JP2015005315A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device.
従来のNAND型フラッシュメモリでは、多数回の書き換えに伴うトンネル酸化膜の劣化等に起因して、データ保持中に記憶素子(メモリセルトランジスタ)の保持特性が失われ、エラービットの発生率(エラー率)が大きくなる傾向がある。特に、NAND型フラッシュメモリでは、メモリセルの大容量化、すなわち製造プロセスにおける微細化が進むとエラー率は上昇してしまう傾向にある。そのため、記憶すべきデータに誤り訂正符号(Error Correcting Code)の冗長データ(パリティデータ)を付加してデータ列としてフラッシュメモリに書込むと共に、読み出し時には誤り訂正符号の冗長データを基にしてデータの訂正を行うことで、エラービットが発生したときのデータの補償を行っている。例えば、特許文献1には、ECC処理を行うECC回路を備えた半導体記憶装置について開示されている。
In the conventional NAND flash memory, the retention characteristics of the memory element (memory cell transistor) are lost during data retention due to deterioration of the tunnel oxide film caused by many rewrites, and the error bit occurrence rate (error Rate) tends to increase. In particular, in the NAND flash memory, the error rate tends to increase as the capacity of the memory cell increases, that is, the miniaturization in the manufacturing process proceeds. Therefore, error correction code (Error Correcting Code) redundant data (parity data) is added to the data to be stored and written to the flash memory as a data string. At the time of reading, the data of the error correction code is stored based on the redundant data of the error correction code. Correction is performed to compensate for data when an error bit occurs. For example,
また、NAND型フラッシュメモリでは、製造直後のテストにおいて、メモリセルトランジスタに、記憶保持をできないなどのビット不良、或いはメモリセルセルトランジスタに接続されるビット線に、他のビット線との短絡(ショート)、或いはビット線の断線(オープン)といった不良が発見される場合がある。こうした場合、メモリセルトランジスタのデータを、ビット線を介してラッチし、増幅してメモリセルのデータを外部へ読み出す、或いはメモリセルへデータを書きこむページバッファと、このページバッファに接続されるビット線と、ビット線に接続されるメモリセルトランジスタとを、セットで他の不良のないセットへ置換することが行なわれている。このような置換をリダンダンシー技術と呼ぶが、特許文献1に記載の半導体記憶装置では、リダンダンシー技術を用いて不良を救済することなく、ECC処理を用いて不良ビットを救済している。しかしながら、この方法では、本来経年劣化によりデータ保持特性の失われたメモリセルトランジスタを救済するECC処理の訂正処理能力が、製造工程に起因する不良ビットの救済に費やされてしまい、ECC処理の訂正処理能力が低下してしまう。
In a NAND flash memory, in a test immediately after manufacturing, a memory cell transistor has a bit failure such as inability to hold data, or a bit line connected to the memory cell cell transistor is short-circuited with another bit line. Or, a defect such as disconnection (open) of a bit line may be found. In such a case, the data stored in the memory cell transistor is latched via the bit line, amplified, and the data stored in the memory cell is read out or written to the memory cell, and the bit connected to the page buffer. The line and the memory cell transistor connected to the bit line are replaced with another set free of defects. Such replacement is called a redundancy technique. In the semiconductor memory device described in
そのため、現在では、不良ビットの救済処理と、ECC処理による誤り訂正処理は、以下に説明するように別個に行われている。
図14は、NAND型フラッシュメモリの一般的なブロック構成を示す図である。図14に示すNAND型フラッシュメモリ80では、NAND型フラッシュメモリ80の外部のナンドコントローラ90(メモリコントローラ)においてECC処理を実行する。
図14に示すNAND型フラッシュメモリ80は、Memory Array(メモリアレイ)101、ページバッファ82、Column Coding Circuit(カラムコーディング回路)83、Column Repair MUX(行置換マルチプレクサ;以下カラム置換回路と呼ぶ)84、I/O PAD(I/Oパッド)106を備えている。
また、ナンドコントローラ90は、ECC Engine(ECC回路)87、及びI/O PAD(I/Oパッド)106cを備えている。
Therefore, at present, the defective bit relief process and the error correction process by the ECC process are performed separately as described below.
FIG. 14 is a diagram showing a general block configuration of a NAND flash memory. In the
14 includes a memory array (memory array) 101, a
The
メモリアレイ101は、複数のメモリセルトランジスタを含んで構成される。これらの複数のメモリセルトランジスタ各々は、1ビットのデータを記憶する。メモリアレイ101において、同一のワード線に接続される複数のメモリセルトランジスタがページを構成する。1つのページにおけるメモリセルトランジスタへのデータの書き込み、及びメモリセルからのデータの読み出しは、一括して実行される。
The
ページバッファ82は、メモリアレイ101のページと同じ個数のデータを保持できるように構成されている。図15は、ページバッファ82を構成するページバッファユニットを説明するための図である。また、図16は、従来のページバッファユニットの内部の回路構成を示す図である。
ページバッファ82は、図15に示すページバッファユニットの複数個から構成される。ページバッファユニットは、それぞれが1本のビット線に接続され、メモリセルからビット線を介して読み出されたデータ、またはメモリセルへビット線を介して書き込むデータを保持するビット回路51_0a〜51_7aを含んで構成されている。
The
The
MUX(マルチプレクサ)52_bは、図14に示すカラムコーディング回路83からカラムアドレス信号(Sub BL Coding)が入力され、このカラムアドレス信号(図16においてDIO<i>で示す)に基づいて、ビット回路51_0a〜ビット回路51_7aのうちいずれか一つを選択する。すなわち、マルチプレクサ52_bは、8本のビット線のうちのいずれか一本のビット線を、PB Control Circuit(PB制御回路)83_1と接続する。 The MUX (multiplexer) 52_b receives a column address signal (Sub BL Coding) from the column coding circuit 83 shown in FIG. 14, and based on the column address signal (indicated by DIO <i> in FIG. 16), the bit circuit 51_0a ~ Select one of the bit circuits 51_7a. That is, the multiplexer 52_b connects any one of the eight bit lines to the PB Control Circuit (PB control circuit) 83_1.
PB制御回路83_1は、図14に示すカラムコーディング回路83からカラムアドレス信号(Coding;図16では選択信号Selで示す)が入力され、マルチプレクサ52_bにより選択されたビット回路を、Data Bus_1(データバス)を介して、外部回路(Peripheral Circuit)に接続する。
以上の構成により、1つのページにおけるメモリセルトランジスタ各々が、ビット線を介してページバッファ82のビット回路に接続される。そして、このうち、カラムアドレスにより選択されたビット線がデータバスに接続されて、メモリセルへのデータの書き込み、またはメモリセルからのデータの読み出しが実行される。
The PB control circuit 83_1 receives a column address signal (Coding; indicated by a selection signal Sel in FIG. 16) from the column coding circuit 83 shown in FIG. To the external circuit (Peripheral Circuit).
With the above configuration, each memory cell transistor in one page is connected to the bit circuit of the
図14に戻って、カラムコーディング回路83は、図14において不図示のアドレス制御回路から入力されるカラムアドレスに基づいて、カラムアドレス信号(図15に示すSub BL Coding、及びCoding)を生成し、このカラムアドレス信号に対応するページバッファ82のページバッファユニットを選択する。これにより、I/Oパッド106、Data Bus_2、及びData Bus_1、ビット回路、及びビット線を介してメモリセルトランジスタへデータが書きこまれる。また、メモリセルからのデータがビット線、ビット回路、Data Bus_1、及びData Bus_2を介してI/Oパッド106の外部へ読み出される。
Returning to FIG. 14, the column coding circuit 83 generates column address signals (Sub BL Coding and Coding shown in FIG. 15) based on the column address input from the address control circuit not shown in FIG. The page buffer unit of the
また、ページバッファ82は、図14に示す様に、PB(Page Buffer)_Data82a(以下、ページバッファ82aとする)と、PB_CR82b(以下、ページバッファ82bとする)から構成される。ページバッファ82aは、通常メモリセルに接続されるビット線の電位を増幅し、増幅結果をラッチするページバッファである。また、ページバッファ82bは、ページバッファ82aに接続される通常メモリセルまたはビット線に不良が有る場合に、通常メモリセル、及びビット線とともに置換されるページバッファである。すなわち、ページバッファ82aを構成するページバッファユニットの1つに不良があった場合、この不良ページバッファユニットは、ページバッファ82bを構成するページバッファユニットの1つに置換される。
Further, as shown in FIG. 14, the
カラム置換回路84は、不良ページバッファユニットを、ページバッファ82bを構成するページバッファユニットに置換する回路である。例えば、カラム置換回路84は、メモリセルトランジスタからのデータ読み出し動作において、不良ページバッファの位置を示すカラムアドレスが入力されると、カラムコーディング回路83を制御して、ページバッファ82aにおける不良ページバッファユニットの代わりにページバッファ82bにおけるページバッファユニットを選択するように制御する。これにより、選択されたページバッファユニットからのデータが、Data Bus_1、Data Bus_2、I/Oパッド106を介して外部へ読み出される。これらの不良ページバッファの位置を示すカラムアドレスは、図14に示すRepair Informationに含まれる。Repair Informationは、NAND型フラッシュメモリ80の製造後のテストにおいて、半導体検査装置(メモリテスタ)により検出され、その後、製品の出荷前に例えばメモリアレイ101のシステム用記憶領域などに記憶される。
一方、カラム置換回路84は、メモリセルトランジスタへのデータ書き込み動作において、不良ページバッファの位置を示すカラムアドレスが入力されると、カラムコーディング回路83を制御して、ページバッファ82aにおける不良ページバッファユニットの代わりにページバッファ82bにおけるページバッファユニットを選択するように制御する。これにより、I/Oパッド106から入力されるデータが、Data Bus_2、及びData Bus_1を介して、不良ページバッファユニットではなく、ページバッファ82bにおけるページバッファユニットに入力される。
The
On the other hand, the
Data Bus_1、Data Bus_2は、これらのデータの受け渡しをページバッファ82、及びI/Oパッド106の間において行なう配線であり、通常8本、或いは16本の配線から構成される。
I/Oパッド106(インターフェース部)は、ナンドコントローラ90との間で上記データの受け渡しを行なう外部端子である。
Data Bus_1 and Data Bus_2 are wirings for transferring these data between the
The I / O pad 106 (interface unit) is an external terminal that exchanges the data with the
また、ナンドコントローラ90におけるI/Oパッド106c(インターフェース部)は、NAND型フラッシュメモリ80との間で上記データの受け渡しを行なう外部端子である。
ECC Engine(ECC回路)87は、NAND型フラッシュメモリ80のデータ読み出し動作において、I/Oパッド106cを介して、NAND型フラッシュメモリ80から入力されるデータ(置換先のデータを含むが、データにエラーを含んでいる可能性はある)が入力される。ECC回路87は、入力されたデータを、例えば自身に記憶するパリティデータに基づいてECC処理(デコード処理)して、誤り訂正後のデータ(Clear Data)を外部に出力する。一方、NAND型フラッシュメモリ80のデータ書き込み動作において、ECC回路87は、外部から入力されるデータと、このデータを書き込む先のNAND型フラッシュメモリ80の1ページのデータとからパリティデータを生成する。ECC回路87は、パリティデータを自身に記憶するとともに、書き込みデータをI/O パッド106cを介して、NAND型フラッシュメモリ80に対して出力する。
The I /
The ECC engine (ECC circuit) 87 includes data (including replacement destination data) input from the
上述したように、一般的なNAND型フラッシュメモリでは、外部においてECC処理を行うため、ECC処理を行う際のデータは、カラム置換回路84を経由した後のデータ、すなわち不良カラム救済後のデータである。
しかしながら、NAND型フラッシュメモリ80では、ECC処理に際して、通常のI/Oパッド106へのバス幅でしかデータを転送できないため、ECC処理に時間を要するという問題がある。このECC処理の時間を短縮するためには、ECC処理の際はバス幅を広げるようにする構成をとることが考えられる。例えば、上記例で言えば、NAND型フラッシュメモリ80のData Bus_1、及びData Bus_2のバス幅を広げることが考えられる。
As described above, in a general NAND flash memory, since ECC processing is performed externally, data at the time of performing ECC processing is data after passing through the
However, since the
しかしながら、例えばバス幅を2倍にすると、不良ビットの救済効率を同等とするためには、つまり、一回にカラム置換回路84に入力され、置換される不良ビットがバス幅を広げる前に比べて2倍となる可能性があるので、カラム置換回路84の規模を2倍の規模とする必要がある。また、I/Oパッド106の回路規模の増加、主に配置するパッド個数の増加も生じる。このように、バス幅を広げてECC処理を高速化しようとすると、不良ビットの救済を行なうためにチップサイズが大きくなってしまうという問題がある。
However, for example, when the bus width is doubled, in order to make the repair efficiency of the defective bits equal, that is, compared to the case where the defective bits to be replaced at one time and replaced are expanded in bus width. Therefore, the scale of the
また、ECC処理を行うECC回路87を、NAND型フラッシュメモリ80の内部に備える構成にすることも考えられる。例えば、図14に示すNAND型フラッシュメモリ80とナンドコントローラ90を一体化し、I/Oパッド106、及び106cを削除し、Clear Dataを出力する部分を、I/Oパッドとする構成の半導体記憶装置が考えられる。しかしながら、この場合でも、ECC処理を高速に行うためにバス幅を広げると、上述したような、不良ビットの救済を行なうためにチップサイズが大きくなってしまうという問題が生じる。さらに、ECC回路87に入力されるデータは、不良ビット救済後のデータ、すなわち、カラム置換回路84を経由したデータであるため、カラム置換回路により不良ビット救済の処理に要する時間だけ、ECC処理の時間が長くなるという問題がある。
It is also conceivable that the
そこで本発明が解決しようとする課題は、通常メモリセルまたはビット線に不良が有るページバッファを不良のないページバッファに置換する救済置換回路の規模増大を防ぎ、かつ、ECC回路へのデータ転送の高速化を図った半導体記憶装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to prevent an increase in the scale of a repair replacement circuit that replaces a page buffer having a defect in a normal memory cell or bit line with a page buffer having no defect, and is capable of transferring data to the ECC circuit. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which is increased in speed.
本発明の半導体記憶装置は、第1のデータバスと、前記第1のデータバスと異なる本数から構成され、前記第1のデータバスとは独立して設けられる第2のデータバスと、第1の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち前記第1のデータバスと同じ本数のビット線と、前記第1のデータバスとを接続してデータを転送し、一方、第2の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち前記第2のデータバスと同じ本数のビット線と、前記第2のデータバスとを接続してデータを転送するデータ転送部と、を備え、前記データ転送部は、通常メモリセルに接続される通常ビット線のデータをラッチする第1のページバッファと、パリティメモリセルに接続されるパリティビット線のデータをラッチする第2のページバッファと、前記第1のページバッファに接続される通常メモリセル或いは通常ビット線に不良が有る場合に、通常メモリセル、及び通常ビット線とともに置換され、または、前記第2のページバッファに接続されるパリティメモリセル或いはパリティビット線に不良が有る場合に、パリティメモリセル、及びパリティビット線とともに置換される、第3のページバッファと、を含んで構成され、前記第1のデータバスは、前記第1のページバッファ、前記第2のページバッファ、及び前記第3のページバッファと接続され、前記第2のデータバスは、前記第1のページバッファ、及び前記第3のページバッファと接続される、ことを特徴とする。 The semiconductor memory device according to the present invention includes a first data bus, a second data bus that is configured differently from the first data bus, and is provided independently of the first data bus; When transferring data to and from a memory cell in the operation mode, the same number of bit lines as the first data bus among a plurality of bit lines are connected to the first data bus to transfer data. On the other hand, when data is transferred to and from the memory cell in the second operation mode, the same number of bit lines as the second data bus among the plurality of bit lines and the second data bus are connected. A data transfer unit for connecting and transferring data, the data transfer unit being connected to a first page buffer for latching data of a normal bit line connected to a normal memory cell, and a parity memory cell Pa When there is a defect in the normal page or the normal bit line connected to the first page buffer and the second page buffer that latches data on the bit line, the normal page is replaced with the normal memory cell and the normal bit line. Or a third page buffer that is replaced together with the parity memory cell and the parity bit line when the parity memory cell or parity bit line connected to the second page buffer is defective. The first data bus is connected to the first page buffer, the second page buffer, and the third page buffer, and the second data bus is connected to the first page buffer, And being connected to the third page buffer.
また、本発明の半導体記憶装置において、前記第3のページバッファは、前記第1のページバッファ、及び前記第2のページバッファのいずれか一方の置換先として置換されたかを示す識別データが予め書き込まれており、前記識別データに応じて第1のページバッファまたは前記第2のページバッファとしての動作を実行する、ことを特徴とする。 In the semiconductor memory device of the present invention, identification data indicating whether the third page buffer has been replaced as a replacement destination of either the first page buffer or the second page buffer is written in advance. The operation as the first page buffer or the second page buffer is executed according to the identification data.
また、本発明の半導体記憶装置において、前記第1のデータバスに接続されるとともに、パリティデータ入出力部に入力される前記第2のページバッファの出力データに基づき、データ入出力部に入力される前記第1のページバッファの出力データの誤りを訂正するECC回路と、前記第1のデータバスに接続されるとともに、前記第1の動作モードにおいて、前記第2のページバッファのうちパリティメモリセルまたはパリティビット線に不良があるページバッファを前記第3のページバッファに置換する救済置換回路と、を備え、前記第3のページバッファは、前記識別データが前記第2のページバッファの置換先として置換されたことを示す場合、前記第1の動作モードのデータ読み出しにおいて選択されると、前記ECC回路のデータ入出力部に固定データを前記第1のデータバスを介して出力するとともに、前記ECC回路のパリティデータ入出力部にパリティデータを、前記第1のデータバス、及び前記救済置換回路を介して出力し、一方、前記第1の動作モードのデータ書き込み動作において選択されると、前記ECC回路のデータ入出力部からのデータの書き込みを許可せず、前記ECC回路のパリティデータ入出力部からのパリティデータが入力される、ことを特徴とする。 In the semiconductor memory device of the present invention, the data is input to the data input / output unit based on the output data of the second page buffer input to the parity data input / output unit and connected to the first data bus. An ECC circuit for correcting an error in output data of the first page buffer, and a parity memory cell of the second page buffer connected to the first data bus and in the first operation mode. Or a repair replacement circuit that replaces a page buffer having a defective parity bit line with the third page buffer, wherein the third page buffer has the identification data as a replacement destination of the second page buffer. In the case of indicating that the data has been replaced, if selected in the data reading in the first operation mode, the data of the ECC circuit is selected. The fixed data is output to the input / output unit via the first data bus, and the parity data is output to the parity data input / output unit of the ECC circuit via the first data bus and the repair replacement circuit. On the other hand, when selected in the data write operation of the first operation mode, data writing from the data input / output unit of the ECC circuit is not permitted, and the parity from the parity data input / output unit of the ECC circuit is not permitted. Data is input.
また、本発明の半導体記憶装置において、前記第1のページバッファは、メモリセルまたはビット線に不良が有るページバッファの出力を固定されたデータとするページバッファ制御回路を有し、前記ページバッファ制御回路は、メモリセルまたはビット線に不良が有る場合、前記第1のデータバスからの書き込みを許可しないことを特徴とする。 Also, in the semiconductor memory device of the present invention, the first page buffer has a page buffer control circuit that uses the output of the page buffer having a defect in a memory cell or bit line as fixed data, and the page buffer control The circuit does not permit writing from the first data bus when a memory cell or a bit line has a defect.
本発明の半導体記憶装置は、第1のデータバスと、第1のデータバスと異なる本数から構成され、第1のデータバスとは独立して設けられる第2のデータバスと、を備える。また、転送部は、第1の動作モード(ECCモード)によりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第1のデータバスと同じ本数のビット線と、第1のデータバスとを接続してデータを転送し、一方、第2の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第2のデータバスと同じ本数のビット線とを接続してデータを転送する。 The semiconductor memory device of the present invention includes a first data bus and a second data bus that is configured with a different number from the first data bus and is provided independently of the first data bus. In addition, when transferring data to and from the memory cell in the first operation mode (ECC mode), the transfer unit includes the same number of bit lines as the first data bus among the plurality of bit lines, When transferring data by connecting to the data bus and transferring data to and from the memory cell in the second operation mode, the same number of bit lines as the second data bus among the plurality of bit lines Connect and transfer data.
これにより、ページバッファの出力に接続されるデータバスを、第1動作モード(ECCモード)用と第2の動作モード(通常モード)用とに個別に設け、それぞれを独立して用いることができる。また、例えばECC回路を内蔵した半導体記憶装置において、更に不良カラムを置換する冗長機能を有していても、不良カラムのデータと置換先のデータとを通常データに含めて、この通常データとパリティデータとを第1の動作モードを用いてECC回路にバス幅を広げて転送し、誤り訂正する構成をとればよい。そのため、不良ビットの救済を行う回路(カラム置換回路)をECC回路とページバッファの出力との間に置く必要はなくなる。これにより、第1の動作モードにおいてバス幅を広げてECC回路へデータ転送する場合に、データがカラム置換回路を通過する必要は無くなり、カラム置換回路における処理が不要となるので、ECC処理の際のデータ転送の高速化を図ることができる。また、第2のデータバスを、従来の救済効率に応じたバス幅にしておくことができる。これにより、カラム置換回路の回路規模は増大しないので、チップサイズの増加を抑制できる。 Thereby, the data bus connected to the output of the page buffer can be provided separately for the first operation mode (ECC mode) and the second operation mode (normal mode), and each can be used independently. . For example, even if a semiconductor memory device incorporating an ECC circuit has a redundant function for replacing a defective column, the normal data includes the data of the defective column and the data to be replaced and the parity data. Data may be transferred to the ECC circuit with a wider bus width using the first operation mode to correct the error. For this reason, it is not necessary to place a circuit (column replacement circuit) for repairing a defective bit between the ECC circuit and the output of the page buffer. Thereby, in the first operation mode, when the bus width is widened and data is transferred to the ECC circuit, data does not need to pass through the column replacement circuit, and processing in the column replacement circuit becomes unnecessary. The data transfer can be speeded up. Further, the second data bus can have a bus width corresponding to the conventional relief efficiency. Thereby, since the circuit scale of the column replacement circuit does not increase, an increase in chip size can be suppressed.
