TW574697B - Bit line control decoder circuit, virtual ground type nonvolatile semiconductor storage device provided with the decoder circuit, and data read method of virtual ground type nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

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0) 574697 、玖、發明說明 …一 實施方式及圖式簡單說明) (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域 、先前技術、内容、 技術領域 本發明係相關於一種位元線控制解碼器電路，配備有該 解碼器電路之虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置，= 及虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置之資料讀取 法0 近年來，根據可攜-式電話的發展及市場上擴大使用記憶 卡及檔案，而使快閃記憶體容量持續增加，而為了應仗成 本降低，已陸續發展如多重值手統及虛擬接地陣列系統等 具3備小型有效單元面積的裝置1尤其是可藉由設計其中電 路而達成小型單元面積的虚擬接地陣列系統，可容許你由 相同製程發展具備小型晶片面積的裝置。惟由於是虛擬接 地結構，無法忽視從將讀取的記憶單元（稱為讀取單元） j電（一般適當的說法為漏電至鄰近單元）至鄰近單_元之 單元（稱為鄰近單元），或從鄰近單元漏電至讀取單元，且 多種裝置均需達成高速讀取。 為了改艮上述問題，日本公開公布專利第HEI 3-176895 及ΗΕΙ 6·68683號揭示虛擬接地陣列讀取方法。 圖1〇說月揭不在日本公開公布專利第ΗΕΙ 3-176895號的 E P R Ο Μ虛擬接地猶刑二咕 ^ 頊土记憶體陣_列的構造，一記憶體陣列1 〇 由熟知的電動可起斗、π Λ _ 式、，.e，.豕閘:極η通道場效電晶體所構成， 各a己憶體陣列10具有一控制則接至―列、線Μ, 一源極 區連接至* 源極杆始1， π 一一： 位订線12 ’及一對應汲極區連接至一汲極行 線13。此圖中，源搞t # 原極仃線12及汲極行線13為形成擴散區的 埋入型位元線。 574697 (2) 發明說明續頁 從此記憶體陣列選取一記憶體單元1 〇b以讀取内容時，選 取的執行係藉由將一列線15a提高至正高電位，且同時經由 一電晶體18將一源極行線12b接地，位於源極行線12b右手側 的其他沒極行線13b等依然保持浮動。將供應至一電路點19 的讀取沒極偏壓電位（DRB)，經由一電晶體17施加至一汲極 行線13a ;而將供應至一電路點22的汲極偏向電壓（RDp)，經 由一電晶體20施-如至一連接至一鄰近單元i〇a的源極行線 12a ;位於源極行線12a左手側的其他源極行線12等依然保持 浮動。 ~ . :供應至一電路點22的讀取汲j亟偏壓電位rDP等於供應至 一電路點19的電位DRB，例如兩者皆為丨.2 [V]。藉由供應相 同電壓，讀取電流完全流經讀取單元1 ob而不會岔入鄰近單 元10a，因此可藉由防止漏電至鄰近單元而達成高速存取。 圖11說明揭示於日本公開公布專利第HEI 6-68683號_的虛 擬接地類型1己憶體陣列的構造，此記憶體陣列中，擴散纜 線1至9，作為交替配置的擴散虛擬接地線及擴散位元線而 操作；與擴散纜線1至9垂直的方向形成閘極纜線1 〇、π、12、 13、2 0等，每兩條擴教位元線設置一金屬位元線3 〇，且在線 連接處設置位元線選取NMOS電晶體103及104。此外，每兩 條相連的擴散虛擬接地線設:翼一金屬虛擬接地線，且在線 - » 連接處設置擴散虛擬接地線it晶體51、52、. 53、61、62 ·· 之 及63 ’另外尚設置預先充電選電路70及71。 從此記憶體陣列選取一記憶體單元101以讀取内容時，首 先將擴散虛擬接地線選取線12及擴散位元線選取線10，與 574697 (3) 發明說明續頁 字線同時上拉至Vcc，而使擴散虛擬接地線選取線13及擴散 位凡線選取線11成為接地位準。此時，僅將金屬虛擬接地 線201往下拉至接地位準，且使所有其他的金屬虛擬接地線 皆具有一預先充電位準Vpc，因此，擴散虛擬接地線6及7成 為具有接地位準。而其他擴散虛擬接地線5、8及9成為具有 Vpc位準。此外，相關於金屬位元線而由γ閘極以選取一金 屬位元、’泉302 ’然—後將擴散位元線選取線1〇的選取信號bsr .又足在Vcc位準’並將擴散位元線選取線丨丨的選取信號bSL 設定在接地位準，因此形成選取擴散位元線3的狀態。因此 鄰,1單元102的擴散虛擬接地線j以Vpc預先充電，以上述方 式可壓抑仗頃取單元的擴散位元線3漏電至鄰坤單元丨〇2。 為了再增加積體禮度，虛擬接地類型記憶體陣列的構造 心、使區塊的同一擴散位元線連接至最大可能的記憶單：元 里。此外’為了增加區塊選取電晶體的容量以增加讀本速 度知用方法為在每位元線的不同方向交替地將擴散位元 線連接至選取電晶體，以提供最大可能尺寸的電晶體。上 述陣列構造中，擴散位元線電阻會依在陣列中的位置而有 所不同，而讀取期間汲極電壓亦會依在陣列中的位置而引 起電壓降。 圖6說明一範例，其中將讀$單元的汲極置成·離區塊選取 電晶體最遠，假設由圓圈圍二住^己憶單元河。4為讀取單 一」+連接至汲極的位元線-MBL4施加一電壓vread，此 外為了防止漏電，對連接至鄰近單元MCn3的汲極的位元 線MBL3施加1於Vread的電壓杨。此情形中，讀取單元 574697 (4) 發明說明續頁 MCn4的位置離區塊選取電晶體TB4最遠，由於位元線電阻 Rd，因此位元線電壓Vread引起電壓降。惟鄰近單元MCn3的 位置離區塊選取電晶體TB3最近，因此供應位元線電壓Vdb 至鄰近單元MCn3的汲極不會引起電壓降。結果，實質上達 成Vdb〉Vread的關係，因此當鄰近單元MCn3在ON狀態時，發 生從鄰近單元MCn3的位元線流進電流的情形，而在讀取節 點引發電流減少一最-壞的情形中，即使讀取單元MCn4在ON 狀態，會發生讀取錯誤而判定單元將在OFF狀態。 如上述，習用系統中在讀取單元的汲極電壓與鄰近單元 的:汲極電壓間仍發生電壓差，琪結果會依鄰近單元的狀態 而使漏電流進讀取節點L或電流從讀取節點流進鄰，近單 元，這可能會引發讀取錯誤。此外，甚至在發生讀取錯誤 之前，尚會因朝鄰近單元漏電而阻礙高速讀取。 、 發明内容 - 因此，本發明的目的即提供能有效壓抑對鄰近單元漏 電，並藉此達成高速讀取的虛擬接地類型非揮發性半導體 儲存裝置，以及該虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置 的資料讀取方法。 