JP2888194B2 - Xメインデコーダ回路 - Google Patents

Xメインデコーダ回路

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JP2888194B2
JP2888194B2 JP14224096A JP14224096A JP2888194B2 JP 2888194 B2 JP2888194 B2 JP 2888194B2 JP 14224096 A JP14224096 A JP 14224096A JP 14224096 A JP14224096 A JP 14224096A JP 2888194 B2 JP2888194 B2 JP 2888194B2
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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Xメインデコーダ回
路に関し、特にメモリセル領域内において複数の一定の
単位毎に直列接続されたメモリセルのブロックが備え、
メモリセル領域内の特定のメモリセルを選択するための
機能を有するXメインデコーダ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】Xメインデコーダ回路の第1の従来技術
は、図4に示すように、複数のメインデコーダ部選択信
号Aが入力された論理回路である3入力NAND回路1
と、3入力NAND回路1の出力Sとブロック選択信号
Bとを入力としブロックセル選択線Dを出力するブロッ
クデコーダ32を構成する2入力NOR回路27と、3
入力NAND回路1の出力Sをゲート入力し、ソースを
電源に接続したPチャネル型MOSトランジスタ28
と、セル選択信号Cをゲート入力とし、Pチャネル型M
OSトランジスタ28のドレインにソースを接続し、ド
レインをメモリセル選択線Eと接続したPチャネル型M
OSトランジスタ29と、3入力NAND回路1の出力
Sをゲート入力とし、ソースを接地し、ドレインをメモ
リセル選択線Eと接続したNチャネル型MOSトランジ
スタ30と、セル選択信号Cをゲート入力としソース側
を接地しドレイン側をメモリセル選択線Eと接続したN
チャネル型MOSトランジスタ31とからなりワードデ
コーダを構成する2入力NOR回路33と、から構成さ
れる。
【0003】このXメインデコーダ回路は、入力される
3本のメインデコーダ部選択信号Aの内のいずれか1本
が接地電位(“Low”レベル)の時、3入力NAND
回路1の出力Sは電源電位(“High”レベル)とな
り、2入力NOR回路27の出力であるブロックセル選
択線Dが接地電位となることで、ブロックセル選択線D
をゲート入力とするメモリセル領域内のメモリセルブロ
ック内のブロックセルであるNチャネルMOSトランジ
スタのエンハンスメント型を遮断状態とし、ブロックセ
ル下に直列に接続されているメモリセル部最小単位のす
べてを非選択としたメインデコーダ部非選択状態とす
る。
【0004】次に、メインデコーダ部選択信号Aがすべ
て電源電位の場合、3入力NAND1回路の出力Sが
“Low”レベルである接地電位となり、2入力NOR
回路27の出力であるブロックセル選択線Dは、ブロッ
ク選択信号Bにより制御されたメインデコーダ部を選択
状態とし、メインデコーダ部の選択状態で、ブロック選
択信号Bが電源電位のときブロックセル選択線Dは接地
電位となり、ブロックセル選択線Dをゲート入力するメ
モリセル領域内のブロックセルであるNチャネル型MO
Sトランジスタのエンハンスメント型が遮断し、ブロッ
クセル下に直列に接続されるメモリセルへの電流経路を
遮断し、メインデコーダ部が選択状態でかつブロックセ
ルを非選択状態とする。
【0005】また、メインデコーダ部選択状態で、ブロ
ックセル選択信号Bが接地電位のとき、ブロックセル選
択線Dが電源電位となり、ブロックセル選択線Dをゲー
ト入力とするメモリセル領域内のメモリセルブロック内
のブロックセルであるNチャネル型MOSトランジスタ
のエンハンスメント型が導通状態となり、ブロックセル
下に直列に接続されるメモリセル部最小単位への電流経
路が接続され、直列接続されたメモリセルである複数の
Nチャネル型MOSトランジスタのエンハンスメント型
及びNチャネル型MOSトランジスタのデプレッション
型をワードデコーダ回路33で選択できるようにし、メ
インデコーダ部選択かつブロックセル選択状態とされ
る。
【0006】メインデコーダ部選択かつブロックセル選
択状態の場合、ブロックセル下に直列に接続された複数
のメモリセル中の一つを選択するとき、セル選択信号C
を電源電位としPチャネル型MOSトランジスタ29を
遮断しNチャネル型MOSトランジスタ31を導通状態
としてメモリセル選択線Eを接地電位に落とし、接地電
位となったメモリセル選択線Eをゲート入力するメモリ
セル領域内のメモリセルブロック内のメモリセルを選択
し、その他の直列接続されたメモリセルのゲートに対し
ては、セル選択信号Cを接地電位とし、メモリセル選択
線Eを電源電位とすることでメモリセル領域内のメモリ
セルブロック内の電源電位となったメモリセル選択線E
をゲート入力とするメモリセルであるNチャネル型MO
Sトランジスタのエンハンスメント型を導通状態とし、
デジット線からの電流経路を接続した状態に維持し、選
択された特定のメモリセルが接地電位をゲート入力する
と、Nチャネル型MOSトランジスタがエンハンスメン
ト型のとき遮断状態となりデジット線からの電流経路を
遮断し、または、Nチャネル型MOSトランジスタがデ
プレッション型のとき能動状態となりデジット線からの
電流経路を接地電位へと接続する動作を行う。
【0007】この従来のXメインデコーダ回路のレイア
ウトをする場合、ブロックデコーダ回路32は1本のブ
ロックセル選択線Dを駆動するだけであり、比較的小さ
くすることができるが、ワードデコーダ回路33はメモ
リセル選択線Eが複数のワード線を駆動しているため、
トランジスタのゲート幅が大きく、かつ、メモリセル最
小単位内の直列に接続されたNチャネル型MOSトラン
ジスタの数に比例してワードデコーダ回路33の数が増
加し、特にワードデコーダ回路33のレイアウト面積が