特に、本発明の半導体記憶装置では、第2のページバッファに接続されるパリティメモリセルあるいはパリティビット線に不良がある場合、第2のページバッファの置換先を、第1のページバッファに接続される通常メモリセルあるいは通常ビット線に不良がある場合の第1のページバッファの置換先である第3のページバッファとしている。そのため、半導体記憶装置における冗長回路の規模の増大を抑制でき、チップサイズの増大を防止することができる。 In particular, in the semiconductor memory device of the present invention, when a parity memory cell or parity bit line connected to the second page buffer is defective, the replacement destination of the second page buffer is connected to the first page buffer. The third page buffer is a replacement destination of the first page buffer when a normal memory cell or a normal bit line is defective. Therefore, an increase in the size of the redundant circuit in the semiconductor memory device can be suppressed, and an increase in the chip size can be prevented.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, elements having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
図1は、NAND型フラッシュメモリ10のブロック構成を示す図である。図1に示すNAND型フラッシュメモリ10は、Memory Array(メモリアレイ101)、PB(Page Buffer;ページバッファ)102、Column Coding Circuit(カラムコーディング回路)103、Main Column Repair MUX(カラム救済回路)104を備えている。また、NAND型フラッシュメモリ10は、Parity CR MUX(パリティカラム置換回路)105、ECC Column Coding Circuit(ECCカラムコーディング回路)108、I/O PAD(I/Oパッド)106、及びECC Circuit(ECC回路)107を備えている。なお、図14に示すNAND型フラッシュメモリ80と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
図1において、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3(第2のデータバス)は、データの受け渡しをページバッファ102とI/Oパッド106との間において行なう配線であり、以下、単にData_Busと呼ぶこともある。また、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)は、データの受け渡しをページバッファ82とECC回路107との間において行なう配線であり、以下、単にECC_Busと呼ぶこともある。
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of the
In FIG. 1, Data Bus_1, Data Bus_2, and Data Bus_3 (second data bus) are wirings for transferring data between the
NAND型フラッシュメモリ10は、図14に示すNAND型フラッシュメモリ80と相違して、カラムコーディング回路83に代えて、カラムコーディング回路103、及びECCカラムコーディング回路108を有する。カラムコーディング回路103とECCカラムコーディング回路108とでは、別系統のカラムアドレス(Coding)が入力される。また、カラムコーディング回路103とECCカラムコーディング回路108とは、後述するように、ページバッファ102のPB制御回路60に選択信号Sel_Aまたは選択信号Sel_Bを出力して、ページバッファ102に直結した部分(図15に示すマルチプレクサ52_b、及びPB制御回路83_1の部分)から、ページバッファの出力を、ECC Bus_1とData Bus_1とのいずれか一方のデータバスに接続する。
Unlike the
特に、ECCカラムコーディング回路108は、ECC回路107からカラムアドレス(以下、カラムアドレスAddress Bとする)が入力され、不図示のアドレス制御回路からカラムコーディング回路103に入力されるカラムアドレス(以下、カラムアドレスAddress Aとする)とは独立して、PB制御回路60に対して選択信号Sel_Bを出力して、ページバッファ102の出力とECC Bus_1とを接続する。これにより、ページバッファ102の出力と、ECC Bus_1またはData Bus_1との接続におけるアドレス制御を独立して実行することができる。
In particular, the ECC
また、従来のNAND型フラッシュメモリでは、ページバッファの出力(データバスを以下、区別のためIOバスとする)を、第1の動作モードと第2の動作モードとにおいて共有している。これに対して、NAND型フラッシュメモリ10では、ページバッファの出力であるIOバスを、第1の動作モードと第2の動作モードとにおいて共有することなく、独立に設けている。
In the conventional NAND flash memory, the output of the page buffer (the data bus is hereinafter referred to as an IO bus for distinction) is shared in the first operation mode and the second operation mode. On the other hand, in the
これにより、ページバッファの出力からECC回路107への入力までの径路において、後述するカラム置換回路104等の高速なデータ転送に悪影響を及ぼす回路は不要となり、データ転送を高速に行うことができる。また、第2のデータバスを、従来の救済効率に応じたバス幅にしておくことができる。これにより、カラム置換回路104の回路規模は増大しないので、チップサイズの増加を抑制できる。さらに、NAND型フラッシュメモリ10を、ECC回路を内蔵しないNAND型フラッシュメモリに設計変更する場合であっても、ECCカラムコーディング回路108、パリティカラム置換回路105、ECC Bus_1〜ECC Bus_3、ECC回路107を削除すればよいので、容易に設計することができる。
As a result, in the path from the output of the page buffer to the input to the
ページバッファ102は、図1に示すように、PB(Page Buffer)_Data102a(以下、ページバッファ102aとする)と、PB_CR102b(以下、ページバッファ102bとする)と、PB_Parity102c(以下、ページバッファ102cとする)と、PB_PCR102d(以下、ページバッファ102dとする)とから構成される。
ページバッファ102aは、通常メモリセルに接続されるビット線の電位を増幅し、増幅結果をラッチするページバッファである。また、ページバッファ102aは、通常モード(第2の動作モード)におけるデータ読み出し時に、カラムコーディング回路103から選択信号Sel_Aが入力されると、増幅結果をデータ読み出し信号Data_Out_Aとして、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3(第2のデータバス)を介して、I/Oパッド106から出力する。
一方、ページバッファ102aは、ECCモード(第1の動作モード)におけるデータ読み出し時に、ECCカラムコーディング回路108から選択信号Sel_Bが入力されると、増幅結果をデータ読み出し信号Data_Out_BとしてECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に対して出力する。
As shown in FIG. 1, the
The
On the other hand, when the selection signal Sel_B is input from the ECC
また、ページバッファ102aは、通常モードにおけるデータ書込み時に、カラムコーディング回路103から選択信号Sel_Aが入力されると、I/Oパッド106から入力される書き込みデータがData Bus_3、Data Bus_2、及びData Bus_1を介してデータ書き込み信号Data_In_Aとして入力される。一方、ページバッファ102aは、ECCモードにおけるデータ書き込み時に、ECCカラムコーディング回路108から選択信号Sel_Bが入力されると、ECC回路107のECC処理の結果がECC Bus_3、ECC Bus_2、及びECC Bus_1を介してデータ書き込み信号Data_In_Bとして入力される。
When the selection signal Sel_A is input from the
ページバッファ102bは、ページバッファ102aに接続される通常メモリセルまたはビット線に不良が有る場合に、通常メモリセル、及びビット線とともに置換されるページバッファである。すなわち、ページバッファ102aを構成するページバッファユニットの1つに不良があった場合、このページバッファユニットは、ページバッファ102bを構成するページバッファユニットの1つに置換される。なお、ページバッファ102bの動作は、上述したページバッファ102aと同じ動作であるので、説明を省略する。
The
このページバッファ102aからページバッファ102bへのページバッファユニットの置換を行なうのが、カラム置換回路104である。カラム置換回路104は、ページバッファ102aにおける不良のページバッファユニットを選択するカラムアドレス(後述する選択信号Sel_A)がカラムコーディング回路103に入力される場合、カラムコーディング回路103がページバッファ102bにおけるページバッファユニットを選択するように制御を実行する。
The
ページバッファ102cは、パリティメモリセル(ECC処理用のメモリセルトランジスタ。ただし、構成は通常メモリセルと同じ)に接続されるビット線の電位を増幅し、増幅結果をラッチするページバッファである。なお、パリティメモリセルが記憶するパリティデータは、通常モードでは、I/Oパッド106を介して外部に出力されない。一方、ページバッファ102cは、ECCモードにおけるデータ読み出し時に、ECCカラムコーディング回路108から選択信号Sel_Bが入力されると、増幅結果をデータ読み出し信号Data_Out_Bとして、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3を介してECC回路107に対して出力する。
The
また、パリティメモリセルが記憶するパリティデータは、通常モードでは、I/Oパッド106を介して外部から入力されない。
一方、ページバッファ102cは、ECCモードにおけるデータ書き込み時に、ECCカラムコーディング回路108から選択信号Sel_Bが入力されると、ECC回路107のECC処理の結果であるパリティデータがECC Bus_3、ECC Bus_2、及びECC Bus_1を介してデータ書き込み信号Data_In_Bとして入力される。
The parity data stored in the parity memory cell is not input from the outside via the I /
On the other hand, when the selection signal Sel_B is input from the ECC
ページバッファ102dは、ページバッファ102cに接続されるパリティメモリセルまたはビット線に不良が有る場合に、パリティメモリセル、及びビット線とともに置換されるページバッファである。すなわち、ページバッファ102cを構成するページバッファユニットの1つに不良があった場合、このページバッファユニットは、ページバッファ102dを構成するページバッファユニットの1つに置換される。なお、ページバッファ102dの動作は、上述したページバッファ102cと同じ動作であるので、説明を省略する。
The
このページバッファ102cからページバッファ102dへのページバッファユニットの置換を行なうのが、パリティカラム置換回路105である。パリティカラム置換回路105は、ページバッファ102cにおける不良のページバッファユニットを選択するカラムアドレス(後述する選択信号Sel_B)がECCカラムコーディング回路108に入力される場合、ECCカラムコーディング回路108がページバッファ102dにおけるページバッファユニットを選択するように制御を実行する。
It is the parity
これらのページバッファ102を構成するページバッファ102a〜102dは、全て同一の回路構成からなり、以下にその回路構成について、図2〜図6を用いて詳細に説明する。図2は、図1に示すページバッファ102、カラムコーディング回路103、及びECCカラムコーディング回路108に対応する部分のデータ読み出し動作を説明するための図である。また、図3は、図2に示すPB 4IO ユニットの内部の構成、及びPB ユニットの内部の構成を示す図である。また、図4は、PB ユニットの内部の回路構成を示す図である。また、図5は、PB ユニットの内部の他の回路構成を示す図である。また、図6は、図4、及び図5に示すビット内部回路50_i(i=0〜7の整数)の回路構成を示す図である。
The
図2を参照して、図1に示すページバッファ102、カラムコーディング回路103、及びECCカラムコーディング回路108に対応する部分は、4本分のIO線からの4つのデータをラッチし、4本分のIO線に対してデータを書き込むPB 4IO ユニットを有する。
Referring to FIG. 2, the portions corresponding to
図2においては、10個のPB 4IOとして、PB0 IO 0123(PB 4IO ユニット30_0)、PB0 IO 4567(PB 4IO ユニット30_1)、PB1IO 0123(PB 4IO ユニット30_2)、PB1 IO 4567(PB 4IO ユニット30_3)、PB2 IO 0123(PB 4IO ユニット30_4)、PB2 IO 4567(PB 4IO ユニット30_5)、PB3 IO 0123(PB 4IO ユニット30_6)、PB3 IO 4567(PB 4IO ユニット30_7)、PB4 IO 0123(PB 4IO ユニット30_8)、PB4 IO 4567(PB 4IO ユニット30_9)を示している。 In FIG. 2, as 10 PB 4IOs, PB0 IO 0123 (PB 4IO unit 30_0), PB0 IO 4567 (PB 4IO unit 30_1), PB1IO 0123 (PB 4IO unit 30_2), PB1 IO 4567 (PB 4IO unit 30_3) , PB2 IO 0123 (PB 4IO unit 30_4), PB2 IO 4567 (PB 4IO unit 30_5), PB3 IO 0123 (PB 4IO unit 30_6), PB3 IO 4567 (PB 4IO unit 30_7), PB4 IO 0123 (PB 30) , PB4 IO 4567 (PB 4IO unit 30_9).
ここで、IO線とは、後述するPBユニットにおいて、マルチプレクサ52_bとPB制御回路60との間に設けられる入出力線である。このIO線は、本実施形態では、マルチプレクサ52_bと8個のビット回路51_0a〜51_7aとを介して、8本のビット線のいずれか一本と電気的に接続される。すなわち、IO線は、メモリセルトランジスタに書き込むデータ或いはメモリセルトランジスタから読み出されるデータが行き来する信号線である。
Here, the IO line is an input / output line provided between the multiplexer 52_b and the
図3(a)を参照して、図2に示すPB 4IO ユニットは、同一の構成を有している。図3(a)では、図2に示すPB 4IO ユニット30_0を代表として、その構成を示している。PB 4IO ユニット30_0は、4個のPBユニット30_00〜30_03から構成される。
PBユニット30_00〜30_03各々は、活性レベル(以下、例としてHレベルとする)の選択信号Sel_A<0>がカラムコーディング回路103から供給されると、自身に接続される1本のIO線とData Bus(第2のデータバス;後述するデータバスData_A<7:0>)とを接続する。これにより、図3(a)に示すように、4本のIO線からデータバスData_A<3:0>へ、4ビットのデータ読み出し信号Data_Out_A<0>〜Data_Out_A<3>が読み出される。
Referring to FIG. 3A, the PB 4IO unit shown in FIG. 2 has the same configuration. FIG. 3A shows the configuration of the PB 4IO unit 30_0 shown in FIG. 2 as a representative. The PB 4IO unit 30_0 includes four PB units 30_00 to 30_03.
Each of the PB units 30_00 to 30_03 is supplied with one IO line connected to itself and Data when a selection signal Sel_A <0> of an active level (hereinafter referred to as H level) is supplied from the
また、PBユニット30_00〜30_03各々は、活性レベル(以下、例としてHレベルとする)の選択信号Sel_B<0>がECCカラムコーディング回路108から供給されると、自身に接続される1本のIO線とECC Bus(第1のデータバス;後述するデータバスData_B<19:0>)とを接続する。これにより、図3(a)に示すように、4本のIO線からデータバスData_B<3:0>へ、4ビットのデータ読み出し信号Data_Out_B<0>〜Data_Out_B<3>が読み出される。
Each of the PB units 30_00 to 30_03 is supplied with an IO level selection signal Sel_B <0> from the ECC
図3(b)を参照して、図3(a)に示すPBユニット各々は、図15に示すビット回路と同一構成の8個のビット回路51_0a〜51_7aと、同じく図15に示すマルチプレクサ52_bと、本願の特徴的部分であるPB Control Cirucuit(ページバッファ制御回路)60とから構成される。
まず、図4、及び図6を参照して、1つのPBユニットの詳細な回路構成について説明する。
図6では、図4に示すビット内部回路50_0〜50_7各々の回路における、書き込み動作におけるデータのセンシング部、及びラッチ部、読み出し動作における信号線を駆動するドライバ部の構成を、具体的にトランジスタ、及びインバータ回路を用いて記載している。なお、図3(b)に示すビット回路51_0a〜51_7aとマルチプレクサ52_bとを合わせた回路が、ビット内部回路50_0〜50_7に相当する。すなわち、ビット内部回路は、選択信号DIOにより選択されるので、ビット回路とマルチプレクサ52_bの一部の機能を有している。また、この図6に示すビット内部回路は、図15に示す従来のPBユニットにおけるビット内部回路と同一の回路構成である。
Referring to FIG. 3 (b), each PB unit shown in FIG. 3 (a) includes eight bit circuits 51_0a to 51_7a having the same configuration as the bit circuit shown in FIG. 15, and a multiplexer 52_b shown in FIG. The PB control circuit (page buffer control circuit) 60 is a characteristic part of the present application.
First, a detailed circuit configuration of one PB unit will be described with reference to FIGS. 4 and 6.
In FIG. 6, in each of the bit
図6に示すように、ビット内部回路50_i(iを整数として、i=0〜7の8台は同一構成の回路である)は、インバータ回路511、インバータ回路512、トランジスタ513、トランジスタ514、トランジスタ515、トランジスタ521、及びトランジスタ522から構成される。ここで、トランジスタ513、トランジスタ514、トランジスタ515、トランジスタ521、及びトランジスタ522は、Nチャネル型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタである。
As shown in FIG. 6, bit internal circuit 50_i (where i is an integer and eight units of i = 0 to 7 are circuits having the same configuration) includes
ビット内部回路50_iにおいて、ラッチ部は、インバータ回路511とインバータ回路512とから構成されている。ここで、インバータ回路511は、出力端子が接続点N2においてインバータ回路512の入力端子に接続され、入力端子が接続点N1においてインバータ回路512の出力端子に接続されている。
この接続点N1は、不図示のメモリセルトランジスタにビット線を介して接続される。接続点N1は、読み出し動作において、メモリセルトランジスタが記憶するデータがData_iとして現れ、書き込み動作においてはメモリセルに書き込むべきデータがData_iとして現れる。例えば、メモリセルトランジスタがL(ロウ)レベル(データ0とする)を記憶するとき、Data_iの電位はLレベルとなり、一方、メモリセルトランジスタがH(ハイ)レベル(データ1とする)を記憶するとき、Data_iの電位はHレベルとなる。
In the bit internal circuit 50_i, the latch unit includes an
This connection point N1 is connected to a memory cell transistor (not shown) via a bit line. At the connection point N1, data stored in the memory cell transistor appears as Data_i in the read operation, and data to be written in the memory cell appears as Data_i in the write operation. For example, when the memory cell transistor stores L (low) level (data 0), the potential of Data_i is L level, while the memory cell transistor stores H (high) level (data 1). At this time, the potential of Data_i becomes H level.
ビット内部回路50_iにおいて、ドライバ部は、トランジスタ515、及びトランジスタ522から構成される。
トランジスタ522は、ドレインが読み出し信号RDの配線に接続され、ゲートが選択信号DIO<i>の配線に接続され、ソースがトランジスタ515のドレインに接続されている。
トランジスタ515は、ドレインがトランジスタ522のソースに接続され、ゲートが接続点N2に接続され、ソースが接地されている。
ここで、選択信号DIO<i>(i=0〜7)は、図3(b)に示すSub BL Codingである。例えば、カラムコーディング回路103は不図示のアドレス制御回路から入力される3ビットのアドレス信号に基づいて、或いはECCカラムコーディング回路108はECC回路107から入力される3ビットのアドレス信号に基づいて、選択信号DIO<i>のうちの1つの信号をHレベルとする。これにより、図4に示すビット内部回路50_0〜50_7の1つのビット内部回路が選択される。
In the bit internal circuit 50_i, the driver unit includes a
The
The
Here, the selection signal DIO <i> (i = 0 to 7) is Sub BL Coding shown in FIG. For example, the
以上の構成により、メモリセルトランジスタからのデータ読み出し動作において、選択信号DIO<i>がHレベルになると、読み出し信号RDの論理レベルはData_iの論理レベルと同じ論理レベルとなる。つまり、例えば読み出し信号RDをHレベルにプリチャージしておくことにより、Data_iがHレベルのときは、トランジスタ515がオフ(非導通状態)、トランジスタ522がオン(導通状態)であり、ビット内部回路50_iは、読み出し信号RDをHレベルに維持する。一方、Data_iがLレベルのときは、トランジスタ515がオン、トランジスタ522がオンであり、ビット内部回路50_iは、読み出し信号RDをHレベルからLレベルに変化させる。
読み出し信号RDの配線は、図4に示すように、PB制御回路60に接続される。
第1の動作モード(ECCモード)では、選択信号Sel_B(ECCカラムコーディング回路108が出力するカラムアドレス)が入力されると、読み出し信号RDの配線はECC Busに接続される。これにより、ECC Busには、ビット内部回路50_iのData_iがデータ読み出し信号Data_Out_Bとして読み出される。
With the above configuration, in the data read operation from the memory cell transistor, when the selection signal DIO <i> becomes H level, the logical level of the read signal RD becomes the same logical level as that of Data_i. That is, for example, by precharging the read signal RD to H level, when Data_i is at H level, the
The wiring of the read signal RD is connected to the
In the first operation mode (ECC mode), when the selection signal Sel_B (column address output from the ECC column coding circuit 108) is input, the wiring of the read signal RD is connected to the ECC Bus. As a result, Data_i of the bit internal circuit 50_i is read out to the ECC Bus as the data read signal Data_Out_B.
一方、第2の動作モード(通常モード)では、選択信号Sel_A(カラムコーディング回路103が出力するカラムアドレス)が入力されると、読み出し信号RDの配線は、Data Busに接続される。これにより、Data Busには、ビット内部回路50_iのData_iがデータ読み出し信号Data_Out_Aとして読み出される。 On the other hand, in the second operation mode (normal mode), when the selection signal Sel_A (column address output from the column coding circuit 103) is input, the wiring of the read signal RD is connected to the Data Bus. As a result, Data_i of the bit internal circuit 50_i is read to the Data Bus as the data read signal Data_Out_A.
