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JP2004134047A - Semiconductor memory - Google Patents

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JP2004134047A
JP2004134047A JP2002300341A JP2002300341A JP2004134047A JP 2004134047 A JP2004134047 A JP 2004134047A JP 2002300341 A JP2002300341 A JP 2002300341A JP 2002300341 A JP2002300341 A JP 2002300341A JP 2004134047 A JP2004134047 A JP 2004134047A
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JP
Japan
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voltage
memory cell
memory
level shifter
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002300341A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takano
高野 洋
Tadashi Sakai
境 直史
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory which adequately restrains complication in circuit configuration and enlargement in circuit scale while having an access structure for accessing a memory cell by using a prescribed voltage obtained by boosting a supply voltage. <P>SOLUTION: Access to each memory cell of a memory array 110 is made by an boosted voltage obtained by boosting the supply voltage of a battery 195 through a boosting circuit 190. The power supply for a memory block 100 including the memory array 110 is the boosting circuit 190. Level shifters 115, 157 and 185 are provided, which convert to a voltage with the boosted voltage boosted by the boosting circuit 190 a signal (a signal whose voltage level is the voltage level of the battery 195) inputted to the memory block 100 from the outside of the memory block 100. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体メモリに関し、特に所定に昇圧した電圧にてメモリセルにアクセスするアクセス構造を有する半導体メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7に、この種の半導体メモリの一例を示す。同図7に示されるように、この半導体メモリは、複数のメモリセルが2次元的に規則的に配列されたメモリセルアレイ310を備えている。このメモリセルアレイは、フラッシュメモリとして構成されている。このフラッシュメモリは、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ(Electrially Erasable and Programmable Read Only Memory:EEPROM)の一種であって、所定の複数個のメモリセルに記憶されたデータを一括して消去する構成となっている。図8に、各メモリセルの等価回路を示す。
【0003】
同図8に示されるように、このフラッシュメモリは、例えば下記特許文献1等に記載されているスプリットゲート型のものとして構成されている。そして、各メモリセルMCは、コントロールゲートcgと、同コントロールゲートcg及びチャネルc間に絶縁物を介して形成されているフローティングゲートfgとを有するトランジスタMTを備えて構成されている。このトランジスタMTは、フローティングゲートfgへの電子の保持態様によって、すなわち、フローティングゲートfgに電子が蓄積されるか蓄積されないかによって、論理「H」又は「L」のデータを保持(記憶)するものである。
【0004】
このトランジスタMTの上記コントロールゲートcgはワード線WLと接続されており、また、ドレインdはビット線BLと接続されており、更に、ソースsはソース線SLと接続されている。そして、これらワード線WL、ビット線BL、ソース線SLへ図9に示す電圧を印加することで、メモリセルMCからのデータの読み出し、同メモリセルMCへのデータの書き込み、及び同メモリセルMCの保持するデータの消去をそれぞれ行う。
【0005】
次に、メモリセルMCとの間でのデータの読み出し、書き込み、消去の各アクセス動作について、図7を参照して更に詳述する。ちなみに、この半導体メモリにおいて、図中、波線にて囲ったメモリブロック300は、基本的には、バッテリ395を電力供給源としている。
【0006】
まず、メモリセルMCに記憶保持されているデータの読み出しに際しては、昇圧回路390において、バッテリ395の電圧(例えば1.5V)が読み出し用の昇圧電圧(例えば3.0V)に昇圧される。更に、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータがそれぞれ列アドレスデコーダ320及び行アドレスデコーダ330に入力される。
【0007】
そして、列アドレスデコーダ320では、列アドレスデータに基づいてメモリセルアレイ310の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をビット線セレクタ325に出力する。これに対し、ビット線セレクタ325では、アクセス対象となるメモリセルMCのビット線BLを選択的にバッテリ395の電圧にてプリチャージする。
【0008】
こうしたプリチャージがなされる一方、行アドレスデコーダ330では、行アドレスデータに基づいてメモリセルアレイ310の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をレベルシフタ335に出力する。これに対し、レベルシフタ335では、この行アドレスデコーダ330の出力を昇圧回路390の昇圧電圧にて電圧変換する。すなわち、バッテリ395の高電圧側(例えば1.5V)を論理「H」とし、例えば接地を論理「L」とする行アドレスデコーダ330の出力を、昇圧回路390の出力電圧(例えば3V)を論理「H」とし例えば接地側を論理「L」とするデータに電圧変換する。そして、この電圧変換された信号がワード線ドライバ340に取り込まれ、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに対応したドライバが選択的に駆動される。すなわち、選択されたドライバから対応するワード線WLに上記昇圧電圧が印加される。図10に、これら行アドレスデコーダ330、レベルシフタ335、ワード線ドライバ340のうち、所定のワード線WLと接続される部分についてその等価回路を参考までに示す。
【0009】
これにより、プリチャージのなされたビット線BLの電位の変化態様に応じてデータの読み出しを行うことができる。すなわち、アクセス対象のメモリセルMCのトランジスタMT(図8)のフローティングゲートfgに電子が保持されている場合にはビット線BLの電位が変化しないのであるが、電子が保持されていない場合にはビット線BLの電位が変化する。このため、このビット線BLの電位の変化をリードアンプ350にて増幅してリードデータとして取り出すことができる。
【0010】
また、メモリセルMCへのデータの書き込み(フローティングゲートfgへの電子の蓄積)に際しては、昇圧回路390において、バッテリ395の電圧が書き込み用の昇圧電圧(例えば9.0V)に昇圧される。更に、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータがそれぞれ列アドレスデコーダ320及び行アドレスデコーダ330に入力される。
【0011】
そして、列アドレスデコーダ320では、列アドレスデータに基づいてメモリセルアレイ310の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をビット線セレクタ325に出力する。これに対し、ビット線セレクタ325では、ライトアンプ355の生成する所定の電圧(例えば0.6V)をアクセス対象となるメモリセルMCのビット線BLに印加する。
【0012】
一方、行アドレスデコーダ330では、行アドレスデータに基づいてメモリセルアレイ310の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号を出力する。これに対し、レベルシフタ335では、この行アドレスデコーダ330の出力を2.0V生成部360の電圧にて電圧変換する。そして、この電圧変換された信号がワード線ドライバ340に取り込まれ、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに対応したドライバが選択的に駆動される。すなわち、選択されたドライバから対応するワード線に上記昇圧電圧が印加される。
【0013】
また、レベルシフタ365では、この行アドレスデコーダ330の出力を昇圧回路390の電圧にて電圧変換する。そして、この電圧変換された信号がソース線ドライバ370に取り込まれ、アクセス対象となるメモリセルMCのソース線SLに対応したドライバが選択的に駆動される。すなわち、選択されたドライバから対応するソース線SLに上記昇圧回路390の昇圧電圧が印加される。これにより、アクセス対象となるメモリセルへのデータの書き込みが行われる。
【0014】
更に、メモリセルMCに記憶されたデータの消去に際しては、昇圧回路390を通じて、バッテリ395の電圧が消去用の昇圧電圧(例えば9.0V)に昇圧される。更に、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータが行アドレスデコーダ330に入力されるとともに、列アドレスデータが列アドレスデコーダ320に入力される。
【0015】
そして、ビット線セレクタ325では、列アドレスデータに基づき、アクセス対象となる(複数の)メモリセルMCのビット線BL及びソース線SLの電圧を「0V」とする。
【0016】
更に、行アドレスデコーダ330では、行アドレスデータに基づいてメモリセルアレイ310の所定のワード線WLへアクセスするための信号を出力する。これに対し、レベルシフタ335では、この行アドレスデコーダ330の出力を昇圧回路390の昇圧電圧にて電圧変換する。そして、この電圧変換された信号がワード線ドライバ340に取り込まれ、上記ワード線WLに対応したドライバが昇圧電圧にて選択的に駆動される。すなわち、選択されたドライバから対応するワード線に上記昇圧電圧が印加される。これにより、このワード線WLにつながるメモリセルMCのデータが消去される。
【0017】
ちなみに、こうした一連のメモリセルのアクセスタイミング等は、外部からのアクセス態様を指令する信号(リードイネーブル、ライトイネーブル、イレーズイネーブル)に基づき、制御回路380によって制御される。
【0018】
なお、こうした半導体メモリについて記載された刊行物としては、上記特許文献1の他、下記特許文献2がある。
【0019】
【特許文献1】
特開平9−213086号
【特許文献2】
特開2001−102553号
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
上記半導体メモリによれば、基本的にはバッテリ395による電力にて駆動しつつも、昇圧回路390を備えることで、メモリセルMCへのアクセスを的確に行うことができる。ただし、こうした半導体メモリは、反面、メモリセルMCへのアクセスに際して昇圧回路390による昇圧電圧をメモリセルMCへ印加するための専用の回路が必要であり、メモリセル全体としての複雑化が避けられない実情にある。また、行アドレスデコーダ330及びワード線ドライバ340間や、行アドレスデコーダ330及びソース線ドライバ370間にもレベルシフタ335、365を備える必要が生じる等、それら回路による回路規模の増大も無視できない。
【0021】
なお、上記フラッシュメモリに限らず、電源電圧を所定に昇圧した電圧を用いてメモリセルにアクセスする半導体メモリにあっては、こうした実情も概ね共通したものとなっている。
