JP4130784B2 - Multi-level memory circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値メモリセルの読出用の多電圧を発生する回路を具備する多値メモリ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から知られている2値のフラッシュメモリおよび多値のフラッシュメモリの動作について説明する。フラッシュメモリは、コントロールゲートとフローティングゲートを有し電気的に一括消去可能な不揮発性記憶素子をメモリセルとしたもので、フローティングゲートへの電荷注入はトンネル電流を利用するものやホットエレクトロンを用いるものがあり、「書き込み」ではフローティングゲートに電子を注入してしきい値を高い電圧値に設定し、「消去」ではフローティングゲートから電子を放出させてしきい値を低い電圧値に設定する。
【0003】
図6(a)は、通常の2値のフラッシュメモリのメモリセルに設定されたしきい値分布を示している。ワード線(図示せず)の電圧が0Vの時に、しきい値が“1”であればメモリセルに電流が流れ、“0”であれば電流が流れない。このように電流が流れるか流れないかによって、メモリセルの“1”と“0”のしきい値を判別している。したがって、1個のメモリセルは1ビットのデータを記憶している。
【0004】
次に、図6(b)に1個のメモリセルに2ビットのデータを記憶した多値しきい値分布を示す。これは“11”、“10”、“01”、“00”の4つのデータ(4値)に対応したしきい値分布の例である。さらに、図6(c)に1個のメモリセルに3ビットのデータを記憶した多値しきい値分布を示す。これは8つのデータ(8値)に対応したしきい値分布の例である。
【0005】
次に、データの読み出し方について説明する。図7は1個のメモリーセルに4値のデータをもつ場合のしきい値の分布図である。この例では、0V以下に“11”、0〜1Vの領域に“10”、1〜2Vの領域に“01”、2〜3Vの領域に“00”に対応したしきい値分布を持つ。したがって、“11”の状態は読出電圧を0Vに設定することにより、“10”の状態は読出電圧を1Vに設定することにより、“01”の状態は読出電圧を2Vに設定することにより、“00”の状態は読出電圧を3Vに設定することにより、それぞれ電流が流れる。
【0006】
図8は、書き込みと上記した読み出しによるベリファイ(検証)を実行するときのワード線の電圧波形の一例を示すものである。あるメモリセルについて20Vにより書き込みを実行してから0Vの電圧を当該メモリセルのワード線に印加して読み出された電圧を検出し、次に同じメモリセルについて20Vにより書き込みを実行してから1Vの電圧を当該メモリセルのワード線に印加して読み出された電圧を検出し、次に同じメモリセルについて20Vにより書き込みを実行してから2Vの電圧を当該メモリセルのワード線に印加して読み出された電圧を検出し、次に同じメモリセルについて20Vにより書き込みを実行してから3Vの電圧を当該メモリセルのワード線に印加して読み出された電圧を検出し、これらによって、所望のしきい値電圧になっているかどうかをベリファイしている。また、書き込む必要のない時には、書き込み禁止状態にすることはいうまでもない。図8のベリファイにおいては、0V→1V→2V→3Vのようにワード線電圧が印加されており、この状態を「0123」とすると、実際のベリファイでは、「00112233」や「0000111122223333」のようになることもあり、これ以外のパターンもある。
【0007】
このように読出用の電圧を変化させるときは、1V、2V、3Vの電圧を生成する必要がある。一般的に電圧を降圧する回路として、図9に示すチャージポンプ回路が知られている。このチャージポンプ回路9は、スイッチSW1,SW2と、キャパシタCp,Cbならなり、スイッチSW1とSW2を連動させてa→b→a→b→aのように接点を切り替えてこれを繰り返すことにより、接点a側に切り替わったときはキャパシタCp,Cbが電源に直列接続されて電源電圧Vの1/2の電圧がそれぞれ印加され、接点b側に切り替わったときに両キャパシタCp,Cbが電源から分離されるとともに並列接続されるので、キャパシタCbの両端から電源電圧Vの1/2の電圧を取り出すことができる。ところが、この図9のチャージポンプ回路を複数組み合わせただけでは、電源電圧をn等分して多電圧を生成することは容易ではない。
【0008】
そこで、電源電圧Vをn等分してV/n、2V/n、・・・、(n−1)V/nの多電圧を発生させる方法として、図10に示すように、電圧Vの電源端子と接地間に同値の抵抗Rをn個直列接続する回路構成が知られている(非特許文献1)。
【0009】
【非特許文献1】
加藤浩太郎編著、「LSI技術の基礎」、電気通信協会、オーム社、1992年、222頁
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、常時、電源端子から接地に対して電流が流れ続けるために、消費電力が大きくなるという欠点がある。
