(57)【要約】      （修正有）【課題】読出し動作を高速化することができる半導体記憶装置を提供する。【解決手段】メモリシステム（１）において半導体記憶装置（１００）は、メモリセルアレイ（１１０）を備える。温度センサ（１０６）は、メモリセルアレイの温度に応じた第１温度信号を生成する温度センサである。温度センサは、メモリセルアレイの待機期間中に定期的に生成される第１コマンドに基づいて第１温度信号を生成する。第１保持部は、第１温度信号を保持し、待機期間中に第１コマンドが生成されるごとに第１温度信号を更新する。電圧生成回路（１０７）は、第１保持部に保持された第１温度信号に基づいて、メモリセルアレイに印加する電圧を生成する。【選択図】図１
2020102283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの温度に応じた第１温度信号を生成する温度センサであって、前記メモリセルアレイの待機期間中に定期的に生成される第１コマンドに基づいて前記第１温度信号を生成する温度センサと、
前記第１温度信号を保持し、前記待機期間中に前記第１コマンドが生成されるごとに前記第１温度信号を更新する第１保持部と、
前記第１保持部に保持された前記第１温度信号に基づいて、前記メモリセルアレイに印加する電圧を生成する電圧生成回路と、を備える半導体記憶装置。
【請求項２】
前記温度センサは、ユーザにより設定された第２コマンドに基づいて、前記メモリセルアレイの温度に応じた第２温度信号を生成し、
前記第１保持部は、前記第１温度信号を前記第２温度信号で更新し、
前記電圧生成回路は、前記第１保持部に保持された前記第２温度信号に基づいて、前記メモリセルアレイに印加する電圧を生成する、請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項３】
前記温度センサは、前記メモリセルアレイへのアクセスを許可する第３コマンドに基づいて、前記メモリセルアレイの温度に応じた第３温度信号を生成し、
前記第１保持部は、前記第１温度信号を前記第３温度信号で更新し、
前記電圧生成回路は、前記第１保持部に保持された前記第３温度信号に基づいて、前記メモリセルアレイに印加する電圧を生成する、請求項１または請求項２に記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
前記温度センサは、前記第１および第２温度信号の生成に共有されている、請求項２に記載の半導体記憶装置。
【請求項５】
前記温度センサは、前記第１および第３温度信号の生成に共有されている、請求項３に記載の半導体記憶装置。
【請求項６】
前記第１温度信号の生成中に前記第２コマンドを受け取った場合でも、前記温度センサは、前記第１温度信号を生成し、前記第１保持部は、前記第１温度信号を保持し、
前記第２温度信号の生成中に前記第１コマンドを受け取った場合でも、前記温度センサは、前記第２温度信号を生成し、前記第１保持部は、前記第２温度信号を保持する、請求項２または請求項４に記載の半導体記憶装置。
【請求項７】
前記第１温度信号の生成中に前記第３コマンドを受け取った場合でも、前記温度センサは、前記第１温度信号を生成し、前記第１保持部は、前記第１温度信号を保持し、
前記第３温度信号の生成中に前記第１コマンドを受け取った場合でも、前記温度センサは、前記第３温度信号を生成し、前記第１保持部は、前記第３温度信号を保持する、請求項３または請求項５に記載の半導体記憶装置。
【請求項８】
前記第２コマンドに基づいて、前記メモリセルアレイを動作させるために用いられる第１クロックを生成開始する第１クロック生成部と、
前記第１クロック生成部とは別に設けられ、前記第１コマンドに基づいて、前記第１温度信号を生成するために用いられる第２クロックを生成開始する第２クロック生成部とをさらに備えた、請求項２、請求項４または請求項６のいずれか一項に記載の半導体記憶装置。
【請求項９】
前記第１コマンドを生成する第３クロック生成部をさらに備えた、請求項７に記載の半導体記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体記憶装置において、読出し動作の高速化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１５６７１８号公報
【特許文献２】特開２０１７−０８４４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
読出し動作を高速化することができる半導体記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態による半導体記憶装置は、メモリセルアレイを備える。温度センサは、メモリセルアレイの温度に応じた第１温度信号を生成する温度センサである。温度センサは、メモリセルアレイの待機期間中に定期的に生成される第１コマンドに基づいて第１温度信号を生成する。第１保持部は、第１温度信号を保持し、待機期間中に第１コマンドが生成されるごとに第１温度信号を更新する。電圧生成回路は、第１保持部に保持された第１温度信号に基づいて、メモリセルアレイに印加する電圧を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る半導体記憶装置を含むメモリシステムの構成の一例を示すブロック図。
【図２】温度センサの構成の一例を示すブロック図。
【図３】温度コードを説明するための概念図。
【図４】温度センサの発振器の構成の一例を示すブロック図。
【図５】制御回路の構成の一例を示すブロック図。
【図６】温度センサの動作の一例を示すタイミング図。
【図７】参照例および第１実施形態による温度コードの更新を示すタイミング図。
【図８】第２実施形態による温度センサの内部構成の一例を示すブロック図。
【図９】第２実施形態による温度センサの読み出し動作を示すタイミング図。
【図１０】第３実施形態による温度センサの内部構成の一例を示すブロック図。
【図１１】第３実施形態による温度センサの読み出し動作を示すタイミング図。
【図１２】変形例による温度センサの読み出し動作を示すタイミング図。
【図１３】レディ状態におけるクロック信号とビジー状態を示す信号とが重複した場合のタイミング図。
【図１４】本実施形態によるメモリパッケージの内部構成の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体記憶装置を含むメモリシステムの構成の一例を示すブロック図である。メモリシステム１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（半導体記憶装置）１００及びメモリコントローラ２００を備えている。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１００（以下、メモリ１００ともいう）及びメモリコントローラ２００（以下、コントローラ２００ともいう）は、例えばそれらの組み合わせにより一つの半導体装置を構成しても良く、その例としてはＳＤＴＭカードのようなメモリカードや、ＳＳＤ（solid state drive）等が挙げられる。メモリシステム１は、ホストデバイス（不図示）を更に備える構成であっても良い。
【０００９】
コントローラ２００は、メモリ１００の動作に必要なコマンドなどをメモリ１００に出力する。コントローラ２００は、当該コマンドをメモリ１００に出力することでメモリ１００からのデータの読み出し、メモリ１００へのデータの書込み、またはメモリ１００のデータの消去等を行う。
【００１０】
コントローラ２００とメモリ１００とは、入出力インターフェース１０１及び制御信号入力インターフェース１０２を介して接続される。
【００１１】
入出力インターフェース１０１は、入出力制御回路１０３から供給される信号に応じてデータストローブ信号ＤＱＳ、ＢＤＱＳ（ＤＱＳの相補信号）を生成する。入出力インターフェース１０１は、データ入出力線（ＤＱ０〜ＤＱ７）からデータを出力する際に、データストローブ信号ＤＱＳ及びＢＤＱＳを出力する。そして、メモリコントローラ２００は、データストローブ信号ＤＱＳ及びＢＤＱＳのタイミングに合わせて、データ入出力線（ＤＱ０〜ＤＱ７）からデータを受信する。また、入出力インターフェース１０１は、例えばコマンド入力端子、及びアドレス入力端子等を備えている。
【００１２】
制御信号入力インターフェース１０２は、メモリコントローラ２００からチップイネーブル信号ＢＣＥ、コマンドラッチイネーブル信号ＣＬＥ、アドレスラッチイネーブル信号ＡＬＥ、ライトイネーブル信号ＢＷＥ、リードイネーブル信号ＲＥ、ＢＲＥ（ＲＥの相補信号）、ライトプロテクト信号ＢＷＰ、データストローブ信号ＤＱＳ、ＢＤＱＳ（ＤＱＳの相補信号）を受信する。
【００１３】
チップイネーブル信号ＢＣＥは、メモリ１００の選択信号として用いられる。  コマンドラッチイネーブル信号ＣＬＥは、動作コマンドをレジスタ１０４に取り込む際に使用する信号である。アドレスラッチイネーブル信号ＡＬＥは、アドレス情報もしくは入力データを、レジスタ１０４に取り込む際に使用する信号である。ライトイネーブル信号ＢＷＥは、入出力インターフェース１０１上のコマンド、アドレス、およびデータをメモリ１００に取り込むための信号である。リードイネーブル信号ＲＥ、ＢＲＥは、データを入出力インターフェース１０１からシリアルに出力させる際に使用する信号である。ライトプロテクト信号ＢＷＰは、メモリ１００の電源投入時、もしくは電源遮断時などの入力信号が不確定な場合に、予期できない消去や書き込みからデータを保護するために使用する。
【００１４】
