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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024134750
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】メモリシステム
(51)【国際特許分類】
   G11C 16/06 20060101AFI20240927BHJP
   G11C 16/04 20060101ALI20240927BHJP
   G11C 5/04 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
G11C16/06
G11C16/04 170
G11C5/04 210
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023045098
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001612
【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】板垣 清太郎
【テーマコード(参考)】
5B225
【Fターム(参考)】
5B225DE20
5B225EA05
5B225EK07
5B225EK08
5B225FA02
(57)【要約】
【課題】好適に動作可能なメモリシステムを提供する。
【解決手段】複数の半導体記憶装置と、制御装置とを備える。半導体記憶装置は、それぞれ、第1信号が入力される第1信号パッドと、第2信号が入力される第2信号パッドと、第3信号が入力される第3信号パッドと、第4信号が入力される第4信号パッドと、複数のメモリセルトランジスタが直列に接続されたストリングを含むメモリセルアレイとを、を備える。制御装置は、半導体記憶装置の第3信号パッド及び第4信号パッドに入力される第3信号及び第4信号の少なくともいずれかを切り替えて半導体記憶装置のレディビジー状態を出力することを指示するレディビジーアウトプット開始指示を行う。半導体記憶装置は、所定時間経過後に、第3信号パッドで、半導体記憶装置のレディビジー状態を出力し、コマンドデータまたはアドレスデータを、第4信号パッドを介して取得可能である。
【選択図】図14
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の半導体記憶装置と、
制御装置と
を備え、
前記半導体記憶装置は、それぞれ、
第1信号が入力される第1信号パッドと、
第2信号が入力される第2信号パッドと、
第3信号が入力される第3信号パッドと、
第4信号が入力される第4信号パッドと、
複数のメモリセルトランジスタが直列に接続されたストリングを含むメモリセルアレイとを、
を備え、
前記制御装置は、
前記半導体記憶装置の前記第1信号パッドに入力される前記第1信号を切り替えた状態で、前記半導体記憶装置の前記第2信号パッドに入力される前記第2信号をトグルさせつつ、
前記半導体記憶装置の前記第3信号パッドに入力される前記第3信号及び前記半導体記憶装置の前記第4信号パッドに入力される前記第4信号の少なくともいずれかを切り替えて前記半導体記憶装置のレディビジー状態を出力することを指示するレディビジーアウトプット開始指示を行い、
前記半導体記憶装置は、
所定時間経過後に、
前記第3信号パッドで、前記半導体記憶装置のレディビジー状態を出力し、
コマンドデータまたはアドレスデータを、前記第4信号パッドを介して取得可能である
メモリシステム。
【請求項2】
前記レディビジーアウトプット開始指示における前記第2信号のトグルの回数は2回以上である
請求項1記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記レディビジーアウトプット開始指示における前記第3信号及び前記第4信号は、2組以上のデータを含み、時分割で入力される
請求項1記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記第3信号パッドで行われる、前記半導体記憶装置のレディビジー状態の出力は、トグルされている前記第2信号と非同期である
請求項1記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記制御装置は、
前記レディビジーアウトプット開始指示を行った後、前記半導体記憶装置の前記第1信号パッドに入力される前記第1信号を、前記レディビジーアウトプット開始指示を行ったときと異なる状態に切り替え、
前記半導体記憶装置は、
前記第1信号の前記レディビジーアウトプット開始指示を行ったときと異なる状態への切り替えに応じて、
前記第3信号パッドでの、前記半導体記憶装置のレディビジー状態の出力を終了する、
請求項1記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記制御装置は、
前記レディビジーアウトプット開始指示を行った後、
前記複数の半導体記憶装置のうち少なくともいずれか1つである第1半導体記憶装置に、データの出力を指示するデータアウトコマンドを送信し、
前記第1半導体記憶装置は、
前記レディビジーアウトプット開始指示が行われた後、所定時間経過後に、
前記データアウトコマンドを、前記第4信号パッドを介して取得する
請求項1記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記データアウトコマンドによって出力されるデータは、前記第1半導体記憶装置の状態を示すステータスデータである
請求項6記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記データアウトコマンドによって出力されるデータは、前記第1半導体記憶装置の制御パラメータを含むフィーチャデータである
請求項6記載のメモリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、メモリシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
複数の半導体記憶装置と、制御装置と、を有するメモリシステムが知られている。半導体記憶装置は、複数のメモリセルトランジスタが直列に接続されたストリングを含むメモリセルアレイを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2015-176309号公報
【特許文献2】特開2022-154323号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
好適に動作可能なメモリシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一の実施形態に係るメモリシステムは、複数の半導体記憶装置と、制御装置とを備える。半導体記憶装置は、それぞれ、第1信号が入力される第1信号パッドと、第2信号が入力される第2信号パッドと、第3信号が入力される第3信号パッドと、第4信号が入力される第4信号パッドと、複数のメモリセルトランジスタが直列に接続されたストリングを含むメモリセルアレイとを、を備える。
【0006】
制御装置は、半導体記憶装置の第1信号パッドに入力される第1信号を切り替えた状態で、半導体記憶装置の第2信号パッドに入力される第2信号をトグルさせつつ、半導体記憶装置の第3信号パッドに入力される第3信号及び半導体記憶装置の第4信号パッドに入力される第4信号の少なくともいずれかを切り替えて半導体記憶装置のレディビジー状態を出力することを指示するレディビジーアウトプット開始指示を行う。半導体記憶装置は、所定時間経過後に、第3信号パッドで、半導体記憶装置のレディビジー状態を出力し、コマンドデータまたはアドレスデータを、第4信号パッドを介して取得可能である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施形態に係るメモリシステム10の構成を示す模式的なブロック図である。
図2】(a)はパッケージPKGの構成例を示す模式的な側面図であり、(b)はパッケージPKGの構成例を示す模式的な平面図である。
図3】メモリシステム10の構成例を示す模式的な側面図である。
図4】メモリダイMDの構成を示す模式的なブロック図である。
図5】メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な回路図である。
図6】メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な斜視図である。
図7】メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な回路図である。
図8】メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な回路図である。
図9】実施形態におけるコントローラダイCDからメモリダイMDへの信号入力方法について説明するための模式的な図である。
図10】メモリダイMDの動作について説明するための模式的な波形図である。
図11】メモリダイMDの動作について説明するための模式的な表である。
図12】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図13】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図14】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図15】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図16】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図17】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図18】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図19】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図20】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図21】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図22】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
図23】コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施形態に係るメモリシステムを、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施形態はあくまでも一例であり、本発明を限定する意図で示されるものではない。説明の都合上、一部の構成等が省略される場合がある。また、複数の実施形態について共通する部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【0009】
また、本明細書において「メモリシステム」と言った場合には、メモリカード、SSD(Solid State Drive)等の、コントローラダイを含むシステムを意味する事もある。更に、スマートホン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等の、ホストコンピュータを含む構成を意味する事もある。
【0010】
また、本明細書において、第1の構成が第2の構成に「電気的に接続されている」と言った場合、第1の構成は第2の構成に直接接続されていても良いし、第1の構成が第2の構成に配線、半導体部材又はトランジスタ等を介して接続されていても良い。例えば、3つのトランジスタを直列に接続した場合には、2つ目のトランジスタがOFF状態であったとしても、1つ目のトランジスタは3つ目のトランジスタに「電気的に接続」されている。
【0011】
また、本明細書において、第1の構成が第2の構成及び第3の構成の「間に接続されている」と言った場合、第1の構成、第2の構成及び第3の構成が直列に接続され、且つ、第2の構成が第1の構成を介して第3の構成に接続されていることを意味する場合がある。
【0012】
また、本明細書においては、基板の上面に対して平行な所定の方向をX方向、基板の上面に対して平行で、X方向と垂直な方向をY方向、基板の上面に対して垂直な方向をZ方向と呼ぶ。
【0013】
また、本明細書において、構成、部材等について、所定方向の「幅」等と言った場合には、SEM(Scanning Electron Microscopy)やTEM(Transmission Electron Microscopy)等によって観察された断面等における「幅」等を意味することがある。
【0014】
[実施形態]
[メモリシステム10]
図1は、実施形態に係るメモリシステム10の構成を示す模式的なブロック図である。