【0022】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧を所定に昇圧した電圧を用いてメモリセルへアクセスするアクセス構造を有しながら、その回路構成の複雑化や回路規模の増大を好適に抑制することのできる半導体メモリを提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1記載の発明は、電源電圧を所定に昇圧した昇圧電圧によって駆動されるドライバによりメモリセルへのアクセスが行われる半導体メモリにおいて、前記アクセスの対象となるメモリセルを指定するアドレスに関するデータを前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、該レベルシフタの出力に基づき前記アドレスに関するデータに対応したドライバを選択的に駆動するアドレスデコーダとを備えることをその要旨とする。
【0024】
上記構成では、アドレスに関するデータに対応したドライバを選択的に駆動するアドレスデコーダが、レベルシフタの出力に基づき動作する。このため、アドレスデコーダとドライバとの動作電圧を共通の昇圧電圧とすることができる。したがって、アドレスデコーダ及びドライバ間にレベルシフタを設ける必要性を排除することができ、半導体メモリとしての回路規模の増大を好適に抑制することができるようになる。すなわち、アドレスデコーダ及びドライバ間にレベルシフタを設ける場合には、駆動するドライバの数だけのレベルシフタが必要となるが、上記構成では、このドライバ数を記述し得るビット数のレベルシフタを必要とするのみであり、回路規模の増大が抑制される。
【0025】
なお、こうした構成を有する半導体メモリは、半導体メモリの搭載される集積回路に占めるメモリセルの面積の割合が所定以下である場合や、要求される設計期間が所定以下の場合については、特に有効である。
【0026】
請求項2記載の発明は、ドライバにより選択されるワード線へ電源電圧を所定に昇圧した昇圧電圧を印加することでアクセス対象とするメモリセルの行アドレスを指定するとともに、ビット線を選択することで同アクセス対象とするメモリセルの列アドレスを指定する半導体メモリにおいて、前記アクセス対象となるメモリセルに応じたワード線を指定する行アドレスに関するデータが入力されると、該行アドレスに関するデータを前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、該レベルシフタの出力に基づいて前記アクセス対象となるメモリセルのワード線に前記昇圧電圧を印加するドライバを選択的に駆動する行アドレスデコーダとを備えることをその要旨とする。
【0027】
上記構成では、行アドレスに関するデータに対応したドライバを選択的に駆動する行アドレスデコーダが、レベルシフタの出力に基づき動作する。このため、行アドレスデコーダとドライバとの動作電圧を共通の昇圧電圧とすることができる。したがって、行アドレスデコーダ及びドライバ間にレベルシフタを設ける必要性を排除することができ、半導体メモリとしての回路規模の増大を好適に抑制することができるようになる。すなわち、行アドレスデコーダ及びドライバ間にレベルシフタを設ける場合には、駆動するドライバの数だけのレベルシフタが必要となるが、上記構成では、このドライバ数を記述し得るビット数のレベルシフタを必要とするのみであり、回路規模の増大が抑制される。
【0028】
なお、こうした構成を有する半導体メモリは、半導体メモリの搭載される集積回路に占めるメモリセルの面積の割合が所定以下の場合や、要求される設計期間が所定以下の場合については、特に有効である。
【0029】
請求項3記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記アクセス対象となるメモリセルのビット線を選択するビット線セレクタと、同アクセス対象となるメモリセルに応じたビット線を指定する列アドレスに関するデータが入力されると、該列アドレスに関するデータを前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、前記列アドレスに関するデータが入力されるレベルシフタの出力に基づいて前記ビット線セレクタを駆動する列アドレスデコーダとを更に備えることをその要旨とする。
【0030】
上記構成では、行アドレスデコーダ及び列アドレスデコーダを同一の特性のトランジスタとすることができるため、これらを同一の電圧レベルの信号にて制御することができ、制御を簡易に行うことができるようになる。また、ビット線セレクタ及び列アドレスデコーダ、行アドレスデコーダ、ワード線ドライバを同一特性のトランジスタとすることができため、その製造も簡易に行うことができる。
【0031】
更に、上記構成では、ビット線セレクタを駆動する列アドレスデコーダが、レベルシフタの出力に基づき動作する。このため、列アドレスデコーダとドライバとの動作電圧を共通の昇圧電圧とすることができる。したがって、たとえビット線セレクタを昇圧電圧にて駆動する場合であれ、列アドレスデコーダ及びドライバ間にレベルシフタを設ける必要性を排除することができ、半導体メモリとしての回路規模の増大を好適に抑制することができるようになる。
【0032】
請求項4記載の発明は、請求項2叉は3記載の発明において、前記メモリセルへのアクセス態様を指令する指令信号を前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、前記指令信号が入力されるレベルシフタの出力に基づいて前記メモリセルへのアクセスタイミングを制御する制御回路とを更に備えることをその要旨とする。
【0033】
上記構成では、メモリセルへのアクセスタイミングを制御する制御回路が、レベルシフタの出力に基づき動作する。このため、メモリセルや、行アドレスデコーダ、ドライバ等と、制御回路との動作電圧を共通の昇圧電圧とすることができ、制御回路によるこれらの制御を簡易に行うことができる。
【0034】
請求項5記載の発明は、電源電圧を所定の昇圧電圧に昇圧する昇圧回路と、メモリブロックとして、メモリセル、及び前記昇圧電圧によって駆動されて該メモリセルにアクセスするドライバ、及び外部からのアドレスに関するデータに基づき該アドレスデータに対応するドライバを選択的に駆動するアドレスデコーダを少なくとも備える半導体メモリにおいて、前記メモリブロックは、前記昇圧回路を電力供給源とし、且つ入力される信号を前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタを備えることをその要旨とする。
【0035】
上記構成では、メモリブロックが昇圧回路を電力供給源とするために、メモリセルにアクセスするドライバやアドレスデコーダ等、メモリブロック内のメモリセルの周辺回路を共通の昇圧電圧にて動作させることができ、回路を簡素化することができるようになる。
【0036】
しかも、入力される信号は、レベルシフタによって、昇圧電圧にて電圧変換されるために、同メモリブロックと外部との信号の授受も的確に行うこともできる。更に、メモリブロックに入力される信号をレベルシフタによって電圧変換するために、少なくともアドレスデコーダがこの電圧変換された信号に基づいてドライバを直接駆動することができ、ドライバの直前にレベルシフタを備える場合と比較して回路規模を低減することもできる。
【0037】
なお、こうした構成を有する半導体メモリは、半導体メモリの搭載される集積回路に占めるメモリセルの面積の割合が所定以下の場合や、要求される設計期間が所定以下の場合については、特に有効である。
【0038】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる半導体メモリの第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0039】
図1は、本実施形態にかかる半導体メモリの全体構成を示すブロック図である。この半導体メモリは、論理回路等とともに、半導体集積回路に混載されているものである。この半導体メモリは、メモリブロック100と、バッテリ195の電源電圧(例えば1.5V)を所定の電圧に昇圧する昇圧回路190とを備えている。そして、図1に示されるように、このメモリブロック100は、昇圧回路190を電力供給源とする。
【0040】
このように本実施形態では、メモリブロック100の電力供給源を昇圧回路190とすることで、メモリブロック100内のトランジスタを全て同一の特性(耐圧特性等)を有するものとして、構成の簡素化を図る。また、このようにメモリブロック100内に一括して昇圧電圧を印加することで、メモリブロック内において複数の給電経路を有する場合と比較して、その給電経路の簡素化を併せ図っている。
【0041】
上記メモリブロック100は、先の図7に示したメモリセルアレイ310と同様のメモリセルアレイ110を備えている。このメモリセルアレイ110の各メモリセルMCは、先の図8に示したものと同一である。そして、このメモリセルMCへのアクセスに際しては、基本的には先の図7に示した半導体メモリと同様の態様にて各メモリセルのワード線WL、ビット線BL、ソース線SLに電圧を印加する。
【0042】
そして、本実施形態では、こうしたメモリセルと、メモリブロック100内のメモリセルの周辺回路とを共通の昇圧電圧にて動作させる。このため、このメモリブロック100の外部から同メモリブロック100へ入力される信号(その電圧レベルとしてバッテリ195の電圧レベルを想定)を昇圧回路190にて昇圧された昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタ115、157、185を備える。したがって、上記各レベルシフタ115、157、185によって、バッテリ195の高電圧側及び接地間で2値化された論理レベル信号が、昇圧回路190の出力電圧及び接地間で2値化された論理レベル信号に変換されることとなる。
【0043】
このように、メモリブロック100において、各入力端子から取り込まれた信号をレベルシフタによって電圧変換することで、メモリブロック100内の回路を同メモリブロック100の外部の動作電圧レベルの信号に基づいて的確に動作させることが可能となる。
【0044】
更に、メモリブロック100の外部へ出力される信号をバッテリ195の電圧によって電圧変換するレベルシフタ152を備えている。これにより、メモリブロック100の外部においてメモリブロック100の出力信号を的確に処理することが可能となる。
【0045】
ここで、レベルシフタ115は、アクセス対象となるメモリセルMCに応じたワード線WLを指定する行アドレスデータが入力されると、これを昇圧回路190の昇圧電圧によって電圧変換して、行アドレスデコーダ130に出力するものである。更に、同レベルシフタ115は、アクセス対象となるメモリセルMCに応じたビット線BLを指定する列アドレスデータが入力されると、これを昇圧回路190の昇圧電圧によって電圧変換するものでもある。
【0046】
一方、行アドレスデコーダ130は、レベルシフタ115の出力に基づき、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに昇圧電圧を印加するワード線ドライバ140内のドライバを選択的に駆動する回路である。すなわち、レベルシフタ115により電圧変換のなされた行アドレスデータに基づき、ワード線ドライバ140内においてアクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに昇圧電圧を印加するドライバを選択する。図2に、これら行アドレスデコーダ130や、ワード線ドライバ140において、所定のワード線WLと接続する部分についての構成を例示する。
【0047】
同図2に示すように、行アドレスデコーダ130は、電圧変換のなされた行アドレスデータ等に基づき、ワード線ドライバ140のうち所定のドライバ140dに論理「H」の信号を入力する。一方、ドライバ140dは、2.0V生成部160及び上記昇圧回路190のいずれかを電力供給源として駆動されるものであり、行アドレスデコーダ130から論理「H」の信号が入力されると、上記電力供給源の電圧をワード線WLに印加する。
【0048】
なお、上記2.0V生成部160は、昇圧回路190の昇圧電力を降圧して「2.0V」の電圧を生成する回路である。
一方、列アドレスデコーダ120は、列アドレスデータの入力されるレベルシフタの出力に基づき、ビット線セレクタ125を駆動するものである。すなわち、レベルシフタ115により電圧変換のなされた列アドレスデータに基づき、ビット線BLを選択するようビット線セレクタ125を制御する。図3に、これら列アドレスデコーダ120や、ビット線セレクタ125等において、所定のビット線BLと接続する部分についての構成を例示する。
【0049】
図3に示すように、列アドレスデコーダ120は、電圧変換のなされた列アドレスデータ等に基づき、ビット線セレクタ125のうちの所定のセレクタ回路125cに論理「H」の信号を出力する。一方、セレクタ回路125cには、リードアンプ150又はライトアンプ155が選択的に接続される。これらリードアンプ150やライトアンプ155には、昇圧回路190に加えて、先の図1に示すように、昇圧電圧を降圧して所定の電圧を生成する回路からの電力が併せ供給される構成となっている。
【0050】
すなわち、リードアンプ150は、昇圧回路190に加えて、「1.5V」の電圧を生成する1.5V生成部151を電力供給源とする。また、ライトアンプ155は、昇圧回路190に加えて、「0.6V」の電圧を生成する0.6V生成部156を電力供給源とする。
【0051】
そして、これらリードアンプ150やライトアンプ155には、メモリブロック100内と外部との間の電圧レベルを変換するレベルシフタ152、157がそれぞれ接続されている。
【0052】
