JP6035038B2 - Semiconductor memory device, in-vehicle device, vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、半導体記憶装置、並びに、これを用いた車載機器及び車両に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and an in-vehicle device and a vehicle using the same.
従来より、不揮発性の半導体記憶装置として、EEPROM[electrically erasable programmable read only memory])が広く実用化されている。 Conventionally, EEPROM (electrically erasable programmable read only memory)) has been widely put into practical use as a nonvolatile semiconductor memory device.
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。
As an example of the related art related to the above,
ところで、半導体記憶装置のリード/ライト回路は、メモリセルからデータを読み出す際、メモリセルに流れる読出電流Imemと所定の参照電流Irefとを比較し、その比較結果に応じた論理レベルの出力データ信号DOUTを生成する。 By the way, when reading data from a memory cell, the read / write circuit of the semiconductor memory device compares a read current Imem flowing through the memory cell with a predetermined reference current Iref and outputs an output data signal having a logic level according to the comparison result. DOUT is generated.
より具体的に述べると、出力データ信号DOUTは、読出電流Imemが参照電流Irefよりも大きければデータ「0」に相当する論理レベル(例えばローレベル)となり、逆に、読出電流Imemが参照電流Irefよりも小さければデータ「1」に相当する論理レベル(例えばハイレベル)となる(図11の左側を参照)。 More specifically, the output data signal DOUT has a logic level (for example, low level) corresponding to data “0” if the read current Imem is larger than the reference current Iref, and conversely, the read current Imem becomes the reference current Iref. If it is smaller than this, a logic level (for example, a high level) corresponding to data “1” is obtained (see the left side of FIG. 11).
ところで、大容量のEEPROMから高温下でデータを読み出す際には、アクセス対象のメモリセルに読出電流Imemが流れるだけでなく、これに繋がるアクセス対象外のメモリセルにも寄生リーク電流Ileakが流れる。この寄生リーク電流Ileakが参照電流Irefよりも大きくなると、メモリセルのデータ内容に依らず、読出電流Imemと寄生リーク電流Ileakとの和が常に参照電流Irefを上回ってしまうので、データ(特にデータ「1」)を正しく読み出すことができなくなる(図11の右側を参照)。 By the way, when reading data from a large capacity EEPROM at a high temperature, not only the read current Imem flows through the memory cell to be accessed, but also the parasitic leak current Ileak flows through the non-accessed memory cell connected thereto. If the parasitic leakage current Ileak is larger than the reference current Iref, the sum of the read current Imem and the parasitic leakage current Ileak always exceeds the reference current Iref regardless of the data content of the memory cell. 1 ") cannot be read correctly (see the right side of FIG. 11).
なお、EEPROMの大容量化や動作環境の高温化に伴って、寄生リーク電流Ileakは大きくなる傾向がある。そのため、高温動作保証が要求される車載用の不揮発性メモリICや大容量化が要求される汎用の不揮発性メモリICなどでは、寄生リーク電流Ileakに起因する上記の問題点を解決する必要があった。 Note that the parasitic leakage current Ileak tends to increase as the capacity of the EEPROM increases and the operating environment increases in temperature. For this reason, in-vehicle non-volatile memory ICs that require high-temperature operation guarantees and general-purpose non-volatile memory ICs that require large capacity, it is necessary to solve the above-described problems caused by the parasitic leakage current Ileak. It was.
本発明は、本願の発明者により見出された上記の問題点に鑑み、データ読出精度を高めることが可能な半導体記憶装置、並びに、これを用いた車載機器及び車両を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems found by the inventors of the present application, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of improving data reading accuracy, and an in-vehicle device and a vehicle using the same. To do.
上記の目的を達成するために、本明細書中に開示されている半導体記憶装置は、複数のメモリセルを含むメモリバンクと、前記メモリバンクからデータを読み出す際にアクセス対象のメモリセルに流れる読出電流と所定の参照電流とを比較して出力データ信号を生成するリード/ライト回路と、を有し、前記リード/ライト回路は、前記メモリバンクからデータを読み出す前にアクセス対象外のメモリセルに流れる寄生リーク電流を検出して前記参照電流の可変制御を行う構成(第1の構成)とされている。 In order to achieve the above object, a semiconductor memory device disclosed in this specification includes a memory bank including a plurality of memory cells and a read that flows to a memory cell to be accessed when data is read from the memory bank. A read / write circuit that compares an electric current with a predetermined reference current to generate an output data signal, and the read / write circuit stores a memory cell that is not an access target before reading data from the memory bank. A configuration (first configuration) is provided in which a parasitic leakage current that flows is detected and the reference current is variably controlled.
なお、上記第1の構成から成る半導体記憶装置において、前記リード/ライト回路は、アクセス対象のメモリセルが選択される前に当該メモリセルが接続されるビットラインにプリチャージ電流を供給するプリチャージ電流生成部と、アクセス対象のメモリセルが選択される前に前記寄生リーク電流の検出と前記参照電流の可変制御を行う参照電流生成部と、アクセス対象のメモリセルに流れる前記読出電流と可変制御済みの前記参照電流とを比較して前記出力データ信号を生成するセンスアンプ部と、を含む構成(第2の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having the first configuration, the read / write circuit is configured to precharge a precharge current to a bit line connected to the memory cell before the memory cell to be accessed is selected. A current generation unit; a reference current generation unit that detects the parasitic leakage current and performs variable control of the reference current before the memory cell to be accessed is selected; and the read current that flows through the memory cell to be accessed and variable control A configuration (second configuration) including a sense amplifier unit that generates the output data signal by comparing with the already-referenced current.
また、上記第2の構成から成る半導体記憶装置において、前記参照電流生成部は、一定の第1参照電流を生成する定電流源と、可変値の第2参照電流を生成する可変電流源と、前記ビットラインに流れる電流を検出するセンス抵抗と、記センス抵抗の両端電圧を増幅する差動アンプと、前記差動アンプの出力信号に基づいて前記可変電流源を制御する電流制御部と、を含み、前記第1参照電流と前記第2参照電流の和を前記参照電流として出力する構成(第3の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having the second configuration, the reference current generation unit includes a constant current source that generates a constant first reference current, a variable current source that generates a variable second reference current, A sense resistor for detecting a current flowing through the bit line; a differential amplifier for amplifying a voltage across the sense resistor; and a current control unit for controlling the variable current source based on an output signal of the differential amplifier. In addition, a configuration (third configuration) that outputs the sum of the first reference current and the second reference current as the reference current may be used.
