JP5377526B2 - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
[不揮発性半導体記憶装置の構成]
図1は、第1の実施形態に係わる3次元積層型不揮発性半導体記憶装置の回路構成を示すブロック図である。
図1に示すように、センスアンプ12は、ビット線BLを介してメモリセルアレイ11と接続される。センスアンプ12は、読み出しの際にメモリセルアレイ11のデータをページ単位で読み出しを行い、書き込みの際にメモリセルアレイ11にデータをページ単位で書き込む。
ロウデコーダ14は、ロウアドレスバッファ18を介して入力されるロウアドレス信号をデコードし、メモリセルアレイのワード線WL及び選択ゲート線SGD、SGSを選択して駆動する。また、このロウデコーダ14は、メモリセルアレイ11のブロックを選択する部分とページを選択する部分を有する。
制御回路15は、メモリコントローラ20を介して供給される各種外部制御信号(書き込みイネーブル信号WEn、読み出しイネーブル信号REn、コマンドラッチイネーブル信号CLE、アドレスラッチイネーブル信号ALE等)とコマンドCMDに基づき、データの書き込み及び消去のシーケンス制御、及び読み出し動作を制御する。制御回路15は、パワーオン検出回路17から入力されるパワーオン検知信号を受けて、初期化動作を自動的に行う。
電圧発生回路16は、制御回路15により制御され、書き込み、消去及び読み出しの動作に必要な各種内部電圧を発生する。この電圧発生回路16は、電源電圧より高い内部電圧を発生するための昇圧回路を有している。
パワーオン検出回路17は、制御回路15に接続される。パワーオン検出回路17は、電源の投入を検出し、制御回路15に検知信号を出力する。
メモリコンロトーラ20は、BiCSフラッシュメモリ10の動作に必要なコマンドなどを出力し、BiCSフラッシュメモリ10の読み出し、書き込みや消去を行う。このメモリコントローラ20は、RAM(Random Access Memory)やECC(Error Correcting Code)回路を含んでいる。
図2、図3は、本実施形態のメモリセルアレイ11を示している。なお、図2及び図3は、説明を簡単にするためにワード線WLの層数を4層としている。
本実施形態によれば、U字状のNANDストリングを構成する複数のワード線が、ワード線の引き出し方向に応じて2つのロジカルブロックに分けられ、各ロジカルブロックに対応してバッドブロックフラグ(BBF_L、BBF_R)を記憶するためのラッチ回路31a、31bが配置されている。このため、バッドブロックに対応して、ラッチ回路31a、31bにBBF_L、BBF_Rを設定する。したがって、例えばIn側のフィジカルブロックが不良であっても、Out側のフィジカルブロックにアクセスできる場合がある。その結果、使用不能となる容量を従来の1/2に抑えることが可能である。積層型のメモリセルを用いたBiCSフラッシュメモリでは、不良ブロックの最小単位を小さくすることができる。その結果、不良が発生した際の救済効率を向上させることができる。それによって、必要な拡張ブロック数を削減できチップ面積の削減も期待できる。
図11は、第2の実施形態に係るメモリセルアレイの構成を示している。
図12は、第3の実施形態を示すものであり、ロウデコーダの回路構成を示す図である。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。メモリセルアレイの構成は必ずしもp−BiCSに限るものではなく、半導体基板上にメモリセルを積層した積層型の記憶装置に適用することができる。さらに、p−BiCSの構造も図1に何ら限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。さらに、ロウデコーダの構成は、図6や図12に何ら限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。
11…メモリセルアレイ
11a…ROMヒューズ領域
11b…管理領域
12…センスアンプ
13…カラムアドレスバッファ/カラムデコーダ
14、14n、14n+1…ロウデコーダ
15…制御回路
16…電圧生成回路
17…パワーオン検出回路
18…ロウアドレスバッファ
19…入出力バッファ
20…メモリコントローラ
31a,31b…ラッチ
32a,32b…インバータ
33a,33b,34a,34b,35…ANDゲート
36…ORゲート
Claims (5)
- 複数のメモリセルそれぞれに接続されたワード線を共通にもつNANDストリングの集合を物理ブロックとして有するメモリセルアレイと、
複数のワード線を駆動するロウデコーダと、
を具備し、
前記物理ブロックは、複数の第1論理ブロックに分割され、
前記ロウデコーダは、
前記複数の第1論理ブロックそれぞれに対応して設けられ、対応する第1論理ブロック内に不良がある場合、不良を示すフラグを記憶する複数のラッチ回路と、
選択されたワード線が属する第1論理ブロックに対応する前記ラッチ回路に前記フラグが記憶されている場合、前記第1論理ブロックに属するワード線の駆動を阻止し、
選択されたワード線が属する第1論理ブロックに対応する前記ラッチ回路に前記フラグが記憶されていない場合、前記第1論理ブロックを含む物理ブロックに属するワード線の駆動を許可する駆動回路と、
を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 前記メモリセルアレイは、前記複数の第1論理ブロックそれぞれに対応する不良を示すフラグが記憶された第1の領域をさらに有し、
前記第1の領域の不良を示すフラグは、電源投入後に読み出され、前記複数の第1論理ブロックそれぞれに対応するラッチ回路にセットされることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 前記第1論理ブロックは、複数の第2論理ブロックに分割されており、
前記メモリセルアレイは、前記複数の第2論理ブロックそれぞれに対応して不良を示すフラグを記憶することが可能な第2の領域を有し、
前記第2の領域の不良を示すフラグに対する第2論理ブロックの選択を阻止するコントローラを
さらに備えることを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 前記ロウデコーダは、
複数の第1論理ブロックを選択する選択信号及び前記不良を示すフラグを設定するための信号に基づき前記複数のラッチ回路のそれぞれに前記不良を示すフラグを設定する複数の第1論理回路と、
前記複数の第1論理回路の出力信号と前記選択信号が供給され、前記駆動回路を構成する第2論理回路とを具備することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 前記メモリセルアレイは、
半導体基板上に柱状に形成されたシリコン層と、
前記シリコン層の側壁面を囲むようにトンネル絶縁膜,電荷蓄積層,及びブロック絶縁膜が形成されたゲート絶縁膜部と、
前記ゲート絶縁膜部の側壁面を囲むように形成され、且つ前記基板上に複数の層間絶縁膜と前記ワード線となる複数の制御ゲート電極層が交互に積層された積層構造部とを有し、
前記シリコン層,トンネル絶縁膜,電荷蓄積層,ブロック絶縁膜,及び制御ゲート電極層からなる縦型トランジスタでメモリセルが構成され、
隣接する2つのシリコン層が底部で電気的に接続されて1つのNANDストリングが構成され、
前記NANDストリングの一方の前記シリコン層に設けられたメモリセルに接続されたワード線が第1の方向に引き出されて前記第1グループが構成され、他方のシリコン層に設けられたメモリセルに接続されたワード線が第2の方向に引き出されて前記第2グループが構成され、同一方向に引き出された同一層のワード線は共通接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
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