(57)【要約】      （修正有）【課題】フラッシュメモリシステムにおける消費電力を低減するための新しい回路構成を提供する。【解決手段】不揮発性メモリ装置において、感知回路１３００は、高電源に結合された第１の端子と、コンパレータ１３０１の第１の端子に結合された第２の端子とを有するＰＭＯＳトランジスタ１３０２と、ＰＭＯＳトランジスタ１３０２の第２の端子とコンパレータ１３０１の第１の端子とに結合され、選択メモリセル１３０４に更に結合された、ＮＭＯＳトランジスタ１３０３と、基準電圧レベルに結合されたコンパレータ１３０１の第２の端子と、を含む。【選択図】図１３
2020074256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性メモリ装置であって、
シャットダウンモードで動作することが可能な第１の回路であって、シャットダウンモード中に、
前記第１の回路用の電源をシャットダウンさせ、
前記第１の回路における第１のノードを、前記第１のノードを高レベルに駆動する第２の回路に選択的に接続し、
前記第１の回路における第２のノードを、前記第２のノードを低レベルに駆動する第３の回路に選択的に接続する、第１の回路、を含む、不揮発性メモリ装置。
【請求項２】
前記第１の回路はデコーダ回路である、請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項３】
前記第１の回路はテストモード回路である、請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項４】
前記デコーダ回路内の１つ以上のトランジスタのバルクに結合されたバルク電圧を更に含む、請求項２に記載のメモリ装置。
【請求項５】
前記デコーダ回路は行デコーダ回路を含む、請求項２に記載のメモリ装置。
【請求項６】
前記第１のノードは、第１のスイッチを通して前記第２の回路に選択的に接続されている、請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項７】
前記第２のノードは、第２のスイッチを通して前記第３の回路に選択的に接続されている、請求項６に記載のメモリ装置。
【請求項８】
前記第１の回路における第３のノードは、前記第３のノードを高レベルに駆動する前記第２の回路に選択的に接続されている、請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項９】
前記第１の回路における第４のノードは、前記第４のノードを低レベルに駆動する前記第３の回路に選択的に接続されている、請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項１０】
前記第１の回路における第４のノードは、前記第４のノードを低レベルに駆動する前記第３の回路に選択的に接続されている、請求項８に記載のメモリ装置。
【請求項１１】
前記第１のノード及び第２のノードは、シャットダウンモードからアクティブモードまで同じレベルを保持する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第１の回路を含む不揮発性メモリ装置においてシャットダウンモードを実行する方法であって、
前記シャットダウンモードを示す信号をアサートすることと、
前記信号に応答して、前記第１の回路用の電源をシャットダウンさせることと、
前記第１の回路における第１のノードを、前記第１のノードを高レベルに駆動する第２の回路に選択的に接続することと、
前記第１の回路における第２のノードを、前記第２のノードを低レベルに駆動する第３の回路に選択的に接続することと、を含む、方法。
【請求項１３】
前記第１の回路はデコーダ回路である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の回路はテストモード回路である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
バルク電圧を、前記デコーダ回路内の１つ以上のトランジスタのバルクに結合することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記デコーダ回路は行デコーダ回路を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のノードを前記第２の回路に選択的に接続するステップは、第１のスイッチを閉じることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２のノードを前記第３の回路に選択的に接続するステップは、第２のスイッチを閉じることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の回路における第３のノードを前記第２の回路に選択的に接続して、前記第３のノードを高レベルに駆動することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の回路における第４のノードを前記第３の回路に選択的に接続して、前記第４のノードを低レベルに駆動することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の回路における第４のノードを前記第３の回路に選択的に接続して、前記第４のノードを低レベルに駆動することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のノード及び第２のノードは、シャットダウンモードからアクティブモードまで同じレベルを保持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
第１の回路を含む不揮発性メモリ装置においてシャットダウンモードを実行する方法であって、
前記シャットダウンモードを示す信号をアサートすることと、
前記信号に応答して、前記第１の回路用の電源をシャットダウンさせることと、
前記第１の回路における第１のノードを、前記第１のノードを高レベルに駆動する第２の回路に選択的に接続することと、
前記第１の回路における第２のノードを、前記第２のノードを低レベルに駆動する第３の回路に選択的に接続することと、を含み、
前記第１のノード及び第２のノードは、シャットダウンモードからアクティブモードまで同じレベルを保持する、方法。
【請求項２４】
アレイ、行デコーダ、列デコーダ、高電圧デコーダ、感知ブロック、データアウトブロック、テストモードブロック、トリムビットライブブロック、トリムビットブロック、コマンドデコーダ、ブロックのデータ、アナログ低電圧ブロック、アナログ高電圧ブロック、不揮発性コントローラを含む回路ブロックに対するシャットダウンモードをアサートすることと、
ハードパワーダウンモード中に、パワーシーケンスコントローラ、ピンインターフェース、及びグローバルパワースイッチを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートしないことと、を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
アレイの一部、行デコーダの一部、列デコーダの一部、高電圧デコーダの一部、感知ブロックの一部、データアウトブロック、テストモードブロック、トリムビットブロック、ブロックのデータ、アナログ高電圧ブロック、不揮発性コントローラを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートすることと、
スタンドバイモードにおいて、トリムビットライブブロック、コマンドデコーダ、アナログ低電圧ブロック、パワーシーケンスコントローラ、ピンインターフェース、及びグローバルパワースイッチを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートしないことと、を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
アレイの一部、行デコーダの一部、列デコーダの一部、高電圧デコーダの一部、感知ブロックの一部、テストモードブロック、トリムビットブロック、ブロックのデータ、アナログ高電圧ブロック、不揮発性コントローラを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートすることと、
