(57)【要約】【課題】動作安定性を向上出来る半導体記憶装置を提供すること。【解決手段】データ保持可能なメモリセルＭＴと、前記メモリセルＭＴから読み出されたデータ、及び／または前記メモリセルに書き込むべきデータを転送するビット線ＢＬと、データの読み出し時及び書き込み時において、前記ビット線ＢＬを充電するセンスアンプ３と、前記ビット線ＢＬと前記センスアンプ３とを接続する第１ＭＯＳトランジスタ７と、前記データの書き込み時及び読み出し時において、前記第１ＭＯＳトランジスタ７のゲートに定電流を供給することにより該ゲートを充電する電流源回路１１とを具備する。【選択図】図１
2010287293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ保持可能なメモリセルと、
前記メモリセルから読み出されたデータ、及び／または前記メモリセルに書き込むべきデータを転送するビット線と、
データの読み出し時及び書き込み時において、前記ビット線を充電するセンスアンプと、
前記ビット線と前記センスアンプとを接続する第１ＭＯＳトランジスタと、
前記データの書き込み時及び読み出し時において、前記第１ＭＯＳトランジスタのゲートに定電流を供給することにより該ゲートを充電する電流源回路と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項２】
前記電流源回路の供給する前記定電流は、前記第１ＭＯＳトランジスタの電流駆動能力とは逆の温度特性を有する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体記憶装置。
【請求項３】
前記電流源回路は、前記第１ＭＯＳトランジスタの電流供給能力とは逆の温度特性を有する定電流がゲートに与えられる第２ＭＯＳトランジスタと、
電流経路の一端が前記第２ＭＯＳトランジスタの電流経路の一端に接続された第３ＭＯＳトランジスタと、ゲートが前記第３ＭＯＳトランジスタのゲートと共通接続された第４ＭＯＳトランジスタと、を含む第１カレントミラー回路と、
電流経路の一端が前記第４ＭＯＳトランジスタの電流経路の一端に接続された第５ＭＯＳトランジスタと、ゲートが前記第５ＭＯＳトランジスタのゲートと共通接続された複数の第６ＭＯＳトランジスタと、を含む第２カレントミラー回路と、
電流経路の一端が複数の前記第６ＭＯＳトランジスタの電流経路の一端に共通接続された第７ＭＯＳトランジスタと、ゲートが前記第７ＭＯＳトランジスタのゲートと共通接続され、電流経路の一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲートに接続された第８ＭＯＳトランジスタと、を含む第３カレントミラー回路とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
前記センスアンプの電源電圧を発生する電圧発生部と、
前記ビット線に流れる電流を検知する検知回路と
を更に備え、前記電圧発生部は、前記電源電圧を出力する出力ノードに電流を供給する第３ＭＯＳトランジスタを含み、
前記検知回路は、前記第３ＭＯＳトランジスタとカレントミラー回路を構成する第４ＭＯＳトランジスタに流れるドレイン電流を、設定値と比較する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体記憶装置。
【請求項５】
前記電流源回路の供給する前記定電流の値は、前記検知回路における検出結果に応じて定められる
ことを特徴とする請求項４記載の半導体記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不揮発性の半導体メモリとしてＮＡＮＤ型フラッシュメモリが知られている。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリでは、データの書き込み動作の際に、データを書き込むべきでないメモリセルが接続されたビット線を所定の電圧に充電することにより、ＮＡＮＤストリングのチャネルをフローティングする技術が知られている。そして、ゲート電極とのカップリングによりチャネルの電位を上昇させて、当該メモリセルに電荷が注入されることを抑制する（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、１本のワード線には非常に多数のメモリセルが接続されているため、ビット線を充電する際には、大きなピーク電流が流れる場合がある。そしてこのピーク電流によって、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの動作が不安定となる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８３７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、動作安定性を向上出来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】
【０００６】
この発明の一態様に係る半導体記憶装置は、データ保持可能なメモリセルと、前記メモリセルから読み出されたデータ、及び／または前記メモリセルに書き込むべきデータを転送するビット線と、データの読み出し時及び書き込み時において、前記ビット線を充電するセンスアンプと、前記ビット線と前記センスアンプとを接続する第１ＭＯＳトランジスタと、前記データの書き込み時及び読み出し時において、前記第１ＭＯＳトランジスタのゲートに定電流を供給することにより該ゲートを充電する電流源回路とを具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、動作安定性を向上出来る半導体記憶装置を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＮＡＮＤ型フラッシュメモリのブロック図。
【図２】この発明の第１の実施形態に係るメモリセルの閾値分布を示すグラフ。
【図３】この発明の第１の実施形態に係るＭＯＳトランジスタのドレイン電流の温度特性を示すグラフ。
【図４】この発明の第１の実施形態に係るビット線ドライバの回路図。
【図５】この発明の第１の実施形態に係る電流源及び定電流回路の出力電流の温度特性を示すグラフ。
【図６】この発明の第１の実施形態に係るデータ書き込み時の各種信号のタイミングチャート。
【図７】ビット線ドライバの回路図。
【図８】Ｖblcの時間変化を示すグラフ。
【図９】Ｖblの時間変化を示すグラフ。