【0015】
メモリシステム10は、ホストコンピュータ20から送信された信号に応じて、ユーザデータの読み出し、書き込み、消去等を行う。メモリシステム10は、例えば、メモリカード、SSD又はその他のユーザデータを記憶可能なシステムである。メモリシステム10は、複数のパッケージPKGと、これら複数のパッケージPKG及びホストコンピュータ20に接続されるコントローラダイCDと、を備える。各パッケージPKGは、複数のメモリダイMDを含む。各メモリダイMDは、ユーザデータを記憶可能である。コントローラダイCDは、例えば、プロセッサ、RAM等を備え、論理アドレスと物理アドレスの変換、ビット誤り検出/訂正、ガベージコレクション(コンパクション)、ウェアレベリング等の処理を行う。
【0016】
図2は、本実施形態に係るメモリシステム10に含まれるパッケージPKGの構成例を示す図である。より具体的には、図2(a)は、パッケージPKGの構成例を示す模式的な側面図であり、図2(b)は、パッケージPKGの構成例を示す模式的な平面図である。また、図3は、メモリシステム10の構成例を示す模式的な側面図である。説明の都合上、図2及び図3では一部の構成を省略する。
【0017】
図2(a)に示す様に、本実施形態に係るパッケージPKGは、メモリダイ実装基板MSBと、メモリダイ実装基板MSBに積層された複数のメモリダイMDと、を備える。メモリダイ実装基板MSBの上面のうち、Y方向の端部の領域にはパッド電極Pが設けられ、その他の一部の領域は接着剤等を介してメモリダイMDの下面に接着されている。メモリダイMDの上面のうち、Y方向の端部の領域にはパッド電極Pが設けられ、その他の領域は接着剤等を介して他のメモリダイMDの下面に接着されている。複数のメモリダイMDの間で対応するパッド電極Pは、ボンディングワイヤBで共通に接続される。メモリダイ実装基板MSBの下面には電極端子Tが設けられている。メモリダイ実装基板MSBの上面のパッド電極Pは、下面の電極端子Tと、それぞれ接続されている。メモリダイ実装基板MSBは、例えば、グリッドアレイ基板であってもよい。メモリダイ実装基板MSBの上面において、複数のメモリダイMDとボンディングワイヤBは、例えば、図示しない封止樹脂で覆われている。
【0018】
また、図2(b)に示す様に、メモリダイ実装基板MSB、及び、複数のメモリダイMDは、それぞれ、X方向に並ぶ複数のパッド電極Pを備えている。各々のメモリダイMDの複数のパッド電極Pは、それぞれ、後述の制御端子/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WP、データ信号入出力端子DQ0~DQ7、データストローブ信号入出力端子DQS,/DQS、及び、端子RY//BYに対応している。
【0019】
メモリダイ実装基板MSB、及び、複数のメモリダイMDに設けられた複数のパッド電極Pは、それぞれ、ボンディングワイヤBを介して互いに接続されている。例えば、複数のメモリダイMDのうち制御端子CA1(CLE)に対応するパッド電極Pが互いに接続され、制御端子CA0(ALE)に対応するパッド電極Pが互いに接続される。他の端子についても同様である。また、パッケージPKG内部の各メモリダイMDのパッド電極Pは、メモリダイ実装基板MSBの下面の電極端子Tを介して、パッケージPKG外部と接続される。
【0020】
図3は、本実施形態に係るメモリシステム10の構成例を示す模式的な側面図である。メモリシステム10は、システム実装基板SSBと、システム実装基板SSBに配置された複数のパッケージPKG(メモリダイMD)と、コントローラダイCDと、を備える。システム実装基板SSBの上面には、コントローラダイCDと一部のパッケージPKGが配置される。システム実装基板SSBの下面には、他のパッケージPKGが配置される。
【0021】
コントローラダイCDには複数のパッド電極Pが設けられている。コントローラダイCDのパッド電極PはボンディングワイヤBを介してシステム実装基板SSBと接続される。複数のパッケージPKGの電極端子Tは、はんだボールSBを介してシステム実装基板SSBと接続される。コントローラダイCDのパッド電極Pと複数のパッケージPKGの電極端子Tとは、システム実装基板SSBの上面及び下面に形成される図示しない配線によって接続される。システム実装基板SSBの上面と下面とは貫通電極TVによって接続される。
【0022】
システム実装基板SSBの上面に配置されたパッケージPKGの電極端子Tの一部と、システム実装基板SSBの下面に配置されたパッケージPKGの電極端子Tの一部とは、貫通電極TVによって接続されていてもよい。より具体的には、システム実装基板SSBの上面に配置されたパッケージPKGにおけるデータ信号入出力端子DQ0~DQ7に対応する電極端子Tと、システム実装基板SSBの下面に配置されたパッケージPKGにおけるデータ信号入出力端子DQ0~DQ7に対応する電極端子Tとが、それぞれ、貫通電極TVを介して接続されていてもよい。
【0023】
パッケージPKGが同じ構成を有する場合、例えば、一方のパッケージPKGにおけるデータ信号入出力端子DQ0に対応する電極端子Tは、他方のパッケージPKGにおけるデータ信号入出力端子DQ7に対応する電極端子Tと接続される(図3)。ここで、一方のパッケージPKGを正接続パッケージPKGaと呼び、他方のパッケージPKGを逆接続パッケージPKGbと呼ぶ。正接続パッケージPKGaにおけるデータ信号入出力端子DQ1,2,3,4,5,6,7に対応する電極端子Tは、逆接続パッケージPKGbにおけるデータ信号入出力端子DQ6,5,4,3,2,1,0に対応する電極端子Tと、それぞれ、接続される。このような接続方式をミラー接続と呼ぶ。
【0024】
尚、その他の制御端子に対応する電極端子Tは、コントローラダイCDのパッド電極Pと個別に接続される。例えば、一方のパッケージPKG(正接続パッケージPKGa)における制御端子CA1(CLE)に対応する電極端子Tと、他方のパッケージPKG(逆接続パッケージPKGb)における制御端子CA1(CLE)に対応する電極端子Tとは、それぞれ異なる配線により、コントローラダイCDのパッド電極Pと接続される。また、一方のパッケージPKG(正接続パッケージPKGa)における制御端子CA0(ALE)に対応する電極端子Tと、他方のパッケージPKG(逆接続パッケージPKGb)における制御端子CA0(ALE)に対応する電極端子Tとは、それぞれ異なる配線により、コントローラダイCDのパッド電極Pと接続される。
【0025】
尚、図2及び図3に示した構成は例示に過ぎず、具体的な構成は適宜調整可能である。例えば、図2に示す例では、複数のメモリダイMDが積層され、これらの構成がボンディングワイヤBによって接続されている。しかしながら、複数のメモリダイMDは、ボンディングワイヤBではなく、貫通電極等を介して互いに接続されていても良い。また、図3に示す例では、システム実装基板SSBの上下に配置されたパッケージPKGの電極端子T(データ信号入出力端子DQ0~DQ7)が貫通電極TVによりミラー接続される例を示した。しかしながら、パッケージPKGの電極端子T(データ信号入出力端子DQ0~DQ7)はミラー接続されなくてもよい。
【0026】
[メモリダイMDの構成]
図4は、実施形態に係るメモリダイMDの構成を示す模式的なブロック図である。図5は、メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な回路図である。図6は、メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な斜視図である。図7及び図8は、メモリダイMDの一部の構成を示す模式的な回路図である。説明の都合上、図4図8では一部の構成を省略する。
【0027】
尚、図4には、複数の制御端子等を図示している。これら複数の制御端子は、ハイアクティブ信号(正論理信号)に対応する制御端子として表される場合と、ローアクティブ信号(負論理信号)に対応する制御端子として表される場合と、ハイアクティブ信号及びローアクティブ信号の双方に対応する制御端子として表される場合と、がある。図4において、ローアクティブ信号に対応する制御端子の符号は、オーバーライン(上線)を含んでいる。本明細書において、ローアクティブ信号に対応する制御端子の符号は、スラッシュ(“/”)を含んでいる。尚、図4の記載は例示であり、具体的な態様は適宜調整可能である。例えば、一部又は全部のハイアクティブ信号をローアクティブ信号としたり、一部又は全部のローアクティブ信号をハイアクティブ信号としたりすることも可能である。
【0028】
また、図4に示す複数の制御端子の横には、入出力方向を示す矢印を図示している。図4において、左から右への矢印が付された制御端子は、コントローラダイCDからメモリダイMDへの、データ又はその他の信号の入力に使用可能である。図4において、右から左への矢印が付された制御端子は、メモリダイMDからコントローラダイCDへの、データ又はその他の信号の出力に使用可能である。図4において、左右双方向の矢印が付された制御端子は、コントローラダイCDからメモリダイMDへの、データ又はその他の信号の入力、及び、メモリダイMDからコントローラダイCDへの、データ又はその他の信号の出力の、双方に使用可能である。
【0029】
図4に示す様に、メモリダイMDは、ユーザデータを記憶するメモリセルアレイMCA0,MCA1と、メモリセルアレイMCA0,MCA1に接続された周辺回路PCと、を備える。尚、以下の説明においては、メモリセルアレイMCA0,MCA1を、メモリセルアレイMCAと呼ぶ場合がある。また、メモリセルアレイMCA0,MCA1を、プレーンPLN0,PLN1と呼ぶ場合がある。
【0030】
[メモリセルアレイMCAの構成]
メモリセルアレイMCAは、図5に示す様に、複数のメモリブロックBLKを備える。これら複数のメモリブロックBLKは、それぞれ、複数のストリングユニットSUを備える。これら複数のストリングユニットSUは、それぞれ、複数のメモリストリングMSを備える。これら複数のメモリストリングMSの一端は、それぞれ、ビット線BLを介して周辺回路PCに接続される。また、これら複数のメモリストリングMSの他端は、それぞれ、共通のソース線SLを介して周辺回路PCに接続される。
【0031】
メモリストリングMSは、ビット線BL及びソース線SLの間に直列に接続されたドレイン側選択トランジスタSTD、複数のメモリセルMC(メモリセルトランジスタ)、ソース側選択トランジスタSTS、及び、ソース側選択トランジスタSTSbを備える。以下、ドレイン側選択トランジスタSTD、ソース側選択トランジスタSTS、及び、ソース側選択トランジスタSTSbを、単に選択トランジスタ(STD、STS、STSb)と呼ぶ事がある。
【0032】
メモリセルMCは、半導体層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を備える電界効果型のトランジスタである。半導体層は、チャネル領域として機能する。ゲート絶縁膜は、電荷蓄積膜を含む。メモリセルMCのしきい値電圧は、電荷蓄積膜中の電荷量に応じて変化する。メモリセルMCは、1ビット又は複数ビットのユーザデータを記憶する。尚、1のメモリストリングMSに対応する複数のメモリセルMCのゲート電極には、それぞれ、ワード線WLが接続される。これらワード線WLは、それぞれ、1のメモリブロックBLK中の全てのメモリストリングMSに共通に接続される。
【0033】
選択トランジスタ(STD、STS、STSb)は、半導体層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を備える電界効果型のトランジスタである。半導体層は、チャネル領域として機能する。選択トランジスタ(STD、STS、STSb)のゲート電極には、それぞれ、選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)が接続される。ドレイン側選択ゲート線SGDは、ストリングユニットSUに対応して設けられ、1のストリングユニットSU中の全てのメモリストリングMSに共通に接続される。ソース側選択ゲート線SGSは、メモリブロックBLK中の全てのメモリストリングMSに共通に接続される。ソース側選択ゲート線SGSbは、メモリブロックBLK中の全てのメモリストリングMSに共通に接続される。
【0034】
メモリセルアレイMCAは、例えば図6に示す様に、半導体基板100の上方に設けられている。尚、図6の例では、半導体基板100とメモリセルアレイMCAとの間に、周辺回路PCを構成する複数のトランジスタTrが設けられている。
【0035】
メモリセルアレイMCAは、Y方向に並ぶ複数のメモリブロックBLKを備える。また、Y方向において隣り合う2つのメモリブロックBLKの間には、酸化シリコン(SiO)等のブロック間絶縁層STが設けられる。
【0036】
メモリブロックBLKは、例えば図6に示す様に、Z方向に並ぶ複数の導電層110と、Z方向に延伸する複数の半導体柱120と、複数の導電層110及び複数の半導体柱120の間にそれぞれ設けられた複数のゲート絶縁膜130と、を備える。
【0037】
