JP2013020661A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体記憶装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor memory device.
NAND型フラッシュメモリにおいて、微細化を実現する製造プロセスが提案されてきている。NAND型フラッシュメモリの微細化が進むと、トランジスタのストレス劣化や、隣接セルとのカップリングによる誤書き込みや誤消去等の問題が顕著になる。このため、NAND型フラッシュメモリにおいて、書き込みや消去といった動作に対するより優れた信頼性が求められる。 In the NAND flash memory, a manufacturing process for realizing miniaturization has been proposed. As the NAND flash memory becomes finer, problems such as deterioration of transistor stress and erroneous writing and erasing due to coupling with adjacent cells become more prominent. For this reason, in the NAND flash memory, higher reliability with respect to operations such as writing and erasing is required.
回路面積の縮小を図る半導体記憶装置を提供する。 Provided is a semiconductor memory device capable of reducing a circuit area.
本実施形態による半導体記憶装置は、第1メモリセルに接続される第1ワード線と、第2メモリセルに接続される第2ワード線と、各メモリセルに対する書き込み動作を制御し、第1ワード線および第2ワード線と電気的に接続された電源回路を有する制御回路と、第1ワード線と電源回路の間に設けられた第1転送スイッチと、第2ワード線と電源回路の間に設けられた第2転送スイッチと、を具備する。制御回路は、第1メモリセルに対する書き込み動作において、第1時刻で、第1転送スイッチおよび第2転送スイッチをオンし、第1ワード線および第2ワード線を昇圧させて、第1時刻後の第2時刻で、電源回路と第2ワード線との電気的な接続を切断して第2ワード線を浮遊状態とし、第2ワード線は書き込みパス電圧まで到達する。 The semiconductor memory device according to the present embodiment controls the first word line connected to the first memory cell, the second word line connected to the second memory cell, and the write operation to each memory cell, and the first word line A control circuit having a power supply circuit electrically connected to the line and the second word line, a first transfer switch provided between the first word line and the power supply circuit, and between the second word line and the power supply circuit And a second transfer switch provided. In the write operation to the first memory cell, the control circuit turns on the first transfer switch and the second transfer switch at the first time, boosts the first word line and the second word line, and after the first time At the second time, the electrical connection between the power supply circuit and the second word line is disconnected to make the second word line floating, and the second word line reaches the write pass voltage.
本実施形態を以下に図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一の参照符号を付す。 The present embodiment will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
<全体構成例>
以下に、図1および図2を用いて本実施形態に係る半導体記憶装置(NAND型フラッシュメモリ)の全体構成について説明する。
<Example of overall configuration>
The overall configuration of the semiconductor memory device (NAND flash memory) according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
図1は、本実施形態における半導体記憶装置の全体構成例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the semiconductor memory device according to the present embodiment.
図1に示すように、半導体記憶装置は、制御回路2、ロウデコーダ3、カラムデコーダ4、センスアンプS/A5、およびメモリセルアレイ6を備えている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor memory device includes a control circuit 2, a
制御回路2は、ロウデコーダ3、カラムゲート4、センスアンプS/A5、およびメモリセルアレイ6に接続される。制御回路2は、これらを制御信号で制御する。また、制御回路2は、データの書き込み時にワード線やビット線の電圧を発生するとともに、ウェルに供給される電圧を発生する。この制御信号および制御電圧発生回路7は、例えばチャージポンプ回路のような昇圧回路を含み、プログラム電圧やその他の高電圧を生成することが可能である。
Control circuit 2 is connected to
ロウデコーダ3は、書き込み時、読み出し時および消去時にワード線を選択し、制御回路2より供給される電圧を選択したワード線に印加する。ロウデコーダ3の詳細については、図2を用いて後述する。
The
カラムデコーダ4は、書き込み時、読み出し時および消去時にビット線を選択し、制御回路2より供給される電圧を選択したビット線に印加する。
The
センスアンプS/A5は、メモリセルからビット線に読み出されたデータを増幅する。なお、センスアンプS/A5は、カラムデコーダ3と一体であってもよい。
The sense amplifier S / A5 amplifies data read from the memory cell to the bit line. Note that the sense amplifier S /
メモリセルアレイ6は、複数のブロックBLK0〜BLKsを有する。この各ブロックBLK0〜BLKsは、複数のメモリセルトランジスタを有する。メモリセルトランジスタは、複数のビット線とそれに交差する複数のワード線との交差位置と対応する箇所に設けられる。なお、以下の説明において、ブロックBLK0〜BLKsを区別しない場合には、単にブロックBLKと称す場合がある。メモリセルアレイ6の詳細については、図2を用いて後述する。
The
図2は、図1に示すロウデコーダ3およびメモリセルアレイ6を示す回路図である。なお、ここで、図1に示すカラムデコーダ4は省略している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing
まず、メモリセルアレイ6について説明する。
First, the
図2に示すように、メモリセルアレイ6は複数のブロックBLK0〜BLKsを備える。各ブロックBLKはロウ方向に並ぶ複数のNANDストリング(メモリストリング)61を備えている。各NANDストリング61は、カラム方向に電流経路が直列接続され、データ保持可能な複数の不揮発性のメモリセルトランジスタMT、それらの一端に接続された選択トランジスタST1、および他端に接続された選択トランジスタST2で構成されている。各NANDストリング61は、例えば64個のメモリセルトランジスタMTを有するが、128個、256個、512個等であってもよく、その数は限定されるものではない。
As shown in FIG. 2, the
メモリセルトランジスタMTは、p型半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成された浮遊ゲート(導電層)と、浮遊ゲート上にゲート間絶縁膜を介在して形成された制御ゲートとを含んだFG構造である。なお、図示せぬ半導体基板上に、順に形成されたトンネル絶縁膜、電荷蓄積層、ブロック絶縁膜、およびワード線として機能するゲート電極で構成され、MONOS構造としてもよい。また、メモリセルトランジスタMTのドレインはビット線BLに電気的に接続され、ソースはソース線SLに電気的に接続されている。 Memory cell transistor MT includes a floating gate (conductive layer) formed on a p-type semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween, and a control gate formed on the floating gate with an inter-gate insulating film interposed therebetween. It is an FG structure. A tunnel insulating film, a charge storage layer, a block insulating film, and a gate electrode functioning as a word line are sequentially formed on a semiconductor substrate (not shown) and may have a MONOS structure. The drain of the memory cell transistor MT is electrically connected to the bit line BL, and the source is electrically connected to the source line SL.
選択トランジスタST1は、ソース領域が直列接続された複数のメモリセルトランジスタMTの一端側のドレイン領域に接続され、ドレイン領域がビット線BLに接続されている。一方、選択トランジスタST2は、ドレイン領域が直列接続された複数のメモリセルトランジスタMTの他端側のソース領域に接続され、ソース領域がソース線SLに接続されている。なお、選択トランジスタST1、ST2は必ずしも両方必要ではなく、NANDストリング61を選択出来るのであればいずれか一方のみが設けられていてもよい。
The selection transistor ST1 is connected to the drain region on one end side of the plurality of memory cell transistors MT whose source regions are connected in series, and the drain region is connected to the bit line BL. On the other hand, the select transistor ST2 is connected to the source region on the other end side of the plurality of memory cell transistors MT whose drain regions are connected in series, and the source region is connected to the source line SL. Note that both the selection transistors ST1 and ST2 are not necessarily required, and only one of them may be provided as long as the
また、同一行にある複数のメモリセルトランジスタMTはワード線WL1〜WLnのいずれかに共通接続され、同一行にある複数の選択トランジスタST1はセレクトゲート線SGD1に共通接続され、同一行にある複数の選択トランジスタST2はセレクトゲート線SGS1に共通接続されている。なお、以下の説明において、ワード線WL1〜WLnを区別しない場合には、単にワード線WLと称す場合がある。 The plurality of memory cell transistors MT in the same row are commonly connected to any one of the word lines WL1 to WLn, and the plurality of selection transistors ST1 in the same row are commonly connected to the select gate line SGD1 and are in the same row. The select transistors ST2 are commonly connected to a select gate line SGS1. In the following description, when the word lines WL1 to WLn are not distinguished, they may be simply referred to as word lines WL.
