JP3586993B2 - Semiconductor nonvolatile storage device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、NAND型フラッシュメモリ等のようにワード線単位でページプログラムを行う半導体不揮発性記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
NAND型フラッシュメモリ、DINOR型フラッシュメモリ等の半導体不揮発性記憶装置においては、選択するワード線に接続されたすべてのメモリトランジスタ一括にデータプログラムが行われる。
すなわち、ワード線単位でページプログラムが行われる。
【0003】
図4(a)、図4(b)は、それぞれNAND型、DINOR型フラッシュメモリにおける、メモリアレイ構造を示す図である。
【0004】
図4(a)のNAND型フラッシュメモリは、便宜上、1本のビット線に接続されたNAND列1本に4個のメモリトランジスタが接続された場合のメモリアレイを示す図である。
図4(a)において、BLはビット線を示し、このビット線BLに2個の選択トランジスタタST1 ,ST2 、および4個のメモリトランジスタMT1 〜MT4 が直列に接続されたNAND列が接続される。
選択トランジスタタST1 〜ST2 はそれぞれ選択ゲート線SL1 〜SL2 により制御され、またメモリトランジスタMT1 〜MT4 はそれぞれワード線WL1 〜WL4 により制御される。
【0005】
図4(b)のDINOR型フラッシュメモリは、便宜上、1本の主ビット線に接続された副ビット線1本に4個のメモリトランジスタが接続された場合の、メモリアレイを示す図である。
図4(b)において、MBLは主ビット線、SBLは副ビット線をそれぞれ示し、これら主ビット線MBLおよび副ビット線SBLは、選択ゲート線SLにより制御される選択トランジスタST1 を介して接続される。
副ビット線SBLは、4本のワード線WL1 〜WL4 と交差し、各交差位置には4個のメモリトランジスタMT1 〜MT4 が配置される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したNAND型、DINOR型フラッシュメモリ等のようなワード線セクタを単位としたページプログラムを行う半導体不揮発性記憶装置においては、データのプログラムは以下のように行われる。
すなわち、各ビット線(または主ビット線)毎にページプログラムデータを一時ラッチするためのデータラッチ回路を設け、前記データラッチ回路にページプログラムデータを転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程の2段階の過程を連続して行うことにより、データプログラムを行う。
【0007】
図5は上述した従来のワード線セクタを単位としたページプログラムを行う半導体不揮発性記憶装置、たとえばNAND型フラッシュメモリのデータプログラム時のタイミングチャートを示す図である。
【0008】
図5において、時刻t1〜t3の間は、第1番目のページプログラムを行うステップである。
まず時刻t1〜t2で、データ転送クロック信号φCLに同期して第1番目のページプログラムデータ[D1]1〜[D1]mを各ビット線のデータラッチ回路に転送する。ここで、一般的なNAND型フラッシュメモリの場合、通常ページサイズが512バイトであり、上記データ転送もバイト単位で行われるため、データ転送クロック信号φCLのパルス数はm=512が一般的である。
次に時刻t2〜t3で、データプログラム信号φPRGに同期して第1番目のページプログラムデータ[D1]1〜[D1]mを第1番目の選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行う。
【0009】
同様に、時刻t3〜t5の間は第2番目のページプログラムを行うステップであり、第2番目のページプログラムデータ[D2]1〜[D2]mを第2番目の選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行う。
同様に、時刻t5〜t7の間は第3番目のページプログラムを行うステップであり、第3番目のページプログラムデータ[D3]1〜[D3]mを第3番目の選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行う。
【0010】
かかる従来のNAND型フラッシュメモリのデータプログラム動作においては、各ページ毎のデータプログラムをデータ転送過程とデータプログラム過程の2段階のステップに分割して行う。
一般的なNAND型フラッシュメモリの場合、データ転送クロック信号φCLは〜100ナノ秒程度のバーストパルスで512回駆動されるため、上記データ転送に要する時間は〜50マイクロ秒程度である。
一方、一般的なNAND型フラッシュメモリの場合、1ページ分のデータプログラムに要する時間は、〜40マイクロ秒程度のパルスを〜数発印加して行うため、〜200マイクロ秒程度である。
【0011】
したがって、上述した従来のNAND型フラッシュメモリの場合、実際のデータプログラム時間に対してプログラムデータの転送に要する時間がかなりの割合を占有し、実質的なデータプログラム速度が犠牲になる。
また、今後NAND型フラッシュメモリの大容量化にともない、必然的にページサイズも大きくなる可能性がある。その場合、実際のデータプログラム時間とプログラムデータの転送に要する時間が同等程度になることが予想される。
さらには、上述した従来のNAND型フラッシュメモリの場合、たとえば画像情報データを記録する応用例のように複数のページ領域にわたって連続的にページプログラムするような場合、上記複数のページプログラムデータを連続したバーストパルスに同期して上記NAND型フラッシュメモリに転送することは不可能であり、各ページプログラムデータ毎に分割して転送する必要がある。
