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JP2008262615A - Programming method of reference cell and nonvolatile memory unit using thereof - Google Patents

Programming method of reference cell and nonvolatile memory unit using thereof Download PDF

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Publication number
JP2008262615A
JP2008262615A JP2007102878A JP2007102878A JP2008262615A JP 2008262615 A JP2008262615 A JP 2008262615A JP 2007102878 A JP2007102878 A JP 2007102878A JP 2007102878 A JP2007102878 A JP 2007102878A JP 2008262615 A JP2008262615 A JP 2008262615A
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JP
Japan
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reference cell
value
gate voltage
cell
current
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Pending
Application number
JP2007102878A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Tomita
泰弘 冨田
Seiji Yamahira
征二 山平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a programming method of a reference cell for converging to a desired reference cell current value and setting a cycle margin value optimal to each nonvolatile memory device. <P>SOLUTION: In a memory cell gate voltage VCCR setting step, a predetermined VCCR initial value is given to the gate voltages of a plurality of memory cells. Thereafter, in a reference cell gate voltage VCR setting step, a total value of a predetermined voltage margin and the predetermined VCCR initial value is given to the gate voltage of the reference cell. Thereafter, in a pulse verify loop, the memory cell current value of each of the plurality of memory cells to which the gate voltage of the predetermined VCCR initial value is applied is compared with the reference cell current value of the reference cell to which the gate voltage of the total value is applied. When the difference value between each memory cell current value and each reference current value is within a predetermined allowable value, the program of the reference cell is completed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラッシュEEPROM等の不揮発性メモリ装置におけるメモリセルの読み出し及び、メモリセルのしきい値の制御判定プロセスである消去ベリファイやプログラムベリファイに用いるリファレンスセルのプログラム方法及びこれを用いた不揮発性メモリ装置に関し、特に、NROM型不揮発性メモリ装置に関するものである。   The present invention relates to a method for programming a reference cell used for erasure verification and program verification, which is a process for determining a memory cell threshold value and reading a memory cell in a nonvolatile memory device such as a flash EEPROM, and a nonvolatile memory using the same The present invention relates to a memory device, and more particularly to an NROM type nonvolatile memory device.

近年、フラッシュメモリやEEPROM等の不揮発性メモリ装置では、微細化されたメモリセルを用いて、大容量のメモリアレイ構成を実現している。これらの不揮発性メモリ装置では、その大規模なメモリ全域に渡って、メモリセルのデータを広い温度電圧動作範囲で正確に読み出すことが要求されている。読み出し動作、並びにプログラムのしきい値及び消去のしきい値の判定プロセスであるプログラムベリファイ、消去ベリファイといったマージン読み出し動作においては、メモリセルに格納されたアナログ値をデジタル値に変換する際にリファレンス信号が必要である。このリファレンス信号を生成するデバイスとして、メモリセルと類似の特性を持つリファレンスセルが用いられている。   In recent years, non-volatile memory devices such as flash memory and EEPROM have realized a large-capacity memory array configuration using miniaturized memory cells. In these nonvolatile memory devices, it is required to accurately read data in the memory cells over a wide temperature voltage operation range over the entire large-scale memory. In the read operation and the margin read operation such as program verify and erase verify that are the determination process of the program threshold value and the erase threshold value, the reference signal is used when converting the analog value stored in the memory cell to the digital value. is required. As a device for generating this reference signal, a reference cell having characteristics similar to that of a memory cell is used.

一般的に、プログラム状態又は消去状態にセットされるメモリセルは、読み出し時のリファレンスセルに対してマージン値を持つようにセットされている。このマージン値は、メモリセルのしきい値の温度、電圧変動、プログラム状態及び消去状態の実現のためにメモリセルに注入したキャリアの流出に起因するリテンションロスといったしきい値のドリフトを受けた場合であっても、メモリセルの読み出し論理値が変動しないように設定される。   Generally, a memory cell set in a programmed state or an erased state is set so as to have a margin value with respect to a reference cell at the time of reading. This margin value is subject to threshold drift such as retention loss due to outflow of carriers injected into the memory cell to realize the threshold temperature, voltage fluctuation, program state and erase state of the memory cell. Even so, the read logic value of the memory cell is set so as not to fluctuate.

不揮発性メモリ装置において、リファレンスセル方式と差動型のセンスアンプとを採用することにより、リファレンスセルの特性によって、メモリセルの温度電圧特性によるセル電流やしきい値のドリフトを抑制し、メモリセルの微細化によるリテンション特性の劣化等のマージンロスを補っている。   In the nonvolatile memory device, by adopting the reference cell method and the differential sense amplifier, the cell current and threshold voltage drift due to the temperature-voltage characteristics of the memory cell are suppressed by the characteristics of the reference cell, and the memory cell The margin loss such as the deterioration of the retention characteristics due to the miniaturization of the substrate is compensated.

上記のように、リファレンスセルを採用した不揮発性メモリ装置では、マージンロスを補うことが可能であるので、今後、さらなるメモリセルの微細化を進めることできる。   As described above, in the nonvolatile memory device employing the reference cell, it is possible to compensate for the margin loss, and therefore further miniaturization of the memory cell can be promoted in the future.

近年では、メモリセルの主流な物理的構造は、従来から用いられているフローティングゲート型から、より微細化の容易なマルチビットのONO膜をデータリテンション材料に用いたNROM型に変わりつつある。   In recent years, the main physical structure of a memory cell is changing from a conventionally used floating gate type to an NROM type using a multi-bit ONO film that is easier to miniaturize as a data retention material.

NROM型メモリセルは、チャンネルホットエレクトロンの選択的な注入状態が高VT側のプログラム状態であり、注入電子をホットホールによって中和した状態が低VT側の消去状態である。   In the NROM type memory cell, a channel hot electron selective injection state is a program state on the high VT side, and a state in which injected electrons are neutralized by hot holes is an erase state on the low VT side.

NROM型メモリセルのデータリテンション材料が絶縁物であることや、ホットホールの注入プロファイルとチャンネルホットエレクトロンの注入プロファイルとが一致しないことを鑑みると、メモリセルが製造プロセス直後の状態(以下、ブランク状態と言う)から一度プログラム/消去のサイクリングを実行すると、ONO膜には必ず残存のキャリアが残るようになり、メモリセルのしきい値をブランク状態でのしきい値に完全に戻すことは不可能である。なぜなら、チャンネルホットエレクトロンの注入プロセスは、バンド間トンネリングによって生成したホールをドレイン電界で加速して注入するプロセスであり、ドレイン近傍に急峻な注入プロファイルを持つ。これに対して、注入電子の中和は、ホットホールによる注入プロセスであり、2次電子の注入を考えると緩慢な注入プロファイルである。このため、プログラム/消去のサイクリングを実行すると、ドレインからはずれたチャンネル中央部には、ホットホールによって中和できない残存エレクトロンが蓄積するようになる。また、ホールのドーズ量も酸化膜自身の信頼性を損なう要因となる。そのため、残存エレクトロンはメモリセルの完全な消去を困難にし、メモリセルが消去レベルに達しなくなるとデバイスはサイクリング寿命を迎える。   In view of the fact that the data retention material of the NROM type memory cell is an insulator and that the hot hole injection profile does not match the channel hot electron injection profile, the memory cell is in a state immediately after the manufacturing process (hereinafter referred to as a blank state). If the program / erase cycling is executed once, the remaining carriers always remain in the ONO film, and it is impossible to completely return the threshold value of the memory cell to the threshold value in the blank state. It is. This is because the channel hot electron injection process is a process in which holes generated by band-to-band tunneling are accelerated by a drain electric field and injected, and has a steep injection profile near the drain. On the other hand, neutralization of injected electrons is an injection process by hot holes, and has a slow injection profile in view of injection of secondary electrons. For this reason, when program / erase cycling is executed, residual electrons that cannot be neutralized by hot holes accumulate in the center of the channel that is off the drain. Further, the dose amount of holes is a factor that impairs the reliability of the oxide film itself. Therefore, the remaining electrons make it difficult to completely erase the memory cell, and the device reaches the cycling life when the memory cell does not reach the erase level.

ブランク状態のメモリセルのしきい値と消去レベル(EV)との差であるサイクリングマージン(CM)は、デバイスのサイクリング寿命及びリテンション特性を左右する重要なパラメータである。メモリセルのワード線レベルを低電圧化した低消費電力化や、消去セルの読み出しマージンの十分な確保のために低い消去レベルを実現しようとすると、サイクリングマージンが縮小されて、サイクリング寿命が悪化する。逆に、消去レベルを高めると、読み出しワード線レベルが高くなり、さらに、読み出しセルの読み出しマージンを確保するために、プログラムレベル(PV)はより高いレベルが必要になる。高すぎるプログラムレベルは、プログラム状態のリテンション特性を劣化させる。つまり、サイクリングマージンは、サイクリング特性及びリテンション特性の要求仕様に伴って最適な値に管理されるべきパラメータである。   The cycling margin (CM), which is the difference between the threshold value of the blank memory cell and the erase level (EV), is an important parameter that determines the cycling life and retention characteristics of the device. If the memory cell's word line level is lowered to reduce power consumption or to achieve a low erase level to ensure a sufficient read margin for the erase cell, the cycling margin will be reduced and the cycling life will deteriorate. . On the contrary, when the erase level is increased, the read word line level is increased, and further, the program level (PV) is required to be higher in order to secure the read margin of the read cell. A program level that is too high degrades the retention characteristics of the program state. That is, the cycling margin is a parameter that should be managed to an optimum value according to the required specifications of the cycling characteristics and the retention characteristics.

また、NROM型メモリセルは、高集積化を可能にするコンタクトレスなバーチャルグランドアレイを構成することができる。このバーチャルグランドアレイ型のメモリアレイは、セルトランジスタのソース側からセル電流を取り出すソースサイド読み出し方式が主流の方法として採用されている。このソースサイド読み出し方式では、グランドに近接した入力レベルを高精度に判定することが可能である。   The NROM type memory cell can constitute a contactless virtual ground array that enables high integration. In this virtual ground array type memory array, a source-side reading method in which a cell current is extracted from the source side of a cell transistor is adopted as a mainstream method. In this source side reading method, an input level close to the ground can be determined with high accuracy.

さらに、リファレンスセルのプログラム方法としては、ブランク状態のメモリセルトランジスタに固定の基準ゲート電圧をバイアスしたときに流れるメモリセル電流をリファレンスセル電流にして、リファレンスセルトランジスタのしきい値をプログラムすることが行われている。   Further, as a reference cell programming method, the memory cell current that flows when a fixed reference gate voltage is biased to a blank memory cell transistor is used as a reference cell current, and the threshold value of the reference cell transistor is programmed. Has been done.

上記のNROM型不揮発性メモリ装置やソースサイド読み出し方式については、例えば特許文献1や特許文献2に記載されており、ブランク状態のメモリセルを基準にしたリファレンスセルのプログラム方法については、例えば特許文献3や特許文献4に記載されている。
米国特許第6134156号明細書 米国特許第6128226号明細書 米国特許第7064983号明細書 米国特許第6584017号明細書
The NROM type nonvolatile memory device and the source side reading method are described in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2, and a reference cell programming method based on a blank memory cell is described in, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4.
US Pat. No. 6,134,156 US Pat. No. 6,128,226 US Pat. No. 6,064,983 US Pat. No. 6,584,017

しかしながら、従来のリファレンスセルのプログラム方法において、リファレンスセル電流の値が、リファレンスセルトランジスタのブランク状態のしきい値に直接的に関係することによって、チップ間におけるリファレンスセル電流のばらつきが大きくなる。このリファレンスセル電流のばらつきに応じて、センスアンプの可動動作点範囲(ダイナミックレンジ)を大きくする必要がある。しかし、広範囲なダイナミックレンジを有し、温度電圧プロセスの変動範囲で等価な性能及び小オフセットを得ることが可能なセンスアンプの設計は困難であり、特に、ソースサイド読み出し方式に対応し、グランドレベルに近接した入力範囲を持つセンスアンプでは、低面積で低コストなデザインや、すべてのプロセスばらつきに対応した高歩留まりなデザインの設計はより一層困難となる。   However, in the conventional reference cell programming method, since the value of the reference cell current is directly related to the blank state threshold value of the reference cell transistor, the variation in the reference cell current between chips increases. It is necessary to increase the movable operating point range (dynamic range) of the sense amplifier in accordance with the variation in the reference cell current. However, it is difficult to design a sense amplifier that has a wide dynamic range and can obtain equivalent performance and small offset in the temperature voltage process variation range. In a sense amplifier having an input range close to, it is even more difficult to design a low-area and low-cost design or a high-yield design that can handle all process variations.

また、メモリセルトランジスタのプログラム状態のしきい値と消去状態のしきい値との差で定義されるマージンウインドウの下限値は、メモリセルのブランク状態のしきい値に無関係な値に連動しており、チップ毎にサイクルマージンの値を最適に設定することができない。   In addition, the lower limit value of the margin window defined by the difference between the program state threshold value and the erase state threshold value of the memory cell transistor is linked to a value irrelevant to the blank state threshold value of the memory cell. Therefore, the cycle margin value cannot be optimally set for each chip.

上記のように、リファレンスセルを用いた不揮発性メモリ装置、特に、NROM型不揮発性メモリ装置では、リファレンスセル電流値のチップ間ばらつきやサイクルマージン値の最適化の課題がある。   As described above, a nonvolatile memory device using a reference cell, particularly an NROM nonvolatile memory device, has a problem of optimization of a reference cell current value between chips and a cycle margin value.

本発明は、前記の課題に着目してなされたものであり、その目的は、センスアンプのオフセット電圧を除去すると共に、所望のリファレンスセル電流値への収束や、チップ毎に最適なサイクルマージン値の設定が可能であり、且つ可動動作範囲が狭い低コストなセンスアンプを適用可能なリファレンスセルのプログラム方法及びこれを用いた不揮発性メモリ装置を提供することである。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to remove the offset voltage of the sense amplifier, to converge to a desired reference cell current value, and to provide an optimum cycle margin value for each chip. It is possible to provide a reference cell programming method to which a low-cost sense amplifier having a narrow movable operation range can be applied and a nonvolatile memory device using the same.

具体的に、請求項1記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法は、ブランク状態の複数個のメモリセルとリファレンスセルとを備えた不揮発性メモリ装置におけるリファレンスセルのプログラム方法であって、不揮発性メモリ装置毎に決定される所定のVCCR初期値を、前記複数個のメモリセルのゲート電圧に与えるように設定するメモリセルゲート電圧VCCR設定ステップと、他の不揮発性メモリ装置との間で共通に決定される所定の電圧マージンと前記所定のVCCR初期値との加算値を、前記リファレンスセルのゲート電圧に与えるように設定するリファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップと、前記リファレンスセルにプログラムパルスを印加するリファレンスセルプログラムパルス印加ステップと、前記リファレンスセルのリファレンスセル電流をベリファイするリファレンスセル電流ベリファイステップとを備え、前記リファレンスセルプログラムパルス印加ステップとリファレンスセル電流ベリファイステップとはパルス・ベリファイループを構成し、前記リファレンスセル電流ベリファイステップにおいて、前記所定のVCCR初期値のゲート電圧が印加された複数個のメモリセルの各々のメモリセル電流値と、前記加算値のゲート電圧が印加されたリファレンスセルのリファレンスセル電流値とを比較し、前記各々のメモリセル電流値と前記リファレンスセル電流値との差分値が所定の許容値以内であるとき、前記パルス・ベリファイループから分岐して、前記リファレンスセルのプログラムを完了することを特徴とする。   Specifically, the reference cell programming method according to the first aspect of the present invention is a reference cell programming method in a nonvolatile memory device including a plurality of blank memory cells and a reference cell. Commonly determined between the memory cell gate voltage VCCR setting step for setting a predetermined VCCR initial value determined for each device to be applied to the gate voltages of the plurality of memory cells, and other nonvolatile memory devices A reference cell gate voltage VCR setting step for setting an added value of the predetermined voltage margin and the predetermined VCCR initial value to the gate voltage of the reference cell, and a reference for applying a program pulse to the reference cell Cell program pulse application step and reference of the reference cell A reference cell current verify step for verifying a reference current, and the reference cell program pulse applying step and the reference cell current verify step constitute a pulse verify loop. In the reference cell current verify step, the predetermined VCCR initial step A memory cell current value of each of the plurality of memory cells to which the gate voltage of the value is applied is compared with a reference cell current value of the reference cell to which the gate voltage of the added value is applied; When the difference value between the value and the reference cell current value is within a predetermined allowable value, the program branches from the pulse verify loop to complete the programming of the reference cell.

請求項2記載の発明は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、前記所定のVCCR初期値は、不揮発性メモリ装置の外部におけるメモリセル電流値に相関する値であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the reference cell programming method according to the first aspect, the predetermined VCCR initial value is a value correlated with a memory cell current value outside the nonvolatile memory device. To do.

請求項3記載の発明は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、前記所定のVCCR初期値は、不揮発性メモリ装置の内部におけるメモリセル電流値に相関する値であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the reference cell programming method according to the first aspect, the predetermined VCCR initial value is a value correlated with a memory cell current value in the nonvolatile memory device. To do.

請求項4記載の発明は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、さらに、リファレンスセル電流テストステップを備え、前記リファレンスセル電流テストステップにおいて、前記パルス・ベリファイループにおいてプログラムされたリファレンスセルに前記加算値のゲート電圧を印加し、その後、前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値と前記リファレンスセルのセル電流ターゲット値とを比較し、前記リファレンスセル電流値と前記セル電流ターゲット値との差分値が所定の許容値以内であるとき、リファレンスセルのプログラムを完了し、前記差分値が前記所定の許容値よりも大きいとき、前記所定のVCCR初期値を所定の増分値だけ減分して、前記パルス・ベリファイループに分岐することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the reference cell programming method according to the first aspect further includes a reference cell current test step, and the reference cell programmed in the pulse verify loop in the reference cell current test step. And applying a gate voltage of the added value to the reference cell, and then comparing a reference cell current value of the reference cell with a cell current target value of the reference cell, and a difference value between the reference cell current value and the cell current target value Is within a predetermined tolerance value, the reference cell programming is completed, and when the difference value is larger than the predetermined tolerance value, the predetermined VCCR initial value is decremented by a predetermined increment value, Branching to a pulse verify loop .

請求項5記載の発明は、前記請求項4記載のリファレンスセルのプログラム方法において、前記差分値が前記所定の許容値よりも大きく、且つ前記リファレンスセル電流値が前記セルターゲット値よりも小さいとき、リファレンスセルのプログラムをフェイルとして完了することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the reference cell programming method according to the fourth aspect, when the difference value is larger than the predetermined allowable value and the reference cell current value is smaller than the cell target value, The reference cell program is completed as a failure.

請求項6記載の発明は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、さらに、リファレンスセルゲート電圧探索ステップと、メモリセルゲート電圧探索ステップとを備え、前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップにおいて、前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値と前記リファレンスセルのセル電流ターゲット値との差分値が所定の許容値以下となるリファレンスセルゲート電圧値を求め、前記メモリセルゲート電圧探索ステップにおいて、前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップで求めたリファレンスセルゲート電圧値を前記リファレンスセルに与えた状態で、前記複数個のメモリセルに印加されるゲート電圧値を変化させて、それらのメモリセルのメモリセル電流値と前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値との比較を行い、前記メモリセル電流値が前記リファレンスセル電流値よりも小さいと判定されるメモリセル数が所定の範囲内となるメモリセルのゲート電圧値を求め、前記メモリセルゲート電圧探索ステップで求めたゲート電圧値を前記所定のVCCR初期値として設定することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the reference cell programming method according to the first aspect further comprises a reference cell gate voltage search step and a memory cell gate voltage search step, wherein the reference cell gate voltage search step includes: A reference cell gate voltage value at which a difference value between a reference cell current value of the reference cell and a cell current target value of the reference cell is equal to or less than a predetermined allowable value is obtained, and in the memory cell gate voltage search step, the reference cell gate In a state where the reference cell gate voltage value obtained in the voltage search step is applied to the reference cell, the gate voltage value applied to the plurality of memory cells is changed, and the memory cell current value of the memory cells and the memory cell current value are changed. Of reference cell A comparison is made with a reference cell current value, a gate voltage value of a memory cell in which the number of memory cells determined that the memory cell current value is smaller than the reference cell current value is within a predetermined range is obtained, and the memory cell The gate voltage value obtained in the gate voltage search step is set as the predetermined VCCR initial value.