また、同一のワード線WLに接続された複数のメモリセルトランジスタMTには一括してデータが書き込まれ、この単位をページと呼ぶ。さらに、複数のNANDストリング61において、ブロックBLK単位で一括してデータが消去される。
Data is collectively written in the plurality of memory cell transistors MT connected to the same word line WL, and this unit is called a page. Further, in the plurality of
次に、ロウデコーダ3について説明する。
Next, the
図2に示すように、ロウデコーダ3は、ブロックデコーダ30およびトランジスタ31乃至33を備えている。ブロックデコーダ30は、データの書き込み動作時、読み出し動作時、および消去時において指定されたブロックアドレスをデコードし、その結果に基づいてブロックBLKを選択する。より具体的には、ブロックデコーダ30は制御線TGを介して、選択されたメモリセルトランジスタMTが含まれるブロックBLKに対応するトランジスタ31乃至33を選択し、そのトランジスタ31乃至33をオン状態とする。
As shown in FIG. 2, the
このとき、ブロックデコーダ30からは、ブロック選択信号が出力される。ブロック選択信号とは、データの読み出し、書き込み、消去を行う際に、ロウデコーダ3が複数のブロックBLK0乃至BLKsのうちいずれかを選択する信号である。これにより、ロウデコーダ3は、選択されたブロックBLKに対応するメモリセルアレイ6のロウ方向を選択する。すなわち、ブロックデコーダ30から与えられる選択信号に基づいて、ロウデコーダ3はセレクトゲート線SGD1、SGS1、およびワード線WL1〜WLnに対し、後述する電源回路21から与えられる電圧をそれぞれ印加する。
At this time, the
このように、メモリセルアレイ6におけるワード線WL1〜WLnはそれぞれ、ロウデコーダ3を介して制御ゲートCG1〜CGnに接続され、制御ゲートCG1〜CGnを介して電源回路21から電圧が供給される。なお、ここで、電源回路21は、図1に示す制御回路2に含まれるものである。また、以下の説明において、制御ゲートCG1〜CGnを区別しない場合には、単に制御ゲートCGと称す場合がある。
Thus, the word lines WL1 to WLn in the
上記制御ゲートCG1〜CGnおよび電源回路21については、後述する各実施形態において詳説する。
The control gates CG1 to CGn and the
<書き込み動作>
以下に、本実施形態における半導体記憶装置の書き込み動作について説明する。ここでは、制御ゲートCG2(ワード線WL2)に接続されるメモリセルトランジスタMTにデータが書き込まれる場合について説明する。
<Write operation>
The write operation of the semiconductor memory device in this embodiment will be described below. Here, a case where data is written to the memory cell transistor MT connected to the control gate CG2 (word line WL2) will be described.
書き込み動作時、各制御ゲートCG1〜CGnが最適な各電圧レベルに昇圧される。より具体的には、書き込み対象である制御ゲートCG2に書き込み電圧VPGMが印加され、非書き込み対象である制御ゲートCG1,CG3〜CGnのそれぞれに書き込みパス電圧VUSELH,VUSEL,VUSELL(VPGM>VUSELH>VUSEL>VUSELL)のいずれかが印加される。すなわち、制御ゲートCG1,CG3〜CGnには、それに接続されるメモリセルトランジスタMTの信頼性(例えば、書き込み回数や消去回数等)に応じて、異なる複数の書き込みパス電圧が印加され得る。 During the write operation, the control gates CG1 to CGn are boosted to optimum voltage levels. More specifically, the write voltage VPGM is applied to the control gate CG2 to be written, and the write pass voltages VUSELH, VUSEL, VUSEL (VPGM> VUSELH> VUSEL are applied to the control gates CG1, CG3 to CGn to be non-written. > VUSELL) is applied. That is, a plurality of different write pass voltages can be applied to the control gates CG1, CG3 to CGn depending on the reliability (for example, the number of times of writing and the number of erasing) of the memory cell transistor MT connected thereto.
制御ゲートCG2に書き込み電圧VPGMが印加されることで、制御ゲートCG2は書き込みが行われる電圧レベルVPGMまで昇圧される。これにより、制御ゲートCG2に接続されるメモリセルトランジスタMTにデータが書き込まれる。一方、制御ゲートCG1,CG3〜CGnに書き込みパス電圧VUSELH,VUSEL,VUSELLのいずれかが印加されることで、制御ゲートCG1,CG3〜CGnは書き込みが行われず、メモリセルトランジスタMTがオンする電圧レベルVUSELH,VUSEL,VUSELLのいずれかまで昇圧される。これにより、制御ゲートCG1,CG3〜CGnに接続されるメモリセルトランジスタMTのチャネルがブーストされ、これらのメモリセルトランジスタMTへの誤書き込みを防止する。 By applying the write voltage VPGM to the control gate CG2, the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM at which writing is performed. As a result, data is written to the memory cell transistor MT connected to the control gate CG2. On the other hand, when any of the write pass voltages VUSELH, VUSEL, and VUSEL is applied to the control gates CG1, CG3 to CGn, the control gates CG1, CG3 to CGn are not written, and the voltage level at which the memory cell transistor MT is turned on. The voltage is boosted to any one of VUSELH, VUSEL, and VUSEL. As a result, the channels of the memory cell transistors MT connected to the control gates CG1, CG3 to CGn are boosted, and erroneous writing to these memory cell transistors MT is prevented.
このとき、書き込みパス電圧は、1種類でもよい。しかし、ブースト効率は、非書き込み対象セルの閾値によって変化する。したがって、ブースト効率の低下を防止するため、上述したようにそのセルに応じた書き込みパス電圧が印加されることが望ましい。なお、3種類の書き込みパス電圧を用いる例を述べたが、2種類でもよく、また4種類以上でもよい。 At this time, the write pass voltage may be one type. However, the boost efficiency varies depending on the threshold value of the non-write target cell. Therefore, in order to prevent a decrease in boost efficiency, it is desirable that a write pass voltage corresponding to the cell is applied as described above. Although an example using three types of write pass voltages has been described, two types or four or more types may be used.
<第1の実施形態>
以下に、図3および図4を用いて第1の実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。第1の実施形態は、書き込み時における電源電圧を単一化し、この電源電圧に接続される制御ゲートにおけるスイッチのオン/オフのタイミングを制御することにより、書き込み対象の制御ゲートに書き込み電圧を印加し、非書き込み対象の制御ゲートに書き込みパス電圧を印加する例である。
<First Embodiment>
The semiconductor memory device according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. In the first embodiment, the power supply voltage at the time of writing is unified, and the on / off timing of the switch in the control gate connected to the power supply voltage is controlled to apply the write voltage to the control gate to be written. In this example, the write pass voltage is applied to the non-write target control gate.
[回路構成および書き込み動作]
図3は、第1の実施形態における半導体記憶装置を示す回路図である。なお、ここで、図2に示すセンスアンプS/A5、ロウデコーダ3の回路構成、およびメモリセルアレイ6の回路構成については省略し、特に電源回路21と制御ゲートCG1〜CGnとの接続について示している。
[Circuit configuration and write operation]
FIG. 3 is a circuit diagram showing the semiconductor memory device according to the first embodiment. Here, the circuit configuration of the sense amplifier S / A5 and the
図3に示すように、制御ゲートCG1〜CGnはそれぞれ、ロウデコーダ3を介してメモリセルアレイ6内のワード線WL1〜WLnに接続される。また、制御ゲートCG1〜CGnはそれぞれ、制御ゲートスイッチ(転送スイッチ)CGSW1〜CGSWnを介して電源回路21に接続されている。また、隣接する2つの制御ゲートCG間には寄生容量(カップリング容量)が生じている。なお、以下の説明において、制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnを区別しない場合には、単に制御ゲートスイッチCGSWと称す場合がある。また、隣接する2つのワード線WL間にも制御ゲートCG間と同様の寄生容量が生じているが、図3においては省略している。
As shown in FIG. 3, the control gates CG1 to CGn are connected to the word lines WL1 to WLn in the
制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnはそれぞれ、制御回路2により独立して制御される。言い換えると、制御回路2は、任意のタイミングで各制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnのオン/オフを切り換えることができる。 The control gate switches CGSW1 to CGSWn are independently controlled by the control circuit 2. In other words, the control circuit 2 can switch on / off the control gate switches CGSW1 to CGSWn at an arbitrary timing.
ここで、第1の実施形態において、制御ゲートCG1〜CGnは全て、単一の電源回路21に接続されている。この電源回路21は、書き込み動作時に書き込み電圧VPGMを生成し、制御ゲートCG1〜CGnを充電(昇圧)する。すなわち、隣接する2つの制御ゲートCG間のカップリング容量(寄生容量)を見越して制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミングを制御することにより、単一の電源回路21によって各制御ゲートCG1〜CGnが適当な電圧レベルまで昇圧される。
Here, in the first embodiment, all of the control gates CG <b> 1 to CGn are connected to a single
図4は、第1の実施形態における半導体記憶装置の書き込み動作を示すタイミングチャートである。なお、ここでは、制御ゲートCG2に接続されるメモリセルトランジスタMTにデータが書き込まれ、制御ゲートCG1,CG5〜CGnが電圧レベルVUSELに昇圧され、制御ゲートCG3が電圧レベルVUSELHに昇圧され、制御ゲートCG4が電圧レベルVUSELLに昇圧される例について説明する。 FIG. 4 is a timing chart showing the write operation of the semiconductor memory device according to the first embodiment. Here, data is written to the memory cell transistor MT connected to the control gate CG2, the control gates CG1, CG5 to CGn are boosted to the voltage level VUSEL, the control gate CG3 is boosted to the voltage level VUSELH, and the control gate An example in which CG4 is boosted to voltage level VUSELL will be described.
図4に示すように、まず、時刻t0において、制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnの全てがオンされる。これにより、制御ゲートCG1〜CGnの全てにおいて、電源回路21による充電が開始する。
As shown in FIG. 4, first, at time t0, all of the control gate switches CGSW1 to CGSWn are turned on. Thereby, charging by the
次に、時刻t1において、制御ゲートスイッチCGSW4がオフされる。これにより、制御ゲートCG4が浮遊状態となる。このとき、制御ゲートCG4の電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG4は隣接する制御ゲートCGのカップリング容量を介して制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t1は、制御ゲートCG4の電圧が、電圧VUSELL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG4が到達する電圧)から制御ゲートCG1等から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
Next, at time t1, the control gate switch CGSW4 is turned off. As a result, the control gate CG4 enters a floating state. At this time, the direct charging by the
制御ゲートCG2からのカップリングノイズに応じて、制御ゲートスイッチCGSW4の制御は行われる。すなわち、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるとき(後述する時刻t4後)に、制御ゲートCG4が電圧レベルVUSELLに昇圧されるようなタイミング(時刻t1)で制御ゲートスイッチCGSW4をオフするように制御する。 The control gate switch CGSW4 is controlled according to the coupling noise from the control gate CG2. That is, when the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM (after time t4 described later), the control gate switch CGSW4 is turned off at a timing (time t1) at which the control gate CG4 is boosted to the voltage level VUSELL. To control.