一般的なNAND型フラッシュメモリの場合、これら各ページプログラムデータ毎の分割転送は外部コントローラの制御により行われる。
したがって、外部コントローラの制御なしではデータプログラム動作できないという不利益がある。
【0012】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワード線単位でページプログラムを行う半導体不揮発性記憶装置において、データプログラムの高速化を図れ、さらには外部コントローラの制御なしでデータプログラムを行うことのできる半導体不揮発性記憶装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体不揮発性記憶装置は、ワード線単位のページプログラムデータを各ビット線毎に設けられたデータラッチ回路に転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程を連続して行うことにより、ページ単位で電気的にデータのプログラムが行われるメモリトランジスタがマトリクス状に配置された第1のメモリアレイとワード線単位のページプログラムデータを各ビット線毎に設けられたデータラッチ回路に転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程を連続して行うことにより、ページ単位で電気的にデータのプログラムが行われるメモリトランジスタがマトリクス状に配置された第2のメモリアレイと、前記第1のメモリアレイに対するデータ転送と前記第2のメモリアレイに対するデータプログラムを同時に行う過程と、前記第2のメモリアレイに対するデータ転送と前記第1のメモリアレイに対するデータプログラムを同時に行う過程を交互に繰り返し行うことにより、前記第1のメモリアレイと前記第2のメモリアレイに対するデータプログラムを並列に行う手段とを備えている。
【0014】
また、前記半導体不揮発性記憶装置において、前記第1のメモリアレイに対するページプログラムデータのデータ転送と前記第2のメモリアレイに対するページプログラムデータのデータ転送が、一定のクロックパルスに同期して連続的に行われる。
【0015】
本発明の半導体不揮発性記憶装置によれば、ワード線単位でページプログラムが行われる互いに対となる2個のメモリアレイを有し、当該2個のメモリアレイに対して、データ転送動作とデータプログラム動作が相互にかつ並列に行われる。
したがって、通常の2倍の速度でデータプログラムが可能となる。
【0016】
さらに、本発明の半導体不揮発性記憶装置によれば、前記2個のメモリアレイに対して、ページプログラムデータのデータ転送が一定のクロックパルスに同期して連続的に行われる。
したがって、複数のページ領域にわたって連続的にページプログラムするような場合においても、各ページプログラムデータ毎に分割して転送する必要がない。その結果、外部コントローラの制御なしでデータプログラム動作が可能であり好適である。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置、たとえばNAND型フラッシュメモリの具体的な構成例を示す図である。
【0018】
図1において、10は第1のメモリアレイを示し、第1のメモリアレイ10は、メモリアレイ本体部11、ローデコーダ12、各ビット線毎にデータラッチ回路SAa1〜SAamが設けられてなるデータラッチ回路群13、およびカラム選択部14から構成される。
また、メモリアレイ本体部11にはm本(本実施形態の場合は1024バイト〜2048バイト程度)のビット線B1 〜Bm が配線されている。図1はワード線WLnを選択して、メモリトランジスタMTn,1 〜MTn,m に対してページプログラムする場合を図示している。
【0019】
同様に、20は第2のメモリアレイを示し、第2のメモリアレイ20は、メモリアレイ本体部21、ローデコーダ22、各ビット線毎にデータラッチ回路SAb1〜SAbmが設けられてなるデータラッチ回路群23、およびカラム選択部24から構成される。
また同様に、メモリアレイ本体部21にはm本(本実施形態の場合は1024バイト〜2048バイト程度)のビット線B1 〜Bm が配線されている。図1はワード線WLnを選択して、メモリトランジスタMTn,1 〜MTn,m に対してページプログラムする場合を図示している。
【0020】
30はプログラムデータ入力回路を示し、プログラムデータ入力回路30は、基本データ転送クロック信号φCLに同期して、外部のデータバスからチップ内部のデータバスに第1のメモリアレイ10にプログラムすべきページプログラムデータ[Da]および第2のメモリアレイ20にプログラムすべきページプログラムデータ[Db]を、交互にかつ連続的にデータ転送する。
【0021】
40は制御回路を示し、制御回路40は、基本データ転送クロック信号φCLを受けて、第1のデータ転送クロック信号φCLa、第2のデータ転送クロック信号φCLb、第1のデータプログラム信号φPRGa、第2のデータプログラム信号φPRGbの4種類の信号を発生する。
【0022】
第1のデータ転送クロック信号φCLaはカラム選択部14に供給され、この第1のデータ転送クロック信号φCLaに同期したカラム選択部14の動作により、第1のメモリアレイ10内のデータラッチ回路SAa1〜SAamにページプログラムデータ[Da]がシフト転送される。
また、第2のデータ転送クロック信号φCLbはカラム選択部24に供給され、第2のデータ転送クロック信号φCLbに同期したカラム選択部24の動作により、第2のメモリアレイ20内のデータラッチ回路SAb1〜SAbmにページプログラムデータ[Db]がシフト転送される。
