JPWO2010082243A1 - 不揮発性半導体メモリ及びメモリシステム - Google Patents
不揮発性半導体メモリ及びメモリシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2010082243A1 JPWO2010082243A1 JP2010546457A JP2010546457A JPWO2010082243A1 JP WO2010082243 A1 JPWO2010082243 A1 JP WO2010082243A1 JP 2010546457 A JP2010546457 A JP 2010546457A JP 2010546457 A JP2010546457 A JP 2010546457A JP WO2010082243 A1 JPWO2010082243 A1 JP WO2010082243A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- memory
- semiconductor memory
- circuit
- nonvolatile semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
- G11C16/28—Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/34—Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
- G11C16/3436—Arrangements for verifying correct programming or erasure
- G11C16/3454—Arrangements for verifying correct programming or for detecting overprogrammed cells
Abstract
アレイ状の任意のメモリセルが所定のしきい値電圧になっていることをセンスアンプ回路でレファレンス電流と比較して判別する不揮発性半導体メモリにおいて、レファレンス電流発生回路10には、レファレンス電流を調整する電流可変器11が設けられる。電流調整量演算器12は、しきい値電圧判定の対象メモリセルのアドレス情報を入力して、このアドレス情報に応じた電流調整量を演算する。前記電流可変器11は、前記演算された電流調整量に基づいてレファレンス電流を調整する。従って、センスアンプ回路や対象メモリセルやセンスアンプへ接続される配線の特性ばらつきがあっても、実際のしきい値と見かけのしきい値とのずれ量(オフセット量)がなくなって、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスが低減され、書き換え耐性やデータ保持特性の向上が図られる。
Description
本発明は、フラッシュメモリなどの不揮発性半導体メモリ、特に、情報書き換え時にメモリセルのしきい値を変化させることによりその情報を記録するメモリに関し、そのしきい値を変化させた際にしきい値が変化したことを検知するベリファイ回路の改良に関する。
一般的なフラッシュメモリ、例えば特許文献1に記載されるフラッシュメモリなどでは、情報を記録する又は情報を書き換える際には、メモリセルと呼ばれる情報格納の最小単位であるトランジスタのしきい値を変化させる。そのため、情報の書き換え動作は、各々が必要なしきい値の条件を満たすように設定されていなければならない。このようなフラッシュメモリの格納情報とメモリセルのしきい値との一般的な関係の一例を表1に示す。
前記表1では、データ“1”を記録情報としてメモリセルは消去状態となっており、そのときのメモリセルのしきい値は4V以下としている。一方、データ“0”は書き込み動作を行った結果であり、消去状態のメモリセルのしきい値を電気的に上昇させ、6V以上とすることにより実現している。尚、これらの電圧値は一例であり、一義的に決められたものではない。前記表1の例では、消去状態と書き込み状態との両しきい値の差が2V以上あるが、これは書き換え以外の状態において、情報を保持するためのマージンである。このマージンを設定することにより、長期間放置された時又は読み出し状態が続いたときでも、正しい情報を読み出すことができる。
書き換え動作において、書き換え対象のメモリセルが所定のしきい値になっていること(前記表1の例では書き込み状態であれば6V以上、消去状態であれば4V以下であること)を確認するためにベリファイという動作が行われる。ベリファイ動作はベリファイ回路で実現される。このベリファイ回路の概略図を図3に示す。
図3では、メモリセルとなるトランジスタ1のソースがビット線2に接続され、また、メモリセルトランジスタ1のゲートにはワード線3が接続されている。ビット線2は最終的にセンスアンプ4に接続されている。また、センスアンプ4には、別途用意されているレファレンス電流出力回路5が接続されており、ビット線2に電流が流れると、この電流を前記レファレンス電流出力回路5からの出力電流と比較することにより、情報の判定が行われる。
また、図3のレファレンス電流発生回路5を、レファレンストランジスタで構成した回路を図4に示す。図4では、図3のレファレンス電流発生回路5を、レファレンスセル6と電圧発生回路7とにより実現している。
前記図3及び図4では、メモリセル1個に対してレファレンス電流発生回路5及びセンスアンプ4を1個用意する構成を示しているが、実際は、メモリセル1はアレイ状に配置されており、アレイの各々に接続された複数本のビット線2のうち1本が選択されてセンスアンプ4に接続される構成である。また、レファレンス電流発生回路5及びセンスアンプ4についても、複数用意され、並列に動作させることが一般的である。
しかしながら、前記従来のフラッシュメモリのベリファイ回路では、レファレンス電流と比較してデータを出力する際に、出力結果は必ずしも選択されたメモリセルトランジスタ1のしきい値に対応した出力にはならず、メモリセルトランジスタ1の電気的特性以外の要因によってばらつきを持つ。このばらつきが発生する例を図9、図10及び図11に示す。
図9は、ベリファイ時に、メモリセルにより生成される電流と、その電流に応じてセンスアンプから出力される信号との関係を3つの場合について示している。同図に示した例では、選択されたセクターが異なることに起因して、センスアンプの出力結果が異なることを示している。センスアンプの出力は、入力となるメモリセル電流に対してある一定値をしきい値に出力が反転する特性を持つ。このとき、選択されたメモリセルを持つセクターが異なると、センスアンプ出力の立ち上がりに対応するメモリセル電流が異なる。この差が発生する原因は、選択されたセクターによって、メモリセルに接続されるビット線の電気的容量(キャパシタンス)が異なるためである。ビット線容量により、メモリセルから電流が流れ始めても、その電流がセンスアンプに到達するまでに遅延を持ち、その遅延時間は容量の大きさによって異なる。このため、選択されたセクターなど、ビット線容量が異なる状況においては、センスアンプの出力に差が生じる。
図10は、メモリセルの物理的位置が異なることによって、センスアンプの出力結果が異なることを示している。同図の例では、メモリセルの物理的位置がメモリセルアレイの端に位置するものと、中央に位置するものとを示している。メモリセルの端と中央とでは、ビット線がセンスアンプに到達するまでの長さが異なるため、ビット線の抵抗により電流量が減少する。また、ワード線についても、メモリセルの物理的位置によってワード線の長さが異なるため、メモリセルのゲートに到達する長さが異なることに起因して、ゲートにかかる電圧に違いが生じる。この結果、メモリセルの物理的位置によって、センスアンプ出力の立ち上がりに対応するメモリセル電流に違いが生じる。
図11は、センスアンプが異なることによって、センスアンプの出力結果が異なることを示している。一般的に、フラッシュメモリでは、センスアンプ回路を複数持ち、各々のセンスアンプが並列に動作している。しかし、センスアンプ自体が回路ばらつきを持っているため、同じ工程で製造された複数のセンスアンプについて、各々、回路ばらつきにより同じ入力電流に対して出力の立ち上がりの電流量が異なる。
同じ電流量に対して出力結果が異なることが生じると、書き換え時に生じるメモリセルへの負荷に違いが生じる。図5はその違いを例示している。同図では、3つのメモリセルA、B、Cについて書き込み状態及び消去状態のセンスアンプの判定結果から見た見かけのしきい値を示している。また、同図には、同メモリセルA、B、Cについて、実際の電気的特性に基づいた書き込み及び消去状態のしきい値を示している。図5の見かけのしきい値では、メモリセルA、メモリセルB、メモリセルC全てが同じしきい値となっている。同じしきい値になる理由は、書き込み及び消去時にしきい値に到達しているかどうかを判断する方法として、同じセンスアンプを使用しているからである。一方、図6では、メモリセルA、メモリセルB、メモリセルCが各々異なるしきい値になっていることを示している。異なるしきい値になる理由は、センスアンプの出力が図9、図10、図11に示したように、選択セクター、メモリセルの物理的位置、使われたセンスアンプによって、異なるためである。このとき、メモリセルBは書き込み後のしきい値がメモリセルAよりも高くなっており、メモリセルBは書き込みの毎にメモリセルAよりも高いしきい値に到達させることが要求される。その結果、メモリセルBに対して書き込み時の電気的ストレスがメモリセルAよりも多くなる。メモリセルCはメモリセルAに対して、低いしきい値に設定されている。この場合は、消去がメモリセルAよりも低いしきい値に到達させることが要求される。この影響として、メモリセルCに対して消去時の電気的ストレスがメモリセルAよりも多くなる。