【0010】
本発明の目的は、読出用の多電圧を容易に生成でき、さらに消費電力が少なくなるようにした多値メモリ回路を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、n(≧3)値のしきい値を持つメモリセルを有する多値メモリ回路において、電源電圧の1/nのステップでnステップ上昇しnステップ下降しこれを繰り返す電圧を発生する電荷再利用型の階段状電圧発生回路を具備し、該階段状電圧発生回路で発生した前記nステップ上昇しnステップ下降する電圧を繰り返す度に、前記0〜nステップの電圧の内の異なるステップの電圧を前記メモリセルのワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路とした。
【0012】
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の多値メモリ回路において、前記階段状電圧発生回路は、一端が接地に接続された第1〜第n−1のタンクキャパシタと、前記各タンクキャパシタの他端に一端が個々に接続された第1〜第n−1のスイッチ素子と、一端が電源端子に接続され他端が前記第1〜第n−1のスイッチ素子の他端に接続された第nのスイッチ素子と、一端が前記第1〜第nのスイッチ素子の他端に接続され他端が接地された第n+1のスイッチ素子と、からなり、前記スイッチ素子を、第n+1、第1、第2、・・・、第nの正順序でそれぞれ所定時間ずつオンさせ、次にそれと逆順序でそれぞれ所定時間ずつオンさせ、前記正順序から前記逆順序への折り返しを繰り返すことにより前記電源端子の電圧の1/nでステップ状に変化する階段状電圧を発生する、ことを特徴とする多値メモリ回路とした。
【0013】
請求項3にかかる発明は、請求項2に記載の多値メモリ回路において、前記階段状電圧発生回路は、前記スイッチ素子を前記正順序でオンさせるとき又は前記逆順序でオンさせるとき、前記第1〜第n+1のスイッチ素子の内の特定のスイッチ素子のオン時間を他のスイッチのオン時間より長く設定し、該特定のスイッチ素子がオンしているとき発生する電圧を前記ワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路とした。
【0014】
請求項4にかかる発明は、請求項2に記載の多値メモリ回路において、前記階段状電圧発生回路は、前記階段状電圧の発生の後に、第1〜第n+1のスイッチ素子の内の特定のスイッチ素子で前記正順序から前記逆順序に折り返しを行い、該特定スイッチ素子のオン時間を他のスイッチ素子のオン時間よりも長く設定し、該特定のスイッチ素子がオンしているとき発生する電圧を前記ワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路とした。
【0015】
請求項5にかかる発明は、請求項2に記載の多値メモリ回路において、前記階段状電圧発生回路は、前記階段状電圧の発生の後に、前記第1〜第n+1のスイッチ素子の内の特定のスイッチ素子のみを所定時間だけオンさせ、そのとき発生する電圧を前記ワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路とした。
【0016】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、電荷再利用型のスイッチトキャパシタ回路を用いて、電源電圧の1/nでステップ状に上昇下降を繰り返して変化する階段状電圧を生成し、その内の所望のステップの電圧を読出用電圧としてワード線に印加して多値メモリセルの読み出し(ベリファイ)を行う。
【0017】
図1は電荷再利用型のスイッチトキャパシタ回路の回路図である。C1,C2,C3は同一容量のタンクキャパシタ、CLは出力キャパシタ、T0,T1,T2,T3,T4はMOSトランジスタである。この回路では、図2の波形図に示すように、MOSトランジスタをT0→T1→T2→T3→T4の順序(正順序)で所定時間ずつオンさせ、次にその逆順序で所定時間ずつオンさせ、その正順序から逆順序への折り返しを繰り返すことによって、電源電圧Vの1/4ステップずつ変化(0、V/4、V/2、3V/4、V)して上昇下降を繰り返す階段状の電圧Voutを生成させることができる。nステップの階段状の電圧を発生するには、一般にタンクキャパシタを「n−1」個、MOSトランジスタを「n+1」個を使用すればよい。
【0018】
図3(a)は上記したスイッチトキャパシタ回路を使用して生成した4ステップの階段状の電圧波形の例であり、図3(b)〜(d)はこの階段状電圧を変形して発生させた読出用の電圧である。
【0019】
まず、図3(b)は前記正順序時のMOSトランジスタT1のオン時間を他のMOSトランジスタのオン時間よりも長く設定して、1ステップ目の電圧V/4の期間を長くしたものである。
【0020】
図3(c)は前記正順序時のMOSトランジスタT2のオン時間を他のMOSトランジスタのオン時間よりも長く設定して、2ステップ目の電圧V/2の期間を長くしたものである。
【0021】
