JP2016045972A - Nonvolatile memory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は不揮発性メモリに関し、例えば書き換え動作時の動作モードを選択可能な不揮発性メモリに関する。 The present invention relates to a nonvolatile memory, for example, a nonvolatile memory capable of selecting an operation mode during a rewrite operation.
フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリの方式の一つに、半導体基板とコントロールゲート電極との間のフローティングゲートに情報を記憶するフローティングゲート方式がある。フローティングゲートは酸化膜等の絶縁膜で周囲を覆われているので、通常は絶縁状態となっている。しかし、上部のコントロールゲート電極に電圧を印加すると、絶縁膜を通じてトンネル電流が流れ、フローティングゲートに電荷が蓄えられる(書き込み動作)。一方、基板側に電圧を印加すると、フローティングゲートに蓄えられた電荷が基板へと放出される(消去動作)。このように、不揮発性メモリでは、フローティングゲートに電荷が蓄えられているか否かによって、データを記憶することができる。 One of rewritable nonvolatile memory systems such as a flash memory is a floating gate system in which information is stored in a floating gate between a semiconductor substrate and a control gate electrode. Since the floating gate is covered with an insulating film such as an oxide film, it is normally in an insulating state. However, when a voltage is applied to the upper control gate electrode, a tunnel current flows through the insulating film, and charges are stored in the floating gate (writing operation). On the other hand, when a voltage is applied to the substrate side, the charges stored in the floating gate are released to the substrate (erase operation). Thus, in the nonvolatile memory, data can be stored depending on whether or not charges are stored in the floating gate.
特許文献1には、メモリモジュールを複数のブロックに分割し、それぞれのブロックに書き換えの条件を格納するエリアを設け、その条件に従って各ブロックを書き換える技術が開示されている。
昨今、不揮発性メモリの特性として、書き換え速度の高速化や書き換え耐性の向上が求められている。例えば、不揮発性メモリの書き換え時の電圧を低く抑えることでメモリセルの絶縁膜の劣化を抑制することができ、不揮発性メモリの書き換え耐性を向上させることができる。しかし、この場合は、書き換え時の電圧を低く抑えるので、書き換え速度が遅くなる。逆に、書き換え時の電圧を高くすることで書き換え速度を早くすることができるが、この場合は、メモリセルの絶縁膜が劣化するため、不揮発性メモリの書き換え耐性が低下する。 Recently, as a characteristic of a nonvolatile memory, an increase in rewriting speed and an improvement in rewriting durability are required. For example, by suppressing the voltage at the time of rewriting the nonvolatile memory, deterioration of the insulating film of the memory cell can be suppressed, and the rewriting tolerance of the nonvolatile memory can be improved. However, in this case, since the voltage at the time of rewriting is kept low, the rewriting speed becomes slow. On the contrary, the rewriting speed can be increased by increasing the voltage at the time of rewriting, but in this case, since the insulating film of the memory cell is deteriorated, the rewriting durability of the nonvolatile memory is lowered.
ここで、ユーザが求める不揮発性メモリの特性は、不揮発性メモリを使用するユーザによって異なる。つまり、書き換え速度を重視するユーザもいれば、書き換え耐性を重視するユーザもいる。しかし、現在の不揮発性メモリでは、書き換え動作時の動作モードをユーザが任意に選択することができないため、ユーザは最適な製品仕様で不揮発性メモリを使用することができないという問題があった。 Here, the characteristics of the nonvolatile memory required by the user vary depending on the user who uses the nonvolatile memory. In other words, there are users who place importance on the rewriting speed and other users who place importance on rewriting resistance. However, in the current nonvolatile memory, the user cannot arbitrarily select the operation mode at the time of rewriting operation, and thus there is a problem that the user cannot use the nonvolatile memory with an optimum product specification.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態にかかる不揮発性メモリは、データを記憶するメモリ部と、入力された書き換えコマンドに応じてメモリ部への書き換え動作を制御するシーケンサ回路と、メモリ部への書き換え動作時の動作モードを選択する動作モード選択回路と、を備え、書き換えコマンドに応じてメモリ部への書き換え動作を実施する際、書き換えコマンドに対応した動作モード選択情報に応じた電源電圧で、メモリ部への書き換え動作を実施する。 A nonvolatile memory according to an embodiment includes a memory unit that stores data, a sequencer circuit that controls a rewrite operation to the memory unit according to an input rewrite command, and an operation mode during a rewrite operation to the memory unit An operation mode selection circuit that selects the memory unit, and when performing a rewrite operation to the memory unit according to the rewrite command, a rewrite operation to the memory unit with a power supply voltage according to the operation mode selection information corresponding to the rewrite command To implement.
前記一実施の形態によれば、ユーザに応じて最適な製品仕様で使用することが可能な不揮発性メモリを提供することができる。 According to the embodiment, it is possible to provide a non-volatile memory that can be used with an optimum product specification according to a user.