また、制御回路180は、外部からメモリセルへのアクセス態様を指令する信号(リードイネーブル、ライトイネーブル、イレーズイネーブル)が入力されると、これに基づいてメモリセルへのアクセスタイミングを制御する回路である。ここで、外部からの指令信号は、レベルシフタ185により、昇圧回路190の昇圧電圧によって電圧変換された後に制御回路180に取り込まれる。これにより、制御回路180を昇圧電圧を動作電圧として駆動させることが可能となる。
【0053】
次に、メモリセルMCと半導体メモリとの間でのデータの読み出し、書き込み、消去の各アクセス動作について、更に詳述する。
まず、メモリセルMCに記憶保持されているデータの読み出しに際しては、昇圧回路190において、バッテリ195の電圧(例えば1.5V)が読み出し用の昇圧電圧(例えば3.0V)に昇圧される。また、外部から読み出しを行う旨の指令信号(リードイネーブル)がレベルシフタ185に入力される。これに対し、レベルシフタ185では、この指令信号を昇圧電圧にて電圧変換して制御回路180に出力する。更に、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータがそれぞれレベルシフタ115によって電圧変換された後、列アドレスデコーダ120及び行アドレスデコーダ130に入力される。
【0054】
そして、列アドレスデコーダ120では、列アドレスデータ及び制御回路180の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ110の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をビット線セレクタ125に出力する。すなわち、制御回路180から先の図3に示す列アドレスデコーダ120に、所定のタイミングで論理「H」となる制御信号が入力されると、同列アドレスデコーダ120では、所定のメモリセルMCにアクセスするセレクタ回路125cに論理「H」の信号を出力する。これに対し、ビット線セレクタ125では、アクセス対象となるメモリセルMCのビット線BLを選択的に1.5V生成部151の電圧にてプリチャージする。
【0055】
こうしたプリチャージがなされる一方、行アドレスデコーダ130では、行アドレスデータ及び制御回路180から出力されるタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ110の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をワード線ドライバ140に出力する。すなわち、制御回路180から先の図2に示した行アドレスデコーダ130の入力端子に、所定のタイミングで論理「H」となる制御信号が入力されると、行アドレスデコーダ130では、所定のメモリセルMCにアクセスするドライバ130dに論理「H」の信号を出力する。そして、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに対応したドライバ130dが選択的に駆動されることとなる。
【0056】
これにより、プリチャージのなされたビット線BLの電位の変化態様に応じてデータの読み出しを行う。すなわち、ビット線BLの電位の変化をリードアンプ150にて増幅してリードデータとした後、レベルシフタ152にてバッテリ195の電源電圧によって変換して外部に出力する。
【0057】
また、メモリセルMCへのデータの書き込みに際しては、昇圧回路190において、バッテリ195の電圧が書き込み用の昇圧電圧(例えば9.0V)に昇圧される。加えて、外部から書き込みを行う旨の指令信号(ライトイネーブル)がレベルシフタ185に入力される。これに対し、レベルシフタ185では、この指令信号を昇圧電圧にて電圧変換して制御回路180に出力する。また、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータがそれぞれ、レベルシフタ115にて電圧変換された後、列アドレスデコーダ120及び行アドレスデコーダ130に入力される。更に、外部から書き込みを所望するデータ(ライトデータ)がレベルシフタ157にて昇圧電圧にて電圧変換された後、ライトアンプ155に取り込まれる。以下、ここでは、このライトデータがフローティングゲートfgへの電子の蓄積するデータに対応する場合を例として説明する。
【0058】
すなわち、列アドレスデコーダ120では、電圧変換のなされた列アドレスデータ及び制御回路180の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ110の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をビット線セレクタ125に出力する。これに対し、ビット線セレクタ125では、0.6V生成部156の生成する「0.6V」の電圧をアクセス対象となるメモリセルMCのビット線BLに印加する。
【0059】
一方、行アドレスデコーダ130では、電圧変換のなされた行アドレスデータ及び制御回路180の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ110の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号を出力する。これに対し、ワード線ドライバ140では、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに対応したドライバ140d(図2)が、2.0V生成部160の電圧にて選択的に駆動されることとなる。
【0060】
更に、この行アドレスデコーダ130の出力に基づき、ソース線ドライバ170では、アクセス対象となるメモリセルMCのソース線SLに対応したドライバが、昇圧電圧にて選択的に駆動されることとなる。これにより、アクセス対象となるメモリセルへのデータの書き込みが行われる。
【0061】
更に、メモリセルMCに記憶されたデータの消去に際しては、昇圧回路190では、バッテリ195の電圧が消去用の昇圧電圧(例えば9.0V)に昇圧される。また、外部から消去を行う旨の指令信号(イレーズイネーブル)がレベルシフタ185に入力される。これに対し、レベルシフタ185では、この指令信号を昇圧電圧にて電圧変換して制御回路180に出力する。更に、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータが、レベルシフタ115によって電圧変換された後、行アドレスデコーダ130及び列アドレスデコーダ120に入力される。
【0062】
そして、ビット線セレクタ125では、上記列アドレスデータに基づき、アクセス対象となる(複数の)メモリセルMCのビット線BL及びソース線SLの電圧を「0V」とする。
【0063】
更に、行アドレスデコーダ130では、行アドレスデータ及び制御回路180の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ110の所定のワード線WLへアクセスするための信号を出力する。そして、このワード線WLに対応したドライバが昇圧電圧にて選択的に駆動されることとなる。これにより、このワード線WLにつながるメモリセルMCのデータが消去される。
【0064】
このように本実施形態では、行アドレスデコーダ130を昇圧電圧にて駆動するとともに、レベルシフタ115を備えて行アドレスデータを昇圧電圧によって電圧変換して行アドレスデコーダ130に供給するようにした。これにより、メモリブロック100の回路規模を好適に低減することができる。すなわち、レベルシフタ115において、行アドレスデータの電圧を変換する回路としては、メモリセルの行アドレスが例えば「1024」であるとき、これを2進数で表記し得る最低「10」個の回路(先の図10に例示した回路)を備えるのみでよい。これに対し、先の図7に示す構成においては、レベルシフタ335において、先の図10に例示した回路を「1024」個必要とすることとなる。
【0065】
また、本実施形態では、行アドレスデコーダ130のみならず列アドレスデコーダ120も昇圧電圧にて駆動される構成とするとともに、更に制御回路180も昇圧電圧にて駆動される構成とした。これにより、制御回路180の指令信号を行アドレスデコーダや列アドレスデコーダ120に直接に出力可能となり、制御系統の回路が簡易化される。
【0066】
なお、このように、メモリブロック100の電力供給源として昇圧回路190の昇圧電圧を用いる場合には、先の図7に示したメモリブロック300と比較して消費電力が増大する可能性がある。しかしながら、本実施形態のような半導体メモリは、こうした消費電力の増大のデメリットを顕著に補償するような以下に例示する状況等においては特に有効なものとなっている。
【0067】
(イ)当該半導体メモリの搭載される半導体集積回路において、同半導体メモリの占める面積比が小さいとき。
(ロ)当該半導体メモリの搭載される半導体集積回路の設計時間が短いとき。
【0068】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)行アドレスデータに対応したワード線ドライバ140内のドライバ140dを選択的に駆動する行アドレスデコーダ130が、レベルシフタ115の出力に基づき動作するようにすることで、回路規模の増大を抑制することができるようになる。
【0069】
(2)行アドレスデコーダ130及び列アドレスデコーダ120を同一の特性のトランジスタとすることで、これらを同一の電圧レベルの信号にて制御することができ、制御を簡易に行うことができるようになる。
【0070】
(3)メモリセルへのアクセスタイミングを制御する制御回路180が、レベルシフタ185の出力に基づき動作するようにした。このため、メモリセルや、行アドレスデコーダ130、ワード線ドライバ140、ソース線ドライバ170等と、制御回路180との動作電圧を共通の昇圧電圧とすることができ、制御系統の回路を簡素化することができる。
【0071】
(4)メモリセルから読み出されたリードデータを、バッテリ195の電源電圧にて電圧変換するレベルシフタ152を備えた。これにより、メモリブロック100の外部の回路がリードデータを的確に処理することができるようになる。
【0072】
(第2の実施形態)
以下、本発明にかかる半導体メモリの第2の実施形態について、上記第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【0073】
図4は、本実施形態にかかる半導体メモリの全体構成を示すブロック図である。この半導体メモリも、論理回路等とともに、半導体集積回路に混載されているものである。
【0074】
ただし、本実施形態のメモリセルアレイ210は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)をメモリセルとしてこれが2次元的に規則的に配列されたものである。詳しくは、本実施形態におけるメモリセルMCは、図5に示すように、1つのトランジスタTと1つのキャパシタCとを備えて構成される。すなわち、一端が接地されたキャパシタCとトランジスタTのソースsとが接続されているとともに、トランジスタTのドレインdがビット線BLと接続されている。また、トランジスタTのゲートgとワード線WLとが接続されている。
【0075】
そして、トランジスタTのソースs及びキャパシタCの他端間をデータを保持するノードとする。そして、トランジスタTのソースs及びドレインd間が導通されることでビット線BL及びノード間でデータの授受が行われる。このデータの授受は、ワード線WL及びビット線BLに図6に示す態様にて電圧を印加することで行う。
【0076】
同図6に示すように、本実施形態では、読み出し書き込みにかかわらずメモリセルMCにアクセスする際には、先の図4に示すバッテリ295の電圧(例えば1.5V)よりも高い所定の昇圧電圧(例えば3.0V)が用いられる。このため、本実施形態にかかる半導体メモリは、メモリブロック200と、バッテリ295の電源電圧(例えば1.5V)を上記所定の電圧に昇圧する昇圧回路290とを備えるとともに、メモリブロック200の電力供給源を昇圧回路290とする。
【0077】
このように本実施形態では、メモリブロック200の電力供給源を昇圧回路290とすることで、メモリブロック200内のトランジスタを全て同一の特性(耐圧特性等)を有するものとして、構成の簡素化を図る。また、このようにメモリブロック200内に一括して昇圧電圧を印加することで、メモリブロック200内において複数の給電経路を有する場合と比較して、その給電経路の簡素化を併せ図っている。
【0078】
なお、メモリブロック200は、読み出し時及び書き込み時にビット線BLに印加する電圧を、昇圧回路290の昇圧電圧を降圧して生成する0.75V生成部251と1.5V生成部256とを備えている。そして、リード時にリードアンプ250では、0.75V生成部251の生成する電圧をビット線セレクタ225に出力する。また、ライト時にライトアンプ255では、1.5V生成部256の生成する電圧をビット線セレクタ225に出力する。
【0079】
次に、メモリセルMCとの間でのデータの読み出し、及び書き込みの動作について、図4に基づいて更に説明する。
まず、メモリセルMCに記憶保持されているデータの読み出しに際しては、外部からデータを読み出す旨の指令信号(リードイネーブル)がレベルシフタ285に入力される。これに対し、レベルシフタ285では、この入力された指令信号を昇圧回路290の昇圧電圧によって電圧変換して制御回路280に出力する。また、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータがそれぞれレベルシフタ215によって電圧変換された後、列アドレスデコーダ220及び行アドレスデコーダ230に入力される。