導電層110は、X方向に延伸する略板状の導電層である。導電層110は、窒化チタン(TiN)等のバリア導電膜及びタングステン(W)等の金属膜の積層膜等を含んでいても良い。また、導電層110は、例えば、リン(P)又はホウ素(B)等の不純物を含む多結晶シリコン等を含んでいても良い。Z方向に並ぶ複数の導電層110の間には、酸化シリコン(SiO)等の絶縁層101が設けられている。
【0038】
また、複数の導電層110のうち、最下層に位置する2以上の導電層110は、ソース側選択ゲート線SGS,SGSb(図5)及びこれに接続された複数のソース側選択トランジスタSTS,STSbのゲート電極として機能する。これら複数の導電層110は、メモリブロックBLK毎に電気的に独立している。
【0039】
また、これよりも上方に位置する複数の導電層110は、ワード線WL(図5)及びこれに接続された複数のメモリセルMC(図5)のゲート電極として機能する。これら複数の導電層110は、それぞれ、メモリブロックBLK毎に電気的に独立している。
【0040】
また、これよりも上方に位置する一又は複数の導電層110は、ドレイン側選択ゲート線SGD及びこれに接続された複数のドレイン側選択トランジスタSTD(図5)のゲート電極として機能する。これら複数の導電層110は、その他の導電層110よりもY方向の幅が小さい。
【0041】
導電層110の下方には、半導体層112が設けられている。半導体層112は、例えば、リン(P)又はホウ素(B)等の不純物を含む多結晶シリコン等を含んでいても良い。また、半導体層112及び導電層110の間には、酸化シリコン(SiO)等の絶縁層101が設けられている。
【0042】
半導体層112は、ソース線SL(図5)として機能する。ソース線SLは、例えば、メモリセルアレイMCAに含まれる全てのメモリブロックBLKについて共通に設けられている。
【0043】
半導体柱120は、例えば図6に示す様に、X方向及びY方向に所定のパターンで並ぶ。半導体柱120は、1つのメモリストリングMS(図5)に含まれる複数のメモリセルMC及び選択トランジスタ(STD、STS、STSb)のチャネル領域として機能する。半導体柱120は、例えば、多結晶シリコン(Si)等の半導体層である。半導体柱120は、例えば図6に示す様に、略有底円筒状の形状を有し、中心部分には酸化シリコン等の絶縁層125が設けられている。また、半導体柱120の外周面は、それぞれ導電層110によって囲まれており、導電層110と対向している。
【0044】
半導体柱120の上端部には、リン(P)等のN型の不純物を含む不純物領域121が設けられている。不純物領域121は、コンタクトCh及びコンタクトCbを介してビット線BLに接続される。
【0045】
ゲート絶縁膜130は、半導体柱120の外周面を覆う略有底円筒状の形状を有する。ゲート絶縁膜130は、例えば、半導体柱120及び導電層110の間に積層されたトンネル絶縁膜、電荷蓄積膜及びブロック絶縁膜を備える。トンネル絶縁膜及びブロック絶縁膜は、例えば、酸化シリコン(SiO)等の絶縁膜である。電荷蓄積膜は、例えば、窒化シリコン(Si)等の電荷を蓄積可能な膜である。トンネル絶縁膜、電荷蓄積膜、及び、ブロック絶縁膜は略円筒状の形状を有し、半導体柱120と半導体層112との接触部を除く半導体柱120の外周面に沿ってZ方向に延伸する。
【0046】
尚、ゲート絶縁膜130は、例えば、N型又はP型の不純物を含む多結晶シリコン等のフローティングゲートを備えていても良い。
【0047】
複数の導電層110のX方向における端部には、複数のコンタクトCCが設けられている。複数の導電層110は、これら複数のコンタクトCCを介して周辺回路PCに接続されている。図6に示す様に、これら複数のコンタクトCCはZ方向に延伸し、下端において導電層110と接続されている。コンタクトCCは、例えば、窒化チタン(TiN)等のバリア導電膜及びタングステン(W)等の金属膜の積層膜等を含んでいても良い。
【0048】
[周辺回路PCの構成]
周辺回路PCは、例えば図4に示す様に、メモリセルアレイMCA0,MCA1にそれぞれ接続されたロウデコーダRD0,RD1と、センスアンプSA0,SA1と、を備える。また、周辺回路PCは、電圧生成回路VGと、シーケンサSQCと、を備える。また、周辺回路PCは、入出力制御回路I/Oと、論理回路CTRと、アドレスレジスタADRと、コマンドレジスタCMRと、ステータスレジスタSTRと、データ出力タイミング調整部TCTと、を備える。尚、以下の説明においては、ロウデコーダRD0,RD1を、ロウデコーダRDと呼び、センスアンプSA0,SA1を、センスアンプSAと呼ぶ場合がある。
【0049】
[ロウデコーダRDの構成]
ロウデコーダRD(図4)は、例えば図5に示す様に、アドレスデータAdd(図4)をデコードするアドレスデコーダ22と、アドレスデコーダ22の出力信号に応じてメモリセルアレイMCAに動作電圧を転送するブロック選択回路23及び電圧選択回路24と、を備える。
【0050】
アドレスデコーダ22は、例えば図5に示す様に、複数のブロック選択線BLKSEL及び複数の電圧選択線33を備える。アドレスデコーダ22は、例えば、シーケンサSQCからの制御信号に従ってアドレスレジスタADR(図4)のロウアドレスRAを順次参照し、このロウアドレスRAをデコードして、ロウアドレスRAに対応する所定のブロック選択トランジスタ35及び電圧選択トランジスタ37をON状態とし、それ以外のブロック選択トランジスタ35及び電圧選択トランジスタ37をOFF状態とする。例えば、所定のブロック選択線BLKSEL及び電圧選択線33の電圧を“H”状態とし、それ以外の電圧を“L”状態とする。尚、Nチャネル型でなくPチャネル型のトランジスタを用いる場合には、これらの配線に逆の電圧を印加する。
【0051】
尚、図示の例において、アドレスデコーダ22には、1つのメモリブロックBLKについて1つずつブロック選択線BLKSELが設けられている。しかしながら、この構成は適宜変更可能である。例えば、2以上のメモリブロックBLKについて1つずつブロック選択線BLKSELを備えていても良い。
【0052】
ブロック選択回路23は、例えば図5に示す様に、メモリブロックBLKに対応する複数のブロック選択部34を備える。これら複数のブロック選択部34は、それぞれ、ワード線WL及び選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)に対応する複数のブロック選択トランジスタ35を備える。ブロック選択トランジスタ35は、例えば、電界効果型の耐圧トランジスタである。ブロック選択トランジスタ35のドレイン電極は、それぞれ、対応するワード線WL又は選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)に電気的に接続される。ソース電極は、それぞれ、配線CG及び電圧選択回路24を介して電圧供給線31に電気的に接続される。ゲート電極は、対応するブロック選択線BLKSELに共通に接続される。
【0053】
尚、ブロック選択回路23は、図示しない複数のトランジスタを更に備える。これら複数のトランジスタは、選択ゲート線(SGD,SGS,SGSb)及び接地電圧VSSが供給される電圧供給線の間に接続された電界効果型の耐圧トランジスタである。これら複数のトランジスタは、非選択のメモリブロックBLKに含まれる選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)に接地電圧VSSを供給する。尚、非選択のメモリブロックBLKに含まれる複数のワード線WLは、フローティング状態となる。
【0054】
電圧選択回路24は、例えば図5に示す様に、ワード線WL及び選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)に対応する複数の電圧選択部36を備える。これら複数の電圧選択部36は、それぞれ、複数の電圧選択トランジスタ37を備える。電圧選択トランジスタ37は、例えば、電界効果型の耐圧トランジスタである。電圧選択トランジスタ37のドレイン端子は、それぞれ、配線CG及びブロック選択回路23を介して、対応するワード線WL又は選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)に電気的に接続される。ソース端子は、それぞれ、対応する電圧供給線31に電気的に接続される。ゲート電極は、それぞれ、対応する電圧選択線33に接続される。
【0055】
[センスアンプSAの構成]
センスアンプSA0,SA1(図4)は、それぞれセンスアンプモジュールSAM0,SAM1と、キャッシュメモリCM0,CM1と、を備える。キャッシュメモリCM0,CM1は、それぞれラッチ回路XDL0,XDL1を備える。
【0056】
尚、以下の説明においては、センスアンプモジュールSAM0,SAM1を、センスアンプモジュールSAMと呼び、キャッシュメモリCM0,CM1を、キャッシュメモリCMと呼び、ラッチ回路XDL0,XDL1を、ラッチ回路XDLと呼ぶ場合がある。
【0057】
センスアンプモジュールSAMは、例えば、複数のビット線BLにそれぞれ対応するセンス回路と、センス回路に接続された複数のラッチ回路等と、を備える。
【0058】
キャッシュメモリCMは、複数のラッチ回路XDLを備える。複数のラッチ回路XDLは、それぞれセンスアンプモジュールSAM内のラッチ回路に接続される。ラッチ回路XDLには、例えば、メモリセルMCに書き込まれるユーザデータDat又はメモリセルMCから読み出されたユーザデータDatが格納される。
【0059】
キャッシュメモリCMには、例えば図7に示す様に、カラムデコーダCOLDが接続される。カラムデコーダCOLDは、アドレスレジスタADR(図4)に格納されたカラムアドレスCAをデコードし、カラムアドレスCAに対応するラッチ回路XDLを選択する。
【0060】
尚、これら複数のラッチ回路XDLに含まれるユーザデータDatは、書き込み動作の際に、センスアンプモジュールSAM内のラッチ回路に順次転送される。また、センスアンプモジュールSAM内のラッチ回路に含まれるユーザデータDatは、読み出し動作の際に、ラッチ回路XDLに順次転送される。また、ラッチ回路XDLに含まれるユーザデータDatは、データアウト動作の際に、カラムデコーダCOLD及びマルチプレクサMPXを介して、入出力制御回路I/Oに順次転送される。
【0061】
[電圧生成回路VGの構成]
電圧生成回路VG(図4)は、例えば図5に示す様に、複数の電圧供給線31に接続されている。電圧生成回路VGは、例えば、レギュレータ等の降圧回路及びチャージポンプ回路32等の昇圧回路を含む。これら降圧回路及び昇圧回路は、それぞれ、電源電圧VCC及び接地電圧VSS図4)が供給される電圧供給線に接続されている。これらの電圧供給線は、例えば、図2図3を参照して説明したパッド電極Pに接続されている。電圧生成回路VGは、例えば、シーケンサSQCからの制御信号に従って、メモリセルアレイMCAに対する読み出し動作、書き込み動作及び消去動作に際してビット線BL、ソース線SL、ワード線WL及び選択ゲート線(SGD、SGS、SGSb)に印加される複数通りの動作電圧を生成し、複数の電圧供給線31に同時に出力する。電圧供給線31から出力される動作電圧は、シーケンサSQCからの制御信号に従って適宜調整される。
【0062】
[シーケンサSQCの構成]
シーケンサSQC(図4)は、コマンドレジスタCMRに格納されたコマンドデータCmdに従い、ロウデコーダRD0,RD1、センスアンプモジュールSAM0,SAM1、及び、電圧生成回路VGに内部制御信号を出力する。また、シーケンサSQCは、メモリダイMDの状態を示すステータスデータSttを、適宜ステータスレジスタSTRに出力する。メモリダイMDの状態には、メモリダイMDのレディ/ビジー状態を含む。尚、以下、レディ/ビジー状態を、単に「レディビジー状態」と呼ぶ場合がある。
【0063】
また、シーケンサSQCは、レディ/ビジー信号を生成し、端子RY//BYに出力する。端子RY//BYは、例えば、読み出し動作、書き込み動作、消去動作等、メモリセルアレイMCAに対して電圧を供給する動作、後述するゲットフィーチャ(Get Feature)、セットフィーチャ(Set Feature)等の実行中に“L”状態となり、それ以外の場合には“H”状態となる。尚、データアウト動作、ステータスリード等、メモリセルアレイMCAに対して電圧を供給しない動作を実行しても、端子RY//BYは“L”状態にはならない。端子RY//BYが“L”状態の期間(ビジー期間)では、メモリダイMDへのアクセスが基本的には禁止される。また、端子RY//BYが“H”状態の期間(レディ期間)においては、メモリダイMDへのアクセスが許可される。尚、端子RY//BYは、例えば、図2図3を参照して説明したパッド電極Pによって実現される。
【0064】
