JPH0917981A - Semiconductor storage device - Google Patents
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- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関
し、例えば、ノア型のフラッシュメモリならびにそのチ
ップサイズ縮小に利用して特に有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, for example, a Noah type flash memory and a technique particularly effective for use in reducing the chip size thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】2層ゲート構造型の不揮発性メモリセル
が格子状に配置されてなるメモリアレイをその基本構成
要素とするフラッシュメモリがある。また、同一列に配
置された所定数のメモリセルを単位としてメモリブロッ
クに分割し、各メモリブロックを構成する所定数のメモ
リセルのドレイン及びソースをサブビット線及びサブソ
ース線にそれぞれ共通結合したいわゆるノア(NOR)
型のフラッシュメモリがある。ノア型のフラッシュメモ
リは、直交して配置されるワード線,ビット線及びソー
ス線を備え、さらにビット線又はソース線と指定された
メモリブロックのサブビット線又はサブソース線との間
を選択的に結合するための選択MOSFET(金属酸化
物半導体型電界効果トランジスタ。この明細書では、M
OSFETをして絶縁ゲート型電界効果トランジスタの
総称とする)を備える。2. Description of the Related Art There is a flash memory which has as its basic constituent element a memory array in which two-layer gate structure type non-volatile memory cells are arranged in a grid. In addition, the memory cell is divided into memory blocks with a predetermined number of memory cells arranged in the same column as a unit, and the drains and sources of the predetermined number of memory cells forming each memory block are commonly coupled to a sub-bit line and a sub-source line, respectively. Noah
Type flash memory. The NOR type flash memory includes word lines, bit lines and source lines which are arranged orthogonally to each other, and further selectively connects a bit line or a source line and a sub bit line or a sub source line of a designated memory block. Select MOSFET for coupling (metal oxide semiconductor field effect transistor. In this specification, M
OSFET is referred to as a generic name of an insulated gate field effect transistor).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年、フラッシュメモ
リの大規模化・大容量化は著しく、それにともなうチッ
プサイズの増大が問題となりつつある。特に、行又は列
ごとにワード線,ビット線及びソース線を必要とする従
来のフラッシュメモリでは、その傾向が顕著となり、こ
れによってフラッシュメモリの低コスト化が制約を受け
ている。In recent years, flash memories have become significantly large-scale and large-capacity, and accompanying this, an increase in chip size is becoming a problem. In particular, in the conventional flash memory that requires the word line, the bit line, and the source line for each row or column, the tendency becomes remarkable, which restricts the cost reduction of the flash memory.
【0004】この発明の目的は、フラッシュメモリ等の
半導体記憶装置のチップサイズを縮小し、その低コスト
化を図ることにある。An object of the present invention is to reduce the chip size of a semiconductor memory device such as a flash memory and reduce its cost.
【0005】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、2層ゲート構造型の不揮発性
メモリセルが実質格子状に配置されたメモリアレイをそ
の基本構成要素とするノア型フラッシュメモリ等の半導
体記憶装置において、対をなす二つのメモリブロック間
に配置された一対の列選択信号線あるいは各メモリブロ
ックの両側に配置された2本の列選択信号線をビット線
又はソース線として選択的に使用する。The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application. That is, in a semiconductor memory device such as a NOR flash memory having a memory array in which non-volatile memory cells of a two-layer gate structure type are arranged in a substantially lattice pattern as a basic constituent element, a two-layer gate structure type nonvolatile memory cell is arranged between two memory blocks forming a pair. The paired column selection signal lines or the two column selection signal lines arranged on both sides of each memory block are selectively used as bit lines or source lines.
【0007】[0007]
【作用】上記手段によれば、列選択信号線をビット線及
びソース線として兼用し、メモリアレイの所要選択信号
線を大幅に削減できるため、ノア型フラッシュメモリ等
のチップサイズを縮小し、その低コスト化を図ることが
できる。According to the above means, the column selection signal line is also used as the bit line and the source line, and the required selection signal line of the memory array can be significantly reduced. Therefore, the chip size of the NOR flash memory or the like can be reduced, Cost reduction can be achieved.
【0008】[0008]
【実施例】図1には、この発明が適用されたフラッシュ
メモリの一実施例のブロック図が示されている。また、
図2には、図1のフラッシュメモリに含まれるメモリア
レイMARYの第1の実施例のブロック図が示され、図
3には、その一実施例の部分的な回路図が示されてい
る。さらに、図4には、図2のメモリアレイMARYの
一実施例の選択条件図が示され、図5及び図6には、そ
の左側メモリブロック読み出し時及び右側メモリブロッ
ク読み出し時における接続図がそれぞれ示されている。
これらの図をもとに、この実施例のフラッシュメモリの
構成及び動作ならびにその特徴について説明する。な
お、図1の各ブロックを構成する回路素子は、公知のC
MOS(相補型MOS)集積回路の製造技術により、単
結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成され
る。また、図3〜図6では、メモリブロックMBL00
及びMBR00を例に具体的説明を進めるが、その他の
メモリブロックについてはこれと同一構成とされるた
め、類推されたい。1 is a block diagram showing an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied. Also,
FIG. 2 shows a block diagram of a first embodiment of the memory array MARY included in the flash memory of FIG. 1, and FIG. 3 shows a partial circuit diagram of the first embodiment. Further, FIG. 4 shows a selection condition diagram of one embodiment of the memory array MARY of FIG. 2, and FIGS. 5 and 6 show connection diagrams at the time of reading the left memory block and at the time of reading the right memory block, respectively. It is shown.
Based on these figures, the configuration and operation of the flash memory of this embodiment and its features will be described. The circuit elements forming each block in FIG.
It is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a manufacturing technique of a MOS (complementary MOS) integrated circuit. 3 to 6, the memory block MBL00
, And MBR00 will be described as an example, but since the other memory blocks have the same configuration as this, it should be analogized.
【0009】図1において、この実施例のフラッシュメ
モリは、半導体基板面の大半を占めて配置されるメモリ
アレイMARYをその基本構成要素とする。メモリアレ
イMARYは、図2に示されるように、2×(m+1)
×(n+1)個のメモリブロックMBL00〜MBL0
nないしMBLm0〜MBLmnならびにMBR00〜
MBR0nないしMBRm0〜MBRmnを備える。こ
れらのメモリブロックは、行方向に隣接する二つがそれ
ぞれ対をなし、対をなす二つのメモリブロックMBL0
0及びMBR00等の間には、一対の列選択信号線つま
りビット線BLL0及びBLR0ないしBLLn及びB
LRnがそれぞれ配置される。なお、この実施例では、
ビット線及びソース線として兼用される列選択信号線の
ことをビット線と称しているが、これをソース線と称し
ても一向に構わない。In FIG. 1, the flash memory of this embodiment has a memory array MARY, which occupies most of the surface of a semiconductor substrate, as its basic constituent element. The memory array MARY is 2 × (m + 1) as shown in FIG.
× (n + 1) memory blocks MBL00 to MBL0
n to MBLm0 to MBLmn and MBR00 to
MBR0n to MBRm0 to MBRmn are provided. In these memory blocks, two memory blocks MBL0 that are adjacent to each other in the row direction form a pair and form a pair.
0 and MBR00, etc., a pair of column selection signal lines, that is, bit lines BLL0 and BLR0 to BLLn and B.
LRn are arranged respectively. In this embodiment,
The column selection signal line that is also used as the bit line and the source line is called a bit line, but it may be called a source line.
【0010】ここで、メモリアレイMARYを構成する
メモリブロックMBL00〜MBL0nないしMBLm
0〜MBLmnならびにMBR00〜MBR0nないし
MBRm0〜MBRmnは、図3のメモリブロックMB
L00及びMBR00に代表して示されるように、同一
列に配置されたp+1個の2層ゲート構造型メモリセル
MCをそれぞれ含む。これらのメモリセルMCは並列結
合され、いわゆるノア型メモリアレイを構成する。以
下、メモリブロックに関する具体的な説明は、これらの
メモリブロックMBL00及びMBR00を例に進め
る。Here, the memory blocks MBL00 to MBL0n to MBLm forming the memory array MARY.