【0080】
そして、列アドレスデコーダ220では、列アドレスデータ及び制御回路180の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ210の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をビット線セレクタ225に出力する。これにより、ビット線セレクタ225では、アクセス対象となるメモリセルMCのビット線BLを選択的に0.75V生成部251の電圧にてプリチャージする。
【0081】
こうしたプリチャージがなされる一方、行アドレスデコーダ230では、行アドレスデータ及び制御回路280から出力されるタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ210の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をワード線ドライバ240に出力する。これにより、ワード線ドライバ240において、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに昇圧電圧を印加するドライバが選択的に駆動される。
【0082】
これにより、プリチャージのなされたビット線BLの電位の変化態様に応じてデータの読み出しを行う。すなわち、ビット線BLの電位の変化をリードアンプ250にて増幅してリードデータとした後、レベルシフタ252にてバッテリ295の電圧にて電圧変換して外部に出力する。
【0083】
また、メモリセルMCへのデータの書き込みに際しては、外部からデータを書き込む旨の指令信号(ライトイネーブル)がレベルシフタ285に入力される。これに対し、レベルシフタ285では、この入力された指令信号を昇圧回路290の昇圧電圧によって電圧変換して制御回路280に出力する。更に、外部からアクセス対象となるメモリセルMCの行アドレスデータ及び列アドレスデータがそれぞれ、レベルシフタ215にて電圧変換された後、列アドレスデコーダ220及び行アドレスデコーダ230に入力される。
【0084】
そして、行アドレスデコーダ230では、電圧変換のなされた行アドレスデータ及び制御回路280の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ210の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号を出力する。これに対し、ワード線ドライバ240によって、アクセス対象となるメモリセルMCのワード線WLに選択的に昇圧電圧が印加されることとなる。
【0085】
一方、列アドレスデコーダ220では、電圧変換のなされた列アドレスデータ及び制御回路280の出力するタイミング信号に基づいてメモリセルアレイ210の所定のメモリセルMCへアクセスするための信号をビット線セレクタ225に出力する。一方、メモリブロック200の外部からレベルシフタ257に入力されたライトデータが、昇圧回路290の昇圧電圧によって電圧変換された後、これがライトアンプ255に出力される。そして、ライトアンプ255では、この電圧変換のなされたライトデータが論理「H」であるか論理「L」であるかに応じて、1.5V生成部256の生成する電圧又は「0V」の電圧を出力する。そして、ビット線セレクタ225では、このライトアンプ255の出力する電圧をアクセス対象となるメモリセルMCのビット線BLに印加する。
【0086】
以上説明した本実施形態によっても、先の第1の実施形態の上記(1)〜(4)に準じた効果を得ることができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
【0087】
・上記第1の実施形態において、フラッシュメモリの各メモリセルの構成は先の図8に例示するものに限らない。例えばフローティングゲートfgやコントロールゲートcgに加えて、記憶されたデータの消去時に用いる専用の消去ゲートを備えるものでもよい。
【0088】
・上記第1の実施形態では、行アドレスデータによって対応するワード線及びソース線が指定されるとともに、列アドレスデータによって対応するビット線が指定される構成としたが、これに限らない。例えば行アドレスデータによって対応するワード線が指定されるとともに、列アドレスデータによって対応するビット線及びソース線が指定される構成としてもよい。
【0089】
・メモリブロック100の電力供給源を昇圧回路190としなくても、行アドレスデコーダ130の駆動電圧を同昇圧回路190の昇圧電圧とすることで、レベルシフタの数を低減することはできる。そして、この際、列アドレスデコーダ120や制御回路180の駆動電圧を昇圧電圧とすることにすれば、先の第1の実施形態の上記(2)や(3)の効果を得ることはできる。
【0090】
・上記第1の実施形態において、ビット線へ印加する所定の電圧としては、上記第1の実施形態で例示したものに限らず、それぞれ書き込み用の所定の電圧、読み出し用の所定の電圧を適宜設定すればよい。
【0091】
・上記第1の実施形態において、書き込み時にワード線に印加する所定の電圧としては、上記第1の実施形態で例示したものに限らず、適宜設定してよい。
・上記第1の実施形態では、スプリットゲート型のフラッシュメモリを用いたが、スタックゲート型のフラッシュメモリであってもよい。
【0092】
・上記第1の実施形態及びその変形例において、フラッシュメモリに限らず、任意の電気的書き換え可能な不揮発性メモリ(EEPROM)としてもよい。
・上記第2の実施形態において、DRAMの各メモリセルの構成は先の図5に例示するように1つのキャパシタと1つのトランジスタによって構成されるものに限らない。
【0093】
・メモリブロック200の電力供給源を昇圧回路290としなくても、行アドレスデコーダ230の駆動電圧を同昇圧回路290の昇圧電圧とすることで、レベルシフタの数を低減することはできる。そして、この際、列アドレスデコーダ220や制御回路280の駆動電圧を昇圧電圧とすることにすれば、先の第1の実施形態の上記(2)や(3)に準じた効果を得ることはできる。
【0094】
・ドライバにより選択されるワード線へ所定の昇圧電圧を印加することでアクセス対象とするメモリセルの行アドレスを指定するとともに、ビット線を選択することで同アクセス対象とするメモリセルの列アドレスを指定する半導体メモリとしては、DRAMに限らない。例えばSRAMでもよい。
【0095】
・上記各実施形態において、メモリブロック内のトランジスタ特性を全て同一とする代わりに、昇圧電圧に耐え得る耐圧特性を有する範囲で適宜変更してよい。
【0096】
・更に、上述したメモリに限らず、昇圧電圧を用いてメモリセルへアクセスするものにあっては、本発明の適用は有効である。
・昇圧電圧としては、電源電圧を正の電圧値に昇圧するものに限らず負の電圧値に昇圧(降圧)するものでもよい。
【0097】
・レベルシフタとしては、電源電圧と接地電位との間で2値化された論理レベル信号を昇圧電圧の出力電圧と接地電位との間で2値化された論理レベル信号に変換するものに限らない。要は、電源電圧に基づいて電圧の範囲が規定される2値化された論理レベル信号を、昇圧電圧に基づいて電圧の範囲が規定される2値化された論理レベル信号に変換するものであればよい。
【0098】
なお、上記各実施形態及びその変形例から把握できる技術思想としては、以下のものがある。
(1)請求項2〜4のいずれかに記載の半導体メモリにおいて、前記メモリセルは、前記ワード線に接続されるコントロールゲート及びフローティングゲートを有するとともに、該フローティングゲートへの電子の保持態様によってデータを記憶するトランジスタを備えて構成される電気的書き換え可能な不揮発性メモリであることを特徴とする半導体メモリ。
【0099】
(2)上記(1)に記載の半導体メモリにおいて、当該半導体メモリは、フラッシュメモリとして構成されるものであって、且つ前記メモリセルへのデータの書込み及び該メモリセルの保持するデータの消去のいずれかにおいて、このメモリセルの備える前記トランジスタのソース及びドレインのいずれかに昇圧された電圧を印加するドライバと、前記ソース及びドレインのいずれかに印加する昇圧された電圧によって前記行アドレスに関するデータを電圧変換するレベルシフタとを備え、前記行アドレスデコーダは、前記行アドレスに関するデータを電圧変換するレベルシフタの出力に基づき、前記ソース及びドレインのいずれかに電圧を印加するドライバのうち、前記行アドレスに関するデータに対応したドライバを選択的に駆動する機能を更に有することを特徴とする半導体メモリ。
【0100】
(3)上記(1)に記載の半導体メモリにおいて、当該半導体メモリは、フラッシュメモリとして構成されるものであって、且つ前記メモリセルへのデータの書込み及び該メモリセルの保持するデータの消去のいずれかにおいて、このメモリセルの備える前記トランジスタのソース及びドレインのいずれかに昇圧された電圧を印加するドライバと、前記ソース及びドレインのいずれかに印加する昇圧された電圧によって前記列アドレスに関するデータを電圧変換するレベルシフタとを備え、前記列アドレスデコーダは、前記列アドレスに関するデータを電圧変換するレベルシフタの出力に基づき、前記ソース及びドレインのいずれかに電圧を印加するドライバのうち、前記列アドレスに関するデータに対応したドライバを選択的に駆動する機能を更に有することを特徴とする半導体メモリ。
【0101】
(4)請求項2〜4のいずれかに記載の半導体メモリにおいて、前記半導体メモリは、選択されるワード線への所定の昇圧電圧の印加によって対応するメモリセルのノード及びビット線間を導通させている間に前記ビット線を介して前記ノードへ所定の電圧を印加することでデータの書き込みを行い、前記ノード及びビット線間を導通させている間に前記ノードに保持される電圧を前記ビット線へ出力させることでデータの読み出しを行うものであることを特徴とする半導体メモリ。
【0102】
(5)上記(3)記載の半導体メモリにおいて、前記半導体メモリは、ダイナミックランダムアクセスメモリ及びスタティックランダムアクセスメモリのいずれかとして構成されてなることを特徴とする半導体メモリ。
【0103】
(6)請求項5記載の半導体メモリにおいて、前記メモリブロックは、その外部へ出力する信号を電源電圧によって電圧変換するレベルシフタを備えることを特徴とする半導体メモリ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体メモリの第1の実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態においてワード線の駆動系の回路構成を示す回路図。
【図3】同実施形態においてビット線の駆動系の回路構成を示す回路図。
【図4】本発明にかかる半導体メモリの第2の実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図5】同実施形態におけるDRAMの回路図。
【図6】同実施形態におけるメモリセルへの電圧の印加態様を示す図。
【図7】従来の半導体メモリの全体構成を示すブロック図。
【図8】同従来の半導体メモリにおけるメモリセルの回路図。
【図9】同従来の半導体メモリにおけるメモリセルへの電圧の印加態様を示す図。
【図10】従来の半導体メモリにおいてワード線の駆動系の回路構成を示す回路図。
【符号の説明】
C…キャパシタ、d…ドレイン、g…ゲート、s…ソース、T…トランジスタ、BL…ビット線、cg…コントロールゲート、fg…フローティングゲート、MC…メモリセル、MT…トランジスタ、SL…ソース線、WL…ワード線、195,295、395…バッテリ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory, and more particularly to a semiconductor memory having an access structure for accessing a memory cell with a predetermined boosted voltage.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows an example of this type of semiconductor memory. As shown in FIG. 7, this semiconductor memory includes a memory cell array 310 in which a plurality of memory cells are regularly arranged two-dimensionally. This memory cell array is configured as a flash memory. This flash memory is a kind of electrically rewritable nonvolatile memory (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory: EEPROM), and has a configuration in which data stored in a plurality of predetermined memory cells is collectively erased. It has become. FIG. 8 shows an equivalent circuit of each memory cell.