書き込み及び消去時に電気的ストレスが多くなると、書き換え耐性やデータ保持性能が劣化する。図8は、実際のしきい値と見かけのしきい値とのずれ量(オフセット量)とデータ保持特性との関係を示したものである。見かけのしきい値と実際のしきい値との差が正方向に大きくなった場合、又は負方向に大きくなった場合には、何れもデータ保持特性は劣化する。
本発明の目的は、センスアンプで決まるメモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差をなくして、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスを低減して、書き換え耐性やデータ保持特性の向上を図ることにある。
前記の目的を達成するため、本発明では、メモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差分だけ、センスアンプ出力を補正することととする。そして、センスアンプ出力の補正は、メモリセル電流との比較対象となるレファレンス電流を調整することにより実現することとする。
すなわち、本発明の不揮発性半導体メモリは、アレイ状の任意のメモリセルが所定の状態になっていることを、レファレンス電流と比較することにより判別する判別回路を持つ不揮発性半導体メモリにおいて、前記レファレンス電流を生成するレファレンス電流発生回路は、電流量可変回路を備え、前記電流量可変回路は、電流可変量演算回路から電流可変量信号を受け取り、前記電流可変量演算回路は、前記判別回路による判別の対象となるアレイ状のメモリセルのアドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記レファレンス電流の電流量を可変させる電流可変量信号を設定し、この電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、書き込み又は消去動作を行ったメモリセルに対して、前記メモリセルが書き込み又は消去動作後に所定の状態になっていることを前記判別回路でレファレンス電流と比較することにより判別するに際し、前記電流可変量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンス電流を可変することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、読み出し時に読み出し対象アドレスのメモリセルの状態を前記判別回路でレファレンス電流と比較することにより判別するに際し、前記電流可変量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンス電流を可変することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記電流可変量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号を前記電流可変量信号に変換する論理回路を持つことを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記電流可変量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記電流可変量信号を出力する際に、メモリ内に予め設定された変換テーブルを参照することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記メモリ内に予め設定された変換テーブルは、記録可能な不揮発性メモリによって構成され、前記不揮発性メモリ単体に対して固有に設定されることを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記電流可変量演算回路は、前記受け取ったアドレス信号と、予めメモリ内に記録された書き換え回数の情報とを取得して、このアドレス信号と書き換え回数の情報とに応じて前記電流可変量を演算することを特徴とする。
本発明のメモリシステムは、前記不揮発性半導体メモリと、前記不揮発メモリを制御する外部コントローラとを有し、前記外部コントローラは、制御信号又は特定の制御シーケンスによって、前記不揮発性半導体メモリ内の電流可変量演算回路を制御することを特徴とする。
本発明の不揮発性半導体メモリは、アレイ状の任意のメモリセルが所定の状態になっていることを、レファレンスセルの状態と比較することにより判別する判別回路を持つ不揮発性半導体メモリにおいて、前記レファレンスセルのゲートは電圧発生回路に電気的に接続され、前記電圧発生回路は、電圧調整量演算回路から電圧調整量情報を受け取り、前記電圧調整量演算回路は、前記判別回路による判別の対象となるアレイ状のメモリセルのアドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記レファレンスセルのゲート電圧を可変させる電圧調整量情報を設定し、前記電圧調整量情報を前記電圧発生回路に出力することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、書き込み又は消去動作を行ったメモリセルに対して、前記メモリセルが書き込み又は消去動作後に所定の状態になっていることを前記判別回路でレファレンスセルの状態と比較することにより判別するに際し、前記電圧調整量演算回路が前記アドレス信号に応じた電圧調整量情報を前記電圧発生回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンスセルの状態を可変することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、読み出し時に読み出し対象アドレスのメモリセルの状態を前記判別回路でレファレンスセルの状態と比較することにより判別するに際し、前記電圧調整量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流調整量情報を前記電圧発生回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンスセルの状態を可変することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記電圧調整量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号を前記電圧調整量情報に変換する論理回路を持つことを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記電圧調整量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記電圧調整量情報を出力する際に、メモリ内に予め設定された変換テーブルを参照することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記メモリ内に予め設定された変換テーブルは、記録可能な不揮発性メモリによって構成され、前記不揮発性メモリ単体に対して固有に設定されることを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記電圧調整量演算回路は、前記受け取ったアドレス信号と、予めメモリ内に記録された書き換え回数の情報とを取得して、このアドレス信号と書き換え回数の情報とに応じて前記電圧調整量情報を演算することを特徴とする。
本発明のメモリシステムは、前記不揮発性半導体メモリと、前記不揮発メモリを制御する外部コントローラとを有し、前記外部コントローラは、制御信号又は特定の制御シーケンスによって、前記不揮発性半導体メモリ内の電圧調整量演算回路を制御することを特徴とする。
本発明は、前記不揮発性半導体メモリにおいて、前記メモリセルの所定の状態は、所定のしきい値電圧であることを特徴とする。
以上により、本発明の不揮発性半導体メモリでは、しきい値の判定対象のメモリセルのアドレスに応じて電流可変量演算回路が電流可変量を演算し、この演算された電流可変量に応じて、メモリセル電流との比較対象となるレファレンス電流が調整されて、センスアンプ出力が前記アドレスに応じて補正される。その結果、メモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差分が小さくなって、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスが低減され、書き換え耐性やデータ保持特性が向上する。
図13は、前記図6に示したメモリセルA、メモリセルB、メモリセルCに対して、各々、センスアンプ出力を補正することにより、実際のしきい値が全て一致するようになることを示している。この図13を更に具体的に示すと、メモリセルBに対してはレファレンス電流を少なくすることにより、見かけ上のしきい値を補正して、メモリセルAのしきい値に近づける。同様に、メモリセルCに対してはレファレンス電流を多くすることにより、センスアンプの出力の補正を行うことが可能である。