従って、例えば、図2に示すように複数のメモリダイMDの端子RY//BYに対応するパッド電極Pを共通に接続した場合、複数のメモリダイMDいずれかの端子RY//BYが“L”状態になると、外部からは、複数のメモリダイMDのうちどのメモリダイMDの端子RY//BYが“L”状態になっているのかを判別することはできない。違う言い方をすると、図2に示すように複数のメモリダイMDの端子RY//BYに対応するパッド電極Pを共通に接続した場合、外部からは、複数のメモリダイMDのいずれかにおいて端子RY//BYが“L”状態になっていること検出することはできるものの、どのメモリダイMDにおいて端子RY//BYが“L”状態になっているのかを検出することはできない。
【0065】
また、シーケンサSQCは、フィーチャレジスタFRを備える。フィーチャレジスタFRは、フィーチャデータFdを保持するレジスタである。フィーチャデータFdは、例えば、メモリダイMDの制御パラメータ等を含む。
【0066】
[アドレスレジスタADRの構成]
アドレスレジスタADRは、図4に示す様に、入出力制御回路I/Oに接続され、入出力制御回路I/Oから入力されたアドレスデータAddを格納する。アドレスレジスタADRは、例えば、8ビットのレジスタ列を、複数備える。レジスタ列は、例えば、読み出し動作、書き込み動作又は消去動作等の内部動作が実行される際、実行中の内部動作に対応するアドレスデータAddを保持する。
【0067】
尚、アドレスデータAddは、例えば、カラムアドレスCA(図4)及びロウアドレスRA(図4)を含む。ロウアドレスRAは、例えば、メモリブロックBLK(図5)を特定するブロックアドレスと、ストリングユニットSU及びワード線WLを特定するページアドレスと、メモリセルアレイMCA(プレーン)を特定するプレーンアドレスと、メモリダイMDを特定するチップアドレスと、を含む。
【0068】
[コマンドレジスタCMRの構成]
コマンドレジスタCMRは、入出力制御回路I/Oに接続され、入出力制御回路I/Oから入力されたコマンドデータCmdを格納する。コマンドレジスタCMRは、例えば、8ビットのレジスタ列を、少なくとも1セット備える。コマンドレジスタCMRにコマンドデータCmdが格納されると、シーケンサSQCに制御信号が送信される。
【0069】
[ステータスレジスタSTRの構成]
ステータスレジスタSTRは、入出力制御回路I/Oに接続され、入出力制御回路I/Oへ出力するステータスデータSttを格納する。ステータスレジスタSTRは、例えば、8ビットのレジスタ列を、複数備える。レジスタ列は、例えば、読み出し動作、書き込み動作又は消去動作等の内部動作が実行される際、実行中の内部動作に関するステータスデータSttを保持する。また、レジスタ列は、例えば、メモリセルアレイMCA0,MCA1のレディビジー状態を示すレディ/ビジー情報を保持する。
【0070】
[データ出力タイミング調整部TCTの構成]
データ出力タイミング調整部TCTは、キャッシュメモリCM0,CM1と入出力制御回路I/Oとの間のバス配線DBに接続される。データ出力タイミング調整部TCTは、例えば、キャッシュメモリCM0,CM1に対してデータアウト動作を連続して実行する場合等に、キャッシュメモリCM0のデータアウト動作の完了後、時間を空けずにキャッシュメモリCM1のデータアウト動作を開始するために、キャッシュメモリCM1に対するデータアウト動作の開始タイミングを調整する。
【0071】
[入出力制御回路I/Oの構成]
入出力制御回路I/O(図4)は、データ信号入出力端子DQ0~DQ7と、データストローブ信号入出力端子DQS,/DQSと、シフトレジスタと、バッファ回路と、接続変更回路SWと、を備える。
【0072】
データ信号入出力端子DQ0~DQ7、及びデータストローブ信号入出力端子DQS,/DQSの各々は、例えば、図2図3を参照して説明したパッド電極Pによって実現される。データ信号入出力端子DQ0~DQ7を介して入力されたデータは、論理回路CTRからの内部制御信号に応じて、バッファ回路から、キャッシュメモリCMに入力される。また、データ信号入出力端子DQ0~DQ7を介して出力されるデータは、論理回路CTRからの内部制御信号に応じて、キャッシュメモリCM又はステータスレジスタSTRからバッファ回路に入力される。
【0073】
データストローブ信号入出力端子DQS,/DQSを介して入力された信号(例えば、データストローブ信号及びその相補信号)は、データ信号入出力端子DQ0~DQ7を介したデータの入力に際して用いられる。データ信号入出力端子DQ0~DQ7を介して入力されたデータは、データストローブ信号入出力端子DQSの電圧の立ち上がりエッジ及びデータストローブ信号入出力端子/DQSの電圧の立ち下がりエッジのタイミング、並びに、データストローブ信号入出力端子DQSの電圧の立ち下がりエッジ及びデータストローブ信号入出力端子/DQSの電圧の立ち上がりエッジのタイミングで、入出力制御回路I/O内のシフトレジスタ内に取り込まれる。
【0074】
データ信号入出力端子DQ0~DQ7及びデータストローブ信号入出力端子DQS,/DQSの各々は、例えば図8に示す様に、入力回路201及び出力回路202に接続される。入力回路201は、例えば、コンパレータ等のレシーバである。出力回路202は、例えば、OCD(Off Chip Driver)回路等のドライバである。
【0075】
接続変更回路SW(図4)は、メモリダイMDの外部からデータ信号入出力端子DQ0~DQ7に入力されたデータの順序を変更して、メモリダイMDの内部に取り込む回路である。
【0076】
各メモリダイMDは、例えば、フィーチャレジスタFRに格納されているフィーチャデータFdに基づいて、各メモリダイMDが、正接続パッケージPKGaに含まれているか、逆接続パッケージPKGbに含まれているかを判定する。
【0077】
[論理回路CTRの構成]
論理回路CTR(図4)は、複数の制御端子/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WPと、これら複数の制御端子/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WPに接続された論理回路と、を備える。論理回路CTRは、制御端子/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WPを介してコントローラダイCDから外部制御信号を受信し、これに応じて入出力制御回路I/Oに内部制御信号を出力する。
【0078】
制御端子/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WPの各々は、例えば図8に示す様に、入力回路201へ接続される。また、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE),/WPの各々は、入力回路201に加えて、出力回路202にも接続されている。制御端子/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WPの各々は、例えば、図2図3を参照して説明したパッド電極Pによって実現される。
【0079】
制御端子/CEを介して入力された信号(例えば、チップイネーブル信号)は、メモリダイMDの選択に際して用いられる。制御端子/CEに“L”が入力されたメモリダイMDは、ユーザデータDat、コマンドデータCmd、アドレスデータAdd及び、ステータスデータStt(以下、単に「データ」と呼ぶ場合がある。)の入出力が可能な状態となる。制御端子/CEに“H”が入力されたメモリダイMDは、データの入出力が不可能な状態となる。尚、図8に示す様に、制御端子/CEは、入力回路201に接続されている。
【0080】
制御端子CA1(CLE)を介して入力された信号(例えば、コマンドラッチイネーブル信号)は、コマンドレジスタCMRの使用等に際して用いられる。また、制御端子CA1(CLE)を介して入力された信号がコマンドレジスタCMRの使用等に際して用いられるとともに、コマンドデータCmd及びアドレスデータAddとしても用いられる。更に、制御端子CA1(CLE)を介してステータスレジスタSTRからステータスデータSttが出力される。本実施形態においては、メモリダイMDが通常モードで動作しているときに、制御端子CA1(CLE)及び制御端子CA0(ALE)を介して、時分割で入力された2組以上のデータを含む信号が、メモリダイMDのレディビジー状態を出力することを指示するレディビジーアウトプット開始指示に用いられる。尚、時分割で入力される2組以上のデータは、後述する制御端子CA0(ALE)の電圧の立ち上がりエッジ(例えば“L”状態から“H”状態への切り換え)及び制御端子CA0(ALE)の電圧の立ち下がりエッジ(例えば“H”状態から“L”状態への切り換え)のタイミングにおいて、制御端子CA1(CLE)及び制御端子CA0(ALE)を介して入力される信号により取得される。また、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、制御端子CA1(CLE)を介してメモリダイMDのレディビジー状態を示す情報(レディビジー情報)が、レディビジー情報として出力される。メモリダイMDのレディビジー状態を示す情報(レディビジー情報)は、例えば、図4に示すシーケンサSQCから端子RY//BYへ出力される情報と、実質的に同一である。メモリダイMDのレディビジー状態を示す情報(レディビジー情報)を出力すること、または、出力される情報そのものを「R/B output」と呼ぶ場合がある。制御端子CA1(CLE)の機能等については、後述する。
【0081】
制御端子CA0(ALE)を介して入力された信号(例えば、アドレスラッチイネーブル信号)は、アドレスレジスタADRの使用等に際して用いられる。また、制御端子CA0(ALE)を介して入力された信号がアドレスレジスタADRの使用等に際して用いられるとともに、コマンドデータCmd及びアドレスデータAddとしても用いられる。更に、制御端子CA0(ALE)を介してステータスレジスタSTRからステータスデータSttが出力される。制御端子CA0(ALE)の機能等については、後述する。
【0082】
制御端子CA_clk(/WE)を介して入力された信号(例えば、ライトイネーブル信号)は、コントローラダイCDからメモリダイMDへのデータの入力等に際して用いられる。制御端子CA_clk(/WE)の機能等については、後述する。
【0083】
制御端子/RE,REを介して入力された信号(例えば、リードイネーブル信号及びその相補信号)は、データ信号入出力端子DQ0~DQ7を介したデータの出力に際して用いられる。データ信号入出力端子DQ0~DQ7から出力されるデータは、制御端子/REの電圧の立ち下がりエッジ及び制御端子REの電圧の立ち上がりエッジのタイミング、並びに、制御端子/REの電圧の立ち上がりエッジ及び制御端子REの電圧の立ち下がりエッジのタイミングで切り替わる。
【0084】
制御端子/WPを介して入力された信号(例えば、ライトプロテクト信号)は、コントローラダイCDからメモリダイMDへのユーザデータDatの入力の制限等に用いられる。制御端子/WPを介して入力された信号がコマンドデータCmd及びアドレスデータAddとしても用いられても良いし、制御端子/WPを介してステータスレジスタSTRからステータスデータSttが出力されても良い。
【0085】
[コントローラダイCDからメモリダイMDへの信号入力方法]
図9図17を参照し、本実施形態におけるコントローラダイCDからメモリダイMDへの信号入力方法について説明する。
【0086】
[各端子の役割]
図9は、メモリダイMDにおける信号入出力端子及び制御端子の役割について説明するための模式的な図である。尚、以下の説明においては、データ信号入出力端子DQ0~DQ7を、データ信号入出力端子DQ<7:0>と表記することがある。
【0087】
本実施形態に係るメモリダイMDは、通常モードにおいて、例えば図9に示す様に、データ信号入出力端子DQ<7:0>を、ユーザデータDatの入出力に使用し、コマンドデータCmd及びアドレスデータAddの入力、並びに、ステータスデータSttの出力には使用しない。また、本実施形態に係るメモリダイMDは、通常モードにおいて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を、コマンドデータCmd及びアドレスデータAddの入力、及び、ステータスデータStt等のデータの出力に使用する。なお、本実施形態に係るメモリダイMDは、後述するレディビジーアウトプットモードにおいて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を、コマンドデータCmd及びアドレスデータAddの入力、及び、ステータスデータStt等のデータの出力に加えて、メモリダイMDのレディビジー状態の出力にも使用する。
【0088】
本実施形態に係るメモリダイMDの制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して入出力される信号の一部をヘッダと呼んでも良い。また、この様な信号を構成するヘッダの組み合わせを、ヘッダセットと呼んでも良い。ヘッダセットは、メモリダイMDが通常モードで動作しているときに、2サイクルに分けて時分割で入力される4ビットの信号を含む。
【0089】