[0003]
As shown in FIG. 8, this flash memory is configured as a split gate type described in, for example, Patent Document 1 below. Each memory cell MC includes a transistor MT having a control gate cg and a floating gate fg formed between the control gate cg and the channel c via an insulator. This transistor MT holds (stores) logic "H" or "L" data depending on the manner in which electrons are stored in floating gate fg, that is, whether electrons are stored in floating gate fg or not. It is.
[0004]
The control gate cg of the transistor MT is connected to the word line WL, the drain d is connected to the bit line BL, and the source s is connected to the source line SL. Then, by applying the voltages shown in FIG. 9 to the word lines WL, the bit lines BL, and the source lines SL, data is read from the memory cell MC, data is written to the memory cell MC, and the memory cell MC is read. Erasing the data held in each of them.
[0005]
Next, data read, write, and erase access operations to and from the memory cell MC will be described in further detail with reference to FIG. Incidentally, in this semiconductor memory, the memory block 300 surrounded by a broken line in the figure basically uses the battery 395 as a power supply source.
[0006]
First, when reading data stored and held in the memory cell MC, the voltage of the battery 395 (for example, 1.5 V) is boosted to a boosted voltage for reading (for example, 3.0 V) in the booster circuit 390. Further, row address data and column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are input to the column address decoder 320 and the row address decoder 330, respectively.
[0007]
Then, the column address decoder 320 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 310 to the bit line selector 325 based on the column address data. In contrast, the bit line selector 325 selectively precharges the bit line BL of the memory cell MC to be accessed with the voltage of the battery 395.
[0008]
While such precharge is performed, the row address decoder 330 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 310 to the level shifter 335 based on the row address data. On the other hand, the level shifter 335 converts the output of the row address decoder 330 with the boosted voltage of the boosting circuit 390. That is, the output of the row address decoder 330 that sets the high voltage side (for example, 1.5 V) of the battery 395 to logic “H”, and sets the ground to logic “L”, for example, and the output voltage of the booster circuit 390 (for example, 3 V) The voltage is converted to data that is set to “H” and, for example, the ground side is set to logic “L”. Then, the voltage-converted signal is taken into the word line driver 340, and the driver corresponding to the word line WL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven. That is, the boosted voltage is applied from the selected driver to the corresponding word line WL. FIG. 10 shows, for reference, an equivalent circuit of a portion connected to a predetermined word line WL among the row address decoder 330, the level shifter 335, and the word line driver 340.
[0009]
Thus, data can be read in accordance with a change in the potential of the precharged bit line BL. That is, when electrons are held in the floating gate fg of the transistor MT (FIG. 8) of the memory cell MC to be accessed, the potential of the bit line BL does not change, but when electrons are not held. The potential of the bit line BL changes. Therefore, the change in the potential of the bit line BL can be amplified by the read amplifier 350 and taken out as read data.
[0010]
When writing data to the memory cell MC (accumulating electrons in the floating gate fg), the voltage of the battery 395 is boosted by the booster circuit 390 to a boosted voltage for writing (for example, 9.0 V). Further, row address data and column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are input to the column address decoder 320 and the row address decoder 330, respectively.
[0011]
Then, the column address decoder 320 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 310 to the bit line selector 325 based on the column address data. On the other hand, the bit line selector 325 applies a predetermined voltage (for example, 0.6 V) generated by the write amplifier 355 to the bit line BL of the memory cell MC to be accessed.
[0012]
On the other hand, row address decoder 330 outputs a signal for accessing predetermined memory cell MC of memory cell array 310 based on the row address data. On the other hand, the level shifter 335 converts the output of the row address decoder 330 with the voltage of the 2.0 V generator 360. Then, the voltage-converted signal is taken into the word line driver 340, and the driver corresponding to the word line WL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven. That is, the boosted voltage is applied from the selected driver to the corresponding word line.
[0013]
The level shifter 365 converts the output of the row address decoder 330 by the voltage of the booster circuit 390. Then, the voltage-converted signal is captured by the source line driver 370, and the driver corresponding to the source line SL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven. That is, the boosted voltage of the booster circuit 390 is applied to the corresponding source line SL from the selected driver. Thus, data is written to the memory cell to be accessed.
[0014]
Further, when erasing data stored in the memory cell MC, the voltage of the battery 395 is boosted to a boosted voltage for erasing (for example, 9.0 V) through the boosting circuit 390. Further, the row address data of the memory cell MC to be accessed from the outside is input to the row address decoder 330, and the column address data is input to the column address decoder 320.
[0015]
Then, the bit line selector 325 sets the voltage of the bit line BL and the source line SL of the memory cell MC to be accessed (plural) to “0 V” based on the column address data.
[0016]
Further, the row address decoder 330 outputs a signal for accessing a predetermined word line WL of the memory cell array 310 based on the row address data. On the other hand, the level shifter 335 converts the output of the row address decoder 330 with the boosted voltage of the boosting circuit 390. Then, the voltage-converted signal is taken into the word line driver 340, and the driver corresponding to the word line WL is selectively driven by the boosted voltage. That is, the boosted voltage is applied from the selected driver to the corresponding word line. Thereby, the data of the memory cell MC connected to the word line WL is erased.
[0017]
Incidentally, the access timing and the like of such a series of memory cells are controlled by the control circuit 380 based on signals (read enable, write enable, erase enable) instructing an external access mode.
[0018]
As publications describing such a semiconductor memory, there are Patent Document 2 below in addition to Patent Document 1 described above.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-9-213086
[Patent Document 2]
JP-A-2001-102553
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
According to the semiconductor memory described above, since the semiconductor memory is basically driven by the power from the battery 395 and includes the booster circuit 390, it is possible to accurately access the memory cell MC. However, such a semiconductor memory, on the other hand, requires a dedicated circuit for applying the boosted voltage by the booster circuit 390 to the memory cell MC when accessing the memory cell MC, and it is inevitable that the entire memory cell becomes complicated. In fact. Further, the level shifters 335 and 365 need to be provided between the row address decoder 330 and the word line driver 340 and between the row address decoder 330 and the source line driver 370.
[0021]
It should be noted that not only the flash memory but also a semiconductor memory that accesses a memory cell using a voltage obtained by boosting a power supply voltage in a predetermined manner, such a situation is generally common.
[0022]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an access structure for accessing a memory cell using a voltage obtained by boosting a power supply voltage to a predetermined level, while complicating the circuit configuration and increasing the circuit scale. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory capable of suitably suppressing an increase in the number.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the means for achieving the above object and the effects thereof will be described.
According to a first aspect of the present invention, in a semiconductor memory in which a memory cell is accessed by a driver driven by a boosted voltage obtained by boosting a power supply voltage to a predetermined value, data related to an address designating the memory cell to be accessed is stored. The gist of the present invention is to include a level shifter that performs voltage conversion by the boosted voltage and an address decoder that selectively drives a driver corresponding to the data related to the address based on an output of the level shifter.
[0024]
In the above configuration, the address decoder that selectively drives the driver corresponding to the data related to the address operates based on the output of the level shifter. Therefore, the operating voltage of the address decoder and the driver can be set to a common boosted voltage. Therefore, it is possible to eliminate the necessity of providing a level shifter between the address decoder and the driver, and it is possible to preferably suppress an increase in the circuit scale of the semiconductor memory. That is, in the case where the level shifters are provided between the address decoder and the driver, the number of level shifters required is equal to the number of drivers to be driven. However, the above configuration requires only the level shifter having the number of bits capable of describing the number of drivers. Yes, an increase in circuit scale is suppressed.
[0025]
The semiconductor memory having such a configuration is particularly effective when the ratio of the area of the memory cell to the integrated circuit on which the semiconductor memory is mounted is equal to or less than a predetermined value or when the required design period is equal to or less than a predetermined value. is there.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, a row address of a memory cell to be accessed is specified by applying a boosted voltage obtained by boosting a power supply voltage to a word line selected by a driver, and a bit line is selected. In the semiconductor memory for specifying the column address of the memory cell to be accessed in the same manner, when data related to a row address that specifies a word line corresponding to the memory cell to be accessed is input, It comprises a level shifter for converting a voltage by a boosted voltage, and a row address decoder for selectively driving a driver for applying the boosted voltage to a word line of the memory cell to be accessed based on an output of the level shifter. And
[0027]
In the above configuration, the row address decoder that selectively drives the driver corresponding to the data related to the row address operates based on the output of the level shifter. Therefore, the operating voltage of the row address decoder and the driver can be set to a common boosted voltage. Therefore, it is possible to eliminate the necessity of providing a level shifter between the row address decoder and the driver, and it is possible to suitably suppress an increase in the circuit scale of the semiconductor memory. That is, in the case where the level shifters are provided between the row address decoder and the driver, the number of level shifters required is equal to the number of drivers to be driven. However, in the above configuration, only the level shifter having the number of bits capable of describing the number of drivers is required. Thus, an increase in the circuit scale is suppressed.
[0028]
Note that the semiconductor memory having such a configuration is particularly effective when the ratio of the area of the memory cell to the integrated circuit on which the semiconductor memory is mounted is equal to or less than a predetermined value or when the required design period is equal to or less than a predetermined value. .
[0029]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a bit line selector for selecting a bit line of the memory cell to be accessed and a bit line corresponding to the memory cell to be accessed are specified. When data related to a column address is input, a level shifter that voltage-converts the data related to the column address by the boosted voltage, and a column address that drives the bit line selector based on an output of the level shifter to which the data related to the column address is input The gist is to further include a decoder.
[0030]
In the above configuration, since the row address decoder and the column address decoder can be transistors having the same characteristics, they can be controlled by signals of the same voltage level, so that control can be performed easily. Become. Further, since the bit line selector, the column address decoder, the row address decoder, and the word line driver can be transistors having the same characteristics, their manufacture can be performed easily.
[0031]
Further, in the above configuration, the column address decoder that drives the bit line selector operates based on the output of the level shifter. Therefore, the operating voltage of the column address decoder and the driver can be set to a common boosted voltage. Therefore, even when the bit line selector is driven by the boosted voltage, it is possible to eliminate the necessity of providing a level shifter between the column address decoder and the driver, and appropriately suppress an increase in the circuit scale of the semiconductor memory. Will be able to
[0032]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, a level shifter that converts a command signal for commanding an access mode to the memory cell by the boosted voltage, and a level shifter to which the command signal is input And a control circuit for controlling access timing to the memory cell based on the output of the control circuit.
[0033]
In the above configuration, the control circuit that controls the access timing to the memory cell operates based on the output of the level shifter. Therefore, the operating voltage of the memory cell, the row address decoder, the driver, etc., and the control circuit can be set to the common boosted voltage, and the control circuit can easily perform these controls.
[0034]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a booster circuit for boosting a power supply voltage to a predetermined boosted voltage, a memory cell as a memory block, a driver driven by the boosted voltage to access the memory cell, and an external address. In a semiconductor memory including at least an address decoder for selectively driving a driver corresponding to the address data based on data related to the data, the memory block uses the booster circuit as a power supply source, and receives an input signal by the boosted voltage. The point is to provide a level shifter for performing voltage conversion.
[0035]
In the above configuration, since the memory block uses the booster circuit as a power supply source, peripheral circuits of the memory cells in the memory block such as a driver and an address decoder that access the memory cell can be operated at a common boosted voltage. Thus, the circuit can be simplified.
[0036]
In addition, since the input signal is voltage-converted by the boosted voltage by the level shifter, the transmission and reception of the signal between the memory block and the outside can be performed accurately. Further, since the signal input to the memory block is voltage-converted by the level shifter, at least the address decoder can directly drive the driver based on the voltage-converted signal, which is compared with the case where the level shifter is provided immediately before the driver. As a result, the circuit scale can be reduced.
[0037]
Note that the semiconductor memory having such a configuration is particularly effective when the ratio of the area of the memory cell to the integrated circuit on which the semiconductor memory is mounted is equal to or less than a predetermined value or when the required design period is equal to or less than a predetermined value. .
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a semiconductor memory according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the semiconductor memory according to the present embodiment. This semiconductor memory is mounted on a semiconductor integrated circuit together with a logic circuit and the like. This semiconductor memory includes a memory block 100 and a booster circuit 190 that boosts a power supply voltage (for example, 1.5 V) of a battery 195 to a predetermined voltage. Then, as shown in FIG. 1, the memory block 100 uses the booster circuit 190 as a power supply source.
[0040]
As described above, in the present embodiment, the booster circuit 190 is used as the power supply source of the memory block 100, and all the transistors in the memory block 100 have the same characteristics (such as withstand voltage characteristics), thereby simplifying the configuration. Aim. In addition, by applying the boosted voltage to the memory block 100 in a lump as described above, the power supply path is simplified as compared with the case where the memory block has a plurality of power supply paths.
[0041]
The memory block 100 includes a memory cell array 110 similar to the memory cell array 310 shown in FIG. Each memory cell MC of the memory cell array 110 is the same as that shown in FIG. When accessing the memory cell MC, a voltage is applied to the word line WL, bit line BL, and source line SL of each memory cell in basically the same manner as in the semiconductor memory shown in FIG. I do.
[0042]
Then, in the present embodiment, such a memory cell and peripheral circuits of the memory cell in the memory block 100 are operated by a common boosted voltage. Therefore, a level shifter 115 for converting a signal (assuming the voltage level of the battery 195 as the voltage level) input from the outside of the memory block 100 to the same memory block 100 by the boosted voltage boosted by the booster circuit 190, 157 and 185 are provided. Therefore, the logic level signal binarized between the high voltage side of the battery 195 and the ground by each of the level shifters 115, 157, and 185 is replaced with the output voltage of the booster circuit 190 and the logic level signal binarized between the ground and the ground. Will be converted to
[0043]
As described above, in the memory block 100, the signals taken in from the respective input terminals are voltage-converted by the level shifters, so that the circuits in the memory block 100 can be accurately determined based on the operating voltage level signal external to the memory block 100. It can be operated.
[0044]
Further, a level shifter 152 for converting a signal output to the outside of the memory block 100 into a voltage by the voltage of the battery 195 is provided. Thus, it is possible to accurately process the output signal of the memory block 100 outside the memory block 100.
[0045]
Here, when row address data designating the word line WL corresponding to the memory cell MC to be accessed is input, the level shifter 115 converts the voltage of the row address data by the boosted voltage of the booster circuit 190, and the row address decoder 130 Is output to Further, the same level shifter 115 receives the column address data specifying the bit line BL corresponding to the memory cell MC to be accessed, and converts the column address data by the boosted voltage of the booster circuit 190.
[0046]
On the other hand, the row address decoder 130 is a circuit that selectively drives a driver in the word line driver 140 that applies a boosted voltage to the word line WL of the memory cell MC to be accessed based on the output of the level shifter 115. That is, a driver that applies a boosted voltage to the word line WL of the memory cell MC to be accessed is selected in the word line driver 140 based on the row address data subjected to the voltage conversion by the level shifter 115. FIG. 2 illustrates a configuration of a portion connected to a predetermined word line WL in the row address decoder 130 and the word line driver 140.
[0047]
As shown in FIG. 2, the row address decoder 130 inputs a logic "H" signal to a predetermined driver 140d of the word line drivers 140 based on the row address data subjected to the voltage conversion. On the other hand, the driver 140d is driven using any one of the 2.0V generator 160 and the booster circuit 190 as a power supply source. When a logic "H" signal is input from the row address decoder 130, the driver 140d operates as described above. The voltage of the power supply is applied to the word line WL.
[0048]
Note that the 2.0 V generation unit 160 is a circuit that reduces the boosted power of the boost circuit 190 to generate a voltage of “2.0 V”.
On the other hand, the column address decoder 120 drives the bit line selector 125 based on the output of the level shifter to which the column address data is input. That is, the bit line selector 125 is controlled so as to select the bit line BL based on the column address data subjected to the voltage conversion by the level shifter 115. FIG. 3 illustrates a configuration of a portion connected to a predetermined bit line BL in the column address decoder 120, the bit line selector 125, and the like.
[0049]
As shown in FIG. 3, the column address decoder 120 outputs a signal of logic “H” to a predetermined selector circuit 125 c of the bit line selector 125 based on the converted column address data and the like. On the other hand, the read amplifier 150 or the write amplifier 155 is selectively connected to the selector circuit 125c. The read amplifier 150 and the write amplifier 155 are configured to be supplied with power from a circuit that reduces a boosted voltage to generate a predetermined voltage as shown in FIG. Has become.
[0050]
That is, the read amplifier 150 uses, as a power supply source, the 1.5 V generation unit 151 that generates a voltage of “1.5 V” in addition to the booster circuit 190. In addition, the write amplifier 155 uses, as a power supply source, a 0.6 V generation unit 156 that generates a voltage of “0.6 V” in addition to the booster circuit 190.
[0051]
The read amplifier 150 and the write amplifier 155 are connected to level shifters 152 and 157 for converting a voltage level between the inside and the outside of the memory block 100, respectively.
[0052]
When a signal (read enable, write enable, erase enable) for instructing an access mode to the memory cell is input from the outside, the control circuit 180 controls the access timing to the memory cell based on the signal. is there. Here, the command signal from the outside is voltage-converted by the boosted voltage of the boosting circuit 190 by the level shifter 185, and then is taken into the control circuit 180. This makes it possible to drive the control circuit 180 using the boosted voltage as the operating voltage.
[0053]
Next, each access operation of reading, writing, and erasing data between the memory cell MC and the semiconductor memory will be described in more detail.
First, when reading data stored and held in the memory cell MC, the voltage of the battery 195 (for example, 1.5 V) is boosted to a boosted voltage for reading (for example, 3.0 V) in the booster circuit 190. Also, a command signal (read enable) for performing reading from the outside is input to the level shifter 185. On the other hand, the level shifter 185 converts this command signal into a voltage using a boosted voltage and outputs the converted signal to the control circuit 180. Further, the row address data and the column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are voltage-converted by the level shifter 115, respectively, and then input to the column address decoder 120 and the row address decoder 130.
[0054]
Then, the column address decoder 120 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 110 to the bit line selector 125 based on the column address data and the timing signal output from the control circuit 180. That is, when a control signal that becomes logic “H” is input at a predetermined timing from the control circuit 180 to the column address decoder 120 shown in FIG. 3, the same column address decoder 120 accesses a predetermined memory cell MC. A signal of logic “H” is output to the selector circuit 125c. On the other hand, the bit line selector 125 selectively precharges the bit line BL of the memory cell MC to be accessed with the voltage of the 1.5 V generation unit 151.
[0055]
While such precharge is performed, the row address decoder 130 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 110 to the word line driver 140 based on the row address data and the timing signal output from the control circuit 180. Output to That is, when a control signal that becomes logic “H” is input at a predetermined timing from the control circuit 180 to the input terminal of the row address decoder 130 shown in FIG. A logic "H" signal is output to the driver 130d that accesses the MC. Then, the driver 130d corresponding to the word line WL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven.
[0056]
As a result, data is read out in accordance with a change in the potential of the precharged bit line BL. That is, a change in the potential of the bit line BL is amplified by the read amplifier 150 to be read data, and then converted by the power supply voltage of the battery 195 by the level shifter 152 and output to the outside.
[0057]
Further, when writing data to the memory cell MC, the voltage of the battery 195 is boosted to a boosted voltage for writing (for example, 9.0 V) in the booster circuit 190. In addition, a command signal (write enable) for performing writing from outside is input to the level shifter 185. On the other hand, the level shifter 185 converts this command signal into a voltage using a boosted voltage and outputs the converted signal to the control circuit 180. Further, the row address data and the column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are respectively subjected to voltage conversion by the level shifter 115 and then input to the column address decoder 120 and the row address decoder 130. Further, data (write data) desired to be written from the outside is converted into a voltage by the boosted voltage by the level shifter 157, and is taken into the write amplifier 155. Hereinafter, a case will be described as an example where the write data corresponds to data in which electrons are accumulated in the floating gate fg.
[0058]
That is, the column address decoder 120 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 110 to the bit line selector 125 based on the column address data subjected to the voltage conversion and the timing signal output from the control circuit 180. I do. On the other hand, the bit line selector 125 applies the “0.6 V” voltage generated by the 0.6 V generation unit 156 to the bit line BL of the memory cell MC to be accessed.
[0059]
On the other hand, the row address decoder 130 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 110 based on the row address data subjected to the voltage conversion and the timing signal output from the control circuit 180. On the other hand, in the word line driver 140, the driver 140d (FIG. 2) corresponding to the word line WL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven by the voltage of the 2.0V generation unit 160. Become.
[0060]
Further, based on the output of the row address decoder 130, the driver corresponding to the source line SL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven by the boosted voltage in the source line driver 170. Thus, data is written to the memory cell to be accessed.
[0061]
Further, when erasing the data stored in the memory cell MC, the booster circuit 190 boosts the voltage of the battery 195 to a boosted voltage for erasing (for example, 9.0 V). In addition, a command signal (erase enable) for performing erasure is input to the level shifter 185 from the outside. On the other hand, the level shifter 185 converts this command signal into a voltage using a boosted voltage and outputs the converted signal to the control circuit 180. Further, the row address data and the column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are voltage-converted by the level shifter 115 and then input to the row address decoder 130 and the column address decoder 120.
[0062]
Then, in the bit line selector 125, based on the column address data, the voltage of the bit line BL and the source line SL of the memory cell MC to be accessed is set to “0 V”.
[0063]
Further, the row address decoder 130 outputs a signal for accessing a predetermined word line WL of the memory cell array 110 based on the row address data and the timing signal output from the control circuit 180. Then, the driver corresponding to the word line WL is selectively driven by the boosted voltage. Thereby, the data of the memory cell MC connected to the word line WL is erased.
[0064]
As described above, in the present embodiment, the row address decoder 130 is driven by the boosted voltage, and the level shifter 115 is provided so that the row address data is converted into a voltage by the boosted voltage and supplied to the row address decoder 130. Thereby, the circuit scale of the memory block 100 can be suitably reduced. That is, in the level shifter 115, as a circuit for converting the voltage of the row address data, when the row address of the memory cell is, for example, “1024”, at least “10” circuits (the preceding circuits) capable of expressing this in a binary number (The circuit illustrated in FIG. 10). On the other hand, in the configuration shown in FIG. 7, "1024" circuits illustrated in FIG. 10 are required in the level shifter 335.
[0065]
In the present embodiment, not only the row address decoder 130 but also the column address decoder 120 are driven by the boosted voltage, and the control circuit 180 is further driven by the boosted voltage. Thus, the command signal of the control circuit 180 can be directly output to the row address decoder and the column address decoder 120, and the circuit of the control system is simplified.
[0066]
Note that when the boosted voltage of the booster circuit 190 is used as the power supply source of the memory block 100, the power consumption may increase as compared with the memory block 300 shown in FIG. However, the semiconductor memory according to the present embodiment is particularly effective in the following situations where the disadvantages of the increase in power consumption are remarkably compensated.
[0067]
(A) When the area ratio of the semiconductor memory in the semiconductor integrated circuit on which the semiconductor memory is mounted is small.
(B) When the design time of the semiconductor integrated circuit on which the semiconductor memory is mounted is short.
[0068]
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The row address decoder 130 that selectively drives the driver 140d in the word line driver 140 corresponding to the row address data operates based on the output of the level shifter 115, thereby suppressing an increase in circuit scale. Will be able to do it.
[0069]
(2) Since the row address decoder 130 and the column address decoder 120 are transistors having the same characteristics, they can be controlled by signals of the same voltage level, and control can be performed easily. .
[0070]
(3) The control circuit 180 that controls the access timing to the memory cell operates based on the output of the level shifter 185. Therefore, the operating voltage of the memory cell, the row address decoder 130, the word line driver 140, the source line driver 170, etc., and the control circuit 180 can be made a common boosted voltage, and the circuit of the control system is simplified. be able to.
[0071]
(4) The level shifter 152 converts the read data read from the memory cell with the power supply voltage of the battery 195. As a result, a circuit outside the memory block 100 can properly process the read data.
[0072]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the semiconductor memory according to the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.
[0073]
FIG. 4 is a block diagram illustrating the overall configuration of the semiconductor memory according to the present embodiment. This semiconductor memory is also mounted on a semiconductor integrated circuit together with a logic circuit and the like.
[0074]
However, the memory cell array 210 of the present embodiment is a two-dimensionally regularly arranged dynamic random access memory (DRAM) as a memory cell. More specifically, the memory cell MC according to the present embodiment includes one transistor T and one capacitor C, as shown in FIG. That is, the capacitor C whose one end is grounded is connected to the source s of the transistor T, and the drain d of the transistor T is connected to the bit line BL. Further, the gate g of the transistor T and the word line WL are connected.
[0075]
The node between the source s of the transistor T and the other end of the capacitor C is a node for holding data. Then, data is transferred between the bit line BL and the node by conducting between the source s and the drain d of the transistor T. The transmission and reception of the data is performed by applying a voltage to the word line WL and the bit line BL in a manner shown in FIG.
[0076]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, when accessing the memory cell MC irrespective of read / write, a predetermined boost higher than the voltage (for example, 1.5 V) of the battery 295 shown in FIG. A voltage (for example, 3.0 V) is used. For this reason, the semiconductor memory according to the present embodiment includes the memory block 200, the booster circuit 290 that boosts the power supply voltage (for example, 1.5 V) of the battery 295 to the predetermined voltage, and the power supply of the memory block 200. The source is a booster circuit 290.
[0077]
As described above, in the present embodiment, the booster circuit 290 is used as the power supply source of the memory block 200, so that all the transistors in the memory block 200 have the same characteristics (such as withstand voltage characteristics), thereby simplifying the configuration. Aim. Further, by applying the boosted voltage to the memory block 200 in a lump as described above, the power supply path is simplified as compared with the case where the memory block 200 has a plurality of power supply paths.
[0078]
Note that the memory block 200 includes a 0.75 V generation unit 251 and a 1.5 V generation unit 256 that generate a voltage applied to the bit line BL at the time of reading and writing by reducing the boosted voltage of the boosting circuit 290. I have. Then, at the time of reading, the read amplifier 250 outputs the voltage generated by the 0.75 V generation unit 251 to the bit line selector 225. Further, at the time of writing, the write amplifier 255 outputs the voltage generated by the 1.5 V generation unit 256 to the bit line selector 225.
[0079]
Next, the operation of reading data from and writing data to the memory cell MC will be further described with reference to FIG.
First, when reading data stored and held in the memory cell MC, a command signal (read enable) for reading data from the outside is input to the level shifter 285. On the other hand, the level shifter 285 converts the input command signal into a voltage using the boosted voltage of the boosting circuit 290 and outputs the converted signal to the control circuit 280. Further, the row address data and the column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are voltage-converted by the level shifter 215, respectively, and then input to the column address decoder 220 and the row address decoder 230.
[0080]
Then, the column address decoder 220 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 210 to the bit line selector 225 based on the column address data and the timing signal output from the control circuit 180. Accordingly, the bit line selector 225 selectively precharges the bit line BL of the memory cell MC to be accessed with the voltage of the 0.75 V generation unit 251.
[0081]
While such precharge is performed, the row address decoder 230 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 210 to the word line driver 240 based on the row address data and the timing signal output from the control circuit 280. Output to As a result, in the word line driver 240, a driver that applies a boosted voltage to the word line WL of the memory cell MC to be accessed is selectively driven.
[0082]
As a result, data is read out in accordance with a change in the potential of the precharged bit line BL. That is, after a change in the potential of the bit line BL is amplified by the read amplifier 250 to be read data, the level shifter 252 converts the voltage with the voltage of the battery 295 and outputs the converted data to the outside.
[0083]
When writing data to the memory cells MC, a command signal (write enable) for writing data from the outside is input to the level shifter 285. On the other hand, the level shifter 285 converts the input command signal into a voltage using the boosted voltage of the boosting circuit 290 and outputs the converted signal to the control circuit 280. Further, the row address data and the column address data of the memory cell MC to be accessed from the outside are respectively subjected to voltage conversion by the level shifter 215, and then input to the column address decoder 220 and the row address decoder 230.
[0084]
Then, the row address decoder 230 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 210 based on the row address data subjected to the voltage conversion and the timing signal output from the control circuit 280. On the other hand, the word line driver 240 selectively applies the boosted voltage to the word line WL of the memory cell MC to be accessed.
[0085]
On the other hand, the column address decoder 220 outputs a signal for accessing a predetermined memory cell MC of the memory cell array 210 to the bit line selector 225 based on the converted column address data and the timing signal output from the control circuit 280. I do. On the other hand, the write data input from the outside of the memory block 200 to the level shifter 257 is subjected to voltage conversion by the boosted voltage of the booster circuit 290, and then is output to the write amplifier 255. Then, in the write amplifier 255, the voltage generated by the 1.5V generation unit 256 or the voltage of “0V” depends on whether the converted write data is logic “H” or logic “L”. Is output. Then, the bit line selector 225 applies the voltage output from the write amplifier 255 to the bit line BL of the memory cell MC to be accessed.
[0086]
According to the present embodiment described above, effects similar to the above (1) to (4) of the first embodiment can be obtained.
Note that each of the above embodiments can be modified and implemented as follows.
[0087]
In the first embodiment, the configuration of each memory cell of the flash memory is not limited to that illustrated in FIG. For example, in addition to the floating gate fg and the control gate cg, a device provided with a dedicated erase gate used for erasing stored data may be provided.