以上説明したように、本発明の不揮発性半導体メモリによれば、メモリセル電流との比較対象となるレファレンス電流を、しきい値の判別対象のメモリセルのアドレスに応じて可変にしたので、メモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差分を小さくできて、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスを低減でき、書き換え耐性やデータ保持特性の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。
図1は、本発明の第1の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。
同図において、メモリセルとなるトランジスタ1のソースがビット線2に接続され、また、メモリセルトランジスタ1のゲートにはワード線3が接続されている。ビット線2は最終的にセンスアンプ4に接続されている。また、センスアンプ(判別回路)4には、レファレンス電流発生回路10が接続されており、ビット線2に電流が流れると、この電流を前記レファレンス電流発生回路10からの出力電流と比較することにより、情報の判定が行われる。
図1では、レファレンス電流の出力を可変にするために、レファレンス電流発生回路10の内部に電流可変器11を設置する。電流可変器(電流量可変回路)11は、動作対象となるメモリセルのアドレスに応じてレファレンス電流の電流変化量が設定されるようにする。アドレスに応じて電流変化量を設定するために、電流調整量演算器12を設置し、その演算結果を受けて電流可変器11がレファレンス電流量を調整する。電流調整量演算器(電流可変量演算回路)12は、動作対象となるメモリセルのアドレス情報を入力情報として受け付け、適切な電流調整量を演算により決定し、この電流調整量情報(電流可変量信号)を前記電流可変器11に伝える。
前記図1で示したレファレンス電流発生回路10は、図15に示す回路構成により実現できる。図15では、4つの抵抗R1、R2、R3、R4が電源VDDから接地まで直列に接続されている。電流量を制御するのは3つのトランジスタTR1、TR2、TR3であり、前記トランジスタTR1〜TR3のドレインが各々抵抗R1と抵抗R2との間、抵抗R2と抵抗R3との間、抵抗R3と抵抗R4との間に接続されている。抵抗R3と抵抗R4との間の電圧V34は、前記3つのトランジスタTR1〜TR3のON状態又はOFF状態によって変化する。前記抵抗R3と抵抗R4との間の電圧V34は、トランジスタTR4のゲートに接続され、そのトランジスタTR4のドレイン電流がレファレンス電流となる。
前記の構成をとることにより、アドレスに応じたレファレンス電流の設定が実現され、センスアンプ4の出力結果をメモリセル1の実際のしきい値電圧(状態)に対応した結果に近づけることができる。
前記調整量演算器(電流可変量演算回路)12は、表2に示されるような真理値表を作成し、前記真理値表に対応した論理ゲート回路を形成することにより、実現できる。表2の真理値表では、例えば入力アドレス情報が0x001000〜0x001fffの範囲のときは値aを出力し、0x002000〜0x002fff、0x003000〜0x003fffでは、各々、値b、値cを出力する。
図1に示した不揮発性メモリを使用する機器に応じて、同不揮発性メモリ内の電流調整量演算器12での演算を行うか否かを選択できる構成にしたものを図14に示す。図14は、メモリチップ20と同メモリチップ20を利用する外部機器21とで構成するメモリシステムを示し、メモリチップ20内部に図1に示した不揮発性メモリが構成されている。図14では、外部機器(外部コントローラ)21は、メモリチップ20に対してメモリアクセスシーケンスを行うことにより、必要なメモリアクセスを行うことができる。本実施形態では、メモリチップ20内の電流調整量演算器12を任意に制御するための信号端子20aが設けられ、外部機器21からこの信号端子20aを通じて電流調整量演算器12を制御することができる。また、図14では、電流量調整演算器12の外部制御を可能にするための構成として、別途、制御端子20aを設けたが、メモリアクセスシーケンスの仕様の一部として電流量補正演算器12の外部制御を組み込むことも可能である。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。本実施形態では、レファレンス電流発生回路を、レファレンスセル6と電圧発生回路7との組み合わせにより実現している。電圧発生回路7は、レファレンスセル6のゲートに接続されており、その出力電圧によってレファレンス電流を可変にすることができる。電圧発生回路7は、別途に設置された電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)30から電圧調整量情報を受けて所定の電圧を出力する。前記電圧調整量演算器30は、動作対象となるメモリセルのアドレス情報を入力情報として受け付け、適切な電圧調整量を演算で決定して、電圧発生回路7に電流調整量情報を伝える。
図2は、本発明の第2の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。本実施形態では、レファレンス電流発生回路を、レファレンスセル6と電圧発生回路7との組み合わせにより実現している。電圧発生回路7は、レファレンスセル6のゲートに接続されており、その出力電圧によってレファレンス電流を可変にすることができる。電圧発生回路7は、別途に設置された電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)30から電圧調整量情報を受けて所定の電圧を出力する。前記電圧調整量演算器30は、動作対象となるメモリセルのアドレス情報を入力情報として受け付け、適切な電圧調整量を演算で決定して、電圧発生回路7に電流調整量情報を伝える。
図12は、本実施形態に適切な電流補正量設定方法について補正量テーブルを用いた方法を示す。図12は、一般的なフラッシュメモリの論理アドレスによるメモリマップを示す。先頭アドレスから特定のアドレスまでをユーザエリアとして、ユーザが使用可能な領域とし、それ以降の領域をコンフィグレーションエリアとして、ハードウェア設定などの固有値を格納する。本実施形態では、前記コンフィグレーションエリアの一部にアレイ効果補正テーブル40を設けている。アレイ効果補正テーブル(変換テーブル)40には、補正対象アドレスと、それに対する補正量とが各テーブルアドレス毎に格納されている。電圧調整量演算器30は、この補正テーブルにアクセスし、補正量情報を得る。アドレステーブルの作成は、例えば、検査時に、アドレス依存するパラメータについて特性データを取得し、テーブルに格納することが最適である。尚、図12では、フラッシュメモリの一部を用いて補正テーブルを展開しているが、ROMや電気ヒューズなどを用いても良い。
図7は、本実施形態での適切なベリファイ手順について示したものである。ベリファイを開始すると、先ず、ステップS1において補正テーブルにアクセスし、次に、ステップS2においてアドレスに応じた補正量を算出する。ステップS3では、前記算出した補正量で補正した電圧値をレファレンスセル6に入力する。ステップS4では、センスアンプ4は、ビット線2の電流と、前記補正電圧値を入力されたレファレンスセル6が流すレファレンス電流との比較を行い、ステップS5でその両者の比較結果を出力する。この出力結果に応じて、再度所定の動作をもう一度繰り返すかを決定する。以上の手順によりベリファイが行われる。
図7では、書き込み又は消去動作時のベリファイ動作について説明したが、リード動作についても同様に、アドレスに応じてレファレンス電流を変化させることができる。リード時にアドレスに応じてレファレンス電流を変化させることを行うことにより、データ保持スペックを満たすためのしきい値のマージンをアドレス別に設定することができるようになり、データ保持特性を向上させることができる。
尚、図7では、アドレスに応じてレファレンス電流を変化させる手順を示したが、アドレス情報だけでなく、書き換え回数の履歴情報を使ってレファレンス電流を変化させる方法もある。書き換え回数が大きくなるほど、データ保持特性が劣化することが知られており、書き換え回数の情報もレファレンス電流を決めるパラメータとして扱うことにより、データ保持特性を向上させることができる。
以上説明したように、本発明にかかる不揮発性半導体メモリは、主に書き換え耐用回数が多く求められる状況や長期間のデータ保持を求められる状況において有用である。
1 メモリセル
2 ビット線
3 ワード線
4 センスアンプ(判別回路)
6 レファレンスセル
7 電圧発生回路
10 レファレンス電流発生回路
11 電流可変器(電流量可変回路)
12 電流調整量演算器(電流可変量演算回路)
20 メモリチップ
21 外部機器(外部コントローラ)
30 電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)
40 アレイ効果補正テーブル(変換テーブル)
2 ビット線
3 ワード線
4 センスアンプ(判別回路)
6 レファレンスセル
7 電圧発生回路
10 レファレンス電流発生回路
11 電流可変器(電流量可変回路)
12 電流調整量演算器(電流可変量演算回路)
20 メモリチップ
21 外部機器(外部コントローラ)
