JP2020098655A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理能力を向上する。【解決手段】実施形態によれば、半導体記憶装置は、第1メモリセルMTを含むメモリセルアレイ20と、第1ワード線WLと、第1ワード線WLに接続された第1回路21と、書き込み動作及び読み出し動作に用いられる第1ドライバ30と、消去動作に用いられる第2ドライバ42と、電圧発生回路13とを含む。第1回路21は、第1ワード線WLと第1配線GWLとを電気的に接続する第2回路22と、第1配線GWLと第2配線CGIとを電気的に接続する第3回路70と、書き込み動作及び読み出し動作のときに第2配線CGIと第1ドライバ30とを電気的に接続する第4回路80と、消去動作のときに第2配線CGIと第2ドライバ42とを電気的に接続する第5回路90とを含む。【選択図】図7
Description
本発明の実施形態は、半導体記憶装置に関する。
半導体記憶装置として、NAND型フラッシュメモリが知られている。
処理能力を向上できる半導体記憶装置を提供する。
上記実施形態に係る半導体記憶装置は、第1メモリセルを含むメモリセルアレイと、第1メモリセルのゲートに接続された第1ワード線と、第1ワード線に接続された第1回路と、書き込み動作及び読み出し動作に用いられる第1ドライバと、消去動作に用いられる第2ドライバと、第1及び第2ドライバにそれぞれ接続された電圧発生回路とを含む。第1回路は、第1ワード線WLが選択された書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作において、第1ワード線と、第1配線とを電気的に接続する第2回路と、書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作において、第1配線と第2配線とを電気的に接続する第3回路と、書き込み動作及び読み出し動作のときに、第2配線と第1ドライバとを電気的に接続する第4回路と、消去動作のときに、第2配線と第2ドライバとを電気的に接続する第5回路とを含む。
以下、実施形態につき図面を参照して説明する。この説明に際し、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付す。また、以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。実施形態の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
1.第1実施形態
第1実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。以下では半導体記憶装置として、メモリセルトランジスタが半導体基板上方に三次元に積層された三次元積層型NAND型フラッシュメモリを例に挙げて説明する。
第1実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。以下では半導体記憶装置として、メモリセルトランジスタが半導体基板上方に三次元に積層された三次元積層型NAND型フラッシュメモリを例に挙げて説明する。
1.1 構成
1.1.1 半導体記憶装置の全体構成
まず、半導体記憶装置の全体構成について、図1を用いて説明する。なお、図1の例では、各ブロックの接続の一部を矢印線により示しているが、接続は、これに限定されない。
1.1.1 半導体記憶装置の全体構成
まず、半導体記憶装置の全体構成について、図1を用いて説明する。なお、図1の例では、各ブロックの接続の一部を矢印線により示しているが、接続は、これに限定されない。
図1に示すように、半導体記憶装置1は、大まかにコア回路部2と周辺回路部3とを含む。
コア回路部2は、例えば16個のプレーンPB(PB0〜PB15)を含む。プレーンPBは、後述するメモリセルアレイを含み、メモリセルトランジスタへのデータの書き込み動作及びメモリセルトランジスタからのデータの読み出し動作等を行うユニットである。プレーンPB0〜PB15は、互いに独立して動作可能であり、同時に動作することも可能である。本実施形態におけるプレーンPB0〜PB15は、同じ構成である。例えば、プレーンPB0〜PB15は、4行×4列のマトリクス状に配置される。図1の例では、プレーンPB0、PB4、PB8、及びPB12が同じ列に順に配置され、プレーンPB1、PB5、PB9、及びPB13が同じ列に順に配置される。同様に、プレーンPB2、PB6、PB10、及びPB14が同じ列に順に配置され、プレーンPB3、PB7、PB11、及びPB15が同じ列に順に配置される。なお、プレーンPBの個数及び配置は任意である。
周辺回路部3は、ロウドライバ10、ロウドライバ制御回路11、PB制御回路12、電圧発生回路13、及びシーケンサ14を含む。
ロウドライバ10は、ロウドライバ制御回路11から送信される制御信号に基づいて、電圧発生回路13から印加された電圧を、各プレーンPBに供給する。
ロウドライバ制御回路11は、シーケンサ14の制御及びアドレス情報(例えばページアドレス)に基づいて、ロウドライバ10及び電圧発生回路13を制御する。ロウドライバ制御回路11は、ロウドライバ10を制御する。より具体的には、ロウドライバ制御回路11は、プレーンPB内に設けられたロウ方向の配線(後述するワード線及び選択ゲート線等)に印加する電圧と印加するタイミングとを制御する。
電圧発生回路13は、シーケンサ14またはロウドライバ制御回路11の制御により、書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作に必要な電圧を発生する。例えば、電圧発生回路13は、ロウ方向の配線に必要な電圧を、ロウドライバ10に供給する。
PB制御回路12は、シーケンサ14の制御及びアドレス情報(例えば、プレーンアドレス、チャンクアドレス、ブロックアドレス、またはページアドレス等)に基づいて、プレーンPB内のロウ方向の配線に接続された複数の回路を制御する。
シーケンサ14は、半導体記憶装置1全体の動作を制御する。より具体的には、シーケンサ14は、外部コントローラから入力される各種コマンドに基づいて、各プレーンPBにおける書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作を制御する。
1.1.2 プレーンの構成
次に、プレーンPBの構成について、図2を用いて説明する。図2の例は、プレーンPB0を示しているが、他のプレーンPBも同様である。
次に、プレーンPBの構成について、図2を用いて説明する。図2の例は、プレーンPB0を示しているが、他のプレーンPBも同様である。
図2に示すように、プレーンPBは、メモリセルアレイ20、2つのロウ選択回路21A及び21B、及びセンスアンプ25を含む。
メモリセルアレイ20は、ロウ及びカラムに対応付けられた不揮発性のメモリセルトランジスタを含む例えば4個のブロックBLK(BLK0〜BLK3)を備えている。各ブロックBLKは、例えば4個のストリングユニットSU(SU0〜SU3)を含む。なお、メモリセルアレイ20内のブロックBLKの個数及びストリングユニットSUの個数は、任意である。ブロックBLKの詳細については後述する。
ロウ選択回路21Aは、ブロックBLK0及びBLK2のロウ方向の配線に電圧を供給する。ロウ選択回路21Aは、ロウデコーダ22A、WL選択回路23A、及びSG_WLD選択回路24Aを含む。
ロウデコーダ22Aは、アドレス情報をデコードし、ブロックBLK0またはBLK2を選択する。より具体的には、例えば、ロウデコーダ22Aは、ブロックBLK0が選択された場合、配線GWL0〜GWL95、GSGD0〜GSGD3、GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5と、選択されたブロックBLK0に対応するワード線WL0〜WL95、選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS0、及びSGSB、並びに、ダミーワード線WLD0〜WLD5とを電気的にそれぞれ接続する。ブロックBLK2が選択された場合も同様である。
WL選択回路23Aは、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに応じて、選択ブロックBLKのワード線WLに印加される電圧を、ロウデコーダ22Aに供給する。より具体的には、WL選択回路23Aの複数の入力端子は、配線CGA<11:0>、CGB<11:0>、CG0、CG95、CGU<7:0>、CGE<7:0>、CG47e、CG48e、CG0e、CG95e、及びUCGを介して、ロウドライバ10にそれぞれ接続される。WL選択回路23Aの複数の出力端子は、配線GWL0〜GWL95を介してロウデコーダ22Aにそれぞれ接続される。そして、WL選択回路23Aは、ブロックBLK0またはBLK2が選択された場合、ロウデコーダ22Aとロウドライバ10とを電気的に接続する。
SG_WLD選択回路24Aは、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに応じて、選択ブロックBLKの選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS、及びSGSB、並びにダミーワード線WLD0〜WLD5に印加される電圧を、ロウデコーダ22Aに供給する。より具体的には、SG_WLD選択回路24Aの複数の入力端子は、配線SGD_SEL、SGD_USEL、SGS_SEL、SGSB_SEL、CG_D<5:0>、SGD_SELe、SGD_USELe、SGS_SELe、SGSB_SELe、CG_De<5:0>、及びUSGを介して、ロウドライバ10にそれぞれ接続される。SG_WLD選択回路24Aの複数の出力端子は、配線GSGD0〜GSGD3、GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5を介してロウデコーダ22Aにそれぞれ接続される。そして、SG_WLD選択回路24Aは、ブロックBLK0またはBLK2が選択された場合、ロウデコーダ22Aとロウドライバ10とを電気的に接続する。
ロウ選択回路21Bは、ブロックBLK1及びBLK3のロウ方向の配線に電圧を供給する。ロウ選択回路21Bは、ロウ選択回路21Aと同様の構成を有しており、ロウデコーダ22B、WL選択回路23B、及びSG_WLD選択回路24Bを含む。以下、ロウ選択回路21A及び21Bのいずれかを限定しない場合は、ロウ選択回路21と表記する。
ロウデコーダ22Bは、ロウデコーダ22Aと同様の構成を有しており、アドレス情報をデコードして、ブロックBLK1またはBLK3を選択する。以下、ロウデコーダ22A及び22Bのいずれかを限定しない場合は、ロウデコーダ22と表記する。
WL選択回路23Bは、WL選択回路23Aと同様の構成を有しており、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに応じて、選択ブロックBLKのワード線WLに印加される電圧を、ロウデコーダ22Bに供給する。以下、WL選択回路23A及び23Bのいずれかを限定しない場合は、WL選択回路23と表記する。
SG_WLD選択回路24Bは、SG_WLD選択回路24Aと同様の構成を有しており、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに応じて、選択ブロックBLKの選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS、及びSGSB、並びにダミーワード線WLD0〜WLD5に印加される電圧を、ロウデコーダ22Bに供給する。以下、SG_WLD選択回路24A及び24Bのいずれかを限定しない場合は、SG_WLD選択回路24と表記する。
センスアンプ25は、読み出し時には、複数のビット線BLに読み出されたデータをセンスする。また書き込み時には、ビット線BLを介して書き込みデータをメモリセルトランジスタに転送する。
1.1.3 メモリセルアレイの構成
次に、メモリセルアレイ20の構成について、図3を用いて説明する。図3の例は、ブロックBLK0を示しているが、他のブロックBLKも同様である。
次に、メモリセルアレイ20の構成について、図3を用いて説明する。図3の例は、ブロックBLK0を示しているが、他のブロックBLKも同様である。
ブロックBLK0は、メモリセルトランジスタが直列接続された複数のNANDストリングNSを備えている。NANDストリングNSの各々は、例えば96個のメモリセルトランジスタMT(MT0〜MT95)、6個のダミーメモリセルトランジスタMTD0〜MTD5、選択トランジスタST1、並びに2個の選択トランジスタST2(ST2a及びST2b)を含んでいる。以下、メモリセルトランジスタMT0〜MT95のいずれかを限定しない場合は、メモリセルトランジスタMTと表記する。また、ダミーメモリセルトランジスタMTD0〜MTD5のいずれかを限定しない場合は、ダミーメモリセルトランジスタMTDと表記する。
メモリセルトランジスタMT及びダミーメモリセルトランジスタMTDは、制御ゲートと電荷蓄積層とを含む。メモリセルトランジスタMTは、データを不揮発に保持する。ダミーメモリセルトランジスタMTDは、メモリセルトランジスタMTと同じ構成であるが、ダミーとして用いられ、データの保持には使用されない。
なお、メモリセルトランジスタMT及びダミーメモリセルトランジスタMTDは、電荷蓄積層に絶縁膜を用いたMONOS型であってもよいし、電荷蓄積層に導電層を用いたFG型であってもよい。以下、本実施形態では、MONOS型を例として説明する。また、メモリセルトランジスタMTの個数は、8個や16個、32個、64個、128個等であってもよく、その数は限定されるものではない。また、ダミーメモリセルトランジスタMTD並びに選択トランジスタST1及びST2の個数は、任意である。選択トランジスタST1及びST2は、それぞれ1個以上あればよい。
メモリセルトランジスタMT、ダミーメモリセルトランジスタMTD、選択トランジスタST1、並びに選択トランジスタST2a及びST2bは、その電流経路が直列に接続されている。より具体的には、選択トランジスタST2b、選択トランジスタST2a、ダミーメモリセルトランジスタMTD0及びMTD1、メモリセルトランジスタMT0〜MT47、ダミーメモリセルトランジスタMTD2及びMTD3、メモリセルトランジスタMT48〜MT95、ダミーメモリセルトランジスタMTD4及びMTD5、並びに選択トランジスタST1は、その電流経路が直列に接続される。そして、選択トランジスタST1のドレインは、いずれかのビット線BLに接続され、選択トランジスタST2bのソースは、ソース線SLに接続されている。
ストリングユニットSU0内の複数の選択トランジスタST1のゲートは、選択ゲート線SGD0に共通に接続される。同様に、ストリングユニットSU1内の複数の選択トランジスタST1のゲートは、選択ゲート線SGD1に共通に接続される。ストリングユニットSU2内の複数の選択トランジスタST1のゲートは、選択ゲート線SGD2に共通に接続される。ストリングユニットSU3内の複数の選択トランジスタST1のゲートは、選択ゲート線SGD3に共通に接続される。以下、選択ゲート線SGD0〜SGD3のいずれかを限定しない場合は、選択ゲート線SGDと表記する。
ストリングユニットSU0〜SU3内の複数の選択トランジスタST2aのゲートは、選択ゲート線SGSに共通に接続され、複数の選択トランジスタST2bのゲートは、選択ゲート線SGSBに共通に接続される。
なお、ストリングユニットSU0〜SU3に対応する選択ゲート線SGS0〜SGS3及びSGSB0〜SGSB3が設けられてもよい。この場合、ストリングユニットSU0内の複数の選択トランジスタST2aのゲートは、選択ゲート線SGS0に共通に接続され、複数の選択トランジスタST2bのゲートは、選択ゲート線SGSB0に共通に接続される。同様に、ストリングユニットSU1内の複数の選択トランジスタST2aのゲートは、選択ゲート線SGS1に共通に接続され、複数の選択トランジスタST2bのゲートは、選択ゲート線SGSB1に共通に接続される。ストリングユニットSU2内の複数の選択トランジスタST2aのゲートは、選択ゲート線SGS2に共通に接続され、複数の選択トランジスタST2bのゲートは、選択ゲート線SGSB2に共通に接続される。ストリングユニットSU3内の複数の選択トランジスタST2aのゲートは、選択ゲート線SGS3に共通に接続され、複数の選択トランジスタST2bのゲートは、選択ゲート線SGSB3に共通に接続される。
ブロックBLK内にある複数のメモリセルトランジスタMT0〜MT95の制御ゲートは、それぞれワード線WL0〜WL95に共通接続される。ブロックBLK内にあるダミーメモリセルトランジスタMTD0〜MTD5の制御ゲートは、それぞれダミーワード線WLD0〜WLD5に共通に接続される。以下、ワード線WL0〜WL95のいずれかを限定しない場合は、ワード線WLと表記する。ダミーワード線WLD0〜WLD5のいずれかを限定しない場合は、ダミーワード線WLDと表記する。
ストリングユニットSU内にある各NANDストリングNSの選択トランジスタST1のドレインは、それぞれ異なるビット線BL0〜BL(L−1、但しLは2以上の整数)に接続される。以下、ビット線BL0〜BL(L−1)のいずれかを限定しない場合は、ビット線BLと表記する。各ビット線BLは、複数のブロックBLK間で各ストリングユニットSU内にある1つのNANDストリングNSを共通に接続する。更に、複数の選択トランジスタST2bのソースは、ソース線SLに共通に接続されている。つまり、ストリングユニットSUは、異なるビット線BLに接続され、且つ同一の選択ゲート線SGDに接続されたNANDストリングNSの集合体である。またブロックBLKは、ワード線WLを共通にする複数のストリングユニットSUの集合体である。そしてメモリセルアレイ20は、ビット線BLを共通にする複数のブロックBLKの集合体である。
データの書き込み動作及び読み出し動作は、いずれかのストリングユニットSUにおけるいずれかのワード線WLに接続されたメモリセルトランジスタMTに対して一括して行われる。
なお、メモリセルアレイ20の構成についてはその他の構成であってもよい。すなわちメモリセルアレイ20の構成については、例えば、“三次元積層型不揮発性半導体メモリ(THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY)”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、“三次元積層型不揮発性半導体メモリ(THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY)”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(NON-VOLATILE SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME)”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(SEMICONDUCTOR MEMORY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME)”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。
1.1.4 メモリセルアレイの断面構成
次に、メモリセルアレイ20の断面構成について、図4を用いて説明する。なお、図4の例では、絶縁膜の一部が省略されている。また、説明を簡略化するため、メモリピラーMP上に形成されるコンタクト及びコンタクトと接続されるビット線BLが省略されている。
次に、メモリセルアレイ20の断面構成について、図4を用いて説明する。なお、図4の例では、絶縁膜の一部が省略されている。また、説明を簡略化するため、メモリピラーMP上に形成されるコンタクト及びコンタクトと接続されるビット線BLが省略されている。
図4に示すように、半導体基板300上には、絶縁層301が形成されている。絶縁層301には、例えばシリコン酸化膜(SiO2)が用いられる。絶縁層301が形成されている領域、すなわち半導体基板300とソース線SLとの間には、例えば、ロウ選択回路21A及び21B、並びにセンスアンプ25等のプレーンPB内の回路が設けられてもよい。
絶縁層301上には、ソース線SLとして機能する導電層302が積層されている。導電層302は、導電材料により構成され、例えば、タングステン(W)、タングステンシリサイド(WSi)、タングステンナイトライド(WN)等の金属材料、または、シリコン(Si)等の半導体に不純物を添加したn型半導体等が用いられてもよい。
導電層302上方には、図示せぬ絶縁層を介在させて、選択ゲート線SGSBとして機能する配線層303が形成される。更に、配線層303の上方には、選択ゲート線SGSとして機能する配線層304が形成されている。
配線層304の上方には、下層から順に、ダミーワード線WLD0及びWLD1、ワード線WL0〜WL47、ダミーワード線WLD2及びWLD3、ワード線WL48〜WL95、並びにダミーワード線WLD4及びWLD5としてそれぞれ機能する102層の配線層305が離間して積層されている。
最上層の配線層305の上方には、選択ゲート線SGDとして機能する配線層306が形成されている。