図6に戻って、ビット内部回路50_iにおいて、センシング部は、トランジスタ513、トランジスタ514、トランジスタ521から構成される。
トランジスタ513は、ドレインが接続点N1に接続され、ゲートが書き込み信号DIの配線に接続され、ソースがトランジスタ521のドレインに接続されている。
トランジスタ514は、ドレインが接続点N2に接続され、ゲートが書き込み信号nDIの配線に接続され、ソースがトランジスタ521のドレインに接続されている。
トランジスタ521は、ドレインがトランジスタ513のソース、及びトランジスタ514のソースに接続され、ゲートが選択信号DIO<i>の配線に接続され、ソースが接地されている。
Returning to FIG. 6, in the bit
The
The
The
書き込み信号DI、及び書き込み信号nDIの配線は、図4に示すように、PB制御回路60に接続される。後述するように、第1の動作モードでは選択信号Sel_BによりデータバスECC Busに接続され、ECC Busからデータ書き込み信号Data_In_Bが入力される。これにより、PB制御回路60では、このデータ書き込み信号Data_In_Bのレベルに応じて書き込み信号DI、及び書き込み信号nDIのいずれか一方をLレベルからHレベルに変化させ、他方をLレベルに維持する。
一方、第2の動作モードでは、選択信号Sel_AによりData Busに接続され、Data Busからデータ書き込み信号Data_In_Aが入力される。これにより、PB制御回路60は、このデータ書き込み信号Data_In_Aのレベルに応じて書き込み信号DI、及び書き込み信号nDIのいずれか一方をLレベルからHレベルに変化させ、他方をLレベルに維持する。
The wiring of the write signal DI and the write signal nDI is connected to the
On the other hand, in the second operation mode, the selection signal Sel_A is connected to the Data Bus, and the data write signal Data_In_A is input from the Data Bus. Thus, the
以上の構成により、メモリセルトランジスタへのデータ書き込み動作において、選択信号DIO<i>がHレベルになると、書き込み信号DI、及び書き込み信号nDIのレベルに応じて、ビット内部回路50_iのData_iのレベルが決定する。具体的には、データ書き込み信号Data_In_A,またはデータ書き込み信号Data_In_BがLレベル(データ0)のとき、PB制御回路60は、書き込み信号DIをHレベル、書き込み信号nDIをLレベルとする。これにより、ビット内部回路50_iでは、トランジスタ513がオンし、トランジスタ514がオフする。そして、接続点N1はLレベル、接続点N2はHレベルとなり、Data_iの論理は、データバスの論理と同じくLレベル(データ0)となる。
With the above configuration, when the selection signal DIO <i> becomes H level in the data write operation to the memory cell transistor, the level of Data_i of the bit internal circuit 50_i is set according to the level of the write signal DI and the write signal nDI. decide. Specifically, when the data write signal Data_In_A or the data write signal Data_In_B is at L level (data 0), the
一方、データ書き込み信号Data_In_A,またはデータ書き込み信号Data_In_BがHレベル(データ1)のとき、PB制御回路60は、書き込み信号DIをLレベル、書き込み信号nDIをHレベルとする。これにより、ビット内部回路50_iでは、トランジスタ513がオフし、トランジスタ514がオンする。そして、接続点N1はHレベル、接続点N2はLレベルとなり、Data_iの論理は、データバスの論理と同じくHレベル(データ1)となる。
On the other hand, when the data write signal Data_In_A or the data write signal Data_In_B is at the H level (data 1), the
図4に戻って、PB制御回路60(転送部)の構成を説明する。
PB制御回路60は、データバスからページバッファへのデータ転送を実行する書き込み部と、ページバッファからデータバスへのデータ転送を実行する読み出し部とからなる。
このうち、PB制御回路60の読み出し部は、トランジスタ61a、及びトランジスタ61bから構成される。
トランジスタ61a、及びトランジスタ61bは、NMOSトランジスタである。
トランジスタ61aは、ドレインが読み出し信号RDの配線に接続され、ゲートが選択信号Sel_Aの配線に接続され、ソースがData Bus(第2のデータバス)に接続されている。トランジスタ61bは、ドレインが読み出し信号RDの配線に接続され、ゲートが選択信号Sel_Bの配線に接続され、ソースがECC Bus(第1のデータバス)に接続されている。
Returning to FIG. 4, the configuration of the PB control circuit 60 (transfer unit) will be described.
The
Among these, the reading unit of the
The
The
ここで、選択信号Sel_Aは、カラムコーディング回路103が、図1において不図示のアドレス制御回路から入力されるAddress A、例えば複数ビットのアドレスに基づいて生成するカラムアドレス信号である。また、選択信号Sel_Bは、ECCカラムコーディング回路108が、図1に示すECC回路107から入力されるAddress B、例えば上記複数ビットのうちの一部のビットのアドレスに基づいて生成するカラムアドレス信号である。
Here, the selection signal Sel_A is a column address signal generated by the
このように、PB制御回路60の読み出し部は、ECCモード(第1の動作モード)のデータ読み出し時において、Hレベルの選択信号Sel_BがECCコーディング回路108から入力されると、トランジスタ61bをオンさせて読み出し信号RDの配線とECC Busとを接続する。これにより、ビット内部回路50_0〜50_7に格納されたメモリセルトランジスタのデータ(ビット内部回路ではData_i)が、ECC Busにデータ読み出し信号Data_Out_Bとして出力される。
As described above, when the H-level selection signal Sel_B is input from the
また、PB制御回路60の読み出し部は、通常モード(第2の動作モード)のデータ読み出し時において、Hレベルの選択信号Sel_Aがコーディング回路103から入力されると、トランジスタ61aをオンさせて読み出し信号RDの配線とData Busとを接続する。これにより、ビット内部回路50_0〜50_7に格納されたメモリセルトランジスタのデータが、Data Busにデータ読み出し信号Data_Out_Aとして出力される。
In addition, when the H-level selection signal Sel_A is input from the
また、PB制御回路60の読み出し部は、ページバッファ102a、及びページバッファ102cにおいて、メモリセルトランジスタ、またはメモリセルトランジスタに接続されるビット線に不良がある場合、ECCモードのデータ読み出し時において、ECC回路107に入力するデータが固定データ(この場合はデータ0に固定する)となるように、次の構成を有している。
すなわち、PB制御回路60の読み出し部は、図4に示すように、不良情報格納部90a、及びデータ固定部90bを有している。
In addition, when the
That is, the reading unit of the
不良情報格納部90aは、インバータ回路92、インバータ回路93、トランジスタ94、トランジスタ95、及びトランジスタ96から構成される。ここで、トランジスタ94、トランジスタ95、及びトランジスタ96は、Nチャネル型MOSトランジスタである。
不良情報格納部90aにおいて、ラッチ部は、インバータ回路92とインバータ回路93とから構成されている。ここで、インバータ回路92は、出力端子が接続点N4においてインバータ回路93の入力端子に接続され、入力端子が接続点N3においてインバータ回路93の出力端子に接続されている。
この接続点N3は、アンド回路91の第1入力端子に接続される。接続点N3は、ラッチ部が記憶するデータが、欠陥を示す欠陥信号PB_Defcetとして現れる。また、接続点N4は、ラッチ部が記憶するデータが、欠陥を示す欠陥信号nPB_Defcetとして現れる。
The defect
In the defect
The connection point N3 is connected to the first input terminal of the AND
不良情報格納部90aにおいて、センシング部は、トランジスタ94、トランジスタ95、トランジスタ96から構成される。
トランジスタ94は、ドレインが接続点N3に接続され、ゲートが不良情報信号SDIの配線に接続され、ソースがトランジスタ96のドレインに接続されている。
トランジスタ95は、ドレインが接続点N4に接続され、ゲートが不良情報信号nSDIの配線に接続され、ソースがトランジスタ96のドレインに接続されている。
トランジスタ96は、ドレインがトランジスタ94のソース、及びトランジスタ95のソースに接続され、ゲートがパワーオンリセット信号POR_Modeの配線に接続され、ソースが接地されている。
In the defect
The
The
The
ここで、不良情報信号SDI、及び不良情報信号nSDIは、PB制御回路60に接続されるビット線、当該ビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良が有るか否かを示す信号である。これらの不良情報信号は、製造後のテストにおいて、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、不良情報信号SDIがデータ0(Lレベル)、不良情報信号nSDIがデータ1(Hレベル)とされ、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、不良情報信号SDIがHレベル、不良情報信号nSDIがLレベルとされる。そして、これらの不良情報信号は、テスト後の製品出荷前において、PB制御回路60の位置を示す選択信号Sel_Bに関連付けられて、NAND型フラッシュメモリ10の例えばシステム用記憶領域に格納される。
また、パワーオンリセット信号POR_Modeは、NAND型フラッシュメモリ10の電源投入後の所定期間(不良情報信号をシステム用記憶領域からPB制御回路60に転送する期間)、Hレベルを維持する信号である。
Here, the defect information signal SDI and the defect information signal nSDI are signals indicating whether or not there is a defect in the bit line connected to the
The power-on reset signal POR_Mode is a signal that maintains the H level for a predetermined period after the power to the
以上の構成により、不良情報格納部90aは、NAND型フラッシュメモリ10の電源投入後に、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、パワーオンリセット信号POR_ModeがHレベルとなることにより、トランジスタ94がオフ、トランジスタ95がオンする。これにより、ノードN3がHレベル、ノードN4がLレベルとなり、欠陥信号PB_DefcetがHレベルとなる。そして、不良情報格納部90aは、転送期間終了後、パワーオンリセット信号POR_ModeがLレベルとなることにより、以降のNAND型フラッシュメモリ10に電源が投入されている期間、欠陥信号PB_DefcetをHレベルに維持する。
With the above configuration, the defect
また、不良情報格納部90aは、NAND型フラッシュメモリ10の電源投入後に、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良がない場合、パワーオンリセット信号POR_ModeがHレベルとなることにより、トランジスタ94がオン、トランジスタ95がオフする。これにより、ノードN3がLレベル、ノードN4がHレベルとなり、欠陥信号PB_DefcetがLレベルとなる。そして、不良情報格納部90aは、転送期間終了後、パワーオンリセット信号POR_ModeがLレベルとなることにより、以降のNAND型フラッシュメモリ10に電源が投入されている期間、欠陥信号PB_DefcetをLレベルに維持する。
In addition, when the
また、データ固定部90bは、アンド回路91、トランジスタ61cを有している。ここで、トランジスタ61cは、NMOSトランジスタである。
アンド回路91は、2入力1出力の論理積回路であり、第1入力端子が接続点N3に接続され、第2入力端子が選択信号Sel_Aの配線に接続され、出力端子は、トランジスタ61cのゲートに接続される。
トランジスタ61cは、ドレインが読み出し信号RDの配線に接続され、ゲートがアンド回路91の出力端子に接続され、ソースが接地されている。
The
The AND
The
以上の構成により、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良がない場合、データ固定部90bは、欠陥信号PB_DefcetがLレベルであるから、アンド回路91の出力信号は常にLレベルであり、トランジスタ61cはオフする。このため、データ固定部90bは実質何の動作も行わない。
一方、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、欠陥信号PB_DefcetがHレベルとなっている。ECC使用時、すなわちECCモードではアンド回路91にHレベルの選択信号Sel_Bが入力されると、アンド回路91の出力信号がHレベルとなり、トランジスタ61cがオンするので、ECC Bus_1は接地され、データ読み出し信号Data_Out_BはLレベル(GNDレベル)に固定される。つまり、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良がある場合、ECCモードではPB制御回路は、ECC Bus_1に固定レベル(Lレベル)のデータ読み出し信号Data_Out_Bを出力するデータ固定回路として動作する。
With the above configuration, when there is no defect in the bit line or the like connected to the
On the other hand, when a bit line or the like connected to the
なお、通常モードでのデータ読み出し時は、PB制御回路60は選択信号Sel_Aで選択されるので、アンド回路91の出力はLレベルとなり、この追加回路であるデータ固定部90bは実質動作しないことになる。もっとも、このアンド回路91を使用せず、欠陥信号PB_Defectを直接トランジスタ61cのゲートに入力すれば、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、読み出し信号RDはLレベルに固定される。つまり、PB制御回路60は、通常モードで選択信号Sel_Aが入力されると、Data Bus_1に固定レベル(Lレベル)のデータ読み出し信号Data_Out_Aを出力し、ECCモードで選択信号Sel_Bが入力されると、Lレベルのデータ読み出し信号Data_Out_Bを出力するデータ固定回路として動作する。
Note that when reading data in the normal mode, the
なお、図4に示す不良情報格納部90a、及びデータ固定部90bの構成は、図5に示す構成であってもよい。図5は、PB ユニットの内部の他の回路構成を示す図である。
なお、図5において図4と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図5において、不良情報格納部90aついては図4に示すものと同じ構成だが、データ固定部90bについては、データ固定部90b’としている。なお、不良情報格納部90aついて、接続点N4に現れる信号を欠陥信号nPB_Defectとしている。
データ固定部90b’は、トランジスタ61cのみから構成される。トランジスタ61cは、ソースがECC Bus(第1のデータバス)に接続されている。また、これにより、トランジスタ61bは、ドレインが読み出し信号RDの配線に接続され、ゲートが選択信号Sel_Bの配線に接続され、ソースがトランジスタ61cのドレインに接続されている。
The configuration of the defect
5 that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
In FIG. 5, the defect
The
この構成により、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、欠陥信号nPB_DefectがLレベルとなるので、トランジスタ61cがオフとなり、読み出し信号RDのECC Bus_1への伝送パスが断たれることになる。このため、データ読み出し信号Data_Out_Bは、Pull Up回路によりHレベルに固定される。一方、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良がない場合、欠陥信号nPB_DefectはHレベルとなり、トランジスタ61cが常時オンとなる。これにより、読み出し信号RD、つまりメモリセルトランジスタのデータを、ECC Bus_1へデータ読み出し信号Data_Out_Bとして読み出すことができる。
データ固定部90b’は、図5に示すデータ固定部90bと比較して、読み出し信号RDの配線とECC Bus_1との間で、トランジスタ61bとトランジスタ61cとが
直列回路となるが、アンド回路を不要とできるメリットがある。
With this configuration, when the bit line connected to the
Compared with the
また、図5に示すデータ固定部90b’において、例えばトランジスタ61cを、読み出し信号RDの配線とトランジスタ61a、及びトランジスタ61bのドレインとの間、すなわち読み出し信号RDの配線とPB制御回路60との間に挿入すれば、PB制御回路60は、通常モードで選択信号Sel_Aが入力されると、Data Bus_1に固定レベル(Hレベル)のデータ読み出し信号Data_Out_Aを出力し、ECCモードで選択信号Sel_Bが入力されると、Hレベルのデータ読み出し信号Data_Out_Bを出力するデータ固定回路として動作する。
以上のような回路構成により、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、データData_Out_AまたはデータData_Out_BをLレベルまたはHレベルの固定値とすることができる。
Further, in the
With the circuit configuration as described above, when a bit line connected to the
図4に戻って、PB制御回路60の書き込み部は、インバータ回路62、インバータ回路63、ナンド回路64、ナンド回路65、オア回路66、インバータ回路67、アンド回路71、スイッチ68、及びスイッチ69から構成される。
インバータ回路62は、論理反転回路であり、出力端子が書き込み信号DIの配線に接続され、入力端子がナンド回路64の出力端子に接続される。インバータ回路63は、論理反転回路であり、出力端子が書き込み信号nDIの配線に接続され、入力端子がナンド回路65の出力端子に接続される。
Returning to FIG. 4, the writing unit of the
The
ナンド回路64は、3入力1出力の否定的論理積回路であり、第1入力端子が書き込みイネーブル信号fDinEnableの配線に接続され、第2入力端子がオア回路66の出力端子に接続され、第3入力端子がインバータ回路67の出力端子に接続される。また、ナンド回路64の出力端子は、インバータ回路62の入力端子に接続される。
ナンド回路65は、3入力1出力の否定的論理積回路であり、第1入力端子が書き込みイネーブル信号fDinEnableの配線に接続され、第2入力端子がオア回路66の出力端子に接続され、第3入力端子がスイッチ68の第1入出力端子、及びスイッチ69の第1入出力端子に接続される。また、ナンド回路65の出力端子は、インバータ回路63の入力端子に接続される。
The
The
オア回路66は、2入力1出力の論理和回路であり、第1入力端子がアンド回路71の出力に接続され、第2入力端子が選択信号Sel_Aの配線に接続される。また、オア回路66の出力端子は、ナンド回路64の第2入力端子、及びナンド回路65の第2入力端子に接続される。アンド回路71は、選択信号Sel_Bと欠陥信号nPB_Defectとの論理積を演算する。これにより、欠陥信号nPB_DefectがHレベルの場合(不良でない場合)は、選択信号Sel_BがHレベルになることにより、ナンド回路65の第2入力端子がHレベルとなり、書き込みの条件の1つを満たすことができる。一方、欠陥信号nPB_DefectがLレベルの場合(不良ページバッファである)は選択信号Sel_Bの動作モードにおいて、ナンド回路65の第2入力端子がHレベルになることはなく、書き込みが行われなくなる。
インバータ回路67は、論理反転回路であり、入力端子がスイッチ68の第1入出力端子、及びスイッチ69の第1入出力端子に接続され、出力端子がナンド回路64の第3入力端子に接続される。
The OR
The
スイッチ68は、双方向に信号を伝達するスイッチであり、第1入出力端子がインバータ回路67の入力端子、及びナンド回路65の第3入力端子に接続され、第2入出力端子がData Busに接続される。
スイッチ69は、双方向に信号を伝達するスイッチであり、第1入出力端子がインバータ回路67の入力端子、及びナンド回路65の第3入力端子に接続され、第2入出力端子がECC Busに接続される。なお、上記双方向スイッチがどちらも非選択の場合にインバータ回路67の入力が不定にならないように、インバータ回路67の入力がPMOSトランジスタによりPull Up(プルアップ)処理される。
The
The
以上の構成により、PB制御回路60の書き込み部は、ECCモード(第1の動作モード)のデータ書き込み時において、書き込みイネーブル信号fDinEnableがHレベルに、選択信号Sel_BがHレベルになると、スイッチ69がオンし、ECC Busから入力されるデータ書き込み信号Data_In_Bのレベルに応じて、書き込み信号DI、及び書き込み信号nDIのいずれか一方をLレベルからHレベルに変化させる。具体的には、データ書き込み信号Data_In_BがLレベル(データ0)のとき、書き込み信号DIをHレベルに変化させる。これにより、ビット内部回路50_0〜50_7のうち、いずれか1つのビット内部回路のData_iが、Lレベルになり、その後のプログラム処理により、メモリセルトランジスタにデータ0が書き込まれる。
With the above configuration, the writing unit of the
一方、データ書き込み信号Data_In_BがHレベル(データ1)のとき、書き込み信号nDIをHレベルに変化させる。これにより、ビット内部回路50_0〜50_7のうち、いずれか1つのビット内部回路のData_iが、Hレベルになり、その後のプログラム処理により、メモリセルトランジスタにデータ1が書き込まれる。
On the other hand, when the data write signal Data_In_B is at the H level (data 1), the write signal nDI is changed to the H level. Thereby, Data_i of any one of the bit internal circuits 50_0 to 50_7 becomes H level, and
また、PB制御回路60の書き込み部は、通常モード(第2の動作モード)のデータ書き込み時において、書き込みイネーブル信号fDinEnableがHレベルに、選択信号Sel_AがHレベルになると、スイッチ68がオンし、Data Busから入力されるデータ書き込み信号Data_In_Aのレベルに応じて、書き込み信号DI、及び書き込み信号nDIのいずれか一方をLレベルからHレベルに変化させる。具体的には、データ書き込み信号Data_In_AがLレベル(データ0)のとき、書き込み信号DIをHレベルに変化させる。これにより、ビット内部回路50_0〜50_7のうち、いずれか1つのビット内部回路のData_iが、Lレベルになり、その後のプログラム処理により、メモリセルトランジスタにデータ0が書き込まれる。
Further, the write unit of the
一方、データ書き込み信号Data_In_AがHレベル(データ1)のとき、書き込み信号nDIをHレベルに変化させる。これにより、ビット内部回路50_0〜50_7のうち、いずれか1つのビット内部回路のData_iが、Hレベルになり、その後のプログラム処理により、メモリセルトランジスタにデータ1が書き込まれる。
On the other hand, when the data write signal Data_In_A is at the H level (data 1), the write signal nDI is changed to the H level. Thereby, Data_i of any one of the bit internal circuits 50_0 to 50_7 becomes H level, and
このように、PB制御回路60は、ページバッファ102のPBユニットを構成するビット内部回路50_0〜50_7のうち、選択信号DIO<i>により選択されたビット内部回路にビット線を介して接続されるメモリセルトランジスタと、データバス(第1のデータバス、および第2のデータバス)との間のデータ転送を制御する回路である。
As described above, the
また、上述した読み出し信号RDの配線、書き込み信号DIの配線、及び書き込み信号nDIの配線(IO線)は、PBユニットを構成するビット内部回路50_0〜50_7とPB制御回路60とを接続する配線であり、これらの配線はPBユニットのデータ転送用の入出力配線である。従って、本実施形態において、PB制御回路60は、ページバッファ102の入出力部と、第1、及び第2のデータバス(ECC Bus、Data Bus)との間で、書き込みデータ、及び読み出しデータを転送する。
Further, the wiring of the read signal RD, the wiring of the write signal DI, and the wiring (IO line) of the write signal nDI described above are wirings that connect the bit internal circuits 50_0 to 50_7 and the
図3(a)に戻って、以上のPB制御回路60の構成により、PB 4IOユニット30_0は次に説明する動作を実行する。
PB 4IO ユニット30_0は、Hレベルの選択信号Sel_A<0>がカラムコーディング回路103から入力されると、4本分のページバッファの入出力線(図4に示すデータ読み出し線RD;IO線IO_0〜IO_3とする)を、4ビット分のData Bus(ここではデータバスData_A<3:0>とする)にそれぞれ接続する。これにより、PB 4IO ユニット30_0は、データバスData_A<3:0>にデータ読み出し信号Data_Out_A<0>〜A<3>(以下、データ読み出し信号Data_Out_A<3:0>とする)を出力する。
Returning to FIG. 3A, the PB 4IO unit 30_0 executes the operation described below by the configuration of the
When the H-level selection signal Sel_A <0> is input from the
また、PB 4IO ユニット30_0は、Hレベルの選択信号Sel_B<0>がECCカラムコーディング回路108から入力されると、4本分のページバッファの入出力線IO線IO_0〜IO_3を、4ビット分のECC Bus(ここでは、データバスData_B<3:0>とする)にそれぞれ接続する。これにより、PB 4IO ユニット30_0は、データバスData_B<3:0>にデータ読み出し信号Data_Out_B<0>〜B<3>(以下、データ読み出し信号Data_Out_B<3:0>とする)を出力する。
In addition, when the H level selection signal Sel_B <0> is input from the ECC
図2に戻って、以上のPB 4IOユニット30_0の構成により、図2に示すデータ読み出し動作において、ページバッファ102、及びカラムコーディング回路103、及びECCカラムコーディング回路108(ここでは、データ読み出しモデルとする)は、次に説明する動作を実行する。
なお、図2に示すPB 4IOユニット30_1〜30_9に接続されるページバッファの入出力線(図4、図5に示すデータ読み出し線RD)を、これらのPB 4IOユニットの順番に、それぞれIO線IO_4〜IO_7、IO線IO_8〜IO_11、IO線IO_12〜IO_15、IO線IO_16〜IO_19、IO線IO_20〜IO_23、IO線IO_24〜IO_27、IO線IO_28〜IO_31、IO線IO_32〜IO_35、IO線IO_36〜IO_39とする。
また、Data Busは、8ビット幅のバスであり、これらをデータバスData_A<7:0>とする。また、ECC Busは、20ビット幅のバスであり、これらをデータバスData_B<19:0>とする。
Returning to FIG. 2, with the above-described configuration of the PB 4IO unit 30_0, in the data read operation shown in FIG. 2, the
The input / output lines (data read lines RD shown in FIGS. 4 and 5) connected to the PB 4IO units 30_1 to 30_9 shown in FIG. 2 are connected to the IO lines IO_4 in the order of these PB 4IO units. ~ IO_7, IO lines IO_8 to IO_11, IO lines IO_12 to IO_15, IO lines IO_16 to IO_19, IO lines IO_20 to IO_23, IO lines IO_24 to IO_27, IO lines IO_28 to IO_31, IO lines IO_32 to IO_35, IO lines IO_36 to IO_39 And
Data Bus is an 8-bit bus, which is a data bus Data_A <7: 0>. ECC Bus is a 20-bit bus, and these are data bus Data_B <19: 0>.