また、上記第3の構成から成る半導体記憶装置において、前記電流制御部は、前記差動アンプの出力信号をデジタル値に変換するアナログ/デジタル変換器と、前記デジタル値を格納するレジスタと、を含み、前記可変電流源は、前記レジスタに格納された前記デジタル値に基づいて前記第2参照電流の可変制御を行う構成(第4の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having the third configuration, the current control unit includes an analog / digital converter that converts an output signal of the differential amplifier into a digital value, and a register that stores the digital value. And the variable current source may be configured to perform variable control of the second reference current based on the digital value stored in the register (fourth configuration).
また、上記第4の構成から成る半導体記憶装置において、前記レジスタに格納される前記デジタル値は、アクセス対象のメモリセルからデータが読み出される毎にリセットされる構成(第5の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having the fourth configuration, the digital value stored in the register may be reset every time data is read from the memory cell to be accessed (fifth configuration). .
また、上記第2〜第5いずれかの構成から成る半導体記憶装置において、前記リード/ライト回路は、前記メモリバンクに複数設けられたビットラインの一つを選択して前記センスアンプ部に繋がるデータラインに接続するマルチプレクサをさらに含む構成(第6の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having any one of the second to fifth configurations, the read / write circuit selects one of a plurality of bit lines provided in the memory bank and connects to the sense amplifier unit. A configuration (sixth configuration) may be included that further includes a multiplexer connected to the line.
また、上記第6の構成から成る半導体記憶装置において、前記リード/ライト回路は、前記センスアンプ部と前記データラインとの間を導通/遮断するスイッチ部をさらに有する構成(第7の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having the sixth configuration, the read / write circuit further includes a switch unit (seventh configuration) that conducts / cuts off between the sense amplifier unit and the data line. Good.
また、上記第7の構成から成る半導体記憶装置において、前記データラインは、複数設けられており、前記センスアンプ部は、前記複数のデータライン毎に前記出力データ信号を生成して並列に出力する構成(第8の構成)にするとよい。 In the semiconductor memory device having the seventh configuration, a plurality of the data lines are provided, and the sense amplifier section generates the output data signal for each of the plurality of data lines and outputs it in parallel. A configuration (eighth configuration) is preferable.
また、本明細書中に開示されている車載機器は、前記車載機器の動作を統括的に制御するマイコンと、前記マイコンで実行される各種プログラムの格納領域や作業領域として利用される上記第1〜第8いずれかの構成から成る半導体記憶装置と、前記マイコンによって制御される被制御機器と、バッテリの供給電圧から電源電圧を生成して前記車載機器の各部に供給する電源部と、を有する構成(第9の構成)とされている。 In addition, the in-vehicle device disclosed in the present specification is a microcomputer that comprehensively controls the operation of the in-vehicle device, and the first used as a storage area or a work area for various programs executed by the microcomputer. A semiconductor storage device having any one of the eighth to eighth aspects, a controlled device controlled by the microcomputer, and a power supply unit that generates a power supply voltage from a battery supply voltage and supplies the power supply voltage to each unit of the in-vehicle device. The configuration is the ninth configuration.
また、本明細書中に開示されている車両は、上記第9の構成から成る車載機器と、前記車載機器に電力を供給するバッテリと、を有する構成(第10の構成)とされている。 Further, the vehicle disclosed in the present specification has a configuration (tenth configuration) including an in-vehicle device having the ninth configuration and a battery for supplying electric power to the in-vehicle device.
本発明によれば、データ読出精度を高めることが可能な半導体記憶装置、並びに、これを用いた車載機器及び車両を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor memory device which can improve a data reading precision, and the vehicle equipment and vehicle using this can be provided.
<半導体記憶装置>
図1は、半導体記憶装置の一構成例を示すブロック図である。本構成例の半導体記憶装置10は、メモリバンク11と、メモリコントローラ12と、データレジスタ13と、リード/ライト回路14と、アドレスレジスタ15と、アドレスデコーダ16と、電源電圧検出部17と、高電圧生成部18とを有するSPI[serial peripheral interface]方式のシリアルEEPROMチップである。
<Semiconductor memory device>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor memory device. The
メモリバンク11は、メモリコントローラ12によってリード/ライト制御されるメモリセルの集合体(例えば1〜32kビット)である。
The
メモリコントローラ12は、装置外部のマスタ(不図示)とSPIシリアルデータ通信を行い、マスタから与えられる各種コマンドに応じてメモリバンク11のリード/ライト制御などを行う。なお、シリアルデータ通信方式としては、4線式(CSB、SCK、SI、SO)のSPI方式に代えて、3線式(CS、SK、DIO)のマイクロワイヤ方式や2線式(SDA、SCL)のI2C方式などを採用しても構わない。
The
データレジスタ13は、メモリコントローラ12の指示に基づいて、メモリバンク11のリードデータやライトデータを一時的に格納する。具体的に述べると、メモリバンク11から読み出されたリードデータは、データレジスタ13に一時格納された後、データ出力端子SOから外部出力される。一方、データ入力端子SIから外部入力されたライトデータは、データレジスタ13に一時格納された後、メモリバンク11に書き込まれる。
The
リード/ライト回路14は、センスアンプや書込電圧印加回路を含み、メモリコントローラ12の指示に基づいてメモリバンク11に対するリード/ライト動作を行う。なお、本発明は、リード/ライト回路14に含まれる回路システムのうち、主としてメモリバンク11からデータを読み出すためのセンスアンプシステムに関するものである。
The read /
アドレスレジスタ15は、メモリコントローラ12の指示に基づいて、データ入力端子SIから外部入力されたアドレスデータを一時的に格納する。
The
