JP2022009279A - Semiconductor device and continuous reading method - Google Patents
Semiconductor device and continuous reading method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022009279A JP2022009279A JP2021171465A JP2021171465A JP2022009279A JP 2022009279 A JP2022009279 A JP 2022009279A JP 2021171465 A JP2021171465 A JP 2021171465A JP 2021171465 A JP2021171465 A JP 2021171465A JP 2022009279 A JP2022009279 A JP 2022009279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- page
- page data
- read
- reading
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特にNAND型フラッシュメモリ等の連続読出しに関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to continuous reading of a NAND flash memory or the like.
NAND型のフラッシュメモリには、外部からのコマンドに応答して複数のページを連続で読み出す連続読出し機能(バースト読出し機能)が搭載されている。ページバッファ/センス回路は、例えば2つのラッチを含み、連続読出し動作が行われるとき、一方のラッチにアレイから読み出されたデータを保持する間に、他方のラッチに保持されたデータの出力を可能にしている(例えば、特許文献1、2、3等)。
The NAND flash memory is equipped with a continuous read function (burst read function) that continuously reads a plurality of pages in response to an external command. The page buffer / sense circuit contains, for example, two latches, and when a continuous read operation is performed, the output of the data held in the other latch while holding the data read from the array in one latch. It is possible (for example,
図1に、オンチップECC機能を搭載したNAND型フラッシュメモリの概略構成を示す。フラッシュメモリは、NANDストリングを含むメモリセルアレイ10と、ページバッファ/センス回路20と、データ転送回路30、32と、誤り検出訂正回路(以下、ECC回路)40と、入出力回路50とを含む。ページバッファ/センス回路20は、読出しデータやプログラムすべき入力データを保持する2つのラッチL1、L2(1つのラッチは、例えば4KB)を含み、ラッチL1、L2は、それぞれキャッシュC0とキャッシュC1(1つのキャッシュは、例えば2KB)とを含む。キャッシュC0、C1は、それぞれ独立した動作が可能である。また、ECC回路40は、ユーザーオプションによりイネーブルまたはディスエーブルさせることが可能である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a NAND flash memory equipped with an on-chip ECC function. The flash memory includes a
図2に、従来の連続読出しを行うときのタイミングチャートを示す。連続読出しは、複数ページからデータを連続的に読み出すものであり、この動作は、コマンドにより実行することが可能である。初めに、ページP0のアレイ読出しが行われる。このときの読出し時間tRD1は、約24μsである。読み出されたページP0のデータがラッチL1のキャッシュC0、C1に保持され(P0C0、P0C1)、次いでラッチL1のキャッシュC0、C1のデータがラッチL2のキャッシュC0、C1に転送される。キャッシュC0、C1の一方がデータ出力されている間に他方がECC処理され、他方がデータ出力されている間に一方がECC処理される。また、ラッチL1からラッチL2へのデータ転送後に、次のページP1のアレイ読出しが行われ、これがラッチL1に保持される。 FIG. 2 shows a timing chart when performing conventional continuous reading. Continuous reading is to read data continuously from a plurality of pages, and this operation can be executed by a command. First, the array reading of page P0 is performed. The read time tRD1 at this time is about 24 μs. The read data of the page P0 is held in the caches C0 and C1 of the latch L1 (P0C0 and P0C1), and then the data of the caches C0 and C1 of the latch L1 are transferred to the caches C0 and C1 of the latch L2. While one of the caches C0 and C1 is outputting data, the other is ECC-processed, and while the other is data-output, one is ECC-processed. Further, after the data is transferred from the latch L1 to the latch L2, the array read on the next page P1 is performed, and this is held by the latch L1.
