JPH0798989A - 半導体メモリの制御回路 - Google Patents

半導体メモリの制御回路

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JPH0798989A
JPH0798989A JP24333593A JP24333593A JPH0798989A JP H0798989 A JPH0798989 A JP H0798989A JP 24333593 A JP24333593 A JP 24333593A JP 24333593 A JP24333593 A JP 24333593A JP H0798989 A JPH0798989 A JP H0798989A
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JP
Japan
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word line
memory
decoder
memory array
main
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JP24333593A
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English (en)
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Hiromi Nobukata
浩美 信方
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ワード線電源の負荷を軽減しワード線電圧の立
ち上がりを速くして高速アクセスを可能にする。 【構成】セクション化された複数のメモリアレイ(図で
はM0のみ)と、これに対して共通なメインワード線M
WL用のメインデコーダと、メモリアレイに設けられた
メモリセルSLをアクティブ状態とするための分割ワー
ド線SWLと、特定の分割ワード線を選択するためのサ
ブデコーダ32Aとで構成され、メインデコーダとサブ
デコーダ32AとでメモリアレイM0における特定の分
割ワード線SWLのみが選択的に立ち上げられる。特定
のメモリアレイのみが選択されるためメインワード線に
対する負荷がこの例では1/4になってワード線電位の
立ち上がりが急峻となってそれだけアクセスタイムが速
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、EEPROMなどの
不揮発性半導体メモリに適用して好適な半導体メモリの
制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】EEPROM例えば、NOR型EEPR
OMなどの不揮発性半導体メモリは所定のビット数を有
するメモリアレイに分割し、これを複数個使用して構成
されることが多い。例えば、4M(メガ)半導体メモリ
では、1024カラム×1024ローで構成されたメモ
リアレイ(セクション)を4個使用して構成される。
【0003】このように構成された半導体メモリに対す
る制御回路として図4のように構成される場合がある。
【0004】図4に示す制御回路10にあって、半導体
メモリ12は上述したように4個にセクション化された
メモリアレイM0,M1,M2,M3で構成され、I/
Oポート14を介して入出力データのリード、ライトが
行なわれる。入出力データはI/Oポート14およびカ
ラムスイッチ16A〜16Dを介して対応するメモリア
レイM0〜M3に対してリード、ライトされる。
【0005】メモリアレイM0〜M3に対するアドレス
指定は以下のようにして行なわれる。nビット構成例え
ば19ビット構成のアドレスデータはアドレスバッファ
20に一時的に保存され、その後これらアドレスデータ
のうち下位側の9ビット(A0〜A8)がカラム用のプ
リデコーダ22を介してカラムデコーダ24に供給され
る。カラムデコーダ24では選択すべきメモリアレイの
カラムが指定され、対応するカラムスイッチ16A〜1
6Dを介してメモリアレイM0〜M3に与えられる。
【0006】アドレスデータのうち上位側から6ビット
分(A13〜A18)はプリデコーダ26を介してメイ
ンデコーダ(ローデコーダ)28に供給される。メイン
デコーダ28はメモリセルM0〜M3に対して共通に設
けられたメインワード線MWL(図示はしない)を選択
し、これに所定の電圧を与えるためのものである。
【0007】メモリアレイM0〜M3のそれぞれにはロ
