JP2020155473A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】アクセスを高速化する。【解決手段】半導体装置は、複数のメモリセルを備えるメモリ半導体チップと、メモリセルから読み出し又はメモリセルに書き込みされるデータを保持し、保持したデータを出力するバッファ回路を、複数のメモリセルの読み出し線の数に応じて複数備える半導体チップである平面バッファチップと、メモリ半導体チップのメモリセルの読み出し線と、平面バッファチップのバッファ回路とを、メモリ半導体チップ及び平面バッファチップの厚み方向に、電気的に接続する電気的接続構造とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、半導体装置に関する。
フラッシュメモリなどの半導体装置では、所定のデータ長であるページ単位で、データの読み出し又は書き込みのアクセスを並列に行うためのページバッファ回路を備え、ページ単位のアクセスが可能である(例えば、特許文献1を参照)。
特開2000−100181号公報
しかしながら、上述したような従来の半導体装置では、例えば、メモリセルのビット線とページバッファ回路とを半導体チップの平面上の配線により接続しているため、並列にアクセス可能なデータ長が、平面上の配線ピッチにより制限される。そのため、従来の半導体装置では、アクセスを高速化することが困難であった。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、アクセスを高速化することができる半導体装置を提供することにある。
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、複数のメモリセルを備えるメモリ半導体チップと、前記メモリセルから読み出し又は前記メモリセルに書き込みされるデータを保持し、保持した前記データを出力するバッファ回路を、前記複数のメモリセルの読み出し線の数に応じて複数備える半導体チップである平面バッファチップと、前記メモリ半導体チップの前記メモリセルの読み出し線と、前記平面バッファチップの前記バッファ回路とを、前記メモリ半導体チップ及び平面バッファチップの厚み方向に、電気的に接続する電気的接続構造とを備えることを特徴とする半導体装置である。
また、本発明の一態様は、上記の半導体装置において、所定の数の前記読み出し線のうちから1つを選択して、前記バッファ回路に接続するバッファデコーダ部を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記の半導体装置において、前記メモリ半導体チップは、前記メモリセルを含む複数の半導体チップが厚み方向に積層されており、前記電気的接続構造は、積層された前記複数の半導体チップと、前記平面バッファチップとを電気的に接続することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記の半導体装置において、前記電気的接続構造は、前記メモリ半導体チップ及び前記平面バッファチップを厚み方向に貫通して、導体により接続する貫通電極であることを特徴とする。
本発明によれば、アクセスを高速化することができる。
第1の実施形態による半導体装置の一例を示す構成図である。 第1の実施形態による半導体装置の一例を示す機能ブロック図である。 第1の実施形態におけるメモリセルアレイの一例を示す構成図である。 第1の実施形態におけるメモリセルアレイのx1−x2方向の構成例を示す図である。 第1の実施形態におけるメモリセルアレイのy1−y2方向の構成例を示す図である。 第1の実施形態におけるメモリセルアレイのトップから見た場合の構成例を示す図である。 第1の実施形態におけるメモリ半導体チップと平面バッファチップとの接続例を示す断面図である。 第2の実施形態による半導体装置の一例を示す構成図である。 第2の実施形態におけるバッファデコーダ部の一例を示す構成図である。 第2の実施形態におけるデコーダスイッチ部のY0線を選択する場合の構成図である。 第2の実施形態におけるデコーダスイッチ部のX0線を選択する場合の構成図である。
以下、本発明の一実施形態による半導体装置について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態による半導体装置1の一例を示す構成図である。
図1に示すように、半導体装置1は、例えば、NAND型フラッシュメモリ装置であり、メモリ半導体チップ10と、平面バッファチップ20と、TSV(Through-Silicon Via)30とを備えている。
メモリ半導体チップ10は、複数のメモリセルMC(例えば、フラッシュメモリセル)を有するメモリセルアレイ40を備える半導体チップである。
メモリセルアレイ40は、例えば、3次元のNAND型フラッシュメモリであり、複数のメモリセルMCを含む半導体チップ(メモリ半導体チップ)を厚み方向に積層して構成されている。なお、メモリセルアレイ40の詳細な構成については後述する。