【図１０】Ｉccの時間変化を示すグラフ。
【図１１】この発明の第２の実施形態に係るＮＡＮＤ型フラッシュメモリの一部領域を示す回路図。
【図１２】この発明の第２の実施形態に係る電圧発生回路及び検出回路の回路図。
【図１３】この発明の第１、第２の実施形態に係るセンスアンプの回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１０】
［第１の実施形態］  
この発明の第１の実施形態に係る半導体記憶装置について、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを例に挙げて説明する。図１は、本実施形態に係るＮＡＮＤ型フラッシュメモリのブロック図である。
【００１１】
＜ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの構成＞  
図示するようにＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１は、メモリセルアレイ２、センスアンプ３、ロウデコーダ４、ビット線ドライバ５、ソース線ドライバ６、及びＭＯＳトランジスタ７、８を備えている。
【００１２】
まずメモリセルアレイ２について説明する。メモリセルアレイ２は、複数（（Ｎ＋１）個、Ｎは１以上の自然数）のメモリブロックＢＬＫ０〜ＢＬＫＮを備えている。以下、メモリブロックＢＬＫ０〜ＢＬＫＮを区別しない場合には、単にメモリブロックＢＬＫと呼ぶことにする。なお、メモリブロックＢＬＫが１個だけ設けられる場合であっても良い。メモリブロックＢＬＫの各々は、（ｍ＋１）個（（ｍ＋１）は１以上の自然数）のＮＡＮＤストリング９を備えている。
【００１３】
ＮＡＮＤストリング９の各々は、（ｎ＋１）個（（ｎ＋１）は２以上の自然数であり、例えば８個、１６個、３２個、６４個等、限定されない）のメモリセルトランジスタＭＴと、選択トランジスタＳＴ１、ＳＴ２とを含んでいる。メモリセルトランジスタＭＴは、半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成された電荷蓄積層（例えば浮遊ゲート）と、電荷蓄積層上にゲート間絶縁膜を介在して形成された制御ゲートとを有する積層ゲート構造を備えている。メモリセルトランジスタＭＴは、隣接するもの同士でソース、ドレインを共有している。そして、選択トランジスタＳＴ１、ＳＴ２間に、その電流経路が直列接続されるようにして配置されている。直列接続されたメモリセルトランジスタＭＴの一端側のドレインは選択トランジスタＳＴ１のソースに接続され、他端側のソースは選択トランジスタＳＴ２のドレインに接続されている。
【００１４】
メモリブロックＢＬＫの各々において、同一行にあるメモリセルトランジスタＭＴの制御ゲートはワード線ＷＬ０〜ＷＬｎのいずれかに共通接続され、同一行にあるメモリセルの選択トランジスタＳＴ１、ＳＴ２のゲートは、それぞれセレクトゲート線ＳＧＤ、ＳＧＳに共通接続されている。なお説明の簡単化のため、以下ではワード線ＷＬ０〜ＷＬｎを、単にワード線ＷＬと呼ぶことがある。選択トランジスタＳＴ２のソースはソース線ＳＬに共通接続される。
【００１５】
上記構成のメモリセルアレイ２において、同一列にあるＮＡＮＤストリング９における選択トランジスタＳＴ１のドレインは、同一のビット線ＢＬ０〜ＢＬｍに共通に接続されている。ビット線ＢＬ０〜ＢＬｍについても、単にビット線ＢＬと呼ぶことがある。すなわちビット線ＢＬは、複数のメモリブロックＢＬＫ間で、ＮＡＮＤストリング９を共通接続する。他方、ワード線ＷＬ及びセレクトゲート線ＳＧＤ、ＳＧＳは、同一のメモリブロックＢＬＫ内において、ＮＡＮＤストリング９を共通接続する。また、メモリセルアレイ２に含まれるＮＡＮＤストリング９は、同一のソース線ＳＬに共通接続されている。
【００１６】
また、同一のワード線ＷＬに接続された複数のメモリセルトランジスタＭＴには一括してデータが書き込まれ、この単位をページと呼ぶ。更に、同一のメモリブロックＢＬＫ内におけるＮＡＮＤストリング９は一括してデータが消去される。すなわち、メモリブロックＢＬＫが消去単位となる。
【００１７】
次に、上記メモリセルトランジスタＭＴの閾値分布について図２を用いて説明する。図２は、横軸に閾値電圧Ｖthをとり、縦軸にメモリセルトランジスタＭＴの存在確率を示したグラフである。
【００１８】
図示するように、各々のメモリセルトランジスタＭＴは４値（４-levels）のデータ（２ビットデータ）を保持出来る。すなわちメモリセルトランジスタＭＴは、閾値電圧Ｖthの低い順に消去レベル（“Ｅｒ”）、Ａレベル、Ｂレベル、及びＣレベルの４つの状態（４種のデータ）を取り得る。消去レベルの閾値電圧ＶthＥは、ＶthＥ＜ＶＥＡである。Ａレベルの閾値電圧ＶthＡは、ＶＥＡ＜ＶthＡ＜ＶＡＢである。Ｂレベルの閾値電圧ＶthＢは、ＶＡＢ＜ＶthＢ＜ＶＢＣである。Ｃレベルの閾値電圧ＶthＣは、ＶＢＣ＜ＶthＣである。そして、例えば電圧ＶＥＡが０Ｖである。しかし、ＶＡＢが０Ｖであっても良い。またメモリセルトランジスタＭＴが保持可能なデータは、上記４値に限らない。例えば２値（１ビットデータ）、８値（３ビットデータ）、または１６値（４ビットデータ）などであっても良い。
【００１９】
図１に戻ってフラッシュメモリ１の構成についての説明を続ける。センスアンプ３は、データの読み出し時には、メモリセルトランジスタＭＴからビット線ＢＬに読み出されたデータをセンスして増幅する。この際センスアンプ３は、ビット線ＢＬに流れる電流をセンスすることにより、全ビット線ＢＬにつき一括してデータを判別する。なお電流の代わりに、電圧をセンスしても良い。またデータの書き込み時には、ビット線ＢＬに書き込みデータを転送する。
【００２０】
ロウデコーダ４は、データの書き込み動作時、読み出し動作時、及び消去時において、外部から与えられるロウアドレスＲＡに基づいて、いずれかのメモリブロックＢＬＫに接続されたセレクトゲート線ＳＧＤ、ＳＧＳ、及びワード線ＷＬを選択して、電圧を印加する。
【００２１】
ソース線ドライバ６は、ソース線ＳＬに電圧を与える。
【００２２】
