JP2019169210A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態の半導体記憶装置について説明する。
図1は、実施形態の半導体記憶装置10の構成を示すブロック図である。半導体記憶装置10は、メモリセルアレイ11、ワード線デコーダ12、選択ゲートデコーダ13、グローバルビット線デコーダ14、センスアンプ15、電圧生成回路16、及びコントローラ17を備える。
次に、図1に示したメモリセルアレイ11の構成について説明する。メモリセルアレイ11は、複数のメモリブロックMBを備える。複数のメモリブロックMBの各々は、複数のメモリセルを備える。メモリセルはデータを不揮発に記憶する。複数のグローバルビット線GBLは、複数のメモリブロックMBに接続される。
次に、図4を用いて、メモリセルアレイ11の回路構成について説明する。図4は、メモリセルアレイ11の回路図(等価回路図)である。
実施形態は、以下に示すクロスポイント型の抵抗変化メモリに対しても適用できる。図5は、実施形態の半導体記憶装置の他の構成におけるメモリセルアレイの回路図である。メモリセルアレイ31はクロスポイント型を形成している。
次に、実施形態の半導体記憶装置における動作について説明する。実施形態は、前述した半導体記憶装置10及びメモリセルアレイ31を有する半導体記憶装置のいずれのタイプにも適用できるが、ここでは、半導体記憶装置10の動作を例として説明する。
メモリセルMCは、1ビットのデータを記憶可能であり、自身の抵抗状態に応じてデータを記憶する。メモリセルMCを高抵抗状態(あるいはオフ状態)にする動作(すなわち、低抵抗状態から高抵抗状態に遷移させる動作)をリセット動作と呼び、メモリセルMCを低抵抗状態(あるいはオン状態)にする動作(すなわち、高抵抗状態から低抵抗状態に遷移させる動作)をセット動作と呼ぶ。
リセット動作にてメモリセルMCにデータを記憶する際には、コントローラ17は、選択グローバルビット線GBL_sに、リセット電圧Vw(>0V)を印加し、非選択グローバルビット線GBL_uと非選択ワード線WL_uとに、半選択セルに印加される電圧が選択セルに印加される電圧の半分となるように電圧Vwf(=Vw/2)を印加する。また、コントローラ17は、選択ワード線WL_sと非選択の選択ゲート線SG_uとに0Vを印加し、選択の選択ゲート線SG_sに、リセットゲート電圧Vg_w(>0V)を印加する。リセットゲート電圧Vg_wは、リセット動作において、選択トランジスタSTをオンさせる電圧である。
セット動作にてメモリセルMCのデータを記憶する際には、コントローラ17は、メモリセルMCがバイポーラ動作することを考慮して、選択ワード線WL_sに、電圧Ve(>0V)を印加し、非選択グローバルビット線GBL_uと非選択ワード線WL_uとに、半選択セルに印加される電圧が選択セルに印加される電圧の半分となるように電圧Vef(=Ve/2)を印加する。また、コントローラ17は、選択グローバルビット線GBL_sと非選択の選択ゲート線SG_uとに0Vを印加し、選択の選択ゲート線SG_sに、セットゲート電圧Vg_eを印加する。セットゲート電圧Vg_eは、セット動作において、選択トランジスタSTをオンさせる電圧である。
メモリセルMCのデータを読み出す読み出し動作の際には、コントローラ17は、選択グローバルビット線GBL_s、及び非選択グローバルビット線GBL_uに、読み出し電圧Vrを印加する。また、コントローラ17は、選択ワード線WL_sに0Vを印加し、非選択ワード線WL_uに、読み出し電圧Vrを印加する。また、コントローラ17は、選択の選択ゲート線SG_sに読み出しゲート電圧Vg_rを印加し、非選択の選択ゲート線SG_uに0Vを印加する。読み出しゲート電圧Vg_rは、読み出し動作において、選択トランジスタSTをオンさせる電圧である。
次に、実施形態に係るリセット動作について説明する。図7は、実施形態のリセット動作を示すフローチャートである。図7に示すリセット動作は、コントローラ17が制御する。リセット動作は、リセット対象のメモリセルMCにリセット電圧を印加する動作と、リセット電圧印加後のリセット対象のメモリセルに対するベリファイ読み出し及びそのベリファイ(以降、ベリファイと称す)とを含む。ベリファイは、リセット電圧印加の後に、リセット対象のメモリセルMCがベリファイレベルの抵抗状態に遷移したか否かを検証する動作である。この検証は、リセット対象のメモリセルMCを流れる電流がベリファイレベルの電流値以下になったか否かをセンスアンプにより検出することで行われる。
実施形態によれば、リセット動作において、リセット電圧の印加と、リセット電圧印加後のメモリセルの抵抗状態を検証する、すなわちリセット電圧印加後にメモリセルに流れる電流値がベリファイレベルの電流値以下か否かを検知するベリファイとを行う。ベリファイレベルの電流値は、メモリセルMCが高抵抗状態(オフ状態)であると判定される電流値より大きい。ベリファイが失敗であるとき、リセット電圧印加とベリファイとを繰り返し、ベリファイがパスすると、半導体記憶装置10内の記憶回路(例えば、ROM領域)に記憶された所定回数だけ、メモリセルMCにリセット電圧の印加を実行する。
Claims (9)
- ワード線と、
前記ワード線と交差するビット線と、
前記ワード線と前記ビット線との交差部に設けられ、可変抵抗素子を有するメモリセルと、
前記メモリセルに対して電圧印加及び読み出しを制御するコントローラと、
を具備し、
前記コントローラは、前記メモリセルに第1電圧を印加する第1動作と、前記第1動作の後、前記メモリセルの抵抗が第1値以上になったか否か検証する第1ベリファイとを行い、
前記第1ベリファイにおいて前記メモリセルの抵抗が第1値以上になったとき、前記第1電圧に基づいて設定された第2電圧を前記メモリセルに印加する第2動作を行う半導体記憶装置。 - 前記コントローラが行う前記第1動作、前記第1ベリファイ、及び前記第2動作は、低抵抗状態のメモリセルを高抵抗状態に遷移させるリセット動作である請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 前記第1ベリファイでは、前記メモリセルに第3電圧を印加し、前記メモリセルの抵抗が前記第1値以上になったか否かを検証し、
前記第1値は、前記高抵抗状態のメモリセルの抵抗より小さい請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 前記第2動作に関する情報を記憶したメモリを有し、
前記コントローラは、前記第1ベリファイにおいて、前記メモリセルの抵抗が前記第1値以上になったとき、前記メモリに記憶された前記情報に基づいて前記第2動作を実行する請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記情報は前記第2動作を実行する回数を含み、
前記コントローラは、前記第2動作を前記回数に従って実行する請求項4に記載の半導体記憶装置。 - 前記第2動作が複数繰り返されるとき、
前回の前記第2動作で用いた前記第2電圧より所定電圧だけ高い電圧が、次回の前記第2動作において前記メモリセルに印加される請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1ベリファイに関する情報を記憶したメモリを有し、
前記コントローラは、前記第1動作の後、前記メモリに記憶された前記情報に基づいて前記第1ベリファイを実行する請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1ベリファイにおいて、前記メモリセルの抵抗が前記第1値以上でないとき、前記第1動作と前記第1ベリファイとが繰り返され、
前回の前記第1動作で用いた前記第1電圧より所定電圧だけ高い電圧が、次回の前記第1動作において前記メモリセルに印加される請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記コントローラは、前記第2動作が実行された前記メモリセルに対して電圧を印加し、
前記ビット線に流れる電流が、第2値以上であるか否かを判定する請求項1に記載の半導体記憶装置。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011204302A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
JP2012038387A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
WO2012172773A1 (ja) * | 2011-06-13 | 2012-12-20 | パナソニック株式会社 | 抵抗変化素子の駆動方法、及び不揮発性記憶装置 |
US20160019959A1 (en) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile memory device and method of controlling the same |
US20160042811A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Resistive memory device and operating method thereof |
US20160293271A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | SK Hynix Inc. | Semiconductor device and operating method thereof |
US20170117055A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Tae-hyun Kim | Non-volatile memory device and memory system including the same |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8472256B2 (en) * | 2010-05-12 | 2013-06-25 | Micron Technology, Inc. | Non-volatile memory programming |
JP5602175B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2014-10-08 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置及びそのデータ書き込み方法 |
US20160078937A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-17 | Winbond Electronics Corp. | Resistive memory device and control method thereof |
US9418737B2 (en) * | 2014-12-31 | 2016-08-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device and method of controlling the same |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011204302A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
JP2012038387A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
WO2012172773A1 (ja) * | 2011-06-13 | 2012-12-20 | パナソニック株式会社 | 抵抗変化素子の駆動方法、及び不揮発性記憶装置 |
US20130223131A1 (en) * | 2011-06-13 | 2013-08-29 | Takeshi Takagi | Method for driving variable resistance element, and nonvolatile memory device |
US20160019959A1 (en) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile memory device and method of controlling the same |
JP2016024841A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 株式会社東芝 | 不揮発性記憶装置及びその制御方法 |
US20160042811A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Resistive memory device and operating method thereof |
US20160293271A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | SK Hynix Inc. | Semiconductor device and operating method thereof |
US20170117055A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Tae-hyun Kim | Non-volatile memory device and memory system including the same |
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