図3(d)は前記正順序時のMOSトランジスタT3のオン時間を他のMOSトランジスタのオン時間よりも長く設定して、3ステップ目の電圧3V/4の期間を長くしたものである。
【0022】
以上のようにして作成された各ステップの電圧は、図4(a)に示す4値メモリ回路のセレクタSELの端子PCKに入力させることにより、ワード線WL1〜WL4や選択信号線SG1,SG2を所望の電圧に設定して、読出用やパス用とすることが可能である。図4において、BL1,BL2はビット線である。各セレクタSELは図4(b)に示すように、1個のインバータINVと2個のアナログスイッチASWからなり、セレクト信号Sによって、0Vと上記1〜3ステップ目の電圧を入力するPCK端子のいずれかをセレクトする。
【0023】
図4(a)では、しきい値電圧を図7に示すように“11”,“10”,“01”,“00”の内のいずれかとした場合において、メモリセルM1に書き込んだしきい値を読み出す場合を示しており、ストリング選択信号線SG1、SG2にストリング選択用の電圧として3Vを、ワード線WL1,WL3,WL4にパス用の電圧として3Vをそれぞれ印加して、ワード線WL2に0V,1V,2V,又は3Vの読出用電圧を印加することにより、そのメモリセルM1のしきい値を読み出し、これによりベリファイを行うことができる。例えば、0Vでビット線BL1に電流が流れればしきい値は“11”、1Vでビット線BL1に電流が流れればしきい値は“10”、2Vでビット線BL1に電流が流れればしきい値は“01”、3Vでビット線BL1に電流が流れればしきい値は“00”であるとベリファイできる。
【0024】
図5(a)は、階段状電圧の上昇時の2ステップ目の電圧および3ステップ目の電圧によりベリファイする時のワード線の電圧波形の様子を示したものである。このベリファイの電圧波形は図1のスイッチトキャパシタ回路により生成したものである。この場合は、2ステップ目の電圧を発生させるMOSトランジスタT2のオン時間を他のMOSトランジスタのオン時間よりも長くする。次のベリファイでは、3ステップ目の電圧を発生させるMOSトランジスタT3のオン時間を他のMOSトランジスタのオン時間よりも長くする。なお、書き込んだしきい値に応じて、実際には0Vの電圧や、1ステップ目の電圧でもベリファイが行われるがここでは省略した。
【0025】
図5(b)も図5(a)と同様に階段状電圧の2ステップ目の電圧および3ステップ目の電圧によりベリファイする時のワード線の電圧波形を示している。しかしこの場合は、図3(a)に示すような4ステップの階段状電圧を一旦発生させた後に、2ステップ目の電圧を使用するときは1ステップ目を発生させるMOSトランジスタT1は通常通りのオン時間とし、2ステップ目を発生させるMOSトランジスタT2は長いオン時間とし、3ステップ目、4ステップ目を発生させるMOSトランジスタT3、T4はオンさせない。次のベリファイのために3ステップ目の電圧を使用するときは、1ステップ目、2ステップ目を発生させるMOSトランジスタT1,T2は通常通りのオン時間とし、3ステップ目を発生させるMOSトランジスタT3は長いオン時間とし、第4ステップ目を発生させるMOSトランジスタT4はオンさせない。
【0026】
図5(c)も図5(a)、(b)と同様に2ステップ目の電圧および3ステップ目の電圧によりベリファイする時のワード線の電圧波形を示している。しかしこの場合は、図3(a)に示すような4ステップの階段状電圧を一旦発生させた後に、2ステップ目に相当するMOSトランジスタT2だけを長い時間オンさせる。次のベリファイでは、3ステップ目に相当するMOSトランジスタT3だけを長い時間オンさせる。
【0027】
以上のように読み出し電圧の設定方法は、自由に変えることができる。これら以外の方法でも良い事は言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、n値のしきい値をもつメモリセルの読出用電圧として電源電圧をn等分したnステップの多電圧を容易に生成できる。特に、電荷再利用型のスイッチトキャパシタ回路を使用するので、低消費電力で容易に多電圧を発生でき、低消費電力の多値メモリ回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の多値メモリ回路の読出用電圧の生成用のスイッチトキャパシタ回路の回路図である。
【図2】 図1のスイッチトキャパシタ回路の動作の波形図である。
【図3】 (a)は階段状電圧の波形図、(b)〜(d)は読出用電圧の波形図である。
【図4】 (a)はNAND型フラッシュメモリの回路図、(b)はセレクタの具体的回路図である。
【図5】 (a)〜(c)は書き込みとベリファイの電圧波形図である。
【図6】 (a)は2値のしきい値を有するメモリセルのしきい値分布の説明図、(b)は4値のしきい値を有するメモリセルのしきい値分布の説明図、(c)は8値のしきい値を有するメモリセルのしきい値分布の説明図である。
【図7】 4値のしきい値を有するメモリセルの具体的なしきい値分布の説明図である。
【図8】 書き込みとベリファイの電圧波形図である。