また、ヘッダに続いて入出力されるコマンドデータCmd、アドレスデータAdd、ステータスデータStt、フィーチャデータFd等の一部をボディと呼んでも良い。また、この様なデータ又はその一部を構成するボディの組み合わせを、ボディセットと呼んでも良い。ボディセットは、メモリダイMDが通常モードで動作しているときに、4サイクルに分けて時分割で入力される8ビットのデータを含む。
【0090】
また、1のヘッダセット及び1のボディセットの組み合わせを、フレームと呼んでも良い。
【0091】
なお、本実施形態に係るメモリダイMDは、レディビジーアウトプットモードにおいて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の一方を介してレディビジー情報をコントローラダイCDに出力する。メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、メモリダイMDの制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の他方を介して入出力される信号の一部をヘッダと呼んでも良い。また、この様な信号を構成するヘッダの組み合わせを、ヘッダセットと呼んでも良い。ヘッダセットは、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、4サイクルに分けて時分割で入力される4ビットの信号を含む。
【0092】
また、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、ヘッダに続いて入出力されるコマンドデータCmd、アドレスデータAdd、ステータスデータStt、フィーチャデータFd等の一部をボディと呼んでも良い。また、この様なデータ又はその一部を構成するボディの組み合わせを、ボディセットと呼んでも良い。ボディセットは、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、8サイクルに分けて時分割で入力される8ビットのデータを含む。
【0093】
メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作している場合においても、1のヘッダセット及び1のボディセットの組み合わせを、フレームと呼んでも良い。
【0094】
制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)のデータは、制御端子CA0(ALE)の電圧の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのタイミングで、論理回路CTRの図示しないレジスタ内に取り込まれる。すなわち、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)のデータは、制御端子CA0(ALE)に入力される信号のトグル(toggle)に応じて、論理回路CTRの図示しないレジスタ内に取り込まれる。本明細書では、制御端子CA0(ALE)の電圧が一度立ち上がり、又は、立ち下がり、これに応じて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の少なくとも一方を介して、2ビット又は1ビットのデータが入力又は出力されることを、1サイクルとする。例えば、制御端子CA0(ALE)の電圧が一度立ち上がり、更に立ち下がった場合、これに応じて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の少なくとも一方を介して、4ビット又は2ビットのデータが入力又は出力される。これを、2サイクルとする。
【0095】
[通常モードにおけるヘッダセット入力の例]
図10は、実施形態に係るメモリダイMDの動作について説明するための模式的な波形図である。図11は、メモリダイMDの動作について説明するための模式的な表である。
【0096】
図10は、メモリダイMDが通常モードで動作しているときにヘッダセットを入力する際の波形を示している。図10の例では、制御端子/CEに“L”状態の信号が入力された状態で、制御端子CA_clk(/WE)に、略一定のペースで“L”状態の信号及び“H”状態の信号が入力されている。つまり、制御端子/CEの入力信号が“L”状態で、制御端子CA_clk(/WE)の入力信号は、“L”から“H”に一度立ち上がって“L”から“H”に立ち下がるという入力信号の切り替え(2回のトグル)が繰り返される。
【0097】
図10の例では、タイミングt100及びタイミングt101において、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応して4ビットのヘッダセットが入力される。より具体的には、タイミングt100及びタイミングt101において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、図11に示す4ビットのヘッダセットを、2サイクルに分けて2ビットずつ入力している。例えば、ボディセットにおいて8ビットのコマンドデータCmdを入力することを指示する場合、1サイクル目のヘッダは、ビット“0”,“0”に応じて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を“L”から“H”に立ち上げるタイミング(立ち上がりエッジ)で論理回路CTRの図示しないレジスタに取り込まれる。2サイクル目のヘッダは、ビット“1”,“1”に応じて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を“H”から“L”に立ち下げるタイミング(立ち下がりエッジ)で論理回路CTRの図示しないレジスタに取り込まれる。
【0098】
また、図10の例では、タイミングt102~t105において、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応して8ビットのボディセットが入力される。より具体的には、タイミングt102~t105において、コントローラダイCDはメモリダイMDに、4ビットのヘッダセット(エントリ条件)に応じた8ビットのボディセットを、4サイクルに分けて2ビットずつ入力している。例えば、8ビットのコマンドデータCmdを、ビット“0”~“7”とする。まず、1サイクル目のボディ(データ)は、ビット“1”,“0”に応じて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を“L”から“H”に立ち上げるタイミング(立ち上がりエッジ)で取り込まれる。2サイクル目のボディ(データ)は、ビット“3”,“2”に応じて、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を“H”から“L”に立ち下げるタイミング(立ち下がりエッジ)で取り込まれる。3サイクル目~4サイクル目のボディも同様に、ビット“5”,“4”、及びビット“7”,“6”、に応じて、それぞれ制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を立ち上げるタイミング(立ち上がりエッジ)、及び立ち下げるタイミング(立ち下がりエッジ)で取り込まれる。
【0099】
尚、ヘッダセットの例として、ボディセットにおいてコマンドデータCmdを入力すること(CMD)を指示する場合を説明したが、これに限らない。図11に示す様に、ボディセットにおいてアドレスデータAddを入力すること(ADD)を指示するヘッダセットであってもよい。また、ボディセットにおいてデータの出力(DOUT)を指示するヘッダセット、データの入力(DIN)を指示するヘッダセットであってもよいし、ボディセットにおいてレディビジー状態の出力の開始(R/B output)を指示するヘッダセットであってもよい。データの出力(DOUT)には、例えばステータスデータStt又はフィーチャデータFdの出力がある。データの入力(DIN)には、例えばフィーチャデータFdの入力がある。尚、図11に示すHeader Rise Edgeは、1サイクル目のヘッダ即ち制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジに対応して入力される2ビットのファーストヘッダを示す。また、Header Fall Edgeは、2サイクル目のヘッダ即ち制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち下がりエッジに対応して入力される2ビットのセカンドヘッダを示す。
【0100】
[動作]
次に、メモリダイMDの動作について説明する。
【0101】
メモリダイMDは、読み出し動作を実行可能に構成されている。読み出し動作は、センスアンプモジュールSAMによってメモリセルアレイMCAからユーザデータDatを読み出し、読み出したユーザデータDatをラッチ回路XDLに転送する動作である。読み出し動作において、メモリセルアレイMCAから読み出されたユーザデータDatは、ビット線BL、センスアンプモジュールSAMを介してラッチ回路XDLに転送される。
【0102】
また、メモリダイMDは、データアウト動作を実行可能に構成されている。ユーザデータDatのデータアウト動作は、ラッチ回路XDLに含まれるユーザデータDatをコントローラダイCDに出力する動作である。ユーザデータDatのデータアウト動作において、ラッチ回路XDLに含まれるユーザデータDatは、図7を参照して説明したカラムデコーダCOLD、マルチプレクサMPX、バス配線DB、及び入出力制御回路I/Oを介して、コントローラダイCDに出力される。
【0103】
また、メモリダイMDは、ステータスリードを実行可能に構成されている。ステータスリードは、ステータスレジスタSTRに含まれるステータスデータSttをコントローラダイCDに出力する動作である。ステータスリードにおいて、ステータスレジスタSTRに含まれるステータスデータSttは、論理回路CTRを介して、コントローラダイCDに出力される。
【0104】
また、メモリダイMDは、ゲットフィーチャ(特性情報出力動作)を実行可能に構成されている。ゲットフィーチャは、フィーチャレジスタFR(図4)に含まれるフィーチャデータFdをコントローラダイCD(図1)に出力する動作である。ゲットフィーチャにおいて、フィーチャレジスタFRに含まれるフィーチャデータFdは、論理回路CTRを介して、コントローラダイCDに出力される。
【0105】
また、メモリダイMDは、セットフィーチャを実行可能に構成されている。セットフィーチャは、フィーチャレジスタFR(図4)にフィーチャデータFdを入力する動作である。セットフィーチャにおいては、論理回路CTRを介して、コントローラダイCDからフィーチャレジスタFRに、フィーチャデータFdが入力される。
【0106】
また、メモリダイMDは、レディビジーアウトプットモード開始指示によりレディビジーアウトプットモードで動作可能に構成されている。メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているとき、論理回路CTRの制御端子CA1(CLE)等を介して、コントローラダイCDに、メモリダイMDのレディビジー状態を出力する。
【0107】
[通常モードにおけるセットフィーチャ]
図12図14は、コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。図12では、通常モードで動作しているときにセットフィーチャを実行する場合の模式的なタイミングチャートが示されている。図12では、波形の一部を省略して示している。図13は、この省略された波形の一例を示している。図14は、この省略された波形の他の例を示している。
【0108】
図12のタイミングt110の前において、図示は省略するものの、制御端子/CEの電圧が“H”から“L”に立ち下がっている。
【0109】
続いて、コントローラダイCDは、タイミングt110~t135において、メモリダイMDに、セットフィーチャ(Set Feature)のコマンドセットを入力する。すなわち、コントローラダイCDは、タイミングt110~t115においてセットフィーチャ(Set Feature)を指示するためのコマンドデータCmdをメモリダイMDに入力し、タイミングt120~t125においてセットフィーチャの対象となるパラメータ等に対応するフィーチャアドレス(例えばフィーチャレジスタFRの一部)を指定するためのアドレスデータAddをメモリダイMDに入力し、タイミングt130~t135においてフィーチャアドレスに設定するためのフィーチャデータFdをメモリダイMDに入力する。
【0110】
より具体的には、タイミングt110~t111において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“1”,“1”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、コマンドデータCmdを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ(のタイミング)で入力される。違う言い方をすると、タイミングt110~t111において、セットフィーチャのコマンドセットを構成するコマンドデータCddに対応するフレームのうち、ヘッダセットに相当する部分(4ビットの情報)が、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の2回のトグル(toggle)に応じてメモリダイMDに入力される。