前記アクティブモードにおいて、データアウトブロック、トリムビットライブブロック、コマンドデコーダ、アナログ低電圧ブロック、パワーシーケンスコントローラ、ピンインターフェース、及びグローバルパワースイッチを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートしないことと、を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
アレイの一部、行デコーダの一部、列デコーダの一部、高電圧デコーダの一部、感知ブロック、データアウトブロック、テストモードブロックを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートすることと、
不揮発性動作モードにおいて、トリムビットライブブロック、トリムビットブロック、コマンドデコーダ、ブロックのデータ、アナログ低電圧ブロック、アナログ高電圧ブロック、不揮発性コントローラ、パワーシーケンスコントローラ、ピンインターフェース、及びグローバルパワースイッチを含む回路ブロックに対する前記シャットダウンモードをアサートしないことと、を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
不揮発性メモリ装置であって、
高電源に結合された第１の端子と、コンパレータの第１の端子に結合された第２の端子とを有する第１の装置と、
第１の装置の第２の端子と前記コンパレータの第１の端子とに結合された第２の装置であって、選択メモリセルに更に結合された、第２の装置と、
基準電圧レベルに結合された前記コンパレータの第２の端子と、を含む、不揮発性メモリ装置。
【請求項２９】
前記メモリ装置はスプリットゲート型フラッシュメモリセルのアレイを含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
選択メモリセルのプログラム状態のセル読み出し電流レベルは、ゼロ電流レベルに近いか又は該ゼロ電流レベル未満である、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記メモリセルは、深いプログラム状態を用いてプログラムされる、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記メモリセルの前記結合ゲートは、ゼロボルト又は負電圧にバイアスされる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
不揮発性メモリ装置を動作させる方法であって、
浮遊保持ノードにおける基準電流又は電圧を時間サンプリングして保持電圧を得ることと、
前記保持電圧を感知回路に印加することと、を含む、方法。
【請求項３４】
前記感知回路は感知プルアップＰＭＯＳトランジスタを含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
保持基準ノードはキャパシタ上にある、請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
スプリットゲート型メモリセルのアレイを更に含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３７】
サンプリングＰＭＯＳトランジスタを更に含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
基準素子を更に含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３９】
前記基準素子は、メモリセル、抵抗器、又はキャパシタである、請求項３３に記載の装置。
【請求項４０】
演算増幅器は、保持基準電圧を前記感知回路に印加する、請求項３３に記載の装置。
【請求項４１】
不揮発性メモリを動作させる方法であって、
読み出しアドレスを以前の読み出しアドレスと比較することと、
一致が見られたら、前記メモリに対する読み出しを行なわないことと、
現在のデータを以前のデータと比較することと、
一致が見られたら、データアウトスイッチングを行なわないことと、を含む、方法。
【請求項４２】
前記アレイはスプリットゲートメモリセルのアレイを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
バイアスは、メモリセルの結合ゲート及びワード線上に印加される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
不揮発性メモリを動作させる方法であって、
選択行と選択列で始まるメモリアレイの列方向への連続アドレッシングによって読み出すことを含む、方法。
【請求項４５】
第１の連続列読み出しを、Ｎ個のワードに対して行なうことと、
前記第１の連続列読み出しの行と前記第１の連続列読み出しの列の次の列とで始まる第２の連続列読み出しを、Ｎ個のワードに対して行なうことと、を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記アレイはスプリットゲートメモリセルを含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
バイアスは、メモリセルの結合ゲート及びワード線上に印加される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
連続読み出しに対する列アドレスをスクランブルすることを更に含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
連続読み出しに対する行アドレスをスクランブルすることを更に含む、請求項４４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッシュメモリシステムにおける低パワー動作に対する回路及び方法に関する。選択デコーディング回路経路の開示された実施形態では、パワーセーブ又はシャットダウンモードの間に、ある特定の出力ノードにおける値をプルアップ及びプルダウン回路を用いて保存する。これにより、主電源をシャットダウンさせながら、依然として値を維持することができる。
【背景技術】
【０００２】
不揮発性メモリセルは、当該技術分野において周知である。先行技術の不揮発性スプリットゲート型メモリセル１０の１つを図１に示す。メモリセル１０は第１の伝導型（例えばＰ型）の半導体基板１２を含む。基板１２の表面には、第２の伝導型（例えばＮ型）の第１の領域１４（ソース線ＳＬとしても知られる）が形成されている。やはりＮ型の第２の領域１６（ドレイン線としても知られる）が、基板１２の表面に形成される。第１の領域１４と第２の領域１６との間はチャンネル領域１８である。ビット線ＢＬ２０が第２の領域１６に接続されている。ワード線ＷＬ２２は、チャンネル領域１８の第１の部分の上方に位置付けられ、そこから絶縁される。ワード線２２は第２の領域１６とのオーバーラップがほとんどないかまったくない。浮遊ゲートＦＧ２４は、チャンネル領域１８の別の部分の上方にある。浮遊ゲート２４はそこから絶縁されて、ワード線２２に隣接している。浮遊ゲート２４は、第１の領域１４にも隣接している。浮遊ゲート２４は、第１の領域１４に重なり、領域１４から浮遊ゲート２４への結合を提供することができる。結合ゲートＣＧ（制御ゲートとしても知られる）２６は、浮遊ゲート２４の上方にあり、そこから絶縁される。消去ゲートＥＧ２８は、第１の領域１４の上方にあり、浮遊ゲート２４及び結合ゲート２６に隣接し、そこから絶縁される。浮遊ゲート２４の上部角部は、消去効率を高めるためにＴ字形消去ゲート２８の内角の方を向いている場合がある。消去ゲート２８は、第１の領域１４からも絶縁されている。セル１０は、米国特許第７，８６８，３７５号においてより詳細に説明されている。この文献の開示内容は、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【０００３】