0 to MBLmn and MBR00 to MBR0n to MBRm0 to MBRmn are memory blocks MB in FIG.
As represented by L00 and MBR00, each includes p + 1 two-layer gate structure type memory cells MC arranged in the same column. These memory cells MC are connected in parallel to form a so-called NOR type memory array. Hereinafter, a detailed description of the memory blocks will be given by taking these memory blocks MBL00 and MBR00 as an example.
【0011】メモリブロックMBL00及びMBR00
を構成するメモリセルMCの制御ゲートは、対応するワ
ード線WL00〜WL0pに共通結合され、そのドレイ
ン及びソースは、対応するサブビット線SBLL及びS
BLRあるいはサブソース線SSLL及びSSLRにそ
れぞれ共通結合される。このうち、サブビット線SBL
L及びSBLRは、対応するスイッチ手段つまりNチャ
ンネルMOSFETN1又はN2を介して対応するビッ
ト線BLL0又はBLR0に共通結合される。また、メ
モリブロックMBL00のサブソース線SSLLは、対
応するスイッチ手段つまりNチャンネルMOSFETN
3を介して右側のビット線BLR0に共通結合され、メ
モリブロックMBR00のサブソース線SSLRは、対
応するスイッチ手段つまりNチャンネルMOSFETN
4を介して左側のビット線BLL0に共通結合される。
MOSFETN1及びN2のゲートは、対応するブロッ
ク選択線BSA0に共通結合され、MOSFETN3及
びN4のゲートは、対応するブロック選択線BSB0又
はBSC0にそれぞれ共通結合される。Memory blocks MBL00 and MBR00
The control gates of the memory cells MC constituting the memory cell MC are commonly coupled to the corresponding word lines WL00 to WL0p, and the drains and sources thereof are the corresponding sub bit lines SBLL and SBL.
BLR or sub-source lines SSLL and SSLR are commonly coupled. Of these, the sub bit line SBL
L and SBLR are commonly coupled to the corresponding bit line BLL0 or BLR0 via the corresponding switch means or N-channel MOSFET N1 or N2. In addition, the sub-source line SSLL of the memory block MBL00 has a corresponding switching means, that is, an N-channel MOSFET N.
3, the sub-source line SSLR of the memory block MBR00 is commonly coupled to the right bit line BLR0 via the corresponding switch means, that is, the N-channel MOSFET N.
4 are commonly coupled to the left bit line BLL0 through the line 4.
The gates of the MOSFETs N1 and N2 are commonly coupled to the corresponding block selection line BSA0, and the gates of the MOSFETs N3 and N4 are commonly coupled to the corresponding block selection line BSB0 or BSC0, respectively.
【0012】メモリアレイMARYを構成するワード線
WL00〜WL0pないしWLm0〜WLmp,ブロッ
ク選択線BSA0〜BSAm,BSB0〜BSBmなら
びにBSC0〜BSCmは、その左方においてXアドレ
スデコーダXDに結合され、選択的に所定の選択又は非
選択レベルとされる。また、ビット線BLL0〜BLL
nならびにBLR0〜BLRnは、その上方においてソ
ース基板電圧切換回路SVCに結合され、その下方にお
いてセンスアンプSAに結合される。The word lines WL00 to WL0p to WLm0 to WLmp, the block selection lines BSA0 to BSAm, BSB0 to BSBm and BSC0 to BSCm forming the memory array MARY are coupled to the X address decoder XD on the left side thereof and selectively. A predetermined selection or non-selection level is set. In addition, the bit lines BLL0 to BLL
n and BLR0 to BLRn are coupled to the source substrate voltage switching circuit SVC above and to the sense amplifier SA below.
【0013】XアドレスデコーダXDには、Xアドレス
バッファXBからi+1ビットの内部アドレス信号X0
〜Xiが供給されるとともに、タイミング発生回路TG
から内部制御信号CEが供給され、内部電圧発生回路V
Gから内部電圧VP2,VP3及びVN3が供給され
る。また、ソース基板電圧切換回路SVCには、Yアド
レスバッファYBから最下位ビットの内部アドレス信号
Y0が供給されるとともに、タイミング発生回路TGか
ら内部制御信号ECが供給され、内部電圧発生回路VG
から内部電圧VN1及びVN2が供給される。さらに、
センスアンプSAには、タイミング発生回路TGから内
部制御信号WCが供給されるとともに、内部電圧発生回
路VGから内部電圧VP1が供給される。Xアドレスバ
ッファXBには、外部端子AX0〜AXiを介してXア
ドレス信号AX0〜AXiが供給され、タイミング発生
回路TGから内部制御信号ALが供給される。The X address decoder XD has an i + 1 bit internal address signal X0 from the X address buffer XB.
To Xi are supplied and the timing generation circuit TG
Is supplied with an internal control signal CE from the internal voltage generation circuit V
Internal voltages VP2, VP3 and VN3 are supplied from G. Further, the source substrate voltage switching circuit SVC is supplied with the internal address signal Y0 of the least significant bit from the Y address buffer YB and the internal control signal EC from the timing generation circuit TG, and the internal voltage generation circuit VG.
Are supplied with internal voltages VN1 and VN2. further,
The sense amplifier SA is supplied with the internal control signal WC from the timing generation circuit TG and the internal voltage VP1 from the internal voltage generation circuit VG. To the X address buffer XB, X address signals AX0 to AXi are supplied via external terminals AX0 to AXi, and an internal control signal AL is supplied from the timing generation circuit TG.
【0014】この実施例において、センスアンプSA
は、n+1ビットのデータレジスタDRを含む。このセ
ンスアンプSAの各ビットの一方の入出力ノードは、メ
モリアレイMARYの対応するビット線BLL0〜BL
LnあるいはBLR0〜BLRnに選択的に接続され、
その他方の入出力ノードは、YスイッチYSを介して8
ビットずつ選択的にデータバスDB0〜DB7に接続さ
れる。YスイッチYSには、YアドレスデコーダYDか
ら図示されない(n+1)/8ビットのビット線選択信
号YS0〜YSqが供給される。また、Yアドレスデコ
ーダYDには、YアドレスバッファYBからj+1ビッ
トの内部アドレス信号Y0〜Yjが供給され、タイミン
グ発生回路TGから内部制御信号CEが供給される。さ
らに、YアドレスバッファYBには、外部端子AY0〜
AYjを介してYアドレス信号AY0〜AYjが供給さ
れ、タイミング発生回路TGから内部制御信号ALと図
示されない内部制御信号DCが供給される。データバス
DB0〜DB7は、マルチプレクサMXの一方の入出力
端子に結合されるとともに、モードコントローラMCの
入出力端子に結合される。マルチプレクサMXの他方の
入出力端子は、データ入出力回路IOの一方の入出力端
子に結合され、モードコントローラMCの一つの出力信
号は、外部端子R/BBを経てレディ・ビジー信号R/
BBとなる。さらに、データ入出力回路IOの他方の入
力端子は、対応するデータ入出力端子IO0〜IO7に
結合される。また、マルチプレクサMXには、タイミン
グ発生回路TGから内部制御信号CMDが供給される。In this embodiment, the sense amplifier SA
Includes an n + 1-bit data register DR. One input / output node of each bit of the sense amplifier SA is connected to the corresponding bit line BLL0 to BLL of the memory array MARY.
Selectively connected to Ln or BLR0 to BLRn,
The other input / output node is 8 via the Y switch YS.
Bit-by-bit is selectively connected to the data buses DB0 to DB7. The (n + 1) / 8-bit bit line selection signals YS0 to YSq (not shown) are supplied to the Y switch YS from the Y address decoder YD. Further, the Y address decoder YD is supplied with j + 1-bit internal address signals Y0 to Yj from the Y address buffer YB and the internal control signal CE from the timing generation circuit TG. Further, the Y address buffer YB has external terminals AY0 to AY0.
Y address signals AY0 to AYj are supplied via AYj, and an internal control signal AL and an internal control signal DC (not shown) are supplied from the timing generation circuit TG. The data buses DB0 to DB7 are coupled to one input / output terminal of the multiplexer MX and also coupled to the input / output terminal of the mode controller MC. The other input / output terminal of the multiplexer MX is coupled to one input / output terminal of the data input / output circuit IO, and one output signal of the mode controller MC passes through the external terminal R / BB and the ready / busy signal R / BB.