通常モード(第2の動作モード)では、カラムコーディング回路103は、選択信号Sel_A<0>〜Sel_A<4>の5つのカラムアドレスのうち1つのカラムアドレスをHレベル、残りの4つのカラムアドレスをLレベルに維持して、データ読み出しモデルに対して出力する。
例えば、通常モードにおいて、選択信号Sel_A<0>〜Sel_A<4>の順番に、選択信号を5回、データ読み出しモデルに与えると、次のようにIO線IO_0〜IO_39の40ビットのデータがデータバスData_A<7:0>に順次読み出される。
In the normal mode (second operation mode), the
For example, when the selection signal is given to the data read model five times in the order of the selection signals Sel_A <0> to Sel_A <4> in the normal mode, the 40-bit data of the IO lines IO_0 to IO_39 is data as follows: The data is sequentially read to the bus Data_A <7: 0>.
選択信号Sel_A<0>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_0、及びPB 4IOユニット30_1は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61aがオンし、IO線IO_0〜IO_7とデータバスData_A<7:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_0、及びPB 4IOユニット30_1は、データバスData_A<7:0>に、データ読み出し信号Data_Out_A<7:0>(IO線IO_0〜IO_7のデータ)を出力する。
When the selection signal Sel_A <0> becomes H level, in the PB 4IO unit 30_0 and the PB 4IO unit 30_1, the
次に、選択信号Sel_A<1>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_2、及びPB 4IOユニット30_3は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61aがオンし、IO線IO_8〜IO_15とデータバスData_A<7:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_2、及びPB 4IOユニット30_3は、データバスData_A<7:0>に、データ読み出し信号Data_Out_A<7:0>(IO線IO_8〜IO_15のデータ)を出力する。
Next, when the selection signal Sel_A <1> becomes H level, the PB 4IO unit 30_2 and the PB 4IO unit 30_3 turn on the
次に、選択信号Sel_A<2>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_4、及びPB 4IOユニット30_5は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61aがオンし、IO線IO_16〜IO_23とデータバスData_A<7:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_4、及びPB 4IOユニット30_5は、データバスData_A<7:0>に、データ読み出し信号Data_Out_A<7:0>(IO線IO_16〜IO_23のデータ)を出力する。
Next, when the selection signal Sel_A <2> is set to the H level, in the PB 4IO unit 30_4 and the PB 4IO unit 30_5, the
次に、選択信号Sel_A<3>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_6、及びPB 4IOユニット30_7は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61aがオンし、IO線IO_24〜IO_31とデータバスData_A<7:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_6、及びPB 4IOユニット30_7は、データバスData_A<7:0>に、データ読み出し信号Data_Out_A<7:0>(IO線IO_24〜IO_31のデータ)を出力する。
Next, when the selection signal Sel_A <3> becomes H level, the PB 4IO unit 30_6 and the PB 4IO unit 30_7 turn on the
最後に、選択信号Sel_A<4>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_8、及びPB 4IOユニット30_9は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61aがオンし、IO線IO_32〜IO_39とデータバスData_A<7:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_8、及びPB 4IOユニット30_9は、データバスData_A<7:0>に、データ読み出し信号Data_Out_A<7:0>(IO線IO_32〜IO_39のデータ)を出力する。
Finally, when the selection signal Sel_A <4> becomes H level, the PB 4IO unit 30_8 and the PB 4IO unit 30_9 turn on the
このようにして、選択信号Sel_Aを5回、データ読み出しモデルに供給すると、PB 4IOユニット30_0〜30_9は、PB制御回路60により、IO線IO_0〜IO_39を8本ずつ、データバスData_A<7:0>に接続する。これにより、合計40ビットのメモリセルトランジスタの記憶するデータを、ビット線、及びIO線IO_0〜IO_39を介してData Busに読み出すことができる。
In this way, when the selection signal Sel_A is supplied to the data read model five times, the PB 4IO units 30_0 to 30_9 use the
また、ECCモード(第1の動作モード)では、ECCカラムコーディング回路108は、選択信号Sel_B<0>〜Sel_B<1>の2つのカラムアドレスのうち1つのカラムアドレスをHレベル、残りの1つのカラムアドレスをLレベルに維持して、データ読み出しモデルに対して出力する。
例えば、ECCモードにおいて、選択信号Sel_B<0>〜Sel_B<1>の順番に、選択信号を2回、データ読み出しモデルに与えると、次のようにIO線IO_0〜IO_39の40ビットのデータがデータバスData_B<19:0>に順次読み出される。
In the ECC mode (first operation mode), the ECC
For example, in the ECC mode, when the selection signal is given to the data read model twice in the order of the selection signals Sel_B <0> to Sel_B <1>, the 40-bit data of the IO lines IO_0 to IO_39 is data as follows: The data is sequentially read to the bus Data_B <19: 0>.
選択信号Sel_B<0>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_0、30_2、30_4、30_6、及び30_8は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61bがオンし、IO線IO_0〜IO_3、IO_8〜IO_11、IO_16〜IO_19、IO_24〜IO_27、IO_32〜IO_35とデータバスData_B<19:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_0、30_2、30_4、30_6、及び30_8は、データバスData_B<19:0>に、データ読み出し信号Data_Out_B<19:0>(IO線IO_0〜IO_3、IO_8〜IO_11、IO_16〜IO_19、IO_24〜IO_27、IO_32〜IO_35のデータ)を出力する。
When the selection signal Sel_B <0> becomes H level, the PB 4IO units 30_0, 30_2, 30_4, 30_6, and 30_8 turn on the
次に、選択信号Sel_B<1>がHレベルになると、PB 4IOユニット30_1、30_3、30_5、30_7、及び30_9は、それぞれのPB制御回路60におけるトランジスタ61aがオンし、IO線IO_4〜IO_7、IO_12〜IO_15、IO_20〜IO_23、IO_28〜IO_31、IO_36〜IO_39とデータバスData_B<19:0>とを接続する。これにより、PB 4IOユニット30_1、30_3、30_5、30_7、及び30_9は、データバスData_B<19:0>に、データ読み出し信号Data_Out_B<19:0>(IO線IO_4〜IO_7、IO_12〜IO_15、IO_20〜IO_23、IO_28〜IO_31、IO_36〜IO_39のデータ)を出力する。
Next, when the selection signal Sel_B <1> is set to the H level, in the PB 4IO units 30_1, 30_3, 30_5, 30_7, and 30_9, the
このようにして、選択信号Sel_Bを2回、データ読み出しモデルに供給すると、PB 4IOユニット30_0〜30_9は、PB制御回路60により、IO線IO_0〜IO_39を20本ずつ、データバスData_B<19:0>に接続する。これにより、合計40ビットのメモリセルトランジスタの記憶するデータを、ビット線、及びIO線IO_0〜IO_39を介してECC Busに読み出すことができる。
例えば、通常モードでは、IO線IO_0〜IO_3、IO_8〜IO_11、IO_16〜IO_19、IO_24〜IO_27、IO_32〜IO_35のデータは、選択信号を5回与えなければ、Data Busに読み出すことができなかった。これに対して、ECCモードでは、選択信号を1回与えれば(選択信号Sel_B<0>を与えれば)、IO線IO_0〜IO_3、IO_8〜IO_11、IO_16〜IO_19、IO_24〜IO_27、IO_32〜IO_35のデータを、ECC Busに読み出すことができる。
When the selection signal Sel_B is supplied to the data read model twice in this manner, the PB 4IO units 30_0 to 30_9 use the
For example, in the normal mode, the data of the IO lines IO_0 to IO_3, IO_8 to IO_11, IO_16 to IO_19, IO_24 to IO_27, and IO_32 to IO_35 cannot be read to the data bus unless the selection signal is given five times. On the other hand, in the ECC mode, if the selection signal is given once (if the selection signal Sel_B <0> is given), the IO lines IO_0 to IO_3, IO_8 to IO_11, IO_16 to IO_19, IO_24 to IO_27, IO_32 to IO_35 Data can be read into ECC Bus.
また、図7は、図1に示すページバッファ102、カラムコーディング回路103、及びECCカラムコーディング回路108に対応する部分のデータ書き込み動作を説明するための図である。
データ書き込み動作においても、PB 4IOユニット30_0の動作により、ページバッファ102、及びカラムコーディング回路103、及びECCカラムコーディング回路108(ここでは、データ書き込みモデルとする)は、データ書き込み動作を実行する。
データ書き込みモデルでは、データの転送を図2に示す方向と逆方向に処理を行なうだけであるので、詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a diagram for explaining a data write operation in a portion corresponding to the
Also in the data write operation, the
In the data writing model, only data transfer is performed in the direction opposite to that shown in FIG.
データ書き込みモデルでは、例えば、通常モードでは、IO線IO_0〜IO_3、IO_8〜IO_11、IO_16〜IO_19、IO_24〜IO_27、IO_32〜IO_35へ与えるデータは、選択信号を5回与えなければ、Data Busから書き込むことができなかった。これに対して、ECCモードでは、選択信号を1回与えれば(選択信号Sel_B<0>を与えれば)、IO線IO_0〜IO_3、IO_8〜IO_11、IO_16〜IO_19、IO_24〜IO_27、IO_32〜IO_35へ与えるデータを、ECC Busから書き込むことができる。 In the data writing model, for example, in the normal mode, data to be given to the IO lines IO_0 to IO_3, IO_8 to IO_11, IO_16 to IO_19, IO_24 to IO_27, and IO_32 to IO_35 is written from the Data Bus unless the selection signal is given five times. I couldn't. On the other hand, in the ECC mode, if the selection signal is given once (if the selection signal Sel_B <0> is given), to the IO lines IO_0 to IO_3, IO_8 to IO_11, IO_16 to IO_19, IO_24 to IO_27, and IO_32 to IO_35. The given data can be written from ECC Bus.
このように、本実施形態のNAND型フラッシュメモリ10(半導体記憶装置)は、第1のデータバス(データバスData_B<19:0>)と、第1のデータバスと異なる本数から構成され、第1のデータバスとは独立して設けられる第2のデータバス(データバスData_A<7:0>)と、第1の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第1のデータバスと同じ本数のビット線と、第1のデータバスとを接続してデータを転送し、一方、第2の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第2のデータバスと同じ本数のビット線と、第2のデータバスと、を接続してデータを転送するデータ転送部(PB 4IOユニット30_0〜30_9各々におけるPB制御回路60)と、を備える。 As described above, the NAND flash memory 10 (semiconductor memory device) of the present embodiment includes the first data bus (data bus Data_B <19: 0>) and a different number from the first data bus. When data is transferred between a second data bus (data bus Data_A <7: 0>) provided independently of one data bus and a memory cell in the first operation mode, a plurality of bit lines When the data lines are transferred by connecting the same number of bit lines as the first data bus and the first data bus, while the data is transferred between the memory cells in the second operation mode, The data transfer units (PB 4IO units 30_0 to 30_9 each transfer data by connecting the same number of bit lines as the second data bus and the second data bus among the plurality of bit lines. PB control circuit 60).
また、ビット線を、n(nはpとqの公倍数であり、p、及びqはp>qである自然数)本のビット線とすると、第1のデータバスはp本であり、第2のデータバスはq本であって、データ転送部は、第1の動作モードでは、(n/p)本のアドレス信号が入力されると、p本のビット線とp本の第1のデータバスとの接続を行い、一方、第2の動作モードでは、(n/q)本のアドレス信号が入力されると、q本ビット線と第2のデータバスとの接続を行う。 Further, if the bit lines are n (n is a common multiple of p and q, and p and q are natural numbers where p> q), the first data bus is p, In the first operation mode, when the (n / p) address signals are input, the data transfer unit includes p bit lines and p first data. On the other hand, in the second operation mode, when (n / q) address signals are input, the q bit lines are connected to the second data bus.
また、NAND型フラッシュメモリ10は、メモリアレイ101と、メモリアレイ101からページ単位でデータを読み出し、メモリアレイ101から読み出された読み出しデータを格納するページバッファ82と、ページバッファ82から転送された読み出しデータに対して誤りを訂正し、この訂正された読み出しデータをページバッファ82に書き戻すECC回路107(ECC部)と、ページバッファに書き戻された読み出しデータを出力するI/Oパッド106(インターフェース部)と、を備え、ECC Busは、ECC回路107に接続され、Data Busは、I/Oパッド106に接続される。
The
また、NAND型フラッシュメモリ10において、ページバッファ82は、I/Oパッド106に入力された書き込みデータを格納し、ECC回路107は、ページバッファから転送された書き込みデータに対してパリティデータを生成し、パリティデータ及び書き込みデータをページバッファに書き戻す。
In the
これにより、ページバッファ102から複数のデータバス(本実施形態ではECC Bus、Data Bus)を用意し、それぞれについて独立したカラムコーディング(Column Coding)、すなわちアドレス制御を可能にすることができる。
本実施形態では、ページバッファ102の入出力線(上記例で言えばIO_0〜IO_39)から、すなわちページバッファに直結した部分から独立なデータバスの構成、および独立なアドレス制御としているところが特徴である。
そのため、本実施形態における半導体記憶装置では、以下に述べる特徴的な効果を奏することができる。
Thus, a plurality of data buses (ECC Bus and Data Bus in this embodiment) are prepared from the
The present embodiment is characterized in that the data bus configuration is independent from the input / output lines (IO_0 to IO_39 in the above example) of the
Therefore, the semiconductor memory device according to this embodiment can exhibit the following characteristic effects.
(1)第1の動作モード(本実施形態ではECCモード)において、バス幅を広げ、高速化できる。
本実施形態の説明では、1回のカラムアドレス入力により、第2の動作モード(通常モード)では、Data Busに8ビットのデータを転送し、ECCモードでは20ビットのデータを転送する場合に説明した。このように、Address_Bの入力(選択信号Sel_BのPB制御回路60への入力)次第では、すなわちページバッファ102へのカラムコーディング次第では、簡単にバス幅を広げることができる。例えば、1024個のPBユニットでカラムアドレスを2アドレスとすれば、ECCモードではECC Busを512bitのバス幅に広げてデータ転送できる。
また、ページバッファに直結した部分から独立なデータバスの構成、および独立なアドレス制御としている。そのため、従来のように、Data Busの一部を共有してECC回路へデータ転送する場合に比べて、高速なデータ転送が可能になる。
特に、不良のPBユニットについては、PB制御回路60が固定データをECC Busを介してECC回路107へ転送するので、ECC処理においてカラム置換回路104で救済処理した後のデータをECC Busを介してECC回路107に転送する必要はなく、バス幅の拡大されたECC Busの径路にカラム置換回路104を配置する必要が無くなる。このため、カラム置換回路104での救済処理に要する時間だけ、ECC処理の際のページバッファからECC回路へのデータ転送の時間を短縮できる。また、ECC処理に際してData Bus(第2のデータバス)のバス幅を拡大する必要はないので、カラム置換回路104の回路規模の増大を抑制できる。
(1) In the first operation mode (ECC mode in this embodiment), the bus width can be increased and the speed can be increased.
In the description of the present embodiment, a case where 8-bit data is transferred to Data Bus in the second operation mode (normal mode) and 20-bit data is transferred in the ECC mode by one column address input. did. As described above, depending on the input of Address_B (input of the selection signal Sel_B to the PB control circuit 60), that is, depending on the column coding to the
In addition, the data bus is independent from the portion directly connected to the page buffer, and the address control is independent. Therefore, as compared with the conventional case, data transfer can be performed at a higher speed than in the case where a part of Data Bus is shared and data is transferred to the ECC circuit.
In particular, for a defective PB unit, the
(2)アドレス制御、アドレスマップの自由度の向上
本実施形態の説明では、通常モードにおいて、1つのカラムアドレスで8ビットのデータ転送する際、例えばPB 4IOユニット30_0、と30_1に選択信号Sel_A<0>を供給して、IO線IO_0〜IO_7のデータをData Busに転送した。これに対して、ECCモードでは、PB 4IOユニット30_0、と30_1に選択信号Sel_B<0>、Sel_B<1>と別々のアドレスを割り当てて、全アドレスについて一括でECC回路にデータ転送をすることができる。例えば、通常データとパリティデータとが、通常モードにおいて選択信号Sel_Aの異なるアドレスに割り付けられていた場合であっても、ECCモードにおいて選択信号Sel_Bの同じアドレスに割り付けることができ、通常データとパリティデータを一括してECC回路に入力することができる。このように、第2の動作モードにおけるアドレス制御が第1の動作モードにおけるアドレス制御に対して独立性が非常に高く、アドレスマップの自由度を高くすることができる。
(2) Improving the degree of freedom of address control and address map In the description of this embodiment, when transferring 8-bit data with one column address in the normal mode, for example, the selection signal Sel_A <is sent to the PB 4IO units 30_0 and 30_1. 0> is supplied, and the data of the IO lines IO_0 to IO_7 is transferred to the Data Bus. On the other hand, in the ECC mode, the selection signals Sel_B <0> and Sel_B <1> and different addresses are assigned to the PB 4IO units 30_0 and 30_1, and data is transferred to the ECC circuit for all addresses at once. it can. For example, even when normal data and parity data are assigned to different addresses of the selection signal Sel_A in the normal mode, they can be assigned to the same address of the selection signal Sel_B in the ECC mode. Can be collectively input to the ECC circuit. Thus, the address control in the second operation mode is very independent of the address control in the first operation mode, and the degree of freedom of the address map can be increased.
また、通常モードではカラムアドレスは選択信号Sel_A<0>〜Sel_A<4>の5つに対し、ECCモードではカラムアドレスは選択信号Sel_B<0>、Sel_B<1>の2つとなった。このことは、通常モードにおける規格(User Spec)では、カラムアドレスが2のn乗でない(所謂きりのよくない)値で定められていたとしても、ECCモードではアドレス空間を2のn乗などのきりのよい単位空間へ変換可能であることを意味している。
これにより、ECC回路107のコード構成、たとえばコード長をいくつにするか、積符号化する場合のコード長構成の最適化などの過程において、自由度をもって設計することができ、より最適なパフォーマンスを引き出すことができる。
In the normal mode, the column address has five selection signals Sel_A <0> to Sel_A <4>, whereas in the ECC mode, the column address has two selection signals Sel_B <0> and Sel_B <1>. This means that even if the column address is defined by a value that is not 2 to the nth power (so-called unsatisfactory) in the standard (User Spec) in the normal mode, the address space is set to a power of 2n in the ECC mode. It means that it can be converted into a unit space with a good quality.
As a result, the code configuration of the
(3)設計変更の容易化
またECC回路を内蔵した製品を設計する場合、仮に当該製品の派生製品であってECC回路の内蔵が不要な製品を別途設計するような場合、データバス(ECCバス)、アドレス制御に係るカラムコーディング回路がECCモードと通常モードでは独立している。これにより、ECCモードに係る回路と通常モードに係る回路の切り分けが明確であるため、不要なECCモードに係る回路の削減が容易となり、設計変更が容易になる。
(3) Ease of design change When designing a product incorporating an ECC circuit, if a product that is a derivative product of the product and does not require the incorporation of an ECC circuit is designed separately, a data bus (ECC bus) ), The column coding circuit for address control is independent in the ECC mode and the normal mode. Thereby, since the separation between the circuit related to the ECC mode and the circuit related to the normal mode is clear, it is easy to reduce the circuits related to the unnecessary ECC mode, and the design change is facilitated.
