 530 logically inverts the erase signal ERS and outputs it. The address match detection circuit 520 receives a lower digit of the column address and the inverted signal ERSB of the erase signal ERS. At the time of erasure (ERSB = L level (“0”)), this address match detection circuit 520 outputs H level (= VD3) regardless of the column address. Further, when it is not during erasure (ERSB = “1”) and the lower digit of the column address indicates a value associated with the column decoder, the address match detection circuit 520 sets the L level (= VSS). Output.

レベルシフタ400において、Pチャネルトランジスタ410および420は、電源電圧VCOLが与えられる高電位側電源ノードに各々のソースが接続されている。そして、Pチャネルトランジスタ410および420は、各々のゲートに互いの相手のドレインが接続されている。   In level shifter 400, P-channel transistors 410 and 420 have their sources connected to the high potential side power supply node to which power supply voltage VCOL is applied. P channel transistors 410 and 420 have their respective drains connected to their gates.

Pチャネルトランジスタ430および440は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。Pチャネルトランジスタ430は、Pチャネルトランジスタ410のドレインとPチャネルトランジスタ420のゲートの共通接続ノードNN1にソースが接続されている。また、Pチャネルトランジスタ440は、Pチャネルトランジスタ420のドレインとPチャネルトランジスタ410のゲートの共通接続ノードNN2にソースが接続されている。そして、Pチャネルトランジスタ430および440の各ゲートにはバイアス電圧VBIAS2(消去時は5V−Vthp:VthpはPチャネルトランジスタ430および440の閾値電圧)が与えられる。   Each of P-channel transistors 430 and 440 is a one-side high breakdown voltage transistor in which only the drain LDD region is expanded. The source of the P-channel transistor 430 is connected to the common connection node NN1 between the drain of the P-channel transistor 410 and the gate of the P-channel transistor 420. The source of the P channel transistor 440 is connected to the common connection node NN2 of the drain of the P channel transistor 420 and the gate of the P channel transistor 410. A bias voltage VBIAS2 (5V-Vthp at the time of erasure: Vthp is a threshold voltage of P channel transistors 430 and 440) is applied to each gate of P channel transistors 430 and 440.

また、Pチャネルトランジスタ430のソースにはNチャネルトランジスタ490のドレインが、Pチャネルトランジスタ430のドレインにはNチャネルトランジスタ490のソースが接続されている。さらにPチャネルトランジスタ440のソースにはNチャネルトランジスタ500のドレインが、Pチャネルトランジスタ440のドレインにはNチャネルトランジスタ500のソースが接続されている。これらのNチャネルトランジスタ490および500は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。そして、Nチャネルトランジスタ490および500の各ゲートは、インバータ530の出力ノードNN5に接続されている。   The source of the P channel transistor 430 is connected to the drain of the N channel transistor 490, and the drain of the P channel transistor 430 is connected to the source of the N channel transistor 490. Further, the drain of the N channel transistor 500 is connected to the source of the P channel transistor 440, and the source of the N channel transistor 500 is connected to the drain of the P channel transistor 440. Each of these N-channel transistors 490 and 500 is a one-side high breakdown voltage transistor in which only the drain LDD region is expanded. The gates of N channel transistors 490 and 500 are connected to output node NN5 of inverter 530.

Nチャネルトランジスタ450および460、インバータ510およびレベルシフタ400の前段のアドレス一致検出回路520は、アドレス一致検出回路520の出力信号に応じて、Pチャネルトランジスタ430または440の一方のドレインと低電位側電源ノード(VSS=0V)との間に電流路を形成するスイッチ手段を構成している。さらに詳述すると次の通りである。   The address match detection circuit 520 preceding the N channel transistors 450 and 460, the inverter 510 and the level shifter 400 is connected to one drain of the P channel transistor 430 or 440 and the low potential side power supply node in accordance with the output signal of the address match detection circuit 520. Switch means for forming a current path with (VSS = 0V) is configured. Further details are as follows.

Nチャネルトランジスタ450および460は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタであり、各々のドレインがPチャネルトランジスタ430および440の各ドレインに各々接続されている。また、Nチャネルトランジスタ450のソースはアドレス一致検出回路520の出力ノードNN3に、Nチャネルトランジスタ460のソースはインバータ510の出力ノードNN4に各々接続されている。そして、Nチャネルトランジスタ450および460の各ゲートには電源電圧VD3が与えられる。この電源電圧VD3がゲートに与えられたNチャネルトランジスタ450および460は、各々のソースが接続されたノードNN3およびNN4の電圧が電源電圧VD3を越えないように規制する役割を果たす。   N-channel transistors 450 and 460 are single-sided high breakdown voltage transistors in which only the LDD region of the drain extends, and each drain is connected to each drain of P-channel transistors 430 and 440, respectively. The source of N-channel transistor 450 is connected to output node NN3 of address match detection circuit 520, and the source of N-channel transistor 460 is connected to output node NN4 of inverter 510, respectively. Power supply voltage VD3 is applied to the gates of N channel transistors 450 and 460. N channel transistors 450 and 460 to which the power supply voltage VD3 is applied to the gate serve to regulate the voltages of nodes NN3 and NN4 to which the respective sources are connected so as not to exceed power supply voltage VD3.

Pチャネルトランジスタ470は、そのソースおよびドレインがPチャネルトランジスタ410のソースおよびドレインに各々接続されている。また、Pチャネルトランジスタ480は、そのソースおよびドレインがPチャネルトランジスタ420のソースおよびドレインに各々接続されている。そして、Pチャネルトランジスタ470および480の各ゲートにはバイアス電圧VBIAS1が与えられる。このバイアス電圧BIAS1は電圧VCOLからPチャネルトランジスタ470および480の閾値電圧Vthpだけ低電位側電源電圧VSS=0V側にシフトした電圧である。   P channel transistor 470 has its source and drain connected to the source and drain of P channel transistor 410, respectively. P channel transistor 480 has its source and drain connected to the source and drain of P channel transistor 420, respectively. Bias voltage VBIAS1 is applied to the gates of P-channel transistors 470 and 480. This bias voltage BIAS1 is a voltage shifted from the voltage VCOL to the low potential side power supply voltage VSS = 0V side by the threshold voltage Vthp of the P-channel transistors 470 and 480.

このバイアス電圧VBIAS1がゲートに与えられるPチャネルトランジスタ470および480は、各々に流れる僅かなドレイン電流をノードNN1およびNN2に補充することにより、リーク電流に伴うノードNN1およびNN2の電圧降下を補償する役割を果たす。   P channel transistors 470 and 480 to which bias voltage VBIAS1 is applied to the gate compensates for voltage drops at nodes NN1 and NN2 due to leakage current by supplementing nodes NN1 and NN2 with a small drain current flowing through each of them. Fulfill.

インバータ540は、Pチャネルトランジスタ550およびNチャネルトランジスタ560により構成されている。Pチャネルトランジスタ550およびNチャネルトランジスタ560は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。そして、Pチャネルトランジスタ550は、ソースが高電位側電源VCOLに接続され、ゲートがレベルシフタ400内のノードNN2に接続されている。また、Nチャネルトランジスタ560は、ソースが低電位側電源VSSに接続され、ゲートがレベルシフタ400内のノードNN4に接続されている。そして、Pチャネルトランジスタ550およびNチャネルトランジスタ560は、ドレイン同士が共通接続されており、この共通接続ノードが列選択線COLBpを介してPチャネルトランジスタ4pのゲートに列選択電圧を出力する。   Inverter 540 includes P-channel transistor 550 and N-channel transistor 560. Each of the P-channel transistor 550 and the N-channel transistor 560 is a one-side high breakdown voltage transistor in which only the LDD region of the drain extends. The P channel transistor 550 has a source connected to the high potential side power supply VCOL and a gate connected to the node NN 2 in the level shifter 400. The N-channel transistor 560 has a source connected to the low potential side power supply VSS and a gate connected to the node NN4 in the level shifter 400. P channel transistor 550 and N channel transistor 560 have their drains connected in common, and the common connection node outputs a column selection voltage to the gate of P channel transistor 4p via column selection line COLBp.

一方、インバータ570は、Pチャネルトランジスタ580およびNチャネルトランジスタ590により構成されている。Pチャネルトランジスタ580およびNチャネルトランジスタ590は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。そして、Pチャネルトランジスタ580は、ソースが高電位側電源VCOLに接続され、ゲートがレベルシフタ400内のノードNN1に接続されている。また、Nチャネルトランジスタ590は、ソースが低電位側電源VSSに接続され、ゲートがレベルシフタ400内のノードNN3に接続されている。そして、Pチャネルトランジスタ580およびNチャネルトランジスタ590は、ドレイン同士が共通接続されており、この共通接続ノードが列選択線COLBnを介してNチャネルトランジスタ4nのゲートに列選択電圧を出力する。   On the other hand, inverter 570 includes P-channel transistor 580 and N-channel transistor 590. Each of the P-channel transistor 580 and the N-channel transistor 590 is a one-side high voltage structure transistor in which only the drain LDD region is expanded. The P channel transistor 580 has a source connected to the high potential side power supply VCOL and a gate connected to the node NN 1 in the level shifter 400. The N-channel transistor 590 has a source connected to the low potential side power supply VSS and a gate connected to the node NN 3 in the level shifter 400. P channel transistor 580 and N channel transistor 590 have their drains connected in common, and this common connection node outputs a column selection voltage to the gate of N channel transistor 4n via column selection line COLBn.

次に本実施形態の消去時の動作を説明する。消去時(Erase)には、レベルシフタ400、インバータ540および570に対する電源電圧VCOLは、消去電圧(Pウェル電圧)の10Vとされる。また、消去信号ERSがHレベルとなるため、ノードNN5がLレベル(=VSS=0V)となり、Nチャネルトランジスタ490および500がOFFとなる。   Next, the operation at the time of erasing in this embodiment will be described. At the time of erasing (Erase), the power supply voltage VCOL for the level shifter 400 and the inverters 540 and 570 is set to 10 V as the erasing voltage (P well voltage). Since erase signal ERS is at H level, node NN5 is at L level (= VSS = 0V), and N-channel transistors 490 and 500 are turned off.

また、アドレス一致検出回路520に対する入力信号ERSB(消去信号ERSの反転信号)がLレベルとなるので、アドレス一致検出回路520の出力ノードNN3は、列アドレスYADDの如何に依らずHレベル(=VD3=3V)となる。この結果、Nチャネルトランジスタ450、Pチャネルトランジスタ430がOFFし、Nチャネルトランジスタ450のドレインのノードNN6およびレベルシフタ400の出力ノードNN1が10Vとなる。   Since the input signal ERSB (inverted signal of the erase signal ERS) to the address match detection circuit 520 is at L level, the output node NN3 of the address match detection circuit 520 is at H level (= VD3) regardless of the column address YADD. = 3V). As a result, the N channel transistor 450 and the P channel transistor 430 are turned off, and the drain node NN6 of the N channel transistor 450 and the output node NN1 of the level shifter 400 become 10V.

一方、インバータ510の出力ノードNN4はLレベル(=VSS=0V)となるため、Nチャネルトランジスタ460はONとなり、Nチャネルトランジスタ460のドレインのノードNN7はLレベル(0V)となる。しかし、バイアス電圧VBIAS2が5V−Vthpとなっているので、レベルシフタ400の出力ノードNN2のレベルはバイアス電圧VBIAS2により定まる下限値5Vとなる。   On the other hand, since output node NN4 of inverter 510 is at L level (= VSS = 0V), N channel transistor 460 is turned ON, and node NN7 at the drain of N channel transistor 460 is at L level (0V). However, since the bias voltage VBIAS2 is 5V-Vthp, the level of the output node NN2 of the level shifter 400 becomes the lower limit value 5V determined by the bias voltage VBIAS2.

インバータ540は、Pチャネルトランジスタ550のゲート電圧が5V、Nチャネルトランジスタ560のゲート電圧が0Vとなるので、列選択線COLBpに10Vを出力する。また、インバータ570は、Pチャネルトランジスタ580のゲート電圧が10V、Nチャネルトランジスタ590のゲート電圧が3V(VD3)となるので、列選択線COLBnに0Vを出力する。この結果、列選択線COLBpに接続された全てのPチャネルトランジスタ4p、列選択線COLBnに接続された全てのNチャネルトランジスタ4nがOFFとなる。   Inverter 540 outputs 10V to column selection line COLBp because the gate voltage of P-channel transistor 550 is 5V and the gate voltage of N-channel transistor 560 is 0V. Inverter 570 outputs 0 V to column selection line COLBn because the gate voltage of P-channel transistor 580 is 10 V and the gate voltage of N-channel transistor 590 is 3 V (VD3). As a result, all the P channel transistors 4p connected to the column selection line COLBp and all the N channel transistors 4n connected to the column selection line COLBn are turned off.

以上が消去時の動作である。本実施形態によれば、消去時にビット線BITjが10Vとなっても、トランジスタ550、560、580、590、4p、4nのゲートとWell間の電界を全て破壊電圧以下にすることができ、ゲート酸化膜の厚いゲート高耐圧トランジスタを採用せずに、不揮発性メモリを高電圧動作させることができる。   The above is the operation at the time of erasing. According to the present embodiment, even when the bit line BITj becomes 10 V at the time of erasing, the electric fields between the gates of the transistors 550, 560, 580, 590, 4p, and 4n and the well can all be reduced to the breakdown voltage or less. The nonvolatile memory can be operated at a high voltage without using a gate high breakdown voltage transistor having a thick oxide film.

なお、Pチャネルトランジスタ410、420、470、480、430、440のNWellは、すべて最高電圧VCOLの電源に接続しても良いし、自身のソースに接続しても良い。自身のソースに接続すれば、バックバイアスの影響を受けないメリットがある反面、各トランジスタのNWellを独立に設ける必要があり、所要面積が大きくなる。   Note that all Nwells of the P-channel transistors 410, 420, 470, 480, 430, and 440 may be connected to the power source of the highest voltage VCOL or may be connected to their own source. If it is connected to its own source, there is a merit that it is not affected by the back bias, but it is necessary to provide Nwell of each transistor independently, and the required area becomes large.

図10は、図9に示す回路の書き込み時(Program)における各部の動作電圧を示すものである。図10において、書き込み時は電源電圧VCOLが5Vとされる。また、消去信号ERSがLレベルとなるので、ノードNN5が3Vとなり、Nチャネルトランジスタ490および500がONとなり、ノードNN1およびNN6間とノードNN2およびNN7間がショートする。   FIG. 10 shows the operating voltage of each part at the time of writing (Program) of the circuit shown in FIG. In FIG. 10, the power supply voltage VCOL is set to 5V at the time of writing. Since erase signal ERS attains L level, node NN5 becomes 3V, N-channel transistors 490 and 500 are turned ON, and nodes NN1 and NN6 and nodes NN2 and NN7 are short-circuited.

また、信号ERSBがHレベルとなるので、列アドレスYADDが当該列デコーダに対応付けられた値を示す場合、アドレス一致検出回路520の出力ノードNN3が0V、インバータ510の出力ノードNN4が3Vとなり、レベルシフタ400の出力ノードNN1が0V、出力ノードNN2が5Vとなる。このため、インバータ540は、列選択線COLBpに0Vを出力し、インバータ570は列選択線COLBnに5Vを出力する。この結果、列選択線COLBpに接続された全てのPチャネルトランジスタ4pと列選択線COLBnに接続された全てのNチャネルトランジスタ4nがONとなる。このときデータノードNAが書き込み電圧5Vに設定されていると、選択されたビット線BITjには5Vが出力される。   Further, since the signal ERSB is at H level, when the column address YADD indicates a value associated with the column decoder, the output node NN3 of the address match detection circuit 520 is 0V, the output node NN4 of the inverter 510 is 3V, The output node NN1 of the level shifter 400 is 0V, and the output node NN2 is 5V. Therefore, inverter 540 outputs 0V to column selection line COLBp, and inverter 570 outputs 5V to column selection line COLBn. As a result, all the P channel transistors 4p connected to the column selection line COLBp and all the N channel transistors 4n connected to the column selection line COLBn are turned on. At this time, if the data node NA is set to the write voltage 5V, 5V is output to the selected bit line BITj.

一方、列アドレスYADDが当該列デコーダに対応付けられた値を示さない場合、アドレス一致検出回路520の出力ノードNN3が3V、インバータ510の出力ノードNN4が0Vとなり、レベルシフタ400の出力ノードNN1が5V、出力ノードNN2が0Vとなる。このため、インバータ540は、列選択線COLBpに5Vを出力し、インバータ570は列選択線COLBnに0Vを出力する。この結果、列選択線COLBpに接続された全てのPチャネルトランジスタ4pと列選択線COLBnに接続された全てのNチャネルトランジスタ4nがOFFとなる。   On the other hand, when the column address YADD does not indicate a value associated with the column decoder, the output node NN3 of the address match detection circuit 520 is 3V, the output node NN4 of the inverter 510 is 0V, and the output node NN1 of the level shifter 400 is 5V. The output node NN2 becomes 0V. Therefore, inverter 540 outputs 5V to column selection line COLBp, and inverter 570 outputs 0V to column selection line COLBn. As a result, all the P channel transistors 4p connected to the column selection line COLBp and all the N channel transistors 4n connected to the column selection line COLBn are turned off.

図11は、図9に示す回路の読み出し時(Read)における各部の動作電圧を示すものである。図11に示すように、読み出し時は、電源電圧VCOLが3Vとなり、全ての電源電圧が3Vとなる。列デコーダの選択時の動作、非選択時の動作は図20と同様である。また、読み出し時、ビット線BITjには0.6Vの電圧が与えられる。   FIG. 11 shows the operating voltage of each part at the time of reading (Read) of the circuit shown in FIG. As shown in FIG. 11, at the time of reading, the power supply voltage VCOL is 3V, and all the power supply voltages are 3V. The operation when the column decoder is selected and the operation when it is not selected are the same as those in FIG. At the time of reading, a voltage of 0.6 V is applied to the bit line BITj.

このように、本実施形態では、第2列デコーダ4000−yに与える電圧VCOLを5V/10V/3Vと切り替えることで、不揮発性メモリセルへのデータ書き込み、消去、および読み出し(或いは検証)を行うための列選択電圧が生成され、この列選択電圧に応じて5V、10Vおよび0.6Vの各電圧がビット線に印加される。   As described above, in this embodiment, the voltage VCOL applied to the second column decoder 4000-y is switched to 5V / 10V / 3V, thereby performing data writing, erasing, and reading (or verification) to the nonvolatile memory cell. A column selection voltage is generated, and 5 V, 10 V, and 0.6 V are applied to the bit line in accordance with the column selection voltage.

<行選択回路の構成>
図12は、前掲図7(A)の行選択回路の構成例を示す図である。
図12に示すように、この行選択回路は、ワード線WLi(i=0〜m)の各々に対して1つずつ接続されたm+1個の選択スイッチ6000−pk(p=0〜h、k=0〜3:ただし、4×(h+1)=m+1)と、選択スイッチ6000−p0、6000−p1、6000−p2および6000−p3に対して1つずつ設けられるメインデコーダ5000−p(p=0〜h)と、サブデコーダ7000とを含んでいる。
<Configuration of row selection circuit>
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the row selection circuit in FIG.
As shown in FIG. 12, the row selection circuit includes m + 1 selection switches 6000-pk (p = 0 to h, k) connected to each of the word lines WLi (i = 0 to m). = 0 to 3: However, 4 × (h + 1) = m + 1), one main decoder 5000-p (p = p) provided for each of the selection switches 6000-p0, 6000-p1, 6000-p2, and 6000-p3 0-h) and a sub-decoder 7000.

本実施形態では、行アドレスADDの例えば上位桁(以下、アドレスADDA)に基づいてh+1個のメインデコーダ5000−pのうちの何れか1つが選択状態となり、選択状態となったメインデコーダ5000−pは当該メインデコーダ5000−pに接続されている4個の選択スイッチ6000−pk(k=0〜3)に対して信号Mpを与える。図12では詳細な図示は省略したが、メインデコーダ5000−p(p=0〜h)に接続されている4個の選択スイッチ6000−pk(k=0〜3)の各々は信号線Fk(k=0〜3)を介してサブデコーダ7000に接続されている。つまり、1本の信号線Fkにはh+1個の選択スイッチ6000−pk(p=0〜h)が接続されている。   In the present embodiment, one of the h + 1 main decoders 5000-p is selected based on, for example, the upper digit (hereinafter referred to as address ADDA) of the row address ADD, and the main decoder 5000-p in the selected state is selected. Gives a signal Mp to the four selection switches 6000-pk (k = 0 to 3) connected to the main decoder 5000-p. Although detailed illustration is omitted in FIG. 12, each of the four selection switches 6000-pk (k = 0 to 3) connected to the main decoder 5000-p (p = 0 to h) is connected to the signal line Fk ( k = 0 to 3) to the sub-decoder 7000. That is, h + 1 selection switches 6000-pk (p = 0 to h) are connected to one signal line Fk.

サブデコーダ7000には行アドレスADDの例えば下位桁(以下、アドレスADDB)が与えられる。サブデコーダ7000は、当該アドレスADDBに基づいて4本の信号線Fk(k=0〜3)のうちの何れか1本を選択して書き込み等に応じた電圧を印加する。本実施形態では、メインデコーダ5000−pから信号Mpを与えられた4個の選択スイッチ6000−pk(k=0〜3)のうちサブデコーダ7000により選択された信号線Fkに接続されているものが選択状態となり、当該選択スイッチ6000−pkに接続されているワード線WLiにデータ書き込み等の状況に応じた電圧(図6の電圧VG)が印加される。   The subdecoder 7000 is given, for example, a lower digit (hereinafter referred to as an address ADDB) of the row address ADD. The sub-decoder 7000 selects any one of the four signal lines Fk (k = 0 to 3) based on the address ADDB and applies a voltage corresponding to writing or the like. In the present embodiment, one of the four selection switches 6000-pk (k = 0 to 3) to which the signal Mp is given from the main decoder 5000-p is connected to the signal line Fk selected by the sub-decoder 7000. Is in a selected state, and a voltage (voltage VG in FIG. 6) corresponding to a situation such as data writing is applied to the word line WLi connected to the selection switch 6000-pk.

<メインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの構成>
図13は、メインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの構成例を示す図である。なお、図13には、メインデコーダ5000−0と、このメインデコーダ5000−0に接続されている4個の選択スイッチ6000−0k(k=0〜3)のうちの選択スイッチ6000−00および6000−03の構成が示されている。図13に示すように、メインデコーダ5000−pは、論理ゲート380、第1レベルシフタLS01、および第2レベルシフタLS02により構成されている。
<Configuration of Main Decoder 5000-p and Selection Switch 6000-pk>
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the main decoder 5000-p and the selection switch 6000-pk. In FIG. 13, the main decoder 5000-0 and the selection switches 6000-00 and 6000 among the four selection switches 6000-0k (k = 0 to 3) connected to the main decoder 5000-0. The configuration of -03 is shown. As shown in FIG. 13, the main decoder 5000-p includes a logic gate 380, a first level shifter LS01, and a second level shifter LS02.