【図9】 電源電圧の1/2の電圧を生成する電圧降下回路の回路図である。
【図10】電源電圧の1/nのステップ電圧を生成する電圧分圧回路の回路図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilevel memory circuit including a circuit for generating a multivoltage for reading multilevel memory cells.
[0002]
[Prior art]
Operations of conventionally known binary flash memories and multi-value flash memories will be described. A flash memory is a nonvolatile memory element that has a control gate and a floating gate, and is an electrically erasable non-volatile memory element. The flash memory uses a tunnel current or hot electrons to inject charge into the floating gate. In “write”, electrons are injected into the floating gate and the threshold value is set to a high voltage value. In “erasing”, electrons are emitted from the floating gate and the threshold value is set to a low voltage value.
[0003]
FIG. 6A shows a threshold distribution set in a memory cell of a normal binary flash memory. When the voltage of a word line (not shown) is 0V, if the threshold is “1”, a current flows in the memory cell, and if it is “0”, no current flows. Thus, the threshold value of “1” and “0” of the memory cell is determined depending on whether or not current flows. Therefore, one memory cell stores 1-bit data.
[0004]
Next, FIG. 6B shows a multi-value threshold distribution in which 2-bit data is stored in one memory cell. This is an example of threshold distribution corresponding to four data (four values) “11”, “10”, “01”, “00”. Further, FIG. 6C shows a multi-value threshold distribution in which 3-bit data is stored in one memory cell. This is an example of threshold distribution corresponding to 8 data (8 values).
[0005]
Next, how to read data will be described. FIG. 7 is a distribution diagram of threshold values when one memory cell has four-value data. In this example, there is a threshold distribution corresponding to “11” below 0V, “10” in the 0-1V region, “01” in the 1-2V region, and “00” in the 2-3V region. Therefore, the state of “11” is set by setting the read voltage to 0V, the state of “10” is set by setting the read voltage to 1V, and the state of “01” is set by setting the read voltage to 2V. In the state of “00”, a current flows by setting the read voltage to 3V.