大きいという問題点があった。
【0008】Xメインデコーダ回路の第2の従来技術
は、図5に示すように、複数のメインデコーダ部選択信
号Aを入力とする3入力NAND回路1と、3入力NA
ND回路1の出力Sとブロック選択信号Bを入力とし、
ブロックセル選択線Dを出力とするブロックデコーダ3
2である2入力NOR回路27と、3入力NAND回路
1の出力Sをゲート入力し、ソース側をセル選択信号の
反転信号C ̄と接続し、ドレイン側をメモリセル選択線
Eと接続したPチャネル型MOSトランジスタ34と、
3入力NAND回路1の出力Sをゲート入力とし、ソー
ス側を接地し、ドレイン側をメモリセル選択線Eと接続
したNチャネル型MOSトランジスタ35と、セル選択
信号の正転信号Cをゲート入力とし、ソース側を接地
し、ドレイン側をメモリセル選択線Eと接続したNチャ
ネル型MOSトランジスタ36とで構成される。
【0009】この従来のXメインデコーダ回路は、前記
第1の従来技術のXメインデコーダ回路の欠点であった
ワードデコーダ回路33のレイアウト面積が大きいこと
に対して、セル選択信号の正転信号Cに加えて反転信号
C ̄が必要になるが、2入力NOR回路33(図4参
照)におけるPチャネル型MOSトランジスタの1つを
削減することにより、レイアウト面積の縮小化を図った
ものであり、配線信号1本分のレイアウト面積増加に対
して、Pチャネル型MOSトランジスタ1個分のレイア
ウト面積を削減している。
【0010】この従来のXメインデコーダ回路は、入力
される3本のメインデコーダ部選択信号Aの内のどれか
1本が接地電位である場合、3入力NAND回路1の出
力Sは電源電位となり、2入力NOR回路27の出力の
ブロックセル選択線Dは接地電位となることで、ブロッ
クセル選択線Dをゲート入力とするメモリセル領域内の
メモリセルブロック内のブロックセルであるNチャネル
型MOSトランジスタのエンハンスメント型が遮断状態
となり、ブロックセル下に直列に接続されているメモリ
セル部最小単位の全てを非選択としたメインデコーダ部
非選択状態とする。
【0011】次に、メインデコーダ部選択信号Aが全て
電源電位の場合、3入力NAND回路1の出力Sが“L
ow”レベルである接地電位となり、2入力NOR回路
27の出力であるブロックセル選択線Dは、ブロック選
択信号Bにより制御されたメインデコーダ部選択状態と
する。
【0012】すなわち、メインデコーダ部選択状態でブ
ロック選択信号Bが電源電位のとき、ブロックセル選択
線Dが接地電位となり、メモリセル領域内のメモリセル
ブロック内のブロックセル下に直列に接続されるメモリ
セルへの電流経路を遮断し、メインデコーダ部選択、か
つ、ブロックセル非選択状態とする。
【0013】また、メインデコーダ部選択状態でブロッ
クセル選択信号Bが接地電位のとき、ブロックセル選択
線Dが電源電位となり、ブロックセル選択線Dをゲート
入力とするメモリセル領域内のメモリセルブロック内の
ブロックセルであるNチャネル型MOSトランジスタの
エンハンスメント型が導通状態となり、ブロックセル下
に直列に接続されるメモリセル部最小単位への電流経路
が接続され、直列接続されたメモリセルである複数のN
チャネル型MOSトランジスタを選択できるようにし
た、メインデコーダ部選択、かつ、ブロックセル選択状
態とに制御されている。
【0014】メインデコーダ部選択かつブロックセル選
択状態の場合、3入力NAND回路1の出力Sの接地電
位をゲート入力するNチャネル型MOSトランジスタ3
5を遮断し、かつ、Pチャネル型MOSトランジスタ3
4が導通状態となり、セル選択信号C,C ̄で制御され
るようになり、ブロックセル下に直列に接続されたメモ
リセルである複数のNチャネル型MOSトランジスタ中
の1つを選択するとき、メモリセル選択線Eを接地電位
にするために、ワードデコーダ回路37内のPチャネル
型MOSトランジスタ34を介し、接地電位としたセル
選択信号の反転信号C ̄へと放電し、また、セル選択信
号の正転信号Cをゲート入力とするNチャネル型MOS
トランジスタ36を介し、さらに放電することにより、
メモリセル選択線Eの電位が接地電位へ変位する速度を
速めると共に、Nチャネル型MOSトランジスタ36で
Pチャネル型MOSトランジスタ34のしきい値電圧V
TP以下のメモリセル選択線Eの電位を確実に接地電位
まで落とすようにしている。
【0015】また、ブロックセル下に直列に接続された
複数のメモリセル中の選択された特定のメモリセル以外
の複数のメモリセルを非選択とするために、セル選択信
号の反転信号C ̄で電源電位とし、Pチャネル型MOS
トランジスタ34を介し、メモリセル選択線Eを電源電
位とし、かつ、接地電位であるセル選択信号の正転信号
Cが、Nチャネル型MOSトランジスタ36を遮断状態
として使用し、選択された特定のメモリセルが接地電位
をゲート入力したときに、Nチャネル型MOSトランジ
スタがエンハンスメント型のとき遮断状態となりデジッ
ト線からの電流経路を遮断し、または、Nチャネル型M
OSトランジスタがデプレッション型のとき能動状態と
なりデジット線からの電流経路を接地電位へと接続する
動作を行う。
【0016】図5に示した第2の従来のXメインデコー
ダ回路を実際の製品に応用した例は、図6に示すよう
に、3入力NAND回路1の出力Sを入力とする複数の
ブロックデコーダ回路32でブロックデコーダ回路群3
8を構成し、3入力NAND回路1の出力Sを入力とす
る複数のワードデコーダ回路37でワードデコーダ回路
群39を構成し、左右対称の配置をなし、複数のブロッ
クセル選択線(D1,D21,…,Dn)と、複数のメ
モリセル選択線(E1,E2,…,Em)がメモリセル
領域内のメモリセルブロック15へ入力され、複数のメ
モリセルの選択および非選択を制御し、また、複数のメ
インデコーダ部選択信号A、2n本のブロック選択信号
B及び2(m+m)本のセル選択信号の正転信号Cと反
転信号C ̄を配置した配線部を構成している。なお、動
作については、図5で説明したとおりである。
【0017】図3は、メモリセル領域内のメモリセルブ
ロック15の回路構成の一例を示したものであり、NA
ND型、かつ、イオン注入プログラム方式の回路図を示
したものである。