連続読出しでは、行アドレスが自動的にインクリメントされ、ページP1から複数ページの連続読出しが開始される。連続読出し中のアレイ読出し時間tRは、約18μSである。アレイ読出しは、内部クロック信号に同期して行われ、入出力回路50によるデータ出力は、内部クロック信号とは非同期の外部クロック信号ExCLKに同期して行われる。1ページのデータを出力する時間tDOUTは、外部クロック信号ExCLKの周波数に依存し、例えば、外部クロック信号ExCLKが104MHzであるとき、tDOUTは約39.4μsである。連続読出しでは、アレイ読出し時間tRは、1ページのデータ出力時間tDOUTよりも小さくなければならない。
In continuous reading, the row address is automatically incremented, and continuous reading of a plurality of pages is started from page P1. The array read time tR during continuous read is about 18 μS. The array read is performed in synchronization with the internal clock signal, and the data output by the input /
メモリセルアレイ10は、データを記憶するメイン領域と、ECC処理による誤り検出符号やユーザー情報などを記憶するスペア領域とを含んでいる。図1(B)に、メモリセルアレイ10のメイン領域とスペア領域の構成を示す。メイン領域は、キャッシュC0に対応するメイン部分C0_MとキャッシュC1に対応するメイン部分C1_Mとを含み、メイン部分C0_Mの列アドレスは、000F~3FFhであり、メイン部分C1_Mの列アドレスは、400h~7FFhである。スペア領域は、キャッシュC0に対応するスペア部分C0_SとキャッシュC1に対応するスペア部分C1_Sとを含み、スペア部分C0_Sの列アドレスは、800h~83Fhであり、スペア部分C1_Sの列アドレスは、840h~87Fhである。
The
ユーザーが使用するキャッシュC0、C1は、C0=メイン部分C0_M+スペア部分C0_S、C1=メイン部分C1_M+スペア部分C1_Sで定義される。このユーザー定義は、フラッシュメモリが内部で動作するときの定義と同じである。なお、メモリセルアレイの列アドレスとページバッファ20のラッチL1、L2の列アドレスは一対一に対応しており、同じである。そして、連続読出し動作では、列アドレス000hから87Fhの順序でシーケンシャルにデータが出力される。
The caches C0 and C1 used by the user are defined by C0 = main part C0_M + spare part C0_S, C1 = main part C1_M + spare part C1_S. This user definition is the same as the definition when the flash memory operates internally. The column address of the memory cell array and the column addresses of the latches L1 and L2 of the
高集積化により1ページのサイズが大きくなると、それに比例してページバッファ/センス回路の専有面積が大きくなる。もし、ラッチL2を取り除くことができれば、ページバッファ/センス回路の占有面積を大幅に削減することが可能である。図3は、単一のラッチL1(ラッチL2無し)で連続読出しを行うことを想定したタイミングチャートである。この場合、ラッチL1のデータを退避させる場所が無くなるため、ラッチL1のデータが空にならないと、アレイ読出しをすることができない。つまり、事実上、シームレスな読出しを行うことは不可能である。 As the size of one page increases due to high integration, the area occupied by the page buffer / sense circuit increases proportionally. If the latch L2 can be removed, the occupied area of the page buffer / sense circuit can be significantly reduced. FIG. 3 is a timing chart assuming continuous reading with a single latch L1 (without latch L2). In this case, since there is no place to save the data of the latch L1, the array cannot be read unless the data of the latch L1 becomes empty. That is, it is virtually impossible to perform seamless reading.
そこで、1ページのデータをキャッシュC0とキャッシュC1の1/2ページに分けて読み出すことが検討される。この場合、同一ページを2度読出すことになるため、読出し動作によるディスターブの懸念がある。すなわち、読出し動作では、全ビット線へのプリチャージ/ディチャージが行われるため、ビット線間の容量カップリングによる不所望な電圧がビット線やメモリセルに影響を及ぼすおそれがある。 Therefore, it is considered to read the data of one page separately into 1/2 page of the cache C0 and the cache C1. In this case, since the same page is read twice, there is a concern about disturb due to the reading operation. That is, in the read operation, all the bit lines are precharged / decharged, so that an undesired voltage due to capacitive coupling between the bit lines may affect the bit lines and memory cells.
図4は、連続読出し動作においてキャッシュC0、C1の1/2ページの読出し(2度のアレイ読出し)を行うときのタイミングチャートである。メモリセルアレイの選択ページのキャッシュC0を読み出すとき、図1(B)に示すように、メイン部分C0_Mとスペア部分C0_Sが読み出され、これらのデータがラッチL1に転送され、キャッシュC1を読み出すとき、メイン部分C1_Mとスペア部分C1_Sが読み出され、これらのデータがラッチL1に転送される。 FIG. 4 is a timing chart when reading 1/2 page of caches C0 and C1 (reading an array twice) in a continuous reading operation. When reading the cache C0 on the selection page of the memory cell array, as shown in FIG. 1B, when the main portion C0_M and the spare portion C0_S are read, these data are transferred to the latch L1 and the cache C1 is read. The main portion C1_M and the spare portion C1_S are read out, and these data are transferred to the latch L1.
