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JP2009116993A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

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JP2009116993A
JP2009116993A JP2007291012A JP2007291012A JP2009116993A JP 2009116993 A JP2009116993 A JP 2009116993A JP 2007291012 A JP2007291012 A JP 2007291012A JP 2007291012 A JP2007291012 A JP 2007291012A JP 2009116993 A JP2009116993 A JP 2009116993A
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JP
Japan
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bit line
sense amplifier
memory cell
cell array
connection
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Withdrawn
Application number
JP2007291012A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironari Suzuki
裕也 鈴木
Kazue Kanda
和重 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress, when a power source pad is arranged at one end of a memory cell array and sense amplifiers are arranged at the one end and the other end of the memory cell array, voltage drop of a power source caused at the sense amplifier of the other end and increase in chip area caused by the increase of wiring width of power source wiring from a power source pad to the sense amplifier of the other end. <P>SOLUTION: The power source pad 20 and a sense amplifier 12A are arranged at one end of a memory cell array 11. A first bit line is arranged correspondingly to the sense amplifier 12A, and the first bit line is sensed by the sense amplifier 12A. A sense amplifier 12B is arranged at the other end of the memory cell array 11. A second bit line is arranged adjacently to the first bit line correspondingly to the sense amplifier 12B, and the second bit line is sensed by the sense amplifier 12B. A connecting circuit 21 connects the first bit line and the second bit line to the sense amplifier 12A during pre-charge operation for pre-charging the first bit line and the second bit line. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、電気的にデータの書き換えが可能な不揮発性半導体記憶装置に関するものであり、例えばNANDフラッシュメモリにおけるセンスアンプの読み出し動作に使用されるものである。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device in which data can be electrically rewritten, and is used, for example, for a read operation of a sense amplifier in a NAND flash memory.

不揮発性半導体記憶装置の一つとして、NAND型フラッシュメモリが知られている。NAND型フラッシュメモリにおいて、全てのビット線に対して、プリチャージし同時に読み出し動作を行う全ビット線選択方式を用いた場合、読み出し動作時にビット線電位の振幅がないため、隣接ビット線の同時読み出しを行うことができる。   A NAND flash memory is known as one of nonvolatile semiconductor memory devices. In the NAND flash memory, when all bit line selection methods that precharge and simultaneously read all bit lines are used, there is no amplitude of the bit line potential during the read operation, so that adjacent bit lines are read simultaneously. It can be performed.

全ビット線選択方式を用いた場合には、従来の隣接ビット線をシールドするセンス方式に比べて、1本のビット線に1つのセンスアンプが必要である。このことから、メモリセルアレイの片側に全てのセンスアンプを配置することは、ビット線間の距離が狭くなりすぎたりして物理的に現実的ではない。そこで、全ビット線選択方式を採用した場合には、センスアンプはメモリセルアレイの上端と下端に配置される。例えば、特許文献1には、メモリセルアレイの上端と下端にそれぞれセンスアンプが配置された半導体記憶装置が記載されている。   When the all bit line selection method is used, one sense amplifier is required for one bit line as compared with the conventional sense method for shielding adjacent bit lines. For this reason, disposing all the sense amplifiers on one side of the memory cell array is not physically practical because the distance between the bit lines becomes too narrow. Therefore, when the all bit line selection method is adopted, the sense amplifiers are arranged at the upper end and the lower end of the memory cell array. For example, Patent Document 1 describes a semiconductor memory device in which sense amplifiers are arranged at the upper end and the lower end of a memory cell array, respectively.

現在、NAND型フラッシュメモリのチップサイズの縮小や、NAND型フラッシュメモリをマイクロSDといったパッケージに用いることにより、電源電圧が供給される電源パッドの配置がメモリセルアレイの片側に制限されることが多い。   Currently, by reducing the chip size of a NAND flash memory or using the NAND flash memory in a package such as a micro SD, the arrangement of power supply pads to which a power supply voltage is supplied is often limited to one side of the memory cell array.

メモリセルアレイの両端にセンスアンプが配置され、メモリセルアレイのいずれか一端に電源パッドが配置される場合、電源パッドから遠い一端側に配置された遠方のセンスアンプに電源を供給するとき、電源の電圧降下が問題となる。このため、メモリセルアレイの脇の領域に電源パッドから遠方のセンスアンプまで太い電源配線をレイアウトする必要が生じる。しかしながら、このような対策を講じると、チップ面積の増加につながり、メモリセルの占有率が高いというNAND型フラッシュメモリの特徴が失われてしまう。
特開2006−338796号公報
When sense amplifiers are arranged at both ends of the memory cell array and a power supply pad is arranged at one end of the memory cell array, the power supply voltage is applied when power is supplied to a remote sense amplifier arranged at one end far from the power supply pad. Descent is a problem. For this reason, it is necessary to lay out a thick power supply wiring from the power supply pad to a remote sense amplifier in a region on the side of the memory cell array. However, when such measures are taken, the chip area increases, and the characteristics of the NAND flash memory that the occupation ratio of the memory cells is high are lost.
JP 2006-338996 A

この発明は、メモリセルアレイの一端に電源パッドを配置し、メモリセルアレイの一端と他端にセンスアンプを配置した際に、他端のセンスアンプに生じる電源の電圧降下や、電源パッドから他端のセンスアンプまでの電源配線の配線幅増大によるチップ面積の増加を抑制することができる不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。   In the present invention, when a power supply pad is arranged at one end of a memory cell array and sense amplifiers are arranged at one end and the other end of the memory cell array, a power supply voltage drop generated in the sense amplifier at the other end, An object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device that can suppress an increase in chip area due to an increase in the wiring width of a power supply line to a sense amplifier.