30 電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)
40 アレイ効果補正テーブル(変換テーブル)
本発明は、フラッシュメモリなどの不揮発性半導体メモリ、特に、情報書き換え時にメモリセルのしきい値を変化させることによりその情報を記録するメモリに関し、そのしきい値を変化させた際にしきい値が変化したことを検知するベリファイ回路の改良に関する。
一般的なフラッシュメモリ、例えば特許文献1に記載されるフラッシュメモリなどでは、情報を記録する又は情報を書き換える際には、メモリセルと呼ばれる情報格納の最小単位であるトランジスタのしきい値を変化させる。そのため、情報の書き換え動作は、各々が必要なしきい値の条件を満たすように設定されていなければならない。このようなフラッシュメモリの格納情報とメモリセルのしきい値との一般的な関係の一例を表1に示す。
前記表1では、データ“1”を記録情報としてメモリセルは消去状態となっており、そのときのメモリセルのしきい値は4V以下としている。一方、データ“0”は書き込み動作を行った結果であり、消去状態のメモリセルのしきい値を電気的に上昇させ、6V以上とすることにより実現している。尚、これらの電圧値は一例であり、一義的に決められたものではない。前記表1の例では、消去状態と書き込み状態との両しきい値の差が2V以上あるが、これは書き換え以外の状態において、情報を保持するためのマージンである。このマージンを設定することにより、長期間放置された時又は読み出し状態が続いたときでも、正しい情報を読み出すことができる。
書き換え動作において、書き換え対象のメモリセルが所定のしきい値になっていること(前記表1の例では書き込み状態であれば6V以上、消去状態であれば4V以下であること)を確認するためにベリファイという動作が行われる。ベリファイ動作はベリファイ回路で実現される。このベリファイ回路の概略図を図3に示す。
図3では、メモリセルとなるトランジスタ1のソースがビット線2に接続され、また、メモリセルトランジスタ1のゲートにはワード線3が接続されている。ビット線2は最終的にセンスアンプ4に接続されている。また、センスアンプ4には、別途用意されているレファレンス電流出力回路5が接続されており、ビット線2に電流が流れると、この電流を前記レファレンス電流出力回路5からの出力電流と比較することにより、情報の判定が行われる。
また、図3のレファレンス電流発生回路5を、レファレンストランジスタで構成した回路を図4に示す。図4では、図3のレファレンス電流発生回路5を、レファレンスセル6と電圧発生回路7とにより実現している。
前記図3及び図4では、メモリセル1個に対してレファレンス電流発生回路5及びセンスアンプ4を1個用意する構成を示しているが、実際は、メモリセル1はアレイ状に配置されており、アレイの各々に接続された複数本のビット線2のうち1本が選択されてセンスアンプ4に接続される構成である。また、レファレンス電流発生回路5及びセンスアンプ4についても、複数用意され、並列に動作させることが一般的である。
しかしながら、前記従来のフラッシュメモリのベリファイ回路では、レファレンス電流と比較してデータを出力する際に、出力結果は必ずしも選択されたメモリセルトランジスタ1のしきい値に対応した出力にはならず、メモリセルトランジスタ1の電気的特性以外の要因によってばらつきを持つ。このばらつきが発生する例を図9、図10及び図11に示す。
図9は、ベリファイ時に、メモリセルにより生成される電流と、その電流に応じてセンスアンプから出力される信号との関係を3つの場合について示している。同図に示した例では、選択されたセクターが異なることに起因して、センスアンプの出力結果が異なることを示している。センスアンプの出力は、入力となるメモリセル電流に対してある一定値をしきい値に出力が反転する特性を持つ。このとき、選択されたメモリセルを持つセクターが異なると、センスアンプ出力の立ち上がりに対応するメモリセル電流が異なる。この差が発生する原因は、選択されたセクターによって、メモリセルに接続されるビット線の電気的容量(キャパシタンス)が異なるためである。ビット線容量により、メモリセルから電流が流れ始めても、その電流がセンスアンプに到達するまでに遅延を持ち、その遅延時間は容量の大きさによって異なる。このため、選択されたセクターなど、ビット線容量が異なる状況においては、センスアンプの出力に差が生じる。
図10は、メモリセルの物理的位置が異なることによって、センスアンプの出力結果が異なることを示している。同図の例では、メモリセルの物理的位置がメモリセルアレイの端に位置するものと、中央に位置するものとを示している。メモリセルの端と中央とでは、ビット線がセンスアンプに到達するまでの長さが異なるため、ビット線の抵抗により電流量が減少する。また、ワード線についても、メモリセルの物理的位置によってワード線の長さが異なるため、メモリセルのゲートに到達する長さが異なることに起因して、ゲートにかかる電圧に違いが生じる。この結果、メモリセルの物理的位置によって、センスアンプ出力の立ち上がりに対応するメモリセル電流に違いが生じる。
図11は、センスアンプが異なることによって、センスアンプの出力結果が異なることを示している。一般的に、フラッシュメモリでは、センスアンプ回路を複数持ち、各々のセンスアンプが並列に動作している。しかし、センスアンプ自体が回路ばらつきを持っているため、同じ工程で製造された複数のセンスアンプについて、各々、回路ばらつきにより同じ入力電流に対して出力の立ち上がりの電流量が異なる。
同じ電流量に対して出力結果が異なることが生じると、書き換え時に生じるメモリセルへの負荷に違いが生じる。図5はその違いを例示している。同図では、3つのメモリセルA、B、Cについて書き込み状態及び消去状態のセンスアンプの判定結果から見た見かけのしきい値を示している。また、同図には、同メモリセルA、B、Cについて、実際の電気的特性に基づいた書き込み及び消去状態のしきい値を示している。図5の見かけのしきい値では、メモリセルA、メモリセルB、メモリセルC全てが同じしきい値となっている。同じしきい値になる理由は、書き込み及び消去時にしきい値に到達しているかどうかを判断する方法として、同じセンスアンプを使用しているからである。一方、図6では、メモリセルA、メモリセルB、メモリセルCが各々異なるしきい値になっていることを示している。異なるしきい値になる理由は、センスアンプの出力が図9、図10、図11に示したように、選択セクター、メモリセルの物理的位置、使われたセンスアンプによって、異なるためである。このとき、メモリセルBは書き込み後のしきい値がメモリセルAよりも高くなっており、メモリセルBは書き込みの毎にメモリセルAよりも高いしきい値に到達させることが要求される。その結果、メモリセルBに対して書き込み時の電気的ストレスがメモリセルAよりも多くなる。メモリセルCはメモリセルAに対して、低いしきい値に設定されている。この場合は、消去がメモリセルAよりも低いしきい値に到達させることが要求される。この影響として、メモリセルCに対して消去時の電気的ストレスがメモリセルAよりも多くなる。
書き込み及び消去時に電気的ストレスが多くなると、書き換え耐性やデータ保持性能が劣化する。図8は、実際のしきい値と見かけのしきい値とのずれ量(オフセット量)とデータ保持特性との関係を示したものである。見かけのしきい値と実際のしきい値との差が正方向に大きくなった場合、又は負方向に大きくなった場合には、何れもデータ保持特性は劣化する。
本発明の目的は、センスアンプで決まるメモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差をなくして、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスを低減して、書き換え耐性やデータ保持特性の向上を図ることにある。
前記の目的を達成するため、本発明では、メモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差分だけ、センスアンプ出力を補正することととする。そして、センスアンプ出力の補正は、メモリセル電流との比較対象となるレファレンス電流を調整することにより実現することとする。