次に、時刻t2において、制御ゲートスイッチCGSW1,CGSW5〜CGSWnがオフされる。これにより、制御ゲートCG1,CG5〜CGnが浮遊状態となる。このとき、制御ゲートCG1,CG5〜CGnの電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG1,CG5〜CGnはそれぞれに隣接する制御ゲートCGのカップリング容量を介して制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t2は、制御ゲートCG1、CG5〜CGnの電圧が、電圧VUSEL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG1、CG5〜CGnが到達する電圧)から制御ゲートCG3等から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
Next, at time t2, the control gate switches CGSW1, CGSW5 to CGSWn are turned off. Thereby, the control gates CG1, CG5 to CGn are in a floating state. At this time, the direct charging by the
上記制御ゲートCG4の場合と同様、制御ゲートCG2からのカップリングノイズに応じて、制御ゲートスイッチCGSW1,CGSW5〜CGSWnの制御は行われる。すなわち、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるとき(後述する時刻t4後)に、制御ゲートCG1,CG5〜CGnが電圧レベルVUSELに昇圧されるようなタイミング(時刻t2)で制御ゲートスイッチCGSW1,CGSW5〜CGSWnをオフするように制御する。 As in the case of the control gate CG4, the control gate switches CGSW1, CGSW5 to CGSWn are controlled according to the coupling noise from the control gate CG2. That is, when the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM (after time t4 described later), the control gate switch CGSW1 is timing (time t2) at which the control gates CG1, CG5 to CGn are boosted to the voltage level VUSEL. , CGSW5 to CGSWn are controlled to be turned off.
次に、時刻t3において、制御ゲートスイッチCGSW3がオフされる。これにより、制御ゲートCG3が浮遊状態となる。このとき、制御ゲートCG3の電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG3は隣接する制御ゲートCGのカップリング容量を介して制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t3は、制御ゲートCG3の電圧が、電圧VUSELH(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG3が到達する電圧)から制御ゲートCG2から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
Next, at time t3, the control gate switch CGSW3 is turned off. As a result, the control gate CG3 enters a floating state. At this time, direct charging of the control gate CG3 by the
上記制御ゲートCG4およびCG1,CG5〜CGnの場合と同様、制御ゲートCG2からのカップリングノイズに応じて、制御ゲートスイッチCGSW3の制御は行われる。すなわち、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるとき(後述する時刻t4後)に、制御ゲートCG3が電圧レベルVUSELHに昇圧されるようなタイミング(時刻t3)で制御ゲートスイッチCGSW3をオフするように制御する。 As in the case of the control gate CG4 and CG1, CG5 to CGn, the control gate switch CGSW3 is controlled according to the coupling noise from the control gate CG2. That is, when the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM (after time t4 described later), the control gate switch CGSW3 is turned off at a timing (time t3) at which the control gate CG3 is boosted to the voltage level VUSELH. To control.
その後、時刻t4において、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧される。これに伴い、制御ゲートCG2からのカップリングノイズによる制御ゲートCG1,CG3〜CGnの昇圧が完了する。すなわち、制御ゲートCG4が電圧レベルVUSELL、制御ゲートCG1,CG5〜CGnがVUSEL、制御ゲートCG3がVUSELHにそれぞれ昇圧される。 Thereafter, at time t4, the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM. Accordingly, the boosting of control gates CG1, CG3 to CGn due to coupling noise from control gate CG2 is completed. That is, the control gate CG4 is boosted to the voltage level VUSEL, the control gates CG1, CG5 to CGn are boosted to VUSEL, and the control gate CG3 is boosted to VUSELH.
上述した制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御は、制御回路2により制御され得る。また、時刻t1〜t3のタイミングは、非書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧される電圧レベルの大きさ、および書き込み対象の制御ゲートCGから非書き込み対象の制御ゲートCGへのカップリングノイズ(カップリング容量)の大きさに応じて予め設定された時刻である。より具体的には、非書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧される電圧レベルが大きい場合に時刻t0から時刻t1〜t3までの時間は長くなり、小さい場合に短くなる。また、書き込み対象の制御ゲートCGから非書き込み対象の制御ゲートCGへのカップリングノイズが小さい場合に時刻t0から時刻t1〜t3までの時間は長くなり、書き込み対象の制御ゲートCGから非書き込み対象の制御ゲートCGへのカップリングノイズが大きい場合に短くなる。 The on / off timing control of the control gate switches CGSW1 to CGSWn described above can be controlled by the control circuit 2. In addition, the timing from time t1 to time t3 includes the magnitude of the boosted voltage level of the non-write target control gate CG and the coupling noise (coupling) from the write target control gate CG to the non-write target control gate CG. The time is preset according to the size of the (capacity). More specifically, the time from time t0 to time t1 to t3 increases when the boosted voltage level of the non-write target control gate CG is large, and decreases when the voltage level is small. Further, when the coupling noise from the write target control gate CG to the non-write target control gate CG is small, the time from the time t0 to the time t1 to t3 becomes long, and the write target control gate CG is not subjected to the non-write target. It becomes shorter when the coupling noise to the control gate CG is large.
[第1実施形態の効果]
メモリセルの信頼性を向上させる一例として、書き込み時における非書き込みセルに対して、複数種類のワード線昇圧レベルを使い分ける方法がある。この複数種類のワード線昇圧レベルを生成するために、電源種類(電源数)が増加し、回路規模および回路面積が増大してしまう。
[Effect of the first embodiment]
As an example of improving the reliability of the memory cell, there is a method of selectively using a plurality of types of word line boost levels for non-write cells at the time of writing. In order to generate these plural types of word line boost levels, the power source type (the number of power sources) increases, and the circuit scale and circuit area increase.
しかし、上記第1の実施形態によれば、半導体記憶装置は、書き込み電圧VPGMを生成し、各制御ゲートCGに制御ゲートスイッチCGSWを介して接続される単一の電源回路21を有する。書き込み動作時において、この単一の電源回路21は、書き込み対象の制御ゲートCGを電圧レベルVPGMに昇圧し、非書き込み対象の制御ゲートCGを電圧レベルVUSELH,VUSEL,VUSELLのいずれかに昇圧させる。これは、非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧レベルの昇圧において、電圧レベルの大きさおよび書き込み対象の制御ゲートCGからのカップリングノイズの大きさに応じて、制御ゲートスイッチCGSWのオン/オフのタイミングを制御する。その結果、単一化された電源回路21によって各制御ゲートCGを複数の電圧レベルに昇圧できる。したがって、メモリセルの信頼性を向上しつつ、電源種類を増加せずに、電源回路サイズの削減を図ることができる。
However, according to the first embodiment, the semiconductor memory device has the single
また、これに伴い、必要となるスイッチも単一の電源回路21と制御ゲートCGとを接続する制御ゲートスイッチCGSWのみとなるため、スイッチ回路サイズも削減することができ、さらなる回路規模の縮小を図ることができる。
Accordingly, since only the control gate switch CGSW that connects the single
<第2の実施形態>
以下に、図5および図6を用いて第2の実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、制御ゲート間にイコライザを設けることにより、非書き込み対象の制御ゲートのカップリング比を書き込み対象の制御ゲートに対して大きくする例である。なお、第2の実施形態において、上記第1の実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
<Second Embodiment>
The semiconductor memory device according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS. The second embodiment is a modification of the first embodiment, in which an equalizer is provided between the control gates to increase the coupling ratio of the non-write target control gate with respect to the write target control gate. It is. Note that in the second embodiment, description of the same points as in the first embodiment will be omitted, and different points will be described.
[回路構成および書き込み動作]
図5は、第2の実施形態における半導体記憶装置を示す回路図である。なお、ここで、図2に示すセンスアンプS/A5、ロウデコーダ3の回路構成、およびメモリセルアレイ6の回路構成については省略し、特に電源回路21と制御ゲートCG1〜CGnとの接続について示している。
[Circuit configuration and write operation]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a semiconductor memory device according to the second embodiment. Here, the circuit configuration of the sense amplifier S / A5 and the
図5に示すように、第2の実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、制御ゲートCG間にイコライザとして機能するMOSトランジスタ(イコライザスイッチ)EQ1〜EQnが接続されている点である。言い換えると、MOSトランジスタEQ1〜EQnによって、各制御ゲートCGの電位をイコライズすることが可能である。また、制御ゲートCG1〜CGnと電源回路21との間に、制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnとして、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnが接続されている。
As shown in FIG. 5, the second embodiment is different from the first embodiment in that MOS transistors (equalizer switches) EQ1 to EQn functioning as equalizers are connected between the control gates CG. . In other words, the potentials of the control gates CG can be equalized by the MOS transistors EQ1 to EQn. Further, MOS transistors CGSW1 to CGSWn are connected as control gate switches CGSW1 to CGSWn between the control gates CG1 to CGn and the
なお、以下の説明において、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnと制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnとは同義であり、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnを区別しない場合には、単にMOSトランジスタCGSWと称す場合がある。また、MOSトランジスタEQ1〜EQnを区別しない場合には、単にMOSトランジスタEQと称す場合がある。 In the following description, the MOS transistors CGSW1 to CGSWn and the control gate switches CGSW1 to CGSWn are synonymous. Further, when the MOS transistors EQ1 to EQn are not distinguished from each other, they may be simply referred to as MOS transistors EQ.
MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnの一端はそれぞれ制御ゲートCG1〜CGnに接続され、他端はそれぞれ単一の電源回路21に接続されている。MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnはそれぞれ、制御信号VSW1〜VSWnによってオン/オフ制御される。すなわち、制御信号VSW1〜VSWnが“H”のとき、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnはオンとなり、制御信号VSW1〜VSWnが“L”のとき、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnはオフとなる。MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnはそれぞれ、制御回路2により独立して制御される。言い換えると、制御回路2は、任意のタイミングで各MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnのオン/オフを切り換えることができる。
One ends of the MOS transistors CGSW1 to CGSWn are connected to the control gates CG1 to CGn, respectively, and the other ends are connected to the single
ここで、制御信号VSW1〜VSWnの“H”状態は「VPGM+転送ゲートトランジスタ(MOSトランジスタCGSW1〜CGSWn)の閾値」とし、“L”状態は「VSS」とする。 Here, the “H” state of the control signals VSW1 to VSWn is “VPGM + threshold value of the transfer gate transistors (MOS transistors CGSW1 to CGSWn)”, and the “L” state is “VSS”.
MOSトランジスタEQ1〜EQnは、制御ゲートCG1〜CGnを接続するように配置されている。より具体的には、MOSトランジスタEQ1の一端は制御ゲートCG1に接続され、他端は制御ゲートCG2に接続されている。このMOSトランジスタEQ1は、制御信号VEQ1によってオン/オフ制御される。すなわち、制御信号VEQ1が“H”のとき、MOSトランジスタEQ1はオンとなり、制御ゲートCG1の電位と制御ゲートCG2の電位がイコライズされる。 MOS transistors EQ1 to EQn are arranged to connect control gates CG1 to CGn. More specifically, one end of the MOS transistor EQ1 is connected to the control gate CG1, and the other end is connected to the control gate CG2. The MOS transistor EQ1 is on / off controlled by a control signal VEQ1. That is, when the control signal VEQ1 is “H”, the MOS transistor EQ1 is turned on, and the potential of the control gate CG1 and the potential of the control gate CG2 are equalized.
また、MOSトランジスタEQ2〜EQnもMOSトランジスタEQ1と同様の機能を有する。すなわち、MOSトランジスタEQ2は制御信号VEQ2のオン/オフ制御により制御ゲートCG2の電位と制御ゲートCG3の電位をイコライズし、MOSトランジスタEQ3は制御信号VEQ3のオン/オフ制御により制御ゲートCG4の電位と制御ゲートCG3の電位をイコライズし、・・・、MOSトランジスタEQn−1は制御信号VEQn−1のオン/オフ制御により制御ゲートCGn−1の電位と制御ゲートCGnの電位をイコライズし、MOSトランジスタEQnは制御信号VEQnのオン/オフ制御により制御ゲートCGnの電位と制御ゲートCG1の電位をイコライズする。MOSトランジスタEQ1〜EQnはそれぞれ、制御回路2により独立して制御される。言い換えると、制御回路2は、任意のタイミングで各MOSトランジスタEQ1〜EQnのオン/オフを切り換えることができる。 MOS transistors EQ2 to EQn also have the same function as MOS transistor EQ1. That is, the MOS transistor EQ2 equalizes the potential of the control gate CG2 and the potential of the control gate CG3 by on / off control of the control signal VEQ2, and the MOS transistor EQ3 controls the potential of the control gate CG4 by controlling on / off of the control signal VEQ3. The potential of the gate CG3 is equalized, the MOS transistor EQn-1 equalizes the potential of the control gate CGn-1 and the potential of the control gate CGn by the on / off control of the control signal VEQn-1, and the MOS transistor EQn The potential of the control gate CGn and the potential of the control gate CG1 are equalized by the on / off control of the control signal VEQn. MOS transistors EQ1 to EQn are independently controlled by control circuit 2. In other words, the control circuit 2 can switch on / off the MOS transistors EQ1 to EQn at an arbitrary timing.
ここで、制御信号VEQ1〜VEQnの“H”状態は「VPGM+転送ゲートトランジスタ(MOSトランジスタEQ1〜EQn)の閾値」とし、“L”状態は「VSS」とする。 Here, the “H” state of the control signals VEQ1 to VEQn is “VPGM + threshold value of the transfer gate transistors (MOS transistors EQ1 to EQn)”, and the “L” state is “VSS”.
図6は、第2の実施形態における半導体記憶装置の書き込み動作を示すタイミングチャートである。なお、ここでは、制御ゲートCG2に接続されるメモリセルトランジスタMTにデータが書き込まれ、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが電圧レベルVUSELに昇圧され、制御ゲートCG3が電圧レベルVUSELLに昇圧される例について説明する。また、図6における時刻t0〜t3は、図4における時刻t0〜t3と同様の時刻とは限らない。 FIG. 6 is a timing chart showing a write operation of the semiconductor memory device according to the second embodiment. In this example, data is written in the memory cell transistor MT connected to the control gate CG2, the control gates CG1, CG4 to CGn are boosted to the voltage level VUSEL, and the control gate CG3 is boosted to the voltage level VUSEL. explain. Also, the times t0 to t3 in FIG. 6 are not necessarily the same times as the times t0 to t3 in FIG.
図6に示すように、まず、時刻t0において、制御信号VSW1〜VSWnが“H”レベルに設定される。これにより、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnの全てがオンされ、制御ゲートCG1〜CGnの全てにおいて電源回路21による充電が開始する。
As shown in FIG. 6, first, at time t0, the control signals VSW1 to VSWn are set to the “H” level. Thereby, all of the MOS transistors CGSW1 to CGSWn are turned on, and charging by the
このとき、制御信号VEQ1〜VEQnは、予め“H”レベルに設定されている。すなわち、MOSトランジスタEQ1〜EQnの全てがオンされ、制御ゲートCG1〜CGnの電位がイコライズされている。なお、制御信号VEQ1〜VEQnは、予め“H”レベルに設定されていなくても、時刻t0において制御信号VSW1〜VSWnと同時に“H”レベルに設定されればよい。 At this time, the control signals VEQ1 to VEQn are set to the “H” level in advance. That is, all the MOS transistors EQ1 to EQn are turned on, and the potentials of the control gates CG1 to CGn are equalized. Note that the control signals VEQ1 to VEQn may be set to the “H” level simultaneously with the control signals VSW1 to VSWn at time t0 even if they are not set to the “H” level in advance.
次に、時刻t1において、制御信号VSW3が“L”レベルに設定され、MOSトランジスタCGSW3がオフされる。同時に、制御信号VEQ2およびVEQ3も“L”レベルに設定され、MOSトランジスタEQ2およびEQ3がオフされる。これにより、制御ゲートCG3が浮遊状態となる。 Next, at time t1, the control signal VSW3 is set to the “L” level, and the MOS transistor CGSW3 is turned off. At the same time, control signals VEQ2 and VEQ3 are also set to "L" level, and MOS transistors EQ2 and EQ3 are turned off. As a result, the control gate CG3 enters a floating state.
このとき、制御ゲートCG3の電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG3は隣接する制御ゲートCGのカップリング容量を介して制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t1は、制御ゲートCG3の電圧が、電圧VUSELL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG3が到達する電圧)から制御ゲートCG1等から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
At this time, direct charging of the control gate CG3 by the
制御ゲートCG2からのカップリングノイズに応じて、MOSトランジスタCGSW3の制御は行われる。すなわち、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるとき(後述する時刻t3後)に、制御ゲートCG3が電圧レベルVUSELLに昇圧されるようなタイミング(時刻t1)でMOSトランジスタCGSW3をオフするように制御する。 The MOS transistor CGSW3 is controlled according to the coupling noise from the control gate CG2. That is, when the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM (after time t3 described later), the MOS transistor CGSW3 is turned off at a timing (time t1) at which the control gate CG3 is boosted to the voltage level VUSELL. Control.
次に、時刻t2において、制御信号VSW1,VSW4〜VSWnが“L”レベルに設定され、MOSトランジスタCGSW1,CGSW4〜CGSWnがオフされる。同時に、制御信号VEQ1も“L”レベルに設定され、MOSトランジスタEQ1がオフされる。これにより、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが浮遊状態となる。 Next, at time t2, the control signals VSW1, VSW4 to VSWn are set to the “L” level, and the MOS transistors CGSW1, CGSW4 to CGSWn are turned off. At the same time, the control signal VEQ1 is also set to the “L” level, and the MOS transistor EQ1 is turned off. Thereby, the control gates CG1, CG4 to CGn are in a floating state.