【0111】
また、タイミングt112~t115において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ボディセットとしてコマンドデータEFhを入力している。コマンドデータ“EFh”は、セットフィーチャを指示するコマンドデータCmdである。コマンドデータEFhが入力された場合、制御端子/CEに“L”が入力されている全てのメモリダイMDにおいて、セットフィーチャが実行される。違う言い方をすると、タイミングt112~t115において、セットフィーチャのコマンドセットを構成するコマンドデータCddに対応するフレームのうち、ボディセットに相当する部分(8ビットの情報)が、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の4回のトグル(toggle)に応じてメモリダイMDに入力される。例えば、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジのタイミングと立ち下がりエッジのタイミングとの間隔、及び、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち下がりエッジのタイミングと立ち上がりエッジのタイミングとの間隔は、期間tCLK1である。すなわち、制御端子CA_clk(/WE)のトグル間隔は、期間tCLK1である。
【0112】
また、タイミングt120~t121において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“1”,“0”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、アドレスデータAddを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。違う言い方をすると、タイミングt120~t121において、セットフィーチャのコマンドセットを構成するアドレスデータAddに対応するフレームのうち、ヘッダセットに相当する部分(4ビットの情報)が、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の2回のトグル(toggle)に応じてメモリダイMDに入力される。
【0113】
また、タイミングt122~t125において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ボディセットとしてアドレスデータAddを入力している。このアドレスデータAddは、フィーチャレジスタFRにおいてフィーチャデータFd入力する部分を(セットフィーチャにおいて設定されるパラメータ等)を特定するためのデータである。違う言い方をすると、タイミングt122~t125において、セットフィーチャのコマンドセットを構成するアドレスデータAddに対応するフレームのうち、ボディセットに相当する部分(8ビットの情報)が、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の4回のトグル(toggle)に応じてメモリダイMDに入力される。
【0114】
また、タイミングt130~t131において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“0”,“1”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、データを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。違う言い方をすると、タイミングt130~t131において、セットフィーチャのコマンドセットを構成するフィーチャデータFdに対応するフレームのうち、ヘッダセットに相当する部分(4ビットの情報)が、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の2回のトグル(toggle)に応じてメモリダイMDに入力される。
【0115】
尚、コントローラダイCDは、タイミングt125からタイミングt130に至る期間tADLは、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号を“L”で維持する。違う言い方をすると、コントローラダイCDは、セットフィーチャのコマンドセットを構成するアドレスデータAddに対応するフレームをメモリダイMDに入力した後、少なくとも期間tADL、フィーチャデータFdに対応するフレームのメモリダイMDへの入力を保留する。この間、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号はトグル(toggle)されない。期間tADLは、例えば、メモリダイMDにセットフィーチャのコマンドセットを構成するコマンドデータCmdとアドレスデータAddが入力された後、メモリダイMDにおいて入力されたフィーチャデータFdがフィーチャレジスタFRにおいて指定された部分に適切に入力されることを確保するために設定されている。
【0116】
また、タイミングt132~t135において、コントローラダイCDはメモリダイMDに、データとしてフィーチャデータFdを入力している。このフィーチャデータFdは、動作パラメータ等を示す情報を含んでいる。尚、図示の例では、タイミングt132~t135において、フィーチャデータFdを構成する8ビット×4サイクルのデータが入力されているが、サイクル数は4より少なくても多くても良い。
【0117】
フィーチャデータFdの入力に際しては、例えば図13に示す様に、データを入力することを指示するヘッダセットを1回入力し、その後、フィーチャデータFdを構成する複数のボディセットを、連続して入力しても良い。即ち、フィーチャデータFdの入力が終了するまで、ヘッダセットの入力を省略しても良い。また、例えば図14に示す様に、データを入力することを指示するヘッダセット、及び、フィーチャデータFdを構成するボディセットの双方を含むフレームを、複数回入力しても良い。
【0118】
また、タイミングt136以降においてセットフィーチャが開始され、端子RY//BYの電圧が“H”から“L”に立ち下がっている。
【0119】
また、タイミングt137においてセットフィーチャが終了し、端子RY//BYの電圧が“L”から“H”に立ち上がっている。尚、端子RY//BYの電圧が一度立ち下がってからもう一度立ち下がるまでの期間tFEATにおいて、フィーチャレジスタFRにおいて指定された部分にフィーチャデータFdを入力するセットフィーチャが実行されている。
【0120】
[通常モードにおけるゲットフィーチャ]
図15及び図16は、コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。図15では、通常モードで動作しているときにゲットフィーチャを実行する場合の模式的なタイミングチャートが示されている。図16は、図15に示す波形の一部について、他の例を示している。
【0121】
図15のタイミングt140の前において、図示は省略するものの、制御端子/CEの電圧が“H”から“L”に立ち下がっている。
【0122】
図15の例では、タイミングt140~t141において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“1”,“1”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、コマンドデータCmdを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。
【0123】
また、タイミングt142~t145において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ボディセットとしてコマンドデータEEhを入力している。コマンドデータ“EEh”は、ゲットフィーチャを指示するコマンドデータCmdである。コマンドデータEEhが入力された場合、制御端子/CEに“L”が入力されている全てのメモリダイMDにおいて、ゲットフィーチャが実行される。
【0124】
また、タイミングt150~t151において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“1”,“0”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、アドレスデータAddを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。
【0125】
また、タイミングt152~t155において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ボディセットとしてアドレスデータAddを入力している。このアドレスデータAddは、フィーチャレジスタFRにおいて出力を意図しているフィーチャデータFdが格納されている部分を特定するためのデータである。
【0126】
タイミングt155から所定の時間経過後、端子RY//BYの電圧が一度立ち下がってからもう一度立ち下がるまでの期間tFEATにおいて、フィーチャレジスタFRにおいて指定された部分に保持されていたフィーチャデータFdとして、例えば、メモリダイMDの制御パラメータ等が読み出される。
【0127】
また、タイミングt160~t161において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“0”,“0”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、データを出力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。
【0128】
このヘッダセットの入力に伴い、所定の待機時間後(期間tW2Rの後)、コントローラダイCDが制御端子CA_clk(/WE)の入力信号を切り替えて(トグルして)、データを出力するタイミングを指定する。より具体的には、タイミングt160において、コントローラダイCDが制御端子CA_clk(/WE)の入力信号を“L”から“H”に切り替える。また、タイミングt161において、コントローラダイCDが制御端子CA_clk(/WE)の入力信号を“H”から“L”に切り替え、それ以後、切り替え(トグル)を繰り返す。これにより、データの出力動作が開始され、ゲットフィーチャで得たフィーチャデータFdが、CA0(ALE)の入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、制御端子CA1(CLE)を介して出力される。例えば、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジのタイミングと立ち下がりエッジのタイミングとの間隔、及び、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち下がりエッジのタイミングと立ち上がりエッジのタイミングとの間隔は、期間tCLK2である。すなわち、制御端子CA_clk(/WE)のトグル間隔は、期間tCLK2である。尚、制御端子CA0(ALE)の信号は、制御端子CA1(CLE)に1ビットのデータが出力されるごとに、立ち上がり、又は、立ち下がる。従って、制御端子CA1(CLE)から連続して“0”が出力される場合や、連続して“1”が出力される場合であっても、データの区切りを判別することが可能である。
【0129】
フィーチャデータFdの出力に際しては、例えば図15に示す様に、データを出力することを指示するヘッダセットを1回入力した後、フィーチャデータFdを構成する複数のボディセットが、連続して出力されても良い。即ち、フィーチャデータFdの出力が終了するまで、ヘッダセットの入力を省略しても良い。また、例えば図16に示す様に、データを出力することを指示するヘッダセットを1回入力する度に、フィーチャデータFdを構成するボディセットが1回出力されても良い。
【0130】
[通常モードにおけるステータスリード]
図17は、コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。図17では、通常モードで動作しているときにステータスリードを実行する場合の模式的なタイミングチャートが示されている。
【0131】
図17のタイミングt180の前において、図示は省略するものの、制御端子/CEの電圧が“H”から“L”に立ち下がっている。
【0132】
図17の例では、タイミングt180~t181において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“1”,“1”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、コマンドデータCmdを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。