また、第1のデータプログラム信号φPRGaは第1のメモリアレイ10に供給され、第1のデータプログラム信号φPRGaの制御により、第1のメモリアレイ10内のメモリトランジスタMTn,1 〜MTn,m に対して、データラッチ回路SAa1〜SAamにラッチされたページプログラムデータがプログラムされる。
また、第2のデータプログラム信号φPRGbは第2のメモリアレイ20に供給され、第2のデータプログラム信号φPRGbの制御により、第2のメモリアレイ20内のメモリトランジスタMTn,1 〜MTn,m に対して、データラッチ回路SAb1〜SAbmにラッチされたページプログラムデータがプログラムされる。
【0023】
図2は、図1の半導体不揮発性記憶装置における制御回路40の具体的な回路構成を示す図である。
【0024】
図2に示すように、制御回路40は、分周回路41、インバータINV1,INV2、およびアンドゲートAND1〜AND4により構成されている。
分周回路41は基本データ転送クロック信号φCLの周波数fを1/512に分周した信号φoutを出力する。
図2に示すように、第1のデータ転送クロック信号φCLaは、分周信号φoutのインバータINV1による反転出力と基本データ転送クロック信号φCLとの論理積がアンドゲートAND1でとられることにより発生される。
また、第2のデータ転送クロック信号φCLbは、分周信号φoutと基本データ転送クロック信号φCLとの論理積がアンドゲートAND2でとられることにより発生される。
また、第1のデータプログラム信号φPRGaは、分周信号φoutと図3に図示するプログラムイネーブル信号φPEとの論理積がアンドゲートAND3でとられることにより発生される。
また、第2のデータプログラム信号φPRGbは、分周信号φoutのインバータINV2の反転出力と図3に図示するプログラムイネーブル信号φPEとの論理積がアンドゲートAND4でとられることにより発生される。
【0025】
また図3は、本発明の半導体不揮発性記憶装置におけるデータプログラム動作のタイミングチャートを示す図である。
以下、図3のタイミングチャートについて、図1、図2等を参照しながら、順を追って説明する。
【0026】
まず時刻t1で図1の半導体不揮発性記憶装置に対してデータプログラム動作が開始され、以後基本データ転送クロック信号φCLが連続的に出力される。
時刻t1〜t2の間のステップでは、第1のデータ転送クロック信号φCLaに同期して第1のメモリアレイ10内のデータラッチ回路SAa1〜SAamに第1a番目のページプログラムデータ[Da1]をシフト転送する。
【0027】
次に時刻t2〜t3の間のステップでは、第2のデータ転送クロック信号φCLbに同期して第2のメモリアレイ20内のデータラッチ回路SAb1〜SAbmに第1b番目のページプログラムデータ[Db1]をシフト転送すると同時に、第1のデータプログラム信号φPRGaに同期して第1のメモリアレイ10に対して第1a番目のページプログラムデータ[Da1]のプログラムを行う。
【0028】
次に時刻t3〜t4の間のステップでは、第1のデータ転送クロック信号φCLaに同期して第1のメモリアレイ10内のデータラッチ回路SAa1〜SAamに第2a番目のページプログラムデータ[Da2]をシフト転送すると同時に、第2のデータプログラム信号φPRGbに同期して第2のメモリアレイ20に対して第1b番目のページプログラムデータ[Db1]のプログラムを行う。
【0029】
同様に、時刻t4〜t5の間のステップでは、第2b番目のページプログラムデータ[Db2]をシフト転送すると同時に、第2a番目のページプログラムデータ[Da2]のプログラムを行う。
同様に、時刻t5〜t6の間のステップでは、第3a番目のページプログラムデータ[Da3]をシフト転送すると同時に、第2b番目のページプログラムデータ[Db2]のプログラムを行う。
同様に、時刻t6〜t7の間のステップでは、第3b番目のページプログラムデータ[Db3]をシフト転送すると同時に、第3a番目のページプログラムデータ[Da3]のプログラムを行う。
以上のタイミング動作が、すべてのページプログラムが終了するまで繰り返し行われる。
【0030】
以上説明したように、本発明の半導体不揮発性記憶装置によれば、ワード線単位でページプログラムが行われる互いに対となる2個のメモリアレイを有し、当該2個のメモリアレイに対して、データ転送動作とデータプログラム動作が相互にかつ並列に行うように構成したので、通常の2倍の速度でデータプログラムが可能となる。
さらに、本発明の半導体不揮発性記憶装置によれば、前記2個のメモリアレイに対して、ページプログラムデータのデータ転送を一定のクロックパルスに同期して連続的に行うので、複数のページ領域にわたって連続的にページプログラムするような場合においても、各ページプログラムデータ毎に分割して転送する必要がなく、したがって、外部コントローラの制御なしでデータプログラム動作が可能であり好適である。
【0031】
なお、本発明の詳細な説明においては、主として1個の半導体チップ内に対となる2個のメモリアレイが存在する場合について説明したが、対となる2個のメモリアレイがそれぞれ別々の半導体チップ内に存在する場合にも、本発明が適用できることは言うまでもないことである。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワード線単位でのページプログラムを高速に行うこができ、さらには外部コントローラの制御なしでデータプログラムを行うことのできる半導体不揮発性記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の具体的な構成例を示す図である。
【図2】図1の半導体不揮発性記憶装置における制御回路の具体的な回路構成を示す図である。
【図3】本発明の半導体不揮発性記憶装置におけるデータプログラム動作のタイミングチャートを示す図である。