本發明的另一目的，即提供適用於上述虛擬接地類型非 揮發性半導體儲存裝置的位:元蜂控制解碼器電·路。 為了達成上述目的，根據ϋ眼一項概念，提供一種虛 _ ^ 擬接地類型非揮發性半導體儲-存裝置，其具有以矩陣形式 配置之複數個非揮發性記憶單元電晶體；複數個字線，用 以執行列選取；及複數個位元線，用以執行行選取，並且 -9- (5) 574697 發明說明續頁 其中- i己憶單元電晶體的源極區及汲極區，分 向一側鄰近的記憶單元電晶體的沒極區，及在 侧鄉近的記憶單元電晶體的源極區共同形成， 的源極區及沒極區皆連接至位元線，該虛擬接 發性半導體儲存裝置包括： 構件用以在讀取期間對連接至—記憶單元電 區的位-元線，施加一接地電位； 構件用以對連接至一記憶單元電晶體的沒 緣，施加一讀取汲極偏壓電位τ :構件用以使位元線進入浮動歌態，該位元線 -鄰近記憶單元電晶體的.汉極區，第一鄰近記 體位於鄰近一記憶單元電晶體列方向的另一側 構件用以施加一等於讀取汲極偏壓電位之 線，該位元線連接至一第二鄰近記憶單元電 區，第二鄰近記憶單元電晶體位於鄰近第一鄰 電晶體列方向的另一側。 本發明的虛擬接地類型非揮發性半導體儲存 謂取期間’在連接至第二鄰近記憶單元電晶體 位元線，施加等於讀取汲極偏壓電位的電位/ 鄰近記憶單元電晶體的汲極區約位元線則在浮· 此以等於讀取汲極偏壓電位^ .將第一鄰近 晶體的汲極區預先充電，因此一有效地壓抑從讀 極節點漏電至鄰近單元。 此外’取近為達成高積體密度’常實行建構 別與在列方 列方向另一 且共同形成 地類型非揮 晶體的源極 極區的：位元 連接至一第 偉單元1電晶 ;及 電位至位：元 晶體的-汲極 近記憶單元 裝置中，在 的汲極區的 連接至第一 %狀態，因 訖憶單元電 取單元的汲 複數個連接 -10- 574697 ⑹ 發明說明續頁 至位元、、泉之，己丨思單儿區塊（構成一擴散區），在列方向交替 地在各位元線末端部分以插入方式提供一區塊選取電晶 體，並經由區塊選取電晶體施加一電位。此情形巾，從行 方向同側將電位供應至讀取單元及帛4近記憶單元電晶 體（適合將此稱為第二鄰近單元），因此不拘讀取單元在陣 列中的位s，讀取單元的位元線電阻及第二鄰近單元的位 元線電-阻大致上·相砰。因此根據本發明，在讀取操作期間， 讀取單兀沒極區的電位大致上變得與第二鄰近單元沒極區 的電位相同。而且，因此以等於讀取單元汲極區與第二鄰 近:單元沒極區電位的電位，將哧在浮動狀態的第一鄰近記 憶單元電晶體（適合將此稱為第一鄰近單元）預先充電。因 此不拘讀取單元在陣列中的位置，均可壓抑從讀取單元的 沒極節點漏電至第一鄰近單元，因此與習用情形相比，·可 達成高速讀取。 一實例中，使連接至第一鄰近記憶單元電晶體汲極區的 位元線在預先充電後，進入浮動狀態。 此一實例的虚权接地類型非揮發性半導體儲存裝置中， 使連接至第一鄰近單元沒極區的位元線在預先充電後，進 入浮動狀態，因此更快速地將第一鄰近單元汲極區預先充 電至與讀取單元汲極區及第:二-鄰近單元汲極.區相等的電 位。因此可以更高速將讀恥淳汲極節點預先充電，而 能達成更快速的謂取。 一 一實例包栝一感應放大器，其一收到一輸入對應至將進 行讀取的一記憶體單元電晶體所連接的位元線的電位變 •11- 574697 ⑺ 發明說明續頁 -…化，即執行感應放大；及―·— -電流至電壓轉換器，其在壓抑記憶單元電晶體沒極區 之電位變化時’同時將記憶單元電晶體源極與汲極間流動 電流之變化轉換成一電壓變4匕，並將電壓變化輸入感應放 大器。 在此實例中，讀取操作期^ ,電流至電壓轉換器將贫憶 單元電-晶體源極-與⑨極間流動電流之變化轉換成—電壓變 化，此感應放大器一收到此電壓變化作為輸入，即執行感 應^大。此情形中，即使讀取單二元在⑽狀態時（在低門權值 狀:態），電流至電壓轉換器亦壓辦讀取單元&極區中的電位 :化’因此在讀取單元的汲極節點與第一鄰近單元的·汲極 即點間幾乎典電位差異產生。因此壓抑從第一鄰近單元漏 電至讀取單元，而可達成高速讀取。 ^ 、 一貫例中，在行方向中配置的複數個記憶單元構成一 在列万向交替在各區塊配置的各位^線一末端部分以插 入方式ό又置一區塊選取電晶體；及 方：仃万向中-側配置的區塊選取電晶體，及該區塊的行 啟：在$㈣配置的區塊選取電晶體，由兩控制信號開 ,閉，兩控制信號在列方向每隔一線即互.不相同。 此一實例的虛擬接地類刑、^ ' 在讀取…"， 卜半導體儲存裝置中， 區埗撰¥ 接至喂取早元源極區及汲極區的 塊選取-曰础叫 料接至弟二鄰近單元汲極區的區 …開啟時’同時將連接至第一鄭近單元沒極區 -12- 574697 ⑻ 的區塊選取電 此情形中， 汲極區的區塊 鄰近單元汲極 的部分（次位夭 位元線的部分 載容i的情形 節點預先充電 而且根據另 非:揮發性半導 元電晶體配置 及複數個位元 體的源極區及 元電晶體的源 體的；及極區共 接至位元線， 儲存裝置包括 構件用以在 線連接至一記 構件用以施 連接至一記憶 構件用以使 一鄰近記憶單 體位置鄰近一 發明說明續頁 晶體關閉，藉兑操作而將讀取單元讀取。 在預先充電期間，可將連接至第一鄰近單元 選取電晶體置於off狀態，因此，連接至第一 區的位元線負載容量，變成僅由區塊中配置 …、’泉）所擁有。因此，與添加主位元線（即屬於 ’且對應至區塊選取電晶體的電位供應側）負 相-比，_可非常快速地將第一鄰近單元的汲極 〇 概念’提供一種專屬位元線虛擬接地類型 體错存裝置，·其晏有複數個非揮發性記憶單 成矩陣形式，複數個字線用以執行列選取， 線用以執行行選取，及其中一記憶單元電晶 汲極區，分別與列方向中一側鄰近的記憶單 極區，及列方向另一側鄭近的記憶單元電晶 同开v成，且共同形成的源極區及沒極區皆連 為專屬位元線虛擬接地類型非揮發性半導體 碩取期間，施加一接地電位位元線，該位元 憶單元電晶體的源極區； 加嘈取；及極声壓電位至位元線，該位元線 單元電晶體的£及極區; : 位疋線進入浮態，該位元線連接至一第 兀電晶體的源極區，第一鄰近記憶單元電晶 A板單元電晶體列方向中的另一側；及 - -13- 發明說明續頁 574697 ⑺ 構件用以施加一等於讀-取-汲極偏壓電位之電位至位元 線，該位元線連接至一第二鄰近記憶單元電晶體的汲極 區，第二鄰近記憶單元電晶體位置鄰近第一鄰近記憶單元 電晶體列方向中的另一側。

本發明的虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置中，在 讀取操作期間，連接至第二鄰近記憶單元電晶體汲極區的 位元線，施加等於讀取汲極偏壓電位之電位；連接至第一 鄰近記憶單元電晶體源極區的位元線係在浮動狀態，因此 以等於讀取汲極偏壓電位之電位將第一鄰近記憶單元電晶 體的源極區預先充電。因此，有效壓抑從讀取單元的汲極 節=點漏電至鄰近單元。 此外，最近為達成高積體密度，常實行建構複數個連接 至位元線之記憶單元區塊（構成一擴散區），在列方向交替 地在各位元線末端部分以插入方式提供一區塊選取電'晶 體，並經由區塊選取電晶體施加一電位。此情形中，從行 方向同側將電位供應至讀取單元及第二鄰近記憶單元電晶