<実施の形態1>
以下、図面を参照して実施の形態1について説明する。
図1は、実施の形態1にかかる不揮発性メモリ10の使用例を説明するための図であり、不揮発性メモリ10をマイクロコンピュータ100に使用した場合の構成例を示すブロック図である。図1に示すようにマイクロコンピュータ100は、CPU(Central Processing Unit)101、RAM(Random Access Memory)102、ポート103、PLL(Phase Locked Loop)回路104、バスインターフェース105、及び不揮発性メモリ10を備える。
<
The first embodiment will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a usage example of the
CPU(101)は演算回路であり、例えば不揮発性メモリ10に格納されている所定のプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行して所定の処理を行う。RAM(102)は、CPU(101)でプログラムが実行された際に生成されるデータを一時的に記憶する。マイクロコンピュータ100は、ポート103を介して外部からデータを入力し、また、ポート103を介して外部にデータを出力する。PLL回路(104)は、基準クロックを入力し、入力した基準クロックを用いて内部クロック110を生成する。生成された内部クロック110は、CPU(101)、RAM(102)、ポート103、バスインターフェース105、及び不揮発性メモリ10に供給される。バスインターフェース105は、マイクロコンピュータ100の内部の機器と外部の機器とを接続するためのインターフェースである。不揮発性メモリ10は、フラッシュメモリ等の書き換え可能なメモリであり、所定のデータが格納されている。CPU(101)、RAM(102)、ポート103、バスインターフェース105、及び不揮発性メモリ10は、バス111を介して互いに接続されている。
The CPU (101) is an arithmetic circuit, for example, reads a predetermined program stored in the
以下、不揮発性メモリ10について詳細に説明する。図2は、本実施の形態にかかる不揮発性メモリを示すブロック図である。図2に示すように、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ10は、シーケンサ回路11、動作モード選択回路12、電圧値格納部13、電圧設定レジスタ14、電源回路15、及びメモリ部16を備える。
Hereinafter, the
シーケンサ回路11は、入力された書き換えコマンド21に応じて、メモリ部16への書き換え動作を制御する。ここで、「書き換え動作」とは、メモリ部16にデータを書き込む動作(書き込み動作)、及びメモリ部16に保持されているデータを消去する動作(消去動作)である。
The
シーケンサ回路11は、書き込み動作を指示する書き換えコマンド21が供給された場合、メモリ部16が備えるメモリセル(図3参照)のコントロールゲート(以下、ゲートとも記載する)GL1、GL2およびソースSL1、SL2に電圧が印加されるように電源回路5を制御する。つまり、ゲートGL1、GL2とソースSL1、SL2との間に電位差を設けることで(ゲート側を高電位にする)、ソースからフローティングゲートに電荷が注入され、メモリセルにデータが書き込まれる。
When the
また、シーケンサ回路11は、消去動作を指示する書き換えコマンド21が供給された場合、メモリ部16が備えるメモリセル(図3参照)のゲートGL1、GL2とソースSL1、SL2との間に電位差(ソース側を高電位にする)が生じるように、電源回路5を制御する。これにより、フローティングゲートに蓄えられていた電荷が基板へと放出され、メモリセルに書き込まれていたデータが消去される。
Further, when the
このように、シーケンサ回路11は、入力された書き換えコマンド21に応じて電源回路15を制御して、メモリ部16のメモリセルに印加される電圧を制御する。
As described above, the
動作モード選択回路12は、入力された動作モード選択情報22に応じて、メモリ部16への書き換え動作時の動作モードを選択する。選択された動作モードに関する情報は、電圧値格納部13に供給される。ここで、動作モードは、メモリ部16への書き換え速度を優先する速度優先モード(第1の動作モード)と、メモリ部16の書き換え耐性を優先する耐性優先モード(第2の動作モード)とがある。
The operation
フローティングゲート方式の不揮発性メモリは、フローティングゲートの電荷の有無(電荷量の違い)を用いてデータを記録している。フローティングゲートの電荷の有無は、ゲート電圧(閾値電圧Vth)の違いとなってあらわれる。つまり、フローティングゲートに電荷が蓄えられている場合は、ソース・ドレイン間の抵抗が高くなるため、高いゲート電圧で電流が流れる(閾値電圧Vthが高くなる)。一方、フローティングゲートに電荷が蓄えられていない場合は、ソース・ドレイン間の抵抗が低くなるため、低いゲート電圧で電流が流れる(閾値電圧Vthが低くなる)。 The floating gate type nonvolatile memory records data using the presence / absence of charge of the floating gate (difference in charge amount). The presence or absence of charge in the floating gate appears as a difference in gate voltage (threshold voltage Vth). That is, when charge is stored in the floating gate, the resistance between the source and the drain is increased, so that a current flows at a high gate voltage (threshold voltage Vth is increased). On the other hand, when no electric charge is stored in the floating gate, the resistance between the source and the drain is lowered, so that a current flows at a low gate voltage (the threshold voltage Vth is lowered).