ーデコーダの一種であるサブデコーダ32A〜32Dが
設けられ、選択されたメインワード線MWLに対するサ
ブワード線の指定が行なわれる。このようにメインデコ
ーダ28とサブデコーダ32A〜32Dの出力で特定の
ワード線が指定される。
【0008】サブデコーダ32A〜32Dを駆動するた
めアドレスデータのうち中位に属するアドレスデータA
9〜A12がローデコーダを構成するプリデコーダ30
を介してサブデコーダ32A〜32Dに供給される。
【0009】上述したNOR型やNAND形のEEPR
OMの外部駆動電源としては近年低電圧化が指向され、
3.0あるいは3.3ボルト程度の駆動電圧を採用する
ようになってきている。
【0010】しかし、半導体メモリそれ自体は5ボルト
程度の電圧でワード線を駆動した方が高速読み出しがで
きるため、そのようなときには半導体メモリの制御回路
10の内部に電源の昇圧回路(昇圧電源回路)40が設
けられ、低電圧の外部電源電圧Vccが例えば5ボルト
程度まで昇圧されてこれを内部の読み出し系回路におけ
る電源電圧Vcc′としている。この電源電圧Vcc′
は例えばメモリセルをアクティブ状態とするワード線電
圧VWLなどとして使用されたり、センスアンプ(図示
はしない)の電源電圧などに使用される。
【0011】図5は昇圧回路40の一例を示すもので、
この例では縦続接続された4個の整流用ダイオードDa
〜Ddと5個のコンデンサCa〜CdおよびCeとで構
成される。端子42,44には互いに位相の反転したク
ロックφ,φバーが供給される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した制御回路10
にあっては、メインデコーダ28とサブデコーダ32A
〜32Dの各出力で選択されるサブのワード線は図6に
示すように全てのメモリアレイM0〜M3に対して共通
に設けられている。そのため、データの読み出し時はこ
れらメモリアレイM0〜M3の全てが昇圧回路40に対
する負荷となり、図7曲線Laのように電圧の立ち上が
りが遅くなってしまう。このとき、昇圧回路40におけ
る出力電圧は曲線Lbのように変動し、これによって高
速読み出しが阻害される。
【0013】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、昇圧回路からみた負荷を大幅
に軽減し、ワード線立ち上げの高速化を達成した半導体
メモリの制御回路を提案するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、複数のメモリセルで構成さ
れ、それぞれに所定ビット数のI/Oポートを持つ複数
のメモリアレイと、これらメモリアレイに対して共通に
設けられたメインワード線用のメインデコーダと、それ
ぞれのメモリアレイに設けられた上記メモリセルをアク
ティブ状態とするための分割ワード線と、特定の分割ワ
ード線を選択するためにそれぞれのメモリアレイに設け
られたサブデコーダとで構成され、上記メインデコーダ
とサブデコーダとで特定のメモリアレイにおける特定の
分割ワード線のみが選択的に立ち上げられるようになさ
れたことを特徴とするものである。
【0015】
【作用】図1に示すメインデコーダ28によって複数の
メモリアレイM0〜M3に対して共通に設けられたワー
ド線(メインワード線)MWLが選択される。メインワ
ード線MWLには図2のようにメモリアレイを単位とし
て複数、この例では4本の分割ワード線SWLが接続さ
れ、それぞれにメモリセルSLが接続される。
【0016】サブデコーダ32A〜32Dはプリデコー
ダ(セクションデコーダ)30Bによって選択され、複
数の分割ワード線SWLはプリデコーダ30Aによって
選択される。したがってメインデコーダ28のデコード
出力とサブデコーダ30A,30Bのデコード出力のア
ンドによって特定の分割ワード線SWLが選択される。
【0017】分割ワード線SWLは図2のようにメモリ
アレイM0〜M3ごとに設けられ、互いに独立している
ので、例えば図3のように特定のメモリアレイM1の分
割ワード線SWLのみを選択できるから、このときの昇
圧回路40から見た負荷はメモリアレイM1の分割ワー
ド線SWLのみとなり、電源の負荷を従来の1/4にで
きる。
【0018】それに伴ってコンデンサCeの容量も、メ
モリアレイM1の1ワード線容量CWL1のみとなるか
ら、ワード線電圧VWLの立ち上がりは図7曲線Lcの
ように急峻となって電源立ち上げが高速化する。昇圧回
路40の出力電圧も曲線Ldのようになるので、データ
を高速に読み出すことができる。
【0019】