體（適合將此稱為第二鄰近單元），因此不拘讀取單元在陣 列中的位置，讀取單元的位元線電阻及第二鄰近單元的位 元線電阻大致上相同。因此根據本發明，在讀取操作期間， 讀取單元汲極區的電位大致上變得與第二鄰近單元汲極區 — 的電位相同。而且，因此以等於讀取單元沒極區與第二鄰 二 ·. . 近早元沒極區電位的電位’將亦在洋動狀怨的弟*鄰近？己 憶單元電晶體（適合將此稱為一鄰近單元）預先充電。因 此不拘讀取單元在陣列中的位置，均可-壓抑從讀取單元的 -14- 574697 (ίο) 發明說明續頁 •-沒極節點漏電至第一鄰近_單^，因此與習用情形相比，可 達成高速讀取。 一實例中，使連接至第一鄰近記憶單元電晶體汲極區的 位元線在預先充電後，進入浮動狀態。 此一實例的虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置中， 使連接至第一鄰近單元汲極區的位元線在預先充電後，進 入浮動_狀態，因_此更快速地將第一鄰近單元汲極區預先充 電至與讀取單元汲極區及第二鄰近單元沒極區相等的電 位。因此可以更高速將讀取單元的汲極節點預先充電，、而 能.達成更快速的讀取。 ”一 ▲ m 一實例包括一感應放大器，其一收到一輸入對應至將進 行讀取的一記憶體單元電晶體所連接的位元線的電位變 化，即執行感應放大；及 . 一電流至電壓轉換器，其在壓抑記憶單元電晶體沒_極區 之電位變化時，同時將記憶單元電晶體源極與汲極間流動 電流之變化轉換成一電壓變化，並將電壓變化輸入感應放 大器。 在此實例中，讀取操作期間，電流至電壓轉換器將記憶 單元電晶體源極與汲極間流動電流之變化轉換成電壓變 化；此感應放大器一收到此貧壓變化作為輸入.，即執行感 • « 應放大。此情形中，即使讀f單:元在ON狀態時（在低門檻值 狀態），電流至電壓轉換器亦壓^卩讀取單元汲極區中的電位 —‘一 變化，因此在讀取單元的汲極節點與第一鄰近單元的沒極 節點間幾乎無電位差異產生。因此壓抑從第一鄰近單元漏 574697 〇i) 發明說明續頁 •…電至讀取單元，.而可達成高.^讀取。 在s例中’在行方向中配置的複數個記憶單元構成一 區塊； 在列万向X替在各區塊配置的各位元線一末端部分以插 入万式設置一區塊選取電晶體；及 、仃方向中一側配置的區塊選取電晶體，及該區塊的行 =向中-在另一側配置_的區塊選取電晶體，由兩控制信號開 及關閉，兩控制信號在列方向每隔一線即互不相同。 —實例的虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置中， 先只取知作期間，各將連接至讀取單元源極區及沒極區的 區鬼選取電晶體開啟，將連接至第二鄰近單元沒極區:的區 塊選取電晶體開啟時1時將連接至第一鄰近單元汲極區 勺區：選取電晶體關閉，藉此操作而將讀取單元讀取。 、此情形中，在預先充電期㈤，可將連接至第-鄰近單元 /及極區的區塊選取電晶體置於⑽狀態，因此，連接至第一 鄰近單元沒極1¾的仿+ # A 1 A w L的位兀線負載容量，變成僅由區塊中配置 的部分（次位元線）所擁m，與添加主位元線（即屬於 位兀線的部分，且對應至區 、 載容量的情形相比，…… “供應側)負 Γ %箱W 將第—鄰近單元的汲極 郎點預先充电。 • 一 · 此外根據本發明—概念）絲—種用於專屬位元 擬接地類型非揮發性半導體&裝置的位元線控制解巧： 電路，該專屬位元缭卢护4、， 审碼咨 屬u、.泉虚k接地類型非揮發性半導 置，具有複數個非揮發性4 _曰 a予裝 & 5ε憶早70電晶體配置成矩陣形 -16 - (12) (12) 574697 發明說明續頁 式’複數個字線用以執行列…選取，及複數個位元線用以執 行行選取，及其中一記憶單元電晶體的源極區及汲極區， 分別與列方向中一側鄰近的記憶單元電晶體的源極區，及 列方向另一側鄰近的記憶單元電晶體的汲極區共同形成， 且共同形成的源極區及沒極區係分別連接至位元線，該位 元線控制解碼器電路包括： 一源-極偏壓解碼器，其選取一電晶體用以供應一源極電 壓至位元線，該位元線連接各記憶單元電晶體的源極區； —一汲極解碼器，其藉由輸出二選取信號（D〇_D3)而選取一 汲:極選取電晶體（TD0-TD3)，用喊將位元線連接至一感應放 大器，該位元線連接各記偉單元電晶體的汲極區；及： 一汲極偏壓解碼器（DBD)，其選取一汲極偏壓選取電晶體 (TC0-TC3)以施加一預定電壓至位元線，該位元線連接至:記 憶單元電晶體的汲極區，及其中 汲極偏壓解碼器（DBD)具有兩群組汲極偏壓選取信號轉 換電晶體（DD0-DD3，DR0-DR3)，其使用該選取信號由汲極 解碼器輸出的每一選取信號（D0-D3)，作為一源極，及 對應至一記憶單元電晶體的汲極偏壓選取電晶體 (TC1) ’其具有一閘極節點連接至汲極偏壓選取信號轉換電 晶體（DD2，DRO)的汲極，汲择偏壓選取信號轉.換電晶體對

*、位於列方向兩側隔一單與~11.一記憶單元電晶體相鄰 的記憶單元電晶體。 U 根據本發明的位元線控制解碼器電路，對應至一記憶單 凡电晶體的汲極偏壓選取電晶體（丁C1)的閘極節點，連接至 -17- (13)574697 發明說明續頁 極偏 憶單 mSf 體。 極的 位元 在兩 揮發 元在 近早 發明 增加 非:揮 ，型非* 電晶 複數 的源 電晶 的沒 連接 的汲 偏壓- 極區 汲極偏壓選取信號轉換電晶體（DD2，DRO)之沒極，、及 壓選取信號轉換電晶體對應至位於列方向兩側隔一 2 7L私日日to與孩一記憶單元電晶體相鄰的記憶單元電晶 因此可將&極偏壓電位，其等於連接至讀取電路沒 位元線=位，施加在連接至記憶單元電晶體：極的 、’泉^ 單元電晶體位於讀取電路旁，但非列方向中 側者因此，上逑發明的專屬位元線虛擬接地類型 性半導體儲存裝置可產生其操作效果，即不拘讀:單 _列中的位置，均可壓抑從該，取單元漏電至第一鄰 兀’因此相較習用情形，可達成高速讀取。此外，本 的位元線控制解碼器電路構造比較簡# 電晶體數目。 · 聲貝貝' 此外:根據本發明-概念，提供_種虛擬接地類型 發性半導體儲存裝置的資料讀取方法，該虛擬接地類 揮發f生半導體儲存裝置具有複數個非揮發性記憶單元 月豆配置成矩陣形式，複數個字線用以執行列選取，及 個位元線用以執行行選取，&其中一記憶單元電晶體 :區及汲極區，分別與列方向中一側鄰近的記憶單元 體的源極區，Λ列方向另一側鄰近的記憶單元電晶體 極區共同形成，且共同形成的源:極區及汲極區.