先行技術の不揮発性メモリセル１０の消去及びプログラムに対する１つの例示的な動作は、以下の通りである。セル１０は、消去ゲート２８に高電圧を印加し、他の端子が０ボルトに等しくなることによって、ファウラーノルドハイムトンネリング機構を通して消去される。電子は浮遊ゲート２４から消去ゲート２８内にトンネルして、浮遊ゲート２４を正帯電させ、セル１０を読み出し状態にターンオンする。その結果生じるセルの消去状態は、「１」状態として知られる。セル１０は、結合ゲート２６に高電圧を印加し、ソース線１４に高電圧を印加し、消去ゲート２８に中電圧を印加し、ビット線２０にプログラミング電流を印加することによって、ソース側ホットエレクトロンプログラミング機構を通してプログラムされる。一部の電子はワード線２２と浮遊ゲート２４との間の間隙を渡って流れて、浮遊ゲート２４内に注入するのに十分なエネルギーを取得する。その結果、浮遊ゲート２４は負帯電し、読み出し状態のセル１０はターンオフされる。その結果生じるセルのプログラミングされた状態は、「０」状態として知られる。メモリセル１０は、電流感知モードにおいて以下のように読み出す。バイアス電圧をビット線２０上に印加し、バイアス電圧をワード線２２上に印加し、バイアス電圧を結合ゲート２６上に印加し、バイアス又はゼロ電圧を消去ゲート２８上に印加し、接地をソース線１４上に印加する。消去状態では、ビット線２０からソース線１４に流れるセル電流が存在し、プログラム状態では、ビット線２０からソース線１４へのわずかな又はゼロのセル電流のフローが存在する。代替的に、メモリセルを逆電流感知モードで読み出すことができる。このモードでは、ビット線２０を接地して、バイアス電圧をソース線上に印加する。このモードでは、電流はソース線１４からビット線２０へと逆方向に進む。メモリセル１０は代替的に以下のようにして電圧感知モードで読み出すことができる。バイアス電流（接地への）をビット線２０上に印加し、バイアス電圧をワード線２２上に印加し、バイアス電圧を結合ゲート２６上に印加し、バイアス電圧を消去ゲート２８上に印加し、バイアス電圧をソース線１４上に印加する。消去状態では、ビット線２０上にセル出力電圧（大幅に＞０ｖ）が存在し、プログラム状態では、ビット線２０上にわずかな又はゼロに近い出力電圧が存在する。代替的に、メモリセルを逆電圧感知モードで読み出すことができる。このモードでは、ビット線２０をバイアス電圧にバイアスして、バイアス電流（接地への）をソース線上に印加する。このモードでは、セル出力電圧はビット線２０の代わりにソース線１４上にある。
【０００４】
先行技術では、正又はゼロ電圧の種々の組み合わせをワード線２２、結合ゲート２６、及び浮遊ゲート２４に印加して、読み出し、プログラム、及び消去動作を行なっていた。
【０００５】
読み出し、消去、又はプログラムコマンドに応答して、論理回路２７０は、選択メモリセル１０及び非選択メモリセル１０の両方の様々な部分に、適時に、ディスターブが最も少ない方法で様々な電圧を供給させる。
【０００６】
選択及び非選択メモリセル１０に対し、印加される電圧及び電流は以下の通りである。以下に使用されるように、次の略語、つまり、ソース線又は第１の領域１４（ＳＬ）、ビット線２０（ＢＬ）、ワード線２２（ＷＬ）、結合ゲート２６（ＣＧ）が使用される。
【表１】
2020074256.tif 000003
【０００７】
本出願人による最近の出願である米国特許出願第１４／６０２，２６２号（２０１５年１月２１日に出願）（参照により取り入れられている）において、本出願人が開示した発明により、読み出し、プログラム、及び／又は消去動作の間に、負電圧をワード線２２及び／又は結合ゲート２６に印加することができた。この実施形態では、電圧及び電流は選択及び非選択のメモリセル１０に、以下のように印加された。
【表２】
2020074256.tif 000004
【０００８】
米国特許出願第１４／６０２，２６２号の別の実施形態では、読み出し、消去、及びプログラム動作の間にメモリセル１０が非選択であるときに負電圧をワード線２２に印加することができ、消去動作の間に負電圧を結合ゲート２６に印加することができて、以下の電圧が印加されるようになっている。
【表３】
2020074256.tif 000005
【０００９】
前述で列記したＣＧＩＮＨ信号は、抑止信号であり、選択セルと消去ゲート２８を共有する非選択セルの結合ゲート２６に印加される。
【００１０】
図２に示すのは、ダイ２００を含むフラッシュメモリシステムに対するアーキテクチャの、出願人によって最近開発された実施形態である。ダイ２００は、データを記憶するためのメモリアレイ２１５及びメモリアレイ２２０であって、以前に図１においてメモリセル１０として説明された型のメモリセルの行及び列を備える、メモリアレイ２１５及び２２０と、ダイ２００の他の構成要素と、典型的には、次にピン（図示せず）に接続するワイヤボンド（図示せず）又はパッケージ化されたチップの外側から集積回路にアクセスするために使用されるパッケージバンプ又はＳＯＣ（システムオンチップ）上の他のマクロと相互接続するためのマクロインターフェースピン（図示せず）との間の電気通信を可能にするためのパッド２４０及びパッド２８０と、正及び負電圧源をシステムに提供するために使用される高電圧回路２７５と、冗長性及び組み込み自己試験機能などの様々な制御機能を提供するための制御論理２７０と、アナログ回路２６５と、メモリアレイ２１５及びメモリアレイ２２０からデータをそれぞれ読み出すために用いられる感知回路２６０及び２６１と、メモリアレイ２１５及びメモリアレイ２２０の行にそれぞれアクセスして、読み出し及び書き込みを行なうために使用される行デコーダ回路２４５及び行デコーダ回路２４６と、メモリアレイ２１５及びメモリアレイ２２０のバイトにそれぞれアクセスして、読み出し及び書き込みを行なうために使用される列デコーダ回路２５５及び列デコーダ回路２５６と、プログラム及び消去動作のための増加した電圧をメモリアレイ２１５及びメモリアレイ２２０にそれぞれ提供するために使用されるチャージポンプ回路２５０及びチャージポンプ回路２５１と、読み出し及び書き込み動作のためにメモリアレイ２１５及びメモリアレイ２２０によって共有される負電圧ドライバ回路２３０と、読み出し及び書き込み動作中にメモリアレイ２１５によって使用される高電圧ドライバ回路２２５並びに読み出し及び書き込み動作中にメモリアレイ２２０によって使用される高電圧ドライバ回路２２６と、を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
フラッシュメモリシステムは、あらゆる種類のコンピューティング及び電子装置においてユビキタスになりつつあり、フラッシュメモリシステムによる消費電力量を減らすデザインを作ることがますます重要になっている。求められているのは、フラッシュメモリシステムにおける消費電力を低減するための新しい回路構成である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、フラッシュメモリシステムにおける低パワー動作に対する回路及び方法に関する。選択デコーディング回路経路の開示された実施形態では、パワーセーブ又はシャットダウンモードの間に、ある特定の出力ノードにおける値をプルアップ及びプルダウン回路を用いて保存する。これにより、主電源をシャットダウンさせながら、依然として値を維持することができる。低パワー読み出し基準生成について説明している。パワーセーブするためのアドレス及びデータエンコーディング、デコーディング及びスクランブリングについて説明している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の方法を適用することができる先行技術の不揮発性メモリセルの断面図である。
【図２】図１に示される先行技術の不揮発性メモリセルを使用した不揮発性メモリ装置のブロック図である。
【図３】不揮発性メモリ装置の実施形態のブロック図である。
【図４Ａ】プルダウン回路の実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】プルダウン回路の実施形態を示す図である。
【図５Ａ】プルアップ回路の実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】プルアップ回路の実施形態を示す図である。
【図６Ａ】選択デコーディング回路経路の第１の実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】選択デコーディング回路経路の第１の実施形態を示す図である。