It becomes BB. Further, the other input terminal of data input / output circuit IO is coupled to corresponding data input / output terminals IO0-IO7. Further, the multiplexer MX is supplied with the internal control signal CMD from the timing generation circuit TG.
【0015】なお、内部制御信号CEは、フラッシュメ
モリがチップイネーブル信号CEB(ここで、それが有
効とされるとき選択的にロウレベルとされるいわゆる反
転信号等については、その名称の末尾にBを付して表
す。以下同様)のロウレベルを受けて選択状態とされる
とき、選択的にハイレベルとされる。また、内部制御信
号ECは、フラッシュメモリが消去モードで選択状態と
されるとき所定のタイミングで選択的にハイレベルとさ
れ、内部制御信号WCは、フラッシュメモリが書き込み
モードで選択状態とされるとき所定のタイミングで選択
的にハイレベルとされる。一方、内部電圧VP1,VP
2及びVP3は、特に制限されないが、それぞれ+1
V,+6V及び+10Vとされ、内部電圧VN1,VN
2及びVN3は、それぞれ−3V,−4V及び−10V
とされる。As for the internal control signal CE, the flash memory has a chip enable signal CEB (here, a so-called inversion signal or the like which is selectively brought to a low level when the flash memory is enabled, has B added at the end of its name. When the selected state is received by receiving the low level (the same applies hereinafter), it is selectively set to the high level. The internal control signal EC is selectively set to a high level at a predetermined timing when the flash memory is selected in the erase mode, and the internal control signal WC is selected when the flash memory is selected in the write mode. It is selectively set to a high level at a predetermined timing. On the other hand, the internal voltages VP1 and VP
2 and VP3 are not particularly limited, but are respectively +1
V, + 6V and + 10V, internal voltage VN1, VN
2 and VN3 are -3V, -4V and -10V, respectively.
It is said.
【0016】XアドレスバッファXBは、アドレス入力
端子AX0〜AXiを介して供給されるXアドレス信号
AX0〜AXiを内部制御信号ALに従って取り込み、
保持するとともに、これらのXアドレス信号をもとに内
部アドレス信号X0〜Xiを形成して、Xアドレスデコ
ーダXDに供給する。また、XアドレスデコーダXD
は、XアドレスバッファXBから供給される内部アドレ
ス信号X0〜Xiをデコードして、メモリアレイMAR
Yのワード線WL00〜WL0pないしWLm0〜WL
mp,ブロック選択線BSA0〜BSAm,BSB0〜
BSBmならびにBSC0〜BSCmを選択的に所定の
選択又は非選択レベルとする。The X address buffer XB fetches the X address signals AX0 to AXi supplied via the address input terminals AX0 to AXi in accordance with the internal control signal AL,
The internal address signals X0 to Xi are formed based on these X address signals while being held, and are supplied to the X address decoder XD. Also, the X address decoder XD
Decodes the internal address signals X0 to Xi supplied from the X address buffer XB to generate the memory array MAR.
Y word lines WL00 to WL0p to WLm0 to WL
mp, block selection lines BSA0 to BSAm, BSB0 to
BSBm and BSC0 to BSCm are selectively set to a predetermined selection or non-selection level.
【0017】次に、ソース基板電圧切換回路SVCは、
内部アドレス信号Y0及び内部制御信号ECに従って、
メモリアレイMARYのビット線BLL0〜BLLnな
らびにBLR0〜BLRnを選択的に所定の選択又は非
選択レベルとする。また、センスアンプSAは、メモリ
アレイMARYの選択されたワード線に結合されるn+
1個のメモリセルMCから対応するビット線BLL0〜
BLLnあるいはBLR0〜BLRnを介して出力され
る読み出し信号を増幅して、YスイッチYSからマルチ
プレクサMX及びデータ入出力回路IOを介して8ビッ
トずつシリアルに出力するとともに、データ入出力回路
IOからマルチプレクサMX及びYスイッチYSを介し
てシリアルに入力される書き込みデータを取り込み、内
部制御信号WCに従ってメモリアレイMARYの選択さ
れたワード線に結合されるn+1個のメモリセルMCに
書き込む。このような読み出し又は書き込みデータのシ
リアル入出力動作を実現するため、Yアドレスバッファ
YBは内部制御信号DCに従って内部アドレス信号Y0
〜Yjを歩進する機能を併せ持つ。Next, the source substrate voltage switching circuit SVC is
According to the internal address signal Y0 and the internal control signal EC,
The bit lines BLL0 to BLLn and BLR0 to BLRn of the memory array MARY are selectively set to a predetermined selection or non-selection level. Further, the sense amplifier SA is n + coupled to the selected word line of the memory array MARY.
From one memory cell MC to the corresponding bit line BLL0
The read signal output via BLLn or BLR0 to BLRn is amplified, serially output from the Y switch YS via the multiplexer MX and the data input / output circuit IO in units of 8 bits, and from the data input / output circuit IO to the multiplexer MX. And write data serially input via the Y switch YS, and write the write data into the n + 1 memory cells MC connected to the selected word line of the memory array MARY according to the internal control signal WC. In order to realize such a serial input / output operation of read or write data, the Y address buffer YB is controlled by the internal address signal Y0 according to the internal control signal DC.
It also has the function of stepping through Yj.
【0018】ところで、フラッシュメモリが書き込みモ
ードとされるとき、選択状態にあるワード線のレベル
は、図4に示されるように、内部電圧VN3つまり−1
0Vとされ、非選択状態にあるワード線のレベルは、電
源電圧VCCつまり+3Vもしくは接地電位VSSつま
り0Vとされる。また、選択状態にあるブロック選択線
AつまりBSA0〜BSAmのレベルは、内部電圧VP
2つまり+6Vとされ、非選択状態にあるブロック選択
線Aのレベルは接地電位VSSつまり0Vとされる。こ
のとき、ブロック選択線BつまりBSB0〜BSBmな
らびにブロック選択線CつまりBSC0〜BSCmは、
すべて開放状態OPENとされる。また、書き込み対象
となる左側のビット線BLL0〜BLLnあるいは右側
のビット線BLR0〜BLRnには、センスアンプSA
から電源電圧VCCつまり+3Vが選択的に供給され、
書き込み対象とならないビット線には接地電位VSSつ
まり0Vが供給される。メモリセルMCの基板部となる
ウェル領域には、接地電位VSSが供給される。By the way, when the flash memory is set to the write mode, the level of the word line in the selected state is the internal voltage VN3, that is, -1 as shown in FIG.
The level of the word line in the non-selected state is set to 0V and is set to the power supply voltage VCC, that is, + 3V or the ground potential VSS, that is, 0V. Further, the level of the block selection line A in the selected state, that is, BSA0 to BSAm, is the internal voltage VP.
The level of the block selection line A in the non-selected state is set to the ground potential VSS, that is, 0V. At this time, the block selection line B, that is, BSB0 to BSBm and the block selection line C, that is, BSC0 to BSCm, are
All are opened. The sense amplifier SA is connected to the left bit lines BLL0 to BLLn or the right bit lines BLR0 to BLRn to be written.
Supply voltage VCC, that is, + 3V is selectively supplied from
The ground potential VSS, that is, 0V, is supplied to the bit lines that are not the write target. The ground potential VSS is supplied to the well region serving as the substrate portion of the memory cell MC.
【0019】これにより、まず指定された列の2×(n
+1)個のメモリブロックでは、対応するブロック選択
線BSA0〜BSAmが択一的にハイレベルとされるこ
とでその選択MOSFETN1及びN2がオン状態とさ
れ、対応する左側のビット線BLL0〜BLLnあるい
は右側のBLR0〜BLRnからサブビット線SBLL
又はSBLRに対して+3Vの書き込み電圧が選択的に
供給される。また、これらのメモリブロックの指定され
たメモリセルMCのゲートには、対応するワード線WL
00〜WL0pないしWLm0〜WLmpを介して内部
電圧VN3つまり−10Vが供給され、その基板部には
0Vが供給される。この結果、左側又は右側のメモリブ
ロックの選択されたワード線に結合されるn+1個のメ
モリセルMCでは、その浮遊ゲートに蓄積された電子が
FN(Fowler Nordheim:ファウラー・
ノルトハイム)トンネル現象によってドレイン側に引き
抜かれ、そのしきい値電圧が比較的小さな値に変化され
る。As a result, first, 2 × (n
In the +1) memory blocks, the corresponding block select lines BSA0 to BSAm are selectively set to the high level to turn on the select MOSFETs N1 and N2, and the corresponding left bit lines BLL0 to BLLn or the right bit lines BLL0 to BLLn are selected. BLR0 to BLRn to sub bit line SBLL
Alternatively, a write voltage of + 3V is selectively supplied to SBLR. In addition, the gate of the designated memory cell MC of these memory blocks has a corresponding word line WL.
