JP4322238B2 - 半導体記憶装置および電子機器 - Google Patents
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チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記読み出し部は、
上記第1記憶領域にデータ1が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ1が記憶されている状態と、上記第1記憶領域にデータ0が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ1が記憶されている状態とを判別できる第1基準値と、上記第1出力とを比較する第1センスアンプと、
上記第1記憶領域にデータ1が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ0が記憶されている状態と、上記第1記憶領域にデータ0が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ0が記憶されている状態とを判別できる第2基準値と、上記第1出力とを比較する第2センスアンプと、
上記第1出力と上記第2出力とを比較する第3センスアンプと、
上記第1センスアンプの出力端子、上記第2センスアンプの出力端子および上記第3センスアンプの出力端子に接続されている多数決論理回路と
を有することを特徴としている。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第2キャパシタの上記第2出力側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第1キャパシタの両電極の電位差、または、上記第2キャパシタの両電極の電位差が入力されるセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積する第3キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極と、上記第3キャパシタの上記第2出力側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第1キャパシタの両電極の電位差、または、上記第2キャパシタの両電極の電位差、または、上記第3キャパシタの両電極の電位差が入力されるセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の上記電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第3キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第3キャパシタのグランドと反対側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第2キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位と、上記第3キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位とを比較するセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第3キャパシタと、
上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第4キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極と、上記第4キャパシタのグランドと反対側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第3キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位と、上記第4キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位とを比較するセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の上記電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタおよび第2キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタおよび上記第2キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタおよび上記第2キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング回路を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタ、第2キャパシタおよび第3キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第3キャパシタに上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第3キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング回路を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタ、第2キャパシタおよび第3キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第3キャパシタに上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタ、第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷と、上記第3キャパシタに蓄積された上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続する。
チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタ、第2キャパシタ、第3キャパシタおよび第4キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第3キャパシタに上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第4キャパシタに上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタ、上記第3キャパシタおよび上記第4キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第3キャパシタに蓄積された上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷と、上記第4キャパシタに蓄積された上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタ、上記第3キャパシタおよび上記第4キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング回路を接続する。
複数の不揮発性のメモリセルが整列されたメモリセルアレイと、
上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記メモリセルの入出力端子に接続されたビット線と、
情報を読み出すべきメモリセルに接続された上記ワード線を選択する行選択回路と、
上記ビット線に対して充電又は放電を行うビット線充放電回路と、
上記ビット線が接続されると共に、上記ビット線の電位と基準値とを比較するセンスアンプとを有し、
上記各メモリセルの一方の側の第1ビット線を他方の側の第2ビット線より高電位にした場合の充電又は放電による上記第1または第2ビット線の第1電位と、上記第2ビット線を上記第1ビット線より高電位にした場合の充電又は放電による上記第2または第1ビット線の第2電位の両方を用いることで、上記メモリセルに蓄積された情報を読み出すことを特徴としている。