論理ゲート380の出力端子は第1レベルシフタLS01(より正確には、第1レベルシフタLS01内のインバータ37)に接続されている。論理ゲート380には、第1の高電位側電源ノードの電圧VD3(=3V)と第1の低電位側電源ノードの電圧VSS(=0V)とが与えられるとともに、行アドレスADDAが与えられる。論理ゲート380は、与えられた行アドレスADDAが予め定められたアドレスと一致した場合には、Lレベル(VSS、すなわち、0V)の論理信号を出力し、逆に、与えられた行アドレスADDAが予め定められたアドレスと一致しない場合にはHレベル(VD3、すなわち、3V)の論理信号を出力する。   The output terminal of the logic gate 380 is connected to the first level shifter LS01 (more precisely, the inverter 37 in the first level shifter LS01). The logic gate 380 is supplied with the voltage VD3 (= 3V) of the first high potential side power supply node and the voltage VSS (= 0V) of the first low potential side power supply node, and also with the row address ADDA. The logic gate 380 outputs an L level (VSS, that is, 0 V) logic signal when the given row address ADDA matches a predetermined address, and conversely, the given row address ADDA is If it does not match the predetermined address, a logic signal of H level (VD3, that is, 3V) is output.

第1レベルシフタLS01は、前述したインバータ37の他に、Pチャネルトランジスタ35および36と、Nチャネルトランジスタ31、32、33、および34とを含んでいる。第1レベルシフタLS01において、インバータ37の入力ノードN11と電圧VBBM(VBBM<VD3)が与えられる第2の低電位側電源ノードとの間には、Pチャネルトランジスタ35、Nチャネルトランジスタ33およびNチャネルトランジスタ31が直列に介挿されている。また、インバータ37の出力ノードN12と上記第2の低電位側電源ノードとの間には、Pチャネルトランジスタ36、Nチャネルトランジスタ34およびNチャネルトランジスタ32が直列に介挿されている。Pチャネルトランジスタ35および36の各々のゲートには、バイアス電圧として0Vが常に与えられる。Pチャネルトランジスタ35および36の各々のドレインには、Nチャネルトランジスタ33および34の各ドレインが接続されている。Nチャネルトランジスタ33および34の各々のゲートにはバイアス電圧BIAS5が与えられる。   First level shifter LS01 includes P channel transistors 35 and 36 and N channel transistors 31, 32, 33, and 34 in addition to inverter 37 described above. In the first level shifter LS01, between the input node N11 of the inverter 37 and the second low potential side power supply node to which the voltage VBBM (VBBM <VD3) is applied, a P channel transistor 35, an N channel transistor 33 and an N channel transistor are provided. 31 is inserted in series. A P-channel transistor 36, an N-channel transistor 34, and an N-channel transistor 32 are inserted in series between the output node N12 of the inverter 37 and the second low potential side power supply node. Each gate of P channel transistors 35 and 36 is always supplied with 0 V as a bias voltage. The drains of N channel transistors 33 and 34 are connected to the drains of P channel transistors 35 and 36, respectively. Bias voltage BIAS5 is applied to the gates of N channel transistors 33 and 34, respectively.

Nチャネルトランジスタ33のソースは、Nチャネルトランジスタ31のドレインとNチャネルトランジスタ32のゲートの共通接続ノードN7に接続されており、Nチャネルトランジスタ34のソースは、Nチャネルトランジスタ32のドレインとNチャネルトランジスタ31のゲートの共通接続ノードN8に接続されている。図13に示すように、この共通接続ノードN8には、第2レベルシフタLS02(より正確には、第2レベルシフタLS02に含まれるインバータ17)が接続される。詳細については後述するが、本実施形態では、電圧VD3、BIAS5、およびVBBM、さらに、後述するVPP,BIAS1〜BIAS4、VDN、VD5を図14に示すように設定することで、不揮発性メモリセルへのデータの書き込み、消去、読み出し等が実現される。ここで、電圧VPPは第2レベルシフタLS02における高電位側電源ノード(以下、第2の高電位側電源ノード)の電圧であり、電圧VD5は電圧VPPと電圧VBBMの中間の第1の中間電圧であり、電圧VDNも電圧VPPと電圧VBBMの中間の第2の中間電圧(本実施形態では、VBBM<VDN≦VD3)である。   The source of the N channel transistor 33 is connected to the common connection node N7 of the drain of the N channel transistor 31 and the gate of the N channel transistor 32, and the source of the N channel transistor 34 is connected to the drain of the N channel transistor 32 and the N channel transistor. The gate 31 is connected to a common connection node N8. As shown in FIG. 13, the second level shifter LS02 (more precisely, the inverter 17 included in the second level shifter LS02) is connected to the common connection node N8. Although details will be described later, in this embodiment, the voltages VD3, BIAS5, and VBBM, and VPP, BIAS1 to BIAS4, VDN, and VD5, which will be described later, are set as shown in FIG. Data writing, erasing, reading, etc. are realized. Here, the voltage VPP is a voltage of the high potential side power supply node (hereinafter referred to as the second high potential side power supply node) in the second level shifter LS02, and the voltage VD5 is a first intermediate voltage between the voltage VPP and the voltage VBBM. The voltage VDN is also a second intermediate voltage between the voltage VPP and the voltage VBBM (in this embodiment, VBBM <VDN ≦ VD3).

本実施形態の第1レベルシフタLS01は、論理ゲート380の出力信号をレベルシフトし、電圧VBBMをLレベル、第2の中間電圧VDNをHレベルとする第2の論理信号に変換して第2レベルシフタLS02に供給する役割を果たす。詳細については後述するが、不揮発性メモリセルへのデータ書き込み或いは消去を行う際には、バイアス電圧BIAS5は、Nチャネルトランジスタ33および34の閾値電圧Vthnだけ電圧VDNから高い電圧に設定される。このため、データの書き込み或いは消去の際にNチャネルトランジスタ33は、ソースの接続されたノードN7の電圧が電圧VDNよりも高くなろうとすると、ゲート−ソース間電圧が閾値電圧Vthnよりも小さくなってOFFとなる。また、Nチャネルトランジスタ34は、ノードN8の電圧がVDNよりも高くなろうとすると、ゲート−ソース間電圧が閾値電圧Vthnよりも小さくなってOFFとなる。つまり、データの書き込み或いは消去を行う場合、Nチャネルトランジスタ33および34は、ノードN7およびN8の電圧がVDNを超えないように、これらノードを高電位側から分離する分離手段の役割を果たすのである。   The first level shifter LS01 of the present embodiment level-shifts the output signal of the logic gate 380, converts the output signal to a second logic signal having the voltage VBBM at the L level and the second intermediate voltage VDN at the H level. It plays the role of supplying to LS02. Although details will be described later, when writing or erasing data in the nonvolatile memory cell, the bias voltage BIAS 5 is set to a voltage higher than the voltage VDN by the threshold voltage Vthn of the N-channel transistors 33 and 34. Therefore, when data is written or erased, the N-channel transistor 33 has a gate-source voltage lower than the threshold voltage Vthn when the voltage of the node N7 connected to the source is higher than the voltage VDN. It becomes OFF. Further, when the voltage at the node N8 is to be higher than VDN, the N-channel transistor 34 is turned OFF because the gate-source voltage is lower than the threshold voltage Vthn. That is, when data is written or erased, the N-channel transistors 33 and 34 serve as separation means for separating the nodes from the high potential side so that the voltages at the nodes N7 and N8 do not exceed VDN. .

第2レベルシフタLS02は、第1レベルシフタLS01の出力信号に基づいて、高電位側論理信号MHB、低電位側論理信号MLBおよび低電位側論理信号MLBを反転した低電位側反転論理信号MLを生成して選択スイッチ6000−pk(k=0〜3)の各々に与える。ここで、高電位側論理信号MHBの電圧レベルは第1の中間電圧VD5から第2の高電位側電源ノードの電圧VPP(VD5<VPP)までであり、低電位側論理信号MLBの電圧レベルは第2の低電位側電源ノードの電圧VBBMから第2の中間電圧VDN(VBBM<VDN≦VD3)までである。本実施形態では、高電位側論理信号MHB、低電位側論理信号MLBおよび低電位側反転論理信号MLの組み合わせが前述した信号Mpとして用いられる。   Based on the output signal of the first level shifter LS01, the second level shifter LS02 generates a low potential side inverted logic signal ML obtained by inverting the high potential side logic signal MHB, the low potential side logic signal MLB, and the low potential side logic signal MLB. To each of the selection switches 6000-pk (k = 0 to 3). Here, the voltage level of the high potential side logic signal MHB is from the first intermediate voltage VD5 to the voltage VPP (VD5 <VPP) of the second high potential side power supply node, and the voltage level of the low potential side logic signal MLB is It is from the voltage VBBM of the second low potential side power supply node to the second intermediate voltage VDN (VBBM <VDN ≦ VD3). In the present embodiment, a combination of the high potential side logic signal MHB, the low potential side logic signal MLB, and the low potential side inversion logic signal ML is used as the signal Mp described above.

第2レベルシフタLS02は、図13に示すように、Pチャネルトランジスタ11、12、13、14、19および20と、Nチャネルトランジスタ15、16、21および22と、インバータ17、18、23、24、および25を含んでいる。インバータ17、18、23、24および25はいずれもCMOSインバータである。インバータ17、18、24および25には、電圧VDNおよび電圧VBBMが電源電圧として与えられ、インバータ23には、電圧VPPおよび電圧VD5が電源電圧として与えられる。本実施形態では、インバータ23の出力電圧が高電位側論理信号MHBとして、インバータ24の出力電圧が低電位側論理信号MLBとして、インバータ25の出力電圧が低電位側反転論理信号MLとして各々出力される。   As shown in FIG. 13, the second level shifter LS02 includes P-channel transistors 11, 12, 13, 14, 19, and 20, N-channel transistors 15, 16, 21, and 22, inverters 17, 18, 23, 24, And 25. Inverters 17, 18, 23, 24 and 25 are all CMOS inverters. Inverters 17, 18, 24, and 25 are supplied with voltage VDN and voltage VBBM as power supply voltages, and inverter 23 is supplied with voltage VPP and voltage VD5 as power supply voltages. In this embodiment, the output voltage of the inverter 23 is output as the high potential side logic signal MHB, the output voltage of the inverter 24 is output as the low potential side logic signal MLB, and the output voltage of the inverter 25 is output as the low potential side inverted logic signal ML. The

第2レベルシフタLS02において、Pチャネルトランジスタ11および12は、5Vのゲート耐圧を有するトランジスタである。このPチャネルトランジスタ11および12は、第2の高電位側電源ノード(電圧VPPが与えられる電源ノード)に各々のソースが接続されている。そして、Pチャネルトランジスタ11および12は、各々のゲートに相手のドレインが接続されている。Pチャネルトランジスタ13および14は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。Pチャネルトランジスタ13は、Pチャネルトランジスタ11のドレインとPチャネルトランジスタ12のゲートの共通接続ノードN1にソースが接続されている。また、Pチャネルトランジスタ14は、Pチャネルトランジスタ12のドレインとPチャネルトランジスタ11のゲートの共通接続ノードN2にソースが接続されている。このノードN2にはインバータ23が接続されている。   In the second level shifter LS02, the P-channel transistors 11 and 12 are transistors having a gate breakdown voltage of 5V. The sources of P channel transistors 11 and 12 are connected to a second high potential side power supply node (a power supply node to which voltage VPP is applied). P channel transistors 11 and 12 have their respective drains connected to the respective gates. Each of the P-channel transistors 13 and 14 is a one-side high breakdown voltage structure transistor in which only the drain LDD region is expanded. The source of the P-channel transistor 13 is connected to the common connection node N 1 between the drain of the P-channel transistor 11 and the gate of the P-channel transistor 12. The source of the P-channel transistor 14 is connected to the common connection node N2 between the drain of the P-channel transistor 12 and the gate of the P-channel transistor 11. An inverter 23 is connected to the node N2.

Pチャネルトランジスタ13および14の各ゲートにはバイアス電圧BIAS2が与えられる。図14に示すように、バイアス電圧BIAS2は、不揮発性メモリセルへのデータ書き込み或いは消去を行う際には、第1の中間電圧VD5からPチャネルトランジスタ13および14の閾値電圧Vthpだけ低下した電圧に設定される。データの書き込み或いは消去の際に、ノードN1の電圧が電圧VD5よりも低くなろうとすると、Pチャネルトランジスタ13はゲート−ソース間電圧が閾値電圧Vthpよりも小さくなってOFFとなる。また、Pチャネルトランジスタ14は、ノードN2の電圧が電圧VD5よりも低くなろうとすると、ゲート−ソース間電圧が閾値電圧Vthpよりも小さくなってOFFとなる。このように、Pチャネルトランジスタ13および14は、データの書き込み或いは消去を行う際にノードN1およびN2の電圧がVD5を下回らないように、これらノードを低電位側から分離する分離手段の役割を果たす。   Bias voltage BIAS2 is applied to the gates of P-channel transistors 13 and 14. As shown in FIG. 14, the bias voltage BIAS2 is a voltage that is lowered from the first intermediate voltage VD5 by the threshold voltage Vthp of the P-channel transistors 13 and 14 when data is written to or erased from the nonvolatile memory cell. Is set. When writing or erasing data, if the voltage of the node N1 is going to be lower than the voltage VD5, the P-channel transistor 13 is turned OFF because the gate-source voltage becomes lower than the threshold voltage Vthp. On the other hand, when the voltage at the node N2 becomes lower than the voltage VD5, the P-channel transistor 14 is turned OFF because the gate-source voltage becomes lower than the threshold voltage Vthp. As described above, the P-channel transistors 13 and 14 serve as separation means for separating the nodes from the low potential side so that the voltages at the nodes N1 and N2 do not fall below VD5 when data is written or erased. .

Nチャネルトランジスタ15および16は、各々のドレインがPチャネルトランジスタ13および14の各ドレインに各々接続されている。また、Nチャネルトランジスタ15のソースはインバータ17の出力ノードN5に、Nチャネルトランジスタ16のソースはインバータ18の出力ノードN6に各々接続されている。インバータ18の出力ノードN6には、さらにインバータ24が接続されており、インバータ24の出力ノードはインバータ25に接続されている。Nチャネルトランジスタ15および16の各ゲートにはバイアス電圧BIAS4が与えられる。データの書き込み或いは消去を行う場合、バイアス電圧BIAS4は電圧VDNと同じ値にセットされる。Nチャネルトランジスタ15および16は、データの書き込み或いは消去を行う際にノードN5およびN6の電圧がVDNを超えないように、これらノードを高電位側から分離する分離手段の役割を果たす。   N channel transistors 15 and 16 have their drains connected to the drains of P channel transistors 13 and 14, respectively. The source of the N channel transistor 15 is connected to the output node N5 of the inverter 17, and the source of the N channel transistor 16 is connected to the output node N6 of the inverter 18. An inverter 24 is further connected to the output node N 6 of the inverter 18, and the output node of the inverter 24 is connected to the inverter 25. Bias voltage BIAS 4 is applied to the gates of N channel transistors 15 and 16. When writing or erasing data, the bias voltage BIAS4 is set to the same value as the voltage VDN. N-channel transistors 15 and 16 serve as separation means for separating these nodes from the high potential side so that the voltages at nodes N5 and N6 do not exceed VDN when data is written or erased.

Pチャネルトランジスタ19は、そのソースおよびドレインがPチャネルトランジスタ11のソースおよびドレインに各々接続されている。つまり、Pチャネルトランジスタ19はPチャネルトランジスタ11と並列に接続されている。また、Pチャネルトランジスタ20は、そのソースおよびドレインがPチャネルトランジスタ12のソースおよびドレインに各々接続されている。つまり、Pチャネルトランジスタ20はPチャネルトランジスタ12と並列に接続されている。Pチャネルトランジスタ19および20の各ゲートにはバイアス電圧BIAS1が与えられる。このバイアス電圧BIAS1は電圧VPPからPチャネルトランジスタ19および20の閾値電圧Vthpだけ電圧VSS(=0V)側にシフトした電圧である。   P channel transistor 19 has its source and drain connected to the source and drain of P channel transistor 11, respectively. That is, the P channel transistor 19 is connected in parallel with the P channel transistor 11. P channel transistor 20 has its source and drain connected to the source and drain of P channel transistor 12, respectively. That is, the P channel transistor 20 is connected in parallel with the P channel transistor 12. Bias voltage BIAS1 is applied to the gates of P-channel transistors 19 and 20. The bias voltage BIAS1 is a voltage shifted from the voltage VPP to the voltage VSS (= 0V) side by the threshold voltage Vthp of the P-channel transistors 19 and 20.

このバイアス電圧BIAS1がゲートに与えられるPチャネルトランジスタ19および20には僅かなドレイン電流が流れ、定電流源として機能する。このように定電流源として機能するPチャネルトランジスタ19および20が設けられていないと、ノードN1およびN2の電圧はリーク電流により降下する虞がある。しかし、本実施形態では、Pチャネルトランジスタ19および20の各々のドレイン電流がノードN1およびN2に流れ込むことにより、リーク電流に伴うノードN1およびN2の電圧降下が補償される。つまり、Pチャネルトランジスタ19および20は、リーク電流によるノードN1およびN2の電圧降下を補償する補償手段の役割を果たす。なお、本実施形態では、リーク電流によりノードN1およびN2の電圧が降下することを防止するため、各々定電流源として機能するPチャネルトランジスタ19および20をノードN1およびN2の各々に接続した。しかし、定電流源として他の回路を用いても良く、またリーク電流が問題とならない範囲でPチャネルトランジスタ19および20の代わりに単なる抵抗を用いても良い。   A slight drain current flows through the P-channel transistors 19 and 20 to which the bias voltage BIAS1 is applied to the gate, and functions as a constant current source. Thus, if the P-channel transistors 19 and 20 that function as constant current sources are not provided, the voltages at the nodes N1 and N2 may drop due to the leakage current. However, in this embodiment, the drain current of each of the P-channel transistors 19 and 20 flows into the nodes N1 and N2, so that the voltage drop at the nodes N1 and N2 due to the leakage current is compensated. That is, P-channel transistors 19 and 20 serve as compensation means for compensating for voltage drops at nodes N1 and N2 due to leakage current. In the present embodiment, P channel transistors 19 and 20 each functioning as a constant current source are connected to each of nodes N1 and N2 in order to prevent the voltage at nodes N1 and N2 from dropping due to a leakage current. However, another circuit may be used as the constant current source, and a simple resistor may be used instead of the P-channel transistors 19 and 20 within a range where the leakage current does not cause a problem.

Nチャネルトランジスタ21はPチャネルトランジスタ13と並列に接続されており、Nチャネルトランジスタ22はPチャネルトランジスタ14と並列に接続されている。Nチャネルトランジスタ21および22は、各々片側高耐圧構造のトランジスタであり、各々のゲートにはバイアス電圧BIAS3が印加される。図14に示すように、バイアス電圧BIAS3はデータ書き込み時には0Vに、データ消去時には−5Vに、データ読み出し時には3Vにセットされる。すなわち、Nチャネルトランジスタ21および22はデータ書き込み時および消去時にはオフとされ、データ読み出し時にはオンとされる。つまり、Nチャネルトランジスタ21および22は、Pチャネルトランジスタ13および14によるノードN1およびノードN2の分離を行う場合にはオフにされ、分離を行わない場合にはオンとされるスイッチとして機能する。詳細については後述するが、Nチャネルトランジスタ21および22をオンにすると、第2レベルシフタLS02は動作電圧が3Vの通常のレベルシフタとして機能する。   N-channel transistor 21 is connected in parallel with P-channel transistor 13, and N-channel transistor 22 is connected in parallel with P-channel transistor 14. N-channel transistors 21 and 22 are each one-side high breakdown voltage transistors, and a bias voltage BIAS3 is applied to each gate. As shown in FIG. 14, the bias voltage BIAS3 is set to 0V when data is written, -5V when data is erased, and 3V when data is read. That is, N-channel transistors 21 and 22 are turned off at the time of data writing and erasing, and turned on at the time of data reading. That is, the N channel transistors 21 and 22 function as switches that are turned off when the node N1 and the node N2 are separated by the P channel transistors 13 and 14, and are turned on when the separation is not performed. Although details will be described later, when the N-channel transistors 21 and 22 are turned on, the second level shifter LS02 functions as a normal level shifter having an operating voltage of 3V.

選択スイッチ6000−pkは、Pチャネルトランジスタ710と、Nチャネルトランジスタ720および730を含んでいる。ここで、Pチャネルトランジスタ710は、電圧VPPが与えられるNwellに形成されており、Nチャネルトランジスタ720および730は、電圧VBBMが与えられるPwellに形成されている。Pチャネルトランジスタ710とNチャネルトランジスタ720は、いずれもドレインとソースの両方のLDD領域が広がった高耐圧構造のトランジスタである。Pチャネルトランジスタ710とNチャネルトランジスタ720は、信号線Fkとワード線WLi(i=4×p+k)との間に並列に介挿されており、Pチャネルトランジスタ710のゲートには高電位側論理信号MHB(=VPPまたはVD5)が与えられ、Nチャネルトランジスタ720のゲートには低電位側反転論理信号MLが与えられる。つまり、Pチャネルトランジスタ710とNチャネルトランジスタ720は、高電位側論理信号MHBおよび低電位側反転論理信号ML(=VDNまたはVBBM)に応じて信号線Fkとワード線WLiとの接続/非接続を切り換えるCMOSスイッチとして機能する。Nチャネルトランジスタ730は、ワード線WLiを選択的に電源VBBMに接続するトランジスタであり、ゲートには低電位側論理信号MLB(=VDNまたはVBBM)が与えられる。
以上がメインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの構成である。
Select switch 6000-pk includes P channel transistor 710 and N channel transistors 720 and 730. Here, the P-channel transistor 710 is formed in Nwell to which the voltage VPP is applied, and the N-channel transistors 720 and 730 are formed in Pwell to which the voltage VBBM is applied. Each of the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 is a high breakdown voltage transistor in which both the drain and source LDD regions are expanded. The P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 are inserted in parallel between the signal line Fk and the word line WLi (i = 4 × p + k), and a high-potential side logic signal is connected to the gate of the P-channel transistor 710. MHB (= VPP or VD5) is applied, and the low-potential-side inversion logic signal ML is applied to the gate of the N-channel transistor 720. That is, the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 connect / disconnect the signal line Fk and the word line WLi in accordance with the high potential side logic signal MHB and the low potential side inversion logic signal ML (= VDN or VBBM). Functions as a switching CMOS switch. The N-channel transistor 730 is a transistor that selectively connects the word line WLi to the power supply VBBM, and a low potential side logic signal MLB (= VDN or VBBM) is applied to the gate.
The above is the configuration of the main decoder 5000-p and the selection switch 6000-pk.

<メインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの動作>
次いで、メインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの動作を説明する。
<書き込み時(Program)の動作>
まず、データ書き込み時の動作について説明する。図14に示すように、データ書き込みの際には、VPP=10V、VD3=3V、VD5=5V、VBBM=0V、VDN=3V、BIAS1=VPP−Vthp、BIAS2=VD5−Vthp、BIAS3=0V、BIAS4=3V、BIAS5=VDN(3V)+Vthnに設定される。
<Operations of Main Decoder 5000-p and Selection Switch 6000-pk>
Next, operations of the main decoder 5000-p and the selection switch 6000-pk will be described.
<Operation during writing (Program)>
First, the operation at the time of data writing will be described. As shown in FIG. 14, when data is written, VPP = 10V, VD3 = 3V, VD5 = 5V, VBBM = 0V, VDN = 3V, BIAS1 = VPP-Vthp, BIAS2 = VD5-Vthp, BIAS3 = 0V, BIAS4 = 3V and BIAS5 = VDN (3V) + Vthn.