An internal voltage VN3, that is, −10V is supplied via 00 to WL0p to WLm0 to WLmp, and 0V is supplied to the substrate portion thereof. As a result, in the n + 1 memory cells MC connected to the selected word line of the left or right memory block, the electrons accumulated in the floating gate are FN (Fowler Nordheim).
It is pulled out to the drain side by the Nordheim) tunnel phenomenon, and its threshold voltage is changed to a relatively small value.
【0020】次に、フラッシュメモリが消去モードとさ
れるとき、選択状態にあるワード線のレベルは内部電圧
VP3つまり+10Vとされ、その非選択レベルは接地
電位VSSつまり0Vとされる。また、ブロック選択線
AないしCのレベルは、すべて接地電位VSSつまり0
Vとされ、ビット線のレベルはすべて内部電圧VN1つ
まり−3Vとされる。このとき、メモリセルMCの基板
部となるウェル領域には、内部電圧VN2つまり−3V
が供給される。Next, when the flash memory is set to the erase mode, the level of the word line in the selected state is the internal voltage VP3, that is, + 10V, and the non-selected level is the ground potential VSS, that is, 0V. The levels of the block selection lines A to C are all at the ground potential VSS, that is, 0.
V, and all bit line levels are set to the internal voltage VN1 or -3V. At this time, an internal voltage VN2, that is, −3V, is applied to the well region which is the substrate portion of the memory cell MC.
Is supplied.
【0021】これにより、メモリアレイMARYの選択
されたワード線に結合される2×(n+1)個のメモリ
セルMCでは、その基板部つまりチャンネルと浮遊ゲー
トとの間でFNトンネル現象が発生し、チャンネル全面
から浮遊ゲートに対して電子が注入されるため、そのし
きい値電圧が比較的大きな値に変化される。As a result, in the 2 × (n + 1) memory cells MC coupled to the selected word line of the memory array MARY, the FN tunnel phenomenon occurs between the substrate portion, that is, the channel and the floating gate, Since electrons are injected into the floating gate from the entire surface of the channel, the threshold voltage is changed to a relatively large value.
【0022】一方、フラッシュメモリが読み出しモード
とされるとき、選択状態にあるワード線及びブロック選
択線Aのレベルは電源電圧VCCつまり+3Vとされ、
非選択状態にあるワード線及びブロック選択線Aのレベ
ルは接地電位VSSつまり0Vとされる。このとき、選
択されたブロック選択線Bのレベルは、例えば対をなす
二つのメモリブロックMBL00及びMBR00のうち
左側のメモリブロックMBL00が指定された場合にお
いて選択的に電源電圧VCCつまり+3Vとされ、右側
のメモリブロックMBR00が指定された場合には接地
電位VSSつまり0Vとされる。同様に、選択されたブ
ロック選択線Cのレベルは、例えば対をなす二つのメモ
リブロックMBL00及びMBR00のうち右側のメモ
リブロックMBR00が指定された場合において選択的
に電源電圧VCCつまり+3Vとされ、左側のメモリブ
ロックMBL00が指定された場合には接地電位VSS
つまり0Vとされる。非選択状態とされるブロック選択
線B及びCのレベルは、すべて接地電位VSSつまり0
Vとされる。On the other hand, when the flash memory is set to the read mode, the level of the word line and block selection line A in the selected state is the power supply voltage VCC, that is, + 3V,
The level of the word line and the block selection line A in the non-selected state is set to the ground potential VSS, that is, 0V. At this time, the level of the selected block selection line B is selectively set to the power supply voltage VCC, that is, + 3V, when the left memory block MBL00 of the two memory blocks MBL00 and MBR00 forming a pair is specified, and the right side When the memory block MBR00 is designated, it is set to the ground potential VSS, that is, 0V. Similarly, the level of the selected block selection line C is selectively set to the power supply voltage VCC, that is, +3 V, when the memory block MBR00 on the right side of the two memory blocks MBL00 and MBR00 forming a pair is designated, and the level on the left side. If the memory block MBL00 is specified, the ground potential VSS
That is, it is set to 0V. The levels of the block selection lines B and C that are in the non-selected state are all the ground potential VSS, that is, 0.
V.
【0023】メモリアレイMARYでは、ブロック選択
線Aの+3Vを受けて例えば対応する2×(n+1)個
のメモリブロックMBL00〜MBL0nならびにMB
R00〜MBR0nのスイッチMOSFETN1及びN
2がオン状態とされ、そのサブビット線SBLL又はS
BLRと対応するビット線BLL0〜BLLnあるいは
BLR0〜BLRnとの間が接続状態とされる。また、
ブロック選択線Bの+3Vを受けて例えば対応する左側
のn+1個のメモリブロックMBL00〜MBL0nの
スイッチMOSFETN2がオン状態とされ、ブロック
選択線Cの+3Vを受けて例えば対応する右側のn+1
個のメモリブロックMBR00〜MBR0nのスイッチ
MOSFETN3がオン状態とされる。この結果、右側
のビット線BLR0〜BLRnは、ブロック選択線Bつ
まりBSB0〜BSBmのいずれかが+3Vの選択レベ
ルとされることで選択的にソース線として使用され、左
側のビット線BLL0〜BLLnは、ブロック選択線C
つまりBSC0〜BSCmのいずれかが+3Vの選択レ
ベルとされることで選択的にソース線として使用される
ものとなる。言うまでもなく、右側のビット線BLR0
〜BLRnがソース線として使用されるとき左側のビッ
ト線BLL0〜BLLnはビット線として使用され、左
側のビット線BLL0〜BLLnがソース線として使用
されるとき右側のビット線BLR0〜BLRnはソース
線として使用される。The memory array MARY receives + 3V of the block selection line A and receives, for example, the corresponding 2 × (n + 1) memory blocks MBL00 to MBL0n and MB.
R00 to MBR0n switch MOSFETs N1 and N
2 is turned on, and the sub bit line SBLL or S
A connection state is established between the BLR and the corresponding bit line BLL0 to BLLn or BLR0 to BLRn. Also,
Upon receiving + 3V of the block selection line B, for example, the switch MOSFET N2 of the corresponding left n + 1 memory blocks MBL00 to MBL0n is turned on, and upon receiving + 3V of the block selection line C, for example, the corresponding right side n + 1.
The switch MOSFET N3 of each of the memory blocks MBR00 to MBR0n is turned on. As a result, the bit lines BLR0 to BLRn on the right side are selectively used as source lines when one of the block selection lines B, that is, BSB0 to BSBm is set to the selection level of + 3V, and the bit lines BLL0 to BLLn on the left side are selected. , Block selection line C
That is, any one of BSC0 to BSCm is set to the selection level of + 3V and selectively used as the source line. Needless to say, the right bit line BLR0
When BLRn are used as source lines, the left bit lines BLL0 to BLLn are used as bit lines, and when the left bit lines BLL0 to BLLn are used as source lines, the right bit lines BLR0 to BLRn are used as source lines. used.