請求項7記載の発明は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、さらに、高VTメモリセル探索ステップと、メモリセルゲート電圧探索ステップとを備え、前記高VTメモリセル探索ステップにおいて、前記リファレンスセルに対して、そのリファレンスセル電流値が所定の動作範囲内となるように設定されたリファレンスセルゲート電圧値を与えた状態で、前記複数個のメモリセルのゲート電圧値を変化させて、前記複数個のメモリセルの各々のメモリセル電流値と前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値との比較を行い、前記メモリセル電流値がリファレンスセル電流値よりも小さいと判定されるメモリセル数が所定の範囲内であるときに、前記メモリセル数に属するメモリセルアドレスを記憶し、前記メモリセルゲート電圧探索ステップにおいて、前記メモリセル数に属するメモリセルアドレスの全てのメモリセルに関して、各々のメモリセルのメモリセル電流値とメモリセル電流ターゲット値との差分値が所定の許容値以下となるメモリセルのゲート電圧値を求め、前記メモリセルゲート電圧探索ステップで求めたゲート電圧値を前記所定のVCCR初期値として設定することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the reference cell programming method according to claim 1, further comprising a high VT memory cell search step and a memory cell gate voltage search step, and in the high VT memory cell search step, With the reference cell gate voltage value set so that the reference cell current value is within a predetermined operating range for the reference cell, the gate voltage values of the plurality of memory cells are changed. The memory cell current value of each of the plurality of memory cells is compared with the reference cell current value of the reference cell, and the number of memory cells determined that the memory cell current value is smaller than the reference cell current value is When it is within a predetermined range, memory cell addresses belonging to the number of memory cells are stored, and the memory In the recell gate voltage search step, a memory in which a difference value between a memory cell current value of each memory cell and a memory cell current target value is equal to or less than a predetermined allowable value with respect to all memory cells having a memory cell address belonging to the number of memory cells. A cell gate voltage value is obtained, and the gate voltage value obtained in the memory cell gate voltage search step is set as the predetermined VCCR initial value.

請求項8記載の発明の不揮発性メモリ装置は、複数個のメモリセルと、少なくとも1つのリファレンスセルアレイと、差動センスアンプとを備え、前記少なくとも1つのリファレンスセルアレイは、消去ベリファイ時に選択される消去ベリファイ用のEVリファレンスセルと、読み出し時に選択される読み出し動作用のRDリファレンスセルと、プログラムベリファイ時に選択されるプログラムベリファイ用のPVリファレンスセルとを有し、前記EVリファレンスセルは、消去ベリファイの動作時に、消去ゲート電圧値でバイアスされて消去リファレンスセル電流を流し、前記RDリファレンスセルは、読み出し動作時に、読み出しゲート電圧値でバイアスされて読み出しリファレンスセル電流を流し、前記PVリファレンスセルは、プログラム動作時に、プログラムゲート電圧値でバイアスされてプログラムリファレンスセル電流を流し、前記消去リファレンスセル電流の電流値、前記読み出しリファレンスセル電流の電流値、及び前記プログラムリファレンスセル電流の電流値は、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定され、前記プログラムゲート電圧値、前記読み出しゲート電圧値、前記消去ゲート電圧値の順に、各々のゲート電圧値は高く、前記消去ゲート電圧値は、不揮発性メモリ装置毎に決定される値であり、前記読み出しゲート電圧値と前記消去ゲート電圧値との差分値、及び前記プログラムゲート電圧値と前記読み出しゲート電圧値と差分値は、各々、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定されることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a non-volatile memory device comprising a plurality of memory cells, at least one reference cell array, and a differential sense amplifier, wherein the at least one reference cell array is selected during erase verification. An EV reference cell for verification, an RD reference cell for read operation selected at the time of reading, and a PV reference cell for program verification selected at the time of program verification, the EV reference cell is an operation of erase verification Sometimes, the erase reference cell current is biased by the erase gate voltage value and the RD reference cell is biased by the read gate voltage value and the read reference cell current is passed during the read operation, and the PV reference cell is programmed. Sometimes, A program reference cell current is biased by a program gate voltage value, and the current value of the erase reference cell current, the current value of the read reference cell current, and the current value of the program reference cell current are other nonvolatile memory devices. The gate voltage value is higher in the order of the program gate voltage value, the read gate voltage value, and the erase gate voltage value, and the erase gate voltage value is non-volatile. The value determined for each memory device, and the difference value between the read gate voltage value and the erase gate voltage value, and the program gate voltage value, the read gate voltage value, and the difference value are each other non-volatile. A predetermined value common to the memory device is set.

請求項9記載の発明は、前記請求項8記載の不揮発性メモリ装置において、前記他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて設定されることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the non-volatile memory device according to the eighth aspect, the predetermined value common to the other non-volatile memory device is the reference cell programming method according to the first aspect. It is set by using.

請求項10記載の発明の不揮発性メモリ装置は、複数個のメモリセルと、リファレンスセルと、差動センスアンプとを備え、前記リファレンスセルは、消去ベリファイ時、読み出し動作時及びプログラムベリファイ時の各々の動作時で共通に用いられ、消去ベリファイの動作時には、前記リファレンスセルは読み出しゲート電圧値でバイアスされて所定のリファレンスセル電流を流すと共に、メモリセルは消去ゲート電圧値でバイアスされ、読み出し動作時には、前記リファレンスセルは前記読み出しゲート電圧値でバイアスされて前記所定のリファレンスセル電流を流すと共に、メモリセルは前記読み出しゲート電圧値でバイアスされ、プログラム動作時には、前記リファレンスセルは前記読み出しゲート電圧値でバイアスされて前記所定のリファレンスセル電流を流すと共に、メモリセルはプログラムゲート電圧値でバイアスされ、前記所定のリファレンスセル電流の電流値は、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定され、前記プログラムゲート電圧値、前記読み出しゲート電圧値、前記消去ゲート電圧値の順に、各々のゲート電圧値は高く、前記消去ゲート電圧値は、不揮発性メモリ装置毎に決定される値であり、前記読み出しゲート電圧値と前記消去ゲート電圧値との差分値、及び前記プログラムゲート電圧値と前記読み出しゲート電圧値との差分値は、各々、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定されることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device comprising a plurality of memory cells, a reference cell, and a differential sense amplifier, wherein the reference cell is used for erase verify, read operation and program verify. In the erase verify operation, the reference cell is biased with the read gate voltage value to pass a predetermined reference cell current, and the memory cell is biased with the erase gate voltage value. The reference cell is biased with the read gate voltage value to pass the predetermined reference cell current, and the memory cell is biased with the read gate voltage value. During a program operation, the reference cell is set with the read gate voltage value. Biased and said predetermined The reference cell current is passed, and the memory cell is biased with a program gate voltage value. The current value of the predetermined reference cell current is set to a predetermined value common to other nonvolatile memory devices, and the program The gate voltage value is higher in the order of the gate voltage value, the read gate voltage value, and the erase gate voltage value, and the erase gate voltage value is a value determined for each nonvolatile memory device, and the read gate voltage The difference value between the value and the erase gate voltage value, and the difference value between the program gate voltage value and the read gate voltage value are each set to a predetermined value common to other nonvolatile memory devices. It is characterized by that.

請求項11記載の発明は、前記請求項10記載の不揮発性メモリ装置において、前記他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて設定されることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the non-volatile memory device according to the tenth aspect, the predetermined value common to the other non-volatile memory device is the reference cell programming method according to the first aspect. It is set by using.

請求項12記載の発明の不揮発性メモリ装置は、前記請求項8記載の不揮発性メモリ装置において、前記少なくとも1つのリファレンスセルアレイは、さらに、ハイレベルプログラムベリファイ時に選択されるハイレベルプログラム動作用のPVHリファレンスセルを有し、前記PVHリファレンスセルは、ハイレベルプログラムベリファイの動作時に、前記プログラムゲート電圧値でバイアスされてハイレベルプログラムリファレンスセル電流を流し、前記ハイレベルプログラムリファレンスセル電流の電流値は、前記プログラムリファレンスセル電流の電流値よりも小さな値に設定されることを特徴とする。   A nonvolatile memory device according to a twelfth aspect of the present invention is the nonvolatile memory device according to the eighth aspect, wherein the at least one reference cell array further includes a PVH for high level program operation selected at the time of high level program verification. The PVH reference cell is biased with the program gate voltage value to flow a high level program reference cell current during a high level program verify operation, and the current value of the high level program reference cell current is: It is set to a value smaller than the current value of the program reference cell current.

請求項13記載の発明は、前記請求項12記載の不揮発性メモリ装置において、前記複数個のメモリセルは、各々のドレインビット線を共通にするバーチャルグランドアレイであり、前記プログラムリファレンスセル電流の電流値と前記ハイレベルプログラムリファレンスセル電流の電流値との差分値を、隣接メモリセルへのセル電流リーク値に相当させることを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the nonvolatile memory device according to the twelfth aspect, the plurality of memory cells are virtual ground arrays having a common drain bit line, and the current of the program reference cell current The difference value between the value and the current value of the high-level program reference cell current is made to correspond to the cell current leak value to the adjacent memory cell.

請求項14記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法は、ハイレベルプログラム動作用のPVHリファレンスセル及びプログラム動作用のPVリファレンスセルのリファレンスセルのプログラム方法であって、前記PVHリファレンスセルのプログラムを行うPVHリファレンスセルプログラムステップと、前記不揮発性メモリ装置に備えた複数個のメモリセルを物理チェッカー状態にプログラムする物理チェッカープログラムステップと、前記PVリファレンスセルのプログラムを行うPVリファレンスセルプログラムステップとを備え、前記PVHリファレンスセルプログラムステップでは、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて、前記PVHリファレンスセルのプログラムを行い、前記PVリファレンスセルプログラムステップでは、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて、前記PVHリファレンスセルプログラムステップにおけるリファレンスセルのゲート電圧によってセル電流ベリファイを実施して、PVリファレンスセルをプログラムすることを特徴とする。   The reference cell programming method according to the fourteenth aspect of the invention is a PVH reference cell for high-level program operation and a reference cell programming method for a PV reference cell for program operation, and the PVH reference cell is programmed. A reference cell program step, a physical checker program step for programming a plurality of memory cells provided in the nonvolatile memory device to a physical checker state, and a PV reference cell program step for programming the PV reference cell, In the PVH reference cell programming step, the PVH reference cell is programmed using the reference cell programming method according to claim 1, and in the PV reference cell programming step, Serial using the program process of the reference cell according to claim 1, by carrying out the cell current verification by the gate voltage of the reference cell in the PVH reference cell program steps, characterized in that programming the PV reference cell.

前記請求項1記載の発明では、リファレンスセル電流値を不揮発性メモリ装置毎に所望の一定値に調整すると共に、不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。さらに、読み出しセンスアンプの必要動作点幅を縮小することや、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンを不揮発性メモリ装置間で一定にすることが可能となる。   In the first aspect of the present invention, the reference cell current value can be adjusted to a desired constant value for each nonvolatile memory device, and a common read window margin can be set between the nonvolatile memory devices. Furthermore, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erase state of the memory cell can be made constant between the nonvolatile memory devices.

前記請求項2及び3記載の発明では、VCCR初期値の設定値は、同一ウエハ上にあるメモリセルのしきい値を代表するPCM値を参照してウエハ単位やロット単位で共通化したり、不揮発性メモリ装置内の特定のメモリセルのサンプリングによるしきい値を参照して設定したりすることができる。比較的製造プロセスが安定しているときには、より簡便にVCCR初期値を不揮発性メモリ装置毎に設定することが可能となる。   In the second and third aspects of the present invention, the VCCR initial value is set in common for each wafer or lot by referring to a PCM value representing the threshold value of a memory cell on the same wafer, or non-volatile. It is possible to set the threshold value by referring to a threshold value obtained by sampling a specific memory cell in the memory device. When the manufacturing process is relatively stable, the VCCR initial value can be set for each nonvolatile memory device more easily.

前記請求項4記載の発明では、前記請求項1のVCCR初期値をターゲットのリファレンスセル電流に対して自動的に適合させることができる。前記VCCR初期値に十分高い値を与え、適切な増分値を設定することにより、完全にリファレンス電流を制御したリファレンスセルのプログラム方法の実行が可能となる。   In the invention of claim 4, the VCCR initial value of claim 1 can be automatically adapted to the reference cell current of the target. By giving a sufficiently high value to the VCCR initial value and setting an appropriate increment value, it is possible to execute the reference cell programming method in which the reference current is completely controlled.

前記請求項5記載の発明では、リファレンスセルにプログラムパルスの追加が可能であるかの判定や(NROM等のONO膜をデータ保持材料に用いる不揮発性メモリ装置では一度プログラムされたリファレンスセルは消去することができない。消去に伴うホールの注入によりその後のプログラムによる電子注入のリテンション特性が劣化することが知られている)、VCCRの増分値が不適切に大きい或いは過敏なプログラム特性であり、オーバープログラムされたリファレンスセルとして良品からの除去判定が可能となる。   In the invention described in claim 5, it is determined whether or not a program pulse can be added to a reference cell (in a nonvolatile memory device using an ONO film such as NROM as a data holding material, a reference cell once programmed is erased. It is known that the retention characteristics of electron injection due to subsequent programming deteriorate due to hole injection due to erasing), and VCCR increment value is improperly large or sensitive. It is possible to determine whether the reference cell is removed from a non-defective product.

前記請求項6記載の発明では、前記請求項4記載の発明と比較して、パルスベリファイループのVCCR初期値毎の繰り返しプロセスが不要となる。また、リファレンス電流値のターゲット値への収束を優先させて、センスアンプのオフセット電圧をメモリセル電流値のばらつきに吸収させ、センスアンプの必要動作点の縮小に重点をおいたリファレンスセルのプログラムが可能となる。   In the invention according to the sixth aspect, as compared with the invention according to the fourth aspect, an iterative process for each VCCR initial value of the pulse verify loop becomes unnecessary. In addition, priority is given to the convergence of the reference current value to the target value, the offset voltage of the sense amplifier is absorbed in the variation of the memory cell current value, and the reference cell program is focused on reducing the required operating point of the sense amplifier. It becomes possible.

前記請求項7記載の発明では、前記請求項4記載の発明と比較して、パルスベリファイループのVCCR初期値毎の繰り返しプロセスが不要となる。また、前記請求項6記載のリファレンスセルのプログラム方法とは逆に、メモリセル電流値のターゲット値への収束を優先させて、センスアンプのオフセット電圧をリファレンスセル電流値に吸収させ、センスアンプの必要動作点の縮小よりもメモリセルの信頼性に重点をおくことが可能となる。   In the invention according to the seventh aspect, as compared with the invention according to the fourth aspect, an iterative process for each VCCR initial value of the pulse verify loop becomes unnecessary. In contrast to the method of programming the reference cell according to claim 6, priority is given to the convergence of the memory cell current value to the target value, and the offset voltage of the sense amplifier is absorbed into the reference cell current value, Emphasis can be placed on the reliability of the memory cell rather than reduction of the required operating point.

前記請求項8及び9記載の発明では、読み出し、プログラムベリファイ、消去ベリファイの各々の動作において、メモリセル及びリファレンスセルのゲート電圧は共通であり、ハードウエアを簡略化できる。また、リファレンスセル電流を不揮発性メモリ装置毎に調整して一定化し、さらに、不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これらによって、読み出しセンスアンプの必要動作点幅の縮小と、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンをチップ間で一定にすることが可能となる。   In the inventions according to the eighth and ninth aspects, the gate voltages of the memory cell and the reference cell are common in the operations of read, program verify, and erase verify, and the hardware can be simplified. Further, the reference cell current can be adjusted and fixed for each nonvolatile memory device, and a read window margin common to the nonvolatile memory devices can be set. As a result, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erase state of the memory cell can be made constant between chips.

前記請求項10及び11記載の発明では、プログラムベリファイ、消去ベリファイの各々の動作において、メモリセル及びリファレンスセルのゲート電圧を2種類とする代わりにリファレンスセルを1種類に削減して、リファレンスセルのハードウエア及びプログラムコストを削減することができる。また、リファレンスセル電流を不揮発性メモリ装置毎に調整して一定化し、さらに不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これらによって、読み出しセンスアンプの必要動作点幅の縮小と、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンをチップ間で一定にすることが可能となる。   According to the tenth and eleventh aspects of the present invention, in each of the program verify and erase verify operations, the reference cell is reduced to one type instead of using two types of gate voltages for the memory cell and the reference cell. Hardware and program costs can be reduced. Further, the reference cell current can be adjusted and fixed for each nonvolatile memory device, and a common read window margin can be set between the nonvolatile memory devices. As a result, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erase state of the memory cell can be made constant between chips.

前記請求項12記載の発明では、プログラムベリファイと同一のメモリセル及びリファレンスセルのバイアス条件でハイレベルベリファイを実現することができて、内蔵電源の出力電圧を低く抑えることができ、不揮発性メモリ装置の低消費電力化及び低面積化が可能となる。   In the invention described in claim 12, high level verification can be realized under the same memory cell and reference cell bias conditions as in program verification, the output voltage of the built-in power supply can be kept low, and the nonvolatile memory device It is possible to reduce power consumption and area.

前記請求項13記載の発明では、プログラム対象のメモリセルに隣接するメモリセルが消去状態であるときには、プログラムベリファイ時に選択的にハイレベルベリファイ用メモリセルを適用することによって、隣接セルにリークするセル電流を補ってプログラムする、すなわち隣接セルの有無に拘わらず同じプログラム状態を実現することが可能となる。   According to the thirteenth aspect of the present invention, when a memory cell adjacent to a memory cell to be programmed is in an erased state, a cell leaking to the adjacent cell is selectively applied at the time of program verification by applying a high-level verification memory cell. It is possible to program by supplementing the current, that is, to realize the same program state regardless of the presence or absence of the adjacent cell.

前記請求項14記載の発明では、PVHリファレンスセルは、隣接セルが消去状態のメモリセル電流を基準にプログラムされると共に、PVリファレンスセルは、隣接セルがプログラム状態のメモリセル電流を基準にプログラムされる。プログラムベリファイ時に隣接セルがプログラム状態の時はPVリファレンスを選択し、隣接セルがプログラム状態の時はPVHリファレンスセルを選択することによって、隣接セルの影響をキャンセルすることが可能となる。   In the invention of the fourteenth aspect, the PVH reference cell is programmed based on the memory cell current when the adjacent cell is in the erased state, and the PV reference cell is programmed based on the memory cell current when the adjacent cell is in the programmed state. The By selecting the PV reference when the neighboring cell is in the programmed state at the time of program verification, and selecting the PVH reference cell when the neighboring cell is in the programmed state, it becomes possible to cancel the influence of the neighboring cell.

請求項1記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、リファレンスセル電流値を不揮発性メモリ装置毎に所望の一定値に調整すると共に、不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これにより、読み出しセンスアンプの必要な可動動作点範囲を縮小することができて、センスアンプの設計が容易になり、センスアンプの歩留まりやセンスアンプの特性を改善し、消去及びプログラムの高精度なしきい値制御を可能にし、より信頼性の高い読み出しが実現される。さらに、メモリセルのブランク状態から消去状態のサイクルウインドウを最適に制御することができ、サイクリング特性及びリテンション特性の最適化が容易となり、マーケットのスペック要求に応じて最適なデバイス条件(デバイスの特性を最大限に生かした条件)で運用される不揮発性メモリ装置を提供することができる。   According to the reference cell programming method of the first aspect of the invention, the reference cell current value is adjusted to a desired constant value for each nonvolatile memory device, and a common readout window margin is set between the nonvolatile memory devices. be able to. This makes it possible to reduce the required movable operating point range of the read sense amplifier, facilitates the design of the sense amplifier, improves the yield of the sense amplifier and the characteristics of the sense amplifier, and eliminates the high precision of erasing and programming. Threshold control is possible, and more reliable reading is realized. In addition, the cycle window from the blank state to the erased state of the memory cell can be optimally controlled, the cycling characteristics and the retention characteristics can be easily optimized, and the optimum device conditions (device characteristics can be determined according to market specifications). It is possible to provide a non-volatile memory device that is operated under conditions that make the most of it.