アドレスデコーダ16は、メモリコントローラ12の指示に基づいて、アドレスレジスタ15に一時格納されたアドレスデータを読み出し、メモリバンク11のワードラインやセンスラインを駆動する。
The
電源電圧検出部17は、電源端子VCCに印加される電源電圧Vccが所定の閾値電圧Vthを上回っているか否かを検出し、その検出結果をメモリコントローラ12に出力する。この検出結果を受けたメモリコントローラ12は、例えば、電源電圧Vccが閾値電圧Vthを下回っている間、メモリバンク11への書き込み動作を禁止する。このような構成とすることにより、減電異常時におけるメモリバンク11への誤書き込みを防止することができる。
The power
高電圧生成部18は、メモリコントローラ12の指示に基づいて、電源電圧Vccから高電圧HV(>Vcc)を生成し、これをリード/ライト回路14とアドレスデコーダ16に供給する。高電圧生成部18としては、チャージポンプ回路などを用いることができる。高電圧生成部18は、メモリバンク11への書き込み動作時にのみ駆動される。
The
なお、図1では示されていないが、半導体記憶装置10には、電源投入時にメモリコントローラ12、データレジスタ13、及び、アドレスレジスタ15を初期化するパワーオンリセット部も組み込まれている。
Although not shown in FIG. 1, the
<メモリバンク及びリード/ライト回路>
[概略構成]
図2は、メモリバンク11及びリード/ライト回路14の概略構成を示すブロック図である。メモリバンク11は、x本のワードラインWL1〜WLxとy本のセンスラインSL1〜SLyを有し、(x×y)通りのアドレスADR(1,1)〜ADR(x,y)毎に任意のデータ(1バイト(=8ビット))を格納することができる。なお、シリアルデータ通信方式としてマイクロワイヤ方式を採用する場合には、1アドレスに2バイトのデータを格納する構成が主流である。
<Memory bank and read / write circuit>
[Schematic configuration]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
リード/ライト回路14は、メモリバンク11からデータを読み出すためのセンスアンプシステムとして、プリチャージ電流生成部141と、参照電流生成部142と、センスアンプ部143と、スイッチ部144と、マルチプレクサ部145と、を含む。なお、図2では示されていないが、リード/ライト回路14は、メモリバンク11にデータを書き込むための書込電圧印加回路なども含んでいる。
The read /
プリチャージ電流生成部141は、アクセス対象のメモリセルが選択される前に当該メモリセルが接続されるビットラインにプリチャージ電流Ipreを供給する。
The precharge
参照電流生成部142は、アクセス対象のメモリセルが選択される前にアクセス対象外のメモリセルに流れる寄生リーク電流Ileakの検出して参照電流Irefの可変制御を行う。この新規な特徴部分については、後ほど詳細に説明する。
The reference
センスアンプ部143は、アクセス対象のメモリセルに流れる読出電流Imemと可変制御済みの参照電流Irefとを比較して出力データ信号DOUTを生成する。なお、センスアンプ部143は、4本のデータラインDL1〜DL4毎に出力データ信号DOUT1〜DOUT4を生成して並列に出力する。すなわち、センスアンプ部143は、アクセス対象のメモリセルに格納されたデータ(1バイト(=8ビット))のうち、上位または下位の4ビット分を同時に読み出すことができる。
The
スイッチ部144は、センスアンプ部143とデータラインDL1〜DL4との間を導通/遮断する。
The
マルチプレクサ部145は、メモリバンク11に複数設けられたビットラインBL1〜BLz(ただし、z=8×y)のうち4本を選択して、センスアンプ部143に繋がるデータラインDL1〜DL4に接続する。例えば、マルチプレクサ部145を形成するスイッチ群145(1H)のみがオンとされて、その余のスイッチ群145(1L、2H/2L、…、yH/yL)がいずれもオフとされた場合には、アドレスADR(*,1)(ただし、*=1,2,…,x)の上位4ビットに相当するビットラインBL1〜BL4がデータラインDL1〜DL4と接続される。また、スイッチ群145(1L)のみがオンとされて、その余のスイッチ群145(1H、2H/2L、…、yH/yL)がいずれもオフとされた場合には、アドレスADR(*,1)の下位4ビットに相当するビットラインBL5〜BL8がデータラインDL1〜DL4と接続される。
The
[メモリバンク]
次に、メモリバンク11の内部構成について、詳細な説明を行う。図3は、メモリバンク11の一構成例を示す回路図である。図3に示すように、メモリバンク11には、ワードラインWL、センスラインSL、ビットラインBL、及び、共通ソースラインASGが張り巡らされており、これらの制御ラインには、メモリセルトランジスタMTとビット選択トランジスタSTから成るメモリセルMCが複数接続されている。
[Memory Bank]
Next, the internal configuration of the
アドレスADR(1,1)で指定される1バイト分のメモリセルMC1〜MC8に着目して接続関係を説明する。ビット選択トランジスタST1〜ST8のドレインは、それぞれビットラインBL1〜BL8に接続されている。ビット選択トランジスタST1〜ST8のソースは、それぞれメモリセルトランジスタMT1〜MT8のドレインに接続されている。ビット選択トランジスタST1〜ST8のゲートは、いずれもワードラインWL1に接続されている。メモリセルトランジスタMT1〜MT8のソースは、いずれも共通ソースラインASGに接続されている。共通ソースラインASGは、共通トランジスタCTを介して接地端に接続されている。メモリセルトランジスタMT1〜MT8のゲート(コントロールラインCL1に相当)は、いずれもバイト選択トランジスタBT1を介してセンスラインSL1に接続されている。バイト選択トランジスタBT1のゲートは、ワードラインWL1に接続されている。 The connection relationship will be described by paying attention to the memory cells MC1 to MC8 for 1 byte specified by the address ADR (1, 1). The drains of the bit selection transistors ST1 to ST8 are connected to the bit lines BL1 to BL8, respectively. The sources of the bit selection transistors ST1 to ST8 are connected to the drains of the memory cell transistors MT1 to MT8, respectively. The gates of the bit selection transistors ST1 to ST8 are all connected to the word line WL1. The sources of the memory cell transistors MT1 to MT8 are all connected to the common source line ASG. The common source line ASG is connected to the ground terminal via the common transistor CT. The gates (corresponding to the control line CL1) of the memory cell transistors MT1 to MT8 are all connected to the sense line SL1 via the byte selection transistor BT1. The gate of the byte selection transistor BT1 is connected to the word line WL1.
図4は、メモリセルMCの縦構造を示す垂直断面図である。先述した通り、メモリセルMCは、ビット選択トランジスタSTとメモリセルトランジスタMTを有する。 FIG. 4 is a vertical sectional view showing the vertical structure of the memory cell MC. As described above, the memory cell MC includes the bit selection transistor ST and the memory cell transistor MT.
メモリセルトランジスタMTは、そのドレインDMとソースSMに挟まれたシリコン基板内の伝導チャネルとコントロールゲートCGとの間に、フローティングゲート(周囲と絶縁されたゲート)FGを有する構造とされており、コントロールゲートCGからみたメモリセルトランジスタMTのスレッショルド電圧VthがフローティングゲートFGに蓄積されている電荷量に応じて変化することを利用して、データの記憶が行われる。 The memory cell transistor MT has a structure having a floating gate (gate insulated from the surroundings) FG between a conduction channel in the silicon substrate sandwiched between the drain DM and the source SM and the control gate CG. Data is stored by utilizing the fact that the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT as viewed from the control gate CG changes according to the amount of charge accumulated in the floating gate FG.