この発明の一実施態様の不揮発性半導体記憶装置は、メモリセルが複数配列されたメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイの一端に配置され、電源電圧が供給される電源パッドと、前記メモリセルアレイの前記一端に配置された第1のセンスアンプと、前記第1のセンスアンプに対応して配置され、前記第1のセンスアンプによりセンスされる第1のビット線と、前記メモリセルアレイの前記一端に対向する他端に配置された第2のセンスアンプと、前記第2のセンスアンプに対応し前記第1のビット線に隣接して配置され、前記第2のセンスアンプによりセンスされる第2のビット線と、前記第1のビット線と前記第2のビット線をプリチャージするプリチャージ動作時に、前記第1のビット線と前記第2のビット線を前記第1のセンスアンプに接続する接続回路とを具備することを特徴とする。   A nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged, a power supply pad disposed at one end of the memory cell array and supplied with a power supply voltage, and the one end of the memory cell array. And a first bit line arranged corresponding to the first sense amplifier and sensed by the first sense amplifier, and opposed to the one end of the memory cell array. A second sense amplifier disposed at the other end and a second bit line corresponding to the second sense amplifier and disposed adjacent to the first bit line and sensed by the second sense amplifier And during the precharge operation for precharging the first bit line and the second bit line, the first bit line and the second bit line are connected to the first sensor. Characterized by comprising a connection circuit connected to the amplifier.

この発明によれば、メモリセルアレイの一端に電源パッドを配置し、メモリセルアレイの一端と他端にセンスアンプを配置した際に、他端のセンスアンプに生じる電源の電圧降下や、電源パッドから他端のセンスアンプまでの電源配線の配線幅増大によるチップ面積の増加を抑制することができる不揮発性半導体記憶装置を提供することが可能である。   According to the present invention, when the power supply pad is disposed at one end of the memory cell array and the sense amplifier is disposed at one end and the other end of the memory cell array, the voltage drop of the power generated in the sense amplifier at the other end, It is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of suppressing an increase in chip area due to an increase in the wiring width of the power supply wiring to the end sense amplifier.

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。ここでは、不揮発性半導体記憶装置として、NAND型フラッシュメモリを例に取る。説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a NAND flash memory is taken as an example of the nonvolatile semiconductor memory device. In the description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings.

この発明の実施形態のNAND型フラッシュメモリについて説明する。図1は、この発明の実施形態のNAND型フラッシュメモリの構成を示すブロック図である。   A NAND flash memory according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a NAND flash memory according to an embodiment of the present invention.

メモリセルアレイ11内には、複数のメモリセルが行列状に配列され、これらメモリセルにはワード線及びビット線が接続されている。ワード線は行方向に、ビット線は列方向にそれぞれ互いに交差するように配線されている。メモリセルアレイ11のビット線方向の一端にはセンスアンプ12Aが配置され、メモリセルアレイ11のビット線方向の一端に対向する他端にはセンスアンプ12Bが配置されている。メモリセルアレイ11とセンスアンプ12Aとの間には、ビット線とセンスアンプ12Aとを接続する接続回路21が配置されている。さらに、メモリセルアレイ11のワード線方向の両端には、ローデコーダ13がそれぞれ配置されている。   A plurality of memory cells are arranged in a matrix in the memory cell array 11, and word lines and bit lines are connected to these memory cells. The word lines are wired in the row direction, and the bit lines are wired so as to cross each other in the column direction. A sense amplifier 12A is disposed at one end of the memory cell array 11 in the bit line direction, and a sense amplifier 12B is disposed at the other end of the memory cell array 11 opposite to one end in the bit line direction. A connection circuit 21 that connects the bit line and the sense amplifier 12A is disposed between the memory cell array 11 and the sense amplifier 12A. Further, row decoders 13 are disposed at both ends of the memory cell array 11 in the word line direction.

センスアンプ12A、12Bと外部入出力端子I/Oとの間のデータ授受は、データバス14及びI/Oバッファ15を介して行われる。   Data exchange between the sense amplifiers 12A and 12B and the external input / output terminal I / O is performed via the data bus 14 and the I / O buffer 15.

コントローラ16には、各種の外部制御信号、例えば、チップイネーブル信号/CE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、コマンドラッチイネーブル信号CLE、書き込みイネーブル信号/WE、及び読み出しイネーブル信号/REなどが入力される。コントローラ16は、これらの制御信号に基づいて、入出力端子I/Oから供給されるアドレス“Add”とコマンド“Com”を識別する。そして、コントローラ16は、アドレス“Add”を、アドレスレジスタ17を介してローデコーダ13及びカラムデコーダ18に転送する。また、コントローラ16は、コマンド“Com”をデコードする。   Various external control signals such as a chip enable signal / CE, an address latch enable signal ALE, a command latch enable signal CLE, a write enable signal / WE, and a read enable signal / RE are input to the controller 16. Based on these control signals, the controller 16 identifies an address “Add” and a command “Com” supplied from the input / output terminal I / O. Then, the controller 16 transfers the address “Add” to the row decoder 13 and the column decoder 18 via the address register 17. Further, the controller 16 decodes the command “Com”.