図1は、本発明の第1実施形態の半導体記憶装置を示す図である。この半導体記憶装置は、多数の不揮発性のメモリセルMC0、MC1、・・・がマトリクス状に配置されたメモリセルアレイ100を備える。このメモリセルアレイ100の行方向には、同一行に並ぶメモリセルの制御ゲートに接続された複数のワード線WL0〜WLnが延在している。さらに、上記メモリセルアレイ100の列方向には、同一列に並ぶメモリセルの入出力端子、つまり、ソースドレインを互いに接続し、また、同一列に並ぶメモリセルのソースドレインを互いに接続する複数のビット線・・・、BL0、BL1、BL2、BL3、・・・が延在している。ここで、各メモリセルにおいて、紙面の左側のビット線(第1ビット線とする)に接続している入出力端子を第1入出力端子とし、紙面の左側のビット線(第2ビット線とする)に接続している入出力端子を第2入出力端子とする。また、上記ワード線WL0〜WLnは、任意のワード線を選択する行デコーダ102に接続されている。上記ビット線・・・、BL0、BL1、BL2、BL3、・・・は、ビット線選択回路103からの出力信号SEL0〜4で選択されるトランジスタ群と、信号CUT0、信号CUT1、信号CUTRでスイッチングされるトランジスタ群によって、第1センスアンプ104、第2センスアンプ105、第3センスアンプ106に接続される。また、図1には図示しないが、第1乃至第3センスアンプ104〜106の出力は、図5に示す3つの入力端子を有する多数決論理回路の入力端子に、複数の出力が同じ入力端子に接続されないように接続されている。ここでは、メモリセルを4個毎に、1組のセンスアンプ104〜106に接続するようにしているが、1組のセンスアンプに接続されるメモリセルの数は、特に4個に限定されるものではない。なお、各センスアンプ104,105,106の2つの入力端にある容量Csは、CUT0、CUT1でビット線と切り離されたセンスアンプ104,105,106の入力端に寄生している容量相当素子の寄生容量を表す。
図7は、本発明の第2実施形態の半導体記憶装置を示す図である。第1実施形態と異なる点は、第1キャパシタ(第1容量相当素子)701と、第2キャパシタ(第2容量相当素子)702とを設け、これらのキャパシタ701,702と、センスアンプ700の一方の入力端に寄生している第3キャパシタ703と、センスアンプ700の他方の入力端に寄生している第4キャパシタ704とでチャージシェアするようにしたことである。このようにすると、以下に述べるように、多数決論理回路を省略できると共に、センスアンプを3個から1個まで減らすことができる。
ここで、シェアする前の入力端SALの電圧(電位)をVL[mV]、ノードCRHの電圧をHref[mV]、ノードCRLの電圧をLref[mV]、シェアする前の入力端SARの電圧(電位)をVR[mV]とした。この実施形態の場合には、上記ΔVが正の値であるか負の値であるかで、第1記憶領域のデータが1であるか0であるかを判断するようになっており、詳しくは、センスアンプの感度(不感帯幅)をV0とすると、上記ΔVが、ΔV≦−V0であるかΔV≧V0であるかで、第1記憶領域のデータが1であるか0であるかを決定するようになっている。
V1+V0≦Lref≦V2−V0・・・(2)
V3+V0≦Href≦V4−V0・・・(3)
が成立する。
2V1+3V0≦Lref+Href≦2V4−3V0・・・(4)
が得られる。また、第1および第2実施例において共に、データ1,0では、VL−VR=−V0、ΔV≦−V0、VL=V2−V0、また、データ0,1では、VL−VR=V0、ΔV≧V0、VL=V3+V0とすることで、
2V2≦Lref+Href≦2V3・・・(5)
が得られる。これらをグラフに示すと図10のようになる。ここで、V1=0.2V、V2=0.3V、V3=0.4V、V4=0.5V、V0=50mVとし、グラフ1乃至4は、式(2)乃至式(5)に対応している。図から明らかなように、第1実施形態においては、基準電圧の設定し得る値は、グラフ1、グラフ2、グラフ4の全てを満足する必要があるため、正確にLref=0.25V、Href=0.45V(図中、○印で示した交点)でなければならない。一方、第2実施形態においては、基準電圧の設定し得る範囲は、グラフ3とグラフ4を満足する必要があるため、2本のグラフ4に挟まれる値(図中の斜線部)であれば、自由に設定できる。先程述べたように、Lref=0Vとするのであれば、Href=0.6〜0.8Vの範囲であれば構わない。このように、第2実施形態においては、基準電圧の設定し得る範囲が大変広く、大きな設計マージンを確保することができる。また、第2実施形態では、第1実施形態のように基準電圧Href、Lrefに対する厳しい制限がないので、Lrefを例えば安定した0Vにすることで、基準電圧を発生させる際に生じるばらつきを無くすことができる。
図11は、本発明の第3実施形態の半導体記憶装置を示す図である。第2実施形態と異なる点は、容量相当素子を、第1キャパシタ801、センスアンプ800の一方の入力端子に寄生する第2キャパシタ802、および、センスアンプ800の他方の入力端子に寄生する第3キャパシタ803(第3キャパシタ803の寄生容量は第2キャパシタ802の寄生容量と同じ)とし、基準電圧(基準電位)を、第1基準電位であるMrefだけにしたことである。第3実施形態では、トランジスタ807が、スイッチング部を構成している。また、センスアンプ800は、第1〜第3キャパシタ801,802,803の電荷の総和を入力するようになっている。動作は、第2実施形態と同じでよく、従って、タイミング図は図8と同じである。また、Mref=(Href+Lref)/2とし、第1キャパシタ801の容量値を第2キャパシタ802の寄生容量と同じにすれば、ΔVの表式も第2実施形態と同じとなるため、回路の動作結果も全く同じである。第3実施形態では、第2実施形態よりも、回路を構成する素子数や、基準電圧の数を減らせられるというメリットがある。
101 ビット線充放電回路
102 行デコーダ
103 ビット線選択回路
104 第1センスアンプ
105 第2センスアンプ
106 第3センスアンプ
200 サイドウォールメモリ
201 基板
202 ゲート絶縁膜
203 第1シリコン窒化膜
204 第2シリコン窒化膜
205 ワード線
206,207 シリコン酸化膜
209 拡散層
211 第2ビット線
212 第1ビット線
300 デジタルカメラ
301 パワースイッチ
302 電池
303 DC/DCコンバータ
304 シャッター
306 CPU
307 DRAM
308 フラッシュメモリ
310 映像処理部
311 データバッファ
312 JPEG処理部
313 MPEG処理部
314 ビデオエンコーダ
316 レンズ
317 光学系駆動部
318 CCD
320 A/Dコンバータ
322 液晶パネル
700,800 センスアンプ
Claims (11)
- チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記読み出し部は、
上記第1記憶領域にデータ1が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ1が記憶されている状態と、上記第1記憶領域にデータ0が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ1が記憶されている状態とを判別できる第1基準値と、上記第1出力とを比較する第1センスアンプと、
上記第1記憶領域にデータ1が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ0が記憶されている状態と、上記第1記憶領域にデータ0が記憶されると共に、上記第2記憶領域にデータ0が記憶されている状態とを判別できる第2基準値と、上記第1出力とを比較する第2センスアンプと、
上記第1出力と上記第2出力とを比較する第3センスアンプと、
上記第1センスアンプの出力端子、上記第2センスアンプの出力端子および上記第3センスアンプの出力端子に接続されている多数決論理回路と