なお、メモリセルトランジスタMTのフローティングゲートFGとドレインDMに挟まれた絶縁体は、その一部が薄くなっており、この部分(トンネル絶縁膜)を介するトンネル効果によって、フローティングゲートFGに対する電子の注入及び放出が行われる。 Note that a part of the insulator sandwiched between the floating gate FG and the drain DM of the memory cell transistor MT is thin, and electrons are injected into the floating gate FG by the tunnel effect through this part (tunnel insulating film). And release takes place.
そして、メモリセルトランジスタMTのフローティングゲートFGに蓄積される電荷量を制御することにより、図5で示すように、メモリセルトランジスタMTのスレッショルド電圧Vthを2つの状態に分布させ、この2つの分布にそれぞれ「0」と「1」を対応させることにより、1つのメモリセルMCに1ビットのデータが記憶される。 Then, by controlling the amount of charge accumulated in the floating gate FG of the memory cell transistor MT, the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT is distributed in two states as shown in FIG. By making “0” and “1” correspond to each other, 1-bit data is stored in one memory cell MC.
例えば、メモリセルMC1にデータ「1」を書き込む場合(メモリセルMC1のデータを消去する場合)には、ワードラインWL1とセンスラインSL1(コントロールラインCL1)に高電圧HV(例えば16V)が印加されて、ビットラインBL1に接地電圧が印加されて、共通ソースラインASGが接地状態とされる。このとき、ビット選択トランジスタST1はオンとなり、メモリセルトランジスタMT1のトンネル絶縁膜には高電圧HVが印加される。従って、フローティングゲートFGに電子が注入されて、フローティングゲートFGが電子を蓄積した状態となる。このとき、メモリセルトランジスタMT1のスレッショルド電圧Vthは、図5の読出電圧VRD(例えば1.2V)よりも高くなる。この状態は、メモリセルMC1にデータ「1」が書き込まれた状態(メモリセルMC1のデータが消去された状態)に相当する。 For example, when data “1” is written in the memory cell MC1 (when data in the memory cell MC1 is erased), a high voltage HV (for example, 16 V) is applied to the word line WL1 and the sense line SL1 (control line CL1). Thus, the ground voltage is applied to the bit line BL1, and the common source line ASG is brought into the ground state. At this time, the bit selection transistor ST1 is turned on, and the high voltage HV is applied to the tunnel insulating film of the memory cell transistor MT1. Accordingly, electrons are injected into the floating gate FG, and the floating gate FG is in a state of accumulating electrons. At this time, the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT1 becomes higher than the read voltage VRD (eg, 1.2 V) in FIG. This state corresponds to a state where data “1” is written in the memory cell MC1 (a state where data in the memory cell MC1 is erased).
一方、メモリセルMC1にデータ「0」を書き込む場合には、ワードラインWL1とビットラインBL1に高電圧HVが印加されて、センスラインSL1(コントロールラインCL1)に接地電圧が印加されて、共通ソースラインASGがオープン状態とされる。このとき、ビット選択トランジスタST1はオンとなり、メモリセルトランジスタMT1のトンネル絶縁膜には高電圧HVが印加される。従って、フローティングゲートFGから電子が放出されて、フローティングゲートFGは電子が欠乏した状態となる。このとき、メモリセルトランジスタMT1のスレッショルド電圧Vthは、図5の読出電圧VRDよりも低くなる。この状態は、データ「0」が書き込まれた状態(データ「1」が消去された状態)に相当する。 On the other hand, when data “0” is written in the memory cell MC1, the high voltage HV is applied to the word line WL1 and the bit line BL1, the ground voltage is applied to the sense line SL1 (control line CL1), and the common source Line ASG is opened. At this time, the bit selection transistor ST1 is turned on, and the high voltage HV is applied to the tunnel insulating film of the memory cell transistor MT1. Accordingly, electrons are emitted from the floating gate FG, and the floating gate FG is in a state of being deficient in electrons. At this time, the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT1 is lower than the read voltage VRD of FIG. This state corresponds to a state where data “0” is written (a state where data “1” is erased).
なお、メモリセルMC1からデータを読み出す際には、センスラインSL1(コントロールラインCL1)に読出電圧VRDを印加し、ワードラインWL1に電源電圧Vccを印加し、共通ソースラインASGに接地電圧を印加した状態で、ハイインピーダンスとされたビットラインBL1に電流が流れるか否かを判定すればよい。ビットラインBL1に電流が流れなければ、メモリセルトランジスタMT1のスレッショルド電圧Vthが読出電圧VRDよりも高い状態(すなわち、データ「1」が書き込まれた状態)であると判定することができる。一方、ビットラインBL1に電流が流れれば、メモリセルトランジスタMT1のスレッショルド電圧Vthが読出電圧VRDよりも低い状態(すなわち、データ「0」が書き込まれた状態)であると判定することができる。 When data is read from the memory cell MC1, the read voltage VRD is applied to the sense line SL1 (control line CL1), the power supply voltage Vcc is applied to the word line WL1, and the ground voltage is applied to the common source line ASG. In this state, it may be determined whether or not a current flows through the bit line BL1 that is set to high impedance. If no current flows through the bit line BL1, it can be determined that the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT1 is higher than the read voltage VRD (that is, a state where data “1” is written). On the other hand, when a current flows through the bit line BL1, it can be determined that the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT1 is lower than the read voltage VRD (that is, a state where data “0” is written).