コントローラ16は、外部制御信号とコマンドに従って、データ読み出し制御、データ書き込み及び消去のシーケンス制御を行う。各動作モードに必要な内部電圧(例えば、電源電圧より昇圧された電圧)を発生するために、内部電圧発生回路19が設けられている。この内部電圧発生回路19も、コントローラ16により制御されて、昇圧動作を行い必要な電圧を発生する。   The controller 16 performs data read control, data write and erase sequence control according to the external control signal and command. An internal voltage generation circuit 19 is provided to generate an internal voltage (for example, a voltage boosted from the power supply voltage) necessary for each operation mode. The internal voltage generation circuit 19 is also controlled by the controller 16 to perform a boosting operation and generate a necessary voltage.

図2は、実施形態のNAND型フラッシュメモリをチップ10上に形成した場合のレイアウト図である。図2に示すように、メモリセルアレイ11のビット線方向の一端(チップ10の一端)には、電源電圧が供給される電源パッド20が配置されている。さらに、メモリセルアレイ11のビット線方向の一端にはセンスアンプ12Aが配置され、メモリセルアレイ11のビット線方向の他端にはセンスアンプ12Bが配置されている。また、メモリセルアレイ11とセンスアンプ12Aとの間には、ビット線とセンスアンプ12Aとを接続する接続回路21が配置されている。さらに、メモリセルアレイ11のワード線方向の両端には、ローデコーダ13が配置されている。   FIG. 2 is a layout diagram when the NAND flash memory of the embodiment is formed on the chip 10. As shown in FIG. 2, a power supply pad 20 to which a power supply voltage is supplied is disposed at one end of the memory cell array 11 in the bit line direction (one end of the chip 10). Further, a sense amplifier 12A is disposed at one end of the memory cell array 11 in the bit line direction, and a sense amplifier 12B is disposed at the other end of the memory cell array 11 in the bit line direction. A connection circuit 21 that connects the bit line and the sense amplifier 12A is disposed between the memory cell array 11 and the sense amplifier 12A. Furthermore, row decoders 13 are arranged at both ends of the memory cell array 11 in the word line direction.

電源パッド20とセンスアンプ12Aとの間には、メモリセルアレイ11を動作するための周辺回路22が配置されている。周辺回路22としては、例えば前述したI/Oバッファ15、コントローラ16、アドレスレジスタ17、カラムデコーダ18、及び内部電圧発生回路19などが配置される。さらに、ローデコーダ13の外側には電源パッド20からセンスアンプ12Bに電源電圧を供給するための電源配線23が配置されている。   A peripheral circuit 22 for operating the memory cell array 11 is disposed between the power supply pad 20 and the sense amplifier 12A. As the peripheral circuit 22, for example, the I / O buffer 15, the controller 16, the address register 17, the column decoder 18, and the internal voltage generation circuit 19 described above are arranged. Further, a power supply wiring 23 for supplying a power supply voltage from the power supply pad 20 to the sense amplifier 12B is disposed outside the row decoder 13.

次に、メモリセルに接続されたビット線のプリチャージ動作について説明する。   Next, the precharge operation of the bit line connected to the memory cell will be described.

図3(a)及び図3(b)は、ビット線のプリチャージ動作時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態を示す模式図である。ビット線BLeはメモリセルアレイ11内における偶数番目のビット線であり、ビット線BLoはメモリセルアレイ11内における奇数番目のビット線である。ビット線BLeは、ビット線選択トランジスタBLSe′を介してセンスアンプ12Bに接続されている。ビット線BLeは、さらに接続トランジスタBLSeを介してセンスアンプ12Aに接続されている。ビット線BLoは、接続トランジスタBLSoを介してセンスアンプ12Aに接続されている。   FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing the connection state of the sense amplifier, the bit line, and the connection circuit during the precharge operation of the bit line. The bit line BLe is an even-numbered bit line in the memory cell array 11, and the bit line BLo is an odd-numbered bit line in the memory cell array 11. The bit line BLe is connected to the sense amplifier 12B via the bit line selection transistor BLSe ′. The bit line BLe is further connected to the sense amplifier 12A via the connection transistor BLSe. The bit line BLo is connected to the sense amplifier 12A via the connection transistor BLSo.

(1)ビット線のプリチャージ動作の第1例を述べる。先に、ビット線BLeがプリチャージされ、続いてビット線BLoがプリチャージされる。プリチャージ動作の詳細は以下の通りである。先に、図3(a)に示すように、接続トランジスタBLSeがオンとなり、ビット線BLeにセンスアンプ12Aが接続される。ビット線選択トランジスタBLSe′と接続トランジスタBLSoはオフとなり遮断状態となる。この状態で、ビット線BLeのプリチャージが行われる。 (1) A first example of the bit line precharge operation will be described. First, the bit line BLe is precharged, and then the bit line BLo is precharged. Details of the precharge operation are as follows. First, as shown in FIG. 3A, the connection transistor BLSe is turned on, and the sense amplifier 12A is connected to the bit line BLe. The bit line selection transistor BLSe ′ and the connection transistor BLSo are turned off and are cut off. In this state, the bit line BLe is precharged.