【0018】図3を参照すると、デジット線Kにドレイ
ン側を接続し、複数のブロック選択線D中の一信号D1
をゲート入力とするNチャネル型MOSブロックトラン
ジスタ17と、Nチャネル型MOSブロックトランジス
タ17のソース側と、ドレイン側を接続し、複数のブロ
ック選択線D中の一信号D2をゲート入力とするNチャ
ネル型MOSブロックトランジスタ18と、Nチャネル
型MOSブロックトランジスタ18のソース側と片側の
ドレイン側Iを接続し、複数のメモリセル選択線E中の
一信号E1をゲート入力とするNチャネル型MOSセル
トランジスタ19と、Nチャネル型MOSセルトランジ
スタ19のソース側とドレインを接続し、複数のメモリ
セル選択線E中の一信号E2をゲート入力とするNチャ
ネル型MOSセルトランジスタ20と、以下同様にし
て、メモリセル選択線E中の一信号Em−1をゲート入
力とするNチャネル型MOSセルトランジスタのソース
側とドレインを接続し、複数のメモリセル選択線E中の
一信号Emをゲート入力し、ソース側を接地したNチャ
ネル型MOSセルトランジスタ21により、直列接続さ
れたNAND型メモリセル部41を構成している。
【0019】また、デジット線Kにドレインを接続し、
複数のブロック選択線D中の一信号D1をゲート入力と
するNチャネル型MOSブロックトランジスタ22と、
Nチャネル型MOSブロックトランジスタ22のソース
側とドレインを接続し、複数のブロック選択線D中の一
信号D2をゲート入力とするNチャネル型MOSブロッ
クトランジスタ23と、Nチャネル型MOSブロックト
ランジスタ23のソース側とドレインJを接続し、複数
のメモリセル選択線E中の一信号E1をゲート入力とす
るNチャネル型MOSセルトランジスタ24と、Nチャ
ネル型MOSセルトランジスタ24のソース側とドレイ
ンを接続し、複数のメモリセル選択線E中の一本E2を
ゲート入力とするNチャネル型MOSセルトランジスタ
25と、以下同様にして、メモリセル選択線E中の一本
Em−1をゲート入力とするNチャネル型MOSセルト
ランジスタのソース側とドレインを接続し、複数のメモ
リセル選択線E中の一信号Emをゲート入力し、ソース
側を接地したNチャネル型MOSセルトランジスタ26
とにより、直列接続されたNAND型メモリセル部42
を構成している。
【0020】同一のブロックセル選択線D1,D2と同
一のメモリセル選択線E1,E2,…,Emをゲート入
力とし、デジット線Kに対して直列接続されたNAND
型メモリセル部41と、直列接続されたNAND型メモ
リセル部42と、を並列接続したものが、メモリセル部
最小単位16を構成し、更にデジット線Kに対して、メ
モリセル部最小単位16をn/2個並列接続したメモリ
セルブロック15を構成し、メモリセルブロック15内
のブロックセル17,18,22,23を駆動するブロ
ックセル選択線D1,D2,…,Dnは全て独立した信
号である。また、図3中において互いに独立した信号で
あるメモリセル選択線E1,E2,…,Emはメモリセ
ルブロック15内のn/2個のメモリセル部最小単位1
6へ共通に入力され、メモリセル19,20,21,2
4,25,26を駆動する。そして、メモリセルブロッ
ク15を複数個有し、メモリセル領域を構成している。
【0021】図3を参照して、メインデコーダ部非選択
状態の場合、すべてのブロックセル選択線D1,D2,
…,Dnが接地電位となり、接地電位をゲート入力とす
るNチャネル型MOSブロックトランジスタのエンハン
スメント型17,23が遮断状態となり、メモリセルブ
ロック15内へのデジット線からの電流経路はすべて遮
断される。
【0022】メインデコーダ部選択状態、かつ、メモリ
セルであるNチャネル型MOSトランジスタ21を選択
する場合、ブロックセル選択線D1が電源電位、かつ、
その他のブロックセル選択線D2,D3,D4,D5,
D6,…,Dn−1,Dnが接地電位となり、ブロック
セル選択線D1をゲート入力するNチャネル型MOSブ
ロックトランジスタのエンハンスメント型17が導通状
態となり、ブロックセル選択線D2をゲート入力する能
動状態のNチャネル型MOSブロックトランジスタのデ
プレッション型18の節点Iまでデジット線Kからの電
流経路が接続され、ブロックセル選択線D2をゲート入
力するNチャネル型MOSブロックトランジスタのエン
ハンスメント型23は遮断状態となり、デジット線Kか
らの電流経路が能動状態のNチャネル型MOSブロック
トランジスタのデプレッション型22を介してNチャネ
ル型MOSブロックトランジスタのエンハンスメント型
23で遮断される。
【0023】この際、その他のブロックセル選択線D
3,D4,D5,D6,…,Dn−1,Dnをゲート入
力するブロックセルであるNチャネル型MOSブロック
トランジスタのエンハンスメント型も同様に遮断状態と
なり、デジット線Kからの電流経路が遮断されたメイン
デコーダ部選択、かつ、ブロックセル非選択状態とな
り、つぎに、節点Iを含む直列接続されたNAND型メ
モリセル部41のみ選択されたメインデコーダ部選択、
かつ、ブロックセル選択状態において、非選択したメモ
リセルのゲート入力となるすべてのメモリセル選択信号
E1,E2,…,Em−1は電源電位となり、電源電位
をゲート入力する直列接続されたNAND型メモリセル
部41内のメモリセルであるNチャネル型MOSセルト
ランジスタ中のエンハンスメント型が導通状態となり、
能動状態のデプレッション型とともにデジット線Kから
の電流経路を選択されたNチャネル型MOSセルトラン
ジスタ21の接地されていない方のドレイン側まで接続
し、選択したメモリセルのゲート入力となるメモリセル
選択線Emのみ接地電位となり、Nチャネル型MOSセ
ルトランジスタ21がエンハンスメント型のとき遮断状
態となり電流経路を遮断し、または、デプレッション型
のとき能動状態であることで電流経路を接地側へ接続す
ることでデジット線Kの電位変化が生じる動作を行って
いる。
【0024】第2の従来技術として説明したのXメイン
デコーダ回路について、レイアウトを行う場合、トラン
ジスタのゲート幅および配線数について説明する。
【0025】まず、トランジスタのドレインからソース
間の電流をIds、電子および正孔であるキャリアの移
動度をμ、トランジスタのゲート幅をW、トランジスタ