を有することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第2キャパシタの上記第2出力側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第1キャパシタの両電極の電位差、または、上記第2キャパシタの両電極の電位差が入力されるセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積する第3キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極と、上記第3キャパシタの上記第2出力側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第1キャパシタの両電極の電位差、または、上記第2キャパシタの両電極の電位差、または、上記第3キャパシタの両電極の電位差が入力されるセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の上記電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第3キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第3キャパシタのグランドと反対側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第2キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位と、上記第3キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位とを比較するセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第1キャパシタと、
上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積する第2キャパシタと、
上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第3キャパシタと、
上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積する第4キャパシタと、
上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極と、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極と、上記第4キャパシタのグランドと反対側の電極とを接離するスイッチング部と、
上記第3キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位と、上記第4キャパシタのグランド側と反対側の電極の電位とを比較するセンスアンプと
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の上記電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタおよび第2キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタおよび上記第2キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタおよび上記第2キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング回路を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタ、第2キャパシタおよび第3キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第3キャパシタに上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第3キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2出力との電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング回路を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタ、第2キャパシタおよび第3キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第3キャパシタに上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタ、第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷と、上記第3キャパシタに蓄積された上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタおよび上記第3キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の上記電極に上記第1基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング部を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - チャネル領域の一端の近傍に情報を記憶できる第1記憶領域を有すると共に、上記チャネル領域の他端の近傍に情報を記憶できる第2記憶領域を有し、かつ、第1入出力端子、第2入出力端子および制御端子を有する複数のメモリセルを整列してなるメモリセルアレイと、
複数の上記メモリセルの制御端子に接続されたワード線と、
上記第1入出力端子および上記第2入出力端子の少なくとも一方に各々が接続されたビット線と、
上記ビット線に対して充電または放電を行うビット線充放電回路と、
上記各メモリセルについて、上記第1入出力端子から上記第2入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第1出力と、上記第2入出力端子から上記第1入出力端子に電流を流したときの上記メモリセルからの出力電流に相当する第2出力とに基づいて、上記第1記憶領域に記憶されている情報を読み出す読み出し部と
を備え、
上記第1出力は、上記第1入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であると共に、上記第2出力は、上記第2入出力端子に接続されている上記ビット線の電位であり、
第1キャパシタ、第2キャパシタ、第3キャパシタおよび第4キャパシタと、
上記第1キャパシタに上記第1出力と第1基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第2キャパシタに上記第1出力と第2基準電位との電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第3キャパシタに上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、上記第4キャパシタに上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷を蓄積し、さらに、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタ、上記第3キャパシタおよび上記第4キャパシタを並列に接続すると共に、上記第1キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第1基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第2キャパシタに蓄積された上記第1出力と上記第2基準電位との電位差に相当する電荷と、上記第3キャパシタに蓄積された上記第1出力とグランドとの電位差に相当する電荷と、上記第4キャパシタに蓄積された上記第2出力とグランドとの電位差に相当する電荷との和に相当する電位差をセンスアンプに出力するように、上記第1キャパシタ、上記第2キャパシタ、上記第3キャパシタおよび上記第4キャパシタを切換接続するスイッチング回路と
を備え、
上記第1出力を上記ビット線に生成する時に、上記第1キャパシタの上記第1基準電位側の電極に上記第1基準電位を生成すると共に、上記第2キャパシタの上記第2基準電位側の電極に上記第2基準電位を生成し、
上記第1出力および上記第2出力を上記ビット線に生成した後に、上記スイッチング回路を接続することを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1つに記載の半導体記憶装置において、
上記メモリセルは、サイドウォールメモリであることを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1乃至10のいずれか1つに記載の半導体記憶装置を備えることを特徴とする電子機器。
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