続いて、図3(b)に示すように、接続トランジスタBLSeがオフとなり、ビット線BLeとセンスアンプ12Aとが遮断状態となる。接続トランジスタBLSoはオンとなり、ビット線BLoにセンスアンプ12Aが接続される。さらに、ビット線選択トランジスタBLSe′はオンとなり、ビット線BLeにセンスアンプ12Bが接続される。この状態で、ビット線BLoのプリチャージが行われる。このとき、ビット線BLeは、センスアンプ12Bにより再びプリチャージされる。このビット線BLeのプリチャージは、ビット線BLeが既にプリチャージ電位に達しているので、ビット線BLeを最初にプリチャージする場合に比べて、消費電流が少なく、センスアンプ12Bにおける電源の電圧降下を小さくすることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 3B, the connection transistor BLSe is turned off, and the bit line BLe and the sense amplifier 12A are cut off. The connection transistor BLSo is turned on, and the sense amplifier 12A is connected to the bit line BLo. Further, the bit line selection transistor BLSe ′ is turned on, and the sense amplifier 12B is connected to the bit line BLe. In this state, the bit line BLo is precharged. At this time, the bit line BLe is precharged again by the sense amplifier 12B. The bit line BLe is precharged because the bit line BLe has already reached the precharge potential, so that current consumption is smaller than when the bit line BLe is precharged first, and the voltage drop of the power supply in the sense amplifier 12B. Can be reduced.

その後、メモリセルのセンス動作が行われる。図4は、センス時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態を示す模式図である。センス時には、図4に示すように、ビット線BLeがセンスアンプ12Bに接続され、ビット線BLoがセンスアンプ12Aに接続される。このとき、接続トランジスタBLSeによりビット線BLeはセンスアンプ12Aから遮断される。この状態で、ビット線BLeに流れる電流がセンスアンプ12Bによりセンスされ、ビット線BLeに接続されたメモリセルの読み出し動作が行われる。同様に、ビット線BLoに流れる電流がセンスアンプ12Aによりセンスされ、ビット線BLoに接続されたメモリセルの読み出し動作が行われる。   Thereafter, the sensing operation of the memory cell is performed. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a connection state of the sense amplifier, the bit line, and the connection circuit at the time of sensing. At the time of sensing, as shown in FIG. 4, the bit line BLe is connected to the sense amplifier 12B, and the bit line BLo is connected to the sense amplifier 12A. At this time, the bit line BLe is disconnected from the sense amplifier 12A by the connection transistor BLSe. In this state, the current flowing through the bit line BLe is sensed by the sense amplifier 12B, and the read operation of the memory cell connected to the bit line BLe is performed. Similarly, the current flowing through the bit line BLo is sensed by the sense amplifier 12A, and the read operation of the memory cell connected to the bit line BLo is performed.

(2)ビット線のプリチャージ動作の第2例を述べる。この例では、ビット線BLeとビット線BLoが同時にプリチャージされる。プリチャージ動作の詳細は以下の通りである。図5に示すように、接続トランジスタBLSeがオンとなり、ビット線BLeにセンスアンプ12Aが接続される。同時に、接続トランジスタBLSoがオンとなり、ビット線BLoにセンスアンプ12Aが接続される。さらに、ビット線選択トランジスタBLSe′がオフとなり、ビット線BLeとセンスアンプ12Bとが遮断状態となる。この状態で、ビット線BLeとビット線BLoのプリチャージが同時に行われる。 (2) A second example of the bit line precharge operation will be described. In this example, the bit line BLe and the bit line BLo are precharged simultaneously. Details of the precharge operation are as follows. As shown in FIG. 5, the connection transistor BLSe is turned on, and the sense amplifier 12A is connected to the bit line BLe. At the same time, the connection transistor BLSo is turned on, and the sense amplifier 12A is connected to the bit line BLo. Further, the bit line selection transistor BLSe ′ is turned off, and the bit line BLe and the sense amplifier 12B are cut off. In this state, the bit line BLe and the bit line BLo are precharged simultaneously.

その後、メモリセルのセンス動作が行われる。図6は、センス時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態を示す模式図である。センス時には、図6に示すように、ビット線BLeがセンスアンプ12Bに接続され、ビット線BLoがセンスアンプ12Aに接続される。このとき、接続トランジスタBLSeによりビット線BLeはセンスアンプ12Aから遮断される。この状態で、ビット線BLeに流れる電流がセンスアンプ12Bによりセンスされ、ビット線BLeに接続されたメモリセルの読み出し動作が行われる。同様に、ビット線BLoに流れる電流がセンスアンプ12Aによりセンスされ、ビット線BLoに接続されたメモリセルの読み出し動作が行われる。   Thereafter, the sensing operation of the memory cell is performed. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a connection state of the sense amplifier, the bit line, and the connection circuit at the time of sensing. At the time of sensing, as shown in FIG. 6, the bit line BLe is connected to the sense amplifier 12B, and the bit line BLo is connected to the sense amplifier 12A. At this time, the bit line BLe is disconnected from the sense amplifier 12A by the connection transistor BLSe. In this state, the current flowing through the bit line BLe is sensed by the sense amplifier 12B, and the read operation of the memory cell connected to the bit line BLe is performed. Similarly, the current flowing through the bit line BLo is sensed by the sense amplifier 12A, and the read operation of the memory cell connected to the bit line BLo is performed.