[リード/ライト回路]
図6は、リード/ライト回路14の一構成例を示す回路図であり、特に、ビットラインBL1及びデータラインDL1に接続される構成要素が代表的に描写されている。先述した通り、リード/ライト回路14は、メモリバンク11からデータを読み出すためのセンスアンプシステムとして、プリチャージ電流生成部141と、参照電流生成部142と、センスアンプ部143と、スイッチ部144と、マルチプレクサ部145と、を含む。
[Read / write circuit]
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the read /
プリチャージ電流生成部141は、PチャネルMOS[metal oxide semiconductor]電界効果トランジスタ141aを含む。トランジスタ141aのソース及びバックゲートは、電源電圧Vccの印加端に接続されている。トランジスタ141aのゲートは、プリチャージ制御信号PCHAB(ローアクティブ)の印加端に接続されている。トランジスタ141aのドレインは、センスアンプ部143の入力端に接続されている。プリチャージ制御信号PCHABがハイレベルであるときにはトランジスタ141aがオフとなり、プリチャージ電流Ipreが停止される。逆に、プリチャージ制御信号PCHABがローレベルであるときにはトランジスタ141aがオンとなり、プリチャージ電流Ipreが供給される。
The precharge
参照電流生成部142は、定電流源142aと、可変電流源142bと、センス抵抗142cと、差動アンプ142dと、アナログ/デジタル変換器142eと、レジスタ142fと、を含む。
The reference
定電流源142aは、一定値の第1参照電流Iref1(従来の参照電流Irefに相当)を生成する。可変電流源142bは、レジスタ142fに格納されたnビットのデジタル値(寄生リーク電流Ileakの検出値に相当)に基づいて、可変値(2n階調値)の第2参照電流Iref2(寄生リーク電流Ileakに応じたオフセット電流に相当)を生成する。なお、第1参照電流Iref1と第2参照電流Iref2の和が参照電流Irefとなる。
The constant
センス抵抗142cは、プリチャージ電流生成部141とスイッチ部144との間に挿入されており、スイッチ部144とマルチプレクサ部145を介してデータラインDL1からビットラインBL1に流れる電流を電圧信号(両端電圧)として検出する。
The
差動アンプ142dは、センス抵抗142cの両端電圧を増幅する。差動アンプ142dには、電流検出制御信号ADCENが入力されている。電流検出制御信号ADCENがハイレベルであるときには差動アンプ142dがイネーブル(動作許可状態)とされ、電流検出制御信号ADCENがローレベルであるときには差動アンプ142dがディセーブル(動作禁止状態)とされる。
The
アナログ/デジタル変換器142eは、差動アンプ142dの出力信号をnビットのデジタル値に変換する。アナログ/デジタル変換器142eには、電流検出制御信号ADCENが入力されている。電流検出制御信号ADCENがハイレベルであるときにはアナログ/デジタル変換器142eがイネーブル(動作許可状態)とされ、電流検出制御信号ADCENがローレベルであるときにはアナログ/デジタル変換器142eがディセーブル(動作禁止状態)とされる。
The analog /
レジスタ142fは、レジスタセット信号NSETの立上りエッジをトリガとして、nビットのデジタル値を格納する。また、レジスタ142fは、レジスタリセット信号NRSTB(ローアクティブ)のローレベルでnビットのデジタル値にリセットをかける。
The
なお、アナログ/デジタル変換器142eとレジスタ142fは、差動アンプ142dの出力信号に基づいて可変電流源142bをデジタル制御する電流制御部を形成する。このような構成とすることにより、第2参照電流Iref2をきめ細かく可変制御することが可能となる。ただし、差動アンプ142dの出力信号に基づいて第2参照電流Iref2をアナログ制御することも理論上は可能である。
The analog /
センスアンプ部143は、データラインDL1用のセンスアンプ143aを含む。センスアンプ143aは、アクセス対象のメモリセルに流れる読出電流Imemと所定の参照電流Irefとを比較し、その比較結果に応じた論理レベルの出力データ信号DOUT1を生成する。
The
スイッチ部144は、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ144a及び144bと、インバータ144cと、を含む。トランジスタ144aのドレインは、センス抵抗142に接続されている。トランジスタ144aのソースは、マルチプレクサ部145に接続されている。トランジスタ144aのゲートは、インバータ144cの出力端に接続されている。インバータ144cの入力端は、センスアンプイネーブル信号SAENB(ローアクティブ)の印加端に接続されている。トランジスタ144aのバックゲートは、接地端に接続されている。トランジスタ144bのドレインは、トランジスタ144aのゲートに接続されている。トランジスタ144bのソース及びバックゲートは、接地端に接続されている。トランジスタ144bのゲートは、トランジスタ144aのソースに接続されている。センスアンプイネーブル信号SAENBがハイレベルであるときにはトランジスタ144aがオフとなり、センスアンプ部143とデータラインDL1との間が遮断される。一方、センスアンプイネーブル信号SAENBがローレベルであるときにはトランジスタ144aがオンとなり、センスアンプ部143とデータラインDL1との間が導通される。なお、トランジスタ144bは、データラインDL1の上限電位を1V程度に抑え込むためのクランプ素子として機能する。
マルチプレクサ部145を形成するスイッチ群145(1H)は、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ145aを含む。トランジスタ145aのドレインは、データラインDL1に接続されている。トランジスタ145aのソースは、ビットラインBL1に接続されている。トランジスタ145aのゲートは、マルチプレクサ制御信号YMUX(1H)の印加端に接続されている。トランジスタ145aのバックゲートは、接地端に接続されている。マルチプレクサ制御信号YMUX(1H)がハイレベルであるときにはトランジスタ145aがオンとなり、ビットラインBL1とデータラインDL1との間が導通される。一方、マルチプレクサ制御信号YMUX(1H)がローレベルであるときにはトランジスタ145aがオフとなり、ビットラインBL1とデータラインDL1との間が遮断される。
The switch group 145 (1H) forming the
また、マルチプレクサ部145を形成するスイッチ群145(1L)は、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ145bを含む。トランジスタ145bのドレインは、データラインDL1に接続されている。トランジスタ145bのソースは、ビットラインBL5に接続されている。トランジスタ145bのゲートは、マルチプレクサ制御信号YMUX(1L)の印加端に接続されている。トランジスタ145bのバックゲートは、接地端に接続されている。マルチプレクサ制御信号YMUX(1L)がハイレベルであるときにはトランジスタ145bがオンとなり、ビットラインBL5とデータラインDL1との間が導通される。一方、マルチプレクサ制御信号YMUX(1L)がローレベルであるときにはトランジスタ145bがオフとなり、ビットラインBL5とデータラインDL1との間が遮断される。
The switch group 145 (1L) forming the
図7は、リード/ライト回路14によるリード動作の一例(アドレスADR(1,1)で指定されるメモリセルMC1〜MC8からデータを読み出す場合)を示すタイミングチャートであり、上から順に、クロック信号SCK、センスアンプイネーブル信号SAENB、マルチプレクサ制御信号YMUX(1H)及びYMUX(1L)、ワードライン信号WL1、プリチャージ制御信号PCHAB、電流検出制御信号ADCEN、レジスタセット信号NSET、並びに、レジスタリセット信号NRSTBが描写されている。なお、図7では、時刻t1〜t18の順に時間が経過していくものとする。 FIG. 7 is a timing chart showing an example of a read operation by the read / write circuit 14 (when data is read from the memory cells MC1 to MC8 specified by the address ADR (1, 1)). SCK, sense amplifier enable signal SAENB, multiplexer control signals YMUX (1H) and YMUX (1L), word line signal WL1, precharge control signal PCHAB, current detection control signal ADCEN, register set signal NSET, and register reset signal NRSTB It is depicted. In FIG. 7, it is assumed that time elapses in the order of times t1 to t18.