【0133】
また、タイミングt182~t185において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ボディセットとしてコマンドデータ70hを入力している。コマンドデータ“70h”は、ステータスリードを指示するコマンドデータCmdである。コマンドデータ70hが入力された場合、例えば、直前にコマンドセットが入力されたメモリダイMDにおいて、ステータスリードが実行される。
【0134】
また、タイミングt186~t187において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ビット“0,“0”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“0”,“0”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、データを出力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。
【0135】
このヘッダセットの入力に伴い、所定の待機時間後(期間tW2Rの後)、コントローラダイCDが制御端子CA_clk(/WE)の入力信号を切り替えて(トグルして)、データを出力するタイミングを指定する。これにより、データの出力動作が開始され、ステータスリードで得たステータスデータSttが、CA0(ALE)の入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、制御端子CA1(CLE)を介して出力される。尚、制御端子CA0(ALE)の信号は、制御端子CA1(CLE)に1ビットのデータが出力されるごとに、立ち上がり、又は、立ち下がる。従って、制御端子CA1(CLE)から連続して“0”が出力される場合や、連続して“1”が出力される場合であっても、データの区切りを判別することが可能である。
【0136】
[レディビジーアウトプットモードにおけるヘッダセット入力の例]
図18は、コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。図18では、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作している場合の模式的なタイミングチャートが示されている。
【0137】
図18のタイミングt200の前において、制御端子/CEの電圧が“H”から“L”に立ち下がっている。
【0138】
また、タイミングt200~t201において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、1サイクル目のヘッダ(ファーストヘッダ)と2サイクル目のヘッダ(セカンドヘッダ)で構成されるヘッダセットを入力する。図18の例では、ビット“0,“1”を示す1サイクル目のヘッダ及びビット“0”,“1”を示す2サイクル目のヘッダで構成されるヘッダセットを入力する。このヘッダセットは、図11に示す様に、レディビジー状態の出力の開始を指示する(レディビジーアウトプットモード開始指示を示す)ヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで入力される。
【0139】
このようにして、制御端子CA1(CLE)に入力される信号及び制御端子CA0(ALE)に入力される信号のいずれかを切り替えたヘッダセットが入力されることで、メモリダイMDのレディビジー状態を出力することを指示するレディビジーアウトプットモード開始指示を行うことができる。
【0140】
このヘッダセットの入力に伴い、制御端子CA1(CLE)では、タイミングt202において、メモリダイMDのレディビジー状態の出力が開始される。すなわち、メモリダイMDの動作モードが、通常モードから、レディビジーアウトプットモードへ切り替わる。メモリダイMDのレディビジー状態の出力は、タイミングt202以降、制御端子/CEの電圧が“L”から“H”に立ち上がるまで継続される。すなわち、メモリダイMDは、レディビジーアウトプットモード開始指示を受けると、タイミングt202以降、制御端子/CEの電圧が“L”から“H”に立ち上がるまで、レディビジー情報の出力を継続する。尚、図18に示す様に、メモリダイMDのレディビジー状態の出力は、トグルされている制御端子CA_clk(/WE)の入力信号と非同期である。
【0141】
一方、制御端子CA0(ALE)は、トグルされている制御端子CA_clk(/WE)の入力信号に応じて、コマンドデータCmd及びアドレスデータAddの入力、並びに、ステータスデータStt等のデータの出力に使用可能である。図18の例では、タイミングt202~t205において、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応して、制御端子CA0(ALE)を介して4ビットのヘッダセットが入力される。
【0142】
より具体的には、タイミングt202~t205において、コントローラダイCDがメモリダイMDに制御端子CA0(ALE)を介して、図11に示す4ビットのヘッダセットを、4サイクルに分けて1ビットずつ入力する。例えば、ボディセットにおいて8ビットのコマンドデータCmdを入力することを指示する場合、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、ビット“0”,“0”,“1”,“1”に応じた制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)の電圧が設定されて、論理回路CTRの図示しないレジスタに取り込まれる。
【0143】
また、タイミングt206~t207において、コントローラダイCDがメモリダイMDに制御端子CA0(ALE)を介して、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで8ビットのボディセットを8サイクルに分けて1ビットずつ入力する。より具体的には、タイミングt206~t207において、コントローラダイCDはメモリダイMDに、4ビットのヘッダセット(エントリ条件)に応じた8ビットのボディセットを、制御端子CA0(ALE)を介して、8サイクルに分けて1ビットずつ入力する。例えば、8ビットのコマンドデータCmdを、ビット“0”~“7”とする。まず、1サイクル目のボディ(データ)は、ビット“0”に応じて、制御端子CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を“L”から“H”に立ち上げるタイミングt206(立ち上がりエッジ)で取り込まれる。次に、2サイクル目のボディ(データ)は、ビット“1”に応じて、制御端子CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を“H”から“L”に立ち下げるタイミングt207(立ち下がりエッジ)で取り込まれる。3サイクル目~8サイクル目のボディも同様に、ビット“2”~“7”、に応じて、それぞれ制御端子CA0(ALE)の電圧が設定され、制御端子CA_clk(/WE)を立ち上げるタイミング(立ち上がりエッジ)または及び立ち下げるタイミング(立ち下がりエッジ)で取り込まれる。
【0144】
尚、タイミングt201においてセカンドヘッダが入力されてから、メモリダイMDが通常モードからレディビジー出力モードに切り替わるまで、すなわち、制御端子CA1(CLE)からレディビジー情報の出力が開始されるまでにはタイムラグがあってもよい。また、タイミングt201においてセカンドヘッダが入力されてから、制御端子CA0(ALE)にヘッダが入力されるまでには、タイムラグがあってもよい。
【0145】
[レディビジーアウトプットモードにおけるセットフィーチャ]
図19図21は、コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。図19では、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、レディビジー情報を出力しながら、セットフィーチャを実行する場合の模式的なタイミングチャートが示されている。図19では、波形の一部を省略して示している。図20は、この省略された波形の一例を示している。図21は、この省略された波形の他の例を示している。
【0146】
図19の例では、タイミングt210以前において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、レディビジーアウトプット開始指示を示すヘッダセットが入力され、制御端子CA1(CLE)では、メモリダイMDのレディビジー状態の出力が継続された状態を示している。
【0147】
制御端子CA0(ALE)では、タイミングt210~t213において、ビット“0,“0”,“1”,“1”を示すヘッダセットが入力される。このヘッダセットは、図11に示す様に、コマンドデータCmdを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、4サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0148】
また、制御端子CA0(ALE)では、タイミングt214~t219において、ボディセットとしてコマンドデータEFhが入力される。コマンドデータ“EFh”は、上述した様に、セットフィーチャを指示するコマンドデータCmdであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、8サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0149】
また、制御端子CA0(ALE)では、タイミングt220~t223において、ビット“0,“0”,“1”,“0”を示すヘッダセットが入力される。このヘッダセットは、図11に示す様に、アドレスデータAddを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、4サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0150】
また、制御端子CA0(ALE)では、タイミングt224~t229において、ボディセットとしてアドレスデータAddが入力される。このアドレスデータAddは、フィーチャレジスタFRにおいてフィーチャデータFdを入力する部分(セットフィーチャにおいて設定されるパラメータ等)
を特定するためのデータであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、8サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0151】
タイミングt229の後、期間tADLだけ、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりを遅くし、フィーチャレジスタFRを特定する時間を確保している。これにより、特定したフィーチャレジスタFRにおいて指定された部分にフィーチャデータFdを入力するセットフィーチャを行うことができる。
【0152】
フィーチャデータFdの入力に際しては、例えば図20に示す様に、データを入力することを指示するヘッダセットを1回入力し、その後、フィーチャデータFdを構成する複数のボディセットを、連続して入力しても良い。即ち、フィーチャデータFdの入力が終了するまで、ヘッダセットの入力を省略しても良い。また、例えば図21に示す様に、データを入力することを指示するヘッダセット、及び、フィーチャデータFdを構成するボディセットの双方を含むフレームを、複数回入力しても良い。
【0153】
[レディビジーアウトプットモードにおけるゲットフィーチャ]
図22及び図23は、コントローラダイCDとメモリダイMDとの間の入出力信号を示す模式的な波形図である。図22及び図23では、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているときに、レディビジー情報を出力しながら、ゲットフィーチャを実行する場合の模式的なタイミングチャートが示されている。図23は、図22に示す波形の続きを示している。
【0154】
図22の例では、タイミングt240以前において、コントローラダイCDがメモリダイMDに、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、レディビジーアウトプット開始指示を示すヘッダセットが入力され、制御端子CA1(CLE)では、メモリダイMDのレディビジー状態の出力が継続された状態を示している。
【0155】
制御端子CA0(ALE)では、タイミングt240~t243において、ビット“0,“0”,“1”,“1”を示すヘッダセットが入力される。このヘッダセットは、図11に示す様に、コマンドデータCmdを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、4サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0156】