【図７Ａ】選択デコーディング回路経路の第２の実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】選択デコーディング回路経路の第２の実施形態を示す図である。
【図８Ａ】選択デコーディング回路経路の第３の実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】選択デコーディング回路経路の第３の実施形態を示す図である。
【図９】テストモード回路を示す図である。
【図１０】グローバルパワースイッチ回路を示す図である。
【図１１Ａ】ローカルパワースイッチ回路を示す図である。
【図１１Ｂ】ローカルパワースイッチ回路を示す図である。
【図１２】行デコーダ回路を示す図である。
【図１３】感知回路を示す図である。
【図１４】サンプリングされた基準電流を感知回路に与えるためのサンプリング回路を示す図である。
【図１５】サンプリングされた基準電流を感知回路に与えるための別のサンプリング回路を示す図である。
【図１６】メモリ装置に対する読み出し経路の実施形態を示す図である。
【図１７】異なるゲート構成の記号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図３に示すのは、ダイ３００を含むフラッシュメモリシステムに対するアーキテクチャの実施形態である。ダイ３００はメモリセクション３９０を含んでいる。メモリセクション３９０は以下のものを含んでいる。メモリブロック３９１及び３９２（ここで、データを記憶するために、メモリブロック３９１はメモリアレイ３０２及び３２２を含み、メモリブロック３９２はメモリアレイ３１２及び３３２を含んでいる。メモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２はそれぞれ、図１のメモリセル１０として前述したタイプのメモリセルの行及び列を含んでいる）、メモリアレイ３０２及び３２２からデータを読み出すために用いられる感知回路３４６と、メモリアレイ３１２及び３３２からデータを読み出すために用いられる感知回路３４５、メモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２内の選択行にそれぞれアクセスして読み出し及び書き込みを行なうために用いられる行デコーダ回路３０３、３１３、３２３、及び３３３、メモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２内のバイトにそれぞれアクセスして読み出し及び書き込みを行なうために用いられる列デコーダ回路３０４、３１４、３２４、及び３３４、行デコーダ３０３、３１３、３２３、及び３３３用のローカルパワースイッチ３０５、３１５、３２５、及び３３５、列デコーダ回路３０４、３１４、３２４、及び３３４用のローカルパワースイッチ３４７Ａ、３４７Ｂ、感知回路３４６及び３４５用のローカルパワースイッチ３４８Ａ、３４８Ｂ、並びに高電圧行デコーダＷＳＨＤＲ３４１及び３４４用のローカルパワースイッチ３４２及び３４３。
【００１５】
ダイ３００は更に以下の機能的構造及びサブシステムを含んでいる。ダイ３００の他の構成要素間の電気通信を可能にするためのパッド（図示せず）、次に、ピン（図示せず）に接続するワイヤボンド（図示せず）、又はパッケージ化されたチップの外側から集積回路にアクセスするために用いられるパッケージバンプ（図示せず）、又はＳＯＣ（システムオンチップ）上の他のマクロと相互接続するためのマクロインターフェースピン（図示せず）、メモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２に対するプログラム及び消去動作に対する電圧増加を与えるために用いられる低電圧発生（低電圧チャージポンプ回路を含む）回路３６１及び高電圧発生（高電圧チャージポンプ回路を含む）回路３６２、読み出し及び書き込み動作のためにメモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２によって共有される不揮発性動作コントローラ回路３６３、メモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２によって用いられる低電圧発生回路３６１、メモリアレイ３０２、３１２、３２２、及び３３２によって用いられる高電圧発生回路３６２、ダイ３００上のアナログ回路によって用いられるアナログ低電圧回路３５９及びアナログ高電圧回路３６０、グローバルパワースイッチ（ＧＰＳ）回路３６４、データアウト回路３５１、テストモード回路３５２、トリムビットライブ回路３５３、トリムビット回路３５４、コマンドデコーダ回路３５５、回路３５６内のデータ、パワーシーケンスコントローラ３５７及びピンインターフェース３５８。回路ブロック３５１〜３５６、３５９〜３６３は、それらのブロックの内部にローカルパワースイッチを含んでいる。
【００１６】
トリムビット回路３５４を用いて、トリミングプロセスの間に用いるビットを記憶し、それによって、フラッシュメモリシステム内のある特定のパラメータを構成し、調整し、及び／又は最適化する。これらのビットは以下のものを含むことができる。不揮発性構成ビット、例えばアルゴリズムパラメータ及び耐久性（消去／プログラムサイクルの数）データ保持仕様構成ビット、並びに不揮発性トリムビット、例えば消去ゲート２８、制御ゲート２６、ソース線１４に印加される高電圧範囲に対するビット、Ｖｉｎｈ及びＩｐｒｏｇ（プログラミング動作中のビット線２０に対する電流）に対して使用される範囲、例えば上表１〜３で明記されたもの、消去及びプログラム動作に対する温度動作範囲及びタイミング範囲。
【００１７】
トリムビットライブ回路３５３を用いて、フラッシュメモリシステムの通常動作の間に用いられる構成ビットを記憶する。これらのビットは、ある特定のパラメータを構成するために用いる読み出しトリムビットを含むことができる。パラメータは例えば、読み出しタイミング、読み出しバイアス、ビット線２０、ワード線２２、消去ゲート２８、及び制御ゲート２６に印加される電圧範囲、基準セル電流を構成するためのＩｃｅｌｌｒｅｆトリム値、及び冗長構成である。これらのビットにはまた、読み出し構成パラメータ（例えば、読み出し低幅、書き込みＩＯ幅、読み出し速度、及びパワーモード）を含めることができる。
【００１８】
ハードパワーダウン
ユーザからのシャットダウンコマンドを通してシステム全体がシャットダウンされているとき、例えばダイ３００を含むモバイル装置を、ユーザが電源ボタンを押すことによってシャットダウンされているときに、ハードパワーダウン動作をダイ３００上で実施することができる。
【００１９】
ダイ３００のハードパワーダウンの間、以下の部分がパワーダウンされる。メモリセクション３９０、データアウト回路３５１、テストモード回路３５２、トリムビットライブ回路３５３、トリムビット回路３５４、コマンドデコーダ回路３５５、回路３５６内のデータ、アナログ低電圧回路３５９、アナログ高電圧回路３６０、低電圧発生回路３６１、高電圧発生回路３６２、及び不揮発性動作コントローラ回路３６３。パワーダウンモードを助けるために用いられる回路について以下に説明する。
【００２０】
ダイ３００のハードパワーダウンの間、以下の部分はパワーオンされたままである。パワーシーケンスコントローラ３５７、ピンインターフェース３５８、及びＧＰＳ回路３６４。
【００２１】
ソフトパワーダウン
オペレーティングシステム又は同様の装置からのシャットダウンコマンドを通してシステム全体がシャットダウンされているとき、例えばダイ３００を含むモバイルデバイスのオペレーティングシステムが、システムにシャットダウンするように命令を出すときに、ソフトパワーダウン動作をダイ３００上で実施することができる。パワーダウンモードを助けるために用いられる回路について以下に説明する。
【００２２】
ダイ３００のソフトパワーダウンの間、以下の部分がパワーダウンされる。メモリセクション３９０、データアウト回路３５１、テストモード回路３５２、トリムビット回路３５４、コマンドデコーダ回路３５５、回路３５６内のデータ、アナログ低電圧回路３５９、アナログ高電圧回路３６０、低電圧発生回路３６１、高電圧発生回路３６２、及び不揮発性動作コントローラ回路３６３。
【００２３】