すなわち、請求項1記載の発明の不揮発性半導体メモリは、アレイ状の任意のメモリセルが所定の状態になっていることを、レファレンス電流と比較することにより判別する判別回路を持つ不揮発性半導体メモリにおいて、前記レファレンス電流を生成するレファレンス電流発生回路は、電流量可変回路を備え、前記電流量可変回路は、電流可変量演算回路から電流可変量信号を受け取り、前記電流可変量演算回路は、前記判別回路による判別の対象となるアレイ状のメモリセルのアドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記レファレンス電流の電流量を可変させる電流可変量信号を設定し、この電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、書き込み又は消去動作を行ったメモリセルに対して、前記メモリセルが書き込み又は消去動作後に所定の状態になっていることを前記判別回路でレファレンス電流と比較することにより判別するに際し、前記電流可変量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンス電流を可変することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、読み出し時に読み出し対象アドレスのメモリセルの状態を前記判別回路でレファレンス電流と比較することにより判別するに際し、前記電流可変量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンス電流を可変することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記電流可変量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号を前記電流可変量信号に変換する論理回路を持つことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記電流可変量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記電流可変量信号を出力する際に、メモリ内に予め設定された変換テーブルを参照することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、前記請求項5に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記メモリ内に予め設定された変換テーブルは、記録可能な不揮発性メモリによって構成され、前記不揮発性メモリ単体に対して固有に設定されることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記電流可変量演算回路は、前記受け取ったアドレス信号と、予めメモリ内に記録された書き換え回数の情報とを取得して、このアドレス信号と書き換え回数の情報とに応じて前記電流可変量を演算することを特徴とする。
請求項8記載の発明のメモリシステムは、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリと、前記不揮発メモリを制御する外部コントローラとを有し、前記外部コントローラは、制御信号又は特定の制御シーケンスによって、前記不揮発性半導体メモリ内の電流可変量演算回路を制御することを特徴とする。
請求項9記載の発明の不揮発性半導体メモリは、アレイ状の任意のメモリセルが所定の状態になっていることを、レファレンスセルの状態と比較することにより判別する判別回路を持つ不揮発性半導体メモリにおいて、前記レファレンスセルのゲートは電圧発生回路に電気的に接続され、前記電圧発生回路は、電圧調整量演算回路から電圧調整量情報を受け取り、前記電圧調整量演算回路は、前記判別回路による判別の対象となるアレイ状のメモリセルのアドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記レファレンスセルのゲート電圧を可変させる電圧調整量情報を設定し、前記電圧調整量情報を前記電圧発生回路に出力することを特徴とする。
請求項10記載の発明は、前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、書き込み又は消去動作を行ったメモリセルに対して、前記メモリセルが書き込み又は消去動作後に所定の状態になっていることを前記判別回路でレファレンスセルの状態と比較することにより判別するに際し、前記電圧調整量演算回路が前記アドレス信号に応じた電圧調整量情報を前記電圧発生回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンスセルの状態を可変することを特徴とする。
請求項11記載の発明は、前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、読み出し時に読み出し対象アドレスのメモリセルの状態を前記判別回路でレファレンスセルの状態と比較することにより判別するに際し、前記電圧調整量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流調整量情報を前記電圧発生回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンスセルの状態を可変することを特徴とする。
請求項12記載の発明は、前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記電圧調整量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号を前記電圧調整量情報に変換する論理回路を持つことを特徴とする。
請求項13記載の発明は、前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記電圧調整量演算回路は、前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記電圧調整量情報を出力する際に、メモリ内に予め設定された変換テーブルを参照することを特徴とする。
請求項14記載の発明は、前記請求項13に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記メモリ内に予め設定された変換テーブルは、記録可能な不揮発性メモリによって構成され、前記不揮発性メモリ単体に対して固有に設定されることを特徴とする。
請求項15記載の発明は、前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記電圧調整量演算回路は、前記受け取ったアドレス信号と、予めメモリ内に記録された書き換え回数の情報とを取得して、このアドレス信号と書き換え回数の情報とに応じて前記電圧調整量情報を演算することを特徴とする。
請求項16記載の発明のメモリシステムは、前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリと、前記不揮発メモリを制御する外部コントローラとを有し、前記外部コントローラは、制御信号又は特定の制御シーケンスによって、前記不揮発性半導体メモリ内の電圧調整量演算回路を制御することを特徴とする。
請求項17記載の発明は、前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、前記メモリセルの所定の状態は、所定のしきい値電圧であることを特徴とする。
以上により、本発明の不揮発性半導体メモリでは、しきい値の判定対象のメモリセルのアドレスに応じて電流可変量演算回路が電流可変量を演算し、この演算された電流可変量に応じて、メモリセル電流との比較対象となるレファレンス電流が調整されて、センスアンプ出力が前記アドレスに応じて補正される。その結果、メモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差分が小さくなって、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスが低減され、書き換え耐性やデータ保持特性が向上する。
図13は、前記図6に示したメモリセルA、メモリセルB、メモリセルCに対して、各々、センスアンプ出力を補正することにより、実際のしきい値が全て一致するようになることを示している。この図13を更に具体的に示すと、メモリセルBに対してはレファレンス電流を少なくすることにより、見かけ上のしきい値を補正して、メモリセルAのしきい値に近づける。同様に、メモリセルCに対してはレファレンス電流を多くすることにより、センスアンプの出力の補正を行うことが可能である。
以上説明したように、本発明の不揮発性半導体メモリによれば、メモリセル電流との比較対象となるレファレンス電流を、しきい値の判別対象のメモリセルのアドレスに応じて可変にしたので、メモリセルの見かけ上のしきい値とメモリセルの実際のしきい値との差分を小さくできて、書き換え時にメモリセルに与える電気的ストレスを低減でき、書き換え耐性やデータ保持特性の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。
図1は、本発明の第1の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。
同図において、メモリセルとなるトランジスタ1のソースがビット線2に接続され、また、メモリセルトランジスタ1のゲートにはワード線3が接続されている。ビット線2は最終的にセンスアンプ4に接続されている。また、センスアンプ(判別回路)4には、レファレンス電流発生回路10が接続されており、ビット線2に電流が流れると、この電流を前記レファレンス電流発生回路10からの出力電流と比較することにより、情報の判定が行われる。
図1では、レファレンス電流の出力を可変にするために、レファレンス電流発生回路10の内部に電流可変器11を設置する。電流可変器(電流量可変回路)11は、動作対象となるメモリセルのアドレスに応じてレファレンス電流の電流変化量が設定されるようにする。アドレスに応じて電流変化量を設定するために、電流調整量演算器12を設置し、その演算結果を受けて電流可変器11がレファレンス電流量を調整する。電流調整量演算器(電流可変量演算回路)12は、動作対象となるメモリセルのアドレス情報を入力情報として受け付け、適切な電流調整量を演算により決定し、この電流調整量情報(電流可変量信号)を前記電流可変器11に伝える。