請求項2及び3記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、請求項1の効果に加えて、VCCR初期値の設定値は、同一ウエハ上にあるメモリセルのしきい値を代表するPCM値を参照しウエハ単位やロット単位で共通化したり、不揮発性メモリ装置内の特定のメモリセルのサンプリングによるしきい値を参照して決定できる。比較的製造プロセスが安定している時、より簡便にVCCR初期値を不揮発性メモリ装置毎に設定することを可能とし、より低コストにリファレンスセルのプログラムを行うことができる。   According to the reference cell programming method of the second and third aspects of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the setting value of the VCCR initial value is a PCM representing the threshold value of the memory cells on the same wafer. It can be determined by referring to the value and making it common for each wafer or lot, or by referring to a threshold value obtained by sampling a specific memory cell in the nonvolatile memory device. When the manufacturing process is relatively stable, the VCCR initial value can be easily set for each nonvolatile memory device, and the reference cell can be programmed at a lower cost.

請求項4記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、請求項1の効果に加えて、VCCR初期値をターゲットのリファレンスセル電流に対して自動的に適合させることができる。前記VCCR初期値に十分高い値を与え、適切な増分値を設定することにより、完全にリファレンス電流を制御したアルゴリズムを実行することが可能となる。   According to the reference cell programming method of the fourth aspect, in addition to the effect of the first aspect, the VCCR initial value can be automatically adapted to the target reference cell current. By giving a sufficiently high value to the VCCR initial value and setting an appropriate increment value, it is possible to execute an algorithm in which the reference current is completely controlled.

請求項5記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、請求項1の効果に加えて、リファレンスセルにプログラムパルスの追加が可能であるかの判定や、VCCRの増分値が不適切に大きい又は過敏なプログラム特性のためにオーバープログラムされたリファレンスセルとして良品からの除去判定を可能にし、リファレンスセルのプログラムをより信頼性の高いものとすることができる。   According to the reference cell programming method of the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, it is determined whether a program pulse can be added to the reference cell, and the increment value of VCCR is inappropriately large. Alternatively, it is possible to determine whether the reference cell is over-programmed due to sensitive programming characteristics and to remove it from a non-defective product and to make the reference cell program more reliable.

請求項6記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、請求項1の効果に加えて、請求項4のリファレンスセルのプログラム方法と比べて、パルスベリファイループのVCCR初期値毎の繰り返しプロセスが不要となり、リファレンスセルのプログラムのプロセスをより高速化することができる。また、リファレンス電流値のターゲット値への収束を優先させて、センスアンプのオフセット電圧をメモリセル電流値のばらつきに吸収させるので、センスアンプの必要動作点の縮小に重点をおいたリファレンスセルのプログラムが可能となる。   According to the reference cell programming method of the sixth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, compared with the reference cell programming method of the fourth aspect, the iterative process for each VCCR initial value of the pulse verify loop is improved. This eliminates the need to speed up the reference cell programming process. In addition, priority is given to the convergence of the reference current value to the target value, and the offset voltage of the sense amplifier is absorbed by variations in the memory cell current value, so the reference cell program is focused on reducing the required operating point of the sense amplifier. Is possible.

請求項7記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、請求項1の効果に加えて、請求項4のリファレンスセルのプログラム方法と比べて、パルスベリファイループのVCCR初期値毎の繰り返しプロセスが不要となり、リファレンスセルのプログラムのプロセスをより高速化することができる。また、請求項6のプログラム方法とは逆に、メモリセル電流値のターゲット値の収束を優先して、センスアンプのオフセット電圧をリファレンスセル電流値に吸収させるので、センスアンプの必要動作点の縮小よりもメモリセルの信頼性重点をおいたリファレンスセルのプログラムが可能となる。   According to the reference cell programming method of the seventh aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, compared with the reference cell programming method of the fourth aspect, the iterative process for each VCCR initial value of the pulse verify loop is This eliminates the need to speed up the reference cell programming process. Contrary to the programming method of claim 6, the convergence of the target value of the memory cell current value is prioritized and the offset voltage of the sense amplifier is absorbed by the reference cell current value, so that the required operating point of the sense amplifier is reduced. This makes it possible to program the reference cell with more emphasis on the reliability of the memory cell.

請求項8及び9記載の発明の不揮発性メモリ装置によれば、読み出し動作、プログラムベリファイ動作、消去ベリファイ動作において、メモリセル及びリファレンスセルのゲート電圧は共通であり、リファレンスセルのプログラムプロセスにおいて外部電源を用意することによって、チップのハードウエアを簡略化できる。また、リファレンスセル電流を不揮発性メモリ装置毎に調整して一定化し、さらに、不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これらにより、読み出しセンスアンプの必要動作点幅の縮小と、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンをチップ間で一定にすることが可能となる。   According to the nonvolatile memory device of the eighth and ninth aspects of the invention, the gate voltage of the memory cell and the reference cell is common in the read operation, the program verify operation, and the erase verify operation, and the external power source is used in the reference cell programming process. By preparing the chip, the hardware of the chip can be simplified. Further, the reference cell current can be adjusted and fixed for each nonvolatile memory device, and a read window margin common to the nonvolatile memory devices can be set. As a result, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erase state of the memory cell can be made constant between chips.

請求項10及び11記載の発明の不揮発性メモリ装置によれば、プログラムベリファイ動作、消去ベリファイ動作において、メモリセル及びリファレンスセルのゲート電圧を2種類とする代わりに、リファレンスセルを1種類に削減するので、リファレンスセルのハードウエア及びプログラムコストを削減することができる。また、リファレンスセル電流値を不揮発性メモリ装置毎に調整して一定化し、さらに、不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これらにより、読み出しセンスアンプの必要動作点幅の縮小と、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンをチップ間で一定にすることが可能となる。   According to the nonvolatile memory device of the tenth and eleventh aspects of the invention, in the program verify operation and the erase verify operation, the reference cell is reduced to one type instead of using two types of gate voltages of the memory cell and the reference cell. Therefore, the hardware and program cost of the reference cell can be reduced. In addition, the reference cell current value can be adjusted and fixed for each nonvolatile memory device, and a common read window margin can be set between the nonvolatile memory devices. As a result, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erase state of the memory cell can be made constant between chips.

請求項12記載の発明の不揮発性メモリ装置によれば、プログラムベリファイと同一のメモリセル及びリファレンスセルのバイアス条件でハイレベルベリファイを実現することができると共に、内蔵電源の出力電圧を低く抑えることができて、不揮発性メモリ装置の低消費電力化及び低面積化を実現することが可能となる。   According to the nonvolatile memory device of the twelfth aspect of the present invention, high level verification can be realized under the same memory cell and reference cell bias conditions as program verification, and the output voltage of the built-in power supply can be suppressed low. Thus, it is possible to realize low power consumption and area reduction of the nonvolatile memory device.

請求項13記載の発明の不揮発性メモリ装置によれば、バーチャルグランドアレイにおいて、プログラム対象メモリセルに隣接するメモリが消去状態である時、プログラムベリファイ時に選択的にハイレベルベリファイ用メモリセルを適用することにより、隣接セルにリークするセル電流を補ってプログラムする、すなわち隣接セルの有無にかかわらず同じプログラム状態を実現することが可能となる。   According to the nonvolatile memory device of the thirteenth aspect of the invention, in the virtual ground array, when the memory adjacent to the memory cell to be programmed is in the erased state, the high-level verify memory cell is selectively applied at the program verify time. This makes it possible to program by compensating for the cell current leaking to the adjacent cell, that is, to realize the same program state regardless of the presence or absence of the adjacent cell.

請求項14記載の発明のリファレンスセルのプログラム方法によれば、バーチャルグランドアレイにおいて、PVHリファレンスセルは、隣接セルが消去状態のメモリセル電流を基準にプログラムされ、PVリファレンスセルは隣接セルがプログラム状態のメモリセル電流を基準にプログラムされる。つまり、チップ毎に隣接セルのリーク電流を自己整合的に保証することが可能になる。プログラムベリファイ時に隣接セルがプログラム状態のときにはPVリファレンスを選択し、隣接セルがプログラム状態のときにはPVHリファレンスセルを選択するので、容易に隣接セルの影響をキャンセルすることが可能となる。   According to the reference cell programming method of the fourteenth aspect of the present invention, in the virtual ground array, the PVH reference cell is programmed based on the memory cell current when the adjacent cell is in the erased state, and the PV reference cell is programmed in the adjacent cell The memory cell current is programmed with reference to the current. That is, it becomes possible to guarantee the leak current of the adjacent cell in a self-aligned manner for each chip. At the time of program verification, the PV reference is selected when the adjacent cell is in the programmed state, and the PVH reference cell is selected when the adjacent cell is in the programmed state. Therefore, it is possible to easily cancel the influence of the adjacent cell.

以下、本発明の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法及びこれを用いた不揮発性メモリ装置を図面に基づいて説明する。尚、以下に示す実施形態はあくまで一例であり、本発明が必ずしもこれらの実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, a reference cell programming method and a nonvolatile memory device using the same according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment shown below is an example to the last, and this invention is not necessarily limited to these embodiment.

(第1の実施形態)
図1は、不揮発性メモリ装置におけるリファレンスセルを用いたメモリセルのソースサイド読み出し方式の概略構成図である。以下、図1を用いて差動センスアンプの動作を説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a source-side reading method of a memory cell using a reference cell in a nonvolatile memory device. Hereinafter, the operation of the differential sense amplifier will be described with reference to FIG.

同図において、メモリセル1014のソース及びリファレンスセル1012のソースは、SLトランジスタ1011を介して差動センスアンプ1004の入力に接続される。ここで、前記SLトランジスタ1011はビット線の選択トランジスタである。また、メモリセル1014はバーチャルグランドアレイの一部である。   In the figure, the source of the memory cell 1014 and the source of the reference cell 1012 are connected to the input of the differential sense amplifier 1004 via the SL transistor 1011. Here, the SL transistor 1011 is a bit line selection transistor. Memory cell 1014 is part of a virtual ground array.

前記リファレンスセル1012のゲートには、リファレンスセルゲート線1009が接続されてリファレンスセルゲート電圧VCRが印加される。また、前記メモリセル1014のゲートには、メモリセルゲート線1001が接続されてメモリセルゲート電圧VCCRが印加される。前記2つのゲート線1009、1001は、メモリアレイのワード線を構成する。前記各々のセル1012、1014のドレインは、SLトランジスタ1011を介してビット線電圧源1010によってバイアスVbiasが与えられる。   A reference cell gate line 1009 is connected to the gate of the reference cell 1012, and a reference cell gate voltage VCR is applied. A memory cell gate line 1001 is connected to the gate of the memory cell 1014 and a memory cell gate voltage VCCR is applied. The two gate lines 1009 and 1001 constitute a word line of the memory array. The drains of the respective cells 1012 and 1014 are given a bias Vbias by the bit line voltage source 1010 via the SL transistor 1011.

前記差動センスアンプ1004の反転入力trefにはリファレンスセル1012が接続され、正転入力cmiにはメモリセル1014が接続される。各々の入力tref、cmiからグランドGNDに対して、ディスチャージトランジスタ1013が設けられ、前記差動センスアンプ1004の入力tref、cmiは所望のタイミングでグランドレベルに初期化することができる。   A reference cell 1012 is connected to the inverting input tref of the differential sense amplifier 1004, and a memory cell 1014 is connected to the normal input cmi. A discharge transistor 1013 is provided from each input tref, cmi to the ground GND, and the inputs tref, cmi of the differential sense amplifier 1004 can be initialized to a ground level at a desired timing.

リファレンスセル1012のリファレンスセル電流Iref及びメモリセル1014のメモリセル電流Icellは、各々、セルトランジスタソース側から、容量値Ctrefのビット線容量1008や容量値Ccmiのビット線容量1003を充電して、ビット線電位Vdbl(tref)及びVdbl(tref)として、差動センスアンプ1004で検知される。前記差動センスアンプ1004は、前記ビット線電位Vdbl(tref)と前記ビット線電位Vdbl(cmi)との差分を増幅する。前記ビット線容量1008、1003の充電動作はディスチャージトランジスタ1013のディスチャージ線1002から入力される信号φ1の立ち下がりから開始される。   The reference cell current Iref of the reference cell 1012 and the memory cell current Icell of the memory cell 1014 are charged from the cell transistor source side by charging the bit line capacitance 1008 of the capacitance value Ctref and the bit line capacitance 1003 of the capacitance value Ccmi, respectively. The line potentials Vdbl (tref) and Vdbl (tref) are detected by the differential sense amplifier 1004. The differential sense amplifier 1004 amplifies a difference between the bit line potential Vdbl (tref) and the bit line potential Vdbl (cmi). The charging operation of the bit line capacitors 1008 and 1003 is started from the fall of the signal φ1 input from the discharge line 1002 of the discharge transistor 1013.

そして、差動センスアンプ1004は、前記2つのビット線電位が「Vdbl(cmi)>Vdbl(tref)」の場合には、メモリセル1014を消去状態(低VT状態)と判定して「1」状態を出力する。逆の場合には、メモリセル1014をプログラム状態(高VT状態)と判定して「0」状態を出力する。前記差動センスアンプ1004の出力は、出力ラッチ1005によってラッチ信号線1007からのラッチ信号φ2の立ち上がりタイミングでサンプリングされてセンスアンプ出力SAOが確定する。   If the two bit line potentials are “Vdbl (cmi)> Vdbl (tref)”, the differential sense amplifier 1004 determines that the memory cell 1014 is in the erased state (low VT state) and “1”. Output the status. In the opposite case, it is determined that the memory cell 1014 is in the program state (high VT state), and the “0” state is output. The output of the differential sense amplifier 1004 is sampled by the output latch 1005 at the rising timing of the latch signal φ2 from the latch signal line 1007 to determine the sense amplifier output SAO.

前記ビット線容量1003の容量値と前記ビット線容量1008の容量値とがマッチするように、より正確には入力trefと入力cmiとのAC特性(時定数)がマッチするように回路を設計すれば、メモリセル電流とリファレンスセル電流とが「Icell≒Iref」となる時に、前記差動センスアンプ1004の出力は「1」及び「0」の遷移状態となる。すなわち、前記差動センスアンプ1004の出力遷移を検知することによって、「Icell≒Iref」を判定することができる。   Design the circuit so that the AC characteristics (time constant) of the input tref and the input cmi match more precisely so that the capacitance value of the bit line capacitance 1003 matches the capacitance value of the bit line capacitance 1008. For example, when the memory cell current and the reference cell current are “Icell≈Iref”, the output of the differential sense amplifier 1004 is in a transition state of “1” and “0”. That is, “Icell≈Iref” can be determined by detecting the output transition of the differential sense amplifier 1004.

さらに、入力trefと入力cmiとのAC特性がマッチしない場合、例えば「Ctref=K×Ccmi(K>0)」の場合には、前記2つのセル電流が「Icell=K×Iref」となる時に、前記差動センスアンプ1004の出力は「1」及び「0」の遷移状態となる。尚、本実施形態では説明を簡便にするため、「K=1」の場合を想定して説明する。「K>0」や「K>0」の場合は、「Icell=K×Iref」と置き換えて考えることによって、メモリセル電流Icellとリファレンスセル電流Irefとの温度特性が同等と判断できる定数Kの範囲で同等の効果を得ることが出来る。   Further, when the AC characteristics of the input tref and the input cmi do not match, for example, when “Ctref = K × Ccmi (K> 0)”, the two cell currents become “Icell = K × Iref”. The output of the differential sense amplifier 1004 is in a transition state of “1” and “0”. In the present embodiment, for the sake of simplicity of explanation, the case where “K = 1” is assumed. In the case of “K> 0” or “K> 0”, by replacing with “Icell = K × Iref”, a constant K of which the temperature characteristics of the memory cell current Icell and the reference cell current Iref can be determined to be equal The same effect can be obtained in the range.

図2は、図1のソースサイド読み出し方式における動作波形を示す波形図である。以下、図2を用いてソースサイド読み出し方式の具体的な読み出し動作を説明する。   FIG. 2 is a waveform diagram showing operation waveforms in the source side reading method of FIG. Hereinafter, a specific reading operation of the source side reading method will be described with reference to FIG.

読み出し動作は、メモリセル1014、リファレンスセル1012、SLトランジスタ1011の各々のゲート電位の立ち上げタイミングから開始される。この時、ディスチャージトランジスタ1013はオンであり、入力tref、cmiはグランドレベルに初期化されている。時刻tが経過し、ゲート電位が安定した時点(t=0)でディスチャージトランジスタ1013はオフされ、ビット線容量Ctref、Ccmiの充電が開始し、ビット線電位Vdbl(tref)、Vdbl(cmi)は時刻tの経過と共に発展する。やがて積分時刻(間隔)t=Tintにおいて、ラッチ信号φ2を立ちあげると差動センスアンプ1004の出力はサンプリングされる。積分時刻(t=Tint)におけるVdblの差分「Vopen=Vdbl(cmi)−Vdbl(tref)」によって、前記差動センスアンプ1004のセンスアンプ出力SAOの論理が決定される。   The read operation is started from the rising timing of the gate potential of each of the memory cell 1014, the reference cell 1012, and the SL transistor 1011. At this time, the discharge transistor 1013 is on, and the inputs tref and cmi are initialized to the ground level. When the time t has elapsed and the gate potential has stabilized (t = 0), the discharge transistor 1013 is turned off, the charging of the bit line capacitors Ctref and Ccmi starts, and the bit line potentials Vdbl (tref) and Vdbl (cmi) are It evolves with the passage of time t. When the latch signal φ2 is raised at the integration time (interval) t = Tint, the output of the differential sense amplifier 1004 is sampled. The logic of the sense amplifier output SAO of the differential sense amplifier 1004 is determined by the difference “Vopen = Vdbl (cmi) −Vdbl (tref)” of Vdbl at the integration time (t = Tint).

積分時刻(t=Tint)におけるビット線電位Vdbl(tref)は差動センスアンプ1004の動作点入力レベルを決定する。差動センスアンプ1004は、動作点入力レベル近辺で温度・電圧変動、プロセス条件の変動に対して、一定の性能(高いゲイン、高いノイズ除去特性、低いオフセット、これらの低ドリフト)を発揮することが要求される。一般に特性のドリフトは、読み出しマージンロスを発生させる。そのため、読み出しマージンは、マージンロスを補うために余分なマージン値が必要である。   The bit line potential Vdbl (tref) at the integration time (t = Tint) determines the operating point input level of the differential sense amplifier 1004. The differential sense amplifier 1004 exhibits constant performance (high gain, high noise rejection, low offset, low drift of these) against temperature / voltage fluctuations and process condition fluctuations near the operating point input level. Is required. In general, characteristic drift causes a read margin loss. Therefore, the read margin requires an extra margin value to compensate for the margin loss.