ダイ３００のソフトパワーダウンの間、以下の部分がパワーオンされたままである。トリムビットライブ回路３５３、パワーシーケンスコントローラ３５７、ピンインターフェース３５８、及びＧＰＳ回路３６４。
【００２４】
スタンドバイ
システム全体がスリープモードに置かれているとき、例えばダイ３００を含むモバイル装置がスリープモードに置かれているときに、スタンドバイ動作をダイ３００上で実施することができる。
【００２５】
ダイ３００のスタンドバイ動作の間、以下の部分がパワーダウンされる。アレイ３９０の活性部分を除いたメモリセクション３９０（例えば、アレイ３２２、行デコーダ３２３、列デコーダ３２４、高電圧デコーダ３４４、並びに電源３２５及び３４３）、データアウト回路３５１、テストモード回路３５２、トリムビット回路３５４、回路３５６内のデータ、アナログ高電圧回路３６０、高電圧発生回路３６２、及び不揮発性動作コントローラ回路３６３。パワーダウンモードを助けるために用いられる回路について以下に説明する。
【００２６】
ダイ３００のスタンドバイ動作の間、以下の部分がパワーオンされたままである。アレイ３２２、行デコーダ３２３、列デコーダ３２４、高電圧デコーダ３４４、電源３４３、電源３２５、トリムビットライブ回路３５３、コマンドデコーダ回路３５５、パワーシーケンスコントローラ３５７、ピンインターフェース３５８、アナログ低電圧回路３５９、低電圧発生回路３６１、及びＧＰＳ回路３６４。
【００２７】
アクティブ読み出し
アレイ３９０からのデータがシステムコントローラ（図示せず）から必要とされるときに、アクティブ読み出しモードをダイ３００上で実施することができる。読み出しコマンドがシステムコントローラからピンインターフェース３５８に対して実行される。
【００２８】
ダイ３００のアクティブ読み出し動作の間、以下の部分がパワーダウンされる。アレイ３２２を除いたメモリセクション３９０（このアレイ平面からデータ例が必要であるため）（行デコーダ３２３、列デコーダ３２４、電源３２５及び３４３、高電圧デコーダＷＳＨＤＲ３４４）、テストモード回路３５２、トリムビット回路３５４、回路３５６内のデータ、アナログ高電圧回路３６０、高電圧発生回路３６２、及び不揮発性動作コントローラ回路３６３。パワーダウンモードを助けるために用いられる回路について以下に説明する。
【００２９】
ダイ３００のアクティブ読み出し動作の間、以下の部分がパワーオンされたままである。アレイ３２２、行デコーダ３２３、列デコーダ３２４、電源３２５及び３４３、データアウト回路３５１、トリムビットライブ回路３５３、コマンドデコーダ回路３５５、パワーシーケンスコントローラ３５７、ピンインターフェース３５８、アナログ低電圧回路３５９、低電圧発生回路３６１、及びＧＰＳ回路３６４。
【００３０】
テストモード
設計者、製造業者、又は他の作業員がダイ３００のテストを望むときに、テストモードをダイ３００上で実施することができる。
【００３１】
ダイ３００のテストモードの間、以下の部分がパワーダウンされる。メモリセクション３９０、データアウト回路３５１、回路３５６内のデータ、アナログ低電圧回路３５９、アナログ高電圧回路３６０、低電圧発生回路３６１、高電圧発生回路３６２、及び不揮発性動作コントローラ回路３６３。パワーダウンモードを助けるために用いられる回路について以下に説明する。
【００３２】
ダイ３００のテストモードの間、以下の部分パワーオンされたままである。テストモード回路３５２、トリムビットライブ回路３５３、トリムビット回路３５４、コマンドデコーダ回路３５５、パワーシーケンスコントローラ３５７、ピンインターフェース３５８、及びＧＰＳ回路３６４。
【００３３】
不揮発性動作
不揮発性動作はダイ３００に対する通常の動作モードである。このようなモードでは、通常の消去、プログラム、及び読み出し動作を行なうことができる。
【００３４】
ダイ３００の不揮発性動作の間、以下の部分がパワーダウンされる。アレイ３９０の選択部分を除いたメモリセクション３９０（例えば、アレイ３２２、行デコーダ３２３、列デコーダ３２４、電源３２５及び３４３、高電圧デコーダＷＳＨＤＲ３４４）、データアウト回路３５１、及びテストモード回路３５２。パワーダウンモードを助けるために用いられる回路について以下に説明する。
【００３５】
ダイ３００の不揮発性動作の間、以下の部分パワーオンされたままである。アレイ３９０の選択部分（例えばアレイ３２２）、行デコーダ３２３、列デコーダ３２４、高電圧デコーダ３４４、電源３２５及び３４３、トリムビットライブ回路３５３、トリムビット回路３５４、コマンドデコーダ回路３５５、回路３５６内のデータ、パワーシーケンスコントローラ３５７、ピンインターフェース３５８、アナログ低電圧回路３５９、アナログ高電圧回路３６０、低電圧発生回路３６１、高電圧発生回路３６２、不揮発性動作コントローラ回路３６３、及びＧＰＳ回路３６４。
【００３６】
パワーダウン用回路
図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂに示すのは、前述したように、ダイ３００の種々の部分のパワーダウンの間に用いられるＮＡＮＤ及びインバータパワーセーブゲート回路である。図４Ａ／４Ｂ及び５Ａ／５Ｂのゲート回路によって確実に、パワーダウンモードにおいて出力がそれぞれ「０」又は「１」状態であることが分かる。他のタイプのゲート回路（例えば、ＮＯＲ、ＸＯＲ、複合ゲート）に対する他の回路実施形態も同様である。
【００３７】
図４Ａに示すのは、プルダウン２入力ＮＡＮＤゲート回路４０１である。プルダウンゲート回路４０１は、パワーダウンモードの間に、出力ノード４４１を「０」状態（例えば接地電圧）にプルダウンする。パワーダウンモードの間、スイッチ４２１は開（オフ）であり、これにより、ノード４１１（上部電源）から回路４３１のノード４５１（ローカル電源）までが切断される。装置４６１（２入力ＮＡＮＤゲートへの追加デバイス）がパワーダウン信号によってターンオンされて、ノード４４１を「０」状態にプルする。
【００３８】
図４Ｂに示すのは、プルダウンインバータ回路４０２である。プルダウン回路４０２は、パワーダウンモードの間に、ノード４４２を「０」状態（例えば接地電圧）にプルダウンする。パワーダウンモードの間、スイッチ４２２は開（オフ）であり、その結果、ノード４１２（上部電源）から回路４３２のノード４５２（ローカル電源）までが切断される。装置４６２（インバータに対する追加の装置）は、パワーダウン信号によってターンオンされて、ノード４４２を「０」状態にプルする。
【００３９】
図５Ａに示すのは、プルアップ２入力ＮＡＮＤ回路５０１である。プルアップ回路５０１は、パワーダウンモードの間に、ノード５４１を「１」状態（例えばＶｄｄ電圧）にプルする。パワーダウンモードの間、スイッチ５２１は開（オフ）であり、その結果、ノード５１１（上部接地ノード）から回路５３１のノード５５１（ローカル接地ノード）までが切断される。装置５６１はパワーダウン信号によってターンオンされて、ノード５４１を「１」状態にプルアップする。
【００４０】
図５Ｂに示すのは、プルアップインバータ回路５０２である。プルアップ回路５０２は、パワーダウンモードの間に、ノード５４２を「１」状態（例えばＶｄｄ電圧）にプルする。パワーダウンモードの間、スイッチ５２２は開（オフ）であり、その結果、ノード５１２（上部接地ノード）から回路５３２のノード５５２（ローカル接地ノード）までが切断される。装置５６２はパワーダウン信号によってターンオンされて、ノード５４２を「１」状態にプルアップする。
【００４１】
選択デコーディング回路
図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、及び８Ｂに示すのは、低出力シャットダウンモードで動作することができる選択デコーディング回路の種々の実施形態である。
【００４２】
図６Ａに示すのは選択デコーディング回路６００である。これは、ＮＡＮＤゲート６０１並びにインバータ６０２、６０３、及び６０４を含み、記号で示されている。
【００４３】
他のタイプのゲート回路例えばＮＯＲ及び／又は複合ゲートを用いる、図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、及び９に示すものと同様の他の選択デコーディング及びブロック回路を、同様の方法で実施する。
【００４４】