クロック信号SCKは、時刻t1、t3、…、t17でハイレベルに立ち上がり、時刻t2、t4、…、t18でローレベルに立ち下がる。 The clock signal SCK rises to a high level at times t1, t3,..., T17, and falls to a low level at times t2, t4,.
センスアンプイネーブル信号SAENBは、時刻t1、t9、t17でハイレベルに立ち上がり、時刻t2、t10、t18でローレベルに立ち下がる。 The sense amplifier enable signal SAENB rises to a high level at times t1, t9, and t17, and falls to a low level at times t2, t10, and t18.
マルチプレクサ制御信号YMUX(1H)は、時刻t3でハイレベルに立ち上がり、時刻t10でローレベルに立ち下がる。マルチプレクサ制御信号YMUX(1L)は、時刻t11でハイレベルに立ち上がり、時刻t18でローレベルに立ち下がる。 The multiplexer control signal YMUX (1H) rises to a high level at time t3 and falls to a low level at time t10. The multiplexer control signal YMUX (1L) rises to a high level at time t11 and falls to a low level at time t18.
ワードライン信号WL1は、時刻t2、t10、t18でローレベルに立ち下り、時刻t6、t14でハイレベルに立ち上がる。なお、図7では、ワードライン信号WL1のみを代表して描写したが、ワードライン信号WL1〜WLxは、クロック信号SCKに8y発のパルスが生じる毎に、WL1→WL2→…→WLxという順序で、駆動対象が切り替えられていく。 The word line signal WL1 falls to a low level at times t2, t10, and t18, and rises to a high level at times t6 and t14. In FIG. 7, only the word line signal WL1 is shown as a representative, but the word line signals WL1 to WLx are in the order of WL1 → WL2 →... → WLx every time 8y pulses are generated in the clock signal SCK. The driving target is switched.
プリチャージ制御信号PCHABは、時刻t2、t10、t18でローレベルに立ち下がり、時刻t7、t15でハイレベルに立ち上がる。 The precharge control signal PCHAB falls to a low level at times t2, t10, and t18, and rises to a high level at times t7 and t15.
電流検出制御信号ADCENは、時刻t3、t11でハイレベルに立ち上がり、時刻t6、t14でローレベルに立ち下がる。 The current detection control signal ADCEN rises to a high level at times t3 and t11, and falls to a low level at times t6 and t14.
レジスタセット信号NSETは、時刻t5、t13でハイレベルに立ち上がり、時刻t6、t14でローレベルに立ち下がる。 The register set signal NSET rises to a high level at times t5 and t13, and falls to a low level at times t6 and t14.
レジスタリセット信号NRSTは、時刻t1、t9、t17でローレベルに立下がり、時刻t2、t10、t18でハイレベルに立ち上がる。 The register reset signal NRST falls to a low level at times t1, t9, and t17, and rises to a high level at times t2, t10, and t18.
図7のリード動作について具体的に説明する。まず、第1ステップでは、センスアンプイネーブル信号SAENBとプリチャージ制御信号PCHABがいずれもローレベルに立ち下げられて、センスアンプ部143とデータラインDL1との間が導通されると共に、プリチャージ電流Ipreの供給が開始される(時刻t2)。
The read operation of FIG. 7 will be specifically described. First, in the first step, the sense amplifier enable signal SAENB and the precharge control signal PCHAB are both lowered to a low level, the conduction between the
次に、第2ステップでは、マルチプレクサ制御信号YMUX(1H)と電流検出制御信号ADCENがいずれもハイレベルに立ち上げられて、ビットラインBL1とデータラインDL1との間が導通されると共に、差動アンプ142d及びアナログ/デジタル変換器142eがイネーブル(動作許可状態)とされる(時刻t3)。この時点では、ビットラインBL1に繋がるメモリセルがいずれも非選択とされているので、ビットラインBL1には寄生リーク電流Ileakが流れる状態となる。従って、寄生リーク電流Ileakが大きいほど、センス抵抗142cでの電圧降下が大きくなり、延いては、差動アンプ142dの出力信号に応じてアナログ/デジタル変換器142eで生成されるデジタル値も大きくなる。なお、マルチプレクサ145によってデータラインDL1から切り離されているビットライン(BL5、BL9、…)にも寄生リーク電流は流れるが、その電流値はビットラインBL1に流れる寄生リーク電流と比べて非常に小さく、参照電流生成部142で検出される寄生リーク電流Ileakとしては、ビットラインBL1に流れるものが支配的となる。
Next, in the second step, the multiplexer control signal YMUX (1H) and the current detection control signal ADCEN are both raised to a high level, and the bit line BL1 and the data line DL1 are made conductive and differential. The
次に、第3ステップでは、レジスタセット信号NSETがハイレベルに立上げられて、アナログ/デジタル変換器142eから出力されるデジタル値(寄生リーク電流情報)がレジスタ142fに格納される(時刻t5)。従って、可変電流源142bは、レジスタ142fから読み出されるデジタル値に基づいて寄生リーク電流Ileakに相当する第2参照電流Iref2を生成する。その結果、参照電流Irefは、寄生リーク電流Ileakの影響を相殺するように電流値が可変制御される。
Next, in the third step, the register set signal NSET is raised to a high level, and the digital value (parasitic leakage current information) output from the analog /
次に、第4ステップでは、ワードライン信号WL1がハイレベルに立ち上げられて、アクセス対象のメモリセルMC1が選択される(時刻t6)。 Next, in the fourth step, the word line signal WL1 is raised to a high level, and the memory cell MC1 to be accessed is selected (time t6).