ＭＯＳトランジスタ７の各々は、センスアンプ３とビット線ＢＬとを、ＭＯＳトランジスタ８の電流経路を介して接続する。すなわち、ＭＯＳトランジスタ７の電流経路の一端はセンスアンプ３に接続され、他端はＭＯＳトランジスタ８の電流経路の一端に接続され、ゲートには信号ＢＬＣが与えられる。ＭＯＳトランジスタ７は、ＭＯＳトランジスタ８よりも低耐圧型の、例えばｎチャネル型のＭＯＳトランジスタであり、ＭＯＳトランジスタ８よりも薄いゲート絶縁膜を有する。図３は、ＭＯＳトランジスタ７のドレイン電流Ｉdの温度特性を示すグラフである。図３において縦軸がドレイン電流Ｉdを示し、横軸が温度を示しており、特に温度以外の条件が一定である場合を示している。図示するようにドレイン電流Ｉdは、温度が高くなるほど小さくなる。すなわち、負の温度特性を有している。但し、図３は例示に過ぎず、全体として温度が高いほどドレイン電流Ｉdが小さくなれば良く、グラフの形状は図３に限定されるものでは無い。
【００２３】
図１に戻って説明を続ける。ＭＯＳトランジスタ８の各々は、その電流経路の一端が、対応するＭＯＳトランジスタ７の電流経路の他端に接続され、他端が対応するビット線ＢＬに接続され、ゲートに信号ＢＬＳが与えられる。信号ＢＬＳは、例えば図示せぬ制御回路によって与えられる。ＭＯＳトランジスタ８は高耐圧型の、例えばｎチャネル型のＭＯＳトランジスタである。なお、ＭＯＳトランジスタ７、８は、共にビット線ＢＬとセンスアンプ３とを接続するための機能を有するが、ＭＯＳトランジスタ７はこの機能だけでなく、信号ＢＬＣによってビット線ＢＬの電位を制御する、という機能も有する。
【００２４】
ビット線ドライバ５は、信号ＢＬＣを発生して、これをＭＯＳトランジスタ７のゲートに供給する。データの書き込み時及び読み出し時には、信号ＢＬＣの電位によって、ビット線ＢＬの電位が制御される。
【００２５】
＜ビット線ドライバ５の詳細について＞  
次に、上記ビット線ドライバ５の詳細について、図４を用いて説明する。図４はビット線ドライバ５の回路図である。
【００２６】
図示するようにビット線ドライバ５は、大まかには電圧発生回路１０と、定電流回路１１とを備えている。電圧発生回路１０は、電圧ＶＨ（＝電源電圧ＶＤＤ＋ＭＯＳトランジスタ７の閾値Ｖth＋α程度）を発生して出力する。
【００２７】
定電流回路１１は、大まかには第１〜第３カレントミラー回路１２〜１４、第１、第２スイッチ回路１５、１６、及び電流発生部１７を備えている。
【００２８】
第１スイッチ回路１５は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ１９、２０を備えている。ＭＯＳトランジスタ１９、２０はそれぞれ、ソースが接地され、ゲートに共に信号ＥＮＢが入力される。信号ＥＮＢは例えば図示せぬ制御回路によって与えられ、信号ＥＮＢが与えられてＭＯＳトランジスタ１９、２０がオン状態となることで、ビット線ドライバ５が活性化される。
【００２９】
電流発生部１７は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ２１と、図示せぬ定電流源を備えている。ＭＯＳトランジスタ２１は、ソースがＭＯＳトランジスタ１９のドレインに接続される。定電流源は、前述のＭＯＳトランジスタ７のドレイン電流とは逆の温度特性、具体的には正の温度特性を有する定電流ＩＲＥＦを発生し、これをＭＯＳトランジスタ２１のゲートに供給する。従って、ＭＯＳトランジスタ２１のドレイン電流Ｉoも、正の温度特性を有する。図５は、電流ＩＲＥＦ、Ｉoの温度特性を示すグラフである。図５において縦軸が電流ＩＲＥＦ、Ｉoを示し、横軸が温度を示しており、特に温度以外の条件が一定である場合を示している。電流ＩＲＥＦ、Ｉoは、温度が高くなるほど大きくなる。勿論、図５も例示に過ぎず、全体として温度が高いほど電流ＩＲＥＦ、Ｉoが大きくなれば良く、グラフの形状は図５に限定されるものでは無い。
【００３０】
第１カレントミラー回路１２は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ２２〜２５を備えている。ＭＯＳトランジスタ２２〜２５のバックゲートには、電圧発生回路１０の発生する電圧ＶＨが与えられる。ＭＯＳトランジスタ２２は、ドレインがゲート及びＭＯＳトランジスタ２１のドレインに接続される。ＭＯＳトランジスタ２３は、ドレインがゲート及びＭＯＳトランジスタ２２のソースに接続され、ソースに電圧ＶＨが与えられる。ＭＯＳトランジスタ２４は、ゲートがＭＯＳトランジスタ２３のゲートと共通接続され、ソースに電圧ＶＨが与えられる。ＭＯＳトランジスタ２５は、ゲートがＭＯＳトランジスタ２２のゲートと共通接続され、ソースがＭＯＳトランジスタ２４のドレインに接続されている。
【００３１】
第２カレントミラー回路１３は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ２６、２７−０〜２７−３を備えている。これらはゲートが共通接続されている。ＭＯＳトランジスタ２６は、ゲート及びドレインが、ＭＯＳトランジスタ２５のドレインに接続されている。従って、ＭＯＳトランジスタ２６のドレイン電流の大きさは、ＭＯＳトランジスタ２１と等しくＩoである。ＭＯＳトランジスタ２７−０〜２７−３は、ドレインが共通接続されている。以下、ＭＯＳトランジスタ２７−０〜２７−３を区別しない場合には、一括してＭＯＳトランジスタ２７と呼ぶ。
【００３２】
第２スイッチ回路１６は、それぞれＭＯＳトランジスタ２７−０〜２７−３に対応づけて設けられたｎチャネルＭＯＳトランジスタ２８−０〜２８−３を備えている。ＭＯＳトランジスタ２８−０〜２８−３のドレインは、それぞれＭＯＳトランジスタ２７−０〜２７−３のソースに接続され、ソースは接地され、ゲートにはそれぞれ信号ＤＡＣ＜０＞〜ＤＡＣ＜３＞が入力される。信号ＤＡＣ＜０＞〜ＤＡＣ＜３＞は、例えば図示せぬ制御回路によって与えられる。以下、ＭＯＳトランジスタ２８−０〜２８−３を区別しない場合には、一括してＭＯＳトランジスタ２８と呼ぶ。
【００３３】
第３カレントミラー回路１４は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ２９、３０を備えている。ＭＯＳトランジスタ２９、３０のバックゲートには、電圧発生回路１０の発生する電圧ＶＨが与えられる。ＭＯＳトランジスタ２９は、ゲートとドレインがＭＯＳトランジスタ２７のドレインに接続され、ソースに電圧ＶＨが与えられる。ＭＯＳトランジスタ３０は、ゲートがＭＯＳトランジスタ２９のゲートと共通接続され、ソースに電圧ＶＨが与えられる。
【００３４】
以上の構成において、ＭＯＳトランジスタ３０のドレインにおける信号が、信号ＢＬＣとして、ＭＯＳトランジスタ７のゲートに与えられる。信号ＢＬＣの電流量Ｉblcは、オン状態とされるＭＯＳトランジスタ２８の個数によって可変である。オン状態のＭＯＳトランジスタ２８の個数をｋ（ｋは１以上の自然数）とすれば、Ｉblc＝（Ｉo×ｋ）であり、図５と同様に正の温度特性を有する。なお、ＭＯＳトランジスタ２８−０〜２８−３のうち、いずれをオンとするかは、信号ＤＡＣ＜０＞〜ＤＡＣ＜３＞によって制御可能である。