配線層303〜306には、導電材料として、例えば、W等の金属材料、n型半導体、またはp型半導体等が用いられてもよい。
105層の配線層303〜306を貫通して、底面が導電層302に達するメモリピラーMPが形成されている。1つのメモリピラーMPが1つのNANDストリングNSに対応する。
メモリピラーMPは、コア層307、半導体層308、トンネル絶縁膜309、電荷蓄積層310、及びブロック絶縁膜311、及びキャップ層312を含む。
より具体的には、105層の配線層303〜306を貫通して導電層302に達するメモリホールMHが形成されている。メモリホールMHの側面の一部及び底面にはブロック絶縁膜311、電荷蓄積層310、及びトンネル絶縁膜309が順次形成されている。メモリホールMHの内部は半導体層308及びコア層307により埋め込まれており、半導体層308及びコア層307上には、キャップ層312が設けられている。半導体層308は、メモリセルトランジスタMT並びに選択トランジスタST1及びST2(ST2a及びST2b)のチャネルが形成される領域である。導電層302内において、メモリホールMHの側面に形成された、ブロック絶縁膜311、電荷蓄積層310、及びトンネル絶縁膜309の一部が除去されている。これにより、半導体層308の側面の一部は、導電層302と接している。
メモリピラーMPの一部とワード線WL0〜WL95として機能する配線層305とにより、メモリセルトランジスタMT0〜MT95が構成される。同様に、メモリピラーMPの一部とダミーワード線WLD0〜WLD5として機能する配線層305とにより、ダミーメモリセルトランジスタMTD0〜MTD5が構成される。メモリピラーMPの一部と選択ゲート線SGSBとして機能する配線層303とにより、選択トランジスタST2bが構成される。メモリピラーMPの一部と選択ゲート線SGSとして機能する配線層304とにより、選択トランジスタST2aが構成される。メモリピラーMPの一部と選択ゲート線SGDとして機能する配線層306とにより、選択トランジスタST1が構成される。
ブロック絶縁膜311、トンネル絶縁膜309、コア層307には、例えばSiO2が用いられる。電荷蓄積層310には、例えば、シリコン窒化膜(SiN)が用いられる。半導体層308には、例えばポリシリコンが用いられる。キャップ層312には、導電材料として、例えば、n型半導体等が用いられてもよい。
なお、メモリピラーMPは、2段以上の積層構造であってもよい。
1.1.5 ロウドライバの構成
次に、ロウドライバ10の構成について、図5を用いて説明する。
次に、ロウドライバ10の構成について、図5を用いて説明する。
ロウドライバ10は、書き込み/読み出し動作用ドライバユニット15、消去動作用ドライバユニット16、及び共通ドライバユニット17を含む。
書き込み/読み出し動作用ドライバユニット15は、書き込み動作及び読み出し動作に用いられる。書き込み/読み出し動作用ドライバユニット15は、CGAドライバ30、CGBドライバ31、CG0/CG95ドライバ32、CGUドライバ33、CG_Dドライバ34、SGD_SELドライバ35、SGD_USELドライバ36、SGS_SELドライバ37、SGSB_SELドライバ38、PREMUXドライバ39、VBSTドライバ40、及びVCGSELドライバ41を含む。
CGAドライバ30は、書き込み動作及び読み出し動作の対象となる選択ブロックBLKに対応する複数のワード線WL(例えば、ワード線WL1〜WL94のいずれか)に印加される電圧を供給する。CGAドライバ30は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、12本の配線CGA<11:0>に印加する。配線CGA<11:0>は、各プレーンPBに接続されている。配線CGA<11:0>は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する複数のワード線WLに電気的に接続される。以下、12本の配線CGA<11:0>のいずれかを限定しない場合は、配線CGAと表記する。なお、CGAドライバ30と各プレーンPBとを接続する配線CGAの本数は任意である。
CGBドライバ31は、CGAドライバ30と同様に、選択ブロックBLKに対応する複数のワード線WL(例えば、ワード線WL1〜WL94のいずれか)に印加される電圧を供給する。CGBドライバ31は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、12本の配線CGB<11:0>に印加する。配線CGB<11:0>は、各プレーンPBに接続されている。配線CGB<11:0>は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する複数のワード線WLに電気的に接続される。以下、12本の配線CGB<11:0>のいずれかを限定しない場合は、配線CGBと表記する。なお、CGBドライバ31と各プレーンPBとを接続する配線CGBの本数は任意である。
CG0/CG95ドライバ32は、選択ブロックBLKに対応するワード線WL0及びWL95に印加される電圧を供給する。CG0/CG95ドライバ32は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、配線CG0及びCG95に印加する。配線CG0及びCG95は、各プレーンPBに接続されている。配線CG0及びCG95は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応するワード線WL0及びWL95に電気的に接続される。
CGUドライバ33は、選択ブロックBLKに対応する非選択ワード線WLに印加される電圧を供給する。CGUドライバ33は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ39から供給された電圧を、8本の配線CGU<7:0>に印加する。配線CGU<7:0>は、各プレーンPBに接続されている。配線CGU<7:0>は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、配線CGA<11:0>、配線CGB<11:0>、並びに配線CG0及びCG95が接続されていない選択ブロックBLK内の非選択ワード線WLに電気的に接続される。以下、8本の配線CGU<7:0>のいずれかを限定しない場合は、配線CGUと表記する。
CG_Dドライバ34は、選択ブロックBLKに対応するダミーワード線WLD0〜WLD5に印加される電圧を供給する。CG_Dドライバ34は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、6本の配線CG_D<5:0>に印加する。配線CG_D<5:0>は、各プレーンPBに接続されている。配線CG_D<5:0>は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応するダミーワード線WLD0〜WLD5に電気的に接続される。以下、6本の配線CG_D<5:0>のいずれかを限定しない場合は、配線CG_Dと表記する。なお、ダミーワード線WLDが設けられていない場合、CG_Dドライバ34は、廃されてもよい。
SGD_SELドライバ35は、選択ブロックBLK内の選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに印加される電圧を供給する。SGD_SELドライバ35は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、配線SGD_SELに印加する。配線SGD_SELは、各プレーンPBに接続されている。配線SGD_SELは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKの選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに電気的に接続される。
SGD_USELドライバ36は、選択ブロックBLK内の非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに印加される電圧を供給する。SGD_USELドライバ36は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、配線SGD_USELに印加する。配線SGD_USELは、各プレーンPBに接続されている。配線SGD_USELは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLK内の非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに電気的に接続される。
SGS_SELドライバ37は、選択ブロックBLK内に対応する選択ゲート線SGSに印加される電圧を供給する。SGS_SELドライバ37は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、配線SGS_SELに印加する。配線SGS_SELは、各プレーンPBに接続されている。配線SGS_SELは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する選択ゲート線SGSに電気的に接続される。
SGSB_SELドライバ38は、選択ブロックBLK内に対応する選択ゲート線SGSBに印加される電圧を供給する。SGSB_SELドライバ38は、電圧発生回路13、PREMUXドライバ39、及びVCGSELドライバ41から供給された電圧を、配線SGSB_SELに印加する。配線SGSB_SELは、各プレーンPBに接続されている。配線SGSB_SELは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する選択ゲート線SGSBに電気的に接続される。
PREMUXドライバ39は、電圧発生回路13から供給された複数の電圧のうち少なくとも1つを選択して、CGAドライバ30、CGBドライバ31、CG0/CG95ドライバ32、CGUドライバ33、CG_Dドライバ34、SGD_SELドライバ35、SGD_USELドライバ36、SGS_SELドライバ37、及びSGSB_SELドライバ38に供給する。
VCGSELドライバ41は、電圧発生回路13から供給された、書き込み動作及び読み出し動作に必要な比較的高い電圧をCGAドライバ30、CGBドライバ31、CG0/CG95ドライバ32、CG_Dドライバ34、SGD_SELドライバ35、SGD_USELドライバ36、SGS_SELドライバ37、及びSGSB_SELドライバ38に供給する。VCGSELドライバ41は、高電圧に対応したスイッチ素子及びレベルシフタLSTPを含む。
VBSTドライバ40は、電圧発生回路13から供給された、VCGSELドライバ41を駆動させるのに必要な比較的高い電圧をVCGSELドライバ41に供給する。VBSTドライバ40は、高電圧に対応したスイッチ素子及びレベルシフタLSTPを含む。
次に、消去動作用ドライバユニット16について説明する。
消去動作用ドライバユニット16は、消去動作に用いられる。消去動作用ドライバユニット16は、CGEドライバ42、CG47e/CG48eドライバ43、CG0e/CG95eドライバ44、CG_Deドライバ45、SGD_SELeドライバ46、SGD_USELeドライバ47、SGS_SELeドライバ48、SGSB_SELeドライバ49、及びPREMUXドライバ50を含む。
CGEドライバ42は、消去動作の対象となる選択ブロックBLKに対応する複数のワード線WL(例えば、ワード線WL1〜WL46、及びWL49〜WL94のいずれか)に印加される電圧を供給する。CGEドライバ42は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、8本の配線CGE<7:0>に印加する。配線CGE<7:0>は、各プレーンPBに接続されている。配線CGE<7:0>は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する複数のワード線WLに電気的に接続される。以下、8本の配線CGE<7:0>のいずれかを限定しない場合は、配線CGEと表記する。なお、8本の配線CGE<7:0>と各プレーンPBとを接続する配線CGEの本数は任意である。
CG47e/CG48eドライバ43は、選択ブロックBLKに対応するワード線WL47及びWL48に印加される電圧を供給する。CG47e/CG48eドライバ43は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、配線CG47e及びCG48eに印加する。配線CG47e及びCG48eは、各プレーンPBに接続されている。配線CG47e及びCG48eは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応するワード線WL47及びWL48に電気的に接続される。
CG0e/CG95eドライバ44は、選択ブロックBLKに対応するワード線WL0及びWL95に印加される電圧を供給する。CG0e/CG95eドライバ44は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、配線CG0e及びCG95eに印加する。配線CG0e及びCG95eは、各プレーンPBに接続されている。配線CG0e及びCG95eは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応するワード線WL0及びWL95に電気的に接続される。
CG_Deドライバ45は、選択ブロックBLKに対応するダミーワード線WLD0〜WLD5に印加される電圧を供給する。CG_Deドライバ45は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、6本の配線CG_De<5:0>に印加する。配線CG_De<5:0>は、各プレーンPBに接続されている。配線CG_De<5:0>は、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応するダミーワード線WLD0〜WLD5に電気的に接続される。以下、6本の配線CG_De<5:0>のいずれかを限定しない場合は、配線CG_Deと表記する。なお、ダミーワード線WLDが設けられていない場合、CG_Deドライバ45は、廃されてもよい。
SGD_SELeドライバ46は、選択ブロックBLK内の選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに印加される電圧を供給する。SGD_SELeドライバ46は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、配線SGD_SELeに印加する。配線SGD_SELeは、各プレーンPBに接続されている。配線SGD_SELeは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKの選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに電気的に接続される。
SGD_USELeドライバ47は、選択ブロックBLK内の非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに印加される電圧を供給する。SGD_USELeドライバ47は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、配線SGD_USELeに印加する。配線SGD_USELeは、各プレーンPBに接続されている。配線SGD_USELeは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLK内の非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに電気的に接続される。
SGS_SELeドライバ48は、選択ブロックBLK内に対応する選択ゲート線SGSに印加される電圧を供給する。SGS_SELeドライバ48は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、配線SGS_SELeに印加する。配線SGS_SELeは、各プレーンPBに接続されている。配線SGS_SELeは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する選択ゲート線SGSに電気的に接続される。
SGSB_SELeドライバ49は、選択ブロックBLK内に対応する選択ゲート線SGSBに印加される電圧を供給する。SGSB_SELeドライバ49は、電圧発生回路13及びPREMUXドライバ50から供給された電圧を、配線SGSB_SELeに印加する。配線SGSB_SELeは、各プレーンPBに接続されている。配線SGSB_SELeは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、選択ブロックBLKに対応する選択ゲート線SGSBに電気的に接続される。
PREMUXドライバ50は、PREMUXドライバ39と同様に、電圧発生回路13から供給された複数の電圧のうち少なくとも1つを選択して、CGEドライバ42、CG47e/CG48eドライバ43、CG0e/CG95eドライバ44、CG_Deドライバ45、SGD_SELeドライバ46、SGD_USELeドライバ47、SGS_SELeドライバ48、及びSGSB_SELeドライバ49に供給する。
次に、共通ドライバユニット17について説明する。
共通ドライバユニット17は、UCGドライバ51及びUSGドライバ52を含む。
UCGドライバ51は、非選択ブロックBLKに対応するワード線WLに印加される電圧を供給する。UCGドライバ51は、電圧発生回路13から供給された電圧を、配線UCGに印加する。配線UCGは、各プレーンPBに接続されている。配線UCGは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、非選択ブロックBLK内のワード線WLに電気的に接続される。
USGドライバ52は、非選択ブロックBLK内の非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGD、SGS、及びSGSBに印加される電圧を供給する。USGドライバ52は、電圧発生回路13から供給された電圧を、配線USGに印加する。配線USGは、各プレーンPBに接続されている。配線USGは、ロウ選択回路21Aまたは21Bを介して、配線SGD_SEL、SGD_USEL、SGS_SEL、SGSB_SEL、SGD_SELe、SGD_USELe、SGS_SELe、及びSGSB_SELeが接続されていない非選択ブロックBLK内の非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGD、SGS、及びSGSBに電気的に接続される。
1.1.6 ロウ選択回路の構成
次に、ロウ選択回路の構成について説明する。以下では、ロウ選択回路21Aの構成を中心に説明するが、ロウ選択回路21Bも同様である。
次に、ロウ選択回路の構成について説明する。以下では、ロウ選択回路21Aの構成を中心に説明するが、ロウ選択回路21Bも同様である。
1.1.6.1 ロウデコーダの構成について
まず、ロウデコーダ22の構成について、図6を用いて説明する。図6の例は、ロウデコーダ22Aを示しているが、ロウデコーダ22Bも同じ構成をしている。以下の説明では、トランジスタのソース及びドレインのいずれかを限定しない場合、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方を「トランジスタの一端」と呼び、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方を「トランジスタの他端」あるいは単に「他端」と呼ぶ。
まず、ロウデコーダ22の構成について、図6を用いて説明する。図6の例は、ロウデコーダ22Aを示しているが、ロウデコーダ22Bも同じ構成をしている。以下の説明では、トランジスタのソース及びドレインのいずれかを限定しない場合、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方を「トランジスタの一端」と呼び、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方を「トランジスタの他端」あるいは単に「他端」と呼ぶ。
図6に示すように、ロウデコーダ22Aは、BLK0デコーダ60、BLK2デコーダ61、108個の高耐圧nチャネルMOSトランジスタ62(62_0〜62_95、62_D0〜62_D5、62_SD0〜62_SD3、62_SS、及び62_SSB)、及び108個の高耐圧nチャネルMOSトランジスタ63(63_0〜63_95、63_D0〜63_D5、63_SD0〜63_SD3、63_SS、及び63_SSB)を含む。
BLK0デコーダ60は、アドレス情報ADD(例えばブロックアドレス)をデコードする。そして、BLK0デコーダ60は、デコード結果に応じて、対応するトランジスタ62のオン/オフ状態を制御する。