次に、第5ステップでは、プリチャージ制御信号PCHABがハイレベルに立ち上げられて、プリチャージ電流Ipreの供給が停止される(時刻t7)。このとき、センスアンプ143aでは、アクセス対象のメモリセルに流れる読出電流Imemと所定の参照電流Irefとの比較が行われ、その比較結果に応じた論理レベルの出力データ信号DOUT1が生成される。出力データ信号DOUT1は、データレジスタ13に一時格納された後、データ出力端子SOから外部出力される。
Next, in the fifth step, the precharge control signal PCHAB is raised to a high level, and the supply of the precharge current Ipre is stopped (time t7). At this time, the
次に、第6ステップでは、レジスタリセット信号NRSTがローレベルに立ち下げられて、レジスタ142fの格納内容がリセットされる(時刻t9)。
Next, in the sixth step, the register reset signal NRST falls to the low level, and the stored contents of the
以後も、クロック信号SCKが4パルス入力される毎にメモリバンク11からのデータリード動作が繰り返される。このとき、メモリバンク11からデータを読み出してデータレジスタ13に格納する処理と、データレジスタ13からデータを読み出してデータ出力端子SOにシリアル出力する処理は、各々のタイミングをずらしつつ同時並行的に実施することができる。
Thereafter, the data read operation from the
例えば、アドレスADR(1,1)で指定されるメモリセルMC1〜MC8からデータを読み出す場合、期間T1(時刻t2〜t10)にはメモリバンク11から上位4ビット分のデータを読み出してデータレジスタ13に格納しておき、期間T2(時刻t10〜t18)にはデータレジスタ13から上位4ビット分のデータを読み出してデータ出力端子SOにシリアル出力する一方、これと同時並行的にメモリバンク11から下位4ビット分のデータを読み出してデータレジスタ13に格納することができる。
For example, when data is read from the memory cells MC1 to MC8 specified by the address ADR (1, 1), the data for the upper 4 bits is read from the
上記で説明したように、本構成例のリード/ライト回路14は、寄生リーク電流Ileakを補うように参照電流Irefの可変制御を行う構成とされている。このような構成であれば、高温下でもデータを正しく読み出すことが可能となる(図8を参照)。また、常温下であってもメモリバンク11の大容量化に伴って寄生リーク電流Ileakは増大するが、上記構成であれば、メモリバンク11の大容量化が進んでもデータを正しく読み出すことが可能となる。従って、特に、高温動作保証が要求される車載用の不揮発性メモリICや大容量化が要求される汎用の不揮発性メモリICなどでは、上記の構成を採用することが好ましい。
As described above, the read /
また、寄生リーク電流Ileakを補うように参照電流Irefの可変制御を行う構成であれば、記憶容量や動作温度などに依ることなく、センスアンプ部143を共通の仕様で設計することが可能となる。
In addition, if the reference current Iref is variably controlled so as to compensate for the parasitic leakage current Ileak, the
なお、図7のリード動作では、アクセス対象のメモリセルからデータが読み出される毎にレジスタ142fの格納内容が更新されるので、ビットライン毎に寄生リーク電流Ileakを各々検出し、これを相殺するように参照電流Irefの可変制御を行うことができる。ただし、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、半導体記憶装置10の初回起動時にのみ寄生リーク電流Ileakの検出を行い、その検出結果に基づいて調整された参照電流Irefを固定的に供給する構成としても構わない。
In the read operation of FIG. 7, the contents stored in the
<車載機器>
図9は、半導体記憶装置10を搭載した車載機器の一構成例を示すブロック図である。本構成例の車載機器1は、半導体記憶装置10と、マイコン20と、表示部30と、ヒューマンインタフェイス部40と、電源部50と、を有する。
<In-vehicle equipment>
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an in-vehicle device in which the
半導体記憶装置10は、マイコン20によって制御される被制御機器の一つであり、ROM[read only memory]やRAM[random access memory]と共に、マイコン20で実行される各種プログラムの格納領域や作業領域として利用される。
The
マイコン20は、車載機器1の動作を統括的に制御する。
The
表示部30は、マイコン20によって制御される被制御機器の一つであり、画像や文字などを出力する。表示部30としては、液晶表示パネル等を好適に用いることができる。
The
ヒューマンインタフェイス部40は、マイコン20によって制御される被制御機器の一つであり、ユーザ操作を受け付ける。ヒューマンインタフェイス部40としては、キー、ボタン、及び、タッチパネル等を好適に用いることができる。
The
電源部50は、バッテリ2からの供給電圧VbatをDC/DC変換して複数の内部電源電圧(電源電圧Vccなど)を生成し、これらを車載機器1の各部に供給する。
The
<車両>
図10は、車載機器1を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、車載機器X11〜X17と、これらの車載機器X11〜X17に電力を供給するバッテリ(図10では不図示)と、を搭載している。
<Vehicle>
FIG. 10 is an external view showing a configuration example of a vehicle on which the in-
車載機器X11は、エンジンに関連する制御(インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など)を行うエンジンコントロールユニットである。 The in-vehicle device X11 is an engine control unit that performs control related to the engine (such as injection control, electronic throttle control, idling control, oxygen sensor heater control, and auto cruise control).
車載機器X12は、HID[high intensity discharged lamp]やDRL[daytime running lamp]などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。 The in-vehicle device X12 is a lamp control unit that performs on / off control such as HID [high intensity discharged lamp] and DRL [daytime running lamp].
車載機器X13は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。 The in-vehicle device X13 is a transmission control unit that performs control related to the transmission.
車載機器X14は、車両Xの運動に関連する制御(ABS[anti-lock brake system]制御、EPS[electric power Steering]制御、電子サスペンション制御など)を行うボディコントロールユニットである。 The in-vehicle device X14 is a body control unit that performs control (ABS [anti-lock brake system] control, EPS [electric power Steering] control, electronic suspension control, etc.) related to the motion of the vehicle X.
車載機器X15は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。 The in-vehicle device X15 is a security control unit that performs drive control such as a door lock and a security alarm.
車載機器X16は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動シート、及び、エアコンなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Xに組み込まれている電子機器である。 The in-vehicle device X16 is an electronic device incorporated in the vehicle X at the factory shipment stage as a standard equipment item or a manufacturer option product such as a wiper, an electric door mirror, a power window, an electric sunroof, an electric seat, and an air conditioner.
車載機器X17は、車載A/V[audio/visual]機器、カーナビゲーションシステム、及び、ETC[Electronic Toll Collection System]など、ユーザの任意で車両Xに装着される電子機器である。 The in-vehicle device X17 is an electronic device that is arbitrarily attached to the vehicle X by the user, such as an in-vehicle A / V [audio / visual] device, a car navigation system, and an ETC [Electronic Toll Collection System].
なお、先に説明した半導体記憶装置10は、車載機器X11〜X17のいずれにも組み込むことが可能である。
The
<その他の変形例>
なお、上記の実施形態では、高温動作保証が要求される車載用の不揮発性メモリICに本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、大容量化が要求される汎用の不揮発性メモリICなどにも広く適用することが可能である。
<Other variations>
In the above embodiment, the configuration in which the present invention is applied to an in-vehicle nonvolatile memory IC that requires high-temperature operation guarantee has been described as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. However, the present invention can be widely applied to general-purpose nonvolatile memory ICs that require a large capacity.
また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 Various technical features disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the technical creation in addition to the above-described embodiment. That is, the above-described embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the technical scope of the present invention is indicated not by the description of the above-described embodiment but by the scope of the claims. It should be understood that all modifications that fall within the meaning and range equivalent to the terms of the claims are included.