【図4】NAND型、およびDINOR型フラッシュメモリにおけるメモリアレイ構造を示す図である。
【図5】従来のワード線セクタを単位としたページプログラムを行う半導体不揮発性記憶装置のデータプログラム動作のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
BL1〜BLm…ビット線、WLn…選択ワード線、MTn,1 〜MTn,m …選択メモリトランジスタ、[Da]…第1のページプログラムデータ、[Db]…第2のページプログラムデータ、φCL…基本データ転送クロック信号、φCLa…第1のデータ転送クロック信号、φCLb…第2のデータ転送クロック信号、φPRGa…第1のデータプログラム信号、φPRGb…第2のデータプログラム信号、φout…分周回路出力信号、φPE…プログラムイネーブル信号、AND1〜AND4…アンドゲート、INV1〜INV2…反転回路、10…第1のメモリアレイa、11…第1のメモリアレイ本体部、12…ローデコーダ、13…データラッチ回路群、14…カラム選択部、20…第2のメモリアレイ、21…第2のメモリアレイ本体部、22…ローデコーダ、23…データラッチ回路、24…カラム選択部、30…プログラムデータ入力回路、40…制御回路、41…分周回路。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor nonvolatile memory device such as a NAND flash memory which performs a page program in word line units.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor nonvolatile memory device such as a NAND flash memory or a DINOR flash memory, data programming is performed on all memory transistors connected to a selected word line at a time.
That is, the page program is performed for each word line.
[0003]
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing memory array structures in NAND type and DINOR type flash memories, respectively.
[0004]
The NAND flash memory of FIG. 4A is a diagram showing a memory array in which four memory transistors are connected to one NAND string connected to one bit line for convenience.
In FIG. 4A, BL indicates a bit line, and a NAND string in which two selection transistors ST1 and ST2 and four memory transistors MT1 to MT4 are connected in series is connected to the bit line BL. .
The select transistors ST1 and ST2 are controlled by select gate lines SL1 and SL2, respectively, and the memory transistors MT1 and MT4 are controlled by word lines WL1 and WL4, respectively.
[0005]
The DINOR type flash memory shown in FIG. 4B is a diagram showing a memory array when four memory transistors are connected to one sub-bit line connected to one main bit line for convenience.
In FIG. 4B, MBL indicates a main bit line, and SBL indicates a sub-bit line. These main bit line MBL and sub-bit line SBL are connected via a select transistor ST1 controlled by a select gate line SL. You.
The sub-bit line SBL intersects with the four word lines WL1 to WL4, and four memory transistors MT1 to MT4 are arranged at each intersection.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a nonvolatile semiconductor memory device such as the above-mentioned NAND type, DINOR type flash memory, etc., which performs page programming in units of word line sectors, data programming is performed as follows.