図１では図示しないが、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１００の内部動作状態を示すＲ／Ｂ端子、電力供給用のＶｃｃ／Ｖｓｓ／Ｖｃｃｑ／Ｖｓｓｑ端子等もＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１００に設けられる。
【００１５】
入出力制御回路１０３は、入出力インターフェース１０１を介してメモリセルアレイ１１０から読み出したデータをメモリコントローラ２００に出力する。入出力制御回路１０３は、制御信号入力インターフェース１０２、及び制御回路１０５を介して、書き込み、読み出し、消去、及びステータス・リード等の各種コマンド、アドレス、及び書き込みデータを受信する。
【００１６】
制御回路１０５は、制御信号入力インターフェース１０２を介して入力される制御信号を入出力制御回路１０３に供給する。制御回路１０５は、温度センサ１０６、電圧生成回路１０７、センス回路１１１、データレジスタ１１２、カラムデコーダ１１３、ロウデコーダ１１４、及びレジスタ１０４を制御する。
【００１７】
制御回路１０５は、制御信号、及びコマンドレジスタ１０４を介して入力されるコマンドに応じて動作する。制御回路１０５は、データのプログラム、ベリファイ、読み出し、消去時に、電圧生成回路１０７を用いて、メモリセルアレイ１１０、センス回路１１１、及びロウデコーダ１１４に所望の電圧を供給する。
【００１８】
制御回路１０５は、第１クロック生成部としての発振器ＯＳＣ１を有し、メモリセルアレイ１１０を動作させるために用いられるクロック（第１クロック）を生成する。発振器ＯＳＣ１は、例えば、制御信号入力インターフェース１０２を介してチップイネーブル信号ＢＣＥを受け取ったときに起動し、クロックの生成を開始する。発振器ＯＳＣ１からのクロックに基づいて、電圧生成回路１０７はメモリセルアレイ１１０に電圧を印加し、データのプログラム、ベリファイ、読み出し、消去等が実行可能となる。即ち、発振器ＯＳＣ１は、メモリ１００が選択されていない待機状態（レディ状態）においてはクロックを生成しない。一方、発振器ＯＳＣ１は、メモリ１００が選択されて起動状態（ビジー状態）になったときにクロックの生成を開始する。
【００１９】
なお、本実施形態では、入出力制御回路１０３、及び制御回路１０５を、それぞれ機能別に説明した。しかしながら、入出力制御回路１０３、及び制御回路１０５は同じハードウェア資源によって実現されても良い。
【００２０】
レジスタ１０４は、入出力制御回路１０３から入力されるコマンドを制御回路１０５に出力する。レジスタ１０４は、例えばメモリコントローラ２００から供給されたアドレスをラッチする。そして、レジスタ１０４は、ラッチしたアドレスを内部物理アドレス（カラムアドレス及びロウアドレス）へ変換する。そしてレジスタ１０４は、カラムアドレスをカラムデコーダ１１３に供給し、且つロウアドレスをロウデコーダ１１４に供給する。
【００２１】
レジスタ１０４は、メモリ１００内部の種々の状態を外部に知らせるためのものである。レジスタ１０４は、メモリ１００がレディ／ビジー状態のいずれにあるかを示すデータを保持するレディ／ビジーレジスタ、書き込みのパス／フェイルを示すデータを保持する書き込みステータスレジスタ（不図示）を有する。
【００２２】
温度センサ１０６は、制御回路１０５の命令に基づいてメモリ１００の温度を測定し、メモリ１００の温度に応じた温度コードを生成する。そして、温度センサ１０６は、温度コードに基づいた電圧生成信号ＴＯＵＴを電圧生成回路１０７に供給する。電圧生成回路１０７は、電圧生成信号ＴＯＵＴに基づいて、各種電圧を生成する。本実施形態において、温度センサ１０６は、メモリセルアレイ１１０への書込み動作、メモリセルアレイ１１０からの読み出し動作、メモリセルアレイ１１０の消去動作等のアクセス動作に関わらず、温度コードを生成する。即ち、温度センサ１０６は、メモリセルアレイ１１０へのアクセス期間中（ビジー状態）であっても、メモリセルアレイ１１０へアクセスしていない待機期間中（レディ状態）であっても、メモリセルアレイ１１０の温度に応じた温度コード（温度信号ともいう）を定期的に生成する。尚、温度センサ１０６の詳細な説明については後述する。
【００２３】
メモリセルアレイ１１０は、複数のビット線ＢＬと、複数のワード線ＷＬと、ソース線ＳＬとを含む。メモリセルアレイ１１０は、電気的に書き換えが可能なメモリセルトランジスタ（単にメモリセルともいう）ＭＣがマトリクス状に配置された複数のブロックＢＬＫで構成されている。メモリセルＭＣは、例えば、制御ゲート電極及び電荷蓄積層（例えば浮遊ゲート電極）を含む積層ゲートを有し、浮遊ゲート電極に注入された電荷量により定まるトランジスタの閾値の変化によって二値、あるいは多値データを記憶する。即ち、メモリセルＭＣは、ＳＬＣ（Single Level Cell）またはＭＬＣ（Multi-Level Cell）であってもよい。また、メモリセルＭＣは、窒化膜に電子をトラップするＭＯＮＯＳ（Metal - Oxide - Nitride - Oxide - Silicon）構造を有するものであっても良い。
【００２４】
メモリセルアレイ１１０の構成についてはその他の構成であっても良い。すなわちメモリセルアレイ１１０の構成については、例えば、“THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY”という２００９年３月１９日に出願された米国特許出願１２／４０７，４０３号に記載されている。また、“THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY”という２００９年３月１８日に出願された米国特許出願１２／４０６，５２４号、“NVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME”という２０１０年３月２５日に出願された米国特許出願１２／６７９，９９１号、“NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE”という２０１１年９月２２日に出願された米国特許出願１３／８１６，７９９号、“SEMICONDUCTOR MEMORY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME”という２００９年３月２３日に出願された米国特許出願１２／５３２，０３０号に記載されている。これらの特許出願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
【００２５】
また、メモリセルアレイ１１０の構成については、例えば、“SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE HAVING PLURALITY OF TYPES OF MEMORIES INTEGRATED ON ONE CHIP”という２００９年３月３日に出願された米国特許出願１２／３９７，７１１号に記載されている。また、“SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE INCLUDING STACKD GATE HAVING CHARGE ACCUMULATIONLAYER AND CONTROL GATE AND METHOD OF WRITING DATA TO SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE”という２０１２年４月１９日に出願された米国特許出願１３／４５１，１８５号、“NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY ELEMENT, NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY, AND METHOD FOR OPERATING NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY ELEMENT”という２００９年３月１７日に出願された米国特許出願１２／４０５，６２６号、及び“NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE HAVING ELEMENT ISOLATING REGION OF TRENCH TYPE AND METHODOF MANUFACTURING THE SAME”という２００１年９月２１日に出願された米国特許出願０９／９５６，９８６号に記載されている。これらの特許出願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
【００２６】
センス回路１１１は、データの読み出し動作時には、メモリセルＭＣからビット線に読み出されたデータをセンスする。
【００２７】
データレジスタ１１２は、ＳＲＡＭ等で構成される。データレジスタ１１２は、メモリコントローラ２００から供給されたデータや、センス回路１１１によって検知されたベリファイ結果等を記憶する。
【００２８】
カラムデコーダ１１３は、カラムアドレス信号をデコードし、ビット線ＢＬの何れかを選択する選択信号をセンス回路１１１に出力する。
【００２９】
ロウデコーダ１１４は、ロウアドレス信号をデコードする。そして、ロウデコーダ１１４は、メモリセルアレイ１１０のワード線ＷＬ及び選択ゲート線ＳＧＤ、ＳＧＳを選択して駆動する。
【００３０】