続いて、図1に示すNAND型フラッシュメモリの第1の動作モード、及び第2の動作モードでの動作について、ページバッファ102の概略構成、及び動作フローチャートを参照して説明する。図8は、ページバッファ102を構成する各ページバッファを説明するための図である。また、図9は、ページバッファ102の動作を説明するためのフローチャートである。
図8(a)には、ページバッファ102を構成するMain Data(通常データ)用のページバッファ102a、Column Repair for Main Data(通常データの置換データ)用のページバッファ102b、ECC Parity(パリティデータ)用のページバッファ102c、及びParity’s Column Repair(パリティデータの置換データ)用のページバッファ102dを模式的に示している。図8(a)には、これらページバッファ102a〜102dを構成するPB ユニット(図4、図5に示すPB制御回路60、及びビット内部回路50_0〜50_7を単位とする回路)に番号を付して示している。この番号は、図3(b)に示すCoding、すなわちPB ユニットの位置を示す選択信号Sel_Aの番号である。
Next, operations in the first operation mode and the second operation mode of the NAND flash memory shown in FIG. 1 will be described with reference to a schematic configuration of the
FIG. 8A shows a
すなわち、ページバッファ102aは、通常データ用のPB ユニットとして、256個のPB ユニット0〜PB ユニット255を有し、ページバッファ102bは、通常データの置換用のPB ユニットとして8個のPB ユニット256〜PB ユニット263を有する。
また、ページバッファ102cは、パリティデータ用のPB ユニットとして、36個のPB ユニット264〜PB ユニット299を有し、ページバッファ102dは、パリティデータの置換用のPB ユニットとして8個のPB ユニット300〜PB ユニット307を有する。
That is, the
The
また、ここでは、図8(b)に示す様に、ページバッファ102aのPB ユニット1に接続される8本のビット線、或いは当該8本のビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良があった場合に、ページバッファ102bのPB ユニット256に置換される例を示している。また、図8(b)では、ページバッファ102cのPB ユニット265に接続される8本ビット線、或いは当該8本のビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良があった場合に、ページバッファ102dのPB ユニット300に置換される例を示している。
なお、図8(b)において斜線を施して示しているページバッファ102bにおけるPB ユニット257〜263は使用されないので、これらはカラム置換回路104の制御によりカラムコーディング回路103が選択することはなく、すなわち不活性状態となっている。また、同じく図8(b)において斜線を施して示しているページバッファ102dにおけるPB ユニット301〜307は使用されないので、これらはパリティカラム置換回路105の制御によりECCカラムコーディング回路108が選択することはなく、すなわち不活性状態となっている。
Further, here, as shown in FIG. 8B, there are defects in the eight bit lines connected to the
Since the
また、ページバッファ102aにおけるPB ユニット1は、通常モードでは選択されず、置換先のPB ユニット256が選択信号Sel_Aにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_A(PB ユニット1から読み出すはずのデータ)が、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3(第2のデータバス)を介してI/Oパッド106から出力される。また、通常モードでは、書き込みデータがI/Oパッド106から入力されると、Data Bus_3、Data Bus_2、及びData Bus_1を介してPB ユニット256に、データ書き込み信号Data_A_In(PB ユニット1に書き込むはずのデータ)として入力される。このように、ユーザがカラムアドレスを供給して使用できるページバッファの領域はページバッファ102aのPB ユニット0〜255までである。つまり、ページバッファ102bのPB ユニット256〜263、ページバッファ102cのPB ユニット264〜299、及びページバッファ102dのPB ユニット300〜307は、ユーザがアクセスすることのできないページバッファの領域である。
Also, the
また、ページバッファ102aにおけるPB ユニット1は、ECCモードで選択信号Sel_Bにより選択され、LレベルまたはHレベルのいずれか一方に固定されたデータ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、及びECC Bus_2(第1のデータバス)を介してECC回路107まで転送され、ECC処理に用いられる。また、置換先のPB ユニット256も選択信号Sel_Bにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3を介してECC回路107まで転送され、ユーザから見たPB ユニット1の読み出しデータとしてECC処理に用いられる。
The
また、ECCモードでは、ECC処理が終了すると、PB ユニット1に書き戻すべきデータがECC Bus_3、ECC Bus_2、およびECC Bus_1(第1のデータバス)を介してPB ユニット256に、データ書き込み信号Data_B_Inとして入力される。なお、これらのECC処理後のデータのうちPB ユニット0〜255のデータは、上述の様に、データバスData_Aを介して外部へ誤りのないデータ(Clear Data)として読み出される。
In the ECC mode, when the ECC processing is completed, data to be written back to the
また、ページバッファ102cにおけるPB ユニット265は、ECCモードで選択信号Sel_Bにより選択され、LレベルまたはHレベルのいずれか一方に固定されたデータ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、及びECC Bus_2(データバスData_B)を介してパリティカラム置換回路105まで転送される。また、置換先のPB ユニット300も選択信号Sel_Bにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、及びECC Bus_2を介してパリティカラム置換回路105まで転送され、置換処理が行われる。こうして、PB ユニット300の出力するデータが、PB ユニット265のデータ読み出し信号としてECC Bus_3を介してECC回路107に転送され、ECC処理に用いられる。
In addition, the
また、ECCモードでは、ECC処理が終了すると、PB ユニット265に書き戻すべきデータがECC Bus_3を介してパリティカラム置換回路105まで転送され、置換処理した後、ECC Bus_2、およびECC Bus_1(第1のデータバス)を介してPB ユニット300に、データ書き込み信号Data_B_Inとして入力される。なお、これらのECC処理後のデータは、上述の様に、データバスData_Aを介して外部へ読み出されることはない。
In the ECC mode, when the ECC processing is completed, data to be written back to the
図9に示すフローチャートを参照して、メモリセルトランジスタへのデータ書き込み動作、メモリセルトランジスタからのデータ読み出し動作について説明する。なお、図9(a)はデータ書込み動作(Data In)、図9(b)は、データ読み出し動作(Data Out)、図9(c)は、ECCでのエンコード(Encode)処理動作、図9(d)は、ECCでのデコード(Decode)処理動作を、それぞれ示している。
[データ書き込み動作]
ユーザがI/Oパッド106を介してNAND型フラッシュメモリ10に、所定のコマンド(ライトコマンド)を入力し、アドレス(ここでは、PB ユニット1を選択するカラムアドレス)入力をし、引き続いて、書き込みデータを入力する(ステップST1)。
次に、通常データの置換が実行される(ステップST2)。具体的には、カラム置換回路104の制御によりカラムコーディング回路103は、PB ユニット1を選択せず、代わりにPB ユニット256を選択する。PB ユニット256には外部からのデータが格納される(ステップST3)。
A data write operation to the memory cell transistor and a data read operation from the memory cell transistor will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 9A is a data write operation (Data In), FIG. 9B is a data read operation (Data Out), FIG. 9C is an ECC encoding (Encode) processing operation, and FIG. (d) shows the decoding processing in ECC.
[Data write operation]
A user inputs a predetermined command (write command) to the
Next, normal data replacement is executed (step ST2). Specifically, the
次に、ユーザが所定時間経過後に、プログラム実行コマンド(Program Executuion Command)を与える(Invoke)と(ステップST5)、通常モード(第2の動作モード)であれば、ステップST6に進みプログラム処理(ページバッファからビット線を介してメモリセルトランジスタへデータを与える)を実行する(ステップST6)。一方、ECCモード(第1の動作モード)であれば、ステップST5に進みECCのエンコード処理を実行する。(ステップST5)。具体的には次の処理を実行する。 Next, when the user gives a program execution command (Program Execution Command) after a predetermined time has passed (Invoke) (step ST5), if it is the normal mode (second operation mode), the process proceeds to step ST6 and the program processing (page Data is supplied from the buffer to the memory cell transistor via the bit line) (step ST6). On the other hand, if the mode is the ECC mode (first operation mode), the process proceeds to step ST5 to execute the ECC encoding process. (Step ST5). Specifically, the following processing is executed.
ここで、図8(c)は、ECC処理でのコード構成を示している。ECCとしてのData部は、PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータであり、パリティ部(ECC Parity)は、PB ユニット264〜PB ユニット299に格納されたデータからなる。なお、PB ユニット1に書き込むべきデータは、PB ユニット256に書き込まれて格納され、PB ユニット1以外のPB ユニット0、PB ユニット2〜255には、それぞれに接続されるビット線を介してメモリセルトランジスタが記憶するデータが読み出されて格納されている。
PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に入力(Data Load)される(ステップST31)。
Here, FIG. 8C shows a code configuration in the ECC process. The Data part as ECC is data stored in the
Data stored in the
なお、このとき、上述したように、ECC回路107には、PB ユニット1からは固定データ(図4に示すPB制御回路60であればLデータ、図5に示すPB制御回路60であればHデータ)が入力される。また、ECC回路107には、PB ユニット256からは、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータが入力される。
ECC回路107は、エンコード(Encode)処理を実行し、パリティデータを生成(Parity Generation)する(ステップST32)。
At this time, as described above, the
The
続いて、ECC回路107は、PB ユニット0〜299にECC処理後のデータを書き戻す(Data Store)処理を実行する(ステップST33)。
なお、このとき、ECCコーディング回路108は、パリティカラム置換回路105の制御により、PB ユニット265を非選択とし、PB ユニット300を選択する。これにより、PB ユニット265に書き戻すべきパリティデータがPB ユニット300に書き戻される。また、PB ユニット0〜263には、エンコード(Encode)時にはデータの書き戻しをしなくてもよいが、同じデータ(Data)を書き戻してもよい。PB ユニット264〜307にはパリティデータが書き込まれる。このように、図8(b)において斜線を施して示している不活性状態にあるページバッファには、図4または図5に示す回路により、書き込みがされないようになっている。
Subsequently, the
At this time, the
続いて、各PBユニットにおいて、図6に示すラッチ部にメモリセルに書き込むべきデータ(Data_i)がラッチされたので、メモリセルトランジスタへのデータ書込み(Program to Memory Cell)処理が開始される(ステップST6)。
各PB ユニットでは、書込みが成功するまで、ラッチ部からメモリセルへのデータ印加が繰り返される(ステップST7)。書き込みが成功すれば、繰り返し処理は終了し(ステップST7−Yes)、書き込みが成功しなければ、書込みが成功するまで、ステップST6に戻ってプログラム処理が実行される(ステップST7−No)。
Subsequently, in each PB unit, the data (Data_i) to be written to the memory cell is latched in the latch unit shown in FIG. 6, so that the data writing (Program to Memory Cell) processing to the memory cell transistor is started (Step S1). ST6).
In each PB unit, the data application from the latch unit to the memory cell is repeated until the writing is successful (step ST7). If the writing is successful, the repetitive process ends (step ST7-Yes), and if the writing is not successful, the program process is executed by returning to step ST6 until the writing is successful (step ST7-No).
[データ読み出し動作]
ユーザがI/Oパッド106を介して所定のコマンド(リードコマンド)を入力し、アドレス(ここでは、PB ユニット1を選択するカラムアドレス)を入力する(ステップST11)。
次に、各PB ユニットにおいて、図6に示すビット内部回路の接続点N1に、メモリセルトランジスタからのデータ(Data_i)がセンシングされラッチ部へ読み出される(ステップST12)。
また、ビット内部回路のラッチ部にData_iがラッチされる(ステップST13)。
その後、通常モード(第2の動作モード)であれば、ステップST15に進みセンシング処理が終了する(ステップST15)。一方、ECCモード(第1の動作モード)では、ステップST14に進み、ECCのデコード(Decode)処理を実行する。(ステップST14)。具体的には次の処理を実行する。
[Data read operation]
The user inputs a predetermined command (read command) via the I /
Next, in each PB unit, data (Data_i) from the memory cell transistor is sensed at the connection point N1 of the bit internal circuit shown in FIG. 6 and read to the latch unit (step ST12).
Data_i is latched in the latch portion of the bit internal circuit (step ST13).
Then, if it is a normal mode (2nd operation mode), it will progress to step ST15 and a sensing process will be complete | finished (step ST15). On the other hand, in the ECC mode (first operation mode), the process proceeds to step ST14 to execute ECC decoding (Decode) processing. (Step ST14). Specifically, the following processing is executed.
PB ユニット0〜PB ユニット299に格納されたデータが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に入力(Data Load)される(ステップST41)。
なお、このとき、上述したように、ECC回路107には、PB ユニット1からは固定データ(図4に示すPB制御回路60であればLデータ、図5に示すPB制御回路60であればHデータ)が入力される。また、ECC回路107には、PB ユニット256からは、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータが入力される。また、パリティカラム置換回路105には、PB ユニット300からは、PB ユニット265に書き込むべきだったが実際はPB ユニット300に書き込まれたパリティデータがECC Bus_1、及びECC Bus_2を介して入力され、置換処理した後、ECC Bus_3を介してECC回路107に入力される。
ECC回路107は、デコード(Decode)処理を実行し、パリティデータに基づいて、PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータの誤りを訂正して(Error Correction)する(ステップST42)。
The data stored in the
At this time, as described above, the
The
続いて、ECC回路107は、PB ユニット0〜299にECC処理後のデータを書き戻す(Data Store)処理を実行する(ステップST43)。
PB ユニット0〜263には、ECC処理後のデータ(誤り訂正されたデータ)がそのまま書き戻される。PB ユニット264〜307のパリティデータ部についてはユーザーが使用しないため、ECC処理後のデータ(誤り訂正されたデータ)を書き戻す必要はないが、書き戻してもよい。パリティカラム置換回路105の制御により、PB ユニット265を非選択とし、PB ユニット300を選択する。これにより、PB ユニット265に書き戻すべき誤り訂正後のパリティデータをPB ユニット300に書き戻す。このように、図8(b)において斜線を施して示している不活性状態ページバッファには図4または図5に示す回路により、書き込みがされないようになっている。
Subsequently, the
In the
続いて、各PBユニットにおいて、図6に示すラッチ部にメモリセルに書き込むべきデータ(Data_i)がラッチされたので、センシング(Sensing)処理が終了すし、読み出し可能な状態へ移行する(ステップST15)。
PB ユニット0〜PB ユニット255には、選択信号Sel_Aが入力され、格納されたデータが、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3を介して、読み出される。このとき、カラムコーディング回路103は、カラム置換回路104の制御により、PB ユニット1を非選択とし、PB ユニット256を選択する。PB ユニット256は、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータを出力する。つまり、不良を有するカラムの置換(Defect Column Repair)が実行される(ステップST16)。
このようにして、ユーザがPB ユニット1を介してメモリセルトランジスタへ書き込んだ書き込みデータが、不良救済されて他のメモリセルトランジスタに書き込まれ、更に書き込まれたデータが誤り訂正されて、I/Oパッド106から出力される(ステップST17)。
Subsequently, in each PB unit, since the data (Data_i) to be written in the memory cell is latched in the latch unit shown in FIG. 6, the sensing process is terminated and the state shifts to a readable state (step ST15). .
The selection signal Sel_A is input to the
In this way, the write data written to the memory cell transistor by the user via the
以上説明したように、NAND型フラッシュメモリ10(半導体記憶装置)は、ECC Bus_1〜3(第1のデータバス)と、第1のデータバスと異なる本数から構成され、第1のデータバスとは独立して設けられるData Bus_1〜3(第2のデータバス)と、ECCモード(第1の動作モード)によりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第1のデータバスと同じ本数のビット線と、第1のデータバスとを接続してデータを転送し、一方、通常モード(第2の動作モード)によりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第2のデータバスと同じ本数のビット線と、第2のデータバスとを接続してデータを転送するページバッファ102(データ転送部)と、を備える。
また、データ転送部は、通常メモリセルに接続されるビット線の電位を増幅し、増幅結果をラッチするページバッファ102aと、ページバッファ102aに接続される通常メモリセルまたはビット線に不良が有る場合に、通常メモリセル、及びビット線とともに置換されるページバッファ102bと、パリティメモリセルに接続されるビット線の電位を増幅し、増幅結果をラッチするページバッファ102cと、を含んで構成される。また、第2のデータバスは、ページバッファ102a、及びページバッファ102bと接続され、第1のデータバスは、ページバッファ102a、ページバッファ102b、及びページバッファ102cと接続される。
As described above, the NAND flash memory 10 (semiconductor memory device) is composed of ECC Bus_1 to 3 (first data bus) and a different number from the first data bus. What is the first data bus? When data is transferred between independently provided Data Bus_1 to 3 (second data bus) and a memory cell in the ECC mode (first operation mode), the first data among a plurality of bit lines When transferring the data by connecting the same number of bit lines as the bus and the first data bus and transferring data to and from the memory cells in the normal mode (second operation mode), a plurality of A bit line of the same number as the second data bus among the bit lines and a page buffer 102 (data transfer unit) for transferring data by connecting the second data bus are provided.
The data transfer unit amplifies the potential of the bit line connected to the normal memory cell and latches the amplified result, and the normal memory cell or bit line connected to the
また、半導体記憶装置は、第1のデータバスに接続され、ページバッファ102cに接続されるパリティメモリセルまたはビット線に不良が有る場合に、パリティメモリセル、及びビット線とともに置換されるページバッファ102dと、第2のデータバスに接続されるとともに、ページバッファ102aのうちメモリセルまたはビット線に不良が有るページバッファをページバッファ102bに置換するカラム置換回路104(第1の救済置換回路)と、第1のデータバスに接続されるとともに、ページバッファ102cのうちメモリセルまたはビット線に不良が有るページバッファをページバッファ102dに置換するパリティカラム置換回路105(第2の救済置換回路)と、第1のデータバスに接続されるとともに、ページバッファ102c、及びページバッファ102dの出力データに基づき、ページバッファ102a、及びページバッファ102bの出力データの誤りを訂正するECC回路107(ECC回路)と、を備える。
Further, the semiconductor memory device is connected to the first data bus, and when there is a defect in the parity memory cell or bit line connected to the
また、半導体記憶装置は、ページバッファ102aのうちメモリセルまたはビット線に不良が有るページバッファの出力を固定されたデータとするPB制御回路60(ページバッファ制御回路)を有する。
The semiconductor memory device also has a PB control circuit 60 (page buffer control circuit) that uses the output of the page buffer having a defect in a memory cell or bit line in the
また、ページバッファ制御回路は、メモリセルまたはビット線に不良が有る場合、第1のデータバスからの書き込みを許可しない。 The page buffer control circuit does not permit writing from the first data bus when a memory cell or a bit line has a defect.
また、第1の動作モードでは、ページバッファ102aと、第2の動作モードでの救済置換を前提として存在するページバッファ102bとのうち、メモリセルまたはビット線に不良が有るページバッファについては救済置換を行わずに、ECC回路の入力データとして取り扱う。
Further, in the first operation mode, of the
また、ビット線を、n(nはpとqの公倍数であり、p、及びqはp>qである自然数)本のビット線とすると、第1のデータバスはp本であり、第2のデータバスはq本であって、データ転送部は、第1の動作モードでは、(n/p)本のアドレス信号が入力されると、p本のビット線とp本の第1のデータバスとの接続を行い、一方、第2の動作モードでは、(n/q)本のアドレス信号が入力されると、q本ビット線と第2のデータバスとの接続を行う。なお、上記構成は、論理的空間においての概念を前提としており、物理的ビット線数nがpとqの公倍数でなくてもよく、余りをダミービット線として処理するなどで対応できる。 Further, if the bit lines are n (n is a common multiple of p and q, and p and q are natural numbers where p> q), the first data bus is p, In the first operation mode, when the (n / p) address signals are input, the data transfer unit includes p bit lines and p first data. On the other hand, in the second operation mode, when (n / q) address signals are input, the q bit lines are connected to the second data bus. The above configuration is based on the concept of a logical space, and the number of physical bit lines n may not be a common multiple of p and q, and can be dealt with by processing the remainder as a dummy bit line.