より具体的には、BLK0デコーダ60は、ブロックBLK0が選択された場合、トランジスタ62(62_0〜62_95、62_D0〜62_D5、62_SD0〜62_SD3、62_SS、及び62_SSB)をオン状態にする。これにより、配線GWL0〜GWL95、GWLD0〜GWLD5、GSGD0〜GSGD3、GSGS、及びGSGSBと、対応するブロックBLK0のワード線WL0〜WL95、ダミーワード線WLD0〜WLD5、並びに選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS、及びSGSBとが電気的に接続される。
BLK2デコーダ61は、アドレス情報ADD(例えばブロックアドレス)をデコードする。そして、BLK2デコーダ61は、デコード結果に応じて、対応するトランジスタ63のオン/オフ状態を制御する。
より具体的には、BLK2デコーダ61は、ブロックBLK2が選択された場合、トランジスタ63(63_0〜63_95、63_D0〜63_D5、63_SD0〜63_SD3、63_SS、及び63_SSB)をオン状態にする。これにより、配線GWL0〜GWL95、GWLD0〜GWLD5、GSGD0〜GSGD3、GSGS、及びGSGSBと、対応するブロックBLK2のワード線WL0〜WL95、ダミーワード線WLD0〜WLD5、並びに選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS、及びSGSBとが電気的に接続される。
トランジスタ62_0〜62_95は、配線GWL0〜GWL95と、対応するブロックBLK0のワード線WL0〜WL95とをそれぞれ接続するスイッチング素子として機能する。トランジスタ62_0〜62_95の一端は、対応するブロックBLK0のワード線WL0〜WL95にそれぞれ接続され、他端は、配線GWL0〜GWL95にそれぞれ接続される。また、トランジスタ62_0〜62_95のゲートは、BLK0デコーダ60に共通に接続される。
トランジスタ62_D0〜62_D5は、配線GWLD0〜GWLD5と、対応するブロックBLK0のダミーワード線WLD0〜WLD5とをそれぞれ接続するスイッチング素子として機能する。トランジスタ62_D0〜62_D5の一端は、対応するブロックBLK0のダミーワード線WLD0〜WLD5にそれぞれ接続され、他端は、配線GWLD0〜GWLD5にそれぞれ接続される。また、トランジスタ62_D0〜62_D5のゲートは、BLK0デコーダ60に共通に接続される。
トランジスタ62_SD0〜62_SD3は、配線GSGD0〜GSGD3と、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGD0〜SGD3とをそれぞれ接続するスイッチング素子として機能する。トランジスタ62_SD0〜62_SD3の一端は、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGD0〜SGD3にそれぞれ接続され、他端は、配線GSGD0〜GSGD3にそれぞれ接続される。また、トランジスタ62_SD0〜62_SD3のゲートは、BLK0デコーダ60に共通に接続される。
トランジスタ62_SS及び62_SSBは、配線GSGS及びGSGSBと、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGS及びSGSBとをそれぞれ接続するスイッチング素子として機能する。トランジスタ62_SS及び62_SSBの一端は、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGS及びSGSBに接続され、他端は、配線GSGS及びGSGSBに接続される。また、トランジスタ62_SS及び62_SSBのゲートは、BLK0デコーダ60に接続される。
なお、例えば接地電圧(VSS)配線と、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS、及びSGSBとをそれぞれ接続するトランジスタが設けられてもよい。この場合、BLK0デコーダ60の反転信号が、各トランジスタのゲートに入力される。
トランジスタ63の構成は、トランジスタ62と同様である。
トランジスタ63_0〜63_95の一端は、対応するブロックBLK0のワード線WL0〜WL95にそれぞれ接続され、他端は、配線GWL0〜GWL95にそれぞれ接続される。また、トランジスタ63_0〜63_95のゲートは、BLK2デコーダ61に共通に接続される。
トランジスタ63_D0〜63_D5の一端は、対応するブロックBLK0のダミーワード線WLD0〜WLD5にそれぞれ接続され、他端は、配線GWLD0〜GWLD5にそれぞれ接続される。また、トランジスタ63_D0〜63_D5のゲートは、BLK2デコーダ61に共通に接続される。
トランジスタ63_SD0〜63_SD3の一端は、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGD0〜SGD3にそれぞれ接続され、他端は、配線GSGD0〜GSGD3にそれぞれ接続される。また、トランジスタ63_SD0〜63_SD3のゲートは、BLK2デコーダ61に共通に接続される。
トランジスタ63_SS及び63_SSBの一端は、対応するブロックBLK0の選択ゲート線SGS及びSGSBに接続され、他端は、配線GSGS及びGSGSBに接続される。また、トランジスタ63_SS及び63_SSBのゲートは、BLK2デコーダ61に接続される。
1.1.6.2 WL選択回路の構成
次に、WL選択回路の構成について説明する。以下、WL選択回路23Aの構成を中心に説明するが、WL選択回路23Bの構成もWL選択回路23Aと同様である。
次に、WL選択回路の構成について説明する。以下、WL選択回路23Aの構成を中心に説明するが、WL選択回路23Bの構成もWL選択回路23Aと同様である。
1.1.6.2.1 WL選択回路の全体構成
まず、WL選択回路23Aの全体構成について、図7を用いて説明する。
まず、WL選択回路23Aの全体構成について、図7を用いて説明する。
図7に示すように、WL選択回路23Aは、チャンク選択回路70、WR/RDゾーン選択回路80、及びERゾーン選択回路90を含む。
チャンク選択回路70は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GWL0〜GWL95に電圧を印加する。チャンク選択回路70の複数の入力端子には、配線UCG及びCGI0〜CGI95がそれぞれ接続され、複数の出力端子には、配線GWL0〜GWL95がそれぞれ接続される。以下、配線CGI0〜CGI95のいずれかを限定しない場合は、配線CGIと表記する。
WR/RDゾーン選択回路80は、書き込み動作及び読み出し動作を実行する際に、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線CGI0〜CGI95に電圧を印加する。WR/RDゾーン選択回路80の複数の入力端子には、配線CGU、CGA、CGB、CG0、及びCG95がそれぞれ接続され、複数の出力端子には、配線CGI0〜CGI95がそれぞれ接続される。
より具体的には、配線CGI0〜CGI95は、WR/RDゾーン選択回路80内において、例えば、8つのゾーンに分割されている。1つのゾーンには、12本の配線CGIが含まれる。WR/RDゾーン選択回路80は、選択ワード線WLに対応する配線CGIを含むゾーンにおいては、配線CGIと配線CGA、CGB、CG0、またはCG95とを電気的に接続する。また、WR/RDゾーン選択回路80は、選択ワード線WLに対応する配線CGIを含まないゾーンにおいては、配線CGIと配線CGUとを電気的に接続する。換言すれば、選択ワード線WLに対応する選択ゾーンにおいては、配線CGIとCGAドライバ30、CGBドライバ31、またはCG0/CG95ドライバ32(以下、「選択CGドライバ」とも表記する)とが電気的に接続され、非選択ゾーンにおいては、配線CGIとCGUドライバ33(以下、「非選択CGドライバ」とも表記する)とが電気的に接続される。
ERゾーン選択回路90は、消去動作を実行する際に、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線CGI0〜CGI95に電圧を印加する。ERゾーン選択回路90の消去パルス印加動作に対応する複数の入力端子には、配線CGE、CG0e、CG47e、CG48e、CG95eがそれぞれ接続され、消去ベリファイ動作に対応する複数の入力端子には、配線CGE、CG0e、CG47e、CG48e、CG95eがそれぞれ接続される。ERゾーン選択回路90の複数の出力端子には、配線CGI0〜CGI95がそれぞれ接続される。本実施形態では、消去パルス印加動作と、消去ベリファイ動作とで、1つのゾーンに含まれる配線CGIの組み合わせが異なる。このため、ERゾーン選択回路90は、消去パルス印加動作と、消去ベリファイ動作とで、異なる電流経路を使用する。
消去動作について簡単に説明する。消去動作は、大まかに、消去パルス印加動作と消去ベリファイ動作とを含む。消去パルス印加動作は、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧を低下させるために消去パルスを印加する動作である。消去ベリファイ動作は、消去パルス印加動作を印加した結果、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が目標とする値より低くなったか否かを判定する動作である。消去パルス印加動作と消去ベリファイ動作との組み合わせを繰り返すことで、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧は、目標とする閾値電圧レベルまで低下する。
1.1.6.2.2 チャンク選択回路の構成の一例
次に、チャンク選択回路70の構成の一例について、図8を用いて説明する。
次に、チャンク選択回路70の構成の一例について、図8を用いて説明する。
図8に示すように、チャンク選択回路70は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ71_0〜71_95及び72_0〜72_95、並びに、レベルシフタLSTP1及びLSTP2を含む。
トランジスタ71_0〜71_95は、配線GWL0〜GWL95と配線CGI0〜CGI95とを接続するスイッチ素子として機能する。トランジスタ71_0〜71_95の一端は、配線GWL0〜GWL95にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI0〜CGI95にそれぞれ接続される。また、トランジスタ71_0〜71_95のゲートは、レベルシフタLSTP1に共通に接続される。
トランジスタ72_0〜72_95は、配線GWL0〜GWL95と配線UCGとを接続するスイッチ素子として機能する。トランジスタ72_0〜72_95の一端は、配線GWL0〜GWL95にそれぞれ接続され、他端は、配線UCGに共通に接続される。また、トランジスタ72_0〜72_95のゲートは、レベルシフタLSTP2に共通に接続される。
LSTP1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV1に基づいて、トランジスタ71_0〜71_95のゲートに電圧を印加する。
LSTP2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV2に基づいて、トランジスタ72_0〜72_95のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線GWL0〜GWL95と、配線CGI0〜CGI95とをそれぞれ電気的に接続する場合、トランジスタ71_0〜71_95は、オン状態とされる。他方で、配線GWL0〜GWL95と、配線UCGとを電気的に接続する場合、トランジスタ72_0〜72_95は、オン状態とされる。
1.1.6.2.3 WR/RDゾーン選択回路の構成の一例
次に、WR/RDゾーン選択回路80の構成の一例について、図9を用いて説明する。
次に、WR/RDゾーン選択回路80の構成の一例について、図9を用いて説明する。
図9に示すように、WR/RDゾーン選択回路80は、8つのゾーンZn0〜Zn7を含む。
ゾーンZn0は、12本の配線CGI0〜CGI11に対応する。ゾーンZn0は、配線CGI0〜CGI11にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_0〜81_11を含む。
スイッチ回路81_0の第1入力端子には、配線CGU<0>が接続され、第2入力端子には、CG0が接続され、出力端子には、配線CGI0が接続される。
スイッチ回路81_1〜81_11の第1入力端子には、配線CGU<0>が共通に接続される。スイッチ回路81_1〜81_11の第2入力端子には、配線CGA<11:1>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_1〜81_11の出力端子には、配線CGI1〜CGI11がそれぞれ接続される。
ゾーンZn1は、12本の配線CGI12〜CGI23に対応する。ゾーンZn1は、配線CGI12〜CGI23にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_12〜81_23を含む。
スイッチ回路81_12〜81_23の第1入力端子には、配線CGU<1>が共通に接続される。スイッチ回路81_12〜81_23の第2入力端子には、配線CGB<11:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_12〜81_23の出力端子には、配線CGI12〜CGI23がそれぞれ接続される。
ゾーンZn2は、12本の配線CGI24〜CG35に対応する。ゾーンZn2は、配線CGI24〜CGI35にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_24〜81_35を含む。
スイッチ回路81_24〜81_35の第1入力端子には、配線CGU<2>が共通に接続される。スイッチ回路81_24〜81_35の第2入力端子には、配線CGA<11:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_24〜81_35の出力端子には、配線CGI24〜CGI35がそれぞれ接続される。
ゾーンZn3は、12本の配線CGI36〜CGI47に対応する。ゾーンZn3は、配線CGI36〜CGI47にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_36〜81_47を含む。
スイッチ回路81_36〜81_47の第1入力端子には、配線CGU<3>が共通に接続される。スイッチ回路81_36〜81_47の第2入力端子には、配線CGB<11:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_36〜81_47の出力端子には、配線CGI36〜CGI47がそれぞれ接続される。
ゾーンZn4は、12本の配線CGI48〜CGI59に対応する。ゾーンZn4は、配線CGI48〜CGI59にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_48〜81_59を含む。
スイッチ回路81_48〜81_59の第1入力端子には、配線CGU<4>が共通に接続される。スイッチ回路81_48〜81_59の第2入力端子には、配線CGA<11:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_48〜81_59の出力端子には、配線CGI48〜CGI59がそれぞれ接続される。
ゾーンZn5は、12本の配線CGI60〜CGI71に対応する。ゾーンZn5は、配線CGI60〜CGI71にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_60〜81_71を含む。
スイッチ回路81_60〜81_71の第1入力端子には、配線CGU<5>が共通に接続される。スイッチ回路81_60〜81_71の第2入力端子には、配線CGB<11:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_60〜81_71の出力端子には、配線CGI60〜CGI71がそれぞれ接続される。
ゾーンZn6は、12本の配線CGI72〜CGI83に対応する。ゾーンZn6は、配線CGI72〜CGI83にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_72〜81_83を含む。
スイッチ回路81_72〜81_83の第1入力端子には、配線CGU<6>が共通に接続される。スイッチ回路81_72〜81_83の第2入力端子には、配線CGA<11:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_72〜81_83の出力端子には、配線CGI72〜CGI83がそれぞれ接続される。
ゾーンZn7は、12本の配線CGI84〜CGI95に対応する。ゾーンZn7は、配線CGI84〜CGI95にそれぞれ対応する12個のスイッチ回路81_84〜81_95を含む。
スイッチ回路81_84〜81_94の第1入力端子には、配線CGU<7>が共通に接続される。スイッチ回路81_84〜81_94の第2入力端子には、配線CGB<10:0>がそれぞれ接続される。スイッチ回路81_84〜81_94の出力端子には、配線CGI84〜CGI94がそれぞれ接続される。
スイッチ回路81_95の第1入力端子には、配線CGU<7>が接続され、第2入力端子には、CG95が接続され、出力端子には、配線CGI95が接続される。
以下、スイッチ回路81_0〜81_95のいずれかを限定しない場合は、スイッチ回路81と表記する。
次に、各ゾーンZnにおけるスイッチ回路81の一例について、図10〜図17を用いて説明する。
図10に示すように、ゾーンZn0には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_0〜82_11及び83_0〜83_11、並びに、レベルシフタLSTP3_0及びLSTP4_0が含まれる。
スイッチ回路81_0は、トランジスタ82_0及び83_0を含む。スイッチ回路81_1は、トランジスタ82_1及び83_1を含む。他のスイッチ回路81_2〜81_11も同様であり、例えば、スイッチ回路81_11は、トランジスタ82_11及び83_11を含む。
トランジスタ82_0〜82_11の一端は、配線CG0、CGA<1>〜CGA<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI0〜CGI11にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_0〜82_11のゲートは、レベルシフタLSTP3_0に共通に接続される。
トランジスタ83_0〜83_11の一端は、配線CGU<0>に共通に接続され、他端は、配線CGI0〜CGI11にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_0〜83_11のゲートは、レベルシフタLSTP4_0に共通に接続される。
LSTP3_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_0に基づいて、トランジスタ82_0〜82_11のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_0に基づいて、トランジスタ83_0〜83_11のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI0〜CGI11のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_0〜82_11は、オン状態とされ、配線CGI0〜CGI11と、配線CG0、CGA<1>〜CGA<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI0〜CGI11が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_0〜83_11は、オン状態とされ、配線CGI0〜CGI11と、配線CGU<0>とが電気的に接続される。
図11に示すように、ゾーンZn1には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_12〜82_23及び83_12〜83_23、並びに、レベルシフタLSTP3_1及びLSTP4_1が含まれる。
スイッチ回路81_12は、トランジスタ82_12及び83_12を含む。スイッチ回路81_13は、トランジスタ82_13及び83_13を含む。他のスイッチ回路81_14〜81_23も同様であり、例えば、スイッチ回路81_23は、トランジスタ82_23及び83_23を含む。
トランジスタ82_12〜82_23の一端は、配線CGB<0>〜CGB<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI12〜CGI23にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_12〜82_23のゲートは、レベルシフタLSTP3_1に共通に接続される。
トランジスタ83_12〜83_23の一端は、配線CGU<1>に共通に接続され、他端は、配線CGI12〜CGI23にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_12〜83_23のゲートは、レベルシフタLSTP4_1に共通に接続される。