図６Ｂに示すのは、トランジスタレベルにある選択デコーディング回路６００である。パワーダウン事象の間に、図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂに示すようなパワーセーブゲート回路技術を用いて、ＮＡＮＤゲート６０１並びにインバータ６０２、６０３、及び６０４の出力値を「保存」する（保持する）ことが、電源ＶＤＤ及び接地ＧＮＤがターンオフされている間であっても望ましい。ＮＡＮＤゲート６０１及びインバータ６０３は、パワーゲートプルアップ回路５０１及びプルアップ回路５０２と同様である。インバータゲート６０２及びインバータ６０４は、パワーゲートプルダウン回路４０１及びプルダウン回路４０２と同様である。そのため、ＮＡＮＤゲート６０１は、スイッチ６３１を通して上部接地ノード６３０に結合されている。スイッチ６３１は、図６Ｂに示す方法で、図５Ａ及び５Ｂのスイッチ５２１又はスイッチ５２２の形態とすることができる。ノード６３０（上部接地線）は、接地パワーセーブ線６２０（ＧＮＤ＿ＰＳとしても標示されている）に結合されているが、図５Ａ及び５Ｂのノード５１１又はノード５１２に対応している。スイッチ６３１が開（オフ）であるとき、ＮＡＮＤ６０１の出力は「１」であり、スイッチ６３１が開かれている間、その状態のままである。インバータ６０３も、スイッチ６３１を通して接地パワーセーブ線６２０に結合され、パワーダウンモードの間に「１」を出力する。そのため、パワーダウン事象の間に、ＮＡＮＤゲート６０１及びインバータ６０３の出力は「１」状態にプルアップされる。
【００４５】
パワーダウン事象の間、インバータ６０４はスイッチ６４１を通して上部電源線ノード６４０に結合されている。スイッチ６４１は、図４Ａ及び４Ｂのスイッチ４２１又はスイッチ４２２の形態とすることができる。ノード６４０は、ＶＤＤパワーセーブ線６１１（ＶＤＤ＿ＰＳとしても標示されている）に結合されているが、図４Ａ及び４Ｂのノード４１１又はノード４１２に対応している。ＶＤＤパワーセーブ線６１１を「０」状態にプルすると、インバータ６０４の出力は「０」として「保存」される。インバータ６０２もＶＤＤパワーセーブ線６１１に結合され、その出力は「０」として「保存」される。そのため、パワーダウン事象の間、インバータ６０２及び６０４の出力は「０」状態にプルダウンされる。
【００４６】
図７Ａに示すのは、選択デコーディング回路７００である。これは、ＮＡＮＤゲート７０１並びにインバータ７０２、７０３、及び７０４を含み、記号で示されている。ＮＡＮＤゲート７０１及びインバータ７０３はパワーゲートプルアップ回路５０１及びプルアップ回路５０２と同様である（但し、図５Ｂにあるような装置５６２がないことを除いて）。インバータゲート７０２及びインバータ７０４は、パワーゲートプルダウン回路４０１及びプルダウン回路４０２と同様である（但し、図５Ｂのような装置５６２がないことを除いて）。基本的に、回路７００は追加の装置（図５Ａの装置５６１）を有するために第１のパワーゲート回路（ＮＡＮＤ７０１）のみを必要とする。
【００４７】
図７Ｂに示すのは、トランジスタレベルにある選択デコーディング回路７００である。パワーダウン事象の間は、電源ＶＤＤ及び接地ＧＮＤがターンオフされている間であっても、ＮＡＮＤゲート７０１並びにインバータ７０２、７０３、及び７０４の出力値を「保存」することが望ましい。そのため、ＮＡＮＤゲート７０１はスイッチ７３１を通して上部接地線ノード７３０に結合されている。スイッチ７３１は、図７Ｂに示す方法で、図５Ａ及び５Ｂのスイッチ５２１又はスイッチ５２２の形態とすることができる。ノード７３０は、接地パワーセーブ線７２０（ＧＮＤ＿ＰＳとしても標示されている）に結合されているが、図５Ａ及び５Ｂのノード５１１又はノード５１２に対応している。スイッチ７３１が開（オフ）であるとき、ＮＡＮＤ７０１の出力は「１」であり、スイッチ７３１が閉じている間、その状態のままである。インバータ７０３も接地パワーセーブ線７２０に結合され、パワーダウンモードの間に「１」を出力する。そのため、パワーダウン事象の間、ＮＡＮＤゲート７０１及びインバータ７０３の出力は「１」状態にプルアップされる。
【００４８】
パワーダウン事象の間、インバータ７０４はスイッチ７４１を通して上部電源線ノード７４０に結合されている。スイッチ７４１は、図４Ａ及び４Ｂのスイッチ４２１又はスイッチ４２２の形態とすることができる。ノード７４０、ＶＤＤパワーセーブ線７１１（ＶＤＤ＿ＰＳとしても標示されている）に結合されているが、図４Ａ及び４Ｂのノード４１１又はノード４１２に対応している。ＶＤＤパワーセーブ線７１１を「０」状態にプルすると、インバータ７０４の出力は「０」として「保存」される。インバータ７０２もＶＤＤパワーセーブ線７１１に結合され、その出力は「０」として「保存」される。そのため、パワーダウン事象の間、インバータ７０２及び７０４の出力は「０」状態にプルダウンされる。
【００４９】
図８Ａに示すのは、選択デコーディング回路８００である。これは、ＮＡＮＤゲート８０１並びにインバータ８０２、８０３、及び８０４を含み、記号で示されている。
【００５０】
図８Ｂに示すのは、トランジスタレベルにある選択デコーディング回路８００である。パワーダウン事象の間は、電源ＶＤＤ及び接地ＧＮＤがターンオフされている間であっても、ＮＡＮＤゲート８０１並びにインバータ８０２、８０３、及び８０４の出力値を「保存」することが望ましい。そのため、ＮＡＮＤゲート８０１はスイッチ８３１を通して上部接地線ノード８３０に結合されている。スイッチ８３１は、図８Ｂに示す方法で、図５Ａ及び５Ｂのスイッチ５２１又はスイッチ５２２の形態とすることができる。ノード８３０は、（ローカル）接地パワーセーブ線８２０（ＧＮＤ＿ＰＳとしても標示されている）に結合されているが、図５Ａ及び５Ｂのノード５１１又はノード５１２に対応している。スイッチ８３１が開であるとき、ＮＡＮＤ８０１の出力は「１」であり、スイッチ８３１が開かれている間、その状態のままである。インバータ８０３も接地パワーセーブ線８２０に結合され、パワーダウンモードの間、「１」を出力する。そのため、パワーダウン事象の間、ＮＡＮＤゲート８０１及びインバータ８０３の出力は「１」状態にプルアップされる。
【００５１】
パワーダウン事象の間、インバータ８０４はスイッチ８４１を通して上部電源線ノード８４０に結合されている。スイッチ８４１は、図４Ａ及び４Ｂのスイッチ４２１又はスイッチ４２２の形態とすることができる。ノード８４０は、（ローカル）ＶＤＤパワーセーブ線８１１（ＶＤＤ＿ＰＳとしても標示されている）に結合されているが、図４Ａ及び４Ｂのノード４１１又はノード４１２に対応している。スイッチ８４１が開（オフ）である間、インバータ８０４の出力は「０」として「保存」されることになる。インバータ８０２もＶＤＤパワーセーブ線８１１に結合され、その出力は「０」として「保存」される。そのため、パワーダウン事象の間、インバータ８０２及び８０４の出力は「０」状態にプルダウンされる。
【００５２】
また図８Ｂにはバルク線８５０（ＮＷＢＵＬＫとしても標示されている）を示す。これによって、図８Ｂに示すように、ＮＡＮＤゲート８０１並びにインバータ８０２、８０３、及び８０４内のある特定のトランジスタに対する共通のバルク電圧が与えられる。消費電力を最小にして性能を最大にするバルクバイアス変調に対する実現形態は以下の通りである。バルク線８５０上の電圧バイアスは、漏れを減らすためにパワーダウン又はスタンドバイモードでの電源ＶＤＤよりも高く、ゲート電流ドライブを高めるためにアクティブモードでのＶＤＤ以下である。
【００５３】
テストモード回路
図９に示すのは、テストモード回路９００である。これは、図示するように、パスゲート９０１、９０４、９０７、及び９０８、ＮＡＮＤゲート９０２及び９０５、並びにインバータ９０３及び９０６を含んでいる。パワーダウン動作の間、ＮＡＮＤゲート９０２及び９０５の出力は、接地パワーセーブ線９２０（ＧＮＤ＿ＰＳとしても標示されている）、パワーセーブゲートプルアップ回路５０１又はプルアップ回路５０２（図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂの回路技術）、並びに図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、及び／又は８Ｂの選択デコーディングパワーセーブ回路技術を用いて、「１」にプルアップされる。パワーダウン動作の間、インバータ９０３及び９０６の出力は、ＶＤＤパワーセーブ線９１０（ＶＤＤ＿ＰＳとしても標示されている）、パワーセーブゲートプルダウン回路４０１又はプルダウン回路４０２（図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂの回路技術）、並びに図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、及び／又は８Ｂの技術を用いて、「０」にプルダウンされる。