図２は、温度センサ１０６の構成の一例を示すブロック図である。温度センサ１０６は、バンドギャップリファレンス回路１０６ａ、逐次比較レジスタ（ＳＡＲ（Successive Approximation Register））１０６ｂ、ディジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）１０６ｃ、抵抗素子１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆ、電圧比較回路１０６ｇ、１０６ｈ、１０６ｉ、ＡＮＤ演算回路１０６ｊ、シーケンサ１０６ｋ、演算回路１０６ｌ、発振器ＯＳＣ２、ＯＳＣ３、および制御回路１０６ｍを備えている。
【００３１】
バンドギャップリファレンス回路（以下、ＢＧＲ回路ともいう）１０６ａは、例えばダイオード等を備えた回路である。ＢＧＲ回路１０６ａは、制御回路１０５から“Ｈ（High）”レベルのイネーブル信号ＥＮを受信すると、参照電圧ＶＲＥＦと、メモリ１００の絶対温度に比例する電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｈを生成する。参照電圧ＶＲＥＦは、温度に比例しない電圧である。
【００３２】
温度センサ１０６は、図１の制御回路１０５内の発振器ＯＳＣ１とは別に、第２クロック生成部としての発振器ＯＳＣ２と、第３クロック生成部としての発振器ＯＳＣ３とを備えている。発振器ＯＳＣ２は、温度に基づく電圧コードを生成するために、第２クロック信号ＣＬＫ２を生成する。発振器ＯＳＣ２は、発振器ＯＳＣ１と同じ構成でよく、発振器ＯＳＣ１からのクロック信号ＣＬＫ１と同一周期のクロック信号ＣＬＫ２を生成可能である。発振器ＯＳＣ２は、発振器ＯＳＣ３からのイネーブル信号ＥＮを受けて起動し、第２クロック信号ＣＬＫ２の生成を開始する。発振器ＯＳＣ３は、温度センサ１０６全体を駆動させる第１コマンドとしてのイネーブル信号ＥＮを生成するために用いられている。発振器ＯＳＣ３からのイネーブル信号ＥＮは、発振器ＯＳＣ１およびＯＳＣ２からのクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２よりも長周期のクロック信号である。例えば、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２が、数十ｎｓ周期のクロック信号であるのに対し、発振器ＯＳＣ３からのイネーブル信号ＥＮは、数ｍｓ周期のクロック信号である。すなわち、発振器ＯＳＣ３からのイネーブル信号ＥＮの周期はクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の周期の百〜千倍程度である。発振器ＯＳＣ３の構成は、後で詳細に説明する。尚、イネーブル信号ＥＮは、発振器ＯＳＣ３だけでなく、メモリ１００がビジー状態になったときに図１の制御回路１０５からも発せられる場合がある。
【００３３】
逐次比較レジスタ１０６ｂは、制御回路１０５制御回路１０５または発振器ＯＳＣ３から“Ｈ”レベルのイネーブル信号ＥＮを受信すると動作を開始する。更に逐次比較レジスタ１０６ｂは、発振器ＯＳＣ２から受信するクロック信号ＣＬＫ２のタイミング（例えば立ち上がりエッジ）に合わせて動作する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、制御回路１０５または発振器ＯＳＣ３からイネーブル信号ＥＮを受信すると、記憶しているディジタル値の温度コードＴＣ（温度信号）をディジタルアナログ変換回路１０６ｃに供給する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、シーケンサ１０６ｋからリセット信号ＲＥＳＥＴを受信すると、最新の温度コードを確定するための温度コードの更新動作（サンプリング動作ともいう）を行う。逐次比較レジスタ１０６ｂは、シーケンサ１０６ｋから完了通知信号ＤＯＮＥを受信、またはサンプリング動作が完了すると、記憶されている温度コードＴＣを演算回路１０６ｌに供給する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、基本的には最新の温度コードＴＣを記憶している。
【００３４】
ここで、発振器ＯＳＣ２、ＯＳＣ３は発振器ＯＳＣ１とは別に設けられているので、温度センサ１０６は、制御回路１０５の動作とは別に動作することができる。従って、温度センサ１０６は、メモリセルアレイ１１０がレディ状態であっても、ＯＳＣ３が定期的に（例えば、数ｍｓごとに）生成するイネーブル信号ＥＮに基づいて温度コードを生成することができる。このとき、温度センサ１０６は、発振器ＯＳＣ２からのクロック信号ＣＬＫ２に従ってメモリ１００の温度をサンプリングし、温度コードを生成する。
【００３５】
温度センサ１０６からの電圧生成信号ＴＯＵＴは、メモリセルアレイ１１０またはその周辺の温度を表すデジタルデータである。従って、電圧生成回路１０７は、メモリセルアレイ１１０に印加される各種電圧を、メモリセルアレイ１１０の温度に応じて変更することができる。例えば、メモリセルＭＣの閾値電圧は温度によって変動する。このため、データ読出し動作において、電圧生成回路１０７は、メモリセルＭＣの閾値電圧の温度特性に合わせて、ワード線に印加する電圧を生成する。これにより、メモリセルアレイ１１０の温度が変化しても、センス回路１１１は、メモリセルＭＣに格納されたデータを正確に読み出すことができる。
【００３６】
ディジタルアナログ変換回路１０６ｃは、温度コードＴＣを、電圧に変換する。具体的には、ディジタルアナログ変換回路１０６ｃは、参照電圧ＶＲＥＦ及び温度コードＴＣに基づいて、第２参照電圧ＶＲＥＦＴを生成する。第２参照電圧ＶＲＥＦＴは温度コードＴＣに比例する電圧である。
【００３７】
電圧比較回路１０６ｇは、非反転端子には、ノードＮ１を介して電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｈが供給され、反転端子には、ノードＮ４を介して電圧ＶＲＥＦＴが供給される。電圧比較回路１０６ｇは、電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｈが電圧ＶＲＥＦＴよりも高い場合は“Ｈ”レベルの信号ＶＣ１を出力する。電圧比較回路１０６ｇは、電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｈが電圧ＶＲＥＦＴよりも低い場合は“Ｌ（Low）”レベル（Ｌ＜Ｈ）の信号ＶＣ１を出力する。
【００３８】
抵抗素子１０６ｄは、一端にノードＮ１が接続され、他端にノードＮ２が接続される。抵抗素子１０６ｄの抵抗値等については後述する。
【００３９】
電圧比較回路１０６ｉは、非反転端子には、ノードＮ２を介して電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｍ（ＶＰＴＡＴ＿Ｍ＜ＶＰＴＡＴ＿Ｈ）が供給され、反転端子には、ノードＮ４を介して電圧ＶＲＥＦＴが供給される。電圧比較回路１０６ｉは、電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｍが電圧ＶＲＥＦＴよりも高い場合は“Ｈ”レベルの信号ＶＣ３を出力する。電圧比較回路１０６ｉは、電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｍが電圧ＶＲＥＦＴよりも低い場合は“Ｌ”レベルの信号ＶＣ３を出力する。
【００４０】
抵抗素子１０６ｅは、一端にノードＮ２が接続され、他端にノードＮ３が接続される。抵抗素子１０６ｅの抵抗値等については後述する。
【００４１】
電圧比較回路１０６ｈは、非反転端子には、ノードＮ３を介して電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｌ（ＶＰＴＡＴ＿Ｌ＜ＶＰＴＡＴ＿Ｍ）が供給され、反転端子には、ノードＮ４を介して電圧ＶＲＥＦＴが供給される。電圧比較回路１０６ｈは、電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｌが電圧ＶＲＥＦＴよりも高い場合は“Ｈ”レベルの信号ＶＣ２を出力する。電圧比較回路１０６ｈは、電圧ＶＰＴＡＴ＿Ｌが電圧ＶＲＥＦＴよりも低い場合は“Ｌ”レベルの信号ＶＣ２を出力する。
【００４２】
抵抗素子１０６ｆは、一端にノードＮ３が接続され、他端に接地電位ＶＳＳが接続される。
【００４３】
ＡＮＤ演算回路１０６ｊは、非反転端子に信号ＶＣ１が入力され、反転端子に信号ＶＣ２が入力される。ＡＮＤ演算回路１０６ｊは、信号ＶＣ１が“Ｈ”レベル、且つ信号ＶＣ２が“Ｌ”レベルの場合のみに“Ｈ”レベルの信号ＶＡＬを出力し、それ以外の場合は、“Ｌ”レベルの信号ＶＡＬを出力する。
【００４４】
シーケンサ１０６ｋは、制御回路１０５または発振器ＯＳＣ３から“Ｈ”レベルのイネーブル信号ＥＮを受信すると動作する。更にシーケンサ１０６ｋは、発振器ＯＳＣ２から受信するクロック信号ＣＬＫ２のタイミング（例えば立ち上がりエッジ）に合わせて動作する。シーケンサ１０６ｋは、“Ｈ”レベルの信号ＶＡＬを受信すると、完了通知信号ＤＯＮＥを制御回路１０５に供給する。シーケンサ１０６ｋは、“Ｌ”レベルの信号ＶＡＬを受信すると、リセット信号ＲＥＳＥＴを逐次比較レジスタ１０６ｂに供給する。
【００４５】
演算回路１０６ｌは、逐次比較レジスタ１０６ｂから供給される温度コードＴＣと、電圧コードＶＲ、及び温度係数Ｔｃｏに基づいて、電圧生成信号ＴＯＵＴを生成する。演算回路１０６ｌは、「電圧生成信号ＴＯＵＴ＝電圧コードＶＲ＋温度係数Ｔｃｏ＊温度コードＴＣ」という式を用いて電圧生成信号ＴＯＵＴを導出する。
【００４６】
図３は、温度コードＴＣを説明するための概念図である。温度センサ１０６は、メモリ１００の温度をｎビット（ｎは任意の整数）のデジタルデータに変換している。このデジタルデータが、温度コードである。温度センサ１０６は、例えば、ＳＡＲ方式を用いて温度をデジタルデータへ変換する。ここでは、一例として、温度コードが５ビットのデジタルデータである場合について説明する。