That is, a data latch circuit for temporarily latching page program data is provided for each bit line (or main bit line), a data transfer step of transferring page program data to the data latch circuit, and a selection according to the page program data. Data programming is performed by continuously performing a two-step process of a data programming process of performing a page program on the memory transistors connected to the word line at a time.
[0007]
FIG. 5 is a diagram showing a timing chart at the time of data programming of the above-described conventional semiconductor nonvolatile memory device which performs page programming in units of word line sectors, for example, a NAND flash memory.
[0008]
In FIG. 5, a period from time t1 to t3 is a step of performing the first page program.
First, at time t1 to t2, the first page program data [D1] 1 to [D1] m are transferred to the data latch circuit of each bit line in synchronization with the data transfer clock signal φCL. Here, in the case of a general NAND flash memory, the page size is usually 512 bytes, and the data transfer is also performed in byte units. Therefore, the number of pulses of the data transfer clock signal φCL is generally m = 512. .
Next, from time t2 to time t3, the first page program data [D1] 1 to [D1] m are synchronized with the data program signal φPRG to collectively perform page programming on the memory transistors connected to the first selected word line. I do.
[0009]
Similarly, during the period from time t3 to time t5, the second page program is performed, and the second page program data [D2] 1 to [D2] m are connected to the second selected word line. The page program is performed on the memory transistors at once.
Similarly, the period from time t5 to t7 is a step of performing the third page program, and the third page program data [D3] 1 to [D3] m are connected to the third selected word line. The page program is performed on the memory transistors at once.
[0010]
In the data programming operation of such a conventional NAND flash memory, the data programming for each page is divided into two steps of a data transfer process and a data programming process.
In the case of a general NAND flash memory, the data transfer clock signal φCL is driven 512 times by a burst pulse of about 100 nanoseconds, so that the time required for the data transfer is about 50 microseconds.
On the other hand, in the case of a general NAND flash memory, the time required for data programming for one page is about 200 microseconds because a pulse of about 40 microseconds is applied by applying several pulses.
[0011]
Therefore, in the case of the above-described conventional NAND flash memory, the time required to transfer the program data occupies a considerable proportion of the actual data programming time, and the actual data programming speed is sacrificed.
Further, as the capacity of the NAND flash memory increases in the future, the page size may inevitably increase. In that case, it is expected that the actual data programming time and the time required for the transfer of the program data will be about the same.
Further, in the case of the above-described conventional NAND flash memory, for example, in a case where a page program is continuously performed over a plurality of page regions as in an application example for recording image information data, the plurality of page program data are continuously stored. It is impossible to transfer the data to the NAND flash memory in synchronization with the burst pulse, and it is necessary to divide and transfer each page program data.
In the case of a general NAND flash memory, the division transfer for each page program data is performed under the control of an external controller.
Therefore, there is a disadvantage that the data program operation cannot be performed without the control of the external controller.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to increase the speed of data programming in a semiconductor nonvolatile memory device that performs page programming in units of word lines, and furthermore, without controlling an external controller. An object of the present invention is to provide a semiconductor nonvolatile memory device capable of performing a data program.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention includes a data transfer step of transferring page program data in units of word lines to a data latch circuit provided for each bit line, and selecting according to the page program data. By continuously performing a data programming process of performing a page program on memory transistors connected to a word line at a time, a first memory array in which memory transistors electrically performing data programming in page units are arranged in a matrix. (A) a data transfer step of transferring page program data for each word line to a data latch circuit provided for each bit line, and performing a page program for memory transistors connected to the selected word line in accordance with the page program data Continue the data programming process By performing the data to the second memory array and, wherein the data transfer to the first memory array a second memory array in which memory transistors electrically data programs page by page is carried out are arranged in a matrix The first memory array and the second memory are simultaneously and alternately repeated by repeatedly performing a step of simultaneously performing a program and a step of simultaneously performing data transfer to the second memory array and data programming to the first memory array. Means for executing a data program for the array in parallel.
[0014]
In the semiconductor nonvolatile memory device, data transfer of page program data to the first memory array and data transfer of page program data to the second memory array are continuously performed in synchronization with a predetermined clock pulse. Done.
[0015]
According to the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the semiconductor memory device includes two memory arrays that are paired with each other and are page-programmed in units of word lines, and a data transfer operation and a data program are performed on the two memory arrays. The operations take place mutually and in parallel.
Therefore, data programming can be performed at twice the normal speed.
[0016]
Further, according to the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, data transfer of page program data to the two memory arrays is continuously performed in synchronization with a fixed clock pulse.
Therefore, even when a page program is continuously performed over a plurality of page areas, there is no need to divide and transfer each page program data. As a result, the data program operation is possible without the control of the external controller, which is preferable.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration example of a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, for example, a NAND flash memory.
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a first memory array. The first memory array 10 includes a memory array main body 11, a row decoder 12, and a data latch provided with data latch circuits SAa1 to SAam for each bit line. It is composed of a circuit group 13 and a column selection unit 14.
Further, m (about 1024 bytes to 2048 bytes in this embodiment) bit lines B1 to Bm are wired in the memory array main body 11. FIG. 1 illustrates a case where a word line WLn is selected and page programming is performed on the memory transistors MTn, 1 to MTn, m.
[0019]
Similarly, reference numeral 20 denotes a second memory array. The second memory array 20 includes a memory array main body 21, a row decoder 22, and a data latch circuit provided with data latch circuits SAb1 to SAbm for each bit line. It comprises a group 23 and a column selection unit 24.
Similarly, m (about 1024 bytes to 2048 bytes in this embodiment) bit lines B1 to Bm are wired in the memory array main body 21. FIG. 1 illustrates a case where a word line WLn is selected and page programming is performed on the memory transistors MTn, 1 to MTn, m.
[0020]
Reference numeral 30 denotes a program data input circuit. The program data input circuit 30 is a page program to be programmed in the first memory array 10 from an external data bus to a data bus inside the chip in synchronization with the basic data transfer clock signal φCL. The data [Da] and the page program data [Db] to be programmed in the second memory array 20 are alternately and continuously transferred.
[0021]
Reference numeral 40 denotes a control circuit. The control circuit 40 receives the basic data transfer clock signal φCL and receives a first data transfer clock signal φCLa, a second data transfer clock signal φCLb, a first data program signal φPRGa, And four types of data program signal φPRGb.
[0022]
The first data transfer clock signal φCLa is supplied to the column selection unit 14, and the operation of the column selection unit 14 in synchronization with the first data transfer clock signal φCLa causes the data latch circuits SAa <b> 1 to SAa <b> 1 in the first memory array 10. The page program data [Da] is shift-transferred to SAam.
Further, the second data transfer clock signal φCLb is supplied to the column selection unit 24, and the data latch circuit SAb1 in the second memory array 20 is operated by the operation of the column selection unit 24 synchronized with the second data transfer clock signal φCLb. Page program data [Db] is shift-transferred to .about.SAbm.
Further, the first data program signal φPRGa is supplied to the first memory array 10, and the first data program signal φPRGa is supplied to the memory transistors MTn, 1 to MTn, m in the first memory array 10 under the control of the first data program signal φPRGa. Thus, the page program data latched by the data latch circuits SAa1 to SAam is programmed.
Further, the second data program signal φPRGb is supplied to the second memory array 20, and the second data program signal φPRGb controls the memory transistors MTn, 1 to MTn, m in the second memory array 20 under the control of the second data program signal φPRGb. Thus, the page program data latched by the data latch circuits SAb1 to SAbm is programmed.
[0023]
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration of the control circuit 40 in the semiconductor nonvolatile memory device of FIG.
[0024]
As shown in FIG. 2, the control circuit 40 includes a frequency dividing circuit 41, inverters INV1 and INV2, and AND gates AND1 to AND4.
The frequency dividing circuit 41 outputs a signal φout obtained by dividing the frequency f of the basic data transfer clock signal φCL by 1/512.
As shown in FIG. 2, the first data transfer clock signal φCLa is generated by ANDing the logical product of the inverted output of the frequency-divided signal φout by the inverter INV1 and the basic data transfer clock signal φCL by the AND gate AND1. .
The second data transfer clock signal φCLb is generated by ANDing the frequency-divided signal φout and the basic data transfer clock signal φCL by the AND gate AND2.
The first data program signal φPRGa is generated by ANDing the frequency-divided signal φout with the program enable signal φPE shown in FIG. 3 by the AND gate AND3.
The second data program signal φPRGb is generated by ANDing the inverted output of the frequency-divided signal φout of the inverter INV2 with the program enable signal φPE shown in FIG. 3 by the AND gate AND4.
[0025]
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of a data program operation in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention.
Hereinafter, the timing chart of FIG. 3 will be described step by step with reference to FIGS.
[0026]
First, at time t1, a data programming operation is started for the semiconductor nonvolatile memory device of FIG. 1, and thereafter, basic data transfer clock signal φCL is continuously output.