このとき、制御ゲートCG1,CG4〜CGnの電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t2は、制御ゲートCG1,CG4〜CGnの電圧が、電圧VUSEL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG1、CG4〜CGnが到達する電圧)から制御ゲートCG2から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
At this time, direct charging by the
しかし、制御ゲートCG1,CG4〜CGnは、互いに電位がイコライズされているため、制御ゲートCG2に対してカップリング比が大きくなる。このため、制御ゲートCG1,CG4〜CGnへの制御ゲートCG2からのカップリングノイズは軽減される(実質無視できる)。すなわち、制御ゲートCG2からのカップリングノイズを考慮することなく、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが電圧レベルVUSELに昇圧されるようなタイミングでMOSトランジスタCGSW1,CGSW4〜CGSWnをオフするように制御する。 However, since the potentials of the control gates CG1, CG4 to CGn are equalized with each other, the coupling ratio is larger than that of the control gate CG2. For this reason, the coupling noise from the control gate CG2 to the control gates CG1, CG4 to CGn is reduced (substantially negligible). In other words, without considering the coupling noise from the control gate CG2, the MOS transistors CGSW1, CGSW4 to CGSWn are controlled to be turned off at a timing at which the control gates CG1, CG4 to CGn are boosted to the voltage level VUSEL.
その後、時刻t3において、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧される。これに伴い、制御ゲートCG2からのカップリングノイズによる制御ゲートCG1,CG3〜CGnの昇圧が完了する。すなわち、制御ゲートCG3がVUSELL、制御ゲートCG1,CG4〜CGnがVUSELにそれぞれ昇圧される。 Thereafter, at time t3, the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM. Accordingly, the boosting of control gates CG1, CG3 to CGn due to coupling noise from control gate CG2 is completed. That is, the control gate CG3 is boosted to VUSEL, and the control gates CG1, CG4 to CGn are boosted to VUSEL.
上述した制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御は、制御回路2により制御され得る。また、時刻t1〜t2は、非書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧される電圧レベルの大きさと、書き込み対象の制御ゲートCGから非書き込み対象の制御ゲートCGへのカップリングノイズ(カップリング容量)の大きさと、に応じて予め設定された時刻である。ここで、時刻t2に関しては、制御ゲートCG1,CG4〜CGnへのカップリングノイズの影響が小さいため、カップリングノイズを考慮することなく比較的容易に設定することができる時刻である。 The on / off timing control of the control gate switches CGSW1 to CGSWn described above can be controlled by the control circuit 2. Also, from time t1 to time t2, the magnitude of the boosted voltage level of the non-write target control gate CG and the coupling noise (coupling capacitance) from the write target control gate CG to the non-write target control gate CG The time is preset according to the size. Here, the time t2 is a time that can be set relatively easily without considering the coupling noise because the influence of the coupling noise on the control gates CG1, CG4 to CGn is small.
[効果]
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[effect]
According to the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
さらに、第2の実施形態では、制御ゲートCG間にイコライザとして機能するMOSトランジスタEQが設けられている。これにより、書き込み動作時において、同じ電圧レベルに昇圧される非書き込み対象の制御ゲートCGの電位をイコライズすることができる。すなわち、イコライズされた複数の非書き込み対象の制御ゲートCGのカップリング比を書き込み対象の制御ゲートCGに対して大きくすることができ、カップリングノイズを実質的に無視することができる。したがって、第1の実施形態と比較して、MOSトランジスタCGSWのオン/オフのタイミングを容易に制御することができる。 Furthermore, in the second embodiment, a MOS transistor EQ that functions as an equalizer is provided between the control gates CG. This makes it possible to equalize the potential of the non-write target control gate CG boosted to the same voltage level during the write operation. That is, the coupling ratio of the plurality of equalized non-write target control gates CG can be increased with respect to the write target control gate CG, and the coupling noise can be substantially ignored. Therefore, the on / off timing of the MOS transistor CGSW can be easily controlled as compared with the first embodiment.
なお、第2の実施形態では、制御ゲートCG3のようにひとつだけ異なる電圧レベルに昇圧される場合は、第1の実施形態と同様の制御性である。しかし、同一の電圧レベルに充電される非書き込み対象の制御ゲートCGが2つ以上隣接する場合は、イコライザをオンする上記制御方法により、書き込み対象の制御ゲートCGに対するカップリング比を大きくすることができる。このため、カップリングノイズを減らし、制御性向上を図ることができる。 In the second embodiment, when the voltage is boosted to one different voltage level as in the control gate CG3, the controllability is the same as in the first embodiment. However, when two or more non-write target control gates CG charged to the same voltage level are adjacent to each other, the above-described control method for turning on the equalizer can increase the coupling ratio to the write target control gate CG. it can. For this reason, coupling noise can be reduced and controllability can be improved.
また、全ての非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧レベルが同一(例えば、VUSEL)の場合は、全ての非書き込み対象の制御ゲートCGをイコライザで接続することで、書き込み対象の制御ゲートCGに対するカップリング比を最も大きくすることができ、さらなる制御性の向上を図ることができる。 Further, when the voltage levels of all the non-write target control gates CG are the same (for example, VUSEL), all the non-write target control gates CG are connected by an equalizer, so that the cup to the write target control gate CG is connected. The ring ratio can be maximized and further controllability can be improved.
<第3の実施形態>
以下に、図7および図8を用いて第3の実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。第3の実施形態は、第2の実施形態の変形例であり、制御ゲートの電圧を検出することにより、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnおよびMOSトランジスタEQ1〜EQnのオン/オフのタイミング制御を行う例である。なお、第3の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
<Third Embodiment>
The semiconductor memory device according to the third embodiment will be described below with reference to FIGS. The third embodiment is a modification of the second embodiment, and is an example in which the ON / OFF timing control of the MOS transistors CGSW1 to CGSWn and the MOS transistors EQ1 to EQn is performed by detecting the voltage of the control gate. is there. Note that in the third embodiment, a description of the same points as in the above-described embodiments will be omitted, and different points will be described.
[回路構成および書き込み動作]
図7は、第3の実施形態における半導体記憶装置を示す回路図である。なお、ここで、図2に示すセンスアンプS/A5、ロウデコーダ3の回路構成、およびメモリセルアレイ6の回路構成については省略し、特に電源回路21と制御ゲートCG1〜CGnとの接続について示している。
[Circuit configuration and write operation]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a semiconductor memory device according to the third embodiment. Here, the circuit configuration of the sense amplifier S / A5 and the
図7に示すように、第3の実施形態において、第2の実施形態と異なる点は、制御ゲートCGに制御ゲート電圧検出回路22およびVSW/VEQ制御回路23が接続されている点である。なお、ここで、制御ゲート電圧検出回路22およびVSW/VEQ制御回路23は、図1に示す制御回路2に含まれるものである。
As shown in FIG. 7, the third embodiment is different from the second embodiment in that a control gate
制御ゲート電圧検出回路22は、抵抗R11、R12、R21およびR22と、オペアンプAMP1およびAMP2とで構成されている。
The control gate
抵抗R11の一端には、制御ゲートCG1が接続されている。抵抗R11の他端には、抵抗R12の一端が接続され、これらは互いに直列接続されている。抵抗R12の他端には、接地点が接続されている。抵抗R11およびR12の接続点であるノードMON1は、電圧比較回路AMP1のマイナス側入力端に接続されている。電圧比較回路AMP1のプラス側入力端には、参照電圧VREFが接続されている。すなわち、制御ゲートCG1の電圧は、抵抗R11およびR12により抵抗分割された後、電圧比較回路AMP1により参照電圧VREFと比較されて検出される。 A control gate CG1 is connected to one end of the resistor R11. One end of the resistor R12 is connected to the other end of the resistor R11, and these are connected in series. A ground point is connected to the other end of the resistor R12. A node MON1, which is a connection point between the resistors R11 and R12, is connected to the negative side input terminal of the voltage comparison circuit AMP1. A reference voltage VREF is connected to the positive side input terminal of the voltage comparison circuit AMP1. That is, the voltage of the control gate CG1 is detected by being divided by the resistors R11 and R12 and then compared with the reference voltage VREF by the voltage comparison circuit AMP1.
電圧比較回路AMP1において、ノードMON1の電圧が参照電圧VREFよりも大きければFLG信号1は“L”レベルとして出力され、小さければ“H”レベルとして出力される。このFLG信号1は、電圧レベルVUSEL検出用の検出信号である。
In the voltage comparison circuit AMP1, the
一方、抵抗R21の一端には、制御ゲートCG1が接続されている。抵抗R21の他端には、抵抗R22の一端が接続され、これらは互いに直列接続されている。抵抗R22の他端には、接地点が接続されている。抵抗R21およびR22の接続点であるノードMON2は、電圧比較回路AMP2のマイナス側入力端に接続されている。電圧比較回路AMP2のプラス側入力端には、参照電圧VREFが接続されている。すなわち、制御ゲートCG2の電圧は、抵抗R21およびR22により抵抗分割された後、電圧比較回路AMP2により参照電圧VREFと比較されて検出される。 On the other hand, a control gate CG1 is connected to one end of the resistor R21. One end of the resistor R22 is connected to the other end of the resistor R21, and these are connected in series. A ground point is connected to the other end of the resistor R22. A node MON2, which is a connection point between the resistors R21 and R22, is connected to the negative side input terminal of the voltage comparison circuit AMP2. A reference voltage VREF is connected to the positive side input terminal of the voltage comparison circuit AMP2. That is, the voltage of the control gate CG2 is detected by being divided by the resistors R21 and R22 and then compared with the reference voltage VREF by the voltage comparison circuit AMP2.