前記図1で示したレファレンス電流発生回路10は、図15に示す回路構成により実現できる。図15では、4つの抵抗R1、R2、R3、R4が電源VDDから接地まで直列に接続されている。電流量を制御するのは3つのトランジスタTR1、TR2、TR3であり、前記トランジスタTR1〜TR3のドレインが各々抵抗R1と抵抗R2との間、抵抗R2と抵抗R3との間、抵抗R3と抵抗R4との間に接続されている。抵抗R3と抵抗R4との間の電圧V34は、前記3つのトランジスタTR1〜TR3のON状態又はOFF状態によって変化する。前記抵抗R3と抵抗R4との間の電圧V34は、トランジスタTR4のゲートに接続され、そのトランジスタTR4のドレイン電流がレファレンス電流となる。
前記の構成をとることにより、アドレスに応じたレファレンス電流の設定が実現され、センスアンプ4の出力結果をメモリセル1の実際のしきい値電圧(状態)に対応した結果に近づけることができる。
前記調整量演算器(電流可変量演算回路)12は、表2に示されるような真理値表を作成し、前記真理値表に対応した論理ゲート回路を形成することにより、実現できる。表2の真理値表では、例えば入力アドレス情報が0x001000〜0x001fffの範囲のときは値aを出力し、0x002000〜0x002fff、0x003000〜0x003fffでは、各々、値b、値cを出力する。
図1に示した不揮発性メモリを使用する機器に応じて、同不揮発性メモリ内の電流調整量演算器12での演算を行うか否かを選択できる構成にしたものを図14に示す。図14は、メモリチップ20と同メモリチップ20を利用する外部機器21とで構成するメモリシステムを示し、メモリチップ20内部に図1に示した不揮発性メモリが構成されている。図14では、外部機器(外部コントローラ)21は、メモリチップ20に対してメモリアクセスシーケンスを行うことにより、必要なメモリアクセスを行うことができる。本実施形態では、メモリチップ20内の電流調整量演算器12を任意に制御するための信号端子20aが設けられ、外部機器21からこの信号端子20aを通じて電流調整量演算器12を制御することができる。また、図14では、電流量調整演算器12の外部制御を可能にするための構成として、別途、制御端子20aを設けたが、メモリアクセスシーケンスの仕様の一部として電流量補正演算器12の外部制御を組み込むことも可能である。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。本実施形態では、レファレンス電流発生回路を、レファレンスセル6と電圧発生回路7との組み合わせにより実現している。電圧発生回路7は、レファレンスセル6のゲートに接続されており、その出力電圧によってレファレンス電流を可変にすることができる。電圧発生回路7は、別途に設置された電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)30から電圧調整量情報を受けて所定の電圧を出力する。前記電圧調整量演算器30は、動作対象となるメモリセルのアドレス情報を入力情報として受け付け、適切な電圧調整量を演算で決定して、電圧発生回路7に電流調整量情報を伝える。
図2は、本発明の第2の実施形態の不揮発性半導体メモリを示す。本実施形態では、レファレンス電流発生回路を、レファレンスセル6と電圧発生回路7との組み合わせにより実現している。電圧発生回路7は、レファレンスセル6のゲートに接続されており、その出力電圧によってレファレンス電流を可変にすることができる。電圧発生回路7は、別途に設置された電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)30から電圧調整量情報を受けて所定の電圧を出力する。前記電圧調整量演算器30は、動作対象となるメモリセルのアドレス情報を入力情報として受け付け、適切な電圧調整量を演算で決定して、電圧発生回路7に電流調整量情報を伝える。
図12は、本実施形態に適切な電流補正量設定方法について補正量テーブルを用いた方法を示す。図12は、一般的なフラッシュメモリの論理アドレスによるメモリマップを示す。先頭アドレスから特定のアドレスまでをユーザエリアとして、ユーザが使用可能な領域とし、それ以降の領域をコンフィグレーションエリアとして、ハードウェア設定などの固有値を格納する。本実施形態では、前記コンフィグレーションエリアの一部にアレイ効果補正テーブル40を設けている。アレイ効果補正テーブル(変換テーブル)40には、補正対象アドレスと、それに対する補正量とが各テーブルアドレス毎に格納されている。電圧調整量演算器30は、この補正テーブルにアクセスし、補正量情報を得る。アドレステーブルの作成は、例えば、検査時に、アドレス依存するパラメータについて特性データを取得し、テーブルに格納することが最適である。尚、図12では、フラッシュメモリの一部を用いて補正テーブルを展開しているが、ROMや電気ヒューズなどを用いても良い。
図7は、本実施形態での適切なベリファイ手順について示したものである。ベリファイを開始すると、先ず、ステップS1において補正テーブルにアクセスし、次に、ステップS2においてアドレスに応じた補正量を算出する。ステップS3では、前記算出した補正量で補正した電圧値をレファレンスセル6に入力する。ステップS4では、センスアンプ4は、ビット線2の電流と、前記補正電圧値を入力されたレファレンスセル6が流すレファレンス電流との比較を行い、ステップS5でその両者の比較結果を出力する。この出力結果に応じて、再度所定の動作をもう一度繰り返すかを決定する。以上の手順によりベリファイが行われる。
図7では、書き込み又は消去動作時のベリファイ動作について説明したが、リード動作についても同様に、アドレスに応じてレファレンス電流を変化させることができる。リード時にアドレスに応じてレファレンス電流を変化させることを行うことにより、データ保持スペックを満たすためのしきい値のマージンをアドレス別に設定することができるようになり、データ保持特性を向上させることができる。
尚、図7では、アドレスに応じてレファレンス電流を変化させる手順を示したが、アドレス情報だけでなく、書き換え回数の履歴情報を使ってレファレンス電流を変化させる方法もある。書き換え回数が大きくなるほど、データ保持特性が劣化することが知られており、書き換え回数の情報もレファレンス電流を決めるパラメータとして扱うことにより、データ保持特性を向上させることができる。
以上説明したように、本発明にかかる不揮発性半導体メモリは、主に書き換え耐用回数が多く求められる状況や長期間のデータ保持を求められる状況において有用である。
1 メモリセル
2 ビット線
3 ワード線
4 センスアンプ(判別回路)
6 レファレンスセル
7 電圧発生回路
10 レファレンス電流発生回路
11 電流可変器(電流量可変回路)
12 電流調整量演算器(電流可変量演算回路)
20 メモリチップ
21 外部機器(外部コントローラ)
30 電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)
40 アレイ効果補正テーブル(変換テーブル)
2 ビット線
3 ワード線
4 センスアンプ(判別回路)
6 レファレンスセル
7 電圧発生回路
10 レファレンス電流発生回路
11 電流可変器(電流量可変回路)
12 電流調整量演算器(電流可変量演算回路)
20 メモリチップ
21 外部機器(外部コントローラ)
30 電圧調整量演算器(電圧調整量演算回路)
40 アレイ効果補正テーブル(変換テーブル)
Claims (17)
- アレイ状の任意のメモリセルが所定の状態になっていることを、レファレンス電流と比較することにより判別する判別回路を持つ不揮発性半導体メモリにおいて、
前記レファレンス電流を生成するレファレンス電流発生回路は、電流量可変回路を備え、
前記電流量可変回路は、電流可変量演算回路から電流可変量信号を受け取り、
前記電流可変量演算回路は、前記判別回路による判別の対象となるアレイ状のメモリセルのアドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記レファレンス電流の電流量を可変させる電流可変量信号を設定し、この電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
書き込み又は消去動作を行ったメモリセルに対して、前記メモリセルが書き込み又は消去動作後に所定の状態になっていることを前記判別回路でレファレンス電流と比較することにより判別するに際し、
前記電流可変量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンス電流を可変する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
読み出し時に読み出し対象アドレスのメモリセルの状態を前記判別回路でレファレンス電流と比較することにより判別するに際し、
前記電流可変量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流可変量信号を前記電流量可変回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンス電流を可変する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記電流可変量演算回路は、
前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号を前記電流可変量信号に変換する論理回路を持つ