In the step between times t1 and t2, the 1a-th page program data [Da1] is shift-transferred to the data latch circuits SAa1 to SAam in the first memory array 10 in synchronization with the first data transfer clock signal φCLa. I do.
[0027]
Next, in a step between times t2 and t3, the 1b-th page program data [Db1] is stored in the data latch circuits SAb1 to SAbm in the second memory array 20 in synchronization with the second data transfer clock signal φCLb. Simultaneously with the shift transfer, the first memory array 10 is programmed with the 1a-th page program data [Da1] in synchronization with the first data program signal φPRGa.
[0028]
Next, in a step between times t3 and t4, the 2a-th page program data [Da2] is supplied to the data latch circuits SAa1 to SAam in the first memory array 10 in synchronization with the first data transfer clock signal φCLa. Simultaneously with the shift transfer, the 1st b page program data [Db1] is programmed in the second memory array 20 in synchronization with the second data program signal φPRGb.
[0029]
Similarly, in the step between times t4 and t5, the 2b-th page program data [Db2] is shift-transferred and, at the same time, the 2a-th page program data [Da2] is programmed.
Similarly, in the step between times t5 and t6, the 3a-th page program data [Da3] is shift-transferred, and at the same time, the 2b-th page program data [Db2] is programmed.
Similarly, in the step between the times t6 and t7, the 3b-th page program data [Db3] is shift-transferred, and at the same time, the 3a-th page program data [Da3] is programmed.
The above timing operation is repeatedly performed until all page programs are completed.
[0030]
As described above, according to the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the semiconductor memory device includes two memory arrays that are paired with each other and are page-programmed in word line units. Since the data transfer operation and the data program operation are configured to be performed mutually and in parallel, data programming can be performed at twice the normal speed.
Further, according to the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the data transfer of the page program data is continuously performed to the two memory arrays in synchronization with a constant clock pulse, so that the data transfer is performed over a plurality of page regions. Even in the case where the page program is continuously performed, it is not necessary to divide and transfer each page program data, and therefore, the data program operation can be performed without the control of the external controller, which is preferable.
[0031]
Note that, in the detailed description of the present invention, a case has been mainly described where two memory arrays forming a pair exist in one semiconductor chip, but the two memory arrays forming a pair are separate semiconductor chips. It is needless to say that the present invention can be applied to the case where it is within the range.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a semiconductor nonvolatile memory device that can perform a page program in units of word lines at a high speed and can perform a data program without control of an external controller. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration example of a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration of a control circuit in the semiconductor nonvolatile memory device of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of a data program operation in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a memory array structure in NAND type and DINOR type flash memories.
FIG. 5 is a diagram showing a timing chart of a data programming operation of a conventional nonvolatile semiconductor memory device that performs page programming in units of word line sectors.
[Explanation of symbols]
BL1 to BLm: bit line, WLn: selected word line, MTn, 1 to MTn, m: selected memory transistor, [Da]: first page program data, [Db]: second page program data, φCL: basic Data transfer clock signal, φCLa: first data transfer clock signal, φCLb: second data transfer clock signal, φPRGa: first data program signal, φPRGb: second data program signal, φout: divider circuit output signal , ΦPE: program enable signal, AND1 to AND4, AND gate, INV1 to INV2, inverting circuit, 10: first memory array a, 11: first memory array main unit, 12: row decoder, 13: data latch circuit Group, 14 column selection unit, 20 second memory array, 21 second memory array Ray body section, 22 row decoder, 23 data latch circuit, 24 column selection section, 30 program data input circuit, 40 control circuit, 41 frequency divider circuit.

Claims (7)

ワード線単位のページプログラムデータを各ビット線毎に設けられたデータラッチ回路に転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程を連続して行うことにより、ページ単位で電気的にデータのプログラムが行われるメモリトランジスタがマトリクス状に配置された第1のメモリアレイと
ワード線単位のページプログラムデータを各ビット線毎に設けられたデータラッチ回路に転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程を連続して行うことにより、ページ単位で電気的にデータのプログラムが行われるメモリトランジスタがマトリクス状に配置された第2のメモリアレイと、
前記第1のメモリアレイに対するデータ転送と前記第2のメモリアレイに対するデータプログラムを同時に行う過程と、前記第2のメモリアレイに対するデータ転送と前記第1のメモリアレイに対するデータプログラムを同時に行う過程を交互に繰り返し行うことにより、前記第1のメモリアレイと前記第2のメモリアレイに対するデータプログラムを並列に行う手段と
を備えた半導体不揮発性記憶装置。
A data transfer process of transferring page program data in word line units to a data latch circuit provided for each bit line, and a data program process of performing page program for memory transistors connected to a selected word line in accordance with the page program data by performing in succession, the first and Memoriare Lee memory transistor electrically data program is executed are arranged in a matrix in units of pages,
A data transfer process of transferring page program data in word line units to a data latch circuit provided for each bit line, and a data program process of performing page program for memory transistors connected to a selected word line in accordance with the page program data A second memory array in which memory transistors for electrically programming data in page units are arranged in a matrix,
The step of simultaneously performing the data transfer to the first memory array and the data program to the second memory array and the step of simultaneously performing the data transfer to the second memory array and the data program to the first memory array are alternately performed. A nonvolatile memory device comprising: means for repeatedly executing a data program for the first memory array and the second memory array in parallel.