【００３５】
＜ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１の動作について＞  
次に、上記構成のＮＡＮＤ型フラッシュメモリの動作について説明する。
【００３６】
＜データの書き込み動作＞  
まず、データの書き込み動作について、図６を用いて説明する。図６は、データの書き込み時におけるセレクトゲート線ＳＧＤ、選択ビット線、非選択ビット線、信号ＢＬＣ、非選択ワード線、選択ワード線、選択ビット線に接続されたメモリセルトランジスタＭＴのチャネル、及び非選択ビット線に接続されたメモリセルトランジスタＭＴのチャネルの電位変化を示すタイミングチャートである。なお、選択ビット線とは、電荷蓄積層に電荷を注入することにより閾値レベルを上昇させるべきメモリセルトランジスタＭＴ（これを選択セルと呼ぶことがある）が接続されたビット線のことである。また非選択ビット線とは、電荷蓄積層に電荷を注入せず、閾値レベルを変化させないメモリセルトランジスタＭＴ（これを非選択セルと呼ぶことがある）が接続されたビット線のことである。
【００３７】
前述の通り、データの書き込みは、同一のワード線に接続された全てのメモリセルトランジスタＭＴ（１ページ）に対して一括して行われる。またデータの書き込みは、消去状態のメモリブロック９において、セレクトゲート線ＳＧＳに近いメモリセルトランジスタＭＴから順に行われる。
【００３８】
データの書き込みにあたってロウデコーダ４は、いずれかのメモリブロックＢＬＫにおけるセレクトゲート線ＳＧＤを選択し、電圧ＶＳＧ（＝ＶＤＤ＋Ｖth１、但しＶth１は選択トランジスタＳＴ１の閾値電圧）を印加する（時刻ｔ０）。
【００３９】
またビット線ドライバ５は信号ＢＬＣを発生し、ＭＯＳトランジスタ７のゲートに供給する（時刻ｔ１）。信号ＢＬＣの電位は、約（ＶＤＤ＋Ｖth２）である。但しＶth２はＭＯＳトランジスタ７の閾値電圧である。これにより、ＭＯＳトランジスタ７はオン状態となる。信号ＢＬＳが与えられることで、ＭＯＳトランジスタ８もオン状態とされる。
【００４０】
またセンスアンプ３は、書き込みデータに応じた電圧を、ＭＯＳトランジスタ７、８を介してビット線ＢＬに印加する。具体的には、選択ビット線には電圧Ｖ１（例えば０Ｖ）を印加し、非選択ビット線には電圧ＶＤＤ（例えば２Ｖ）を印加する（時刻ｔ１）。なお、非選択ビット線のこの電位は、ＭＯＳトランジスタ７（換言すれば信号ＢＬＣ）によって決まる。
【００４１】
以上の結果、選択セルのチャネルには電圧Ｖ１が転送され、非選択セルのチャネルにはＶＤＤが転送される。なおセレクトゲート線ＳＧＳは０Ｖとされており、選択トランジスタＳＴ２は書き込み動作の期間はオフ状態である。
【００４２】
次にロウデコーダ４は、セレクトゲート線ＳＧＤの電圧を、電圧ＶＳＧから電圧ＶＬに変更する（時刻ｔ２）。電圧ＶＬは、例えば電圧ＶＤＤよりも低い電圧であり、選択トランジスタＳＴ１に対して非選択ビット線に印加される電圧を転送させないための電圧である。その結果、非選択ビット線に接続された選択トランジスタＳＴ１はカットオフ状態となる。そのため、非選択ビット線に接続されたＮＡＮＤストリングに含まれる全メモリセルトランジスタＭＴのチャネルは、非選択ビット線から電気的に分離され、電気的にフローティングの状態となる。他方、選択ビット線に接続された選択トランジスタＳＴ１はオン状態を維持する。そのため、選択ビット線に接続されたＮＡＮＤセルに含まれる全メモリセルトランジスタＭＴのチャネルは、選択ビット線と電気的に接続された状態を維持し、その値はＶ１である。
【００４３】
その後、ロウデコーダ４は、選択したメモリブロックＢＬＫにおける全ワード線ＷＬ０〜ＷＬｎに対して、電圧ＶＰＡＳＳを印加する（時刻ｔ３）。電圧ＶＰＡＳＳを印加されることにより、保持するデータに関わらず、全てのメモリセルトランジスタＭＴがオン状態となり、チャネルが形成される。
【００４４】
次にロウデコーダ４は、いずれかのワード線ＷＬを選択する。そして選択ワード線に対してプログラム電圧ＶＰＧＭを印加する。また、非選択ワード線に対しては電圧ＶＰＡＳＳを印加する（時刻ｔ４）。
【００４５】
プログラム電圧ＶＰＧＭが印加されることで、選択セルに対してデータのプログラムが行われる。すなわち、選択セルでは、ワード線ＷＬの電位がＶＰＧＭ、チャネルの電位Ｖchが０Ｖとされ、これにより制御ゲートとチャネルとの間に大きな電位差が与えられる。その結果、ＦＮ（Fowler-Nordheim）トンネリングにより電荷が電荷蓄積層に注入される。
【００４６】
他方、非選択セルでは、チャネルは電気的にフローティングである。従って、チャネルの電位Ｖchは、選択ワード線に印加されたプログラム電圧ＶＰＧＭ及び非選択ワード線に印加された電圧ＶＰＡＳＳとのカップリングにより、書き込み禁止電圧Ｖinhibitまで上昇する（時刻ｔ３以降参照）。書き込み禁止電圧Ｖinhibitの値は、略ＶＰＡＳＳである。その結果、制御ゲートとチャネルとの間の電位差は、ＦＮトンネリングに十分な値では無く、電荷は電荷蓄積層に注入されない。または注入されたとしても、データをプログラムする程度に閾値が変化することが無い。  
以上のようにして、データの書き込み動作が行われる。
【００４７】
＜データの読み出し動作＞  
次に、データの読み出し動作について簡単に説明する。前述の通り、データの読み出しも、同一のワード線に接続された全てのメモリセルトランジスタＭＴ（１ページ）に対して一括して行われる。
【００４８】
データの読み出しにあたってロウデコーダ４は、いずれかのメモリブロックにおけるセレクトゲート線ＳＧＤを選択し、例えば電圧Ｖ２（≧ＶＤＤ＋Ｖth１）を印加する。これにより選択トランジスタＳＴ１がオン状態となる。同様に、選択トランジスタＳＴ２もオン状態とされる。
【００４９】
またビット線ドライバ５は信号ＢＬＣを発生し、ＭＯＳトランジスタ７のゲートに供給する。信号ＢＬＣの電位は、約（０．７＋Ｖth２）である。これにより、ＭＯＳトランジスタ７はオン状態となる。信号ＢＬＳが与えられることで、ＭＯＳトランジスタ８もオン状態とされる。
【００５０】
またセンスアンプ３は、ＭＯＳトランジスタ７、８の電流経路を介して、ビット線ＢＬをプリチャージする。プリチャージ電位は例えば０．７Ｖであり、この値はＭＯＳトランジスタ７（換言すれば信号ＢＬＣ）によって決まる。