【実施例】続いて、この発明に係る半導体メモリの制御
回路の一例を上述したEEPROMなどの不揮発性メモ
リの制御回路に適用した場合につき、図面を参照して詳
細に説明する。
【0020】図1は図4に対応した制御回路10の具体
例を示すものであって、本例でも4セクション化された
分割ワード線方式の半導体メモリ12を例示するが、セ
クション化するメモリアレイの個数や容量は実施例に限
定されるものではない。
【0021】4セクション化であるため、図4と同一の
構成は同一の符号を付しその詳細な説明は省略するとし
て、この発明では図のように各メモリアレイM0〜M3
に設けられるサブデコーダ32A〜32Dは左右対称な
カラム位置(中央部)に設けられる。これはサブデコー
ダ32A〜32Dのそれぞれから見たワード線(分割ワ
ード線)負荷を最小にするためである。
【0022】複数のサブデコーダ32A〜32Dを適切
に制御するため、一対のプリデコーダ30A,30Bと
デコード出力を選択するための選択スイッチ50A〜5
0Dが設けられる。その詳細は後述する。
【0023】この発明では図1に示すメインデコーダ2
8によって複数のメモリアレイM0〜M3に対して共通
に設けられたワード線(メインワード線)MWLが選択
される。メインワード線MWLには図2のようにメモリ
アレイを単位として複数、この例では4本の分割ワード
線SWLが接続され、それぞれにメモリセルSLが接続
される。
【0024】図2では2本のメインワード線MWLと、
2本のビット線に関連する部分を例示したので、メモリ
アレイM0のうち4個所のメモリセルSL00〜SL11
(図ではトータル16個の単位セルを有する)を例示す
る。各メモリセルSL00〜SL11はNOR型構成であっ
て分割ワード線SWLに接続されたそれぞれのセルはビ
ット線BL0,BL1にも接続されている。
【0025】分割ワード線SWLはそのメモリアレイご
とに設けられるもので、隣接するメモリアレイの分割ワ
ード線SWLとは完全に独立している。分割ワード線S
WLはサブデコーダ32Aによって選択される。
【0026】サブデコーダ32Aは図のように各分割ワ
ード線ごとに設けられたノアゲート52で構成され、ノ
アゲート52にはメインワード線MWLからのデコード
出力(ワード線電圧)と選択スイッチ50Aで選択され
た4つのデコード出力の1つが選択的に供給される。
【0027】例えば、分割ワード線SWL00を選択する
ときには分割ワード線SWL00選択用のデコード出力の
みがノアゲート52に供給されるように結線される。他
のノアゲート52についても同様な結線が行なわれる。
【0028】このように構成することによって、サブデ
コーダ32A〜32Dはプリデコーダ30Bによって選
択され、複数の分割ワード線SWLはプリデコーダ30
Aによって選択されることから、サブデコーダ30Bの
デコード出力でメモリアレイが選択され、選択されたメ
モリアレイのうち、メインデコーダ28のデコード出力
とサブデコーダ30Aのデコード出力のノアによって特
定の分割ワード線SWLが選択(指定)される。
【0029】分割ワード線SWLは上述したようにメモ
リアレイM0〜M3ごとに設けられ、互いに独立してい
るので、例えば図3のように特定のメモリアレイM1の
分割ワード線SWLのみを選択できるから、このときの
昇圧回路40から見た負荷はメモリアレイM1の分割ワ
ード線SWLのみとなり、電源の負荷を従来の1/4に
できる。
【0030】それに伴って図5に示すコンデンサCeの
容量も、メモリアレイM1のワード線容量CWL1(図
5では、i=1)のみとなるから、ワード線電圧VWL
の立ち上がりは図7曲線Lcのように急峻となって電源
立ち上げが高速化する。これで、データのアクセスタイ
ムが高速になる。
【0031】昇圧回路40の出力電圧変動も図5曲線L
dのように僅かになるので、データ読み出し時の電源変
動時間が非常に短くなり、データ読み出し時の電源の乱
れが解消される。データの書き込み時においてもこの分
割ワード線立ち上げ方式を採用すれば同様にゲートディ
スターブも軽減される。
【0032】上述ではメモリアレイ単位でデータをラン
ダムアクセスするようにした場合であるが、ページ(=
1ロー×1024カラム×4セクション)を単位として
データのリード、ライトを行なう場合にはサブデコーダ
32A〜32Dの全てがアクティブ状態となるようにコ
ントロールすればよい。このとき、各メモリアレイM0
〜M3の分割ワード線SWLに対するサブデコード出力
のタイミングを順次適当にずらすことによって、メイン
ワード線MWLに接続される負荷は上述したと同じく1