[0006]
FIG. 8 shows an example of the voltage waveform of the word line when the verification by the writing and the reading described above is executed. After writing is performed on a certain memory cell by 20 V, a voltage of 0 V is applied to the word line of the memory cell to detect the read voltage, and then writing is performed on the same memory cell by 20 V, and then 1 V Is applied to the word line of the memory cell, and the read voltage is detected. Next, the same memory cell is written with 20 V, and then the voltage of 2 V is applied to the word line of the memory cell. The read voltage is detected, and then the same memory cell is written with 20 V, and then the 3 V voltage is applied to the word line of the memory cell to detect the read voltage. It is verified whether or not the threshold voltage is reached. Needless to say, when it is not necessary to write data, the writing is prohibited. In the verification of FIG. 8, the word line voltage is applied as 0V → 1V → 2V → 3V. If this state is “0123”, in the actual verification, as “00112233” or “0000111112223333” There are also other patterns.
[0007]
When the reading voltage is changed in this way, it is necessary to generate voltages of 1V, 2V, and 3V. A charge pump circuit shown in FIG. 9 is generally known as a circuit for stepping down a voltage. The charge pump circuit 9 is composed of switches SW1 and SW2 and capacitors Cp and Cb. By switching the contacts in the order of a → b → a → b → a by interlocking the switches SW1 and SW2, this is repeated. When switched to the contact a side, the capacitors Cp and Cb are connected in series to the power supply, and a voltage of 1/2 of the power supply voltage V is applied. When switched to the contact b side, both capacitors Cp and Cb are separated from the power supply. In addition, since it is connected in parallel, a voltage that is 1/2 of the power supply voltage V can be extracted from both ends of the capacitor Cb. However, it is not easy to generate multiple voltages by dividing the power supply voltage into n equal parts by simply combining a plurality of charge pump circuits of FIG.
[0008]
Therefore, as a method of generating a multi-voltage of V / n, 2V / n,..., (N−1) V / n by dividing the power supply voltage V into n, as shown in FIG. A circuit configuration is known in which n resistors R having the same value are connected in series between a power supply terminal and the ground (Non-Patent Document 1).
[0009]
[Non-Patent Document 1]
Edited by Kotaro Kato, "Basics of LSI Technology", Telecommunications Association, Ohmsha, 1992, p. 222 [Problems to be solved by the invention]
However, this method has a drawback in that power consumption increases because current always flows from the power supply terminal to the ground.
[0010]
An object of the present invention is to provide a multi-value memory circuit that can easily generate a multi-voltage for reading and further reduce power consumption.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in a multi-value memory circuit having a memory cell having a threshold value of n (≧ 3), n steps increase and n steps decrease in steps of 1 / n of the power supply voltage, and this is repeated. A charge reusable stepped voltage generation circuit for generating a voltage, and the voltage of 0 to n steps is increased each time the voltage generated by the stepped voltage generation circuit is increased by n steps and decreased by n steps . The multi-level memory circuit is characterized in that voltages at different steps are applied to the word lines of the memory cells.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the multilevel memory circuit according to the first aspect, the stepped voltage generation circuit includes first to n-1th tank capacitors, one end of which is connected to the ground, and each of the tanks. First to (n-1) th switching elements whose one ends are individually connected to the other ends of the capacitors, one end is connected to a power supply terminal, and the other end is connected to the other ends of the first to (n-1) th switching elements. And the (n + 1) th switch element having one end connected to the other end of the first to nth switch elements and the other end grounded. By turning on each of the first, second,..., N-th normal order for a predetermined time, and then turning it on for a predetermined time in the reverse order, and repeating the turn from the normal order to the reverse order. Steady at 1 / n the voltage of the power supply terminal. Generating a stepped voltage which changes looped and a multi-level memory circuit, characterized in that.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the multilevel memory circuit according to the second aspect, when the stepped voltage generation circuit turns on the switch elements in the forward order or turns on the reverse order, The on-time of a specific switch element among the first to (n + 1) th switch elements is set longer than the on-time of other switches, and a voltage generated when the specific switch element is on is applied to the word line. The multi-value memory circuit is characterized by this.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the multilevel memory circuit according to the second aspect, the stepped voltage generation circuit is configured to specify a specific one of the first to n + 1th switching elements after the generation of the stepped voltage. A voltage generated when the switch element is turned back from the normal order to the reverse order, the on time of the specific switch element is set longer than the on time of the other switch elements, and the specific switch element is on. Is applied to the word line.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the multilevel memory circuit according to the second aspect, the stepped voltage generation circuit is configured to identify one of the first to (n + 1) th switching elements after the generation of the stepped voltage. Only the switch element is turned on for a predetermined time, and a voltage generated at that time is applied to the word line.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present embodiment, a charge-reuse type switched capacitor circuit is used to generate a stepped voltage that changes by stepping up and down in steps of 1 / n of the power supply voltage, and the voltage of a desired step among them is generated. The multi-value memory cell is read (verified) by being applied to the word line as a read voltage.