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記電流可変量演算回路は、
前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記電流可変量信号を出力する際に、メモリ内に予め設定された変換テーブルを参照する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項5に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記メモリ内に予め設定された変換テーブルは、
記録可能な不揮発性メモリによって構成され、前記不揮発性メモリ単体に対して固有に設定される
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記電流可変量演算回路は、
前記受け取ったアドレス信号と、予めメモリ内に記録された書き換え回数の情報とを取得して、このアドレス信号と書き換え回数の情報とに応じて前記電流可変量を演算する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリと、
前記不揮発メモリを制御する外部コントローラとを有し、
前記外部コントローラは、
制御信号又は特定の制御シーケンスによって、前記不揮発性半導体メモリ内の電流可変量演算回路を制御する
ことを特徴とするメモリシステム。 - アレイ状の任意のメモリセルが所定の状態になっていることを、レファレンスセルの状態と比較することにより判別する判別回路を持つ不揮発性半導体メモリにおいて、
前記レファレンスセルのゲートは電圧発生回路に電気的に接続され、
前記電圧発生回路は、電圧調整量演算回路から電圧調整量情報を受け取り、
前記電圧調整量演算回路は、前記判別回路による判別の対象となるアレイ状のメモリセルのアドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記レファレンスセルのゲート電圧を可変させる電圧調整量情報を設定し、前記電圧調整量情報を前記電圧発生回路に出力する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
書き込み又は消去動作を行ったメモリセルに対して、前記メモリセルが書き込み又は消去動作後に所定の状態になっていることを前記判別回路でレファレンスセルの状態と比較することにより判別するに際し、
前記電圧調整量演算回路が前記アドレス信号に応じた電圧調整量情報を前記電圧発生回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンスセルの状態を可変する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
読み出し時に読み出し対象アドレスのメモリセルの状態を前記判別回路でレファレンスセルの状態と比較することにより判別するに際し、
前記電圧調整量演算回路が前記アドレス信号に応じた電流調整量情報を前記電圧発生回路に出力して、前記判別回路で使用するレファレンスセルの状態を可変する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記電圧調整量演算回路は、
前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号を前記電圧調整量情報に変換する論理回路を持つ
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記電圧調整量演算回路は、
前記アドレス信号を受け取り、このアドレス信号に応じて前記電圧調整量情報を出力する際に、メモリ内に予め設定された変換テーブルを参照する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項13に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記メモリ内に予め設定された変換テーブルは、
記録可能な不揮発性メモリによって構成され、前記不揮発性メモリ単体に対して固有に設定される
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記電圧調整量演算回路は、
前記受け取ったアドレス信号と、予めメモリ内に記録された書き換え回数の情報とを取得して、このアドレス信号と書き換え回数の情報とに応じて前記電圧調整量情報を演算する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。 - 前記請求項9に記載の不揮発性半導体メモリと、
前記不揮発メモリを制御する外部コントローラとを有し、
前記外部コントローラは、
制御信号又は特定の制御シーケンスによって、前記不揮発性半導体メモリ内の電圧調整量演算回路を制御する
ことを特徴とするメモリシステム。 - 前記請求項1に記載の不揮発性半導体メモリにおいて、
前記メモリセルの所定の状態は、所定のしきい値電圧である
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009004577 | 2009-01-13 | ||
JP2009004577 | 2009-01-13 | ||
PCT/JP2009/004755 WO2010082243A1 (ja) | 2009-01-13 | 2009-09-18 | 不揮発性半導体メモリ及びメモリシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2010082243A1 true JPWO2010082243A1 (ja) | 2012-06-28 |
Family
ID=42339513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010546457A Pending JPWO2010082243A1 (ja) | 2009-01-13 | 2009-09-18 | 不揮発性半導体メモリ及びメモリシステム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110267893A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2010082243A1 (ja) |
WO (1) | WO2010082243A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012133840A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Samsung Yokohama Research Institute Co Ltd | 半導体記憶装置、及び記憶方法 |
US8427877B2 (en) * | 2011-02-11 | 2013-04-23 | Freescale Semiconductor, Inc. | Digital method to obtain the I-V curves of NVM bitcells |
CN103366790A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 硅存储技术公司 | 用于读出放大器的可调整参考发生器 |
US8908445B2 (en) | 2013-03-15 | 2014-12-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Non-volatile memory (NVM) with block-size-aware program/erase |
US8995200B1 (en) | 2013-09-23 | 2015-03-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Non-volatile memory (NVM) with dynamically adjusted reference current |
JP6107682B2 (ja) * | 2014-01-23 | 2017-04-05 | 富士通株式会社 | 半導体記憶装置及び半導体記憶装置の制御方法 |
KR20210127559A (ko) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 가변 저항층을 포함하는 반도체 장치 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6117297A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 基準回路 |
JPS63133399A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-06-06 | エスジーエス−トムソン マイクロエレクトロニクス エス.ピー.エイ. | Mos eprom メモリのマトリックスセルの状態検知回路 |
JPH0668682A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | メモリ装置 |