さらに、差動センスアンプ1004の動作点入力レベルは、リファレンスセル電流値Irefとビット線容量1008の充電容量とに依存した値(オフセットを除いてリファレンスセル電流に比例し、充電容量に反比例すると近似できる)である。一例として、本発明を用いない場合の動作点入力レベルの変動は、リファレンスセル電流値のばらつきが主要因であり、ビット線電位Vbiasが2V程度の条件ではグランドレベルから数十mVから数百mV程度のばらつきであり、このダイナミックレンジに合わせて差動センスアンプ1004の動作点を設計する必要がある。   Further, the operating point input level of the differential sense amplifier 1004 depends on the reference cell current value Iref and the charge capacity of the bit line capacity 1008 (approximated to be proportional to the reference cell current excluding the offset and inversely proportional to the charge capacity) Can). As an example, the fluctuation of the operating point input level when the present invention is not used is mainly due to variations in the reference cell current value. Under the condition that the bit line potential Vbias is about 2 V, the ground level is several tens to several hundred mV. It is necessary to design the operating point of the differential sense amplifier 1004 in accordance with this dynamic range.

図3は、リファレンスセル電流値のばらつきと差動センスアンプの必要可動動作点幅との関係を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the variation in the reference cell current value and the required movable operating point width of the differential sense amplifier.

同図(A)に示すように、不揮発性メモリ装置毎のリファレンスセル電流値Irefのばらつきが大きいと積分時刻Tintにおけるビット線電位Vdblの変動幅は大きくなり、差動センスアンプにはより大きな必要動作点幅が要求される。   As shown in FIG. 4A, when the variation of the reference cell current value Iref for each nonvolatile memory device is large, the fluctuation range of the bit line potential Vdbl at the integration time Tint becomes large, and the differential sense amplifier needs to be larger. An operating point width is required.

同図(B)に示すように、不揮発性メモリ装置毎のリファレンスセル電流Irefを一定値に収束させることにより、差動センスアンプの必要動作点幅が縮小されて、温度電圧範囲及びプロセス変動に対する特性ドリフトを抑制したアンプの設計が容易となる。   As shown in FIG. 5B, by converging the reference cell current Iref for each nonvolatile memory device to a constant value, the required operating point width of the differential sense amplifier is reduced, so that the temperature voltage range and process variations are reduced. It becomes easy to design an amplifier with suppressed characteristic drift.

尚、差動センスアンプの必要動作点幅を縮小させるのみであれば、アクセス時間に余裕がある際に、リファレンスセル電流値のばらつきを許容して積分時刻Tintのタイミングを不揮発性メモリ装置毎にトリミングすることも考えられるが、前述したサイクルマージンの観点では最適化されないことに注意されたい。   If only the required operating point width of the differential sense amplifier is to be reduced, when the access time is sufficient, variation in the reference cell current value is allowed and the timing of the integration time Tint is set for each nonvolatile memory device. Note that trimming is also possible, but not optimized in terms of the cycle margin described above.

図4は、本発明の第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローを示すフロー図である。   FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow of the reference cell programming method according to the first embodiment of the present invention.

以下、上記の不揮発性メモリ装置におけるリファレンスセルのプログラム方法を説明する。   Hereinafter, a reference cell programming method in the above nonvolatile memory device will be described.

同図において、本実施形態のリファレンスセルのプログラム方法は、プログラムベリファイ読み出し動作時のメモリセル及びリファレンスセルの各々のゲート電圧の設定ステップと、これに続くパルス・ベリファイループS102とによって構成される。   In the figure, the reference cell programming method of the present embodiment includes a gate voltage setting step for each of the memory cell and the reference cell in the program verify read operation, and a pulse verify loop S102 following the step.

前記ゲート電圧の設定ステップは、前記パルス・ベリファイループS102における最初のプログラムベリファイ条件を設定する手続きであり、メモリセルのゲート電圧を設定するメモリセルゲート電圧VCCR設定ステップS100とリファレンスセルのゲート電圧を設定するリファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップS101とによって構成される。   The gate voltage setting step is a procedure for setting the first program verify condition in the pulse verify loop S102. The memory cell gate voltage VCCR setting step S100 for setting the gate voltage of the memory cell and the gate voltage of the reference cell are set. And a reference cell gate voltage VCR setting step S101 to be set.

前記メモリセルゲート電圧VCCR設定ステップS100は、プログラムベリファイ時におけるブランク状態のメモリセルに与えるゲート電圧の値(所定のVCCR初期値INIT)を設定する。   In the memory cell gate voltage VCCR setting step S100, a gate voltage value (predetermined VCCR initial value INIT) to be applied to a blank memory cell at the time of program verification is set.

図5は、メモリセルアレイにおけるセル電流分布とメモリセルゲート電圧VCCRとの関係を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the cell current distribution and the memory cell gate voltage VCCR in the memory cell array.

同図において、メモリセル電流分布150は、メモリセルゲート電圧値VCCRがV1の時(@VCCR=V1)の分布形状であり、メモリセル電流分布151は、メモリセルゲート電圧値VCCRがV2の時(@VCCR=V2)の分布形状である。前記メモリセル電流分布150はメモリセルゲート電圧値VCCRをV1からV2に低下させることによって、メモリセル電流分布151のように低Icell側(左)に分布形状をシフトする。   In the figure, the memory cell current distribution 150 is a distribution shape when the memory cell gate voltage value VCCR is V1 (@ VCCR = V1), and the memory cell current distribution 151 is when the memory cell gate voltage value VCCR is V2. (@ VCCR = V2) distribution shape. The memory cell current distribution 150 shifts the distribution shape to the low Icell side (left) like the memory cell current distribution 151 by lowering the memory cell gate voltage value VCCR from V1 to V2.

図4において、リファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップS101は、プログラムベリファイ時におけるプログラムパルスが印加されたリファレンスセルに与えるゲート電圧の値を設定する。ここで、ゲート電圧VCRは、前記所定のVCCR初期値INITに所定の電圧マージン値WMを加えた加算値「VCR=INIT+WM」に設定される。前記所定の電圧マージンは、他の不揮発性メモリ装置との間で共通に設定される値である。後述するパルス・ベリファイループS102では、メモリセル電流Icell(VCCR=INIT)を、差動センスアンプの読み出し動作を用いたベリファイ動作により、リファレンスセル電流Iref(VCR=INIT+WM)にコピーする。   In FIG. 4, a reference cell gate voltage VCR setting step S101 sets a gate voltage value to be applied to a reference cell to which a program pulse is applied during program verification. Here, the gate voltage VCR is set to an addition value “VCR = INIT + WM” obtained by adding a predetermined voltage margin value WM to the predetermined VCCR initial value INIT. The predetermined voltage margin is a value set in common with other nonvolatile memory devices. In a pulse verify loop S102 described later, the memory cell current Icell (VCCR = INIT) is copied to the reference cell current Iref (VCR = INIT + WM) by the verify operation using the read operation of the differential sense amplifier.

パルス・ベリファイループS102は、リファレンスセルプログラムパルス印加ステップS103と、リファレンスセル電流ベリファイステップS104とのループによって構成される。   The pulse verify loop S102 includes a loop of a reference cell program pulse application step S103 and a reference cell current verify step S104.

前記リファレンスセルプログラムパルス印加ステップS103では、メモリセルのしきい値を徐々に制御するために、例えばチャンネルホットエレクトロンプログラム型のデバイスではドレインソース間の高電圧をパルスとして印加する。こうしたバイアス電圧のレベルやパルス幅はしきい値の制御精度を達成できる程度に小さくする必要がある。   In the reference cell program pulse application step S103, in order to gradually control the threshold value of the memory cell, for example, in a channel hot electron program type device, a high voltage between the drain and source is applied as a pulse. Such bias voltage level and pulse width must be small enough to achieve threshold control accuracy.

前記リファレンスセル電流ベリファイステップS104では、リファレンスセルにプログラムパルスを印加した後に、プログラム中のリファレンスセルの読み出し対象となるメモリセルのうちブランク状態にあるメモリセルの全て、或いは一部のメモリセル電流値とリファレンスセル電流値とを比較する。   In the reference cell current verify step S104, after applying a program pulse to the reference cell, all or some of the memory cells in the blank state among the memory cells to be read of the reference cell being programmed are read. And the reference cell current value are compared.

以下、リファレンスセル電流ベリファイステップS104のシーケンスを説明する。   Hereinafter, the sequence of the reference cell current verify step S104 will be described.

まず、メモリセル初期アドレス設定ステップS105において、ブランク状態にあるメモリセルのスキャンの初期アドレスを指定し、リファレンスセル電流判定ステップS106を実行する。前記リファレンスセル電流判定ステップS106では、ゲート電位「VCR=INIT+WM」時のリファレンスセル電流値Iref(VCR=INIT+WM)と、ゲート電位「VCCR=INIT」、アドレス「ADD」のメモリセル電流値Icell(ADD.VCCR=INIT)との比較を、上述した差動センスアンプによるベリファイ読み出しにより実行する。   First, in memory cell initial address setting step S105, an initial address for scanning a memory cell in a blank state is designated, and reference cell current determination step S106 is executed. In the reference cell current determination step S106, the reference cell current value Iref (VCR = INIT + WM) at the gate potential “VCR = INIT + WM”, the memory cell current value Icell (ADD) of the gate potential “VCCR = INIT”, address “ADD” .. Comparison with VCCR = INIT) is performed by verify reading by the differential sense amplifier described above.

前記リファレンスセル電流判定ステップS106の判定において、「K×Iref(VCR=INIT+WM)−Icell(ADD.VCCR−INIT)≦Δ1 (K=1、Δ1≒0)」の場合をパスとし、それ以外をフェイルとする。   In the determination of the reference cell current determination step S106, a case where “K × Iref (VCR = INIT + WM) −Icell (ADD.VCCR−INIT) ≦ Δ1 (K = 1, Δ1≈0)” is determined as a path, and other cases Fail.

前記リファレンスセル電流判定ステップS106の判定がフェイルした場合には、前記リファレンスセルプログラムパルス印加ステップS103にループする。   When the determination at the reference cell current determination step S106 fails, the process loops to the reference cell program pulse application step S103.

前記リファレンスセル電流判定ステップS106がパスした場合には、メモリセルアドレス設定ステップS107に分岐して、次のブランク状態のメモリセルのアドレスを計算する。ここで、アドレススキャンのアルゴリズムとしてはインクリメントやデクリメント等が想定される。   If the reference cell current determination step S106 is passed, the process branches to the memory cell address setting step S107, and the address of the next blank memory cell is calculated. Here, an increment or decrement is assumed as an address scan algorithm.

さらに、計算された分岐アドレスは、アドレスレンジ判定ステップS108ステップにおいてメモリアレイのアドレスレンジ内、及びアドレスレンジ外のどちらであるかが判定される。所望のブランク状態のメモリセルのスキャンが完了であることを示すアドレスレンジ外の場合には、リファレンスセルのプログラムは完了する。計算されたアドレスがアドレスレンジ内の場合には、残りのブランク状態のメモリセルを調べるためにリファレンスセル電流判定ステップS106に分岐してループする。   Further, it is determined whether the calculated branch address is within the address range of the memory array or outside the address range in the address range determination step S108. When the scanning of the desired blank memory cell is outside the address range indicating completion, the programming of the reference cell is completed. If the calculated address is within the address range, a branch is made to the reference cell current determination step S106 to loop to check the remaining blank memory cells.

前記メモリセルアドレス設定ステップS107と、前記リファレンスセル電流判定ステップS106とによって、全ブランク状態のメモリセルをスキャンする。ブランク状態にある所望のメモリセルに対してリファレンスセル電流判定ステップS106がパスすることにより、リファレンスセルのプログラムは完了する。   The memory cell in all blank states is scanned by the memory cell address setting step S107 and the reference cell current determination step S106. When the reference cell current determination step S106 passes through the desired memory cell in the blank state, the programming of the reference cell is completed.

図6は、リファレンスセルのプログラム動作中のリファレンスセル電流とメモリセル電流との関係を示した図である。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the reference cell current and the memory cell current during the reference cell programming operation.

同図は、ブランク状態のセル電流の分布図であり、横軸はセル電流値、縦軸はメモリセルのセル数である。   This figure is a distribution chart of cell currents in a blank state, the horizontal axis is the cell current value, and the vertical axis is the number of memory cells.

メモリセル電流分布152は、ゲートバイアスが一定であるため、その分布はセル電流値軸に固定されている。リファレンスセル電流153は、プログラムパルスが印加される前(PC=0)での初期値であり、プログラムパルスの印加を重ねる回数に応じて(プログラムパルスカウントPCが増加するに応じて)リファレンスセル電流値は減少する。   Since the memory cell current distribution 152 has a constant gate bias, the distribution is fixed on the cell current value axis. The reference cell current 153 is an initial value before the program pulse is applied (PC = 0), and is the reference cell current according to the number of times the program pulse is repeatedly applied (as the program pulse count PC increases). The value decreases.

同図においては、パルスカウント5(PC=5)で「Iref−Icell≦Δ1」を満たすリファレンスセル電流155に到達している。差動センスアンプによるしきい値判定では、所定の許容値Δ1は、差動センスアンプの入力オフセットを無視すれば「0」の近傍にセットされ、リファレンスセル電流155は、メモリセル電流分布152の下端のセル電流値に一致する。   In the figure, the reference cell current 155 that satisfies “Iref−Icell ≦ Δ1” is reached at a pulse count of 5 (PC = 5). In the threshold determination by the differential sense amplifier, the predetermined allowable value Δ1 is set in the vicinity of “0” if the input offset of the differential sense amplifier is ignored, and the reference cell current 155 is the memory cell current distribution 152 It corresponds to the cell current value at the lower end.

したがって、リファレンスセル電流は、メモリセルのワード線電圧VCCR=INITを不揮発性メモリ装置毎に調整して、メモリセル電流分布の下端のセル電流値を一定に保つことにより一定値に収束することができる。これにより、差動センスアンプの可動動作点範囲を狭く保つことが出来る。   Therefore, the reference cell current can converge to a constant value by adjusting the word line voltage VCCR = INIT of the memory cell for each nonvolatile memory device and keeping the cell current value at the lower end of the memory cell current distribution constant. it can. Thereby, the movable operating point range of the differential sense amplifier can be kept narrow.

また、所定のVCCR初期値INITの設定については、例えば同一ウエハ上にあるメモリセルのしきい値を代表するPCM値を参照してウエハ単位やロット単位で共通な値に設定したり、不揮発性メモリ装置内の特定のメモリセルのサンプリングによるしきい値を参照して決定することが可能である。これは、比較的製造プロセスが安定している場合に、より簡便に所定のVCCR初期値を不揮発性メモリ装置毎に設定することを可能とし、より低コストにリファレンスセルのプログラムを実現することができる。   In addition, regarding the setting of the predetermined VCCR initial value INIT, for example, by referring to the PCM value that represents the threshold value of the memory cell on the same wafer, it can be set to a common value in wafer units or lot units, or non-volatile It can be determined with reference to a threshold value by sampling a specific memory cell in the memory device. This makes it possible to more easily set a predetermined VCCR initial value for each nonvolatile memory device when the manufacturing process is relatively stable, and to realize a reference cell program at a lower cost. it can.

リファレンスセルの所定の電圧マージンであるウインドウマージンWMは、すべての不揮発性メモリ装置で等価な読み出しマージンを設定するため、他の不揮発性メモリ装置との間で一定の値とする。これは、不揮発性メモリ装置毎に読み出しゲート電圧VCCRを設定することを許容することになる。ゲート電圧VCCRの不揮発性メモリ装置毎の変動は5〜10%程度であり、ゲート線電圧VCCRの発生回路への影響は大きくない。また、リファレンスセル電流の一定化によりサイクリングマージンの設定精度を向上することができる。   The window margin WM, which is a predetermined voltage margin of the reference cell, is set to a constant value with other nonvolatile memory devices in order to set an equivalent read margin in all nonvolatile memory devices. This allows setting the read gate voltage VCCR for each nonvolatile memory device. The fluctuation of the gate voltage VCCR for each nonvolatile memory device is about 5 to 10%, and the influence on the generation circuit of the gate line voltage VCCR is not great. In addition, the setting accuracy of the cycling margin can be improved by making the reference cell current constant.

図7は、センスアンプのオフセット電圧VOFSの定義を説明する図であり、図8は、センスアンプのオフセット電圧VOFSのセル電流換算を説明する図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining the definition of the offset voltage VOFS of the sense amplifier, and FIG. 8 is a diagram for explaining cell current conversion of the offset voltage VOFS of the sense amplifier.

以下、図7、8を用いて、リファレンスセル電流に与える差動センスアンプのオフセット電圧に関して述べる。   The offset voltage of the differential sense amplifier applied to the reference cell current will be described below with reference to FIGS.

差動センスアンプSAのオフセット電圧VOFSは、出力電圧SAOがニュートラルとなる差動入力電位である。差動センスアンプSAの入力cmi及び入力trefに対して、オフセット電圧VOFSが存在する場合、「Vdbl(cmi)≧Vdbl(tref)+VOFS」のとき、差動センスアンプSAのセンスアンプ出力SAOは「SAO=1」となり、消去状態と判定される。また、「Vdbl(cmi)<Vdbl(tref)+VOFS」のとき、前記差動センスアンプSAのセンスアンプ出力SAOは「SAO=0」となり、プログラム状態と判定される。   The offset voltage VOFS of the differential sense amplifier SA is a differential input potential at which the output voltage SAO is neutral. When the offset voltage VOFS exists for the input cmi and the input tref of the differential sense amplifier SA, when “Vdbl (cmi) ≧ Vdbl (tref) + VOFS”, the sense amplifier output SAO of the differential sense amplifier SA is “ SAO = 1 ”, and it is determined as an erased state. When “Vdbl (cmi) <Vdbl (tref) + VOFS”, the sense amplifier output SAO of the differential sense amplifier SA is “SAO = 0”, and it is determined that the program state.

上記の差動センスアンプSAのオフセット電圧VOFSは、回路のシスマテチックオフセットや入力段のトランジスタのしきい値のばらつきが要因である。   The offset voltage VOFS of the differential sense amplifier SA is caused by a systematic offset of the circuit and variations in threshold values of the transistors in the input stage.

図8には、差動センスアンプSAにオフセット電圧VOFSが存在し、プログラムパルスの印加が進み、センスアンプ出力SAOが、消去状態からプログラム状態に変化した時点におけるビット線電位の時間的発展が示されている。   FIG. 8 shows the temporal evolution of the bit line potential at the time when the offset voltage VOFS exists in the differential sense amplifier SA, the application of the program pulse proceeds, and the sense amplifier output SAO changes from the erased state to the programmed state. Has been.

同図において、差動センスアンプSAにオフセット電圧VOFSが存在したときには、リファレンスセル電流Irefはターゲット電流Icell(VCCR=INIT)に対してオフセット電流IOFS分だけ小さくプログラムされる。前記オフセット電流IOFSは、ビット線容量を「Cmbl=Ctref=Ccmi」とすると「IOFS=Ctref×VOFS/Tint」で求められる。   In the figure, when the offset voltage VOFS is present in the differential sense amplifier SA, the reference cell current Iref is programmed smaller than the target current Icell (VCCR = INIT) by the offset current IOFS. The offset current IOFS is obtained by “IOFS = Ctref × VOFS / Tint” when the bit line capacitance is “Cmbl = Ctref = Ccmi”.

逆に、リファレンスセル電流Irefを基準として、Icellをプログラムする場合には、IcellはIrefに対してオフセット電流IOFSの分だけ大きくプログラムされ,Icellはターゲット電流Icell(VCCR=INIT)にプログラムされる。つまり、差動センスアンプSAのオフセット電圧VOFSは、リファレンスセル電流値Irefに吸収されて完全にキャンセルされたことに等しい状態となる。   Conversely, when Icell is programmed with reference to the reference cell current Iref, Icell is programmed larger than Iref by the offset current IOFS, and Icell is programmed to the target current Icell (VCCR = INIT). That is, the offset voltage VOFS of the differential sense amplifier SA is in a state equivalent to being completely canceled by being absorbed by the reference cell current value Iref.