【００５４】
ＧＰＳ回路
図１０に示すのは、グローバルパワースイッチ回路１０００である。ここでは、ＰＭＯＳトランジスタ１０１０とＮＭＯＳトランジスタ１０２０とが、図示した方法で接続されている。信号ＥＮＢ＿ＶＤＤ＿ＩＰが低であるとき、出力ＶＤＤ＿ＩＰは入力ＶＤＤ＿ＳＹＳと同じである。信号ＤＩＳ＿ＶＤＤ＿ＩＰが高であるとき、出力ＶＤＤ＿ＩＰはＶＤＤ＿ＩＰ＿ＬＯＷにプルダウンされる。
【００５５】
ローカルパワースイッチ回路
図１１Ａに示すのは、ローカルパワースイッチ１１０１である。これは、図示するように、ＰＭＯＳトランジスタを含んでいる。信号ＥＮＢ＿ＶＤＤ＿ＰＳが低であるとき、出力ＶＤＤ＿ＰＳは入力ＶＤＤ＿ＳＹＳと同じである。
【００５６】
図１１Ｂに示すのは、ローカルパワースイッチ１１０２である。これは、図示するように、ＮＭＯＳトランジスタを含んでいる。信号ＥＮ＿ＧＮＤ＿ＰＳが高であるとき、出力ＧＮＤ＿ＰＳは低である（例えば、接地）にプルダウンされる。
【００５７】
行デコーダ
図１２に示すのは、パワーセーブ行デコーダ１２００である。行デコーダ１２００は、ＮＡＮＤゲート１２０１、インバータ１２０２、並びに回路ブロック１２０３、１２０４、１２１３、及び１２１４を含んでいる。回路ブロック１２０３は、ＰＭＯＳ１２０３Ａ、ＰＭＯＳ１２０３Ｃ、及びＮＭＯＳ１２０３Ｂを含んでいる。回路ブロック１２０４は、ＰＭＯＳ１２０４Ａ及びＮＭＯＳ１２０４Ｂを含んでいる。回路ブロック１２１３及び１２１４はそれぞれ、回路ブロック１２０３及び１２０４と同様である。パワーダウン動作の間、ＮＡＮＤゲート１２０１と回路ブロック１２０３及び１２１３との出力は、パワーセーブプルアップ回路５０１又はプルアップ回路５０２、並びに図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、及び／又は８Ｂの技術を用いて、「１」にプルアップされる。またインバータ１２０２と回路ブロック１２０４及び１２１４との出力は、パワーセーブプルダウン回路４０１又はプルダウン回路４０２、並びに図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、及び／又は８Ｂの技術を用いて、「０」にプルダウンされる。パワーダウン動作の間、電源ＺＶＤＤ１２３０をシャットダウンさせることができ、その結果、全体としてパワーセーブがもたらされる。パワーダウン動作の間、ノード１２４０及び１２４１は高電圧「１」にバイアスされるため、トランジスタ１２０３Ｃ及び１２０３Ｂのソースとドレインとの間の電圧は同じであり、その結果、全体としてパワーセーブがもたらされる。パワーダウン動作の間、ノードｎｗｅｌｌ１２５０を高電圧＞ＺＶＤＤ２１２２０及びＺＶＤＤ１２３０にバイアスして、逆バルクソース電圧を増加させることができるため、ＰＭＯＳ１２０３Ａ及び１２０４Ａに対するしきい電圧が増加することになり、その結果、全体としてパワーセーブがもたらされる。
【００５８】
感知回路
図１３に示すのは感知回路１３００である。これは、コンパレータ１３０１、ＰＭＯＳトランジスタ１３０２、ＮＭＯＳトランジスタ１３０３、及び選択メモリセル１３０４を含んでいる。ＮＭＯＳ１３０３はメモリセル１３０４とコンパレータ１３０１との間を結合する。コンパレータ１３０１の正入力は、ＰＭＯＳトランジスタ１３０２とＮＭＯＳトランジスタ１３０３との間のノードであり、コンパレータ１３０１の負入力は基準電圧バイアス信号である。高電源に結合されたＰＭＯＳ１３０２は漏れ電流によってバイアスされて、例えばアレイビット線漏れ及び／又はデコーディング経路に起因する（例えば、トランジスタダイレクトゲートトンネリング電流又は接合部からの）漏れを補償する。そのため、選択メモリセル１３０４からデータを読み出すために基準メモリセルを用いない。このモードでは、読み出し感知に対する有効な基準は、基本的に接地基準レベル（ゼロ電流レベル）であり、すなわち、メモリセル電流ウィンドウ（高い（消去された）と低い（プログラムされた）電流レベルとの間の差）は接地レベルの方にシフトされている。すなわち、低い電流レベルは接地レベルよりも下にシフトされる。これは、例えば、メモリセル結合ゲートをゼロ又は負電圧にバイアスすることによって、及び／又は非常に深いプログラミングによって、例えばより高いプログラミング電圧を用いて、及び／又はより大きいプログラミング電流を用いて、及び／又はより長いプログラミング時間を用いて、及び／又は読み出しビット線電圧を低レベルにバイアスすることによって、実施することができる。
【００５９】
図１４に示すのは、感知動作に対する基準電流（又は基準セル電圧）をサンプリングする方法のための回路１４００であり、ここでは、サンプリング電流ミラー（又は電圧）を連続電流ミラー（又は電圧）の代わりに使用することによって、パワーセーブがもたらされる。回路１４００は、図示するように、サンプリングＰＭＯＳトランジスタ１４０１、サンプリングスイッチ１４０２及び１４０５、イネーブリングＮＭＯＳトランジスタ１４０３、基準素子１４０４（抵抗器、メモリセル、トランジスタ、又は他の要素とすることができる）、基準保持キャパシタ１４０６（これは任意的とすることができる）、浮遊保持ノード１４１０ＶＲＥＦＢＩＡＳ（キャパシタの端子上）、及び感知プルアップＰＭＯＳトランジスタ１４０７（選択ビット線あたりの感知回路の一部として）を含んでいる。サンプリング間隔は、例えば０．２ｍｓあたり０．２ｕｓである。したがって事実上、基準電流１４０４からの有効な消費電力は、〜２／２０００の比だけ低減される。トランジスタ１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５は、基準保持周期（サンプリングではない）の間はオフで、サンプリング周期の間はオンであり、基準素子１４０４上のバイアスをサンプリングして浮遊保持ノード１４１０に入れる。基準１５０４は、スイッチングキャップ回路（Ｒｅｑ＝１／Ｒ*Ｆｒｅｑ）によって発生させることができる。
【００６０】
図１５に示すのは、感知動作に対する基準電流（又は基準セル電圧）をサンプリングするための回路１５００であり、ここでは、サンプリング電流ミラー（又は電圧）を連続電流ミラー（又は電圧）の代わりに使用することによって、パワーセーブがもたらされる。回路１５００は、図示するように、サンプリングＰＭＯＳトランジスタ１５０１、サンプリングスイッチ１５０２及び１５０５、イネーブリングＮＭＯＳトランジスタ１５０３、基準素子１５０４（抵抗器、メモリセル、トランジスタ、又は他の要素とすることができる）、基準保持キャパシタ１５０６、浮遊保持ノード１５１０（キャパシタ１５０６の端子上）、演算増幅器１５０７、及び感知プルアップＰＭＯＳトランジスタ１５０８（選択ビット線あたりの感知回路の一部として）を含んでいる。サンプリング間隔は、例えば０．２ｍｓあたり２ｕｓである。したがって事実上、基準電流１５０４からの有効な消費電力は、〜２／２００の比だけ低減される。トランジスタ１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５は、基準保持周期（サンプリングではない）の間はオフで、サンプリング周期の間はオンとなって、基準素子１５０４上のバイアスをサンプリングして浮遊保持ノード１５１０に入れる。オペアンプ１５０７を用いて、保持基準バイアス（キャパシタ１５０６上の電圧）を駆動して複数の感知トランジスタ１５０８のゲートに加える。
【００６１】
読み出し経路
図１６に示すのは、パワーセーブするための読み出し動作中のフラッシュメモリシステム１６００の読み出しデコーディング経路変調実施形態である。フラッシュメモリシステム１６００は、全体としてパワーセーブがもたらされる機能を実装している。具体的には、同じアドレスが、以前の周期中に読み出されたときと同じように読み出されているならば、感知動作は行なわない。