平面バッファチップ20は、メモリセルMCのビット線(読み出し線)の数に応じた複数のバッファ回路21を備える半導体チップである。
バッファ回路21は、メモリセルMCから読み出したデータ及びメモリセルMCに書き込みされるデータを保持する回路である。バッファ回路21は、読み出しの際に、保持したデータを、読み出しデータとして出力する。また、バッファ回路21は、書き込みの際に、保持したデータを、書き込みデータとして、メモリセルMCに出力する。
TSV30(電気的接続構造の一例)は、メモリ半導体チップ10及び平面バッファチップ20を厚み方向に貫通して、導体により接続するバンプレスの貫通電極であり、メモリセルMCのビット線と、バッファ回路21とを、メモリ半導体チップ10及び平面バッファチップ20の厚み方向に電気的に接続する。
また、図2は、本実施形態による半導体装置1の一例を示す機能ブロック図である。
図2に示すように、半導体装置1は、アドレスデコーダ11と、電圧生成回路12と、制御回路13と、平面バッファ部200と、メモリセルアレイ40とを備えている。
アドレスデコーダ11は、入力されたアドレス情報をデコードして、メモリセルアレイ40のメモリセルMCを選択するための制御信号を出力する。
電圧生成回路12は、データ消去の際に必要な消去電圧、及びデータ書き込みの際に必要な書き込み電圧を生成し、生成した消去電圧及び書き込み電圧を、フラッシュメモリであるメモリセルアレイ40に供給する。
制御回路13は、外部からの入力に応じて、半導体装置1を制御するロジック回路である。制御回路13は、例えば、メモリセルアレイ40からのデータの読み出し、メモリセルアレイ40のデータ消去、及び書き込みの制御を行う。
平面バッファ部200は、所定のデータ長(ビット幅)のデータを一括で読み出し、又は書き込むため、所定のデータ長(ビット幅)分のバッファ回路21を備える。本実施形態では、所定のデータ長(ビット幅)のデータを「ページ」と定義し、平面バッファ部200は、ページデータを保持する。
なお、本実施形態におけるバッファ回路21は、TSV30によって厚み方向に引き出されたメモリセルアレイ40のビット線と接続され、平面バッファチップ20の平面状(2次元)に複数配置されている。
次に、図3〜図6を参照して、本実施形態におけるメモリセルアレイ40の構成について説明する。
図3は、本実施形態におけるメモリセルアレイ40の一例を示す構成図である。
図3に示すように、メモリセルアレイ40は、複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)が厚み方向(Z軸方向)に積層されている。なお、複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)は、複数の半導体チップの一例である。
なお、図3において、メモリセルアレイ40のセルゲート信号線(CG0〜CG31)の方向をX軸方向とし、ビット線方向をY軸方向として説明する。また、ゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)のチップ面をXY平面とし、厚み方向をZ軸方向として説明する。また、複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)の全体で、メモリ半導体チップ10を構成する。
図4は、メモリセルアレイ40の図3のx1−x2方向における構成例を示している。
図4に示すように、メモリセルアレイ40は、複数のメモリセルMCと、選択トランジスタ(TR1、TR2)とを直列に接続したNANDストリングNSを備えている。
NANDストリングNSは、例えば、ビット線(BL0〜BL15)とGND(グランド)線との間に、接地用の選択トランジスタTR1と、16個のメモリセルMCと、データ用の選択トランジスタTR2とが直列に接続されている。
接地用の選択トランジスタTR1は、16個のメモリセルMCと、GND線との間に配置されるNMOSトランジスタ(N型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor))であり、ゲート端子にSGS信号線が接続され、SGS信号により制御される。
データ用の選択トランジスタTR2は、ビット線と、16個のメモリセルMCとの間に配置されるNMOSトランジスタであり、ゲート端子にSGD0〜SGD15のいずれかの信号線が接続され、SGD0信号〜SGD15信号のいずれかの信号により制御される。
16個のメモリセルMCは、接地用の選択トランジスタTR1とデータ用の選択トランジスタTR2との間に直列に接続されており、各ゲート端子には、セルゲート信号線(CG0〜CG31)が接続されている。
なお、接地用の選択トランジスタTR1と、16個のメモリセルMCと、データ用の選択トランジスタTR2とのそれぞれの接続は、貫通電極であるセルピラーCPによって、複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)を貫通して、厚み方向(Z軸方向)に接続されている。