このように、ゲートの閾値電圧Vthを用いてデータの有無を判断する不揮発性メモリでは、フローティングゲートに電荷が蓄積されている場合の閾値電圧Vthとフローティングゲートに電荷が蓄積されていない場合の閾値電圧Vthとの幅を確保する必要がある。この閾値電圧Vthの幅は、書き換え時の電圧値と書き換え時間(電圧の印加時間)とを用いて調整することができる。このとき、書き換え時の電圧を高めると書き換え時間を短縮することができるが、メモリセルの絶縁膜の劣化が加速される。このため、書き換え時の電圧を高くした場合は、一定回数以上、書き換え動作を繰り返した後のデータの信頼性が低下する。一方、書き換え時の電圧を低く抑えることでメモリセルの絶縁膜の劣化を抑制することができ、不揮発性メモリの書き換え耐性を向上させることができる。しかし、この場合は、書き換え時の電圧を低く抑えるので、書き換え速度が遅くなる。 As described above, in the nonvolatile memory that determines the presence / absence of data using the threshold voltage Vth of the gate, the threshold voltage Vth when charge is accumulated in the floating gate and the threshold when charge is not accumulated in the floating gate. It is necessary to ensure a width with respect to the voltage Vth. The width of the threshold voltage Vth can be adjusted by using the voltage value at the time of rewriting and the rewriting time (voltage application time). At this time, if the voltage at the time of rewriting is increased, the rewriting time can be shortened, but the deterioration of the insulating film of the memory cell is accelerated. For this reason, when the voltage at the time of rewriting is increased, the reliability of data after the rewriting operation is repeated a certain number of times or more is lowered. On the other hand, by suppressing the voltage at the time of rewriting to a low level, the deterioration of the insulating film of the memory cell can be suppressed, and the rewriting tolerance of the nonvolatile memory can be improved. However, in this case, since the voltage at the time of rewriting is kept low, the rewriting speed becomes slow.
本実施の形態では、書き換え動作時の動作モードとして、メモリ部16への書き換え速度を優先する速度優先モードと、メモリ部16の書き換え耐性を優先する耐性優先モードを設けている。つまり、図4に示すように、速度優先モードでは、書き換え速度を早くすることができるが、書き換え回数は少なくなる(例えば、100回程度)。一方、耐性優先モードでは、書き換え回数を多くすることができるが(例えば、10万回程度)、書き換え速度は遅くなる。本実施の形態にかかる不揮発性メモリ10では、不揮発性メモリ10に供給された動作モード選択情報22に応じて、書き換え動作時の動作モードが設定される。
In the present embodiment, a speed priority mode that prioritizes the rewrite speed to the
例えば、動作モード選択情報22は、書き換えコマンド21と共に不揮発性メモリ10に供給される。換言すると、不揮発性メモリ10に書き換えコマンド21が供給される際、当該書き換えコマンド21を実行する際の動作モードを示す動作モード選択情報22が不揮発性メモリ10に供給される。例えば、図5に示すように、書き換えコマンド21は、動作モード選択情報22が不揮発性メモリ10に供給された後、続けて不揮発性メモリ10に供給されるように構成してもよい。また、図6に示すように、不揮発性メモリ10に動作モード選択情報22を供給するための端子を設けてもよい。
For example, the operation
図2に示す電圧値格納部13は、動作モード選択回路12で選択された動作モードに対応した書き換え電圧値を格納している。例えば、電圧値格納部13は、各動作モードに対応したゲート電圧値とソース電圧値との組み合わせを格納している。また、速度優先モードおよび耐性優先モードのそれぞれは、更に複数の動作モードに細分化されていてもよい(例えば、速度優先モードA、速度優先モードB、・・・、耐性優先モードA、耐性優先モードB、・・・、等)。この場合は、細分化された各動作モードに対応するゲート電圧値とソース電圧値との組み合わせが格納される。動作モードに対応した書き換え電圧値に関する情報は、電圧設定レジスタ14に供給される。
The voltage
電圧設定レジスタ14は、電圧値格納部13から供給された電圧値に応じた書き換え電圧を設定する。図7は、電圧設定レジスタ14に格納されているレジスタ値および電圧値の一例を示す表である。図7に示すように、電圧設定レジスタ14には、各々の電圧値と、当該各々の電圧値と対応するレジスタ値がそれぞれ格納されている。
The
例えば、動作モード選択回路12に供給された動作モード選択情報22が耐性優先モードである場合、電圧値格納部13は、耐性優先モードに対応するゲート電圧値(7V)およびソース電圧値(−4V)をそれぞれ電圧設定レジスタ14に出力する。電圧設定レジスタ14は、ゲート電圧値(7V)に対応するレジスタ値(0x08)およびソース電圧値(−4V)に対応するレジスタ値(0x05)をそれぞれ電源回路15に出力する。
For example, when the operation
また、例えば、動作モード選択回路12に供給された動作モード選択情報22が速度優先モードである場合、電圧値格納部13は、速度優先モードに対応するゲート電圧値(9V)およびソース電圧値(−5V)をそれぞれ電圧設定レジスタ14に出力する。電圧設定レジスタ14は、ゲート電圧値(9V)に対応するレジスタ値(0x0F)およびソース電圧値(−5V)に対応するレジスタ値(0x0A)をそれぞれ電源回路15に出力する。