【００６２】
電流読み出し動作に対する読み出しアドレスがバッファ１６０２内に置かれている。事前の読み出し動作に対するアドレスがバッファ１６０１内に置かれている。コンパレータ１６０３が、バッファ１６０１内に記憶されたアドレスとバッファ１６０１内に記憶されたアドレスとを比較する。それらが同じアドレスであるならば、イネーブル信号をバッファ１６０８に送る。バッファ１６０８は、事前の動作中のものと同じ出力データを出力する。それらが異なるアドレスであるならば、読み出しイネーブル信号を行デコーダ１６０５と列デコーダ１６０６とに送って、通常の読み出し動作を、感知回路１６０７を用いてアレイ１６０４内で行なう。別の実施形態では、感知１６０７からのデータアウトがデータアウト回路１６０８に保持されたものと同じである場合、ＤＯＵＴはスイッチングせず、その結果、ＤＯＵＴスイッチングがないときにパワーセーブされる。
【００６３】
アドレス／データエンコーディング／デコーディング／スクランブリング
エンコーディング／デコーディング／スクランブリングアドレス及び／又はデータによるパワーセーブの方法では、ある特定のアドレッシング及び／又はデータアクセス方法を用いてパワーセーブする。アドレスエンコーディング／デコーディング／スクランブリングに対する実施形態では、連続するワード並びを、列（ビット線）方向で連続アドレッシング（アドレス増加）を行ないながら、選択行と選択列で始まるＮ個の数のワードに対して連続して読み出す。例えば以下の通りである。ワード１〜４は連続して行１〜４上にあり、次のワード２〜８は、次の選択列に対して連続して行１〜４上にあり、これは何度も繰り返す。この例の場合、アレイユニットセクタは４つの行を含んでいる。データエンコーディング／デコーディング／スクランブリングに対する別の実施形態では、大抵は「０」状態を用いる。すなわち、ワード内の「１」データの大部分を、記憶前に、ワード内の大抵は「０」データに変換する。他のアドレススクランブリングは、例えば列アドレスをスクランブリングすることによって具体化される。他のアドレススクランブリングは、例えば上位行アドレス順序付けをスイッチングすることによって可能である。
【００６４】
パワーゲートタイプ
図１７に示すのは種々のゲート記号及び種々の構成である。
【００６５】
第１番目の行に示すのは、標準ゲートとしてのＮＯＲゲート１７０１、ＮＡＮＤゲート１７０２、及びインバータ１７０３である。
【００６６】
第２番目の行に示すのは、電圧源ＶＤＤｉｎ及び接地ＧＮＤｉｎを伴うＮＯＲゲート１７０１、ＮＡＮＤゲート１７０２、及びインバータ１７０３である。
【００６７】
第３番目の行に示すのは、電圧源ＶＤＤｉｎを伴うＮＯＲゲート１７０１、ＮＡＮＤゲート１７０２、及びインバータ１７０３である。
【００６８】
第４番目の行に示すのは、接地ＧＮＤｉｎを伴うＮＯＲゲート１７０１、ＮＡＮＤゲート１７０２、及びインバータ１７０３である。
【００６９】
第５番目の行に示すのは、ＮＯＲゲート１７０１、ＮＡＮＤゲート１７０２、及びインバータ１７０３（電圧源はＶＤＤｉｎ）である。これらはプルダウン回路４０１又はプルダウン回路４０２に接続されて、装置の出力を「０」に駆動する。
【００７０】
第６番目の行に示すのは、ＮＯＲゲート１７０１、ＮＡＮＤゲート１７０２、及びインバータ１７０３（電圧源はＶＤＤｉｎ）である。これらはプルアップ回路５０１又はプルアップ回路５０２に接続されて、装置の出力を「１」に駆動する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月3日(2020.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性メモリ装置であって、
高電源に結合された第１の端子と、コンパレータの第１の端子に結合された第２の端子とを有する第１の装置と、
第１の装置の第２の端子と前記コンパレータの第１の端子とに結合された第２の装置であって、選択メモリセルに更に結合された、第２の装置と、
基準電圧レベルに結合された前記コンパレータの第２の端子と、を含む、不揮発性メモリ装置。
【請求項２】
前記メモリ装置はスプリットゲート型フラッシュメモリセルのアレイを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
選択メモリセルのプログラム状態のセル読み出し電流レベルは、ゼロ電流レベルに近いか又は該ゼロ電流レベル未満である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記メモリセルは、深いプログラム状態を用いてプログラムされる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記メモリセルの前記結合ゲートは、ゼロボルト又は負電圧にバイアスされる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
不揮発性メモリ装置を動作させる方法であって、
浮遊保持ノードにおける基準電流又は電圧を時間サンプリングして保持電圧を得ることと、
前記保持電圧を感知回路に印加することと、を含む、方法。
【請求項７】
前記感知回路は感知プルアップＰＭＯＳトランジスタを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
保持基準ノードはキャパシタ上にある、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
スプリットゲート型メモリセルのアレイを更に含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
サンプリングＰＭＯＳトランジスタを更に含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
基準素子を更に含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記基準素子は、メモリセル、抵抗器、又はキャパシタである、請求項６に記載の装置。
【請求項１３】
演算増幅器は、保持基準電圧を前記感知回路に印加する、請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
不揮発性メモリを動作させる方法であって、
読み出しアドレスを以前の読み出しアドレスと比較することと、
一致が見られたら、前記メモリに対する読み出しを行なわないことと、
現在のデータを以前のデータと比較することと、
一致が見られたら、データアウトスイッチングを行なわないことと、を含む、方法。
【請求項１５】
前記アレイはスプリットゲートメモリセルのアレイを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
バイアスは、メモリセルの結合ゲート及びワード線上に印加される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
不揮発性メモリを動作させる方法であって、
選択行と選択列で始まるメモリアレイの列方向への連続アドレッシングによって読み出すことを含む、方法。
【請求項１８】
第１の連続列読み出しを、Ｎ個のワードに対して行なうことと、
前記第１の連続列読み出しの行と前記第１の連続列読み出しの列の次の列とで始まる第２の連続列読み出しを、Ｎ個のワードに対して行なうことと、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アレイはスプリットゲートメモリセルを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
バイアスは、メモリセルの結合ゲート及びワード線上に印加される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
連続読み出しに対する列アドレスをスクランブルすることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
連続読み出しに対する行アドレスをスクランブルすることを更に含む、請求項１７に記載の方法。