このため、次のページP1のキャッシュC0のデータ転送は、ラッチL1のページP0のキャッシュC0が出力された後でなければならない。それより前にページP1のキャッシュC0のデータ転送が行われると、ページP0のキャッシュC0が上書きされてしまう。キャッシュC0のデータ出力が完了するのは、キャッシュC0のスペア部分C0_Sが出力された時点であり、言い換えれば、キャッシュC1のスペア部分C1_Sのデータ出力中に、ページP1のキャッシュC0のデータ転送が行われなければ、ページP1のデータをシームレスに出力することができない。しかしながら、キャッシュC1のスペア部分C1_Sのデータ出力時間tDOUT_C1Spは約1.2μsであり、この短い期間中に、次のページのキャッシュC0のデータ転送を行うには、シビアなタイミング調整が必要であり、これを実現することは非常に難しい。 Therefore, the data transfer of the cache C0 of the next page P1 must be performed after the cache C0 of the page P0 of the latch L1 is output. If the data transfer of the cache C0 of the page P1 is performed before that, the cache C0 of the page P0 will be overwritten. The data output of the cache C0 is completed when the spare portion C0_S of the cache C0 is output. In other words, the data transfer of the cache C0 of the page P1 is performed during the data output of the spare portion C1_S of the cache C1. Otherwise, the data on page P1 cannot be output seamlessly. However, the data output time tDOUT_C1Sp of the spare portion C1_S of the cache C1 is about 1.2 μs, and severe timing adjustment is required to transfer the data of the cache C0 on the next page during this short period. It is very difficult to achieve this.
本発明は、このような従来の課題を解決するために成されたものであり、ページバッファ/センス回路の規模を削減しつつ、連続読出しを行うことができる半導体装置および連続読出し方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a semiconductor device and a continuous readout method capable of performing continuous readout while reducing the scale of a page buffer / sense circuit. The purpose is.
本発明に係るNAND型フラッシュメモリの連続読出し方法は、ページバッファ/センス回路のデータ保持部の第1の保持領域に保持された第1のページデータの出力後に、メモリセルアレイから次のページの第1のページデータを読出し、読み出した第1のページデータを第1の保持領域に保持し、前記データ保持部の第2の保持領域に保持された第2のページデータの出力後に、メモリセルアレイから前記次のページの第2のページデータを読出し、読み出した第2のページデータを第2の保持領域に保持するステップを含む。 In the method for continuously reading a NAND flash memory according to the present invention, after the output of the first page data held in the first holding area of the data holding portion of the page buffer / sense circuit, the first page of the next page is output from the memory cell array. The page data of 1 is read, the read first page data is held in the first holding area, and after the output of the second page data held in the second holding area of the data holding unit, the memory cell array is used. The step includes reading the second page data of the next page and holding the read second page data in the second holding area.
ある実施態様では、第1の保持領域に保持された第1のページデータを出力後に連続的に第2の保持領域に保持された第2のページデータを出力する。ある実施態様では、第1および第2のページデータはそれぞれ、メモリセルアレイの選択ページの列アドレス方向に連続する1/2ページのデータである。ある実施態様では、第1のページデータは、データの記憶に利用されるメイン領域のデータを含み、第2のページデータは、メイン領域のデータとスペア領域のデータとを含む。ある実施態様では、第1のページデータを読み出すとき、m本の第1のグループのビット線が選択され、第2のページデータを読み出すとき、m本の第2のグループのビット線が選択され、第1のグループのビット線と第2のグループのビット線が交互に配置される。ある実施態様では、第1および第2の保持領域に保持された第1および第2のページデータは、クロック信号に同期して外部に出力される。 In one embodiment, after outputting the first page data held in the first holding area, the second page data held in the second holding area is continuously output. In one embodiment, the first and second page data are 1/2 pages of data that are continuous in the column address direction of the selected page of the memory cell array, respectively. In one embodiment, the first page data includes data in the main area used to store the data, and the second page data includes data in the main area and data in the spare area. In one embodiment, when reading the first page data, m first group bit lines are selected, and when reading the second page data, m second group bit lines are selected. , The bit lines of the first group and the bit lines of the second group are arranged alternately. In one embodiment, the first and second page data held in the first and second holding regions are output to the outside in synchronization with the clock signal.
