JP6114796B1 - Sense circuit for nonvolatile memory device and nonvolatile memory device - Google Patents
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Abstract
【課題】MOSトランジスタのしきい値のバラツキが大きくなっても正確にデータ値をセンスする。【解決手段】不揮発性記憶装置のメモリセルにデータを書き込み又は読み出すときにデータを一時的に格納するラッチL1を含むページバッファPBnに設けられ、データをセンスするセンス回路30Aにおいて、第1の信号ラインBとラッチの第1の端子SLS1との間に直列に接続された第1のスイッチ素子N3及びスタックト・ゲート型制御素子N1と、第1のスイッチ素子とスタックト・ゲート型制御素子との間に接続された第2のスイッチ素子N2とを備える。センスイネーブル信号SWにより第1のスイッチ素子がオンされるセンス開始前に、スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧は、スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧を加算した電圧値に設定された後、メモリセルのデータをセンスする。【選択図】図7A data value is accurately sensed even when a variation in threshold voltage of a MOS transistor increases. In a sense circuit 30A for sensing data, a first signal is provided in a page buffer PBn including a latch L1 for temporarily storing data when data is written to or read from a memory cell of a nonvolatile memory device. Between the first switch element N1 and the stacked gate type control element N1 connected in series between the line B and the first terminal SLS1 of the latch, and between the first switch element and the stacked gate type control element And a second switch element N2 connected to. Before the start of sensing when the first switch element is turned on by the sense enable signal SW, the voltage of the floating gate of the stacked gate type control element is set to a threshold voltage seen from the floating gate of the stacked gate type control element. After the voltage value is set to the sum of the voltages, the memory cell data is sensed. [Selection] Figure 7
Description
本発明は、例えばフラッシュメモリなどの電気的書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置(EEPROM)のためのセンス回路及び不揮発性記憶装置に関する。 The present invention relates to a sense circuit and a nonvolatile memory device for an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM) such as a flash memory.
ビット線とソース線との間に複数のメモリセルトランジスタ(以下、メモリセルという)を直列に接続してNANDストリングを構成し、高集積化を実現したNAND型不揮発性半導体記憶装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art A NAND-type nonvolatile semiconductor memory device is known in which a NAND string is configured by connecting a plurality of memory cell transistors (hereinafter referred to as memory cells) in series between a bit line and a source line to realize high integration. (For example, refer to Patent Document 1).
図1Aは従来例に係るNAND型フラッシュEEPROMの全体構成を示すブロック図である。また、図1Bは図1Aのメモリセルアレイ10とその周辺回路の構成を示す回路図である。
FIG. 1A is a block diagram showing an entire configuration of a NAND flash EEPROM according to a conventional example. FIG. 1B is a circuit diagram showing the configuration of the
図1Aにおいて、従来例に係るNAND型フラッシュEEPROMは、メモリセルアレイ10と、その動作を制御する制御回路11と、ロウデコーダ12と、高電圧発生回路13と、データ書き換え及び読み出し回路を含むページバッファ回路14と、カラムデコーダ15と、コマンドレジスタ17と、アドレスレジスタ18と、動作ロジックコントローラ19と、データ入出力バッファ50と、データ入出力端子51とを備えて構成される。
1A, a NAND flash EEPROM according to a conventional example includes a
メモリセルアレイ10は、図1Bに示すように、例えば16個のスタックト・ゲート構造の電気的書き換え可能な不揮発性メモリセルMC0〜MC15を直列接続してNANDセルユニットNU(NU0,NU1, …)が構成される。各NANDセルユニットNUは、ドレイン側が選択ゲートトランジスタSG1を介してビット線BLに接続され、ソース側が選択ゲートトランジスタSG2を介して共通ソース線CELSRCに接続される。ロウ方向に並ぶメモリセルMCの制御ゲートは共通にワード線WLに接続され、選択ゲートトランジスタSG1,SG2のゲート電極はワード線WLと平行して配設される選択ゲート線SGD,SGSに接続される。1本のワード線WLにより選択されるメモリセルの範囲が書き込み及び読み出しの単位となる1ページである。1ページ又はその整数倍の範囲の複数のNANDセルユニットNUの範囲がデータ消去の単位である1ブロックとなる。ページバッファ回路14は、ページ単位のデータ書き込み及び読み出しを行うために、ビット線毎に設けられたセンスアンプ回路(SA)及びラッチ回路(DL)を含む。
As shown in FIG. 1B, the
図1Bのメモリセルアレイ10は、簡略化した構成を有し、複数のビット線でページバッファを共有してもよい。この場合は、データ書き込み又は読み出し動作時にページバッファに選択的に接続されるビット線数が1ページの単位となる。また、図1Bは、1個の入出力端子51との間でデータの入出力が行われるセルアレイの範囲を示している。メモリセルアレイ10のワード線WL及びビット線BLの選択を行うために、それぞれロウデコーダ12及びカラムデコーダ15が設けられている。制御回路11は、データ書き込み、消去及び読み出しのシーケンス制御を行う。制御回路11により制御される高電圧発生回路13は、データ書き換え、消去、読み出しに用いられる昇圧された高電圧や中間電圧を発生する。
The
入出力バッファ50は、データの入出力及びアドレス信号の入力に用いられる。すなわち、入出力バッファ50及びデータ信号線52を介して、入出力端子51とページバッファ回路14の間でデータの転送が行われる。データ入出力端子51から入力されるアドレス信号は、アドレスレジスタ18に保持され、ロウデコーダ12及びカラムデコーダ15に送られてデコードされる。データ入出力端子51からは動作制御のコマンドも入力される。入力されたコマンドはデコードされてコマンドレジスタ17に保持され、これにより制御回路11が制御される。チップイネーブル信号CEB、コマンドラッチイネーブルCLE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、書き込みイネーブル信号WEB、読み出しイネーブル信号REB等の外部制御信号は動作ロジックコントローラ19に取り込まれ、動作モードに応じて内部制御信号が発生される。内部制御信号は、入出力バッファ50でのデータラッチ、転送等の制御に用いられ、さらに制御回路11に送られて、動作制御が行われる。
The input /
ページバッファ回路14は、2個のラッチ回路14a,14bを備え、多値動作の機能とキャッシュの機能を切り換えて実行できるように構成されている。すなわち、1つのメモリセルに1ビットの2値データを記憶する場合に、キャッシュ機能を備え、1つのメモリセルに2ビットの4値データを記憶する場合には、キャッシュ機能とするか、又はアドレスによって制限されるがキャッシュ機能を有効とすることができる。
The
図1Cは図1AのNAND型フラッシュEEPROMにおいてページバッファ回路14及びプログラム終了検出回路16の構成例を示すブロック図である。図1Cにおいて、プログラム終了検出回路16は、ページバッファPBn(n=0,1,2,…,N)からの判断制御信号に基づいてプログラムの終了を検出する。以下、プログラム(データ書き込み)及びベリファイ判断、並びにフェイルビットの計数について以下に説明する。
FIG. 1C is a block diagram showing a configuration example of the
NAND型フラッシュEEPROMにおいては、1ページのデータが1回でメモリセルに書き込まれる。ここで、すべてのビットが書き込まれたか否かをチェックするためにビット毎のプログラムベリファイ処理(以下、プログラムベリファイを「ベリファイ」とも記載する)が採用されている。基本的には、すべてのビットが所定のしきい値電圧Vthを超えた後に、すべてのビットがパスしたとしてベリファイ処理が完了する。しかしながら、最近のフラッシュメモリでは、いくつかのフェイルビットが残っていてもパス状態にされる。これは「擬似パス処理」と呼ばれ、ユーザモードでパスをセットするために用いられる。これは、多数のビットが、ECC(Error Checking and Correction)機能のもとで動作しているときに用いられ、多くのビットのECC機能のために、データ書き込み時における少しのビットを擬似パスしても、全体としては問題とならない。なお、プログラム特性又はフェイル解析を行うときは擬似パスのビット数を増減するなどして評価することにより、時間短縮や効率アップを図ることができる。 In the NAND flash EEPROM, one page of data is written into a memory cell at a time. Here, in order to check whether or not all bits have been written, a program verify process for each bit (hereinafter, program verify is also referred to as “verify”) is employed. Basically, the verify process is completed assuming that all bits have passed after all bits have exceeded a predetermined threshold voltage Vth. However, in the recent flash memory, even if some fail bits remain, the pass state is set. This is called “pseudo-pass processing” and is used to set a path in the user mode. This is used when a large number of bits are operating under the ECC (Error Checking and Correction) function, and because of the ECC function of many bits, a few bits at the time of data writing are pseudo-passed. But it doesn't matter as a whole. When program characteristics or failure analysis is performed, the time can be shortened and the efficiency can be improved by evaluating by increasing or decreasing the number of bits of the pseudo pass.
図2は図1Cのプログラム終了検出回路16の詳細構成例を示す回路図である。また、図3は図2のページバッファPBnとプログラム終了判断部29−nの構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the program
図2において、電源電圧VDDはMOSトランジスタ21及び22を介して接地され、MOSトランジスタ21及び22の接続点は判断結果が出力される信号出力ラインである信号ラインA(PBPUP)及びインバータ23を介してパス状態か否かを示す状態信号STBを生成する。判断イネーブル信号JENBはMOSトランジスタ21のゲートに印加され、判断リセット信号JRSTはMOSトランジスタ22のゲートに印加される。信号ラインA(PBPUP)は、各ページバッファPBnに接続されるMOSトランジスタTJn及びベリファイ判断切り替え信号JDG_SWがゲートに印加されるMOSトランジスタTJEnを介して接地される(n=0,1,…,N)。各MOSトランジスタTJn,TJEnはプログラム終了判断部29−nを構成しており、全体でプログラム終了判断回路27を構成する。
In FIG. 2, the power supply voltage VDD is grounded via
図3において、MOSトランジスタTjnのゲートはページバッファPBnのラッチL1のノードSLS1に接続される。また、ページバッファPBnは、2個のインバータ61,62にてなるラッチL1と、2個のインバータ63,64にてなるラッチL2と、ベリファイ用キャパシタ70と、プリチャージ用トランジスタ71と、ベリファイ用トランジスタ72〜74と、カラムゲートトランジスタ81,82と、転送スイッチトランジスタ83〜85,88,89と、ビットライン選択トランジスタ86,87と、リセットトランジスタ90とを備えて構成される。
In FIG. 3, the gate of the MOS transistor Tjn is connected to the node SLS1 of the latch L1 of the page buffer PBn. The page buffer PBn includes a latch L1 composed of two
図3において、2本のビット線BLe,BLoがページバッファPBnに選択的に接続されるようになっている。この場合、ビット線選択信号BLSE又はBLSOによって、ビットライン選択トランジスタ86又は87を導通させ、ビット線BLe又はビット線BLoの一方を選択的にページバッファPBnに接続する。なお、一方のビット線が選択されている間、非選択状態である他方のビット線は、ビット線非選択信号YBLE又はYBLOにより固定の接地電位や電源電圧電位にすることによって、隣接ビット線間のノイズを削減する。
In FIG. 3, two bit lines BLe and BLo are selectively connected to the page buffer PBn. In this case, the bit
図3のページバッファPBnは、第1のラッチL1と、第2のラッチL2とを有する。ページバッファPBnは所定の動作制御によって、主に読み出し、書き込み動作に寄与する。また、第2のラッチL2は、2値動作においては、キャッシュ機能を実現する二次的なラッチ回路であり、キャッシュ機能を使用しない場合には当該ページバッファPBnの動作に補助的に寄与して多値動作を実現する。 The page buffer PBn in FIG. 3 includes a first latch L1 and a second latch L2. The page buffer PBn mainly contributes to read and write operations by predetermined operation control. The second latch L2 is a secondary latch circuit that realizes a cache function in the binary operation, and supplementarily contributes to the operation of the page buffer PBn when the cache function is not used. Realize multi-valued operation.
ラッチL1は、クロックト・インバータ61,62を逆並列接続して構成されている。メモリセルアレイ10のビット線BLe,BLoは、転送スイッチトランジスタ85を介してセンスノードSNSに接続され、センスノードSNSはさらに転送スイッチトランジスタ83を介してラッチL1のデータ保持ノードSLR1に接続されている。センスノードSNSには、プリチャージ用トランジスタ71が設けられている。ノードSLR1は、転送スイッチトランジスタ74を介してノードSLR1のデータを一時記憶するための一時記憶ノードN3に接続されている。ノードN3はトランジスタ72のゲートに接続され、トランジスタ72のドレインは電圧V2にソースはスイッチトランジスタ73を介してセンスノードSNSに接続されて、スイッチトランジスタ73の信号REG及びノードN3の電圧値によりセンスノードSNSと電圧V2の接続又は遮断が制御される。さらに、センスノードSNSには、ビット線BLe,BLoに対して電圧V1をプリチャージするためのプリチャージ用トランジスタ71も接続されている。センスノードSNSにはレベル保持のためのキャパシタ70が接続されている。キャパシタ70の他端は接地される。
The latch L1 is configured by connecting clocked
第2のラッチL2は、第1のラッチL1と同様に、クロックト・インバータ63,64を逆並列接続して構成されている。ラッチL2の2つのデータノードSLR2,SLS2は、カラム選択信号CSLにより制御されるカラムゲートトランジスタ81,82を介して、データ入出力バッファ50に接続されるデータ信号線52に接続される。ノードSLR2は、転送スイッチトランジスタ84を介して、センスノードSNSに接続される。
Similarly to the first latch L1, the second latch L2 is configured by connecting clocked
図1Bは、メモリセルアレイ10と、ページバッファPBnと、データ入出力バッファ50の接続関係を示す。NAND型フラッシュEEPROMの読み出し、書き込みの処理単位は、あるロウアドレスでの同時に選択される1ページ分の容量(例えば512バイト)となっている。8個のデータ入出力端子51があるため、1つのデータ入出力端子51に対しては、例えば512ビットとなっており、図1Bではその512ビット分の構成を示している。
FIG. 1B shows a connection relationship between the
データをメモリセルに書き込む場合には、データ信号線52から書き込みデータを第2のラッチL2に取り込む。書き込み動作を開始するには、書き込みデータが第1のラッチL1になければならないので、続いて、ラッチL2に保持したデータをラッチ回路L1に転送する。また、読み出し動作においては、データ入出力端子51にデータを出力するには、読み出したデータがラッチL2になければならないので、ラッチL1で読み出したデータをラッチL2に転送する必要がある。従って、転送スイッチトランジスタ83,84を導通状態にしてラッチL1とラッチL2の間でデータの転送を行うことが可能なように構成されている。このとき、転送先のラッチ回路を非活性状態にしてからデータを転送し、その後転送先のラッチ回路を活性状態に戻してデータを保持することなる。
When data is written to the memory cell, the write data is fetched from the data signal
次いで、図2及び図3のプログラム終了検出回路16の動作について以下に説明する。
Next, the operation of the program
まず、プログラム対象ではないメモリセルに対応するページバッファPBnのラッチL1にはデータ「1」がセットされ、ノードSLR1の電圧はハイレベルとなり、ベリファイ判断処理の対象から除外される。そして、プログラム対象のメモリセルに対して、プログラムベリファイフェイルのときは、ページバッファPBnのラッチL1にはデータ「0」がセットされたままで、ノードSLR1の電圧はローレベルとなる。プログラムベリファイパスのときは、ページバッファPBnのラッチL1にはデータ「1」がセットされ、ノードSLR1の電圧はハイレベルとなる。これらのラッチL1の状態はMOSトランジスタTJnのオンオフ状態に反映されてベリファイ判断処理に用いられる。図2に示すように、MOSトランジスタTJn(n=0,1,…,N)はNOR演算を行う信号ラインA(PBPUP)に接続される。もし1ページのすべてのメモリセルに対してプログラムが終了して、すべてのノードSLR1がハイレベルになるならば、すべてのMOSトランジスタTJnはオフされる。そのとき、信号ラインA(PBPUP)はハイレベルとなり、状態信号STBがローレベルとなって、プログラムが終了したことを知ることができる。 First, data “1” is set in the latch L1 of the page buffer PBn corresponding to the memory cell not to be programmed, and the voltage of the node SLR1 becomes high level, and is excluded from the target of the verify determination process. When the program-verify fail is performed on the memory cell to be programmed, the data “0” remains set in the latch L1 of the page buffer PBn, and the voltage of the node SLR1 becomes low level. In the program verify pass, data “1” is set in the latch L1 of the page buffer PBn, and the voltage of the node SLR1 becomes high level. The state of these latches L1 is reflected in the on / off state of the MOS transistor TJn and used for the verify determination process. As shown in FIG. 2, the MOS transistors TJn (n = 0, 1,..., N) are connected to a signal line A (PBPUP) that performs a NOR operation. If the programming is completed for all the memory cells in one page and all the nodes SLR1 become high level, all the MOS transistors TJn are turned off. At that time, the signal line A (PBPUP) becomes high level, and the status signal STB becomes low level, so that it can be known that the program is finished.