【００４７】
温度コードが５ビットのデジタルデータである場合、図３に示すように、温度を３２分割して判定することが可能である。
【００４８】
第１ビット（１ｓｔビット）は、温度ＴＭＰ１６の大小を判定するビットである。例えば、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ１６よりも低い場合は、“１”となる。また、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ１６よりも高い場合は、“０”となる。
【００４９】
第２ビット（２ｎｄビット）は、温度ＴＭＰ８、または温度ＴＭＰ２４の大小を判定するビットである。例えば、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ８、または温度ＴＭＰ２４よりも低い場合は、“１”となる。また、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ８、または温度ＴＭＰ２４よりも高い場合は、“０”となる。
【００５０】
第３ビット（３ｒｄビット）は、温度ＴＭＰ４、温度ＴＭＰ１２、温度ＴＭＰ２０、及び温度ＴＭＰ２８の中から選択された１つの温度の大小を判定するビットである。例えば、メモリ１００の温度が、温度ＴＭＰ４、温度ＴＭＰ１２、温度ＴＭＰ２０、及び温度ＴＭＰ２８の中から選択された１つの温度よりも低い場合は、“１”となる。また、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ４、温度ＴＭＰ１２、温度ＴＭＰ２０、及び温度ＴＭＰ２８の中から選択された１つの温度よりも高い場合は、“０”となる。
【００５１】
第４ビット（４ｔｈビット）は、温度ＴＭＰ２、温度ＴＭＰ６、温度ＴＭＰ１０、温度ＴＭＰ１４、温度ＴＭＰ１８、温度ＴＭＰ２２、温度ＴＭＰ２６、及び温度ＴＭＰ３０の中から選択された１つの温度の大小を判定するビットである。例えば、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ２、温度ＴＭＰ６、温度ＴＭＰ１０、温度ＴＭＰ１４、温度ＴＭＰ１８、温度ＴＭＰ２２、温度ＴＭＰ２６、及び温度ＴＭＰ３０の中から選択された１つの温度よりも低い場合は、“１”となる。また、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ２、温度ＴＭＰ６、温度ＴＭＰ１０、温度ＴＭＰ１４、温度ＴＭＰ１８、温度ＴＭＰ２２、温度ＴＭＰ２６、及び温度ＴＭＰ３０の中から選択された１つの温度よりも高い場合は、“０”となる。
【００５２】
第５ビット（５ｔｈビット）は、温度ＴＭＰ１、温度ＴＭＰ３、温度ＴＭＰ５、温度ＴＭＰ７、温度ＴＭＰ９、温度ＴＭＰ１１、温度ＴＭＰ１３、温度ＴＭＰ１５、温度ＴＭＰ１７、温度ＴＭＰ１９、温度ＴＭＰ２１、温度ＴＭＰ２３、温度ＴＭＰ２５、温度ＴＭＰ２７、温度ＴＭＰ２９、及び温度ＴＭＰ３１の中から選択された１つの温度の大小を判定するビットである。例えば、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ１、温度ＴＭＰ３、温度ＴＭＰ５、温度ＴＭＰ７、温度ＴＭＰ９、温度ＴＭＰ１１、温度ＴＭＰ１３、温度ＴＭＰ１５、温度ＴＭＰ１７、温度ＴＭＰ１９、温度ＴＭＰ２１、温度ＴＭＰ２３、温度ＴＭＰ２５、温度ＴＭＰ２７、温度ＴＭＰ２９、及び温度ＴＭＰ３１の中から選択された１つの温度よりも低い場合は、“１”となる。また、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰ１、温度ＴＭＰ３、温度ＴＭＰ５、温度ＴＭＰ７、温度ＴＭＰ９、温度ＴＭＰ１１、温度ＴＭＰ１３、温度ＴＭＰ１５、温度ＴＭＰ１７、温度ＴＭＰ１９、温度ＴＭＰ２１、温度ＴＭＰ２３、温度ＴＭＰ２５、温度ＴＭＰ２７、温度ＴＭＰ２９、及び温度ＴＭＰ３１の中から選択された１つの温度よりも高い場合は、“０”となる。
【００５３】
なお、メモリ１００の温度に比例して電圧が変動する。そこで、温度センサ１０６は、温度によって変動する電圧に基づいて、温度を判定する。
【００５４】
図３を用いて、メモリ１００の温度が温度ＴＭＰＡである時のサンプリング動作方法について概略的に説明する。サンプリング動作時において、逐次比較レジスタ１０６ｂは、ディジタルアナログ変換回路１０６ｃに、温度ＴＭＰ１６に基づく電圧を生成させる。そして、図３に示すように、温度ＴＭＰＡは、温度ＴＭＰ１６よりも低い。そのため、逐次比較レジスタ１０６ｂに“Ｈ”レベルの信号ＶＣ３が供給される。これにより、逐次比較レジスタ１０６ｂは、第１ビットを“１”と判定する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、第１ビットを“１”と判定したので、温度ＴＭＰＡと、温度ＴＭＰ８との大小を比較する。温度ＴＭＰＡは、温度ＴＭＰ８よりも低い。そのため、逐次比較レジスタ１０６ｂは、第２ビットを“１”と判定する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、第１ビット及び第２ビットを“１”と判定したので、温度ＴＭＰＡと、温度ＴＭＰ４との大小を比較する。温度ＴＭＰＡは、温度ＴＭＰ４よりも低い。そのため、逐次比較レジスタ１０６ｂは、第３ビットを“１”と判定する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、第１ビット〜第３ビットを“１”と判定したので、温度ＴＭＰＡと、温度ＴＭＰ２との大小を比較する。温度ＴＭＰＡは、温度ＴＭＰ２よりも高い。そのため、逐次比較レジスタ１０６ｂは、第４ビットを“０”と判定する。逐次比較レジスタ１０６ｂは、第１ビット〜第３ビットを“１”、第４ビットを“０”と判定したので、温度ＴＭＰＡと、温度ＴＭＰ３との大小を比較する。温度ＴＭＰＡは、温度ＴＭＰ３よりも高い。そのため、逐次比較レジスタ１０６ｂは、第５ビットを“０”と判定する。以上のようにして、逐次比較レジスタ１０６ｂは、温度ＴＭＰＡは、温度ＴＭＰ３と温度ＴＭＰ４との間であることを判定し、その判定結果として、「１１１００」というディジタルコードを温度コードとして得ることができる。メモリ１００の温度が温度ＴＭＰＢである時のサンプリング動作方法については省略する。なお、温度ＴＭＰ１〜ＴＭＰ３１はそれぞれ等間隔（ｄＴＭＰ）に設定されている。
【００５５】
以上のように、温度センサ１０６は、メモリ１００の温度を計測し、温度に合わせた電圧を生成するように、電圧生成回路１０７を制御する。電圧生成回路１０７は、温度センサ１０６からの電圧生成信号ＴＯＵＴに基づいて、メモリセルアレイ１１０に印加する各種電圧を生成する。例えば、データ読出し動作において、電圧生成回路１０７は、ワード線電圧を電圧生成信号ＴＯＵＴに応じた電圧とする。これにより、メモリセルアレイ１１０の温度が変化しても、センス回路１１１は、メモリセルＭＣに格納されたデータを正確に読み出すことができる。
【００５６】
しかし、温度コードＴＣの取得時間は、メモリ１００の動作の高速化のために短縮することが求められている。例えば、ストレージやキャッシュメモリに用いられる低レイテンシＮＡＮＤ型フラッシュメモリにおいては、従来のＮＡＮＤ型フラッシュメモリにおける温度精度を維持したまま、温度コードの取得時間を短縮することが求められている。温度コードＴＣの取得時間は、従来から継続的に短縮されてはいるものの、数μｓかかる。即ち、図２の逐次比較レジスタ（ＳＡＲ）１０６ｂに保持されている温度コードＴＣを更新するためには、数μｓの時間を要する。
【００５７】
ここで、もし、温度コードの更新を発振器ＯＳＣ１からのクロックのみに従って生成した場合、温度コードは、メモリがビジー状態に入ってから更新されることになる。発振器ＯＳＣ１は、メモリが選択されてビジー状態になった後にクロックの生成を開始するからである。この場合、読出し動作において、逐次比較レジスタ１０６ｂの温度コードが更新されるまで、電圧生成回路１０７はワード線電圧を決定することができないことになる。即ち、逐次比較レジスタ１０６ｂの温度コードが取得されるまで、メモリは、データの読出しを実行できない。例えば、温度コードＴＣの取得時間が数μｓである場合、メモリがリードイネーブル信号ＲＥを受けビジー状態になってから数μｓ後でなければ、ワード線に電圧を印加することができず、センス回路１１１はデータを検出することができない。
【００５８】
これに対し、本実施形態によるメモリ１００は、発振器ＯＳＣ１とは別に設けられた発振器ＯＳＣ２、ＯＳＣ３を備えている。発振器ＯＳＣ２は、温度センサ１０６を動作せるために、温度センサ１０６内に設けられている。発振器ＯＳＣ２の構成は、発振器ＯＳＣ１と同じ構成でよい。発振器ＯＳＣ３は、発振器ＯＳＣ２が発振器ＯＳＣ１とは別に設けられていることによって、温度センサ１０６は、メモリ１００がレディ状態中であっても、定期的に生成されるイネーブル信号ＥＮに基づいて温度コードを生成することができる。
【００５９】
図４は、温度センサ１０６の発振器ＯＳＣ３の構成の一例を示すブロック図である。尚、発振器ＯＳＣ２の構成は、図１の発振器ＯＳＣ１の構成と同様であり、その説明は省略する。
【００６０】