のゲート長をLとすると、周知のように次式(1)が成
り立つ。また、一般的に電子の移動度μNは、正孔の移
動度μPの2倍以上大きいため、その下限値を用いて次
式(2)とする。ここで記号
【0026】
【数1】
【0027】は比例を意味する。
【0028】
【数2】
【0029】μN:μP=2:1 …(2)
【0030】Pチャネル型MOSトランジスタのゲート
長LPとNチャネル型MOSトランジスタのゲート長L
Nを同程度(LP≒LN)とした場合、インバータ回路
における入力電圧と出力電圧値が同時に電源電圧の1/
2値をとるようなPチャネル型MOSトランジスタのゲ
ート幅WPとNチャネル型MOSトランジスタのゲート
幅WNを設定すると次式(3)の関係式で表される。
【0031】WN:WP=1:2 …(3)
【0032】同様にして2NOR回路における入力電圧
と出力電圧値が同時に電源電圧の1/2値をとるような
Pチャネル型MOSトランジスタ単体のゲート幅WPと
Nチャネル型MOSトランジスタ単体のゲート幅WNを
設定すると次式(4)の関係となる。
【0033】WN:WP=1:4 …(4)
【0034】図5に示した第2の従来技術のXメインデ
コーダ回路および図6に示した第2の従来技術の応用例
について、レイアウトをする場合のトランジスタのゲー
ト幅および配線数について説明する。
【0035】ここで3入力NAND回路1を省いて、2
入力NOR回路27のNチャネル型MOSトランジスタ
単体のゲート幅Wを基準とし、n=8、m=16とした
場合、表1に示すレイアウト面積を必要とする。
【0036】
【表1】
【0037】ここでW[N]はゲート幅がNチャネル型
MOSトランジスタであることを表し、W[P]はゲー
ト幅がPチャネル型MOSトランジスタであることを表
している。図6において左右対称のXメインデコーダ回
路に関して、片側に必要なレイアウト面積を表2に示
す。
【0038】
【表2】
【0039】さらに、レイアウトに必要な配線領域は、
3入力NAND回路1の入力信号を省いて、ブロックデ
コーダ回路群についてn本とワードデコーダ回路群39
について2m本の合計(n+2m)本となる。
【0040】このように第2の従来技術において、特に
ワードデコーダ回路37に関して、Nチャネル型MOS
トランジスタ36は、既に説明したように、Pチャネル
型MOSトランジスタ34のしきい値電圧VTP以下の
電位にあるメモリセル選択信号Eを確実に接地するため
のみに使用するとしたときゲート幅を1/2W程度に削
減することができるが、メモリセル選択線Eにセル選択
信号の反転信号C ̄からの電源レベルを伝達する場合、
少なくとも電源とPチャネル型MOSトランジスタ34
の間にトランジスタが一段加わることで、2入力NOR
回路におけるPチャネル型の直列二段接続と見なすこと
ができ、インバータで駆動する場合の2倍のゲート幅2
*2Wをもち、かつ、m個分のレイアウト面積を必要と
し、図6で示すように片側で2m本の配線領域を必要と
していた。
【0041】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のXメインデコーダ回路はレイアウト面積が大きく
面積縮小化に適さないという問題点を有している。
【0042】これをさらに改善した従来のXメインデコ
ーダ回路は、制御用信号の配線数が多いため、レイアウ
トに必要な面積が大きくなり高集積化には好適とされな
い。これに加えて、ブロックセル下に直列接続されたメ
モリセルを非選択する為に、電源電位とする場合、伝達
経路がPチャネル型MOSトランジスタの直列二段接続
となり、インバータで駆動する場合の2倍のゲート幅W
Pを必要とし、動作速度の劣化を抑え、かつ、さらなる
レイアウト面積の縮小化を図ることが困難とされてい
る。
【0043】従って、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、動作速度を従来と同程
度に維持し、ワードデコーダ回路を改善することによ
り、トランジスタサイズおよび信号配線の削減をし、レ
イアウト占有面積を抑え、面積縮小化を行うXメインデ
コーダ回路を提供することにある。
【0044】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のXメインデコーダ回路は、複数のメインデ
コーダ部選択信号を入力とし、選択時に出力をアクティ
ブとする論理回路と、入力したブロック選択信号を前記
論理回路の出力がアクティブ時にメモリセル領域のブロ
ックを選択するブロックセルのゲートに伝達するCMO
S型の第1のトランスファゲートと、前記論理回路の出
力を制御入力とし前記第1のトランスファゲートの出力
と接地間に接続された放電用のスイッチトランジスタ
と、を備えたブロックデコーダ回路と、入力したセル選
信号を前記論理回路の出力がアクテイブ時にメモリセ
ル領域のメモリセルのゲートに伝達するCMOS型の第
2のトランスファゲートと、前記論理回路出力の反転信
号を制御入力とし電源と前記第2のトランスファゲート
出力との間に接続された充電用のスイッチトランジス
タと、前記第2のトランスファゲートの出力を入力とし
メモリセルのゲートを駆動するインバータ回路と、を備
えたワードデコーダ回路と、を含むことを特徴とする。
【0045】また、本発明に係るXメインデコーダ回路
は、複数のメインデコーダ部選択信号が入力され、選択
時に出力に“Low”レベルが出力される論理回路と、
該論理回路の出力が入力された第1のインバータと、ド
レインがブロック選択信号線に、ゲートが前記第1のイ
ンバータの出力にソースがブロックセル選択線に接続さ
れた第1のNチャネル型MOSトランジスタと、前記第
1のNチャネル型MOSトランジスタとドレインとソー
スが共通に接続され、ゲートが前記論理回路の出力に接
続された第1のPチャネル型MOSトランジスタと、ド
レインが前記ブロックセル選択線に、ゲートが前記論理
回路の出力に、ソースが接地に接続された第2のNチャ
ネル型MOSトランジスタとから構成されるブロックデ
コーダ回路と、ドレインがセル選択信号線に、ゲートが
前記第1のインバータの出力にソースが第1の節点に接
続された第3のNチャネル型MOSトランジスタと、前