次いで、従来技術に係る「擬似パスプログラム」について以下に説明する。 Next, the “pseudo pass program” according to the prior art will be described below.
図4は図1AのNAND型フラッシュEEPROMにおいて擬似パス判断のためのプログラム終了検出回路16Aの構成例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a program
図4の左側に、プログラム終了判断部29−0〜29−Nを備えた上述のプログラム終了判断回路27が設けられ、信号ラインA(PBPUP)には、電源電圧VDDからMOSトランジスタ24を介してドレイン電流Idの整数n倍のドレイン電流n×Idが流れる。ここでの整数nはまだプログラムベリファイがパスしていないメモリセルの数に相当してドレイン電流Idを流している回路29の数である。一方、図4の右側の基準電流発生回路28は基準電圧発生部29a−0〜29a−Jを備え、信号ラインA’(PBREF)と接地との間に接続された複数のMOSトランジスタ対(BFj,BFEj)(ここで、j=0,1,…,J)を備えて構成される。ここで、MOSトランジスタBFE1〜BFEJは回路29のドレイン電流Idと同じ値の電流Idが流れるようにトランジスタのサイズと電圧印加が全く同等に設定されるレプリカ回路である。MOSトランジスタBF0及びBFE0はドレイン電流0.5Idが流れるようにサイズ或いはゲート電圧が制御される。また、信号ラインPBREFには、電源電圧VDDからMOSトランジスタ25を介して、それぞれ各1対のMOSトランジスタ(BF0,BFE0;BF1,BFE1;BF2,BFE2;…)からなる各基準電流発生部が流す単位基準電流の和であるしきい値基準電流Irefが流れる。
On the left side of FIG. 4, the above-described program
そして、プログラム終了判断回路27における各MOSトランジスタTJnのオンする個数nに応じて、MOSトランジスタ24に流れるドレイン電流n×Idに対応する電圧はコンパレータ26の反転入力端子に印加される一方、MOSトランジスタ25に流れるしきい値基準電流Irefに対応する電圧はコンパレータ26の非反転入力端子に印加され、コンパレータ26は、n×Id<Irefとなったときにローレベルの状態信号STBを出力する。すなわち、しきい値基準電流Irefを流すJ+1組のMOSトランジスタBFj、BFEj(j=0,1,…,J)に対してプログラムベリファイがパスしていないメモリセルの数NがJ≧Nとなった時に状態信号STBはローレベルとなり擬似パスと判断される。例えば、J=2ではしきい値基準電流Iref=2.5Idだから、プログラム終了判断回路27に流れるドレイン電流N×IdはN≦2で疑似パスとなる。
The voltage corresponding to the drain current n × Id flowing in the
また、図5は図1AのNAND型フラッシュEEPROMのプログラムパス判断処理を示すフローチャートである。図5において、まず、ステップS101でデータをロードし、ステップS102においてデータをプログラムした後、ステップS103においてベリファイする。ステップS104においてすべてのメモリセル(1ページ分)がすべて「1」であれば、ステップS105において「真実のパス」と判断して当該処理を終了する。一方、ステップS104においてNOであれば、ステップS106においてタイムアウトしたか否かが判断され、NOのときはステップS102に戻る一方、YESのときはステップS107に進む。ステップS107では、耐えうるエラーであるか否かが判断され、YESのときはステップS108に進む一方、NOのときはステップS109に進む。ステップS108では、「擬似パス」と判断して当該処理を終了する。ステップS109では、「フェイル」と判断して当該処理を終了する。 FIG. 5 is a flowchart showing the program path determination process of the NAND flash EEPROM of FIG. 1A. In FIG. 5, first, data is loaded in step S101, the data is programmed in step S102, and then verified in step S103. If all the memory cells (for one page) are all “1” in step S104, it is determined as “true pass” in step S105, and the process is terminated. On the other hand, if “NO” in the step S104, it is determined whether or not a timeout has occurred in a step S106. If “NO”, the process returns to the step S102, and if “YES”, the process proceeds to the step S107. In step S107, it is determined whether the error can be tolerated. If YES, the process proceeds to step S108, and if NO, the process proceeds to step S109. In step S108, it is determined as a “pseudo path” and the process ends. In step S109, it is determined as “fail” and the process is terminated.
従来のNAND型フラッシュメモリはメモリセルのデータ読み出し時にたとえば図3のインバータ62のようなインバータ型の回路をセンスアンプとして使用しており、ビットライン電圧がインバータのトリップポイントより高ければ0データ、インバータのトリップポイントより低ければ1データと判定している。しかしながらこのような簡単なセンスアンプ回路ではNAND型フラッシュメモリの微細化が進むにつれて、製造バラつきによるトリップポイントのバラツキが大きくなり、正確にデータを判定できなくなるという問題点があった。
A conventional NAND flash memory uses an inverter type circuit such as the
また、昨今のNAND型フラッシュメモリは4ビット以上のECC(Error Checking and Correction)の能力を有するので、ECC能力のいくらかは、図4に図示されたプログラム又はデータ消去のフェイルビットの救済に割り当てることができる。信号ラインA(PBPUP)の電流Id×nは基準信号ラインPBREFの基準電流Irefと比較される。このとき、MOSトランジスタBF0がオンされて基準電流Iref=0.5×Idであるとき、もしプログラムされていないメモリセルが1以上であるならば、プログラム終了通知信号STBはハイレベルとなり、フェイル状態を示す。一方、もしすべてのメモリセルがプログラムされているとき、プログラム状態はパス状態となり、プログラム終了通知信号STBはローレベルとなる。また、例えば基準電流Irefが2.5×Idに設定されるとき、プログラムされていないメモリセルが2以下であってもパス状態と設定され、これが「擬似パス状態」である。NAND型フラッシュメモリの微細化が進むにつれて、ECCにより救済するビット数が増大し、また、擬似パスビット数が増大できる。しかしながらこのような簡単なプログラム終了検出回路16Aでは、多数ビットの擬似パス状態に対応できないという問題点があった。
Also, since the recent NAND flash memory has an ECC (Error Checking and Correction) capacity of 4 bits or more, some of the ECC capacity is allocated to the program or data erasure fail bit relief shown in FIG. Can do. The current Id × n of the signal line A (PBPUP) is compared with the reference current Iref of the reference signal line PBREF. At this time, when the MOS transistor BF0 is turned on and the reference current Iref = 0.5 × Id, if the number of unprogrammed memory cells is 1 or more, the program end notification signal STB becomes a high level, and the fail state Indicates. On the other hand, if all the memory cells are programmed, the program state becomes the pass state, and the program end notification signal STB becomes the low level. For example, when the reference current Iref is set to 2.5 × Id, the pass state is set even if the number of unprogrammed memory cells is 2 or less, which is the “pseudo pass state”. As the miniaturization of the NAND flash memory progresses, the number of bits relieved by ECC increases and the number of pseudo pass bits can increase. However, such a simple program
図6は図3のページバッファPBnおよびプログラム終了判断部29−nを構成するMOSトランジスタの配置例を示す平面図であり、図6(a)はゲートをビット線沿い方向に配置した平面図であり、図6(b)はゲートをビット線に対して直角に配置したものの例を示す平面図である。図6において、G1,G2はゲートであり、AR1,AR2はアクティブ領域であり、CH1,CH2はコンタクトホールである。 FIG. 6 is a plan view showing an arrangement example of MOS transistors constituting the page buffer PBn and the program end determination unit 29-n in FIG. 3, and FIG. 6A is a plan view in which gates are arranged along the bit lines. FIG. 6B is a plan view showing an example in which the gates are arranged at right angles to the bit lines. In FIG. 6, G1 and G2 are gates, AR1 and AR2 are active regions, and CH1 and CH2 are contact holes.
例えば、NAND型フラッシュメモリの構成例において、1対のメモリセルのピッチは例えば30nm×2であり、ページバッファPBnをビット線16本分のスペースにレイアウトするとして、ページバッファPBnのピッチは0.96μmである。ここで、1レイアウト当たり、8個のPBnがスタックされる。 For example, in the configuration example of the NAND flash memory, the pitch of a pair of memory cells is, for example, 30 nm × 2, and the page buffer PBn is laid out in a space for 16 bit lines. 96 μm. Here, eight PBn are stacked per layout.
図6において、例えば0.96μmの非常に狭いページバッファPBnのピッチのレイアウトにおいて上述のMOSトランジスタTJn,TJEnを形成する必要がある。もちろん、2×0.96μmのエリアを用いることも可能であるが、もしすべての部分でこのサイズを用いるとページバッファPBnの高さも2倍になり、ページバッファPBnのサイズが大幅に増大する。従って、フラッシュメモリの微細化に従ってこれらのMOSトランジスタはより小さく形成する必要があり、これらのMOSトランジスタの電気的特性のバラツキもますます増大するという問題点があった。 In FIG. 6, it is necessary to form the above-described MOS transistors TJn and TJEn in a very narrow page buffer PBn pitch layout of, for example, 0.96 μm. Of course, it is possible to use an area of 2 × 0.96 μm, but if this size is used in all parts, the height of the page buffer PBn is doubled, and the size of the page buffer PBn is greatly increased. Therefore, it is necessary to make these MOS transistors smaller in accordance with miniaturization of the flash memory, and there is a problem that variation in electrical characteristics of these MOS transistors increases more and more.
また、ページサイズが今後さらに増大する可能性が高く、それに伴って1チップ内のMOSトランジスタの電気的特性のバラツキも増大する。もしバラツキが標準偏差σ=10mV(2%)としセンスアンプのトリップポイントの平均電圧を0.5Vとすると、最悪のバラツキはページバッファにおいて10%になる。そして、PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタとが少し離れて配列されていると、トリップポイントのバラツキは最悪時に10%以上異なる可能性がある。このように、MOSトランジスタの電気的特性のバラツキは、より微小化されるフラッシュメモリのセンスの正確さに大きく影響を与えることになる。 In addition, there is a high possibility that the page size will further increase in the future, and accordingly, the variation in the electrical characteristics of the MOS transistors in one chip also increases. If the variation is standard deviation σ = 10 mV (2%) and the average voltage of the sense amplifier trip point is 0.5 V, the worst variation is 10% in the page buffer. If the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor are arranged slightly apart, the trip point variation may be different by 10% or more in the worst case. As described above, the variation in the electrical characteristics of the MOS transistor greatly affects the sense accuracy of the flash memory that is further miniaturized.
本発明の目的は、例えばNAND型フラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置の微細化に伴ってメモリセルのピッチが小さくなり、それに伴って周辺回路のトランジスタサイズが小さくなっても、従来技術に比較して正確にデータ値をセンスすることができる、不揮発性記憶装置のためのセンス回路及び不揮発性記憶装置を提供することにある。 The object of the present invention is to compare with the prior art even if the pitch of the memory cells is reduced with the miniaturization of a nonvolatile memory device such as a NAND flash memory and the transistor size of the peripheral circuit is accordingly reduced. It is an object of the present invention to provide a sense circuit and a nonvolatile memory device for a nonvolatile memory device that can accurately sense a data value.
第1の発明に係るセンス回路は、不揮発性記憶装置のメモリセルにデータを書き込み又は読み出すときにデータを一時的に格納するラッチを含むページバッファに設けられ、上記データをセンスするセンス回路において、
第1の信号ラインと上記ラッチの第1の端子との間に挿入され、互いに直列に接続された第1のスイッチ素子及びスタックト・ゲート型制御素子と、
上記第1のスイッチ素子と上記スタックト・ゲート型制御素子との間に接続された第2のスイッチ素子とを備え、
上記ラッチの第1の端子は上記第1のスイッチ素子の第1の端子に接続され、
上記第1のスイッチ素子の第2の端子は上記スタックト・ゲート型制御素子の第1の端子及び上記第2のスイッチ素子の第1の端子に接続され、
上記第2のスイッチ素子の第2の端子は上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートに接続され、
上記スタックト・ゲート型制御素子の第2の端子は上記第1の信号ラインに接続され、
上記第1のスイッチ素子はセンスイネーブル信号によりオン又はオフされ、
上記第2のスイッチ素子はセンス判断切替信号によりオン又はオフされ、
上記スタックト・ゲート型制御素子は、上記ラッチの第2の端子に接続された上記センス回路のセンスノードの信号電圧により制御され、
上記センスイネーブル信号により第1のスイッチ素子がオンされるセンス開始前に、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧は、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングノードから見たしきい値電圧に所定電圧を加算した電圧値に設定された後、上記メモリセルのデータをセンスして上記ラッチに格納することを特徴とする。
A sense circuit according to a first aspect of the present invention is provided in a page buffer including a latch for temporarily storing data when data is written to or read from a memory cell of a nonvolatile memory device, and senses the data.