発振器ＯＳＣ３は、ベース発振器１２０と、リフレッシュカウンタ１２１と、演算回路１２３とを備えている。ベース発振器１２０は、イネーブル信号ＥＮの周期よりも小さな任意の周期を有するベースクロック信号ＣＬＫｂを生成する。リフレッシュカウンタ１２１は、複数のフリップフロップＦＦ０〜ＦＦｎ（ｎは１以上の整数）を備えており、ベースクロック信号ＣＬＫｂを分周する。フリップフロップＦＦ０は、ベースクロック信号ＣＬＫｂの２倍周期（分周比２）のクロックを出力し、ＦＦ１は、ベースクロック信号ＣＬＫｂの４倍周期（分周比４）のクロックを出力する。このように、フリップフロップＦＦｋ（０≦ｋ≦ｎ）は、ベースクロック信号ＣＬＫｂの２（ｋ＋１）倍周期（分周比２（ｋ＋１））のクロックを出力する。即ち、フリップフロップＦＦ０〜ＦＦｎの出力ＴＭ［０］〜ＴＭ［ｎ］は、ベースクロック信号ＣＬＫｂの２倍周期〜２（ｎ）倍周期のクロックとなる。
【００６１】
演算回路１２３は、フリップフロップＦＦｋの出力ＴＭ［ｋ］（出力ＴＭ［０］〜ＴＭ［ｎ］のいずれか）と、ＳＥＴ＿ＦＥＡＴＵＲＥ信号とを入力し、それらの論理積を出力する。ＳＥＴ＿ＦＥＡＴＵＲＥ信号は、メモリ１００がコマンドを受け取る準備ができたことを示す信号であり、電源投入後、立ち上がり、電源が切断されるまでその立ち上がった状態を維持する。ベース発振器１２０は、電源投入によって起動し、ベースクロック信号ＣＬＫｂを継続して出力する。ベース発振器１２０は、メモリ１００の電源を切断するまでベースクロック信号ＣＬＫｂを出力し続ける。従って、演算回路１２３は、ＳＥＴ＿ＦＥＡＴＵＲＥ信号が立ち上がった後、メモリ１００の電源が切断されない限りにおいて、出力ＴＭ［ｋ］を出力し続ける。
【００６２】
出力ＴＭ［ｋ］は、イネーブル信号ＥＮの立ち上がり周期（即ち、温度センサ１０６の駆動周期）に応じて任意に設定される。後述のように、メモリセルアレイ１１０の温度変化は、メモリセルアレイ１１０を構成する材質またその使用する環境の保証温度範囲にもよるものの、最短でも数１０ｍｓ／１℃〜数１００ｍｓ／１℃程度である。すなわち、メモリセルアレイ１１０の温度が１℃変化したときに温度コードが更新されることを保証するためには、少なくとも数１０ｍｓごとに温度コードを更新すればよい。従って、例えば、イネーブル信号ＥＮの立ち上がり周期を約５ｍｓにする場合、５ｍｓに近い周期を有する出力ＴＭ［ｋ］が選択され、論理回路１２３に入力される。出力ＴＭ［ｋ］は、例えば、メモリコントローラ２００からＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１００へ特性を設定するためのコマンドセットを送信することで、選択することができる。このようにして、発振器ＯＳＣ３は、任意の周期のイネーブル信号ＥＮを出力することができる。
【００６３】
図５は、制御回路１０６ｍの構成の一例を示すブロック図である。尚、発振器ＯＳＣ２、ＯＳＣ３を制御する論理回路は、ＥＮ制御回路＿ｃおよびＥＮ制御回路＿ｄとして示されている。ＥＮ制御回路＿ｃおよびＥＮ制御回路＿ｄは、温度センサ１０６においてそれぞれ個別のタイミングで駆動するため、図１の入出力制御回路１０３から個別の信号を受け取る。また、入出力制御回路１０３に信号を戻す場合には、その信号を入出力制御回路１０３と同期させる必要があるため、同期回路＿ａが入出力制御回路１０３に信号を戻す役目を担う。ＥＮ制御回路＿ｃおよびＥＮ制御回路＿ｄは、フリップフロップの多段接続で主に構成される。ステートマシンでは、ＯＳＣ２、ＯＳＣ３がレディかビジーかの論理制御部になっている。また、ビジー直後にＯＳＣ３を駆動させないための長周期カウントのリセット回路＿eも制御回路１０６ｍに設けられる。
【００６４】
図６は、温度センサ１０６の動作の一例を示すタイミング図である。
【００６５】
まず、ｔ１において、電源ＶＤＤが投入される。
【００６６】
次に、ｔ２において、ＳＥＴ＿ＦＥＡＴＵＲＥ信号が立ち上がる。これにより、メモリ１００全体がコマンドを受け付け可能になる。但し、メモリ１００は、まだコマンドを受け付けていない待機状態（レディ状態）である。メモリ１００は、メモリコントローラ２００からコマンドを受け取ると、ビジー状態となるが、図６ではレディ状態の期間のみを示しており、ビジー状態については示していない。
【００６７】
次に、ｔ３において、発振器ＯＳＣ３が起動し、イネーブル信号ＥＮの出力を開始する。イネーブル信号ＥＮは、例えば、数ｍｓの周期で立ち上がる。
【００６８】
ｔ３において、イネーブル信号ＥＮが立ち上がると、ｔ４において、温度センサ１０６が起動し、発振器ＯＳＣ２もクロック信号ＣＬＫ２の出力を開始する。クロック信号ＣＬＫ２は、シーケンサ１０６ｋおよび逐次比較レジスタ１０６ｂを動作させて、そのときのメモリセルアレイ１１０の温度に応じた温度コードを取得する。
【００６９】
また、イネーブル信号ＥＮが立ち上がると、ｔ４においてＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち下がる。ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号は、温度センサ１０６のビジー状態を示す信号である。ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号がロウの場合、温度センサ１０６がビジー状態であることを示し、メモリセルアレイ１１０の温度を検出し、温度コードを生成している最中であることを示す。ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号がハイの場合、温度センサ１０６はレディ状態であることを示し、イネーブル信号ＥＮ等を受信可能（待機状態）になっている。
【００７０】
ｔ４〜ｔ５において、温度センサ１０６はビジー状態であり、シーケンサ１０６ｋおよび逐次比較レジスタ１０６ｂが温度コードを生成する。
【００７１】
ｔ５において、温度コードが生成されると、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち上がり、逐次比較レジスタ１０６ｂに保持された温度コードが更新される。このように、温度コードを更新する動作は、以下、温度コードの“リフレッシュ”とも呼ぶ。また、レディ状態であってもイネーブル信号ＥＮが立ち上がるごとに温度コードを自動で更新する動作は、以下、温度コードの“オートリフレッシュ”とも呼ぶ。
【００７２】
この温度コードのリフレッシュ動作により、図１の電圧生成回路１０７は、メモリセルアレイ１１０に印加される各種電圧を、この更新された温度コードを用いて設定することができる。例えば、データ読出し動作において、電圧生成回路１０７は、ワード線に印加する電圧を温度コードに応じた電圧とする。これにより、センス回路１１１は、メモリセルアレイ１１０の温度に応じたワード線電圧を用いて、メモリセルＭＣに格納されたデータを正確に検出することができる。
【００７３】
次に、ｔ６において、イネーブル信号ＥＮが立ち下がり、温度センサ１０６がレディ状態となる。
【００７４】
電源ＶＤＤが投入され、ＳＥＴ＿ＦＥＡＴＵＲＥ信号が立ち上がっている期間中、温度コードのオートリフレッシュ（ｔ３〜ｔ６）は繰り返し実行される。温度コードのオートリフレッシュは、メモリ１００がレディ状態のときだけ実行してもよいが、メモリ１００がレディ状態およびビジー状態のいずれの期間中に実行してもよい。
【００７５】
その後、ｔ７において、電源が切断された場合、温度コードのオートリフレッシュは停止する。この場合、温度コードのオートリフレッシュの最中であっても、オートリフレッシュは中断される。
【００７６】
本実施形態によれば、温度センサ１０６は、図１の制御回路１０５の発振器ＯＳＣ１とは別に、独自に発振器ＯＳＣ２、ＯＳＣ３を備えている。発振器ＯＳＣ３がメモリ１００のレディ期間中であっても定期的に（例えば、数ｍｓごとに）イネーブル信号ＥＮを生成し、温度センサ１０６を駆動させる。発振器ＯＳＣ２は、イネーブル信号ＥＮによって駆動され、温度コードを生成するためにシーケンサ１０６ｋおよび逐次比較レジスタ１０６ｂへクロック信号ＣＬＫ２を出力する。これにより、メモリ１００のレディ期間中であっても、温度コードが生成され、逐次比較レジスタ１０６ｂに格納された温度コードが更新される。
【００７７】
図７（Ａ）は、参照例として、メモリ１００が読出し動作のビジー状態に入ってから温度コードを更新する場合のタイミング図である。上述の通り、温度コードがビジー状態に入ってから更新される場合、図１の発振器ＯＳＣ１は、メモリ１００が選択されてビジー状態になった後にクロック信号ＣＬＫ１の生成を開始する。
【００７８】
図７（Ａ）の時点ｔ１０において、制御回路１０５がメモリコントローラ２００から一連のコマンドを受け取ると、メモリ１００は、ビジー状態に入る。ビジー状態になると、発振器ＯＳＣ１が起動し、チャージポンプ（図示せず）が電源電圧を所望の電圧へ昇圧する。発振器ＯＳＣ１の起動によって、制御回路１０５は、メモリコントローラ２００からブロックアドレス、ワード線アドレスおよびメモリセルアレイ１１０を駆動させるために必要なパラメータを受け取る。
【００７９】
さらに、温度センサ１０６が起動し、温度コードを生成および格納する。このとき、データ読み出しに適したワード線ＷＬの電圧は、温度コードを取得した後でなければ正確に設定することができない。従って、温度コードの取得を待ってから、ワード線ＷＬの電圧は印加される。この場合、ビジー状態になってからワード線ＷＬに電圧が印加されて読み出し動作可能となるまで、リードセットアップ時間ｔｓｔは、０．５μｓ〜０．６μｓである。即ち、ビジー状態に入ってから温度コードを更新した場合、リードセットアップ時間ｔｓｔの後でなければ、メモリ１００は、データを読み出すことができない。
【００８０】