[0017]
FIG. 1 is a circuit diagram of a charge recycling type switched capacitor circuit. C1, C2, C3 are the same capacity of the tank capacitor, C L is the output capacitor, T0, T1, T2, T3 , T4 are MOS transistors. In this circuit, as shown in the waveform diagram of FIG. 2, the MOS transistors are turned on for a predetermined time in the order of T0 → T1 → T2 → T3 → T4 (normal order), and then turned on for a predetermined time in the reverse order. By repeating the turn from the normal order to the reverse order, the power supply voltage V is changed by a quarter step (0, V / 4, V / 2, 3V / 4, V) and stepped up and down. The voltage Vout can be generated. In order to generate an n-step stepped voltage, generally, “n−1” tank capacitors and “n + 1” MOS transistors may be used.
[0018]
Fig. 3 (a) shows an example of a 4-step stepped voltage waveform generated using the above-described switched capacitor circuit. Figs. 3 (b) to 3 (d) are generated by deforming this stepped voltage. Read voltage.
[0019]
First, FIG. 3B is a diagram in which the on-time of the MOS transistor T1 in the normal order is set longer than the on-time of the other MOS transistors, and the period of the voltage V / 4 in the first step is lengthened. .
[0020]
FIG. 3C shows a case where the ON time of the MOS transistor T2 in the normal order is set longer than the ON times of the other MOS transistors, and the period of the voltage V / 2 in the second step is lengthened.
[0021]
FIG. 3D shows a case where the on-time of the MOS transistor T3 in the normal order is set longer than the on-time of the other MOS transistors, and the period of the voltage 3V / 4 at the third step is lengthened.
[0022]
The voltage of each step created as described above is inputted to the terminal PCK of the selector SEL of the quaternary memory circuit shown in FIG. 4A, whereby the word lines WL1 to WL4 and the selection signal lines SG1 and SG2 are input. It is possible to set it to a desired voltage and use it for reading or passing. In FIG. 4, BL1 and BL2 are bit lines. As shown in FIG. 4B, each selector SEL is composed of one inverter INV and two analog switches ASW. By the select signal S, 0V and the voltage of the first to third steps are input to the PCK terminal. Select one.
[0023]
In FIG. 4A, when the threshold voltage is any one of “11”, “10”, “01”, and “00” as shown in FIG. 3V is applied as a string selection voltage to the string selection signal lines SG1 and SG2, 3V is applied as a pass voltage to the word lines WL1, WL3, and WL4, and 0V is applied to the word line WL2. , 1V, 2V, or 3V is applied, the threshold value of the memory cell M1 is read, and verification can be performed. For example, if a current flows through the bit line BL1 at 0V, the threshold is "11". If a current flows through the bit line BL1 at 1V, the threshold is "10", and a current flows through the bit line BL1 at 2V. For example, if the threshold value is “01” and 3 V and a current flows through the bit line BL1, it can be verified that the threshold value is “00”.