A first switch element and a stacked gate type control element inserted between the first signal line and the first terminal of the latch and connected in series;
A second switch element connected between the first switch element and the stacked gate type control element;
A first terminal of the latch is connected to a first terminal of the first switch element;
A second terminal of the first switch element is connected to a first terminal of the stacked gate control element and a first terminal of the second switch element;
A second terminal of the second switch element is connected to a floating gate of the stacked gate type control element;
A second terminal of the stacked gate type control element is connected to the first signal line;
The first switch element is turned on or off by a sense enable signal,
The second switch element is turned on or off by a sense determination switching signal,
The stacked gate type control element is controlled by a signal voltage of a sense node of the sense circuit connected to the second terminal of the latch,
Prior to the start of sensing when the first switch element is turned on by the sense enable signal, the voltage of the floating gate of the stacked gate type control element is a threshold voltage viewed from the floating node of the stacked gate type control element. After the predetermined voltage is set to the voltage value, the data of the memory cell is sensed and stored in the latch.
上記センス回路において、上記スタックト・ゲート型制御素子は、
(1)スタックト・ゲート型MOSトランジスタ、もしくは
(2)キャパシタが接続されたゲートを有するMOSトランジスタ
であることを特徴とする。
In the sense circuit, the stacked gate type control element is:
(1) A stacked gate type MOS transistor or (2) a MOS transistor having a gate to which a capacitor is connected.
また、上記センス回路において、上記スタックト・ゲート型MOSトランジスタは上記不揮発性記憶装置のメモリセルのMOSトランジスタのうちのスタックト・ゲート型MOSトランジスタと同様の構造を有することを特徴とする。 In the sense circuit, the stacked gate MOS transistor has a structure similar to that of the stacked gate MOS transistor among the MOS transistors of the memory cell of the nonvolatile memory device.
さらに、上記センス回路において、上記所定電圧は、0V〜1.5Vの範囲のうちの1つの電圧値であることを特徴とする。 Further, in the sense circuit, the predetermined voltage is one voltage value in a range of 0V to 1.5V.
またさらに、上記センス回路において、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧の電圧設定は、上記ラッチの第1の端子又は上記第1の信号ラインからのチャージにより実行されることを特徴とする。 Still further, in the sense circuit, the voltage setting of the voltage of the floating gate of the stacked gate type control element is executed by charging from the first terminal of the latch or the first signal line. To do.
また、上記センス回路において、第2の信号ラインと上記第1のスイッチ素子の第2の端子との間に挿入され、互いに直列に接続された第3及び第4のスイッチ素子をさらに備え、
上記第3のスイッチ素子の第1の端子は上記第2の信号ラインに接続され、上記第3のスイッチ素子の第2の端子は上記第4のスイッチ素子の第1の端子に接続され、上記第4のスイッチ素子の第2の端子は上記第1のスイッチ素子の第2の端子に接続され、
上記第3のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧又は上記ラッチの第2の端子によりオン又はオフされ、
上記第4のスイッチ素子は所定のベリファイ判断切替信号によりオン又はオフされることを特徴とする。
The sense circuit further includes third and fourth switch elements inserted between the second signal line and the second terminal of the first switch element and connected in series to each other.
The first terminal of the third switch element is connected to the second signal line, the second terminal of the third switch element is connected to the first terminal of the fourth switch element, and The second terminal of the fourth switch element is connected to the second terminal of the first switch element,
The third switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch or the second terminal of the latch,
The fourth switch element is turned on or off by a predetermined verify determination switching signal.
さらに、上記センス回路において、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記ラッチの第1の端子又は上記第1の信号ラインからのチャージにより実行されることを特徴とする。 Further, in the sense circuit, when the data is sensed for the verify read after the data is written, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is set to the first terminal of the latch or the first It is executed by charging from the signal line.
またさらに、上記センス回路において、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記第1の信号ライン又は上記第2の信号ラインからのチャージにより実行されることを特徴とする。 Furthermore, in the sense circuit, when the data is sensed for verify read after the data is written, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is set by the first signal line or the second signal line. It is executed by charging from the signal line.
ここで、上記センス回路において、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記第1の信号ラインからのチャージにより実行されることを特徴とする。 Here, in the sense circuit, when the data is sensed for the verify read after the data is written, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is set by charging from the first signal line. It is executed.
上記センス回路において、第2の信号ラインと上記第1のスイッチ素子の第2の端子との間に接続された第5のスイッチ素子をさらに備え、
上記第1のスイッチ素子の第1の端子は上記ラッチの第1の端子に代えて、上記ラッチの第2の端子に接続され、
上記第5のスイッチ素子の第1の端子は上記第2の信号ラインに接続され、上記第5のスイッチ素子の第2の端子は上記第1のスイッチ素子の第2の端子に接続され、
上記第5のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧又は上記ラッチの第2の端子によりオン又はオフされることを特徴とする。
The sense circuit further includes a fifth switch element connected between the second signal line and the second terminal of the first switch element,
The first terminal of the first switch element is connected to the second terminal of the latch instead of the first terminal of the latch,
A first terminal of the fifth switch element is connected to the second signal line; a second terminal of the fifth switch element is connected to a second terminal of the first switch element;
The fifth switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch or the second terminal of the latch.
また、上記センス回路において、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記ラッチに格納されたデータを反転した後、上記ラッチの第2の端子又は上記第1の信号ラインからのチャージにより実行されることを特徴とする。 In the sense circuit, when data is sensed for verify read after the data is written, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is performed after inverting the data stored in the latch. This is executed by charging from the second terminal of the latch or the first signal line.
さらに、上記センス回路において、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記第2の信号ライン又は上記第1の信号ラインからのチャージを行った後、上記ラッチに格納されたデータを反転し、上記第2の信号ラインをフローティングにして、上記第1の信号ラインを上記所定電圧に設定することにより実行されることを特徴とする。 Further, in the sense circuit, when the data is sensed for verify reading after the data is written, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is set by the second signal line or the first signal. After charging from the signal line, the data stored in the latch is inverted, the second signal line is floated, and the first signal line is set to the predetermined voltage. It is characterized by that.
上記センス回路において、上記第3のスイッチ素子はNチャンネルMOSトランジスタであり、
上記第3のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする。
In the sense circuit, the third switch element is an N-channel MOS transistor,
The third switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch.
また、上記センス回路において、上記第3のスイッチ素子はPチャンネルMOSトランジスタであり、
上記第3のスイッチ素子は上記ラッチの第2の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする。
In the sense circuit, the third switch element is a P-channel MOS transistor.
The third switch element is turned on or off by the voltage of the second terminal of the latch.
さらに、上記センス回路において、上記第5のスイッチ素子はNチャンネルMOSトランジスタであり、
上記第5のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする。
Furthermore, in the sense circuit, the fifth switch element is an N-channel MOS transistor,
The fifth switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch.
またさらに、上記センス回路において、上記第5のスイッチ素子はPチャンネルMOSトランジスタであり、
上記第5のスイッチ素子は上記ラッチの第2の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする。
Still further, in the sense circuit, the fifth switch element is a P-channel MOS transistor,
The fifth switch element is turned on or off by the voltage of the second terminal of the latch.
第2の発明に係る不揮発性記憶装置は、上記センス回路を備えたことを特徴とする。 A non-volatile memory device according to a second aspect of the invention includes the sense circuit.
本発明に係る不揮発性記憶装置のためのセンス回路によれば、例えばNAND型フラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置の微細化に伴ってメモリセルのピッチが小さくなり、それに伴って周辺回路のトランジスタサイズが小さくなっても、従来技術に比較して正確にデータ値をセンスすることができる。 According to the sense circuit for a nonvolatile memory device according to the present invention, the pitch of the memory cells is reduced with the miniaturization of the nonvolatile memory device such as a NAND flash memory, and the transistor size of the peripheral circuit is accordingly accompanied. Even if becomes smaller, the data value can be sensed more accurately than in the prior art.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
実施形態1.
図7は実施形態1に係るNAND型フラッシュEEPROMのためのセンス回路30A及びページバッファPBnの構成例を示す回路図である。図7において、実施形態1に係るセンス回路30Aは各ページバッファPBn毎に設けられかつページバッファPBnのノードSNS,SLS1と信号ラインBとの間に設けられ、1個のスタックト・ゲート型NチャンネルMOSトランジスタN1と、それぞれスイッチ素子である2個のNチャンネルMOSトランジスタN2,N3とを備えて構成される。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of the
MOSトランジスタN1のコントロールゲートはノードSNS(ページバッファPBnのセンスノード)に接続され、MOSトランジスタN1のフローティングゲートはMOSトランジスタN2のソースに接続され、MOSトランジスタN1のソースは信号ラインBに接続される。MOSトランジスタN1のドレインはMOSトランジスタN3のソース及びMOSトランジスタN2のドレインに接続される。また、MOSトランジスタN2のゲートには、センス回路30Aの判断を切り替えるための信号であってMOSトランジスタN1のソース及びフローティングゲートの電位を設定するときにオンとなるセンス判断切替信号JDG_SWが印加される。さらに、MOSトランジスタN3のゲートには、センス回路30Aを動作状態(センス状態)にするためのセンスイネーブル信号SWが印加される。なお、上記センス判断切替信号JDG_SW及びセンスイネーブル信号SWは図1の制御回路11により発生される。
The control gate of MOS transistor N1 is connected to node SNS (sense node of page buffer PBn), the floating gate of MOS transistor N1 is connected to the source of MOS transistor N2, and the source of MOS transistor N1 is connected to signal line B. . The drain of the MOS transistor N1 is connected to the source of the MOS transistor N3 and the drain of the MOS transistor N2. Further, a sense determination switching signal JDG_SW that is turned on when setting the potential of the source and floating gate of the MOS transistor N1 is applied to the gate of the MOS transistor N2. . Further, a sense enable signal SW for putting the
ページバッファPBnのラッチL1はページバッファPBnに対応するメモリセルのプログラムデータあるいはプログラムベリファイの状態を記憶する一時記憶素子であって、ページバッファPBnのラッチL1のノードSLS1はMOSトランジスタN3のドレインに接続され、ページバッファPBnのノードSNSの信号電圧はMOSトランジスタN1のコントロールゲートに印加される。ここで、MOSトランジスタN1のドレインの信号電圧又はノードをJDG_Dで記述し、MOSトランジスタN1のフローティングゲートの信号電圧又はノードをJDG_Gで記述する。 The latch L1 of the page buffer PBn is a temporary storage element for storing the program data or program verify state of the memory cell corresponding to the page buffer PBn. The node SLS1 of the latch L1 of the page buffer PBn is connected to the drain of the MOS transistor N3. Then, the signal voltage of the node SNS of the page buffer PBn is applied to the control gate of the MOS transistor N1. Here, the signal voltage or node of the drain of the MOS transistor N1 is described by JDG_D, and the signal voltage or node of the floating gate of the MOS transistor N1 is described by JDG_G.
本実施形態では、MOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償するために、スタックト・ゲート型MOSトランジスタN1を備えたセンス回路30Aを備えたことを特徴とする。センス回路30AはラッチL1のノードSLS1に接続され、センス回路30Aの動作は、ページバッファPBnのノードSNSの信号電圧をゲート電圧として受けるスタックト・ゲート型MOSトランジスタN1により決定される。そして、スタックト・ゲート型MOSトランジスタN1はフローティングゲートの電圧を、フローティングゲートから見たN1のしきい値に基づいた値に設定することにより、コントロールゲートから見たMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償することができる。(なお、以降、本スタックト・ゲート型MOSトランジスタN1を単にMOSトランジスタN1と記載することもある。)
The present embodiment is characterized in that a
図8は図7のセンス回路30A及びページバッファPBnにより実行される、メモリセルからのデータ読み出し処理を示すフローチャートである。なお、本願明細書及び図面において、説明の簡単化のために、各ノードの符号はノード名称の符号及びそのノード電圧又は信号電圧の符号として共用する。また、以下の各処理のフローチャートにおいて、「=」は各信号の設定、もしくは処理結果としての信号電圧を表す。また、例えばN3=ONはMOSトランジスタN3がオンされることを表し、N3=OFFはMOSトランジスタN3がオフされることを表す。さらに、Highは例えば5Vなどの所定のハイレベルを表し、Lowは例えば0V(接地電圧)などの所定のローレベルを表す。
FIG. 8 is a flowchart showing a data read process from the memory cell executed by the
図8のステップS1において、ラッチL1のデータをリセットすることでノードSLS1を電源電圧VDDとし、センスイネーブル信号SWを0VにすることでMOSトランジスタN3をオフし、ノードSNSを電源電圧VDDにする。次いで、ステップS2において、信号ラインBを電源電圧VDDにセットし、センス判断切替信号JDG_SWを電源電圧VDDにセットすることでMOSトランジスタN2をオンし、センスイネーブル信号SWを電源電圧VDDにセットすることでMOSトランジスタN3をオンする。このとき、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式となる。 In step S1 of FIG. 8, the data in the latch L1 is reset to set the node SLS1 to the power supply voltage VDD, the sense enable signal SW is set to 0V, the MOS transistor N3 is turned off, and the node SNS is set to the power supply voltage VDD. Next, in step S2, the signal line B is set to the power supply voltage VDD, the sense determination switching signal JDG_SW is set to the power supply voltage VDD to turn on the MOS transistor N2, and the sense enable signal SW is set to the power supply voltage VDD. As a result, the MOS transistor N3 is turned on. At this time, the node voltages JDG_D and JDG_G are as follows.
JDG_D=VDD−Vth(N3) (1)
JDG_G=VDD−Max(Vth(N2),Vth(N3)) (2)
JDG_D = VDD−Vth (N3) (1)
JDG_G = VDD−Max (Vth (N2), Vth (N3)) (2)
ここで、Vth(N3)はMOSトランジスタN3のしきい値電圧を表し、Max(・)は複数の引数のうちの最大値を示す最大値関数であって、例えば、Max(Vth(N2),Vth(N3))はMOSトランジスタN2のしきい値電圧とMOSトランジスタN3のしきい値電圧のうちの高い方のしきい値電圧を表し、以下同様である。 Here, Vth (N3) represents the threshold voltage of the MOS transistor N3, and Max (•) is a maximum value function indicating the maximum value of the plurality of arguments. For example, Max (Vth (N2), Vth (N3)) represents the higher threshold voltage of the threshold voltage of the MOS transistor N2 and the threshold voltage of the MOS transistor N3, and so on.