このように、NAND型フラッシュメモリ10によれば、ECC回路107へのECC Bus(第1のデータバス)のバス幅を広くしやすいことから(上記説明では、ECC回路へのバス幅は300ビット)、また、Main Data部の置換回路(カラム置換回路104)がこのECC Busの途中には不要となるため、ECC処理でのデータ転送を高速化することができる。また、Main Data部の置換回路は従来の様に増大しないことから、チップサイズの増大を抑制でき、従来に比べて製造の際のコストを低減できる効果がある。
なお、上記実施形態では、Main Data部の置換回路と比較して、規模が小さいParity部に専用のPCR置換システム(パリティカラム置換回路105)を用いて説明したが、この構成は必須ではない。もっとも、パリティカラム置換回路105は、Parity部の不良を救済する方法として有用である。パリティカラム置換回路105を用いない場合には、カラム1ビットあたり50%(0か1か)の確率で1エラー分の訂正ができなくなってしまい、ECC処理における訂正能力を損なってしまう。これに対して、上記説明の様に、パリティカラム置換回路105を用いてParity部の不良を救済すると、ECC訂正能力を向上できる。
As described above, according to the
In the above-described embodiment, the description has been made using the dedicated PCR replacement system (parity column replacement circuit 105) for the Parity section, which is smaller in scale than the replacement circuit of the Main Data section, but this configuration is not essential. However, the parity
ところで、上述したNAND型フラッシュメモリ10の構成では、パリティ部の不良を置換するために、専用の置換ユニットであるPB_PCR102d(ページバッファ102d)を準備する必要があり、チップサイズ増大による製造コストの増加、ECCシステムとしてのシステムの複雑化が懸念される。そこで、ページバッファ102dの機能をPB_CR102b(ページバッファ102b)に集約することが考えられる。
図10は、NAND型フラッシュメモリ20のブロック構成を示す図である。なお、図20において、図1に示すNAND型フラッシュメモリ10と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。NAND型フラッシュメモリ20では、図1に示すNAND型フラッシュメモリ10からページバッファ102dが削減されている。ページバッファ102cを構成するページバッファユニットの1つに不良があった場合、このページバッファユニットは、ページバッファ102bを構成するページバッファユニットの1つに置換される。
By the way, in the configuration of the
FIG. 10 is a diagram showing a block configuration of the
このように、NAND型フラッシュメモリ20では、NAND型フラッシュメモリ10におけるページバッファ102dの機能をページバッファ102bに集約するが、これではECCコードとしての整合性が取れなくなるという問題があり、以下ではこの問題が発生する動作(動作1)について説明する。続いてこの問題を解決すべく、ページバッファユニットの構成を変えた実施例での構成、及び動作(動作2)について詳述する。なお、動作1、及び動作2についての説明の際に用いる動作フローチャートは、図9に示すフローチャートを用いることとし、NAND型フラッシュメモリ20と相違する点について説明する。ここで、図11は、NAND型フラッシュメモリ20におけるページバッファ102を構成する各ページバッファを説明するための図である。
As described above, in the
図11(a)には、ページバッファ102を構成するMain Data(通常データ)用のページバッファ102a、CR/PCR(通常データの置換データ、及びパリティデータの置換データ)用のページバッファ102b、ECC Parity(パリティデータ)用のページバッファ102cを模式的に示している。図11(a)には、これらページバッファ102a〜102cを構成するPB ユニット(図4、図5に示すPB制御回路60、及びビット内部回路50_0〜50_7を単位とする回路)に番号を付して示している。この番号はPB ユニットの位置を示す選択信号Sel_A(PB ユニットの内部構成を示す図3(b)ではCoding)の番号である。
FIG. 11A shows a
すなわち、ページバッファ102aは、通常データ用のPB ユニットとして、256個のPB ユニット0〜PB ユニット255を有し、ページバッファ102bは、通常データ、及びパリティデータの置換用のPB ユニットとして8個のPB ユニット256〜PB ユニット263を有する。また、ページバッファ102cは、パリティデータ用のPB ユニットとして、36個のPB ユニット264〜PB ユニット299を有する。
That is, the
また、ここでは、図11(b)に示す様に、ページバッファ102aのPB ユニット1に接続される8本のビット線、或いは当該8本のビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良があった場合に、ページバッファ102bのPB ユニット256に置換される例を示している。また、図11(b)では、ページバッファ102cのPB ユニット265に接続される8本ビット線、或いは当該8本のビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良があった場合に、ページバッファ102bのPB ユニット263に置換される例を示している。
なお、図11(b)において斜線を施して示しているページバッファ102bにおけるPB ユニット257〜262は使用されないので、これらはカラム置換回路104の制御によりカラムコーディング回路103が選択することはなく、すなわち不活性状態となっている。
Further, here, as shown in FIG. 11B, there are defects in the eight bit lines connected to the
Since the
また、ページバッファ102aにおけるPB ユニット1は、通常モードでは選択されず、置換先のPB ユニット256が選択信号Sel_Aにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_A(PB ユニット1から読み出すはずのデータ)が、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3(第2のデータバス)を介してI/Oパッド106から出力される。また、通常モードでは、書き込みデータがI/Oパッド106から入力されると、Data Bus_3、Data Bus_2、及びData Bus_1を介してPB ユニット256に、データ書き込み信号Data_A_In(PB ユニット1に書き込むはずのデータ)として入力される。このように、ユーザがカラムアドレスを供給して使用できるページバッファの領域はページバッファ102aのPB ユニット0〜255までである。つまり、ページバッファ102bのPB ユニット256〜263、及びページバッファ102cのPB ユニット264〜299は、ユーザがアクセスすることのできないページバッファの領域である。
Also, the
また、ページバッファ102aにおけるPB ユニット1は、ECCモードで選択信号Sel_Bにより選択され、LレベルまたはHレベルのいずれか一方に固定されたデータ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、及びECC Bus_2(第1のデータバス)を介してECC回路107まで転送され、ECC処理に用いられる。また、置換先のPB ユニット256も選択信号Sel_Bにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3を介してECC回路107まで転送され、ユーザから見たPB ユニット1の読み出しデータとしてECC処理に用いられる。
The
また、ECCモードでは、ECC処理が終了すると、PB ユニット1に書き戻すべきデータがECC Bus_3、ECC Bus_2、およびECC Bus_1(第1のデータバス)を介してPB ユニット256に、データ書き込み信号Data_B_Inとして入力される。なお、これらのECC処理後のデータのうちPB ユニット0〜255のデータは、上述の様に、データバスData_Aを介して外部へ誤りのないデータ(Clear Data)として読み出される。
In the ECC mode, when the ECC processing is completed, data to be written back to the
また、ページバッファ102cにおけるPB ユニット265は、ECCモードで選択信号Sel_Bにより選択され、LレベルまたはHレベルのいずれか一方に固定されたデータ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、及びECC Bus_2(データバスData_B)を介してパリティカラム置換回路105まで転送される。また、置換先のPB ユニット263も選択信号Sel_Bにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_Bが、ECC Bus_1、及びECC Bus_2を介してパリティカラム置換回路105まで転送され、置換処理が行われる。こうして、PB ユニット263の出力するデータが、PB ユニット265の読み出しデータとしてECC Bus_3を介してECC回路107に転送され、ECC処理に用いられる。
In addition, the
また、ECCモードでは、ECC処理が終了すると、PB ユニット265に書き戻すべきデータがECC Bus_3を介してパリティカラム置換回路105まで転送され、置換処理した後、ECC Bus_2、およびECC Bus_1(第1のデータバス)を介してPB ユニット263に、データ書き込み信号Data_B_Inとして入力される。なお、これらのECC処理後のデータは、上述の様に、データバスData_Aを介して外部へ読み出されることはない。
In the ECC mode, when the ECC processing is completed, data to be written back to the
(動作1)
図9に示すフローチャートを参照して、メモリセルトランジスタへのデータ書き込み動作、メモリセルトランジスタからのデータ読み出し動作(動作1)について説明する。 [動作1でのデータ書き込み動作]
ユーザがI/Oパッド106を介してNAND型フラッシュメモリ10に、所定のコマンド(ライトコマンド)を入力し、アドレス(ここでは、PB ユニット1を選択するカラムアドレス)入力をし、引き続いて、書き込みデータを入力する(ステップST1)。
次に、通常データの置換が実行される(ステップST2)。具体的には、カラム置換回路104の制御によりカラムコーディング回路103は、PB ユニット1を選択せず、代わりにPB ユニット256を選択する。PB ユニット256には外部からのデータが格納される(ステップST3)。
(Operation 1)
A data write operation to the memory cell transistor and a data read operation from the memory cell transistor (operation 1) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. [Data write operation in operation 1]
A user inputs a predetermined command (write command) to the
Next, normal data replacement is executed (step ST2). Specifically, the
次に、ユーザが所定時間経過後に、プログラム実行コマンド(Program Executuion Command)を与える(Invoke)と(ステップST5)、通常モード(第2の動作モード)であれば、ステップST6に進みプログラム処理(ページバッファからビット線を介してメモリセルトランジスタへデータを与える)を実行する(ステップST6)。一方、ECCモード(第1の動作モード)であれば、ステップST5に進みECCのエンコード処理を実行する。(ステップST5)。具体的には次の処理を実行する。 Next, when the user gives a program execution command (Program Execution Command) after a predetermined time has passed (Invoke) (step ST5), if it is the normal mode (second operation mode), the process proceeds to step ST6 and the program processing (page Data is supplied from the buffer to the memory cell transistor via the bit line) (step ST6). On the other hand, if the mode is the ECC mode (first operation mode), the process proceeds to step ST5 to execute the ECC encoding process. (Step ST5). Specifically, the following processing is executed.
ここで、図11(c)は、ECC処理でのコード構成を示している。ECCとしてのData部は、PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータであり、パリティ部(ECC Parity)は、PB ユニット264〜PB ユニット299に格納されたデータからなる。PB ユニット263は、ユーザのDataがI/Oパッド106からData Busを経由して入力されることはないので、初期値(ここでは、Hレベルとしておく。)となっている。なお、PB ユニット1に書き込むべきデータは、PB ユニット256に書き込まれて格納され、PB ユニット1以外のPB ユニット0、PB ユニット2〜255には、それぞれに接続されるビット線を介してメモリセルトランジスタが記憶するデータが読み出されて格納されている。
PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に入力(Data Load)される(ステップST31)。
Here, FIG. 11C shows a code configuration in the ECC process. The Data part as ECC is data stored in the
Data stored in the
なお、このとき、上述したように、ECC回路107には、PB ユニット1からは固定データ(図4に示すPB制御回路60であればLデータ、図5に示すPB制御回路60であればHデータ)が入力される。また、ECC回路107には、PB ユニット256からは、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータが入力される。また、ECC回路107には、PB ユニット263からは、初期値(Hレベル)が入力される。
ECC回路107は、入力されるデータに対してエンコード(Encode)処理を実行し、パリティデータを生成(Parity Generation)する(ステップST32)。
At this time, as described above, the
The
続いて、ECC回路107は、PB ユニット0〜299にECC処理後のデータを書き戻す(Data Store)処理を実行する(ステップST33)。
なお、このとき、ECCコーディング回路108は、パリティカラム置換回路105の制御により、PB ユニット265を非選択とし、PB ユニット263を選択する。これにより、PB ユニット265に書き戻すべきパリティデータがPB ユニット263に書き戻される。この例では、問題をわかりやすくするため、PB ユニット263に書き戻すパリティデータがLow(ロー)であったものとする。
また、PB ユニット0〜263には、エンコード(Encode)時にはデータの書き戻しをしなくてもよいが、同じデータ(Data)を書き戻してもよい。しかしながら、PB ユニット263には既にPB ユニット265に書き戻されるはずだったパリティデータが置換されて書き戻されているので、コンフリクトする問題が生じてしまう。そこで、ここでは、データの書き戻しを行わないものとする。
PB ユニット264〜299にはパリティデータが書き込まれる。このように、図11(b)において斜線を施して示している不活性状態にあるページバッファには、図4または図5に示す回路により、書き込みがされないようになっている。
Subsequently, the
At this time, the
Also, the
Parity data is written in the
続いて、各PBユニットにおいて、図6に示すラッチ部にメモリセルに書き込むべきデータ(Data_i)がラッチされたので、メモリセルトランジスタへのデータ書込み(Program to Memory Cell)処理が開始される(ステップST6)。
各PB ユニットでは、書込みが成功するまで、ラッチ部からメモリセルへのデータ印加が繰り返される(ステップST7)。書き込みが成功すれば、繰り返し処理は終了し(ステップST7−Yes)、書き込みが成功しなければ、書込みが成功するまで、ステップST6に戻ってプログラム処理が実行される(ステップST7−No)。
Subsequently, in each PB unit, the data (Data_i) to be written to the memory cell is latched in the latch unit shown in FIG. 6, so that the data writing (Program to Memory Cell) processing to the memory cell transistor is started (Step S1). ST6).
In each PB unit, the data application from the latch unit to the memory cell is repeated until the writing is successful (step ST7). If the writing is successful, the repetitive process ends (step ST7-Yes), and if the writing is not successful, the program process is executed by returning to step ST6 until the writing is successful (step ST7-No).
[動作1でのデータ読み出し動作]
ユーザがI/Oパッド106を介して所定のコマンド(リードコマンド)を入力し、アドレス(ここでは、PB ユニット1を選択するカラムアドレス)を入力する(ステップST11)。
次に、各PB ユニットにおいて、図6に示すビット内部回路の接続点N1に、メモリセルトランジスタからのデータ(Data_i)がセンシングされラッチ部へ読み出される(ステップST12)。
また、ビット内部回路のラッチ部にData_iがラッチされる(ステップST13)。
その後、通常モード(第2の動作モード)であれば、ステップST15に進みセンシング処理が終了する(ステップST15)。一方、ECCモード(第1の動作モード)では、ステップST14に進み、ECCのデコード(Decode)処理を実行する。(ステップST14)。具体的には次の処理を実行する。
[Data read operation in operation 1]
The user inputs a predetermined command (read command) via the I /
Next, in each PB unit, data (Data_i) from the memory cell transistor is sensed at the connection point N1 of the bit internal circuit shown in FIG. 6 and read to the latch unit (step ST12).
Data_i is latched in the latch portion of the bit internal circuit (step ST13).
Then, if it is a normal mode (2nd operation mode), it will progress to step ST15 and a sensing process will be complete | finished (step ST15). On the other hand, in the ECC mode (first operation mode), the process proceeds to step ST14 to execute ECC decoding (Decode) processing. (Step ST14). Specifically, the following processing is executed.
PB ユニット0〜PB ユニット299に格納されたデータが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に入力(Data Load)される(ステップST41)。
なお、このとき、上述したように、ECC回路107には、PB ユニット1からは固定データ(図4に示すPB制御回路60であればLデータ、図5に示すPB制御回路60であればHデータ)が入力される。また、ECC回路107には、PB ユニット256からは、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータが入力される。
PB ユニット263は、エンコードにおけるパリティ生成時は初期値High(ハイ)であったが、PB ユニット265に書き戻すべきパリティデータがPB ユニット263に書き戻されてLとなったデータが入力される。また、パリティカラム置換回路105には、PB ユニット263からは、PB ユニット265に書き込むべきだったが実際はPB ユニット263に書き込まれたパリティデータがECC Bus_1、及びECC Bus_2を介して入力され、置換処理した後、ECC Bus_3を介してECC回路107に入力する。
ECC回路107は、デコード(Decode)処理を実行し、パリティデータに基づいて、PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータの誤りを訂正して(Error Correction)する(ステップST42)。
The data stored in the
At this time, as described above, the
The
The
続いて、ECC回路107は、PB ユニット0〜299にECC処理後のデータを書き戻す(Data Store)処理を実行する(ステップST43)。
PB ユニット0〜263には、ECC処理後のデータ(誤り訂正されたデータ)がそのまま書き戻される。PB ユニット264〜299のパリティデータ部についてはユーザーが使用しないため、ECC処理後のデータ(誤り訂正されたデータ)を書き戻す必要はないが、書き戻してもよい。パリティカラム置換回路105の制御により、PB ユニット265を非選択とし、PB ユニット263を選択する。これにより、PB ユニット265に書き戻すべき誤り訂正後のパリティデータをPB ユニット263に書き戻す。このように、図11(b)において斜線を施して示している不活性状態ページバッファには図4または図5に示す回路により、書き込みがされないようになっている。
Subsequently, the
In the
続いて、各PBユニットにおいて、図6に示すラッチ部にメモリセルに書き込むべきデータ(Data_i)がラッチされたので、センシング(Sensing)処理が終了すし、読み出し可能な状態へ移行する(ステップST15)。
PB ユニット0〜PB ユニット255には、選択信号Sel_Aが入力され、格納されたデータが、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3を介して、読み出される。このとき、カラムコーディング回路103は、カラム置換回路104の制御により、PB ユニット1を非選択とし、PB ユニット256を選択する。PB ユニット256は、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータを出力する。つまり、不良を有するカラムの置換(Defect Column Repair)が実行される(ステップST16)。
このようにして、ユーザがPB ユニット1を介してメモリセルトランジスタへ書き込んだ書き込みデータが、不良救済されて他のメモリセルトランジスタに書き込まれ、更に書き込まれたデータが誤り訂正されて、I/Oパッド106から出力される(ステップST17)。
Subsequently, in each PB unit, since the data (Data_i) to be written in the memory cell is latched in the latch unit shown in FIG. 6, the sensing process is terminated and the state shifts to a readable state (step ST15). .
The selection signal Sel_A is input to the
In this way, the write data written to the memory cell transistor by the user via the
以上説明した動作1でのデコード時に問題となるのは、PB ユニット263からECC回路107に入力されるデータが本来Hであったが、パリティデータの置換先となったため、Lに変化してしまい、結果として、ECC回路107において誤りビットとして判定されてしまうことである。本来、PCR置換は、不良PBユニットが、ECC回路107において誤りビットとして判定、訂正されることで訂正能力が低下してしまうことを防ぐ役割があるが、この結果ではPB ユニット263のデータ部が誤りビットとして判定されてしまうので、PCR置換のメリットを損なってしまっている。
The problem at the time of decoding in the
そこで、以下に説明するNAND型フラッシュメモリ20の構成では、まず、上述の動作1について説明したように、ECCのParity部(ページバッファ102cに対応)の不良ビット線を、ECCのData部として割当てられているMain CR部(ページバッファ102bに対応)に置換できる構成を有する。また、NAND型フラッシュメモリ20の構成では、上記動作1について説明した問題点を解消すべく、ECCのコード内のPB ユニット(ページバッファ102bに対応)において、ECCのData部に割り当てるか、ECCのParity部の不良ビット線の置換先として割り当てるか選択できる構成を有する。
Therefore, in the configuration of the
図12は、ページバッファ102bにおけるPB ユニットの内部の回路構成を示す図である。図12において、図5と同一の部分については同一の符号を付し、その説明な詳細は省略する。図12に示すPB ユニットは、図5に示すPB ユニットに対して、CR/PCR Info.(CR・PCR情報格納部)70と、CR/PCR Selector(CR・PCRセレクタ部)75とを追加した構成となっている。CR・PCR情報格納部70は、このPB ユニットがCR用(Mainの不良ビット救済用、つまりページバッファ102aのPB ユニット救済用)とPCR用(Parityの不良ビット救済用、つまりページバッファ102cのPB ユニット救済用)のいずれか一方に割り当てられたかを示す情報を保持する。また、CR・PCRセレクタ部75は、CR・PCR情報格納部70が保持する、PB ユニットがCR用とPCR用のいずれか一方に割り当てられたかを示す情報に基づいて、読み出しECCデータバス、又は書き込みECCデータバスとPB ユニットとの接続を切り替える。
FIG. 12 is a diagram showing an internal circuit configuration of the PB unit in the page buffer 102b. 12, the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted. The PB unit shown in FIG. 12 is different from the PB unit shown in FIG. (CR / PCR information storage unit) 70 and CR / PCR Selector (CR / PCR selector unit) 75 are added. In the CR / PCR
ここで、読み出しECCデータバスとは、ECC_Busのうち、データ読み出し信号Data_Out_B_CRを転送するバス(以下、Data_Out_B_CRバスという)と、データ読み出し信号Data_Out_B_PCRを転送するバス(以下、Data_Out_B_PCRバスという)である。また、書き込みECCデータバスとは、ECC_Busのうち、データ書き込み信号Data_In_B_CRを転送するバス(以下、Data_In_B_CRバスという)と、データ書き込み信号Data_In_B_PCRを転送するバス(以下、Data_In_B_PCRバスという)である。 Here, the read ECC data bus is a bus for transferring the data read signal Data_Out_B_CR (hereinafter referred to as Data_Out_B_CR bus) and a bus for transferring the data read signal Data_Out_B_PCR (hereinafter referred to as Data_Out_B_PCR bus) among the ECC_Bus. The write ECC data bus is a bus for transferring the data write signal Data_In_B_CR (hereinafter referred to as Data_In_B_CR bus) and a bus for transferring the data write signal Data_In_B_PCR (hereinafter referred to as Data_In_B_PCR bus) among the ECC_Bus.
まず、図12を参照して、CR・PCR情報格納部70の回路構成について説明し、このCR・PCR情報格納部70への電源投入時におけるデータラッチ処理について説明する。なお、このデータラッチ処理は一例であり、この一例では、選択信号Sel_Aに関連付けた不良情報を、NAND型フラッシュメモリ20の例えばシステム用記憶領域に記録し、これを不良情報格納部90aに対応するラッチ、及びCR・PCR情報格納部70へ転送する動作を説明する。なお、不良情報格納部90aの回路構成については、図4、及び図5を用いて説明したので、その説明を省略する。
First, the circuit configuration of the CR / PCR
また、ビット線に不良がある場合、及びない場合についての不良情報格納部90aの動作は、PBユニット0〜255(ページバッファ102a)、及びPB ユニット264〜299(ページバッファ102c)に関しては、図4、及び図5を用いて説明したのと同様であり、変更はない。一方、PBユニット256〜263(ページバッファ102b)に関しては、PBユニットが図12に示すタイプになるということと、不良ビット線の置換先ということから、基本的にはこれらユニットは不良がないものとして説明を行う。ただし、実際には、これらユニットにも不良が発生する可能性はあるが、そうした場合は、製造後のウエハーテスト等において、不良を検出して不良ビットとして取り扱い、かつ、ページバッファ102a、及びページバッファ102cの置換先としての割り当てをしないことにより対応できる。
The operation of the defect
CR・PCR情報格納部70は、インバータ回路112、インバータ回路113、トランジスタ114、トランジスタ115、トランジスタ116、及びトランジスタ117から構成される。ここで、トランジスタ114、トランジスタ115、トランジスタ116、及びトランジスタ117は、Nチャネル型MOSトランジスタである。
CR・PCR情報格納部70において、ラッチ部は、インバータ回路112とインバータ回路113とから構成されている。ここで、インバータ回路112は、出力端子が接続点N6においてインバータ回路113の入力端子に接続され、入力端子が接続点N5においてインバータ回路113の出力端子に接続されている。
この接続点N5には、ラッチ部が記憶するデータが、読み出しECCデータバスをData_Out_B_CRバスへ切り替える切替信号Sel_CRとして現れる。また、接続点N6は、ラッチ部が記憶するデータが、読み出しECCデータバスをData_Out_B_PCRバスへ切り替える切替信号Sel_PCRとして現れる。
The CR / PCR
In the CR / PCR
At this connection point N5, the data stored in the latch unit appears as a switching signal Sel_CR for switching the read ECC data bus to the Data_Out_B_CR bus. At the connection point N6, the data stored in the latch unit appears as a switching signal Sel_PCR that switches the read ECC data bus to the Data_Out_B_PCR bus.