前記第1のメモリアレイおよび前記第2のメモリアレイは対称である
請求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
2. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein said first memory array and said second memory array are symmetric.
前記第1のメモリアレイおよび前記第2のメモリアレイにおいて、前記データ転送過程に要する時間と前記データプログラム過程に要する時間は同一である
請求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
2. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein in the first memory array and the second memory array, the time required for the data transfer process and the time required for the data program process are the same.
前記第1のメモリアレイに対するページプログラムデータのデータ転送と前記第2のメモリアレイに対するページプログラムデータのデータ転送が、一定のクロックパルスに同期して連続的に行われる
請求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
2. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 1, wherein data transfer of page program data to said first memory array and data transfer of page program data to said second memory array are continuously performed in synchronization with a predetermined clock pulse. Storage device.
前記メモリトランジスタがマトリクス状に配置された第1のメモリアレイおよび第2のメモリアレイは、メモリトランジスタが直列に接続されたNAND型構造をなす
請求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
2. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein the first memory array and the second memory array in which the memory transistors are arranged in a matrix form have a NAND type structure in which memory transistors are connected in series.
前記メモリトランジスタがマトリクス状に配置された第1のメモリアレイおよび第2のメモリアレイは、NOR型構造をなし、かつ主ビット線が作動的接続手段を介して複数の副ビット線に階層化されている
請求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
The first memory array and the second memory array in which the memory transistors are arranged in a matrix form a NOR type structure, and main bit lines are hierarchized into a plurality of sub-bit lines via operative connection means. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
ワード線単位のページプログラムデータを各ビット線毎に設けられたデータラッチ回路に転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程を連続して行うことにより、ページ単位で電気的にデータのプログラムが行われるメモリトランジスタがマトリクス状に配置されたメモリアレイをそれぞれ集積した第1の半導体チップと
ワード線単位のページプログラムデータを各ビット線毎に設けられたデータラッチ回路に転送するデータ転送過程と、前記ページプログラムデータに従って選択ワード線に接続されたメモリトランジスタ一括にページプログラムを行うデータプログラム過程を連続して行うことにより、ページ単位で電気的にデータのプログラムが行われるメモリトランジスタがマトリクス状に配置されたメモリアレイをそれぞれ集積した第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップ内のメモリアレイに対するデータ転送と前記第2の半導体チップ内のメモリアレイに対するデータプログラムを同時に行う過程と、前記第2の半導体チップ内のメモリアレイに対するデータ転送と前記第1の半導体チップ内のメモリアレイに対するデータプログラムを同時に行う過程を交互に繰り返し行うことにより、前記第1の半導体チップ内のメモリアレイと前記第2の半導体チップ内のメモリアレイに対するデータプログラムを並列に行う手段と
を備えた半導体メモリシステム。
A data transfer process of transferring page program data in word line units to a data latch circuit provided for each bit line, and a data program process of performing page program for memory transistors connected to a selected word line in accordance with the page program data by performing in succession, a first semiconductor chip to the memory transistor electrically data programs page by page is carried out by integrating each memory array arranged in a matrix,
A data transfer process of transferring page program data in word line units to a data latch circuit provided for each bit line, and a data program process of performing page program for memory transistors connected to a selected word line in accordance with the page program data A second semiconductor chip in which memory transistors in each of which a memory transistor in which data is electrically programmed in a page unit are arranged in a matrix are integrated,
Simultaneously performing a data transfer to a memory array in the first semiconductor chip and a data program to a memory array in the second semiconductor chip; a data transfer to a memory array in the second semiconductor chip; The data program for the memory array in the first semiconductor chip and the data program for the memory array in the second semiconductor chip are performed in parallel by alternately repeating the process of simultaneously performing the data program for the memory array in the semiconductor chip. Semiconductor memory system comprising:
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