アドレスADDAが予め定められたアドレスに一致すると、論理ゲート380の出力はLレベル(0V)になる。したがって、第1レベルシフタLS01のノードN11の電圧はLレベル(0V)になり、同ノードN12の電圧はHレベル(VD3、すなわち、3V)になる。第1レベルシフタLS01において、Pチャネルトランジスタ35および36のゲート電圧は0Vである。したがって、Pチャネルトランジスタ35はオフになる一方、Pチャネルトランジスタ36はオンになり、ノードN10の電圧はVD3(3V)になる。ノードN10の電圧は3Vであり、Nチャネルトランジスタ34のゲート電圧はVDN(3V)+Vthnであるから、Nチャネルトランジスタ34はオンになり、ノードN8の電圧は3Vになる。したがって、Nチャネルトランジスタ31はオンになる。一方、Nチャネルトランジスタ33はその接続先のPチャネルトランジスタ35がオフであるため、オフになり、ノードN7の電圧は0Vになる。   When address ADDA matches a predetermined address, the output of logic gate 380 goes to L level (0 V). Therefore, the voltage at the node N11 of the first level shifter LS01 is at L level (0V), and the voltage at the node N12 is at H level (VD3, that is, 3V). In first level shifter LS01, the gate voltages of P-channel transistors 35 and 36 are 0V. Therefore, the P-channel transistor 35 is turned off, while the P-channel transistor 36 is turned on, and the voltage at the node N10 becomes VD3 (3V). Since the voltage of the node N10 is 3V and the gate voltage of the N-channel transistor 34 is VDN (3V) + Vthn, the N-channel transistor 34 is turned on and the voltage of the node N8 is 3V. Therefore, the N channel transistor 31 is turned on. On the other hand, the N-channel transistor 33 is turned off because the P-channel transistor 35 to which it is connected is turned off, and the voltage at the node N7 becomes 0V.

第2レベルシフタLS02では、BIAS1=VPP−Vthpに設定されるため、Pチャネルトランジスタ19および20が定電流動作し、リーク電流によるノードN1およびN2の電圧低下が防止される。本動作例では、バイアス電圧BIAS3=0VがNチャネルトランジスタ21および22のゲートに印加されるため、トランジスタ21および22はオフになる。また、Pチャネルトランジスタ13および14のゲートに印加されるバイアス電圧BIAS2はVD5−Vthpであるため、ノードN1(或いはN2)の電圧がVD5より低くなろうとすると、Pチャネルトランジスタ13(或いは14)はオフになり、ノードN1(或いはノードN2)の電圧はVD5以上に維持される。また、本動作例では、Nチャネルトランジスタ15および16の各々のゲートにバイアス電圧BIAS4=3V(=VDN)が印加されるため、ノードN5(或いはN6)の電圧が上昇し3Vに達すると、Nチャネルトランジスタ15(或いは16)はオフになり、ノードN5およびN6の電圧は3V(=VDN)以下に維持される。   In second level shifter LS02, since BIAS1 = VPP−Vthp is set, P channel transistors 19 and 20 operate at a constant current, and a voltage drop at nodes N1 and N2 due to a leakage current is prevented. In this operation example, since the bias voltage BIAS3 = 0V is applied to the gates of the N-channel transistors 21 and 22, the transistors 21 and 22 are turned off. Also, since the bias voltage BIAS2 applied to the gates of the P-channel transistors 13 and 14 is VD5-Vthp, if the voltage at the node N1 (or N2) is going to be lower than VD5, the P-channel transistor 13 (or 14) The node N1 (or the node N2) is kept at VD5 or higher. In this operation example, since the bias voltage BIAS4 = 3V (= VDN) is applied to the gates of the N-channel transistors 15 and 16, when the voltage at the node N5 (or N6) rises to 3V, The channel transistor 15 (or 16) is turned off, and the voltages at the nodes N5 and N6 are maintained at 3 V (= VDN) or lower.

本動作例では、第1レベルシフタLS01のノードN8の電圧は3V(すなわち、Hレベル)であり、インバータ17および18には高電位側電源電圧VDN(=3V)および低電位側電源電圧VBBM(=0V)が供給されるため、ノードN5の電圧はLレベル(0V)、ノードN6の電圧はHレベル(3V)となる。ノードN5の電圧が0Vとなるため、Nチャネルトランジスタ15はオンになり、ノードN3の電圧も0Vとなる。また、ノードN1の電圧はPチャネルトランジスタ13によってVD5(=BIAS2+Vthp=5V)に維持される。ノードN6の電圧は3Vとなるため、Nチャネルトランジスタ16はオフになる。このとき、Pチャネルトランジスタ12および14はともにオンになるため、ノードN2およびノードN4の電圧はともに10V(=VPP)になる。   In this operation example, the voltage at the node N8 of the first level shifter LS01 is 3V (that is, H level), and the inverters 17 and 18 have the high potential side power supply voltage VDN (= 3V) and the low potential side power supply voltage VBBM (= 0V) is supplied, the voltage at the node N5 becomes L level (0V), and the voltage at the node N6 becomes H level (3V). Since the voltage at the node N5 is 0V, the N-channel transistor 15 is turned on, and the voltage at the node N3 is also 0V. The voltage at the node N1 is maintained at VD5 (= BIAS2 + Vthp = 5V) by the P-channel transistor 13. Since the voltage at the node N6 is 3V, the N-channel transistor 16 is turned off. At this time, since both the P-channel transistors 12 and 14 are turned on, the voltages at the nodes N2 and N4 are both 10 V (= VPP).

前述したように、ノードN2に接続されたインバータ23は、電圧VPP(=10V)と電圧VD5(=5V)の間で動作する。本動作例では、ノードN2の電圧(すなわち、インバータ23への入力電圧)はHレベル(10V)なので、インバータ23の出力電圧はLレベル(5V)となる。一方、ノードN6に接続されているインバータ24、およびインバータ24の出力ノードに接続されているインバータ25は、電圧VDN(本動作例では、3V)と電圧VBBM(本動作例では、0V)の間で動作する。そして、本動作例では、ノードN6の電圧は3Vなので、インバータ24の出力はLレベル(0V)、インバータ25の出力はHレベル(3V)となる。従って、高電位側論理信号MHBがLレベル(5V)となってPチャネルトランジスタ710がオンになり、低電位側反転論理信号MLがHレベル(3V)となってNチャネルトランジスタ720がオンになり、低電位側論理信号MLBがLレベル(=VBBM=0V)となってNチャネルトランジスタ730がオフとなり、選択スイッチ6000−pkは選択状態となる。一方、アドレスADDAが予め定められたアドレスと一致しないときは、動作は逆となり、高電位側論理信号MHBがHレベル(=VPP=10V)となってPチャネルトランジスタ710がオフになり、低電位側反転論理信号MLがLレベル(=VBBM=0V)となってNチャネルトランジスタ720がオフとなり、低電位側論理信号MLBがHレベル(=VDN=3V)となってNチャネルトランジスタ730がオンとなり、選択スイッチ6000−pkは非選択状態となる。   As described above, the inverter 23 connected to the node N2 operates between the voltage VPP (= 10V) and the voltage VD5 (= 5V). In this operation example, the voltage at the node N2 (that is, the input voltage to the inverter 23) is H level (10V), so the output voltage of the inverter 23 is L level (5V). On the other hand, the inverter 24 connected to the node N6 and the inverter 25 connected to the output node of the inverter 24 are between the voltage VDN (3V in this operation example) and the voltage VBBM (0V in this operation example). Works with. In this operation example, since the voltage of the node N6 is 3V, the output of the inverter 24 is L level (0V), and the output of the inverter 25 is H level (3V). Therefore, the high potential side logic signal MHB becomes L level (5V) and the P channel transistor 710 is turned on, and the low potential side inverted logic signal ML becomes H level (3V) and the N channel transistor 720 is turned on. Then, the low potential side logic signal MLB becomes L level (= VBBM = 0V), the N-channel transistor 730 is turned off, and the selection switch 6000-pk is selected. On the other hand, when the address ADDA does not match the predetermined address, the operation is reversed, and the high potential side logic signal MHB becomes H level (= VPP = 10V), the P channel transistor 710 is turned off, and the low potential The side inversion logic signal ML becomes L level (= VBBM = 0V) and the N channel transistor 720 is turned off, and the low potential side logic signal MLB becomes H level (= VDN = 3V) and the N channel transistor 730 is turned on. The selection switch 6000-pk is in a non-selected state.

ここで、選択スイッチ6000−0p(p=0〜3)が選択状態であり、かつサブデコーダ7000によって信号線F0が選択されている場合(詳細については後述するが、信号線F0の電圧は10Vとされ、その他の信号線F1、F2およびF3の電圧が0Vとされる場合)、選択スイッチ6000−00ではPチャネルトランジスタ710およびNチャネルトランジスタ720がオン、Nチャネルトランジスタ730がオフとなる。この場合、Pチャネルトランジスタ710およびNチャネルトランジスタ720からなるCMOSスイッチは、信号線F0の10Vの電圧を殆ど低下させることなくワード線WL0に伝達する。また、信号線F1、F2およびF3の電圧は0Vなので、ワード線WL1、WL2およびWL3の電圧は0Vとなる。この状態でデータ書き込み対象の不揮発性メモリセルに接続されたビット線BITjに5Vの電圧を、ソース線に0Vの電圧を、Pwellに0Vの電圧を与えると、同不揮発性メモリへのデータ“1”の書き込みが行われる。なお、アドレスADDAが予め定められたアドレスと一致しない場合には、Pチャネルトランジスタ710およびNチャネルトランジスタ720はオフ、Nチャネルトランジスタ730がオンとなるので、信号線F0〜F3の電圧如何によらず、ワード線WL0〜WL3は電圧は0Vとなり、これらワード線に接続された不揮発性メモリセルへのデータ“1”の書き込みは行われない。   Here, when the selection switch 6000-0p (p = 0 to 3) is in the selected state and the signal line F0 is selected by the sub-decoder 7000 (details will be described later, the voltage of the signal line F0 is 10V). When the voltages of the other signal lines F1, F2, and F3 are set to 0V), in the selection switch 6000-00, the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 are turned on, and the N-channel transistor 730 is turned off. In this case, the CMOS switch including the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 transmits the 10V voltage of the signal line F0 to the word line WL0 with almost no decrease. Since the voltages of the signal lines F1, F2, and F3 are 0V, the voltages of the word lines WL1, WL2, and WL3 are 0V. In this state, when a voltage of 5V is applied to the bit line BITj connected to the nonvolatile memory cell to which data is to be written, a voltage of 0V is applied to the source line, and a voltage of 0V is applied to Pwell, data “1” to the nonvolatile memory is supplied. "Is written. Note that if the address ADDA does not match the predetermined address, the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 are turned off and the N-channel transistor 730 is turned on, regardless of the voltage of the signal lines F0 to F3. The voltages of the word lines WL0 to WL3 are 0V, and data “1” is not written to the nonvolatile memory cells connected to these word lines.

本動作例においてゲート耐圧に注意する必要があるトランジスタは、Pチャネルトランジスタ13および14、インバータ23を構成するトランジスタ、Pチャネルトランジスタ710、Nチャネルトランジスタ720および730である。Pチャネルトランジスタ13および14の各々のゲートには5V−Vthpの電圧が印加される。したがって、NWellが10Vになっても、Pチャネルトランジスタ13および14のゲート耐圧は問題ない。また、インバータ23を構成するNチャネルトランジスタおよびPチャネルトランジスタの各々のゲートに与えられる電圧の振幅は5Vであるので、これらトランジスタについてもゲート耐圧は問題ない。Pチャネルトランジスタ710についても、ゲート電圧が5V、NWellに印加される電圧が10Vなので、ゲート耐圧は問題ない。そして、Nチャネルトランジスタ720および730のゲートに印加される電圧の振幅は3Vなのでゲート耐圧は問題ない。   In this operation example, the transistors that require attention to the gate breakdown voltage are the P-channel transistors 13 and 14, the transistors constituting the inverter 23, the P-channel transistor 710, and the N-channel transistors 720 and 730. A voltage of 5V-Vthp is applied to each gate of P-channel transistors 13 and 14. Therefore, there is no problem with the gate breakdown voltage of P-channel transistors 13 and 14 even if NWell becomes 10V. Further, since the amplitude of the voltage applied to the gates of the N-channel transistor and P-channel transistor constituting the inverter 23 is 5V, there is no problem with the gate breakdown voltage of these transistors. Also for the P-channel transistor 710, there is no problem with the gate breakdown voltage because the gate voltage is 5V and the voltage applied to NWell is 10V. Since the amplitude of the voltage applied to the gates of N-channel transistors 720 and 730 is 3V, there is no problem with the gate breakdown voltage.

<消去時(Erase)の動作>
データ消去を行う場合、図14に示すように、VPP=3V、VD3=3V、VD5=0V、VBBM=−5V、VDN=0V、BIAS1=VPP−Vthp(=3V−Vthp)、BIAS2=VD5−Vthp(=0V−Vthp=−Vthp)、BIAS3=−5V(=VBBM)、BIAS4=0V、BIAS5=VDN+Vthn(=0V+Vthn=Vthn)に設定される。フラッシュメモリの場合、データの消去は全ての不揮発性メモリセルのデータを一括して消去する「一括消去」である。したがって、本実施形態の不揮発性メモリにおいて、データの消去を行う場合は、全てのワード線WLiを選択し各ワード線WLiに消去レベルの電圧(本実施形態では、−5V)を印加する必要がある。
<Erase operation>
When data is erased, as shown in FIG. 14, VPP = 3V, VD3 = 3V, VD5 = 0V, VBBM = -5V, VDN = 0V, BIAS1 = VPP-Vthp (= 3V-Vthp), BIAS2 = VD5- Vthp (= 0V−Vthp = −Vthp), BIAS3 = −5V (= VBBM), BIAS4 = 0V, BIAS5 = VDN + Vthn (= 0V + Vthn = Vthn). In the case of a flash memory, data erasure is “batch erasure” in which data in all nonvolatile memory cells is erased at once. Therefore, in the nonvolatile memory of the present embodiment, when erasing data, it is necessary to select all the word lines WLi and apply an erase level voltage (-5 V in the present embodiment) to each word line WLi. is there.

本実施形態では、メインデコーダ5000−pの各々論理ゲート380に対して消去信号を与え、全ての論理ゲート380を非選択(Hレベル出力)にする。すると、第1レベルシフタLS01のノードN11の電圧はHレベル(VD3=3V)に、同ノードN12の電圧はLレベル(0V)になる。このとき、Pチャネルトランジスタ35および36のゲートにはゲート電圧として0Vが与えられる。一方、Nチャネルトランジスタ33および34のゲートに与えられるバイアス電圧BIAS5はVDN(0V)+Vthnに設定されている。このため、Pチャネルトランジスタ35およびNチャネルトランジスタ33はオンになり、ノードN9の電圧は3Vに、ノードN7の電圧は0Vになる。ノードN7の電圧が0V、VBBM=−5VであるためNチャネルトランジスタ32はオンになるが、Pチャネルトランジスタ36はオフになり、ノードN8の電圧は−5V(=VBBM)となる。   In this embodiment, an erase signal is given to each logic gate 380 of the main decoder 5000-p, and all the logic gates 380 are not selected (H level output). Then, the voltage at the node N11 of the first level shifter LS01 becomes H level (VD3 = 3V), and the voltage at the node N12 becomes L level (0V). At this time, 0 V is applied to the gates of the P-channel transistors 35 and 36 as the gate voltage. On the other hand, bias voltage BIAS5 applied to the gates of N channel transistors 33 and 34 is set to VDN (0 V) + Vthn. Therefore, the P-channel transistor 35 and the N-channel transistor 33 are turned on, the voltage at the node N9 is 3V, and the voltage at the node N7 is 0V. Since the voltage at the node N7 is 0V and VBBM = −5V, the N-channel transistor 32 is turned on, but the P-channel transistor 36 is turned off, and the voltage at the node N8 is −5V (= VBBM).

本動作例では、第2レベルシフタLS02のインバータ17および18は電圧VDN(=0V)と電圧VBBM(=−5V)との間で動作する。インバータ17の入力電圧はLレベル(−5V)であるため、インバータ17の出力(すなわち、ノードN5の電圧)はHレベル(0V)に、インバータ18の出力(すなわち、ノードN6の電圧)はLレベル(−5V)になる。したがって、インバータ24の出力はHレベル(0V)に、インバータ25の出力はLレベル(−5V)になり、低電位側反転論理信号MLの電圧はLレベル(−5V)に、低電位側論理信号MLBの電圧はHレベル(0V)になる。   In this operation example, the inverters 17 and 18 of the second level shifter LS02 operate between the voltage VDN (= 0V) and the voltage VBBM (= −5V). Since the input voltage of the inverter 17 is L level (−5V), the output of the inverter 17 (ie, the voltage at the node N5) is H level (0V), and the output of the inverter 18 (ie, the voltage at the node N6) is L. It becomes level (-5V). Therefore, the output of the inverter 24 becomes H level (0V), the output of the inverter 25 becomes L level (−5V), the voltage of the low potential side inversion logic signal ML becomes L level (−5V), and the low potential side logic. The voltage of the signal MLB becomes H level (0V).

前述したように、消去時にNチャネルトランジスタ15および16の各々のゲートに印加されるバイアス電圧BIAS4は0Vである。Nチャネルトランジスタ15のソース(すなわち、ノードN5)の電圧は0VなのでNチャネルトランジスタ15はオフになる。このとき、Pチャネルトランジスタ11および13はともにオンになるため、ノードN1およびノードN3の電圧はともに3V(=VPP)になる。一方、ノードN6の電圧は−5VなのでNチャネルトランジスタ16はオンになり、ノードN4の電圧は−5Vになる。また、Pチャネルトランジスタ14のゲートにはバイアス電圧BIAS2(=VD5(本動作例では0V)−Vthp)が印加されるため、ノードN2の電圧はPチャネルトランジスタ14によって0Vに維持される。つまり、インバータ23の出力(高電位側論理信号MHB)はHレベル(3V)となる。したがって、選択スイッチ6000−pkの各々においてPチャネルトランジスタ710およびNチャネルトランジスタ720はオフとなり、Nチャネルトランジスタ730はオンになる。その結果、全てのワード線WLiは第2の低電位側電源ノードに接続され、その電圧は−5Vになる。なお、信号線F0〜F3の電圧は0V(非選択)または3V(選択)の何れであっても良い。   As described above, bias voltage BIAS4 applied to the gates of N channel transistors 15 and 16 at the time of erasing is 0V. Since the voltage of the source of the N-channel transistor 15 (that is, the node N5) is 0V, the N-channel transistor 15 is turned off. At this time, since both the P-channel transistors 11 and 13 are turned on, the voltages at the nodes N1 and N3 are both 3V (= VPP). On the other hand, since the voltage at the node N6 is −5V, the N-channel transistor 16 is turned on, and the voltage at the node N4 is −5V. Further, since the bias voltage BIAS2 (= VD5 (0 V in this operation example) −Vthp) is applied to the gate of the P-channel transistor 14, the voltage of the node N2 is maintained at 0 V by the P-channel transistor 14. That is, the output of the inverter 23 (high potential side logic signal MHB) becomes H level (3V). Therefore, in each of the selection switches 6000-pk, the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 are turned off, and the N-channel transistor 730 is turned on. As a result, all the word lines WLi are connected to the second low potential side power supply node, and the voltage becomes −5V. Note that the voltage of the signal lines F0 to F3 may be 0 V (non-selected) or 3 V (selected).

このように全てのワード線WLiに−5Vの電圧が印加されるため、全てのビット線BITjと全てのデータ線とPwellに10Vの電圧を印加すれば、全ての不揮発性メモリセルのデータが消去される(図6参照)。   Since a voltage of −5V is applied to all the word lines WLi in this way, if a voltage of 10V is applied to all the bit lines BITj, all the data lines, and Pwell, the data of all the nonvolatile memory cells are erased. (See FIG. 6).

<読み出し時(Read)の動作>
図14に示すようにデータ読み出しの際には、VPP=3V、VD3=3V、VD5=0V、VBBM=0V、VDN=3V、BIAS1=3V、BIAS2=0V、BIAS3=3V、BIAS4=3V、BIAS5=3V(=VDN=VD3)+Vthnに設定される。
<Read operation>
As shown in FIG. 14, when reading data, VPP = 3V, VD3 = 3V, VD5 = 0V, VBBM = 0V, VDN = 3V, BIAS1 = 3V, BIAS2 = 0V, BIAS3 = 3V, BIAS4 = 3V, BIAS5 = 3V (= VDN = VD3) + Vthn.

前述したように、アドレスADDAが予め定められたアドレスと一致すると、論理ゲート380の出力はLレベル(0V)となり、ノードN11の電圧はLレベル(0V)に、ノードN12の電圧はHレベル(VD3=3V)になる。本動作例では、データ書き込み時と同様にVBBM=0V、BIAS5=3V+Vthnに設定されるため、ノードN7の電圧はLレベル(0V)に、ノードN8の電圧はHレベル(3V)になる。   As described above, when the address ADDA matches the predetermined address, the output of the logic gate 380 becomes L level (0V), the voltage of the node N11 becomes L level (0V), and the voltage of the node N12 becomes H level ( VD3 = 3V). In this operation example, VBBM = 0V and BIAS5 = 3V + Vthn are set as in the case of data writing. Therefore, the voltage at the node N7 becomes L level (0V), and the voltage at the node N8 becomes H level (3V).

一方、第2レベルシフタLS02では、Pチャネルトランジスタ19および20の各々のソースに印加される電圧は3V(=VPP)であり、同ゲートに印加されるバイアス電圧BIAS1も3Vであるため、Pチャネルトランジスタ19および20はともにオフになる。本動作例では、Nチャネルトランジスタ15および16の各々のゲートにバイアス電圧BIAS4=3Vが印加され、Nチャネルトランジスタ15および16はともにオンになり、Nチャネルトランジスタ21および22の各々のゲートにバイアス電圧BIAS3=3Vが印加され、Nチャネルトランジスタ21および22もともにオンになる。その結果、高電位側論理信号MHBの電圧はLレベル(0V)に、低電位側論理信号MLBの電圧はLレベル(0V)に、低電位側反転論理信号MLの電圧はHレベル(3V)になる。つまり、この場合は、第2レベルシフタLS02は、3V動作の通常のレベルシフタとして動作する。   On the other hand, in the second level shifter LS02, the voltage applied to the sources of the P-channel transistors 19 and 20 is 3V (= VPP), and the bias voltage BIAS1 applied to the gate is also 3V. Both 19 and 20 are turned off. In this operation example, bias voltage BIAS4 = 3V is applied to the gates of N channel transistors 15 and 16, both N channel transistors 15 and 16 are turned on, and bias voltages are applied to the gates of N channel transistors 21 and 22, respectively. BIAS3 = 3V is applied, and both N-channel transistors 21 and 22 are also turned on. As a result, the voltage of the high potential side logic signal MHB is L level (0V), the voltage of the low potential side logic signal MLB is L level (0V), and the voltage of the low potential side inversion logic signal ML is H level (3V). become. That is, in this case, the second level shifter LS02 operates as a normal level shifter for 3V operation.

高電位側論理信号MHBの電圧はLレベル(0V)、低電位側論理信号MLBの電圧はLレベル(0V)、低電位側反転論理信号MLの電圧はHレベル(3V)であるため、選択スイッチ6000−pkのPチャネルトランジスタ710およびNチャネルトランジスタ720は各々オンになり、Nチャネルトランジスタ730はオフとなる。したがって、前述した読み出し動作の場合と同様に信号線F0〜F3の内、サブデコーダ7000によって選択されたものがワード線WLiに接続される。また、アドレスADDAが予め定められたアドレスと一致しない場合には、高電位側論理信号MHBの電圧はHレベル(3V)、低電位側論理信号MLBの電圧はHレベル(3V)、低電位側反転論理信号MLの電圧はLレベル(0V)となり、Pチャネルトランジスタ710およびNチャネルトランジスタ720はオフに、Nチャネルトランジスタ730はオンになる。その結果、全てのワード線WLiの電圧はVBBM(=0V)になる。   The voltage of the high potential side logic signal MHB is L level (0V), the voltage of the low potential side logic signal MLB is L level (0V), and the voltage of the low potential side logic signal ML is H level (3V). P-channel transistor 710 and N-channel transistor 720 of switch 6000-pk are each turned on, and N-channel transistor 730 is turned off. Accordingly, the signal lines F0 to F3 selected by the sub-decoder 7000 are connected to the word line WLi as in the case of the read operation described above. When the address ADDA does not match the predetermined address, the voltage of the high potential side logic signal MHB is H level (3V), the voltage of the low potential side logic signal MLB is H level (3V), and the low potential side The voltage of the inverted logic signal ML becomes L level (0 V), the P-channel transistor 710 and the N-channel transistor 720 are turned off, and the N-channel transistor 730 is turned on. As a result, the voltages of all the word lines WLi become VBBM (= 0V).

<サブデコーダ7000の構成および動作>
次いでサブデコーダ7000の構成を説明する。サブデコーダ7000は、図15に示すデコーダDEC01、第3レベルシフタLS03およびバッファBUF01を信号線Fk(k=0〜3)の各々に対して1組、すなわち、合計4組み有している。デコーダDEC01は論理ゲート64とインバータ63を含んでいる。論理ゲート64にはアドレスADDBが与えられる。このアドレスADDBと予め定められたアドレスとが一致する場合には、論理ゲート64の出力はLレベル(VSS=0V)となり、一致しないときはHレベル(VD3=3V)となる。図15に示すように、論理ゲート64の出力はインバータ63による論理反転を経て第3レベルシフタLS03に与えられる。
<Configuration and Operation of Subdecoder 7000>
Next, the configuration of the sub-decoder 7000 will be described. The sub-decoder 7000 has one set of the decoder DEC01, the third level shifter LS03, and the buffer BUF01 shown in FIG. 15 for each of the signal lines Fk (k = 0 to 3), that is, a total of four sets. The decoder DEC01 includes a logic gate 64 and an inverter 63. Logic gate 64 is given address ADDB. When this address ADDB matches a predetermined address, the output of the logic gate 64 becomes L level (VSS = 0V), and when it does not match, it becomes H level (VD3 = 3V). As shown in FIG. 15, the output of the logic gate 64 is given to the third level shifter LS03 through the logic inversion by the inverter 63.

図15に示すように、第3レベルシフタLS03はPチャネルトランジスタ51、52、53、54、59および60と、Nチャネルトランジスタ55、56、61および62と、インバータ57および58とを含んでいる。図15と図13とを対比すれば明らかなように、第3レベルシフタLS03の構成はメインデコーダ5000−pの第2レベルシフタLS02の構成と近似している。より詳細に説明すると、Pチャネルトランジスタ51、52、53,54、59および60の各々は第2レベルシフタLS02のPチャネルトランジスタ11、12、13、14、19および20の各々に対応し、Nチャネルトランジスタ55、56、61および62の各々は第2レベルシフタLS02のNチャネルトランジスタ15、16、21および22の各々に対応する。そして、インバータ57および58は第2レベルシフタLS02のインバータ17および18に対応する。つまり、第3レベルシフタLS03は、第2レベルシフタLS02からインバータ23、24および25を除いた構成となっている。図15に示すように、本実施形態では、第3レベルシフタLS03のノードN1の電圧が高電位側論理信号FHBとして、同ノードN5の電圧が低電位側論理信号FLBとして、同ノードN6の電圧が低電位側反転論理信号FLとしてバッファBUF01に与えられる。   As shown in FIG. 15, third level shifter LS03 includes P-channel transistors 51, 52, 53, 54, 59 and 60, N-channel transistors 55, 56, 61 and 62, and inverters 57 and 58. As apparent from the comparison between FIG. 15 and FIG. 13, the configuration of the third level shifter LS03 is similar to the configuration of the second level shifter LS02 of the main decoder 5000-p. More specifically, each of P channel transistors 51, 52, 53, 54, 59 and 60 corresponds to each of P channel transistors 11, 12, 13, 14, 19 and 20 of second level shifter LS02, and N channel Each of transistors 55, 56, 61, and 62 corresponds to each of N-channel transistors 15, 16, 21, and 22 of second level shifter LS02. Inverters 57 and 58 correspond to inverters 17 and 18 of second level shifter LS02. That is, the third level shifter LS03 is configured by removing the inverters 23, 24 and 25 from the second level shifter LS02. As shown in FIG. 15, in this embodiment, the voltage at the node N1 of the third level shifter LS03 is the high-potential side logic signal FHB, the voltage at the node N5 is the low-potential side logic signal FLB, and the voltage at the node N6 is The low potential side inversion logic signal FL is supplied to the buffer BUF01.

バッファBUF01は、Pチャネルトランジスタ650およびNチャネルトランジスタ660からなるCMOSスイッチとNチャネルトランジスタ670とを高電位側電源ノード(電圧VWLのノード:以下、第3の高電位側電源ノード)と低電位側電源ノード(電圧VSSのノード)との間に直列に介挿して構成されている。第3レベルシフタLS03の高電位側電源ノードの電圧がVPPであったのに対してバッファBUF01の高電位側電源ノードの電圧をVWLとしたのは、書き込み(Program)、書き込みの検証(Program Verify)、消去(Erase)、および消去の検証(Erase Verify)の各動作を行う際に、ワード線WLiに印加する電圧をその動作内容に応じて種々変える必要があるからである。   The buffer BUF01 includes a CMOS switch composed of a P-channel transistor 650 and an N-channel transistor 660 and an N-channel transistor 670 on a high-potential side power supply node (hereinafter referred to as a third high-potential-side power supply node) and a low-potential side. A power supply node (node of voltage VSS) is inserted in series. The reason why the voltage of the high potential side power supply node of the buffer BUF01 is VWL while the voltage of the high potential side power supply node of the third level shifter LS03 is VPP is that writing (Program) and writing verification (Program Verify). This is because the voltage applied to the word line WLi needs to be variously changed in accordance with the operation contents when performing the operations of erasing (Erase) and erasing verification (Erase Verify).

図15に示すように、Pチャネルトランジスタ650およびNチャネルトランジスタ670は、片側高耐圧構造のトランジスタであり、Nチャネルトランジスタ660は両側高耐圧構造のトランジスタである。Pチャネルトランジスタ650のゲートには高電位側論理信号FHBが、Nチャネルトランジスタ660のゲートには低電位側反転論理信号FLが、Nチャネルトランジスタ670のゲートには低電位側論理信号FLBが各々与えられる。そして、上記CMOSスイッチとNチャネルトランジスタ670のドレインの共通接続点(すなわち、Pチャネルトランジスタ650のドレインおよびNチャネルトランジスタ660のソースとNチャネルトランジスタ670のドレインの共通接続点)に信号線Fkが接続されている。   As shown in FIG. 15, the P-channel transistor 650 and the N-channel transistor 670 are single-side high withstand voltage structure transistors, and the N-channel transistor 660 is a double-side high withstand voltage structure transistor. The gate of the P channel transistor 650 is supplied with the high potential side logic signal FHB, the gate of the N channel transistor 660 is supplied with the low potential side logic signal FL, and the gate of the N channel transistor 670 is supplied with the low potential side logic signal FLB. It is done. A signal line Fk is connected to the common connection point of the CMOS switch and the drain of the N channel transistor 670 (that is, the common connection point of the drain of the P channel transistor 650 and the source of the N channel transistor 660 and the drain of the N channel transistor 670). Has been.

本実施形態では、電圧VPP、VWL、VD3、VSS、BIAS1〜BIAS4を図14に示すように設定することで、不揮発性メモリセルへのデータの書き込み、書き込みの検証、読み出し、消去、および消去の検証が実行される。例えば、書き込み(Program)時には、VPP=VWL=10V、VD3=3V、VSS=0V、BIAS1=10V−Vthp、BIAS2=5V−Vthp、BIAS3=0V、BIAS4=3Vに設定される。この場合、アドレスADDBが予め定められたアドレスと一致すると、ノードN8(インバータ57の入力ノード)の電圧はHレベル(3V)になるので、ノードN5の電圧はLレベル(0V)に、ノードN6の電圧はHレベル(3V)になる。すなわち、低電位側論理信号FLBはLレベル(0V)に、低電位側反転論理信号FLはHレベルに(3V)になる。また、ノードN3の電圧は0Vに、ノードN1の電圧(高電位側論理信号FHB)はLレベル(5V)となる。したがって、バッファBUF01のPチャネルトランジスタ650およびNチャネルトランジスタ660はオンになり、Nチャネルトランジスタ670はオフとなる。その結果、Pチャネルトランジスタ650のドレイン、Nチャネルトランジスタ660のソースおよびNチャネルトランジスタ670のドレインの共通接続点に接続された信号線Fkの電圧はHレベル(=VWL=10V)になる。   In the present embodiment, by setting the voltages VPP, VWL, VD3, VSS, BIAS1 to BIAS4 as shown in FIG. 14, data writing to the nonvolatile memory cell, writing verification, reading, erasing, and erasing are performed. Validation is performed. For example, at the time of writing (Program), VPP = VWL = 10V, VD3 = 3V, VSS = 0V, BIAS1 = 10V-Vthp, BIAS2 = 5V-Vthp, BIAS3 = 0V, and BIAS4 = 3V are set. In this case, when the address ADDB coincides with a predetermined address, the voltage at the node N8 (input node of the inverter 57) becomes H level (3V), so that the voltage at the node N5 becomes L level (0V) and the node N6 Becomes the H level (3 V). That is, the low potential side logic signal FLB becomes L level (0V), and the low potential side inversion logic signal FL becomes H level (3V). The voltage at the node N3 is 0V, and the voltage at the node N1 (high potential side logic signal FHB) is at L level (5V). Therefore, the P-channel transistor 650 and the N-channel transistor 660 of the buffer BUF01 are turned on, and the N-channel transistor 670 is turned off. As a result, the voltage of the signal line Fk connected to the common connection point of the drain of the P-channel transistor 650, the source of the N-channel transistor 660, and the drain of the N-channel transistor 670 becomes H level (= VWL = 10V).

一方、アドレスADDBが予め定められたアドレスと一致しない場合は、ノードN8の電圧はLレベル(0V)となるので、低電位側論理信号FLBはHレベル(3V)に、低電位側反転論理信号FLはLレベル(0V)となる。また、高電位側論理信号FHBはHレベル(10V)となる。したがって、バッファBUF01のPチャネルトランジスタ650およびNチャネルトランジスタ660はオフに、Nチャネルトランジスタ670はオンとなる。その結果、Pチャネルトランジスタ650のドレインおよびNチャネルトランジスタ660のソースとNチャネルトランジスタ670のドレインとの共通接続点に接続された信号線Fkの電圧はLレベル(VSS=0V)になる。なお、書き込みの検証(Program Verify)動作においては、この状態で、電圧VWLを4V〜5V程度に変化させ、これによりメモリセルの状態が確認される。   On the other hand, when the address ADDB does not match the predetermined address, the voltage at the node N8 is at L level (0V), so the low potential side logic signal FLB is at H level (3V), and the low potential side inverted logic signal is FL becomes L level (0 V). Further, the high potential side logic signal FHB becomes H level (10 V). Therefore, the P-channel transistor 650 and the N-channel transistor 660 of the buffer BUF01 are turned off, and the N-channel transistor 670 is turned on. As a result, the voltage of the signal line Fk connected to the common connection point between the drain of the P-channel transistor 650 and the source of the N-channel transistor 660 and the drain of the N-channel transistor 670 becomes L level (VSS = 0 V). Note that in the program verification operation, the voltage VWL is changed to about 4 V to 5 V in this state, and thereby the state of the memory cell is confirmed.

次いで、読み出し(Read)時の動作を説明する。なお、消去(Erase)および消去の検証(Erase Verify)時もほぼ同じ動作なので、代表して読み出しの場合を説明する。不揮発性メモリセルからのデータ読み出しを行う場合、VPP=VWL=3V、VD3=3V、VSS=0V、BIAS1=3V、BIAS2=0V、BIAS3=3V、BIAS4=3Vに設定される。このとき、アドレスADDBが予め定められたアドレスと一致すると、ノードN8の電圧は3Vとなり、ノードN5の電圧は0Vに、ノードN6の電圧は3Vになる。すなわち、低電位側論理信号FLBはLレベル(0V)に、低電位側反転論理信号FLはHレベル(3V)になる。また、ノードN3の電圧は0Vになり、高電位側論理信号FHBもLレベル(0V)となる。したがって、バッファBUF01のPチャネルトランジスタ650およびNチャネルトランジスタ660はオンに、Nチャネルトランジスタ670はオフになる。その結果、Pチャネルトランジスタ650のドレインおよびNチャネルトランジスタ660のソースとNチャネルトランジスタ670のドレインとの共通接続点に接続された信号線Fkの電圧はHレベル(VWL=3V)になる。   Next, an operation during reading (Read) will be described. Since the operation is almost the same during erasing and erasing verification, the case of reading will be described as a representative. When data is read from the nonvolatile memory cell, VPP = VWL = 3V, VD3 = 3V, VSS = 0V, BIAS1 = 3V, BIAS2 = 0V, BIAS3 = 3V, and BIAS4 = 3V are set. At this time, when the address ADDB matches a predetermined address, the voltage at the node N8 becomes 3V, the voltage at the node N5 becomes 0V, and the voltage at the node N6 becomes 3V. That is, the low potential side logic signal FLB becomes L level (0V), and the low potential side inversion logic signal FL becomes H level (3V). Further, the voltage of the node N3 becomes 0V, and the high potential side logic signal FHB also becomes L level (0V). Therefore, the P-channel transistor 650 and the N-channel transistor 660 of the buffer BUF01 are turned on, and the N-channel transistor 670 is turned off. As a result, the voltage of the signal line Fk connected to the common connection point between the drain of the P-channel transistor 650 and the source of the N-channel transistor 660 and the drain of the N-channel transistor 670 becomes H level (VWL = 3V).

一方、アドレスADDBが予め定められたアドレスと一致しない場合、ノードN8の電圧はLレベル(0V)となるので、低電位側論理信号FLBはHレベル(3V)に、低電位側反転論理信号FLはLレベル(0V)になる。また、高電位側論理信号FHBはHレベル(3V)になる。したがって、バッファBUF01のPチャネルトランジスタ650およびNチャネルトランジスタ660はオフに、Nチャネルトランジスタ670はオンとなり、信号線Fkの電圧はLレベル(0V)になる。消去時の動作は当該読み出し時の動作と全く同じである。なお、消去の場合、メインデコーダ5000−pについての動作説明でも述べたが、メインデコーダ5000−pが全て非選択となるので、サブデコーダ7000の出力(信号線Fkの電圧)は3Vでも良く、また0Vでも良い。また、消去の検証は、この状態で電圧VWLを0.8V〜2Vの範囲の最適な値に設定し、メモリセルの消去状態を確認する動作である。   On the other hand, when the address ADDB does not match the predetermined address, the voltage at the node N8 is at the L level (0V), so the low potential side logic signal FLB is at the H level (3V) and the low potential side inversion logic signal FL. Becomes L level (0V). Further, the high potential side logic signal FHB becomes H level (3 V). Accordingly, the P-channel transistor 650 and the N-channel transistor 660 of the buffer BUF01 are turned off, the N-channel transistor 670 is turned on, and the voltage of the signal line Fk becomes the L level (0 V). The erase operation is exactly the same as the read operation. In the case of erasure, the operation of the main decoder 5000-p is also described. However, since all the main decoders 5000-p are not selected, the output of the sub decoder 7000 (voltage of the signal line Fk) may be 3V. Moreover, 0V may be sufficient. The erase verification is an operation for checking the erase state of the memory cell by setting the voltage VWL to an optimum value in the range of 0.8V to 2V in this state.

このように、本実施形態では、行選択回路に与える電圧VWLおよびVBBMを切り替えることで、不揮発性メモリセルへのデータ書き込み、消去、および読み出し(或いは検証)を行うための行選択電圧(ワード線WLiを介してNチャネルフローティングゲートトランジスタのゲートに印加される電圧VD)が生成される。   As described above, in this embodiment, by switching the voltages VWL and VBBM applied to the row selection circuit, a row selection voltage (word line) for performing data writing, erasing, and reading (or verification) to the nonvolatile memory cell. A voltage VD applied to the gate of the N-channel floating gate transistor through WLi is generated.

<電圧切り替え回路の構成>
前述したように、本実施形態の不揮発性メモリの不揮発性メモリセルアレイ(図7(B)参照)を構成する各不揮発性メモリセル(Nチャネルフローティングゲートトランジスタ)に対するデータの書き込み(Program)、データの消去(Erase)、データの検証(Verify)、またはデータの読み出し(Read)を行う際に、このNチャネルフローティングゲートトランジスタのドレイン電圧VD、ソース電圧VS、ゲート電圧VG、およびPwell電圧WELLの各々が図6に示す電圧値となるように、電圧VD5、BIAS1〜5、VBBM、VWELL、VWL、および電圧VCOLの切り替えを行う必要がある。本実施形態の電圧切り替え回路は、上記電圧切り替えを実現するためのものである。
<Configuration of voltage switching circuit>
As described above, data writing (Program) to each nonvolatile memory cell (N-channel floating gate transistor) constituting the nonvolatile memory cell array (see FIG. 7B) of the nonvolatile memory of the present embodiment, When erasing (Erase), verifying data (Verify), or reading data (Read), each of the drain voltage VD, source voltage VS, gate voltage VG, and Pwell voltage WELL of the N-channel floating gate transistor It is necessary to switch the voltages VD5, BIAS1 to 5, VBBM, VWELL, VWL, and voltage VCOL so that the voltage values shown in FIG. 6 are obtained. The voltage switching circuit of the present embodiment is for realizing the voltage switching.

図16は、本実施形態の電圧切り替え回路の構成例を示す図である。図16に示すように、この電圧切り替え回路は、電源回路1、バイアス回路2、VWL切り替え回路10、VWELL切り替え回路20、VCOL切り替え回路30、およびVBBM切り替え回路40を含んでいる。   FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the voltage switching circuit of the present embodiment. As shown in FIG. 16, the voltage switching circuit includes a power supply circuit 1, a bias circuit 2, a VWL switching circuit 10, a VWELL switching circuit 20, a VCOL switching circuit 30, and a VBBM switching circuit 40.

電源回路1は例えば電源ポンプやレギュレータ(図16では図示略)を含んでいる。電源回路1は、書き込み時(Program)、検証時(Verify)、消去時(Erase)および読み出し時(Read)の各々において、電源ポンプやレギュレータの作用により、電圧VDDH、VD5、VD3、VSWL、VBB、BIASA、BIASB、BIASC、BIASD、およびBIASEとして図17に示す各電圧値の電圧を発生させる。   The power supply circuit 1 includes, for example, a power supply pump and a regulator (not shown in FIG. 16). The power supply circuit 1 has voltages VDDH, VD5, VD3, VSWL, and VBB by the action of the power supply pump and the regulator at the time of writing (Program), at the time of verification (Verify), at the time of erasing (Erase), and at the time of reading (Read) , BIASA, BIASB, BIASC, BIASD, and BIASE are generated at the voltage values shown in FIG.

バイアス回路2は、電源回路1の発生させた電圧VDDH、VD5、VD3、BIASA、BIASB、BIASC、BIASD、BIASEおよび接地電圧VSS(0V)のうちの5つを読み出し信号READ、書き込み信号PROG、消去信号ERSおよび検証信号VFYの各信号の信号値に応じて選択し、BIAS1、BIAS2、BIAS3、BIAS4、およびBIAS5として出力する。より詳細に説明すると、書き込み時(すなわち、PROG=Hレベル(“1”)、READ、ERSおよびVFY=Lレベル(“0”))においては、バイアス回路2は、バイアス電圧BIAS1として電圧BIASA(VDH(10V)−Vthp)を、バイアス電圧BIAS2として電圧BIASB(5V−Vthp)を、バイアス電圧BIAS3として接地電圧VSS(0V)を、バイアス電圧BIAS4として電圧VD3(3V)を、バイアス電圧BIAS5として電圧BIASC(3V+Vthn)を選択して出力する。検証時(すなわち、VFY=Hレベル(“1”)、READ、PROGおよびERS=Lレベル(“0”))においても同様である。消去時(すなわち、ERS=Hレベル(“1”)、READ、PROGおよびVFY=Lレベル(“0”))においては、バイアス電圧BIAS5として電圧BIASD(Vthn)を選択して出力する点が、書き込み時および検証時と異なる。そして、読み出し時(すなわち、READ=Hレベル(“1”)、PROG、ERSおよびVFY=Lレベル(“0”))においては、バイアス回路2は、バイアス電圧BIAS1、BIAS3およびBIAS4として電圧VD3を、バイアス電圧BIAS2として接地電圧VSSを、バイアス電圧BIAS5として電圧BIASC(3V+Vthn)を選択して出力する。   The bias circuit 2 reads five of the voltages VDDH, VD5, VD3, BIASA, BIASB, BIASC, BIASD, BIASE and the ground voltage VSS (0 V) generated by the power supply circuit 1 as a read signal READ, a write signal PROG, and an erase The signal ERS and the verification signal VFY are selected according to the signal value of each signal and output as BIAS1, BIAS2, BIAS3, BIAS4, and BIAS5. More specifically, at the time of writing (ie, PROG = H level (“1”), READ, ERS and VFY = L level (“0”)), the bias circuit 2 uses the voltage BIASA ( VDH (10V) −Vthp), bias voltage BIAS2 as voltage BIASB (5V−Vthp), bias voltage BIAS3 as ground voltage VSS (0V), bias voltage BIAS4 as voltage VD3 (3V), and bias voltage BIAS5 as voltage BIASC (3V + Vthn) is selected and output. The same applies at the time of verification (that is, VFY = H level (“1”), READ, PROG, and ERS = L level (“0”)). At the time of erasing (that is, ERS = H level (“1”), READ, PROG, and VFY = L level (“0”)), the voltage BIASD (Vthn) is selected and output as the bias voltage BIAS5. Different from writing and verification. At the time of reading (that is, READ = H level (“1”), PROG, ERS, and VFY = L level (“0”)), the bias circuit 2 uses the voltage VD3 as the bias voltages BIAS1, BIAS3, and BIAS4. The ground voltage VSS is selected as the bias voltage BIAS2, and the voltage BIASC (3V + Vthn) is selected and output as the bias voltage BIAS5.

VWL切り替え回路10は、前述したサブデコーダ7000に与える電圧VWLの切り替えを行う回路である。このVWL切り替え回路10には、電源回路1の発生させた電圧のうち電圧VDDH、VD5、VD3およびVSWLと、バイアス回路2の出力する電圧BIAS1、BIAS2、BIAS3およびBIAS4と、イネーブル信号SWEN、書き込み信号PROGおよび検証信号VFYが与えられる。VWL切り替え回路10は、電圧BIAS1、BIAS2、BIAS3およびBIAS4と、信号SWEN、PROGおよびVFYとに応じて電圧VDDH、VD3およびVSWLの何れかを選択し、電圧VWLとして出力する。   The VWL switching circuit 10 is a circuit that switches the voltage VWL supplied to the sub-decoder 7000 described above. The VWL switching circuit 10 includes voltages VDDH, VD5, VD3 and VSWL among voltages generated by the power supply circuit 1, voltages BIAS1, BIAS2, BIAS3 and BIAS4 output from the bias circuit 2, an enable signal SWEN, and a write signal. PROG and verification signal VFY are provided. The VWL switching circuit 10 selects any one of the voltages VDDH, VD3, and VSWL according to the voltages BIAS1, BIAS2, BIAS3, and BIAS4 and the signals SWEN, PROG, and VFY, and outputs the selected voltage as the voltage VWL.