【００５１】
更にロウデコーダ４は、選択したメモリブロックＢＬＫにおける選択ワード線に電圧ＶＣＧＲを印加し、非選択ワード線に電圧ＶＲＥＡＤを印加する。電圧ＶＲＥＡＤは、保持するデータに関わらず、全てのメモリセルトランジスタＭＴがオンさせる電圧である。電圧ＶＣＧＲは、読み出すべきデータに応じた電圧であり、例えば図２で説明したＶＥＡ、ＶＡＢ、ＶＢＣ等であり得る。
【００５２】
以上の結果、選択ワード線に接続されたメモリセルトランジスタＭＴがオン状態となれば、ビット線ＢＬにはソース線ＳＬに向かって電流が流れる。他方、オフ状態であれば電流は流れない。センスアンプ３は、ビット線ＢＬにおけるこの電流をセンスして、データを判別する。
【００５３】
＜効果＞  
前述のように、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリでは、データの書き込み時において、非選択ビット線に接続されたＮＡＮＤストリングのチャネルをフローティングにする技術がある。これは、セルフブースト技術として知られている。本手法によれば、フローティングとされたチャネルの電位はゲートとのカップリングにより上昇するため、非選択セルの電荷蓄積層への電荷の注入が抑制される。本技術では、非選択ビット線に接続された選択トランジスタＳＴ１をカットオフさせるために、非選択ビット線の電位をＶＤＤ等の高い電位に充電する必要がある。
【００５４】
すると、１本のワード線ＷＬには多数のメモリセルトランジスタが接続されているため、大きなピーク電流が流れてしまう。大きなピーク電流が発生すると、電源電圧ドロップにより、同時に動作しているその他の回路の動作に悪影響を及ぼしてしてしまう。よって、ピーク電流はできるだけ少なく、また、温度や電源電圧が変化した場合にでも常に同等程度であることが望ましい。このことは、読み出し時でも同様である。
【００５５】
この点、本実施形態に係る半導体記憶装置であると、ビット線を充電する際のピーク電流による悪影響を低減し、半導体記憶装置の動作安定性を向上出来る。本効果につき、以下、詳細に説明する。
【００５６】
ビット線ＢＬをＶＤＤレベルに充電するには、信号ＢＬＣのレベルを、少なくとも（ＶＤＤ＋Ｖth２）のレベルにする必要がある。そして、ビット線ＢＬの充電スピードは、ビット線ＢＬの抵抗、容量、ＭＯＳトランジスタ７の駆動力、及び信号ＢＬＣの電位を（ＶＤＤ＋Ｖth２）に上げるスピードによって決まる。
【００５７】
図７は、ビット線ドライバの参考例を示す回路図である。図示するように、信号ＢＬＣの電位の立ち上がりスピードを設定するには、複数の抵抗素子を直列接続し、これらをスイッチ（図中のＭＯＳトランジスタ）によって選択することが考え得る。しかしながら、一般的に抵抗素子は、半導体基板中に形成された不純物拡散層や、多結晶シリコン層等によって形成される。従って、温度が高くなるほど抵抗値が高くなる傾向にある。従って、図８の電圧Ｖblcの時間変化を示すグラフのように、高温であるほど、Ｖblcが（ＶＤＤ＋Ｖth２）に上昇するスピードが遅くなる。また、一般的にＭＯＳトランジスタのドレイン電流は、低温であるほど、多く流れる。従って、図７に示す構成によって信号ＢＬＣの電位の立ち上がりスピードを制御した場合のビット線ＢＬの電位Ｖbl及び電流Ｉccは、それぞれ図９及び図１０のようになる。すなわち、低温であるほどＶblの立ち上がりが速く、また電流が大きいため、ビット線ＢＬの充電スピードが速くなり、ピーク電流の増加が助長される。
【００５８】
この点、本実施形態に係る構成であると、正の温度特性を持った電流源（電流ＩＲＥＦ）から定電流Ｉoを作成し、それをカレントミラー回路で電流コピーする。そして、信号ＤＡＣ＜０＞〜ＤＡＣ＜３＞によって電流量を調整することにより、ＢＬＣのレベルを（ＶＤＤ＋Ｖth２）に充電している。
【００５９】
電流ＩＲＥＦは正の温度特性を有しているから、高温ではＩＲＥＦは増加し、低温では減少する。すなわち、ｎチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン電流の温度特性と逆の特性を有している。従って、ＩＲＥＦによってＭＯＳトランジスタの温度特性を抑制（相殺）出来る。
【００６０】
その結果、ビット線ＢＬの充電スピードの温度依存性を低減し、これによりピーク電流が温度によって大きく変化することも抑制出来る。言い換えれば、低温の際にピーク電流が非常に大きくなること（図１０参照）を防止し、ピーク電流を小さく出来る。従って、ピーク電流の変化による周囲の回路への悪影響を抑制し、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの動作安定性を向上出来る。
【００６１】
なお、定電流回路１１の供給する電流は、必ずしもＭＯＳトランジスタ７と逆の温度特性を有している必要は無い。この場合であっても、一定の効果が得られる。図７のように抵抗素子を用いた場合には、抵抗素子の両端における電位差が大きい場合にはＢＬＣの配線自体に流れる電流が大きいため、ＢＬＣの立ち上がり速度が速く、ＭＯＳトランジスタ７に流れる電流は大きく変化し、ビット線充電のピーク電流は大きくなる。他方、ＢＬＣのレベルが上昇して電位差が小さくなると、ＢＬＣの配線自体に流れる電流量が減少するため、ＢＬＣの立ち上がり速度が遅くなるなど、制御性が悪い。しかし、本実施形態のように電流源を用いてＢＬＣを充電することで、ＢＬＣの立ち上がりの傾きをほぼ一定にすることができるので、ピーク電流の変化をより抑制しやすくなる。
【００６２】
［第２の実施形態］  
次に、この発明の第２の実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態において、ビット線ＢＬに流れる電流Ｉblcを検出する構成を備え、これにより電流を適切に制御する方法に関するものである。以下では、上記第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６３】
＜ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの構成＞  
図１１は、本実施形態に係るＮＡＮＤ型フラッシュメモリの一部領域の回路図である。図示するように本実施形態に係る構成は、第１の実施形態で説明した図１の構成において、更に検知回路３１を備えている。検知回路３１は、ビット線ＢＬを充電する際にビット線ＢＬに流れる電流を検知する。
【００６４】