記第3のNチャネル型MOSトランジスタとドレインと
ソースが共通に接続され、ゲートが前記論理回路の出力
に接続された第2のPチャネル型MOSトランジスタ
と、電源と前記第1の節点の間に接続され、ゲートが前
記第1のインバータの出力に接続された第3のPチャネ
ル型MOSトランジスタと、前記第1の節点を入力とす
る第2のインバータとからワードデコーダ回路が構成さ
れ、前記ブロックセル選択線がメモリセル領域のブロッ
クを選択するブロックセルのゲートに接続され、前記第
2のインバータの出力が前記メモリセル領域のメモリセ
ルのゲートに接続され、前記メモリセル領域内の特定の
メモリセルを選択して構成される。
【0046】さらに、本発明のXメインデコーダ回路
は、第1、第2、…、第nのブロック選択信号線と、第
1、第2、…、第mのセル選択信号線と、複数のメイン
デコーダ部選択信号が入力され、選択時に出力に“Lo
w”レベルが出力される論理回路と、該論理回路の出力
が入力された第1のインバータと、ドレインが第1の入
力節点に、ゲートが前記第1のインバータの出力に、ソ
ースが第1の出力節点に接続された第1のNチャネル型
MOSトランジスタおよび前記第1のNチャネル型MO
Sトランジスタとドレインとソースが共通に接続されゲ
ートが前記論理回路の出力に接続された第1のPチャネ
ル型MOSトランジスタと、ドレインが前記出力節点
に、ゲートが前記論理回路の出力に、ソースが接地に接
続された第2のNチャネル型MOSトランジスタとから
構成されるブロックデコーダ回路がn個配列され、該n
個配列されたブロックデコーダ回路のおのおのの第1の
入力節点が順に前記第1、第2、…、第nのブロック選
択信号線に接続され、前記n個配列されたブロックデコ
ーダ回路のおのおのの第1の出力節点が順に第1、第
2、…、第nのブロックセル選択線に接続されて構成さ
れるブロックデコーダ回路群と、ドレインが第2の入力
節点に、ゲートが前記第1のインバータの出力に、ソー
スが第1の節点に接続された第3のNチャネル型MOS
トランジスタ及び前記第3のNチャネル型MOSトラン
ジスタとドレインとソースが共通に接続され、ゲートが
前記論理回路の出力に接続された第2のPチャネル型M
OSトランジスタと、電源と前記第1の節点の間に接続
され、ゲートが前記第1のインバータの出力に接続され
た第3のPチャネル型MOSトランジスタと、前記第1
の節点を入力とする第2のインバータとから構成され、
該第2のインバータの出力を第2に出力節点とするワー
ドデコーダ回路がm個配列され、該m個配列されたワー
ドデコーダ回路のおのおのの第2の入力節点が順に前記
第1、第2、…、第mのセル選択信号線に接続され、前
記m個配列されたワードデコーダ回路のおのおのの第2
の出力節点が順に第1、第2、…、第mのメモリセル選
択線に接続されて構成されるワードデコーダ回路群と、
から構成され、直列に接続された複数のブロックセルと
直列に接続された複数のメモリセルを直列接続してなる
メモリセルブロックにおいて、前記第1、第2、…、第
nのブロックセル選択線がおのおのの前記直列に接続さ
れた複数のブロックセルのゲートに順次接続され、前記
第1、第2、…、第mのセル選択線がおのおのの前記直
列に接続された複数のメモリセルのゲートに順次接続さ
れて構成される。
【0047】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。図1は本発明の実施の形態
に係るXメインデコーダ回路の回路構成を示した図であ
る。
【0048】図1を参照すると、本発明の実施の形態に
係るXメインデコーダ回路は、複数のメインデコーダ部
選択信号Aが入力され、選択時に出力に“Low”レベ
ルである接地電位が出力される論理回路である3入力N
AND回路1と、3入力NAND回路1の出力Fを入力
とする第1のインバータ回路2と、を備え、ドレインが
ブロック選択信号線Bに接続され、ゲートが第1のイン
バータ2の出力Gに接続され、ソースがブロックセル選
択線Dに接続された第1のNチャネル型MOSトランジ
スタ3と、第1のNチャネル型MOSトランジスタ3と
ドレインとソースが共通に接続され、ゲートが3入力N
AND回路1の出力Fに接続された第1のPチャネル型
MOSトランジスタ4と、ドレインがブロックセル選択
線Dに接続され、ゲートが3入力NAND回路1の出力
Fに接続され、ソースが接地に接続された第2のNチャ
ネル型MOSトランジスタ5と、から構成されるブロッ
クデコーダ回路10を備えている。
【0049】さらに、ドレインがセル選択信号線Cに接
続され、ゲートが第1のインバータ2の出力Gに接続さ
れ、ソースが第1の節点Hに接続された第3のNチャネ
ル型MOSトランジスタ6と、第3のNチャネル型MO
Sトランジスタ6とドレインとソースが共通に接続さ
れ、ゲートが3入力NAND回路1の出力Fに接続され
た第2のPチャネル型MOSトランジスタと、電源と第
1の節点Hの間に接続され、ゲートが第1のインバータ
2の出力Gに接続された第3のPチャネル型MOSトラ
ンジスタ8と、第1の節点Hを入力とする第2のインバ
ータ回路9と、から構成されるワードデコーダ回路11
とを備えている。
【0050】すなわち、図2に示すように、本発明の実
施の形態は、ブロックセル選択線Dがメモリセル領域の
ブロックを選択するブロックセルのゲートに接続され、
第2のインバータ回路9の出力であるメモリセル選択線
Eがメモリセル領域15内のメモリセルのゲートに接続
され、メモリセル領域15内の特定のメモリセルを選択
し、複数のブロックデコーダ回路10と、複数のワード
デコーダ回路11を有することで構成される。
【0051】このXメインデコーダ回路は、入力される
3本のメインデコーダ部選択信号Aの内のどれか1本が
接地電位である場合、3入力NAND回路1の出力Fは
電源電位となり、Nチャネル型MOSトランジスタ3と
Pチャネル型MOSトランジスタ4とで構成するトラン
スファゲートは遮断状態となり、3入力NAND回路1
の出力Fを入力とするインバータ回路2の出力Gは接地
電位となり、導通状態にあるNチャネル型MOSトラン
ジスタ5を介し、ブロックセル選択線Dの電位は接地電
位となる。
【0052】ブロックセル選択線Dをゲート入力とする