【0024】読み出しモードにおいて、例えば左側のメ
モリブロックMBL00のワード線WL00に結合され
るメモリセルMCが選択されるとき、この選択メモリセ
ルMCのドレインには、図5に例示されるように、セン
スアンプSAからビット線として使用される左側のビッ
ト線BLL0,スイッチMOSFETN1及びサブビッ
ト線SBLLを介して内部電圧VP1つまり+1Vの読
み出し電圧が印加される。このため、選択メモリセルM
Cが書き込み状態にありそのしきい値電圧が小さくなっ
ている場合には、この選択メモリセルMCがオン状態と
なり、サブソース線SSLLからスイッチMOSFET
N3ならびにソース線として使用される右側のビット線
BLR0を介して、点線のような比較的大きな読み出し
電流が流れる。また、選択メモリセルMCが消去状態の
ままとされそのしきい値電圧が大きくなっている場合に
は、この選択メモリセルMCはオフ状態となって読み出
し電流は流れない。選択メモリセルMCを介する読み出
し電流は、センスアンプSAの対応する増幅回路によっ
てセンスされ、論理“0”又は“1”の読み出しデータ
として対応するデータレジスタに取り込まれる。In the read mode, for example, when the memory cell MC coupled to the word line WL00 of the left memory block MBL00 is selected, the drain of the selected memory cell MC is sensed as illustrated in FIG. An internal voltage VP1, that is, a read voltage of +1 V is applied from the amplifier SA via the left bit line BLL0 used as a bit line, the switch MOSFET N1 and the sub bit line SBLL. Therefore, the selected memory cell M
When C is in the written state and the threshold voltage thereof is low, this selected memory cell MC is turned on, and the sub-source line SSLL switches the switch MOSFET.
A relatively large read current as indicated by a dotted line flows through N3 and the right bit line BLR0 used as a source line. When the selected memory cell MC remains in the erased state and its threshold voltage is high, the selected memory cell MC is turned off and no read current flows. The read current through the selected memory cell MC is sensed by the corresponding amplifier circuit of the sense amplifier SA, and is taken into the corresponding data register as read data of logic “0” or “1”.
【0025】同様に、読み出しモードにおいて、例えば
右側のメモリブロックMBR00のワード線WL00に
結合されるメモリセルMCが選択されるとき、この選択
メモリセルMCのドレインには、図6に例示されるよう
に、センスアンプSAからビット線として使用される右
側のビット線BLR0,スイッチMOSFETN2及び
サブビット線SBLRを介して内部電圧VP1つまり+
1Vの読み出し電圧が印加される。このため、選択メモ
リセルMCが書き込み状態にありそのしきい値電圧が小
さくなっている場合には、この選択メモリセルMCがオ
ン状態となり、サブソース線SSLRからスイッチMO
SFETN4ならびにソース線として使用される左側の
ビット線BLL0を介して、点線のような比較的大きな
読み出し電流が流れる。また、選択メモリセルMCが消
去状態のままとされそのしきい値電圧が大きくなってい
る場合には、この選択メモリセルMCはオフ状態となっ
て読み出し電流は流れない。選択メモリセルMCを介す
る読み出し電流は、センスアンプSAの対応する増幅回
路によってセンスされ、論理“0”又は“1”の読み出
しデータとして対応するデータレジスタに取り込まれ
る。Similarly, in the read mode, for example, when the memory cell MC coupled to the word line WL00 of the right memory block MBR00 is selected, the drain of the selected memory cell MC is exemplified in FIG. In addition, the internal voltage VP1, that is, + via the bit line BLR0 on the right side used as a bit line from the sense amplifier SA, the switch MOSFET N2 and the sub bit line SBLR.
A read voltage of 1V is applied. Therefore, when the selected memory cell MC is in the written state and its threshold voltage is low, the selected memory cell MC is turned on and the sub-source line SSLR switches to the switch MO.
A relatively large read current as indicated by a dotted line flows through the SFET N4 and the left bit line BLL0 used as a source line. When the selected memory cell MC remains in the erased state and its threshold voltage is high, the selected memory cell MC is turned off and no read current flows. The read current through the selected memory cell MC is sensed by the corresponding amplifier circuit of the sense amplifier SA, and is taken into the corresponding data register as read data of logic “0” or “1”.
【0026】以上のように、この実施例のフラッシュメ
モリでは、例えば行方向に隣接する一対のメモリブロッ
クMBL00及びMBR00等の間に一対のビット線B
LL0及びBLR0等が配置され、通常ビット線として
使用されるこれらのビット線は、ブロック選択線Cつま
りBSC0〜BSCmあるいはブロック選択線Bつまり
BSB0〜BSBmのいずれかが選択レベルとされるこ
とで、選択的にソース線として使用される。この結果、
この実施例のフラッシュメモリでは、専用のソース線を
設けることなく従来のフラッシュメモリと同様な機能を
実現することができるため、フラッシュメモリの所要選
択信号線数を大幅に削減し、これによってフラッシュメ
モリの低コスト化を図ることができるものである。As described above, in the flash memory of this embodiment, for example, a pair of bit lines B is provided between a pair of memory blocks MBL00 and MBR00 which are adjacent in the row direction.
LL0, BLR0, etc. are arranged, and these bit lines which are normally used as bit lines are set to the selection level by selecting either the block selection line C, that is, BSC0 to BSCm or the block selection line B, that is, BSB0 to BSBm. Selectively used as a source line. As a result,
In the flash memory of this embodiment, the same function as that of the conventional flash memory can be realized without providing a dedicated source line, so that the number of required selection signal lines of the flash memory can be significantly reduced, and thus the flash memory can be reduced. It is possible to reduce the cost.
【0027】図7には、図1のフラッシュメモリに含ま
れるメモリアレイMARYの第2の実施例のブロック図
が示されている。また、図8には、図7のメモリアレイ
MARYの一実施例の部分的な回路図が示され、図5及
び図6には、その偶数ビット線読み出し時及び奇数ビッ
ト線読み出し時における接続図がそれぞれ示されてい
る。なお、この実施例のメモリアレイMARYは、前記
図2ないし図6の実施例を基本的に踏襲するものである
ため、これと異なる部分についてのみ説明を追加する。
また、以下の記述では、読み出しモードを例にメモリア
レイMARYの具体的な接続条件等を説明しているが、
書き込み及び消去モードについては前記実施例の説明と
この読み出しモードに関する説明から類推されたい。FIG. 7 shows a block diagram of a second embodiment of the memory array MARY included in the flash memory of FIG. Further, FIG. 8 shows a partial circuit diagram of one embodiment of the memory array MARY of FIG. 7, and FIGS. 5 and 6 show connection diagrams at the time of reading even bit lines and at the time of reading odd bit lines. Are shown respectively. Since the memory array MARY of this embodiment basically follows the embodiments of FIGS. 2 to 6, only the parts different from this will be described.
Further, in the following description, the specific connection conditions and the like of the memory array MARY are described by taking the read mode as an example.
The write and erase modes should be inferred from the description of the above embodiment and the description of the read mode.
【0028】図7において、この実施例のメモリアレイ
MARYは、実質格子状に配置される(m+1)×(n
+1)個のメモリブロックMB00〜MB0nないしM
Bm0〜MBmnと、これらのメモリブロック間に行方
向に交互に配置されるn+2本の列選択信号線つまりビ
ット線BL0〜BLnとを備える。In FIG. 7, the memory array MARY of this embodiment is arranged in a substantially lattice pattern (m + 1) × (n.
+1) memory blocks MB00 to MB0n to M
Bm0 to MBmn, and n + 2 column selection signal lines, that is, bit lines BL0 to BLn alternately arranged in the row direction between the memory blocks.
【0029】ここで、メモリアレイMARYを構成する
メモリブロックMB00〜MB0nないしMBm0〜M
Bmnは、図8のメモリブロックMB00及びMB01
に代表して示されるように、同一列に配置されたp+1
個の2層ゲート構造型メモリセルMCをそれぞれ含む。
以下、メモリブロックに関する具体的な説明は、これら
のメモリブロックMB00及びMB01を例に進める。Here, the memory blocks MB00 to MB0n to MBm0 to M constituting the memory array MARY.
Bmn is the memory blocks MB00 and MB01 of FIG.
, P + 1 arranged in the same column as shown in FIG.
Each of the two-layer gate structure type memory cells MC is included.
Hereinafter, a detailed description of the memory blocks will be given by taking these memory blocks MB00 and MB01 as an example.