係分別 至位兀線，該資料讀取方法I括下步驟：： 讀取期間，在使連接至一务二鄰近記憶單元電晶體 極區的位元線進入浮動狀態日寺’及施加等於讀取沒極 電位的電位至連接至一第二鄰近記憶單元電晶體的沒 -18- (14) (14)574697 發明說明續頁 、的位元線時，同時將一接地電位及一讀取汲極偏壓電位施 加至位元線’該位元線刀別連接至一將進行讀取的記憶單 元電晶體的源極區及汲極區，第一鄰近記憶單元電晶體鄰 近一記憶單元電晶體的列方向中的另一側，第二鄰近記憶 單元笔晶體鄰近弟一鄭近$己f思單元電晶體的列方向中的另 一側。 一 根據·本發明虛掇接地類型非揮發性半導體儲存裝置的資 料喝取方法，在讀取操作期間，將等於讀取汲極偏壓電位 勺兒位’施加至與第二鄰近記憶單元電晶體汲極區連接 位；- — 人 、、Ί ’與弟 鄰近$己彳思單元意晶體汲極區連接的位元線 ^^手 —JL. 一 /予動狀態中，因此，以等於讀取汲極偏壓電位的雷 另字第 # . . _ ' ^ 部近記憶單元電晶體的汲極區預先充電。因此，從 备胃莖 - 早元的沒極節點漏電至鄰近單元受到有效的壓抑。、 至外，最近為達成高積體密度，常實行建構複數個連接 ^ 元、、泉又1己憶單元區塊（構成一擴散區），在列方向交替 地在久 — 人ά 髀 仏几線末端部分以插入方式提供一區塊選取電晶 方並、’二由區塊選取電晶體施加一電位。此情形中，從行 體入側將電位供應至讀取單元及第二鄰近記憶單元電晶 適合將此稱為第二鄰近單元），因此不拘讀取單元在陣 J甲的晉、± - ’項取單元的位系線電阻及第二鄰近單元的位 几、線電卩且士 * ' ^ 大致上相同。因此#據-1^·發明，在讀取操作期間， 項取單 -：< 兀及極區的電位大致上-變得與第二鄰近單元汲極區 日勺费" 1 电 Ut,才目间 "。而且’因此以等於讀取單元汲極區與第二鄰 70及極區電位的電位，將亦在浮動狀態的第一鄰近記 -19- 574697 (15) 發明說明續頁 憶單元電晶體（適合將此稱為第一鄭近單元）預先充電。因 此不拘讀取單元在 汲極節點漏電至第 達成高速讀取。 此外，根據本發 地類型非揮發性半 位元漆虛擬接地-類 非揮發性記憶單元 以執行列選取，及 一:記憶單元電晶體 側鄰近的記憶單元 的記憶單元電晶體 區及汲極區係分別 下步驟： 讀取期間，在使 極區的位元線進入 電位的電位至連接 的位元線時，同時 加至位元線，該位 元電晶體的源極區 近一記憶單元電晶 單元電晶體鄭近第 —側〇 陣列中的位置，均可 一鄰近單元，因此與 明一概念，提供一種 導體儲存裝置的資料 型·非揮發性半導體儲 電晶體配置成矩陣形 複數個位元線用以執 的源極區及吸極區， 電晶體_的源極區，及 的汲極區共同形成，-連接至位元線，該資 連接至一第一鄰近記 浮動狀態時，及施加 至一第二鄰近記憶單 將一接地電位及一讀 兀線分別連接至一將 及沒極區：:，嘩一鄰近 體的列方i 另一 一鄭近記憶〜i元電晶 壓抑從讀取單元的 習用情形相比，可 專屬位元線虛擬接 讀取方法t該專屬 存裝置具有複數個 式，複數個字線用 行行選取，及其中 分別與列方向中一 列方向巧一做鄰近 且共同形成的源極 料讀取方法包括:以 憶單元電晶體的沒 等於讀取汲極偏壓 元電晶體的汲極區 取汲極偏壓電位施 進行讀取的記憶單 記憶卓元電晶體鄰 側，第上鄰近記憶 體的列方向中的另 根據本發明虛擬接地 類型非揮發性半導體 儲存裝置的資 •20- 574697 (16) 「發明說明續ί -料碩取方法，在讀取操作期間，將等於讀取汲極偏壓電位 的電位’施加至與第二鄰近記憶單元電晶體汲極區連接的 位元線；與第一鄰近記憶單元電晶體源極區連接的位元線 係在浮動狀態中，因此，以等於讀取汲極偏壓電位的電位 將第一鄰近記憶單元電晶體的源極區預先充電。因此，從 讀取單元的沒極節點漏電至鄰近單元受到有效的壓抑。 此外’取近-為達成南積體舍度’常貫行建構複數個連 接至位元線之記憶單元區塊（構成一擴散區），在列方向交 替地在各位元線末端部分以插入方式提供一區塊選取電曰 渡’並經由區塊選取電晶體施如一電位。此情形中，從行 方向同側將電位供應至讀取單元及第二鄰近記辑單元電晶 體（適合將此稱為第二鄭近單元），因此不拘讀取單元在陣 列中的位置，讀取單元的位元線電阻及第二鄰近單元的位 元線電阻大致上相同。因此根據本發明，在讀取操作期間， 讀取單元汲極區的電位大致上變得與第二鄰近單元沒極巴 的電位相同。而且，因此以等於讀取單元汲極區與第二鄰 近單元汲極區電位的電位，將亦在浮動狀態的第一鄰近二己 憶單元電晶體（適合將此稱為第一鄰近單元）預先充電。因 此不拘讀取單元在陣列中的位置，均可壓抑從讀取單元的 沒極節點漏電至第一鄰近單:元-’因此與習用情形相比，了 達成高速讀取。 -；________ 圖式簡單說明 一- 由以下的詳細說明及附圖’將更能充分理解本發明 其 中附圖僅作為說明之用，因此並非用以限制本發明，其中·· -21 - (17) 574697 發明說明續頁 圖1根據本發明-實例，以圖示說明-虛擬接地類型非揮 發性半導體㈣裝置的記憶料列的電路構造及 條件； 圖2以圖示說明上述虛擬接地類型非揮發性半導體儲存 裝置的另一電壓施加條件； 圖3以圖示說明—實例，其中添加一讀取電路至土述虚擬 接地類-型非揮發性半導體儲存裝置的記憶體陣列；' 圖4以圖示說明-修改範例，其中在上述虚擬接地類型非 揮發性半導體儲存裝置中，藉:由在擴散位元線的末^部 分：，交替地在列的方向藉由兩锢互不相同的區塊選取信號 SG1及SG3而控制區塊選取電晶體的開啟及關閉； 圖5根據本發明另一實例，以圖示說明一虛擬接地類型非 揮發性半導體儲存裝置的記憶體陣列及解碼器電路的構 造；. ' 圖6以圖示說明在習用電壓施加條件下所產生 二问題； 圖7係圖1所示實例的操作說明圖； 圖8係圖5所示實例的讀取電路操作說明圖； _ 圖9Α，9Β及9C以圖示用以示意說明一 act罝-, 1早几中的讀 取、寫入及拭除操作； 圖10以圖示說明一 存裝置的構造；及 圖11以圖示說明另 儲存裝置的構造。 實施方式 習用虚探辞地類型非揮發性半導體儲 -二 _ 一 ·_ t 一習用虛^擬接地類型非揮發挺半導體 •22- 574697 發明說明續頁 (18) 以下將根據附圖所示實例詳細說明本發明。 圖1說明一虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置實例 的記憶體陣列的電路構造，記憶體陣列係虛擬接地類型， 圖中所示的一區塊來自記憶體陣列的複數個區塊，並使用 一 ACT (非同步無接觸電晶體）作為記憶體陣列。 ACT單元的操作如下，請注意FN (Fowler-Nordheim)隧，穿效 應用於寫入及拭徐，-首先將說明讀取及查證操作。讀取及 查證操作以相同方式執行，如圖9A所示，在讀取期間施加 一讀取電壓（查證電壓）莖構成各記憶單元的一電晶體的字 綠；WL，並施加1 V的電壓至源極i則次位元線SB。然後，一感 應放大器執行感應放大，_以判定1 V的預先充電零壓已因電 流流向一接地汲極側次位元線SB而降低，藉此操作而判定 記憶單元電晶體的ΟΝ/OFF狀態。 ： 如圖9B所示，在寫入期間，施加一負電壓至構成备記憶 單元的電晶體的閘極，施加一正電壓至汲極側上的次位元 線SB，並使位於源極側的次位元線SB處於浮動狀態中，然 後位於汲極側的次位元線SB的η、側與浮閘FG間發生FN隧 穿現象，其結果是從浮閘FG將電子抽取至位於汲極側的次 位元線SB。因此藉由降低電晶體的門檻電壓而執行該寫入。 另一方面，如圖9C所示，：在考除期間，施加一高電壓至 構成各記憶單元的電晶體，乂以加一負電壓至位於汲極 側及源極側的次位元線SB，並-施至基板（ρ、區）。然後在基 板的通道區與浮閘FG間發生FN隧穿現象，其結果是將電子 注入浮閘FG，因此藉由提高電晶體的門檻電壓而執行該拭 -23- 574697 (19) 發明說明續頁 •…除。 圖1中所示為擴散位元線（次位元線）SBLO-SBLn，及兩相 連的記憶單元共用該擴散位元線SBL。此區塊係由選取區塊 選取線SG0及SG1藉由一區塊選取信號而選取，因此將擴散 位元線SBLO-SBLn連接至主位元線MBLO-MBLn，其由複數個 區塊經由區塊選取電晶體TBO-TBn而共用。字線WLO-WLn連 接至記-憶單元的控制-閘極。 - - 將說明藉由在此陣列中選取記憶單元MC04 (圖中以圓圈 圍住者）而執行讀取時的操作，所有位元線初步皆使其具有 接:地電位GND。首先，選取一字-線WL0，及施加一讀取電壓 Vcg至讀取單元MC04的控制.閘極，同時，使區塊.選取線SG0 及SG1具有Η位準以開啟用以選取此區塊的區塊選取電晶體 ΤΒΟ-ΤΒη，而將擴散位元線SBL連接至對應的主位元.線 MBL。接下來，施加一讀取沒極電壓Vread至來自主位-元線 MBL的MBL4，及施加等於Vread的電位的汲極偏壓Vdb至 MBL2。此外，使其他的主位元線MBL處於0V的浮動狀態。 此時，汲極偏壓：Vdb具有等於讀取汲極電壓Vread的電位， 且因此藉由從相同區塊選取電晶體側施加汲極偏壓，而使 施至讀取單元MC04汲極的汲極偏壓，以及施以汲極偏壓的 一第二鄰近單元MC02的汲極偏壓成為具有相同電位。而 且，第一鄰近單元MC03的汲$ ΐϋ由從位於兩側的擴散 :i 位元線充電，而亦以相同電位-預先充電，因此可防止從擴 散位元線SBL4漏電至第一鄰近單元MC03，此亦能壓抑讀取 汲極電壓預先充電時間的增加，結果可達成高速讀取。 -24- 574697 發明說明續頁 (20) 圖7係一範例，其中讀取單元的汲極的位置離區塊選取電 晶體最遠，讀取一記憶單元MCn4時，讀取汲極電壓的值由 於擴散位元線SBL4的寄生電阻Rd而已遭受一電壓降，此 時，為了防止漏電及由擴散位元線SBL2的寄生電阻Rd所引 起的電壓降，而施加汲極偏壓Vdb至擴散位元線SBL2。因 此，擴散位元線SBL變成具有相同寄生電阻，且因北使讀取 單元MCn4的汲極-電壓及第一鄰近單元MCn3的汲極電壓變 成具有幾乎相同的電位。因此，可壓抑從讀取單元M:Cn4流 出電流至第一鄰近單元MCn3，以及從第一鄰近單元MCn3流 入:電流至讀取單元MCn4，結果河達成高速讀取。 ‘ 圖2說明一範例，其中電壓施加條件與上述圖1的纪憶陣 列中所採用者不同，將說明類似於上述範例的選取及讀取 記憶單元MC04時的操作。首先，選取一字線WL0，及施加 一讀取電壓Vcg至讀取單元MC04的控制閘極，同時，使-區塊 選取線SG0及SG1具有Η位準以開啟用以選取此區塊的區塊 選取電晶體ΤΒΟ-ΤΒη，將擴散位元線SBL連接至對應的主位 元線MBL。接下來，施加一讀取汲極電壓Vread至來自主位 元線MBL的MBL4，及施加等於Vread的電位的汲極偏壓Vdb 至MBL2。而且，施加電壓Vdb至MBL3，將第一鄰近單元MC03 的汲極節點預先充電再使其處考浮動狀態。此外，使其他 的主位元線MBL處於浮動狀矗。·一.. 此時，將第一鄰近單元Mca 士的汲極節點在預先充電後， 即使其處於浮動狀態，第一鄰近單元MC03由於擴散位元線 SBL3的電阻，係以低於Vdb的電壓預先充電。因此，汲極節 -25- 574697 _ (21) 發明說明續頁 '點經由第二鄭近單元MC02再往上充電至汲極偏壓Vdb。因 此，施至讀取單元MC04汲極的汲極電壓，及第一鄰近單元 MC03的汲極電壓變成具有相同電位，而此可防止從擴散位 元線SBL4漏電至第一鄰近單元MC03，並壓抑讀取汲極電壓 預先充電時間的增加。結果，可達成高速讀取。 圖3說明一範例，其中將一讀取電路加至圖1所示的記憶 體陣列·，此讀取電路-包括一夾具電晶體Tcp及一反相器電路 INV，請注意SA表示一感應放大器SA。 夾具電晶體Tcp的源極連接至讀取單元的主位元線MBL， 夾:具電晶體Tcp的閘極接收一反4目器電路INV的輸出信號， 反相器將主位元線MBL的電壓反相及放大。經由一電：阻器 Rp以一電位Vp將夾具電晶體Tcp的沒極往上拉，並連接至感 應放大器SA的輸入節點sen。感應放大器SA由電流感應類:型 的差分放大器所構成，並藉由比較在讀取參照單元（具-有介 於ON狀態與OFF狀態中間門檻電壓的記憶單元）的輸出節點 ref的電位與輸入節點sen的電位，而執行感應放大。此讀取 電路如電流至電壓轉換器般操作，用以在壓抑位元線讀取 汲極電壓中的變化時，將讀取單元電流中的變化轉換成在 夾具電晶體Tcp的汲極電壓中的變化。 將說明選取及讀取記憶單元MC04時的操作。首先，選取 一字線WL0，以施加讀取電壓iVc^4賣取單元MC04的控制閘 極。同時，使區塊選取線SG0及4G1具有Η位準以開啟用以選 取此區塊的區塊選取電晶體ΤΒΟ-ΤΒη，將擴散位元線SBL連 接至對應的主位元線MBL。接下來，施加一讀取汲極電壓 -26- 574697 發明說明續頁 (22) 、Vread至來自主位元線MBL_的MBL4，及施加等於Vread的電位 的汲極偏壓Vdb至MBL2。此外，使其他的主位元線MBL處於 浮動狀態。 此時，汲極偏壓Vdb具有等於讀取汲極電壓Vread的電位， 且因此藉由從相同區塊選取電晶體側施加汲極偏壓，而使 施至讀取單元MC04汲極的汲極偏壓，以及施以汲極偏壓的 第二鄰_近單元MCD2的汲極偏壓成為具有相同電位。而且，_ 第一鄰近單元MC03的汲極電壓藉由從位於兩側的擴散位元 線充電’而亦以相同電位預先充電。當感應放大杰 S A在此 狀:態變成有動作時，即如下根據讀取單元MC04的ΟΝ/OFF狀 態執行讀取操作。 : 當讀取單元MC04在OFF狀態時，無單元電流通過，且Vread 的電位因此維持預先充電的電位，此時，在第一鄰近單、元 MC03的汲極節點的預先充電電壓與Vread幾乎具有相_同電 位，且因此不會發生漏電至第一鄰近單元MC03。因此相關 於讀取時間不會發生耗用時間。 當讀取單元MC04在ON狀態時.，電流從此讀取單元MC04 的汲極流至源極，且降低電壓Vread，此時如在讀取電路直 接執行位元線電位的感應放大的情形中，則會增加第一鄰 近單元MC03的汲極偏壓Vdb考Vread間的電位差·至無法忽視 的程度，且漏電從第一鄰近單τ£ MC03的汲極節點流出，而 引起讀取節點中的電流減少s此所引起的問題是即使讀取 單元MC04在〇N狀態，它卻被看作在OFF狀態而引起錯誤讀 取。