ビット線ドライバ５の電圧発生回路１０は、オペアンプ３２、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ３３、及び抵抗素子３４、３５を備えている。
【００６５】
ＭＯＳトランジスタ３３は、ソースが外部電源Ｖccに接続され、ドレインが抵抗素子３４の一端に接続されている。抵抗素子３４の他端は、抵抗素子３５の一端に接続され、抵抗素子の３５の他端は接地されている。オペアンプ３２は、基準電圧ＶＲＥＦと、抵抗素子３４の他端と抵抗素子３５の一端との接続ノードにおける電圧ＶＭＯＮとを比較する。そして比較結果を出力ノードＯＵＴ１から出力し、これによりＭＯＳトランジスタ３３のゲート電位を制御する。そして、ＭＯＳトランジスタ３３のドレインと抵抗素子３４の一端との接続ノードにおける電圧が、電圧ＶＤＤとして出力される。
【００６６】
上記の電圧発生回路１０によって生成された電圧ＶＤＤは、センスアンプ３の電源電圧として使用される。つまりセンスアンプ３は、ビット線ＢＬをＶＤＤに充電する際には、電圧発生回路１０から与えられる電圧ＶＤＤを、ビット線ＢＬに転送する。
【００６７】
検知回路３１は、上記構成の電圧発生回路１０におけるＭＯＳトランジスタ３３のドレイン電流を検知することで、ビット線ＢＬを充電するための電流を検知する。
【００６８】
＜検知回路３１の構成について＞  
次に、上記検知回路３１の構成の詳細について、図１２を用いて説明する。図１２は、電圧発生回路１０及び検知回路３１の回路図である。
【００６９】
図示するように検知回路３１は、大まかにはオペアンプ３６、第１、第２検知部３７、３８、及びｐチャネルＭＯＳトランジスタ３９、４０を備えている。
【００７０】
ＭＯＳトランジスタ３９は、ソースが電源電圧Ｖccに接続され、ゲートがノードＯＵＴ１に接続されている。
【００７１】
第１検知部３７は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ４１−０〜４１−３、４２−０〜４２−３を備えている。ＭＯＳトランジスタ４１−０〜４１−３は、ゲートが共通接続され、電流ＩＲＥＦが供給される。またこれらのＭＯＳトランジスタ４１−０〜４１−３のドレインも共通接続され、ＭＯＳトランジスタ３９のドレインに接続されている。
【００７２】
ＭＯＳトランジスタ４２−０〜４２−３はそれぞれ、ＭＯＳトランジスタ４１−０〜４１−３に対応づけて設けられている。すなわちＭＯＳトランジスタ４２−０〜４２−３のドレインは、それぞれＭＯＳトランジスタ４１−０〜４１−３のソースに接続され、ソースは接地され、ゲートにはそれぞれ信号ＤＡＣＩＰ＜０＞〜ＤＡＣＩＰ＜３＞が入力される。信号ＤＡＣＩＰ＜０＞〜ＤＡＣＩＰ＜３＞は、例えば図示せぬ制御回路によって与えられても良いし、外部から与えられても良い。以下、ＭＯＳトランジスタ４１−０〜４１−３を区別しない場合には、一括してＭＯＳトランジスタ４１と呼び、ＭＯＳトランジスタ４２−０〜４２−３を区別しない場合には、一括してＭＯＳトランジスタ４２と呼ぶ。
【００７３】
ＭＯＳトランジスタ４０は、ソースが電源電圧Ｖccに接続され、ゲートとドレインが共通に接続されている。ＭＯＳトランジスタ４０のサイズは、例えばＭＯＳトランジスタ３９のサイズと同じである。すなわち、ＭＯＳトランジスタ４０のゲート幅は、ＭＯＳトランジスタ３９のゲート幅と同じである。
【００７４】
第２検知部３８は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ４３−０〜４３−３、４４−０〜４４−３を備えている。ＭＯＳトランジスタ４３−０〜４３−３は、ゲートが共通接続され、電流ＩＲＥＦが供給される。またこれらのＭＯＳトランジスタ４３−０〜４３−３のドレインも共通接続され、ＭＯＳトランジスタ４０のドレインに接続されている。ＭＯＳトランジスタ４３のサイズは、例えばＭＯＳトランジスタ４１のサイズと同じである。すなわちＭＯＳトランジスタ４３のゲート幅は、ＭＯＳトランジスタ４１のゲート幅と同じである。
【００７５】
ＭＯＳトランジスタ４４−０〜４４−３はそれぞれ、ＭＯＳトランジスタ４３−０〜４３−３に対応づけて設けられている。すなわちＭＯＳトランジスタ４４−０〜４４−３のドレインは、それぞれＭＯＳトランジスタ４３−０〜４３−３のソースに接続され、ソースは接地され、ゲートにはそれぞれ信号ＤＡＣＩＰ＜０＞〜ＤＡＣＩＰ＜３＞が入力される。ＭＯＳトランジスタ４４のサイズは、例えばＭＯＳトランジスタ４２のサイズと同じである。すなわちＭＯＳトランジスタ４４のゲート幅は、ＭＯＳトランジスタ４２のゲート幅と同じである。以下、ＭＯＳトランジスタ４３−０〜４３−３を区別しない場合には、一括してＭＯＳトランジスタ４３と呼び、ＭＯＳトランジスタ４４−０〜４４−３を区別しない場合には、一括してＭＯＳトランジスタ４４と呼ぶ。
【００７６】
オペアンプ３６は、ＭＯＳトランジスタ３９のドレインとＭＯＳトランジスタ４１のドレインとの接続ノードにおける電位ＩＮＰと、ＭＯＳトランジスタ４０のドレインとＭＯＳトランジスタ４３のドレインとの接続ノードにおける電位ＩＮＮとを比較する。そして比較結果を信号ＤＣＯとして出力する。
【００７７】
上記構成のように、ノードＯＵＴ１の電位をＭＯＳトランジスタ３９で受けることで、ＭＯＳトランジスタ３３に流れる電流をＭＯＳトランジスタ３９にミラーする。また、ＭＯＳトランジスタ３９のドレインには、定電流源となる第１検知部３７を接続する。また、ＭＯＳトランジスタ３９及び第１検知部３７と同一サイズのＭＯＳトランジスタ３８及び定電流源となる第２検知部３８を用いて、両者に流れる電流値を比較することで、ビット線ＢＬを充電するための電流を検知出来る。
【００７８】
＜テスト動作について＞  
上記の検知回路３１を用いた電流検知は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１のテスト時に行われる。以下、本電流検知の方法について説明する。
【００７９】
ＭＯＳトランジスタ３３、４０のゲート幅をそれぞれＷｐ２、Ｗｐ３とし、ＭＯＳトランジスタ３９、４０ゲート幅を同一とすれば、電圧発生回路１０のピーク電流の大きさは、定電流ＩＲＥＦによって流れる電流Ｉｒ（ＭＯＳトランジスタ４１、４３によって供給される電流）の、（Ｗｐ２／Ｗｐ３）倍となる。また、定電圧発生回路１０の数をｎ（ｎは１以上の自然数）とすれば、検知回路３１は、ピーク電流として（Ｉｒ×（Ｗｐ２／Ｗｐ３）×ｎ）の電流が流れることを検知出来る。この値よりも大きな電流が流れた場合には、ノードＩＮＰの電位がノードＩＮＮよりも高くなり、オペアンプ３６の出力信号ＤＣＯは“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化する。