VWELL切り替え回路20は、図6に示す電圧VWELL(=電圧VS)の切り替えを行う回路である。このVWELL切り替え回路20には、電源回路1の発生させた電圧のうち電圧VDDHおよびVD3と、バイアス回路2の出力する電圧BIAS1、BIAS2、BIAS3およびBIAS4と、イネーブル信号SWENおよび消去信号ERSが与えられる。VWELL切り替え回路20は、電圧BIAS1、BIAS2、BIAS3およびBIAS4と、信号ERSおよびSWENとに応じて電圧VDDHおよびVSSの何れかを選択し、電圧VWELLとして出力する。   The VWELL switching circuit 20 is a circuit for switching the voltage VWELL (= voltage VS) shown in FIG. The VWELL switching circuit 20 is supplied with voltages VDDH and VD3 among the voltages generated by the power supply circuit 1, voltages BIAS1, BIAS2, BIAS3 and BIAS4 output from the bias circuit 2, an enable signal SWEN and an erase signal ERS. . The VWELL switching circuit 20 selects one of the voltages VDDH and VSS according to the voltages BIAS1, BIAS2, BIAS3, and BIAS4, and the signals ERS and SWEN, and outputs the selected voltage as the voltage VWELL.

VCOL切り替え回路30は、前述した第2列デコーダ4000−yに与える電圧VCOLの切り替えを行う回路である。このVCOL切り替え回路30には、電源回路1の発生させた電圧のうち電圧VDDH、VD5およびVD3と、バイアス回路2の出力する電圧BIAS1、BIAS2、BIAS3およびBIAS4と、信号SWEN、PROGおよびERSが与えられる。VCOL切り替え回路30は、電圧BIAS1、BIAS2、BIAS3およびBIAS4と、信号SWEN、PROGおよびERSとに応じて電圧VDDH、VD5、およびVD3の何れかを選択し、電圧VCOLとして第2列デコーダ4000−yに与える。   The VCOL switching circuit 30 is a circuit that switches the voltage VCOL applied to the second column decoder 4000-y described above. The VCOL switching circuit 30 is supplied with voltages VDDH, VD5 and VD3, voltages BIAS1, BIAS2, BIAS3 and BIAS4 output from the bias circuit 2 and signals SWEN, PROG and ERS among the voltages generated by the power supply circuit 1. It is done. The VCOL switching circuit 30 selects any one of the voltages VDDH, VD5, and VD3 according to the voltages BIAS1, BIAS2, BIAS3, and BIAS4 and the signals SWEN, PROG, and ERS, and uses the second column decoder 4000-y as the voltage VCOL. To give.

VBBM切り替え回路40は、メインデコーダ5000−pおよび選択スイッチ6000−pkの各々に与える電圧VBBMの切り替えを行う回路である。このVBBM切り替え回路40には、電源回路1の発生させた電圧のうち電圧VD3およびVBBと、バイアス回路2の出力する電圧BIAS5と、信号SWENおよびERSと、が与えられる。VBBM切り替え回路40は、電圧BIAS5と、信号SWENおよびERSとに応じて電圧VSSおよびVBBの何れかを選択し、電圧VBBMとしてメインデコーダ5000−pおよび選択手段6000−pkに与える。   The VBBM switching circuit 40 is a circuit that switches the voltage VBBM supplied to each of the main decoder 5000-p and the selection switch 6000-pk. The VBBM switching circuit 40 is supplied with voltages VD3 and VBB out of the voltages generated by the power supply circuit 1, the voltage BIAS5 output from the bias circuit 2, and signals SWEN and ERS. VBBM switching circuit 40 selects either voltage VSS or VBB in accordance with voltage BIAS5 and signals SWEN and ERS, and supplies the selected voltage to VBBM as main voltage 5000-p and selection means 6000-pk.

<VWL切り替え回路10の構成>
図18は、VWL切り替え回路10の構成例を示す図である。図18に示すようにVWL切り替え回路10は、デコーダDEC1、レベルシフタLS3、バッファBUF1、および高耐圧スイッチ部HVSW1を含んでいる。図18と前掲図15とを比較すれば明らかなように、レベルシフタLS3の構成は図15の第3レベルシフタLS03の構成と同一であるため、詳細な説明を省略するが、VWL切り替え回路10では、レベルシフタLS3のノードN1に現れる電圧が信号PCT1として高耐圧スイッチ部HVSW1に与えられる。
<Configuration of VWL switching circuit 10>
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of the VWL switching circuit 10. As shown in FIG. 18, the VWL switching circuit 10 includes a decoder DEC1, a level shifter LS3, a buffer BUF1, and a high breakdown voltage switch unit HVSW1. As apparent from a comparison between FIG. 18 and FIG. 15, the configuration of the level shifter LS3 is the same as the configuration of the third level shifter LS03 in FIG. The voltage appearing at the node N1 of the level shifter LS3 is applied as a signal PCT1 to the high breakdown voltage switch unit HVSW1.

デコーダDEC1は、インバータ63、65および67と、論理ゲート64、66および68と、を含んでいる。図18に示すように、インバータ63には電圧VD3と電圧VSSが電源電圧として与えられ、インバータ65および67には電圧VD5と電圧VSSが電源電圧として与えられる。論理ゲート64には信号SWENとPROGが与えられ、論理ゲート64の出力信号(信号SWENとPROGの論理積信号を論理反転した信号)はインバータ63に与えられる。インバータ63は、論理ゲート64の出力信号を論理反転して出力する。論理ゲート68には信号SWENとVFYが与えられ、論理ゲート68の出力信号(信号SWENとVFYの論理積信号を論理反転した信号)はインバータ67に与えられる。インバータ67は論理ゲート68の出力信号を論理反転して出力する。論理ゲート66には論理ゲート64の出力信号と論理ゲート68の出力信号が与えられ、論理ゲート66の出力信号はインバータ65に与えられる。インバータ65は、論理ゲート66の出力信号を論理反転して出力する。   Decoder DEC1 includes inverters 63, 65 and 67 and logic gates 64, 66 and 68. As shown in FIG. 18, the inverter 63 is supplied with the voltage VD3 and the voltage VSS as power supply voltages, and the inverters 65 and 67 are supplied with the voltage VD5 and the voltage VSS as power supply voltages. Signals SWEN and PROG are applied to logic gate 64, and an output signal of logic gate 64 (a signal obtained by logically inverting the logical product signal of signals SWEN and PROG) is applied to inverter 63. The inverter 63 inverts the output signal of the logic gate 64 and outputs the result. Signals SWEN and VFY are applied to logic gate 68, and an output signal of logic gate 68 (a signal obtained by logically inverting the logical product signal of signals SWEN and VFY) is applied to inverter 67. Inverter 67 inverts the output signal of logic gate 68 and outputs the result. The logic gate 66 is supplied with the output signal of the logic gate 64 and the output signal of the logic gate 68, and the output signal of the logic gate 66 is supplied to the inverter 65. The inverter 65 inverts the output signal of the logic gate 66 and outputs it.

バッファBUF1は、インバータ69、70、71および72を含んでいる。インバータ69、70、71および72の各々には電圧VD5と電圧VSSとが電源電圧として与えられる。インバータ69および70は、デコーダDEC1の出力ノードN9をバッファリングするためのものである。図18に示すように、インバータ69は、出力ノードN9(インバータ65の出力ノード)に接続されており、インバータ69の出力ノードにはインバータ70が接続されている。そして、インバータ70の出力電圧(出力信号)は、信号PCT2として高耐圧スイッチ部HVSW1に与えられる。インバータ71および72は、デコーダDEC1の出力ノードN10をバッファリングするためのものである。図18に示すように、インバータ71は、出力ノードN10(インバータ67の出力ノード)に接続されており、インバータ71の出力ノードにはインバータ72が接続されている。そして、インバータ72の出力電圧(出力信号)は、信号PCT3として高耐圧スイッチ部HVSW1に与えられる。   The buffer BUF1 includes inverters 69, 70, 71 and 72. Each of inverters 69, 70, 71 and 72 is supplied with voltage VD5 and voltage VSS as power supply voltages. Inverters 69 and 70 are for buffering the output node N9 of the decoder DEC1. As shown in FIG. 18, the inverter 69 is connected to the output node N <b> 9 (the output node of the inverter 65), and the inverter 70 is connected to the output node of the inverter 69. The output voltage (output signal) of the inverter 70 is given to the high voltage switch part HVSW1 as the signal PCT2. Inverters 71 and 72 are for buffering the output node N10 of the decoder DEC1. As shown in FIG. 18, the inverter 71 is connected to the output node N <b> 10 (the output node of the inverter 67), and the inverter 72 is connected to the output node of the inverter 71. The output voltage (output signal) of the inverter 72 is given to the high voltage switch part HVSW1 as the signal PCT3.

高耐圧スイッチ部HVSW1は、Pチャネルトランジスタ73と、Nチャネルトランジスタ74および75と、を含んでいる。Pチャネルトランジスタ73、Nチャネルトランジスタ74および75は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。図18に示すように、Pチャネルトランジスタ73の形成されたNWellには電圧VDDHが与えられ、Nチャネルトランジスタ74および75が形成されたPWellには電圧VSS=0Vが与えられる。   High breakdown voltage switch unit HVSW1 includes a P-channel transistor 73 and N-channel transistors 74 and 75. Each of the P-channel transistor 73 and the N-channel transistors 74 and 75 is a one-side high voltage structure transistor in which only the drain LDD region is expanded. As shown in FIG. 18, the voltage VDDH is applied to the Nwell in which the P-channel transistor 73 is formed, and the voltage VSS = 0V is applied to the Pwell in which the N-channel transistors 74 and 75 are formed.

図18に示すように、Pチャネルトランジスタ73とNチャネルトランジスタ75は、電圧VDDHが与えられる電源ノードと電圧VSWLが与えられる電源ノードとの間に直列に介挿されている。Pチャネルトランジスタ73のゲートには信号PCT1が与えられ、Nチャネルトランジスタ75のゲートには信号PCT3が与えられる。Nチャネルトランジスタ74は、Pチャネルトランジスタ73のドレインおよびNチャネルトランジスタ75のドレインとの共通接続点CN1にドレインが接続されており、電圧VD3が与えられる電源ノードにソースが接続されている。Nチャネルトランジスタ74のゲートには、信号PCT2が与えられる。図18に示すように、本実施形態では、共通接続点CN1が電圧VWLを出力する出力ノードとなっている。
以上がVWL切り替え回路10の構成である。
As shown in FIG. 18, P channel transistor 73 and N channel transistor 75 are inserted in series between a power supply node to which voltage VDDH is applied and a power supply node to which voltage VSWL is applied. A signal PCT1 is applied to the gate of the P-channel transistor 73, and a signal PCT3 is applied to the gate of the N-channel transistor 75. N-channel transistor 74 has a drain connected to a common connection point CN1 between the drain of P-channel transistor 73 and the drain of N-channel transistor 75, and a source connected to a power supply node to which voltage VD3 is applied. Signal PCT2 is applied to the gate of N-channel transistor 74. As shown in FIG. 18, in this embodiment, the common connection point CN1 is an output node that outputs the voltage VWL.
The above is the configuration of the VWL switching circuit 10.

<書き込み時のVWL切り替え回路10の動作>
図19は、VWL切り替え回路10の動作電圧表を示す図である。以下、図19に示す動作電圧表を参照しつつ、VWL切り替え回路10の動作を説明する。
まず、書き込み時(Program)のときのVWL切り替え回路10の動作について説明する。前述したように、書き込み時においては、図19に示すようにVDDH=10V、VD3=3V、およびVD5=5Vの各電圧が電源回路1からVWL切り替え回路10に与えられ、BIAS1=10V−Vthp、BIAS2=5V−Vthp、BIAS3=0VおよびBIAS4=3Vの各電圧がバイアス回路2からVWL切り替え回路10に与えられる。そして、書き込み時においては、VWL切り替え回路10に与えられるイネーブル信号SWENおよび書き込み信号PROGは共にHレベルに、読み出し信号READ、検証信号VFYおよび消去信号ERSは何れもLレベルになっている。
<Operation of VWL Switching Circuit 10 at Writing>
FIG. 19 is a diagram illustrating an operation voltage table of the VWL switching circuit 10. Hereinafter, the operation of the VWL switching circuit 10 will be described with reference to the operation voltage table shown in FIG.
First, the operation of the VWL switching circuit 10 at the time of writing (Program) will be described. As described above, at the time of writing, as shown in FIG. 19, the voltages VDDH = 10V, VD3 = 3V, and VD5 = 5V are applied from the power supply circuit 1 to the VWL switching circuit 10, and BIAS1 = 10V−Vthp, Each voltage of BIAS2 = 5V−Vthp, BIAS3 = 0V and BIAS4 = 3V is applied from the bias circuit 2 to the VWL switching circuit 10. At the time of writing, both the enable signal SWEN and the write signal PROG given to the VWL switching circuit 10 are at the H level, and the read signal READ, the verification signal VFY, and the erase signal ERS are all at the L level.

デコーダDEC1の論理ゲート64の入力信号であるイネーブル信号SWENおよび書き込み信号PROGは何れもHレベル(“1”)である。このため、論理ゲート64の出力はLレベル(0V)となり、インバータ63の出力電圧(すなわち、ノードN8の電圧)はHレベル(3V)となる。一方、検証信号VFYはLレベル(“0”)であるため、論理ゲート68の出力はHレベル(3V)になる。このため、インバータ67の出力(すなわち、ノードN10の電圧)はLレベル(0V)となる。また、論理ゲート66には、論理ゲート64からLレベルの信号が与えられ、論理ゲート68からHレベルの信号が入力されるため、論理ゲート66の出力はHレベルになり、インバータ65の出力電圧(すなわち、ノードN9の電圧)はLレベル(0V)になる。   The enable signal SWEN and the write signal PROG which are input signals to the logic gate 64 of the decoder DEC1 are both at the H level (“1”). Therefore, the output of logic gate 64 is at L level (0 V), and the output voltage of inverter 63 (that is, the voltage at node N8) is at H level (3 V). On the other hand, since the verification signal VFY is at L level (“0”), the output of the logic gate 68 is at H level (3 V). Therefore, the output of inverter 67 (that is, the voltage at node N10) is at L level (0 V). The logic gate 66 is supplied with an L level signal from the logic gate 64, and an H level signal is input from the logic gate 68. Therefore, the output of the logic gate 66 becomes H level, and the output voltage of the inverter 65 (That is, the voltage at the node N9) becomes L level (0 V).

ノードN8の電圧がHレベル(3V)であるため、レベルシフタLS3のノードN5の電圧はLレベル(0V)になり、同ノードN6の電圧はHレベル(3V)となる。このとき、レベルシフタLS3の出力信号PCT1はLレベル(5V)になり、この信号PCT1がゲートに与えられるPチャネルトランジスタ73はONになる。なお、レベルシフタLS3の出力信号PCT1が5Vとなるのは、レベルシフタLS3においては、Pチャネルトランジスタ53およびPチャネルトランジスタ54はBIAS2(5V−Vthp)でクランプされているためである(詳細については、前述した第3レベルシフタLS03の動作を参照)。一方、ノードN9およびN10の電圧が共にLレベル(0V)であるため、バッファBUF1の出力信号PCT2およびPCT3も共にLレベル(0V)となる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW1のNチャネルトランジスタ74および75は共にOFFする。   Since the voltage at the node N8 is at the H level (3V), the voltage at the node N5 of the level shifter LS3 is at the L level (0V), and the voltage at the node N6 is at the H level (3V). At this time, the output signal PCT1 of the level shifter LS3 becomes L level (5V), and the P-channel transistor 73 to which this signal PCT1 is applied to the gate is turned ON. The reason why the output signal PCT1 of the level shifter LS3 is 5V is that, in the level shifter LS3, the P-channel transistor 53 and the P-channel transistor 54 are clamped by BIAS2 (5V-Vthp) (for details, refer to the above description). (See the operation of the third level shifter LS03). On the other hand, since the voltages at nodes N9 and N10 are both at L level (0V), output signals PCT2 and PCT3 of buffer BUF1 are both at L level (0V). For this reason, both the N-channel transistors 74 and 75 of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 are turned off.

このように、書き込み時においては、高耐圧スイッチ部HVSW1のPチャネルトランジスタ73はONに、Nチャネルトランジスタ74および75は共にOFFになるため、高耐圧スイッチ部HVSW1の出力電圧VWLはVDDH(10V)となる。   As described above, at the time of writing, the P-channel transistor 73 of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is turned ON and the N-channel transistors 74 and 75 are both turned OFF, so that the output voltage VWL of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is VDDH (10V). It becomes.

<検証時のVWL切り替え回路10の動作>
次に、検証時のVWL切り替え回路10の動作について説明する。検証時においては、電圧VDDH、VD3、VD5、BIAS1、BIAS2、BIAS3、およびBIAS4の各電圧値は書き込み時と同一であり、書き込み信号PROGがLレベルに、検証信号VFYがHレベルになっている点が書き込み時と異なる(図19参照)。
<Operation of VWL Switching Circuit 10 at Verification>
Next, the operation of the VWL switching circuit 10 at the time of verification will be described. At the time of verification, the voltage values of the voltages VDDH, VD3, VD5, BIAS1, BIAS2, BIAS3, and BIAS4 are the same as at the time of writing, the write signal PROG is at L level, and the verification signal VFY is at H level. The point is different from that at the time of writing (see FIG. 19).

書き込み信号PROGはLレベルであるため、論理ゲート64の出力はHレベル(3V)となり、インバータ63の出力電圧(すなわち、ノードN8の電圧)はLレベル(0V)となる。一方、論理ゲート68の入力信号である検証信号VFYおよびイネーブル信号SWENは共にHレベルであるため、論理ゲート68の出力はLレベル(3V)になる。このため、インバータ67の出力(すなわち、ノードN10の電圧)はHレベル(5V)となる。また、論理ゲート66には、論理ゲート64からHレベルの信号が与えられ、論理ゲート68からLレベルの信号が入力されるため、論理ゲート66の出力はHレベルになり、インバータ65の出力電圧(すなわち、ノードN9の電圧)はLレベル(0V)になる。   Since the write signal PROG is at the L level, the output of the logic gate 64 is at the H level (3 V), and the output voltage of the inverter 63 (that is, the voltage at the node N8) is at the L level (0 V). On the other hand, since both the verification signal VFY and the enable signal SWEN which are input signals to the logic gate 68 are at the H level, the output of the logic gate 68 is at the L level (3 V). Therefore, the output of inverter 67 (that is, the voltage at node N10) is at the H level (5V). Further, since the logic gate 66 is supplied with an H level signal from the logic gate 64 and an L level signal is input from the logic gate 68, the output of the logic gate 66 becomes H level, and the output voltage of the inverter 65 (That is, the voltage at the node N9) becomes L level (0 V).

ノードN8の電圧がLレベル(0V)であるため、レベルシフタLS3のノードN5の電圧はHレベル(3V)になり、同ノードN6の電圧はLレベル(0V)となる。このとき、レベルシフタLS3の出力信号PCT1はHレベル(10V)になり、Pチャネルトランジスタ73はOFFになる。一方、ノードN9はLレベル(0V)であるため信号PCT2はLレベル(0V)となり、ノードN10がHレベル(5V)であるため信号PCT3はHレベル(5V)となる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW1のNチャネルトランジスタ74はOFFになり、Nチャネルトランジスタ75はONになる。したがって、高耐圧スイッチ部HVSW1の出力電圧VWLはVSWLとなる。例えば、Nチャネルトランジスタ75の閾値電圧が0.2V程度であれば、電圧VSWLを1Vとしておけば、高耐圧スイッチ部HVSW1の出力電圧VWLは0.8Vとなる。したがって、電圧VSWLを1V〜3V+Vthnの範囲で変動させるようにすれば、0.8Vから3Vの電圧VWLが出力される。   Since the voltage of the node N8 is L level (0V), the voltage of the node N5 of the level shifter LS3 is H level (3V), and the voltage of the node N6 is L level (0V). At this time, the output signal PCT1 of the level shifter LS3 becomes H level (10V), and the P channel transistor 73 is turned OFF. On the other hand, since the node N9 is at L level (0V), the signal PCT2 is at L level (0V), and since the node N10 is at H level (5V), the signal PCT3 is at H level (5V). For this reason, the N channel transistor 74 of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is turned OFF and the N channel transistor 75 is turned ON. Therefore, the output voltage VWL of the high withstand voltage switch unit HVSW1 is VSWL. For example, if the threshold voltage of the N-channel transistor 75 is about 0.2V, the output voltage VWL of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is 0.8V if the voltage VSWL is set to 1V. Therefore, if the voltage VSWL is varied in the range of 1V to 3V + Vthn, a voltage VWL of 0.8V to 3V is output.

<消去時または読み出し時のVWL切り替え回路10の動作>
次に、消去時または読み出し時のVWL切り替え回路10の動作について説明する。消去時または読み出し時においては、書き込み信号PROGと検証信号VFYは共にLレベルになっている。イネーブル信号SWENがHレベルで書き込み信号PROGと検証信号VFYは共にLレベルになっている場合、またはイネーブル信号SWENがLレベルとなっている場合は、デコーダDEC1の論理ゲート64の出力信号と論理ゲート68の出力信号は共にHレベルとなる。このため、インバータ63の出力(ノードN8)とインバータ67の出力(ノードN10)は共にLレベル(0V)となる。また、論理ゲート66の出力はLレベルとなり、インバータ65の出力(ノードN9)はHレベル(5V)になる。
<Operation of the VWL switching circuit 10 at the time of erasing or reading>
Next, the operation of the VWL switching circuit 10 at the time of erasing or reading will be described. At the time of erasing or reading, both the write signal PROG and the verification signal VFY are at the L level. When the enable signal SWEN is at the H level and both the write signal PROG and the verification signal VFY are at the L level, or when the enable signal SWEN is at the L level, the output signal and the logic gate of the logic gate 64 of the decoder DEC1 The output signals 68 are both at the H level. Therefore, both the output of inverter 63 (node N8) and the output of inverter 67 (node N10) are at L level (0 V). Further, the output of logic gate 66 becomes L level, and the output of inverter 65 (node N9) becomes H level (5V).

ノードN8がLレベルとなるため、レベルシフタLS3の出力信号PCT1はHレベル(10V)になり、Pチャネルトランジスタ73がOFFする。また、ノードN9はHレベル(5V)であるため、バッファBUF1の出力信号PCT2はHレベル(5V)となり、高耐圧スイッチ部HVSW1のNチャネルトランジスタ74はONになる。ノードN10はLレベル(0V)であるため、バッファBUF1の出力信号PCT3はLレベル(0V)となり、高耐圧スイッチ部HVSW1のNチャネルトランジスタ75はOFFになる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW1の出力電圧VWLはVD3(3V)となる。   Since the node N8 becomes L level, the output signal PCT1 of the level shifter LS3 becomes H level (10V), and the P-channel transistor 73 is turned OFF. Further, since the node N9 is at the H level (5V), the output signal PCT2 of the buffer BUF1 is at the H level (5V), and the N-channel transistor 74 of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is turned on. Since the node N10 is at L level (0V), the output signal PCT3 of the buffer BUF1 is at L level (0V), and the N-channel transistor 75 of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is turned off. For this reason, the output voltage VWL of the high breakdown voltage switch unit HVSW1 is VD3 (3V).

このように、本実施形態のVWL切り替え回路10によれば、ゲート耐圧の低いMOSトランジスタを用いて、フラッシュメモリにおける行選択に必要な10V/0.8V/3Vの高電圧の切り替えを実現することが可能になる。   As described above, according to the VWL switching circuit 10 of the present embodiment, switching of a high voltage of 10V / 0.8V / 3V necessary for row selection in the flash memory is realized by using a MOS transistor having a low gate breakdown voltage. Is possible.

<VWELL切り替え回路20の構成>
図20は、VWELL切り替え回路20の構成例を示す図である。
図20では、図18と同一の構成要素には同一の符号が付されている。図20と図18を対比すれば明らかなように、VWELL切り替え回路20の構成は、デコーダDEC1に換えてデコーダDEC2を設けた点と、バッファBUF1に換えてバッファBUF2を設けた点と、高耐圧スイッチ部HVSW1に換えて高耐圧スイッチ部HVSW2を設けた点が、VWL切り替え回路10の構成と異なる。
<Configuration of VWELL switching circuit 20>
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example of the VWELL switching circuit 20.
20, the same components as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals. As apparent from the comparison between FIG. 20 and FIG. 18, the configuration of the VWELL switching circuit 20 is that a decoder DEC2 is provided instead of the decoder DEC1, a buffer BUF2 is provided instead of the buffer BUF1, and a high breakdown voltage is provided. The difference from the configuration of the VWL switching circuit 10 is that a high withstand voltage switch unit HVSW2 is provided instead of the switch unit HVSW1.

デコーダDEC2は、デコーダDEC1から論理ゲート66および68とインバータ、65および67を取り除いた構成となっている。加えて、信号RROGに換えて信号ERSが論理ゲート64に与えられる点がデコーダDEC1と異なる。バッファBUF2は、バッファBUF1からインバータ69および70を取り除いた構成となっている。加えて、レベルシフタLS3のインバータ57の出力ノードN5にインバータ71が接続されている点がバッファBUF1と異なる。図20に示すように、VWELL切り替え回路20では、レベルシフタLS3のノードN1に現れる電圧が信号WCT1として高耐圧スイッチ部HVSW2に与えられるとともに、レベルシフタLS3のノードN5に現れる電圧がバッファBUF2によるバッファリングを経て信号WCT2として高耐圧スイッチ部HVSW2に与えられる。   The decoder DEC2 is configured by removing the logic gates 66 and 68 and the inverters 65 and 67 from the decoder DEC1. In addition, the signal ERS is applied to the logic gate 64 in place of the signal RROG, which is different from the decoder DEC1. The buffer BUF2 has a configuration in which the inverters 69 and 70 are removed from the buffer BUF1. In addition, the point that the inverter 71 is connected to the output node N5 of the inverter 57 of the level shifter LS3 is different from the buffer BUF1. As shown in FIG. 20, in the VWELL switching circuit 20, the voltage appearing at the node N1 of the level shifter LS3 is applied to the high voltage switch unit HVSW2 as the signal WCT1, and the voltage appearing at the node N5 of the level shifter LS3 is buffered by the buffer BUF2. Then, the signal WCT2 is supplied to the high breakdown voltage switch unit HVSW2.

高耐圧スイッチ部HVSW2は、Pチャネルトランジスタ76とNチャネルトランジスタ77を含んでいる。Pチャネルトランジスタ76とNチャネルトランジスタ77は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。図20に示すように、Pチャネルトランジスタ76の形成されたNWellには電圧VDDHが与えられ、Nチャネルトランジスタ77の形成されたPWellには電圧VSSが与えられる。Pチャネルトランジスタ76とNチャネルトランジスタ77は、電圧VDDHが与えられる電源ノードと電圧VSSが与えられる電源ノードとの間に直列に介挿されている。Pチャネルトランジスタ76のゲートには信号WCT1が与えられ、Nチャネルトランジスタ77のゲートには信号WCT2が与えられる。図20に示すように、本実施形態では、Pチャネルトランジスタ76のドレインとNチャネルトランジスタ77のドレインの共通接続点CN2が電圧VWELLを出力する出力ノードとなっている。
以上がVWELL切り替え回路20の構成である。
The high withstand voltage switch unit HVSW2 includes a P-channel transistor 76 and an N-channel transistor 77. Each of the P-channel transistor 76 and the N-channel transistor 77 is a one-side high-breakdown-voltage transistor in which only the drain LDD region is expanded. As shown in FIG. 20, the voltage VDDH is applied to the Nwell in which the P channel transistor 76 is formed, and the voltage VSS is applied to the Pwell in which the N channel transistor 77 is formed. P-channel transistor 76 and N-channel transistor 77 are inserted in series between a power supply node to which voltage VDDH is applied and a power supply node to which voltage VSS is applied. Signal WCT1 is applied to the gate of P channel transistor 76, and signal WCT2 is applied to the gate of N channel transistor 77. As shown in FIG. 20, in this embodiment, a common connection point CN2 between the drain of the P-channel transistor 76 and the drain of the N-channel transistor 77 is an output node that outputs the voltage VWELL.
The above is the configuration of the VWELL switching circuit 20.

<消去時のVWELL切り替え回路20の動作>
図21は、VWELL切り替え回路20の動作電圧表を示す図である。以下、図21に示す動作電圧表を参照しつつVWELL切り替え回路の動作を説明する。
まず、消去時(Erase)のときのVWELL切り替え回路20の動作について説明する。前述したように、消去時においては、図21に示すようにVDDH=10VおよびVD3=3Vの各電圧が電源回路1からVWELL切り替え回路20に与えられ、BIAS1=10V−Vthp、BIAS2=5V−Vthp、BIAS3=0VおよびBIAS4=3Vの各電圧がバイアス回路2からVWELL切り替え回路20に与えられる。そして、消去時においては、VWELL切り替え回路20に与えられるイネーブル信号SWENおよび信号ERSは共にHレベル(“1”)になっている。
<Operation of VWELL switching circuit 20 during erasing>
FIG. 21 is a diagram illustrating an operating voltage table of the VWELL switching circuit 20. The operation of the VWELL switching circuit will be described below with reference to the operating voltage table shown in FIG.
First, the operation of the VWELL switching circuit 20 at the time of erasing (Erase) will be described. As described above, at the time of erasing, as shown in FIG. 21, VDDH = 10V and VD3 = 3V are supplied from the power supply circuit 1 to the VWELL switching circuit 20, and BIAS1 = 10V-Vthp, BIAS2 = 5V-Vthp , BIAS3 = 0V and BIAS4 = 3V are applied from the bias circuit 2 to the VWELL switching circuit 20. At the time of erasing, both the enable signal SWEN and the signal ERS applied to the VWELL switching circuit 20 are at the H level (“1”).

デコーダDEC2の論理ゲート64の入力信号である信号SWENおよび信号ERSが共にHレベルであるため、論理ゲート64の出力はLレベルになり、インバータ63の出力(ノードN8)はHレベル(3V)となる。ノードN8がHレベル(3V)のとき、VWELL切り替え回路20のレベルシフタLS3は、VWL切り替え回路10のレベルシフタLS3と同様の動作を行い、信号WCT1はLレベル(5V)になる。信号WCT1がLレベルであるため、高耐圧スイッチ部HVSW2のPチャネルトランジスタ76はONになる。また、ノードN8がHレベルであるため、ノードN5はLレベル(0V)となり、バッファBUF2でバッファリングされた信号WCT2はLレベル(0V)となる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW2のNチャネルトランジスタ77はOFFになる。Pチャネルトランジスタ76はON、Nチャネルトランジスタ77はOFFになるため、高耐圧スイッチ部HVSW2は電圧VWELLとして電圧VDDH(10V)を出力する。   Since both the signal SWEN and the signal ERS, which are input signals to the logic gate 64 of the decoder DEC2, are at the H level, the output of the logic gate 64 is at the L level, and the output of the inverter 63 (node N8) is at the H level (3V). Become. When the node N8 is at the H level (3V), the level shifter LS3 of the VWELL switching circuit 20 performs the same operation as the level shifter LS3 of the VWL switching circuit 10, and the signal WCT1 becomes the L level (5V). Since the signal WCT1 is at the L level, the P-channel transistor 76 of the high breakdown voltage switch unit HVSW2 is turned on. Further, since the node N8 is at the H level, the node N5 is at the L level (0V), and the signal WCT2 buffered by the buffer BUF2 is at the L level (0V). For this reason, the N-channel transistor 77 of the high breakdown voltage switch unit HVSW2 is turned off. Since the P-channel transistor 76 is turned on and the N-channel transistor 77 is turned off, the high withstand voltage switch unit HVSW2 outputs the voltage VDDH (10 V) as the voltage VWELL.

<消去時以外のVWELL切り替え回路20の動作>
次に、消去時以外(すなわち、書き込み時、検証時または読み出し時)のVWEL切り替え回路20の動作について説明する。この場合、イネーブル信号SWENはHレベル(“1”)、信号ERSはLレベルとなっている。このため、デコーダDEC2のインバータ63の出力(ノードN8)はLレベル(0V)となる。ノードN8がLレベル(0V)のとき、VWELL切り替え回路20のレベルシフタLS3は、VWL切り替え回路10のレベルシフタLS3と同様の動作を行い、信号WCT1はHレベル(10V)になる。このため、Pチャネルトランジスタ76はOFFになる。また、ノードN8がLレベルであるため、ノードN5はHレベル(3V)となり、バッファBUF2でバッファリングされた信号WCT2はHレベル(3V)となり、Nチャネルトランジスタ77はONになる。Pチャネルトランジスタ76はOFF、Nチャネルトランジスタ77はONになるため、高耐圧スイッチ部HVSW2は電圧VWELLとして電圧VSS(0V)を出力する。なお、信号SWENがLレベル(“0”)の状態においては、信号ERSがHレベルであるかLレベルであるかによらず、電圧VWELLは0Vになる。
<Operation of VWELL switching circuit 20 other than at the time of erasing>
Next, the operation of the VWEL switching circuit 20 other than at the time of erasing (that is, at the time of writing, verification or reading) will be described. In this case, the enable signal SWEN is at the H level (“1”) and the signal ERS is at the L level. Therefore, the output (node N8) of the inverter 63 of the decoder DEC2 becomes L level (0 V). When the node N8 is at L level (0V), the level shifter LS3 of the VWELL switching circuit 20 performs the same operation as the level shifter LS3 of the VWL switching circuit 10, and the signal WCT1 becomes H level (10V). For this reason, the P-channel transistor 76 is turned off. Further, since the node N8 is at the L level, the node N5 is at the H level (3V), the signal WCT2 buffered by the buffer BUF2 is at the H level (3V), and the N-channel transistor 77 is turned on. Since the P-channel transistor 76 is turned OFF and the N-channel transistor 77 is turned ON, the high breakdown voltage switch unit HVSW2 outputs the voltage VSS (0 V) as the voltage VWELL. Note that when the signal SWEN is at the L level (“0”), the voltage VWELL is 0 V regardless of whether the signal ERS is at the H level or the L level.

このように、本実施形態のVWELL切り替え回路20によれば、ゲート耐圧の低いMOSトランジスタを用いて、フラッシュメモリにおけるソース線に与える電圧(Pwellに与える電圧)についての0V/10Vの切り替えを実現することが可能になる。   As described above, according to the VWELL switching circuit 20 of the present embodiment, switching of 0V / 10V with respect to the voltage applied to the source line (voltage applied to Pwell) in the flash memory is realized using the MOS transistor having a low gate breakdown voltage. It becomes possible.

<VCOL切り替え回路30の構成>
図22は、VCOL切り替え回路30の構成例を示す図である。
図22では、図18と同一の構成要素には同一の符号が付されている。図22と図18を対比すれば明らかなように、VCOL切り替え回路30の構成は、デコーダDEC1に換えてデコーダDEC3を設けた点と、バッファBUF1に換えてバッファBUF3を設けた点と、高耐圧スイッチ部HVSW1に換えて高耐圧スイッチ部HVSW3を設けた点が、VWL切り替え回路10の構成と異なる。なお、デコーダDEC3の構成はデコーダDEC1の構成と同一であるが、書き込み信号PROGに換えて消去信号ERSが論理ゲート64に与えられる点と、検証信号VFYに換えて書き込み信号PROGが論理ゲート68に与えられる点が、VWL切り替え回路10のデコーダDEC1と異なる。
<Configuration of VCOL switching circuit 30>
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of the VCOL switching circuit 30.
In FIG. 22, the same components as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals. As apparent from comparison between FIG. 22 and FIG. 18, the configuration of the VCOL switching circuit 30 is that a decoder DEC3 is provided instead of the decoder DEC1, a buffer BUF3 is provided instead of the buffer BUF1, and a high breakdown voltage. The difference from the configuration of the VWL switching circuit 10 is that a high withstand voltage switch unit HVSW3 is provided instead of the switch unit HVSW1. The configuration of the decoder DEC3 is the same as that of the decoder DEC1, but the erase signal ERS is applied to the logic gate 64 in place of the write signal PROG, and the write signal PROG in place of the verification signal VFY is supplied to the logic gate 68. This is different from the decoder DEC1 of the VWL switching circuit 10.

バッファBUF3は、バッファBUF1からインバータ72を削除した構成となっている。図22に示すように本実施形態では、デコードDEC3のノードN9に現れる電圧がインバータ69および70によるバッファリングを経て信号CCT2として高耐圧スイッチ部HVSW3に与えられ、デコードDEC3のノードN10に現れる電圧がインバータ71によるバッファリングを経て信号CCT3として高耐圧スイッチ部HVSW3に与えられる。また、VCOL切り替え回路30では、レベルシフタLS3のノードN1に現れる電圧が信号CCT1として高耐圧スイッチ部HVSW3に与えられる。   The buffer BUF3 has a configuration in which the inverter 72 is deleted from the buffer BUF1. As shown in FIG. 22, in this embodiment, the voltage appearing at the node N9 of the decode DEC3 is applied to the high voltage switch unit HVSW3 as the signal CCT2 through the buffering by the inverters 69 and 70, and the voltage appearing at the node N10 of the decode DEC3 is After being buffered by the inverter 71, the signal CCT3 is supplied to the high breakdown voltage switch unit HVSW3. Further, in the VCOL switching circuit 30, the voltage appearing at the node N1 of the level shifter LS3 is given as the signal CCT1 to the high withstand voltage switch unit HVSW3.

高耐圧スイッチ部HVSW3は、Pチャネルトランジスタ79,81および82と、Nチャネルトランジスタ80を含んでいる。Pチャネルトランジスタ79,81および82とNチャネルトランジスタ80は、いずれもドレインのLDD領域のみが広がった片側高耐圧構造のトランジスタである。図22に示すように、Pチャネルトランジスタ79の形成されたNWellには電圧VDDHが、Pチャネルトランジスタ81の形成されたNWELLには電圧VD5が与えられる。また、Pチャネルトランジスタ82の形成されたNWELLは同Pチャネルトランジスタ82のソースに接続されている。一方、Nチャネルトランジスタ80の形成されたPWellには電圧VSSが与えられる。   High breakdown voltage switch unit HVSW3 includes P-channel transistors 79, 81 and 82 and N-channel transistor 80. P-channel transistors 79, 81 and 82 and N-channel transistor 80 are all transistors having a single-side high breakdown voltage structure in which only the drain LDD region is expanded. As shown in FIG. 22, a voltage VDDH is applied to the Nwell in which the P channel transistor 79 is formed, and a voltage VD5 is applied to the NWELL in which the P channel transistor 81 is formed. The NWELL on which the P-channel transistor 82 is formed is connected to the source of the P-channel transistor 82. On the other hand, the voltage VSS is applied to the Pwell in which the N-channel transistor 80 is formed.

Pチャネルトランジスタ79とNチャネルトランジスタ80は、電圧VDDHが与えられる電源ノードと電圧VD3が与えられる電源ノードとの間に直列に介挿されている。Pチャネルトランジスタ79のゲートには信号CCT1が与えられ、Nチャネルトランジスタ80のゲートには信号CCT2が与えられる。Pチャネルトランジスタ81とPチャネルトランジスタ82は、電圧VD5が与えられる電源ノードとPチャネルトランジスタ79のドレインとNチャネルトランジスタ80のドレインの共通接続点CN3との間に直列に介挿されている。Pチャネルトランジスタ81のゲートには信号CCT3が与えられ、Pチャネルトランジスタ82のゲートは、レベルシフタLS1のノードN4に接続されている。図22に示すように、本実施形態では、共通接続点CN3が電圧VCOLを出力する出力ノードとなっている。
以上がVCOL切り替え回路30の構成である。
P channel transistor 79 and N channel transistor 80 are inserted in series between a power supply node to which voltage VDDH is applied and a power supply node to which voltage VD3 is applied. Signal CCT1 is applied to the gate of P-channel transistor 79, and signal CCT2 is applied to the gate of N-channel transistor 80. P-channel transistor 81 and P-channel transistor 82 are inserted in series between a power supply node to which voltage VD5 is applied and a common connection point CN3 of the drain of P-channel transistor 79 and the drain of N-channel transistor 80. Signal CCT3 is applied to the gate of P channel transistor 81, and the gate of P channel transistor 82 is connected to node N4 of level shifter LS1. As shown in FIG. 22, in the present embodiment, the common connection point CN3 is an output node that outputs the voltage VCOL.
The above is the configuration of the VCOL switching circuit 30.

<消去時のVCOL切り替え回路30の動作>
図23は、VCOL切り替え回路30の動作電圧表を示す図である。以下、図23に示す動作電圧表を参照しつつVCOL切り替え回路30の動作を説明する。
まず、消去時のVCOL切り替え回路30の動作について説明する。前述したように、消去時においては、図23に示すようにVDDH=10V、VD5=5VおよびVD3=3Vの各電圧が電源回路1からVCOL切り替え回路30に与えられ、BIAS1=10V−Vthp、BIAS2=5V−Vthp、BIAS3=0VおよびBIAS4=3Vの各電圧がバイアス回路2からVCOL切り替え回路30に与えられる。そして、消去時においては、VCOL切り替え回路30に与えられるイネーブル信号SWENおよび消去信号ERSは共にHレベル(“1”)になっており、書き込み信号PROGはLレベル(“0”)になっている。
<Operation of VCOL switching circuit 30 during erasing>
FIG. 23 is a diagram illustrating an operating voltage table of the VCOL switching circuit 30. The operation of the VCOL switching circuit 30 will be described below with reference to the operating voltage table shown in FIG.
First, the operation of the VCOL switching circuit 30 at the time of erasing will be described. As described above, at the time of erasing, as shown in FIG. 23, VDDH = 10V, VD5 = 5V and VD3 = 3V are supplied from the power supply circuit 1 to the VCOL switching circuit 30, and BIAS1 = 10V−Vthp, BIAS2 = 5V-Vthp, BIAS3 = 0V, and BIAS4 = 3V are applied from the bias circuit 2 to the VCOL switching circuit 30. At the time of erasing, both the enable signal SWEN and the erasing signal ERS applied to the VCOL switching circuit 30 are at the H level (“1”), and the write signal PROG is at the L level (“0”). .

イネーブル信号SWENがHレベル、消去信号ERSもHレベルであるため、デコーダDEC3の論理ゲート64の出力はLレベルとなり、インバータ63の出力(ノードN8)はHレベル(3V)となる。また、イネーブル信号SWENがHレベル、書き込み信号PROGがLレベルであるため、デコーダDEC3の論理ゲート68の出力はHレベルとなり、インバータ67の出力(ノードN10)はLレベル(0V)となる。このとき、デコーダDEC3の論理ゲート66の出力はHレベルとなり、インバータ65の出力(ノードN9)はLレベル(0V)となる。   Since the enable signal SWEN is at the H level and the erase signal ERS is also at the H level, the output of the logic gate 64 of the decoder DEC3 is at the L level, and the output of the inverter 63 (node N8) is at the H level (3V). Since the enable signal SWEN is at the H level and the write signal PROG is at the L level, the output of the logic gate 68 of the decoder DEC3 is at the H level, and the output of the inverter 67 (node N10) is at the L level (0 V). At this time, the output of the logic gate 66 of the decoder DEC3 becomes H level, and the output of the inverter 65 (node N9) becomes L level (0V).

ノードN8がHレベルであるため、レベルシフタLS3のノードN5はLレベル(0V)に、同ノードN6はHレベル(3V)となり、レベルシフタLS3の出力信号CCT1はLレベル(5V)になる。前述したように、レベルシフタLS3においてはPチャネルトランジスタ53および54がBIAS2(5V−Vthp)でクランプされているためである。レベルシフタLS3の出力信号CCT1がLレベル(5V)となるため、高耐圧スイッチ部HVSW3のPチャネルトランジスタ79はONになる。また、レベルシフタLS3のノードN4はHレベル(10V)となり、高耐圧スイッチ部HVSW3のPチャネルトランジスタ82はOFFになる。   Since the node N8 is at the H level, the node N5 of the level shifter LS3 is at the L level (0V), the node N6 is at the H level (3V), and the output signal CCT1 of the level shifter LS3 is at the L level (5V). This is because, as described above, in the level shifter LS3, the P-channel transistors 53 and 54 are clamped by BIAS2 (5V-Vthp). Since the output signal CCT1 of the level shifter LS3 becomes L level (5V), the P-channel transistor 79 of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is turned on. Further, the node N4 of the level shifter LS3 becomes H level (10V), and the P-channel transistor 82 of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is turned OFF.

ノードN9およびノードN10は共にLレベル(0V)であるため、バッファBUF3の出力信号CCT2はLレベル(0V)に、同出力信号CCT3はHレベル(5V)となる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW3のNチャネルトランジスタ80およびPチャネルトランジスタ81は共にOFFとなり、高耐圧スイッチ部HVSW3の出力電圧VCOLは、VDDH(10V)となる。高耐圧スイッチ部HVSW3のバックゲート電位はVCOL側に接続されているが、この接続により、Pチャネルトランジスタ82がOFFするときのリーク電流を抑えることが可能である。   Since both the node N9 and the node N10 are at the L level (0V), the output signal CCT2 of the buffer BUF3 is at the L level (0V), and the output signal CCT3 is at the H level (5V). For this reason, both the N-channel transistor 80 and the P-channel transistor 81 of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 are turned OFF, and the output voltage VCOL of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is VDDH (10V). The back gate potential of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is connected to the VCOL side. By this connection, it is possible to suppress a leakage current when the P-channel transistor 82 is turned off.

<書き込み時のVCOL切り替え回路30の動作>
次に、書き込み時のVCOL切り替え回路30の動作について説明する。図23に示すように、書き込み時においては、イネーブル信号SWENはHレベル(“1”)に、書き込み信号PROGもHレベル(“1”)に、消去信号ERSはLレベル(“0”)になっている。このとき、ノードN8はLレベル(0V)、ノードN9もLレベル(0V)、ノードN10はHレベル(5V)となる。
<Operation of VCOL switching circuit 30 at the time of writing>
Next, the operation of the VCOL switching circuit 30 at the time of writing will be described. As shown in FIG. 23, at the time of writing, the enable signal SWEN is at the H level (“1”), the write signal PROG is also at the H level (“1”), and the erase signal ERS is at the L level (“0”). It has become. At this time, the node N8 is at L level (0V), the node N9 is also at L level (0V), and the node N10 is at H level (5V).

ノードN8がLレベルであるため、ノードN5はHレベル(3V)に、ノードN6はLレベル(0V)に、レベルシフタLS3の出力信号CCT1はHレベル(10V)に、ノードN4はLレベル(5V)になる。したがって、Pチャネルトランジスタ79はOFFになり、Pチャネルトランジスタ82はONになる。一方、ノードN9がLレベルであるため、バッファBUF3の出力信号CCT2はLレベル(0V)になる。また、ノードN10がHレベルであるため、バッファBUF3の出力信号CCT3はLレベル(0V)になる。したがって、高耐圧スイッチ部HVSW3のNチャネルトランジスタ80はOFFになり、Pチャネルトランジスタ81はONになる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW3の出力電圧VCOLはVD5(5V)となる。   Since the node N8 is at L level, the node N5 is at H level (3V), the node N6 is at L level (0V), the output signal CCT1 of the level shifter LS3 is at H level (10V), and the node N4 is at L level (5V) )become. Therefore, the P-channel transistor 79 is turned off and the P-channel transistor 82 is turned on. On the other hand, since the node N9 is at the L level, the output signal CCT2 of the buffer BUF3 is at the L level (0 V). Further, since the node N10 is at the H level, the output signal CCT3 of the buffer BUF3 becomes the L level (0 V). Therefore, the N-channel transistor 80 of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is turned off and the P-channel transistor 81 is turned on. For this reason, the output voltage VCOL of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is VD5 (5V).

<検証時または読み出し時のVCOL切り替え回路30の動作>
次に、検証時または読み出し時のVCOL切り替え回路30の動作について説明する。検証時または読み出し時においては、書き込み信号PROGと消去信号ERSは共にLレベルとなっている。図22に示すように、イネーブル信号SWENがHレベルで書き込み信号PROGと消去信号ERSが共にLレベルの場合、またはイネーブル信号SWENがLレベルの場合、ノードN8はLレベル(0V)、ノードN9はHレベル(5V)、ノードN10はLレベル(0V)となる。前述したように、ノードN8がLレベルのときは、レベルシフタLS3の出力信号CCT1はHレベル(10V)、ノードN4はLレベル(5V)となり、Pチャネルトランジスタ79はOFFになり、Pチャネルトランジスタ82はONになる。また、ノードN9がHレベルであるため、バッファBUF3の出力信号CCT2はHレベル(5V)になり、ノードN10がLレベル(0V)であるため、バッファBUF3の出力信号CCT3はHレベル(5V)になる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW3のNチャネルトランジスタ80はONになり、Pチャネルトランジスタ81はOFFになる。したがって、高耐圧スイッチ部HVSW3の出力電圧VCOLは、VD3(3V)となる。
<Operation of VCOL Switching Circuit 30 at Verification or Reading>
Next, the operation of the VCOL switching circuit 30 at the time of verification or reading will be described. At the time of verification or reading, both the write signal PROG and the erase signal ERS are at the L level. As shown in FIG. 22, when the enable signal SWEN is at H level and both the write signal PROG and the erase signal ERS are at L level, or when the enable signal SWEN is at L level, the node N8 is at L level (0V), and the node N9 is at The H level (5V) and the node N10 are at the L level (0V). As described above, when the node N8 is at L level, the output signal CCT1 of the level shifter LS3 is at H level (10V), the node N4 is at L level (5V), the P channel transistor 79 is turned off, and the P channel transistor 82 is turned off. Becomes ON. Further, since the node N9 is at the H level, the output signal CCT2 of the buffer BUF3 is at the H level (5V), and since the node N10 is at the L level (0V), the output signal CCT3 of the buffer BUF3 is at the H level (5V). become. For this reason, the N-channel transistor 80 of the high breakdown voltage switch unit HVSW3 is turned on, and the P-channel transistor 81 is turned off. Therefore, the output voltage VCOL of the high withstand voltage switch unit HVSW3 is VD3 (3V).

このように、本実施形態のVCOL切り替え回路30によれば、ゲート耐圧の低いMOSトランジスタを用いて、フラッシュメモリにおける列選択回路に与える電圧VCOLについて3V/10V/5Vの切り替えを実現できる。   Thus, according to the VCOL switching circuit 30 of the present embodiment, switching of 3V / 10V / 5V can be realized with respect to the voltage VCOL applied to the column selection circuit in the flash memory, using a MOS transistor having a low gate breakdown voltage.

<VBBM切り替え回路40の構成>
図24は、VBBM切り替え回路40の構成例を示す図である。
図24に示すように、VBBM切り替え回路40は、論理ゲート38と、レベルシフタLS2と、バッファBUF4と、高耐圧スイッチ部HVSW4と、スイッチ部SW1とを有している。
<Configuration of VBBM switching circuit 40>
FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration example of the VBBM switching circuit 40.
As shown in FIG. 24, the VBBM switching circuit 40 includes a logic gate 38, a level shifter LS2, a buffer BUF4, a high breakdown voltage switch unit HVSW4, and a switch unit SW1.

スイッチSW1は、論理ゲート39と、インバータ40および41と、Pチャネルトランジスタ42および44と、Nチャネルトランジスタ43および45と、を含んでいる。図24に示すように、Pチャネルトランジスタ42および44が形成されたNWELLには電圧VD3が与えられ、Nチャネルトランジスタ43および45が形成されたPWELLには電圧VSSが与えられる。また、論理ゲート39とインバータ40および41には、電圧VD3と電圧VSSとが電源電圧として与えられる。   Switch SW1 includes a logic gate 39, inverters 40 and 41, P-channel transistors 42 and 44, and N-channel transistors 43 and 45. As shown in FIG. 24, the voltage VD3 is applied to the NWELL in which the P-channel transistors 42 and 44 are formed, and the voltage VSS is applied to the PWELL in which the N-channel transistors 43 and 45 are formed. The logic gate 39 and the inverters 40 and 41 are supplied with the voltage VD3 and the voltage VSS as power supply voltages.

論理ゲート39には信号SWENと信号ERSとが与えられる。論理ゲート39の出力ノードN13はインバータ40に接続されており、インバータ40の出力ノードN14はインバータ41に接続されている。また、インバータ40の出力ノードN14は、Pチャネルトランジスタ42のゲートとNチャネルトランジスタ45のゲートにも接続されている。Pチャネルトランジスタ42とNチャネルトランジスタ45は、電圧VD3が与えられる電源ノードと電圧VSSが与えられる電源ノードとの間に直列に介挿されている。Nチャネルトランジスタ43はPチャネルトランジスタ42に並列に接続されており、Pチャネルトランジスタ44はNチャネルトランジスタ45に並列に接続されている。Nチャネルトランジスタ43のゲートとPチャネルトランジスタ44のゲートはインバータ41の出力ノードに接続されている。図24に示すように、本実施形態では、Pチャネルトランジスタ42のドレインとNチャネルトランジスタ45のドレインの共通接続点に現れる電圧が電圧VDNとしてバッファBUF4に与えられる。   The logic gate 39 is supplied with a signal SWEN and a signal ERS. The output node N13 of the logic gate 39 is connected to the inverter 40, and the output node N14 of the inverter 40 is connected to the inverter 41. The output node N14 of the inverter 40 is also connected to the gate of the P-channel transistor 42 and the gate of the N-channel transistor 45. P-channel transistor 42 and N-channel transistor 45 are inserted in series between a power supply node to which voltage VD3 is applied and a power supply node to which voltage VSS is applied. N channel transistor 43 is connected in parallel to P channel transistor 42, and P channel transistor 44 is connected in parallel to N channel transistor 45. The gate of the N channel transistor 43 and the gate of the P channel transistor 44 are connected to the output node of the inverter 41. As shown in FIG. 24, in this embodiment, a voltage appearing at a common connection point between the drain of the P-channel transistor 42 and the drain of the N-channel transistor 45 is applied to the buffer BUF4 as the voltage VDN.

論理ゲート38の出力ノードはレベルシフタLS2の入力ノードN11(より正確には、レベルシフタLS2内のインバータ37の入力ノードN11)に接続されている。論理ゲート38には、電圧VD3と電圧VSSとが電源電圧として与えられる。論理ゲート38は信号SWENと信号ERSとを受け取り、両者の論理積に論理反転を施して得られる信号を出力する。   The output node of the logic gate 38 is connected to the input node N11 of the level shifter LS2 (more precisely, the input node N11 of the inverter 37 in the level shifter LS2). The logic gate 38 is supplied with the voltage VD3 and the voltage VSS as power supply voltages. The logic gate 38 receives the signal SWEN and the signal ERS and outputs a signal obtained by logically inverting the logical product of the signals SWEN and ERS.

レベルシフタLS2は、前述したインバータ37の他に、Pチャネルトランジスタ35および36と、Nチャネルトランジスタ31、32、33、および34とを含んでいる。レベルシフタLS2において、インバータ37の入力ノードN11と電圧VBBが与えられる電源ノードとの間には、Pチャネルトランジスタ35、Nチャネルトランジスタ33およびNチャネルトランジスタ31が直列に介挿されている。また、インバータ37の出力ノードN12と電圧VBBが与えられる電源ノードとの間には、Pチャネルトランジスタ36、Nチャネルトランジスタ34およびNチャネルトランジスタ32が直列に介挿されている。Pチャネルトランジスタ35および36の各々のゲートには、バイアス電圧として0Vが常に与えられ、Nチャネルトランジスタ33および34の各々のゲートには電圧BIAS5(=VDN+Vthn)が与えられる。   Level shifter LS2 includes P-channel transistors 35 and 36 and N-channel transistors 31, 32, 33, and 34 in addition to inverter 37 described above. In level shifter LS2, P channel transistor 35, N channel transistor 33 and N channel transistor 31 are inserted in series between input node N11 of inverter 37 and the power supply node to which voltage VBB is applied. A P-channel transistor 36, an N-channel transistor 34, and an N-channel transistor 32 are inserted in series between the output node N12 of the inverter 37 and the power supply node to which the voltage VBB is applied. Each gate of P channel transistors 35 and 36 is always supplied with 0 V as a bias voltage, and each gate of N channel transistors 33 and 34 is supplied with voltage BIAS5 (= VDN + Vthn).

Nチャネルトランジスタ33のソースは、Nチャネルトランジスタ31のドレインとNチャネルトランジスタ32のゲートの共通接続ノードN7に接続されており、Nチャネルトランジスタ34のソースは、Nチャネルトランジスタ32のドレインとNチャネルトランジスタ31のゲートの共通接続ノードN8に接続されている。図24に示すように、この共通接続ノードN8は、レベルシフタLS2の出力ノードとなっている。   The source of the N channel transistor 33 is connected to the common connection node N7 of the drain of the N channel transistor 31 and the gate of the N channel transistor 32, and the source of the N channel transistor 34 is connected to the drain of the N channel transistor 32 and the N channel transistor. The gate 31 is connected to a common connection node N8. As shown in FIG. 24, the common connection node N8 is an output node of the level shifter LS2.

図24に示すレベルシフタLS2は、論理ゲート38の出力信号をレベルシフトし、電圧VBB(−5V)をLレベル、電圧VDNをHレベルとする論理信号に変換してバッファBUF4に供給する役割を果たす。バイアス電圧BIAS5は、Nチャネルトランジスタ33および34の閾値電圧Vthnだけ電圧VDNから高い電圧に設定される。このため、Nチャネルトランジスタ33は、ソースの接続されたノードN7の電圧が電圧VDNよりも高くなろうとすると、ゲート−ソース間電圧が閾値電圧Vthnよりも小さくなってOFFとなる。また、Nチャネルトランジスタ34は、ノードN8の電圧がVDNよりも高くなろうとすると、ゲート−ソース間電圧が閾値電圧Vthnよりも小さくなってOFFとなる。つまり、データの書き込み或いは消去を行う場合、Nチャネルトランジスタ33および34は、ノードN7およびN8の電圧がVDNを超えないように、これらノードを高電位側から分離する分離手段の役割を果たすのである。   The level shifter LS2 shown in FIG. 24 shifts the output signal of the logic gate 38, converts the voltage VBB (−5V) to a logic signal having the L level and the voltage VDN to the H level, and supplies the logic signal to the buffer BUF4. . Bias voltage BIAS5 is set to a voltage higher than voltage VDN by threshold voltage Vthn of N-channel transistors 33 and 34. For this reason, when the voltage of the node N7 to which the source is connected becomes higher than the voltage VDN, the N-channel transistor 33 becomes OFF because the gate-source voltage becomes lower than the threshold voltage Vthn. Further, when the voltage at the node N8 is to be higher than VDN, the N-channel transistor 34 is turned OFF because the gate-source voltage is lower than the threshold voltage Vthn. That is, when data is written or erased, the N-channel transistors 33 and 34 serve as separation means for separating the nodes from the high potential side so that the voltages at the nodes N7 and N8 do not exceed VDN. .

バッファBUF4は、インバータ17とインバータ18を含んでいる。図24に示すように、インバータ17とインバータ18には、電圧VDNと電圧VBBとが電源電圧として与えられる。インバータ17はレベルシフタLS2の出力ノードN8に接続されており、インバータ17の出力ノードNCT1はインバータ18に接続されている。この出力ノードNCT1には、高耐圧スイッチ部HVSW4に含まれるNチャネルトランジスタ47のゲートが接続され、インバータ18の出力ノードNCT2には、高耐圧スイッチ部HVSW4に含まれるPチャネルトランジスタ46のゲートとNチャネルトランジスタ48のゲートが接続される。   The buffer BUF 4 includes an inverter 17 and an inverter 18. As shown in FIG. 24, the voltage VDN and the voltage VBB are supplied to the inverter 17 and the inverter 18 as power supply voltages. The inverter 17 is connected to the output node N8 of the level shifter LS2, and the output node NCT1 of the inverter 17 is connected to the inverter 18. The output node NCT1 is connected to the gate of the N channel transistor 47 included in the high breakdown voltage switch unit HVSW4. The output node NCT2 of the inverter 18 is connected to the gate of the P channel transistor 46 included in the high breakdown voltage switch unit HVSW4 and N The gate of the channel transistor 48 is connected.

高耐圧スイッチ部HVSW4は、Pチャネルトランジスタ46とNチャネルトランジスタ48とを、電圧VSSが与えられる電源ノードと電圧VBBが与えられる電源ノードとの間に直列に介挿し、さらにNチャネルトランジスタ47をPチャネルトランジスタ46に並列に接続して構成されている。図24に示すように、Pチャネルトランジスタ46の形成されたNWELLには電圧VDNが与えられ、Nチャネルトランジスタ47および48の形成されたPWELLには電圧VBBが与えられる。この高耐圧スイッチ部HVSW4においては、Pチャネルトランジスタ46のドレインとNチャネルトランジスタ48のドレインの共通接続点CN4が出力ノードとなっており、当該共通接続点CN4に現れる電圧が電圧VBBMとして出力される。
以上がVBBM切り替え回路40の構成である。
The high breakdown voltage switch unit HVSW4 includes a P-channel transistor 46 and an N-channel transistor 48 inserted in series between a power supply node to which the voltage VSS is applied and a power supply node to which the voltage VBB is applied. The channel transistor 46 is connected in parallel. As shown in FIG. 24, the voltage VDN is applied to the NWELL in which the P channel transistor 46 is formed, and the voltage VBB is applied to the PWELL in which the N channel transistors 47 and 48 are formed. In the high breakdown voltage switch unit HVSW4, a common connection point CN4 of the drain of the P-channel transistor 46 and the drain of the N-channel transistor 48 serves as an output node, and a voltage appearing at the common connection point CN4 is output as the voltage VBBM. .
The above is the configuration of the VBBM switching circuit 40.

<消去時のVBBM切り替え回路40の動作>
図25は、VBBM切り替え回路40の動作電圧表を示す図である。以下では、まず、VBB=−5V場合を例にとって、消去時のVBBM切り替え回路40の動作について説明する。消去時においては、図25に示すように、VD3=3VおよびVBB=−5Vの各電圧が電源回路1からVBBM切り替え回路40に与えられ、BIAS5=Vthnがバイアス回路2からVBBM切り替え回路40に与えられる。そして、消去時においては、VBBM切り替え回路40に与えられるイネーブル信号SWENおよび消去信号ERSは共にHレベル(“1”)になっている。
<Operation of VBBM switching circuit 40 at the time of erasing>
FIG. 25 is a diagram showing an operating voltage table of the VBBM switching circuit 40. In the following, the operation of the VBBM switching circuit 40 at the time of erasing will be described first by taking the case of VBB = −5V as an example. At the time of erasing, as shown in FIG. 25, the voltages VD3 = 3V and VBB = −5V are applied from the power supply circuit 1 to the VBBM switching circuit 40, and BIAS5 = Vthn is applied from the bias circuit 2 to the VBBM switching circuit 40. It is done. At the time of erasing, both the enable signal SWEN and the erasing signal ERS applied to the VBBM switching circuit 40 are at the H level (“1”).

イネーブル信号SWENと消去信号ERSがともにHレベルであるため、スイッチ部SW1の論理ゲート39の出力(ノードN13)はLレベル(0V)となり、インバータ40の出力(ノードN14)はHレベル(3V)に、インバータ41の出力(ノードN15)はLレベル(0V)になる。このため、スイッチ部SW1のPチャネルトランジスタ42およびNチャネルトランジスタ43はOFFになり、Pチャネルトランジスタ44およびNチャネルトランジスタ45はONになる。したがって、スイッチ部SW1の出力電圧VDNはVSS(0V)となる。   Since both the enable signal SWEN and the erase signal ERS are at the H level, the output (node N13) of the logic gate 39 of the switch unit SW1 is at the L level (0V), and the output of the inverter 40 (node N14) is at the H level (3V). In addition, the output of the inverter 41 (node N15) becomes L level (0 V). For this reason, the P-channel transistor 42 and the N-channel transistor 43 of the switch unit SW1 are turned off, and the P-channel transistor 44 and the N-channel transistor 45 are turned on. Therefore, the output voltage VDN of the switch unit SW1 is VSS (0V).

イネーブル信号SWENと消去信号ERSがともにHレベルである場合、論理ゲート38の出力(ノードN11)もLレベル(0V)になり、インバータ37の出力(ノードN12)はHレベル(3V)になる。このとき、レベルシフタLS2のノードN8はHレベル(0V)となり、レベルシフタLS2のノードN7はLレベル(−5V)となる。ノードN8がHレベル(0V)となるのは、レベルシフタLS2ではNチャネルトランジスタ34がVthnの電圧でクランプされているためである(詳細については、前述した第1レベルシフタLS01の動作を参照)。電圧VDN=0V、電圧VBB=−5Vであるので、バッファBUF4のインバータ17の出力信号NCT1はLレベル(−5V)、インバータ18の出力信号NCT2はHレベル(0V)となる。   When enable signal SWEN and erase signal ERS are both at the H level, the output of logic gate 38 (node N11) is also at the L level (0 V), and the output of inverter 37 (node N12) is at the H level (3 V). At this time, the node N8 of the level shifter LS2 becomes H level (0V), and the node N7 of the level shifter LS2 becomes L level (−5V). The reason why the node N8 is at the H level (0 V) is that the N channel transistor 34 is clamped at the voltage Vthn in the level shifter LS2 (for details, see the operation of the first level shifter LS01 described above). Since the voltage VDN = 0V and the voltage VBB = −5V, the output signal NCT1 of the inverter 17 of the buffer BUF4 is L level (−5V), and the output signal NCT2 of the inverter 18 is H level (0V).

信号NCT2がHレベルであるため、高耐圧スイッチ部HVSW4のPチャネルトランジスタ46はOFFになり、同Nチャネルトランジスタ48はONになる。また、信号NCT1がLレベルであるため、高耐圧スイッチ部HVSW4のNチャネルトランジスタ47はOFFになる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW4の出力電圧VBBMはVBB(−5V)となる。VBBが−2Vのときも同様に動作して、VBBMの出力電圧はVBB(−2V)となる。   Since the signal NCT2 is at the H level, the P-channel transistor 46 of the high breakdown voltage switch unit HVSW4 is turned off and the N-channel transistor 48 is turned on. Further, since the signal NCT1 is at the L level, the N-channel transistor 47 of the high breakdown voltage switch unit HVSW4 is turned off. For this reason, the output voltage VBBM of the high withstand voltage switch unit HVSW4 is VBB (−5V). The same operation is performed when VBB is -2V, and the output voltage of VBBM is VBB (-2V).

<消去時以外のVBBM切り替え回路40の動作>
次に、消去時以外のVBBM切り替え回路40の動作について説明する。図25に示すように、消去時以外(すなわち、書き込み時、検証時、または読み出し時)の場合、図25に示すように、VD3=3VおよびVBB=0Vの各電圧が電源回路1からVBBM切り替え回路40に与えられ、BIAS5=3V+Vthnがバイアス回路2からVBBM切り替え回路40に与えられる。また、書き込み時または検証時にはイネーブル信号SWEN=Hレベルかつ消去信号ERS=Lレベルとなっており、読み出し時にはイネーブル信号SWEN=Lレベルとなっている。
<Operation of VBBM Switching Circuit 40 Other than During Erasure>
Next, the operation of the VBBM switching circuit 40 other than at the time of erasing will be described. As shown in FIG. 25, when not erasing (that is, at the time of writing, verifying, or reading), as shown in FIG. 25, the voltages VD3 = 3V and VBB = 0V are switched from the power supply circuit 1 to the VBBM. BIAS5 = 3V + Vthn is supplied from the bias circuit 2 to the VBBM switching circuit 40. Further, the enable signal SWEN = H level and the erase signal ERS = L level during writing or verification, and the enable signal SWEN = L level during reading.

イネーブル信号SWEN=Hレベルかつ消去信号ERS=Lレベルの場合、またはイネーブル信号SWEN=Lレベルの場合、スイッチ部SW1の論理ゲート39の出力(ノードN13)はHレベル(3V)に、インバータ40の出力(ノードN14)はLレベル(0V)に、インバータ41の出力(ノードN15)はHレベル(3V)になる。このため、スイッチ部SW1のPチャネルトランジスタ42およびNチャネルトランジスタ43はONになり、Pチャネルトランジスタ44およびNチャネルトランジスタ45はOFF状態になる。したがって、スイッチ部SW1の出力電圧VDNはVD3(3V)となる。   When the enable signal SWEN = H level and the erase signal ERS = L level, or when the enable signal SWEN = L level, the output (node N13) of the logic gate 39 of the switch unit SW1 is set to H level (3V), and the inverter 40 The output (node N14) becomes L level (0V), and the output (node N15) of the inverter 41 becomes H level (3V). Therefore, the P-channel transistor 42 and the N-channel transistor 43 of the switch unit SW1 are turned on, and the P-channel transistor 44 and the N-channel transistor 45 are turned off. Therefore, the output voltage VDN of the switch unit SW1 is VD3 (3V).

イネーブル信号SWEN=Hレベルかつ消去信号ERS=Lレベルの場合、またはイネーブル信号SWEN=Lレベルの場合、論理ゲート38の出力(ノードN11)もHレベル(3V)となり、インバータ37の出力(ノードN12)はLレベル(0V)となる。レベルシフタLS2のNチャネルトランジスタ33および34のゲートがBIAS5(3V+Vthn)でクランプされているので、ノードN7はHレベル(3V)となり、ノードN8はLレベル(0V)となる。このとき、電圧VDN=電圧VD3(3V)、電圧VBB=0Vであるので、バッファBUF4のインバータ17の出力信号NCT1はHレベル(3V)となり、インバータ18の出力信号NCT2はLレベル(0V)となる。このため、高耐圧スイッチ部HVSW4のPチャネルトランジスタ46およびNチャネルトランジスタ47はONになり、Nチャネルトランジスタ48はOFFになる。したがって、高耐圧スイッチ部HVSW4のVBBMの出力電圧はVSS(0V)となる。   When the enable signal SWEN = H level and the erase signal ERS = L level, or when the enable signal SWEN = L level, the output of the logic gate 38 (node N11) is also at H level (3V) and the output of the inverter 37 (node N12) ) Becomes L level (0V). Since the gates of N-channel transistors 33 and 34 of level shifter LS2 are clamped by BIAS5 (3V + Vthn), node N7 is at H level (3V) and node N8 is at L level (0V). At this time, since the voltage VDN = the voltage VD3 (3 V) and the voltage VBB = 0 V, the output signal NCT1 of the inverter 17 of the buffer BUF4 becomes H level (3 V), and the output signal NCT2 of the inverter 18 becomes L level (0 V). Become. For this reason, the P-channel transistor 46 and the N-channel transistor 47 of the high breakdown voltage switch unit HVSW4 are turned on, and the N-channel transistor 48 is turned off. Therefore, the output voltage of VBBM of the high breakdown voltage switch unit HVSW4 is VSS (0V).