惟上述讀取電路的構造能使夾具電晶體Tcp的操作幾乎 -27- 574697 發明說明續頁 (23) 、能維持位元線電壓不變，在感應節點sen將單元電流差 異轉換成電壓差，且因此在位元線的波動此時是非常小（例 如為0.1 V)。圖8說明讀取操作中位元線及感應節點的表 現，如圖所示，相對於位元線電壓的分鐘變化，在感應節 點的電壓變化很大。因此，在第一鄰近單元MC03的汲極節 點的預先充電壓Vdb與Vread間有一些電壓差，而不會發生漏 電經成第一鄰近-潭元MC03流進讀取單元MC04的汲極之類 的問題，因此有關於讀取時間不會發生耗用時間。 如果前述實例中所用的陣列構造為專屬位元線虛擬接地 類:型，則藉由改變選取位元線妁解碼器，該陣列構造即可 適用，此外，已說明的實例以ACT記憶單元作為記憶單^元的 範例，但非將本發明侷限於此，卻可適用至別的非揮發性 記憶單元。 、 如圖4所示，可接受控制區塊選取電晶體ΤΒ0、TB2、TB4、 TB6及TB8配置在擴散位元線SBL行方向中的上側，而可藉由 在列方向每隔一線即互不相同的兩區塊選取信號SG0及 SG2，將電晶體開啟及關閉，及在行方向中下側配置控制區 塊選取電晶體TB1、TB3、TB5、TB7及TB9，而藉由在在列方 向每隔一線即互不相同的兩區塊選取信號SG1及SG3，將電 晶體開啟及關閉。 ：:- 以此電路構造，在讀取操L作期間，各開啟連接至讀取單 :t： 元MC04源極區及汲極區的區1選取電晶體ΤΒ4及ΤΒ5，關閉 連接至第一鄰近單元MC03汲極區的區塊選取電晶體TB3， 及開啟連接至第二鄰近單元MC02汲極區的區塊選取電晶體 -28- 574697 _ (24) 發明說明續頁 •'TB2，藉-此操作而讀取讀取單元MC04 〇 在此情形中，在預先充電操作期間，可使連接至第一鄰 近單元乂(303汲極區的區塊選取電晶體TB3處於OFF狀態，因 此，連接至第一鄰近單元MC03汲極區的位元線負載容量只 屬於在區塊中配置的擴散位元線SBL3。因此，比較在其中 添加主位元線MBL3負載容量的情形，可以極高速將第一鄰 近單元-MC03的汲-菇節點預先充電，結果可達成高速讀取。-圖5說明另一虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置實 例的記憶體陣列及解碼器電路的構造，其中記憶體陣列為 專:屬位元線虛擬接地類型，而屬中說明的一區塊來自‘記憶 體陣列的複數個區塊。 _ , 擴散位元爹泉SBL0、SBL2、SBL4、…及擴散位元線SBL1、 SBL3、SBL5、…由不同集結外形的埋入型擴散層所形成， 在讀取操作期間，各將擴散位元線SBL0、SBL2、SBL4、… 作為汲極節點，及各將擴散位元線SBL1、SBL3、SBL5作為 源極節點。藉由根據一區塊選取信號選取區塊選取線SG0 及SG1而選取此區塊，而將擴散位元線SBLO-SBLn各連接至 主位元線MBLO-MBLn，主位元線由複數個區塊經由區塊選 取電晶體TBO-TBn所共用，字線WLO-WLn則連接至各別記憶 單元的控制閘極。 接下來將說明圖5中的解碼:器畫，路，有關於汲極選取電晶 體TDO-TDn，將汲極解碼器Dfl從節點DO-Dn中選取的一節點 連接至汲極選取電晶體TDO-TDn的閘極，並將所選取的記憶 單元的汲極節點連接至來自感應放大器SA的節點DS。由虛 -29- 574697 (25) 發明說明續頁 線圍住的部分為汲極偏壓解碼器DBD，此汲極偏壓解碼器 DBD*汲極偏壓選取信號轉換電晶體DDO-DDn及DRO-DRn所

構成，這些轉換電晶體由來自汲極預解碼器DPD的節點DE 及DO所選取。汲極預解碼器DPD根據所選取的記憶單元而 選取節點DE或DO，由汲極偏壓解碼器DBD選取汲極偏壓選 取電晶體丁CO-TCn中其中一電晶體，而將施加汲極偏壓的位 元線-則-連接至來-崔一-偏壓控制電路旦C的一節點DB。源極選 取電晶體TSO-TSn具有連接至節點SO-Sn的閘極，由源極解碼 器SD選取節點SO-Sn中其中一節:點，而所選取的記憶單元的 源:極節點則連接至來自偏壓控制電路BC的一節點SB由鏈 線圍住的部分為源極偏壓_解碼器SBD，此源極偏壓解碼器 SBD由源極偏壓選取信號轉換電晶體SDO-SDn及SRO-SRn所

構成，這些轉換電晶體由來自源極預解碼器SPD的節點:SE 及SO所選取，汲極預解碼器SPD根據所選取的記憶單元_而選 取節點SE或SO。此外，如讀取系統在讀取期間使第一鄰接 單元的源極節點在預先充電後即處於浮動狀態時，源極偏 壓選取電晶體TRO-TRn即操作，具體地說，由源極偏壓解碼 器SBD選取源極偏壓選取電晶體TRO-TRn中其中一電晶體，

而將施加源極偏壓的位元線則連接至來自偏壓控制電路BC 的節點SB。 二- * * % 將說明以圖5的電路構造充選·;及讀取記憶單元MC02時 ;t 的操作，初步使所有位元線皆-晏有接地電位GND。’首先選 取字線WL0，並施加讀取電壓Vcg至讀取單元MC02的控制閘 極，同時使區塊選取線SG0及SG1具有Η位準，以開啟區塊選 -30- 574697 _ (26) 發明說明續頁 •…取電晶體TBO-TBn，用以复敢…此區塊，而將擴散位元線SBL 連接至對應的主位元線MBL。此外，由汲極解碼器DD選取 一節點D 1，並由源極解碼器SD選取一節點S 1，因而分別開 啟汲極選取電晶體TD1及源極選取電晶體TS1，而將讀取單 元MC02的汲極節點連接至感應放大器SA，並將源極節點連 接至偏壓控制電路BC。此外，由汲極預解碼器DPX)選取一 節點D5，因而開_Jc汲極偏壓解碼器DBD的汲極偏壓選取信 號轉換電晶體DD0-DD3。此時，由汲極解碼器DD選取；一節 點D1，因此經由汲極偏壓選取-信號轉換電晶體DD1而開啟 汲，極偏壓選取電晶體TC0，’因而^將第二鄰近單元MC00的汲 m 極節點連接至偏壓控制電路BC。 接下來，偏壓控制電路BC將沒極偏壓節點DB設定至 Vdb，並將源極偏壓節點SB設定至GND，而感應放大器SA再 施加讀取電壓Vread至一節點DS。因此，施加Vread至讀_取單 元MC02的汲極，且施加GND至源極。而且，將Vdb施加至第 二鄰近單元MC00的汲極節點，第二鄰近單元MC00在列方向 向左隔一單元與讀取單元MC02相鄰，其結果是，經由第一 鄰近單元MC01及第二鄰近單元MC00，以等於Vread及Vdb的 電位將第一鄰近單元MC01的源極節點從0 V的浮動狀態預 先充電。 /、 - _ * % 根據上述的電壓施加方法f沒-:極偏壓Vdb具有一等於讀取 汲極電壓Vread的電位，且藉相同的區塊選取電晶體側 施加汲極偏壓，使施至讀取單元MC02汲極的沒極電壓，與 第二鄰近單元MC00 (有汲極偏壓施至）的汲極偏壓，成為具 -31 - 574697 發明說明續頁 (27) 、有相同電位。而且，藉由從位於兩側的擴散位元線充電， 第一鄰近單元MCO1的源極電極亦以相同電位預先充電，因 此，可防止從讀取單元MC02的汲極節點經由第一鄰近單元 MCO 1漏電，並能壓抑汲極節點的預先充電時間增加。此外， 亦可壓抑電流從第一鄰近單元MCO 1的源極節點流向讀取單 元MC02的汲極節點，結果可達成高速讀取。 - > 接—下來將說明-以圖5的電路構造選取及讀取記憶單元 MC03時的操作，初步使所有位元線皆具有接地電位GND。 首先選取字線WLO，並施加讀取電壓Vcg至讀取單元MC03的 控:制閘極，同時使區塊選取線从}〇及SG1具有Η位準，以開啟 區塊選取電晶體ΤΒΟ-ΤΒη，用以選取此區塊，而將擴散位元 線SBL連接至對應的主位元線MBL。此外，由汲極解碼器DD 選取一節點D2，並由源極解碼器SD選取節點S 1，因而分別 開啟汲極選取電晶體TD2及源極選取電晶體TS 1，而將_讀取 單元MC03的汲極節點連接至感應放大器SA，並將源極節點 連接至偏壓控制電路BC。此外，由汲極預解碼器DPD選取 一節點DO，因而開啟汲極偏壓解碼器DBD的汲極偏壓選取 信號轉換電晶體DR0-DR3。此時，由汲極解碼器DD選取節 點D2,因此經由汲極偏壓選取信號轉換電晶體DR2開啟汲極 偏壓選取電晶體TC3，因而辟MC05的汲極節點·連接至偏壓 控制電路BC。 :一 € 接下來，偏壓控制電路έα將汲極偏壓節點DB設定至 Vdb，並將源極偏壓SB設定至GND，而感應放大器SA再施加. 讀取電壓Vread至節點DS。因此，施加Vread至讀取單元MC〇3 -32- 574697 (28) 發明說明續頁 v的汲極，且施加GND至源極。而且，將Vdb施加至第二鄰近 單元MC05的汲極節點，第二鄰近單元MC05在列方向向左隔 一單元與讀取單元MC03相鄰，其結果是，經由第一鄰近單 元MC04及第二鄰近單元MC05，以等於Vread及Vdb的電位將 第一鄰近單元MC04的源極節點從0V的浮動狀態預先充電。 根據上述的電壓施加方法，汲極偏壓Vdb具有一等於讀取 汲極電-壓Vread的4位，且藉由從相同的區塊選取電晶體側 施加汲極偏壓，使施至讀取單元MC03沒極的沒極電壓，與 第二鄰近單元MC05 (有汲極偏壓·施至）的汲極偏壓，成為具 有:相同電位。而且，藉由從位於兩側的擴散位元線充電， 第一鄰近單元MC04的源極電極亦以相同電位預先充電:，因 此，可防止從讀取單元MC03的汲極節點經由第一鄰近單元 MC04漏電，並能壓抑汲極節點的預先充電時間增加。此外， 亦可壓抑電流從第一鄰近單元MC04的源極節點流向讀-取單 元MC03的汲極節點，結果可達成高速讀取。 接下來將說明以圖5的電路構造選取及讀取記憶單元 MC02，及同時將第一鄰近單元MC01的源極節點預先充電 (感應放大期間為浮動）時的操作。初步使所有位元線皆具 有接地電位GND。首先選取字線WLO，並施加讀取電壓Vcg 至讀取單元MC02的控制閘極^同時使區塊選取線SGO及SG1 具有Η位準，以開啟區塊選赛雷-:晶體ΤΒΟ-ΤΒη，用以選取此 區塊，而將擴散位元線SBL連]接-至對應的主位元線MBL。由 汲極解碼器選取節點D1，並由源極解碼器SD選取節點TS 1， 因而分別開啟汲極選取電晶體TD1及源極選取電晶體TS1， -33- 574697 發明說明續頁 (29) 而將讀取單元MC02的汲極^節點連接至感應放大器SA，並將 源極節點連接至偏壓控制電路BC。此外，由汲極預解碼器 DPD選取節點DE，因而開啟汲極偏壓解碼器DBD的汲極偏壓 選取信號轉換電晶體DR0-DR3。此時，由汲極解碼器DD選 取節點D1，因此經由汲極偏壓選取信號轉換電晶體DD1開 啟汲極偏壓選取電晶體TCO，因而將第二鄰近單元MCPO的 汲極鼻點連接至-偏I控制電路BC。 - - 同時，由源極預解碼器SPD選取節點SE，因而開啟源極偏 壓解碼器SBD的源極偏壓選取信-號轉換電晶體SD0-DS3，此 時：，由源極解碼器SD選取節點名1，因此由源極偏壓選取信 號轉換電晶體SD1開啟源择偏壓選取電晶體TR0並胯第一 鄰近單元MC0 1的源極節點連接至偏壓控制電路BC。 接下來，偏壓控制電路BC將汲極偏壓DB設定至Vsb，：將 源極偏壓SC設定至Vsb，並將源極偏壓SB設定至GND，-而且 由感應放大器SA施加讀取電壓Vread至節點DS。因此，施加 Vread至讀取單元MC02的汲極，且施加GND至源極。而且， 將Vdb施加至第二鄰近單元MC00的汲極節點，第二鄰近單元 MC00在列方向向左隔一單元與讀取單元MC02相鄰，並將 Vsb施加至第一鄰近單元MC01的源極節點。預先充電結束 時，由偏壓控制電路BC使節辞SC處於浮動狀態。· 根據上述的電壓施加方法ί汲壓Vdb具有一等於讀取 汲極電壓Vread的電位，且藉由-從相同的區塊選取電晶體側 施加汲極偏壓，使施至讀取單元1^(：02汲極的汲極電壓，與 第二鄰近單元MC00 (有汲極偏壓施至）的汲極偏壓，成為具 -34- 574697 _ (30) 發明說明續頁 、有相同電位。而且，第一 ϋ單元MC01的源極電壓因此以 等於Vdb及Vread的電位預先充電，其中第一鄰近單元MC01 亦以Vsb充電，並使其在充電後即處於浮動狀態。因此，可 防止從讀取單元1^1(：02的汲極節點經由第一鄰近單元MC01 漏電，並能壓抑汲極節點的預先充電時間增加。此外，亦 可壓抑電流從第一鄰近單元MC0 1的源極節點流向讀取罕元 MC02的汲極節點一，結果可達成高速讀取。 - 在此情形中，如圖7所示，讀取單元的汲極位置離區塊選 取電晶體最遠時，汲極t壓引起電壓降，因此，使Vsb昇有 等:於Vdb的電位時，不利於將第一鄰近單元的源極節點預先 充電至高於讀取單元的汲择節點。為了避免這情形，释Vsb 設定至一電壓，在此電壓Vdb會引起最大電壓降。在上述設 定下以Vsb預先充電後，若使第一鄰近單元處於浮動狀態， 則更從位於兩側的位元線進行預先充電直到等於Vdb及 Vread的電位。因此只要讀取單元位於記憶體陣列中，即可 達成正確的讀取。 由以上明顯可看出，根據本發明的虛擬接地類型非揮發 性半導體儲存裝置，以及虛擬接地類型非揮發性半導體儲 存裝置的資料讀取方法，可有效壓抑漏電至鄰近單元，並 可達成高速讀取。 :、 此外，根據本發明的位元線择制解碼器電路，·可在上述 虛擬接地類型非揮發性半導叙-儲存裝置中有效壓抑漏電至 鄰近單元，並因此可達成高速讀取。 藉此說明本發明，明顯可見相同情形可以多種方式達 -35- 574697 (31) 發明說明續頁 成，不將這類的變化看為與本發明的精神及範疇背離，熟 諳此藝者明顯可看出的所有這類修改將列入以下申請專利 範圍的範疇内。 圖式代表符號說明 MC :記憶體單元 WL :字線 〜 、 MBL :-主位元線-- -

SBL :次位元線 SG :區塊選取線 ~ TB :區塊選取電晶體 一 SA :感應放大器 .