Further, for example, when the operation
このように、電圧設定レジスタ14は、電圧値格納部13から供給された電圧値に応じた書き換え電圧のレジスタ値を電源回路15に供給する。
As described above, the
電源回路15は、電圧設定レジスタ14で設定された電源電圧を発生させる。つまり、電源回路15は、シーケンサ回路11の命令によって起動し、電圧設定レジスタ14から供給されたレジスタ値に応じた電源電圧を発生させ、メモリ部16に供給する。
The
メモリ部16は、所定のデータを記憶する不揮発性メモリであり、例えば、フラッシュメモリ等で構成されている。メモリ部16に書き込まれるデータは、例えば図1に示したバス111を介して供給される。
The
そして、本実施の形態では、書き換えコマンド21に応じてメモリ部16への書き換え動作を実施する際、書き換えコマンド21に対応した動作モード選択情報22に応じた電源電圧で、メモリ部16への書き換え動作を実施している。例えば、速度優先モードにおける電源電圧(ゲート・ソース間電圧)は、耐性優先モードにおける電源電圧(ゲート・ソース間電圧)よりも高く設定される。
In this embodiment, when the rewrite operation to the
次に、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ10の動作について、図8に示すフローチャートを用いて説明する。まず、不揮発性メモリ10は、書き換えコマンド21および動作モード選択情報22を入力する(ステップS1)。シーケンサ回路11は、入力された書き換えコマンド21に応じて、書き換え動作を選択する(ステップS2)。
Next, the operation of the
シーケンサ回路11は、書き込み動作を指示する書き換えコマンド21が供給された場合、不揮発性メモリ10の書き換え動作として書き込み動作を設定する(ステップS3)。一方、シーケンサ回路11は、消去動作を指示する書き換えコマンド21が供給された場合、不揮発性メモリ10の書き換え動作として消去動作を設定する(ステップS4)。
When the
次に、動作モード選択回路12は、入力された動作モード選択情報22に応じて、メモリ部16への書き換え動作時の動作モードを選択する(ステップS5)。例えば、動作モード選択回路12に供給された動作モード選択情報22が速度優先モードである場合、不揮発性メモリ10はメモリ部16の書き換え動作電圧として高い電圧(耐性優先モードの場合と比較して高い電圧)を設定する(ステップS6)。具体的には、動作モード選択回路12は、動作モード選択情報22が速度優先モードである場合、動作モードとして速度優先モードを選択し、選択された動作モードに関する情報を電圧値格納部13に供給する。電圧値格納部13は、速度優先モードに対応するゲート電圧値およびソース電圧値をそれぞれ電圧設定レジスタ14に出力する。電圧設定レジスタ14は、ゲート電圧値に対応するレジスタ値およびソース電圧値に対応するレジスタ値をそれぞれ電源回路15に出力する。電源回路15は、電圧設定レジスタ14から出力された各々のレジスタ値に応じた電源電圧を発生させる。
Next, the operation
一方、動作モード選択回路12に供給された動作モード選択情報22が耐性優先モードである場合、不揮発性メモリ10はメモリ部16の書き換え動作電圧として低い電圧(速度優先モードの場合と比較して低い電圧)を設定する(ステップS7)。具体的には、動作モード選択回路12は、動作モード選択情報22が耐性優先モードである場合、動作モードとして耐性優先モードを選択し、選択された動作モードに関する情報を電圧値格納部13に供給する。電圧値格納部13は、耐性優先モードに対応するゲート電圧値およびソース電圧値をそれぞれ電圧設定レジスタ14に出力する。電圧設定レジスタ14は、ゲート電圧値に対応するレジスタ値およびソース電圧値に対応するレジスタ値をそれぞれ電源回路15に出力する。電源回路15は、電圧設定レジスタ14から出力された各々のレジスタ値に応じた電源電圧を発生させる。
On the other hand, when the operation
その後、上記の方法で設定された電源電圧(ゲート電圧・ソース電圧)で、書き込み動作または消去動作が実施される(ステップS8)。 Thereafter, the write operation or the erase operation is performed with the power supply voltage (gate voltage / source voltage) set by the above method (step S8).
背景技術で説明したように、昨今、不揮発性メモリの特性として、書き換え速度の高速化や書き換え耐性の向上が求められている。例えば、不揮発性メモリの書き換え時の電圧を低く抑えることでメモリセルの絶縁膜の劣化を抑制することができ、不揮発性メモリの書き換え耐性を向上させることができる。しかし、この場合は、書き換え時の電圧を低く抑えるので、書き換え速度が遅くなる。逆に、書き換え時の電圧を高くすることで書き換え速度を早くすることができるが、この場合は、メモリセルの絶縁膜が劣化するため、不揮発性メモリの書き換え耐性が低下する。 As described in the background art, recently, as a characteristic of a nonvolatile memory, an increase in rewrite speed and an improvement in rewrite resistance are required. For example, by suppressing the voltage at the time of rewriting the nonvolatile memory, deterioration of the insulating film of the memory cell can be suppressed, and the rewriting tolerance of the nonvolatile memory can be improved. However, in this case, since the voltage at the time of rewriting is kept low, the rewriting speed becomes slow. On the contrary, the rewriting speed can be increased by increasing the voltage at the time of rewriting, but in this case, since the insulating film of the memory cell is deteriorated, the rewriting durability of the nonvolatile memory is lowered.