また、制御端子CA0(ALE)では、タイミングt244~t249において、ボディセットとしてコマンドデータEEhが入力される。コマンドデータ“EEh”は、上述した様に、ゲットフィーチャを指示するコマンドデータCmdであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、8サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0157】
また、制御端子CA0(ALE)では、タイミングt250~t253において、ビット“0,“0”,“1”,“0”を示すヘッダセットが入力される。このヘッダセットは、図11に示す様に、アドレスデータAddを入力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、4サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0158】
また、制御端子CA0(ALE)では、タイミングt254~t259において、ボディセットとしてアドレスデータAddが入力される。このアドレスデータAddは、フィーチャデータFdを特定するためのデータであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、8サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0159】
タイミングt259から所定の時間経過後、端子RY//BYの電圧が一度立ち下がってからもう一度立ち下がるまでの期間tFEATにおいて、フィーチャレジスタFRにおいて指定された部分に保持されていたフィーチャデータFdとして、例えば、メモリダイMDの制御パラメータ等が読み出される。
【0160】
その後、制御端子CA0(ALE)では、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号を立ち上げるタイミング(立ち上がりエッジ)及び立ち下げるタイミング(立ち下がりエッジ)において、ビット“0,“0”,“0”,“0”を示すヘッダセットが入力される。このヘッダセットは、図11に示す様に、データを出力することを指示するヘッダセットであり、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、4サイクルに分けて1ビットずつ入力される。
【0161】
そして、このヘッダセットの入力に伴い、図23に示す様に、制御端子CA0(ALE)では、所定の待機時間期間tX1後、データの出力動作が開始され、ゲットフィーチャで得たフィーチャデータFdが、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジで、出力される。尚、図23には、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているとき、制御端子CA_clkの立ち上がりを受けてからフィーチャデータFd(1ビット)の出力が開始されるまでの時間を、tX2として示している。また、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているとき、制御端子CA_clkの立ち下りを受けてからフィーチャデータFd(1ビット)の出力を停止するまでにかかる時間を、tX3として示している。
【0162】
図23の例では、フィーチャデータFdの出力に際しての制御端子CA_clkの立ち上がりから立ち下がりまでの期間(トグル期間)を、tCLK3として示している。期間tCLK3は、コントローラダイCDからメモリダイMDに信号を入力する際の、制御端子CA_clkの立ち上がりから立ち下がりまでの期間(トグル期間)tCLK1より長くしても良い。また、期間tCLK3は、メモリダイMDが通常モードで動作しているときの制御端子CA_clkの立ち下りから立ち下がりまでの期間(トグル期間)tCLK2(図15参照)より長くしても良い。
【0163】
ここで、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作しているとき、制御端子CA1(CLE)からはメモリダイMDのレディビジー状態を出力し、制御端子CA0(ALE)からはフィーチャデータFdを出力する。従って、メモリダイMDがレディビジーアウトプットモードで動作している場合、図15を参照して説明した工程において制御端子CA0(ALE)から出力される、データの区切りを示す信号を出力することが出来ない。
【0164】
フィーチャデータFdの出力に際しては、データを出力することを指示するヘッダセットを1回入力した後、フィーチャデータFdを構成する複数のボディセットが、連続して出力されても良い。即ち、フィーチャデータFdの出力が終了するまで、ヘッダセットの入力を省略しても良い。また、データを出力することを指示するヘッダセットを1回入力する度に、フィーチャデータFdを構成するボディセットが1回出力されても良い。
【0165】
[効果]
上述のように、複数のメモリダイMDの端子RY//BYに対応するパッド電極Pを共通に接続した場合、外部からは、複数のメモリダイMDのいずれかにおいて端子RY//BYが“L”状態になっていること検出することはできるものの、どのメモリダイMDにおいて端子RY//BYが“L”状態になっているのかを検出することはできない。従って、メモリダイMDが通常モードで動作しているとき、メモリダイMDのレディビジー状態を調べるためには、ステータスリードを実行する必要がある。しかしながら、このためには、例えば図17を参照して説明した様に、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、CMDサイクル及びDOUTサイクルの発行が必要であった。このため、コマンドデータCmdを入力する付加的な処理(オーバヘッド)が大きかった。ここで、CMDサイクルは、コマンドデータCmdの入力に対応する6サイクルのフレームである。DOUTサイクルは、データの出力に対応する6サイクルのフレームである。また、ステータスリードを実行している間は、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を他の動作に利用することはできなかった。例えば、ステータスリードを実行している間は、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)から、他の動作を指定するためのコマンドデータCmdやアドレスデータAddを入力することはできなかった。
【0166】
そこで、本実施形態に係る半導体記憶装置は、通常モードに加えて、レディビジーアウトプットモードでも動作可能である。例えば、コントローラダイCDは、メモリダイMDを通常モードからレディビジーアウトプットモードへ切り替えさせるために、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、メモリダイMDのレディビジー状態の出力を開始すること(レディビジーアウトプット開始)を指示する2サイクルのヘッダセットを入力する。メモリダイMDが通常モードで動作しているとき、制御端子CA1(CLE)からレディビジー情報を出力しながら、制御端子CA0(ALE)では、コマンドデータCmdまたはアドレスデータAddの入力を受け付けることが可能である。よって、ステータスリード実行時の上記付加的な処理(オーバヘッド)を省略することができる。
【0167】
また、本実施形態に係る半導体記憶装置では、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、ヘッダセットを入力することが可能である。従って、1サイクルに2ビットを並列に入力することが可能である。これにより、ヘッダセットの入力に要するサイクル数を削減し、動作の高速化を図ることが可能である。更に、本実施形態に係る半導体記憶装置では、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号が一度立ち下がってからもう一度立ち下がるまでの期間における立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを1サイクルとするのではなく、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのそれぞれを1サイクルとしてデータを入力することが可能である。このように、制御端子CA_clk(/WE)に入力される信号が一度立ち下がってからもう一度立ち下がるまでの期間を、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ(2回のトグル)に時分割してヘッダ等を入力することにより、ヘッダセット等の入力に要する期間を削減し、動作の高速化を図ることが可能である。
【0168】
[その他]
尚、以上の実施形態についての説明では、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して、レディビジーアウトプット開始指示のヘッダセットを入力する例を示した。しかしながら、例えば、共通に接続されている複数のメモリダイMDのうち1つをレディビジーアウトプットモードで動作させている場合において、制御端子CA1(CLE)を介して、レディビジーアウトプット開始指示のヘッダセットを入力することにより、当該メモリダイMDのレディビジーアウトプットモードでの動作を停止させて、他のメモリダイMDをレディビジーアウトプットモードで動作させることができるように構成されていてもよい。
【0169】
以上の実施形態についての説明では、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を介して入力されるヘッダセットの4ビットの組み合わせは、図11に示すビットの値の組み合わせの例を示した。しかしながら、ヘッダセットの4ビットの組み合わせは、図11に示すビットの値の組み合わせの例に限らない。例えば、レディビジーアウトプット開始指示のヘッダセットが、ビット“0,“1”、“0”,“1”の組み合わせであると説明したが、例えばビット“0,“1”、“1”,“0”の組み合わせであってもよく、適宜調整可能である。他のビットの値の組み合わせについても同様である。
【0170】
また、メモリダイMDが通常モードで動作しているとき、制御端子CA_clk(/WE)の入力信号の立ち上がりのタイミング及び立ち下がりのタイミングの両方(2回のトグル)を利用する例を示した。しかしながら、制御端子CA_clk(/WE)の入力信号の立ち上がりのタイミング又は立ち下がりのタイミング(1回のトグル)を利用してもよい。このようにすることで、例えば、信号を取り込む際の信頼性が向上する場合がある。
【0171】
尚、メモリダイMDが通常モードで動作しているとき、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を利用して、2ビットのデータの入出力を行う例を示した。しかしながら、この様な方法はあくまでも例示であり、具体的な方法は適宜調整可能である。例えば、メモリダイMDが通常モードで動作しているとき、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)に加えて、その他の端子(例えば、図4等を参照して説明した制御端子/WP等)等を利用して、3ビット以上のデータの入出力を行っても良い。また、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を含む端子の中から1つ又は2つの端子を選択して、1ビット又は2ビットのデータの入出力を行っても良い。また、例えば、制御端子CA1(CLE),CA0(ALE)を利用して、レディビジーアウトプット開始指示のヘッダセットを入力し、制御端子/WPからレディビジー情報の出力をしても良い。
【0172】
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。これら新規な実施形態は、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、変更を行うことが出来る。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共に、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。
【符号の説明】
【0173】
CD…コントローラダイ、/CE,CA1(CLE),CA0(ALE),CA_clk(/WE),/RE,RE,/WP…制御端子、MC…メモリセル(メモリセルトランジスタ)、MCA…メモリセルアレイ、MD…メモリダイ、PC…周辺回路、ADR…アドレスレジスタ、CMR…コマンドレジスタ。
図1
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