【0030】メモリブロックMB00及びMB01を構
成するメモリセルMCの制御ゲートは、対応するワード
線WL00〜WL0pに共通結合され、そのドレイン及
びソースは、対応するサブビット線SBL及びサブソー
ス線SSLにそれぞれ共通結合される。このうち、各メ
モリブロックのサブビット線SBLは、対応するスイッ
チ手段つまりNチャンネルMOSFETN5又はN6を
介してその左側に配置されたビット線BL0又はBL1
にそれぞれ共通結合され、サブソース線SSLは、対応
するスイッチ手段つまりNチャンネルMOSFETN7
又はN8を介してその右側に配置されたビット線BL1
又はBL2にそれぞれ共通結合される。MOSFETN
5及びN6のゲートは、対応するブロック選択線BSA
0に共通結合され、MOSFETN7及びN8のゲート
は、対応するブロック選択線BSB0又はBSC0にそ
れぞれ共通結合される。The control gates of the memory cells MC constituting the memory blocks MB00 and MB01 are commonly coupled to the corresponding word lines WL00 to WL0p, and the drains and sources thereof are respectively common to the corresponding sub bit lines SBL and sub source lines SSL. Be combined. Of these, the sub-bit line SBL of each memory block is connected to the corresponding switch means, that is, the bit line BL0 or BL1 arranged on the left side thereof via the N-channel MOSFET N5 or N6.
And the sub-source line SSL is connected to the corresponding switch means, that is, the N-channel MOSFET N7.
Or, the bit line BL1 arranged on the right side through N8
Alternatively, they are commonly coupled to BL2. MOSFET N
The gates of 5 and N6 are corresponding block select lines BSA
0, and the gates of MOSFETs N7 and N8 are commonly connected to the corresponding block select line BSB0 or BSC0, respectively.
【0031】フラッシュメモリが読み出しモードとされ
るとき、選択状態にあるワード線ならびにブロック選択
線AつまりBSA0〜BSAmのレベルは、前記実施例
と同様に電源電圧VCCつまり+3Vとされ、非選択状
態にあるワード線及びブロック選択線Aのレベルは接地
電位VSSつまり0Vとされる。このとき、選択された
ブロック選択線BつまりBSB0〜BSBmのレベル
は、偶数番号のメモリブロックMB00,MB02等が
指定された場合において選択的に電源電圧VCCつまり
+3Vとされ、偶数番号のメモリブロックMB01,M
B03等が指定された場合は接地電位VSSつまり0V
とされる。同様に、選択されたブロック選択線Cつまり
BSC0〜BSCmのレベルは、奇数番号のメモリブロ
ックMB01,MB03等が指定された場合において選
択的に電源電圧VCCつまり+3Vとされ、偶数番号の
メモリブロックMB00,MB02等が指定された場合
は接地電位VSSつまり0Vとされる。非選択状態とさ
れるブロック選択線B及びCのレベルは、すべて接地電
位VSSつまり0Vとされる。When the flash memory is set to the read mode, the level of the selected word line and the block selection line A, that is, BSA0 to BSAm is set to the power supply voltage VCC, that is, + 3V as in the above embodiment, and the non-selected state is set. The level of a certain word line and block selection line A is set to the ground potential VSS, that is, 0V. At this time, the level of the selected block selection line B, that is, BSB0 to BSBm is selectively set to the power supply voltage VCC, that is, + 3V when the even-numbered memory blocks MB00, MB02, etc. are designated, and the even-numbered memory block MB01. , M
When B03 etc. is specified, ground potential VSS, that is, 0 V
It is said. Similarly, the level of the selected block selection line C, that is, BSC0 to BSCm is selectively set to the power supply voltage VCC, that is, + 3V when the odd-numbered memory blocks MB01, MB03, etc. are designated, and the even-numbered memory block MB00. , MB02, etc. are set to the ground potential VSS, that is, 0V. The levels of the block selection lines B and C that are in the non-selected state are all set to the ground potential VSS, that is, 0V.
【0032】メモリアレイMARYでは、ブロック選択
線Aの+3Vを受けて対応するn+1個のメモリブロッ
クMB00〜MB0nのスイッチMOSFETN5及び
N6がオン状態とされ、そのサブビット線SBLと対応
する左側のビット線BL0及びBL1等との間が接続状
態とされる。また、ブロック選択線Bの+3Vを受けて
偶数番号の(n+1)/2個のメモリブロックMB0
0,MB02等のスイッチMOSFETN7がオン状態
とされ、ブロック選択線Cの+3Vを受けて奇数番号の
(n+1)個のメモリブロックMB01及びMB03等
のスイッチMOSFETN8がオン状態とされる。この
結果、奇数番号のビット線BL1及びBS3等は、ブロ
ック選択線BつまりBSB0〜BSBmのいずれかが+
3Vの選択レベルとされることで選択的にソース線とし
て使用され、偶数番号のビット線BL0及びBS2等
は、ブロック選択線CつまりBSC0〜BSCmのいず
れかが+3Vの選択レベルとされることで選択的にソー
ス線として使用されるものとなる。言うまでもなく、奇
数番号のビット線BL1及びBS3等がソース線として
使用されるとき偶数番号のビット線BL0及びBS2等
はビット線として使用され、偶数番号のビット線BL0
及びBS2等がソース線として使用されるとき奇数番号
のビット線BL1及びBS3等がソース線として使用さ
れる。In the memory array MARY, the switch MOSFETs N5 and N6 of the corresponding n + 1 memory blocks MB00 to MB0n are turned on upon receiving + 3V of the block selection line A, and the left bit line BL0 corresponding to the sub bit line SBL. And BL1 and the like are connected. Further, receiving + 3V of the block selection line B, (n + 1) / 2 even-numbered memory blocks MB0
The switch MOSFET N7 of 0, MB02, etc. is turned on, and the switch MOSFET N8 of the odd numbered (n + 1) memory blocks MB01, MB03, etc. is turned on by receiving + 3V of the block selection line C. As a result, in the odd-numbered bit lines BL1 and BS3, etc., the block select line B, that is, any of BSB0 to BSBm is +.
By setting the selection level to 3V, it is selectively used as a source line, and for the even-numbered bit lines BL0 and BS2, the block selection line C, that is, one of BSC0 to BSCm is set to the selection level of + 3V. It is selectively used as a source line. Needless to say, when the odd-numbered bit lines BL1 and BS3 and the like are used as source lines, the even-numbered bit lines BL0 and BS2 and the like are used as bit lines and the even-numbered bit line BL0.
, BS2, etc. are used as source lines, odd-numbered bit lines BL1, BS3, etc. are used as source lines.
【0033】読み出しモードにおいて、例えば偶数番号
のメモリブロックMB00のワード線WL00に結合さ
れたメモリセルMCが選択されるとき、この選択メモリ
セルMCのドレインには、図9に例示されるように、セ
ンスアンプSAからビット線として使用される偶数番号
のビット線BL0,スイッチMOSFETN5及びサブ
ビット線SBLを介して内部電圧VP1つまり+1Vの
読み出し電圧が印加される。このため、選択メモリセル
MCが書き込み状態にありそのしきい値電圧が小さくな
っている場合には、この選択メモリセルMCがオン状態
となり、サブソース線SSLからスイッチMOSFET
N7ならびにソース線として使用される奇数番号のビッ
ト線BL1を介して、点線のような比較的大きな読み出
し電流が流れる。また、選択メモリセルMCが消去状態
のままとされそのしきい値電圧が大きくなっている場合
には、選択メモリセルMCはオフ状態となって読み出し
電流は流れない。選択メモリセルMCを介する読み出し
電流は、センスアンプSAの対応する増幅回路によって
センスされ、論理“0”又は“1”の読み出しデータと
して対応するデータレジスタに取り込まれる。In the read mode, for example, when the memory cell MC coupled to the word line WL00 of the even-numbered memory block MB00 is selected, the drain of the selected memory cell MC is, as illustrated in FIG. An internal voltage VP1, that is, a read voltage of + 1V is applied from the sense amplifier SA via the even-numbered bit line BL0 used as a bit line, the switch MOSFET N5, and the sub-bit line SBL. Therefore, when the selected memory cell MC is in the written state and the threshold voltage thereof is low, the selected memory cell MC is turned on and the switch MOSFET is switched from the sub-source line SSL to the switch MOSFET.