ブロックセルであるNチャネル型MOSブロックトラン
ジスタのエンハンスメント型17,23(図3参照)が
遮断状態となり、ブロックセル下に直列に接続されてい
るメモリセル部最小単位のすべてを非選択としてメイン
デコーダ部非選択状態とし、次にメインデコーダ部選択
信号Aがすべて電源電位の場合、3入力NAND回路1
の出力Fが接地電位となり、Nチャネル型MOSトラン
ジスタ5が遮断状態となり、Nチャネル型MOSトラン
ジスタ3とPチャネル型MOSトランジスタ4とで構成
したトランスファゲートのソース側に接続したブロック
セル選択線Dは、ドレイン側に接続したブロック選択信
号Bにより制御される。すなわち、ブロック選択信号B
が接地電位のとき、ブロックセル選択線Dが接地電位と
なり、ブロックセル下に直列に接続されるメモリセル部
最小単位への電流経路を遮断し、メインデコーダ部選
択、かつ、ブロックセル非選択状態とする。
【0053】また、メインデコーダ部選択状態で、接地
電位をゲート入力するNチャネル型MOSトランジスタ
5は遮断状態となり、ブロックセル選択線Dの電位はブ
ロック選択信号Bにより制御され、ブロック選択信号B
が電源電位のとき、Nチャネル型MOSトランジスタ3
とPチャネル型MOSトランジスタトランジスタ4とで
構成するトランスファを介し、ブロックセル選択線Dが
電源電位となり、ブロックセル選択線Dをゲート入力と
するブロックセルであるNチャネル型MOSブロックト
ランジスタのエンハンスメント型17,23が導通状態
となり、ブロックセル下に直列に接続されるメモリセル
部最小単位16への電流経路が接続され、直列接続され
たメモリセルである複数のNチャネル型MOSセルトラ
ンジスタを選択できるようにした、メインデコーダ部選
択かつブロックセル選択状態とに制御される。
【0054】メインデコーダ部選択、かつブロックセル
選択状態の場合、ブロックセル下に直列に接続されたメ
モリセルである複数のNチャネル型MOSセルトランジ
スタ中の1つを選択するとき、ワードデコーダ回路11
内の動作は、まず、インバータ2回路の出力Gの電源電
位をゲート入力とするPチャネル型MOSトランジスタ
8が遮断状態となり、つづいて、インバータ回路2の出
力の電源電位がトランスファゲートを構成するNチャネ
ル型MOSトランジスタ6のゲートへ伝わり、かつ、3
入力NAND回路1の出力Fの接地電位をトランスファ
ゲートを構成する他方のPチャネル型MOSトランジス
タ7のゲートに伝わり、セル選択信号Cの電位を能動状
態のトランスファゲートを介して節点Hへ伝達され、メ
モリセル選択線Eを駆動するインバータ9のゲートにセ
ル選択信号Cを伝える。
【0055】複数の直列に接続されたメモリセル部最小
単位の中の一つを選択する場合、メモリセル選択線Eを
接地電位にするために、セル選択信号Cを電源電位と
し、また、その他のメモリセルを非選択とするためにセ
ル選択信号Cを接地電位にし、メモリセル選択線Eを電
源電位にする動作を行う。
【0056】本発明の実施例として、図1に示した本発
明の実施の形態に係るXメインデコーダ回路を実際の製
品に応用した一例を図2に示す。
【0057】図2を参照すると、第1、第2、…、第n
のブロック選択信号線Bと、第1、第2、…、第mのセ
ル選択信号線Cと、複数のメインデコーダ部選択信号A
が入力され、選択時に出力Fに“Low”レベルが出力
される論理回路である3入力NAND回路1と、3入力
NAND回路1の出力Fを入力とする第1のインバータ
回路2と、を備え、またブロックデコーダ回路10は、
図1に示した回路構成からなり、ドレインが第1の入力
節点に、ゲートが第1のインバータ2の出力に、ソース
が第1の出力節点に接続された第1のNチャネル型MO
Sトランジスタ3および第1のNチャネル型MOSトラ
ンジスタ3とドレインとソースが共通に接続されゲート
が3入力NAND回路1の出力Fに接続された第1のP
チャネル型MOSトランジスタ4と、ドレインが前記出
力節点に、ゲートが3NADN1の出力Fに、ソースが
接地に接続された第2のNチャネル型MOSトランジス
タ5とから構成される。
【0058】ブロックデコーダ回路10はn個配列さ
れ、n個配列されたブロックデコーダ回路10の各々の
第1の入力節点が順に第1、第2、…、第nのブロック
選択信号線Bに接続され、n個配列されたブロックデコ
ーダ回路10のおのおのの第1の出力節点が順に第1、
第2、…、第nのブロックセル選択線(D1,D2,
…,Dn)に接続されてブロックデコーダ回路群12を
構成している。
【0059】また、ワードデコーダ回路11も図1に示
した回路構成からなり、ドレインが第2の入力節点に、
ゲートが第1のインバータ回路2の出力Gに、ソースが
第1の節点Hに接続された第3のNチャネル型MOSト
ランジスタ6および第3のNチャネル型MOSトランジ
スタ6とドレインとソースが共通に接続され、ゲートが
3入力NAND回路1の出力Fに接続された第2のPチ
ャネル型MOSトランジスタ7と、電源CCと第1の節
点Hの間に接続され、ゲートが第1のインバータ2の出
力Gに接続された第3のPチャネル型MOSトランジス
タ8と、第1の節点Hを入力とする第2のインバータ回
路9とから構成され、第2のインバータ9の出力Eを第
2の出力節点とする。
【0060】このワードデコーダ回路11がm個配列さ
れ、m個配列されたワードデコーダ回路11のおのおの
の第2の入力節点が順に第1、第2、…、第mのセル選
択信号線Cに接続され、m個配列されたワードデコーダ
回路11の各々の第2の出力節点が順に第1、第2、
…、第mのメモリセル選択線(E1,E2,…,Em)
に接続されて構成されるワードデコーダ回路群13を構
成している。
【0061】そして、直列に接続された複数のブロック
セルと直列に接続された複数のメモリセルを直列接続し
てなるメモリセルブロック15において、第1、第2、
…、第nのブロックセル選択線Dがおのおのの直列に接
続された複数のブロックセルのゲートに順次接続され、
第1、第2、…、第mのセル選択線(E1,E2,…,
Em)がおのおのの直列に接続された複数のメモリセル
のゲートに順次接続されてなる、構成をとる。
【0062】また、複数のメインデコーダ部選択信号
A、2n本のブロック選択信号B及び2m本のセル選択
