JP2766249B2 - Dramバスに接続可能な不揮発性半導体メモリ装置 - Google Patents

Dramバスに接続可能な不揮発性半導体メモリ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は不揮発性メモリ装置
に係り、特に、DRAMバスへ接続して使用することの
できる電気的消去可能でプログラム可能な不揮発性半導
体メモリ装置(EEPROM)に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、コンピュータ或いはマイクロプ
ロセッサにより制御される各種装置は高密度のEEPR
OMを必要とする。特に、バッテリ電源を使用したノー
トブック形等の携帯用コンピュータのシステムでは、補
助記憶装置としてハードディスク装置を用いると大型化
してしまうため、より小型化に適した高密度、高性能の
EEPROMの需要が高い。このようなEEPROMの
いっそうの高密度、高性能化のためには、メモリセルの
集積性向上が大きな課題である。この課題を解決する技
術として、セル当たりの選択トランジスタ数やビットラ
インとのコンタクト数を減らせるNAND構造のセルが
開発されている。例えば最近では、NANDセルユニッ
トをN形半導体基板に形成のP形ウェル領域に形成する
ようにした改良タイプの技術が、1990年発行のSymp
osium on VLSI Technology,129〜130 頁、"A NAND STRE
CTURED CELL WIHT A NEW PROGRAMMING TECHNOLOGY FOR
HIGHLY RELIABLE 5V-ONLY FLASH EEPROM" で開示されて
いる。このようなNANDセル構造を有するEEPRO
Mは、メモリセルアレイ内メモリセルトランジスタを一
括消去するモードを有していることから、フラッシュメ
モリとも称される。
【0003】いっそうの小型化を進めた情報処理システ
ムでは一般的に、応用ソフトウェアをフラッシュメモリ
にプログラムしておき、運用時にDRAMへダウンロー
ドしてから該プログラムによる動作を実行する方式をと
るようにしている。このためにDRAMとのインタフェ
ースに適用し得るピン構造を有したフラッシュメモリが
最近開発されている。例えば、米インテル社により発表
されたフラッシュメモリ“28F016XD”等が代表
的である。
【0004】図1に、このDRAMインタフェースフラ
ッシュメモリのピン配置を示してある。当該フラッシュ
メモリは、入出力バスが×16の構成とされ、そして、
ローアドレス及びカラムアドレスをマルチプレクスする
ための制御信号用である10,11番のRAS#,CA
S#ピン、フラッシュメモリの動作モードを支援するた
めの16番のRP#、56番のWP#、53番のRY/
BY#(R/B#)ピンを備えている。これら各ピンの
機能を説明すれば、16番のRP#ピンは、フラッシュ
メモリをスリップモードに進入させ非使用時の電力消費
を最小限に抑えるためのものであり、56番のWP#ピ
ンは、システムのパワーアップ又はダウン時にメモリに
記憶されたデータの損失を防止するための書込保護用で
あり、53番のR/B#ピンは、不揮発性メモリ素子の
特性上プログラム及び消去に数μないし数m秒かかるた
め、システム上でその所要時間を認識するための信号用
である。
【0005】この図1のようなピンアウトを有するフラ
ッシュメモリの読出、プログラム、消去モードについて
の動作関係を次に説明する。DRAMでは通常、コント
ロールピンの論理状態により、即ち例えば、書込エネー
ブル信号(バーWE)が論理ハイ状態なら読出動作モー
ドへ進入し、該信号(バーWE)が論理ロウ状態なら書
込動作モードへ進入するというようにして動作モードが
区分されるが、フラッシュメモリでは、I/Oピンを通
じてコマンドをセットすることにより、書込、読出、消
去、プログラムの各モードを実行するようになってい
る。即ち、例えば次の表1に示したように、I/Oポー
トに16進数で“FFh”が入力されればこのコマンド
により読出モードを認識して読出動作を行い、“40
h”が入力されれば書込モード、“20h”が入力され
れば記憶データの消去を認識する。
【表1】
【0006】以下、図2に基づき上記のコマンドを受け
たフラッシュメモリの代表的なデータ読出及び書込動作
を説明する。
【0007】図2Aに示すのは読出モードについての制
御タイミングである。まず、メモリの入出力ピンへ表1
のようにFFhがコマンドとして印加される場合、図1
のアドレスピンA0〜A9に印加されるアドレス信号は
無視とされる。そして、RAS#ピンのローアドレスス
トローブ信号バーRASが論理ロウの期間でCAS#ピ
ンのカラムアドレスストローブ信号バーCASとWE#
ピンの書込エネーブル信号バーWEが論理ロウへ遷移す
るときに、I/Oポートに入力されたデータA5がFF
hなら読出コマンド入力サイクルが行われる。これによ
り、メモリは読出モードへ進入する。
【0008】続く実際の読出動作を行う読出サイクル
は、通常のDRAMの読出動作におけるタイミングと同
様である。即ち、フラッシュメモリは、信号バーRAS
が論理ロウへ遷移するときにアドレスピンに入力された
アドレスをローアドレスA1として認識し、そして信号
バーRASが論理ロウの状態で信号バーCASが論理ロ
ウへ遷移するときに入力されたアドレスをカラムアドレ
スA2として認識する。これらアドレスによりアクセス
された記憶データは、書込エネーブル信号バーWEの論
理ハイの状態にある期間A4において入出力ピンから外
部へ出力される。このデータ出力が完了すれば読出サイ
クル終了である。尚、期間A3はハイインピーダンス状
態の期間を示す。
【0009】次に図2Bに示すのは、書込モードについ
ての制御タイミングである。上記読出モードにおける動
作サイクルと類似するが、コマンド及び書込エネーブル
信号が逆の論理として現れる。この書込モードでは、表
1のように40hがコマンド入力サイクルでコマンドデ
ータA5として印加される。読出モードのときと同様に
して書込モードのコマンド入力サイクルが行われて終了
すると、メモリは外部から印加されるアドレス及びデー
タを待ち、書込サイクルの間でこれらが入力されたとき
にデータの書込を実行する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図2Bを参照すると分
かるように、フラッシュメモリにおける書込データは、
既存のDRAMと同じ書込タイミングの下で入力され
る。従って、DRAMとバスを共用するシステムとした
フラッシュメモリの応用では書込モードがDRAMとフ
ラッシュメモリで共用モードとなり、DRAM側で予期
せぬ書込が行われてしまうことになるという問題点があ
る。
【0011】即ち、DRAMの書込に当たる実際のフラ
ッシュメモリの書込動作は、外部からの書込データをペ
ージバッファに入れる書込(書込データ入力)と該ペー
ジバッファに貯蔵された書込データをメモリセルへ書込
むプログラムの両方を行うものである。つまり、上記従
来技術では、書込サイクルによるフラッシュ書込(書込
データ入力)後にプログラムを行うためにもう一度コマ
ンドを入力しなければならない。このために、システム
上でDRAMと共通バスを使えず、バスを別々に分離し
て別途のコマンド入力サイクルを必要とするという制限
要素がある。この場合、中央処理装置はコマンドを形成
するための作業を独立的に行わなければならないので、
他の作業は行えない。これは全体のシステム性能を低下
させる要因となり、既存のDRAMを支援するチップセ
ットでコマンドコントロールフラッシュを支援させるた
めには、フラッシュメモリ用コマンドを供給するチップ
セットの多くの部分を変更しなければならない問題点が
ある。
【0012】従って本発明は、上記従来技術における課
題を解決し得る不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
即ち、マイクロプロセッサや中央処理装置とDRAMと
の間におけるDRAMバスに直接的に接続して使えるよ
うな不揮発性半導体メモリ装置を提供する。また、ハー
ドディスクや不揮発性半導体メモリ装置に記憶した応用
ソフトウェアをDRAMへダウンロードして当該プログ
ラムを実行するシステムにおいて、ハードウェアの変更
を最小限ですませられるように、DRAMと同じバスラ
イン上にフラッシュメモリを配置して読み書きできるよ
うにし、またフラッシュメモリを動作させるときに同一
バス上にあるDRAMの動作には影響を与えないように
する。更に加えて、DRAMと同じバスライン上にフラ
ッシュメモリを配置して使用する場合に、2つの相異な
るメモリ素子を同時に又は個別的に動作させることを可
能とする。更にまた、DRAMを使用中のシステムのD
RAM支援目的用コントローラにおけるフラッシュメモ
リを支援するコントローラのハードウェア的な変形を最
小限に抑え得るフラッシュメモリを提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、DRAMと
同様のパッケージピン配列を有するフラッシュメモリを
提供し、このときDRAMで使っていない未使用ピンを
コントロールピンとして用い、フラッシュメモリが選択
されないときに一定部分の記憶データを消去し得るよう
にし、書込動作で行われるプログラムの時間を短縮させ
る。
【0014】即ち本発明によれば、ロー及びカラムアド
レスストローブ信号によるアドレスマルチプレクス方式
を用いた電気的消去可能でプログラム可能な不揮発性半
導体メモリ装置において、DRAMと共通のピン配列を
有し且つ当該不揮発性半導体メモリ装置に特有の動作の
ために必要な機能ピンをDRAMの未使用ピンに対応配
置させてあり、DRAM共通の制御タイミングにより読
出動作を実施し、またDRAM共通の制御タイミングに
より書込データ入力を行った後にローアドレスストロー
ブ信号の遷移に応じて該書込データをメモリセルへ書込
むリストアリング期間をもって書込動作を実施し、そし
て前記機能ピンのうちの消去ピンに印加される信号に応
じてデータ消去動作を実施するようにして、DRAMバ
スと直接的に接続することを可能とした不揮発性半導体
メモリ装置を提供する。
【0015】より詳細には、ロー及びカラムアドレスス
トローブ信号によるドレスマルチプレクス方式を用いた
電気的消去可能でプログラム可能な不揮発性半導体メモ
リ装置において、DRAMと共通のピン配列を有し且つ
当該不揮発性半導体メモリ装置に特有の動作のために必
要なリセットピン、レディ/ビジーピン、消去ピンをD
RAMの未使用ピンに対応配置させてあり、DRAM共
通の制御タイミングにより読出動作を実施し、またDR
AM共通の制御タイミングにより書込データ入力を行っ
た後のローアドレスストローブ信号の遷移時に前記書込
データをメモリセルへ書込むリストアリング期間をもつ
書込動作を実施し、そして、前記消去ピンに印加される
信号に応じてデータ消去動作を実施し、また特定の制御
タイミングに応じてアドレスピンから印加されるアドレ
スキーによる特有のフラッシュ動作モードを独立的に実
施するようにして、DRAMバスと直接的に接続するこ
とを可能とした不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
【0016】ここで、上記書込動作におけるリストアリ
ング期間では、書込対象のメモリセルに記憶されたデー
タと外部から入力された書込データとの状態により3種
類の動作が存在する。1つは書込ヒット状態で、これは
選択ワードラインに接続した全メモリセルが消去状態に
ある場合であって、このときにはリストアリング期間に
おいて消去動作なしでプログラム動作のみ行われる。も
う1つは書込ミス状態で、これは選択ワードラインに接
続したメモリセルのうち1つでも消去状態にない場合で
あって、このときにはリストアリング期間において消去
動作が自動的に行われた後にプログラム動作が行われ
る。最後の1つは書込マッチ状態で、これは入力された
書込データと書込対象のメモリセルのデータが一致する
(バイト、ワード、又はページ全体)場合であって、こ
のときにはリストアリング期間において消去やプログラ
ム動作は行われず、直ちに信号RY/BY#(R/B
#)がレディ状態を示して発生される。書込マッチ動作
は書込ヒットや書込ミス動作に優先される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照して説明する。
【0018】尚、各図共通の構成要素にはできるだけ同
じ符号を付してある。また、次の説明には具体的なメモ
リ装置の名称やピン配列など多くの特定事項が説明され
るが、これらは本発明の全般的な理解のために提供され
るに過ぎず、上述した技術的思想に従えばそれら特定事
項でなくとも本発明を実施し得ることは本技術分野で通
常の知識を持つ者には自明である。そして、関連した公
知機能や構成に対する詳細な説明は省くものとする。
【0019】この実施形態では16メガフラッシュメモ
リの場合を例にしてあり、そのDRAMインタフェース
フラッシュメモリのピンアウトについて図3に、既存の
16メガDRAMの4Kリフレッシュ1M×16のTS
OPパッケージ製品におけるピン仕様と対比して示して
いる。図3によれば、2つのメモリ装置(DRAM及び
フラッシュメモリ)は共に16本のI/OピンDQ0〜
DQ15をもつ構成とされており、ロー/カラムアドレ
スを区分するための制御信号である信号RAS#(=バ
ーRAS),CAS#(=バーLCAS,バーUCA
S)をそれぞれ受信する3つのピンを備えている。そし
て更に、読出又は書込動作を指定するための1つの信号
WE#(=バーWE)入力ピンと、12本のアドレスラ
インによるアドレス信号を受けるアドレスピンA0〜A
11と、それぞれ3つの電源電圧Vcc供給ピン及び接
地電圧Vss供給ピンと、1つの出力エネーブル信号O
E#(=バーOE)ピンと、を共通に備えている。つま
り、図3に示す44個のピンのうち39個のピンが共通
で、中央処理装置はこのピンを通じてDRAMとフラッ
シュメモリに同じ信号及び機能データを伝達する。
【0020】一方、フラッシュメモリ特有の動作モード
を支援しながらもDRAMの動作には影響を及ぼさない
ようにして、フラッシュメモリのみの機能ピンが最大5
つ備えられる。本実施形態ではこの5つのピンのうち2
つが未使用ピンであり、残りの3つのピンがフラッシュ
メモリのみの固有な動作を知らせるピンとなる。この3
つのピンは、同一DRAMバス上にフラッシュメモリを
設置可能にするために、DRAMで使っていない未使用
ピンに対応する配置である。即ち、DRAMでは未使用
の12番ピンを用いたリセットピンバーRST、11番
ピンのレディ/ビジーピンR/B#(=R/バーB)、
34番ピンの消去ピンバーECがその3ピンである。リ
セットピンバーRSTは、フラッシュメモリを各種モー
ドからリセットすると共にスリップモードへ進入させ、
消費電流を約5μAほどに抑えるようにする機能ピンで
ある。レディ/ビジーピンR/B#は、フラッシュメモ
リのセル特性のためにリストアリング動作に数μないし
数m秒かかるので、この際のフラッシュメモリのビジー
状態を外部に示すための機能ピンである。またこのピン
は、リストアリング終了で論理レベルを遷移させること
でレディ状態を示す役割ももつ。消去ピンバーECは、
消去モードに関する信号をメモリ内部に伝達するための
機能ピンである。即ち、フラッシュメモリの特性上数K
バイトのデータを同時に消去するブロック消去が必要で
あるが、この場合に、中央処理装置がバスラインのうち
EC#(=バーEC)ピンのバスラインを通じて消去デ
ータを印加することにより、メモリは消去動作へ進入す
る。
【0021】勿論、この3つのピンの使用は、次の表2
に示したようにDRAMのデータに影響することはな
い。また、DRAMバス上でフラッシュ動作のための3
つのピンに当たるバス状態がフローディング状態となれ
ば、フラッシュメモリはその3つのピンを自動的に論理
ハイ又はロウ状態に遷移させ、これら3つのピンを用い
ない他の動作に影響がないようにしてある。
【表2】
【0022】この表2は各ピンの論理状態によるフラッ
シュメモリとDRAMの動作モードを示したものであ
る。まず、全信号が論理ハイ状態の待機状態から、信号
RAS#と信号CAS#が論理ロウ、信号WE#が論理
ハイになると、選択アドレスのデータがメモリから出力
される。また、信号RAS#と信号CAS#が論理ロウ
で信号WE#も論理ロウになると書込動作となり、指定
アドレスにデータが書込まれる。この読出及び書込動作
で、従来のフラッシュメモリではコマンド入力後に読出
又は書込を行ったが、図3のDRAM及びフラッシュメ
モリによれば、共に同じ制御タイミングの下でコマンド
入力サイクルなしで実施される。
【0023】一方、フラッシュメモリで必要とするブロ
ック消去を行うために、表2によれば、信号RAS#と
信号EC#を論理ロウにし、信号CAS#を論理ハイに
遷移させるようになっている。このときにDRAMで
は、よく知られているRASonly リフレッシュモ
ードが行われる。また、表2では省略してあるが、信号
WE#を論理ハイとして信号CAS#を先に論理ロウと
した後に信号RAS#を論理ロウとするときには、DR
AMはCAS before RAS リフレッシュへ進入する
一方、フラッシュメモリではリフレッシュ動作が不要な
ので、このタイミングはフラッシュメモリには無視され
る。
【0024】上記モード以外にフラッシュメモリで必要
とされる動作モード、即ち、デバイス或いはマニュファ
クチャ情報の読出や特定ブロックを選択して消去や再プ
ログラムを防止するロック/アンロックブロック指定な
どは、DRAMで通常用いないタイミングを採択すべき
である。この場合、信号RAS#が論理ハイからロウへ
遷移する前に信号CAS#と信号WE#を論理ハイから
ロウへ先に遷移させる、よく知られたWCBRのタイミ
ングを用いることができる。
【0025】DRAMでテストモード用として知られた
WCBRについては、後述の図11で詳しく説明するの
で、ここでは重要部分について簡略に言及する。WCB
Rモードでアドレスデータが入力される場合にDRAM
は通常、最下位ビットLSBのアドレスからの順序を用
いている。そこで、この例のフラッシュメモリでは最上
位ビットMSBのアドレスからの順序を用いることによ
り、フラッシュ動作モード選択時はDRAMの動作が無
視され、DRAMモードの選択時はフラッシュメモリの
動作が無視されるようにしている。
【0026】以上、図3のように、ブロック消去を選択
するためのEC#ピンを含めたピン配列を有するフラッ
シュメモリは、DRAMとフラッシュメモリを同じバス
上で使うシステムにおいて、DRAMの読出及び書込動
作と同様にして動作を行えることが分かり、システムユ
ーザーがシステム内のハードウェアボードを変更せずと
もフラッシュメモリの使用を可能にする環境を提供す
る。
【0027】図4には、この例のフラッシュメモリにお
ける高速ページ読出モードのタイミングと高速ページ書
込モードのタイミングを示している。図4Aに示す高速
ページ読出動作の波形は、既存の16メガDRAMと同
タイミングで現れ、また、図4Bに示す高速ページ書込
動作の波形も、DRAMと同タイミングである。但し、
全書込データ入力後に信号RAS#が論理ハイに遷移す
るとフラッシュメモリの動作状態を示す信号R/B#が
論理ロウへ遷移するタイミングがあるのが特異である。
これは、フラッシュメモリが現在入力されたデータをフ
ラッシュメモリのセル内にプログラム中とのビジー状態
を示すものである。即ち、フラッシュメモリセルではデ
ータ書換えのためにメモリセルトランジスタのホットエ
レクトロン又はFowlor-Nordheim 電流を利用するため、
これにかかる数μ〜数m秒の時間をシステムの中央処理
部が認識できるようにする。このためにフラッシュメモ
リからR/B#ピンを通じてビジー信号が出力される。
【0028】このフラッシュメモリに書込データを入れ
た後のビジー期間はリストアリング期間であり、システ
ムの処理部は続く動作を行う前に、ビジーからレディに
変更があるまで待機サイクルをとる。そしてリストアリ
ング期間では、選択されたローライン(行ライン)に接
続したメモリセルに記憶されているデータと外部から新
たに入力された書込データとにより、前述したように
“書込ヒット”、“書込ミス”、“書込マッチ”が決定
される。
【0029】上記の読出、書込(書込データ入力)、リ
ストアリングの動作につき、図5〜図10を参照して説
明する。図5は本実施形態のフラッシュメモリの概略構
成を示すブロック図である。各ブロックの機能は、通常
のDRAM或いはフラッシュEEPROMと同様なので
詳細な説明は省く。
【0030】図6には、図5のメモリアレイ部分(58
0)に対する詳細構造の一例を示している。但し、本発
明は図6にのみ限られない。また、図6は16Mbit
(1M×16)の場合であるが、本発明が1M×16ビ
ット構造にのみ適用されるのではなく、セルアレイ58
0を32個のブロック(ARRAY1〜32)に分けた
のも一例に過ぎない。更に、図6のセルアレイ580は
NAND構造のフラッシュEEPROMの例であるが、
本発明はNAND構造に限らず他の形態の不揮発性セル
を使う場合でも該当することは勿論である。NANDセ
ルを使う場合は、そのセルアレイ構造やデコーダ回路な
どは韓国特許出願93−390号に開示のものを使用可
能である。加えて、図6は読出や書込動作時にそれぞれ
8つのアレイブロックより構成された4つのマット(M
at)のうちの2つが同時に動作する場合の例である
が、本発明は同時に動作するマット数を問わず適用でき
るし、図6は2本のビットラインが1つのページバッフ
ァ560に接続される例を示しているが、1つのページ
バッファに1本又は多数本のビットラインが接続される
ものでもよい。
【0031】図7及び図8は、図6に示したように1つ
のページバッファに2本のビットラインが接続される場
合におけるより詳細な回路図である。図4に基づき図7
及び図8に示した回路の読出動作を説明する。
【0032】図4において信号RAS#が論理ロウとな
り、このときアドレスピンを通じてワードラインを選択
するためのローアドレスが入力されれば、それによるロ
ーアドレスの指定により1つのマットで1本のワードラ
インが選択される。そして、図7及び図8において1つ
のページバッファに接続された2本のビットラインのう
ち1本は選択され、もう1本のビットラインは選択され
なくなる。その際、非選択のビットラインに接続された
基準セルが電流を流すことで非選択ビットラインの電位
がプリチャージ電圧よりも低められる。一方、選択ビッ
トラインの電位は、選択ビットラインに接続したセルの
うち選択ワードラインにより指定されるセルが消去され
たセルか、それともプログラムされたセルかによって2
つの場合に分けられる。即ち、消去が施されたセルの場
合には選択ビットラインの電位が非選択ビットラインの
電位より更に低くなり、一方、プログラムされたセルの
場合には電流を流す経路がなくなるので選択ビットライ
ンの電位は低くならず、よって選択ビットラインの電位
が非選択ビットラインの電位より高くなる。
【0033】このビットラインの選択及び非選択は、図
7における信号RSL1t,RSL2t,SSL1t,
SSL2tにより指定される。即ち、信号RSL1t及
び信号SSL1tが論理ハイであり、信号RLS2t及
び信号SSL2tが論理ロウの場合、図中右側のビット
ラインが非選択ビットラインとなり、その基準セルがタ
ーンオンとなって電圧VREFに従い電流量が決定され
る。一方、図中左側のビットラインは選択ビットライン
となり、その基準セルがターンオフされるので選択され
たセルの状態に従い電流の流れが決定される。
【0034】上述のようにして選択ビットラインと非選
択ビットラインの電位差が生じると、一般的に使われる
ラッチ形態の増幅回路の活性化を通じて(LABtの論
理ロウ及びLAtの論理ハイ印加)少量のビットライン
間の電位差が0VとVcc間のレベルの差に増幅され、
このビットライン上のデータ電圧が、信号YAi及び信
号YBiを論理ハイへ遷移させることによりラインIO
i,IOiBに現れる(この場合ISOt=ハイ、IS
Ob=ロウ)。その後、ラインIOi,IOiBのデー
タがDQドライバを通じて外部へ出力されれば、これに
より読出動作完了となる。尚、図7の下側に続く図8に
示した部分は、図6で活性化されないマットに当たるペ
ージバッファである。
【0035】書込動作は次のようになる。図4におい
て、書込データを入力する場合はまず信号RAS#が論
理ロウ遷移し、このとき入力されるアドレスがローアド
レスとして認識されて書込対象のワードラインが選択さ
れる。そして、一定時間後に信号WE#が論理ロウに遷
移することにより書込動作であることが認識され、DQ
ピンを通じて書込もうとするデータが外部から内部へ入
力される。この外部から入力される書込データは非選択
マットのページバッファに、即ち図8のページバッファ
のラッチ部分に入れられ、この際、信号LAb及び信号
LABbがそれぞれ論理ハイ及びロウ状態となる。該書
込データ入力動作が全て完了して信号RAS#が論理ハ
イへ遷移すれば、書込データ入力は完了となり、デバイ
ス内部で前記ラッチしたデータをセルへ書き込むための
リストアリング動作が始まる。この場合にR/B#ピン
の状態が論理ロウとなり、メモリをアクセスしないこと
を外部へ示す情報として使用される。
【0036】フラッシュメモリの内部的書込動作である
リストアリング動作は、前記非選択マットのページバッ
ファへ書込データを入力した後に、選択マットのページ
バッファへ、選択ワードラインに接続した書込対象のメ
モリセルのデータを上述の読出動作を利用して読み込む
ことから始まる。この読込が完了した後には、選択マッ
トのページバッファのデータと非選択マットのページバ
ッファのデータとの比較が実施され、また、選択マット
の全データが消去を施したセルデータであるかどうかが
判断される。その両データの比較動作は通常の比較回路
(コンパレータ)を用いて行われる。また、選択マット
のページバッファに読み込んだデータが消去データかど
うかは、消去セルによるページバッファ内のデータはデ
ータ0(論理ロウ)になるので、選択マットの全セルデ
ータをOR演算して結果が“0”になるか“1”になる
かにより簡単に判断できる。
【0037】このような比較判断動作を実施した結果、
選択マットのページバッファにおけるデータと非選択マ
ットのページバッファにおけるデータが一致すれば、書
込動作完了となりR/B#ピンの状態が論理ハイとさ
れ、一定時間が経過した後に次の動作を実施可能な待機
状態が保たれる。この場合は書込マッチに相当する。
【0038】一方、比較結果が一致しない場合は、選択
マットのページバッファにおけるデータの判断結果、全
データが“0”であれば、即ち、全データが消去セルの
データならば、非選択マットのデータを選択マットのペ
ージバッファへ伝達する。この伝達動作は、図8の信号
LABb及び信号LAbを論理ロウ及びハイの状態に保
ち、そして、図7のページバッファを等化した後に信号
LABt及び信号LAtをそれぞれ論理ロウ及びハイの
状態にして両分離信号ISOt,信号ISObを論理ハ
イにすることで行われる。該データ伝達後に選択マット
のページバッファのデータをもって前述の特許出願に記
載されたプログラム方法を利用したプログラムが進めら
れる。このプログラム動作が完了すれば書込動作完了と
なってR/B#ピンが論理ハイとなり、待機状態へ移行
する。この場合は書込ヒットに相当する。
【0039】更に、データ判断結果、選択マットのペー
ジバッファにおけるデータが全て“0”でない場合は、
選択マットのページバッファのラッチを等化した後、選
択マットのページバッファに非選択ビットラインの状態
を貯蔵させ、この動作後に選択マットの選択ワードライ
ンに接続した全てのセルに対する消去動作を実施する。
当該消去動作の完了後は、選択マットの非選択ビットラ
インに対し選択マットのページバッファのデータによる
書込動作を施し、該動作後に、前述の方式によって非選
択マットのページバッファのデータを選択マットのペー
ジバッファへ伝達する。この伝達動作完了後に、選択マ
ットのぺージバッファにおけるデータをもって選択ビッ
トラインに対する書込を実施する。これが完了すればR
/B#ピンが論理ハイとなり、一定時間後に次の動作を
行えるようにデバイスは待機状態を保つ。この場合は書
込ミスに相当する。
【0040】以上の書込動作全体のうち、外部からの書
込データを選択マットのページバッファへ入力するよう
にすることも可能で、この場合は、その入力した選択マ
ットのページバッファデータを非選択マットのページバ
ッファへ一旦伝達してから、それ以降の動作を上述の書
込マッチ、書込ヒット、書込ミスの各場合について同様
に進めるようにすればよい。
【0041】図9には、他の実施形態のメモリアレイを
示しており、図10は、図9の一部に当たるセルアレイ
及びページバッファの詳細回路図である。この図9の場
合はメモリ内の2つのマットが同時に選択され、各マッ
トで1本ずつのワードラインが選択される場合である
が、この場合における読出及び書込動作も上記図6〜図
8で説明した動作と同様に進められる。但し、図6にお
ける非選択マットのページバッファの役割が、図9では
追加されたラッチ回路800,810により実行される
点で異なっている。即ち、データ読出時には、選択ビッ
トラインのデータを信号ISO1及び信号ISO2の論
理ロウ状態でページバッファに読み込んでから、信号I
SO1,YAi,YBiを論理ハイに遷移させ、ページ
バッファのデータをラインIOi,IOiBラインを通
じて外部へ出力する。また、書込動作では、まず外部か
らの入力データを信号ISO1の論理ロウ、信号ISO
2の論理ハイ状態でラインIOi,IOiBを通じて追
加されたラッチ回路800,810へ取り込む。その後
に、選択ビットラインのデータを上述した読出動作と同
様の方式にてページバッファへ貯蔵する。そして、書込
マッチ、書込ヒット、書込ミスについて上述の例と同様
の方式で進めれば書込動作が遂行される。
【0042】図11は、DRAMには不要でフラッシュ
メモリにのみ必要な、消去サスペンド(一時中断)、ロ
ック/アンロックブロック指定、デバイスID読出など
のフラッシュ動作モードへ進入するためのタイミング図
である。次の表3に、各種のフラッシュ動作モードに進
入できるようにするアドレスキーについての例を示す。
【表3】
【0043】図11によれば、中央処理部がWCBRタ
イミングで上記表3のようなアドレスキーをフラッシュ
メモリのアドレスピンを通じて印加すればよいことが分
かる。このアドレスピンを通じて印加されるアドレスキ
ーデータは、フラッシュメモリ内のレジスタに貯蔵さ
れ、それによる所定の1モードを行わせる役割を担うも
のである。
【0044】更に詳述すれば、まず信号RAS#の論理
ロウ遷移前に信号CAS#と信号WE#信号を論理ロウ
へ遷移させ、そして信号RAS#が論理ロウに遷移する
ときにアドレスキーを入力することにより、その種類に
応じた上記フラッシュ動作モードのうちの1つが選択さ
れる。このWCBRのタイミングはDRAMでは主にテ
ストモードを指定するために標準化されており、大方の
場合このときに最下位ビットのアドレスから使用してい
るので、フラッシュメモリに固有のフラッシュ動作モー
ドを選択するために使用する際には、最上位ビットアド
レスから3ビットを用いるようにした。従って、DRA
Mとフラッシュメモリを同一バスライン上で動作させる
応用手法でも、DRAM動作に影響を与えずにフラッシ
ュメモリのみの動作を選択して行える。これについての
実現方法は既存のDRAMに使用されている技術なので
これ以上の詳しい説明は省く。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、DRAMとフラッシュ
メモリで読出及び書込動作を共通にすることができ、そ
の他のフラッシュ動作モードにはWCBRタイミングや
配置したEC#ピンを用いることにより、DRAMの動
作に関係なくフラッシュメモリのみアクセスできるの
で、DRAMバスへフラッシュメモリを直接的に接続し
てDRAMとDRAMインタフェースフラッシュメモリ
を同一バスライン上で使用することができる。
【0046】また、同一バスライン上のハードウェアピ
ン制御を用いてフラッシュメモリにデータ消去できるモ
ードを提供することができるので、既存のボードに搭載
されたDRAMコントロール用チップセットに対する大
きな変更なしで制御ピン1つを更に配置することにより
容易にフラッシュメモリを制御できる。そして、既存の
コード貯蔵用不揮発性記憶素子とコード遂行用DRAM
を有するシステム構造における、それら2つのデバイス
が相異なるインタフェースを有することから発生する設
計の複雑性やコストアップを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のDRAMインタフェースフラッシュメモ
リのピン配置を示す説明図。
【図2】図1のメモリにおける読出及び書込動作の波形
図。
【図3】本発明によるDRAMインタフェースフラッシ
ュメモリのピン配置をDRAMと比較して示す説明図。
【図4】本発明によるフラッシュメモリの読出及び書込
動作の波形図。
【図5】本発明によるフラッシュメモリの全体的構成を
示すブロック図。
【図6】図5中のメモリアレイ及び関連ブロックの接続
配置の第1実施形態を示す説明図。
【図7】図6中のメモリアレイ及びページバッファの一
部詳細を示す回路図。
【図8】図7に続く回路図。
【図9】図5中のメモリアレイ及び関連ブロックの接続
配置の第2実施形態を示す説明図。
【図10】図9中のメモリアレイ及びページバッファの
一部詳細を示す回路図。
【図11】本発明によるフラッシュメモリにおけるWC
BRタイミングの波形図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シエド アリ 大韓民国ソウル特別市龍山区梨泰院洞22 番地2号 (72)発明者 イヤズ ハク 大韓民国ソウル特別市龍山区梨泰院洞22 番地2号 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 16/00

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロー及びカラムアドレスストローブ信号
    によるアドレスマルチプレクス方式を用いた電気的消去
    可能でプログラム可能な不揮発性半導体メモリ装置にお
    いて、 DRAMと共通のピン配列を有し且つ当該不揮発性半導
    体メモリ装置に特有の動作のために必要な機能ピンをD
    RAMの未使用ピンに対応配置させてあり、DRAM共
    通の制御タイミングにより読出動作を実施し、またDR
    AM共通の制御タイミングにより書込データ入力を行っ
    た後にローアドレスストローブ信号の遷移に応じて該書
    込データをメモリセルへ書込むリストアリング期間をも
    って書込動作を実施し、そして前記機能ピンのうちの消
    去ピンに印加される信号に応じてデータ消去動作を実施
    するようにして、DRAMバスと直接的に接続すること
    が可能であることを特徴とする不揮発性半導体メモリ装
    置。
  2. 【請求項2】 書込動作における書込データ入力で、各
    ビットラインごとに予め設定されたバッファに書込デー
    タを取り込む請求項1記載の不揮発性半導体メモリ装
    置。
  3. 【請求項3】 書込動作におけるリストアリング期間
    で、予め設定されたバッファに入力した書込データをメ
    モリセルへ同時にプログラムする請求項1記載の不揮発
    性半導体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 機能ピンとしてリセットピン及びレディ
    /ビジーピンをもつ請求項1記載の不揮発性半導体メモ
    リ装置。
  5. 【請求項5】 リセットピンは、当該不揮発性半導体メ
    モリ装置を各種モードからリセットすると共にスリップ
    モードへ進入させ消費電力を最小限に抑える信号のため
    の機能ピンであり、レディ/ビジーピンは、当該不揮発
    性半導体メモリ装置のビジーやレディ状態を表示する信
    号のための機能ピンである請求項4記載の不揮発性半導
    体メモリ装置。
  6. 【請求項6】 リストアリング期間の動作が、書込マッ
    チ、書込ヒット、書込ミスの各場合に分けられる請求項
    1記載の不揮発性半導体メモリ装置。
  7. 【請求項7】 書込マッチは、入力した書込データと書
    込対象のメモリセルに記憶のデータとが一致する場合の
    動作である請求項6記載の不揮発性半導体メモリ装置。
  8. 【請求項8】 書込ヒットは、書込対象の全メモリセル
    のデータが消去されている場合の動作である請求項6記
    載の不揮発性半導体メモリ装置。
  9. 【請求項9】 書込ミスは、書込対象のメモリセルのう
    ち少なくとも1つのデータが消去されていない場合の動
    作である請求項6記載の不揮発性半導体メモリ装置。
  10. 【請求項10】 ロー及びカラムアドレスストローブ信
    号によるドレスマルチプレクス方式を用いた電気的消去
    可能でプログラム可能な不揮発性半導体メモリ装置にお
    いて、 DRAMと共通のピン配列を有し且つ当該不揮発性半導
    体メモリ装置に特有の動作のために必要なリセットピ
    ン、レディ/ビジーピン、消去ピンをDRAMの未使用
    ピンに対応配置させてあり、DRAM共通の制御タイミ
    ングにより読出動作を実施し、またDRAM共通の制御
    タイミングにより書込データ入力を行った後のローアド
    レスストローブ信号の遷移時に前記書込データをメモリ
    セルへ書込むリストアリング期間をもつ書込動作を実施
    し、そして、前記消去ピンに印加される信号に応じてデ
    ータ消去動作を実施し、また特定の制御タイミングに応
    じてアドレスピンから印加されるアドレスキーによる特
    有のフラッシュ動作モードを独立的に実施するようにし
    て、DRAMバスと直接的に接続することが可能である
    ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。
  11. 【請求項11】 フラッシュ動作モードを実施するため
    の特定の制御タイミングは、カラムアドレスストローブ
    信号及び書込エネーブル信号が第1状態から第2状態へ
    遷移した後にローアドレスストローブ信号が第2状態へ
    遷移するWCBRタイミングである請求項10記載の不
    揮発性半導体メモリ装置。
  12. 【請求項12】 第1状態がCMOSレベルの論理ハイ
    で、第2状態がCMOSレベルの論理ロウである請求項
    11記載の不揮発性半導体メモリ装置。
  13. 【請求項13】 フラッシュ動作モードのためのアドレ
    スキーは、アドレスピンのうちの最上位アドレスを受信
    するピンから順に3本のピンを通して提供される請求項
    11記載の不揮発性半導体メモリ装置。
  14. 【請求項14】 フラッシュ動作モードは、消去サスペ
    ンド、ロック/アンロックブロック指定、メモリID読
    出モードのうちの少なくとも1つを含む請求項11記載
    の不揮発性半導体メモリ装置。
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