LSTP3_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_1に基づいて、トランジスタ82_12〜82_23のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_1に基づいて、トランジスタ83_12〜83_23のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI12〜CGI23のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_12〜82_23は、オン状態とされ、配線CGI12〜CGI23と、配線CGB<0>〜CGB<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI12〜CGI23が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_12〜83_23は、オン状態とされ、配線CGI12〜CGI23と、配線CGU<1>とが電気的に接続される。
図12に示すように、ゾーンZn2には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_24〜82_35及び83_24〜83_35、並びに、レベルシフタLSTP3_2及びLSTP4_2が含まれる。
スイッチ回路81_24は、トランジスタ82_24及び83_24を含む。スイッチ回路81_25は、トランジスタ82_25及び83_25を含む。他のスイッチ回路81_26〜81_35も同様であり、例えば、スイッチ回路81_35は、トランジスタ82_35及び83_35を含む。
トランジスタ82_24〜82_35の一端は、配線CGA<0>〜CGA<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI24〜CGI35にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_24〜82_35のゲートは、レベルシフタLSTP3_3に共通に接続される。
トランジスタ83_24〜83_35の一端は、配線CGU<2>に共通に接続され、他端は、配線CGI24〜CGI35にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_24〜83_35のゲートは、レベルシフタLSTP4_2に共通に接続される。
LSTP3_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_2に基づいて、トランジスタ82_24〜82_35のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_2に基づいて、トランジスタ83_24〜83_35のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI24〜CGI35のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_24〜82_35は、オン状態とされ、配線CGI24〜CGI35と、配線CGA<0>〜CGA<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI24〜CGI35が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_24〜83_35は、オン状態とされ、配線CGI24〜CGI35と、配線CGU<2>とが電気的に接続される。
図13に示すように、ゾーンZn3には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_36〜82_47及び83_36〜83_47、並びに、レベルシフタLSTP3_3及びLSTP4_3が含まれる。
スイッチ回路81_36は、トランジスタ82_36及び83_36を含む。スイッチ回路81_37は、トランジスタ82_37及び83_37を含む。他のスイッチ回路81_38〜81_47も同様であり、例えば、スイッチ回路81_47は、トランジスタ82_47及び83_47を含む。
トランジスタ82_36〜82_47の一端は、配線CGB<0>〜CGB<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI36〜CGI47にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_36〜82_47のゲートは、レベルシフタLSTP3_3に共通に接続される。
トランジスタ83_36〜83_47の一端は、配線CGU<3>に共通に接続され、他端は、配線CGI36〜CGI47にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_36〜83_47のゲートは、レベルシフタLSTP4_3に共通に接続される。
LSTP3_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_3に基づいて、トランジスタ82_36〜82_47のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_3に基づいて、トランジスタ83_36〜83_47のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI36〜CGI47のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_36〜82_47は、オン状態とされ、配線CGI36〜CGI47と、配線CGB<0>〜CGB<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI36〜CGI47が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_36〜83_47は、オン状態とされ、配線CGI36〜CGI47と、配線CGU<3>とが電気的に接続される。
図14に示すように、ゾーンZn4には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_48〜82_59及び83_48〜83_59、並びに、レベルシフタLSTP3_4及びLSTP4_4が含まれる。
スイッチ回路81_48は、トランジスタ82_48及び83_48を含む。スイッチ回路81_49は、トランジスタ82_49及び83_49を含む。他のスイッチ回路81_50〜81_59も同様であり、例えば、スイッチ回路81_59は、トランジスタ82_59及び83_59を含む。
トランジスタ82_48〜82_59の一端は、配線CGA<0>〜CGA<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI48〜CGI59にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_48〜82_59のゲートは、レベルシフタLSTP3_4に共通に接続される。
トランジスタ83_48〜83_59の一端は、配線CGU<4>に共通に接続され、他端は、配線CGI48〜CGI59にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_48〜83_59のゲートは、レベルシフタLSTP4_4に共通に接続される。
LSTP3_4は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_4に基づいて、トランジスタ82_48〜82_59のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_4は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_4に基づいて、トランジスタ83_48〜83_59のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI48〜CGI59のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_48〜82_59は、オン状態とされ、配線CGI48〜CGI59と、配線CGA<0>〜CGA<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI48〜CGI59が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_48〜83_59は、オン状態とされ、配線CGI48〜CGI59と、配線CGU<4>とが電気的に接続される。
図15に示すように、ゾーンZn5には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_60〜82_71及び83_60〜83_71、並びに、レベルシフタLSTP3_5及びLSTP4_5が含まれる。
スイッチ回路81_60は、トランジスタ82_60及び83_60を含む。スイッチ回路81_61は、トランジスタ82_61及び83_61を含む。他のスイッチ回路81_62〜81_71も同様であり、例えば、スイッチ回路81_71は、トランジスタ82_71及び83_71を含む。
トランジスタ82_60〜82_71の一端は、配線CGB<0>〜CGB<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI60〜CGI71にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_60〜82_71のゲートは、レベルシフタLSTP3_5に共通に接続される。
トランジスタ83_60〜83_71の一端は、配線CGU<5>に共通に接続され、他端は、配線CGI60〜CGI71にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_60〜83_71のゲートは、レベルシフタLSTP4_5に共通に接続される。
LSTP3_5は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_5に基づいて、トランジスタ82_60〜82_71のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_5は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_5に基づいて、トランジスタ83_60〜83_71のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI60〜CGI71のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_60〜82_71は、オン状態とされ、配線CGI60〜CGI71と、配線CGB<0>〜CGB<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI60〜CGI71が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_60〜83_71は、オン状態とされ、配線CGI60〜CGI71と、配線CGU<5>とが電気的に接続される。
図16に示すように、ゾーンZn6には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_72〜82_83及び83_72〜83_83、並びに、レベルシフタLSTP3_6及びLSTP4_6が含まれる。
スイッチ回路81_72は、トランジスタ82_72及び83_72を含む。スイッチ回路81_73は、トランジスタ82_73及び83_73を含む。他のスイッチ回路81_74〜81_83も同様であり、例えば、スイッチ回路81_83は、トランジスタ82_83及び83_83を含む。
トランジスタ82_72〜82_83の一端は、配線CGA<0>〜CGA<11>にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI72〜CGI83にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_72〜82_83のゲートは、レベルシフタLSTP3_6に共通に接続される。
トランジスタ83_72〜83_83の一端は、配線CGU<6>に共通に接続され、他端は、配線CGI72〜CGI83にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_72〜83_83のゲートは、レベルシフタLSTP4_6に共通に接続される。
LSTP3_6は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_6に基づいて、トランジスタ82_72〜82_83のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_6は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_6に基づいて、トランジスタ83_72〜83_83のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI72〜CGI83のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_72〜82_83は、オン状態とされ、配線CGI72〜CGI83と、配線CGA<0>〜CGA<11>とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI72〜CGI83が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_72〜83_83は、オン状態とされ、配線CGI72〜CGI83と、配線CGU<6>とが電気的に接続される。
図17に示すように、ゾーンZn7には、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ82_84〜82_95及び83_84〜83_95、並びに、レベルシフタLSTP3_7及びLSTP4_7が含まれる。
スイッチ回路81_84は、トランジスタ82_84及び83_84を含む。スイッチ回路81_85は、トランジスタ82_85及び83_85を含む。他のスイッチ回路81_86〜81_95も同様であり、例えば、スイッチ回路81_95は、トランジスタ82_95及び83_95を含む。
トランジスタ82_84〜82_95の一端は、配線CGB<0>〜CGB<10>及びCG95にそれぞれ接続され、他端は、配線CGI84〜CGI95にそれぞれ接続される。また、トランジスタ82_84〜82_95のゲートは、レベルシフタLSTP3_7に共通に接続される。
トランジスタ83_84〜83_95の一端は、配線CGU<7>に共通に接続され、他端は、配線CGI84〜CGI95にそれぞれ接続される。また、トランジスタ83_84〜83_95のゲートは、レベルシフタLSTP4_7に共通に接続される。
LSTP3_7は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV3_7に基づいて、トランジスタ82_84〜82_95のゲートに電圧を印加する。
LSTP4_7は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV4_7に基づいて、トランジスタ83_84〜83_95のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線CGI84〜CGI95のいずれかが選択ワード線WLに対応する場合、トランジスタ82_84〜82_95は、オン状態とされ、配線CGI84〜CGI95と、配線CGB<0>〜CGB<10>及びCG95とがそれぞれ電気的に接続される。また、配線CGI84〜CGI95が選択ワード線WLに対応していない場合、トランジスタ83_84〜83_95は、オン状態とされ、配線CGI84〜CGI95と、配線CGU<7>とが電気的に接続される。
WR/RDゾーン選択回路80内においては、配線CGI0〜CGI95(すなわち、ワード線WL0〜WL95)と配線CGA、CGB、CG0、及びCG95との間に設けられたスイッチ素子の個数(すなわち、トランジスタの段数)と、配線CGI0〜CGI95(すなわち、ワード線WL0〜WL95)と配線CGUとの間に設けられたスイッチ素子の個数とは、同じである。換言すれば、WR/RDゾーン選択回路80内では、ワード線WLと選択CGドライバ(CGAドライバ30、CGBドライバ31、またはCG0/CG95ドライバ32)とを電気的に接続するスイッチ素子の個数(トランジスタの段数)と、ワード線WLと非選択CGドライバ(CGUドライバ33)とを電気的に接続するスイッチ素子の個数(トランジスタの段数)とは、同じである。
1.1.6.2.4 ERゾーン選択回路の構成の一例
次に、ERゾーン選択回路90の構成の一例について、図18を用いて説明する。
次に、ERゾーン選択回路90の構成の一例について、図18を用いて説明する。
図18に示すように、ERゾーン選択回路90は、96個の高耐圧nチャネルMOSトランジスタ91_0〜91_95、12個の高耐圧nチャネルMOSトランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、及び92_E0〜92_E7、12個の高耐圧nチャネルMOSトランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、及び93_E0〜93_E7、並びに3個のレベルシフタLSTP5〜LSTP7を含む。なお、消去動作においてワード線WLに印加される電圧は、書き込み動作及び消去動作においてワード線WLに印加される電圧よりも低い。このため、ERゾーン選択回路90内の各トランジスタの耐圧は、WR/RDゾーン選択回路80内の各トランジスタの耐圧よりも低くてもよい。すなわち、ERゾーン選択回路90内の各トランジスタのトランジスタサイズ(例えば、ゲート長、ゲート幅、及びゲート酸化膜の膜厚等)は、WR/RDゾーン選択回路80内の各トランジスタのトランジスタサイズよりも小さくてもよい。同様に、レベルシフタLSTP5〜LSTP7に用いられる高耐圧トランジスタのトランジスタサイズは、LSTP3_0〜3_7及び4_0〜4_7に用いられる高耐圧トランジスタのトランジスタサイズよりも小さくてもよい。
トランジスタ91_0の一端は、配線CGI0に接続され、他端は、トランジスタ92_0の一端及び93_0の一端に接続される。また、トランジスタ91_0のゲートは、レベルシフタLSTP5に接続される。
トランジスタ91_1〜91_46の一端は、配線CGI1〜CGI46にそれぞれ接続され、他端は、トランジスタ92_E0〜92_E7のいずれかの一端及びトランジスタ93_E0〜93_E7のいずれかの一端にそれぞれ接続される。また、トランジスタ91_1〜91_46のゲートは、レベルシフタLSTP5に共通に接続される。
トランジスタ91_1〜91_46において、1つのトランジスタ91の他端に接続される、トランジスタ92_E0〜92_E7のいずれかの一端とトランジスタ93_E0〜93_E7のいずれかの一端との組み合わせは任意である。
配線CGI1〜CGI46及び配線CGI49〜CGI94において、1つの配線CGIに接続される。
トランジスタ91_48の一端は、配線CGI48に接続され、他端は、トランジスタ92_48の一端及び93_48の一端に接続される。また、トランジスタ91_48のゲートは、レベルシフタLSTP5に接続される。
トランジスタ91_49〜91_94の一端は、配線CGI49〜CGI94にそれぞれ接続され、他端は、トランジスタ92_E0〜92_E7のいずれかの一端及びトランジスタ93_E0〜93_E7のいずれかの一端にそれぞれ接続される。また、トランジスタ91_49〜91_94のゲートは、レベルシフタLSTP5に共通に接続される。
トランジスタ91_49〜91_94において、1つのトランジスタ91の他端に接続される、トランジスタ92_E0〜92_E7のいずれかの一端とトランジスタ93_E0〜93_E7のいずれかの一端との組み合わせは任意である。
トランジスタ91_95の一端は、配線CGI95に接続され、他端は、トランジスタ92_95の一端及び93_95の一端に接続される。また、トランジスタ91_95のゲートは、レベルシフタLSTP5に接続される。
トランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、及び92_E0〜92_E7は、消去パルス印加動作の際に、配線CG0e、CG47e、CG48e、CG95e、及びCGE<7:0>と、トランジスタ91_0〜91_95とを電気的に接続するスイッチ素子として機能する。トランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、及び92_E0〜92_E7の他端は、配線CG0e、CG47e、CG48e、CG95e、及びCGE<0>〜CGE<7>にそれぞれ接続され、ゲートは、レベルシフタLSTP6に共通に接続される。
トランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、及び93_E0〜93_E7は、消去ベリファイ動作の際に、配線CG0e、CG47e、CG48e、CG95e、及びCGE<7:0>と、トランジスタ91_0〜91_95とを電気的に接続するスイッチ素子として機能する。トランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、及び93_E0〜93_E7の他端は、配線CG0e、CG47e、CG48e、CG95e、及びCGE<0>〜CGE<7>にそれぞれ接続され、ゲートは、レベルシフタLSTP7に共通に接続される。
LSTP5は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV5に基づいて、トランジスタ91_0〜91_95のゲートに電圧を印加する。
LSTP6は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV6に基づいて、トランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、及び92_E0〜92_E7のゲートに電圧を印加する。
LSTP7は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV7に基づいて、トランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、及び93_E0〜93_E7のゲートに電圧を印加する。
例えば、消去パルス印加動作の場合、トランジスタ91_0〜91_95、92_0、92_47、92_48、92_95、及び92_E0〜92_E7は、オン状態とされる。また、消去ベリファイ動作の場合、トランジスタ91_0〜91_95、93_0、93_47、93_48、93_95、及び93_E0〜93_E7は、オン状態とされる。
1.1.6.3 SG_WLD選択回路の構成
次に、SG_WLD選択回路の構成について説明する。以下、SG_WLD選択回路24Aの構成を中心に説明するが、SG_WLD選択回路24Bの構成もSG_WLD選択回路24Aと同様である。
次に、SG_WLD選択回路の構成について説明する。以下、SG_WLD選択回路24Aの構成を中心に説明するが、SG_WLD選択回路24Bの構成もSG_WLD選択回路24Aと同様である。
1.1.6.3.1 SG_WLD選択回路の全体構成
まず、SG_WLD選択回路24Aの全体構成について、図19を用いて説明する。
まず、SG_WLD選択回路24Aの全体構成について、図19を用いて説明する。
図19に示すように、SG_WLD選択回路24Aは、選択ゲート線SGDに対応するSGDユニット100と、選択ゲート線SGS及びSGSB、並びにダミーワード線WLDに対応するSGS_WLDユニット101を含む。
SGDユニット100は、WR/RD選択回路110、ER選択回路120、及びUSG選択回路130を含む。
WR/RD選択回路110は、書き込み動作及び読み出し動作の際に、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGD0〜GSGD3に電圧を印加する。WR/RD選択回路110の第1入力端子には、配線SGD_SELが接続され、第2入力端子には、配線SGD_USELが接続される。WR/RD選択回路110の4つの出力端子には、配線GSGD0〜GSGD3がそれぞれ接続される。
ER選択回路120は、消去動作の際に、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGD0〜GSGD3に電圧を印加する。ER選択回路120の第1入力端子には、配線SGD_SELが接続され、第2入力端子には、配線SGD_USELが接続される。ER選択回路120の4つの出力端子には、配線GSGD0〜GSGD3がそれぞれ接続される。
USG選択回路130は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGD0〜GSGD3に電圧を印加する。USG選択回路130の入力端子には、配線USGが接続される。USG選択回路130の4つの出力端子には、配線GSGD0〜GSGD3がそれぞれ接続される。
SGS_WLDユニット101は、WR/RD選択回路140、ER選択回路150、及びUSG選択回路160を含む。
WR/RD選択回路140は、書き込み動作及び読み出し動作の際に、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5に電圧を印加する。WR/RD選択回路140の第1入力端子には、配線SGS_SELが接続され、第2入力端子には、配線SGSB_SELが接続され、第3〜第8入力端子には、配線SG_D<5:0>がそれぞれ接続される。WR/RD選択回路140の8つの出力端子には、配線GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5がそれぞれ接続される。
ER選択回路150は、消去動作の際に、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5に電圧を印加する。ER選択回路150の第1入力端子には、配線SGS_SELeが接続され、第2入力端子には、配線SGSB_SELeが接続され、第3〜第8入力端子には、配線SG_De<5:0>がそれぞれ接続される。ER選択回路150の8つの出力端子には、配線GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5がそれぞれ接続される。
USG選択回路160は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5に電圧を印加する。USG選択回路160の入力端子には、配線USGが接続される。USG選択回路160の8つの出力端子には、配線GSGS、GSGSB、及びGWLD0〜GWLD5がそれぞれ接続される。
1.1.6.3.2 SGDユニットの構成の一例
次に、SGDユニット100の構成の一例について、図20〜図22を用いて説明する。図20は、WR/RD選択回路110の回路図を示している。図21は、ER選択回路120の回路図を示している。図22は、USG選択回路130の回路図を示している。
次に、SGDユニット100の構成の一例について、図20〜図22を用いて説明する。図20は、WR/RD選択回路110の回路図を示している。図21は、ER選択回路120の回路図を示している。図22は、USG選択回路130の回路図を示している。
図20に示すように、WR/RD選択回路110は、選択ゲート線SGD0〜SGD3(配線GSGD0〜GSGD3)にそれぞれ対応する4つのSGDグループ111_0〜111_3を含む。
SGDグループ111_0は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ112_0及び113_0並びにレベルシフタLSTP8_0及びLSTP9_0を含む。
トランジスタ112_0の一端は、配線GSGD0に接続され、他端は、配線SGD_SELに接続される。トランジスタ112_0のゲートは、レベルシフタLSTP8_0に接続される。
トランジスタ113_0の一端は、配線GSGD0に接続され、他端は、配線SGD_USELに接続される。トランジスタ113_0のゲートは、レベルシフタLSTP9_0に接続される。
LSTP8_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV8_0に基づいて、トランジスタ112_0のゲートに電圧を印加する。
LSTP9_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV9_0に基づいて、トランジスタ113_0のゲートに電圧を印加する。
SGDグループ111_1は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ112_1及び113_1並びにレベルシフタLSTP8_1及びLSTP9_1を含む。
トランジスタ112_1の一端は、配線GSGD1に接続され、他端は、配線SGD_SELに接続される。トランジスタ112_1のゲートは、レベルシフタLSTP8_1に接続される。
トランジスタ113_1の一端は、配線GSGD1に接続され、他端は、配線SGD_USELに接続される。トランジスタ113_1のゲートは、レベルシフタLSTP9_1に接続される。
LSTP8_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV8_1に基づいて、トランジスタ112_1のゲートに電圧を印加する。
LSTP9_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV9_1に基づいて、トランジスタ113_1のゲートに電圧を印加する。
SGDグループ111_2は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ112_2及び113_2並びにレベルシフタLSTP8_2及びLSTP9_2を含む。
トランジスタ112_2の一端は、配線GSGD2に接続され、他端は、配線SGD_SELに接続される。トランジスタ112_2のゲートは、レベルシフタLSTP8_2に接続される。
トランジスタ113_2の一端は、配線GSGD2に接続され、他端は、配線SGD_USELに接続される。トランジスタ113_2のゲートは、レベルシフタLSTP9_2に接続される。
LSTP8_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV8_2に基づいて、トランジスタ112_2のゲートに電圧を印加する。
LSTP9_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV9_2に基づいて、トランジスタ113_2のゲートに電圧を印加する。
SGDグループ111_3は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ112_3及び113_3並びにレベルシフタLSTP8_3及びLSTP9_3を含む。
トランジスタ112_3の一端は、配線GSGD3に接続され、他端は、配線SGD_SELに接続される。トランジスタ112_3のゲートは、レベルシフタLSTP8_3に接続される。
トランジスタ113_3の一端は、配線GSGD3に接続され、他端は、配線SGD_USELに接続される。トランジスタ113_3のゲートは、レベルシフタLSTP9_3に接続される。
LSTP8_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV8_3に基づいて、トランジスタ112_3のゲートに電圧を印加する。
LSTP9_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV9_3に基づいて、トランジスタ113_3のゲートに電圧を印加する。
例えば、書き込み動作及び読み出し動作において選択ゲート線SGD0が選択された場合、選択ゲート線SGD0に対応するSGDグループ111_0において、トランジスタ112_0がオン状態とされ、トランジスタ113_0がオフ状態される。また、SGDグループ111_1〜111_3において、トランジスタ112_1〜112_3は、オフ状態とされ、113_1〜113_3は、オン状態とされる。すなわち、配線GSGD0は、配線SGD_SELに電気的に接続され、配線GSGD1〜GSGD3は、配線SGD_USELに電気的に接続される。
次に、ER選択回路120について説明する。
図21に示すように、ER選択回路120は、選択ゲート線SGD0〜SGD3(配線GSGD0〜GSGD3)にそれぞれ対応する4つのSGDeグループ121_0〜121_3、及びレベルシフタLSTP10を含む。
SGDeグループ121_0は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ122_0、123_0、及び124_0、並びにレベルシフタLSTP11_0及びLSTP12_0を含む。
トランジスタ122_0の一端は、配線GSGD0に接続され、他端は、トランジスタ123_0の一端及びトランジスタ124_0の一端に接続される。トランジスタ122_0のゲートは、レベルシフタLSTP10に接続される。
トランジスタ123_0の他端は、配線SGD_SELeに接続される。トランジスタ123_0のゲートは、レベルシフタLSTP11_0に接続される。
トランジスタ124_0の他端は、配線SGD_USELeに接続される。トランジスタ124_0のゲートは、レベルシフタLSTP12_0に接続される。
LSTP11_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV11_0に基づいて、トランジスタ123_0のゲートに電圧を印加する。
LSTP12_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV12_0に基づいて、トランジスタ124_0のゲートに電圧を印加する。
SGDeグループ121_1は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ122_1、123_1、及び124_1、並びにレベルシフタLSTP11_1及びLSTP12_1を含む。
トランジスタ122_1の一端は、配線GSGD1に接続され、他端は、トランジスタ123_1の一端及びトランジスタ124_1の一端に接続される。トランジスタ122_1のゲートは、レベルシフタLSTP10に接続される。
トランジスタ123_1の他端は、配線SGD_SELeに接続される。トランジスタ123_1のゲートは、レベルシフタLSTP11_1に接続される。
トランジスタ124_1の他端は、配線SGD_USELeに接続される。トランジスタ124_1のゲートは、レベルシフタLSTP12_1に接続される。
LSTP11_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV11_1に基づいて、トランジスタ123_1のゲートに電圧を印加する。
LSTP12_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV12_1に基づいて、トランジスタ124_1のゲートに電圧を印加する。
SGDeグループ121_2は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ122_2、123_2、及び124_2、並びにレベルシフタLSTP11_2及びLSTP12_2を含む。
トランジスタ122_2の一端は、配線GSGD2に接続され、他端は、トランジスタ123_2の一端及びトランジスタ124_2の一端に接続される。トランジスタ122_2のゲートは、レベルシフタLSTP10に接続される。
トランジスタ123_2の他端は、配線SGD_SELeに接続される。トランジスタ123_2のゲートは、レベルシフタLSTP11_2に接続される。
トランジスタ124_2の他端は、配線SGD_USELeに接続される。トランジスタ124_2のゲートは、レベルシフタLSTP12_2に接続される。
LSTP11_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV11_2に基づいて、トランジスタ123_2のゲートに電圧を印加する。
LSTP12_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV12_2に基づいて、トランジスタ124_2のゲートに電圧を印加する。
SGDeグループ121_3は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ122_3、123_3、及び124_3、並びにレベルシフタLSTP11_3及びLSTP12_3を含む。
トランジスタ122_3の一端は、配線GSGD3に接続され、他端は、トランジスタ123_3の一端及びトランジスタ124_3の一端に接続される。トランジスタ122_3のゲートは、レベルシフタLSTP10に接続される。
トランジスタ123_3の他端は、配線SGD_SELeに接続される。トランジスタ123_3のゲートは、レベルシフタLSTP11_3に接続される。
トランジスタ124_3の他端は、配線SGD_USELeに接続される。トランジスタ124_3のゲートは、レベルシフタLSTP12_3に接続される。
LSTP11_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV11_3に基づいて、トランジスタ123_3のゲートに電圧を印加する。
LSTP12_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV12_3に基づいて、トランジスタ124_3のゲートに電圧を印加する。
LSTP10は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV10に基づいて、トランジスタ122_0〜122_3のゲートに電圧を印加する。
例えば、消去動作の場合、トランジスタ122_0〜122_3は、オン状態とされる。そして、消去パルス印加動作時にはトランジスタ123_0〜123_3がオン状態とされる。消去ベリファイ動作時には、選択ストリングユニットSUに対応するトランジスタ123_0〜123_3のいずれかオン状態とされ、非選択ストリングユニットSUに対応するトランジスタ124_0〜124_3のいずれかオン状態とされる。これにより、配線GSGD0〜GSGD3は、配線SGD_SELeまたは配線SGD_USELeに電気的に接続される。
次に、USG選択回路130について説明する。
図22に示すように、USG選択回路130は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ131_0〜131_3及びレベルシフタLSTP13を含む。
トランジスタ131_0の一端は、配線GSGD0に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ131_0のゲートは、レベルシフタLSTP13に接続される。
トランジスタ131_1の一端は、配線GSGD1に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ131_1のゲートは、レベルシフタLSTP13に接続される。
トランジスタ131_2の一端は、配線GSGD2に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ131_2のゲートは、レベルシフタLSTP13に接続される。
トランジスタ131_3の一端は、配線GSGD3に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ131_3のゲートは、レベルシフタLSTP13に接続される。
LSTP13は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV13に基づいて、トランジスタ131_0〜131_3のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線GSGD0〜GSGD3と、配線USGとをそれぞれ電気的に接続する場合、トランジスタ131_0〜131_3は、オン状態とされる。
1.1.6.3.2 SGS_WLDユニットの構成の一例
次に、SGS_WLDユニット101の構成の一例について、図23〜図25を用いて説明する。図23は、WR/RD選択回路140の回路図を示している。図24は、ER選択回路150の回路図を示している。図25は、USG選択回路160の回路図を示している。
次に、SGS_WLDユニット101の構成の一例について、図23〜図25を用いて説明する。図23は、WR/RD選択回路140の回路図を示している。図24は、ER選択回路150の回路図を示している。図25は、USG選択回路160の回路図を示している。
図23に示すように、WR/RD選択回路140は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ141_0〜141_7及びレベルシフタLSTP14を含む。
トランジスタ141_0の一端は、配線GWLD0に接続され、他端は、配線CG_D<0>に接続される。トランジスタ141_0のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_1の一端は、配線GWLD1に接続され、他端は、配線CG_D<1>に接続される。トランジスタ141_1のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_2の一端は、配線GWLD2に接続され、他端は、配線CG_D<2>に接続される。トランジスタ141_2のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_3の一端は、配線GWLD3に接続され、他端は、配線CG_D<3>に接続される。トランジスタ141_3のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_4の一端は、配線GWLD4に接続され、他端は、配線CG_D<4>に接続される。トランジスタ141_4のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_5の一端は、配線GWLD5に接続され、他端は、配線CG_D<5>に接続される。トランジスタ141_5のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_6の一端は、配線GSGSに接続され、他端は、配線SGS_SELに接続される。トランジスタ141_6のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