本発明に係る半導体装置は、NAND型のメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイの各ビット線に接続されたページバッファ/センス回路と、前記メモリセルアレイの選択ページの読出しを行う読出し手段と、前記読出し手段によって読み出されたデータを出力する出力手段とを含み、前記読出し手段は、複数ページの連続読出しを行うとき、前記ページバッファ/センス回路のデータ保持部の第1の保持領域に保持された第1のページデータが前記出力手段により出力された後、メモリセルアレイから次のページの第1のページデータを読出し、読み出した第1のページデータを第1の保持領域に保持し、前記データ保持部の第2の保持領域に保持された第2のページデータが前記出力手段により出力された後、メモリセルアレイから前記次のページの第2のページデータを読出し、読み出した第2のページデータを第2の保持領域に保持する。 The semiconductor device according to the present invention includes a NAND type memory cell array, a page buffer / sense circuit connected to each bit line of the memory cell array, a read-out means for reading a selection page of the memory cell array, and the read-out means. The reading means includes an output means for outputting the data read by the above, and the reading means is held in the first holding area of the data holding portion of the page buffer / sense circuit when continuously reading a plurality of pages. After the page data of 1 is output by the output means, the first page data of the next page is read from the memory cell array, the read first page data is held in the first holding area, and the data holding unit is used. After the second page data held in the second holding area of the above is output by the output means, the second page data of the next page is read from the memory cell array, and the read second page data is used as the second page data. Hold in the holding area of 2.
ある実施態様では、前記出力手段は、第1の保持領域に保持された第1のページデータを出力後に連続的に第2の保持領域に保持された第2のページデータを出力する。ある実施態様では、第1および第2のページデータはそれぞれ、メモリセルアレイの選択ページの列アドレス方向に連続する1/2ページのデータである。ある実施態様では、第1のページデータは、データの記憶に利用されるメイン領域のデータを含み、第2のページデータは、メイン領域のデータとスペア領域のデータとを含む。ある実施態様では、前記読出し手段は、第1のページデータを読み出すとき、m本の第1のグループのビット線を選択し、第2のページデータを読み出すとき、m本の第2のグループのビット線を選択し、第1のグループのビット線と第2のグループのビット線が交互に配置される。ある実施態様では、前記出力手段は、第1および第2の保持領域に保持された第1および第2のページデータを、クロック信号に同期して外部に出力する。 In one embodiment, the output means outputs the first page data held in the first holding area and then continuously outputs the second page data held in the second holding area. In one embodiment, the first and second page data are 1/2 pages of data that are continuous in the column address direction of the selected page of the memory cell array, respectively. In one embodiment, the first page data includes data in the main area used to store the data, and the second page data includes data in the main area and data in the spare area. In one embodiment, the reading means selects m first group of bit lines when reading the first page data and of m second groups when reading the second page data. A bit line is selected, and the bit line of the first group and the bit line of the second group are arranged alternately. In one embodiment, the output means outputs the first and second page data held in the first and second holding regions to the outside in synchronization with the clock signal.
本発明によれば、第1のページデータの出力後にメモリセルアレイから次のページの第1のページデータを読出し、読み出した第1のページデータを第1の保持領域に保持し、第2のページデータの出力後にメモリセルアレイから前記次のページの第2のページデータを読出し、読み出した第2のページデータを第2の保持領域に保持するようにしたので、ページバッファ/センス回路の回路規模を削減しつつ連続読出しが可能になる。 According to the present invention, after the output of the first page data, the first page data of the next page is read from the memory cell array, the read first page data is held in the first holding area, and the second page is held. After the data is output, the second page data of the next page is read from the memory cell array, and the read second page data is held in the second holding area. Therefore, the circuit scale of the page buffer / sense circuit can be adjusted. Continuous reading becomes possible while reducing.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る半導体装置は、例えば、NAND型フラッシュメモリあるいはこのようなフラッシュメモリを埋め込むマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ロジック、ASIC、画像や音声を処理するプロセッサ、無線信号等の信号を処理するプロセッサなどである。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The semiconductor device according to the present invention is, for example, a NAND flash memory or a microprocessor in which such a flash memory is embedded, a microcontroller, a logic, an ASIC, a processor that processes images and sounds, a processor that processes signals such as wireless signals, and the like. Is.