オフセットのキャンセルの精度に関して、メモリセルとリファレンスセルとの温度・電源電圧特性がマッチすると考えると、差動センスアンプSAのオフセットの温度・電源電圧変動によるドリフトが課題になる。ところが、リファレンスセル電流Irefの範囲は上述したように一定値に保つことが出来て、差動センスアンプSAの可動動作条件は狭くてもよく、ゲインの高いアンプ構成できてオフセット値自身を小さくかつ温度・電源電圧変動に強くすることができる。   Assuming that the temperature / power supply voltage characteristics of the memory cell and the reference cell match with respect to the offset cancellation accuracy, drift due to temperature / power supply voltage fluctuations in the offset of the differential sense amplifier SA becomes an issue. However, the range of the reference cell current Iref can be maintained at a constant value as described above, and the movable operation condition of the differential sense amplifier SA may be narrow, an amplifier with a high gain can be configured, and the offset value itself can be reduced. Can withstand temperature and power supply voltage fluctuations.

上記のように、本実施形態では、リファレンスセル電流を不揮発性メモリ装置毎に所望の一定値に調整すると共に、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これにより、読み出し差動センスアンプの必要な可動動作点範囲を縮小することができて、差動センスアンプの設計が容易になり、差動センスアンプの歩留まりや差動センスアンプの特性を改善し、消去状態及びプログラム状態の高精度なしきい値制御を可能にし、より信頼性の高い読み出しを実現することが可能となる。さらに、メモリセルのブランク状態から消去状態のサイクルウインドウを最適に制御することができ、サイクリング特性及びリテンション特性の最適化が容易となり、マーケットのスペック要求に応じて、デバイスの特性を最大限に生かした最適なデバイス条件で運用される不揮発性メモリ装置を提供することができる。   As described above, in this embodiment, the reference cell current can be adjusted to a desired constant value for each nonvolatile memory device, and a read window margin common to other nonvolatile memory devices can be set. . This reduces the required movable operating point range of the read differential sense amplifier, facilitates the design of the differential sense amplifier, improves the yield of the differential sense amplifier, and improves the characteristics of the differential sense amplifier. Further, it is possible to perform highly accurate threshold control of the erased state and the programmed state, and to realize more reliable reading. In addition, the cycle window from the blank state to the erased state of the memory cell can be optimally controlled, the cycling characteristics and the retention characteristics can be easily optimized, and the device characteristics can be maximized according to the market specification requirements. In addition, it is possible to provide a non-volatile memory device that is operated under optimum device conditions.

尚、本実施形態において、リファレンスセル電流判定ステップS106において、ソースサイド読み出し方式の差動センスアンプ用いて、メモリセル電流値とリファレンスセル電流値との比較を行ったが、他のドレインサイドからの電圧検知型の読み出し方式や、電流検知型の読み出し方式を用いた場合であっても、同様の効果が得られる。   In the present embodiment, in the reference cell current determination step S106, the memory cell current value and the reference cell current value are compared using the source side read type differential sense amplifier. The same effect can be obtained even when a voltage detection type reading method or a current detection type reading method is used.

(第2の実施形態)
図9は、本発明の第2の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローを示すフロー図である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the reference cell programming method according to the second embodiment of the present invention.

上述した第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法と異なる点は、さらに、リファレンスセル電流テストステップS202を備えている点のみである。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。   The only difference from the reference cell programming method of the first embodiment described above is that it further includes a reference cell current test step S202. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

同図において、パルス・ベリファイループS102の後段には、リファレンスセル電流テストステップS202及びVCCRデクリメントステップS205が設けられている。前記パルス・ベリファイループS102においてプログラムされたリファレンスセルは、そのセル電流を前記リファレンスセル電流テストステップS202によってテストされる。   In the figure, a reference cell current test step S202 and a VCCR decrement step S205 are provided after the pulse verify loop S102. The reference cell programmed in the pulse verify loop S102 is tested for its cell current by the reference cell current test step S202.

リファレンスセル電流テストステップS202では、リファレンスセル電流とそのセル電流ターゲット値Iref_EXPとの比較が行われる。前記リファレンスセル電流テストステップS202において、「|Iref(VCR=VCCR+WM)−Iref_EXP|≦Δ2」を満たすときには、リファレンスセルプログラムは完了する(S203)。また、「|Iref(VCR=VCCR+WM)−Iref_EXP|>Δ2」であるときは、さらに、前記リファレンスセル電流Irefと前記セル電流ターゲット値Iref_EXPとの大小関係を求める。   In reference cell current test step S202, the reference cell current is compared with its cell current target value Iref_EXP. In the reference cell current test step S202, when “| Iref (VCR = VCCR + WM) −Iref_EXP | ≦ Δ2” is satisfied, the reference cell program is completed (S203). When “| Iref (VCR = VCCR + WM) −Iref_EXP |> Δ2”, the magnitude relationship between the reference cell current Iref and the cell current target value Iref_EXP is further obtained.

そして、「Iref(VCR=VCCR+WM)<Iref_EXP」であるときには、過プログラム状態としてリファレンスセルのプログラムはフェイル終了する(S204)。NROM型不揮発性メモリ装置では、リファレンスセルはブランク状態からプログラムすることが重要であり、消去してブランク状態に戻すことはできない。また、一度消去したリファレンスセルのしきい値はドリフトが大きい事が知られているので、過プログラム状態としてプログラムをフェイル終了する。   Then, when “Iref (VCR = VCCR + WM) <Iref_EXP”, the program of the reference cell fails as an overprogram state (S204). In the NROM type nonvolatile memory device, it is important to program the reference cell from the blank state, and it cannot be erased and returned to the blank state. Further, since it is known that the threshold value of the reference cell once erased has a large drift, the program is failed and ended as an overprogrammed state.

逆に、リファレンスセルが過プログラム状態でないとき、つまり「Iref(VCR=INIT+WM)>Iref_EXP」であるときは、VCCRデクリメントステップS205に分岐する。その後、前記VCCRデクリメントステップS205において、メモリセルゲート電圧値VCCRを増分値INCだけ減算し、リファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップS201において「VCR=VCCR+WM」を更新し、再びパルスベリファイループ102にループする。   Conversely, when the reference cell is not overprogrammed, that is, when “Iref (VCR = INIT + WM)> Iref_EXP”, the process branches to the VCCR decrement step S205. Thereafter, in the VCCR decrement step S205, the memory cell gate voltage value VCCR is subtracted by the increment value INC, “VCR = VCCR + WM” is updated in the reference cell gate voltage VCR setting step S201, and the process loops to the pulse verify loop 102 again.

前記増分値INCは、リファレンスセルの相互コンダクタンスをGmとすれば「(Iref−Iref_EXP)/Gm」よりも十分に小さくすることによって、リファレンスセル電流値Irefの制御が有効となる。   When the mutual conductance of the reference cell is Gm, the increment value INC is sufficiently smaller than “(Iref−Iref_EXP) / Gm”, thereby enabling control of the reference cell current value Iref.

上記のように、本実施形態によれば、上述の第1の実施形態においては、メモリセルのゲート電圧に所定のVCCR初期値INITを与えてパルス・ベリファイループS102を実行したが、VCCR初期値INITをターゲットのリファレンスセル電流Iref_EXPに対して自動的に適合させることが可能となる。この際、リファレンスセルのプログラム開始時には、VCCR初期値INITに十分高い値を与え、適切な増分値INCを設定することにより、リファレンス電流の高精度に制御することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, in the first embodiment described above, the predetermined VCCR initial value INIT is given to the gate voltage of the memory cell and the pulse verify loop S102 is executed. INIT can be automatically adapted to the target reference cell current Iref_EXP. At this time, at the start of programming of the reference cell, it is possible to control the reference current with high accuracy by giving a sufficiently high value to the VCCR initial value INIT and setting an appropriate increment value INC.

さらに、リファレンスセルにプログラムパルスの追加が可能であるかを判定したり、メモリセルゲート電圧値VCCRの増分値INCが不適切に大きい或いは過敏なプログラム特性のためにオーバープログラムされたリファレンスセルとして良品からの除去判定を可能にし、リファレンスセルのプログラムをより信頼性の高いものすることができる。   In addition, it is possible to determine whether it is possible to add a program pulse to the reference cell, and it is a good reference cell that is overprogrammed due to an inappropriately large or sensitive program characteristic where the increment INC of the memory cell gate voltage VCCR is inappropriately large. Therefore, the reference cell program can be made more reliable.

尚、図9において、リファレンスセル電流テストステップS202と、VCCRデクリメントステップS205とが別個に設けられているが、前記VCCRデクリメントステップS205が前記リファレンスセル電流テストステップS202の内部に設けられていてもよいのは勿論である。   In FIG. 9, the reference cell current test step S202 and the VCCR decrement step S205 are provided separately, but the VCCR decrement step S205 may be provided inside the reference cell current test step S202. Of course.

(第3の実施形態)
図10は、本発明の第3の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローを示すフロー図である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow of the reference cell programming method according to the third embodiment of the present invention.

上述した第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法と異なる点は、メモリセルゲート電圧VCCR設定ステップS100の前段に、さらに、リファレンスセルゲート電圧探索ステップS320と、メモリセルゲート電圧探索ステップS312とを備えている点のみである。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。尚、図10においては、前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップS320、及び前記メモリセルゲート電圧探索ステップS312のみを図示している。   The difference from the reference cell programming method of the first embodiment described above is that a reference cell gate voltage search step S320 and a memory cell gate voltage search step S312 are further performed before the memory cell gate voltage VCCR setting step S100. It is only a point that has. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted. In FIG. 10, only the reference cell gate voltage search step S320 and the memory cell gate voltage search step S312 are shown.

同図において、VCCR初期値INITは、リファレンスセルゲート電圧探索ステップS320とメモリセルゲート電圧探索ステップS312とによって構成されるシーケンスで求められる。   In the figure, the VCCR initial value INIT is obtained by a sequence including a reference cell gate voltage search step S320 and a memory cell gate voltage search step S312.

前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップS320における処理フローを以下に説明する。   A processing flow in the reference cell gate voltage search step S320 will be described below.

まず、リファレンスセルゲート電圧初期化ステップS300において、リファレンスセルのゲート電圧値VCRを最小電圧値VCR_MINに設定し、リファレンスセル電流測定ステップS301において、その時のリファレンスセル電流値Irefを測定する。その後、リファレンスセル電流判定ステップS302において、この測定値Irefとセルターゲット値Iref_EXPとが比較される。前記リファレンスセル電流判定ステップS302では、「|Iref(VCR)−Iref_EXP)|<Δ3」となるリファレンスセルゲート電圧値VCRをVCR設定値LOCKとして出力する。   First, in the reference cell gate voltage initialization step S300, the gate voltage value VCR of the reference cell is set to the minimum voltage value VCR_MIN, and the reference cell current value Iref at that time is measured in the reference cell current measurement step S301. Thereafter, in the reference cell current determination step S302, the measured value Iref and the cell target value Iref_EXP are compared. In the reference cell current determination step S302, the reference cell gate voltage value VCR satisfying “| Iref (VCR) −Iref_EXP) | <Δ3” is output as the VCR set value LOCK.

前記リファレンスセル電流判定ステップS302において、「|Iref(VCR)−Iref_EXP)|≧Δ3」と判定されたときには、VCRインクリメントステップS319に分岐して、ゲート電圧値VCRにdVCR(>0)をインクリメントする。インクリメントされたゲート電圧値VCRは、VCR判定ステップS318において、ゲート電圧値の最大値VCR_MAXと比較される。前記ゲート電圧値VCRがその最大値VCR_MAXを超えている場合には、リファレンスプログラムはフェイル終了する(S317)。前記ゲート電圧値VCRがその最大値VCR_MAXよりも小さいときには、再度、前記リファレンス電流測定ステップS301にループする。   If “| Iref (VCR) −Iref_EXP) | ≧ Δ3” is determined in the reference cell current determination step S302, the process branches to the VCR increment step S319 to increment dVCR (> 0) to the gate voltage value VCR. . The incremented gate voltage value VCR is compared with the maximum gate voltage value VCR_MAX in the VCR determination step S318. If the gate voltage value VCR exceeds the maximum value VCR_MAX, the reference program ends in fail (S317). When the gate voltage value VCR is smaller than the maximum value VCR_MAX, the process loops again to the reference current measurement step S301.

上記のように、前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップS320では、リファレンスセル電流値Irefがセルターゲット値Iref_EXPとなるリファレンスセルゲート電圧VCR=LOCKを求め、リファレンスセル電流値を所望の値Iref_EXPに設定する。   As described above, in the reference cell gate voltage search step S320, the reference cell gate voltage VCR = LOCK at which the reference cell current value Iref becomes the cell target value Iref_EXP is obtained, and the reference cell current value is set to a desired value Iref_EXP.

前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップS320において求められたVCR設定値LOCKは、メモリセルゲート電圧探索ステップS312に引き継がれる。前記メモリセルゲート電圧探索ステップS312では、前記リファレンスセル電流値Iref_EXPを再現可能な所定のVCCR初期値INITを求める。   The VCR set value LOCK obtained in the reference cell gate voltage search step S320 is taken over by the memory cell gate voltage search step S312. In the memory cell gate voltage search step S312, a predetermined VCCR initial value INIT that can reproduce the reference cell current value Iref_EXP is obtained.

前記メモリセルゲート電圧探索ステップS312では、リファレンスセルゲート電圧値VCRをVCR設定値LOCKに固定し、メモリセルゲート電圧値VCCRをスキャンしながらブランク状態にあるメモリセルを差動センスアンプで読み出し、プログラム状態(パス期待値)と判定されるメモリセル数FBCが1以上FBC_MAX以内となるメモリセルのゲート電圧値VCCR=INITを求める。これは図6において、リファレンスセル電流155を固定し、メモリセル電流分布152を右方向に移動しΔ1に属するメモリセル数を1以上FBC_MAX以内に保つことと同等である。   In the memory cell gate voltage search step S312, the reference cell gate voltage value VCR is fixed to the VCR set value LOCK, and the memory cell in the blank state is read by the differential sense amplifier while scanning the memory cell gate voltage value VCCR, and the program is performed. A gate voltage value VCCR = INIT of a memory cell in which the number of memory cells FBC determined to be in a state (pass expected value) is 1 or more and within FBC_MAX is obtained. In FIG. 6, this is equivalent to fixing the reference cell current 155, moving the memory cell current distribution 152 to the right, and keeping the number of memory cells belonging to Δ1 within 1 or more and FBC_MAX.

前記メモリセルゲート電圧探索ステップS312における処理フローを以下に説明する。   A processing flow in the memory cell gate voltage search step S312 will be described below.

まず、VCCR初期化ステップS304において、メモリセルゲート電圧値VCCRを最大値VCCR_MAXに設定する。また、FBC・ADD初期化ステップS305において、パスビット数FBC及びメモリセルアドレスADDを設定する。次に、センスアンプ読み出しステップS306を実行して、読み出し結果判定ステップS307をパスする場合のみ、FBCカウントアップステップS308においてFBC数をインクリメントする。   First, in the VCCR initialization step S304, the memory cell gate voltage value VCCR is set to the maximum value VCCR_MAX. In FBC / ADD initialization step S305, the pass bit number FBC and the memory cell address ADD are set. Next, only when the sense amplifier read step S306 is executed and the read result determination step S307 is passed, the FBC count is incremented in the FBC count up step S308.

そして、ADD判定ステップS309において、アドレスが最大アドレスADD_MAXに一致しない場合、ADDインクリメントステップS316においてアドレスをインクリメントし、前記センスアンプ読み出しステップS306にループする。また、ADD判定ステップS309において、アドレスが最大アドレスADD_MAXに一致する場合はアドレススキャンは完了し、FBC判定ステップS310において、パスビット数FBCの判定を行う。   If the address does not match the maximum address ADD_MAX in ADD determination step S309, the address is incremented in ADD increment step S316, and the process loops to the sense amplifier read step S306. If the address matches the maximum address ADD_MAX in the ADD determination step S309, the address scan is completed, and the pass bit number FBC is determined in the FBC determination step S310.

前記FBC判定ステップS310において、「0<FBC≦FBC_MAX」であるとき、所定のVCCR初期値INITが決定される。また、「FBC=0」又は「FBC>FBC_MAX」のときは、VCCRデクリメントステップS315において、メモリセルゲート電圧値VCCRの設定値をdVCCRだけ減分させる。減分されたゲート電圧値VCCRは、VCCR判定ステップS314において、メモリセルゲート電圧値VCCRの下限値VCCR_MINと比較され、「VCCR<VCCR_MIN」であるときにはリファレンスセルのプログラムフェイルとなる。また、「VCCR≧VCCR_MIN」であるときには、前記FBC・ADD初期化ステップS304にループバックして、新しい設定条件でアドレスをスキャンしFBCをカウントする。   In the FBC determination step S310, when “0 <FBC ≦ FBC_MAX”, a predetermined VCCR initial value INIT is determined. When “FBC = 0” or “FBC> FBC_MAX”, the set value of the memory cell gate voltage value VCCR is decremented by dVCCR in the VCCR decrement step S315. The decremented gate voltage value VCCR is compared with the lower limit value VCCR_MIN of the memory cell gate voltage value VCCR in the VCCR determination step S314. When “VCCR <VCCR_MIN”, the reference cell program fails. If “VCCR ≧ VCCR_MIN”, loop back to the FBC • ADD initialization step S304, scan the address under the new setting conditions, and count FBC.

ここで、FBC_MAXを小さな値(>1)に設定するほど、後のプログラムシーケンスでのリファレンスセル電流値Irefの設定の精度は向上する。   Here, as FBC_MAX is set to a smaller value (> 1), the accuracy of setting the reference cell current value Iref in a later program sequence is improved.

上記のように、本実施形態では、所定のVCCR初期値INITを予め求めることができて、上述の第2の実施形態と比較して、パルス・ベリファイループのVCCR初期値INIT毎の繰り返しプロセスが不要となり、リファレンスセルのプログラムプロセスをより高速化することができる。   As described above, in the present embodiment, the predetermined VCCR initial value INIT can be obtained in advance, and compared with the second embodiment described above, the iterative process for each VCCR initial value INIT of the pulse verify loop is performed. This eliminates the need to speed up the reference cell programming process.

また、リファレンスセル電流値のターゲット値への収束を優先させ、差動センスアンプのオフセット電圧をメモリセル電流値のばらつきに吸収させ、差動センスアンプの必要動作点の縮小に重点をおいたリファレンスセルのプログラムが可能となる。   In addition, priority is given to the convergence of the reference cell current value to the target value, the offset voltage of the differential sense amplifier is absorbed in the variation of the memory cell current value, and the reference is focused on reducing the required operating point of the differential sense amplifier. The cell can be programmed.

(第4の実施形態)
図11は、本発明の第4の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローを示すフロー図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a flowchart showing a processing flow of the reference cell programming method according to the fourth embodiment of the present invention.

上述した第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法と異なる点は、メモリセルゲート電圧VCCR設定ステップS100の前段に、さらに、高VTメモリセル探索ステップS400と、メモリセルゲート電圧探索ステップS410とを備えている点のみである。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。尚、図10においては、前記高VTメモリセル探索ステップS400、及び前記メモリセルゲート電圧探索ステップS410のみを図示している。   The difference from the reference cell programming method of the first embodiment described above is that a high VT memory cell search step S400 and a memory cell gate voltage search step S410 are further provided before the memory cell gate voltage VCCR setting step S100. It is only a point that has. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted. In FIG. 10, only the high VT memory cell search step S400 and the memory cell gate voltage search step S410 are shown.

同図において、所定のVCCR初期値INITは、高VTメモリ探索ステップS400とメモリセルゲート電圧探索ステップS410とによって構成されるシーケンスで決定される。   In the drawing, a predetermined VCCR initial value INIT is determined by a sequence including a high VT memory search step S400 and a memory cell gate voltage search step S410.