また、SGD0信号〜SGD15信号、CGS信号、及びCG0信号〜CG31信号は、上述したアドレスデコーダ11及び制御回路13によって生成される。
また、図5は、メモリセルアレイ40の図3のy1−y2方向における構成例を示している。
図5に示すように、メモリセルアレイ40は、図4に示した例と同様に、複数のメモリセルMCと、選択トランジスタ(TR1、TR2)とを直列に接続したNANDストリングNSを備えている。
図5に示す例では、ビット線BL15に、16個のNANDストリングNSが接続されており、各NANDストリングNSのデータ用の選択トランジスタTR2のゲート端子には、SGD0信号〜SGD15信号のいずれかの信号線が接続されている。
また、図6は、本実施形態におけるメモリセルアレイ40のトップから見た場合の構成例を示す図である。
図6に示すように、複数のNANDストリングNSがマトリックス状に配置されており、各NANDストリングNSでは、厚み方向(Z軸方向)に積層されている複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)を貫通したセルピラーCPにより、32個のメモリセルMCが接続されている。
また、複数のNANDストリングNSは、ビット線(BL0〜BL15)ごとに、接続され、ビット線ごとに、上述した1つのバッファ回路21に接続される。
また、図7は、本実施形態におけるメモリ半導体チップ10と平面バッファチップ20との接続例を示す断面図である。
図7に示すように、メモリ半導体チップ10(メモリセルアレイ40)と、平面バッファチップ20とは、平面バッファチップ20を貫通するTSV30により電気的に接続されている。また、NANDストリングNSの選択トランジスタ(TR1、TR2)及びメモリセルMCは、各ゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)を貫通するセルピラーCPによって電気的に接続されている。
このように、本実施形態におけるメモリセルアレイ40は、各メモリセルMCを厚み方向にセルピラーCPによって接続した3次元構造のフラッシュメモリである。
次に、図面を参照して、本実施形態による半導体装置1の動作について説明する。
上述した図2において、半導体装置1からデータを読み出す際に、アドレス情報と、例えば、データ読み出しコマンドが半導体装置1に入力されると、まず、アドレスデコーダ11が、入力されたアドレス情報に基づいて、読み出すメモリセルMCを選択するための、SGD0信号〜SGD15信号、SGS信号、及びCG0信号〜CG31信号を生成する。
具体的には、アドレスデコーダ11は、SGD0信号〜SGD15信号のいずれかをハイ状態(High状態)にし、その他をロウ状態(Low状態)にすることで、NANDストリングNSを選択する。また、アドレスデコーダ11は、CG0信号〜CG31信号のいずれか1つをロウ状態にし、その他をハイ状態にすることで、選択したNANDストリングNSのうちの1つのメモリセルMCを選択する。
なお、選択されたメモリセルMCは、ゲート端子がロウ状態にされたオフ状態で、電流が流れるか否かによって、“0”又は“1”を読み出すことが可能である。メモリセルMCが保持する“0”又は“1”のデータは、ビット線、及びTSV30を介して、バッファ回路21に入力されて保持される。ここで、メモリセルアレイ40から所定のデータ長(ビット幅)のデータが並列に読み出されて、平面バッファ部200に保持される。
制御回路13は、データ読み出しコマンドに応じて、平面バッファ部200に読み出しデータを保持させるとともに、保持している読み出しデータを順次外部に出力させる。
また、半導体装置1にデータを書き込む際に、アドレス情報と、例えば、データ書き込みコマンドと、書き込みデータとが半導体装置1に入力されると、制御回路13は、書き込みデータを、平面バッファ部200に保持させる。そして、アドレスデコーダ11が、入力されたアドレス情報に基づいて、読み出すメモリセルMCを選択するための、SGD0信号〜SGD15信号、SGS信号、及びCG0信号〜CG31信号を生成し、制御回路13が、電圧生成回路12から書き込み電圧をメモリセルアレイ40に印加させることにより、所定のデータ長(ビット幅)のデータを並列に書き込む。
以上説明したように、本実施形態による半導体装置1は、メモリ半導体チップ10と、TSV30(電気的接続構造)とを備える。メモリ半導体チップ10は、複数のメモリセルMCを備える。平面バッファチップ20は、メモリセルMCから読み出したデータ及びメモリセルMCに書き込みされるデータを保持し、保持したデータを出力するバッファ回路21を、複数のメモリセルMCの読み出し線(ビット線)の数に応じて複数備える半導体チップである。TSV30は、メモリ半導体チップ10のメモリセルMCの読み出し線と、平面バッファチップ20のバッファ回路21とを、メモリ半導体チップ10及び平面バッファチップ20の厚み方向に、電気的に接続する。