[0024]
FIG. 5A shows the voltage waveform of the word line when verifying with the second step voltage and the third step voltage when the stepped voltage rises. This verify voltage waveform is generated by the switched capacitor circuit of FIG. In this case, the ON time of the MOS transistor T2 that generates the voltage of the second step is made longer than the ON times of the other MOS transistors. In the next verify, the ON time of the MOS transistor T3 that generates the voltage at the third step is made longer than the ON times of the other MOS transistors. It should be noted that although verification is actually performed with a voltage of 0 V or a voltage at the first step according to the written threshold value, it is omitted here.
[0025]
FIG. 5 (b) also shows the voltage waveform of the word line when verifying with the voltage of the second step and the voltage of the third step of the stepped voltage, as in FIG. 5 (a). In this case, however, the MOS transistor T1 for generating the first step is used as usual when the voltage of the second step is used after once generating the stepped voltage of four steps as shown in FIG. The MOS transistor T2 that generates the second step is set to a long ON time, and the MOS transistors T3 and T4 that generate the third and fourth steps are not turned on. When the voltage of the third step is used for the next verification, the MOS transistors T1 and T2 that generate the first step and the second step are normally turned on, and the MOS transistor T3 that generates the third step The MOS transistor T4 that generates the fourth step is not turned on with a long on-time.
[0026]
FIG. 5 (c) also shows the voltage waveform of the word line at the time of verifying with the voltage at the second step and the voltage at the third step, as in FIGS. 5 (a) and 5 (b). However, in this case, after a four-step stepped voltage as shown in FIG. 3A is once generated, only the MOS transistor T2 corresponding to the second step is turned on for a long time. In the next verify, only the MOS transistor T3 corresponding to the third step is turned on for a long time.
[0027]
As described above, the read voltage setting method can be freely changed. Needless to say, other methods may be used.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an n-step multi-voltage obtained by dividing the power supply voltage into n equal parts can be easily generated as a read voltage for a memory cell having an n-value threshold. In particular, since a charge recycle type switched capacitor circuit is used, a multi-voltage memory circuit can be easily generated with low power consumption and a low power consumption multi-value memory circuit can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a switched capacitor circuit for generating a read voltage in a multilevel memory circuit of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram of the operation of the switched capacitor circuit of FIG.
3A is a waveform diagram of a stepped voltage, and FIGS. 3B to 3D are waveform diagrams of a read voltage. FIG.
4A is a circuit diagram of a NAND flash memory, and FIG. 4B is a specific circuit diagram of a selector.
FIGS. 5A to 5C are voltage waveform diagrams of writing and verifying.
6A is an explanatory diagram of a threshold distribution of a memory cell having a binary threshold value, and FIG. 6B is an explanatory diagram of a threshold distribution of a memory cell having a quaternary threshold value; (c) is an explanatory diagram of the threshold distribution of a memory cell having eight threshold values.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a specific threshold distribution of a memory cell having a quaternary threshold value.
FIG. 8 is a voltage waveform diagram for writing and verifying.
FIG. 9 is a circuit diagram of a voltage drop circuit that generates a voltage that is ½ of a power supply voltage.
FIG. 10 is a circuit diagram of a voltage dividing circuit that generates a 1 / n step voltage of a power supply voltage.

Claims (5)

n(≧3)値のしきい値を持つメモリセルを有する多値メモリ回路において、
電源電圧の1/nのステップでnステップ上昇しnステップ下降しこれを繰り返す電圧を発生する電荷再利用型の階段状電圧発生回路を具備し、該階段状電圧発生回路で発生した前記nステップ上昇しnステップ下降する電圧を繰り返す度に、前記0〜nステップの電圧の内の異なるステップの電圧を前記メモリセルのワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路。
In a multi-value memory circuit having memory cells having a threshold value of n (≧ 3) values,
A charge reusable stepped voltage generating circuit for generating a voltage that rises by n steps in steps of 1 / n of the power supply voltage, decreases by n steps, and repeats the steps; A multi-level memory circuit , wherein a voltage of a different step among the voltages of 0 to n steps is applied to a word line of the memory cell each time a voltage that rises and falls n steps is repeated .