ここで、ユーザが求める不揮発性メモリの特性は、不揮発性メモリを使用するユーザによって異なる。つまり、書き換え速度を重視するユーザもいれば、書き換え耐性を重視するユーザもいる。しかし、現在の不揮発性メモリでは、書き換え動作時の動作モードをユーザが任意に選択することができないため、ユーザは最適な製品仕様で不揮発性メモリを使用することができないという問題があった。 Here, the characteristics of the nonvolatile memory required by the user vary depending on the user who uses the nonvolatile memory. In other words, there are users who place importance on the rewriting speed and other users who place importance on rewriting resistance. However, in the current nonvolatile memory, the user cannot arbitrarily select the operation mode at the time of rewriting operation, and thus there is a problem that the user cannot use the nonvolatile memory with an optimum product specification.
そこで、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ10では、ユーザによって選択された動作モード選択情報22に応じて、書き換え動作時の電源電圧(ゲート・ソース間電圧)を設定している。具体的には、メモリ部16への書き換え速度を優先する速度優先モードが選択された場合、書き換え動作時の電源電圧(ゲート・ソース間電圧)が耐性優先モードの場合の電源電圧(ゲート・ソース間電圧)よりも高くなるように設定している。逆に、メモリ部16の書き換え耐性を優先する耐性優先モードが選択された場合、書き換え動作時の電源電圧(ゲート・ソース間電圧)が速度優先モードの場合の電源電圧(ゲート・ソース間電圧)よりも低くなるように設定している。よって、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ10により、ユーザに応じて最適な製品仕様で使用することが可能な不揮発性メモリを提供することができる。
Therefore, in the
また、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ10では、書き換えコマンド21を入力する場合と同様の方法で動作モード選択情報22を入力することができるので、不揮発性メモリ10を使用するユーザ側で容易に動作モードの選択をおこなうことができる。
Further, in the
なお、上記で説明した実施の形態では、ゲート・ソース間の電圧の組み合わせ(図7参照)について示したが、書き換え特性に関するこれ以外の電圧値や印加時間等を組み合わせて書き換え条件を設定してもよい。また、上記では2種類の動作モード(速度優先モードおよび耐性優先モード)を例として説明したが、本実施の形態では、動作モードを更に増やしてもよい。このような構成とすることで、動作モードや書き換え条件を任意に設定することができ、多様な用途に対応することができる。また、本実施の形態では、電圧値格納部13をメモリ部16の内部に設けてもよく、また外付けのEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)に設けてもよい。このような構成とすることで、製品毎に書き換えモードを設定することができる。
In the embodiment described above, the combination of the voltage between the gate and the source (see FIG. 7) is shown. However, the rewrite conditions are set by combining other voltage values and application times related to the rewrite characteristics. Also good. In the above description, two types of operation modes (speed priority mode and tolerance priority mode) have been described as examples. However, in this embodiment, the operation modes may be further increased. With such a configuration, the operation mode and rewrite conditions can be arbitrarily set, and various applications can be handled. Further, in the present embodiment, the voltage
<実施の形態2>
次に、実施の形態2について説明する。図9は、実施の形態2にかかる不揮発性メモリを示すブロック図である。図9に示すように、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ30は、シーケンサ回路31、動作モード選択回路12、電圧値格納部13、電圧設定レジスタ14、電源回路15、及びメモリ部32を備える。本実施の形態にかかる不揮発性メモリ30は、実施の形態1で説明した不揮発性メモリ10と比べて、シーケンサ回路31およびメモリ部32の構成が異なる。これ以外は、実施の形態1で説明した不揮発性メモリ10と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment will be described. FIG. 9 is a block diagram of the nonvolatile memory according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, the
シーケンサ回路31は、入力された書き換えコマンド21に応じて、メモリ部32への書き換え動作を制御する。書き換えコマンド21には、書き換えを実施するメモリ部32のアドレス情報が含まれており、シーケンサ回路31は、このアドレス情報25をメモリ部32の動作モード情報格納部33に供給する。これ以外の動作については、実施の形態1で説明したシーケンサ回路11と同様であるので、重複した説明は省略する。
The