これにより、本実施形態による半導体装置1は、バッファ回路21を平面バッファチップ20に、2次元の面状(例えば、XY平面状)に配置することができるため、より多くのメモリセルMCに並列にアクセス(読み出し及び書き込み)を行うことができる。そのよって、本実施形態による半導体装置1は、アクセスを高速化することができる。
例えば、従来技術では、1次元の線アクセスであったものを、本実施形態による半導体装置1では、2次元という面アクセスにすることで、アクセススピードを、例えば、1桁又は2桁向上させることができる。例えば、従来技術において、1ページの16KB(キロバイト)を1ms(ミリ秒)で書き込むために、16MB/sのスループットである。これに対して、本実施形態による半導体装置1では、例えば、10ページ分(160KB)を並列処理可能であり、スループットを160MB/sに高速化させることができる。
また、本実施形態による半導体装置1は、メモリセルMCの読み出し線と、平面バッファチップ20のバッファ回路21とを3次元的に厚み方向(Z軸方向)に電気的に接続するため、例えば、従来技術のように、半導体チップの平面上の配線により接続する必要がなく、平面上の配線ピッチにより配線の引き回しが制限されることがない。よって、本実施形態による半導体装置1は、メモリ半導体チップ10のチップサイズを縮小することができる。
また、本実施形態では、メモリ半導体チップ10は、メモリセルMCを含む複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)が厚み方向に積層されている。TSV30は、積層された複数のゲートプレート電極(10−SGS、10−0、・・・、10−30、10−31、10−SGD)と、平面バッファチップ20とを電気的に接続する。
これにより、本実施形態による半導体装置1は、メモリ半導体チップ10(メモリセルアレイ40)が、3次元的に構成されており、メモリ半導体チップ10のチップサイズをさらに縮小することができるとともに、アクセスをさらに高速化することができる。
また、本実施形態では、TSV30は、メモリ半導体チップ10及び平面バッファチップ20を厚み方向に貫通して、導体により接続する貫通電極である。すなわち、TSV30は、バンプレスの貫通電極である。
これにより、本実施形態による半導体装置1は、例えば、従来技術のバンプを用いる場合に比べて、TSV30のビッチを著しく縮小化することが可能であり、平面バッファチップ20にさらに多くのバッファ回路21を配置することが可能である。よって、本実施形態による半導体装置1は、チップサイズをさらに縮小することができるとともに、アクセスをさらに高速化することができる。
また、TSV30は、従来技術のバンプに比べて、半導体チップを薄くすることができるため、接続のインピーダンスを低減することができる。そのため、本実施形態による半導体装置1は、ノイズを低減してアクセスをさらに高速化することができる。
[第2の実施形態]
次に、図面を参照して、第2の実施形態による半導体装置1aについて説明する。
図8は、第2の実施形態による半導体装置1aの一例を示す構成図である。
図8に示すように、半導体装置1aは、例えば、NAND型フラッシュメモリ装置であり、メモリ半導体チップ10と、デコーダチップ10Aと、平面バッファチップ20と、TSV30とを備えている。
なお、図8において、上述した図1と同一の構成には同一の符号を付与して、その説明を省略する。
デコーダチップ10Aは、所定の数の読み出し線(ビット線)のうちから1つのバッファ回路21を選択するバッファデコーダ部50を備える。
なお、本実施形態では、メモリ半導体チップ10と、平面バッファチップ20とは、デコーダチップ10Aを経由して、TSV30により接続されている。
次に、図9〜図11を参照して、バッファデコーダ部50の構成について説明する。
図9は、本実施形態におけるバッファデコーダ部50の一例を示す構成図である。
図9に示すように、バッファデコーダ部50は、Xバッファデコーダ51と、Yバッファデコーダ52と、デコーダスイッチ部53とを備えている。
Xバッファデコーダ51は、アドレス情報のうちの3ビットをデコードして、X0〜X7の選択信号を生成する。
Yバッファデコーダ52は、アドレス情報のうちのXバッファデコーダ51とは異なる3ビットをデコードして、Y0〜Y7の選択信号を生成する。
デコーダスイッチ部53は、Xバッファデコーダ51が生成したX0〜X7の選択信号と、Yバッファデコーダ52が生成したY0〜Y7の選択信号との組み合わせにより、64本の読み出し線のうちの1つを選択して、バッファ回路21に接続する。
なお、本実施形態では、1つのデコーダスイッチ部53に対して、1つのバッファ回路21が、TSV30により接続される。また、64本の読み出し線には、それぞれ、1つのNANDストリングNSが接続される。