図5は、本発明の実施例に係るNAND型フラッシュメモリの構成を示す図である。本実施例に係るフラッシュメモリ100は、複数のメモリセルが行列状に配列されたメモリアレイ110と、外部クロック信号ExCLKに応答してデータを外部に出力したり、外部から入力されるデータを取り込むことが可能な入出力回路120と、データの誤り検出・訂正を行うECC回路130と、入出力回路120を介してアドレスデータを受け取るアドレスレジスタ140と、入出力回路120を介して受け取ったコマンドや外部端子に印加された制御信号に基づき各部を制御するコントローラ150と、アドレスレジスタ140から行アドレス情報Axを受け取り、行アドレス情報Axをデコードし、デコード結果に基づきブロックの選択やワード線の選択等を行うワード線選択回路160と、ワード線選択回路160によって選択されたページから読み出したデータを保持したり、選択されたページへプログラムするデータを保持するページバッファ/センス回路170と、アドレスレジスタ140から列アドレス情報Ayを受け取り、列アドレス情報Ayをデコードし、当該デコード結果に基づきページバッファ/センス回路170内の列の選択等を行う列選択回路180と、データの読出し、プログラムおよび消去等のために必要な種々の電圧(書込み電圧Vpgm、パス電圧Vpass、読出しパス電圧Vread、消去電圧Versなど)を生成する内部電圧発生回路190とを含んで構成される。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a NAND flash memory according to an embodiment of the present invention. The
メモリアレイ110は、例えば、列方向に配置されたm個のメモリブロックBLK(0)、BLK(1)、・・・、BLK(m-1)を有する。1つのメモリブロックには、複数のメモリセルを直列に接続したNANDストリングが複数形成される。NANDストリングは、基板表面上に2次元的に形成されてもよいし、基板表面上に3次元的に形成されてもよい。また、メモリセルは、1ビット(2値データ)を記憶するSLCタイプでもよいし、多ビットを記憶するMLCタイプであってもよい。1つのNANDストリングは、複数のメモリセル(例えば、64個)と、ビット線側選択トランジスタ(選択ゲート線SGD)と、ソース線側選択トランジスタ(選択ゲート線SGS)とを直列に接続して構成される。ビット線側選択トランジスタのドレインは、対応する1つのビット線GBLに接続され、ソース線側選択トランジスタのソースは、共通のソース線SLに接続される。
The
フラッシュメモリ100の読出し動作では、ビット線に或る正の電圧を印加し、選択されたワード線に或る電圧(例えば0V)を印加し、非選択ワード線にパス電圧Vpass(例えば4.5V)を印加し、選択ゲート線SGD、SGSに正の電圧(例えば4.5V)を印加し、NANDストリングのビット線側選択トランジスタ、ソース線側選択トランジスタをオンし、共通ソース線に0Vを印加する。プログラム(書込み)動作では、選択されたワード線に高電圧のプログラム電圧Vpgm(15~20V)を印加し、非選択のワード線に中間電位(例えば10V)を印加し、ビット線側選択トランジスタをオンさせ、ソース線側選択トランジスタをオフさせ、「0」または「1」のデータに応じた電位をビット線に供給する。消去動作では、ブロック内の選択されたワード線に0Vを印加し、Pウエルに高電圧(例えば20V)を印加し、フローティングゲートの電子を基板に引き抜くことで、ブロック単位でデータを消去する。
In the read operation of the
ページバッファ/センス回路170は、図1に示すような2つのラッチL1、L2を備えるのではなく、単一のラッチL1を含んで構成される。また、フラッシュメモリ100の内部的な動作では、キャッシュC0、C1は、列アドレスが連続する1/2ページで定義されることに留意すべきである。図6(A)は、メモリセルアレイ上のメイン領域とスペア領域との構成を示し、図6(B)は、内部的なキャッシュC0、C1の定義を示す。
The page buffer /
メイン領域は、キャッシュC0に対応するメイン部分C0_MとキャッシュC1に対応するメイン部分C1_Mとを含み、メイン部分C0_Mの列アドレスは、000h~3FFhであり、メイン部分C1_Mの列アドレスは、400h~7FFhである。スペア領域は、キャッシュC0に対応するスペア部分C0_SとキャッシュC1に対応するスペア部分C1_Sとを含み、スペア部分C0_Sの列アドレスは、800h~83Fhであり、スペア部分C1_Sの列アドレスは、840h~87Fhである。 The main area includes the main portion C0_M corresponding to the cache C0 and the main portion C1_M corresponding to the cache C1, the column address of the main portion C0_M is 000h to 3FFh, and the column address of the main portion C1_M is 400h to 7FFh. Is. The spare area includes the spare portion C0_S corresponding to the cache C0 and the spare portion C1_S corresponding to the cache C1, the column address of the spare portion C0_S is 800h to 83Fh, and the column address of the spare portion C1_S is 840h to 87Fh. Is.