電圧比較回路AMP2において、ノードMON2の電圧が参照電圧VREFよりも大きければFLG信号2は“L”レベルとして出力され、小さければ“H”レベルとして出力される。このFLG信号2は、電圧レベルVUSELL検出用の検出信号である。 In the voltage comparison circuit AMP2, if the voltage of the node MON2 is larger than the reference voltage VREF, the FLG signal 2 is outputted as “L” level, and if smaller, it is outputted as “H” level. The FLG signal 2 is a detection signal for detecting the voltage level VUSEL.
このように、R11およびR12の比によりノードMON1の電圧が決まり、R21およびR22の比によりノードMON2の電圧が決まる。また、VREFは定電圧である。すなわち、制御ゲートCG1の電圧をノードMON1およびノードMON2のそれぞれの電圧に抵抗分解して変えることにより、VUSELおよびVUSELLの検出レベルを変えることができる。 Thus, the voltage of the node MON1 is determined by the ratio of R11 and R12, and the voltage of the node MON2 is determined by the ratio of R21 and R22. VREF is a constant voltage. That is, the detection level of VUSEL and VUSEL can be changed by changing the voltage of the control gate CG1 to the respective voltages of the nodes MON1 and MON2.
言い換えると、電圧比較回路AMP1は制御ゲートCG1の電圧がVUSELを越えたか否かを検出する回路であり、電圧比較回路AMP2は制御ゲートCG1の電圧がVUSELLを越えたか否かを検出する回路である。なお、図7において、制御ゲート電圧検出回路22によって制御ゲートCG1の電圧を検出する例を示しているが、制御ゲート電圧検出回路22は、制御ゲートCG2〜CGnに接続することも可能である。例えば、書き込み動作において、制御ゲート電圧検出回路22は、書き込み対象の制御ゲートCGの電圧を検出するように適宜接続され得る。すなわち、書き込み対象の制御ゲートCGの電圧を検出することで、それと同調して昇圧される非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧を認知することができる。これにより、非書き込み対象の制御ゲートCGが所望の電圧レベルに昇圧された時点で、充電をとめることができる。
In other words, the voltage comparison circuit AMP1 is a circuit that detects whether or not the voltage of the control gate CG1 exceeds VUSEL, and the voltage comparison circuit AMP2 is a circuit that detects whether or not the voltage of the control gate CG1 exceeds VUSEL. . Although FIG. 7 shows an example in which the voltage of the control gate CG1 is detected by the control gate
VSW/VEQ制御回路23は、電圧比較回路AMP1および電圧比較回路AMP2の出力端のそれぞれに接続されている。すなわち、電圧比較回路AMP1および電圧比較回路AMP2から出力されるFLG信号1およびFLG信号2は、VSW/VEQ制御回路23に入力される。VSW/VEQ制御回路23は、FLG信号1およびFLG信号2に応じて、制御信号VSW1〜VSWnおよび制御信号VEQ1〜VEQnの“H”レベル/“L”レベルを制御する。
The VSW /
以下に、FLG信号1およびFLG信号2に応じたVSW/VEQ制御回路23による制御信号VSW1〜VSWnおよび制御信号VEQ1〜VEQnの制御について詳説する。
The control of the control signals VSW1 to VSWn and the control signals VEQ1 to VEQn by the VSW /
図8は、第3の実施形態における半導体記憶装置の書き込み動作を示すタイミングチャートである。なお、ここでは、制御ゲートCG2に接続されるメモリセルトランジスタMTにデータが書き込まれ、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが電圧レベルVUSELに昇圧され、制御ゲートCG3が電圧レベルVUSELLに昇圧される例について説明する。また、図8における時刻t0〜t3は、図4および図6における時刻t0〜t3と同様の時刻とは限らない。 FIG. 8 is a timing chart showing the write operation of the semiconductor memory device according to the third embodiment. In this example, data is written in the memory cell transistor MT connected to the control gate CG2, the control gates CG1, CG4 to CGn are boosted to the voltage level VUSEL, and the control gate CG3 is boosted to the voltage level VUSEL. explain. Further, the times t0 to t3 in FIG. 8 are not necessarily the same times as the times t0 to t3 in FIGS.
図8に示すように、まず、時刻t0において、制御信号VSW1〜VSWnが“H”レベルに設定される。これにより、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnの全てがオンされ、制御ゲートCG1〜CGnの全てにおいて電源回路21による充電が開始する。
As shown in FIG. 8, first, at time t0, the control signals VSW1 to VSWn are set to the “H” level. Thereby, all of the MOS transistors CGSW1 to CGSWn are turned on, and charging by the
このとき、制御信号VEQ1〜VEQnは、予め“H”レベルに設定されている。また、ノードMON1およびノードMON2の電圧が参照電圧VREFよりも小さいため、FLG信号1およびFLG信号2は、“H”レベルに設定されている。
At this time, the control signals VEQ1 to VEQn are set to the “H” level in advance. Further, since the voltages of the nodes MON1 and MON2 are smaller than the reference voltage VREF, the
次に、時刻t1において、電圧比較回路AMP2により電圧レベルVUSELL−VGBLが検出され、FLG信号2が“L”レベルに設定される。すなわち、ノードMON2の電圧が参照電圧VREFよりも大きくなる。これにより、VSW/VEQ制御回路23は、制御信号VSW3を“L”レベルに設定し、MOSトランジスタCGSW3をオフにする。なお、VGBLは時刻t1以降、カップリング容量により制御ゲートCG3が昇圧される電位差を見越して補正するための電圧であり、R21とR22の比によりその補正量を調整することができる。同時に、制御信号VEQ2およびVEQ3を“L”レベルに設定し、MOSトランジスタEQ2およびEQ3をオフにする。これにより、制御ゲートCG3が浮遊状態となる。
Next, at time t1, the voltage level VUSELL-VGBL is detected by the voltage comparison circuit AMP2, and the FLG signal 2 is set to the “L” level. That is, the voltage of the node MON2 becomes larger than the reference voltage VREF. As a result, the VSW /
すなわち、時刻t1は、制御ゲートCG3の電圧が、電圧VUSELL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG3が到達する電圧)から制御ゲートCG1等から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。 That is, at time t1, the voltage of the control gate CG3 is boosted by the coupling noise received from the control gate CG1 and the like from the voltage VUSELL (the voltage reached by the control gate CG3 when the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM). The time at which the voltage obtained by subtracting the applied voltage is reached is shown.
次に、時刻t2において、電圧比較回路AMP1により電圧レベルVUSEL−VGBが検出され、FLG信号1が“L”レベルに設定される。すなわち、ノードMON1の電圧が参照電圧VREFよりも大きくなる。これにより、VSW/VEQ制御回路23は、制御信号VSW1,VSW4〜VSWnを“L”レベルに設定し、MOSトランジスタCGSW3をオフにする。同時に、制御信号VEQ1も“L”レベルに設定され、MOSトランジスタEQ1がオフされる。これにより、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが浮遊状態となる。なお、VGBはt2以降、カップリング容量により制御ゲート1,CG4〜CGnが昇圧される電位差を見越して補正するための電圧であり、R11とR12の比によりその補正量を調整することができる。
Next, at time t2, the voltage level VUSEL-VGB is detected by the voltage comparison circuit AMP1, and the
すなわち、時刻t2は、制御ゲート1,CG4〜CGnの電圧が、電圧VUSEL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲート1,CG4〜CGnが到達する電圧)から制御ゲートCG2から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
That is, at time t2, the voltage of the
その後、時刻t3において、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧される。これに伴い、制御ゲートCG2からのカップリングノイズによる制御ゲートCG1,CG3〜CGnの昇圧が完了する。 Thereafter, at time t3, the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM. Accordingly, the boosting of control gates CG1, CG3 to CGn due to coupling noise from control gate CG2 is completed.
上述した制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御は、制御回路2に含まれる制御ゲート電圧検出回路22およびVSW/VEQ制御回路23により制御され得る。ここで、第3の実施形態において、時刻t1〜t2は、制御ゲートCGの電圧レベルを検出しながら昇圧することにより設定される時刻である。すなわち、非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧レベルが所望のレベルに達した際に、FLG信号1およびFLG信号2の“H”レベル/“L”レベルに応じてMOSトランジスタCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御が行われる。
The above-described on / off timing control of the control gate switches CGSW1 to CGSWn can be controlled by the control gate
[効果]
上記第3の実施形態によれば、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[effect]
According to the third embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
さらに、第3の実施形態では、制御ゲート電圧検出回路22およびVSW/VEQ制御回路23が設けられている。これにより、書き込み動作時において、非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧レベルを検出しながら昇圧させることができる。すなわち、非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧レベルが実際に所望のレベルに達したことを判断したうえでMOSトランジスタCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御を行うことができる。したがって、非書き込み対象の制御ゲートCGの電圧レベルの昇圧をより精度よく制御することができる。
Furthermore, in the third embodiment, a control gate
<第4の実施形態>
以下に、図9および図10を用いて第4の実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。第4の実施形態は、第2の実施形態の変形例である。第2の実施形態では、充電が完了するごとに制御ゲートが電源回路から随時切り離されていく。このため、電源回路に対する負荷容量が時々刻々と軽減していく。電源回路に対する負荷容量が軽減すると書き込み対象の制御ゲートCGが急激に昇圧されることになり、非書き込みの制御ゲートへの対するカップリングノイズの抑制が困難となる。
<Fourth Embodiment>
The semiconductor memory device according to the fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. The fourth embodiment is a modification of the second embodiment. In the second embodiment, every time charging is completed, the control gate is disconnected from the power supply circuit as needed. For this reason, the load capacity for the power supply circuit is gradually reduced. When the load capacity to the power supply circuit is reduced, the control gate CG to be written is rapidly boosted, and it becomes difficult to suppress the coupling noise to the non-write control gate.