JPH07201194A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Toshiba Corp | 半導体集積回路装置 |
JP2001028194A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 内部電源回路及び不揮発性半導体記憶装置 |
JP2003068088A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Sony Corp | 半導体記憶装置 |
JP2004039184A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置 |
JP2006528403A (ja) * | 2003-05-08 | 2006-12-14 | マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド | 読出しとベリファイの均一なしきい値を有するメモリ |
JP2007207343A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Renesas Technology Corp | 不揮発性半導体記憶装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6215697B1 (en) * | 1999-01-14 | 2001-04-10 | Macronix International Co., Ltd. | Multi-level memory cell device and method for self-converged programming |
JP4443759B2 (ja) * | 2000-11-22 | 2010-03-31 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 電圧・電流特性調整方法 |
-
2009
- 2009-09-18 JP JP2010546457A patent/JPWO2010082243A1/ja active Pending
- 2009-09-18 WO PCT/JP2009/004755 patent/WO2010082243A1/ja active Application Filing
-
2011
- 2011-07-11 US US13/180,148 patent/US20110267893A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6117297A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 基準回路 |
JPS63133399A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-06-06 | エスジーエス−トムソン マイクロエレクトロニクス エス.ピー.エイ. | Mos eprom メモリのマトリックスセルの状態検知回路 |
JPH0668682A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | メモリ装置 |
JPH07201194A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Toshiba Corp | 半導体集積回路装置 |
JP2001028194A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 内部電源回路及び不揮発性半導体記憶装置 |
JP2003068088A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Sony Corp | 半導体記憶装置 |
JP2004039184A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置 |
JP2006528403A (ja) * | 2003-05-08 | 2006-12-14 | マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド | 読出しとベリファイの均一なしきい値を有するメモリ |
JP2007207343A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Renesas Technology Corp | 不揮発性半導体記憶装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110267893A1 (en) | 2011-11-03 |
WO2010082243A1 (ja) | 2010-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4113423B2 (ja) | 半導体記憶装置及びリファレンスセルの補正方法 | |
US10147495B2 (en) | Nonvolatile memory device generating loop status information, storage device including the same, and operating method thereof | |
KR101434403B1 (ko) | 플래시 메모리 장치, 그것의 프로그램 방법, 그리고 그것을포함하는 메모리 시스템 | |
KR101578511B1 (ko) | 리드 전압 설정 방법 | |
US7630266B2 (en) | Temperature compensation of memory signals using digital signals | |
US7477550B2 (en) | NAND flash memory device and method of improving characteristic of a cell in the same | |
US7969786B2 (en) | Method of programming nonvolatile memory device | |
US8503257B2 (en) | Read disturb scorecard | |
WO2010082243A1 (ja) | 不揮発性半導体メモリ及びメモリシステム | |
US20100128532A1 (en) | Nonvolatile memory device and programming method | |
WO2011043012A1 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置、信号処理システム、及び信号処理システムの制御方法、並びに不揮発性半導体記憶装置の書き換え方法 | |
KR102469172B1 (ko) | 비휘발성 메모리 장치 및 이의 검증 라이트 방법 | |
JP4249352B2 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置 | |
US20160103763A1 (en) | Memory page buffer | |
JP2014157650A (ja) | 半導体記憶装置 | |
US10319420B2 (en) | Sense amplifier with non-ideality cancellation | |
US20130159798A1 (en) | Non-volatile memory device and operating method thereof | |
JP4270898B2 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置 | |
US20190115092A1 (en) | Non-volatile memory device and error compensation method for verifying the same | |
KR101193060B1 (ko) | 반도체 메모리 장치 및 그 구동 방법 | |
KR102119179B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 동작 방법 | |
JP5280027B2 (ja) | 半導体装置及びその制御方法 | |
JP2006065945A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置および半導体集積回路装置 | |
JP6330150B2 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置とその書換方法 | |
TWI643196B (zh) | 快閃記憶體裝置及其資料讀取方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120710 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120718 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121211 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130409 |