フラッシュメモリ100の内部的な動作では、キャッシュC0は、列アドレス000h~43Fhと定義され、キャッシュC1は、列アドレス440h~87Fhと定義される。従って、キャッシュC0は、メイン部分C0_Mと一部のメイン部分C1_Mとを含み、キャッシュC1は、一部のメイン部分C1_Mとスペア部分C0_S、C1_Sとを含む。一方、ユーザーから見た定義では、キャッシュC0は、メイン部分C0_Mとスペア部分C0_Sを含み、キャッシュC1は、メイン部分C0_Mとスペア部分C0_Sを含む。
In the internal operation of the
メモリセルアレイの選択ページから読み出されたデータは、ページバッファ/センス回路170のセンスノードで感知され、感知されたデータがラッチL1に転送され、そこで保持される。連続読出し動作では、同一ページの読出しが2度行われ、最初にキャッシュC0のデータが読み出され、これがラッチL1の列アドレス000h~43Fhに転送され、次にキャッシュC1のデータが読み出され、これがラッチL1の列アドレス440h~87Fhに転送される。ラッチL1のキャッシュC0、C1は、それぞれ独立した動作が可能である。つまり、連続読出し動作では、アレイからの読み出しやデータの出力は、1/2ページ単位で独立に行われる。アレイ読出しは、内部クロック信号に基づき行われ、ラッチL1と入出力回路120との間のデータ転送や入出力回路120からのデータ出力は、外部クロック信号ExCLKに基づき行われる。
The data read from the selection page of the memory cell array is sensed by the sense node of the page buffer /
列選択回路180は、入力された列アドレスAyに従いページ内のデータの読出し開始位置を選択したり、あるいは列アドレスを用いることなくページの先頭位置からデータを自動的に読み出す。さらに列選択回路180は、クロック信号に応答して列アドレスをインクリメントする列アドレスカウンタを含むようにしてもよい。
The
次に、本実施例のフラッシュメモリ100の連続読出し動作について説明する。連続読出し動作は、例えば、SPI(Serial peripheral Interface)機能を搭載したフラッシュメモリにおいて実施される。図7は、本実施例の連続読出し動作時のタイミングチャートである。同図に示すように、ページP0のキャッシュC0のデータが出力された後、ページP0のキャッシュC1のデータ出力中に、次のページP1のキャッシュC0のアレイ読出しが行われ、読み出されたキャッシュC0のデータがラッチL1に転送される。コントローラ150は、ラッチL1に保持されたデータの出力が列アドレス43Fに到達したとき、キャッシュC0のアレイ読出しを開始させる。
Next, the continuous reading operation of the
次に、ページP0のキャッシュC1のデータが出力された後、ページP1のキャッシュC0のデータ出力中に、ページP1が再度選択され、ページP1のキャッシュC1のデータがラッチL1に転送される。コントローラ150は、ラッチL1に保持されたデータの出力が列アドレス87Fに到達したとき、キャッシュC1のアレイ読出しを開始させる。
Next, after the data of the cache C1 of the page P0 is output, the page P1 is selected again during the data output of the cache C0 of the page P1, and the data of the cache C1 of the page P1 is transferred to the latch L1. The
このように本実施例では、ラッチL1のキャッシュC1が出力中に次のページのキャッシュC0のデータをラッチL1に読出し、キャッシュC0が出力中に次のページのキャッシュC1のデータをラッチL1に読み出すようにしたので、高速周波数の外部クロック信号ExCLKを用いても、1/2ページのキャッシュのデータ出力時間tDOUT>1/2ページのアレイ読出し時間tRを容易に満足させ、複数ページのシームレスなデータ出力を行うことができる。
As described above, in this embodiment, the cache C1 of the latch L1 reads the data of the cache C0 of the next page into the latch L1 while the cache C0 is outputting, and the cache C0 reads the data of the cache C1 of the next page into the latch L1 while the cache C0 is outputting. Therefore, even if a high-speed frequency external clock signal ExCLK is used, the data output time tDOUT of the cache on
次に、本実施例のページバッファ/センス回路170の模式的なレイアウトを図8(A)に示す。図8(B)は、ページバッファ/センス回路<0>~<7>、サブビット線SBL<0>~<7>、グローバルビット線<0>~<15>の接続関係を示すテーブルである。ページバッファセンス回路170は、同図に示すように、行方向の1ピッチ内に2列×4段となるように配置される。1つのページバッファ/センス回路は、1つのセンス回路と1つのラッチ回路を含んで構成される。1つのページバッファ/センス回路のセンスノードに接続された1本のサブビット線SBLは、ビット線選択回路172を介して偶数グローバルビット線GBL_eと奇数グローバルビット線GBL_oに接続される。偶数グローバルビット線GBL_eおよび奇数グローバルビット線GBL_oは、メモリセルアレイ110の複数のブロック上を列方向に延在する。従って、1ピッチ内には、16本の偶数グローバルビット線GBL_eおよび奇数グローバルビット線GBL_oにビット線選択回路172を介して接続された8本のサブビット線がレイアウトされ、かつ8本のサブビット線に接続された8個のページバッファ/センス回路170が配置される。ページバッファ/センス回路を、2列×4段にレイアウトすることで、ページバッファ/センス回路170の列方向の段数を減らし、面積効率が改善される。さらに本実施例では、ページバッファ/センス回路170が複数のラッチL1、L2を含まないため、高さ方向のサイズを小さくすることができる。なお、連続読出し動作では、キャッシュC0を読み出すときは、ページバッファ/センス回路<0>~<3>に接続されるサブビット線SBL<0、2、4、6>に対応した偶数グローバルビット線GBL_eもしくは奇数グローバルビット線GBL_oのいずれかを読出し、キャッシュC1を読み出すときは、ページバッファ/センス回路<4>~<7>に接続されるサブビット線SBL<1、3、5、7>に対応した偶数グローバルビット線GBL_eもしくは奇数グローバルビット線GBL_oのいずれかを読出し、その際、非選択の偶数グローバルビット線または奇数グローバルビット線はGNDに電気的に接続され、シールド読出しが行われる。