請求項1に記載の多値メモリ回路において、
前記階段状電圧発生回路は、
一端が接地に接続された第1〜第n−1のタンクキャパシタと、
前記各タンクキャパシタの他端に一端が個々に接続された第1〜第n−1のスイッチ素子と、
一端が電源端子に接続され他端が前記第1〜第n−1のスイッチ素子の他端に接続された第nのスイッチ素子と、
一端が前記第1〜第nのスイッチ素子の他端に接続され他端が接地された第n+1のスイッチ素子と、
からなり、
前記スイッチ素子を、第n+1、第1、第2、・・・、第nの正順序でそれぞれ所定時間ずつオンさせ、次にそれと逆順序でそれぞれ所定時間ずつオンさせ、前記正順序から前記逆順序への折り返しを繰り返すことにより前記電源端子の電圧の1/nでステップ状に変化する階段状電圧を発生する、
ことを特徴とする多値メモリ回路。
The multi-value memory circuit according to claim 1,
The stepped voltage generation circuit includes:
First to (n-1) th tank capacitors having one end connected to ground;
First to (n-1) -th switching elements each having one end connected to the other end of each tank capacitor;
An nth switch element having one end connected to a power supply terminal and the other end connected to the other end of the first to n-1st switch elements;
An (n + 1) th switch element having one end connected to the other end of the first to nth switch elements and the other end grounded;
Consists of
The switch elements are turned on for a predetermined time in the (n + 1) th, first, second,..., Nth normal order, and then turned on for a predetermined time in the reverse order. Generating a stepped voltage that changes stepwise at 1 / n of the voltage of the power supply terminal by repeating the turn back to the sequence;
A multi-value memory circuit characterized by that.
請求項2に記載の多値メモリ回路において、
前記階段状電圧発生回路は、前記スイッチ素子を前記正順序でオンさせるとき又は前記逆順序でオンさせるとき、前記第1〜第n+1のスイッチ素子の内の特定のスイッチ素子のオン時間を他のスイッチのオン時間より長く設定し、該特定のスイッチ素子がオンしているとき発生する電圧を前記ワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路。
The multi-value memory circuit according to claim 2,
The stepped voltage generation circuit sets an ON time of a specific switch element among the first to (n + 1) th switch elements when the switch elements are turned on in the normal order or turned on in the reverse order. A multi-value memory circuit, wherein the voltage is set longer than an ON time of a switch and a voltage generated when the specific switch element is ON is applied to the word line.
請求項2に記載の多値メモリ回路において、
前記階段状電圧発生回路は、前記階段状電圧の発生の後に、第1〜第n+1のスイッチ素子の内の特定のスイッチ素子で前記正順序から前記逆順序に折り返しを行い、該特定スイッチ素子のオン時間を他のスイッチ素子のオン時間よりも長く設定し、該特定のスイッチ素子がオンしているとき発生する電圧を前記ワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路。
The multi-value memory circuit according to claim 2,
The stepped voltage generation circuit performs folding from the normal order to the reverse order with a specific switch element among the first to (n + 1) th switch elements after the generation of the stepped voltage. A multi-value memory circuit, wherein an on-time is set longer than an on-time of another switch element, and a voltage generated when the specific switch element is on is applied to the word line.
請求項2に記載の多値メモリ回路において、
前記階段状電圧発生回路は、前記階段状電圧の発生の後に、前記第1〜第n+1のスイッチ素子の内の特定のスイッチ素子のみを所定時間だけオンさせ、そのとき発生する電圧を前記ワード線に印加することを特徴とする多値メモリ回路。
The multi-value memory circuit according to claim 2,
The stepped voltage generation circuit turns on only a specific switch element among the first to (n + 1) th switch elements for a predetermined time after the generation of the stepped voltage, and the voltage generated at that time is supplied to the word line A multi-value memory circuit, characterized by being applied to:
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