これに対し、図７（Ｂ）は、第１実施形態によるメモリ１００のレディ状態における温度コードの更新（オートリフレッシュ）を示すタイミング図である。本実施形態では、ビジー状態に入る前のレディ状態であっても、温度センサ１０６は、定期的に温度コードを更新している。このように、温度センサ１０６は、レディ状態であってもオートリフレッシュを行っているので、ビジー状態に入る直前に既に取得された温度コードを用いてワード線ＷＬの電圧を設定することができる。また、本実施形態では、一連のコマンドを入力している期間中に、チャージポンプの起動、発振器ＯＳＣ１の起動、ブロックアドレス、ワード線アドレスおよびパラメータを受け取る。従って、ビジー状態に入るｔ１０において、メモリ１００は、既に読み出し動作可能な状態となっている。即ち、リードセットアップ時間ｔｓｔは、０あるいはそれ以下であり、ビジー状態になってから待機することなくデータを読み出すことができる。
【００８１】
このように、本実施形態によるメモリ１００は、リードセットアップ時間ｔｓｔを０以下にして、ビジー状態に入った後の待機時間を短縮または無くし、それにより、データの読み出し時間を短縮することができる。
【００８２】
尚、オートリフレッシュは、レディ状態中であっても定期的に実行されるため、比較例と比べて、消費電流が増大することが懸念される。しかし、メモリセルアレイ１１０の温度変化は、メモリセルアレイ１１０を構成する材質、または、その使用する環境の保証温度範囲に依存するが、最短でも数１０ｍｓ／１℃〜数１００ｍｓ／１℃程度であるとする。メモリセルアレイ１１０の温度が１℃以上変化したときに温度コードを更新するものとすれば、逐次比較レジスタ１０６ｂは、少なくとも数１０ｍｓごとに温度コードを更新すればよい。即ち、イネーブル信号ＥＮは、少なくとも数１０ｍｓごとに立ち上げればよい。
【００８３】
一方、温度コードの取得時間は、約数μｓであり、イネーブル信号ＥＮの周期よりも非常に短い時間である。１回の温度コードの取得に消費される電流は数ｍＡである。イネーブル信号ＥＮの立ち上がり周期ごとに、温度コードを取得しても、温度コードの取得時間は、イネーブル信号ＥＮの周期よりも非常に短いので、消費電流はイネーブル信号ＥＮの周期の間に平均数μＡ程度（数ｍＡ×温度コード取得時間（数μｓ）／イネーブル信号ＥＮの立ち上がり周期（数ｍｓ））に過ぎない。余裕を考慮して、イネーブル信号ＥＮの立ち上がり周期を例えば５ｍｓとしても、その周期の間に流れ温度コードの取得に要する平均消費電流は、１μＡ程度である。これは、メモリ１００の消費電流に対して非常に小さい。従って、オートリフレッシュは、消費電流を左程増大させない。
【００８４】
その結果、本実施形態によるメモリ１００は、レディ状態中の消費電流の増大を抑制しつつ、読出し動作を高速化することができる。
【００８５】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態による温度センサ１０６の内部構成の一例を示すブロック図である。第２実施形態による温度センサ１０６は、発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３だけでなく、第２コマンドとしての外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸによっても温度コードの取得を実行する。外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸは、メモリコントローラ２００を介してレジスタ１０４に予め登録しておき、所定のタイミングでレジスタ１０４から温度センサ１０６へ送られる。
【００８６】
温度センサ１０６は、演算回路１０６ｎをさらに備えている。演算回路１０６ｎは、発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３とユーザにより設定された外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸとを入力し、それらの論理和演算結果をイネーブル信号ＥＮとして出力する。イネーブル信号ＥＮは、第１実施形態のそれと同様に温度センサ１０６の起動に用いられる。演算回路１０６ｎは、論理和演算回路であり、クロック信号ＣＬＫ３または外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸのいずれが立ち上がってもイネーブル信号ＥＮを立ち上げる。従って、第２実施形態による温度センサ１０６は、レディ状態においては発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３によってオートリフレッシュを実行し、ユーザ設定による外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸによってもメモリセルアレイ１１０の温度に応じた温度コード（第２温度信号）を生成しリフレッシュする。逐次比較レジスタ１０６ｂは、もともと保持していた温度コード（第１温度信号）を新しい温度コード（第２温度信号）で更新する。これにより、外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸによるリフレッシュも、レディ状態におけるオートリフレッシュも共通の１つの温度センサ１０６で実行され得る。即ち、温度センサ１０６は、外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸによる温度コードの生成およびレディ状態におけるクロック信号ＣＬＫ３による温度コードの生成に共有されている。
【００８７】
図９は、第２実施形態による温度センサ１０６の読み出し動作を示すタイミング図である。ｔ１〜ｔ７の動作は、第１実施形態のｔ１〜ｔ７の動作と同じでよい。このとき、イネーブル信号ＥＮは、クロック信号ＣＬＫ３と同じ動作を実行する。
【００８８】
一方、ｔ１３において、外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸが立ち上がっており、それに伴いイネーブル信号ＥＮが立ち上がっている。これにより、ｔ１４〜ｔ１５において、リフレッシュが実行されている。このように、第２実施形態では、発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３の立ち上がりタイミングだけでなく、ユーザが設定した外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸの立ち上がりタイミングでも、リフレッシュが実行される。これにより、ユーザの所望する任意のタイミングでリフレッシュを実行することも可能となる。
【００８９】
尚、クロック信号ＣＬＫ３および外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸは両方とも駆動させてもよいが、いずれか一方のみ選択的に駆動させてもよい。
【００９０】
また、或るクロック信号ＣＬＫ３の後に外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸによるリフレッシュが実行された場合、温度センサ１０６は、次のクロック信号ＣＬＫ３においてオートリフレッシュを実行しなくてもよい。クロック信号ＣＬＫ３後に外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸによって温度コードは更新されており、次のクロック信号ＣＬＫ３による温度コードの更新は不要であり、かつ、余計な消費電力を省略するためである。
【００９１】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態による温度センサ１０６の内部構成の一例を示すブロック図である。第３実施形態による温度センサ１０６は、発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３だけでなく、制御回路１０５からのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによっても温度コードの取得を実行する。第３コマンドとしてのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮは、メモリセルアレイ１１０へのアクセスを許可する信号である。即ち、メモリ１００がビジー状態になったときにも温度センサ１０６は温度コードを取得することになる。メモリ１００が、例えば、リードイネーブル信号ＲＥを受けたときに、図１の発振器ＯＳＣ１が駆動し、制御回路１０５が起動する。これにより、制御回路１０５は、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮを出力できる状態になる。
【００９２】