次に、電源パッド20が形成された側に配置されたセンスアンプ12Aを用いて全てのビット線をプリチャージするための接続回路21の一例とその動作を説明する。   Next, an example of the connection circuit 21 for precharging all the bit lines using the sense amplifier 12A arranged on the side where the power supply pad 20 is formed and its operation will be described.

図7は、センスアンプ12Aとビット線BLe、BLoとを接続する接続回路21を示している。電源パッド20に近接して配置されたセンスアンプ12Aとビット線BLe、BLoとの間に、図7に示すような回路を挿入し、センスアンプ12Aからビット線BLe、BLoをプリチャージできるようにする。   FIG. 7 shows a connection circuit 21 that connects the sense amplifier 12A and the bit lines BLe and BLo. A circuit as shown in FIG. 7 is inserted between the sense amplifier 12A and the bit lines BLe and BLo arranged close to the power supply pad 20 so that the bit lines BLe and BLo can be precharged from the sense amplifier 12A. To do.

前記第1例としての偶数番目のビット線BLeをプリチャージし、続いて、奇数番目のビット線BLoをプリチャージする動作を述べる。   An operation of precharging even-numbered bit lines BLe as the first example and then precharging odd-numbered bit lines BLo will be described.

接続トランジスタBLSeをオンし、バイアストランジスタBIASeをオフする。さらに、ビット線選択トランジスタBLSe′をオフする。これにより、ビット線BLeをセンスアンプ12Aに接続し、ビット線BLeのプリチャージを行う。このとき、接続トランジスタBLSoをオフし、バイアストランジスタBIASoをオンする。こうして、ビット線BLoに所定電位BLCRL(例えば、接地電位Vss)を供給し、ビット線BLoをシールド線としておく。   The connection transistor BLSe is turned on, and the bias transistor BIASe is turned off. Further, the bit line selection transistor BLSe ′ is turned off. As a result, the bit line BLe is connected to the sense amplifier 12A, and the bit line BLe is precharged. At this time, the connection transistor BLSo is turned off and the bias transistor BIASo is turned on. Thus, the predetermined potential BLCRL (for example, the ground potential Vss) is supplied to the bit line BLo, and the bit line BLo is set as a shield line.

ビット線BLeをプリチャージした後、接続トランジスタBLSeをオフする。バイアストランジスタBIASeはオフしたまま、ビット線選択トランジスタBLSe′をオンする。これにより、ビット線BLeをセンスアンプ12Aから切り離し、センスアンプ12Bに接続しておく。また、バイアストランジスタBIASoをオフし、接続トランジスタBLSoをオンする。これにより、ビット線BLoをセンスアンプ12Aに接続し、ビット線BLoをプリチャージする。ビット線BLoのプリチャージが終わるまでの間、ビット線BLeはセンスアンプ12Bでもう一度、プリチャージする。前述したように、このビット線BLeのプリチャージは、ビット線BLeが既にプリチャージ電位に達しているため、通常よりも電源の電圧降下を小さくすることが可能である。ビット線BLoのプリチャージが終了した後、読み出し動作へ移る。   After precharging the bit line BLe, the connection transistor BLSe is turned off. The bit line selection transistor BLSe ′ is turned on while the bias transistor BIASe remains off. As a result, the bit line BLe is disconnected from the sense amplifier 12A and connected to the sense amplifier 12B. Further, the bias transistor BIASo is turned off and the connection transistor BLSo is turned on. As a result, the bit line BLo is connected to the sense amplifier 12A, and the bit line BLo is precharged. Until the bit line BLo is completely precharged, the bit line BLe is precharged once again by the sense amplifier 12B. As described above, the bit line BLe is precharged because the voltage drop of the power supply can be made smaller than usual because the bit line BLe has already reached the precharge potential. After the precharge of the bit line BLo is completed, the read operation is started.

次に、前記第2例としての、偶数番目のビット線BLeと奇数番目のビット線BLoを同時にプリチャージする動作を述べる。   Next, the operation of precharging the even-numbered bit lines BLe and the odd-numbered bit lines BLo simultaneously as the second example will be described.

接続トランジスタBLSeをオンし、ビット線選択トランジスタBLSe′、バイアストランジスタBIASeをオフする。さらに、接続トランジスタBLSoをオンし、トランジスタBIASoをオフする。これにより、ビット線BLeとビット線BLoをセンスアンプ12Aに接続し、ビット線BLeとビット線BLoを同時にプリチャージする。このとき、ビット線選択トランジスタBLSe′をオフし、ビット線BLeをセンスアンプ12Bから切り離すことにより、センスアンプ12B側の電源の電圧降下を抑えることができる。ビット線BLs、BLoのプリチャージが終了した後、接続トランジスタBLSeをオフし、ビット線選択トランジスタBLSe′をオンして、読み出し動作へ移る。   The connection transistor BLSe is turned on, and the bit line selection transistor BLSe ′ and the bias transistor BIASe are turned off. Further, the connection transistor BLSo is turned on and the transistor BIASo is turned off. As a result, the bit line BLe and the bit line BLo are connected to the sense amplifier 12A, and the bit line BLe and the bit line BLo are simultaneously precharged. At this time, the voltage drop of the power supply on the sense amplifier 12B side can be suppressed by turning off the bit line selection transistor BLSe ′ and disconnecting the bit line BLe from the sense amplifier 12B. After the precharge of the bit lines BLs and BLo is completed, the connection transistor BLSe is turned off, the bit line selection transistor BLSe ′ is turned on, and the read operation is started.