ステップS3においてセンスイネーブル信号SWを0V(接地電圧)とすることでMOSトランジスタN3をオフする。次いで、ステップS4において信号ラインBを所定電圧Va(例えば0V〜1.5V)にセットすることで、このときノードJDG_GからMOSトランジスタN2、ノードJDG_D、及びMOSトランジスタN1を介して信号ラインBに電流が流れる。この電流電荷のチャージにより、ノード電圧JDG_Gは次式となる。 In step S3, the sense enable signal SW is set to 0V (ground voltage) to turn off the MOS transistor N3. Next, in step S4, the signal line B is set to a predetermined voltage Va (for example, 0V to 1.5V). At this time, the current flows from the node JDG_G to the signal line B via the MOS transistor N2, the node JDG_D, and the MOS transistor N1. Flows. The node voltage JDG_G is expressed by the following equation by this current charge.
JDG_G=JDG_D=Vth(N1)+Va (3) JDG_G = JDG_D = Vth (N1) + Va (3)
ここで、Vth(N1)はMOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たMOSトランジスタN1のしきい値電圧を表す。式(3)から明らかなように、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定される。 Here, Vth (N1) represents the threshold voltage of the MOS transistor N1 viewed from the floating gate of the MOS transistor N1. As apparent from the equation (3), the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to a voltage obtained by adding the predetermined voltage Va to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1. .
次いで、ステップS5においてセンス判断切替信号JDG_SWを0V(接地電圧)にすることでMOSトランジスタN2をオフする。このとき、MOSトランジスタN1のフローティングゲートJDG_Gは電圧Vth(N1)+Vaを保ったままフローティング状態となる。ステップS6では、ページバッファPBnにおいてビット線BLe又はBLoを接続するためにBLSE=High,BLCLAMP=Highによりトランジスタ85,86をオンし、もしくはBLSO=High,BLCLAMP=Highによりトランジスタ85,87をオンすることで、メモリセルから読み出したデータをSNSに転送する。ステップS7において、ラッチL1はハイインピーダンス状態になり、インバータ61,62は非動作状態になる。
Next, in step S5, the sense determination switching signal JDG_SW is set to 0 V (ground voltage) to turn off the MOS transistor N2. At this time, the floating gate JDG_G of the MOS transistor N1 is in a floating state while maintaining the voltage Vth (N1) + Va. In step S6, in order to connect the bit line BLe or BLo in the page buffer PBn, the
そして、ステップS8において、信号ラインBを0V(接地電圧)に設定する。この条件下では、コントロールゲートから見たMOSトランジスタN1のしきい値は、VDD−Va/α(αはカップリングレシオと呼ばれ、MOSトランジスタN1のコントロールゲートとフローティングゲート間の容量と、フローティングゲートと基板間の容量の容量比で決まる0以上で1以下の値)となる。そしてセンスイネーブル信号SWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN3をONしてデータのセンスを開始する。ステップS9において、ノード電圧SNSが上記コントロールゲートから見たMOSトランジスタN1のしきい値以上であってプログラム状態か否かが判断され、YESのときはステップS10に進む一方、NOのときはステップS11に進む。ステップS10において、このときMOSトランジスタN1はオンでありかつMOSトランジスタN3はオンであるので、ノードSLS1からMOSトランジスタN3,N1を介して信号ラインBに電流が流れ、ノード電圧SLS1はローレベル(0V)となり、ステップS12に進む。一方、ステップS11においてノード電圧JDG_GはMOSトランジスタN1の容量カップリングにより低下し、MOSトランジスタN1はオフ状態になり、ノードSLS1からMOSトランジスタN3,N1を介して信号ラインBに電流が流れず、ノード電圧SLS1はハイレベル(電源電圧VDD)を保持し、ステップS12に進む。さらに、ステップS12において、センスイネーブル信号SWを0V(接地電圧)に設定することでMOSトランジスタN3をオフし、ステップS13でインバータ61が動作状態にされた後、インバータ62が動作状態にされる。このとき、ラッチL1はメモリセルから読み出されたデータを保持して当該処理を終了する。なお、上記ステップS13の処理ののち、データは従来技術と同様に、ラッチL2(図1B、図3参照)に転送され、データ出力などが実行される。
In step S8, the signal line B is set to 0V (ground voltage). Under this condition, the threshold value of the MOS transistor N1 viewed from the control gate is VDD−Va / α (α is called a coupling ratio, the capacitance between the control gate and the floating gate of the MOS transistor N1, and the floating gate. And a value of 0 or more and 1 or less determined by the capacitance ratio of the capacitance between the substrates). Then, by setting the sense enable signal SW to the power supply voltage VDD, the MOS transistor N3 is turned on to start data sensing. In step S9, it is determined whether or not the node voltage SNS is equal to or higher than the threshold value of the MOS transistor N1 as viewed from the control gate and the program state is set. If YES, the process proceeds to step S10. Proceed to In step S10, since the MOS transistor N1 is on and the MOS transistor N3 is on at this time, a current flows from the node SLS1 to the signal line B via the MOS transistors N3 and N1, and the node voltage SLS1 is at a low level (0V). ) And the process proceeds to step S12. On the other hand, in step S11, the node voltage JDG_G decreases due to the capacitive coupling of the MOS transistor N1, the MOS transistor N1 is turned off, and no current flows from the node SLS1 to the signal line B via the MOS transistors N3 and N1. The voltage SLS1 is held at a high level (power supply voltage VDD), and the process proceeds to step S12. Further, in step S12, the sense enable signal SW is set to 0V (ground voltage) to turn off the MOS transistor N3. In step S13, the
以上説明したように、本実施形態によれば、メモリセルのデータのセンスの前に、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定されるので、メモリセルのデータ電圧を、センスアンプのMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償してセンスすることができる。これにより、従来技術に比較して、メモリセルから読み出されたデータ電圧を正確にセンスすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1 before sensing the data of the memory cell. Since the voltage is set by adding the predetermined voltage Va, the data voltage of the memory cell can be sensed by compensating for variations in the threshold value of the MOS transistor of the sense amplifier. As a result, the data voltage read from the memory cell can be sensed more accurately than in the prior art.
以上の実施形態において、スタックト・ゲート型MOSトランジスタN1は、好ましくは、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置において、コントロールゲートとフローティングゲートを直接接続した構造を有する周辺回路のMOSトランジスタではなく、メモリセル用のスタックト・ゲート型MOSトランジスタと同様の構造を有するように形成される。これについては、後述する実施形態及び変形例においても同様である。なお、フローティングゲートという名称はメモリセルのフローティングゲートから来ているが、このスタックト・ゲート型MOSトランジスタN1においては他回路と接続できるようにゲート電極を作成する。 In the above embodiments, the stacked gate type MOS transistor N1 is preferably not a peripheral circuit MOS transistor having a structure in which a control gate and a floating gate are directly connected in a nonvolatile memory device such as a flash memory. It is formed to have the same structure as a stacked gate MOS transistor for a cell. This is the same in the embodiments and modifications described later. Although the name of the floating gate comes from the floating gate of the memory cell, a gate electrode is formed in the stacked gate type MOS transistor N1 so that it can be connected to another circuit.
実施形態2.
図9は実施形態2に係るNAND型フラッシュEEPROMのためのセンス回路30B及びページバッファPBnの構成例を示す回路図である。実施形態2に係るセンス回路30Bは、データの読み出しに加え、データプログラム及びベリファイ処理(ノード電圧SLR1がローレベルでプログラムする場合、及びノード電圧SLR1がハイレベルでプログラムしない場合を含む)のためのセンス回路であって、図7の実施形態1に係るセンス回路30Aに比較して以下の点が異なる。
(1)センス回路30Bは、MOSトランジスタN1,N2に加えて、信号ラインA及びノードSLS1に接続されるスイッチ素子であるNチャンネルMOSトランジスタN5と、ベリファイ判断切替信号VSWに基づいてオン/オフされるスイッチ素子であるNチャンネルMOSトランジスタN4とをさらに備えて構成される。
(2)MOSトランジスタN3は、センスイネーブル信号SWに代えて、センスイネーブル信号SSWに基づいてオン/オフされる。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of the
(1) In addition to the MOS transistors N1 and N2, the
(2) The MOS transistor N3 is turned on / off based on the sense enable signal SSW instead of the sense enable signal SW.
図9において、信号ラインA(PBPUP)とMOSトランジスタN3のソースとの間に、MOSトランジスタN5,N4が挿入されて接続される。ここで、信号ラインA(PBPUP)はMOSトランジスタN5のドレインに接続され、MOSトランジスタN5のソースはMOSトランジスタN4のドレインに接続され、MOSトランジスタN4のソースはMOSトランジスタN3のソース及び、MOSトランジスタN1及びN2の各ドレインに接続される。 In FIG. 9, MOS transistors N5 and N4 are inserted and connected between the signal line A (PBPUP) and the source of the MOS transistor N3. Here, the signal line A (PBPUP) is connected to the drain of the MOS transistor N5, the source of the MOS transistor N5 is connected to the drain of the MOS transistor N4, the source of the MOS transistor N4 is the source of the MOS transistor N3, and the MOS transistor N1. And N2 to each drain.
ここで、信号ラインA(PBPUP),Bはプログラム終了判断信号を出力するための1対の信号ラインである(例えば図4参照)。なお、上記センス判断切替信号JDG_SW、センスイネーブル信号SSW及びベリファイ判断切替信号VSWは図1の制御回路11により発生される。
Here, the signal lines A (PBPUP) and B are a pair of signal lines for outputting a program end determination signal (see, for example, FIG. 4). The sense determination switching signal JDG_SW, the sense enable signal SSW, and the verification determination switching signal VSW are generated by the
実施形態2−1.
図10は図9のセンス回路30B及びページバッファPBnにより実行される、実施形態2−1に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Lowでプログラムする場合でSLR1=0V,SLS1=VDDのとき)を示すフローチャートである。図10のデータプログラム及びベリファイ処理は、図8のデータ読み出し処理に比較して以下の点が異なる。なお、図10の各処理において、図8の対応する処理との相違点を下線で示し、以下同様に前の対応する処理との相違点を下線で示す。
(1)図8のステップS1〜S4に代えて、ステップS21,S22の処理を含む。
(2)図8のステップS8、S12に代えてそれぞれ、ステップS8A、S12Aの処理を含む。
(3)ステップS13の処理ののちに、図11のプログラム終了判断処理(S14)を実行する。
以下、上記相違点について詳述する。
Embodiment 2-1.
FIG. 10 shows a data program and a verify process according to the embodiment 2-1 executed by the
(1) Instead of steps S1 to S4 in FIG. 8, the processes of steps S21 and S22 are included.
(2) Steps S8A and S12A are included instead of steps S8 and S12 in FIG.
(3) After the process of step S13, the program end determination process (S14) of FIG. 11 is executed.
Hereinafter, the difference will be described in detail.
図10のステップS21において、センスイネーブル信号SSW及びベリファイ判断切替信号VSWをともに0V(接地電圧)設定することでMOSトランジスタN3,N4をともにオフにして、例えばISPP(Increment Step Pulse Program)法などのプログラムパルスを用いたプログラムシーケンスを実行する。次いで、ステップS22において、ステップS22−1〜S22−4を含むノード電圧「JDG_G=Vth(N1)+Va」の設定処理を以下のように行う。 In step S21 of FIG. 10, both the sense enable signal SSW and the verify determination switching signal VSW are set to 0V (ground voltage) to turn off both the MOS transistors N3 and N4, and for example, an ISPP (Increment Step Pulse Program) method or the like. A program sequence using a program pulse is executed. Next, in step S22, the setting process of the node voltage “JDG_G = Vth (N1) + Va” including steps S22-1 to S22-4 is performed as follows.
ステップS22−1において、上述のようにノード電圧SLS1が電源電圧VDDに設定されており、センスイネーブル信号SSWを0V(接地電圧)に設定することでMOSトランジスタN3をオフし、ノード電圧SNSをVDDに設定する。次いで、ステップS22−2において信号ライン電圧Bを電源電圧VDDに設定し、センス判断切替信号JDG_SWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN2をオンにし、センスイネーブル信号SSWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN3をオンする。このとき、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式で表される。 In step S22-1, the node voltage SLS1 is set to the power supply voltage VDD as described above, the sense enable signal SSW is set to 0V (ground voltage), the MOS transistor N3 is turned off, and the node voltage SNS is set to VDD. Set to. Next, in step S22-2, the signal line voltage B is set to the power supply voltage VDD, the sense determination switching signal JDG_SW is set to the power supply voltage VDD to turn on the MOS transistor N2, and the sense enable signal SSW is set to the power supply voltage VDD. As a result, the MOS transistor N3 is turned on. At this time, the node voltages JDG_D and JDG_G are expressed by the following equations.
JDG_D=VDD−Vth(N3) (4)
JDG_G=VDD−Max(Vth(N2),Vth(N3)) (5)
JDG_D = VDD−Vth (N3) (4)
JDG_G = VDD−Max (Vth (N2), Vth (N3)) (5)
ステップS22−3において、センスイネーブル信号SSWを0V(接地電圧)に設定することで、MOSトランジスタN3をオフする。次いで、ステップS22−4において信号ライン電圧Bを所定電圧Va(=0V〜1.5V)に設定する。このとき、ノードJDG_GからMOSトランジスタN2、ノードJDG_D、及びMOSトランジスタN1を介して信号ラインBに電流が流れる。これにより、ノード電圧JDG_Gは次式で表される。 In step S22-3, the MOS transistor N3 is turned off by setting the sense enable signal SSW to 0 V (ground voltage). Next, in step S22-4, the signal line voltage B is set to a predetermined voltage Va (= 0V to 1.5V). At this time, a current flows from the node JDG_G to the signal line B through the MOS transistor N2, the node JDG_D, and the MOS transistor N1. Thereby, the node voltage JDG_G is expressed by the following equation.