次に、図10及び図11を参照して、デコーダスイッチ部53の構成について説明する。
図10は、本実施形態におけるデコーダスイッチ部53のY0線を選択する場合の構成図である。また、図11は、本実施形態におけるデコーダスイッチ部53のX0線を選択する場合の構成図である。
図10及び図11に示すように、デコーダスイッチ部53は、選択スイッチ部SW1と、選択スイッチ部SW2とを備える。
選択スイッチ部SW1は、Xバッファデコーダ51が生成したX0〜X7の選択信号により制御される選択スイッチである。また、選択スイッチ部SW2は、Yバッファデコーダ52が生成したY0〜Y7の選択信号により制御される選択スイッチである。
デコーダスイッチ部53は、選択スイッチ部SW1と、選択スイッチ部SW2とのマトリクスにより、64個のNANDストリングNSのうちから1つを選択して、TSV30により、バッファ回路21と接続する。
なお、デコーダスイッチ部53と、各NANDストリングNSとの間の接続は、NANDストリングNS内と同様のポリシリコン等で電気的に接続するものとする。
また、選択スイッチ部SW1及び選択スイッチ部SW2は、デコーダチップ10A上に配置されているものとする。
以上説明したように、本実施形態による半導体装置1aは、上述したメモリ半導体チップ10と、平面バッファチップ20と、TSV30(電気的接続構造)とを備え、さらに、バッファデコーダ部50を備える。バッファデコーダ部50は、所定の数(例えば、64本)の読み出し線のうちから1つを選択して、バッファ回路21に接続する。
これにより、本実施形態による半導体装置1aは、バッファ回路21のサイズに応じて、適切な本数の読み出し線のうちから1つを選択して、バッファ回路21に接続することができる。
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、メモリセルアレイ40が、メモリセルMCを3次元的に配置したNAND型のメモリアレイである例を説明したが、これに限定されるものではなく、メモリ半導体チップ10の上に、メモリセルMCを平面状に配置したメモリアレイに適用してもよい。
また、上記の各実施形態において、メモリ半導体チップ10と、平面バッファチップ20との間を、TSV30により接続する例を説明したが、これに限定されるものではなく、バンプなどの他の電気的接続構造によって接続するようにしてもよい。
また、上記の各実施形態において、半導体装置1(1a)は、フラッシュメモリ装置である例について説明したが、これに限定されるものではなく、他の半導体メモリに適用してもよい。
また、上記の各実施形態において、平面バッファチップ20を、メモリ半導体チップ10の上側に配置する例を説明したが、これに限定されるものではなく、メモリ半導体チップ10の下側に配置するようにしてもよいし、平面バッファチップ20の上下にメモリ半導体チップ10を配置するようにしてもよい。
また、上記の第2の実施形態において、バッファデコーダ部50は、平面バッファチップ20とは異なる別のデコーダチップ10Aに配置する例を説明したが、平面バッファチップ20上に、バッファ回路21とともに配置するようにしてもよい。
また、バッファデコーダ部50を備えずに、例えば、1つのNANDストリングNSに対して、1つのバッファ回路21が、TSV30により接続されるようにしてもよい。
1、1a 半導体装置
10 メモリ半導体チップ
10−SGS、10−0、10−30、10−31、10−SGD ゲートプレート電極
10A デコーダチップ
11 アドレスデコーダ
12 電圧生成回路
13 制御回路
20 平面バッファチップ
21 バッファ回路
30 TSV
40 メモリセルアレイ
50 バッファデコーダ部
51 Xバッファデコーダ
52 Yバッファデコーダ
53 デコーダスイッチ部
200 平面バッファ部
CP セルピラー
MC メモリセル
NS NANDストリング
SW1、SW2 選択スイッチ部
TR1、TR2 選択トランジスタ

Claims (4)

  1. 複数のメモリセルを備えるメモリ半導体チップと、
    前記メモリセルから読み出したデータ及び前記メモリセルに書き込みされるデータを保持し、保持した前記データを出力するバッファ回路を、前記複数のメモリセルの読み出し線の数に応じて複数備える半導体チップである平面バッファチップと、
    前記メモリ半導体チップの前記メモリセルの読み出し線と、前記平面バッファチップの前記バッファ回路とを、前記メモリ半導体チップ及び平面バッファチップの厚み方向に、電気的に接続する電気的接続構造と
    を備えることを特徴とする半導体装置。
  2. 所定の数の前記読み出し線のうちから1つを選択して、前記バッファ回路に接続するバッファデコーダ部を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記メモリ半導体チップは、前記メモリセルを含む複数の半導体チップが厚み方向に積層されており、