CR・PCR情報格納部70において、センシング部は、トランジスタ114、トランジスタ115、トランジスタ116、及びトランジスタ117から構成される。
トランジスタ114は、ドレインが接続点N5に接続され、ゲートが、パリティアドレス信号Parity_Addr(不良該当AddressがParity領域内にある場合にHレベルとなる信号)の配線に接続され、ソースがトランジスタ115のドレインに接続されている。
トランジスタ115は、ドレインがトランジスタ114のソースに接続され、ゲートが不良情報信号SDIの配線に接続され、ソースがトランジスタ117のドレインに接続されている。
トランジスタ116は、ドレインが接続点N6に接続され、ゲートが不良情報信号nSDIの配線に接続され、ソースがトランジスタ117のドレインに接続されている。
トランジスタ117は、ドレインがトランジスタ115のソース、及びトランジスタ116のソースに接続され、ゲートがパワーオンリセット信号POR_Modeの配線に接続され、ソースが接地されている。
In the CR / PCR
The
The
The
The
ここで、不良情報信号SDI、及び不良情報信号nSDIは、PB制御回路60に接続されるビット線、当該ビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良が有るか否かを示す信号である。これらの不良情報信号は、製造後のテストにおいて、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、不良情報信号SDIがデータ0(Lレベル)、不良情報信号nSDIがデータ1(Hレベル)とされ、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、不良情報信号SDIがHレベル、不良情報信号nSDIがLレベルとされる。そして、これらの不良情報信号は、テスト後の製品出荷前において、PB制御回路60の位置を示す選択信号Sel_Aに関連付けられて、NAND型フラッシュメモリ20の例えばシステム用記憶領域に格納される。
また、パワーオンリセット信号POR_Modeは、NAND型フラッシュメモリ20の電源投入後の所定期間(不良情報信号をシステム用記憶領域からPB制御回路60に転送する期間)、Hレベルを維持する信号である。
Here, the defect information signal SDI and the defect information signal nSDI are signals indicating whether or not there is a defect in the bit line connected to the
The power-on reset signal POR_Mode is a signal that maintains the H level for a predetermined period after the power to the
以上の構成により、不良情報格納部90a、及びCR・PCR情報格納部70は、NAND型フラッシュメモリ20の電源投入後に、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良が有る場合、パワーオンリセット信号POR_Mode、パリティアドレス信号Parity_AddrがHレベルとなることにより、トランジスタ94と、トランジスタ115、及びトランジスタ116の一方とがオフ、トランジスタ95と、トランジスタ115、及びトランジスタ16の他方とがオンする。これにより、ノードN3と、ノードN5、及びノードN6の一方とがHレベル、ノードN4と、ノードN5、及びノードN6の他方とがLレベルとなり、欠陥信号PB_Defcetと、切替信号Sel_CR、及び切替信号Sele_PCRの一方とがHレベルとなる。そして、不良情報格納部90a、及びCR・PCR情報格納部70は、転送期間終了後、パワーオンリセット信号POR_ModeがLレベルとなることにより、以降のNAND型フラッシュメモリ20に電源が投入されている期間、欠陥信号PB_Defcetと、切替信号Sel_CR、及び切替信号Sele_PCRの一方とをHレベルに維持する。つまり、この場合はCR・PCR情報格納部70のラッチデータに関わらず、図4、及び図5について説明したときと同様に、選択信号Sel_BによるECC Busからのデータ書き込み信号Data_In_Bの書き込みを禁止し、ECC Busへのデータ読み出し信号Data_Out_B_CRの読み出しに対しては固定値Hを出力する。
With the above configuration, the defect
また、CR・PCR情報格納部70は、NAND型フラッシュメモリ20の電源投入後に、PB制御回路60に接続されるビット線等に不良がない場合、パワーオンリセット信号POR_ModeがHレベルとなることにより、トランジスタ94がオン、トランジスタ95がオフする。これにより、ノードN3がLレベル、ノードN4がHレベルとなり、欠陥信号PB_DefcetがLレベルとなる。そして、不良情報格納部90aは、転送期間終了後、パワーオンリセット信号POR_ModeがLレベルとなることにより、以降のNAND型フラッシュメモリ20に電源が投入されている期間、欠陥信号PB_DefcetをLレベルに維持する。
In addition, the CR / PCR
一方、CR・PCR情報格納部70については、この例では電源投入後のラッチ処理における初期値の設定をノードN5(切替信号Sel_CR)がHレベルとなるように設定するとする。パワーオンリセット信号POR_ModeがHレベルとなることにより、トランジスタ115がオン、トランジスタ116がオフする。これにより、パリティアドレス信号Parity_AddrがHレベル(PB ユニット(CR/PCRユニット)の置換元の不良ビットアドレスがParity領域であればHレベルとなる)であれば、ノードN5(切替信号Sel_CR)がLレベル、ノードN6(切替信号Sel_PCR)がHレベルとなる。一方、パリティアドレス信号Parity_AddrがLレベル(置換元の不良ビットアドレスがParity領域でなければLレベルとなる)であれば、ノードN5(切替信号Sel_CR)がHレベル、ノードN6(切替信号Sel_PCR)がLレベルとなる。そして、不良情報格納部90aは、転送期間終了後、パワーオンリセット信号POR_ModeがLレベルとなることにより、以降のNAND型フラッシュメモリ10に電源が投入されている期間、欠陥信号PB_DefcetをLレベルに維持する。
このように、CR・PCR情報格納部70は、PBユニットがCR用のPB ユニットとして設定された場合は、切替信号Sel_CRがHレベル、PCR用のPB ユニットとして設定された場合は、切替信号Sel_PCRがHレベルとなるよう動作する。
On the other hand, for the CR / PCR
In this manner, the CR / PCR
また、CR・PCRセレクタ部75は、以下の回路構成を有している。
CR・PCRセレクタ部75は、トランジスタ118、トランジスタ119、トランジスタ120、及びトランジスタ121から構成される。これらのトランジスタは、Nチャネル型MOSトランジスタである。
トランジスタ118は、ドレインがトランジスタ61cのソース、ゲートが切替信号Sel_CRの配線に接続され、ソースがData_Out_B_CRバス(データ読み出し信号Data_Out_B_CRを転送する配線)に接続される。
トランジスタ119は、ドレインがトランジスタ61cのソース、ゲートが切替信号Sel_PCRの配線に接続され、ソースがData_Out_B_PCRバス(データ読み出し信号Data_Out_B_PCRを転送する配線)に接続される。
The CR /
The CR /
The
The
図5に示すPB ユニットの場合、トランジスタ61cのソースはECC Bus(第1のデータバス)に接続されており、ECC BusにはPull Up回路が接続されていた。そして、ECC Bus(以下、Data_Out_Bバスともいう)には、第1の動作モードの読み出し動作においてPB ユニットからのデータ読み出し信号Data_Out_Bが読み出されていた。図12においては、トランジスタ61cのソースに、データ読み出し信号Data_Out_Bが読みだされるものとする。
また、Data_Out_B_CRバス、Data_Out_B_PCRバスには、それぞれPull Up回路が接続されている。
In the case of the PB unit shown in FIG. 5, the source of the
Also, a Pull Up circuit is connected to each of the Data_Out_B_CR bus and the Data_Out_B_PCR bus.
トランジスタ120は、ドレインがトランジスタ69のソース(図5ではスイッチ69の第2入力端子)、ゲートが切替信号Sel_CRの配線に接続され、ソースがData_In_B_CRバス(データ書き込み信号Data_In_B_CRを転送する配線)に接続される。
トランジスタ121は、ドレインがトランジスタ69のソース、ゲートが切替信号Sel_CRの配線に接続され、ソースがData_In_B_CRバス(データ書き込み信号Data_In_B_CRを転送する配線)に接続される。
The
The
図5に示すPB ユニットの場合、スイッチ69の第2入力端子はECC Bus(第1のデータバス)に接続されている。そして、ECC Bus(以下、Data_In_Bバスともいう)から、第1の動作モードの書き込み動作においてトランジスタ69のソースへデータ書き込み信号Data_In_Bが書き込まれていた。図12においては、トランジスタ69のソースに、データ書き込み信号Data_Out_Bが書き込まれるものとする。
なお、図12において、CR・PCR情報格納部70とCR・PCRセレクタ部75とは、図5に示すPB ユニットに追記した構成となっているが、図4に示すPB ユニットに追記する構成としてもよい。また、CR・PCR情報格納部70とCR・PCRセレクタ部75とは、回路配置的にPB ユニットに組み込まれる必要はなく、PB ユニットとは個別にする構成としてもよい。また、CR・PCR情報格納部70は、他の等価的な論理回路、例えばフリップフロップ等によっても構成可能である。
In the case of the PB unit shown in FIG. 5, the second input terminal of the
In FIG. 12, the CR / PCR
続いて、以上のような構成を有するPB ユニットの回路動作について説明する。なお、第2の動作モード(選択信号Sel_Aで選択されるData Bus)の回路動作については、図4、及び図5を用いて説明しているので、ここでの説明を省略する。ここでは、第1の動作モード(選択信号Sel_Bで選択されるECC Bus)について説明するが、データ読み出し信号Data_Out_Bを読み出す、或いはデータ書き込み信号Data_In_Bを書き込む動作の説明は省略する。 Next, the circuit operation of the PB unit having the above configuration will be described. Note that the circuit operation in the second operation mode (Data Bus selected by the selection signal Sel_A) has been described with reference to FIGS. 4 and 5, and thus description thereof is omitted here. Here, the first operation mode (ECC Bus selected by the selection signal Sel_B) will be described, but description of the operation of reading the data read signal Data_Out_B or writing the data write signal Data_In_B will be omitted.
(図12に示すPB ユニットの回路動作)
(1)データ読み出し時(PB活性化時)
データ読み出し信号Data_Out_Bの配線には、メモリセルからセンスした読み出したデータ(読み出し信号RD)が入力される。このPBユニットがCR用であれば切替信号Sel_CRがHレベルであるので、Data_Out_B_CRバスには、読み出し信号RDがデータ読み出し信号Data_Out_B_CRとして出力される。
一方、Data_Out_B_PCRバスには、Pull Up回路による固定値Hが出力される。
逆に、このPBユニットがPCR用であれば、切替信号Sel_PCRがHレベルであるので、Data_Out_B_PCRバスには、読み出し信号RDがData_Out_B_PCRとして出力される。一方、Data_Out_B_CRバスには、Pull Up回路による固定値Hが出力される。
(Circuit operation of the PB unit shown in FIG. 12)
(1) When reading data (when PB is activated)
Data read from the memory cell (read signal RD) is input to the wiring of the data read signal Data_Out_B. If this PB unit is for CR, since the switching signal Sel_CR is at the H level, the read signal RD is output to the Data_Out_B_CR bus as the data read signal Data_Out_B_CR.
On the other hand, a fixed value H from the Pull Up circuit is output to the Data_Out_B_PCR bus.
Conversely, if this PB unit is for PCR, the switching signal Sel_PCR is at the H level, so that the read signal RD is output as Data_Out_B_PCR to the Data_Out_B_PCR bus. On the other hand, a fixed value H by the Pull Up circuit is output to the Data_Out_B_CR bus.
(2)データ書き込み時(PB活性時)
このPBユニットがCR用であれば、切替信号Sel_CRがHレベルであるので、Data_In_B_CRバスからのデータ書き込み信号Data_In_B_CRが、図12に示すデータ書き込み信号Data_In_Bの配線に書き込まれる。
逆に、このPB ユニットがPCR用であれば、切替信号Sel_PCRがHレベルであるので、Data_In_B_PCRバスからのデータ書き込み信号Data_In_B_PCRが、図12に示すデータ書き込み信号Data_In_Bの配線に書き込まれる。
(2) When writing data (when PB is active)
If this PB unit is for CR, since the switching signal Sel_CR is at the H level, the data write signal Data_In_B_CR from the Data_In_B_CR bus is written to the wiring of the data write signal Data_In_B shown in FIG.
Conversely, if this PB unit is for PCR, the switching signal Sel_PCR is at the H level, so the data write signal Data_In_B_PCR from the Data_In_B_PCR bus is written to the wiring of the data write signal Data_In_B shown in FIG.
(3)データ読み出し時(PB不活性時)
欠陥nPB_DefectがLレベルであるので、トランジスタ61cがオフし、CR用とPCR用とのいずれのPB ユニットに設定されていても、Data_Out_B_CRバス、及びData_Out_B_PCRバスには、Pull Up回路による固定値Hが出力される。
(3) When reading data (when PB is inactive)
Since the defect nPB_Defect is at the L level, the
(4)データ書き込み時(PB不活性時)
図4、及び図5を用いて説明したように、CR用とPCR用とのいずれのPB ユニットに設定されていても、データ書き込み信号Data_In_Bの配線には書き込みされない。
(4) When writing data (when PB is inactive)
As described with reference to FIGS. 4 and 5, no data is written to the wiring of the data write signal Data_In_B regardless of whether the PB unit is used for CR or PCR.
ページバッファユニットの構成を変えた実施例での動作(動作2)について詳述する。
この動作説明では、動作1について説明した場合と同様に、ECC処理でのコード構成については図11(c)に示すものを用いる。また、図11(a)に示すページバッファ102bのPB ユニット256〜263については、上述した図5に示すPB ユニットを配置する。なお、ページバッファ102aのPBユニット 0〜255(Main Data部)、及びPB ユニット264〜299(Parity部)は、図4、及び図5に示すPB ユニットを用いればよい。
The operation (operation 2) in the embodiment in which the configuration of the page buffer unit is changed will be described in detail.
In this operation description, the code configuration shown in FIG. 11C is used as the code configuration in the ECC process, as in the case of the
また、図13は、ページバッファ102、パリティカラム置換回路105、及びECC回路107に対応する部分の第1の動作モードでの動作を説明するための図である。
図13は、図10に示すNAND型フラッシュメモリ20において、第1の動作モードで使用するページバッファ102、パリティカラム置換回路105、及びECC回路107の部分を、下記に説明する動作2の説明のために図示し直したものである。なお、図13において、カラムコーディング部108は省略している。また、ページバッファ102a(Main Data用のPB ユニット0〜255)と、ページバッファ102b(PB CR/PCR用PB ユニット256〜263)の合計264個のPB ユニットが、ECC BusによりECC回路107のData部0〜263に1対1で接続されている。
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation in the first operation mode of portions corresponding to the
FIG. 13 is a diagram for explaining the
このECC Busのうち、PB ユニット0〜255各々と、ECC回路107のData部0〜255各々とに対応するECC Busを、Data_In_B(Main)バス、Data_Out_B(Main)バスと呼ぶものとする。Data_In_B(Main)バスは、データ書き込み信号Data_In_B(Main)が転送されるバスであり、Data_Out_B(Main)バスは、データ読み出し信号Data_Out_B(Main)が転送されるバスである。
また、PB ユニット256〜263各々と、ECC回路107のData部256〜263各々とに対応するECC Busを、上述のように、Data_In_B_CRバス、Data_Out_B_CRバスと呼ぶものとする。Data_In_B_CRバスは、データ書き込み信号Data_In_B_CRが転送されるバスであり、Data_Out_B_CRバスは、データ読み出し信号Data_Out_B_CRが転送されるバスである。
Among the ECC buses, the ECC buses corresponding to the
The ECC buses corresponding to the
また、Parity用PB ユニット264〜299の36個のPBユニット各々と、ECC回路107のParity部264〜299各々とが、1対1で対応しているものとする。すなわち、Parity用PB ユニット264〜299のPBユニット各々と、パリティカラム置換回路105とに対応するECC Bus(ECC Bus_1、及びECC Bus_2;図10参照)を、Data_In_B(Parity)バス、Data_Out_B(Parity)バスと呼ぶものとする。また、パリティカラム置換回路105と、ECC回路107のParity部264〜299各々とに対応するECC Bus(ECC Bus_3;図10参照)を、Data_In_B_MUXバス、Data_Out_B_MUXバスと呼ぶものとする。Data_In_B(Parity)バス、及びData_In_B_MUXバスは、データ書き込み信号Data_In_B(Parity)が転送されるバスであり、Data_Out_B(Parity)バス、及びData_Out_B_MUXバスは、データ読み出し信号Data_Out_B(Parity)が転送されるバスである。
Further, it is assumed that each of the 36 PB units of the
また、PB ユニット256〜263各々と、パリティカラム置換回路105とに対応するECC Bus(ECC Bus_1、及びECC Bus_2;図10参照)を、上述のとおり、Data_In_B_PCRバス、Data_Out_B_PCRバスと呼ぶものとする。Data_In_B_PCRバスは、データ書き込み信号Data_In_B_PCRが転送されるバスであり、Data_Out_B_PCRバスは、データ読み出し信号Data_Out_B_PCRが転送されるバスである。
つまり、PB CR/PCR部(PB ユニット256〜263)は、図12に示すPB ユニットが配置されており、Data_In_B_CRバスはECC回路107のData部へ、Data_In_B_PCRバスはパリティカラム置換回路105へ接続され、 Data_Out_B_CRバスはECC回路107のData部へ、Data_Out_B_PCRバスは、パリティカラム置換回路105へ接続されている。
In addition, ECC Buses (ECC Bus_1 and ECC Bus_2; see FIG. 10) corresponding to each of the
That is, the PB CR / PCR unit (
以上の構成をまとめると、図13を参照して、NAND型フラッシュメモリ20のページバッファ102は、ページバッファ102a、ページバッファ102b、及びページバッファ102cを備えている。
ページバッファ102aは、図4、又は図5に例示する通常データ用のPB ユニットとして、256個のPB ユニット0〜PB ユニット255を有している。また、ページバッファ102bは、通常データの置換用またはパリティデータの置換用として使用可能な、図12に例示するCR/PCR PBユニットとして8個のPB ユニット256〜PB ユニット263を有する。また、ページバッファ102cは、パリティデータ用のPB ユニットとして、36個のPB ユニット264〜PB ユニット299を有する。
To summarize the above configuration, referring to FIG. 13, the
The
また、ここでは、図11(b)に示す様に、ページバッファ102aのPB ユニット1に接続される8本のビット線、或いは当該8本のビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良があった場合に、ページバッファ102bのPB ユニット256に置換される例を示している。このとき、PB ユニット256のCR・PCR情報格納部70には、切替信号Sel_CRがHレベルとなるラッチデータが保持されている(保持させる方法は電源投入時などのシーケンスを用いており上述した)。
また、図11(b)では、ページバッファ102cのPB ユニット265に接続される8本ビット線、或いは当該8本のビット線に接続されるメモリセルトランジスタに不良があった場合に、ページバッファ102bのPB ユニット263に置換される例を示している。このとき、PB ユニット263は、PCRの置換先となるので、CR・PCR情報格納部70には、切替信号Sel_PCRがHレベルとなるラッチデータが保持されている。
なお、図11(b)において斜線を施して示しているページバッファ102bにおけるPB ユニット257〜262は使用されないので、これらはカラム置換回路104の制御によりカラムコーディング回路103が選択することはなく、すなわち不活性状態となっている。
Further, here, as shown in FIG. 11B, there are defects in the eight bit lines connected to the
In FIG. 11B, when there is a defect in the eight bit lines connected to the
Since the
また、ページバッファ102aにおけるPB ユニット1は、通常モードでは選択されず、置換先のPB ユニット256が選択信号Sel_Aにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_A(PB ユニット1から読み出すはずのデータ)が、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3(第2のデータバス)を介してI/Oパッド106から出力される。また、通常モードでは、書き込みデータがI/Oパッド106から入力されると、Data Bus_3、Data Bus_2、及びData Bus_1を介してPB ユニット256に、データ書き込み信号Data_A_In(PB ユニット1に書き込むはずのデータ)として入力される。このように、ユーザがカラムアドレスを供給して使用できるページバッファの領域はページバッファ102aのPB ユニット0〜255までである。つまり、ページバッファ102bのPB ユニット256〜263、及びページバッファ102cのPB ユニット264〜299は、ユーザがアクセスすることのできないページバッファの領域である。
Also, the
また、ページバッファ102aにおけるPB ユニット1は、ECCモードで選択信号Sel_Bにより選択され、LレベルまたはHレベルのいずれか一方に固定されたデータ読み出し信号Data_Out_B(Main)が、Data_Out_B(Main)バス(ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3;第1のデータバス)を介してECC回路107まで転送され、ECC処理に用いられる。
また、置換先のPB ユニット256も選択信号Sel_Bにより選択されるが、切替信号Sel_CRがHレベルであるので、データ読み出し信号Data_Out_B_CRが、Data_Out_B_CRバス(ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3)を介してECC回路107まで転送され、ユーザから見たPB ユニット1の読み出しデータとしてECC処理に用いられる。
また、置換先のPB ユニット263も選択信号Sel_Bにより選択されるが、切替信号Sel_PCRがHレベルであるので、固定データであるデータ読み出し信号Data_Out_B_CRが、Data_Out_B_CRバス(ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3)を介してECC回路107まで転送され、固定データとしてECC処理に用いられる。
The
The
Further, the replacement
また、ECCモードでは、ECC処理が終了すると、PB ユニット1に書き戻すべきデータがData_Out_B(Main)バス(ECC Bus_3、ECC Bus_2、およびECC Bus_1;第1のデータバス)を介してPB ユニット256に、データ書き込み信号Data_B_Inとして入力される。
またPBユニット256にも、Data_B_In_CRバスを介してデータ書き込み信号Data_B_In_CRが入力される。また、PBユニット263は、Data_B_In_CRバスを介してデータ書き込み信号Data_B_In_CRが入力されない。
なお、これらのECC処理後のデータのうちPB ユニット0〜255のデータは、上述の様に、Data Busを介して外部へ誤りのないデータ(Clear Data)として読み出される。
In the ECC mode, when ECC processing is completed, data to be written back to the
Further, the data write signal Data_B_In_CR is also input to the
Of these data after ECC processing, the data of
また、ページバッファ102cにおけるPB ユニット265は、ECCモードで選択信号Sel_Bにより選択され、LレベルまたはHレベルのいずれか一方に固定されたデータ読み出し信号Data_Out_B(Parity)が、Data_In_B(Parity)バス(ECC Bus_1、及びECC Bus_2;データバスData_B)を介してパリティカラム置換回路105まで転送される。
また、置換先のPB ユニット263も選択信号Sel_Bにより選択され、データ読み出し信号Data_Out_B_PCRが、Data_Out_B_PCRバス(ECC Bus_1、及びECC Bus_2)を介してパリティカラム置換回路105まで転送され、置換処理が行われる。こうして、PB ユニット263の出力するデータが、PB ユニット265のデータ読み出し信号としてData_Out_B_MUXバス(ECC Bus_3)を介してECC回路107に転送され、ECC処理に用いられる。
Further, the
In addition, the replacement
また、ECCモードでは、ECC処理が終了すると、PB ユニット265に書き戻すべきデータがData_In_B_MUXバス(ECC Bus_3)を介してパリティカラム置換回路105まで転送され、置換処理した後、Data_In_B_PCRバス(ECC Bus_2、およびECC Bus_1;第1のデータバス)を介してPB ユニット263に、データ書き込み信号Data_B_In_PCRとして入力される。なお、これらのECC処理後のデータは、上述の様に、データバスData_Aを介して外部へ読み出されることはない。
In the ECC mode, when the ECC processing is completed, data to be written back to the
(動作2)
以下、図9に示すフローチャートを参照して、メモリセルトランジスタへのデータ書き込み動作、メモリセルトランジスタからのデータ読み出し動作(動作2)について説明する。
[動作2でのデータ書き込み動作]
ユーザがI/Oパッド106を介してNAND型フラッシュメモリ10に、所定のコマンド(ライトコマンド)を入力し、アドレス(ここでは、PB ユニット1を選択するカラムアドレス)入力をし、引き続いて、書き込みデータを入力する(ステップST1)。
次に、通常データの置換が実行される(ステップST2)。具体的には、カラム置換回路104の制御によりカラムコーディング回路103は、PB ユニット1を選択せず、代わりにPB ユニット256を選択する。PB ユニット256には外部からのデータが格納される(ステップST3)。
(Operation 2)
Hereinafter, the data write operation to the memory cell transistor and the data read operation (operation 2) from the memory cell transistor will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[Data write operation in operation 2]
A user inputs a predetermined command (write command) to the
Next, normal data replacement is executed (step ST2). Specifically, the
次に、ユーザが所定時間経過後に、プログラム実行コマンド(Program Executuion Command)を与える(Invoke)と(ステップST5)、通常モード(第2の動作モード)であれば、ステップST6に進みプログラム処理(ページバッファからビット線を介してメモリセルトランジスタへデータを与える)を実行する(ステップST6)。一方、ECCモード(第1の動作モード)であれば、ステップST5に進みECCのエンコード処理を実行する。(ステップST5)。具体的には次の処理を実行する。 Next, when the user gives a program execution command (Program Execution Command) after a predetermined time has passed (Invoke) (step ST5), if it is the normal mode (second operation mode), the process proceeds to step ST6 and the program processing (page Data is supplied from the buffer to the memory cell transistor via the bit line) (step ST6). On the other hand, if the mode is the ECC mode (first operation mode), the process proceeds to step ST5 to execute the ECC encoding process. (Step ST5). Specifically, the following processing is executed.