JDG_G=JDG_D=Vth(N1)+Va (6) JDG_G = JDG_D = Vth (N1) + Va (6)
次いで、図8と同様に、ステップS5,S6,S7の処理を実行した後、ステップS8Aにおいて、信号ライン電圧Bを0V(接地電圧)に設定する。この条件下では、コントロールゲートから見たMOSトランジスタN1のしきい値は、VDD−Va/α(αはカップリングレシオと呼ばれ、MOSトランジスタN1のコントロールゲートとフローティングゲート間の容量と、フローティングゲートと基板間の容量の比で決まる0以上で1以下の値)となる。そしてセンスイネーブル信号SSWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN3をオンしてデータのセンスを開始する。さらに、ステップS9〜S13の処理を実行した後、サブルーチンであるプログラム終了判断処理S14を実行して当該データプログラム及びベリファイ処理を終了する。 Next, as in FIG. 8, after the processing of steps S5, S6, and S7 is executed, the signal line voltage B is set to 0 V (ground voltage) in step S8A. Under this condition, the threshold value of the MOS transistor N1 viewed from the control gate is VDD−Va / α (α is called a coupling ratio, the capacitance between the control gate and the floating gate of the MOS transistor N1, and the floating gate. And a value not less than 0 and not more than 1 determined by the ratio of the capacitance between the substrates). Then, by setting the sense enable signal SSW to the power supply voltage VDD, the MOS transistor N3 is turned on to start data sensing. Further, after executing the processes of steps S9 to S13, a program end determination process S14 which is a subroutine is executed to end the data program and the verify process.
図11は図10のサブルーチンである、プログラムベリファイのためのプログラム終了判断処理(S14)を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing a program end determination process (S14) for program verification, which is a subroutine of FIG.
図11のステップS31において、ノード電圧SNSは所定の固定電圧Vfに設定される。次いで、ステップS32において、ベリファイ判断切替信号VSWをハイレベルに設定した後、ステップS33において当該プログラムシーケンス終了の判断処理を実行し、元のメインルーチンに戻る。図9におけるMOSトランジスタN5は図2、図3あるいは図4のMOSトランジスタTJnに相当し、MOSトランジスタN4及びN1はMOSトランジスタTJEnに相当して、プログラム終了検出回路16あるいは16Aとともに前述のように動作を行い、当該プログラムシーケンスがベリファイをパスして終了するか、まだパスしておらずプログラムを続行すべきかの判断処理を行う。
In step S31 of FIG. 11, the node voltage SNS is set to a predetermined fixed voltage Vf. Next, in step S32, the verify determination switching signal VSW is set to a high level, and then in step S33, a determination process for ending the program sequence is executed, and the process returns to the original main routine. The MOS transistor N5 in FIG. 9 corresponds to the MOS transistor TJn in FIG. 2, FIG. 3 or FIG. 4, and the MOS transistors N4 and N1 correspond to the MOS transistor TJEn and operate together with the program
図12は図9のセンス回路30B及びページバッファPBnにより実行される、実施形態2−1に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Highでプログラムしない場合でSLR1=VDD,SLS1=0Vのとき)を示すフローチャートである。図12のデータプログラム及びベリファイ処理は、図10のデータプログラム及びベリファイ処理と行う処理シーケンスは全く同じだが、ラッチL1の状態に応じて、図10に比較して以下の点が異なるようになる。なお、図12において、対応する図10の処理とは相違する処理について下線を付す。
(1)SLR1=0V,SLS1=VDDの条件に代えて、SLR1=VDD,SLS1=0Vの条件となる。
(2)ステップS22に代えてステップ22Aの処理を含む。ここで、式(4)、(5)に代えてそれぞれ次式のみ異なる。
JDG_D=VDD−Vth(N1)
JDG_G=VDD−Max(Vth(N2),Vth(N1))
(3)ステップS10に代えて、ステップS10Aの結果となる。
(4)ステップS11に代えて、ステップS11Aの結果となる。
(5)ステップS13に代えて、ステップS13Aの処理を実行する。処理自体は全く同じだが結果が異なる。
以下、相違点について詳述する。
FIG. 12 shows the data program and verify processing (when SLR1 = VDD and SLS1 = 0V when SLR1 = High is not programmed) executed by the
(1) Instead of the conditions of SLR1 = 0V and SLS1 = VDD, the conditions of SLR1 = VDD and SLS1 = 0V are satisfied.
(2) The process of
JDG_D = VDD−Vth (N1)
JDG_G = VDD−Max (Vth (N2), Vth (N1))
(3) Instead of step S10, the result of step S10A is obtained.
(4) Instead of step S11, the result of step S11A is obtained.
(5) Instead of step S13, the process of step S13A is executed. The process itself is exactly the same, but the results are different.
Hereinafter, the differences will be described in detail.
図12は、ノード電圧SLS1が電源電圧VDD(図10)ではなく、0V(接地電圧)に設定されている場合、すなわち、プログラムデータが「書き込まない」である場合あるいはすでにメモリセルが書き込まれてベリファイをパスした場合に対応する。このとき、ステップS10A及びS11Aでは、ステップS10とS11と違ってノード電圧SLS1はすでにローレベルとなっているので、ノードSNSの電圧あるいはMOSトランジスタN1のオン/オフに関係なくノード電圧SLS1はローレベルを保持する。すなわち、ノード電圧SLS1はメモリセルから読み出されたデータに関わらずSLS1=Low、SLR1=Highを保持する。次いで、ステップS13Aにおいて、インバータ61及び62が動作状態にされ、ラッチL1はメモリセルから読み出されたデータに関わらずSLS1=Low、SLR1=Highの保持が確定する。さらに、ステップS14において、図11のプログラム終了判断処理を実行して当該データプログラム及びベリファイ処理を終了する。
FIG. 12 shows the case where the node voltage SLS1 is set to 0 V (ground voltage) instead of the power supply voltage VDD (FIG. 10), that is, when the program data is “not written” or the memory cell is already written. This corresponds to the case where the verification is passed. At this time, in steps S10A and S11A, unlike step S10 and S11, node voltage SLS1 is already at a low level, so that node voltage SLS1 is at a low level regardless of the voltage at node SNS or the on / off state of MOS transistor N1. Hold. That is, the node voltage SLS1 holds SLS1 = Low and SLR1 = High regardless of the data read from the memory cell. Next, in step S13A, the
以上の実施形態2−1によれば、図12のステップS22−2においてノードSLS1=0Vで信号ラインB=VDDに設定しているが、ここで、MOSトランジスタN1,N3がオンされているので、ノードJDG_D上のパスで異なる電圧同士がぶつかる、いわゆるバスファイトが発生するが、各素子の電圧側で電圧が確定しているので当該実施形態2−1において誤動作することはなく、また、たとえ上記バスファイトによりMOSトランジスタN1のフローティングゲート電圧JDG_Gが正しくセットされなかったとしても、ステップS13Aにおいて、ラッチL1はメモリセルから読み出されたデータに関わらずSLS1=Low、SLR1=Highを保持するため、動作的な問題点は発生しない。 According to the above embodiment 2-1, the signal line B = VDD is set at the node SLS1 = 0V in step S22-2 in FIG. 12, but here, the MOS transistors N1 and N3 are turned on. , A so-called bus fight occurs in which different voltages collide with each other on the path on the node JDG_D. However, since the voltage is determined on the voltage side of each element, no malfunction occurs in the embodiment 2-1, and Even if the floating gate voltage JDG_G of the MOS transistor N1 is not set correctly due to the bus fight, in step S13A, the latch L1 holds SLS1 = Low and SLR1 = High regardless of the data read from the memory cell. No operational problems occur.
従って、実施形態2−1によれば、メモリセルのデータのセンスの前に、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定されるので、メモリセルのデータ電圧を、センスアンプのMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償してセンスすることができる。これにより、従来技術に比較して、メモリセルから読み出されたデータ電圧を正確にセンスすることができる。 Therefore, according to the embodiment 2-1, before sensing the data of the memory cell, the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1. Since the voltage is set by adding Va, the data voltage of the memory cell can be sensed by compensating for variations in the threshold value of the MOS transistor of the sense amplifier. As a result, the data voltage read from the memory cell can be sensed more accurately than in the prior art.
以上の図10〜図12においては、図9の実施形態2のセンス回路30B及びページバッファPBnを用いた実施形態2−1に係るデータプログラム及びベリファイ処理について説明したが、本発明はこれに限らず、以下の図13及び図14の実施形態2−2に係るデータプログラム及びベリファイ処理、並びに、図15及び図16の実施形態2−3に係るデータプログラム及びベリファイ処理を用いてもよい。
10 to 12, the data program and the verify process according to the embodiment 2-1 using the
実施形態2−2.
図13は図9のセンス回路30B及びページバッファPBnにより実行される、実施形態2−2に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Lowでプログラムする場合でSLR1=0V,SLS1=VDDのとき)を示すフローチャートである。図13の実施形態2−2に係るデータプログラム及びベリファイ処理は図10のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)ステップS22に代えて、ステップS22Bの処理を実行する。ここで、ステップS22Bの処理は、図10のステップS22−1,S22−2,S22−3,S22−4に代えて、ステップS22−1,S22−2B,S22−3B,S22−4の処理を含むことを特徴とする。以下、相違点について詳述する。
Embodiment 2-2.
FIG. 13 shows a data program and a verify process according to the embodiment 2-2 executed by the
(1) Instead of step S22, the process of step S22B is executed. Here, the processing of step S22B is the processing of steps S22-1, S22-2B, S22-3B, and S22-4 instead of steps S22-1, S22-2, S22-3, and S22-4 of FIG. 10. It is characterized by including. Hereinafter, the differences will be described in detail.
ステップS22Bにおいて、JDG_G=Vth(N1)+Vaの設定処理を行う。ここで、ステップS22−2Bにおいて、信号ラインBを電源電圧VDDに設定し、信号ラインAを電源電圧VDDに設定し、センス判断切替信号JDG_SWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN2をオンし、ベリファイ判断切替信号VSWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN4をオンする。このとき、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式で表される。 In step S22B, a setting process of JDG_G = Vth (N1) + Va is performed. Here, in step S22-2B, the signal line B is set to the power supply voltage VDD, the signal line A is set to the power supply voltage VDD, and the sense determination switching signal JDG_SW is set to the power supply voltage VDD to turn on the MOS transistor N2. Then, the MOS transistor N4 is turned on by setting the verify determination switching signal VSW to the power supply voltage VDD. At this time, the node voltages JDG_D and JDG_G are expressed by the following equations.
JDG_D=VDD−Max(Vth(N4),Vth(N5)) (7)
JDG_G=VDD−Max(Vth(N2),Vth(N4),Vth(N5))
(8)
JDG_D = VDD−Max (Vth (N4), Vth (N5)) (7)
JDG_G = VDD−Max (Vth (N2), Vth (N4), Vth (N5))
(8)
次いで、ステップS22−3Bにおいて、ベリファイ判断切替信号VSWを0V(接地電圧)に設定することでMOSトランジスタN4をオフする。なお、その後の処理は図10と同様である。 Next, in step S22-3B, the verify determination switching signal VSW is set to 0 V (ground voltage) to turn off the MOS transistor N4. The subsequent processing is the same as in FIG.
図14は図9のセンス回路30B及びページバッファPBnにより実行される、実施形態2−2に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Highでプログラムしない場合でSLR1=VDD,SLS1=0Vのとき)を示すフローチャートである。図14のデータプログラム及びベリファイ処理は、図12のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)図12のステップS22Aに代えてステップS22Bの処理を実行する。ステップS22Bの処理は、図12のステップS22−1,S22−2,S22−3,S22−4に代えてそれぞれ、ステップS22−1,S22−2B,S22−3B,S22−4の処理を実行する。
図14の処理は図13の場合と同様であり、処理の結果(S10A,S11A,S13A)は図12と同様であり、詳細説明を省略する。
FIG. 14 shows the data program and verify processing (when SLR1 = VDD and SLS1 = 0V when SLR1 = High is not programmed) executed by the
(1) The process of step S22B is executed instead of step S22A of FIG. The process of step S22B executes the processes of steps S22-1, S22-2B, S22-3B, and S22-4, respectively, instead of steps S22-1, S22-2, S22-3, and S22-4 of FIG. To do.
The processing in FIG. 14 is the same as that in FIG. 13, and the processing results (S10A, S11A, S13A) are the same as in FIG.
以上の実施形態2−2によれば、図14のステップS22−1においてセンスイネーブル信号SSW=0V(N3=OFF)であり、ステップS22−2Bにおいて信号ライン電圧B=VDDに設定している。この場合においてMOSトランジスタN3がオフされているのでバスファイトは発生しないので、当該実施形態2−2において誤動作することはなく、動作的な問題点は発生しない。 According to the above embodiment 2-2, the sense enable signal SSW = 0V (N3 = OFF) in step S22-1 of FIG. 14, and the signal line voltage B = VDD is set in step S22-2B. In this case, since the MOS transistor N3 is turned off, bus fight does not occur. Therefore, no malfunction occurs in the embodiment 2-2, and no operational problem occurs.
従って、実施形態2−2によれば、メモリセルのデータのセンスの前に、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定されるので、メモリセルのデータ電圧を、センスアンプのMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償してセンスすることができる。これにより、従来技術に比較して、メモリセルから読み出されたデータ電圧を正確にセンスすることができる。 Therefore, according to the embodiment 2-2, the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1 before sensing the data of the memory cell. Since the voltage is set by adding Va, the data voltage of the memory cell can be sensed by compensating for variations in the threshold value of the MOS transistor of the sense amplifier. As a result, the data voltage read from the memory cell can be sensed more accurately than in the prior art.
実施形態2−3.
図15は図9のセンス回路30B及びページバッファPBnにより実行される、実施形態2−3に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Lowでプログラムする場合でSLR1=0V,SLS1=VDDのとき)を示すフローチャートである。図15の実施形態2−3に係るデータプログラム及びベリファイ処理は図10のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)ステップS22に代えて、ステップS22Dの処理を実行する。ここで、ステップS22Dの処理は、図10のステップS22−1,S22−2,S22−3,S22−4に代えて、ステップS22−1,S22−2D,S22−4の処理を含む(S22−3に相当する処理はない)ことを特徴とする。以下、相違点について詳述する。
Embodiment 2-3.
FIG. 15 shows the data program and verify processing (when SLR1 = Low is programmed and SLR1 = 0V and SLS1 = VDD) according to the embodiment 2-3, which is executed by the
(1) The process of step S22D is executed instead of step S22. Here, the process of step S22D includes the processes of steps S22-1, S22-2D, and S22-4 instead of steps S22-1, S22-2, S22-3, and S22-4 of FIG. No processing corresponding to -3). Hereinafter, the differences will be described in detail.
図15のステップS22Dは、JDG_G=Vth(N1)+Vaの設定処理を以下のように行う。まず、ステップS22−1において、センスイネーブル信号SSWを0V(接地電圧)に設定することでMOSトランジスタN3をオフし、ノード電圧SNSを電源電圧VDDに設定する。次いで、ステップS22−2Dにおいて、信号ライン電圧Bを電源電圧VDDに設定し、センス判断切替信号JDG_SWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN2をオンする。このとき、信号ラインBからMOSトランジスタN1、ノードJDG_D及びMOSトランジスタN2を介してノードJDG_Gに電流が流れる。これにより、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式で表される。 In step S22D of FIG. 15, the setting process of JDG_G = Vth (N1) + Va is performed as follows. First, in step S22-1, the sense enable signal SSW is set to 0V (ground voltage) to turn off the MOS transistor N3 and set the node voltage SNS to the power supply voltage VDD. Next, in step S22-2D, the signal line voltage B is set to the power supply voltage VDD, and the sense determination switching signal JDG_SW is set to the power supply voltage VDD to turn on the MOS transistor N2. At this time, a current flows from the signal line B to the node JDG_G through the MOS transistor N1, the node JDG_D, and the MOS transistor N2. Thereby, the node voltages JDG_D and JDG_G are expressed by the following equations.