    前記電気的接続構造は、積層された前記複数の半導体チップと、前記平面バッファチップとを電気的に接続する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記電気的接続構造は、前記メモリ半導体チップ及び前記平面バッファチップを厚み方向に貫通して、導体により接続する貫通電極である
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。
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JP2021044045A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 本田技研工業株式会社 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050201182A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-15 Kenichi Osada Semiconductor device
JP2011081731A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその調整方法並びにデータ処理システム
US20140085959A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 Ruchir Saraswat 3d memory configurable for performance and power
US20150055414A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Macronix International Co., Ltd. Memory device structure with page buffers in a page-buffer level separate from the array level

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050201182A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-15 Kenichi Osada Semiconductor device
JP2005260014A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Hitachi Ltd 半導体装置
JP2011081731A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその調整方法並びにデータ処理システム
US20110093735A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Elpida Memory, Inc. Semiconductor memory device, method of adjusting the same and information processing system including the same
US20140085959A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 Ruchir Saraswat 3d memory configurable for performance and power
WO2014051729A2 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 Intel Corporation 3d memory configurable for performance and power
JP2015533009A (ja) * 2012-09-25 2015-11-16 インテル・コーポレーション パフォーマンスおよび電力のために構成可能な3dメモリ
US20150055414A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Macronix International Co., Ltd. Memory device structure with page buffers in a page-buffer level separate from the array level

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021044045A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 本田技研工業株式会社 半導体装置

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