/4になるので、ランダムアクセス時と同じく高速アク
セスができる。
【0033】ページ単位のアクセスでも、例えばメモリ
アレイM0の分割ワード線SWLのみを立ち上げ、メモ
リアレイM0のデータをセンスしてこれをI/Oポート
14を介して出力する間に、別のメモリアレイM1を立
ち上げるように時分割的に処理すれば、メモリアレイM
0のデータが全て出力されるまでにはメモリアレイM1
のデータを全てセンスすることができるようになる。そ
のため、時間的なロスを与えないでメモリアレイM1の
データを連続して出力できる。このようにすると、立ち
上げる分割ワード線SWLは1つのメモリアレイだけで
よいため負荷が軽減され、ページアクセスであってもメ
モリアクセスの高速化が図れる。
【0034】上述した構成はNOR型のEEPROMに
適用したが、分割NOR型(DINOR)やNAND形
のEEPROMなどのフラッシュメモリやその他の半導
体メモリにこの発明は適用できる。
【0035】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体メ
モリの制御回路では、複数に分割されたメモリアレイに
対して共通なメインワード線の他に、メモリアレイごと
に分割ワード線を設け、この分割ワード線を単位として
ワード線電位を立ち上げるようにしたものである。
【0036】これによれば、電源からみたワード線の負
荷が従来よりもメモリアレイの分割数分の1に逓減され
るため、その分そのワード線に対する電源の立ち上がり
が急峻となってデータのアクセスタイムを従来よりも大
幅に短縮できる効果がある。
【0037】データ書き込み時においても最小限のワー
ド線しか立ち上げないようにすれば、これによってゲー
トディスターブが軽減される。それぞれのメモリアレイ
に設けられたサブデコーダを全て選択することにより1
本のワード線に接続された全ての分割ワード線を立ち上
げることもできるため、ページ単位の読み出し/書き込
みを行なう方式にも対応することができる。
【0038】メモリアレイに設けられるサブデコーダは
左右対称となるカラム位置におくようにしたので、メモ
リアレイのどのセルを選択するときにもそのアクセスタ
イムを均一にすることができるなどの特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る半導体メモリの制御回路の一例
を示す要部の系統図である。
【図2】サブデコーダの具体例を示す接続図である。
【図3】メモリアレイ単位の分割選択動作を示す図であ
る。
【図4】従来の半導体メモリの制御回路の系統図であ
る。
【図5】昇圧回路の接続図である。
【図6】選択されたワード線の説明図である。
【図7】ワード線電圧の立ち上がり特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
10 制御回路 12 半導体メモリ 28 メインデコーダ 24 カラムデコーダ 30A,30B プリデコーダ 32A〜32D サブデコーダ M0〜M3 メモリアレイ MWL メインワード線 SWL 分割ワード線 SL メモリセル 52 ノアゲート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルで構成され、それぞれ
    に所定ビット数のI/Oポートを持つ複数のメモリアレ
    イと、 これらメモリアレイに対して共通に設けられたメインワ
    ード線用のメインデコーダと、 それぞれのメモリアレイに設けられた上記メモリセルを
    アクティブ状態とするための分割ワード線と、 特定の分割ワード線を選択するためにそれぞれのメモリ
    アレイに設けられたサブデコーダとで構成され、 上記メインデコーダとサブデコーダとで特定のメモリア
    レイにおける特定の分割ワード線のみが選択的に立ち上
    げられるようになされたことを特徴とする半導体メモリ
    の制御回路。
  2. 【請求項2】 上記分割ワード線は1本のメインワード
    線に対して複数本設けられたことを特徴とする請求項1
    記載の半導体メモリの制御回路。
  3. 【請求項3】 上記サブデコーダは上記メモリアレイの
    うち左右対称なカラム位置に設けられたことを特徴とす
    る請求項1記載の半導体メモリの制御回路。
JP24333593A 1993-09-29 1993-09-29 半導体メモリの制御回路 Pending JPH0798989A (ja)

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