JDG_D=Vdd−Vth(N1) (11)
JDG_G=Vdd-Max(Vth(N1),Vth(N2)) (12)
JDG_D = Vdd−Vth (N1) (11)
JDG_G = Vdd-Max (Vth (N1), Vth (N2)) (12)
さらに、ステップS22−4の処理を図10と同様に実行することにより、JDG_G=Vth(N1)+Vaの設定を行う。 Further, the process of step S22-4 is executed in the same manner as in FIG. 10, thereby setting JDG_G = Vth (N1) + Va.
図16は図9のセンス回路30B及びページバッファPBnにより実行される、実施形態2−3に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Highでプログラムしない場合でSLR1=VDD,SLS1=0Vのとき)を示すフローチャートである。図16の実施形態2−3に係るデータプログラム及びベリファイ処理は図12のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)ステップS22Aに代えて、図15と同じステップS22Dの処理を実行する。ここで、ステップS22Dの処理は、図12のステップS22−1,S22−2,S22−3,S22−4に代えて、ステップS22−1,S22−2D,S22−4の処理を含むことを特徴とする。その他の処理は図12と同様である。
FIG. 16 shows the data program and verify processing (when SLR1 = VDD and SLS1 = 0V when SLR1 = High is not programmed) executed by the
(1) Instead of step S22A, the same step S22D as in FIG. 15 is executed. Here, the process of step S22D includes the processes of steps S22-1, S22-2D, and S22-4 instead of steps S22-1, S22-2, S22-3, and S22-4 of FIG. 12. Features. Other processes are the same as those in FIG.
以上の実施形態2−3によれば、図14のステップS22−1においてセンスイネーブル信号SSW=0V(N3=OFF)であり、ステップS22−2Dにおいて信号ライン電圧B=VDDに設定している。また、ステップS21においてMOSトランジスタN4がオフされている。この場合においてMOSトランジスタN3,N4がオフされているのでバスファイトは発生しないので、当該実施形態2−3においても誤動作することはなく、動作的な問題点は発生しない。 According to the above embodiment 2-3, the sense enable signal SSW = 0V (N3 = OFF) in step S22-1 in FIG. 14, and the signal line voltage B = VDD is set in step S22-2D. In step S21, the MOS transistor N4 is turned off. In this case, since the MOS transistors N3 and N4 are turned off, bus fight does not occur. Therefore, there is no malfunction in the embodiment 2-3, and no operational problem occurs.
従って、実施形態2−3によれば、メモリセルのデータのセンスの前に、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定されるので、メモリセルのデータ電圧を、センスアンプのMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償してセンスすることができる。これにより、従来技術に比較して、メモリセルから読み出されたデータ電圧を正確にセンスすることができる。 Therefore, according to the embodiment 2-3, before the data of the memory cell is sensed, the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1. Since the voltage is set by adding Va, the data voltage of the memory cell can be sensed by compensating for variations in the threshold value of the MOS transistor of the sense amplifier. As a result, the data voltage read from the memory cell can be sensed more accurately than in the prior art.
実施形態3.
図17は実施形態3に係るNAND型フラッシュEEPROMのためのセンス回路30C及びページバッファPBnの構成例を示す回路図である。図17のセンス回路30Cは、データプログラム及びベリファイ処理(ノード電圧SLR1がローレベルでプログラムする場合、及びノード電圧SLR1がハイレベルでプログラムしない場合を含む)のためのセンス回路であって、図9の実施形態2に係るセンス回路30Bに比較して以下の点が異なる。
(1)MOSトランジスタN4を省略したこととMOSトランジスタN3のドレインをラッチのノードSLR1に接続を変更したことを特徴としている。ここで、信号ラインA(PBPUP)はMOSトランジスタN5のドレインに接続され、MOSトランジスタN5のゲートはノードSLS1に接続され、MOSトランジスタN3のドレインはノードSLR1に接続される。なお、制御信号として、制御回路11からのセンスイネーブル信号SSW及びセンス判断切替信号JDG_SWを用いる。また、当然、MOSトランジスタN4を省略せずに、MOSトランジスタN3のドレイン接続の変更だけでも、本実施形態と同様の動作を行うことができるのは言うまでもない。
Embodiment 3. FIG.
FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration example of the sense circuit 30C and the page buffer PBn for the NAND flash EEPROM according to the third embodiment. The sense circuit 30C of FIG. 17 is a sense circuit for data program and verify processing (including a case where the node voltage SLR1 is programmed at a low level and a case where the node voltage SLR1 is not programmed at a high level). The following points are different from the
(1) The feature is that the MOS transistor N4 is omitted and the connection of the drain of the MOS transistor N3 to the node SLR1 of the latch is changed. Here, signal line A (PBPUP) is connected to the drain of MOS transistor N5, the gate of MOS transistor N5 is connected to node SLS1, and the drain of MOS transistor N3 is connected to node SLR1. Note that a sense enable signal SSW and a sense determination switching signal JDG_SW from the
実施形態3−1.
図18は図17のセンス回路30C及びページバッファPBnにより実行される、実施形態3−1に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Lowでプログラムする場合でSLR1=0V,SLS1=VDDのとき)を示すフローチャートである。図18のデータプログラム及びベリファイ処理は、図10のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)ステップS21の後であってステップS22Eの前に、ステップS21Aの処理を実行する。
(2)図10のステップS22に代えて、ステップS22Eの処理を実行する。
(3)図10のステップS9〜S14に代えて、ステップS9、S10E、S11E、S12A、S13E、S14Eの処理を実行する。
以下、相違点について詳述する。
Embodiment 3-1.
FIG. 18 shows the data program and verify process (when SLR1 = Low is programmed and SLR1 = 0V and SLS1 = VDD) according to the embodiment 3-1, executed by the sense circuit 30C and the page buffer PBn of FIG. It is a flowchart to show. The data program and verify process of FIG. 18 differ from the data program and verify process of FIG. 10 in the following points.
(1) Step S21A is executed after step S21 and before step S22E.
(2) The process of step S22E is executed instead of step S22 of FIG.
(3) Steps S9, S10E, S11E, S12A, S13E, and S14E are executed in place of steps S9 to S14 in FIG.
Hereinafter, the differences will be described in detail.
ステップS21Aにおいて、ラッチL1の格納データを反転させる。これにより、ノードSLR1=VDDとなる。ステップS22EはJDG_G=Vth(N1)+Vaの設定処理を行うが、回路が変わっていても、図10のステップS22と同じ処理である。ステップS21Aにおいて、上述のようにノード電圧SLR1を電源電圧VDDに設定されており、図10のステップS22と同じ動作条件となるので、ステップS22Eの処理は図10のステップS22の処理と同様である。 In step S21A, the data stored in the latch L1 is inverted. As a result, the node SLR1 = VDD. Step S22E performs a setting process of JDG_G = Vth (N1) + Va. Even if the circuit is changed, the process is the same as step S22 of FIG. In step S21A, the node voltage SLR1 is set to the power supply voltage VDD as described above, and the operation conditions are the same as those in step S22 in FIG. 10. Therefore, the process in step S22E is the same as the process in step S22 in FIG. .
図18の実施形態3−1では、次いで、ステップS5,S6,S7,S8Aの処理を図10と同様に実行する。さらに、ステップS9においてノード電圧SNSがコントロールゲートから見たMOSトランジスタN1のしきい値以上であってプログラム状態か否かが判断され、YESのときはステップS10Eに進む一方、NOのときはステップS11Eに進む。ステップS10Eにおいて、このときMOSトランジスタN1,N3はともにオンであり、ノード電圧SLR1からMOSトランジスタN3,N1を介して信号ラインBに電流が流れ、ノード電圧SLR1はローレベル(0V)になり、ステップS12Aに進む。一方、ステップS11Eでは、ノード電圧JDG_GはトランジスタN1の容量カップリングにより低下し、トランジスタN1はオフとなり、ノードSLR1からMOSトランジスタN3,N1を介して信号ラインBに電流が流れず、ノード電圧SLR1はハイレベルである電源電圧VDDを保持し、ステップS12Aに進む。ステップS12Aでは、センスイネーブル信号SSWを0V(接地電圧)に設定することでMOSトランジスタN3をオフし、ステップS13Eでは、インバータ62が動作状態にされた後、インバータ61が動作状態にされる。このときラッチL1はメモリセルから読み出されたデータを保持し、ステップS14Eにおいて図19のサブルーチンであるプログラム終了判断処理を実行した後、当該データプログラム及びベリファイ処理を終了する。
In the embodiment 3-1 of FIG. 18, the processes of steps S5, S6, S7, and S8A are then executed in the same manner as in FIG. Further, in step S9, it is determined whether or not the node voltage SNS is equal to or higher than the threshold value of the MOS transistor N1 as viewed from the control gate and the program state is set. If YES, the process proceeds to step S10E. Proceed to In step S10E, at this time, the MOS transistors N1 and N3 are both on, current flows from the node voltage SLR1 to the signal line B via the MOS transistors N3 and N1, and the node voltage SLR1 becomes low level (0 V). Proceed to S12A. On the other hand, in step S11E, the node voltage JDG_G decreases due to the capacitive coupling of the transistor N1, the transistor N1 is turned off, no current flows from the node SLR1 to the signal line B via the MOS transistors N3 and N1, and the node voltage SLR1 is The power supply voltage VDD that is at the high level is held, and the process proceeds to step S12A. In step S12A, the MOS transistor N3 is turned off by setting the sense enable signal SSW to 0 V (ground voltage). In step S13E, the
ここで、図17のセンス回路30Cは図9におけるトランジスタN4に相当するスイッチトランジスタを持たないので、トランジスタN3がオンすれば信号ラインAからトランジスタN5,N3を経由してノードSLR1につながるパスができるが、本動作においては、ノードSLR1がVDDになるのでノードSLS1は0V、すなわちトランジスタN5のゲートは0Vでオフとなるため動作に影響は無い。 Here, since the sense circuit 30C in FIG. 17 does not have a switch transistor corresponding to the transistor N4 in FIG. 9, if the transistor N3 is turned on, a path connected from the signal line A to the node SLR1 via the transistors N5 and N3 can be made. However, in this operation, since the node SLR1 becomes VDD, the node SLS1 is turned off at 0V, that is, the gate of the transistor N5 is turned off at 0V, so that the operation is not affected.
図19は図18のサブルーチンである、プログラムベリファイのためのプログラム終了判断処理(S14E)を示すフローチャートである。 FIG. 19 is a flowchart showing a program end determination process (S14E) for program verification, which is a subroutine of FIG.
図19のステップS34において、まず、ラッチL1の格納データを反転させる。次いで、ステップS31においてノード電圧SNSを所定の固定電圧Vfに設定する。さらに、ステップS33において、プログラム終了の判断処理を実行した後、元のルーチンに戻る。 In step S34 of FIG. 19, first, the data stored in the latch L1 is inverted. Next, in step S31, the node voltage SNS is set to a predetermined fixed voltage Vf. In step S33, the program end determination process is executed, and the process returns to the original routine.
図20は図17のセンス回路30C及びページバッファPBnにより実行される、実施形態3−1に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Highでプログラムしない場合でSLR1=VDD,SLS1=0Vのとき)を示すフローチャートである。図20のデータプログラム及びベリファイ処理は、図12のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)ステップS21の後であってステップS22Fの前に、ステップS21Aの処理を実行する。
(2)図12のステップS22Aに代えて、ステップS22Fの処理を実行する。
(3)図12のステップS10A、S11A、S12A、S13A、S14に代えて、ステップS10F、S11F,S12A、S13F、S14Eを実行する。
以下、相違点について詳述する。
FIG. 20 shows the data program and verify processing (when SLR1 = VDD and SLS1 = 0V when not programmed with SLR1 = High) executed by the sense circuit 30C and page buffer PBn of FIG. It is a flowchart to show. The data program and verify process of FIG. 20 differ from the data program and verify process of FIG. 12 in the following points.
(1) Step S21A is executed after step S21 and before step S22F.
(2) The process of step S22F is executed instead of step S22A of FIG.
(3) Steps S10F, S11F, S12A, S13F, and S14E are executed instead of steps S10A, S11A, S12A, S13A, and S14 in FIG.
Hereinafter, the differences will be described in detail.
ステップS21Aにおいて、ラッチL1の格納データを反転させる。これにより、ノードSLR1は0Vとなる。ステップS22Fでは、JDG_G=Vth(N1)+Vaの設定処理を行うが、回路が変わっていても、図12のステップS22の処理と同様である。ステップS21Aにおいて、上述のようにノード電圧SLR1はVDD(電源電圧)に設定されており、図12のステップS22Aと同じ動作条件となるので、ステップS22Fの処理は図12のステップS22Aの処理と同様である。 In step S21A, the data stored in the latch L1 is inverted. As a result, the node SLR1 becomes 0V. In step S22F, a setting process of JDG_G = Vth (N1) + Va is performed. Even if the circuit is changed, the process is the same as that in step S22 of FIG. In step S21A, the node voltage SLR1 is set to VDD (power supply voltage) as described above, and the operation conditions are the same as those in step S22A in FIG. 12. Therefore, the process in step S22F is the same as the process in step S22A in FIG. It is.