これに対し、第4の実施形態では、充電される制御ゲートの数に応じた電源回路に対する負荷容量を検知し、この付加容量に応じて電源回路(チャージポンプ等)による電流供給を可変にする例である。なお、第4の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。 On the other hand, in the fourth embodiment, the load capacity for the power supply circuit corresponding to the number of control gates to be charged is detected, and the current supply by the power supply circuit (such as a charge pump) is made variable according to this additional capacity. It is an example. Note that in the fourth embodiment, a description of the same points as in the above-described embodiments will be omitted, and different points will be described.
[回路構成および書き込み動作]
図9は、第4の実施形態における半導体記憶装置を示す回路図である。なお、ここで、図2に示すセンスアンプS/A5、ロウデコーダ3の回路構成、およびメモリセルアレイ6の回路構成については省略し、特に電源回路21と制御ゲートCG1〜CGnとの接続について示している。
[Circuit configuration and write operation]
FIG. 9 is a circuit diagram showing a semiconductor memory device according to the fourth embodiment. Here, the circuit configuration of the sense amplifier S / A5 and the
図9に示すように、第4の実施形態において、第2の実施形態と異なる点は、電源回路(チャージポンプ)21にVSW制御回路24およびクロック発生回路25が接続されている点である。なお、ここで、VSW制御回路24およびクロック発生回路25は、図1に示す制御回路2に含まれるものである。
As shown in FIG. 9, the fourth embodiment is different from the second embodiment in that a
VSW制御回路24は、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnのゲートに接続され、制御信号VSW1〜VSWnの“H”レベル/“L”レベルを制御する。より具体的には、VSW制御回路24は、書き込み動作時において、非書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧される電圧レベルの大きさ、および書き込み対象の制御ゲートCGから非書き込み対象の制御ゲートCGへのカップリングノイズの大きさに応じて予め設定された時刻でオン/オフのタイミング制御を行う。
The
このとき、VSW制御回路24は、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnのうち、オンしている数を測定する。言い換えると、電源回路21によって充電されている制御ゲートCGの数を測定する。これにより、VSW制御回路24は、充電される制御ゲートCGの数に応じた電源回路21に対する負荷容量を検知する。例えば、電源回路21に対する負荷容量は、充電されている制御ゲートCGの数が多ければ増大し、少なければ減少する。VSW制御回路24は、このように検知した電源回路21に対する負荷容量に関する情報(信号)をクロック発生回路25に出力する。
At this time, the
クロック発生回路25には、クロック発生回路25から出力された電源回路21に対する負荷容量に関する信号が入力される。クロック発生回路25は、電源回路21に対する負荷容量に関する信号に基づいて適当な周期のクロックを生成する。より具体的には、充電されている制御ゲートCGの数が多い(電源回路21に対する負荷容量が大きい)場合、クロック周期を早くする。一方、充電されている制御ゲートCGの数が少ない(電源回路21に対する負荷容量が小さい)場合、クロック周期を遅くする。
The
電源回路21は、クロック発生回路25により生成されたクロックに応じて制御ゲートCG1〜CGnに電流を供給し、これらを充電する。より具体的には、クロック発生回路25で生成されるクロック周期が早い場合、電源回路21から制御ゲートCG1〜CGnに供給されるピーク電流が大きくなり、制御ゲートCG1〜CGnは早く充電(昇圧)される。一方、クロック発生回路25で生成されるクロック周期が遅い場合、電源回路21から制御ゲートCG1〜CGnに供給されるピーク電流が小さくなり、制御ゲートCG1〜CGnは遅く充電(昇圧)される。
The
図10は、第4の実施形態における半導体記憶装置の書き込み動作を示すタイミングチャートである。なお、ここでは、制御ゲートCG2に接続されるメモリセルトランジスタMTにデータが書き込まれ、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが電圧レベルVUSELに昇圧され、制御ゲートCG3が電圧レベルVUSELLに昇圧される例について説明する。また、図10における時刻t0〜t3は、図4、図6および図8における時刻t0〜t3と同様の時刻とは限らない。 FIG. 10 is a timing chart showing a write operation of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment. In this example, data is written in the memory cell transistor MT connected to the control gate CG2, the control gates CG1, CG4 to CGn are boosted to the voltage level VUSEL, and the control gate CG3 is boosted to the voltage level VUSEL. explain. Further, the times t0 to t3 in FIG. 10 are not necessarily the same times as the times t0 to t3 in FIGS.
図10に示すように、まず、時刻t0において、制御信号VSW1〜VSWnが“H”レベルに設定される。これにより、MOSトランジスタCGSW1〜CGSWnの全てがオンされ、制御ゲートCG1〜CGnの全てにおいて電源回路21による充電が開始する。
As shown in FIG. 10, first, at time t0, the control signals VSW1 to VSWn are set to the “H” level. Thereby, all of the MOS transistors CGSW1 to CGSWn are turned on, and charging by the
このとき、VSW制御回路24により検知された電源回路21への負荷容量に基づいてクロック発生回路から第1周期を有する第1クロックが発生され、電源回路21は第1クロックに応じて電流を供給している。
At this time, a first clock having a first period is generated from the clock generation circuit based on the load capacity to the
次に、時刻t1において、制御信号VSW3が“L”レベルに設定され、MOSトランジスタCGSW3がオフされる。同時に、制御信号VEQ2およびVEQ3も“L”レベルに設定され、MOSトランジスタEQ2およびEQ3がオフされる。これにより、制御ゲートCG3が浮遊状態となる。 Next, at time t1, the control signal VSW3 is set to the “L” level, and the MOS transistor CGSW3 is turned off. At the same time, control signals VEQ2 and VEQ3 are also set to "L" level, and MOS transistors EQ2 and EQ3 are turned off. As a result, the control gate CG3 enters a floating state.
このとき、制御ゲートCG3の電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t1は、制御ゲートCG3の電圧が、電圧VUSEL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG3が到達する電圧)から制御ゲートCG1等から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
At this time, direct charging by the
このとき、VSW制御回路24により検知された電源回路21への負荷容量に基づいてクロック発生回路から第2周期を有する第2クロックが発生され、電源回路21は第2クロックに応じて電流を供給する。この第2クロックは、第1クロックよりも周期の遅いクロックである。すなわち、電源回路21から供給される電流は、第1クロックが発生したときよりも小さくなる。しかし、電源回路21からの電流が供給される(充電される)制御ゲートCGの数は減少しているため、制御ゲートCGの昇圧速度は一定である。ここでは、その後制御ゲートCG1,CG2,CG4〜CGnが昇圧される。
At this time, a second clock having a second period is generated from the clock generation circuit based on the load capacity to the
次に、時刻t2において、制御信号VSW1,VSW4〜VSWnが“L”レベルに設定され、MOSトランジスタCGSW1,CGSW4〜CGSWnがオフされる。同時に、制御信号VEQ1も“L”レベルに設定され、MOSトランジスタEQ1がオフされる。これにより、制御ゲートCG1,CG4〜CGnが浮遊状態となる。 Next, at time t2, the control signals VSW1, VSW4 to VSWn are set to the “L” level, and the MOS transistors CGSW1, CGSW4 to CGSWn are turned off. At the same time, the control signal VEQ1 is also set to the “L” level, and the MOS transistor EQ1 is turned off. Thereby, the control gates CG1, CG4 to CGn are in a floating state.
このとき、制御ゲートCG1,CG4〜CGnの電源回路21による直接的な充電は完了するが、制御ゲートCG2の昇圧が完了するまでカップリングノイズを受け続ける。この時刻t2は、制御ゲートCG1,CG4〜CGnの電圧が、電圧VUSEL(制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧されるときに、制御ゲートCG1、CG4〜CGnが到達する電圧)から制御ゲートCG2から受けるカップリングノイズによって昇圧される電圧を差し引いた電圧に到達した時刻を示す。
At this time, direct charging by the
このとき、VSW制御回路24により検知された電源回路21への負荷容量に基づいてクロック発生回路から第3周期を有する第3クロックが発生され、電源回路21は第3クロックに応じて電流を供給する。この第3クロックは、第2クロックよりも周期の遅いクロックである。すなわち、電源回路21から供給される電流は、第2クロックが発生したときよりも小さくなる。しかし、電源回路21からの電流が供給される(充電される)制御ゲートCGの数は減少しているため、制御ゲートCGの昇圧速度は一定である。ここでは、その後制御ゲートCG2のみが昇圧される。
At this time, a third clock having a third period is generated from the clock generation circuit based on the load capacity to the
その後、時刻t3において、制御ゲートCG2が電圧レベルVPGMまで昇圧される。これに伴い、制御ゲートCG2からのカップリングノイズによる制御ゲートCG1,CG3〜CGnの昇圧が完了する。すなわち、制御ゲートCG3がVUSELL、制御ゲートCG1,CG4〜CGnがVUSELにそれぞれ昇圧される。 Thereafter, at time t3, the control gate CG2 is boosted to the voltage level VPGM. Accordingly, the boosting of control gates CG1, CG3 to CGn due to coupling noise from control gate CG2 is completed. That is, the control gate CG3 is boosted to VUSEL, and the control gates CG1, CG4 to CGn are boosted to VUSEL.