A relatively large read current as indicated by a dotted line flows through N7 and the odd-numbered bit line BL1 used as a source line. If the selected memory cell MC is left in the erased state and its threshold voltage is high, the selected memory cell MC is turned off and no read current flows. The read current through the selected memory cell MC is sensed by the corresponding amplifier circuit of the sense amplifier SA, and is taken into the corresponding data register as read data of logic “0” or “1”.
【0034】なお、上記説明から明らかなように、この
実施例のフラッシュメモリでは、偶数又は奇数番号のメ
モリブロックが選択的に活性化されるため、記憶データ
の書き込み及び読み出しは(n+1)/2ビット単位で
行われ、センスアンプSAのデータレジスタDRは(n
+1)/2ビット構成とされる。また、メモリアレイM
ARYを構成するビット線BL0〜BLnのうち、最も
左側に配置されるビット線BL0は、ビット線としての
み使用され、最も右側に配置されるビット線BLn+1
は、ソース線としてのみ使用される。As is apparent from the above description, in the flash memory of this embodiment, even or odd numbered memory blocks are selectively activated, so that the writing and reading of the stored data is (n + 1) / 2. The data register DR of the sense amplifier SA is (n
It has a +1) / 2 bit configuration. Further, the memory array M
Of the bit lines BL0 to BLn forming ARY, the bit line BL0 arranged on the leftmost side is used only as a bit line, and the bit line BLn + 1 arranged on the rightmost side.
Are used only as source lines.
【0035】次に、読み出しモードにおいて、例えば奇
数番号のメモリブロックMB01のワード線WL00に
結合されたメモリセルMCが選択されるとき、この選択
メモリセルMCのドレインには、図10に例示されるよ
うに、センスアンプSAからビット線として使用される
奇数番号のビット線BL1,スイッチMOSFETN6
及びサブビット線SBLを介して内部電圧VP1つまり
+1Vの読み出し電圧が印加される。このため、選択メ
モリセルMCが書き込み状態にありそのしきい値電圧が
小さくなっている場合には、選択メモリセルMCがオン
状態となり、サブソース線SSLからスイッチMOSF
ETN8ならびにソース線として使用される偶数番号の
ビット線BL2を介して、点線のような比較的大きな読
み出し電流が流れる。また、選択メモリセルMCが消去
状態のままとされそのしきい値電圧が大きくなっている
場合には、この選択メモリセルMCはオフ状態となって
読み出し電流は流れない。選択メモリセルMCを介する
読み出し電流は、センスアンプSAの対応する増幅回路
によってセンスされ、論理“0”又は“1”の読み出し
データとして対応するデータレジスタに取り込まれる。Next, in the read mode, for example, when the memory cell MC coupled to the word line WL00 of the odd-numbered memory block MB01 is selected, the drain of this selected memory cell MC is exemplified in FIG. So that the odd numbered bit lines BL1 and switch MOSFET N6 used as bit lines from the sense amplifier SA
Further, the internal voltage VP1, that is, the read voltage of +1 V is applied via the sub bit line SBL. Therefore, when the selected memory cell MC is in the written state and its threshold voltage is low, the selected memory cell MC is turned on and the sub-source line SSL switches to the switch MOSF.
A relatively large read current as indicated by a dotted line flows through ETN8 and the even-numbered bit line BL2 used as a source line. When the selected memory cell MC remains in the erased state and its threshold voltage is high, the selected memory cell MC is turned off and no read current flows. The read current through the selected memory cell MC is sensed by the corresponding amplifier circuit of the sense amplifier SA, and is taken into the corresponding data register as read data of logic “0” or “1”.
【0036】以上のように、この実施例のフラッシュメ
モリでは、n+1個のメモリブロックMB00〜MB0
nないしMBm0〜MBmnとn+2本のビット線BL
0〜BLnが行方向に交互に配置される。このうち、奇
数番号のビット線BL1及びBL3等は、対応するブロ
ック選択線BつまりBSB0〜BSBmが選択レベルと
されることで選択的にソース線として使用され、偶数番
号のビット線BL2及びBL4等は、対応するブロック
選択線CつまりBSC0〜BSCmが選択レベルとされ
ることで選択的にソース線として使用される。この結
果、この実施例のフラッシュメモリでも、専用のソース
線を設けることなく従来のフラッシュメモリと同様な機
能を実現できるため、フラッシュメモリとしての所要選
択信号線数を大幅に削減し、その低コスト化を図ること
ができるものである。As described above, in the flash memory of this embodiment, n + 1 memory blocks MB00 to MB0 are included.
n to MBm0 to MBmn and n + 2 bit lines BL
0 to BLn are alternately arranged in the row direction. Among them, the odd-numbered bit lines BL1 and BL3 and the like are selectively used as source lines by setting the corresponding block selection line B, that is, BSB0 to BSBm, to the even-numbered bit lines BL2 and BL4 and the like. Is selectively used as a source line by setting the corresponding block selection line C, that is, BSC0 to BSCm to the selection level. As a result, even in the flash memory of this embodiment, the same function as that of the conventional flash memory can be realized without providing a dedicated source line, so that the required number of selection signal lines as the flash memory can be significantly reduced and its cost can be reduced. It can be realized.
【0037】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)2層ゲート構造型の不揮発性メモリセルが実質格
子状に配置されるメモリアレイをその基本構成要素とす
るノア型フラッシュメモリ等の半導体記憶装置におい
て、対をなす二つのメモリブロック間に配置された一対
の列選択信号線あるいは各メモリブロックの両側に配置
された2本の列選択信号線をビット線又はソース線とし
て選択的に使用することで、列選択信号線をビット線及
びソース線として兼用することができるという効果が得
られる。 (2)上記(1)項により、フラッシュメモリ等のメモ
リアレイの所要選択信号線を大幅に削減できるという効
果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、フラッシュメ
モリ等のチップサイズを縮小し、その低コスト化を図る
ことができるという効果が得られる。The functions and effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) a pair of two memory blocks in a semiconductor memory device such as a NOR flash memory whose basic constituent element is a memory array in which two-layer gate structure type non-volatile memory cells are arranged in a substantially lattice pattern. By selectively using a pair of column selection signal lines arranged between them or two column selection signal lines arranged on both sides of each memory block as a bit line or a source line, Also, it is possible to obtain the effect that it can also be used as a source line. (2) According to the above item (1), the required selection signal lines of the memory array such as a flash memory can be significantly reduced. (3) According to the above items (1) and (2), there is an effect that the chip size of the flash memory or the like can be reduced and the cost thereof can be reduced.
【0038】以上、本発明者によりなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実施
例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言うまでもない。例え
ば、メモリアレイMARYは、その直接周辺回路を含め
て複数のメモリマットに分割できる。また、フラッシュ
メモリは、×1又は×16ビット等、任意のビット構成
を採りうるし、データのシリアル入出力を条件とするも
のでもない。フラッシュメモリは、いわゆるアドレスマ
ルチプレクス方式を採りうるし、そのブロック構成も種
々の実施形態を採りうる。さらに、起動制御信号及び内
部制御信号の組み合わせや名称及び論理レベルならびに
電源電圧及び各内部電圧の極性及び絶対値等は、この実
施例による制約を受けないし、メモリアレイMARYの
選択条件も同様である。The invention made by the inventor of the present invention has been specifically described based on the embodiments, but the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, the memory array MARY can be divided into a plurality of memory mats including its direct peripheral circuits. Further, the flash memory can take any bit configuration such as x1 or x16 bits, and does not require serial input / output of data. The flash memory can adopt a so-called address multiplex system, and its block configuration can also adopt various embodiments. Furthermore, the combination, name and logic level of the start control signal and the internal control signal, the power supply voltage and the polarities and absolute values of the internal voltages are not restricted by this embodiment, and the selection conditions of the memory array MARY are also the same. .