Vp :感應節點上拉電壓

Rp :感應節點上拉電阻 INV :轉換放大器

Tcp :夾具

ref :參照節點 sen :感應節點 TD0-TD3 :汲極選取電晶體 TS0-TS3 :源極選取電晶體 TCO-丁C3 :汲極偏壓選取電晶::體- 一 % TR0-TR3 :源極偏壓選取電曰曰‘體 二 € DD0-DD3，DR0-DR3 :汲極偏屢-選取信號轉換電晶體 SD0-SD3，SR0-SR3 :源極偏壓選取信號轉換電晶體 DE，DO :汲極偏壓解碼器解碼信號 -36- 574697 (32) 發明說明續頁 •-SE，SO 源極偏壓解碼器觫·碼信號 DS :感應放大器與位元線的連接節點 DB :汲極偏壓節點 SC :源極偏壓節點 SB :源極電壓節點

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Claims (1)

1. 574697 、拾、申請專利範圍 -一 1. 一種虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置，其具有以 矩陣形式配置之複數個非揮發性記憶單元電晶體；複數 個字線，用以執行列選取；及複數個位元線，用以執行 行選取，並且其中一記憶單元電晶體之源極區及汲極 區，分別與於列方向在一側鄰近之記憶單元電為體之汲 極區’及於列i向在另一側鄰近之記憶單元電晶體之源 極區共同形成，且共同形成之源極區及汲極區連释至位 兀線，該虛擬接地類型非揮著性半導體儲存裝置包括·· :用以施加一接地電位至位線之構件，該位元線在讀 取期間連接至一記憶單元電晶體之源極區； 用以施加一讀取沒極偏壓電位至位元線之構件/該位 兀線連接至一記憶單元電晶體之汲極區； 用以使位元線進入浮動狀態之構件，該位元線連接至 一第一鄰近記憶單元電晶體之汲極區，第一鄰近記憶單 元電晶體位於鄰近一記憶單元電晶體在列方向之另一 側；及 ，讀 用以施加一等於讀取汲極偏壓電位之電位至位元線之 構件’ 4位元線連接至—第二鄰近記憶單元電晶體之沒 極區，第二鄰近記憶單元電晶體位於鄰近第一鄰近記憶·. 單元電晶體之列方向之另'·一側。 . 2·如申請專利範圍第1項之·-處禪^地類裂祚揮發性半導體 儲存裝置，其中 — 連接至第一鄰近記憶單元電晶體沒極區之位元線在接 受預先充電後，即進入浮動狀態。 574697 —-—_____ 申凊專利範圍續頁 、·如申請專利範圍第丨項之虛擬接地類型非揮發性半導體 儲存裝置，包括： 一感應放大器，其收到對應至位元線電位變化之輸入 時即執行感應放大，該位元線連接至一將進行讀取之祀 i思卓元電晶體之沒極區；及 —電流至電壓轉換器，其在壓抑記憶單元電晶體沒極 區之電位變化诗，-同時將記憶單元電晶體源極與沒極問 流動電流之變化轉換成一電壓變化，並將電壓變化輸入 -感應放大器。 - : 4.*如申請專利範圍第i項之虛薇接地類型非揮發性半導體 儲存裝置，其中 _ "" --- ， ， 複數個配置在行方向之記憶單元構成一區塊； 一區塊選取電晶體以插入方式設置在各位元線之一:末 端部分，各位元線在各區塊在列方向中交替配置，及 在行方向中一側配置之區塊選取電晶體與在區塊之行 万向另一側配置之區塊選取電晶體由兩控制信號開啟及 關閉，該兩控制信號在列方向中每隔一線即互為不同。 5· —種專用位兀線虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝 置，其具有以矩陣形式配置之複數個非揮發性記憶單元 •電晶體；複數個字線，用？以-執行列選取；及複數個位元 線，用以執行行選取，並1#一記憶單元電晶體之源 極區及汲極區，分別與於，Γ方向在一側鄰近之記憶單元 電晶體之源極區，及於列方向在另一側鄰近之記憶單元 電晶體之汲極區共同形成，且共同形成之源拯區及汲極 -2 - 574697 _ 申請專利範圍續頁 區連接至位元線，該專屬位元線虛擬接地類型非揮發性 半導體儲存裝置包括： 用以施加一接地電位至位元線之構件，該位元線在讀 取期間連接至一記憶單元電晶體之源極區； 用以施加一讀取汲極偏壓電位至位元線之構件，該位 元線連接至一記憶單元電晶體之汲極區； — —用以使位元1泉進入浮動狀態之構件，該位元線連接至 一第一鄰近記憶單元電晶體之源極區，第一鄰近記憶單 。元電晶體位於鄰近一記憶革元電晶體在列方向之另一: :側；及 一4 用以施加一等於讀取-汲極偏壓電位之電位至位元線之 構件，該位元線連接至一第二鄰近記憶單元電晶體之汲 極區，第二鄰近記憶單元電晶體位於鄰近第一鄰近記憶 單元電晶體之列方向之另一側。 _ 6. 如申請專利範圍第5項之虛擬接地類型非揮發性半導體 儲存裝置，其中 連接至第一鄰近記憶單元電晶體源極區之位元線在接 受預先充電後，即進入浮動狀態。 7. 如申請專利範圍第5項之虛擬接地類型非揮發性半導體 •儲存裝置，包括： _ / 一感應放大器，其收到•惠^位元線電位t化之輸入 二 t 時即執行感應放大，該位元-線連接至一將進行讀取之記 憶早元電晶體之沒極區，及 一電流至電壓轉換器，其在壓抑記憶單元電晶體汲極 574697 申請專利範圍續頁 區之電位變化時，同時將 極與及極 壓變化輪 性半導體 線之一末 中，：夂， 在區‘之. 制信號開 即互'不相 導體儲：存 有以-矩陣 複數個字 執行行選 極區分別 極區，及 極區共同 接至位元 應一源極 體之源極 間流動電流之變化轉換成1 =電晶體之游 入感應放大器。 又化’並將電 8·如申請專利範圍第5項之严 儲存裝置，其巾 ^接地類型非揮發 複數個配置在行方向之記憶單元構成一區塊 一區塊選取一電晶體以插入方式設置在各位元 端部分’各位元線配置成各區塊交替在列方向 \在行方向中一側配置之區誕選取電晶體，與 :行方向另一側配置之區塊選|電晶體，由兩控 啟及關閉，該兩控制信-號在列方向中每隔一線 同。 9· 一種用於專用位元線虛擬接地類蜇非揮發性半 裝置之位元線控制解碼器電路，該儲存裝置具 形式配置之複數個非揮發性記憶單元電晶體； 線，用以執行列選取；及複數個位元線，用以 取，並且其中一記憶單元電晶體之源極區及汲 與於列方向在一側鄰近之記憶單元電晶體之源 於列方向在另一側鄰近之記憶單元電晶體之汲 •形成，且共同形成之源桉及汲極區分別連 線，該位元線控制解碼器4斧节括： 一源極偏壓解碼器，其裏-取一電晶體用以供 電壓至位元線，該位元線連接各記憶單元電晶 區 ， 574697 申請專利範圍續頁 一沒極解碼器，其藉由輸出一選取信號（D0-D3)而選取 一汲極選取電晶體（TD0-TD3)，用以將位元線連接至一感 應放大器，該位元線連接各記憶單元電晶體之汲極區； 及 一汲極偏壓解碼器（DBD)，其選取一汲極偏壓選取電 晶體（TC0-TC3)以施加一預定電壓至位元線，該拉元線連 接至記憶單元一電晶體之汲極區，及其中 — · 汲極偏壓解碼器（DBD)具有兩群組汲極偏壓選取信號 -轉換電晶體（DD0-DD3，DRO-0R3)，其使用該選取信堯，： :由汲極解碼器輸出之每一還取信號（D0-D3)，作‘一源 極，及 … · ， 汲極偏壓選取電晶體（TC1)，其對應至一記憶單元電晶 體，具有一閘極節點連接至汲極偏壓選取信號轉換電晶 體（DD2，DRO)之汲極，汲極偏壓選取信號轉換電晶-體對 應至位於列方向兩側隔一單元與該一記憶單元電晶體相 鄰的記憶單元電晶體。 10· —種虛擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置之資料讀取 方法，其具有以矩陣形式配置之複數個非揮發性記憶單 元電晶體；複數個字線，用以執行列選取；及複數個位 •元線，用以執行行選取，：ϋ其中一記憶單元電晶體之 源極區及沒極區分別與於二列《方^向在一側鄰近之記憶單元 電晶體之沒極區，及於列·方〜向在另一側鄰近之記憶單元 電晶體之源極區共同形成，且共同形成之源極區及汲極. 區皆分別連接至位元線，該資料讀取方法包括以下步驟： ^/4b97 讀 沒極 至接 加— 汲極 電位 線-，- 取期間，在使 區之位元線進 到一將讀取記 讀取汲極偏壓 區之位元線， 至接到一第二 申清專利範圍續頁 電 日曰 11. 一 種 :之資 發性 及複 元電 之記 之記 極區 括以 該第二 體之列 專屬位 料讀取 記憶單 數個位 晶體之 憶單元 憶單元 及汲極 下步驟 鄰_·^記 方向中 元線虛 方法， 元電晶 元線， 源極區 電晶體 電晶體 區皆分 連接至〜第一鄰近記憶單元電晶體之 浮動狀態時，分別施加一接地電位 悻嚴- "70電晶體源極區之位元線，及施 包乂至接到一將讀取記憶單元電晶體 及同時施加等於讀取汲極偏壓電位之 鄰近記憶單元電晶體汲極區之择元 憶單元電晶體鄰近第一鄰近記憶單元 之另一側。 擬接地類型非揮發性半導體儲存裝置 八具有以i陣形式配置之複數個非揮 植’複數個字線’用以執行列選取； 用以執行行選取；並且其中一記憶單 及沒極區分別與於列方向在一側鄰近 之源極區，及於列方向在另一側鄰近 <沒極區共同形成，且共同形成之源 別連接至位元線，該資料讀取方法包 讀取期間，在使連接至一第一鄰近記憶單元電晶體之 源極區之位元線進入.浮動狀態時，分別施加.一接地電位 至接到一將讀取記憶單元電晶體源極區之位元線，及施 加一讀取汲極偏壓電位至雇到一將讀取記憶單元電晶體 汲極區之位元線，及同時、^於讀取汲極偏壓電位之 電位至接到一第二鄰近單元電晶體汲極區之位元 線，該第二鄰近記憶單元電晶體鄰近.第一鄰近記憶單元 電晶體之列方向中之另一側。 -6 -