【００８０】
第１の実施形態で説明した通り、ビット線充電時のピーク電流値は、信号ＢＬＣの電位のramp rate（立ち上がり速度）が大きいほど、高くなる。そして、図４で説明した信号ＤＡＣによって、このramp rateを制御出来る。より具体的には、例えば、ピーク電流値が大きければ、信号ＤＡＣを制御してオン状態とするＭＯＳトランジスタ２７の数を減らして、ramp rateを小さくする。
【００８１】
このように、ピーク電流が設定値を超える程に大きいか否かを、検知回路３１によって調べることが出来、その結果はオペアンプ３６の信号ＤＣＯによって出力することが出来る。また、信号ＤＡＣＩＰ＜０＞〜ＤＡＣＩＰ＜３＞によって、上記設定値の大きさを設定出来る。
【００８２】
＜効果＞  
以上のように、この発明の第２の実施形態に係るＮＡＮＤ型フラッシュメモリであると、第１の実施形態で説明した効果に加えて、テスト動作を簡略化出来る。本効果について、以下説明する。
【００８３】
ビット線ＢＬの容量（図１１における容量Ｃｐ）は、チップ毎にバラツキを有する（寄生抵抗Ｒｐも同様）。そのため、ビット線充電時のピーク電流には、チップ毎に差がある。また、ＭＯＳトランジスタ７のゲート容量や、信号ＢＬＣを伝送する配線における配線容量及び寄生容量も、チップ毎に異なる。よって、ピーク電流の値が設計値とは異なる値となる可能性がある。また、チップ自体の消費電流を測定した場合には、ビット線を充電するための消費電流だけでなく、その他の周辺回路で消費される電流も含めたトータルの値として、電流が測定される。従って、この方法ではビット線を充電するための消費電流を正確に測定出来ない。
【００８４】
この点、本実施形態に係る構成であると、センスアンプ３に電源電圧を供給する電圧発生回路１０に流れる電流をモニタする。より具体的には、電源電圧の出力ノードに電流を供給するＭＯＳトランジスタ３３とカレントミラー回路を構成するＭＯＳトランジスタ３９によって、この電流を取り出し、これを設定値と比較する。従って、直接外部より電流をモニタする必要が無く、簡便な構成によって、電流を検知出来る。また、この電流は、充電時においてビット線ＢＬに流れる電流そのものであるので、電流を正確に検知出来る。
【００８５】
充電時にビット線ＢＬに流れる電流が設定値を超えたか否かは、信号ＤＣＯによってモニタ出来る。そして、このモニタ結果によって、ビット線ドライバ５において、オン状態とすべきＭＯＳトランジスタ２８の数を最適化出来る。すなわち、信号ＤＡＣによって、ピーク電流をトリミング出来、テスト動作を簡略化出来る。
【００８６】
以上のように、この発明の第１、第２の実施形態に係る半導体記憶装置であると、データ保持可能なメモリセルＭＴと、メモリセルＭＴから読み出されたデータ、及び／またはメモリセルＭＴに書き込むべきデータを転送するビット線ＢＬと、データの読み出し時及び書き込み時においてビット線ＢＬを充電するセンスアンプ３と、ビット線ＢＬとセンスアンプ３とを接続する第１ＭＯＳトランジスタ７と、データの書き込み時及び読み出し時において第１ＭＯＳトランジスタ７のゲートに定電流を供給することにより該ゲートを充電する電流源回路１１とを具備する。また、電流源回路１１の供給する前記定電流は、第１ＭＯＳトランジスタ７の電流供給能力とは逆の温度特性を有しても良い。これにより、ビット線充電時におけるピーク電流の温度変動を抑え、ピーク電流を抑制出来る。
【００８７】
なお、上記実施形態ではＭＯＳトランジスタ７のドレイン電流が負の温度特性を有している場合について説明した。しかし、正の温度特性を有しているような場合であれば、電流Ｉo（ＩＲＥＦ）には負の温度特性を持たせれば良い。電流Ｉoの温度特性は電流ＩＲＥＦに依存するが、電流ＩＲＥＦは、例えばバンドギャップリファレンス回路によって生成出来、その温度特性はバンドギャップリファレンス回路における抵抗値を制御することによって、適宜設定出来る。また、図４及び図１２に示す各カレントミラー回路において、ＭＯＳトランジスタのサイズは同じで無くても良く、異なるサイズによって適宜設計可能である。
【００８８】
また上記実施形態では、同一の電圧発生回路１０によって、定電流回路１１及びセンスアンプ３に電源電圧が与えられる場合について説明した。しかし、定電流回路１１及びセンスアンプ３には、別個の電圧発生回路１０によって電源電圧が与えられても良い。この場合でも、検知回路３１が検出する電流は、センスアンプ３に電源電圧を与える電圧発生回路１０内の電流である。センスアンプ３の一構成例について、図１３を用いて説明する。図１３はセンスアンプ３（及びＭＯＳトランジスタ７）の回路図である。
【００８９】
図示するようにセンスアンプ３は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ６２〜６８、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ６９〜７２、キャパシタ素子７３、及びラッチ回路７４を備えている。
【００９０】
ＭＯＳトランジスタ７は、電流経路の一端がＭＯＳトランジスタ８（図示せず）の電流経路を介してビット線ＢＬに接続され、他端がセンスアンプ３におけるノードＣＯＭ２に接続され、ゲートに信号ＢＬＣが印加される。
【００９１】
ＭＯＳトランジスタ７０は、電流経路の一端がノードＣＯＭ２に接続され、他端が電圧ＶＳＳ（例えば０Ｖ）の印加されるノードＮ＿ＶＳＳに接続され、ゲートがノードＬＡＴに接続される。ＭＯＳトランジスタ６６は、電流経路の一端がノードＣＯＭ２に接続され、他端がノードＮ＿ＶＳＳに接続され、ゲートがノードＩＮＶに接続される。ＭＯＳトランジスタ６９は、電流経路の一端がノードＣＯＭ２に接続され、他端がノードＣＯＭ１に接続され、ゲートがノードＩＮＶに接続される。ＭＯＳトランジスタ６５は、電流経路の一端がノードＣＯＭ２に接続され、他端がノードＣＯＭ１に接続され、ゲートがノードＬＡＴに接続される。ＭＯＳトランジスタ６７は、電流経路の一端がノードＣＯＭ１に接続され、他端がノードＮ＿ＶＳＳに接続され、ゲートに信号ＳＥＴが入力される。ＭＯＳトランジスタ６２は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＤＤに接続され、他端がノードＣＯＭ１に接続され、ゲートに信号ＢＬＸが入力される。