高VTメモリ探索ステップS400では、ブランク状態にあるリファレンスセルの電流を(比較的広範囲な条件が許容される)適当なゲート電圧値VCRの電圧に設定することにより、差動センスアンプを動作点範囲に設定する。そして、メモリアレイ(メモリセル群)をマージン読み出しによってメモリアレイ分布の最もしきい値の高いメモリセルアドレスグループを抽出する。   In the high VT memory search step S400, the differential sense amplifier is set to the operating point range by setting the current of the reference cell in the blank state to an appropriate gate voltage value VCR (which allows a relatively wide range of conditions). Set to. Then, the memory cell address group having the highest threshold value in the memory array distribution is extracted from the memory array (memory cell group) by margin reading.

前記高VTメモリ探索ステップS400では、まず、VCR初期化ステップS401において、リファレンスセルのゲート電圧値VCRをVCR_INITに設定する。本ステップでは相対的なしきい値を調べるためのみであるので、差動センスアンプとして動作可能な範囲にリファレンスセル電流を設定するのみであり、電流設定精度にばらつきはある程度許容される。例えば設計値やプロセスの代表値等の適当な値を用いることができる。   In the high VT memory search step S400, first, in the VCR initialization step S401, the gate voltage value VCR of the reference cell is set to VCR_INIT. Since this step is only for checking the relative threshold value, the reference cell current is only set in a range in which the differential sense amplifier can be operated, and the current setting accuracy is allowed to some extent. For example, appropriate values such as design values and process representative values can be used.

リファレンスゲート電圧値VCRの設定が完了すると、FBC/ADD/VCCR初期化ステップS402において、メモリセルのアドレスADD及びパスビット数FBCを「0」に初期化すると共に、メモリセルゲート電圧値VCCRを最大値VCCR_MAXに初期化する。次に、センスアンプ読み出しステップS403を実行し、読み出し結果判定ステップS404がパスする場合のみ、FBCカウントアップステップS405において、FBC数をインクリメントすると共に、フェイルアドレス格納バッファABUFにFBC値を格納し、インデックスにフェイルアドレスを格納する。   When the setting of the reference gate voltage value VCR is completed, in the FBC / ADD / VCCR initialization step S402, the memory cell address ADD and the pass bit number FBC are initialized to “0” and the memory cell gate voltage value VCCR is set to the maximum value. Initialize to VCCR_MAX. Next, only when the sense amplifier read step S403 is executed and the read result determination step S404 passes, the FBC count is incremented in the FBC count-up step S405, and the FBC value is stored in the fail address storage buffer ABUF. The fail address is stored in.

その後、ADD判定ステップS407において、アドレスが最大アドレスADD_MAXに一致しない場合、ADDインクリメントステップS425においてアドレスをインクリメントし、前記センスアンプ読み出しステップS403にループする。また、前記ADD判定ステップS407においてアドレスが最大アドレスADD_MAXに一致する場合は、アドレススキャンは完了しFBC判定ステップS408においてパスビット数FBCの判定を行う。   Thereafter, if the address does not match the maximum address ADD_MAX in ADD determination step S407, the address is incremented in ADD increment step S425, and the process loops to the sense amplifier read step S403. If the address matches the maximum address ADD_MAX in the ADD determination step S407, the address scan is completed, and the pass bit number FBC is determined in the FBC determination step S408.

前記FBC判定ステップS408において、「0<FBC≦FBC_MAX」であるとき、メモリアレイの中で高VT側からFBC個のメモリセルのアドレス情報「ABUF[n],n=0,2...FBC」であるABUF/FBCデータ409が求められる。また、「FBC=0」又は「FBC>FBC_MAX」のときには、VCCRデクリメントステップS424において、メモリセルゲート電圧値VCCRの設定値をdVCCRだけ減分させる。減分されたVCCR値はVCCR判定ステップS423でVCCRの下限値VCCR_MINと比較され、「VCCR<VCCR_MIN」であるときはリファレンスセルのプログラムフェイルS422となる。また、「VCCR≧VCCR_MIN」であるときは、前記FBC/ADD/VCCR初期化ステップS402にループバックして、新しい設定条件でアドレスをスキャンしFBCのカウントおよびアドレスの収集を実行する。   In the FBC determination step S408, when “0 <FBC ≦ FBC_MAX”, the address information “ABUF [n], n = 0, 2,... FBC of the FBC memory cells from the high VT side in the memory array. ABUF / FBC data 409 is obtained. When “FBC = 0” or “FBC> FBC_MAX”, the set value of the memory cell gate voltage value VCCR is decremented by dVCCR in the VCCR decrement step S424. The decremented VCCR value is compared with the lower limit value VCCR_MIN of VCCR in the VCCR determination step S423, and when “VCCR <VCCR_MIN”, it becomes the program failure S422 of the reference cell. If “VCCR ≧ VCCR_MIN”, the process loops back to the FBC / ADD / VCCR initialization step S402, scans addresses under the new setting conditions, and executes FBC count and address collection.

上記のように、高VTメモリ探索ステップS400では、任意数の高VT側のメモリセルを特定することができる。   As described above, in the high VT memory search step S400, an arbitrary number of memory cells on the high VT side can be specified.

その後、次ステップのメモリセルゲート電圧探索ステップS410では、これらの高VT側のメモリセル電流を所望の値Icell_EXPの近傍に設定する。ここで、上記の第3の実施形態とは逆にメモリセル側のセル電流を固定する。   Thereafter, in the next memory cell gate voltage search step S410, the memory cell current on the high VT side is set in the vicinity of the desired value Icell_EXP. Here, contrary to the third embodiment, the cell current on the memory cell side is fixed.

メモリセルゲート電圧探索ステップS410では、電流測定によりメモリセルゲート電圧値VCCRを探索する。まず、VCCR初期化ステップS411では、メモリセルゲート電圧値VCCRを最小値VCCR_MINに設定し、スキャンはセル電流最小側で実施される。次に、FBC_T初期化ステップS412では、ABUFのインデックス変数であるFBC_Tを「0」に初期化する。そして、アドレス生成ステップS413において、セルアドレスADDが生成され(ABUF[FBC_T])、セル電流測定ステップS414において、そのセル電流が測定される。この測定値はセル電流判定ステップS415でターゲット電流Icell_EXPと比較される。   In memory cell gate voltage search step S410, the memory cell gate voltage value VCCR is searched by current measurement. First, in VCCR initialization step S411, the memory cell gate voltage value VCCR is set to the minimum value VCCR_MIN, and the scan is performed on the cell current minimum side. Next, in FBC_T initialization step S412, FBC_T which is an index variable of ABUF is initialized to “0”. In an address generation step S413, a cell address ADD is generated (ABUF [FBC_T]), and in the cell current measurement step S414, the cell current is measured. This measured value is compared with the target current Icell_EXP in the cell current determination step S415.

前記セル電流判定ステップS415において、「|Icell(VCCR)−Icell_EXP|≦Δ4」のとき、VCCR初期値INITが決定される。また、「|Icell(VCCR)−Icell_EXP|>Δ4」のとき、FBC_TインクリメントステップS421において、FBC_Tをインクリメントし、FBC_T判定ステップS420において、「FBC≦FBC_T」のときにはアドレス生成ステップS413にループバックする。また、「FBC>FBC_T」のときにはVCCRデクリメントステップS419に分岐し、VCCR設定値をdVCCRだけ減少させ、設定されたVCCRをVCCR判定ステップS418においてメモリセルゲート電圧値VCCRの最小値と比較する。この際、「VCCR<VCCR_MIN」であればリファレンスセルのプログラムはプログラムフェイルステップS417に収束する。また、「VCCR>VCCR_MIN」のときには、前記FBC_T初期化ステップS412にループバックし、新しいVCCR条件でメモリセルの探索を実行する。ここで、FBC_MAXを小さな値(>1)に設定するほど後のプログラムシーケンスでのIref値の設定の精度は向上する。   In the cell current determination step S415, when “| Icell (VCCR) −Icell_EXP | ≦ Δ4”, the VCCR initial value INIT is determined. Further, when “| Icell (VCCR) −Icell_EXP |> Δ4”, FBC_T is incremented in FBC_T increment step S421, and when “FBC ≦ FBC_T” in FBC_T determination step S420, the process loops back to address generation step S413. When “FBC> FBC_T”, the process branches to the VCCR decrement step S419, the VCCR set value is decreased by dVCCR, and the set VCCR is compared with the minimum value of the memory cell gate voltage value VCCR in the VCCR determination step S418. At this time, if “VCCR <VCCR_MIN”, the reference cell program converges to the program fail step S417. When “VCCR> VCCR_MIN”, the process loops back to the FBC_T initialization step S412 to search for a memory cell under a new VCCR condition. Here, the accuracy of setting the Iref value in the later program sequence increases as FBC_MAX is set to a smaller value (> 1).

上記のように、本実施形態によれば、パルスベリファイループのVCCR初期値INIT毎の繰り返しプロセスが不要となり、リファレンスセルのプログラムプロセスを上記第2の実施形態よりも高速化することができる。また、上記第3の実施形態とは逆に、メモリセル電流のターゲット値への収束を優先し、センスアンプのオフセット電圧をリファレンスセル電流に吸収し、センスアンプの必要動作点の縮小よりもメモリセルの信頼性に重点をおいたリファレンスセルのプログラムが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the iterative process for each VCCR initial value INIT of the pulse verify loop is not required, and the reference cell programming process can be made faster than the second embodiment. Contrary to the third embodiment, priority is given to the convergence of the memory cell current to the target value, the offset voltage of the sense amplifier is absorbed in the reference cell current, and the memory is more effective than the reduction of the required operating point of the sense amplifier. The reference cell can be programmed with emphasis on cell reliability.

(第5の実施形態)
図12は、本発明の第5の実施形態の不揮発性メモリ装置の要部構成を示す構成図である。本実施形態の不揮発性メモリ装置は、上述してきたリファレンスセルのプログラム方法を適用する不揮発性メモリ装置の一例である。尚、同図は、不揮発性メモリ装置の読み出しワードの1ビットに対応した特徴的な構造を図示している。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a configuration diagram showing a main configuration of a nonvolatile memory device according to the fifth embodiment of the present invention. The nonvolatile memory device of this embodiment is an example of a nonvolatile memory device to which the above-described reference cell programming method is applied. This figure shows a characteristic structure corresponding to one bit of a read word of the nonvolatile memory device.

同図において、不揮発性メモリ装置は、バーチャルグランドアレイ型のメモリセルアレイ(VGA)503、リファレンスセルアレイ513、及びソースサイド読み出し用の差動センスアンプ508を備えている。ソースサイド読み出し方式に関しては上記の第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。   In the figure, the nonvolatile memory device includes a virtual ground array type memory cell array (VGA) 503, a reference cell array 513, and a differential sense amplifier 508 for source side reading. Since the source side reading method is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

メモリセルアレイ(VGA)503は、バーチャルグランド型のメモリであり、隣接するメモリセルとドレイン及びソースビット線を共通にしている。図中にはメモリセルの選択状態が示されている。選択メモリセル506は選択状態であり、メモリセルゲート線505に電圧値VCCRがバイアスされ、選択ビット線(メモリセルソース)515と選択ビット線(メモリセルドレイン)516と間にビット線電圧源500からビット線電圧Vbiasが印加されている。非選択のメモリセルは、非選択メモリセルゲート線504の電圧をグランド電位に設定していると共に、非選択ビット線502をフローティングに設定し、カットオッフになっている。   A memory cell array (VGA) 503 is a virtual ground type memory, and shares drain and source bit lines with adjacent memory cells. In the figure, the selected state of the memory cell is shown. The selected memory cell 506 is in a selected state, the voltage value VCCR is biased to the memory cell gate line 505, and the bit line voltage source 500 is connected between the selected bit line (memory cell source) 515 and the selected bit line (memory cell drain) 516. To bit line voltage Vbias is applied. The non-selected memory cell is set to the cut-off state with the voltage of the non-selected memory cell gate line 504 set to the ground potential and the non-selected bit line 502 set to floating.

リファレンスセルアレイ513は、消去ベリファイ用のEVリファレンスセル512と、読み出し動作用のRDリファレンスセル511と、プログラムベリファイ用のPVリファレンスセル510とによって構成されている。各々のリファレンスセル510、511、512はビット線を共通に配置されている。前記各々のリファレンスセル510、511、512は、選択するリファレンスセルゲート線514に所望のバイアスVCRを印加し、非選択のセルのゲートにグランド電位を印加することにより選択される。   The reference cell array 513 includes an EV reference cell 512 for erase verification, an RD reference cell 511 for read operation, and a PV reference cell 510 for program verification. Each reference cell 510, 511, 512 has a common bit line. Each of the reference cells 510, 511, and 512 is selected by applying a desired bias VCR to the selected reference cell gate line 514 and applying a ground potential to the gates of unselected cells.

尚、本実施形態においては、リファレンスセルアレイ513の構成として、ドレインを共通にした例を示している。この場合は、メモリセルはドレインディスターブによるリファレンスセル間のしきい値の干渉が若干生じる可能性がある。また、ゲートディスターブによるリファレンスセル間のしきい値の干渉が問題ないレベルであれば、ワード線を共通にし、ソース線の選択でリファレンスセルを選択してもよい。   In the present embodiment, an example in which the drain is shared is shown as the configuration of the reference cell array 513. In this case, there is a possibility that the threshold interference between the reference cells due to the drain disturb slightly occurs in the memory cell. If the threshold interference between the reference cells due to gate disturb is at a level that does not cause a problem, the word line may be shared and the reference cell may be selected by selecting the source line.

また、各リファレンスセルを510、511、512独立したアレイに配置したり、ドレイン/ソース/ゲート線が独立になるように例えばアレイ上の対角位置のセルを用いてもよい。   Further, each reference cell may be arranged in an independent array 510, 511, 512, or cells at diagonal positions on the array may be used so that the drain / source / gate lines are independent.

不揮発性メモリ装置のプログラムベリファイ、消去ベリファイ、読み出し動作においては、メモリセルゲート線505とリファレンスセルゲート線514とが接続されて、同電位の電圧VCRがバイアスされる。   In the program verify, erase verify, and read operations of the nonvolatile memory device, the memory cell gate line 505 and the reference cell gate line 514 are connected to bias the voltage VCR having the same potential.

前記EVリファレンスセル512、前記RDリファレンスセル511、前記PVリファレンスセル510の各々には、上述したリファレンスセルのプログラム方法が適用され、各々のリファレンスセル512、511、510のゲート線には、順に、ゲート電圧値「VCR=EV」、ゲート電圧値「VCR=RD」、ゲート電圧値「VCR=PV」の電圧値がセットされた状態で、各リファレンス電流がIEV、IRD、IPVであり、且つ、「IEV=IRD=IPV=Icell(VCCR=INIT)」となるようにプログラムされる。   For each of the EV reference cell 512, the RD reference cell 511, and the PV reference cell 510, the above-described programming method of the reference cell is applied, and the gate lines of the reference cells 512, 511, and 510 are sequentially arranged. With the gate voltage value “VCR = EV”, the gate voltage value “VCR = RD”, and the gate voltage value “VCR = PV” set, each reference current is IEV, IRD, IPV, and It is programmed so that “IEV = IRD = IPV = Icell (VCCR = INIT)”.

プログラムベリファイ動作によりプログラム状態のメモリセルには、ゲート電圧にPVを印加した状態でIPVの電流が流れるようにプログラムされる。このプログラム状態のセルに読み出しゲート電圧RDを印加すると、セル電流はゲート電位の低下分「PV−RD」だけセル電流を減らす。これがプログラムセルの読み出しマージンとなる。   The memory cell in the programmed state by the program verify operation is programmed so that an IPV current flows when PV is applied to the gate voltage. When the read gate voltage RD is applied to the programmed cell, the cell current is reduced by the amount of decrease in the gate potential “PV−RD”. This becomes a read margin of the program cell.

同様に、消去セルに対しては「RD−EV」だけセル電流を増やす。これが消去セルの読み出しマージンを生み出す。   Similarly, the cell current is increased by “RD−EV” for the erase cell. This creates an erase cell read margin.

このように、VTウィンドウのマージン値はメモリセルの信頼性の作り込みを行うため、メモリセルのテクノロジー毎に一定値を取らせることが好ましい。   As described above, the margin value of the VT window is preferably set to a constant value for each technology of the memory cell in order to build the reliability of the memory cell.

ここで、消去セルの読み出しマージンは、他の不揮発性メモリ装置との間で一定値の「EM=RD−EV(>0)」がセットされる。また、プログラムセルの読み出しマージンは一定値の「PM=PV−RD(>0)」がセットされる。すなわち、「PV>RD>EV」の関係となる。EVの値は、リファレンスセルの電流値を他の不揮発性メモリ装置との間で一定値に保つために不揮発性メモリ装置間の固有値である。その結果、RD、PVの値も、不揮発性メモリ装置間で固有値となる。   Here, the read margin of the erase cell is set to a constant value “EM = RD−EV (> 0)” with another nonvolatile memory device. The read margin of the program cell is set to a constant value “PM = PV−RD (> 0)”. That is, the relationship of “PV> RD> EV” is established. The value of EV is an eigenvalue between the nonvolatile memory devices in order to keep the current value of the reference cell constant with other nonvolatile memory devices. As a result, the values of RD and PV are also unique values between the nonvolatile memory devices.

上記のように、本実施形態では、読み出し、プログラムベリファイ、消去ベリファイの動作において、メモリセル及びリファレンスセルのゲート電圧は共通であり、リファレンスセルのプログラムプロセスにおいて外部電源を用意することにより、不揮発性メモリ装置のハードウエアを簡略化できる。また、リファレンスセル電流を不揮発性メモリ装置毎に調整して一定化し、さらに他の不揮発性メモリ装置との間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。これらにより、読み出しセンスアンプの必要動作点幅の縮小と、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンを他の不揮発性メモリ装置との間で一定にすることが可能となる。   As described above, in this embodiment, the gate voltage of the memory cell and the reference cell is common in the read, program verify, and erase verify operations, and the nonvolatile power supply is prepared by preparing an external power supply in the reference cell programming process. The hardware of the memory device can be simplified. Further, the reference cell current can be adjusted and fixed for each nonvolatile memory device, and a read window margin common to other nonvolatile memory devices can be set. As a result, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erased state of the memory cell can be made constant with other nonvolatile memory devices.

(第6の実施形態)
図13は、本発明の第6の実施形態の不揮発性メモリ装置の要部構成を示す構成図である。本実施形態の不揮発性メモリ装置は、上述してきたリファレンスセルのプログラム方法を適用する不揮発性メモリ装置の一例である。尚、同図は、不揮発性メモリ装置の読み出しワードの1ビットに対応した特徴的な構造を図示している。
(Sixth embodiment)
FIG. 13: is a block diagram which shows the principal part structure of the non-volatile memory device of the 6th Embodiment of this invention. The nonvolatile memory device of this embodiment is an example of a nonvolatile memory device to which the above-described reference cell programming method is applied. This figure shows a characteristic structure corresponding to one bit of a read word of the nonvolatile memory device.

上述した第5の実施形態の不揮発性メモリ装置と異なる点は、リファレンスアレイ513
の代わりに、プログラムベリファイ、消去ベリファイ、及び読み出し動作の各々の動作で共有される単一のPV・RD・EVリファレンスセル600が備えられている点のみである。その他の構成については、第5の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
The reference array 513 is different from the nonvolatile memory device of the fifth embodiment described above.
Instead, only a single PV / RD / EV reference cell 600 shared by the program verify, erase verify, and read operations is provided. Since other configurations are the same as those of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.

不揮発性メモリ装置のプログラムベリファイ、消去ベリファイ、読み出し動作において、メモリセルゲート線505のゲート電圧VCCRには、各々、PV、EV、RDのゲート電圧値が与えられ、リファレンスセルゲート線514には、常に一定のリファレンスセルゲート電圧RDがバイアスされる。   In the program verify, erase verify, and read operations of the nonvolatile memory device, the gate voltage VCCR of the memory cell gate line 505 is given the gate voltage values of PV, EV, and RD, respectively, and the reference cell gate line 514 has A constant reference cell gate voltage RD is always biased.

PV・RD・EVリファレンスセル600には、上述したリファレンスセルのプログラム方法が適用され、リファレンスセルゲート線514に「VCR=RD」のゲート電圧値がセットされた状態で装、他の不揮発性メモリ装置との間で一定の値のリファレンスセル電流値「IRD=IIcell(VCCR=INIT)」となるようにプログラムされる。   The reference cell programming method described above is applied to the PV, RD, and EV reference cell 600. The reference cell gate line 514 is set with the gate voltage value of “VCR = RD” set to other nonvolatile memory. A reference cell current value “IRD = IIcell (VCCR = INIT)” of a constant value is programmed with the apparatus.

プログラムベリファイ動作により、プログラム状態のメモリセルにはゲート電圧にPVを印加した状態でIRDのセル電流が流れるようにプログラムされる。プログラムセルに読み出しゲート電圧RDを印加すると、セル電流はゲート電位の低下分「PV−RD」だけセル電流を減らす。これがプログラムセルの読み出しマージンとなる。同様に、消去セルに対しては「RD−EV」だけセル電流を増やす。これが消去セルの読み出しマージンを生み出す。   By the program verify operation, the programmed memory cell is programmed such that an IRD cell current flows with PV applied to the gate voltage. When the read gate voltage RD is applied to the program cell, the cell current is decreased by “PV−RD” corresponding to the decrease in the gate potential. This becomes a read margin of the program cell. Similarly, the cell current is increased by “RD−EV” for the erase cell. This creates an erase cell read margin.

このように、VTウィンドウのマージン値はメモリセルの信頼性の作り込みを行うため、メモリセルのテクノロジー毎に一定値を取らせることが好ましい。   As described above, the margin value of the VT window is preferably set to a constant value for each technology of the memory cell in order to build the reliability of the memory cell.

ここで、消去セルの読み出しマージンは、他の不揮発性メモリ装置との間で一定値の「EM=RD−EV(>0)」がセットされる。また、プログラムセルの読み出しマージンは一定値の「PM=PV−RD(>0)」がセットされる。すなわち、「PV>RD>EV」の関係となる。EVの値は、リファレンスセルの電流値を他の不揮発性メモリ装置との間で一定値に保つために、不揮発性メモリ装置間で固有値となる。その結果、RD、PVの値も不揮発性メモリ装置間で固有値となる。   Here, the read margin of the erase cell is set to a constant value “EM = RD−EV (> 0)” with another nonvolatile memory device. The read margin of the program cell is set to a constant value “PM = PV−RD (> 0)”. That is, the relationship of “PV> RD> EV” is established. The value of EV becomes an eigenvalue between the nonvolatile memory devices in order to keep the current value of the reference cell constant with other nonvolatile memory devices. As a result, the values of RD and PV are also unique values between the nonvolatile memory devices.

上述したように、本実施形態では、プログラムベリファイ、消去ベリファイの動作において、メモリセル及びリファレンスセルに与えられるゲート電圧を2種類とする代わりに、リファレンスセルを1種類のみ配置すればよく、不揮発性メモリ装置の面積を削減することが可能であると共に、リファレンスセルのハードウエアコスト及びプログラムコストを削減することができる。   As described above, in the present embodiment, in the program verify and erase verify operations, only one type of reference cell needs to be arranged instead of two types of gate voltages applied to the memory cell and the reference cell. The area of the memory device can be reduced, and the hardware cost and program cost of the reference cell can be reduced.

また、リファレンスセル電流を不揮発性メモリ装置毎に調整して一定化し、さらに、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができる。   In addition, the reference cell current can be adjusted and fixed for each nonvolatile memory device, and a read window margin common to other nonvolatile memory devices can be set.

これらにより、読み出しセンスアンプの必要動作点幅の縮小と、メモリセルのブランク状態から消去状態の読み出しウインドウマージンを他の不揮発性メモリ装置との間で一定にすることが可能となる。   As a result, the required operating point width of the read sense amplifier can be reduced, and the read window margin from the blank state to the erased state of the memory cell can be made constant with other nonvolatile memory devices.

(第7の実施形態)
図14は、本発明の第7の実施形態の不揮発性メモリ装置の要部構成を示す構成図である。本実施形態の不揮発性メモリ装置は、上述してきたリファレンスセルのプログラム方法を適用する不揮発性メモリ装置の一例である。尚、同図は、不揮発性メモリ装置の読み出しワードの1ビットに対応した特徴的な構造を図示している。
(Seventh embodiment)
FIG. 14: is a block diagram which shows the principal part structure of the non-volatile memory device of the 7th Embodiment of this invention. The nonvolatile memory device of this embodiment is an example of a nonvolatile memory device to which the above-described reference cell programming method is applied. This figure shows a characteristic structure corresponding to one bit of a read word of the nonvolatile memory device.

上述した第5の実施形態の不揮発性メモリ装置と異なる点は、リファレンスセルアレイ702の内部に、さらに、PVHリファレンスセル700を備えている点のみである。その他の構成については、第5の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。   The only difference from the nonvolatile memory device of the fifth embodiment described above is that a PVH reference cell 700 is further provided inside the reference cell array 702. Since other configurations are the same as those of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態において、不揮発性メモリ装置の動作には、プログラムベリファイ、消去ベリファイ、及び読み出し動作の他にハイレベルベリファイ動作が追加されている。ハイレベルベリファイ動作は、バーチャルグランドアレイ固有の読み出し時のセル電流の流出効果(以下、隣接セル効果と言う)によるプログラムベリファイの誤判定を補償するプログラムベリファイ動作である。   In this embodiment, a high-level verify operation is added to the operations of the nonvolatile memory device in addition to the program verify, erase verify, and read operations. The high-level verify operation is a program verify operation that compensates for an erroneous determination of program verify due to a cell current outflow effect (hereinafter referred to as an adjacent cell effect) at the time of reading inherent to the virtual ground array.

以下に、隣接セル効果に関して説明する。   Hereinafter, the neighbor cell effect will be described.

図15は、ブランク状態のメモリセルアレイを示す構成図であり、図16は物理チェッカー書き込み後のメモリセルアレイを示す構成図である。   FIG. 15 is a configuration diagram showing a memory cell array in a blank state, and FIG. 16 is a configuration diagram showing the memory cell array after physical checker writing.

図15において、選択メモリセル904のゲートバイアスは隣接メモリセル908をバイアスし、メモリセル電流905(電流値Icell)の一部はブランク状態若しくは消去状態の隣接メモリセル908へのリーク電流907(電流値Ine)分だけリークする。このため、センスアンプで検知する電流であるセンスアンプ入力電流906(電流値Isa)が減少する。すなわち、センスアンプ入力電流906の電流値Isaは、「Isa=Icell−Ine」となる。   In FIG. 15, the gate bias of the selected memory cell 904 biases the adjacent memory cell 908, and part of the memory cell current 905 (current value Icell) is a leakage current 907 (current) to the adjacent memory cell 908 in the blank state or erased state. It leaks by the value Ine). For this reason, the sense amplifier input current 906 (current value Isa), which is a current detected by the sense amplifier, decreases. That is, the current value Isa of the sense amplifier input current 906 is “Isa = Icell−Ine”.

一方、図16に示すように、隣接メモリセル908がプログラム状態になるようにメモリアレイを物理チェッカー状態にプログラムすると、リーク電流907(電流値Ine)は大幅に減少し、センスアンプ入力電流Isaは「Isa=Icell」のように増加する。   On the other hand, as shown in FIG. 16, when the memory array is programmed to the physical checker state so that the adjacent memory cell 908 is in the programmed state, the leakage current 907 (current value Ine) is greatly reduced, and the sense amplifier input current Isa is It increases like “Isa = Icell”.

以上のように、セル電流が隣接セルのプログラム状態によって、センスアンプが検知する電流が変化することが隣接セル効果である。この隣接セル効果は、隣接セルが消去状態であるセルのプログラムを行う際に、隣接セルへのリーク電流によってセル電流が小さく見えるため、プログラムパルスの印加回数が不十分なままプログラムが終了し、プログラムのエレクトロン注入を少なめにする。隣接セルがプログラムされるとメモリセルの電流が増加するためにしきい値が下がったように見え、読み出し時のプログラムマージンロスや低ドーズの電子注入によるリテンション特性の悪化が予測される。   As described above, the neighbor cell effect is that the current detected by the sense amplifier changes depending on the program state of the neighbor cell. This adjacent cell effect is because when the cell in which the adjacent cell is in the erased state is programmed, the cell current appears to be small due to the leakage current to the adjacent cell, so that the program ends with an insufficient number of program pulses applied, Fewer program injections. When an adjacent cell is programmed, the memory cell current increases, so that the threshold value appears to decrease, and it is predicted that the retention characteristic is deteriorated due to a program margin loss during reading or electron injection at a low dose.

図14において、PVHリファレンスセル700は、隣接セルが消去状態のメモリセルをプログラムベリファイするときに用いるリファレンスセルである。このときのプログラムベリファイをハイレベルベリファイと呼んでいる。   In FIG. 14, a PVH reference cell 700 is a reference cell used when program verifying a memory cell in which an adjacent cell is in an erased state. The program verify at this time is called high-level verify.

ハイレベルベリファイを実現するには、ベリファイ時に「VCCR=VCR」のゲート電圧値にゲート電位を上昇させることや、リファレンスセルのゲート電位VCRをVCCRから独立制御として電位を下げること等が考えられるが、本実施形態ではプログラムベリファイと同様にPVを設定し、リファレンスセル電流を「IPV>IPVH」となるようにPVHリファレンスセルをプログラムする。プログラムベリファイと選択するリファレンスセルが異なる以外は、同一の条件でハイレベルベリファイを実現することができる。   To realize high-level verification, it is possible to increase the gate potential to the gate voltage value of “VCCR = VCR” during verification, or to lower the potential by independently controlling the gate potential VCR of the reference cell from VCCR. In this embodiment, PV is set similarly to the program verify, and the PVH reference cell is programmed so that the reference cell current becomes “IPV> IPVH”. High-level verification can be realized under the same conditions except that program verification differs from the selected reference cell.

上記のように、本実施形態によれば、プログラムベリファイと同一のメモリセル及びリファレンスセルのバイアス条件下で、ハイレベルベリファイを実現することができて、内蔵電源の出力電圧を低く抑えることができ、不揮発性メモリ装置の低消費電力化及び、低面積化が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, high level verification can be realized under the same memory cell and reference cell bias conditions as program verification, and the output voltage of the built-in power supply can be kept low. Thus, the power consumption and area of the nonvolatile memory device can be reduced.

また、バーチャルグランドアレイにおいて、プログラム対象メモリセルに隣接するメモリが消去状態であるとき、プログラムベリファイ時に選択的にハイレベルベリファイ用メモリセルを適用することにより、隣接セルへリークするセル電流を補ってプログラムする、すなわち隣接セルの有無にかかわらず同じプログラム状態を実現することが可能となる。   Further, in the virtual ground array, when the memory adjacent to the memory cell to be programmed is in the erased state, the cell current leaking to the adjacent cell is compensated by selectively applying the high-level verification memory cell during program verification. It is possible to realize the same program state regardless of whether or not there is a neighboring cell.

(第8の実施形態)
図17は、本発明の第8の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローを示すフロー図である。本実施形態のリファレンスセルのプログラム方法は、上記第7の実施形態のPVHリファレンスセル及びPVリファレンスセルのプログラムを行うプログラム方法である。
(Eighth embodiment)
FIG. 17 is a flowchart showing a processing flow of the reference cell programming method according to the eighth embodiment of the present invention. The reference cell programming method of this embodiment is a programming method of programming the PVH reference cell and the PV reference cell of the seventh embodiment.

同図において、リファレンスセルのプログラム方法はPVHリファレンスセルプログラムステップS800、物理チェッカープログラムステップS801、PVリファレンスセルプログラムステップS802の順に実行されるシーケンスでによって構成される。   In the figure, the reference cell programming method is constituted by a sequence executed in the order of PVH reference cell program step S800, physical checker program step S801, and PV reference cell program step S802.

PVHリファレンスセルプログラムステップS800では、ブランク状態のメモリセルアレイのセル電流を基準に、つまり、隣接セルの効果を受けたメモリセルのセル電流を基準に(隣接効果によりロスしたセル電流を基準に)してリファレンスセルの電流をIPVHにプログラムする。   In PVH reference cell program step S800, the cell current of the blank memory cell array is used as a reference, that is, based on the cell current of the memory cell affected by the adjacent cell (based on the cell current lost due to the adjacent effect). Program the reference cell current to IPVH.

また、物理チェッカープログラムステップS801では、前記PVHリファレンスセルプログラムステップS800でプログラムされたリファレンスセルを用いて,ワード線方向にプログラム状態のメモリセルとブランク状態のメモリセルとが交互に繰り返すようにプログラムされた物理チェッカー状態にプログラムする。この物理チェッカーのプログラム状態は図16の状態である。   In the physical checker program step S801, the reference cells programmed in the PVH reference cell program step S800 are programmed to alternately repeat the programmed memory cells and the blank memory cells in the word line direction. Program to a physical checker state. The program state of this physical checker is the state of FIG.

そして、PVリファレンスセルプログラムステップS802では、物理チェッカーにプログラムされたメモリセルアレイのうち、ブランク状態のメモリセル電流を基準に、つまり隣接効果の影響が排除されたメモリセルのセル電流を基準にしてリファレンスセルの電流をIPVにプログラムする。   Then, in the PV reference cell programming step S802, of the memory cell array programmed in the physical checker, the reference is based on the memory cell current in the blank state, that is, on the basis of the cell current of the memory cell from which the influence of the adjacent effect is eliminated. Program the cell current to IPV.

ここで、「IPVH<IPV」であるので、PVHリファレンスセルでプログラムするとメモリセルのしきい値を高めに設定しようとする。この効果は隣接セル効果によるしきい値の低下をキャンセルするように働く。   Here, since “IPVH <IPV”, if the PVH reference cell is programmed, the threshold value of the memory cell is set higher. This effect works to cancel the threshold drop due to the neighbor cell effect.

図18は、本実施形態のリファレンスセルのプログラム方法におけるPVHリファレンスセルプログラムステップS800内の処理フローを示すフロー図である。   FIG. 18 is a flowchart showing a processing flow in the PVH reference cell program step S800 in the reference cell programming method of the present embodiment.

同図において、PVHリファレンスセル選択ステップS803が追加されている点を除いて、第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法と同様に処理が行われる。   In the figure, the process is performed in the same manner as the reference cell programming method of the first embodiment except that a PVH reference cell selection step S803 is added.

図19は、本実施形態のリファレンスセルのプログラム方法におけるメモリセル物理チェッカープログラムステップS801内の処理フローを示すフロー図である。   FIG. 19 is a flowchart showing a processing flow in the memory cell physical checker program step S801 in the reference cell programming method of this embodiment.

同図において、リファレンスセルプログラムパルス印加ステップの代わりにメモリセルプログラムパルス印加ステップS816が設けられ、このステップS816内のアルゴリズムが、リファレンスの代わりにメモリセルにプログラムパルスが印加される点、アドレスの範囲が物理チェッカーに対応した範囲に限定されている点、セル電流判定ステップS818におけるゲート電圧条件が「VCCR=VCR」に変更されている点を除いて、第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法と同様に処理が行われる。   In the figure, a memory cell program pulse application step S816 is provided in place of the reference cell program pulse application step, and the algorithm in this step S816 is based on the point that the program pulse is applied to the memory cell instead of the reference, and the address range. Is limited to the range corresponding to the physical checker, and the gate voltage condition in the cell current determination step S818 is changed to “VCCR = VCR”, the reference cell programming method of the first embodiment The process is performed in the same manner as.

図20は、本実施形態のリファレンスセルのプログラム方法におけるPVリファレンスセルプログラムステップS802内の処理フローを示すフロー図である。   FIG. 20 is a flowchart showing a processing flow in the PV reference cell program step S802 in the reference cell programming method of the present embodiment.

同図において、PVリファレンスセル選択ステップS821が追加されている点、パルス・ベリファイループS815にブランク状態のセルのアドレスにアドレス操作範囲が限定されている点を除いて、第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法と同様に処理が行われる。   In the figure, the reference of the first embodiment, except that the PV reference cell selection step S821 is added and the address operation range is limited to the address of the cell in the blank state in the pulse verify loop S815. Processing is performed in the same manner as the cell programming method.

上述したように、本実施形態によれば、バーチャルグランドアレイにおいて、PVHリファレンスセルは、隣接セルが消去状態のメモリセル電流を基準にプログラムされる。また、PVリファレンスセルは、隣接セルがプログラム状態のメモリセル電流を基準にプログラムされる。つまり、不揮発性メモリ装置毎に隣接セルのリーク電流を自己整合的に保証することが可能になる。このように、プログラムベリファイ時に隣接セルがプログラム状態のときにはPVリファレンスを選択し、隣接セルがプログラム状態のときにはPVHリファレンスセルを選択するのみであり、非常に容易に隣接セルの影響をキャンセルすることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, in the virtual ground array, the PVH reference cell is programmed based on the memory cell current when the adjacent cell is in the erased state. The PV reference cell is programmed based on the memory cell current when the adjacent cell is in the programmed state. That is, it becomes possible to guarantee the leak current of adjacent cells in a self-aligned manner for each nonvolatile memory device. Thus, at the time of program verification, the PV reference is selected only when the adjacent cell is in the programmed state, and the PVH reference cell is only selected when the adjacent cell is in the programmed state, and the influence of the adjacent cell can be canceled very easily. It becomes possible.

以上説明したように、本発明は、リファレンスセル電流値を不揮発性メモリ装置毎に所望の一定値に調整すると共に、不揮発性メモリ装置間で共通な読み出しウィンドウマージンを設定することができるので、特に、リファレンスセルのプログラム方法及びこれを用いた不揮発性メモリ装置等として有用である。   As described above, the present invention can adjust the reference cell current value to a desired constant value for each nonvolatile memory device and can set a common readout window margin between the nonvolatile memory devices. This is useful as a reference cell programming method and a non-volatile memory device using the same.

不揮発性メモリ装置におけるリファレンスセルを用いたメモリセルのソースサイド読み出し方式の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the memory cell source side read system using the reference cell in the nonvolatile memory device. 図1のソースサイド読み出し方式における動作波形の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of operation waveforms in the source side readout method of FIG. 1. 同図(A)及び同図(B)は、リファレンスセル電流値のばらつきと差動センスアンプの必要可動動作点幅との関係を示した図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the relationship between the variation in the reference cell current value and the required movable operating point width of the differential sense amplifier. 本発明の第1の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow of the programming method of the reference cell of the 1st Embodiment of this invention. メモリセルアレイにおけるセル電流分布とメモリセルゲート電圧VCCRとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the cell current distribution in a memory cell array, and the memory cell gate voltage VCCR. リファレンスセルのプログラム動作中のリファレンスセル電流とメモリセル電流との関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a reference cell current and a memory cell current during a reference cell program operation. センスアンプのオフセット電圧VOFSの定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of offset voltage VOFS of a sense amplifier. センスアンプのオフセット電圧VOFSのセル電流換算を説明する図である。It is a figure explaining cell current conversion of offset voltage VOFS of a sense amplifier. 本発明の第2の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow of the programming method of the reference cell of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow of the programming method of the reference cell of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow of the programming method of the reference cell of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の不揮発性メモリ装置の要部構成の構成図である。It is a block diagram of the principal part structure of the non-volatile memory device of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態の不揮発性メモリ装置の要部構成の構成図である。It is a block diagram of the principal part structure of the non-volatile memory device of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態の不揮発性メモリ装置の要部構成の構成図である。It is a block diagram of the principal part structure of the non-volatile memory device of the 7th Embodiment of this invention. ブランク状態のメモリセルアレイの構成図である。It is a block diagram of a memory cell array in a blank state. 物理チェッカー書き込み後のメモリセルアレイの構成図である。It is a block diagram of the memory cell array after physical checker writing. 本発明の第8の実施形態のリファレンスセルのプログラム方法の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow of the programming method of the reference cell of the 8th Embodiment of this invention. 同リファレンスセルのプログラム方法におけるPVHリファレンスセルプログラムステップS800内の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow in PVH reference cell program step S800 in the programming method of the reference cell. 同リファレンスセルのプログラム方法におけるメモリセル物理チェッカープログラムステップS801内の処理フローのフロー図である。It is a flowchart of the processing flow in memory cell physical checker program step S801 in the programming method of the reference cell. 同リファレンスセルのプログラム方法におけるPVリファレンスセルプログラムステップS802内の処理フローのフロー図であるFIG. 7 is a flowchart of a processing flow in a PV reference cell program step S802 in the reference cell programming method.