トランジスタ141_7の一端は、配線GSGSBに接続され、他端は、配線SGSB_SELに接続される。トランジスタ141_7のゲートは、レベルシフタLSTP14に接続される。
LSTP14は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV14に基づいて、トランジスタ141_0〜141_7のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線GWLD0〜GWLD5、GSGS、及びGSGSBと、配線CG_D<5:0>、SGS_SEL、及びSGSB_SELとをそれぞれ電気的に接続する場合、トランジスタ141_0〜141_7は、オン状態とされる。
次に、ER選択回路150について説明する。
図24に示すように、ER選択回路150は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ151_0〜151_7及びレベルシフタLSTP15を含む。
トランジスタ151_0の一端は、配線GWLD0に接続され、他端は、配線CG_De<0>に接続される。トランジスタ151_0のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_1の一端は、配線GWLD1に接続され、他端は、配線CG_De<1>に接続される。トランジスタ151_1のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_2の一端は、配線GWLD2に接続され、他端は、配線CG_De<2>に接続される。トランジスタ151_2のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_3の一端は、配線GWLD3に接続され、他端は、配線CG_De<3>に接続される。トランジスタ151_3のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_4の一端は、配線GWLD4に接続され、他端は、配線CG_De<4>に接続される。トランジスタ151_4のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_5の一端は、配線GWLD5に接続され、他端は、配線CG_De<5>に接続される。トランジスタ151_5のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_6の一端は、配線GSGSに接続され、他端は、配線SGS_SELeに接続される。トランジスタ151_6のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
トランジスタ151_7の一端は、配線GSGSBに接続され、他端は、配線SGSB_SELeに接続される。トランジスタ151_7のゲートは、レベルシフタLSTP15に接続される。
LSTP15は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV15に基づいて、トランジスタ151_0〜151_7のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線GWLD0〜GWLD5、GSGS、及びGSGSBと、配線CG_De<5:0>、SGS_SELe、及びSGSB_SELeとをそれぞれ電気的に接続する場合、トランジスタ151_0〜151_7は、オン状態とされる。
次に、USG選択回路160について説明する。
図25に示すように、USG選択回路160は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ161_0〜161_7及びレベルシフタLSTP16を含む。
トランジスタ161_0の一端は、配線GWLD0に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_0のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_1の一端は、配線GWLD1に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_1のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_2の一端は、配線GWLD2に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_2のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_3の一端は、配線GWLD3に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_3のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_4の一端は、配線GWLD4に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_4のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_5の一端は、配線GWLD5に接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_5のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_6の一端は、配線GSGSに接続され、他端は配線USGに接続される。トランジスタ161_6のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
トランジスタ161_7の一端は、配線GSGSBに接続され、他端は、配線USGに接続される。トランジスタ161_7のゲートは、レベルシフタLSTP16に接続される。
LSTP16は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV16に基づいて、トランジスタ161_0〜161_7のゲートに電圧を印加する。
例えば、配線GWLD0〜GWLD5、GSGS、及びGSGSBと、配線USGとを電気的に接続する場合、トランジスタ161_0〜161_7は、オン状態とされる。
1.2 書き込み動作
次に、書き込み動作について説明する。書き込み動作は、大まかにはプログラム動作とプログラムベリファイ動作とを含む。そして、プログラム動作とプログラムベリファイ動作との組み合わせ(以下、「プログラムループ」と表記する)を繰り返すことで、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧がターゲットレベルまで上昇される。
次に、書き込み動作について説明する。書き込み動作は、大まかにはプログラム動作とプログラムベリファイ動作とを含む。そして、プログラム動作とプログラムベリファイ動作との組み合わせ(以下、「プログラムループ」と表記する)を繰り返すことで、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧がターゲットレベルまで上昇される。
プログラム動作は、電子を電荷蓄積層310に注入することにより閾値電圧を上昇させる(または注入を禁止することで閾値電圧を維持させる)動作のことである。
プログラムベリファイ動作は、プログラム動作の後、データを読み出し、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が目標とするターゲットレベルに達したか否かを判定する動作である。
以下、本実施形態では、プログラム動作において、閾値電圧を上昇させる動作を「“0”書き込み」または単に「書き込み」と表記する。他方で、閾値電圧を維持させる動作を「“1”書き込み」または「非書き込み」と表記する。以下、“0”書き込みに対応するビット線をBL(“0”)と表記し、“1”書き込みに対応するビット線をBL(“1”)と表記する。
1.2.1 プログラム動作時における各配線の電圧
まず、プログラム動作時における各配線の電圧について、図26を用いて説明する。以下では、ブロックBLK0のストリングユニットSU0において、書き込み動作が実行される場合について説明する。
まず、プログラム動作時における各配線の電圧について、図26を用いて説明する。以下では、ブロックBLK0のストリングユニットSU0において、書き込み動作が実行される場合について説明する。
図26に示すように、時刻t1において、ソース線SLには、電圧VSRCが印加される。電圧VSRCは電圧VSSよりも高い電圧である。
選択ブロックBLK0に対応するロウデコーダ22Aは、選択ストリングユニットSU0に対応する選択ゲート線SGD0(図26の参照符号「選択SGD」)に電圧VSG1を印加し、非選択ストリングユニットSU1〜SU3に対応する選択ゲート線SGD1〜SGD3(図26の参照符号「非選択SGD」)に電圧VSSを印加する。電圧VSG1は、対応するビット線BLの電圧に関わらず、選択トランジスタST1をオン状態にする電圧である。これにより、選択ストリングユニットSU0の選択トランジスタST1はオン状態とされ、非選択ストリングユニットSU1〜SU3の選択トランジスタST1はオフ状態とされる。
また、ロウデコーダ22Aは、選択ゲート線SGS(及びSGSB)に電圧VSSを印加する。これにより、ブロックBLK0の選択トランジスタST2(ST2a及びST2b)はオフ状態とされる。
センスアンプ25は、ビット線BL(“1”)に電圧VBLを印加し、ビット線BL(“0”)に電圧VSSを印加する。電圧VBLは、電圧VSRCよりも高い電圧である。
よって、選択ストリングユニットSU0において、ビット線BL(“1”)に対応するNANDストリングNSのチャネルには電圧VBLが印加され、ビット線BL(“0”)に対応するNANDストリングNSのチャネルには電圧VSSが印加される。
時刻t2において、ロウデコーダ22Aは、選択ストリングユニットSU0の選択ゲート線SGD0に電圧VSG2を印加する。電圧VSG2は、ビット線BL(“1”)に対応する選択トランジスタST1をカットオフ状態にし、ビット線BL(“0”)に対応する選択トランジスタST1をオン状態にする電圧である。よって、例えば、電圧VSG1及びVSG2と電圧VBLとの関係は、(VSG1−Vth)>VBL>(VSG2−Vth)(電圧Vthは、選択トランジスタST1の閾値電圧)である。これにより、ビット線BL(“1”)が接続された選択ストリングユニットSU0のNANDストリングNSのチャネルはフローティング状態とされる。
時刻t3において、ロウデコーダ22Aは、ワード線WL及びダミーワード線WLDに電圧VPASSを印加する。電圧VPASSは、メモリセルトランジスタMT及びダミーメモリセルトランジスタMTDの閾値電圧に関わらず、メモリセルトランジスタMT及びダミーメモリセルトランジスタMTDをオン状態にする電圧である。
時刻t4において、ロウデコーダ22Aは、選択ワード線WLに書き込み電圧VPGMを印加する。電圧VPGMは、電圧VPASSよりも高い電圧である。
ビット線BL(“0”)に対応するNANDストリングNSでは、選択トランジスタST1がオン状態となっている。このため、メモリセルトランジスタMTのチャネルの電位はVSSに維持される。よって、制御ゲートとチャネルとの間の電位差(VPGM−VSS)が大きくなり、その結果、電子が電荷蓄積層310に注入されて、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇する。
また、ビット線BL(“1”)に対応するNANDストリングNSでは、選択トランジスタST1がカットオフ状態となっている。このため、選択ワード線WLとの容量カップリングにより、チャネル電位は上昇する。よって、制御ゲートとチャネルとの間の電位差は小さくなる。その結果、電子は電荷蓄積層310にほとんど注入されず、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧は維持される。
時刻t5において、ロウデコーダ22Aは、選択ワード線WLに電圧VPASSを印加する。
時刻t6において、リカバリ動作が行われ、プログラム動作が終了する。
1.2.2 プログラムベリファイ動作時における各配線の電圧
次に、プログラムベリファイ動作時における各配線の電圧について、図27を用いて説明する。なお、消去ベリファイ動作及び読み出し動作も同様の波形となり、選択ワード線WLの読み出し電圧VCGRVが、ベリファイレベルに応じて異なる。
次に、プログラムベリファイ動作時における各配線の電圧について、図27を用いて説明する。なお、消去ベリファイ動作及び読み出し動作も同様の波形となり、選択ワード線WLの読み出し電圧VCGRVが、ベリファイレベルに応じて異なる。
図27に示すように、時刻t1において、ロウデコーダ22Aは、選択ブロックBLKにおいて、選択ゲート線SGD0〜SGD3、SGS、及びSGSBに電圧VSGを印加する。電圧VSGは、対応するビット線BLの電圧に関わらず、選択トランジスタST1をオン状態にする電圧である。また、ロウデコーダ22Aは、選択ワード線WLに電圧VCGRVを印加し、非選択ワード線WL及びダミーワード線WLDに電圧VREADを印加する。電圧VCGRVは、読み出しデータの閾値電圧レベルに応じた読み出し電圧である。電圧VREADは、閾値電圧によらず、メモリセルトランジスタMT及びダミーメモリセルトランジスタMTDをオン状態にする電圧である。電圧VCGRVと電圧VREADとの関係は、VCGRV<VREADである。これにより、非選択ストリングユニットSUにおいては、NANDストリングNSのチャネルにある不要な電荷が放電される。なお、図27の例では、電圧VSGは電圧VREADよりも高いが、電圧VSGは電圧VREADより低くてもよい。
時刻t2において、センスアンプ25は、ビット線BLに電圧VBLRDを印加する。
電圧VBLRDは読み出し動作時にビット線BLに印加される電圧である。また、ソース線SLには、電圧VSRCが印加される。電圧VBLRDと電圧VSRCとは、VBLRD>VSRC(>VSS)の関係にある。
電圧VBLRDは読み出し動作時にビット線BLに印加される電圧である。また、ソース線SLには、電圧VSRCが印加される。電圧VBLRDと電圧VSRCとは、VBLRD>VSRC(>VSS)の関係にある。
時刻t3において、ロウデコーダ22Aは、選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGD(選択SGD)、並びに選択ゲート線SGS及びSGSBに電圧VSGを引き続き印加し、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGD(非選択SGD)に例えば電圧VSSを印加する。これにより、非選択ストリングユニットSUに対応する選択トランジスタST1はカットオフ状態にされる。この状態において、時刻t3〜t4の期間に、センスアンプ25は、データを読み出す。
時刻t4において、ロウデコーダ22Aは、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDに電圧VSGを印加する。
時刻t5において、リカバリ動作が行われ、読み出し動作が終了する、より具体的には、ロウデコーダ22Aは、選択ゲート線SGD、SGS、及びSGSB、ワード線WL、ダミーワード線WLD、に電圧VSSを印加する。これにより、選択ワード線WLと非選択ワード線WLとは、イコライズされる。このため、選択ワード線WLの電圧は、少し上昇してから電圧VSSまで低下する。
1.3 レベルシフタへの供給電圧
次に、レベルシフタLSTPへの供給電圧について、図28を用いて説明する。
次に、レベルシフタLSTPへの供給電圧について、図28を用いて説明する。
図28に示すように、レベルシフタLSTPは、接続されている電源により、大まかに3つのグループに分けられる。例えば、電圧発生回路13内には、レベルシフタLSTPに対応した3つの電源DEC1〜DEC3が設けられる。
電源DEC1には、レベルシフタLSTP1、LSTP3_0〜LSTP3_7、LSTP4_0〜LSTP4_7、LSTP5、LSTP6、及びLSTP7が接続される。電源DEC1は、プログラム動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VPGMHを供給する。電圧VPGMHは、電圧VPGMよりも高い電圧である。例えば、電圧VPGMHは、一端に電圧VPGMが印加されたトランジスタをオン状態にできる電圧である。また、電源DEC1は、読み出し動作時(プログラムベリファイ動作を含む)及び消去動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VGBSTを供給する。電圧VGBSTは、電圧VPGMHよりも低い電圧である。例えば、電圧VGBSTは、一端に電圧VREADまたはVSG等が印加されたトランジスタをオン状態にできる電圧である。
電源DEC2には、レベルシフタLSTP2が接続される。電源DEC2は、書き込み動作時及び読み出し動作時には、レベルシフタLSTP2に、電圧VGBSTを供給する。また、電源DEC2は、消去動作時には、レベルシフタLSTP2に、電圧VERAを供給する。電圧VERAは、消去パルス印加動作時にソース線SLに印加される電圧である。
電源DEC3には、レベルシフタLSTP8_0〜LSTP8_3、LSTP9_0〜LSTP9_3、LSTP10、LSTP11_0〜LSTP11_3、LSTP12_0〜LSTP12_3、LSTP13、LSTP14、LSTP15、及びLSTP16が接続される。電源DEC3は、書き込み動作時及び読み出し動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VGBSTを供給する。また、電源DEC3は、消去パルス印加動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VERAを供給する。
1.4 本実施形態に係る構成
本実施形態に係る構成であれば、処理能力を向上できる半導体記憶装置を提供できる。以下、本効果につき詳述する。
本実施形態に係る構成であれば、処理能力を向上できる半導体記憶装置を提供できる。以下、本効果につき詳述する。
半導体記憶装置は、コア回路部を複数のプレーンに分割して制御を行う場合があるが、複数のプレーンに同時に供給できる電圧は、ロウドライバにより制限され、複数の動作を同時に実行するのは困難である。このため、例えば、半導体記憶装置は、消去動作実行中に、コントローラから優先度の比較的高い読み出し命令を受信した場合、消去動作を中断して、読み出し動作を実行する場合がある。
これに対し、本実施形態に係る構成では、ロウドライバ10は、書き込み/読み出し動作用ドライバユニット15と、消去動作用ドライバユニット16とを備える。更に、各プレーンPBは、書き込み動作及び読み出し動作用のWR/RDゾーン選択回路80と、消去動作用のERゾーン選択回路90とを備える。これにより、半導体記憶装置1は、消去動作と、書き込み動作または読み出し動作とを並行して実行させることができる。よって、半導体記憶装置は、処理能力を向上させることができる。
更に、本実施形態に係る構成であれば、ERゾーン選択回路90内の各トランジスタのトランジスタサイズを、WR/RDゾーン選択回路80の各トランジスタのトランジスタサイズよりも小さくできる。これにより、チップ面積の増加を抑制できる。
更に、本実施形態に係る構成であれば、WR/RDゾーン選択回路80内において、ワード線WLと選択CGドライバ(CGAドライバ30、CGBドライバ31、及びCG0/CG95ドライバ32)との間に設けられるトランジスタの個数と、ワード線WLとCGUドライバ33)との間に設けられるトランジスタの個数とを同じにできる。これにより、CGUドライバ33に接続されたワード線WLの充放電期間の増加を抑制できる。
更に、本実施形態に係る構成であれば、SGDユニット100内において、配線GSGD(すなわち、選択ゲート線SGD)と、配線USG(すなわちロウドライバ10)とは、USG選択回路130内の1つのトランジスタ(トランジスタ131_0〜131_3のいずれか)を介して、電気的に接続できる。よって、選択ゲート線SGDとロウドライバ10との間の電流経路に設けられるトランジスタ数の増加を抑制でき、トランジスタのオン抵抗による配線抵抗の増加を抑制できる。これにより、例えば、読み出し動作において、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDを放電する際に、放電期間を短縮できる。従って、半導体記憶装置の処理能力を向上できる。
2.第2実施形態