このように、本実施形態のVBBM切り替え回路40によれば、ゲート耐圧の低いMOSトランジスタを用いて、フラッシュメモリにおける行選択回路に与える電圧VBBMについて接地電圧(0V)と負の電圧の切り替えを実現できる。   Thus, according to the VBBM switching circuit 40 of the present embodiment, switching between the ground voltage (0 V) and the negative voltage is realized for the voltage VBBM applied to the row selection circuit in the flash memory, using a MOS transistor having a low gate breakdown voltage. it can.

<その他の実施形態>
以上本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態を以下のように変形しても良い。
(1)VCOL切り替え回路30の高耐圧スイッチ部HVSW3におけるPチャネルトランジスタ79、81および82と、Nチャネルトランジスタ80のON/OFFタイミングを各々独立に調整できるようにしても良い。具体的には、図26に示すように、デコーダDEC3のノードN8に対して並列に遅延回路DELAY1およびDELAY4を接続する。そして、遅延回路DELAY1およびDELAY4の各々にレベルシフタLS3を接続し、遅延回路DELAY1を介してノードN8に接続されたレベルシフタLS3のノードN1の電圧を信号CCT1として高耐圧スイッチ部HVSW3に与える一方、遅延回路DELAY4を介してノードN8に接続されたレベルシフタLS3のノードN4の電圧を高耐圧スイッチ部HVSW3に与えるようにする。また、遅延回路DELAY2を介してノードN9にバッファBUF3を接続し、遅延回路DELAY3を介してノードN10にバッファBUF3を接続するのである。これにより、Pチャネルトランジスタ79、81および82と、Nチャネルトランジスタ80のON/OFFタイミングを各々独立に調整できるようになる。
<Other embodiments>
Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments may be modified as follows.
(1) The ON / OFF timings of the P-channel transistors 79, 81 and 82 and the N-channel transistor 80 in the high breakdown voltage switch unit HVSW3 of the VCOL switching circuit 30 may be adjusted independently. Specifically, as shown in FIG. 26, delay circuits DELAY1 and DELAY4 are connected in parallel to the node N8 of the decoder DEC3. The level shifter LS3 is connected to each of the delay circuits DELAY1 and DELAY4, and the voltage of the node N1 of the level shifter LS3 connected to the node N8 via the delay circuit DELAY1 is given to the high voltage switch unit HVSW3 as the signal CCT1. The voltage of the node N4 of the level shifter LS3 connected to the node N8 via DELAY4 is supplied to the high voltage switch part HVSW3. Further, the buffer BUF3 is connected to the node N9 via the delay circuit DELAY2, and the buffer BUF3 is connected to the node N10 via the delay circuit DELAY3. As a result, the ON / OFF timings of P-channel transistors 79, 81 and 82 and N-channel transistor 80 can be adjusted independently.

例えば、VDDH(10V)をVCOLに接続する場合、ノードN8がHレベルとなるときに、遅延回路DELAY1によって、ノードN8_D1がHレベルとなるタイミングを数10ナノ秒〜数100ナノ秒(Nチャネルトランジスタ80、Pチャネルトランジスタ81および82がOFFするまでの時間)遅らせる。これにより、Pチャネルトランジスタ79がONするタイミングを遅くし、VDDHがVCOLに接続されるタイミングを遅らせることができる。また、VD3(3V)をVCOLに接続する場合、ノードN9がHレベルとなるときに、遅延回路DELAY2によって、ノードN9_D2がHレベルとなるタイミングを数10ナノ秒〜数100ナノ秒(Pチャネルトランジスタ79、81および82がOFFするまでの時間)遅らせる。これにより、Nチャネルトランジスタ80がONするタイミングを遅くし、VD3がVCOLに接続されるタイミングを遅らせることができる。図26に示す例では、デコーダDEC3とレベルシフタLS3の間、およびデコーダDEC3とバッファBUF3の間に遅延回路を介挿したが、図27に示すように、レベルシフタLS3と高耐圧スイッチ部HVSW3の間、およびバッファBUF3と高耐圧スイッチ部HVSW3の間に遅延回路を介挿してPチャネルトランジスタ79、81および82と、Nチャネルトランジスタ80のON/OFFタイミングを各々独立に調整するようにしても良い。図26(或いは図27)に示す態様により、Pチャネルトランジスタ79、81および82と、Nチャネルトランジスタ80のON/OFFタイミングの調整を行えるようにしたVCOL切り替え回路の各部の電圧の波形は図28または図29のようになる。図28は、電圧VCOLを3V→10V→3Vと切り替える場合におけるVCOL切り替え回路の各部の電圧の波形を示す図であり、図29は、電圧VCOLを3V→5V→3Vと切り替える場合におけるVCOL切り替え回路の各部の電圧の波形を示す図である。   For example, when VDDH (10 V) is connected to VCOL, when the node N8 becomes H level, the delay circuit DELAY1 sets the timing at which the node N8_D1 becomes H level to several tens nanoseconds to several hundred nanoseconds (N-channel transistor). 80, the time until the P-channel transistors 81 and 82 are turned OFF). Thereby, the timing at which the P-channel transistor 79 is turned on can be delayed, and the timing at which VDDH is connected to VCOL can be delayed. When VD3 (3V) is connected to VCOL, when the node N9 becomes H level, the delay circuit DELAY2 sets the timing at which the node N9_D2 becomes H level from several tens nanoseconds to several hundred nanoseconds (P channel transistor). Delay until 79, 81 and 82 are turned off). Thereby, the timing at which the N-channel transistor 80 is turned on can be delayed, and the timing at which VD3 is connected to VCOL can be delayed. In the example shown in FIG. 26, delay circuits are inserted between the decoder DEC3 and the level shifter LS3 and between the decoder DEC3 and the buffer BUF3. However, as shown in FIG. 27, between the level shifter LS3 and the high withstand voltage switch unit HVSW3, In addition, a delay circuit may be interposed between the buffer BUF3 and the high breakdown voltage switch unit HVSW3, and the ON / OFF timings of the P channel transistors 79, 81 and 82 and the N channel transistor 80 may be adjusted independently. The waveform of the voltage of each part of the VCOL switching circuit that can adjust the ON / OFF timing of the P-channel transistors 79, 81, and 82 and the N-channel transistor 80 according to the mode shown in FIG. 26 (or FIG. 27) is shown in FIG. Or it becomes like FIG. FIG. 28 is a diagram showing the waveform of the voltage of each part of the VCOL switching circuit when the voltage VCOL is switched from 3V → 10V → 3V. FIG. 29 is a VCOL switching circuit when the voltage VCOL is switched from 3V → 5V → 3V. It is a figure which shows the waveform of the voltage of each part.

(2)上記実施形態では、Pチャネルトランジスタ53、54、73、76、79、81および82として高耐圧化のために片側高耐圧構造のトランジスタを用いたが、これに代えて、両側高耐圧構造のトランジスタを用いてもよい。同様に、Nチャネルトランジスタ55、56、74、75、77、および80についても両側高耐圧構造のトランジスタを用いてもよい。 (2) In the above embodiment, as the P-channel transistors 53, 54, 73, 76, 79, 81, and 82, transistors having a single-side high breakdown voltage structure are used to increase the breakdown voltage. A transistor having a structure may be used. Similarly, the N-channel transistors 55, 56, 74, 75, 77, and 80 may be transistors having a high voltage structure on both sides.

1…電源回路、2…バイアス回路、10…VWL切り替え回路、20…VWELL切り替え回路、30…VCOL切り替え回路、40…VBBM切り替え回路、DEC1,DEC2,DEC3、DEC01…デコーダ、LS3,LS2、LS01…レベルシフタ、BUF1,BUF2,BUF3、BUF4、BUF01…バッファ、HVSW1,HVSW2,HVSW3,HVSW4…高耐圧スイッチ部、SW1…スイッチ部、35,36,42,44,51,52,53,54,59,60,73,76、79,81,82…Pチャネルトランジスタ、31,32,33,34,43,45,55,56,61,62,74,75,77,80…Nチャネルトランジスタ、17,18,37,40,41,57,58,63,65,67,69,70,71,72…インバータ、38,39,64,66,68…論理ゲート。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply circuit, 2 ... Bias circuit, 10 ... VWL switching circuit, 20 ... VWELL switching circuit, 30 ... VCOL switching circuit, 40 ... VBBM switching circuit, DEC1, DEC2, DEC3, DEC01 ... Decoder, LS3, LS2, LS01 ... Level shifter, BUF1, BUF2, BUF3, BUF4, BUF01 ... buffer, HVSW1, HVSW2, HVSW3, HVSW4 ... high withstand voltage switch part, SW1 ... switch part, 35, 36, 42, 44, 51, 52, 53, 54, 59, 60, 73, 76, 79, 81, 82 ... P-channel transistor, 31, 32, 33, 34, 43, 45, 55, 56, 61, 62, 74, 75, 77, 80 ... N-channel transistor, 17, 18, 37, 40, 41, 57, 58, 63, 65, 67, 9,70,71,72 ... inverter, 38,39,64,66,68 ... logic gate.

Claims (10)

第1の高電位電源ノードの電圧と低電位電源ノードの電圧の何れかを第1の動作指示信号の信号値に応じて選択し第1の論理信号として出力する一方、前記第1の高電位電源ノードよりも高い電圧の第2の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の何れか一方を第2の動作指示信号の信号値に応じて選択し第2の論理信号として出力するとともに、前記第2の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの何れかの電圧を前記第1および第2の動作信号の各々の信号値に応じて選択し第3の論理信号として出力するデコーダと、
前記第2の高電位電源ノード以上の電圧の第3の高電位電源ノードの電圧と、前記第3の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の中間の電圧と、の何れかを前記第1の論理信号に応じて選択し、第4の論理信号として出力するレベルシフタと、
前記第2の論理信号をバッファリングし、第5の論理信号として出力する一方、前記第3の論理信号をバッファリングし、第6の論理信号として出力するバッファと、
前記第3の高電位電源ノードの電圧、前記第1の高電位電源ノード電圧、および前記第3の高電位電源ノードの電圧とは異なり前記第1の高電位電源ノードの電圧とも異なる電圧のうちの何れかを前記第4、第5および第6の論理信号に応じて選択して出力する選択手段と、
を有することを特徴とする電圧切り替え回路。
Either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the low-potential power supply node is selected according to the signal value of the first operation instruction signal and is output as the first logic signal. Either one of the voltage of the second high-potential power supply node having a voltage higher than that of the power supply node or the voltage of the low-potential power supply node is selected according to the signal value of the second operation instruction signal and output as the second logic signal. In addition, the voltage of the second high-potential power supply node and the voltage of the low-potential power supply node are selected in accordance with the signal values of the first and second operation signals as the third logic signal. An output decoder;
Any one of a voltage of a third high potential power supply node that is equal to or higher than the second high potential power supply node, and a voltage intermediate between the voltage of the third high potential power supply node and the voltage of the low potential power supply node. A level shifter that selects the first logic signal according to the first logic signal and outputs it as a fourth logic signal;
A buffer for buffering the second logic signal and outputting it as a fifth logic signal, while buffering the third logic signal and outputting it as a sixth logic signal;
Unlike the voltage of the third high potential power supply node, the voltage of the first high potential power supply node, and the voltage of the first high potential power supply node, which are different from the voltage of the first high potential power supply node. Selecting means for selecting and outputting any one of them according to the fourth, fifth and sixth logic signals;
A voltage switching circuit comprising:
前記選択手段は、前記第3の高電位電源ノードと前記第1の高電位電源ノードとの間に直列に介挿されたPチャネルトランジスタおよび第1のNチャネルトランジスタと、前記Pチャネルトランジスタのドレインと前記第1のNチャネルトランジスタのドレインの共通接続点にドレインが接続され、前記第1の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の中間の電圧が与えられる電源ノードにソースが接続された第2のNチャネルトランジスタと、を含み、
前記Pチャネルトランジスタのゲートには前記第4の論理信号が与えられ、前記第1のNチャネルトランジスタのゲートには前記第6の論理信号が与えられ、前記第2のNチャネルトランジスタのゲートには前記第5の論理信号が与えられ、前記Pチャネルトランジスタのドレインと前記第1のNチャネルトランジスタのドレインの共通接続点が出力ノードとなっていることを特徴とする請求項1に記載の電圧切り替え回路。
The selecting means includes a P-channel transistor and a first N-channel transistor interposed in series between the third high-potential power node and the first high-potential power node, and a drain of the P-channel transistor And a drain connected to a common connection point of the drain of the first N-channel transistor, and a source is connected to a power supply node to which an intermediate voltage between the voltage of the first high potential power supply node and the voltage of the low potential power supply node is applied. A second N-channel transistor connected,
The fourth logic signal is applied to the gate of the P-channel transistor, the sixth logic signal is applied to the gate of the first N-channel transistor, and the gate of the second N-channel transistor is applied to the gate of the second N-channel transistor. 2. The voltage switching according to claim 1, wherein the fifth logic signal is supplied, and a common connection point between the drain of the P-channel transistor and the drain of the first N-channel transistor is an output node. circuit.
前記レベルシフタは、前記第3の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の何れかを前記第1の論理信号に応じて選択して第7の論理信号として出力し、
前記選択手段は、前記第3の高電位電源ノードと前記第1の高電位電源ノードとの間に直列に介挿された第1のPチャネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタと、前記第2の高電位電源ノードと前記第1のPチャネルトランジスタおよび前記Nチャネルトランジスタのドレイン同士の共通接続点との間に直列に介挿された第2および第3のPチャネルトランジスタと、を含み、
前記第1のPチャネルトランジスタのゲートには前記第4の論理信号が与えられ、前記Nチャネルトランジスタのゲートには前記第6の論理信号が与えられ、前記第2のPチャネルトランジスタのゲートには前記第5の論理信号が与えられ、前記第3のPチャネルトランジスタのゲートには前記第7の論理信号が与えられ、前記第1のPチャネルトランジスタおよび前記Nチャネルトランジスタのドレイン同士の共通接続点が出力ノードとなっていることを特徴とする請求項1に記載の電圧切り替え回路。
The level shifter selects either the voltage of the third high potential power supply node or the voltage of the low potential power supply node according to the first logic signal and outputs it as a seventh logic signal;
The selecting means includes a first P-channel transistor and an N-channel transistor inserted in series between the third high-potential power node and the first high-potential power node, and the second high-potential node. Second and third P channel transistors interposed in series between a power supply node and a common connection point between the drains of the first P channel transistor and the N channel transistor;
The fourth logic signal is applied to the gate of the first P-channel transistor, the sixth logic signal is applied to the gate of the N-channel transistor, and the gate of the second P-channel transistor is applied to the gate of the second P-channel transistor. The fifth logic signal is supplied, the gate of the third P-channel transistor is supplied with the seventh logic signal, and a common connection point between the drains of the first P-channel transistor and the N-channel transistor The voltage switching circuit according to claim 1, wherein is an output node.
前記第4の論理信号を出力するレベルシフタと前記第7の論理信号を出力するレベルシフタとを各々別個に有するとともに、
各々における遅延量の調整が可能な第1〜第4の遅延回路であって、前記デコーダから出力される第1の論理信号を遅延させて前記第4の論理信号を出力するレベルシフタに与える第1の遅延回路と、前記デコーダから出力される第1の論理信号を遅延させて前記第7の論理信号を出力するレベルシフタに与える第2の遅延回路と、前記デコーダから出力される第2の論理信号を遅延させて前記バッファに与える第3の遅延回路と、前記デコーダから出力される第3の論理信号を遅延させて前記バッファに与える第4の遅延回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の電圧切り替え回路。
The level shifter for outputting the fourth logic signal and the level shifter for outputting the seventh logic signal are separately provided, and
First to fourth delay circuits each capable of adjusting a delay amount, wherein a first logic signal output from the decoder is delayed and applied to a level shifter that outputs the fourth logic signal. Delay circuit, a second delay circuit that delays the first logic signal output from the decoder and applies it to a level shifter that outputs the seventh logic signal, and a second logic signal output from the decoder A third delay circuit that delays and supplies the buffer to the buffer, and a fourth delay circuit that delays and applies the third logic signal output from the decoder to the buffer;
The voltage switching circuit according to claim 3, further comprising:
前記第4の論理信号を出力するレベルシフタと前記第7の論理信号を出力するレベルシフタとを各々別個に有するとともに、
各々における遅延量の調整が可能な第1〜第4の遅延回路であって、前記第4の論理信号を出力するレベルシフタから出力される当該第4の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第1の遅延回路と、前記第7の論理信号を出力するレベルシフタから出力される当該第7の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第2の遅延回路と、前記バッファから出力される第5の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第3の遅延回路と、前記バッファから出力される第6の論理信号を遅延させて前記選択手段に与える第4の遅延回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の電圧切り替え回路。
The level shifter for outputting the fourth logic signal and the level shifter for outputting the seventh logic signal are separately provided, and
First to fourth delay circuits each capable of adjusting a delay amount, and delaying the fourth logic signal output from the level shifter that outputs the fourth logic signal and supplying the delayed signal to the selection means A first delay circuit; a second delay circuit that delays the seventh logic signal output from the level shifter that outputs the seventh logic signal and applies the delayed signal to the selection means; and a second delay circuit that is output from the buffer. A third delay circuit that delays the logic signal of 5 and supplies the selection means to the selection means; and a fourth delay circuit that delays and applies the sixth logic signal output from the buffer to the selection means;
The voltage switching circuit according to claim 3, further comprising:
第1の高電位電源ノードの電圧と低電位電源ノードの電圧の何れかを動作指示信号の信号値に応じて選択して出力するデコーダと、
前記第1の高電位電源ノードよりも高い電圧の第2の高電位電源ノードの電圧と、前記第2の高電位電源ノードの電圧と前記低電位電源ノードの電圧の中間の電圧である中間電圧の何れかを前記デコーダの出力信号に応じて選択し、第1の論理信号として出力するとともに、前記デコーダの出力信号を論理反転して第2の論理信号として出力するレベルシフタと、
前記第2の論理信号をバッファリングするバッファと、
前記第1の論理信号および前記バッファによるバッファリングを経た第2の論理信号に基づいて、前記第2の高電位側電源ノードの電圧と前記低電位側電源ノードの電圧のいずれか一方を選択して出力する選択手段と、
を有することを特徴とする電圧切り替え回路。
A decoder that selects and outputs either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the low-potential power supply node according to the signal value of the operation instruction signal;
An intermediate voltage which is an intermediate voltage between the voltage of the second high potential power supply node and a voltage of the second high potential power supply node which is higher than the voltage of the first high potential power supply node. Is selected according to the output signal of the decoder and output as a first logic signal, and a level shifter that logically inverts the output signal of the decoder and outputs it as a second logic signal;
A buffer for buffering the second logic signal;
Based on the first logic signal and the second logic signal that has been buffered by the buffer, one of the voltage of the second high potential side power supply node and the voltage of the low potential side power supply node is selected. Selecting means for outputting,
A voltage switching circuit comprising:
前記選択手段は、前記第1の高電位電源ノードと前記低電位電源ノードとの間に直列に介挿されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタとを含み、前記Pチャネルトランジスタのゲートには前記第1の論理信号が与えられる一方、前記Nチャネルトランジスタのゲートには前記バッファによるバッファリングを経た第2の論理信号が与えられ、前記Pチャネルトランジスタのドレインと前記Nチャネルトランジスタのドレインの共通接続点が出力ノードとなっていることを特徴とする請求項6に記載の電圧切り替え回路。   The selection means includes a P-channel transistor and an N-channel transistor interposed in series between the first high-potential power supply node and the low-potential power supply node, and the gate of the P-channel transistor has the first channel 1 logic signal is applied to the gate of the N channel transistor, and a second logic signal that has been buffered by the buffer is applied to the gate of the N channel transistor, and a common connection point between the drain of the P channel transistor and the drain of the N channel transistor. The voltage switching circuit according to claim 6, wherein is an output node. 第1の高電位電源ノードの電圧と接地ノードの電圧の何れかを動作指示信号の信号値に応じて選択し第1の論理信号として出力するデコーダと、
前記第1の高電位電源ノードの電圧と前記接地ノードの電圧の何れかを前記動作指示信号の信号値に応じて選択して出力するスイッチ部と、
前記第1の高電位電源ノードの電圧と負の電圧が与えられる負電位ノードの電圧の中間の電圧である中間電圧と当該負の電圧の何れかを前記第1の論理信号に応じて選択し、第2の論理信号として出力するレベルシフタと、
前記スイッチ部の出力電圧と前記負の電圧の何れか一方を前記第2の論理信号に応じて選択して第3の論理信号として出力するとともに、他方を第4の論理信号として出力するバッファと、
前記第3および第4の論理信号に基づいて、前記接地ノードの電圧と前記負の電圧のいずれか一方を選択して出力する選択手段と、
を有することを特徴とする電圧切り替え回路。
A decoder that selects one of the voltage of the first high-potential power supply node and the voltage of the ground node according to the signal value of the operation instruction signal and outputs it as a first logic signal;
A switch unit that selects and outputs either the voltage of the first high-potential power supply node or the voltage of the ground node according to the signal value of the operation instruction signal;
An intermediate voltage, which is an intermediate voltage between the voltage of the first high-potential power supply node and the voltage of the negative potential node to which a negative voltage is applied, and the negative voltage are selected according to the first logic signal. A level shifter for outputting as a second logic signal;
A buffer that selects one of the output voltage of the switch unit and the negative voltage in accordance with the second logic signal and outputs it as a third logic signal, and outputs the other as a fourth logic signal; ,
Selection means for selecting and outputting either the voltage of the ground node or the negative voltage based on the third and fourth logic signals;
A voltage switching circuit comprising:
前記選択手段は、前記接地ノードと前記負電位ノードとの間に直列に介挿された第1のPチャネルトランジスタおよび第1のNチャネルトランジスタと、前記第1のPチャネルトランジスタに並列に接続された第2のNチャネルトランジスタと、を含み、前記第1のPチャネルトランジスタのゲートと前記第1のNチャネルトランジスタのゲートには前記第4の論理信号が与えられ、前記第2のNチャネルトランジスタのゲートには前記第3の論理信号が与えられ、前記第1のPチャネルトランジスタのドレインと前記第1のNチャネルトランジスタのドレインの共通接続点が出力ノードとなっていることを特徴とする請求項8に記載の電圧切り替え回路。   The selecting means is connected in parallel to the first P-channel transistor and a first P-channel transistor and a first N-channel transistor interposed in series between the ground node and the negative potential node. A second N-channel transistor, wherein the fourth logic signal is applied to the gate of the first P-channel transistor and the gate of the first N-channel transistor, and the second N-channel transistor The third logic signal is supplied to the gate of the first N-channel transistor, and a common connection point between the drain of the first P-channel transistor and the drain of the first N-channel transistor is an output node. Item 9. The voltage switching circuit according to Item 8. 前記スイッチ部の出力電圧と前記負電位ノードの電圧を制御することで、前記バッファの耐圧緩和動作を行うことを特徴とする請求項8または9に記載の電圧切り替え回路。
10. The voltage switching circuit according to claim 8, wherein a withstand voltage relaxation operation of the buffer is performed by controlling an output voltage of the switch unit and a voltage of the negative potential node. 11.
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