上述した制御ゲートスイッチCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御は、制御回路2に含まれるVSW制御回路24により制御され得る。ここで、第4の実施形態において、時刻t1〜t2は、非書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧される電圧レベルの大きさと、書き込み対象の制御ゲートCGから非書き込み対象の制御ゲートCGへのカップリングノイズ(カップリング容量)の大きさと、に応じて予め設定された時刻である。
The on / off timing control of the control gate switches CGSW1 to CGSWn described above can be controlled by the
[効果]
上記第4の実施形態によれば、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[effect]
According to the fourth embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
さらに、第4の実施形態では、VSW制御回路24およびクロック発生回路25が設けられている。これにより、書き込み動作時において、充電される制御ゲートCGの数に応じて、電源回路21による電流の供給を可変にすることができる。すなわち、書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧速度を一定にしたまま、電圧レベルVPGMまで昇圧することができる。これにより、非書き込み対象の制御ゲートCGのMOSトランジスタCGSWをオフにした後、この非書き込み対象の制御ゲートCGに対する書き込み対象の制御ゲートCGからのカップリングノイズを容易に想定することができる。したがって、非書き込み対象のMOSトランジスタCGSW1〜CGSWnのオン/オフのタイミング制御を容易に行うことができる。
Furthermore, in the fourth embodiment, a
なお、本実施形態において、クロック発生回路25を用いて電源回路21から供給される電流を調整したが、電流の調整方法としてはこれに限らない。例えば、電源回路21としてチャージポンプを用いてもよい。より具体的には、チャージポンプにおいて、充電される制御ゲートCGの数に基づいてポンプの段数を動的に変化させる。これにより、供給される電流を可変にすることができ、書き込み対象の制御ゲートCGの昇圧速度を一定にすることができる。
In the present embodiment, the current supplied from the
その他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention when it is practiced. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be obtained as an invention.
MT…メモリセルトランジスタ、WL1〜WLn…ワード線、CG1〜CGn…制御ゲート、CGSW1〜CGSWn…MOSトランジスタ(制御ゲートスイッチ)、EQ1〜EQn…MOSトランジスタ(イコライザスイッチ)、2…制御回路、21…電源回路、22…制御ゲート電圧回路、23…VSW/VEQ制御回路、24…VSW制御回路、25…クロック発生回路。 MT: Memory cell transistor, WL1 to WLn: Word line, CG1 to CGn: Control gate, CGSW1 to CGSWn: MOS transistor (control gate switch), EQ1 to EQn: MOS transistor (equalizer switch), 2 ... Control circuit, 21 ... Power supply circuit, 22 ... control gate voltage circuit, 23 ... VSW / VEQ control circuit, 24 ... VSW control circuit, 25 ... clock generation circuit.
Claims (6)
第2メモリセルに接続される第2ワード線と、
第3メモリセルに接続される第3ワード線と、
前記各メモリセルに対する書き込み動作を制御し、前記第1ワード線、前記第2ワード線、および前記第3ワード線と電気的に接続された電源回路を有する制御回路と、
前記第1ワード線と前記電源回路の間に設けられた第1転送スイッチと、
前記第2ワード線と前記電源回路の間に設けられた第2転送スイッチと、
前記第3ワード線と前記電源回路の間に設けられた第3転送スイッチと、
を具備し、
前記制御回路は、
前記第1メモリセルに対する書き込み動作において、前記電源回路を駆動し、
第1時刻で、前記第1転送スイッチ、前記第2転送スイッチ、および前記第3転送スイッチをオンし、前記第1ワード線、前記第2ワード線、および前記第3ワード線に電流を供給し、前記第1ワード線、前記第2ワード線、および前記第3ワード線を昇圧させて、
前記第1時刻後の第2時刻で、前記電源回路と前記第2ワード線との電気的な接続を切断して前記第2ワード線を浮遊状態とし、前記第2ワード線は第1書き込みパス電圧まで到達し
前記第2時刻後の第3時刻で、前記電源回路と前記第3ワード線との電気的な接続を切断して前記第3ワード線を浮遊状態とし、前記第3ワード線は第2書き込みパス電圧まで到達する
ことを特徴とする半導体記憶装置。 A first word line connected to the first memory cell;
A second word line connected to the second memory cell;
A third word line connected to the third memory cell;
A control circuit that controls a write operation to each of the memory cells and includes a power supply circuit electrically connected to the first word line, the second word line, and the third word line;
A first transfer switch provided between the first word line and the power supply circuit;
A second transfer switch provided between the second word line and the power supply circuit;
A third transfer switch provided between the third word line and the power supply circuit;
Comprising
The control circuit includes:
Driving the power supply circuit in a write operation to the first memory cell;
At the first time, the first transfer switch, the second transfer switch, and the third transfer switch are turned on to supply current to the first word line, the second word line, and the third word line. Boosting the first word line, the second word line, and the third word line,
At a second time after the first time, the electrical connection between the power supply circuit and the second word line is cut off to place the second word line in a floating state, and the second word line passes through the first write path. At a third time after reaching the voltage and at the third time, the electrical connection between the power supply circuit and the third word line is cut off so that the third word line is in a floating state, and the third word line is A semiconductor memory device that reaches the second write pass voltage.
前記第2ワード線と前記第3ワード線との間を接続し、前記第2ワード線および前記第3ワード線の電位をイコライズする第2イコライザスイッチと、
をさらに具備し、
前記制御回路は、前記第1書き込みパス電圧と前記第2書き込みパス電圧とが同じで、かつ、前記第2時刻と前記第3時刻とが同じ場合、前記第1メモリセルトランジスタの書き込み動作において、前記第1時刻に前記第1イコライザスイッチおよび前記第2イコライザスイッチをオンさせた後に前記第2時刻に前記第2イコライザスイッチをオンさせた状態で前記第1イコライザスイッチをオフさせて前記第2ワード線と前記第3ワード線とを接続した状態で浮遊状態にする
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 A first equalizer switch that connects between the first word line and the second word line and equalizes potentials of the first word line and the second word line;
A second equalizer switch that connects between the second word line and the third word line and equalizes potentials of the second word line and the third word line;
Further comprising
When the first write pass voltage and the second write pass voltage are the same, and the second time and the third time are the same, the control circuit, in the write operation of the first memory cell transistor, After turning on the first equalizer switch and the second equalizer switch at the first time and turning on the second equalizer switch at the second time, the first equalizer switch is turned off and the second word is turned on. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is in a floating state in a state where a line is connected to the third word line.
前記第1メモリセルトランジスタの書き込み動作において、前記電圧検出回路によって前記第2ワード線が前記第1書き込みパス電圧レベルに達したことを検出することで前記第2時刻を設定し、前記第3ワード線が前記第2書き込みパス電圧レベルに達したことを検出することで前記第3時刻を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。 The control circuit further includes a voltage detection circuit that detects a voltage of the first word line during a write operation,
In the write operation of the first memory cell transistor, the voltage detection circuit detects that the second word line has reached the first write pass voltage level to set the second time, and the third word 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the third time is set by detecting that a line has reached the second write pass voltage level. 4.
前記第1メモリセルトランジスタの書き込み動作において、前記転送スイッチ制御回路によって検知されたオン状態であるスイッチの数に応じて、前記第1ワード線の昇圧速度が一定になるように前記第1ワード線への前記電源回路による供給電流を可変にする
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。 The control circuit further includes a transfer switch control circuit that detects the number of switches that are on among the first transfer switch, the second transfer switch, and the third transfer switch,
In the write operation of the first memory cell transistor, the first word line is set so that the boosting speed of the first word line is constant according to the number of switches in the on state detected by the transfer switch control circuit. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a supply current by the power supply circuit is made variable.
第2メモリセルに接続される第2ワード線と、
前記各メモリセルに対する書き込み動作を制御し、前記第1ワード線および前記第2ワード線と電気的に接続された電源回路を有する制御回路と、
前記第1ワード線と前記電源回路の間に設けられた第1転送スイッチと、
前記第2ワード線と前記電源回路の間に設けられた第2転送スイッチと、
を具備し、
前記制御回路は、
前記第1メモリセルに対する書き込み動作において、前記電源回路を駆動し、
第1時刻で、前記第1転送スイッチおよび前記第2転送スイッチをオンし、前記第1ワード線および前記第2ワード線に電流を供給し、前記第1ワード線および前記第2ワード線を昇圧させて、
前記第1時刻後の第2時刻で、前記電源回路と前記第2ワード線との電気的な接続を切断して前記第2ワード線を浮遊状態とし、前記第2ワード線は書き込みパス電圧まで到達する
ことを特徴とする半導体記憶装置。 A first word line connected to the first memory cell;
A second word line connected to the second memory cell;
A control circuit that controls a write operation to each of the memory cells and includes a power supply circuit electrically connected to the first word line and the second word line;
A first transfer switch provided between the first word line and the power supply circuit;
A second transfer switch provided between the second word line and the power supply circuit;
Comprising
The control circuit includes:
Driving the power supply circuit in a write operation to the first memory cell;
At a first time, the first transfer switch and the second transfer switch are turned on, current is supplied to the first word line and the second word line, and the first word line and the second word line are boosted Let me
At a second time after the first time, the electrical connection between the power supply circuit and the second word line is disconnected to make the second word line floating, and the second word line reaches the write pass voltage. A semiconductor memory device characterized by arriving.
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