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態とは異なるWL選択回路の構成について4つの例を説明する。以下、第1実施形態とは異なる点を中心に説明する。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態とは異なるWL選択回路の構成について4つの例を説明する。以下、第1実施形態とは異なる点を中心に説明する。
2.1 第1例
まず、第1例のWL選択回路の全体構成について、図29を用いて説明する。以下、WL選択回路23Aの構成を中心に説明するが、WL選択回路23Bの構成もWL選択回路23Aと同様である。
まず、第1例のWL選択回路の全体構成について、図29を用いて説明する。以下、WL選択回路23Aの構成を中心に説明するが、WL選択回路23Bの構成もWL選択回路23Aと同様である。
図29に示すように、WL選択回路23Aは、チャンク選択回路70、WRゾーン選択回路80A、RDゾーン選択回路80B、及びERゾーン選択回路90を含む。
チャンク選択回路70及びERゾーン選択回路90は、第1実施形態と同様である。
WRゾーン選択回路80Aは、第1実施形態のWR/RDゾーン選択回路80と同じ構成であるが、書き込み動作に対応する。
RDゾーン選択回路80Bは、第1実施形態のWR/RDゾーン選択回路80と同じ回路構成であるが、読み出し動作に対応する。
半導体記憶装置1は、WRゾーン選択回路80Aが対応する書き込み動作と並行して、RDゾーン選択回路80Bが対応する読み出し動作を実行できる。
2.2 第2例
次に、第2例のWL選択回路の全体構成について、図30を用いて説明する。
次に、第2例のWL選択回路の全体構成について、図30を用いて説明する。
図30に示すように、WL選択回路23Aは、チャンク選択回路70、RDゾーン選択回路80B、WR/RDゾーン選択回路80、及びERゾーン選択回路90を含む。
チャンク選択回路70、WR/RDゾーン選択回路80、及びERゾーン選択回路90は、第1実施形態と同様である。
RDゾーン選択回路80Bは、第1実施形態のWR/RDゾーン選択回路80と同様である。
RDゾーン選択回路80Bは、第1実施形態のWR/RDゾーン選択回路80と同じ回路構成であるが、読み出し動作に対応する。
半導体記憶装置1は、WR/RDゾーン選択回路80が対応する書き込み動作または読み出し動作と並行して、RDゾーン選択回路80Bが対応する読み出し動作を実行できる。
2.3 第3例
次に、第3例のWL選択回路の全体構成について、図31を用いて説明する。
次に、第3例のWL選択回路の全体構成について、図31を用いて説明する。
図31に示すように、WL選択回路23Aは、チャンク選択回路70、WRゾーン選択回路80A、WR/RDゾーン選択回路80、及びERゾーン選択回路90を含む。
チャンク選択回路70、WR/RDゾーン選択回路80、及びERゾーン選択回路90は、第1実施形態と同様である。
WRゾーン選択回路80Aは、第1実施形態のWR/RDゾーン選択回路80と同じ構成であるが、書き込み動作に対応する。
半導体記憶装置1は、WR/RDゾーン選択回路80が対応する書き込み動作または読み出し動作と並行して、WRゾーン選択回路80Aが対応する書き込み動作を実行できる。
2.4 第4例
次に、第4例のWL選択回路の全体構成について、図32を用いて説明する。
次に、第4例のWL選択回路の全体構成について、図32を用いて説明する。
図32に示すように、WL選択回路23Aは、チャンク選択回路70、WRゾーン選択回路80A、WR/RDゾーン選択回路80、並びに2つのERゾーン選択回路90A及び90Bを含む。
チャンク選択回路70及びWR/RDゾーン選択回路80は、第1実施形態と同様である。
ERゾーン選択回路90A及び90Bの各々は、第1実施形態のERゾーン選択回路90と同様である。
半導体記憶装置1は、異なるプレーンPBにおいて、2つの消去動作を並行して実行できる。
2.5 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。
更に、本実施形態に係る構成であれば、WL選択回路23内に設けられたゾーン選択回路(例えば、WR/RDゾーン選択回路80またはERゾーン選択回路90等)の個数に応じて、複数の動作を並行して実行できる。
なお、WL選択回路23内に設けられるゾーン選択回路の個数は、4個以上であってもよい。
3.第3実施形態
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、プログラムベリファイ動作において、選択ワード線WLを放電する際の電流経路について4つの例を説明する。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、以下で説明するワード線WL電圧の放電経路は、読み出し動作及び消去ベリファイ動作にも適用できる。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、プログラムベリファイ動作において、選択ワード線WLを放電する際の電流経路について4つの例を説明する。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、以下で説明するワード線WL電圧の放電経路は、読み出し動作及び消去ベリファイ動作にも適用できる。
3.1 第1例
まず、第1例における電流経路について、図33を用いて説明する。図33の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。
まず、第1例における電流経路について、図33を用いて説明する。図33の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。
図33に示すように、書き込み動作を開始すると、WR/RDゾーン選択回路80において、ワード線WL0〜WL11に対応するゾーンZn0内では、レベルシフタLSTP3_0が、82_0〜82_11のゲートに、電圧VPGMHを印加する。これにより、ワード線WL1に対応するトランジスタ82_1を含むトランジスタ82_0〜82_11は、オン状態とされる。選択ワード線WLを含まないゾーンZn1〜Zn7内では、レベルシフタLSTP4_1〜4_7が、トランジスタ83_12〜83_95のゲートに、電圧VPGMHを印加する。これにより、ワード線WL12〜WL95に対応するトランジスタ83_12〜83_95は、オン状態とされる。
また、チャンク選択回路70内では、レベルシフタLSTP1がトランジスタ71_0〜71_95のゲートに、電圧VPGMHを印加する。これにより、ワード線WL1に対応するトランジスタ71_1を含むトランジスタ71_0〜71_95は、オン状態とされる。
プログラムベリファイ動作において、データの読み出し動作が終了すると、リカバリ動作が開始される。より具体的には、リカバリ動作を開始すると、ERゾーン選択回路90において、レベルシフタLSTP5は、トランジスタ91_0〜91_95のゲートに、電圧VX4を印加する。電圧VX4は、電圧VGBSTよりも低い電圧であり、対応するトランジスタをオン状態にできる電圧である。これにより、トランジスタ91_0〜91_95は、オン状態とされる。レベルシフタLSTP6は、トランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、92_E0〜92_E7のゲートに、電圧VX4を印加する。これにより、ワード線WL1に対応するトランジスタ92_E0〜92_E7のいずれかを含むトランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、92_E0〜92_E7は、オン状態とされる。また、レベルシフタLSTP7は、トランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、93_E0〜93_E7のゲートに、電圧VX4を印加する。これにより、ワード線WL1に対応するトランジスタ93_E0〜93_E7のいずれかを含むトランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、93_E0〜93_E7は、オン状態とされる。
この結果、ワード線WLの電圧は、ERゾーン選択回路90(及びWR/RDゾーン選択回路80)を介して、ロウドライバ10に放電される。このとき、選択ワード線WLは、ERゾーン選択回路90内において他のワード線WLと電気的に接続され、イコライズされる。
次に、書き込み動作時における選択ワード線WLの電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧について、図34を用いて説明する。図34は、3回目までのプログラムループにおける選択ワード線WL(WL1)の電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧を示すタイミングチャートである。
図34に示すように、1回目のプログラムループの期間、レベルシフタLSTP1及び選択ワード線WLに対応するLSTP3_0は、電圧VPGMHを出力する。
1回目の(プログラムループの)プログラム動作PGMにおいて、選択ワード線WLには、電圧VPGMが印加される。
1回目のプログラムベリファイ動作PVFYにおいて、選択ワード線WLには電圧VCGRVが印加され、データの読み出し動作が実行される。読み出し動作終了後、リカバリ動作の期間、レベルシフタLSTP5〜LSTP7は、電圧VX4を出力する。これにより、ワード線WLは放電される。
2回目のプログラムループ開始時に、レベルシフタLSTP1及びLSTP3_0の出力電圧は、電圧(VPGMH+DV)にステップアップされる。電圧DVは、プログラムループを繰り返す際に、電圧VPGMをステップアップさせる電圧であり、電圧VSSよりも大きい電圧である。そして、2回目のプログラムループの期間、レベルシフタLSTP1及びLSTP3_0の出力電圧は、電圧(VPGMH+DV)に維持される。
2回目のプログラム動作PGMにおいて、選択ワード線WLには、電圧(VPGM+DV)が印加される。
2回目のプログラムベリファイ動作PVFYにおいて、選択ワード線WLには電圧VCGRVが印加され、データの読み出し動作が実行される。読み出し動作終了後、リカバリ動作の期間、レベルシフタLSTP5〜LSTP7は、電圧VX4を出力する。これにより、ワード線WLは放電される。
3回目のプログラムループ開始時に、レベルシフタLSTP1及びLSTP3_0の出力電圧は、電圧(VPGMH+2DV)にステップアップされる。そして、2回目のプログラムループの期間、レベルシフタLSTP1及びLSTP3_0の出力電圧は、電圧(VPGMH+2DV)に維持される。
3回目のプログラム動作PGMにおいて、選択ワード線WLには、電圧(VPGM+3DV)が印加される。
3回目のプログラムベリファイ動作PVFYにおいて、選択ワード線WLには電圧VCGRVが印加され、データの読み出し動作が実行される。読み出し動作終了後、リカバリ動作の期間、レベルシフタLSTP5〜LSTP7は、電圧VX4を出力する。これにより、ワード線WLは放電される。
4回目以降のプログラムループにおいても、プログラムループを繰り返す毎に、電圧VPGMH及びVPGMがステップアップされる。従って、書き込み動作の期間、プログラム動作に対応するレベルシフタLSTP1及びLSTP3_0は、電圧VPGMH以上の電圧を出力し続ける。
次に、レベルシフタLSTPへの供給電圧について、図35を用いて説明する。
図35に示すように、本例では、レベルシフタLSTPは、接続されている電源により、大まかに4つのグループに分けられる。本例では、電圧発生回路13内に、電源DEC1〜DEC4が設けられる。
電源DEC1には、レベルシフタLSTP1、LSTP3_0〜LSTP3_7、及びLSTP4_0〜LSTP4_7が接続される。電源DEC1は、書き込み動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VPGMHを供給し、読み出し動作時及び消去動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VGBSTを供給する。
電源DEC2には、レベルシフタLSTP2が接続される。電源DEC2は、書き込み動作時及び読み出し動作時には、レベルシフタLSTP2に、電圧VX4を供給する。また、電源DEC2は、消去動作時には、レベルシフタLSTP2に、電圧VERAを供給する。
電源DEC3には、レベルシフタLSTP8_0〜LSTP8_3、LSTP9_0〜LSTP9_3、LSTP10、LSTP11_0〜LSTP11_3、LSTP12_0〜LSTP12_3、LSTP13、LSTP14、LSTP15、及びLSTP16が接続される。電源DEC3は、書き込み動作時及び読み出し動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VGBSTを供給する。また、電源DEC3は、消去動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VERAを供給する。
電源DEC4には、レベルシフタLSTP5、LSTP6、及びLSTP7が接続される。電源DEC4は、書き込み動作時及び読み出し動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VX4を供給する。また、電源DEC4は、消去動作時には、対応するレベルシフタLSTPに、電圧VERAを供給する。
3.2 第2例
次に、第2例における電流経路について、図36を用いて説明する。図36の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。以下、第3実施形態の第1例と異なる点を中心に説明する。
次に、第2例における電流経路について、図36を用いて説明する。図36の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。以下、第3実施形態の第1例と異なる点を中心に説明する。
図36に示すように、本例では、リカバリ動作を開始すると、チャンク選択回路70において、レベルシフタLSTP2は、トランジスタ72_0〜72_95のゲートに、電圧VX4を印加する。これにより、トランジスタ72_0〜72_95は、オン状態とされる。すなわち、配線GWL0〜GWL95は、配線UCGに共通に接続される。
この結果、ワード線WLの電圧は、チャンク選択回路70のトランジスタ72_0〜72_95(及びWR/RDゾーン選択回路80)を介して、ロウドライバ10に放電される。このとき、選択ワード線WLは、チャンク選択回路70において、他のワード線WLと電気的に接続され、イコライズされる。
次に、書き込み動作時における選択ワード線WLの電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧について、図37を用いて説明する。図37は、3回目までのプログラムループにおける選択ワード線WL(WL1)の電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧を示すタイミングチャートである。
図37に示すように、書き込み動作において、選択ワード線WLに印加される電圧並びにレベルシフタLSTP1及び選択ワード線WLに対応するLSTP3_0が出力する電圧は、第1例の図34と同様である。
本例では、プログラムベリファイ動作PVFYにおいて、リカバリ動作の期間、レベルシフタLSTP2は、電圧VX4を出力する。これにより、ワード線WLは放電される。また、第1例とは異なり、レベルシフタLSTP5〜LSTP7の出力電圧は、電圧VSSを維持する。
本例におけるレベルシフタへの供給電圧は、第1例の図35と同様である。
3.3 第3例
次に、第3例における電流経路について、図38を用いて説明する。図38の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。以下、第3実施形態の第1例及び第2例と異なる点を中心に説明する。
次に、第3例における電流経路について、図38を用いて説明する。図38の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。以下、第3実施形態の第1例及び第2例と異なる点を中心に説明する。
図38に示すように、本例では、リカバリ動作を開始すると、選択ワード線WLに対応するWR/RDゾーン選択回路80のゾーンZn内では、レベルシフタLSTP4_0が、トランジスタ83_1〜83_11のゲートに、電圧VGBSTを印加する。これにより、トランジスタ83_1〜83_11は、オン状態とされる。すなわち、配線GWL0〜GWL11は、配線CGU<0>に共通に接続される。
この結果、ワード線WLの電圧は、WR/RDゾーン選択回路80を介して、ロウドライバ10に放電される。このとき、選択ワード線WLは、WR/RDゾーン選択回路80において、他のワード線WLと電気的に接続され、イコライズされる。
次に、書き込み動作時における選択ワード線WLの電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧について、図39を用いて説明する。図39は、3回目までのプログラムループにおける選択ワード線WL(WL1)の電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧を示すタイミングチャートである。
図39に示すように、書き込み動作において、選択ワード線WLに印加される電圧並びにレベルシフタLSTP1及び選択ワード線WLに対応するLSTP3_0が出力する電圧は、第1例の図34と同様である。
本例では、プログラムベリファイ動作PVFYにおいて、リカバリ動作の期間、選択ワード線WLに対応するレベルシフタLSTP4_0は、電圧VGBSTを出力する。これにより、ワード線WLは放電される。また、第1例とは異なり、レベルシフタLSTP5〜LSTP7の出力電圧は、電圧VSSを維持する。
次に、レベルシフタLSTPへの供給電圧について、図40を用いて説明する。
図40に示すように、第1例と同様に、本例では、電源DEC1〜DEC4が設けられる。
第1例とは異なり、LSTP4_0〜LSTP4_7は、電源DEC3に接続される。LSTP4_0〜LSTP4_7は、書き込み動作時及び読み出し動作時には、電圧VGBSTを供給され、消去動作時には、電圧VERAを供給される。他の構成は、第1例と同じである。
3.4 第4例
次に、第4例における電流経路について、図41を用いて説明する。図41の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。以下、第3実施形態の第1例乃至第3例と異なる点を中心に説明する。
次に、第4例における電流経路について、図41を用いて説明する。図41の例は、WL選択回路23Aにおいて、選択ワード線WL(本例では、ワード線WL1)に対応する放電経路を示す図である。以下、第3実施形態の第1例乃至第3例と異なる点を中心に説明する。
図38に示すように、本例では、リカバリ動作を開始すると、チャンク選択回路70において、レベルシフタLSTP2は、トランジスタ72_0〜72_95のゲートに、電圧VX4を印加する。これにより、トランジスタ72_0〜72_95は、オン状態とされる。
選択ワード線WLに対応するWR/RDゾーン選択回路80のゾーンZn内では、レベルシフタLSTP4_0が、トランジスタ83_1〜83_11のゲートに、電圧VGBSTを印加する。これにより、トランジスタ83_1〜83_11は、オン状態とされる。
ERゾーン選択回路90において、レベルシフタLSTP5は、トランジスタ91_0〜91_95のゲートに、電圧VX4を印加する。レベルシフタLSTP6は、トランジスタ92_0、92_47、92_48、92_95、92_E0〜92_E7のゲートに、電圧VX4を印加する。レベルシフタLSTP7は、トランジスタ93_0、93_47、93_48、93_95、93_E0〜93_E7のゲートに、電圧VX4を印加する。これにより、トランジスタ91_0〜91_95、92_0、92_47、92_48、92_95、92_E0〜92_E7、93_0、93_47、93_48、93_95、93_E0〜93_E7は、オン状態とされる。
この結果、ワード線WLの電圧は、チャンク選択回路70のトランジスタ72_0〜72_95、WR/RDゾーン選択回路80、及びERゾーン選択回路90を介して、ロウドライバ10に放電される。
次に、書き込み動作時における選択ワード線WLの電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧について、図42を用いて説明する。図42は、3回目までのプログラムループにおける選択ワード線WL(WL1)の電圧及び各レベルシフタLSTPの出力電圧を示すタイミングチャートである。
図42に示すように、書き込み動作において、選択ワード線WLに印加される電圧並びにレベルシフタLSTP1及び選択ワード線WLに対応するLSTP3_0が出力する電圧は、第1例の図34と同様である。
本例では、プログラムベリファイ動作PVFYにおいて、リカバリ動作の期間、選択ワード線WLに対応するレベルシフタLSTP4_0は、電圧VGBSTを出力する。レベルシフタLSTP2及びLSTP5〜LSTP6は、電圧VX4を出力する。
本例におけるレベルシフタへの供給電圧は、第3例の図40と同様である。