本発明は、例えば、高温動作保証が要求される車載用の不揮発性メモリICや大容量化が要求される汎用の不揮発性メモリICなどのデータ読出精度を向上するための技術として好適に利用することが可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used as a technique for improving the data reading accuracy of, for example, a vehicle-mounted nonvolatile memory IC that requires a high-temperature operation guarantee or a general-purpose nonvolatile memory IC that requires a large capacity. It is possible.
1 車載機器
2 バッテリ
10 半導体記憶装置
11 メモリバンク
12 メモリコントローラ
13 データレジスタ
14 リード/ライト回路
141 プリチャージ電流生成部
141a Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
142 参照電流生成部
142a 定電流源
142b 可変電流源
142c センス抵抗
142d 差動アンプ
142e アナログ/デジタル変換器
142f レジスタ
143 センスアンプ部
143a センスアンプ
144 スイッチ部
144a、144b Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
144c インバータ
145(1H/1L、2H/2L、…、yH/yL) マルチプレクサ部
145a、145b Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
15 アドレスレジスタ
16 アドレスデコーダ
17 電源電圧検出部
18 高電圧生成部
20 マイコン
30 表示部
40 ヒューマンインタフェイス部
50 電源部
VCC 電源端子
SCK クロック端子
CSB チップセレクト端子(ローアクティブ)
SI データ入力端子
SO データ出力端子
GND 接地端子
WL ワードライン
CL コントロールライン
SL センスライン
BL ビットライン
ASG 共通ソースライン
MC メモリセル
ST ビット選択トランジスタ
MT メモリセルトランジスタ
BT バイト選択トランジスタ
CT 共通トランジスタ
DS、DM ドレイン
SS、SM ソース
G ゲート
CG コントロールゲート
FG フローティングゲート
X 車両
X11〜X17 車載機器
DESCRIPTION OF
SI data input terminal SO data output terminal GND ground terminal WL word line CL control line SL sense line BL bit line ASG common source line MC memory cell ST bit selection transistor MT memory cell transistor BT byte selection transistor CT common transistor DS, DM drain SS , SM source G gate CG control gate FG floating gate X vehicle X11-X17 in-vehicle equipment
Claims (8)
前記メモリバンクからデータを読み出す際にアクセス対象のメモリセルに流れる読出電流と所定の参照電流とを比較して出力データ信号を生成するリード/ライト回路と、
を有し、
前記リード/ライト回路は、前記メモリバンクからデータを読み出す前にアクセス対象外のメモリセルに流れる寄生リーク電流を検出して前記参照電流の可変制御を行うものであって、
前記リード/ライト回路は、
アクセス対象のメモリセルが選択される前に当該メモリセルが接続されるビットラインにプリチャージ電流を供給するプリチャージ電流生成部と、
アクセス対象のメモリセルが選択される前に前記寄生リーク電流の検出と前記参照電流の可変制御を行う参照電流生成部と、
アクセス対象のメモリセルに流れる前記読出電流と可変制御済みの前記参照電流とを比較して前記出力データ信号を生成するセンスアンプ部と、
を含み、
前記参照電流生成部は、
一定値の第1参照電流を生成する定電流源と、
可変値の第2参照電流を生成する可変電流源と、
前記ビットラインに流れる電流を検出するセンス抵抗と、
前記センス抵抗の両端電圧を増幅する差動アンプと、
前記差動アンプの出力信号に基づいて前記可変電流源を制御する電流制御部と、
を含み、前記第1参照電流と前記第2参照電流の和を前記参照電流として出力する、
ことを特徴とする半導体記憶装置。 A memory bank including a plurality of memory cells;
A read / write circuit for generating an output data signal by comparing a read current flowing through a memory cell to be accessed with a predetermined reference current when reading data from the memory bank;
Have
The read / write circuit performs a variable control of the reference current by detecting a parasitic leak current flowing in a memory cell that is not an access target before reading data from the memory bank .
The read / write circuit is
A precharge current generator for supplying a precharge current to a bit line to which the memory cell is connected before the memory cell to be accessed is selected;
A reference current generation unit that performs detection of the parasitic leakage current and variable control of the reference current before a memory cell to be accessed is selected;
A sense amplifier that generates the output data signal by comparing the read current flowing through the memory cell to be accessed and the reference current that has been variably controlled;
Including
The reference current generator is
A constant current source for generating a constant first reference current;
A variable current source for generating a variable value second reference current;
A sense resistor for detecting a current flowing in the bit line;
A differential amplifier that amplifies the voltage across the sense resistor;
A current control unit for controlling the variable current source based on an output signal of the differential amplifier;
A sum of the first reference current and the second reference current is output as the reference current.
A semiconductor memory device.
前記差動アンプの出力信号をデジタル値に変換するアナログ/デジタル変換器と、
前記デジタル値を格納するレジスタと、
を含み、
前記可変電流源は、前記レジスタに格納された前記デジタル値に基づいて前記第2参照電流の可変制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 The current controller is
An analog / digital converter that converts the output signal of the differential amplifier into a digital value;
A register for storing the digital value;
Including
The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the variable current source performs variable control of the second reference current based on the digital value stored in the register.
前記センスアンプ部は、前記複数のデータライン毎に前記出力データ信号を生成して並列に出力することを特徴とする請求項5に記載の半導体記憶装置。 A plurality of the data lines are provided,
The semiconductor memory device according to claim 5 , wherein the sense amplifier unit generates the output data signal for each of the plurality of data lines and outputs the output data signal in parallel.
前記マイコンで実行される各種プログラムの格納領域や作業領域として利用される請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の半導体記憶装置と、
前記マイコンによって制御される被制御機器と、
バッテリの供給電圧から電源電圧を生成して前記車載機器の各部に供給する電源部と、
を有することを特徴とする車載機器。 A microcomputer that comprehensively controls the operation of in-vehicle devices;
The semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 6 which is used as a storage area or a working area for various programs executed by the microcomputer,
Controlled devices controlled by the microcomputer;
A power supply unit that generates a power supply voltage from a supply voltage of the battery and supplies the power supply unit to each part of the in-vehicle device; and
An in-vehicle device characterized by comprising:
前記車載機器に電力を供給するバッテリと、
を有することを特徴とする車両。 In-vehicle device according to claim 7 ,
A battery for supplying power to the in-vehicle device;
The vehicle characterized by having.
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| JP2012083805A JP6035038B2 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Semiconductor memory device, in-vehicle device, vehicle |
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