Next, a schematic layout of the page buffer /
図9、図10、図11は、キャッシュC0、C1と図8に示すページバッファ/センス回路(サブビット線)との接続関係を示している。これらの図において、Y1_PB_SA×8<0>、Y1_PB_SA×8<1>は、8つのページバッファ/センス回路のレイアウトを表す。YAEb<*>信号、YAOb<*>信号、YBC<*>信号は、列選択回路180によって列アドレスをデコードしたことにより生成される選択信号であり、図10(A)に、列アドレスCAのデコード表を示す。
9, 10, and 11 show the connection relationship between the caches C0 and C1 and the page buffer / sense circuit (subbit line) shown in FIG. In these figures, Y1_PB_SA × 8 <0> and Y1_PB_SA × 8 <1> represent the layout of eight page buffers / sense circuits. The YAEb <*> signal, the YAOb <*> signal, and the YBC <*> signal are selection signals generated by decoding the column address by the
キャッシュC0、C1の読出しが行われるとき、対応するセンスアンプ/センス回路170は、YBC<*>によって選択される。図10(B)において、YBC<0>~<67>は、キャッシュC0の読出しのときにページバッファ/センス回路<0>~<3>を選択し、YBC<68>~<135>は、キャッシュC1の読出しのときにページバッファ/センス回路<4>~<7>を選択する。YBC[0、68]、YBC[1、69]、…YBC[67、135]は、Y1_PB_SA×8のページバッファ/センス回路におけるキャッシュC0、C1のペアである。このように、キャッシュC0、C1の読出しにおいて、列方向の活性化されるページバッファ/センス回路と列方向の非活性化されるページバッファ/センス回路とを交互に配置させることで、図6(B)に示すような物理的に分離されたキャッシュC0、C1への接続を行い、さらに活性化されるページバッファ/センス回路が物理的に離間されるため(間に非活性化されるページバッファ/センス回路が介在されるため)、キャッシュC0またはC1で同時に選択されるビット線を離間させることが可能になり、同一ページの読出しを繰り返したときのページバッファ/センス回路間やビット線間の容量カップリングの影響を抑制している。
When the caches C0 and C1 are read, the corresponding sense amplifier /
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and variations are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
100:フラッシュメモリ
110:メモリセルアレイ
120:入出力回路
130:ECC回路
140:アドレスレジスタ
150:コントローラ
160:ワード線選択回路
170:ページバッファ/センス回路
180:列選択回路
100: Flash memory 110: Memory cell array 120: Input / output circuit 130: ECC circuit 140: Address register 150: Controller 160: Word line selection circuit 170: Page buffer / sense circuit 180: Column selection circuit
Claims (12)
ページバッファ/センス回路のデータ保持部の第1の保持領域に保持された第1のページデータの出力後に、メモリセルアレイから次のページの第1のページデータを読出し、読み出した第1のページデータを第1の保持領域に保持し、
前記データ保持部の第2の保持領域に保持された第2のページデータの出力後に、メモリセルアレイから前記次のページの第2のページデータを読出し、読み出した第2のページデータを第2の保持領域に保持するステップを含む、方法。 It is a continuous reading method for NAND flash memory.
After outputting the first page data held in the first holding area of the data holding part of the page buffer / sense circuit, the first page data of the next page is read from the memory cell array, and the read first page data is read. In the first holding area,
After outputting the second page data held in the second holding area of the data holding unit, the second page data of the next page is read from the memory cell array, and the read second page data is used as the second page data. A method that involves holding in a holding area.