図20の実施形態3−1では、次いで、ステップS5,S6,S7の処理を図12と同様に実行する。さらに、ステップS8Aにおいてセンス動作を開始してノードSNSにメモリセルのデータ状態を取り込むが、ステップS9で分岐したステップS10FあるいはS11Fにおいて、トランジスタN1のオン/オフに係らず、すでにノードSLR1は0Vであるので、ノード電圧SLR1はローレベルを保持する。これによりノード電圧SLR1はノードSNSの状態から独立になる。次いで、ステップS12Aにおいて、センスイネーブル信号SSWを0V(接地電圧)に設定することでMOSトランジスタN3をオフし、ステップS13Fにおいてインバータ62が動作状態にされた後、インバータ61が動作状態にされる。これによりノード電圧SLS1はハイレベルの状態が回復され、ラッチL1はメモリセルから読み出されたデータに関わらずSLS1=High、SLR1=Lowを保持する。さらに、ステップS14Eにおいて図19のプログラム終了判断処理を実行して当該データプログラム及びベリファイ処理を終了する。
In the embodiment 3-1 of FIG. 20, the processing of steps S5, S6, and S7 is then executed in the same manner as in FIG. Further, the sensing operation is started in step S8A and the data state of the memory cell is taken into the node SNS. However, in step S10F or S11F branched in step S9, the node SLR1 is already at 0V regardless of whether the transistor N1 is on or off. Therefore, the node voltage SLR1 is kept at a low level. Thereby, the node voltage SLR1 becomes independent from the state of the node SNS. Next, in step S12A, the sense enable signal SSW is set to 0 V (ground voltage) to turn off the MOS transistor N3. In step S13F, the
以上の実施形態3−1によれば、図20のステップS21AにおいてノードSLR1=0Vであり、ステップS22−2において信号ラインB=VDDに設定して、MOSトランジスタN3はオンされているので、バスファイトが発生するが、各素子の電圧側で電圧が確定しているので当該実施形態3−1において誤動作することはなく、また、たとえ上記バスファイトによりMOSトランジスタN1のフローティングゲート電圧JDG_Gが正しくセットされなかったとしても、ステップS13Fにおいて、ラッチL1はメモリセルから読み出されたデータに関わらずSLS1=High、SLR1=Lowを保持するため動作的な問題点は発生しない。 According to the embodiment 3-1, the node SLR1 = 0V in step S21A of FIG. 20, the signal line B = VDD is set in step S22-2, and the MOS transistor N3 is turned on. Although the fight occurs, the voltage is fixed on the voltage side of each element, so that the malfunction does not occur in the embodiment 3-1, and the floating gate voltage JDG_G of the MOS transistor N1 is correctly set by the bus fight. Even if not, in step S13F, the latch L1 holds SLS1 = High and SLR1 = Low regardless of the data read from the memory cell, so that no operational problem occurs.
また、ステップS22F、S10FあるいはS11Fにおいて、トランジスタN3がオンの期間はノードSLS1がハイレベルなので、信号ラインA−トランジスタN5−トランジスタN3−ノードSLR1のパスがつながると同時に、信号ラインA−トランジスタN5−トランジスタN1−信号ラインBのパスもトランジスタN1がONならばつながることとなる。信号ラインAの設定は、ノードSLR1のローレベルに少し影響はしても上記のように反転させることはないが、電流を流すことになり好ましくはないので、フローティングあるいは信号ラインBの設定と同じにすることが望ましい。 In step S22F, S10F or S11F, since the node SLS1 is at a high level while the transistor N3 is on, the path of the signal line A-transistor N5-transistor N3-node SLR1 is connected, and at the same time, the signal line A-transistor N5- The path of the transistor N1-signal line B is also connected if the transistor N1 is ON. The setting of the signal line A does not invert as described above even if it slightly affects the low level of the node SLR1, but it is not preferable because it causes a current to flow. Therefore, the setting of the signal line A is the same as the setting of the floating or signal line B. It is desirable to make it.
従って、実施形態3−1によれば、メモリセルのデータのセンスの前に、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定されるので、メモリセルのデータ電圧を、センスアンプのMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償してセンスすることができる。これにより、従来技術に比較して、メモリセルから読み出されたデータ電圧を正確にセンスすることができる。 Therefore, according to the embodiment 3-1, before the data of the memory cell is sensed, the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1. Since the voltage is set by adding Va, the data voltage of the memory cell can be sensed by compensating for variations in the threshold value of the MOS transistor of the sense amplifier. As a result, the data voltage read from the memory cell can be sensed more accurately than in the prior art.
実施形態3−2.
図21は図17のセンス回路30C及びページバッファPBnにより実行される、実施形態3−2に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Lowでプログラムする場合でSLR1=0V,SLS1=VDDのとき)を示すフローチャートである。図21のデータプログラム及びベリファイ処理は、図10のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)図10のステップS22に代えて、ステップS22Gの処理を実行する。
(2)図10のステップS9〜S14に代えて、ステップS9、S10E、S11E、S12A、S13E、S14Eを実行する。
以下、相違点のステップS22Gについて詳述する。なお、ステップS10E〜S14Eについては上述(図18)と同様なので説明を省略する。
Embodiment 3-2.
FIG. 21 shows a data program and a verify process according to the embodiment 3-2 executed by the sense circuit 30C and the page buffer PBn of FIG. 17 (when SLR1 = Low and SLR1 = 0V and SLS1 = VDD). It is a flowchart to show. The data program and verify process of FIG. 21 differ from the data program and verify process of FIG. 10 in the following points.
(1) The process of step S22G is executed instead of step S22 of FIG.
(2) Steps S9, S10E, S11E, S12A, S13E, and S14E are executed instead of steps S9 to S14 in FIG.
Hereinafter, step S22G of the difference will be described in detail. Since steps S10E to S14E are the same as those described above (FIG. 18), description thereof is omitted.
ステップS22GはJDG_G=Vth(N1)+Vaの設定処理を行うが、図10のステップS22と比較して、図10のステップS22−1は同じだが、図10のステップS22−2,S22−3,S22−4に代えてそれぞれ、ステップS22−2G,S22−3G,S22−4Gの処理を実行することを特徴とする。ステップS22−2Gにおいて、信号ライン電圧Bを電源電圧VDDに設定し、センス判断切替信号JDG_SWを電源電圧VDDに施定することでMOSトランジスタN2をオンし、さらに、信号ライン電圧Aを電源電圧VDDに設定する。このとき、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式で表される。 Step S22G performs the setting process of JDG_G = Vth (N1) + Va. Compared to step S22 in FIG. 10, step S22-1 in FIG. 10 is the same, but steps S22-2, S22-3 in FIG. Instead of S22-4, steps S22-2G, S22-3G, and S22-4G are executed. In step S22-2G, the signal line voltage B is set to the power supply voltage VDD, the sense determination switching signal JDG_SW is applied to the power supply voltage VDD, the MOS transistor N2 is turned on, and the signal line voltage A is further set to the power supply voltage VDD. Set to. At this time, the node voltages JDG_D and JDG_G are expressed by the following equations.
JDG_D=VDD−Vth(N5) (13)
JDG_G=VDD−Max(Vth(N2),Vth(N5)) (14)
JDG_D = VDD−Vth (N5) (13)
JDG_G = VDD−Max (Vth (N2), Vth (N5)) (14)
次いで、ステップS22−3GにおいてラッチL1の格納データを反転させ、ノードSLS1をローレベルにすると、トランジスタN5がオフする。さらに、ステップS22−4Gにおいて信号ラインAをフローティング状態に設定して、信号ライン電圧Bを所定電圧Va(=0V〜1.5V)に設定する。このとき、ノードJDG_GからMOSトランジスタN2、ノードJDG_D、MOSトランジスタN1を介して信号ラインBに電流が流れる。これにより、ノード電圧JDG_Gは次式で表される。 Next, when the data stored in the latch L1 is inverted in step S22-3G and the node SLS1 is set to a low level, the transistor N5 is turned off. Further, in step S22-4G, the signal line A is set in a floating state, and the signal line voltage B is set to a predetermined voltage Va (= 0V to 1.5V). At this time, a current flows from the node JDG_G to the signal line B through the MOS transistor N2, the node JDG_D, and the MOS transistor N1. Thereby, the node voltage JDG_G is expressed by the following equation.
JDG_G=JDG_D=Vth(N1)+Va (15) JDG_G = JDG_D = Vth (N1) + Va (15)
次いで、ステップS5以降の処理は図18と同様に実行される。 Next, the processing after step S5 is executed in the same manner as in FIG.
図22は図17のセンス回路30C及びページバッファPBnにより実行される、実施形態3−2に係るデータプログラム及びベリファイ処理(SLR1=Highでプログラムしない場合でSLR1=VDD,SLS1=0Vのとき)を示すフローチャートである。図22のデータプログラム及びベリファイ処理は、図12のデータプログラム及びベリファイ処理に比較して以下の点が異なる。
(1)図12のステップS22Aに代えて、ステップS22Hの処理を実行する。
(2)図12のステップS10A〜S13A、S14に代えて、ステップS10F〜S13F、S14Eを実行する。
以下、相違点のステップS22Hについて詳述する。なお、ステップS10F〜S14Eの処理は上述と同様なので説明を省略する。
FIG. 22 shows the data program and verify processing (when SLR1 = VDD and SLS1 = 0V when SLR1 = High is not programmed), which is executed by the sense circuit 30C and the page buffer PBn of FIG. It is a flowchart to show. The data program and verify process of FIG. 22 differ from the data program and verify process of FIG. 12 in the following points.
(1) The process of step S22H is executed instead of step S22A of FIG.
(2) Steps S10F to S13F and S14E are executed instead of steps S10A to S13A and S14 in FIG.
Hereinafter, step S22H which is a difference will be described in detail. In addition, since the process of step S10F-S14E is the same as the above-mentioned, description is abbreviate | omitted.
ステップS22HはJDG_G=Vth(N1)+Vaの設定処理を行うが、図12のステップS22Aと比較して、ステップS22−1,S22−2G,S22−3G,S22−4Gを実行する。最初のステップS22−1の処理は図12と同様である。次いで、ステップS22−2Gにおいて、信号ラインBを電源電圧VDDに設定し、センス判断切替信号JDG_SWを電源電圧VDDに設定することでMOSトランジスタN2をオンし、信号ラインAを電源電圧VDDに設定する。トランジスタN3はオフ、ノードSLS1はローレベルなのでトランジスタN5もオフだから、このとき、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式で表される。 In step S22H, JDG_G = Vth (N1) + Va is set, but steps S22-1, S22-2G, S22-3G, and S22-4G are executed as compared with step S22A in FIG. The processing in the first step S22-1 is the same as that in FIG. Next, in step S22-2G, the signal line B is set to the power supply voltage VDD, the sense determination switching signal JDG_SW is set to the power supply voltage VDD to turn on the MOS transistor N2, and the signal line A is set to the power supply voltage VDD. . Since the transistor N3 is off and the node SLS1 is at a low level, the transistor N5 is also off. At this time, the node voltages JDG_D and JDG_G are expressed by the following equations.
JDG_D=VDD−Vth(N1) (16)
JDG_G=VDD−Max(Vth(N2),Vth(N1)) (17)
JDG_D = VDD−Vth (N1) (16)
JDG_G = VDD−Max (Vth (N2), Vth (N1)) (17)
ステップS22−3Gにおいて、ラッチL1の格納データを反転させる。ノードSLR1=0V、SLS1=VDDとなる。次いで、ステップS22−4Gにおいて、信号ラインAをフローティング状態に設定して、信号ラインBを所定電圧Va(例えば0V〜1.5V)に設定する。このとき、ノードJDG_GからMOSトランジスタN2、ノードJDG_D、MOSトランジスタN1を介して信号ラインBに電流が流れる。これにより、ノード電圧JDG_D,JDG_Gは次式のように設定される。 In step S22-3G, the data stored in the latch L1 is inverted. The node SLR1 = 0V and SLS1 = VDD. Next, in step S22-4G, the signal line A is set in a floating state, and the signal line B is set to a predetermined voltage Va (for example, 0 V to 1.5 V). At this time, a current flows from the node JDG_G to the signal line B through the MOS transistor N2, the node JDG_D, and the MOS transistor N1. Thereby, the node voltages JDG_D and JDG_G are set as follows.
JDG_G=JDG_D=Vth(N1)+Va (18) JDG_G = JDG_D = Vth (N1) + Va (18)
以上の実施形態3−2によれば、図22のステップS22−1においてノードSLS1=0Vであり、ステップS22−2Gにおいて信号ラインB=VDDに設定しているが、ここで、MOSトランジスタN3はオフされているので、バスファイトが発生せず、各素子の電圧側で電圧が確定しているので当該実施形態3−2において誤動作することはなく、動作的な問題点は発生しない。 According to the above embodiment 3-2, the node SLS1 = 0V in step S22-1 in FIG. 22 and the signal line B = VDD is set in step S22-2G. Here, the MOS transistor N3 is Since it is off, bus fight does not occur, and the voltage is fixed on the voltage side of each element. Therefore, no malfunction occurs in the embodiment 3-2, and no operational problem occurs.
従って、実施形態3−2によれば、メモリセルのデータのセンスの前に、MOSトランジスタN1のフローティングゲートのノード電圧JDG_Gは、当該MOSトランジスタN1のフローティングゲートから見たしきい値電圧に所定電圧Vaを加算してなる電圧に設定されるので、メモリセルのデータ電圧を、センスアンプのMOSトランジスタのしきい値のバラツキを補償してセンスすることができる。これにより、従来技術に比較して、メモリセルから読み出されたデータ電圧を正確にセンスすることができる。 Therefore, according to the embodiment 3-2, the node voltage JDG_G of the floating gate of the MOS transistor N1 is set to the threshold voltage viewed from the floating gate of the MOS transistor N1 before the data sensing of the memory cell. Since the voltage is set by adding Va, the data voltage of the memory cell can be sensed by compensating for variations in the threshold value of the MOS transistor of the sense amplifier. As a result, the data voltage read from the memory cell can be sensed more accurately than in the prior art.
実施形態4.
図23は実施形態4に係るNAND型フラッシュEEPROMのためのセンス回路30D及びページバッファPBnの構成例を示す回路図である。実施形態4に係るセンス回路30Dは、図9の実施形態2に係るセンス回路30Bの変形例であって、NチャンネルMOSトランジスタN5をPチャンネルMOSトランジスタP5で構成し、MOSトランジスタP5のゲートをノードSLR1に接続したことを特徴としている。実施形態4に係るデータプログラム及びベリファイ処理は、実施形態2−1〜2−3と同様に実行でき、同様の作用効果を有する。また、当然、図17の実施形態3に係るセンス回路30Cにおいても同様の変形が可能であることは言うまでもない。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of the
変形例.
図24は変形例に係るセンス回路30Eの一部の構成例を示す回路図である。以上の実施形態1〜4においては、MOSトランジスタN1をスタックト・ゲート型MOSトランジスタで構成しているが、本発明はこれに限らず、図24の変形例に示すように、キャパシタC1がゲートに接続されたNチャンネルMOSトランジスタN1Aを用いてもよい。すなわち、フローティングゲート型MOSトランジスタN1、もしくはキャパシタC1を有するMOSトランジスタN1Aはスタックト・ゲート型制御素子を構成する。ここで、キャパシタC1は好ましくは、SiO2、SiN、SiO2の順序で積層されたONO型キャパシタである。
Modified example.
FIG. 24 is a circuit diagram showing a configuration example of a part of a
図24において、ノードSNSはキャパシタC1を介してMOSトランジスタN1Aのゲートに接続され、当該ゲートはノードJDG_Gに接続される。また、MOSトランジスタN1AのドレインはノードJDG_Dに接続され、MOSトランジスタN1Aのソースは信号ラインBに接続される。 In FIG. 24, the node SNS is connected to the gate of the MOS transistor N1A via the capacitor C1, and the gate is connected to the node JDG_G. The drain of the MOS transistor N1A is connected to the node JDG_D, and the source of the MOS transistor N1A is connected to the signal line B.
以上の実施形態においては、NAND型フラッシュEEPROMなどのフラッシュメモリについて説明しているが、本発明はこれに限らず、NOR型フラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置に適用できる。 In the above embodiments, a flash memory such as a NAND flash EEPROM has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a nonvolatile memory device such as a NOR flash memory.
さらに、以上の実施形態において、センス回路30A〜30DをMOSトランジスタN1〜N3等で構成しているが、本発明はこれに限らず、外部制御信号からオンオフ制御されるスイッチ素子で構成してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the
以上詳述したように、本発明に係る不揮発性記憶装置のためのセンス回路によれば、例えばNAND型フラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置の微細化に伴ってメモリセルのピッチが小さくなり、それに伴って周辺回路のトランジスタサイズが小さくなっても、従来技術に比較して正確にデータ値をセンスすることができる。 As described above in detail, according to the sense circuit for a nonvolatile memory device according to the present invention, the pitch of the memory cells is reduced as the nonvolatile memory device such as a NAND flash memory is miniaturized. Accordingly, even if the transistor size of the peripheral circuit is reduced, the data value can be sensed more accurately than in the prior art.
10…メモリセルアレイ、
11…制御回路、
12…ロウデコーダ、
13…高電圧発生回路、
14…データ書き換え及び読み出し回路(ページバッファ)、
14a,14b…ラッチ回路、
15…カラムデコーダ、
16…プログラム終了検出回路、
17…コマンドレジスタ、
18…アドレスレジスタ、
19…動作ロジックコントローラ、
21,22…MOSトランジスタ、
23…インバータ、
24,25…MOSトランジスタ、
26…コンパレータ、
27…プログラム終了判断回路、
28…基準電流発生回路、
29−n…プログラム終了判断部、
30A〜30D…センス回路、
50…データ入出力バッファ、
51…データ入出力端子、
52…データ信号線、
61,62…インバータ、
71〜90…MOSトランジスタ、
A,B…出力ライン、
L1,L2…ラッチ、
N1〜N5,N1A,P5…MOSトランジスタ、
PBn…ページバッファ。
10: Memory cell array,
11 ... control circuit,
12 ... row decoder,
13. High voltage generation circuit,
14: Data rewriting and reading circuit (page buffer),
14a, 14b ... latch circuit,
15 ... column decoder,
16 ... Program end detection circuit,
17 ... Command register,
18 ... Address register,
19 ... Operation logic controller,
21, 22 ... MOS transistors,
23 ... Inverter,
24, 25 ... MOS transistors,
26: Comparator,
27. Program end determination circuit,
28: Reference current generating circuit,
29-n... Program end determination unit,
30A-30D ... sense circuit,
50: Data input / output buffer,
51: Data input / output terminal,
52. Data signal line,
61, 62 ... inverter,
71-90 ... MOS transistors,
A, B ... Output line,
L1, L2 ... Latch,
N1-N5, N1A, P5 ... MOS transistors,
PBn: Page buffer.
Claims (10)
第1の信号ラインと上記ラッチの第1の端子との間に挿入され、互いに直列に接続された第1のスイッチ素子及びスタックト・ゲート型制御素子と、
上記第1のスイッチ素子と上記スタックト・ゲート型制御素子との間に接続された第2のスイッチ素子とを備え、
上記ラッチの第1の端子は上記第1のスイッチ素子の第1の端子に接続され、
上記第1のスイッチ素子の第2の端子は上記スタックト・ゲート型制御素子の第1の端子及び上記第2のスイッチ素子の第1の端子に接続され、
上記第2のスイッチ素子の第2の端子は上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートに接続され、
上記スタックト・ゲート型制御素子の第2の端子は上記第1の信号ラインに接続され、
上記第1のスイッチ素子はセンスイネーブル信号によりオン又はオフされ、
上記第2のスイッチ素子はセンス判断切替信号によりオン又はオフされ、
上記スタックト・ゲート型制御素子は、上記ラッチの第2の端子に接続された上記センス回路のセンスノードの信号電圧により制御され、
上記センスイネーブル信号により第1のスイッチ素子がオンされるセンス開始前に、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧は、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングノードから見たしきい値電圧に所定電圧を加算した電圧値に設定された後、上記メモリセルのデータをセンスして上記ラッチに格納し、
上記センス回路は、第2の信号ラインと上記第1のスイッチ素子の第2の端子との間に挿入され、互いに直列に接続された第3及び第4のスイッチ素子をさらに備え、
上記第3のスイッチ素子の第1の端子は上記第2の信号ラインに接続され、上記第3のスイッチ素子の第2の端子は上記第4のスイッチ素子の第1の端子に接続され、上記第4のスイッチ素子の第2の端子は上記第1のスイッチ素子の第2の端子に接続され、
上記第3のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧又は上記ラッチの第2の端子によりオン又はオフされ、
上記第4のスイッチ素子は所定のベリファイ判断切替信号によりオン又はオフされ、
上記センス回路が、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記ラッチの第1の端子、もしくは上記第1又は第2の信号ラインからのチャージにより実行され、
上記センス回路は、
(1)上記センス判断切替信号により上記第2のスイッチ素子をオフし、
(2)上記メモリセルから読み出した電圧を上記スタックト・ゲート型制御素子のゲートに転送し、
(3)上記ラッチの出力をハイインピーダンス状態にし、
(4)上記センスイネーブル信号により上記第1のスイッチ素子をオンしてセンスを開始し、
(5)上記センスイネーブル信号により上記第1のスイッチ素子をオフし、
(6)上記ラッチをアクティブ状態にして上記メモリセルから読み出したデータ又は所定のデータを上記ラッチに保持し、
(7)上記スタックト・ゲート型制御素子のゲートを所定の固定電圧に設定してベリファイ動作を行うことでデータ書き込み時の終了判断処理を行う
ことを特徴とするセンス回路。 In a sense circuit that senses the data provided in a page buffer including a latch that temporarily stores data when data is written to or read from a memory cell of a nonvolatile memory device,
A first switch element and a stacked gate type control element inserted between the first signal line and the first terminal of the latch and connected in series;
A second switch element connected between the first switch element and the stacked gate type control element;
A first terminal of the latch is connected to a first terminal of the first switch element;
A second terminal of the first switch element is connected to a first terminal of the stacked gate control element and a first terminal of the second switch element;
A second terminal of the second switch element is connected to a floating gate of the stacked gate type control element;
A second terminal of the stacked gate type control element is connected to the first signal line;
The first switch element is turned on or off by a sense enable signal,
The second switch element is turned on or off by a sense determination switching signal,
The stacked gate type control element is controlled by a signal voltage of a sense node of the sense circuit connected to the second terminal of the latch,
Prior to the start of sensing when the first switch element is turned on by the sense enable signal, the voltage of the floating gate of the stacked gate type control element is a threshold voltage viewed from the floating node of the stacked gate type control element. Is set to a voltage value obtained by adding a predetermined voltage to the data, and the data of the memory cell is sensed and stored in the latch .
The sense circuit further includes third and fourth switch elements inserted between the second signal line and the second terminal of the first switch element and connected in series with each other,
The first terminal of the third switch element is connected to the second signal line, the second terminal of the third switch element is connected to the first terminal of the fourth switch element, and The second terminal of the fourth switch element is connected to the second terminal of the first switch element,
The third switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch or the second terminal of the latch,
The fourth switch element is turned on or off by a predetermined verify judgment switching signal,
When the sense circuit senses data for verify read after writing the data, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is set to the first terminal of the latch, or the first or Executed by charging from the second signal line;
The sense circuit
(1) The second switch element is turned off by the sense determination switching signal,
(2) The voltage read from the memory cell is transferred to the gate of the stacked gate type control element,
(3) Set the output of the latch to a high impedance state,
(4) The first switch element is turned on by the sense enable signal to start sensing,
(5) turning off the first switch element by the sense enable signal;
(6) The latch is activated and data read from the memory cell or predetermined data is held in the latch,
(7) A sense circuit characterized in that an end determination process at the time of data writing is performed by performing a verify operation with the gate of the stacked gate type control element set to a predetermined fixed voltage .
第1の信号ラインと上記ラッチの第1の端子との間に挿入され、互いに直列に接続された第1のスイッチ素子及びスタックト・ゲート型制御素子と、
上記第1のスイッチ素子と上記スタックト・ゲート型制御素子との間に接続された第2のスイッチ素子とを備え、
上記ラッチの第2の端子は上記第1のスイッチ素子の第1の端子に接続され、
上記第1のスイッチ素子の第2の端子は上記スタックト・ゲート型制御素子の第1の端子及び上記第2のスイッチ素子の第1の端子に接続され、
上記第2のスイッチ素子の第2の端子は上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートに接続され、
上記スタックト・ゲート型制御素子の第2の端子は上記第1の信号ラインに接続され、
上記第1のスイッチ素子はセンスイネーブル信号によりオン又はオフされ、
上記第2のスイッチ素子はセンス判断切替信号によりオン又はオフされ、
上記スタックト・ゲート型制御素子は、上記ラッチの第2の端子に接続された上記センス回路のセンスノードの信号電圧により制御され、
上記センスイネーブル信号により第1のスイッチ素子がオンされるセンス開始前に、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧は、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングノードから見たしきい値電圧に所定電圧を加算した電圧値に設定された後、上記メモリセルのデータをセンスして上記ラッチに格納し、
上記センス回路は、第2の信号ラインと上記第1のスイッチ素子の第2の端子との間に接続された第5のスイッチ素子をさらに備え、
上記第5のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧又は上記ラッチの第2の端子によりオン又はオフされ、
上記センス回路が、上記データの書込み後にベリファイ読出しのためにデータをセンスするときにおいて、上記スタックト・ゲート型制御素子のフローティングゲートの電圧設定は、上記ラッチに格納されたデータを反転した後、上記ラッチの第2の端子又は上記第1の信号ラインからのチャージにより実行され、
上記センス回路は、
(1)上記センス判断切替信号により上記第2のスイッチ素子をオフし、
(2)上記メモリセルから読み出した電圧を上記スタックト・ゲート型制御素子のゲートに転送し、
(3)上記ラッチの出力をハイインピーダンス状態にし、
(4)上記センスイネーブル信号により上記第1のスイッチ素子をオンしてセンスを開始し、
(5)上記センスイネーブル信号により上記第1のスイッチ素子をオフし、
(6)上記ラッチをアクティブ状態にして上記メモリセルから読み出したデータ又は所定のデータを上記ラッチに保持し、
(7)上記ラッチが保持するデータを反転させ、上記スタックト・ゲート型制御素子のゲートを所定の固定電圧に設定してベリファイ動作を行うことでデータ書き込み時の終了判断処理を行う
ことを特徴とするセンス回路。 In a sense circuit that senses the data provided in a page buffer including a latch that temporarily stores data when data is written to or read from a memory cell of a nonvolatile memory device,
A first switch element and a stacked gate type control element inserted between the first signal line and the first terminal of the latch and connected in series;
A second switch element connected between the first switch element and the stacked gate type control element;
A second terminal of the latch is connected to a first terminal of the first switch element;
A second terminal of the first switch element is connected to a first terminal of the stacked gate control element and a first terminal of the second switch element;
A second terminal of the second switch element is connected to a floating gate of the stacked gate type control element;
A second terminal of the stacked gate type control element is connected to the first signal line;
The first switch element is turned on or off by a sense enable signal,
The second switch element is turned on or off by a sense determination switching signal,
The stacked gate type control element is controlled by a signal voltage of a sense node of the sense circuit connected to the second terminal of the latch,
Prior to the start of sensing when the first switch element is turned on by the sense enable signal, the voltage of the floating gate of the stacked gate type control element is a threshold voltage viewed from the floating node of the stacked gate type control element. Is set to a voltage value obtained by adding a predetermined voltage to the data, and the data of the memory cell is sensed and stored in the latch .
The sense circuit further includes a fifth switch element connected between the second signal line and the second terminal of the first switch element,
The fifth switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch or the second terminal of the latch;
When the sense circuit senses data for verify read after the data is written, the voltage setting of the floating gate of the stacked gate type control element is performed after inverting the data stored in the latch. Executed by charging from a second terminal of the latch or the first signal line;
The sense circuit
(1) The second switch element is turned off by the sense determination switching signal,
(2) The voltage read from the memory cell is transferred to the gate of the stacked gate type control element,
(3) Set the output of the latch to a high impedance state,
(4) The first switch element is turned on by the sense enable signal to start sensing,
(5) turning off the first switch element by the sense enable signal;
(6) The latch is activated and data read from the memory cell or predetermined data is held in the latch,
(7) The data held by the latch is inverted, the gate of the stacked gate type control element is set to a predetermined fixed voltage, and a verify operation is performed to perform an end determination process at the time of data writing. A sense circuit characterized by that.
(1)スタックト・ゲート型MOSトランジスタ、もしくは
(2)キャパシタが接続されたゲートを有するMOSトランジスタ
であることを特徴とする請求項1又は2記載のセンス回路。 The stacked gate type control element is
(1) stacked-gate MOS transistors, or (2) a sense circuit according to claim 1 or 2, wherein the capacitor is a MOS transistor having a gate connected.
上記第3のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする請求項1記載のセンス回路。 The third switch element is an N-channel MOS transistor,
It said third sensing circuit of claim 1, wherein the switch element, characterized in that it is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch.
上記第3のスイッチ素子は上記ラッチの第2の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする請求項1記載のセンス回路。 The third switch element is a P-channel MOS transistor,
It said third sensing circuit of claim 1, wherein the switch element, characterized in that it is turned on or off by the voltage of the second terminal of the latch.
上記第5のスイッチ素子は上記ラッチの第1の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする請求項2記載のセンス回路。 The fifth switch element is an N-channel MOS transistor,
3. The sense circuit according to claim 2, wherein the fifth switch element is turned on or off by the voltage of the first terminal of the latch.
上記第5のスイッチ素子は上記ラッチの第2の端子の電圧によりオン又はオフされることを特徴とする請求項2記載のセンス回路。 The fifth switch element is a P-channel MOS transistor,
3. The sense circuit according to claim 2, wherein the fifth switch element is turned on or off by the voltage of the second terminal of the latch.
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