温度センサ１０６の演算回路１０６ｎは、発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３と制御回路１０５からのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮとを入力し、それらの論理和演算結果をイネーブル信号ＥＮとして出力する。イネーブル信号ＥＮは、第１実施形態のそれと同様に温度センサ１０６の起動に用いられる。演算回路１０６ｎは、論理和演算回路であり、クロック信号ＣＬＫ３またはビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮのいずれが立ち上がってもイネーブル信号ＥＮを立ち上げる。従って、第３実施形態による温度センサ１０６は、レディ状態においては発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３によってオートリフレッシュを実行し、メモリ１００がビジー状態になったときには第３コマンドとしてのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによってメモリセルアレイ１１０の温度に応じた温度コード（第３温度信号）を生成しリフレッシュする。逐次比較レジスタ１０６ｂは、もともと保持していた温度コード（第１温度信号）を新しい温度コード（第３温度信号）で更新する。これにより、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによるリフレッシュも、レディ状態におけるオートリフレッシュも共通の１つの温度センサ１０６で実行され得る。即ち、温度センサ１０６は、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによる温度コードの生成およびレディ状態におけるクロック信号ＣＬＫ３による温度コードの生成に共有されている。尚、ビジー状態のときにもクロック信号ＣＬＫ３によるオートリフレッシュを実行してもよい。
【００９３】
図１１は、第３実施形態による温度センサ１０６の読み出し動作を示すタイミング図である。ｔ１〜ｔ７の動作は、第１実施形態のｔ１〜ｔ７の動作と同じでよい。このとき、イネーブル信号ＥＮは、クロック信号ＣＬＫ３と同じ動作を実行する。
【００９４】
一方、ｔ２３において、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち上がっており、それに伴いイネーブル信号ＥＮが立ち上がっている。これにより、ｔ２４〜ｔ２５において、温度コードのリフレッシュが実行されている。このように、第３実施形態では、発振器ＯＳＣ３からのクロック信号ＣＬＫ３の立ち上がりタイミングだけでなく、メモリ１００からビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮの立ち上がりタイミングでも、温度コードのリフレッシュが実行される。
温度コードのリフレッシュ後、電圧生成回路１０７は、逐次比較レジスタ１０６ｂに保持された温度コードに基づいて、メモリセルアレイ１１０に印加する電圧を生成する。
【００９５】
尚、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮと共に、クロック信号ＣＬＫ３および外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸ両方とも駆動させてもよいが、いずれか一方のみ選択的に駆動させてもよい。
【００９６】
また、或るクロック信号ＣＬＫ３の後にビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによるリフレッシュが実行された場合、温度センサ１０６は、次のクロック信号ＣＬＫ３においてオートリフレッシュを実行しなくてもよい。クロック信号ＣＬＫ３後にビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによって温度コードは更新されており、次のクロック信号ＣＬＫ３による温度コードの更新は不要であり、かつ、余計な消費電力を省略するためである。
【００９７】
また、第２および第３実施形態は組み合わせてもよい。即ち、演算回路１０６ｎは、クロック信号ＣＬＫ３、外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸおよびビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮを入力し、それらの論理和演算結果をイネーブル信号ＥＮとして出力してもよい。これにより、クロック信号ＣＬＫ３によるオートリフレッシュを実行しながら、メモリ１００がビジー状態になったとき、または、ユーザによる設定により、温度コードの更新が可能となる。
【００９８】
（変形例）
第３実施形態において、クロック信号ＣＬＫ３とビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮとの両方でイネーブル信号ＥＮを立ち上げると、頻繁に温度コードの更新が実行される場合がある。この場合、消費電流が増大する可能性がある。これに対処するために、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち上がって温度コードが更新されたときには、発振器ＯＳＣ３は、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによる温度コードの取得時にリセットされて、温度コードの取得後からクロック信号ＣＬＫ３の出力を開始してもよい。これにより、過剰な温度コードの更新を回避し、消費電流の増大を抑制することができる。
【００９９】
例えば、図１２は、変形例による温度センサ１０６の読み出し動作を示すタイミング図である。図１２のタイミング図は、基本的に図１１のタイミング図と同様である。しかし、ｔ２３〜ｔ２５におけるビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮの立ち上がりによる温度コードのリフレッシュが実行された後、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち上がって温度センサ１０６がレディ状態になった時点ｔ２５で発振器ＯＳＣ３がリセットされる。これにより、発振器ＯＳＣ３は、ｔ２５からクロック信号ＣＬＫ３の出力を開始する。即ち、ｔ２５からクロック信号ＣＬＫ３の半周期Δｔ（例えば、０．２５ｍｓ）後に、クロック信号ＣＬＫ３が立ち上がる。その後、クロック信号ＣＬＫ３は、その周期（イネーブル信号ＥＮの立ち上がり周期の十分の一程度の周期であり、例えば、０．５ｍｓ）ごとに立ち上がる。
【０１００】
これにより、温度コードのリフレッシュが過剰に更新されることを抑制し、消費電流の増大を抑制することができる。
【０１０１】
尚、本変形例において、発振器ＯＳＣ３は、温度センサ１０６のビジー信号ＴＭＰＳ＿ＲＤＹの立ち上がりを契機にリセットされている。しかし、発振器ＯＳＣ３は、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮの立ち上がりまたは立ち下がりを契機にリセットされてもよい。
【０１０２】
また、本変形例は、第２実施形態に適用してもよい。即ち、発振器ＯＳＣ３は、図９のｔ１５における温度センサ１０６のビジー信号ＴＭＰＳ＿ＲＤＹの立ち上がりを契機にリセットされてもよい。さらに、発振器ＯＳＣ３は、図９の外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸの立ち上がりまたは立ち下がりを契機にリセットされてもよい。
【０１０３】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、メモリ１００のレディ状態におけるクロック信号ＣＬＫ３とメモリ１００のビジー状態を示すＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号とが重複した場合のタイミング図を示す。
【０１０４】
例えば、図１３（Ａ）に示すように、時点ｔ３０において、メモリ１００がビジー状態となると、制御回路１０５からのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち上がる。これに伴い、ｔ３１において、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち下がり、温度センサ１０６が起動しビジー状態となる。温度センサ１０６は、ｔ３１〜ｔ３３において温度コードを生成する。
【０１０５】
しかし、ｔ３１〜ｔ３３の間のｔ３２（温度コードの生成中）において、クロック信号ＣＬＫ３が立ち上がっている。この場合、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの生成が継続され、クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードの生成は実行されない。即ち、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの生成中にクロック信号ＣＬＫ３を受け取った場合でも、温度センサ１０６は、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードを生成する。このとき生成された温度コードは、逐次比較レジスタ１０６ｂに保持される。
【０１０６】
その後、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの生成および取得が完了した後、ｔ３３において、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち上がり、ｔ３４においてビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち下がる。ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号の立ち上がりを制御回路１０５へ返すことにより、制御回路１０５は、次のビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮを受け取ることができる状態になる。尚、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの更新がなされたことを受けて、余計な消費電力を省略するため、次のクロック信号ＣＬＫ３の周期は前述したようにリセットされてもよい。