メモリ部32は、動作モード情報格納部33、速度優先領域34、及び耐性優先領域35を備える。速度優先領域34(第1のメモリ領域)は、メモリ部32が備えるメモリ領域のうち書き換え速度を優先するメモリ領域である。耐性優先領域35(第2のメモリ領域)は、メモリ部32が備えるメモリ領域のうち書き換え耐性を優先するメモリ領域である。ここで、速度優先領域34に供給される電源電圧(ゲート・ソース間電圧)は、耐性優先領域35に供給される電源電圧(ゲート・ソース間電圧)よりも高く設定される。なお、速度優先領域34および耐性優先領域35の割合は、ユーザが任意に決定することができる。
The
動作モード情報格納部33は、メモリ部32のメモリ領域(速度優先領域34および耐性優先領域35)のアドレスに対応した動作モード情報を格納している。つまり、動作モード情報格納部33は、メモリ領域のアドレスと当該アドレスで示されるメモリ領域の動作モードとを対応付けて格納している。動作モード情報格納部33は、シーケンサ回路31から供給されたアドレス25に対応したメモリ領域の動作モード情報を、動作モード選択情報26として動作モード選択回路12に出力する。なお、動作モード選択回路12、電圧値格納部13、電圧設定レジスタ14、及び電源回路15については、実施の形態1で説明した場合と同様であるので、重複した説明は省略する。
The operation mode
図10は、メモリ部32が備える動作モード情報格納部の一例を説明するための図である。図10に示すように、動作モード情報格納部42は、データが格納されるメモリ領域41とは異なる領域に設けてもよい。この場合、動作モード情報格納部42は、メモリ領域41の開始アドレス、メモリ領域の終了アドレス、及びメモリ領域の動作モード情報(速度優先モード、耐性優先モード)とを対応付けて格納している。具体的には、開始アドレスおよび終了アドレスで示されるメモリ領域が速度優先領域34である場合、動作モード情報として速度優先モードが格納されている。同様に、開始アドレスおよび終了アドレスで示されるメモリ領域が耐性優先領域35である場合、動作モード情報として耐性優先モードが格納されている。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the operation mode information storage unit included in the
図11は、メモリ部32が備える動作モード情報格納部の他の例を説明するための図である。図11に示すように、メモリ部32は、メモリ領域45が複数の消去単位ブロック46に分けられている。この場合、動作モード情報格納部47は消去単位ブロック46毎に設けられている。動作モード情報格納部47は、消去単位ブロック毎の動作モード情報をそれぞれ格納している。具体的には、消去単位ブロック46が速度優先領域34に含まれている場合、消去単位ブロック46に設けられている動作モード情報格納部47には動作モード情報として速度優先モードが格納されている。同様に、消去単位ブロック46が耐性優先領域35に含まれている場合、消去単位ブロック46に設けられている動作モード情報格納部47には動作モード情報として耐性優先モードが格納されている。
FIG. 11 is a diagram for explaining another example of the operation mode information storage unit included in the
次に、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ30の動作について、図12に示すフローチャートを用いて説明する。まず、不揮発性メモリ30は、書き換えコマンド21(アドレス情報を含む)を入力する(ステップS11)。シーケンサ回路11は、入力された書き換えコマンド21に応じて、書き換え動作を選択する(ステップS12)。
Next, the operation of the
シーケンサ回路31は、書き込み動作を指示する書き換えコマンド21が供給された場合、不揮発性メモリ30の書き換え動作として書き込み動作を設定する(ステップS13)。一方、シーケンサ回路31は、消去動作を指示する書き換えコマンド21が供給された場合、不揮発性メモリ30の書き換え動作として消去動作を設定する(ステップS14)。
When the
また、シーケンサ回路31は、書き換えコマンド21に含まれているアドレス情報25をメモリ部32の動作モード情報格納部33に供給する。動作モード情報格納部33は、シーケンサ回路31から供給されたアドレス25に対応したメモリ領域の動作モード情報を、動作モード選択情報26として動作モード選択回路12に出力する。動作モード選択回路12は、入力された動作モード選択情報(動作モード情報)に応じて、メモリ部32への書き換え動作時の動作モードを選択する(ステップS15)。
In addition, the
例えば、動作モード選択回路12に供給された動作モード選択情報26が速度優先モードである場合、不揮発性メモリ30はメモリ部32の書き換え動作電圧として高い電圧(耐性優先モードの場合と比較して高い電圧)を設定する(ステップS16)。具体的には、動作モード選択回路12は、動作モード選択情報26が速度優先モードである場合、動作モードとして速度優先モードを選択し、選択された動作モードに関する情報を電圧値格納部13に供給する。電圧値格納部13は、速度優先モードに対応するゲート電圧値およびソース電圧値をそれぞれ電圧設定レジスタ14に出力する。電圧設定レジスタ14は、ゲート電圧値に対応するレジスタ値およびソース電圧値に対応するレジスタ値をそれぞれ電源回路15に出力する。電源回路15は、電圧設定レジスタ14から出力された各々のレジスタ値に応じた電源電圧を発生させる。
For example, when the operation
一方、動作モード選択回路12に供給された動作モード選択情報26が耐性優先モードである場合、不揮発性メモリ30はメモリ部32の書き換え動作電圧として低い電圧(速度優先モードの場合と比較して低い電圧)を設定する(ステップS17)。具体的には、動作モード選択回路12は、動作モード選択情報26が耐性優先モードである場合、動作モードとして耐性優先モードを選択し、選択された動作モードに関する情報を電圧値格納部13に供給する。電圧値格納部13は、耐性優先モードに対応するゲート電圧値およびソース電圧値をそれぞれ電圧設定レジスタ14に出力する。電圧設定レジスタ14は、ゲート電圧値に対応するレジスタ値およびソース電圧値に対応するレジスタ値をそれぞれ電源回路15に出力する。電源回路15は、電圧設定レジスタ14から出力された各々のレジスタ値に応じた電源電圧を発生させる。
On the other hand, when the operation
その後、上記の方法で設定された電源電圧(ゲート電圧・ソース電圧)で、書き込み動作または消去動作が実施される(ステップS18)。 Thereafter, the write operation or the erase operation is performed with the power supply voltage (gate voltage / source voltage) set by the above method (step S18).