3.5 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成を第1及び第2実施形態に適用できる。よって、第1及び第2実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態に係る構成を第1及び第2実施形態に適用できる。よって、第1及び第2実施形態と同様の効果が得られる。
更に、本実施形態に係る構成であれば、書き込み動作の期間、WL選択回路23において、プログラム動作に対応するレベルシフタLSTPは、電圧値VPGMH以上の電圧を出力し続けることができる。これにより、プログラム動作に対応するレベルシフタLSTPでは、書き込み動作中にプログラム動作とプログラムベリファイ動作との切り換えに伴う電圧VPGMHの出力のオン/オフ動作が不要となるため、オン状態とオフ状態との切り換えに伴う消費電力の増加を抑制できる。従って、半導体記憶装置における消費電力の増加を抑制できる。
また、本実施形態に係る構成であれば、プログラムベリファイ動作(及び読み出し動作)におけるリカバリ動作において、電圧VX4または電圧VGBSTを出力するレベルシフタLSTPのオン/オフ動作により、ワード線WLの放電経路を設けることができる。よって、電圧VPGMHを出力するレベルシフタLSTPのオン/オフ動作により、ワード線WLの放電経路を設ける場合よりも、レベルシフタLSTPのオン/オフ動作による消費電力の増加を抑制できる。
また、本実施形態に係る構成であれば、書き込み動作中のプログラムベリファイ動作(及び読み出し動作)におけるリカバリ動作において、電圧VX4または電圧VGBSTを出力するレベルシフタLSTPのオン/オフ動作により、ワード線WLの放電経路を設けることができる。よって、電圧VPGMHを出力するレベルシフタLSTPのオン/オフ動作により、ワード線WLの放電経路を設ける場合よりも、レベルシフタLSTPのオン/オフ動作に伴う消費電力の増加を抑制できる。
4.第4実施形態
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態では、第1実施形態とは異なるSG_WLD選択回路24の構成について説明する。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態では、第1実施形態とは異なるSG_WLD選択回路24の構成について説明する。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
4.1 SG_WLD選択回路の全体構成
まず、SG_WLD選択回路24の全体構成について、図43を用いて説明する。以下、SG_WLD選択回路24Aの構成を中心に説明するが、SG_WLD選択回路24Bの構成もSG_WLD選択回路24Aと同様である。
まず、SG_WLD選択回路24の全体構成について、図43を用いて説明する。以下、SG_WLD選択回路24Aの構成を中心に説明するが、SG_WLD選択回路24Bの構成もSG_WLD選択回路24Aと同様である。
図43に示すように、本実施形態では、SGDユニット100は、WR/RD選択回路110、ER選択回路120、USG選択回路130、及びVSS選択回路220を含む。
WR/RD選択回路110、ER選択回路120、及びUSG選択回路130は、第1実施形態の図19と同じである。
VSS選択回路220は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGD0〜GSGD3に電圧VSSを印加する。VSS選択回路220の入力端子には、電圧VSSが印加される(入力端子は、接地電圧配線に接続される)。VSS選択回路220の4つの出力端子には、配線GSGD0〜GSGD3がそれぞれ接続される。
SGS_WLDユニット101は、WR/RD選択回路140、ER選択回路150、USG選択回路160、及びVSS選択回路230を含む。
WR/RD選択回路140、ER選択回路150、及びUSG選択回路160は、第1実施形態の図19と同じである。
VSS選択回路230は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHVに基づいて、配線GSGS及びGSGSBに電圧VSSを印加する。VSS選択回路230の入力端子には、電圧VSSが印加される。VSS選択回路230の2つの出力端子には、配線GSGS及びGSGSBがそれぞれ接続される。
4.2 VSS選択回路の構成
次に、VSS選択回路220及び230の構成について、図44を用いて説明する。
次に、VSS選択回路220及び230の構成について、図44を用いて説明する。
図22に示すように、VSS選択回路220は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ221_0〜221_3及びレベルシフタLSTP21_0〜LSTP21_3を含む。
トランジスタ221_0の一端は、配線GSGD0に接続され、他端には、電圧VSSが印加される(他端は、接地電圧配線に接続される)。トランジスタ221_0のゲートは、レベルシフタLSTP21_0に接続される。
LSTP21_0は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV21_0に基づいて、トランジスタ221_0のゲートに電圧を印加する。
トランジスタ221_1の一端は、配線GSGD0に接続され、他端には、電圧VSSが印加される(他端は、接地電圧配線に接続される)。トランジスタ221_1のゲートは、レベルシフタLSTP21_1に接続される。
LSTP21_1は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV21_1に基づいて、トランジスタ221_1のゲートに電圧を印加する。
トランジスタ221_2の一端は、配線GSGD0に接続され、他端には、電圧VSSが印加される(他端は、接地電圧配線に接続される)。トランジスタ221_2のゲートは、レベルシフタLSTP21_2に接続される。
LSTP21_2は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV21_2に基づいて、トランジスタ221_2のゲートに電圧を印加する。
トランジスタ221_3の一端は、配線GSGD0に接続され、他端には、電圧VSSが印加される(他端は、接地電圧配線に接続される)。トランジスタ221_3のゲートは、レベルシフタLSTP21_3に接続される。
LSTP21_3は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV21_3に基づいて、トランジスタ221_3のゲートに電圧を印加する。
次に、VSS選択回路230について説明する。
VSS選択回路230は、高耐圧nチャネルMOSトランジスタ231_0及び231_1並びにレベルシフタLSTP22を含む。
トランジスタ231_0の一端は、配線GSGSに接続され、他端には、電圧VSSが印加される(他端は、接地電圧配線に接続される)。トランジスタ231_0のゲートは、レベルシフタLSTP22に接続される。
トランジスタ231_1の一端は、配線GSGSBに接続され、他端には、電圧VSSが印加される(他端は、接地電圧配線に接続される)。トランジスタ231_1のゲートは、レベルシフタLSTP22に接続される。
LSTP22は、PB制御回路12から送信される制御信号CSHV22に基づいて、トランジスタ231_0及び231_1のゲートに電圧を印加する。
4.3 選択ゲート線SGDの放電経路の一例
次に、読み出し動作(プログラムベリファイ動作)において、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDを放電する際の電流経路についての一例を、図45を用いて説明する。図45の例は、SGDユニット100において、選択ゲート線SGD0(配線GSGD)に対応する放電経路を示す図である。
次に、読み出し動作(プログラムベリファイ動作)において、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDを放電する際の電流経路についての一例を、図45を用いて説明する。図45の例は、SGDユニット100において、選択ゲート線SGD0(配線GSGD)に対応する放電経路を示す図である。
読み出し動作では、例えば、図27に示すように、時刻t3またはt5において、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGD(非選択SGD)に印加されている電圧VSGが放電される。このような場合に、図45に示す放電経路が適用される。
図45に示すように、選択ゲート線SGD0を放電する場合、VSS選択回路220において、レベルシフタLSTP21_0は、トランジスタ221_0に、例えば電圧VGBSTを印加する。これにより、トランジスタ221_0はオン状態とされる。
この結果、選択ゲート線SGD0(配線GSGD0)は、トランジスタ221_0を介して、電圧VSSを印加される(接地電圧配線に放電される)。
4.4 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成を、第1〜第3実施形態に適用できる。よって、第1乃至第3実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態に係る構成を、第1〜第3実施形態に適用できる。よって、第1乃至第3実施形態と同様の効果が得られる。
更に、本実施形態に係る構成であれば、読み出し動作において、SGDユニット100において、非選択ストリングユニットSUに対応する選択ゲート線SGDを放電する際に、選択ゲート線SGDに、ロウドライバ10を介さずに、電圧VSSを印加できる。よって、選択ゲート線SGDの放電経路におけるスイッチング素子数(トランジスタの段数)を低減でき、放電期間を短縮できる。従って、半導体記憶装置の処理能力を向上できる。
5.変形例等
上記実施形態に係る半導体記憶装置は、第1メモリセルを含むメモリセルアレイ(20)と、第1メモリセルのゲートに接続された第1ワード線(WL)と、第1ワード線に接続された第1回路(ロウ選択回路21)と、書き込み動作及び読み出し動作に用いられる第1ドライバ(CGAドライバ)と、消去動作に用いられる第2ドライバ(CGEドライバ)と、第1及び第2ドライバにそれぞれ接続された電圧発生回路(13)とを含む。第1回路は、第1ワード線WLが選択された書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作において、第1ワード線と、第1配線(GWL)とを電気的に接続する第2回路(ロウデコーダ22)と、書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作において、第1配線と第2配線(CGI)とを電気的に接続する第3回路(チャンク選択回路70)と、書き込み動作及び読み出し動作のときに、第2配線と第1ドライバとを電気的に接続する第4回路(WR/RDゾーン選択回路80)と、消去動作のときに、第2配線と第2ドライバとを電気的に接続する第5回路(ERゾーン選択回路90)とを含む。
上記実施形態に係る半導体記憶装置は、第1メモリセルを含むメモリセルアレイ(20)と、第1メモリセルのゲートに接続された第1ワード線(WL)と、第1ワード線に接続された第1回路(ロウ選択回路21)と、書き込み動作及び読み出し動作に用いられる第1ドライバ(CGAドライバ)と、消去動作に用いられる第2ドライバ(CGEドライバ)と、第1及び第2ドライバにそれぞれ接続された電圧発生回路(13)とを含む。第1回路は、第1ワード線WLが選択された書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作において、第1ワード線と、第1配線(GWL)とを電気的に接続する第2回路(ロウデコーダ22)と、書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作において、第1配線と第2配線(CGI)とを電気的に接続する第3回路(チャンク選択回路70)と、書き込み動作及び読み出し動作のときに、第2配線と第1ドライバとを電気的に接続する第4回路(WR/RDゾーン選択回路80)と、消去動作のときに、第2配線と第2ドライバとを電気的に接続する第5回路(ERゾーン選択回路90)とを含む。
上記実施形態を適用することにより、処理能力を向上できる半導体記憶装置を提供できる。なお、実施形態は上記説明した形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
上記実施形態は、可能な限り組み合わせることができる。
上記実施形態における「接続」とは、間に例えばトランジスタあるいは抵抗等、他の何かを介在させて間接的に接続されている状態も含む。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…半導体記憶装置、2…コア回路部、3…周辺回路部、10…ロウドライバ、11…ロウドライバ制御回路、12…PB制御回路、13…電圧発生回路、14…シーケンサ、15…書き込み/読み出し動作用ドライバユニット、16…消去動作用ドライバユニット、17…共通ドライバユニット、20…メモリセルアレイ、21A…ロウ選択回路、21B…ロウ選択回路、22、22A、22B…ロウデコーダ、23、23A、23B…WL選択回路、24、24A、24B…SG_WLD選択回路、25…センスアンプ、30…CGAドライバ、31…CGBドライバ、32…CG0/CG95ドライバ、33…CGUドライバ、34…CG_Dドライバ、35…SGD_SELドライバ、36…SGD_USELドライバ、37…SGS_SELドライバ、38…SGSB_SELドライバ、39、50…PREMUXドライバ、40…VBSTドライバ、41…VCGSELドライバ、42…CGEドライバ、43…CG47e/CG48eドライバ、44…CG0e/CG95eドライバ、45…CG_Deドライバ、46…SGD_SELeドライバ、47…SGD_USELeドライバ、48…SGS_SELeドライバ、49…SGSB_SELeドライバ、51…UCGドライバ、52…USGドライバ、60…BLK0デコーダ、61…BLK2デコーダ、62_0〜62_95、62_D0〜62_D5、62_SD0〜62_SD3、62_SS、62_SSB、63_0〜63_95、63_D0〜63_D5、63_SD0〜63_SD3、63_SS、63_SSB、71_0〜71_95、72_0〜72_95、82_0〜82_11、83_0〜83_11、91_0〜91_95、92_0、92_47、92_48、92_95、92_E0〜92_E7、93_0、93_47、93_48、93_95、93_E0〜93_E7、112_0〜112_3、113_0〜113_3、122_0〜122_3、123_0〜123_3、124_0〜124_3、131_0〜131_3、タ141_0〜141_7、151_0〜151_7、161_0〜161_7、221_0〜221_3、231_0、231_1…高耐圧nチャネルMOSトランジスタ、70…チャンク選択回路、80…WR/RDゾーン選択回路、80A…WRゾーン選択回路、80B…RDゾーン選択回路、81_0〜81_95…スイッチ回路、90、90A、及び90B…ERゾーン選択回路、100…SGDユニット、101…SGS_WLDユニット、110、140…WR/RD選択回路、111_0〜111_3…SGDグループ、120、150…ER選択回路、121_0〜121_3…SGDeグループ、130、160…USG選択回路、220、230…VSS選択回路、300…半導体基板、301…絶縁層、302…導電層、303〜306…配線層、307…コア層、308…半導体層、309…トンネル絶縁膜、310…電荷蓄積層、311…ブロック絶縁膜、312…キャップ層。
Claims (9)
- 第1メモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記第1メモリセルのゲートに接続された第1ワード線と、
前記第1ワード線に接続された第1回路と、
書き込み動作及び読み出し動作に用いられる第1ドライバと、
消去動作に用いられる第2ドライバと、
前記第1及び第2ドライバにそれぞれ接続された電圧発生回路と
を備え、前記第1回路は、
前記第1ワード線が選択された前記書き込み動作、前記読み出し動作、及び前記消去動作において、前記第1ワード線と、第1配線とを電気的に接続する第2回路と、
前記書き込み動作、前記読み出し動作、及び前記消去動作において、前記第1配線と第2配線とを電気的に接続する第3回路と、
前記書き込み動作及び前記読み出し動作のときに、前記第2配線と前記第1ドライバとを電気的に接続する第4回路と、
前記消去動作のときに、前記第2配線と前記第2ドライバとを電気的に接続する第5回路と
を含む、半導体記憶装置。 - 前記第1回路に接続された第2ワード線と、
前記書き込み動作及び前記読み出し動作に用いられ、前記電圧発生回路に接続された第3ドライバと
を更に備え、
前記メモリセルアレイは、前記第1メモリセルと直列接続され、ゲートに前記第2ワード線が接続された第2メモリセルを更に含み、
前記第2回路は、前記第2ワード線と第3配線とを電気的に接続可能であり、
前記第3回路は、前記第3配線と第4配線とを電気的に接続可能であり、
前記第1ワード線が選択された前記書き込み動作及び前記読み出し動作において、前記第4回路は、前記第4配線と前記第3ドライバとを電気的に接続する、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1ドライバは、前記書き込み動作または読み出し動作において、書き込み電圧または読み出し電圧を前記第1回路に供給する、
請求項2記載の半導体記憶装置。 - 前記第1回路に接続された第1選択ゲート線と、
前記書き込み動作及び前記読み出し動作に用いられ、前記電圧発生回路に接続された第4ドライバと、
前記消去動作に用いられ、前記電圧発生回路に接続された第5ドライバと、
前記電圧発生回路に接続された第6ドライバと
を更に備え、
前記メモリセルアレイは、前記第1メモリセルと直列接続され、ゲートに前記第1選択ゲート線が接続された第1選択トランジスタを更に含み、
前記第2回路は、前記第1選択ゲート線と第5配線とを電気的に接続可能であり、
前記第1回路は、
前記書き込み動作及び前記読み出し動作のときに、前記第5配線と前記第4ドライバとを電気的に接続可能な第6回路と、
前記消去動作のときに、前記第5配線と前記第5ドライバとを電気的に接続可能な第7回路と、
前記第5配線と前記第6ドライバとを電気的に接続可能な第8回路と
を更に含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に半導体記憶装置。 - 前記書き込み動作及び前記読み出し動作に用いられ、前記電圧発生回路に接続された第7ドライバを更に備え、
前記書き込み動作及び前記読み出し動作において、前記第6回路は、前記第1選択ゲート線が選択された場合、前記第5配線と前記第4ドライバとを電気的に接続し、前記第1選択ゲート線が非選択の場合、前記第5配線と前記第7ドライバとを電気的に接続する、
請求項4に記載の半導体記憶装置。 - 前記書き込み動作は、プログラム動作とプログラムベリファイ動作とを含み、
前記第4回路は、前記第2配線と前記第1ドライバとを接続する第1トランジスタを含み、
前記書き込み動作の期間、前記第1トランジスタのゲートには、第1電圧以上の電圧が印加され、
前記プログラムベリファイ動作において前記第1配線を放電する際、前記第5回路は、前記第2配線と前記第2ドライバとを電気的に接続する、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記書き込み動作は、プログラム動作とプログラムベリファイ動作とを含み、
前記第4回路は、前記第2配線と前記第1ドライバとを接続する第1トランジスタと、前記第2配線と前記第3ドライバとを接続する第2トランジスタとを含み、
前記書き込み動作の期間、前記第1トランジスタのゲートには、第1電圧以上の電圧が印加され、
前記プログラムベリファイ動作において前記第1配線を放電する際、前記第4回路は、前記第2トランジスタに前記第1電圧よりも低い第2電圧を印加して、前記第2配線と前記第3ドライバとを電気的に接続する、
請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 前記電圧発生回路に接続された第8ドライバを更に備え、
前記書き込み動作は、プログラム動作とプログラムベリファイ動作とを含み、
前記第3回路は、前記第1配線と前記第2配線とを接続する第3トランジスタと、前記第1配線と前記第8ドライバとを接続する第4トランジスタとを含み、
前記書き込み動作の期間、前記第3トランジスタのゲートには、第1電圧以上の電圧が印加され、
前記プログラムベリファイ動作において前記第1配線を放電する際、前記第3回路は、前記第4トランジスタに前記第1電圧よりも低い第3電圧を印加して、前記第1配線と前記第8ドライバとを電気的に接続する、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1回路は、前記第5配線と接地電圧配線とを接続可能な第9回路を更に含む、
請求項4に記載の半導体記憶装置。
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