ノードＮ＿ＶＤＤは、電圧発生回路１０におけるＭＯＳトランジスタ３３と抵抗素子３４との接続ノードに接続され、電圧ＶＤＤが印加される。ＭＯＳトランジスタ６３は、電流経路の一端がノードＳＥＮに接続され、他端がノードＣＯＭ１に接続され、ゲートに信号ＸＸＬが入力される。ＭＯＳトランジスタ６４は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＤＤに接続され、他端がノードＳＥＮに接続され、ゲートに信号ＨＬＬが入力される。キャパシタ素子７３は、一方の電極がノードＳＥＮに接続され、他方の電極がノードＮ＿ＶＳＳに接続される。ＭＯＳトランジスタ６８は、電流経路の一端がノードＩＮＶに接続され、他端がノードＮ＿ＶＳＳに接続され、ゲートに信号ＲＳＴ＿ＮＣＯが入力される。ＭＯＳトランジスタ７１は、電流経路の一端がノードＩＮＶに接続され、ゲートがノードＳＥＮに接続される。ＭＯＳトランジスタ７２は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＤＤに接続され、他端がＭＯＳトランジスタ７１の電流経路の他端に接続され、ゲートに信号ＳＴＢｎが入力される。
【００９２】
ラッチ回路７４は、ＭＯＳトランジスタ６８、７１の接続ノードであるノードＩＮＶにおけるデータをラッチする。すなわちラッチ回路７４は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ７５〜７７及びｐチャネルＭＯＳトランジスタ７８〜８０を備えている。
【００９３】
ＭＯＳトランジスタ７５は、電流経路の一端がノードＩＮＶに接続され、ゲートに信号ＳＴＢｎが入力される。ＭＯＳトランジスタ７６は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＳＳに接続され、他端がＭＯＳトランジスタ７５の電流経路の他端に接続され、ゲートがノードＬＡＴに接続される。ＭＯＳトランジスタ７９は、電流経路の一端がノードＩＮＶに接続され、ゲートがノードＬＡＴに接続される。ＭＯＳトランジスタ７８は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＤＤに接続され、他端がＭＯＳトランジスタ７９の電流経路の他端に接続され、ゲートに信号ＲＳＴ＿ＰＣＯが入力される。ＭＯＳトランジスタ７７は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＳＳに接続され、他端がノードＬＡＴに接続され、ゲートがノードＩＮＶに接続される。ＭＯＳトランジスタ８０は、電流経路の一端がノードＮ＿ＶＤＤに接続され、他端がノードＬＡＴに接続され、ゲートがノードＩＮＶに接続される。
【００９４】
上記の信号ＳＥＴ、ＲＳＴ＿ＮＣＯは、リセット動作時において“Ｈ”とすることが可能とされ、これによりノードＣＯＭ１、ＩＮＶは“Ｌ”レベル（０Ｖ）とされ、ノードＬＡＴは“Ｈ”レベル（ＶＤＤ）とされる。他方、通常動作時には“Ｈ”レベルとされ、ＭＯＳトランジスタ６７、６８はオフ状態とされる。また信号ＲＳＴ＿ＰＣＯは、リセット動作時に“Ｈ”とすることが可能とされ、通常動作時には“Ｌ”レベルとされる。
【００９５】
上記の構成において、データの書き込み時には、書き込みデータがラッチ回路７４に与えられる。選択ビット線に対応するセンスアンプ３ではノードＩＮＶ＝“Ｈ”、ＬＡＴ＝“Ｌ”とされる。よって、ＭＯＳトランジスタ６５、６９がオフ状態、ＭＯＳトランジスタ６６、７０がオン状態とされ、選択ビット線には０Ｖが与えられる。非選択ビット線に対応するセンスアンプ３ではノードＩＮＶ＝“Ｌ”、ＬＡＴ＝“Ｈ”とされる。よって、ＭＯＳトランジスタ６６、７０がオフ状態、ＭＯＳトランジスタ６５、６９がオン状態とされる。その結果、ＭＯＳトランジスタ６２によって、非選択ビット線はＶＤＤまで充電される。
【００９６】
データの読み出し時には、まずＭＯＳトランジスタ６２が、ＭＯＳトランジスタ６５、６９の電流経路及びノードＣＯＭ１、ＣＯＭ２を介して、ビット線ＢＬをＶＤＤに充電する。また、ＭＯＳトランジスタ６４により、キャパシタ素子７３が充電され、ノードＳＥＮの電位が上昇する。
【００９７】
選択セルがオン状態であれれば、ノードＳＥＮの電位は低下し、ＭＯＳトランジスタ７１はオン状態となる。その結果、ノードＩＮＶは“Ｈ”、ノードＬＡＴは“Ｌ”となる。そして、ＭＯＳトランジスタ６６、７０がオン状態となり、ビット線ＢＬは０Ｖに固定される。他方、選択セルがオフ状態であれば、ノードＳＥＮの電位は低下せず、ＭＯＳトランジスタ７１はオフ状態である。よって、ノードＩＮＶは“Ｌ”、ノードＬＡＴは“Ｈ”を維持する。
【００９８】
センスアンプ３としては、以上のような構成を用いることが出来る。なお、センスアンプ３に限らず、上記実施形態で説明した電圧の値は一例に過ぎず、上記に限定されるものではない。
【００９９】
更に、上記実施形態では半導体記憶装置としてＮＡＮＤ型フラッシュメモリを例に挙げて説明した。しかし、ＮＯＲ型フラッシュメモリ等、他のフラッシュメモリにも適用可能である。また、ＮＡＮＤストリングを、半導体基板面に対して垂直方向に積層した、三次元積層型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリにも適用出来る。このようなＮＡＮＤ型フラッシュメモリは、例えば特開２００７−２６６１４３号公報に開示されている。更に、フラッシュメモリだけでなく、ＲｅＲＡＭ（Resistance Random Access Memory）にも適用出来る。ＲｅＲＡＭは、可変抵抗素子とダイオードとによって個々のメモリセルが形成されたものである。勿論、その他の半導体メモリ全般に適用可能である。
【０１００】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【０１０１】
１…フラッシュメモリ、２…メモリセルアレイ、３…センスアンプ、４…ロウデコーダ、５…ビット線ドライバ、６…ソース線ドライバ、７、８、１９〜３０、３３、３９〜４４…ＭＯＳトランジスタ、９…ＮＡＮＤストリング、１０…電圧発生回路、１１…定電流回路、１２〜１４…カレントミラー回路、１５、１６…スイッチ回路、１７…電流発生部、３１…検知回路、３２、３６…オペアンプ、３４、３５…抵抗素子、３７、３８…検知部
【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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