以上説明したように、電源パッドが形成された側に配置されたセンスアンプを用いて全てのビット線をプリチャージすることにより、セルアレイの両側にセンスアンプを配置した際に、電源パッドから遠い側に配置されたセンスアンプにてプリチャージした場合に生じる電源の電圧降下や、この電源の電圧降下を抑えるために電源配線の配線幅を増大させた場合に生じるチップ面積の増加を抑制することが可能である。   As described above, when the sense amplifiers are arranged on both sides of the cell array by precharging all the bit lines using the sense amplifiers arranged on the side where the power pads are formed, the side far from the power pads To suppress the voltage drop of the power supply that occurs when precharging by the sense amplifier arranged in the circuit, and the increase in chip area that occurs when the wiring width of the power supply wiring is increased to suppress this voltage drop of the power supply Is possible.

以下に、NAND型フラッシュメモリの全ビット線選択方式におけるビット線プリチャージ時の動作と、センス時の動作を説明しておく。図8及び図9は、全ビット線選択方式におけるセンスアンプの回路図である。図8はビット線プリチャージ時を示し、図9はセンス時を示す。   The operation at the time of bit line precharging and the operation at the time of sensing in the all bit line selection method of the NAND flash memory will be described below. 8 and 9 are circuit diagrams of the sense amplifier in the all bit line selection method. FIG. 8 shows the bit line precharge time, and FIG. 9 shows the sense time.

読み出し動作では、初めにビット線BLとセンスノードSENをプリチャージする。例えば、図8に示すように、ビット線BLを0.5V、センスノードSENを2.5Vとし、電流Icellを1μAとする。このとき、NANDセルを介して接地電位(共通ソース線)に放電したまま(電流を流しながら)、ビット線を充電する。その後、充電したままセンスを開始する。   In the read operation, first, the bit line BL and the sense node SEN are precharged. For example, as shown in FIG. 8, the bit line BL is 0.5 V, the sense node SEN is 2.5 V, and the current Icell is 1 μA. At this time, the bit line is charged while discharging to the ground potential (common source line) via the NAND cell (while a current flows). Thereafter, the sensing is started while being charged.

図9に示すセンス時には、選択セルが“1”データの場合、電流Icellが1μA(電流供給能力)以上になり、ビット線電位が0.5Vから0Vに、センスノードSENの電位が2.5Vから0Vに放電される。そして、ラッチ回路LAに電圧Vddが保持される。一方、選択セルが“0”データの場合、電流Icellが電流供給能力未満になり、ビット線BL電位とセンスノードSENの電位は変化しないので、ラッチ回路LAに接地電位Vssが保持される。上述のように、読み出し動作時にビット線電位は、0Vか0.5Vのどちらかに固定されているので、隣接するビット線BLをシールドする必要がない。   At the time of sensing shown in FIG. 9, when the selected cell is “1” data, the current Icell is 1 μA (current supply capability) or more, the bit line potential is changed from 0.5 V to 0 V, and the potential of the sense node SEN is 2.5 V. To 0V. Then, the voltage Vdd is held in the latch circuit LA. On the other hand, when the selected cell is “0” data, the current Icell becomes less than the current supply capability, and the potential of the bit line BL and the sense node SEN do not change, so that the ground potential Vss is held in the latch circuit LA. As described above, since the bit line potential is fixed to either 0V or 0.5V during the read operation, it is not necessary to shield the adjacent bit line BL.

この発明の実施形態において、従来の全ビット線選択方式の読み出し動作との違いは、始めに電源パッドに近接して配置されたセンスアンプに全てのビット線を接続して、このセンスアンプを用いてビット線をプリチャージすることである。その後、電源パッドから遠い側に配置されたセンスアンプでセンスするビット線を近接したセンスアンプから切り離し、遠方のセンスアンプに接続してセンスを開始する。この方式を採用することにより、ビット線プリチャージ時のピーク電流が近接したセンスアンプからのみ供給されるので、遠方のセンスアンプにおける電源の電圧降下の影響を抑制することができる。このように、電源の電圧降下を抑制できるため、電源パッドから遠方のセンスアンプに電源を供給している配線幅の太い電源配線を細くできる。これにより、チップ面積を縮小することができる。   In the embodiment of the present invention, the difference from the read operation of the conventional all bit line selection method is that all the bit lines are first connected to the sense amplifier arranged close to the power supply pad, and this sense amplifier is used. The bit line is precharged. Thereafter, the bit line sensed by the sense amplifier arranged on the side far from the power supply pad is disconnected from the adjacent sense amplifier, and connected to the far sense amplifier to start sensing. By adopting this method, since the peak current at the time of bit line precharging is supplied only from the adjacent sense amplifier, the influence of the voltage drop of the power supply in the remote sense amplifier can be suppressed. Thus, since the voltage drop of the power supply can be suppressed, the power supply wiring having a large wiring width for supplying power to the sense amplifier far from the power supply pad can be thinned. Thereby, the chip area can be reduced.