【０１０７】
例えば、図１３（Ｂ）に示すように、時点ｔ３０において、クロック信号ＣＬＫ３が立ち上がると、それに伴い、ｔ３１において、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち下がり、温度センサ１０６が起動しビジー状態となる。温度センサ１０６は、ｔ３１〜ｔ３３において温度コードを生成する。
【０１０８】
しかし、ｔ３１〜ｔ３３の間のｔ３２（温度コード生成中）において、制御回路１０５からのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち上がっている。この場合、クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードの生成が継続され、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの生成は実行されない。即ち、クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードの生成中にビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮを受け取った場合でも、温度センサ１０６は、クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードを生成する。このとき生成された温度コードは、逐次比較レジスタ１０６ｂに保持される。
【０１０９】
その後、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの生成および取得が完了した後、ｔ３３において、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち上がり、ｔ３４においてビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち下がる。ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号の立ち上がりを制御回路１０５に返すことで、制御回路１０５は、次のビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮを受け取ることができる状態になる。尚、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの更新がなされたことを受けて、余計な消費電力を省略するために、次のクロック信号ＣＬＫ３の周期は前述したようにリセットされてもよい。
【０１１０】
このように、メモリ１００のレディ状態におけるクロック信号ＣＬＫ３とメモリ１００のビジー状態を示すＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号とが重複しても、温度センサ１０６は、温度コードの生成を中断することなく更新完了まで継続する。
【０１１１】
尚、クロック信号ＣＬＫ３と外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸとが重複しても、温度センサ１０６は、温度コードの生成を中断することなく更新完了まで継続する。例えば、外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸに基づく温度コードの生成中にクロック信号ＣＬＫ３を受け取った場合でも、温度センサ１０６は、外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸに基づく温度コードを継続して生成する。このとき生成された温度コードは、逐次比較レジスタ１０６ｂに保持される。
【０１１２】
クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードの生成中に外部コマンドＣＯＭ＿ＥＸを受け取った場合でも、温度センサ１０６は、クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードを継続して生成する。このとき生成された温度コードは、逐次比較レジスタ１０６ｂに保持される。
例えば、図１３（Ｃ）に示すように、時点ｔ３０において、メモリ１００がビジー状態となると、制御回路１０５からのビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち上がる。これに伴い、ｔ３１において、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち下がり、温度センサ１０６が起動しビジー状態となる。温度センサ１０６は、ｔ３１以降、温度コードを生成する。
【０１１３】
しかし、図１３（Ｃ）では、ｔ３２において、インタラプションが生じ、ＴＭＰＳ＿ＥＮ信号が温度コードの生成中に立ち下がっている。このように、温度コードの生成中にインタラプションが生じても、本実施形態による温度センサ１０６は、温度コードが更新されるまで温度コードの生成を継続する。
【０１１４】
その後、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの生成および取得が完了した後、ｔ３３において、ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号が立ち上がり、ｔ３４においてビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮが立ち下がる。ＴＭＰＳ＿ＲＤＹ信号の立ち上がりを制御回路１０５に返すことで、制御回路１０５は、次のビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮを受け取ることができる状態になる。尚、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに基づく温度コードの更新がなされたことを受けて、余計な消費電力を省略するために、次のクロック信号ＣＬＫ３の周期は前述したようにリセットされてもよい。
【０１１５】
尚、図１３（Ｃ）は、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮに対するインタラプションについて説明したが、クロック信号ＣＬＫ３に対するインタラプションについても同様である。従って、クロック信号ＣＬＫ３に基づく温度コードの生成中に、クロック信号ＣＬＫ３が立ち下がっても、本実施形態による温度センサ１０６は、温度コードが更新されるまで温度コードの生成を継続する。
【０１１６】
このように、温度センサ１０６は、温度コードの生成中に、ビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮまたはクロック信号ＣＬＫ３をインタラプトしても、電源電圧が落とされるまで温度コードの生成を中断することなく更新完了まで継続する。
【０１１７】
更新された温度コードは、次のビジー信号ＴＭＰＳ＿ＥＮによってメモリ１００がビジー状態となったときに用いられる。これにより、電圧生成回路１０７は、比較的最近更新された温度コードを用いてメモリセルアレイ１１０に印加される電圧を設定することができる。その結果、電圧生成回路１０７は、メモリセルアレイ１１０の温度に適した電圧を印加することができる。
【０１１８】
（メモリパッケージの構成）
図１４は、本実施形態によるメモリパッケージ３００の内部構成の一例を示す断面図である。メモリパッケージ３００は、パッケージ基板４０と、８個のメモリ（メモリチップ）１００（１００ａ〜１００ｈ）とを備える。例えば、複数のメモリ１００は、パッケージ基板４０上に、モールド樹脂（図示せず）によって封止される。なお、図１４では、図１のメモリコントローラ２００の図示は省略されている。また、メモリ１００は８個積層されているが、８個に限らず、適宜変更可能である。各メモリ１００は、外部（メモリコントローラ２００等）と信号を送受信するための複数の端子７１を備える。
【０１１９】
メモリ１００ａ〜１００ｈは、端子７１が露出するように、例えば階段状に中心をずらした状態で、パッケージ基板４０の上面上に、下方側から順に積層される。そして各メモリ１００の端子７１は、例えば金配線によりパッケージ基板４０と電気的に接続される。
【０１２０】
図１のメモリ１００は、メモリ１００ａ〜１００ｈのいずれかであってもよく、あるいは、メモリ１００ａ〜１００ｈの全体に対応すると考えてもよい。  
【０１２１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２２】
１  メモリシステム、１００  メモリ、２００  メモリコントローラ、１０１  入出力インターフェース、１０２  制御信号入力インターフェース、１０５  制御回路、１０３  入出力制御回路、１０５  制御回路、１０６  温度センサ、１０７  電圧生成回路、１１１  センス回路、１１２  データレジスタ、１１３  カラムデコーダ、１１４  ロウデコーダ、１０４  レジスタ、１０６ａ  バンドギャップリファレンス回路、１０６ｂ  逐次比較レジスタ、１０６ｃ  ディジタルアナログ変換回路、１０６ｄ〜１０６ｆ  抵抗素子、１０６ｇ〜１０６ｉ  電圧比較回路、１０６ｊ  ＡＮＤ演算回路、１０６ｋ  シーケンサ、１０６ｌ  演算回路、ＯＳＣ２，ＯＳＣ３  発振器、１０６ｍ制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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