このように、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ30では、1つの不揮発性メモリに複数のメモリ領域(速度優先領域34および耐性優先領域35)を設定しているので、1つの不揮発性メモリを多様な用途で用いることができる。また、速度優先領域34および耐性優先領域35の割合をユーザが任意に設定することができるので、ユーザにとって利便性の高い不揮発性メモリを提供することができる。速度優先領域34および耐性優先領域35の割合を変更する場合は、例えば、動作モード情報格納部33に格納されている動作モード情報(メモリ領域のアドレスと対応付けられた動作モード情報)を書き換える。
Thus, in the
なお、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ30では、書き換え動作時の動作モードをユーザが任意に選択することができるようにしているが、この場合は、不揮発性メモリ30に次のような保護機能を設けることが好ましい。
In the
例えば、一度、速度優先モードでメモリ領域を使用した場合、当該メモリ領域のメモリセルの絶縁膜が劣化する。このため、その後、当該メモリ領域を耐性優先モードで使用した場合は、データの信頼性を確保することができなくなる。よって、消去単位ブロックが速度優先領域(速度優先モード)に設定されている場合は、この消去単位ブロックが速度優先領域(速度優先モード)から耐性優先領域(耐性優先モード)に設定変更されることを禁止するように構成してもよい。 For example, once the memory area is used in the speed priority mode, the insulating film of the memory cell in the memory area deteriorates. For this reason, if the memory area is subsequently used in the tolerance priority mode, the reliability of data cannot be ensured. Therefore, when the erasure unit block is set to the speed priority area (speed priority mode), the erasure unit block is changed from the speed priority area (speed priority mode) to the resistance priority area (resistance priority mode). May be configured to be prohibited.
また、一度、速度優先モードでメモリ領域を使用した場合であっても、書き換え回数が少ない場合は当該メモリ領域のメモリセルの絶縁膜の劣化はあまり進行しない。よって、消去単位ブロックが速度優先領域(速度優先モード)に設定された場合であっても、書き換え回数が所定の回数以下である場合は、この消去単位ブロックを速度優先領域(速度優先モード)から耐性優先領域(耐性優先モード)に設定変更してもよい。 Even when the memory area is used once in the speed priority mode, the deterioration of the insulating film of the memory cell in the memory area does not progress so much when the number of rewrites is small. Therefore, even when the erasure unit block is set to the speed priority area (speed priority mode), if the number of rewrites is equal to or less than the predetermined number, the erasure unit block is moved from the speed priority area (speed priority mode). The setting may be changed to the tolerance priority area (resistance tolerance mode).
一方、耐性優先モードでメモリ領域を使用した場合は、当該メモリ領域のメモリセルの絶縁膜の劣化を抑制することができるので、その後、当該メモリ領域を速度優先モードで使用しても、データの信頼性を確保することができる。よって、消去単位ブロックが耐性優先領域(耐性優先モード)に設定されている場合は、この消去単位ブロックが耐性優先領域(耐性優先モード)から速度優先領域(速度優先モード)に設定変更してもよい。 On the other hand, when the memory area is used in the durability priority mode, deterioration of the insulating film of the memory cell in the memory area can be suppressed. Reliability can be ensured. Therefore, if the erasure unit block is set in the tolerance priority area (resistance tolerance mode), even if this erasure unit block is changed from the tolerance priority area (resistance tolerance mode) to the speed priority area (speed priority mode) Good.
また、図13に示すように、本実施の形態にかかる不揮発性メモリ30では、動作モード情報格納部51は、メモリ領域50の消去単位ブロック52毎に動作モード情報を経時的に格納できるように構成してもよい。このとき、動作モード情報は、動作モード情報格納部51のOTP(One Time Program)部に格納する。例えば、図13に示すように、消去単位ブロックA用の動作モード情報格納部には、最初、耐性優先モードに設定され、その後、速度優先モードに設定されたことが記録されている。このように、動作モード情報を経時的に記録することで、仮に不揮発性メモリ30が故障した場合であっても、故障した消去単位ブロックの動作モードの履歴を調べることができる。
Also, as shown in FIG. 13, in the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
10 不揮発性メモリ
11 シーケンサ回路
12 動作モード選択回路
13 電圧値格納部
14 電圧設定レジスタ
15 電源回路
16 メモリ部
21 書き換えコマンド
22 動作モード選択情報
31 シーケンサ回路
32 メモリ部
33 動作モード情報格納部
34 速度優先領域
35 耐性優先領域
41 メモリ領域
42 動作モード情報格納部
45 メモリ領域
46 消去単位ブロック
47 動作モード情報格納部
50 メモリ領域
51 動作モード情報格納部
52 消去単位ブロック
100 マイクロコンピュータ
101 CPU
102 RAM
103 ポート
104 PLL回路
105 バスインターフェース
DESCRIPTION OF
102 RAM
103
Claims (12)
入力された書き換えコマンドに応じて前記メモリ部への書き換え動作を制御するシーケンサ回路と、
入力された動作モード選択情報に応じて、前記メモリ部への書き換え動作時の動作モードを選択する動作モード選択回路と、
前記選択された動作モードに対応した書き換え電圧値を格納している電圧値格納部と、
前記電圧値格納部に格納されている電圧値に応じた書き換え電圧を設定する電圧設定レジスタと、
前記電圧設定レジスタで設定された電源電圧を発生させる電源回路と、を備え、
前記書き換えコマンドに応じて前記メモリ部への書き換え動作を実施する際、前記書き換えコマンドに対応した動作モード選択情報に応じた電源電圧で、前記メモリ部への書き換え動作を実施する、
不揮発性メモリ。 A memory unit for storing data;
A sequencer circuit for controlling a rewrite operation to the memory unit in accordance with an input rewrite command;
An operation mode selection circuit for selecting an operation mode at the time of a rewrite operation to the memory unit according to the input operation mode selection information;
A voltage value storage unit storing a rewrite voltage value corresponding to the selected operation mode;
A voltage setting register for setting a rewrite voltage according to the voltage value stored in the voltage value storage unit;
A power supply circuit for generating a power supply voltage set by the voltage setting register,
When performing a rewrite operation to the memory unit according to the rewrite command, a rewrite operation to the memory unit is performed with a power supply voltage according to operation mode selection information corresponding to the rewrite command.