前記メモリセルアレイの各ビット線に接続されたページバッファ/センス回路と、
前記メモリセルアレイの選択ページの読出しを行う読出し手段と、
前記読出し手段によって読み出されたデータを出力する出力手段とを含み、
前記読出し手段は、複数ページの連続読出しを行うとき、前記ページバッファ/センス回路のデータ保持部の第1の保持領域に保持された第1のページデータが前記出力手段により出力された後、メモリセルアレイから次のページの第1のページデータを読出し、読み出した第1のページデータを第1の保持領域に保持し、前記データ保持部の第2の保持領域に保持された第2のページデータが前記出力手段により出力された後、メモリセルアレイから前記次のページの第2のページデータを読出し、読み出した第2のページデータを第2の保持領域に保持する、半導体装置。 NAND type memory cell array and
A page buffer / sense circuit connected to each bit line of the memory cell array,
A reading means for reading the selection page of the memory cell array and
Including an output means for outputting the data read by the reading means.
When the reading means continuously reads a plurality of pages, the first page data held in the first holding area of the data holding portion of the page buffer / sense circuit is output by the output means, and then the memory. The first page data of the next page is read from the cell array, the read first page data is held in the first holding area, and the second page data held in the second holding area of the data holding unit. Is output by the output means, the second page data of the next page is read from the memory cell array, and the read second page data is held in the second holding area.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021171465A JP7137680B2 (en) | 2019-07-29 | 2021-10-20 | Semiconductor device and continuous reading method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019138606A JP2021022412A (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Semiconductor device and continuous reading method |
| JP2021171465A JP7137680B2 (en) | 2019-07-29 | 2021-10-20 | Semiconductor device and continuous reading method |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019138606A Division JP2021022412A (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Semiconductor device and continuous reading method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022009279A true JP2022009279A (en) | 2022-01-14 |
| JP7137680B2 JP7137680B2 (en) | 2022-09-14 |
Family
ID=87890764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021171465A Active JP7137680B2 (en) | 2019-07-29 | 2021-10-20 | Semiconductor device and continuous reading method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7137680B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119920284A (en) * | 2023-10-31 | 2025-05-02 | 长江存储科技有限责任公司 | Storage device, storage system and operation method thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000020409A (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-21 | Seiko Epson Corp | Semiconductor storage device |
| JP2001184874A (en) * | 1999-12-21 | 2001-07-06 | Sony Corp | Semiconductor memory device read method and semiconductor memory device |
| JP2007305284A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Hynix Semiconductor Inc | Flash memory device with structure for increasing input and output speed of data and data input and output method |
| JP2013235642A (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-21 | Huabang Electronic Co Ltd | Method and apparatus for reading nand flash memory |
| JP2018073448A (en) * | 2016-11-04 | 2018-05-10 | ウィンボンド エレクトロニクス コーポレーション | Semiconductor memory and reading method |
-
2021
- 2021-10-20 JP JP2021171465A patent/JP7137680B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000020409A (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-21 | Seiko Epson Corp | Semiconductor storage device |
| JP2001184874A (en) * | 1999-12-21 | 2001-07-06 | Sony Corp | Semiconductor memory device read method and semiconductor memory device |
| JP2007305284A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Hynix Semiconductor Inc | Flash memory device with structure for increasing input and output speed of data and data input and output method |
| JP2013235642A (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-21 | Huabang Electronic Co Ltd | Method and apparatus for reading nand flash memory |
| JP2018073448A (en) * | 2016-11-04 | 2018-05-10 | ウィンボンド エレクトロニクス コーポレーション | Semiconductor memory and reading method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119920284A (en) * | 2023-10-31 | 2025-05-02 | 长江存储科技有限责任公司 | Storage device, storage system and operation method thereof |
| US12469572B2 (en) | 2023-10-31 | 2025-11-11 | Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. | Memory device, memory system, and method of operating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7137680B2 (en) | 2022-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107871521B (en) | Semiconductor storage device, flash memory and continuous reading method thereof | |
| JP5378574B1 (en) | Semiconductor memory device | |
| JP6876755B2 (en) | Semiconductor device and continuous readout method | |
| KR102281441B1 (en) | Semiconductor apparatus and continuous readout method | |
| TWI604450B (en) | Nand flash memory and reading method thereof | |
| TWI727810B (en) | Semiconductor device and continuous reading method | |
| KR102282576B1 (en) | Semiconductor apparatus and continuous read method | |
| CN107833589B (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| JP7137680B2 (en) | Semiconductor device and continuous reading method | |
| KR20210141352A (en) | Semiconductor storage apparatus and ecc related information reading method | |
| JP7012174B1 (en) | Semiconductor devices and continuous readout methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211020 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211020 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220824 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220902 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7137680 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |