WO2015004715A1 - Semiconductor storage device and method for controlling same - Google Patents

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阿部 克巳
吉原 正浩
尚文 安彦
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株式会社 東芝
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    • G11C16/3454Arrangements for verifying correct programming or for detecting overprogrammed cells
    • G11C16/3459Circuits or methods to verify correct programming of nonvolatile memory cells

Definitions

  • Embodiments relate to a semiconductor memory device and a control method thereof.
  • NAND flash memory Semiconductor memory devices such as NAND flash memory are widely known.
  • a semiconductor memory device capable of improving the efficiency of core operation and a control method thereof.
  • a semiconductor memory device is electrically connected to a plurality of memory cells, a plurality of word lines electrically connected to control gates of the plurality of memory cells, and the plurality of memory cells.
  • the device further includes a data cache electrically connected to the bit line, and a controller that controls a write operation to the memory cell. Furthermore, when the cache operation of the data cache is used in the write operation, the device repeats the program operation and the verify operation at a first time period, and does not use the cache operation of the data cache in the write operation. In this case, the program operation and the verify operation are repeated at a period of a second time shorter than the first time.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a core operation and a serial operation of the semiconductor memory device according to the first embodiment. It is a wave form diagram for demonstrating operation
  • FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor memory device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a waveform diagram for explaining in detail the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment. It is a circuit diagram which shows the structure of the semiconductor memory device of 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor memory device of the first embodiment.
  • the semiconductor memory device of FIG. 1 is a NAND flash memory.
  • a storage circuit 9 and a current supply unit 10 are provided.
  • the current supply unit 10 includes a first constant current source 11, a second constant current source 12, a first MOS transistor 13 as an example of a first switch unit, and an example of a second switch unit.
  • the second MOS transistor 14 and the comparator 15 are provided.
  • the memory cell array 1 includes a plurality of NAND cell units 1a arranged in a matrix.
  • Each NAND cell unit 1a includes a plurality of memory cells MC (MC0 to MC31) connected in series to each other, and selection transistors S1 and S2 connected to both ends of these memory cells MC.
  • the control gates of these memory cells MC are electrically connected to different word lines WL (WL0 to WL31), respectively, and the gate electrodes of the selection transistors S1, S2 are selection gate lines SG1, parallel to the word line WL, Each is electrically connected to SG2.
  • a set of a plurality of memory cells MC sharing one word line WL constitutes one page or a plurality of pages.
  • a set of a plurality of NAND cell units 1a sharing the same word line WL and select gate lines SG1 and SG2 constitutes a block BLK serving as a data erasing unit.
  • each NAND cell unit 1a the source of the selection transistor S1 is electrically connected to the common source line CELSRC, and the drain of the selection transistor S2 is electrically connected to the corresponding bit line BL (BL0 to BLj). Has been.
  • the memory cell array 1 includes a plurality of blocks BLK (BLK0 to BLKn) in the extending direction of the bit lines BL.
  • the memory cell array 1 including these blocks BLK is formed in one cell well (CPWELL) of the semiconductor substrate.
  • Each block BLK has a plurality of NAND cell units 1a.
  • the sense amplifier 2 is electrically connected to a plurality of sense amplifiers 2a electrically connected to the corresponding bit line BL, a plurality of sense latches 2b electrically connected to the corresponding sense amplifier 2a, and each sense amplifier 2a. And a switch transistor 2c that operates in response to a BLPRE signal from the controller 6.
  • the sense amplifier 2 forms a page buffer for sensing read data and holding write data.
  • the data cache 3 includes a plurality of data caches 3a electrically connected to the corresponding sense latch 2b. These data caches 3 a are connected to data input / output terminals via the input / output buffer 5. The data cache 3 can temporarily store read data and write data.
  • the row decoder 4 is electrically connected to the word line WL and the select gate lines SG1 and SG2. The row decoder 4 selects and drives the word line WL and the selection gate lines SG1 and SG2 of any block BLK.
  • the input / output buffer 5 exchanges data between the data cache 3 and the data input / output terminal, and receives command data and address data.
  • the controller 6 constitutes a control unit that controls a sequence (for example, write operation, read operation, erase operation, etc.) for the memory cell array 1.
  • the controller 6 receives external control signals such as a write enable signal WEn, a read enable signal REn, an address latch enable signal ALE, a command latch enable signal CLE, and performs overall control of the memory operation.
  • the controller 6 has a command interface (not shown) and an address holding / transfer circuit, and determines whether the supplied data is write data or address data. In accordance with the determination result, write data is transferred to the sense amplifier 2, and address data is transferred to the row decoder 4 and the sense amplifier 2.
  • the controller 6 performs read, write, and erase sequence control and control of applied voltages such as a read voltage, a write voltage, and an erase voltage based on an external control signal.
  • the controller 6 controls the sequence by controlling the sense amplifier 2, the data cache 3, the row decoder 4, the input / output buffer 5, and the voltage control circuit 7.
  • the voltage generation circuit 7 includes a plurality (eight in this example) of boosting circuits 7a and a pulse generation circuit 7b.
  • the booster circuit 7a can be configured by a charge pump circuit.
  • the voltage generation circuit 7 switches the number of boosting circuits 7 a to be driven according to a control signal from the controller 6.
  • the booster circuit 7a controls the pulse generation circuit 7b to adjust the pulse width and pulse height of the pulse voltage for the write operation and the erase operation.
  • the ROM fuse 8 is provided in the ROM fuse area of the memory cell array 1.
  • the data held in the ROM fuse area is written at the time of shipment of the NAND flash memory, for example, and is not erased after shipment. Examples of such data include the pulse width and pulse height (voltage setting data) of the pulse voltage for the write operation and the erase operation, information on the bad block and bad column, and the like.
  • the controller 6 controls the number of boosting circuits 7a to be driven according to the voltage setting data and the like.
  • the ROM fuse 8 is provided in the ROM fuse area of the memory cell array 1.
  • the present invention is not limited to such a configuration.
  • a register may be provided outside the memory cell array 1.
  • the data storage circuit 9 is a rewritable nonvolatile storage circuit for storing various data for memory control.
  • the first and second constant current sources 11 and 12 generate first and second currents I 1 and I 2 , respectively.
  • the first and second MOS transistors 13 and 14 switch whether the first and second currents I 1 and I 2 are allowed to pass or be cut off in accordance with the CACHE signal and the NOCACHE signal from the controller 6, respectively.
  • the CACHE signal and the NOCACHE signal are examples of the first and second control signals, respectively.
  • the comparator 15 compares the voltage VHSA of the wiring for supplying the first and second currents I 1 and I 2 to the sense amplifier 2 and the power supply voltage VDDSA, and the comparison result between the voltage VHSA and the power supply voltage VDDSA. (VHSA detection signal) is output to the controller 6.
  • first and second constant current sources 11 and 12 the first and second MOS transistors 13 and 14, and the comparator 15 will be described later.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a core operation and a serial operation of the semiconductor memory device of the first embodiment.
  • the semiconductor memory device of this embodiment includes a data cache 3 and can perform data transfer between the data cache 3 and the data input / output terminal behind the core operation for the memory cell array 1. Since this data transfer is performed using a serial bus between them, it is called a serial operation. Further, the semiconductor memory device of this embodiment can select whether or not to use the cache operation of the data cache 3 in accordance with a command from the controller 6 or the like.
  • serial operation there is a process of transferring data from the data input / output terminal to the data cache 3 when writing data to the memory cell MC of the memory cell array 1.
  • core operation there is a process of charging the bit line BL for the non-write target memory cell MC when writing data to the memory cell MC of the memory cell array 1.
  • FIG. 2A shows the operation of the semiconductor memory device when the cache operation is used.
  • FIG. 2B shows the operation of the semiconductor memory device when the cache operation is not used.
  • FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor memory device of the comparative example.
  • Fig. 3 (a) shows the core operation when the cache operation is used.
  • FIG. 3A shows a CACHE signal that is set to high when instructing to use a cache operation, and a NOCACHE signal that is set to high when instructing not to use a cache operation. .
  • the CACHE signal is set to high and the NOCACHE signal is set to low.
  • FIG. 3A further shows a voltage V B applied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC and a voltage applied to the word line WL (selected word line) for the memory cell MC.
  • V W and current I flowing into the sense amplifier 2a for the memory cell MC are shown.
  • the ground voltage VSS is applied to the bit line BL connected to the write target memory cell MC during the verify operation.
  • a desired first voltage V B1 is applied to the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC as shown in FIG.
  • the desired second voltage V B2 is applied.
  • the first voltage V B1 and the second voltage V B2 are different voltages.
  • bit line BL connected to the non-write target memory cell MC is charged to increase the voltage V B of the bit line BL to the power supply voltage VDDSA, and then the voltage of the bit line BL. V B is maintained at the power supply voltage VDDSA.
  • a symbol T 1 indicates an execution period of the program operation when the cache operation is used.
  • One cycle period corresponds to a period of one loop of the program operation and the verify operation.
  • a limit value I peak of a peak current during operation is defined.
  • the core operating current I C when charging the bit line BL is one of the factors that cause a large peak current. Therefore, if the core operating current I C is increased for fast charging of the bit line BL, it becomes difficult to limit the current I to the limit value I peak or less. Therefore, in FIG. 3 (a), the core operation current I C at the time of charging the bit line BL (specifically, I peak -I S) relatively small value is limited to.
  • Fig. 3 (b) shows the core operation when the cache operation is not used.
  • a symbol T 2 indicates an execution period of the program operation when the cache operation is not used.
  • the core operating current I C is set to the same value whether or not the cache operation is used, but generally, the period required for charging the bit line BL is equal to the core operating current I C. Proportional to size.
  • the time required for the verify operation does not change whether the cache operation is used or not. Therefore, in this comparative example, the one cycle period t 1 when the cache operation is used and the cache operation are not used.
  • FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment.
  • FIG. 4 (a) shows the core operation when the cache operation is used.
  • FIG. 4B shows the core operation when the cache operation is not used.
  • the core operating current (bit line charging current) I C ′ when the cache operation is not used is set to a value larger than the core operating current I C when the cache operation is used (I C '> I C ).
  • the value of I C ′ is set to I C + I S.
  • the currents I C and I C ′ are examples of first and second currents, respectively.
  • the bit line BL when the cache operation is not used, the bit line BL can be charged in a short period by charging the bit line BL with a large core operating current I C ′. Therefore, in this embodiment, the execution period T 2 of the program operation when the cache operation is not used is shorter than the execution period T 1 of the program operation when the cache operation is used (T 2 ⁇ T 1 ). .
  • the cache operation is used for one cycle period t 2 when the cache operation is not used. This is shorter than the one cycle period t 1 in the case (t 2 ⁇ t 1 ).
  • the one cycle period t 1 when the cache operation is used is an example of the first time
  • the one cycle period t 2 when the cache operation is not used is the example of the second time that is shorter than the first time. is there.
  • the core operation when using the cache operation, not only can the core operation be made efficient by parallelization, but also when the cache operation is not used, the core operation is made efficient by increasing the core operation current. Can be realized.
  • the CACHE signal When using a cache operation, the CACHE signal is set high and the NOCACHE signal is set low. As a result, the first current I 1 from the first constant current source 11 passes through the first MOS transistor 13, and the second current I 2 from the second constant current source 12 is It is cut off by the MOS transistor 14. As a result, the first current I 1 is supplied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC via the sense amplifier 2a. This first current I 1 corresponds to the core operating current I C.
  • the CACHE signal is set to low and the NOCACHE signal is set to high.
  • the first current I 1 from the first constant current source 11 is cut off by the first MOS transistor 13, and the second current I 2 from the second constant current source 12 is Passes through the MOS transistor 14.
  • a second current I 2 that is larger than the first current I 1 is supplied to the bit line BL for the memory cell MC that is not to be written via the sense amplifier 2a.
  • This second current I 2 corresponds to the core operating current I C ′.
  • the current I needs to be limited to the limit value I peak or less as described above. Therefore, in this embodiment, by using constant current sources (first and second constant current sources 13 and 14) as current sources of the first and second currents I 1 and I 2 , the magnitude of the current I is increased. Is limited.
  • the voltage VHSA of the wiring for supplying these currents I 1 and I 2 also rises with the charging of the bit line BL.
  • the comparator 15 compares the voltage VHSA with the power supply voltage VDDSA and outputs the comparison result (VHSA detection signal) to the controller 6. That is, the comparator 15 detects that the voltage VHSA has reached the power supply voltage VDDSA and outputs a detection signal to the controller 6. When receiving this detection signal, the controller 6 performs control to make a transition to the next operation.
  • the current supply unit 10 dynamically selects the core operating currents I C and I C ′ according to whether or not to use the cache operation, and completes charging. Accordingly, the writing process can be shifted to the next sequence.
  • FIG. 5 is a waveform diagram for explaining in detail the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment.
  • FIG. 5 (a) shows a serial operation and a core operation at the time of write processing when using a cache operation.
  • command data CMD In the serial operation when the cache operation is used, command data CMD, address data ADD, write data DATA, and command data 10h indicating that the cache operation is used are transferred from the data input / output terminal to the data cache 3a.
  • the program operation of applying a write voltage V PGM to the selected word line WL, and the verify operation of applying a verify voltage V R to the selected word line WL are alternately performed.
  • the ground voltage VSS is applied to the bit line BL connected to the memory cell MC to be written during the verify operation, and the bit line BL is held at a desired voltage during the verify operation.
  • a desired first voltage V B1 is applied to the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC during the program operation, and during the verify operation.
  • a desired second voltage V B2 is applied.
  • the application process of the first voltage V B1 is executed during the period T 1 , and at this time, the core operating current I C is used for charging the bit line BL.
  • FIG. 5B shows a serial operation and a core operation at the time of write processing when the cache operation is not used.
  • command data CMD In the serial operation when the cache operation is not used, command data CMD, address data ADD, write data DATA, and command data 15h indicating that the cache operation is not used are transferred from the data input / output terminal to the sense latch 2b.
  • the program operation of applying a write voltage V PGM to the selected word line WL, and the verify operation of applying a verify voltage V R to the selected word line WL are alternately performed.
  • the ground voltage VSS is applied to the bit line BL connected to the memory cell MC to be written during the verify operation, and the bit line BL is held at a desired voltage during the verify operation.
  • a desired first voltage V B1 is applied to the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC during the program operation, and during the verify operation.
  • a desired second voltage V B2 is applied.
  • the application process of the first voltage V B1 is executed during the period T 2 , and at this time, the core operating current I C ′ is used for charging the bit line BL.
  • the efficiency of the core operation in the semiconductor memory device including the data cache 3a can be improved.
  • the switching of the core operating currents I C and I C ′ in this embodiment can be applied to core operations other than the bit line charging in the writing process, for example, various core operations in the reading process and the erasing process. Applicable.
  • serial operation example of the present embodiment includes a process of transferring data from the data cache 3 to the data input / output terminal in addition to a process of transferring data from the data input / output terminal to the data cache 3.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor memory device of the second embodiment.
  • MOS transistor 21 is provided.
  • the first and third MOS transistors 13 and 21 are examples of a first switch unit, and the second MOS transistor 14 is an example of a second switch unit.
  • the first constant current source 11 generates the first current I 1 as in the first embodiment.
  • the first and third MOS transistors 13 and 21 are connected in parallel to the first constant current source 11.
  • the first MOS transistor 13 switches whether to pass or block the first current I 1 according to the CACHE signal from the controller 6.
  • the third MOS transistor 21 switches whether the first current I 1 is allowed to pass or cut off in accordance with the NOCACHE signal from the controller 6.
  • the second MOS transistor 14 is connected to the second constant current source 12. The second MOS transistor 14 switches whether to pass or block the third current I 3 according to the NOCACHE signal from the controller 6.
  • the CACHE signal When using a cache operation, the CACHE signal is set high and the NOCACHE signal is set low. As a result, the first current I 1 from the first constant current source 12 is cut off by the third MOS transistor 13, but passes through the first MOS transistor 13. Further, the third current I 3 from the second constant current source 12 is interrupted by the second MOS transistor 14. As a result, the first current I 1 is supplied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC via the sense amplifier 2a. This first current I 1 corresponds to the core operating current I C.
  • the CACHE signal is set to low and the NOCACHE signal is set to high.
  • the first current I 1 from the first constant current source 11 is blocked by the first MOS transistor 13, but passes through the third MOS transistor 21.
  • the second current I 2 from the second constant current source 12 passes through the second MOS transistor 14.
  • the sum of the first current I 1 and the third current I 3 that is, the second current I 2 is applied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC via the sense amplifier 2a. Supplied.
  • This second current I 2 corresponds to the core operating current I C ′.
  • the efficiency of the core operation in the semiconductor memory device including the data cache 3a can be improved.
  • a page unit is a range of a plurality of memory cells MC along one word line WL
  • a block BLK unit is a plurality of NAND cell units 1a arranged in the word line WL direction.
  • the present invention is not limited to this case.
  • each sub-block is composed of a plurality of so-called strings.
  • a plurality of memory cells commonly connected to one word line a plurality of memory cells included in a certain sub-block may be used as a page, and a sub-block may be used as an erase unit.

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Abstract

[Problem] To provide a semiconductor storage device and a method for controlling the semiconductor storage device capable of improving efficiency of core operations. [Solution] The semiconductor storage device according to an embodiment comprises: a plurality of memory cells; a plurality of word lines electrically connected to the control gates of the plurality of memory cells; and a plurality of bit lines electrically connected to the plurality of memory cells. The semiconductor storage device further includes a data cache electrically connected to the bit lines and a controller for controlling writing operation into the memory cells. The semiconductor storage device repeats programming and verification at a first cycle when caching data during the writing operation, while the semiconductor storage device repeats programming and verification at a second cycle shorter than the first cycle when not caching data during the writing operation.

Description

半導体記憶装置およびその制御方法Semiconductor memory device and control method thereof
 実施形態は、半導体記憶装置およびその制御方法に関する。 Embodiments relate to a semiconductor memory device and a control method thereof.
 NANDフラッシュメモリ等の半導体記憶装置が広く知られている。 Semiconductor memory devices such as NAND flash memory are widely known.
特開2001-325796号公報JP 2001-325796 A
 コア動作の効率を向上させることが可能な半導体記憶装置およびその制御方法を提供する。 Provided is a semiconductor memory device capable of improving the efficiency of core operation and a control method thereof.
 一の実施形態によれば、半導体記憶装置は、複数のメモリセルと、前記複数のメモリセルの制御ゲートに電気的に接続された複数のワード線と、前記複数のメモリセルに電気的に接続された複数のビット線とを備える。さらに、前記装置は、前記ビット線に電気的に接続されたデータキャッシュと、前記メモリセルに対する書き込み動作を制御するコントローラとを備える。さらに、前記装置は、前記書き込み動作で前記データキャッシュのキャッシュ動作を使用する場合に、第1時間の周期でプログラム動作とベリファイ動作とを繰り返し、前記書き込み動作で前記データキャッシュのキャッシュ動作を使用しない場合に、前記第1時間よりも短い第2時間の周期で前記プログラム動作と前記ベリファイ動作とを繰り返す。 According to one embodiment, a semiconductor memory device is electrically connected to a plurality of memory cells, a plurality of word lines electrically connected to control gates of the plurality of memory cells, and the plurality of memory cells. A plurality of bit lines. The device further includes a data cache electrically connected to the bit line, and a controller that controls a write operation to the memory cell. Furthermore, when the cache operation of the data cache is used in the write operation, the device repeats the program operation and the verify operation at a first time period, and does not use the cache operation of the data cache in the write operation. In this case, the program operation and the verify operation are repeated at a period of a second time shorter than the first time.
第1実施形態の半導体記憶装置の構造を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment. 第1実施形態の半導体記憶装置のコア動作とシリアル動作について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a core operation and a serial operation of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 比較例の半導体記憶装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the semiconductor memory device of a comparative example. 第1実施形態の半導体記憶装置の動作を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 第1実施形態の半導体記憶装置の動作を詳細に説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining in detail the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment. 第2実施形態の半導体記憶装置の構造を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the semiconductor memory device of 2nd Embodiment.
 以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
 この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。ただし、図面は模式的なものであり、各層の厚みと平面寸法との関係や、ある層の厚みと別の層の厚みとの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。よって、具体的な厚みや寸法は、以下の説明を参照して判断すべきものである。また、異なる図面間においても、互いの寸法の関係や比率が現実と異なる部分が含まれることはもちろんである。 In this description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings. However, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness of each layer and the planar dimensions, the ratio between the thickness of one layer and the thickness of another layer, etc. are different from the actual ones. is there. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined with reference to the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios from the actual drawings are included in different drawings.
 (第1実施形態)
 図1は、第1実施形態の半導体記憶装置の構造を示す回路図である。図1の半導体記憶装置は、NANDフラッシュメモリである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor memory device of the first embodiment. The semiconductor memory device of FIG. 1 is a NAND flash memory.
 図1の半導体記憶装置は、メモリセルアレイ1と、センスアンプ2と、データキャッシュ3と、ロウデコーダ4と、入出力バッファ5と、コントローラ6と、電圧発生回路7と、ROMフューズ8と、データ記憶回路9と、電流供給部10とを備えている。 1 includes a memory cell array 1, a sense amplifier 2, a data cache 3, a row decoder 4, an input / output buffer 5, a controller 6, a voltage generation circuit 7, a ROM fuse 8, and data. A storage circuit 9 and a current supply unit 10 are provided.
 また、電流供給部10は、第1の定電流源11と、第2の定電流源12と、第1のスイッチ部の例である第1のMOSトランジスタ13と、第2のスイッチ部の例である第2のMOSトランジスタ14と、コンパレータ15とを備えている。 The current supply unit 10 includes a first constant current source 11, a second constant current source 12, a first MOS transistor 13 as an example of a first switch unit, and an example of a second switch unit. The second MOS transistor 14 and the comparator 15 are provided.
 メモリセルアレイ1は、マトリクス状に配置された複数のNANDセルユニット1aを備えている。各NANDセルユニット1aは、互いに直列に接続された複数のメモリセルMC(MC0~MC31)と、これらのメモリセルMCの両端に接続された選択トランジスタS1、S2とを備えている。 The memory cell array 1 includes a plurality of NAND cell units 1a arranged in a matrix. Each NAND cell unit 1a includes a plurality of memory cells MC (MC0 to MC31) connected in series to each other, and selection transistors S1 and S2 connected to both ends of these memory cells MC.
 これらのメモリセルMCの制御ゲートは、それぞれ異なるワード線WL(WL0~WL31)に電気的に接続されており、選択トランジスタS1、S2のゲート電極は、ワード線WLと並行する選択ゲート線SG1、SG2にそれぞれ電気的に接続されている。1本のワード線WLを共有する複数のメモリセルMCの集合は、1ページまたは複数のページを構成する。また、同じワード線WLおよび選択ゲート線SG1、SG2を共有する複数のNANDセルユニット1aの集合は、データ消去の単位となるブロックBLKを構成する。 The control gates of these memory cells MC are electrically connected to different word lines WL (WL0 to WL31), respectively, and the gate electrodes of the selection transistors S1, S2 are selection gate lines SG1, parallel to the word line WL, Each is electrically connected to SG2. A set of a plurality of memory cells MC sharing one word line WL constitutes one page or a plurality of pages. A set of a plurality of NAND cell units 1a sharing the same word line WL and select gate lines SG1 and SG2 constitutes a block BLK serving as a data erasing unit.
 各NANDセルユニット1aでは、選択トランジスタS1のソースが、共通のソース線CELSRCに電気的に接続されており、選択トランジスタS2のドレインが、対応するビット線BL(BL0~BLj)に電気的に接続されている。 In each NAND cell unit 1a, the source of the selection transistor S1 is electrically connected to the common source line CELSRC, and the drain of the selection transistor S2 is electrically connected to the corresponding bit line BL (BL0 to BLj). Has been.
 メモリセルアレイ1は、ビット線BLの延伸方向に複数のブロックBLK(BLK0~BLKn)を備えている。これらのブロックBLKを含むメモリセルアレイ1は、半導体基板の1つのセルウェル(CPWELL)内に形成されている。各ブロックBLKは、複数のNANDセルユニット1aを有している。 The memory cell array 1 includes a plurality of blocks BLK (BLK0 to BLKn) in the extending direction of the bit lines BL. The memory cell array 1 including these blocks BLK is formed in one cell well (CPWELL) of the semiconductor substrate. Each block BLK has a plurality of NAND cell units 1a.
 センスアンプ2は、対応するビット線BLに電気的に接続された複数のセンスアンプ2aと、対応するセンスアンプ2aに電気的に接続された複数のセンスラッチ2bと、各センスアンプ2aに電気的に接続され、コントローラ6からのBLPRE信号に応じて動作するスイッチトランジスタ2cとを備えている。センスアンプ2は、読み出しデータをセンスし、書き込みデータを保持するためのページバッファを構成する。 The sense amplifier 2 is electrically connected to a plurality of sense amplifiers 2a electrically connected to the corresponding bit line BL, a plurality of sense latches 2b electrically connected to the corresponding sense amplifier 2a, and each sense amplifier 2a. And a switch transistor 2c that operates in response to a BLPRE signal from the controller 6. The sense amplifier 2 forms a page buffer for sensing read data and holding write data.
 データキャッシュ3は、対応するセンスラッチ2bに電気的に接続された複数のデータキャッシュ3aを備えている。これらのデータキャッシュ3aは、入出力バッファ5を介してデータ入出力端子に接続されている。データキャッシュ3は、読み出しデータや書き込みデータを一時的に保持することができる。 The data cache 3 includes a plurality of data caches 3a electrically connected to the corresponding sense latch 2b. These data caches 3 a are connected to data input / output terminals via the input / output buffer 5. The data cache 3 can temporarily store read data and write data.
 ロウデコーダ4は、ワード線WLおよび選択ゲート線SG1、SG2に電気的に接続されている。ロウデコーダ4は、いずれかのブロックBLKのワード線WLおよび選択ゲート線SG1、SG2を選択して駆動する。 The row decoder 4 is electrically connected to the word line WL and the select gate lines SG1 and SG2. The row decoder 4 selects and drives the word line WL and the selection gate lines SG1 and SG2 of any block BLK.
 入出力バッファ5は、データキャッシュ3とデータ入出力端子との間でのデータ授受を行う他、コマンドデータやアドレスデータを受信する。 The input / output buffer 5 exchanges data between the data cache 3 and the data input / output terminal, and receives command data and address data.
 コントローラ6は、メモリセルアレイ1に対するシーケンス(例えば、書き込み動作、読み出し動作、消去動作等)を制御する制御部を構成する。コントローラ6は例えば、書き込みイネーブル信号WEn、読み出しイネーブル信号REn、アドレスラッチイネーブル信号ALE、コマンドラッチイネーブル信号CLE等の外部制御信号を受信して、メモリ動作の全般の制御を行う。 The controller 6 constitutes a control unit that controls a sequence (for example, write operation, read operation, erase operation, etc.) for the memory cell array 1. For example, the controller 6 receives external control signals such as a write enable signal WEn, a read enable signal REn, an address latch enable signal ALE, a command latch enable signal CLE, and performs overall control of the memory operation.
 具体的には、コントローラ6は、不図示のコマンドインタフェースやアドレス保持/転送回路を有しており、供給されたデータが書き込みデータであるかアドレスデータであるかを判定する。この判定結果に応じて、書き込みデータはセンスアンプ2に転送され、アドレスデータはロウデコーダ4やセンスアンプ2に転送される。コントローラ6は、外部制御信号に基づいて、読み出し、書き込み、消去のシーケンス制御や、読み出し電圧、書き込み電圧、消去電圧等の印加電圧の制御を行う。コントローラ6は、センスアンプ2、データキャッシュ3、ロウデコータ4、入出力バッファ5、電圧制御回路7を制御して、シーケンスの制御を行う。 Specifically, the controller 6 has a command interface (not shown) and an address holding / transfer circuit, and determines whether the supplied data is write data or address data. In accordance with the determination result, write data is transferred to the sense amplifier 2, and address data is transferred to the row decoder 4 and the sense amplifier 2. The controller 6 performs read, write, and erase sequence control and control of applied voltages such as a read voltage, a write voltage, and an erase voltage based on an external control signal. The controller 6 controls the sequence by controlling the sense amplifier 2, the data cache 3, the row decoder 4, the input / output buffer 5, and the voltage control circuit 7.
 電圧発生回路7は、複数(ここでは8個)の昇圧回路7aと、パルス発生回路7bとを備えている。昇圧回路7aは、チャージポンプ回路により構成可能である。電圧発生回路7は、コントローラ6からの制御信号に応じて、駆動する昇圧回路7aの個数を切り替える。昇圧回路7aは、パルス発生回路7bを制御して、書き込み動作や消去動作用のパルス電圧のパルス幅やパルス高さを調整する。 The voltage generation circuit 7 includes a plurality (eight in this example) of boosting circuits 7a and a pulse generation circuit 7b. The booster circuit 7a can be configured by a charge pump circuit. The voltage generation circuit 7 switches the number of boosting circuits 7 a to be driven according to a control signal from the controller 6. The booster circuit 7a controls the pulse generation circuit 7b to adjust the pulse width and pulse height of the pulse voltage for the write operation and the erase operation.
 ROMフューズ8は、メモリセルアレイ1のROMフューズ領域に設けられている。ROMフューズ領域に保持されるデータは例えば、NANDフラッシュメモリの出荷時に書き込まれ、出荷後は消去されない。このようなデータの例としては、書き込み動作や消去動作用のパルス電圧のパルス幅やパルス高さ(電圧設定データ)や、バッドブロックやバッドカラムに関する情報等が挙げられる。電源投入後に、コントローラ6は、この電圧設定データ等に従って、駆動する昇圧回路7aの個数を制御する。本実施形態では、ROMフューズ8がメモリセルアレイ1のROMフューズ領域に設けられているが、このような構成に限定されることはなく、例えば、メモリセルアレイ1の外部にレジスタを設けてもよい。 The ROM fuse 8 is provided in the ROM fuse area of the memory cell array 1. The data held in the ROM fuse area is written at the time of shipment of the NAND flash memory, for example, and is not erased after shipment. Examples of such data include the pulse width and pulse height (voltage setting data) of the pulse voltage for the write operation and the erase operation, information on the bad block and bad column, and the like. After the power is turned on, the controller 6 controls the number of boosting circuits 7a to be driven according to the voltage setting data and the like. In the present embodiment, the ROM fuse 8 is provided in the ROM fuse area of the memory cell array 1. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, a register may be provided outside the memory cell array 1.
 データ記憶回路9は、メモリ制御用の種々のデータを保存しておくための書き換え可能な不揮発性記憶回路である。 The data storage circuit 9 is a rewritable nonvolatile storage circuit for storing various data for memory control.
 第1、第2の定電流源11、12はそれぞれ、第1、第2の電流I1、I2を生成する。また、第1、第2のMOSトランジスタ13、14はそれぞれ、コントローラ6からのCACHE信号、NOCACHE信号に応じて、第1、第2の電流I1、I2を通過させるか遮断するかを切り替える。CACHE信号、NOCACHE信号はそれぞれ、第1、第2の制御信号の例である。また、コンパレータ15は、第1、第2の電流I1、I2をセンスアンプ2に供給するための配線の電圧VHSAと電源電圧VDDSAとを比較し、電圧VHSAと電源電圧VDDSAとの比較結果(VHSA検出信号)をコントローラ6に出力する。 The first and second constant current sources 11 and 12 generate first and second currents I 1 and I 2 , respectively. The first and second MOS transistors 13 and 14 switch whether the first and second currents I 1 and I 2 are allowed to pass or be cut off in accordance with the CACHE signal and the NOCACHE signal from the controller 6, respectively. . The CACHE signal and the NOCACHE signal are examples of the first and second control signals, respectively. The comparator 15 compares the voltage VHSA of the wiring for supplying the first and second currents I 1 and I 2 to the sense amplifier 2 and the power supply voltage VDDSA, and the comparison result between the voltage VHSA and the power supply voltage VDDSA. (VHSA detection signal) is output to the controller 6.
 第1、第2の定電流源11、12、第1、第2のMOSトランジスタ13、14、コンパレータ15の詳細については後述する。 Details of the first and second constant current sources 11 and 12, the first and second MOS transistors 13 and 14, and the comparator 15 will be described later.
 (1)第1実施形態の半導体記憶装置の動作
 図2は、第1実施形態の半導体記憶装置のコア動作とシリアル動作について説明するための図である。
(1) Operation of Semiconductor Memory Device of First Embodiment FIG. 2 is a diagram for explaining a core operation and a serial operation of the semiconductor memory device of the first embodiment.
 本実施形態の半導体記憶装置は、データキャッシュ3を備えており、メモリセルアレイ1に対するコア動作の裏で、データキャッシュ3とデータ入出力端子との間でのデータ転送を行うことができる。このデータ転送は、これらの間のシリアルバスを利用して行われることから、シリアル動作と呼ばれる。また、本実施形態の半導体記憶装置は、コントローラ6からのコマンド等に応じて、データキャッシュ3のキャッシュ動作を使用するか否かを選択することができる。 The semiconductor memory device of this embodiment includes a data cache 3 and can perform data transfer between the data cache 3 and the data input / output terminal behind the core operation for the memory cell array 1. Since this data transfer is performed using a serial bus between them, it is called a serial operation. Further, the semiconductor memory device of this embodiment can select whether or not to use the cache operation of the data cache 3 in accordance with a command from the controller 6 or the like.
 シリアル動作の例としては、メモリセルアレイ1のメモリセルMCにデータを書き込む際に、データ入出力端子からデータキャッシュ3にデータを転送する処理が挙げられる。また、コア動作の例としては、メモリセルアレイ1のメモリセルMCにデータを書き込む際に、非書き込み対象のメモリセルMC用のビット線BLを充電する処理が挙げられる。以下、本実施形態のシリアル動作およびコア動作を、これらの例を題材として説明する。 As an example of the serial operation, there is a process of transferring data from the data input / output terminal to the data cache 3 when writing data to the memory cell MC of the memory cell array 1. Further, as an example of the core operation, there is a process of charging the bit line BL for the non-write target memory cell MC when writing data to the memory cell MC of the memory cell array 1. Hereinafter, the serial operation and the core operation of the present embodiment will be described using these examples as subjects.
 図2(a)は、キャッシュ動作を使用する場合の半導体記憶装置の動作を示す。 FIG. 2A shows the operation of the semiconductor memory device when the cache operation is used.
 図2(a)では、データ入出力端子からデータキャッシュ3aにデータを転送するシリアル動作1が終了して、データキャッシュ3aからセンスラッチ2bにデータが転送されると、データキャッシュ3aとセンスラッチ2bとが切り離される。その結果、データキャッシュ3aが空いて、データキャッシュ3aを自由に使えるようになる。よって、センスラッチ2bとメモリセルアレイ1との間でのコア動作1の裏で、次のシリアル動作2を行うことができる。このように、キャッシュ動作を使用する場合には、シリアル動作とコア動作が並列的に実行される。 In FIG. 2A, when the serial operation 1 for transferring data from the data input / output terminal to the data cache 3a is completed and data is transferred from the data cache 3a to the sense latch 2b, the data cache 3a and the sense latch 2b are transferred. And are separated. As a result, the data cache 3a becomes free and the data cache 3a can be used freely. Therefore, the next serial operation 2 can be performed behind the core operation 1 between the sense latch 2 b and the memory cell array 1. As described above, when the cache operation is used, the serial operation and the core operation are executed in parallel.
 図2(b)は、キャッシュ動作を使用しない場合の半導体記憶装置の動作を示す。 FIG. 2B shows the operation of the semiconductor memory device when the cache operation is not used.
 図2(b)では、シリアル動作1が終了すると、コア動作1が開始される。さらに、コア動作1が終了すると、次のシリアル動作2が開始される。このように、キャッシュ動作を使用しない場合には、シリアル動作とコア動作が交互に行われる。 In FIG. 2B, when the serial operation 1 is completed, the core operation 1 is started. Further, when the core operation 1 is finished, the next serial operation 2 is started. As described above, when the cache operation is not used, the serial operation and the core operation are alternately performed.
 なお、図2(b)の各コア動作の実行期間は、図2(a)の各コア動作の実行期間よりも短く設定されている。この理由については後述する。 It should be noted that the execution period of each core operation in FIG. 2B is set shorter than the execution period of each core operation in FIG. The reason for this will be described later.
 (2)第1実施形態と比較例との比較
 次に、図3と図4を参照し、第1実施形態の半導体記憶装置の動作と、比較例の半導体記憶装置の動作とを比較する。なお、説明の便宜上、第1実施形態の説明と同様に、比較例の説明でも、図1の参照符号を使用する。
(2) Comparison between the First Embodiment and the Comparative Example Next, referring to FIGS. 3 and 4, the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment and the operation of the semiconductor memory device of the comparative example are compared. For convenience of explanation, the reference numerals in FIG. 1 are used in the explanation of the comparative example as in the explanation of the first embodiment.
 図3は、比較例の半導体記憶装置の動作を説明するための波形図である。 FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor memory device of the comparative example.
 図3(a)は、キャッシュ動作を使用する場合のコア動作を示している。 Fig. 3 (a) shows the core operation when the cache operation is used.
 図3(a)は、キャッシュ動作を使用することを指示する場合にhighに設定されるCACHE信号と、キャッシュ動作を使用しないことを指示する場合にhighに設定されるNOCACHE信号とを示している。図3(a)では、CACHE信号がhighに設定され、NOCACHE信号がlowに設定されている。 FIG. 3A shows a CACHE signal that is set to high when instructing to use a cache operation, and a NOCACHE signal that is set to high when instructing not to use a cache operation. . In FIG. 3A, the CACHE signal is set to high and the NOCACHE signal is set to low.
 図3(a)はさらに、非書き込み対象のメモリセルMC用のビット線BLに印加される電圧VBと、このメモリセルMC用のワード線WL(選択されたワード線)に印加される電圧VWと、このメモリセルMC用のセンスアンプ2aに流れ込む電流Iとを示している。 FIG. 3A further shows a voltage V B applied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC and a voltage applied to the word line WL (selected word line) for the memory cell MC. V W and current I flowing into the sense amplifier 2a for the memory cell MC are shown.
 図3(a)に示すように、メモリセルMCにデータを書き込む場合、選択されたワード線WLに書き込み電圧VPGMを印加するプログラム動作と、選択されたワード線WLに確認電圧VRを印加するベリファイ動作とを、メモリセルMCの閾値電圧が所望の電圧になるまで繰り返す。 As shown in FIG. 3 (a), applied when the program operation of applying a write voltage V PGM to the selected word line WL, a check voltage V R to the selected word line WL for writing data into the memory cell MC The verify operation is repeated until the threshold voltage of the memory cell MC reaches a desired voltage.
 また、書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLは、ベリファイ動作のときに例えば接地電圧VSSが印加される。 Further, for example, the ground voltage VSS is applied to the bit line BL connected to the write target memory cell MC during the verify operation.
 他方で、非書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLは、図3(a)に示すように、プログラム動作のときに例えば所望の第1の電圧VB1が印加され、ベリファイ動作のときに例えば所望の第2の電圧VB2が印加される。図3(a)に示すように、第1の電圧VB1と第2の電圧VB2は異なる電圧となる。 On the other hand, for example, a desired first voltage V B1 is applied to the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC as shown in FIG. Sometimes, for example, the desired second voltage V B2 is applied. As shown in FIG. 3A, the first voltage V B1 and the second voltage V B2 are different voltages.
 プログラム動作の際には、非書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLを充電して、このビット線BLの電圧VBを電源電圧VDDSAまで上昇させ、その後、このビット線BLの電圧VBを電源電圧VDDSAに維持する。符号T1は、キャッシュ動作を使用する場合における、プログラム動作の実行期間を示す。 In the program operation, the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC is charged to increase the voltage V B of the bit line BL to the power supply voltage VDDSA, and then the voltage of the bit line BL. V B is maintained at the power supply voltage VDDSA. A symbol T 1 indicates an execution period of the program operation when the cache operation is used.
 なお、書き込み電圧VPRGの1回の立ち上がりから次の立ち上がりまでの期間は、書き込み動作の1サイクル期間に一致する。1サイクル期間は、プログラム動作およびベリファイ動作の1ループ分の期間に相当する。 Note that the period from one rise of the write voltage V PRG to the next rise coincides with one cycle period of the write operation. One cycle period corresponds to a period of one loop of the program operation and the verify operation.
 図3(a)では、キャッシュ動作が使用されているため、シリアル動作とコア動作が並列的に実行される。そのため、コア動作中のセンスアンプ2aには、キャッシュ動作により生じるシリアル動作電流ISが流れ込む。また、ビット線BLを充電する際には、コア動作電流ICとして、大きなビット線充電電流が発生する。よって、コア動作中のセンスアンプ2aには、ビット線BLの充電中に大きな電流IS+ICが流れ込む。 In FIG. 3A, since the cache operation is used, the serial operation and the core operation are executed in parallel. Therefore, the sense amplifier 2a in the core operation, serial operation current I S flows caused by the cache operation. Further, when the bit line BL is charged, a large bit line charging current is generated as the core operating current I C. Therefore, a large current I S + I C flows into the sense amplifier 2a during the core operation while the bit line BL is being charged.
 一般に、NANDフラッシュメモリ等の半導体記憶装置では、動作中のピーク電流の制限値Ipeakが規定されている。一方、ビット線BLを充電する際のコア動作電流ICは、大きなピーク電流を生む要因の1つとなっている。よって、ビット線BLの高速充電等のためにコア動作電流ICを増大させると、電流Iを制限値Ipeak以下に制限することが難しくなる。そのため、図3(a)では、ビット線BLを充電する際のコア動作電流ICが、比較的小さい値(具体的には、Ipeak-IS)に制限されている。 In general, in a semiconductor memory device such as a NAND flash memory, a limit value I peak of a peak current during operation is defined. On the other hand, the core operating current I C when charging the bit line BL is one of the factors that cause a large peak current. Therefore, if the core operating current I C is increased for fast charging of the bit line BL, it becomes difficult to limit the current I to the limit value I peak or less. Therefore, in FIG. 3 (a), the core operation current I C at the time of charging the bit line BL (specifically, I peak -I S) relatively small value is limited to.
 図3(b)は、キャッシュ動作を使用しない場合のコア動作を示している。 Fig. 3 (b) shows the core operation when the cache operation is not used.
 図3(b)では、キャッシュ動作が使用されていないため、コア動作中にシリアル動作は実行されない。よって、コア動作中のセンスアンプ2aには、コア動作電流ICのみが流れ込む。よって、電流Iと制限値Ipeakとの間には大きな差があり、制限値Ipeakに対して余裕のある状態でコア動作が行われる。 In FIG. 3B, since the cache operation is not used, the serial operation is not executed during the core operation. Therefore, only the core operating current I C flows into the sense amplifier 2a during the core operation. Therefore, there is a large difference between the current I and the limit value Ipeak, and the core operation is performed in a state where there is a margin with respect to the limit value Ipeak .
 符号T2は、キャッシュ動作を使用しない場合における、プログラム動作の実行期間を示す。本比較例では、キャッシュ動作を使用する場合も使用しない場合も、コア動作電流ICは同じ値に設定されているが、一般に、ビット線BLの充電に要する期間は、コア動作電流ICの大きさに比例する。 A symbol T 2 indicates an execution period of the program operation when the cache operation is not used. In this comparative example, the core operating current I C is set to the same value whether or not the cache operation is used, but generally, the period required for charging the bit line BL is equal to the core operating current I C. Proportional to size.
 よって、本比較例では、キャッシュ動作を使用する場合におけるプログラム動作の実行期間T1と、キャッシュ動作を使用しない場合におけるプログラム動作の実行期間T2が、実質的に等しく(すなわち、同程度)になっている(T1=T2)。 Therefore, in this comparative example, the execution period T 1 of the program operation when the cache operation is used and the execution period T 2 of the program operation when the cache operation is not used are substantially equal (that is, about the same). (T 1 = T 2 ).
 また、ベリファイ動作にかかる時間は、キャッシュ動作を使用する場合にも使用しない場合にも変わらないため、本比較例では、キャッシュ動作を使用する場合における1サイクル期間t1と、キャッシュ動作を使用しない場合における1サイクル期間t2は、実質的に等しく(すなわち、同程度)になっている(t1=t2)。 Further, the time required for the verify operation does not change whether the cache operation is used or not. Therefore, in this comparative example, the one cycle period t 1 when the cache operation is used and the cache operation are not used. The one cycle period t 2 in the case is substantially equal (ie, comparable) (t 1 = t 2 ).
 図4は、第1実施形態の半導体記憶装置の動作を説明するための波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment.
 図4(a)は、キャッシュ動作を使用する場合のコア動作を示している。 FIG. 4 (a) shows the core operation when the cache operation is used.
 図4(a)では、キャッシュ動作が使用されているため、シリアル動作とコア動作が並列的に実行される。そのため、コア動作中のセンスアンプ2aには、キャッシュ動作により生じるシリアル動作電流ISが流れ込む。また、ビット線BLを充電する際には、コア動作電流ICとして、大きなビット線充電電流が発生する。よって、コア動作中のセンスアンプ2aには、ビット線BLの充電中に大きな電流IS+ICが流れ込む。 In FIG. 4A, since the cache operation is used, the serial operation and the core operation are executed in parallel. Therefore, the sense amplifier 2a in the core operation, serial operation current I S flows caused by the cache operation. Further, when the bit line BL is charged, a large bit line charging current is generated as the core operating current I C. Therefore, a large current I S + I C flows into the sense amplifier 2a during the core operation while the bit line BL is being charged.
 図4(b)は、キャッシュ動作を使用しない場合のコア動作を示している。 FIG. 4B shows the core operation when the cache operation is not used.
 図4(b)では、キャッシュ動作が使用されていないため、コア動作中にシリアル動作は実行されない。よって、コア動作中のセンスアンプ2aには、コア動作電流のみが流れ込む。 In FIG. 4B, since the cache operation is not used, the serial operation is not executed during the core operation. Therefore, only the core operating current flows into the sense amplifier 2a during the core operation.
 ただし、本実施形態では、キャッシュ動作を使用しない場合のコア動作電流(ビット線充電電流)IC’を、キャッシュ動作を使用する場合のコア動作電流ICよりも大きい値に設定する(IC’>IC)。具体的には、IC’の値を、IC+ISに設定する。電流IC、IC’はそれぞれ、第1、第2の電流の例である。 However, in this embodiment, the core operating current (bit line charging current) I C ′ when the cache operation is not used is set to a value larger than the core operating current I C when the cache operation is used (I C '> I C ). Specifically, the value of I C ′ is set to I C + I S. The currents I C and I C ′ are examples of first and second currents, respectively.
 よって、本実施形態によれば、キャッシュ動作を使用しない場合に、大きなコア動作電流IC’でビット線BLを充電することにより、ビット線BLを短期間で充電することが可能となる。よって、本実施形態では、キャッシュ動作を使用しない場合におけるプログラム動作の実行期間T2が、キャッシュ動作を使用する場合におけるプログラム動作の実行期間T1よりも短縮されている(T2<T1)。 Therefore, according to the present embodiment, when the cache operation is not used, the bit line BL can be charged in a short period by charging the bit line BL with a large core operating current I C ′. Therefore, in this embodiment, the execution period T 2 of the program operation when the cache operation is not used is shorter than the execution period T 1 of the program operation when the cache operation is used (T 2 <T 1 ). .
 また、ベリファイ動作にかかる時間は、キャッシュ動作を使用する場合にも使用しない場合にも変わらないため、本実施形態では、キャッシュ動作を使用しない場合における1サイクル期間t2が、キャッシュ動作を使用する場合における1サイクル期間t1よりも短縮されている(t2<t1)。なお、キャッシュ動作を使用する場合における1サイクル期間t1は、第1時間の例であり、キャッシュ動作を使用しない場合における1サイクル期間t2は、第1時間よりも短い第2時間の例である。 In addition, since the time required for the verify operation does not change whether the cache operation is used or not, in this embodiment, the cache operation is used for one cycle period t 2 when the cache operation is not used. This is shorter than the one cycle period t 1 in the case (t 2 <t 1 ). The one cycle period t 1 when the cache operation is used is an example of the first time, and the one cycle period t 2 when the cache operation is not used is the example of the second time that is shorter than the first time. is there.
 このように、本実施形態によれば、キャッシュ動作を使用する場合に、並列化によりコア動作を効率化できるだけでなく、キャッシュ動作を使用しない場合にも、コア動作電流の増大によりコア動作を効率化することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, when using the cache operation, not only can the core operation be made efficient by parallelization, but also when the cache operation is not used, the core operation is made efficient by increasing the core operation current. Can be realized.
 (3)電流供給部10の構造
 次に、再び図1を参照し、図4(a)および図4(b)のコア動作を実行可能な半導体記憶装置の構造について説明する。具体的には、電流供給部10の構造について説明する。
(3) Structure of Current Supply Unit 10 Next, referring to FIG. 1 again, the structure of a semiconductor memory device capable of performing the core operation of FIGS. 4A and 4B will be described. Specifically, the structure of the current supply unit 10 will be described.
 キャッシュ動作を使用する場合には、CACHE信号がhighに設定され、NOCACHE信号がlowに設定される。その結果、第1の定電流源11からの第1の電流I1は、第1のMOSトランジスタ13を通過し、第2の定電流源12からの第2の電流I2は、第2のMOSトランジスタ14により遮断される。その結果、第1の電流I1が、センスアンプ2aを介して、非書き込み対象のメモリセルMC用のビット線BLに供給される。この第1の電流I1が、コア動作電流ICに相当する。 When using a cache operation, the CACHE signal is set high and the NOCACHE signal is set low. As a result, the first current I 1 from the first constant current source 11 passes through the first MOS transistor 13, and the second current I 2 from the second constant current source 12 is It is cut off by the MOS transistor 14. As a result, the first current I 1 is supplied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC via the sense amplifier 2a. This first current I 1 corresponds to the core operating current I C.
 一方、キャッシュ動作を使用しない場合には、CACHE信号がlowに設定され、NOCACHE信号がhighに設定される。その結果、第1の定電流源11からの第1の電流I1は、第1のMOSトランジスタ13により遮断され、第2の定電流源12からの第2の電流I2は、第2のMOSトランジスタ14を通過する。その結果、第1の電流I1よりも大きい第2の電流I2が、センスアンプ2aを介して、非書き込み対象のメモリセルMC用のビット線BLに供給される。この第2の電流I2が、コア動作電流IC’に相当する。 On the other hand, when the cache operation is not used, the CACHE signal is set to low and the NOCACHE signal is set to high. As a result, the first current I 1 from the first constant current source 11 is cut off by the first MOS transistor 13, and the second current I 2 from the second constant current source 12 is Passes through the MOS transistor 14. As a result, a second current I 2 that is larger than the first current I 1 is supplied to the bit line BL for the memory cell MC that is not to be written via the sense amplifier 2a. This second current I 2 corresponds to the core operating current I C ′.
 なお、電流Iは、上述のように、制限値Ipeak以下に制限する必要がある。よって、本実施形態では、第1、第2の電流I1、I2の電流源として定電流源(第1、第2の定電流源13、14)を使用することにより、電流Iの大きさを制限している。 Note that the current I needs to be limited to the limit value I peak or less as described above. Therefore, in this embodiment, by using constant current sources (first and second constant current sources 13 and 14) as current sources of the first and second currents I 1 and I 2 , the magnitude of the current I is increased. Is limited.
 ビット線BLに第1または第2の電流I1、I2が供給され始めると、ビット線BLの充電に伴い、これらの電流I1、I2を供給するための配線の電圧VHSAも上昇していく。コンパレータ15は、この電圧VHSAと電源電圧VDDSAとを比較し、これらの比較結果(VHSA検出信号)をコントローラ6に出力する。即ち、コンパレータ15は、電圧VHSAが電源電圧VDDSAに到達したことを検出し、その検出信号をコントローラ6に出力する。コントローラ6は、この検出信号を受信すると、次の動作に遷移する制御を行う。 When the first or second current I 1 or I 2 starts to be supplied to the bit line BL, the voltage VHSA of the wiring for supplying these currents I 1 and I 2 also rises with the charging of the bit line BL. To go. The comparator 15 compares the voltage VHSA with the power supply voltage VDDSA and outputs the comparison result (VHSA detection signal) to the controller 6. That is, the comparator 15 detects that the voltage VHSA has reached the power supply voltage VDDSA and outputs a detection signal to the controller 6. When receiving this detection signal, the controller 6 performs control to make a transition to the next operation.
 本実施形態の半導体記憶装置は、このような電流供給部10により、キャッシュ動作を使用するか否かに応じてコア動作電流IC、IC’を動的に選択することや、充電の完了に伴い書き込み処理を次のシーケンスに遷移させることができる。 In the semiconductor memory device of this embodiment, the current supply unit 10 dynamically selects the core operating currents I C and I C ′ according to whether or not to use the cache operation, and completes charging. Accordingly, the writing process can be shifted to the next sequence.
 (4)第1実施形態の半導体記憶装置の動作の詳細
 図5は、第1実施形態の半導体記憶装置の動作を詳細に説明するための波形図である。
(4) Details of Operation of Semiconductor Memory Device of First Embodiment FIG. 5 is a waveform diagram for explaining in detail the operation of the semiconductor memory device of the first embodiment.
 図5(a)は、キャッシュ動作を使用する場合の書き込み処理時のシリアル動作およびコア動作を示している。 FIG. 5 (a) shows a serial operation and a core operation at the time of write processing when using a cache operation.
 キャッシュ動作を使用する場合のシリアル動作では、コマンドデータCMD、アドレスデータADD、書き込みデータDATAや、キャッシュ動作を使用することを示すコマンドデータ10hが、データ入出力端子からデータキャッシュ3aに転送される。 In the serial operation when the cache operation is used, command data CMD, address data ADD, write data DATA, and command data 10h indicating that the cache operation is used are transferred from the data input / output terminal to the data cache 3a.
 次に、BUSY信号がhighからlowに変更されると、データキャッシュ3a内のデータがデータラッチ2bに転送された後、このデータに関するコア動作が開始される。 Next, when the BUSY signal is changed from high to low, after the data in the data cache 3a is transferred to the data latch 2b, the core operation relating to this data is started.
 具体的には、選択されたワード線WLに書き込み電圧VPGMを印加するプログラム動作と、選択されたワード線WLに確認電圧VRを印加するベリファイ動作とが交互に行われる。 Specifically, the program operation of applying a write voltage V PGM to the selected word line WL, and the verify operation of applying a verify voltage V R to the selected word line WL are alternately performed.
 このとき、書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLは、ベリファイ動作のときに例えば接地電圧VSSが印加され、ベリファイ動作のときに所望の電圧に保持される。 At this time, for example, the ground voltage VSS is applied to the bit line BL connected to the memory cell MC to be written during the verify operation, and the bit line BL is held at a desired voltage during the verify operation.
 また、非書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLは、図5(a)に示すように、プログラム動作のときに例えば所望の第1の電圧VB1が印加され、ベリファイ動作のときに例えば所望の第2の電圧VB2が印加される。 Further, as shown in FIG. 5A, for example, a desired first voltage V B1 is applied to the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC during the program operation, and during the verify operation. For example, a desired second voltage V B2 is applied.
 第1の電圧VB1の印加処理は期間T1の間実行され、この際、ビット線BLの充電用にコア動作電流ICが使用される。 The application process of the first voltage V B1 is executed during the period T 1 , and at this time, the core operating current I C is used for charging the bit line BL.
 図5(b)は、キャッシュ動作を使用しない場合の書き込み処理時のシリアル動作およびコア動作を示している。 FIG. 5B shows a serial operation and a core operation at the time of write processing when the cache operation is not used.
 キャッシュ動作を使用しない場合のシリアル動作では、コマンドデータCMD、アドレスデータADD、書き込みデータDATAや、キャッシュ動作を使用しないことを示すコマンドデータ15hが、データ入出力端子からセンスラッチ2bに転送される。 In the serial operation when the cache operation is not used, command data CMD, address data ADD, write data DATA, and command data 15h indicating that the cache operation is not used are transferred from the data input / output terminal to the sense latch 2b.
 次に、BUSY信号がhighからlowに変更されると、データラッチ2b内のデータに関するコア動作が開始される。 Next, when the BUSY signal is changed from high to low, the core operation relating to the data in the data latch 2b is started.
 具体的には、選択されたワード線WLに書き込み電圧VPGMを印加するプログラム動作と、選択されたワード線WLに確認電圧VRを印加するベリファイ動作とが交互に行われる。 Specifically, the program operation of applying a write voltage V PGM to the selected word line WL, and the verify operation of applying a verify voltage V R to the selected word line WL are alternately performed.
 このとき、書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLは、ベリファイ動作のときに例えば接地電圧VSSが印加され、ベリファイ動作のときに所望の電圧に保持される。 At this time, for example, the ground voltage VSS is applied to the bit line BL connected to the memory cell MC to be written during the verify operation, and the bit line BL is held at a desired voltage during the verify operation.
 また、非書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLは、図5(b)に示すように、プログラム動作のときに例えば所望の第1の電圧VB1が印加され、ベリファイ動作のときに例えば所望の第2の電圧VB2が印加される。 Further, as shown in FIG. 5B, for example, a desired first voltage V B1 is applied to the bit line BL connected to the non-write target memory cell MC during the program operation, and during the verify operation. For example, a desired second voltage V B2 is applied.
 第1の電圧VB1の印加処理は期間T2の間実行され、この際、ビット線BLの充電用にコア動作電流IC’が使用される。 The application process of the first voltage V B1 is executed during the period T 2 , and at this time, the core operating current I C ′ is used for charging the bit line BL.
 本実施形態によれば、キャッシュ動作を使用しない場合に、コア動作電流をICからIC’に増大させることにより、プログラム動作の実行期間をT1からT2に短縮し、さらには、書き込み動作の1サイクル期間(繰り返し周期)をt1からt2に短縮し、コア動作の実行期間を短縮することが可能となる。 According to this embodiment, in the case of not using the cache operation, shorten the core operation current by increasing the I C 'from I C, the execution time of a program operation from T 1 to T 2, further, writing One cycle period (repetition period) of the operation can be shortened from t 1 to t 2 , thereby shortening the execution period of the core operation.
 以上のように、本実施形態によれば、データキャッシュ3aを備える半導体記憶装置におけるコア動作の効率を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the efficiency of the core operation in the semiconductor memory device including the data cache 3a can be improved.
 なお、本実施形態におけるコア動作電流IC、IC’の切り替えは、書き込み処理におけるビット線充電以外のコア動作にも適用可能であり、例えば、読み出し処理や消去処理における種々のコア動作にも適用可能である。 Note that the switching of the core operating currents I C and I C ′ in this embodiment can be applied to core operations other than the bit line charging in the writing process, for example, various core operations in the reading process and the erasing process. Applicable.
 また、本実施形態のシリアル動作の例には、データ入出力端子からデータキャッシュ3にデータを転送する処理の他、データキャッシュ3からデータ入出力端子にデータを転送する処理なども含まれる。 In addition, the serial operation example of the present embodiment includes a process of transferring data from the data cache 3 to the data input / output terminal in addition to a process of transferring data from the data input / output terminal to the data cache 3.
 (第2実施形態)
 図6は、第2実施形態の半導体記憶装置の構造を示す回路図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor memory device of the second embodiment.
 図6の電流供給部10は、第1の定電流源11と、第2の定電流源12と、第1のMOSトランジスタ13と、第2のMOSトランジスタ14と、コンパレータ15と、第3のMOSトランジスタ21とを備えている。第1および第3のMOSトランジスタ13、21は、第1のスイッチ部の例であり、第2のMOSトランジスタ14は、第2のスイッチ部の例である。 6 includes a first constant current source 11, a second constant current source 12, a first MOS transistor 13, a second MOS transistor 14, a comparator 15, and a third constant current source 11. MOS transistor 21 is provided. The first and third MOS transistors 13 and 21 are examples of a first switch unit, and the second MOS transistor 14 is an example of a second switch unit.
 第1の定電流源11は、第1実施形態と同様、第1の電流I1を生成する。一方、第2の定電流源12は、第1実施形態とは異なり、第1の電流I1と第2の電流I2との差に相当する第3の電流I3(=I2-I1)を生成する。 The first constant current source 11 generates the first current I 1 as in the first embodiment. On the other hand, unlike the first embodiment, the second constant current source 12 has a third current I 3 (= I 2 −I) corresponding to the difference between the first current I 1 and the second current I 2. 1 ) Generate.
 第1、第3のMOSトランジスタ13、21は、第1の定電流源11に並列に接続されている。第1のMOSトランジスタ13は、コントローラ6からのCACHE信号に応じて、第1の電流I1を通過させるか遮断するかを切り替える。また、第3のMOSトランジスタ21は、コントローラ6からのNOCACHE信号に応じて、第1の電流I1を通過させるか遮断するかを切り替える。 The first and third MOS transistors 13 and 21 are connected in parallel to the first constant current source 11. The first MOS transistor 13 switches whether to pass or block the first current I 1 according to the CACHE signal from the controller 6. The third MOS transistor 21 switches whether the first current I 1 is allowed to pass or cut off in accordance with the NOCACHE signal from the controller 6.
 第2のMOSトランジスタ14は、第2の定電流源12に接続されている。第2のMOSトランジスタ14は、コントローラ6からのNOCACHE信号に応じて、第3の電流I3を通過させるか遮断するかを切り替える。 The second MOS transistor 14 is connected to the second constant current source 12. The second MOS transistor 14 switches whether to pass or block the third current I 3 according to the NOCACHE signal from the controller 6.
 キャッシュ動作を使用する場合には、CACHE信号がhighに設定され、NOCACHE信号がlowに設定される。その結果、第1の定電流源12からの第1の電流I1は、第3のMOSトランジスタ13により遮断されるが、第1のMOSトランジスタ13は通過する。また、第2の定電流源12からの第3の電流I3は、第2のMOSトランジスタ14により遮断される。その結果、第1の電流I1が、センスアンプ2aを介して、非書き込み対象のメモリセルMC用のビット線BLに供給される。この第1の電流I1が、コア動作電流ICに相当する。 When using a cache operation, the CACHE signal is set high and the NOCACHE signal is set low. As a result, the first current I 1 from the first constant current source 12 is cut off by the third MOS transistor 13, but passes through the first MOS transistor 13. Further, the third current I 3 from the second constant current source 12 is interrupted by the second MOS transistor 14. As a result, the first current I 1 is supplied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC via the sense amplifier 2a. This first current I 1 corresponds to the core operating current I C.
 一方、キャッシュ動作を使用しない場合には、CACHE信号がlowに設定され、NOCACHE信号がhighに設定される。その結果、第1の定電流源11からの第1の電流I1は、第1のMOSトランジスタ13により遮断されるが、第3のMOSトランジスタ21は通過する。また、第2の定電流源12からの第2の電流I2は、第2のMOSトランジスタ14を通過する。その結果、第1の電流I1と第3の電流I3との和、即ち、第2の電流I2が、センスアンプ2aを介して、非書き込み対象のメモリセルMC用のビット線BLに供給される。この第2の電流I2が、コア動作電流IC’に相当する。 On the other hand, when the cache operation is not used, the CACHE signal is set to low and the NOCACHE signal is set to high. As a result, the first current I 1 from the first constant current source 11 is blocked by the first MOS transistor 13, but passes through the third MOS transistor 21. The second current I 2 from the second constant current source 12 passes through the second MOS transistor 14. As a result, the sum of the first current I 1 and the third current I 3 , that is, the second current I 2 is applied to the bit line BL for the non-write target memory cell MC via the sense amplifier 2a. Supplied. This second current I 2 corresponds to the core operating current I C ′.
 よって、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、データキャッシュ3aを備える半導体記憶装置におけるコア動作の効率を向上させることが可能となる。 Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the efficiency of the core operation in the semiconductor memory device including the data cache 3a can be improved.
 メモリセルアレイの構成については、例えば、“三次元積層不揮発性半導体メモリ”という2009年3月19日に出願された米国特許出願12/407,403号に記載されている。また、“三次元積層不揮発性半導体メモリ”という2009年3月18日に出願された米国特許出願12/406,524号、“不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法”という2010年3月25日に出願された米国特許出願12/679,991号、“半導体メモリ及びその製造方法”という2009年3月23日に出願された米国特許出願12/532,030号に記載されている。これらの特許出願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。 The configuration of the memory cell array is described in, for example, US patent application Ser. No. 12 / 407,403 filed on Mar. 19, 2009, called “three-dimensional stacked nonvolatile semiconductor memory”. Also, US patent application Ser. No. 12 / 406,524 filed Mar. 18, 2009 entitled “Three-dimensional stacked nonvolatile semiconductor memory”, Mar. 25, 2010 entitled “Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof” No. 12 / 679,991, filed Mar. 23, 2009, entitled “Semiconductor Memory and Manufacturing Method thereof”. These patent applications are hereby incorporated by reference in their entirety.
 第1および第2の実施形態では、ページの単位を、1本のワード線WLに沿う複数のメモリセルMCの範囲とし、ブロックBLKの単位を、ワード線WL方向に並ぶ複数のNANDセルユニット1aの範囲としているが、この場合に限定せず、例えば上記の4つの文献では、1つのブロックの中に複数のサブブロックがあり、各サブブロックがいわゆる複数のストリングで構成されている場合、1本のワード線に共通に接続された複数のメモリセルのうち、あるサブブロックに含まれる複数のメモリセルをページとし、サブブロックを消去単位としてもよい。 In the first and second embodiments, a page unit is a range of a plurality of memory cells MC along one word line WL, and a block BLK unit is a plurality of NAND cell units 1a arranged in the word line WL direction. However, the present invention is not limited to this case. For example, in the above four documents, there are a plurality of sub-blocks in one block, and each sub-block is composed of a plurality of so-called strings. Of a plurality of memory cells commonly connected to one word line, a plurality of memory cells included in a certain sub-block may be used as a page, and a sub-block may be used as an erase unit.
 以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。 Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented only as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The novel apparatus and methods described herein can be implemented in a variety of other forms. In addition, various omissions, substitutions, and changes can be made to the forms of the apparatus and method described in the present specification without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents are intended to include such forms and modifications as fall within the scope and spirit of the invention.
 1:メモリセルアレイ、1a:NANDセルユニット、2:センスアンプ、
 2a:センスアンプ、2b:センスラッチ、2c:スイッチトランジスタ、
 3:データキャッシュ、3a:データキャッシュ、
 4:ロウデコーダ、5:入出力バッファ、6:コントローラ、
 7:電圧発生回路、7a:昇圧回路、7b:パルス発生回路、
 8:ROMフューズ、9:データ記憶回路、10:電流供給部、
 11:第1の定電流源、12:第2の定電流源、
 13:第1のMOSトランジスタ、14:第2のMOSトランジスタ、
 15:コンパレータ、21:第3のMOSトランジスタ
1: memory cell array, 1a: NAND cell unit, 2: sense amplifier,
2a: sense amplifier, 2b: sense latch, 2c: switch transistor,
3: data cache, 3a: data cache,
4: row decoder, 5: input / output buffer, 6: controller,
7: voltage generation circuit, 7a: boosting circuit, 7b: pulse generation circuit,
8: ROM fuse, 9: Data storage circuit, 10: Current supply unit,
11: first constant current source, 12: second constant current source,
13: first MOS transistor, 14: second MOS transistor,
15: Comparator, 21: Third MOS transistor

Claims (20)

  1.  複数のメモリセルと、
     前記複数のメモリセルの制御ゲートに電気的に接続された複数のワード線と、
     前記複数のメモリセルに電気的に接続された複数のビット線と、
     前記ビット線に電気的に接続されたデータキャッシュと、
     前記メモリセルに対する書き込み動作を制御するコントローラとを備え、
     前記書き込み動作で前記データキャッシュのキャッシュ動作を使用する場合に、第1時間の周期でプログラム動作とベリファイ動作とを繰り返し、
     前記書き込み動作で前記データキャッシュのキャッシュ動作を使用しない場合に、前記第1時間よりも短い第2時間の周期で前記プログラム動作と前記ベリファイ動作とを繰り返す、
     半導体記憶装置。
    A plurality of memory cells;
    A plurality of word lines electrically connected to control gates of the plurality of memory cells;
    A plurality of bit lines electrically connected to the plurality of memory cells;
    A data cache electrically connected to the bit line;
    A controller for controlling a write operation to the memory cell,
    When the cache operation of the data cache is used in the write operation, the program operation and the verify operation are repeated in a first time period,
    When the cache operation of the data cache is not used in the write operation, the program operation and the verify operation are repeated at a period of a second time shorter than the first time.
    Semiconductor memory device.
  2.  前記コントローラは、非書き込み対象のメモリセルに電気的に接続されたビット線を充電するよう、前記書き込み動作を制御する、請求項1に記載の半導体記憶装置。 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the controller controls the write operation so as to charge a bit line electrically connected to a non-write target memory cell.
  3.  前記コントローラは、前記ビット線への充電と前記キャッシュ動作とが並列的に実行されるよう、前記書き込み動作を制御する、請求項2に記載の半導体記憶装置。 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the controller controls the write operation so that charging of the bit line and the cache operation are executed in parallel.
  4.  前記ビット線に電流を供給して前記ビット線を充電する電流供給部を備え、
     前記電流供給部は、
     前記キャッシュ動作を使用する場合に、前記ビット線を第1の電流で充電し、
     前記キャッシュ動作を使用しない場合に、前記ビット線を前記第1の電流よりも大きい第2の電流で充電する、
     請求項2に記載の半導体記憶装置。
    A current supply unit for supplying current to the bit line to charge the bit line;
    The current supply unit is
    When using the cache operation, the bit line is charged with a first current;
    Charging the bit line with a second current greater than the first current when not using the cache operation;
    The semiconductor memory device according to claim 2.
  5.  前記電流供給部は、
     前記第1の電流を生成する第1の定電流源と、
     前記第2の電流を生成する第2の定電流源と、
     を備える請求項4に記載の半導体記憶装置。
    The current supply unit is
    A first constant current source for generating the first current;
    A second constant current source for generating the second current;
    A semiconductor memory device according to claim 4.
  6.  前記電流供給部は、
     前記キャッシュ動作を使用することを指示する第1の制御信号を受信した場合に、前記第1の電流を通過させるように動作する第1のスイッチ部と、
     前記キャッシュ動作を使用しないことを指示する第2の制御信号を受信した場合に、前記第2の電流を通過させるように動作する第2のスイッチ部と、
     を備える請求項5に記載の半導体記憶装置。
    The current supply unit is
    A first switch unit that operates to pass the first current when receiving a first control signal instructing to use the cache operation;
    A second switch unit that operates to pass the second current when receiving a second control signal instructing not to use the cache operation;
    A semiconductor memory device according to claim 5.
  7.  前記電流供給部は、
     前記第1の電流を生成する第1の定電流源と、
     前記第1および第2の電流の差に相当する第3の電流を生成する第2の定電流源と、
     を備える請求項4に記載の半導体記憶装置。
    The current supply unit is
    A first constant current source for generating the first current;
    A second constant current source for generating a third current corresponding to the difference between the first and second currents;
    A semiconductor memory device according to claim 4.
  8.  前記電流供給部は、
     前記キャッシュ動作を使用することを指示する第1の制御信号を受信した場合と、前記キャッシュ動作を使用しないことを指示する第2の制御信号を受信した場合の両方の場合に、前記第1の電流を通過させるように動作する第1のスイッチ部と、
     前記キャッシュ動作を使用しないことを指示する前記第2の制御信号を受信した場合に、前記第2の電流を通過させるように動作する第2のスイッチ部と、
     を備える請求項7に記載の半導体記憶装置。
    The current supply unit is
    The first control signal is received both when the first control signal instructing to use the cache operation is received and when the second control signal instructing not to use the cache operation is received. A first switch that operates to pass current;
    A second switch unit that operates to pass the second current when the second control signal instructing not to use the cache operation is received;
    A semiconductor memory device according to claim 7.
  9.  前記電流供給部は、前記ビット線に前記電流を供給するための配線の電圧と電源電圧とを比較し、前記配線の電圧と前記電源電圧との比較結果を前記コントローラに出力するコンパレータを備える、請求項4に記載の半導体記憶装置。 The current supply unit includes a comparator that compares a voltage of a wiring for supplying the current to the bit line and a power supply voltage, and outputs a comparison result of the voltage of the wiring and the power supply voltage to the controller. The semiconductor memory device according to claim 4.
  10.  前記電流供給部は、前記第2の電流を、前記第1の電流と前記キャッシュ動作により生じる電流との合計値に設定する、請求項4に記載の半導体記憶装置。 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the current supply unit sets the second current to a total value of the first current and a current generated by the cache operation.
  11.  複数のメモリセルと、
     前記複数のメモリセルの制御ゲートに電気的に接続された複数のワード線と、
     前記複数のメモリセルに電気的に接続された複数のビット線と、
     前記ビット線に電気的に接続されたデータキャッシュと、
     前記メモリセルに対する書き込み動作を制御するコントローラと、
     を備える半導体記憶装置の制御方法であって、
     前記書き込み動作で前記データキャッシュのキャッシュ動作を使用する場合に、第1時間の周期でプログラム動作とベリファイ動作とを繰り返し、
     前記書き込み動作で前記データキャッシュのキャッシュ動作を使用しない場合に、前記第1時間よりも短い第2時間の周期で前記プログラム動作と前記ベリファイ動作とを繰り返す、
     ことを含む半導体記憶装置の制御方法。
    A plurality of memory cells;
    A plurality of word lines electrically connected to control gates of the plurality of memory cells;
    A plurality of bit lines electrically connected to the plurality of memory cells;
    A data cache electrically connected to the bit line;
    A controller for controlling a write operation to the memory cell;
    A method for controlling a semiconductor memory device comprising:
    When the cache operation of the data cache is used in the write operation, the program operation and the verify operation are repeated in a first time period,
    When the cache operation of the data cache is not used in the write operation, the program operation and the verify operation are repeated at a period of a second time shorter than the first time.
    A method for controlling a semiconductor memory device.
  12.  前記コントローラが、非書き込み対象のメモリセルに電気的に接続されたビット線を充電するよう、前記書き込み動作を制御することを含む、請求項11に記載の半導体記憶装置の制御方法。 12. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 11, further comprising controlling the write operation so that the controller charges a bit line electrically connected to a non-write target memory cell.
  13.  前記コントローラが、前記ビット線への充電と前記キャッシュ動作とが並列的に実行されるよう、前記書き込み動作を制御することを含む、請求項12に記載の半導体記憶装置の制御方法。 13. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 12, wherein the controller controls the write operation so that the charging to the bit line and the cache operation are executed in parallel.
  14.  前記キャッシュ動作を使用する場合に、前記ビット線を第1の電流で充電し、
     前記キャッシュ動作を使用しない場合に、前記ビット線を前記第1の電流よりも大きい第2の電流で充電する、
     ことを含む請求項12に記載の半導体記憶装置の制御方法。
    When using the cache operation, the bit line is charged with a first current;
    Charging the bit line with a second current greater than the first current when not using the cache operation;
    The method for controlling a semiconductor memory device according to claim 12, comprising:
  15.  前記第1の電流を第1の定電流源により生成し、
     前記第2の電流を第2の定電流源により生成する、
     ことを含む請求項14に記載の半導体記憶装置の制御方法。
    Generating the first current by a first constant current source;
    Generating the second current by a second constant current source;
    15. The method for controlling a semiconductor memory device according to claim 14, further comprising:
  16.  第1のスイッチ部が、前記キャッシュ動作を使用することを指示する第1の制御信号を受信した場合に、前記第1の電流を通過させ、
     第2のスイッチ部が、前記キャッシュ動作を使用しないことを指示する第2の制御信号を受信した場合に、前記第2の電流を通過させる、
     ことを含む請求項15に記載の半導体記憶装置の制御方法。
    When the first switch unit receives the first control signal instructing to use the cache operation, the first switch passes the first current;
    When the second switch unit receives the second control signal instructing not to use the cache operation, the second current is passed;
    16. A method for controlling a semiconductor memory device according to claim 15, further comprising:
  17.  前記第1の電流を第1の定電流源により生成し、
     前記第1および第2の電流の差に相当する第3の電流を第2の定電流源により生成する、
     ことを含む請求項14に記載の半導体記憶装置の制御方法。
    Generating the first current by a first constant current source;
    A third current corresponding to a difference between the first and second currents is generated by a second constant current source;
    15. The method for controlling a semiconductor memory device according to claim 14, further comprising:
  18.  第1のスイッチ部が、前記キャッシュ動作を使用することを指示する第1の制御信号を受信した場合と、前記キャッシュ動作を使用しないことを指示する第2の制御信号を受信した場合の両方の場合に、前記第1の電流を通過させ、
     第2のスイッチ部が、前記キャッシュ動作を使用しないことを指示する前記第2の制御信号を受信した場合に、前記第2の電流を通過させる、
     ことを含む請求項17に記載の半導体記憶装置の制御方法。
    Both when the first switch unit receives the first control signal instructing to use the cache operation and when receiving the second control signal instructing not to use the cache operation If the first current is passed through,
    When the second switch unit receives the second control signal instructing not to use the cache operation, the second current is passed;
    18. A method for controlling a semiconductor memory device according to claim 17, further comprising:
  19.  前記ビット線に前記電流を供給するための配線の電圧と電源電圧とを比較し、前記配線の電圧と前記電源電圧との比較結果を前記コントローラに出力することを含む、請求項14に記載の半導体記憶装置の制御方法。 The method according to claim 14, comprising comparing a voltage of a wiring for supplying the current to the bit line and a power supply voltage, and outputting a comparison result between the voltage of the wiring and the power supply voltage to the controller. A method for controlling a semiconductor memory device.
  20.  前記第2の電流は、前記第1の電流と前記キャッシュ動作により生じる電流との合計値に設定される、請求項14に記載の半導体記憶装置の制御方法。 15. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 14, wherein the second current is set to a total value of the first current and a current generated by the cache operation.
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JP2005267821A (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001325796A (en) * 2000-03-08 2001-11-22 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory
JP2005267821A (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory

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