ここで、図11(c)は、ECC処理でのコード構成を示している。ECCとしてのData部は、PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータであり、パリティ部(ECC Parity)は、PB ユニット264〜PB ユニット299に格納されたデータからなる。PB ユニット263は、ユーザのDataがI/Oパッド106からData Busを経由して入力されることはないので、初期値(ここでは、Hレベルとしておく。)となっている。なお、PB ユニット1に書き込むべきデータは、PB ユニット256に書き込まれて格納され、PB ユニット1以外のPB ユニット0、PB ユニット2〜255には、それぞれに接続されるビット線を介してメモリセルトランジスタが記憶するデータが読み出されて格納されている。
PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に入力(Data Load)される(ステップST31)。
Here, FIG. 11C shows a code configuration in the ECC process. The Data part as ECC is data stored in the
Data stored in the
なお、このとき、上述したように、ECC回路107には、PB ユニット1からは固定データ(図4に示すPB制御回路60であればLデータ、図5に示すPB制御回路60であればHデータ)が入力される。また、ECC回路107には、PB ユニット256からは、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータが入力される。また、PB ユニット257〜262は不活性状態にあるので、ECC回路107には固定値が入力される。また、PB ユニット263は、切替信号Sel_PCRがHレベルであるので、ECC回路107には固定値が入力される。
ECC回路107は、入力されるデータに対してエンコード(Encode)処理を実行し、パリティデータを生成(Parity Generation)する(ステップST32)。
At this time, as described above, the
The
続いて、ECC回路107は、PB ユニット0〜299にECC処理後のデータを書き戻す(Data Store)処理を実行する(ステップST33)。
なお、このとき、ECCコーディング回路108は、パリティカラム置換回路105の制御により、PB ユニット265を非選択とし、PB ユニット263を選択する。これにより、PB ユニット265に書き戻すべきパリティデータがPB ユニット263に書き戻される。
また、PB ユニット0〜263には、エンコード(Encode)時にはデータの書き戻しをしなくてもよいが、同じデータ(Data)を書き戻してもよい。同じデータを書き戻す場合、PB ユニット1、及びPB ユニット257〜262は不活性状態にあるため、書き戻しが行われることはない。PB ユニット263は、切替信号Sel_PCRがHレベルであるので、ECC Busからのデータ書き込み信号Data_In_B_CRの書き込みは許可されない。このように、PB ユニット263は、パリティデータが守られ、上述の動作1について述べたようなECC Busからのデータ書き込み信号との衝突が回避されている。
PB ユニット264〜299にはパリティデータが書き込まれる。このように、図11(b)において斜線を施して示している不活性状態にあるページバッファには、書き込みがされないようになっている。
Subsequently, the
At this time, the
Also, the
Parity data is written in the
続いて、各PBユニットにおいて、図6に示すラッチ部にメモリセルに書き込むべきデータ(Data_i)がラッチされたので、メモリセルトランジスタへのデータ書込み(Program to Memory Cell)処理が開始される(ステップST6)。
各PB ユニットでは、書込みが成功するまで、ラッチ部からメモリセルへのデータ印加が繰り返される(ステップST7)。書き込みが成功すれば、繰り返し処理は終了し(ステップST7−Yes)、書き込みが成功しなければ、書込みが成功するまで、ステップST6に戻ってプログラム処理が実行される(ステップST7−No)。
Subsequently, in each PB unit, the data (Data_i) to be written to the memory cell is latched in the latch unit shown in FIG. 6, so that the data writing (Program to Memory Cell) processing to the memory cell transistor is started (Step S1). ST6).
In each PB unit, the data application from the latch unit to the memory cell is repeated until the writing is successful (step ST7). If the writing is successful, the repetitive process ends (step ST7-Yes), and if the writing is not successful, the program process is executed by returning to step ST6 until the writing is successful (step ST7-No).
[動作2でのデータ読み出し動作]
ユーザがI/Oパッド106を介して所定のコマンド(リードコマンド)を入力し、アドレス(ここでは、PB ユニット1を選択するカラムアドレス)を入力する(ステップST11)。
次に、各PB ユニットにおいて、図6に示すビット内部回路の接続点N1に、メモリセルトランジスタからのデータ(Data_i)がセンシングされラッチ部へ読み出される(ステップST12)。
また、ビット内部回路のラッチ部にData_iがラッチされる(ステップST13)。
その後、通常モード(第2の動作モード)であれば、ステップST15に進みセンシング処理が終了する(ステップST15)。一方、ECCモード(第1の動作モード)では、ステップST14に進み、ECCのデコード(Decode)処理を実行する。(ステップST14)。具体的には次の処理を実行する。
[Data read operation in operation 2]
The user inputs a predetermined command (read command) via the I /
Next, in each PB unit, data (Data_i) from the memory cell transistor is sensed at the connection point N1 of the bit internal circuit shown in FIG. 6 and read to the latch unit (step ST12).
Data_i is latched in the latch portion of the bit internal circuit (step ST13).
Then, if it is a normal mode (2nd operation mode), it will progress to step ST15 and a sensing process will be complete | finished (step ST15). On the other hand, in the ECC mode (first operation mode), the process proceeds to step ST14 to execute ECC decoding (Decode) processing. (Step ST14). Specifically, the following processing is executed.
PB ユニット0〜PB ユニット299に格納されたデータが、ECC Bus_1、ECC Bus_2、及びECC Bus_3(第1のデータバス)を介して、ECC回路107に入力(Data Load)される(ステップST41)。
なお、このとき、上述したように、ECC回路107には、PB ユニット1からは固定データ(図4に示すPB制御回路60であればLデータ、図5に示すPB制御回路60であればHデータ)が入力される。
また、ECC回路107には、PB ユニット256からは、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータが入力される。
PB ユニット263には、PB ユニット265に書き戻すべきパリティデータがPB ユニット263に書き戻されてLとなったデータが格納されている。このPBユニット263はPCR置換先として指定されており、切替信号Sel_PCRがHレベルであるので、データ読み出し信号Data_Out_B_CRは固定値Hデータとなり、ECC回路107には、この固定値Hデータが入力される。
また、パリティカラム置換回路105には、PB ユニット263からは、PB ユニット265に書き込むべきだったが実際はPB ユニット263に書き込まれたパリティデータがData_Out_B_PCRバス(ECC Bus_1、及びECC Bus_2)を介して入力され、置換処理した後、ECC Bus_3を介してECC回路107に入力する。
ECC回路107は、デコード(Decode)処理を実行し、パリティデータに基づいて、PB ユニット0〜PB ユニット263に格納されたデータの誤りを訂正して(Error Correction)する(ステップST42)。
The data stored in the
At this time, as described above, the
In addition, the
The
Also, parity data that should have been written to the
The
続いて、ECC回路107は、PB ユニット0〜299にECC処理後のデータを書き戻す(Data Store)処理を実行する(ステップST43)。
PB ユニット0〜263には、ECC処理後のデータ(誤り訂正されたデータ)がそのまま書き戻される。PB ユニット264〜299のパリティデータ部についてはユーザーが使用しないため、ECC処理後のデータ(誤り訂正されたデータ)を書き戻す必要はないが、書き戻してもよい。パリティカラム置換回路105の制御により、PB ユニット265を非選択とし、PB ユニット263を選択する。これにより、PB ユニット265に書き戻すべき誤り訂正後のパリティデータをPB ユニット263に書き戻す。
Subsequently, the
In the
続いて、各PBユニットにおいて、図6に示すラッチ部にメモリセルに書き込むべきデータ(Data_i)がラッチされたので、センシング(Sensing)処理が終了すし、読み出し可能な状態へ移行する(ステップST15)。
PB ユニット0〜PB ユニット255には、選択信号Sel_Aが入力され、格納されたデータが、Data Bus_1、Data Bus_2、及びData Bus_3を介して、読み出される。このとき、カラムコーディング回路103は、カラム置換回路104の制御により、PB ユニット1を非選択とし、PB ユニット256を選択する。PB ユニット256は、PB ユニット1に書き込むべきだったが実際はPB ユニット256に書き込まれたデータを出力する。つまり、不良を有するカラムの置換(Defect Column Repair)が実行される(ステップST16)。
このようにして、ユーザがPB ユニット1を介してメモリセルトランジスタへ書き込んだ書き込みデータが、不良救済されて他のメモリセルトランジスタに書き込まれ、更に書き込まれたデータが誤り訂正されて、I/Oパッド106から出力される(ステップST17)。
Subsequently, in each PB unit, since the data (Data_i) to be written in the memory cell is latched in the latch unit shown in FIG. 6, the sensing process is terminated and the state shifts to a readable state (step ST15). .
The selection signal Sel_A is input to the
In this way, the write data written to the memory cell transistor by the user via the
このように、PB ユニット256〜263は、Main Dataの不良置換先またはParityの置換先として使用することができ、ECCのData部でありながらも、Parityが不良置換先として設定されたときにはECCのData部へは固定データを出力することにより、ECCコードの整合性を保つことができる。
As described above, the
NAND型フラッシュメモリ20は、ECC Bus(第1のデータバス)と、第1のデータバスと異なる本数から構成され、第1のデータバスとは独立して設けられるData Bus(第2のデータバス)と、を備える。また、NAND型フラッシュメモリ20は、第1の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第1のデータバスと同じ本数のビット線と、第1のデータバスとを接続してデータを転送し、一方、第2の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち第2のデータバスと同じ本数のビット線と、第2のデータバスとを接続してデータを転送するページバッファ102(データ転送部)を備える。データ転送部は、通常メモリセルに接続される通常ビット線のデータをラッチするページバッファ102a(第1のページバッファ)と、パリティメモリセルに接続されるパリティビット線のデータをラッチするページバッファ102c(第2のページバッファ)と、を含む。また、第1のページバッファに接続される通常メモリセル或いは通常ビット線に不良が有る場合に、通常メモリセル、及び通常ビット線とともに置換され、または、第2のページバッファに接続されるパリティメモリセル或いはパリティビット線に不良が有る場合に、パリティメモリセル、及びパリティビット線とともに置換される、ページバッファ(第3のページバッファ)を含む。第1のデータバスは、第1のページバッファ、第2のページバッファ、及び第3のページバッファと接続され、第2のデータバスは、第1のページバッファ、及び第3のページバッファと接続される。
The
NAND型フラッシュメモリ20によれば、Parity専用の不良置換領域(ページバッファ102d)を設ける場合に比べて、救済置換回路の規模増大を防ぐことができ、チップサイズの増大を抑制できる。また、リダンダンシーのページバッファ、パリティデータのページバッファを選択するAddressのマッピングを簡略化できる。
According to the
また、ページバッファ102b(第3のページバッファ)は、第1のページバッファ、及び第2のページバッファのいずれか一方の置換先として置換されたかを示す識別データが予め書き込まれており、識別データに応じて第1のページバッファまたは第2のページバッファとしての動作を実行する。
In the
ECC Data部に属するが、有効なDataが格納されないビット(ページバッファ102bのPBユニット256〜263における未使用のPB ユニット)にパリティデータを格納することができる。
Parity data can be stored in bits (unused PB units in the
また、CR/PCRの割り当てを設定できることから不良置換の効率化も期待でき、コストを削減することができる。たとえば、製造上のばらつきなどにより、Main Data部には不良が少ないが、Parity部に多数の不良が存在したような場合(もしくはその逆)においても、不良総数が、用意している置換用PBユニット数以下であれば、完全に救済可能となる。 Further, since the assignment of CR / PCR can be set, the efficiency of defective replacement can be expected, and the cost can be reduced. For example, there are few defects in the Main Data part due to manufacturing variations, etc., but even when there are many defects in the Parity part (or vice versa), the total number of defects is the replacement PB prepared. If it is less than the number of units, it can be completely relieved.
また、図12に示すPB ユニットは、図4、及び図5に示すPBユニットに回路を追加して、CR/PCR を切り替えて使用することができる機能を有している。この図12に示すPB ユニットを、PBユニットすべてに採用することも可能であるが、回路規模の増加が多くなる。そこで、ページバッファ102b(PBユニット256〜263のCR/PCR部)に、この図12に示すPB ユニットを搭載することを提案し、冗長領域の削減という十分な効果を得ることができることを示している。
The PB unit shown in FIG. 12 has a function that can be used by switching between CR / PCR by adding a circuit to the PB unit shown in FIGS. The PB unit shown in FIG. 12 can be used for all the PB units, but the circuit scale increases. Therefore, it is proposed to install the PB unit shown in FIG. 12 in the
NAND型フラッシュメモリ20は、第1のデータバスに接続されるとともに、パリティデータ入出力部に入力される第2のページバッファの出力データに基づき、データ入出力部に入力される第1のページバッファの出力データの誤りを訂正するECC回路107と、第1のデータバスに接続されるとともに、ECCモードにおいて、第2のページバッファのうちパリティメモリセルまたはパリティビット線に不良があるページバッファを第3のページバッファに置換するパリティカラム置換回路105と、を備える。
第3のページバッファは、前記識別データ(切替信号Sel_PCR)が第2のページバッファの置換先として置換されたことを示す場合、第1の動作モードのデータ読み出しにおいて選択されると、ECC回路107のデータ入出力部に固定データをData_Out_B_CRバス(第1のデータバス)を介して出力するとともに、ECC回路107のパリティデータ入出力部にパリティデータを、Data_Out_B_PCRバス(第1のデータバス)、及びパリティカラム置換回路105(救済置換回路)を介して出力する。一方、第1の動作モードのデータ書き込み動作において選択されると、ECC回路107のデータ入出力部からのデータ書き込み信号Data_In_CR(データ)の書き込みを許可せず、ECC回路107のパリティデータ入出力部からのパリティデータが入力される。
The
When the third page buffer indicates that the identification data (switch signal Sel_PCR) has been replaced as the replacement destination of the second page buffer, the
上述のようにECCコードにはData部とParity部とが存在するが、本実施形態では任意のビットに対して、Data部に属するが、Parity部にも属する機構を提供し、有効なDataが格納されないビットに、Parityデータを格納することができる。この場合は、ECC Data部としての読み出し値は固定値とし、Data部としてのビットへのデータの書き込みは不可とし、Parity部としての読み書きは許可することにより、ECCコードの整合性を保つことができる。 As described above, an ECC code has a Data part and a Parity part. In this embodiment, a mechanism belonging to the Data part but belonging to the Parity part is provided for an arbitrary bit. Parity data can be stored in bits that are not stored. In this case, it is possible to maintain the integrity of the ECC code by setting the read value as the ECC Data portion to a fixed value, disabling writing of data to the bit as the Data portion, and allowing read / write as the Parity portion. it can.
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention.
10,20,80…NAND型フラッシュメモリ、101…メモリアレイ、102,102a,102b,102c,102d,82,82a,82b…ページバッファ、83,103,108…カラムコーディング回路、84,104…カラム置換回路、105…パリティカラム置換回路、107…ECC回路、106,106c…I/Oパッド
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1のデータバスと異なる本数から構成され、前記第1のデータバスとは独立して設けられる第2のデータバスと、
第1の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち前記第1のデータバスと同じ本数のビット線と、前記第1のデータバスとを接続してデータを転送し、
一方、第2の動作モードによりメモリセルとの間でデータを転送する場合、複数のビット線のうち前記第2のデータバスと同じ本数のビット線と、前記第2のデータバスとを接続してデータを転送するデータ転送部と、
を備え、
前記データ転送部は、
通常メモリセルに接続される通常ビット線のデータをラッチする第1のページバッファと、
パリティメモリセルに接続されるパリティビット線のデータをラッチする第2のページバッファと、
前記第1のページバッファに接続される通常メモリセル或いは通常ビット線に不良が有る場合に、通常メモリセル、及び通常ビット線とともに置換され、または、前記第2のページバッファに接続されるパリティメモリセル或いはパリティビット線に不良が有る場合に、パリティメモリセル、及びパリティビット線とともに置換される、第3のページバッファと、
を含んで構成され、
前記第1のデータバスは、前記第1のページバッファ、前記第2のページバッファ、及び前記第3のページバッファと接続され、
前記第2のデータバスは、前記第1のページバッファ、及び前記第3のページバッファと接続される、
ことを特徴とする半導体記憶装置。 A first data bus;
A second data bus configured from a different number from the first data bus and provided independently of the first data bus;
When data is transferred between memory cells in the first operation mode, the same number of bit lines as the first data bus among a plurality of bit lines and the first data bus are connected to each other. Forward and
On the other hand, when data is transferred to and from the memory cell in the second operation mode, the same number of bit lines as the second data bus among the plurality of bit lines are connected to the second data bus. A data transfer unit for transferring data,
With
The data transfer unit is
A first page buffer for latching data of a normal bit line connected to a normal memory cell;
A second page buffer that latches data on the parity bit line connected to the parity memory cell;
When there is a defect in the normal memory cell or the normal bit line connected to the first page buffer, the parity memory is replaced with the normal memory cell and the normal bit line or connected to the second page buffer. A third page buffer that is replaced with the parity memory cell and the parity bit line if the cell or parity bit line is defective;
Comprising
The first data bus is connected to the first page buffer, the second page buffer, and the third page buffer;
The second data bus is connected to the first page buffer and the third page buffer.
A semiconductor memory device.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 In the third page buffer, identification data indicating whether or not one of the first page buffer and the second page buffer is replaced is written in advance, and according to the identification data Performing an operation as the first page buffer or the second page buffer;
The semiconductor memory device according to claim 1.
前記第1のデータバスに接続されるとともに、前記第1の動作モードにおいて、前記第2のページバッファのうちパリティメモリセルまたはパリティビット線に不良があるページバッファを前記第3のページバッファに置換する救済置換回路と、
を備え、
前記第3のページバッファは、前記識別データが前記第2のページバッファの置換先として置換されたことを示す場合、
前記第1の動作モードのデータ読み出しにおいて選択されると、前記ECC回路のデータ入出力部に固定データを前記第1のデータバスを介して出力するとともに、前記ECC回路のパリティデータ入出力部にパリティデータを、前記第1のデータバス、及び前記救済置換回路を介して出力し、
一方、前記第1の動作モードのデータ書き込み動作において選択されると、前記ECC回路のデータ入出力部からのデータの書き込みを許可せず、前記ECC回路のパリティデータ入出力部からのパリティデータが入力される、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 Output data of the first page buffer input to the data input / output unit based on the output data of the second page buffer input to the parity data input / output unit while being connected to the first data bus An ECC circuit for correcting the error of
A page buffer connected to the first data bus and having a defective parity memory cell or parity bit line in the second page buffer in the first operation mode is replaced with the third page buffer. A relief replacement circuit to perform,
With
When the third page buffer indicates that the identification data has been replaced as a replacement destination of the second page buffer,
When selected in the data read in the first operation mode, the fixed data is output to the data input / output unit of the ECC circuit via the first data bus, and is also output to the parity data input / output unit of the ECC circuit. Parity data is output via the first data bus and the repair replacement circuit,
On the other hand, when selected in the data write operation in the first operation mode, data writing from the data input / output unit of the ECC circuit is not permitted, and parity data from the parity data input / output unit of the ECC circuit is not allowed. Entered,
The semiconductor memory device according to claim 2.
前記ページバッファ制御回路は、メモリセルまたはビット線に不良が有る場合、前記第1のデータバスからの書き込みを許可しないことを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置。 The first page buffer has a page buffer control circuit that uses the output of the page buffer having a defect in a memory cell or bit line as fixed data,
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the page buffer control circuit does not permit writing from the first data bus when a memory cell or a bit line has a defect.
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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