信号Cを配置した配線部を構成しており、動作について
は、図1で説明したとおりであり、メモリセル領域15
の回路構成および動作については図3に示した従来技術
と同様とされる。
【0063】図1に示す本発明の第1の実施形態のXメ
インデコーダ回路および図2に示した応用例について、
レイアウトをする場合のトランジスタのゲート幅および
配線数について従来例の説明した内容と同様にして、式
(1)、式(2)、式(3)、式(4)を用いて説明す
る。
【0064】ここで、ブロックデコーダ回路10内のN
チャネル型MOSトランジスタ5のゲート幅Wを基準と
しn=8、m=16とした場合、3入力NAND回路1
を省いて、表3に示すようなレイアウト面積を必要とす
る。また、Nチャネル型MOSトランジスタ5は、図5
の2入力NOR回路27内の信号Sをゲート入力するN
チャネル型MOSトランジスタ単体と同じように、ブロ
ックセル選択信号Dを接地電位におとす動作を行いゲー
ト幅も同等とみなすことができる。
【0065】
【表3】
【0066】表3において、W[N]はゲート幅がNチ
ャネル型MOSトランジスタであることを表し、W
[P]はゲート幅がPチャネル型MOSトランジスタで
あることを表している。
【0067】ここで、Pチャネル型MOSトランジスタ
7、Nチャネル型MOSトランジスタ6は1つのインバ
ータ回路9のゲートにのみ信号を伝達するだけでよく、
かつ、Pチャネル型MOSトランジスタ8は1つのイン
バータ回路9のゲートを電源電位に上昇させるだけでよ
く、ゲート幅を小さくできる。
【0068】図2において左右対称のXメインデコーダ
回路について、片側に必要なレイアウト面積を表4に示
す。
【0069】
【表4】
【0070】ここでレイアウトに必要な配線領域は、3
入力NAND回路1の入力信号を省いて、ブロックデコ
ーダ回路群12についてn本とワードデコーダ回路群1
1についてm本の合計(n+m)本分である。
【0071】このように、本発明の第1の実施形態およ
びその応用例において、特にワードデコーダ回路11に
関し、メモリセル選択線Eを駆動するインバータ回路9
は、電源電位からPチャネル型MOSトランジスタ一段
であるため、動作速度を同程度とした場合には、従来の
ゲート幅WPと比較して、1/2に削減することがで
き、かつ、制御信号の数を1/2本に減らすことがで
き、これにより、動作速度の劣化を抑えると共に、レイ
アウト面積の縮小化を図ることが可能となった。
【0072】上述したように、従来のXメインデコーダ
回路はメモリセル選択線Eを駆動するための回路を制御
するために、複数の制御線の1種類であるセル選択信号
の正転信号Cと反転信号C ̄が必要とされ、レイアウト
面積に対する配線数が占める割合が大きく、かつ、電源
線から必然的にPチャネル型MOSトランジスタを直列
に二段介してメモリセル選択線Eを駆動していたため、
駆動能力を上げるためにはPチャネル型MOSトランジ
スタのゲート幅は4倍に比例して増加するようになり、
動作速度の劣化を抑え、かつ、面積縮小化を図ることに
は適していなかった。
【0073】これに対して、本発明の実施の形態に係る
Xメインデコーダ回路は、ワードデコーダ回路を制御す
る信号線を、1/2に減らし、Xメインデコーダ回路の
レイアウト内の配線の占める割合を減らし、かつ、メモ
リセル選択線Eを電源線からPチャネル型MOSトラン
ジスタを一段のみで駆動する回路としたことで動作速度
の劣化を抑え、かつ、面積縮小化が図れるという効果を
有す
【0074】メモリセル選択線Eは選択時、“Low”
になる構成を示したが、選択時“High”にするため
には、図1のインバータ回路9を削除するか、又は、イ
ンバータ回路9の後にインバータを一段追加して実現で
きることは容易に類推することができ、この場合におい
ても本発明は有効である。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のXメイン
デコーダ回路は、ワードデコーダ回路を制御する信号線
を、1/2に減らし、Xメインデコーダ回路のレイアウ
ト内の配線の占める割合を減らし、かつ、メモリセル選
択線Eを電源線からPチャネル型MOSトランジスタを
一段のみで駆動する回路としたことで動作速度の劣化を
抑え、かつ、面積縮小化が図れるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るXメインデコーダ回路の実施の形
態の構成を示す図である。
【図2】本発明に係るXメインデコーダ回路の実施の形
態の応用例を示す図である。
【図3】本発明および従来技術におけるメモリセル領域
内のメモリセルブロックの回路構成を示す図である。
【図4】従来のXメインデコーダ回路の構成を示す図で
ある。
【図5】従来Xメインデコーダ回路の別の構成を示す図
である。
【図6】従来のXメインデコーダ回路の応用例を示す図
である。
【符号の説明】
A メインデコーダ部選択信号 B ブロック選択信号 C セル選択信号 C ̄ セル選択信号の反転信号 D、D1、D2、…、Dn ブロックセル選択線 E、E1、E2、…、Em メモリセル選択線 F、G、H、I、J、S 節点 K デジット線 CC 電源 GND 接地 P MOSトランジスタがPチャネル型である符号 N MOSトランジスタがNチャネル型である符号 1 3NAND 2、9 インバータ 27 2NOR 3、5、6、17、19、20、21、23、24、2
5、26、30、31、35、36 Nチャネル型MO
Sトランジスタのエンハンスメント型 18、22 Nチャネル型MOSトランジスタのデプレ
ッション型 4、7、8、28、29、34 Pチャネル型MOSト
ランジスタのエンハンス型 10、32 ブロックデコーダ 11、33、37 ワードデコーダ 12、38 ブロックデコーダ回路群 13、39 ワードデコーダ回路群 14、40 配線部 15 メモリセル領域内のメモリセルブロック 16 メモリセル部最小単位 41、42 直列接続されたNAND型メモリセル部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 17/18 G11C 11/408 G11C 11/413 G11C 16/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメインデコーダ部選択信号を入力と
    し、選択時に出力をアクティブとする論理回路と、 入力したブロック選択信号を前記論理回路の出力がアク
    ティブ時にメモリセル領域のブロックを選択するブロッ
    クセルのゲートに伝達するCMOS型の第1のトランス
    ファゲートと、前記論理回路の出力を制御入力とし前記
    第1のトランスファゲートの出力と接地間に接続された
    放電用のスイッチトランジスタと、を備えたブロックデ
    コーダ回路と、 入力したセル選択信号を前記論理回路の出力がアクテイ
    ブ時にメモリセル領域のメモリセルのゲートに伝達する
    CMOS型の第2のトランスファゲートと、 前記論理回路出力の反転信号を制御入力とし電源と前記
    第2のトランスファゲートの出力との間に接続された充
    電用のスイッチトランジスタと、前記第2のトランスフ
    ァゲートの出力を入力としメモリセルのゲートを駆動す
    るインバータ回路と、を備えたワードデコーダ回路と、 を含むことを特徴とするXメインデコーダ回路。
  2. 【請求項2】複数のメインデコーダ部選択信号を入力と
    し、選択時に出力に“Low”レベルが出力される論理
    回路と、 該論理回路の出力が入力された第1のインバータ回路
    と、 ドレインがブロック選択信号線に、ゲートが前記第1の
    インバータの出力に、ソースがブロックセル選択線に接
    続された第1のNチャネル型MOSトランジスタおよび
    前記第1のNチャネル型MOSトランジスタとドレイン
    とソースが共通に接続され、ゲートが前記論理回路の出
    力に接続された第1のPチャネル型MOSトランジスタ
    と、ドレインが前記ブロックセル選択線に、ゲートが前
    記論理回路の出力に、ソースが接地に接続された第2の
    Nチャネル型MOSトランジスタとから構成されるブロ
    ックデコーダ回路と、 ドレインがセル選択信号線に、ゲートが前記第1のイン
    バータ回路の出力に、ソースが第1の節点に接続された
    第3のNチャネル型MOSトランジスタおよび前記第3
    のNチャネル型MOSトランジスタとドレインとソース
    が共通に接続され、ゲートが前記論理回路の出力に接続
    された第2のPチャネル型MOSトランジスタと、電源
    と前記第1の節点の間に接続され、ゲートが前記第1の
    インバータ回路の出力に接続された第3のPチャネル型
    MOSトランジスタと、前記第1の節点を入力とする第
    2のインバータ回路と、から構成され、該第2のインバ
    ータの出力がセル選択線に接続されるワードデコーダ回
    路と、 を備え、 前記ブロックセル選択線がメモリセル領域のブロックを
    選択するブロックセルのゲートに接続され、前記セル選
    択線が前記メモリセル領域のメモリセルのゲートに接続
    され前記メモリセル領域内の特定のメモリセルを選択す
    る、 ことを特徴とするXメインデコーダ回路。
  3. 【請求項3】第1、第2、…、第nのブロック選択信号
    線と、第1、第2、…、第mのセル選択信号線と、複数
    のメインデコーダ部選択信号とを入力とし、選択時に出
    力に“Low”レベルが出力される論理回路と、 該論理回路の出力が入力された第1のインバータ回路
    と、 ドレインが第1の入力節点に、ゲートが前記第1のイン
    バータの出力に、ソースが第1の出力節点に接続された
    第1のNチャネル型MOSトランジスタおよび前記第1
    のNチャネル型MOSトランジスタとドレインとソース
    が共通に接続されゲートが前記論理回路の出力に接続さ
    れた第1のPチャネル型MOSトランジスタと、ドレイ
    ンが前記第1の出力節点に、ゲートが前記論理回路の出
    力に、ソースが接地に接続された第2のNチャネル型M
    OSトランジスタとから構成されるブロックデコーダ回
    路がn個配列され、該n個配列されたブロックデコーダ
    回路のおのおのの第1の入力節点が順に前記第1、第
    2、…、第nのブロック選択信号線に接続され、前記n
    個配列されたブロックデコーダ回路のおのおのの第1の
    出力節点が順に第1、第2、…、第nのブロックセル選
    択線に接続されて構成されるブロックデコーダ回路群
    と、 ドレインが第2の入力節点に、ゲートが前記第1のイン
    バータの出力に、ソースが第1の節点に接続された第3
    のNチャネル型MOSトランジスタ及び前記第3のNチ
    ャネル型MOSトランジスタとドレインとソースが共通
    に接続され、ゲートが前記論理回路の出力に接続された
    第2のPチャネル型MOSトランジスタと、電源と前記
    第1の節点の間に接続され、ゲートが前記第1のインバ
    ータの出力に接続された第3のPチャネル型MOSトラ
    ンジスタと、前記第1の節点を入力とする第2のインバ
    ータとから構成され、該第2のインバータ回路の出力を
    第2の出力節点とするワードデコーダ回路がm個配列さ
    れ、該m個配列されたワードデコーダ回路のおのおのの
    第2の入力節点が順に前記第1、第2、…、第mのセル
    選択信号線に接続され、前記m個配列されたワードデコ
    ーダ回路のおのおのの第2の出力節点が順に第1、第
    2、…、第mのメモリセル選択線に接続されて構成され
    るワードデコーダ回路群と、 を備え、 直列に接続された複数のブロックセルと直列に接続され
    た複数のメモリセルを直列接続して成るメモリセルブロ
    ックにおいて、 前記第1、第2、…、第nのブロックセル選択線が各々
    の前記直列に接続された複数のブロックセルのゲートに
    順次接続され、前記第1、第2、…、第mのセル選択線
    が各々の前記直列に接続された複数のメモリセルのゲー
    トに順次接続されてなる、 ことを特徴とするXメインデコーダ回路。
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