[0088]
In the first embodiment, the corresponding word line and source line are designated by the row address data, and the corresponding bit line is designated by the column address data. However, the present invention is not limited to this. For example, the configuration may be such that the corresponding word line is specified by the row address data, and the corresponding bit line and source line are specified by the column address data.
[0089]
The number of level shifters can be reduced by setting the drive voltage of the row address decoder 130 to the boosted voltage of the booster circuit 190 without using the booster circuit 190 as the power supply source of the memory block 100. At this time, if the drive voltage of the column address decoder 120 and the control circuit 180 is set to a boosted voltage, the effects (2) and (3) of the first embodiment can be obtained.
[0090]
In the first embodiment, the predetermined voltage applied to the bit line is not limited to the one exemplified in the first embodiment, and may be a predetermined voltage for writing and a predetermined voltage for reading, respectively. Just set it.
[0091]
In the first embodiment, the predetermined voltage applied to the word line at the time of writing is not limited to the voltage exemplified in the first embodiment, but may be set as appropriate.
In the first embodiment, a split gate flash memory is used. However, a stack gate flash memory may be used.
[0092]
In the first embodiment and its modifications, the invention is not limited to a flash memory, but may be any electrically rewritable nonvolatile memory (EEPROM).
In the second embodiment, the configuration of each memory cell of the DRAM is not limited to the configuration including one capacitor and one transistor as illustrated in FIG.
[0093]
Even if the power supply source of the memory block 200 is not the booster circuit 290, the number of level shifters can be reduced by setting the drive voltage of the row address decoder 230 to the boosted voltage of the booster circuit 290. At this time, if the drive voltage of the column address decoder 220 and the control circuit 280 is set to be a boosted voltage, it is possible to obtain the effects according to the above (2) and (3) of the first embodiment. it can.
[0094]
A row address of a memory cell to be accessed is specified by applying a predetermined boosted voltage to a word line selected by a driver, and a column address of the memory cell to be accessed by selecting a bit line. The specified semiconductor memory is not limited to the DRAM. For example, an SRAM may be used.
[0095]
In each of the above embodiments, instead of making all the transistor characteristics in the memory block the same, the transistor characteristics may be appropriately changed within a range having a withstand voltage characteristic that can withstand a boosted voltage.
[0096]
Further, the present invention is effective not only in the above-mentioned memory but also in the case where a memory cell is accessed using a boosted voltage.
The boosted voltage is not limited to the one that boosts the power supply voltage to a positive voltage value, and may be the one that boosts (steps down) a negative voltage value.
[0097]
The level shifter is not limited to the one that converts a logic level signal binarized between the power supply voltage and the ground potential into a logic level signal binarized between the output voltage of the boosted voltage and the ground potential. . The point is to convert a binarized logic level signal whose voltage range is defined based on the power supply voltage into a binarized logic level signal whose voltage range is defined based on the boosted voltage. I just need.
[0098]
In addition, as a technical idea which can be grasped from each of the above embodiments and its modifications, there are the following.
(1) In the semiconductor memory according to any one of claims 2 to 4, the memory cell has a control gate and a floating gate connected to the word line, and data is stored in the floating gate by means of holding electrons. Semiconductor memory, which is an electrically rewritable non-volatile memory including a transistor for storing data.
[0099]
(2) In the semiconductor memory according to the above (1), the semiconductor memory is configured as a flash memory, and is used for writing data to the memory cell and erasing data held in the memory cell. In any one of the above embodiments, a driver that applies a boosted voltage to one of a source and a drain of the transistor included in the memory cell, and the data related to the row address is generated by a boosted voltage applied to one of the source and the drain. A level shifter for performing voltage conversion, wherein the row address decoder includes a driver for applying a voltage to one of the source and the drain based on an output of the level shifter for performing voltage conversion on data related to the row address. Machine that selectively drives drivers that support The semiconductor memory further comprising a.
[0100]
(3) In the semiconductor memory according to the above (1), the semiconductor memory is configured as a flash memory, and is used for writing data to the memory cell and erasing data held in the memory cell. In any one of the memory cell, a driver that applies a boosted voltage to any one of a source and a drain of the transistor included in the memory cell, and the data related to the column address is generated by the boosted voltage applied to any of the source and the drain. A level shifter for performing voltage conversion, wherein the column address decoder is a driver that applies a voltage to one of the source and the drain based on an output of the level shifter that performs voltage conversion on the data related to the column address. Machine that selectively drives drivers that support The semiconductor memory further comprising a.
[0101]
(4) In the semiconductor memory according to any one of claims 2 to 4, the semiconductor memory conducts between a node of a corresponding memory cell and a bit line by applying a predetermined boosted voltage to a selected word line. Data is written by applying a predetermined voltage to the node via the bit line while the node is being connected to the bit line. A semiconductor memory for reading data by outputting to a line.
[0102]
(5) The semiconductor memory according to (3), wherein the semiconductor memory is configured as one of a dynamic random access memory and a static random access memory.
[0103]
(6) The semiconductor memory according to claim 5, wherein the memory block includes a level shifter that converts a signal to be output to the outside with a power supply voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a first embodiment of a semiconductor memory according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a word line drive system in the embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a bit line drive system in the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing an overall configuration of a second embodiment of the semiconductor memory according to the present invention;
FIG. 5 is a circuit diagram of the DRAM according to the embodiment;
FIG. 6 is a diagram showing a manner of applying a voltage to a memory cell in the same embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing the entire configuration of a conventional semiconductor memory.
FIG. 8 is a circuit diagram of a memory cell in the conventional semiconductor memory.
FIG. 9 is a diagram showing a manner of applying a voltage to a memory cell in the conventional semiconductor memory.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a word line drive system in a conventional semiconductor memory.
[Explanation of symbols]
C: capacitor, d: drain, g: gate, s: source, T: transistor, BL: bit line, cg: control gate, fg: floating gate, MC: memory cell, MT: transistor, SL: source line, WL ... word lines, 195, 295, 395 ... batteries.

Claims (5)

電源電圧を所定に昇圧した昇圧電圧によって駆動されるドライバによりメモリセルへのアクセスが行われる半導体メモリにおいて、
前記アクセスの対象となるメモリセルを指定するアドレスに関するデータを前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、該レベルシフタの出力に基づき前記アドレスに関するデータに対応したドライバを選択的に駆動するアドレスデコーダとを備える
ことを特徴とする半導体メモリ。
In a semiconductor memory in which a memory cell is accessed by a driver driven by a boosted voltage obtained by boosting a power supply voltage,
A level shifter for voltage-converting data relating to an address designating the memory cell to be accessed by the boosted voltage; and an address decoder for selectively driving a driver corresponding to the data relating to the address based on an output of the level shifter. Semiconductor memory characterized by the above-mentioned.
ドライバにより選択されるワード線へ電源電圧を所定に昇圧した昇圧電圧を印加することでアクセス対象とするメモリセルの行アドレスを指定するとともに、ビット線を選択することで同アクセス対象とするメモリセルの列アドレスを指定する半導体メモリにおいて、
前記アクセス対象となるメモリセルに応じたワード線を指定する行アドレスに関するデータが入力されると、該行アドレスに関するデータを前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、該レベルシフタの出力に基づいて前記アクセス対象となるメモリセルのワード線に前記昇圧電圧を印加するドライバを選択的に駆動する行アドレスデコーダとを備える
ことを特徴とする半導体メモリ。
A row address of a memory cell to be accessed is specified by applying a boosted voltage obtained by boosting a power supply voltage to a word line selected by a driver, and a memory cell to be accessed by selecting a bit line. Semiconductor memory designating a column address of
When data related to a row address that specifies a word line corresponding to the memory cell to be accessed is input, a level shifter that performs voltage conversion of the data related to the row address by the boosted voltage, and the access based on an output of the level shifter A semiconductor memory, comprising: a row address decoder that selectively drives a driver that applies the boosted voltage to a word line of a target memory cell.
請求項2記載の半導体メモリにおいて、
前記アクセス対象となるメモリセルのビット線を選択するビット線セレクタと、同アクセス対象となるメモリセルに応じたビット線を指定する列アドレスに関するデータが入力されると、該列アドレスに関するデータを前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、前記列アドレスに関するデータが入力されるレベルシフタの出力に基づいて前記ビット線セレクタを駆動する列アドレスデコーダとを更に備える
ことを特徴とする半導体メモリ。
The semiconductor memory according to claim 2,
When a bit line selector for selecting a bit line of the memory cell to be accessed and data relating to a column address designating a bit line corresponding to the memory cell to be accessed are input, the data relating to the column address is converted to the data. A semiconductor memory further comprising: a level shifter for performing voltage conversion by a boosted voltage; and a column address decoder for driving the bit line selector based on an output of the level shifter to which data relating to the column address is input.
請求項2又は3記載の半導体メモリにおいて、
前記メモリセルへのアクセス態様を指令する指令信号を前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタと、前記指令信号が入力されるレベルシフタの出力に基づいて前記メモリセルへのアクセスタイミングを制御する制御回路とを更に備える
ことを特徴とする半導体メモリ。
The semiconductor memory according to claim 2 or 3,
A level shifter for converting a command signal for commanding an access mode to the memory cell by the boosted voltage, and a control circuit for controlling access timing to the memory cell based on an output of the level shifter to which the command signal is input. A semiconductor memory further provided.
電源電圧を所定の昇圧電圧に昇圧する昇圧回路と、メモリブロックとして、メモリセル、及び前記昇圧電圧によって駆動されて該メモリセルにアクセスするドライバ、及び外部からのアドレスに関するデータに基づき該アドレスに関するデータに対応するドライバを選択的に駆動するアドレスデコーダを少なくとも備える半導体メモリにおいて、
前記メモリブロックは、前記昇圧回路を電力供給源とし、且つ入力される信号を前記昇圧電圧によって電圧変換するレベルシフタを備える
ことを特徴とする半導体メモリ。
A booster circuit for boosting a power supply voltage to a predetermined boosted voltage; a memory cell as a memory block; a driver driven by the boosted voltage to access the memory cell; and data related to the address based on data from an external address. A semiconductor memory comprising at least an address decoder for selectively driving a driver corresponding to
A semiconductor memory, wherein the memory block uses the booster circuit as a power supply source and includes a level shifter for converting an input signal into a voltage by the boosted voltage.
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