【0039】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるフラ
ッシュメモリに適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、例えば、EEPROM(電
気的に記憶情報の消去・書き換えが可能なリードオンリ
メモリ)等の各種半導体記憶装置や、これらの半導体記
憶装置を含むマイクロコンピュータ等のデジタルシステ
ムにも適用できる。この発明は、少なくともビット線及
びソース線を必要とする半導体記憶装置ならびにこのよ
うな半導体記憶装置を含むシステムに広く適用できる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a flash memory which is a field of application which is the background of the invention has been described. However, the invention is not limited thereto and, for example, an EEPROM (electric The present invention can also be applied to various semiconductor memory devices such as a read-only memory) in which stored information can be erased and rewritten, and digital systems such as a microcomputer including these semiconductor memory devices. The present invention can be widely applied to a semiconductor memory device requiring at least a bit line and a source line and a system including such a semiconductor memory device.
【0040】[0040]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、2層ゲート構造型の不揮発
性メモリセルが実質格子状に配置されたメモリアレイを
その基本構成要素とするノア型フラッシュメモリ等の半
導体記憶装置において、対をなす二つのメモリブロック
間に配置された一対の列選択信号線あるいは各メモリブ
ロックの両側に配置された2本の列選択信号線をビット
線又はソース線として選択的に使用することで、列選択
信号線をビット線及びソース線として兼用し、メモリア
レイの所要選択信号線を大幅に削減することができるた
め、ノア型フラッシュメモリ等のチップサイズを縮小
し、その低コスト化を図ることができる。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a semiconductor memory device such as a NOR flash memory having a memory array in which non-volatile memory cells of a two-layer gate structure type are arranged in a substantially lattice pattern as a basic constituent element, a two-layer gate structure type nonvolatile memory cell is arranged between two memory blocks forming a pair. The column selection signal lines are selectively used as the bit lines or the source lines by selectively using the paired column selection signal lines or the two column selection signal lines arranged on both sides of each memory block as the bit lines and the source lines. Also, since the required selection signal lines of the memory array can be significantly reduced, the chip size of the NOR flash memory or the like can be reduced and the cost thereof can be reduced.
【図1】この発明が適用されたフラッシュメモリの一実
施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied.
【図2】図1のフラッシュメモリに含まれるメモリアレ
イの第1の実施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a memory array included in the flash memory of FIG.
【図3】図2のメモリアレイの一実施例を示す部分的な
回路図である。FIG. 3 is a partial circuit diagram showing an embodiment of the memory array of FIG.
【図4】図2のメモリアレイの一実施例を示す選択条件
図である。FIG. 4 is a selection condition diagram showing an embodiment of the memory array of FIG.
【図5】図2のメモリアレイの左側メモリブロック読み
出し時における接続図である。5 is a connection diagram of the memory array of FIG. 2 when reading a left memory block.
【図6】図2のメモリアレイの右側メモリブロック読み
出し時における接続図である。FIG. 6 is a connection diagram at the time of reading the right memory block of the memory array of FIG.
【図7】図1のフラッシュメモリに含まれるメモリアレ
イの第2の実施例を示すブロック図である。7 is a block diagram showing a second embodiment of a memory array included in the flash memory of FIG. 1. FIG.
【図8】図7のメモリアレイの一実施例を示す部分的な
回路図である。FIG. 8 is a partial circuit diagram showing an embodiment of the memory array of FIG.
【図9】図7のメモリアレイの偶数ビット線読み出し時
における接続図である。9 is a connection diagram of the memory array of FIG. 7 when reading even bit lines.
【図10】図7のメモリアレイの奇数ビット線読み出し
時における続図である。10 is a continuation view of the memory array of FIG. 7 when reading odd bit lines.
MARY……メモリアレイ、XD……Xアドレスデコー
ダ、XB……Xアドレスバッファ、SVC……ソース基
板電圧切換回路、SA……センスアンプ、YS……Yス
イッチ、YD……Yアドレスデコーダ、YB……Yアド
レスバッファ、MC……モードコントローラ、MX……
マルチプレクサ、IO……データ入出力回路、TG……
タイミング発生回路、VG……内部電圧発生回路。MB
L00〜MBL0nないしMBLm0〜MBLmn,M
BR00〜MBR0nないしMBRm0〜MBRmn,
MB00〜MB0nないしMBm0〜MBmn……メモ
リブロック、BSA0〜BSAm……ブロック選択線
A,BSB0〜BSBm……ブロック選択線B、BSC
0〜BSCm……ブロック選択線C、WL00〜WL0
pないしWLm0〜WLmp……ワード線、BLL0〜
BLLn,BLR0〜BLRn,BL0〜BLn+1…
…ビット線。MC……2層ゲート構造型メモリセル、S
BLL,SBLR,SBL……サブビット線、SSL
L,SSLR,SSL……サブソース線。N1〜N8…
…NチャンネルMOSFET。MARY ... memory array, XD ... X address decoder, XB ... X address buffer, SVC ... source substrate voltage switching circuit, SA ... sense amplifier, YS ... Y switch, YD ... Y address decoder, YB ... … Y address buffer, MC …… mode controller, MX ……
Multiplexer, IO ... Data input / output circuit, TG ...
Timing generator, VG ... Internal voltage generator. MB
L00 to MBL0n to MBLm0 to MBLmn, M
BR00 to MBR0n to MBRm0 to MBRmn,
MB00 to MB0n to MBm0 to MBmn ... Memory block, BSA0 to BSAm ... Block selection line A, BSB0 to BSBm ... Block selection line B, BSC
0 to BSCm ... Block selection line C, WL00 to WL0
p to WLm0 to WLmp ... Word line, BLL0
BLLn, BLR0 to BLRn, BL0 to BLn + 1 ...
... bit lines. MC: 2-layer gate structure type memory cell, S
BLL, SBLR, SBL ... Sub bit line, SSL
L, SSLR, SSL ... Sub-source line. N1-N8 ...
... N-channel MOSFET.
フロントページの続き (72)発明者 野田 敏史 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内Front page continuation (72) Inventor Toshifumi Noda 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center
Claims (4)
リセルと、列方向に平行して配置されビット線又はソー
ス線として選択的に使用される列選択信号線とを含むメ
モリアレイを具備することを特徴とする半導体記憶装
置。1. A memory array comprising non-volatile memory cells arranged in a substantially lattice pattern, and column selection signal lines arranged in parallel in a column direction and selectively used as bit lines or source lines. A semiconductor memory device comprising:
所定数を単位としてメモリブロック分割され、各メモリ
ブロックを構成する所定数のメモリセルのドレイン及び
ソースは、対応するサブビット線及びサブソース線にそ
れぞれ共通結合されるものであることを特徴とする請求
項1の半導体記憶装置。2. The memory cells are divided into memory blocks in units of a predetermined number arranged in the same column, and the drains and sources of the predetermined number of memory cells forming each memory block have corresponding sub-bit lines and sub-sources. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the lines are commonly coupled to each other.
る二つをもってそれぞれ対をなすものであって、上記列
選択信号線は、対をなす二つのメモリブロックの間に一
対ずつ配置され、かつ対をなす2本の列選択信号線のそ
れぞれは、その一方がビット線として使用されるときそ
の他方がソース線として使用されるものであることを特
徴とする請求項1又は請求項2の半導体記憶装置。3. The memory blocks are paired with two adjacent to each other in the row direction, and the column selection signal lines are arranged in pairs between two memory blocks forming a pair, and The semiconductor according to claim 1 or 2, wherein each of the two column selection signal lines forming a pair is used as a source line when one of the column selection signal lines is used as a bit line. Storage device.
交互に配置され、かつ各メモリブロックの両側に配置さ
れる2本の列選択信号線のそれぞれは、その左方がビッ
ト線として使用されるときその右方がソース線として使
用されるものであることを特徴とする請求項1又は請求
項2の半導体記憶装置。4. The column selection signal line is arranged alternately with the memory block, and the left side of each of the two column selection signal lines arranged on both sides of each memory block is used as a bit line. 3. The semiconductor memory device according to claim 1 or 2, wherein the right side thereof is used as a source line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7189776A JPH0917981A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7189776A JPH0917981A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Semiconductor storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0917981A true JPH0917981A (en) | 1997-01-17 |
Family
ID=16247016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7189776A Pending JPH0917981A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0917981A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6885585B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-04-26 | Saifun Semiconductors Ltd. | NROM NOR array |
-
1995
- 1995-07-03 JP JP7189776A patent/JPH0917981A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6885585B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-04-26 | Saifun Semiconductors Ltd. | NROM NOR array |
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