Non-volatile memory.
前記第1の動作モードにおける前記電源電圧は、前記第2の動作モードにおける前記電源電圧よりも高く設定される、
請求項1に記載の不揮発性メモリ。 The operation mode includes a first operation mode that prioritizes rewriting speed to the memory unit, and a second operation mode that prioritizes rewrite endurance of the memory unit,
The power supply voltage in the first operation mode is set higher than the power supply voltage in the second operation mode.
The non-volatile memory according to claim 1.
前記動作モード情報格納部は、入力されたアドレスに対応したメモリ領域の動作モード情報を前記動作モード選択情報として前記動作モード選択回路に出力する、
請求項1に記載の不揮発性メモリ。 The memory unit includes an operation mode information storage unit that stores operation mode information corresponding to an address of a memory area of the memory unit,
The operation mode information storage unit outputs operation mode information of a memory area corresponding to an input address to the operation mode selection circuit as the operation mode selection information.
The non-volatile memory according to claim 1.
前記動作モード情報格納部は、前記メモリ領域の開始アドレス、前記メモリ領域の終了アドレス、及び前記メモリ領域の動作モード情報とを対応付けて格納している、
請求項3に記載の不揮発性メモリ。 The operation mode information storage unit is provided in an area different from a memory area in which the data is stored,
The operation mode information storage unit stores a start address of the memory area, an end address of the memory area, and operation mode information of the memory area in association with each other.
The non-volatile memory according to claim 3.
前記動作モード情報格納部は、前記消去単位ブロック毎の動作モード情報をそれぞれ格納している、
請求項3に記載の不揮発性メモリ。 The operation mode information storage unit is provided for each erase unit block of the memory area,
The operation mode information storage unit stores operation mode information for each erase unit block,
The non-volatile memory according to claim 3.
所定の消去単位ブロックが前記第1の動作モードに設定されている場合、前記所定の消去単位ブロックが前記第1の動作モードから前記第2の動作モードに設定変更できないように構成されている、
請求項3に記載の不揮発性メモリ。 The operation mode includes a first operation mode that prioritizes rewriting speed to the memory unit, and a second operation mode that prioritizes rewrite endurance of the memory unit,
When a predetermined erase unit block is set in the first operation mode, the predetermined erase unit block is configured not to change the setting from the first operation mode to the second operation mode.
The non-volatile memory according to claim 3.
所定の消去単位ブロックが前記第2の動作モードに設定されている場合、前記所定の消去単位ブロックが前記第2の動作モードから前記第1の動作モードに設定変更可能に構成されている、
請求項3に記載の不揮発性メモリ。 The operation mode includes a first operation mode that prioritizes rewriting speed to the memory unit, and a second operation mode that prioritizes rewrite endurance of the memory unit,
When a predetermined erase unit block is set to the second operation mode, the predetermined erase unit block is configured to be changeable from the second operation mode to the first operation mode.
The non-volatile memory according to claim 3.
所定の消去単位ブロックの前記第1の動作モードでの書き換え回数が所定の回数以下である場合、前記所定の消去単位ブロックが前記第1の動作モードから前記第2の動作モードに設定変更可能に構成されている、
請求項3に記載の不揮発性メモリ。 The operation mode includes a first operation mode that prioritizes rewriting speed to the memory unit, and a second operation mode that prioritizes rewrite endurance of the memory unit,
When the number of rewrites of the predetermined erase unit block in the first operation mode is equal to or less than the predetermined number, the predetermined erase unit block can be changed from the first operation mode to the second operation mode. It is configured,
The non-volatile memory according to claim 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014169516A JP2016045972A (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Nonvolatile memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014169516A JP2016045972A (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Nonvolatile memory |
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JP2016045972A true JP2016045972A (en) | 2016-04-04 |
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ID=55636380
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JP2014169516A Pending JP2016045972A (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Nonvolatile memory |
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JP (1) | JP2016045972A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023286547A1 (en) * | 2021-07-14 | 2023-01-19 | ローム株式会社 | Memory device |
-
2014
- 2014-08-22 JP JP2014169516A patent/JP2016045972A/en active Pending
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WO2023286547A1 (en) * | 2021-07-14 | 2023-01-19 | ローム株式会社 | Memory device |
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