この発明の実施形態によれば、センスアンプの読み出し動作において、電源パッドに近い方のセンスアンプにて全てのビット線をプリチャージにすることにより、電源パッドから遠方のセンスアンプにおける電源の電圧降下を抑制でき、また電源パッドから遠方のセンスアンプまでの電源配線幅を縮小することができるため、信頼性向上とチップ面積削減が可能な不揮発性半導体記憶装置を提供することが可能である。   According to the embodiment of the present invention, in the read operation of the sense amplifier, the voltage drop of the power supply in the sense amplifier far from the power supply pad is obtained by precharging all the bit lines with the sense amplifier closer to the power supply pad. In addition, the width of the power supply wiring from the power supply pad to the remote sense amplifier can be reduced, so that it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of improving reliability and reducing the chip area.

なお、ここでは不揮発性半導体記憶装置としてNAND型フラッシュメモリを例に取り説明したが、この発明の実施形態は、AND型フラッシュメモリ、NOR型フラッシュメモリ、DINOR型フラッシュメモリ、3トランジスタ型のNAND型フラッシュメモリ(3Tr.−NAND型フラッシュメモリ)、nanoフラッシュメモリのいずれにも適用可能である。   Here, the NAND flash memory has been described as an example of the nonvolatile semiconductor memory device, but the embodiment of the present invention is an AND flash memory, a NOR flash memory, a DINOR flash memory, a three-transistor NAND type. The present invention can be applied to both a flash memory (3Tr.-NAND flash memory) and a nano flash memory.

また、前述した実施形態は唯一の実施形態ではなく、前記構成の変更あるいは各種構成の追加によって、様々な実施形態を形成することが可能である。   In addition, the above-described embodiment is not the only embodiment, and various embodiments can be formed by changing the configuration or adding various configurations.

この発明の実施形態のNAND型フラッシュメモリの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a NAND flash memory according to an embodiment of the present invention. 実施形態のNAND型フラッシュメモリをチップ上に形成した場合のレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram when the NAND flash memory of the embodiment is formed on a chip. 実施形態のビット線プリチャージ動作時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態(第1例)を示す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a connection state (first example) of a sense amplifier, a bit line, and a connection circuit during the bit line precharge operation of the embodiment. FIG. 実施形態のセンス時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態(第1例)を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a connection state (first example) of a sense amplifier, a bit line, and a connection circuit during sensing according to the embodiment. 実施形態のビット線プリチャージ動作時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態(第2例)を示す模式図である。5 is a schematic diagram illustrating a connection state (second example) of the sense amplifier, the bit line, and the connection circuit during the bit line precharge operation of the embodiment. FIG. 実施形態のセンス時におけるセンスアンプ、ビット線、及び接続回路の接続状態(第2例)を示す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a connection state (second example) of the sense amplifier, the bit line, and the connection circuit at the time of sensing according to the embodiment. FIG. 実施形態のセンスアンプとビット線BLe、BLoとを接続する接続回路を示す回路図である。4 is a circuit diagram illustrating a connection circuit that connects the sense amplifier and the bit lines BLe and BLo of the embodiment. FIG. NAND型フラッシュメモリの全ビット線選択方式におけるセンスアンプの回路図(ビット線プリチャージ時)である。FIG. 4 is a circuit diagram of a sense amplifier in a NAND flash memory all bit line selection method (at the time of bit line precharging). NAND型フラッシュメモリの全ビット線選択方式におけるセンスアンプの回路図(センス時)である。FIG. 3 is a circuit diagram (at the time of sensing) of a sense amplifier in an all bit line selection method of a NAND flash memory.

符号の説明Explanation of symbols

10…チップ、11…メモリセルアレイ、12A,12B…センスアンプ、21…接続回路、13…ローデコーダ、14…データバス、15…I/Oバッファ、16…コントローラ、/CE…チップイネーブル信号、ALE…アドレスラッチイネーブル信号、CLE…コマンドラッチイネーブル信号、/WE…書き込みイネーブル信号、/RE…読み出しイネーブル信号、17…アドレスレジスタ、18…カラムデコーダ、19…内部電圧発生回路、20…電源パッド、21…接続回路、22…周辺回路、23…電源配線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Chip, 11 ... Memory cell array, 12A, 12B ... Sense amplifier, 21 ... Connection circuit, 13 ... Row decoder, 14 ... Data bus, 15 ... I / O buffer, 16 ... Controller, / CE ... Chip enable signal, ALE ... Address latch enable signal, CLE ... Command latch enable signal, / WE ... Write enable signal, / RE ... Read enable signal, 17 ... Address register, 18 ... Column decoder, 19 ... Internal voltage generation circuit, 20 ... Power supply pad, 21 Connection circuit 22 Peripheral circuit 23 Power supply wiring

Claims (5)

メモリセルが複数配列されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの一端に配置され、電源電圧が供給される電源パッドと、
前記メモリセルアレイの前記一端に配置された第1のセンスアンプと、
前記第1のセンスアンプに対応して配置され、前記第1のセンスアンプによりセンスされる第1のビット線と、
前記メモリセルアレイの前記一端に対向する他端に配置された第2のセンスアンプと、
前記第2のセンスアンプに対応し前記第1のビット線に隣接して配置され、前記第2のセンスアンプによりセンスされる第2のビット線と、
前記第1のビット線と前記第2のビット線をプリチャージするプリチャージ動作時に、前記第1のビット線と前記第2のビット線を前記第1のセンスアンプに接続する接続回路と、
を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged;
A power supply pad disposed at one end of the memory cell array and supplied with a power supply voltage;
A first sense amplifier disposed at the one end of the memory cell array;
A first bit line arranged corresponding to the first sense amplifier and sensed by the first sense amplifier;
A second sense amplifier disposed at the other end opposite to the one end of the memory cell array;
A second bit line corresponding to the second sense amplifier and disposed adjacent to the first bit line and sensed by the second sense amplifier;
A connection circuit for connecting the first bit line and the second bit line to the first sense amplifier during a precharge operation for precharging the first bit line and the second bit line;
A non-volatile semiconductor memory device comprising:
前記接続回路は、前記第1のセンスアンプと前記第1のビット線との間を接続状態あるいは遮断状態に切り換える第1の接続トランジスタと、前記第1のセンスアンプと前記第2のビット線との間を接続状態あるいは遮断状態に切り換える第2の接続トランジスタと、前記第1のビット線を所定電位に接続する第1のバイアストランジスタと、前記第2のビット線を前記所定電位に接続する第2のバイアストランジスタとを有することを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The connection circuit includes a first connection transistor that switches between the first sense amplifier and the first bit line to a connected state or a cut-off state, the first sense amplifier, and the second bit line. A second connection transistor that switches between a connection state and a cut-off state; a first bias transistor that connects the first bit line to a predetermined potential; and a second connection transistor that connects the second bit line to the predetermined potential. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising two bias transistors. 前記第2のセンスアンプと前記第2のビット線との間を接続状態あるいは遮断状態に切り換える選択トランジスタをさらに具備し、
前記第2の接続トランジスタは、前記第2のビット線を前記第1のセンスアンプに接続し、前記選択トランジスタは前記第2のビット線を前記第2のセンスアンプから遮断し、前記第1のバイアストランジスタは前記第1のビット線を前記所定電位に接続し、前記第1のセンスアンプは前記第2のビット線のプリチャージを行い、
前記第2の接続トランジスタは、前記第2のビット線を前記第1のセンスアンプから遮断し、前記第1の接続トランジスタは前記第1のビット線を前記第1のセンスアンプに接続し、前記第2のバイアストランジスタは前記第2のビット線を前記所定電位に接続し、前記第1のセンスアンプは前記第1のビット線のプリチャージを行うことを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A selection transistor for switching between the second sense amplifier and the second bit line to a connected state or a cut-off state;
The second connection transistor connects the second bit line to the first sense amplifier, the selection transistor disconnects the second bit line from the second sense amplifier, and The bias transistor connects the first bit line to the predetermined potential, the first sense amplifier precharges the second bit line,
The second connection transistor disconnects the second bit line from the first sense amplifier, the first connection transistor connects the first bit line to the first sense amplifier, and 3. The nonvolatile memory according to claim 2, wherein a second bias transistor connects the second bit line to the predetermined potential, and the first sense amplifier precharges the first bit line. Semiconductor memory device.
前記第2のセンスアンプと前記第2のビット線との間を接続状態あるいは遮断状態に切り換える選択トランジスタをさらに具備し、
前記第2の接続トランジスタは、前記第2のビット線を前記第1のセンスアンプに接続し、前記選択トランジスタは前記第2のビット線を前記第2のセンスアンプから遮断し、前記第1の接続トランジスタは前記第1のビット線を前記第1のセンスアンプに接続し、前記第1のセンスアンプは前記第1のビット線と前記第2のビット線のプリチャージを同時に行うことを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A selection transistor for switching between the second sense amplifier and the second bit line to a connected state or a cut-off state;
The second connection transistor connects the second bit line to the first sense amplifier, the selection transistor disconnects the second bit line from the second sense amplifier, and A connection transistor connects the first bit line to the first sense amplifier, and the first sense amplifier simultaneously precharges the first bit line and the second bit line. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2.
前記第1のセンスアンプにより前記第1のビット線と前記第2のビット線をプリチャージした後、前記第2の接続トランジスタは、前記第2のビット線を前記第1のセンスアンプから遮断し、前記第1のセンスアンプは前記第1のビット線のセンスを行い、
前記選択トランジスタは前記第2のビット線を前記第2のセンスアンプに接続し、前記第2のセンスアンプは前記第2のビット線のセンスを行うことを特徴とする請求項3または4に記載の不揮発性半導体記憶装置。
After precharging the first bit line and the second bit line by the first sense amplifier, the second connection transistor cuts off the second bit line from the first sense amplifier. The first sense amplifier senses the first bit line;
5. The selection transistor according to claim 3, wherein the selection transistor connects the second bit line to the second sense amplifier, and the second sense amplifier senses the second bit line. Nonvolatile semiconductor memory device.
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JP2011138569A (en) * 2009-12-25 2011-07-14 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011008838A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device and writing method of the same
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