符号の説明Explanation of symbols

S100、S200 メモリセルゲート電圧VCCR設定ステップ
S101、S201 リファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップ
S102 パルス・ベリファイループ
S103 リファレンスセルプログラムパルス印加ステップ
S104 リファレンスセル電流ベリファイステップ
S105 メモリセル初期アドレス設定ステップ
S106 リファレンスセル電流判定ステップ
S107 メモリセルアドレス設定ステップ
S108 アドレスレンジ判定ステップ
150、151、152 メモリセル電流分布
153、155 リファレンスセル電流
S202 リファレンスセル電流テストステップ
S203 プログラムパス
S204 プログラムフェイル
S205 VCCRデクリメントステップ
S300 リファレンスセルゲート電圧初期化ステップ
S301 リファレンスセル電流測定ステップ
S302 リファレンスセル電流判定ステップ
303 VCR設定値LOCK
S304 VCCR初期化ステップ
S305 FBC・ADD初期化ステップ
S306 センスアンプ読み出しステップ
S307 読み出し結果判定ステップ
S308 FBCカウントアップステップ
S309 ADD判定ステップ
S310 FBC判定ステップ
311 VCCR初期設定値INIT
S312 メモリセルゲート電圧探索ステップ
S313 プログラムフェイル
S314 VCCR判定ステップ
S315 VCCRデクリメントステップ
S316 ADDインクリメントステップ
S317 プログラムフェイル
S318 VCR判定ステップ
S319 VCRインクリメントステップ
S320 リファレンスセルゲート電圧探索ステップ
S400 高VTメモリセル探索ステップ
S401 VCR初期化ステップ
S402 FBC/ADD/VCCR初期化ステップ
S403 センスアンプ読み出しステップ
S404 読み出し結果判定ステップ
S405 FBCカウントアップステップ
S406 ADD保存ステップ
S407 ADD判定ステップ
S408 FBC判定ステップ
409 ABUF・FBCデータ
S410 メモリセルゲート電圧探索ステップ
S411 VCCR初期化ステップ
S412 FBC_T初期化ステップ
S413 アドレス生成ステップ
S414 セル電流測定ステップ
S415 セル電流判定ステップ
S416 VCCR初期値INIT
S417 プログラムフェイル
S418 VCCR判定ステップ
S419 VCCRデクリメントステップ
S420 FBC_T判定ステップ
S421 FBC_Tインクリメントステップ
S422 プログラムフェイル
S423 VCCR判定ステップ
S424 VCCRデクリメントステップ
S425 ADDインクリメントステップ
500 ビット線電圧源
501 ビット線選択ゲート
502 非選択ビット線
503 メモリセルアレイ(VGA)
504 非選択メモリセルゲート線
505 メモリセルゲート線
506 選択メモリセル
507 ディスチャージ線
508 差動センスアンプ
509 センスアンプ出力
510 リファレンスセル
511 RDリファレンスセル
512 EVリファレンスセル
513 リファレンスセルアレイ
514 リファレンスセルゲート線
515 選択ビット線(メモリセルソース)
516 選択ビット線(メモリセルドレイン)
600 PV・RD・EVリファレンスセル
700 PVHリファレンスセル
701 PVリファレンスセル
702 リファレンスセルアレイ
S800 PVHリファレンスセルプログラムステップ
S801 メモリセル物理チェッカープログラムステップ
S802 PVリファレンスセルプログラムステップ
S803 PVHリファレンスセル選択ステップ
S804 メモリセルゲート電圧VCCR設定ステップ
S805 リファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップ
S806 パルス・ベリファイループ
S807 リファレンスセルプログラムパルス印加ステップ
S808 リファレンスセル電流ベリファイステップ
S809 メモリセル初期アドレス設定ステップ
S810 リファレンスセル電流判定ステップ
S811 メモリセルアドレス設定ステップ
S812 アドレスレンジ判定ステップ
S813 リファレンスセル・メモリセルゲート電圧設定ステップ
S814 メモリセル物理チェッカー初期アドレス設定ステップ
S815 パルス・ベリファイループ
S816 リファレンスセルプログラムパルス印加ステップ
S817 リファレンスセル電流ベリファイステップ
S818 セル電流判定ステップ
S819 メモリセル物理チェッカーアドレス設定ステップ
S820 アドレスレンジ判定ステップ
S821 PVリファレンスセル選択ステップ
S822 メモリセルゲート電圧VCCR設定ステップ
S823 リファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップ
S824 パルス・ベリファイループ
S825 リファレンスセルプログラムパルス印加ステップステップ
S826 リファレンスセル電流ベリファイステップ
S827 メモリセル初期アドレス設定ステップ
S828 リファレンスセル電流判定ステップ
900 選択ビット線(メモリセルドレイン)
901 非選択ビット線
902 非選択ワード線(メモリセルゲート)
903 選択ワード線
904 選択メモリセル
905 メモリセル電流
906 センスアンプ入力電流
907 隣接メモリセルリーク電流
908、909 隣接メモリセル
910 選択ビット線(メモリセルソース)
1000 ビット線選択ゲート
1001 メモリセルゲート線
1002 ディスチャージ線
1003 メモリセルビット線側寄生容量
1004 差動センスアンプ
1005 出力ラッチ
1006 センスアンプ出力
1007 ラッチ信号線
1008 リファレンスセルビット線側寄生容量
1009 リファレンスセルゲート線
1010 ビット線電圧源
S100, S200 Memory cell gate voltage VCCR setting step
S101, S201 Reference cell gate voltage VCR setting step
S102 Pulse verify loop
S103 Reference cell program pulse application step
S104 Reference cell current verify step
S105 Memory cell initial address setting step
S106 Reference cell current judgment step
S107 Memory cell address setting step
S108 Address range judgment step
150, 151, 152 Memory cell current distribution
153, 155 Reference cell current
S202 Reference cell current test step
S203 program path
S204 Program Fail
S205 VCCR decrement step
S300 Reference cell gate voltage initialization step
S301 Reference cell current measurement step
S302 Reference cell current judgment step
303 VCR setting value LOCK
S304 VCCR initialization step
S305 FBC / ADD initialization step
S306 Sense amplifier read step
S307 Read result judgment step
S308 FBC count-up step
S309 ADD judgment step
S310 FBC judgment step
311 VCCR initial setting value INIT
S312 Memory cell gate voltage search step
S313 Program Fail
S314 VCCR judgment step
S315 VCCR decrement step
S316 ADD increment step
S317 Program Fail
S318 VCR judgment step
S319 VCR increment step
S320 Reference cell gate voltage search step
S400 High VT memory cell search step
S401 VCR initialization step
S402 FBC / ADD / VCCR initialization step
S403 Sense amplifier read step
S404 Read result judgment step
S405 FBC count-up step
S406 ADD save step
S407 ADD judgment step
S408 FBC judgment step
409 ABUF / FBC data
S410 Memory cell gate voltage search step
S411 VCCR initialization step
S412 FBC_T initialization step
S413 Address generation step
S414 Cell current measurement step
S415 Cell current judgment step
S416 VCCR initial value INIT
S417 Program Fail
S418 VCCR judgment step
S419 VCCR decrement step
S420 FBC_T judgment step
S421 FBC_T increment step
S422 program fail
S423 VCCR judgment step
S424 VCCR decrement step
S425 ADD increment step
500 bit line voltage source
501 Bit line selection gate
502 Unselected bit line
503 Memory cell array (VGA)
504 Unselected memory cell gate line
505 Memory cell gate line
506 Selected memory cell
507 discharge line
508 differential sense amplifier
509 Sense amplifier output
510 Reference cell
511 RD reference cell
512 EV reference cell
513 Reference cell array
514 Reference cell gate line
515 Selected bit line (memory cell source)
516 Selected bit line (memory cell drain)
600 PV / RD / EV reference cell
700 PVH reference cell
701 PV reference cell
702 Reference cell array
S800 PVH reference cell program step
S801 Memory cell physical checker program step
S802 PV reference cell program step
S803 PVH reference cell selection step
S804 Memory cell gate voltage VCCR setting step
S805 Reference cell gate voltage VCR setting step
S806 Pulse verify loop
S807 Reference cell program pulse application step
S808 Reference cell current verification step
S809 Memory cell initial address setting step
S810 Reference cell current judgment step
S811 Memory cell address setting step
S812 Address range judgment step
S813 Reference cell / memory cell gate voltage setting step
S814 Memory cell physical checker initial address setting step
S815 Pulse verify loop
S816 Reference cell program pulse application step
S817 Reference cell current verification step
S818 Cell current judgment step
S819 Memory cell physical checker address setting step
S820 Address range judgment step
S821 PV reference cell selection step
S822 Memory cell gate voltage VCCR setting step
S823 Reference cell gate voltage VCR setting step
S824 Pulse verify loop
S825 Reference cell program pulse application step step
S826 Reference cell current verify step
S827 Memory cell initial address setting step
S828 Reference cell current judgment step
900 Selected bit line (memory cell drain)
901 Unselected bit line
902 Unselected word line (memory cell gate)
903 Selected word line
904 Selected memory cell
905 Memory cell current
906 Sense amplifier input current
907 Adjacent memory cell leakage current
908, 909 Adjacent memory cell
910 Selected bit line (memory cell source)
1000 bit line select gate
1001 Memory cell gate line
1002 discharge line
1003 Memory cell bit line side parasitic capacitance
1004 differential sense amplifier
1005 Output latch
1006 Sense amplifier output
1007 Latch signal line
1008 Parasitic capacitance on the reference cell bit line side
1009 Reference cell gate line
1010 Bit line voltage source

Claims (14)

ブランク状態の複数個のメモリセルとリファレンスセルとを備えた不揮発性メモリ装置におけるリファレンスセルのプログラム方法であって、
不揮発性メモリ装置毎に決定される所定のVCCR初期値を、前記複数個のメモリセルのゲート電圧に与えるように設定するメモリセルゲート電圧VCCR設定ステップと、
他の不揮発性メモリ装置との間で共通に決定される所定の電圧マージンと前記所定のVCCR初期値との加算値を、前記リファレンスセルのゲート電圧に与えるように設定するリファレンスセルゲート電圧VCR設定ステップと、
前記リファレンスセルにプログラムパルスを印加するリファレンスセルプログラムパルス印加ステップと、
前記リファレンスセルのリファレンスセル電流をベリファイするリファレンスセル電流ベリファイステップとを備え、
前記リファレンスセルプログラムパルス印加ステップとリファレンスセル電流ベリファイステップとはパルス・ベリファイループを構成し、
前記リファレンスセル電流ベリファイステップにおいて、
前記所定のVCCR初期値のゲート電圧が印加された複数個のメモリセルの各々のメモリセル電流値と、前記加算値のゲート電圧が印加されたリファレンスセルのリファレンスセル電流値とを比較し、
前記各々のメモリセル電流値と前記リファレンスセル電流値との差分値が所定の許容値以内であるとき、前記パルス・ベリファイループから分岐して、前記リファレンスセルのプログラムを完了する
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
A method of programming a reference cell in a nonvolatile memory device comprising a plurality of blank memory cells and a reference cell,
A memory cell gate voltage VCCR setting step for setting a predetermined VCCR initial value determined for each nonvolatile memory device to be given to a gate voltage of the plurality of memory cells;
Reference cell gate voltage VCR setting for setting an added value of a predetermined voltage margin determined in common with other nonvolatile memory devices and the predetermined VCCR initial value to the gate voltage of the reference cell Steps,
A reference cell program pulse applying step for applying a program pulse to the reference cell;
A reference cell current verify step for verifying a reference cell current of the reference cell,
The reference cell program pulse applying step and the reference cell current verify step constitute a pulse verify loop,
In the reference cell current verify step,
The memory cell current value of each of the plurality of memory cells to which the gate voltage of the predetermined VCCR initial value is applied is compared with the reference cell current value of the reference cell to which the gate voltage of the added value is applied,
When the difference value between each of the memory cell current values and the reference cell current value is within a predetermined allowable value, the program branches from the pulse verify loop to complete the programming of the reference cell. Reference cell programming method.
前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、
前記所定のVCCR初期値は、不揮発性メモリ装置の外部におけるメモリセル電流値に相関する値である
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
In the reference cell programming method according to claim 1,
The reference VCCR programming method, wherein the predetermined VCCR initial value is a value correlated with a memory cell current value outside the nonvolatile memory device.
前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、
前記所定のVCCR初期値は、不揮発性メモリ装置の内部におけるメモリセル電流値に相関する値である
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
In the reference cell programming method according to claim 1,
The predetermined VCCR initial value is a value correlated with a memory cell current value inside the nonvolatile memory device.
前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、
さらに、リファレンスセル電流テストステップを備え、
前記リファレンスセル電流テストステップにおいて、
前記パルス・ベリファイループにおいてプログラムされたリファレンスセルに前記加算値のゲート電圧を印加し、
その後、前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値と前記リファレンスセルのセル電流ターゲット値とを比較し、
前記リファレンスセル電流値と前記セル電流ターゲット値との差分値が所定の許容値以内であるとき、リファレンスセルのプログラムを完了し、
前記差分値が前記所定の許容値よりも大きいとき、前記所定のVCCR初期値を所定の増分値だけ減分して、前記パルス・ベリファイループに分岐する
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
In the reference cell programming method according to claim 1,
In addition, it has a reference cell current test step,
In the reference cell current test step,
Applying the gate voltage of the added value to a reference cell programmed in the pulse verify loop;
Then, the reference cell current value of the reference cell and the cell current target value of the reference cell are compared,
When the difference value between the reference cell current value and the cell current target value is within a predetermined allowable value, the programming of the reference cell is completed,
When the difference value is larger than the predetermined allowable value, the predetermined VCCR initial value is decremented by a predetermined increment value and branched to the pulse verify loop.
前記請求項4記載のリファレンスセルのプログラム方法において、
前記差分値が前記所定の許容値よりも大きく、且つ前記リファレンスセル電流値が前記セルターゲット値よりも小さいとき、リファレンスセルのプログラムをフェイルとして完了する
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
In the reference cell programming method according to claim 4,
When the difference value is larger than the predetermined allowable value and the reference cell current value is smaller than the cell target value, the programming of the reference cell is completed as a failure.
前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、
さらに、リファレンスセルゲート電圧探索ステップと、メモリセルゲート電圧探索ステップとを備え、
前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップにおいて、
前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値と前記リファレンスセルのセル電流ターゲット値との差分値が所定の許容値以下となるリファレンスセルゲート電圧値を求め、
前記メモリセルゲート電圧探索ステップにおいて、
前記リファレンスセルゲート電圧探索ステップで求めたリファレンスセルゲート電圧値を前記リファレンスセルに与えた状態で、前記複数個のメモリセルに印加されるゲート電圧値を変化させて、それらのメモリセルのメモリセル電流値と前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値との比較を行い、前記メモリセル電流値が前記リファレンスセル電流値よりも小さいと判定されるメモリセル数が所定の範囲内となるメモリセルのゲート電圧値を求め、
前記メモリセルゲート電圧探索ステップで求めたゲート電圧値を前記所定のVCCR初期値として設定する
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
In the reference cell programming method according to claim 1,
Furthermore, a reference cell gate voltage search step, and a memory cell gate voltage search step,
In the reference cell gate voltage search step,
Obtaining a reference cell gate voltage value at which a difference value between a reference cell current value of the reference cell and a cell current target value of the reference cell is a predetermined allowable value or less;
In the memory cell gate voltage search step,
In a state where the reference cell gate voltage value obtained in the reference cell gate voltage search step is applied to the reference cell, the gate voltage value applied to the plurality of memory cells is changed to change the memory cell of those memory cells. Comparing the current value with the reference cell current value of the reference cell, the gate voltage of the memory cell in which the number of memory cells determined that the memory cell current value is smaller than the reference cell current value is within a predetermined range Find the value
A reference cell programming method, wherein the gate voltage value obtained in the memory cell gate voltage search step is set as the predetermined VCCR initial value.
前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法において、
さらに、高VTメモリセル探索ステップと、メモリセルゲート電圧探索ステップとを備え、
前記高VTメモリセル探索ステップにおいて、
前記リファレンスセルに対して、そのリファレンスセル電流値が所定の動作範囲内となるように設定されたリファレンスセルゲート電圧値を与えた状態で、前記複数個のメモリセルのゲート電圧値を変化させて、前記複数個のメモリセルの各々のメモリセル電流値と前記リファレンスセルのリファレンスセル電流値との比較を行い、前記メモリセル電流値がリファレンスセル電流値よりも小さいと判定されるメモリセル数が所定の範囲内であるときに、前記メモリセル数に属するメモリセルアドレスを記憶し、
前記メモリセルゲート電圧探索ステップにおいて、
前記メモリセル数に属するメモリセルアドレスの全てのメモリセルに関して、各々のメモリセルのメモリセル電流値とメモリセル電流ターゲット値との差分値が所定の許容値以下となるメモリセルのゲート電圧値を求め、
前記メモリセルゲート電圧探索ステップで求めたゲート電圧値を前記所定のVCCR初期値として設定する
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
In the reference cell programming method according to claim 1,
Furthermore, a high VT memory cell search step and a memory cell gate voltage search step are provided,
In the high VT memory cell search step,
With the reference cell gate voltage value set so that the reference cell current value is within a predetermined operating range for the reference cell, the gate voltage values of the plurality of memory cells are changed. The memory cell current value of each of the plurality of memory cells is compared with the reference cell current value of the reference cell, and the number of memory cells determined that the memory cell current value is smaller than the reference cell current value is Storing a memory cell address belonging to the number of memory cells when within a predetermined range;
In the memory cell gate voltage search step,
With respect to all memory cells having memory cell addresses belonging to the number of memory cells, a gate voltage value of a memory cell in which a difference value between a memory cell current value of each memory cell and a memory cell current target value is equal to or less than a predetermined allowable value Seeking
A reference cell programming method, wherein the gate voltage value obtained in the memory cell gate voltage search step is set as the predetermined VCCR initial value.
複数個のメモリセルと、
少なくとも1つのリファレンスセルアレイと、
差動センスアンプとを備え、
前記少なくとも1つのリファレンスセルアレイは、
消去ベリファイ時に選択される消去ベリファイ用のEVリファレンスセルと、読み出し時に選択される読み出し動作用のRDリファレンスセルと、プログラムベリファイ時に選択されるプログラムベリファイ用のPVリファレンスセルとを有し、
前記EVリファレンスセルは、消去ベリファイの動作時に、消去ゲート電圧値でバイアスされて消去リファレンスセル電流を流し、
前記RDリファレンスセルは、読み出し動作時に、読み出しゲート電圧値でバイアスされて読み出しリファレンスセル電流を流し、
前記PVリファレンスセルは、プログラム動作時に、プログラムゲート電圧値でバイアスされてプログラムリファレンスセル電流を流し、
前記消去リファレンスセル電流の電流値、前記読み出しリファレンスセル電流の電流値、及び前記プログラムリファレンスセル電流の電流値は、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定され、
前記プログラムゲート電圧値、前記読み出しゲート電圧値、前記消去ゲート電圧値の順に、各々のゲート電圧値は高く、
前記消去ゲート電圧値は、不揮発性メモリ装置毎に決定される値であり、
前記読み出しゲート電圧値と前記消去ゲート電圧値との差分値、及び前記プログラムゲート電圧値と前記読み出しゲート電圧値と差分値は、各々、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定される
ことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
A plurality of memory cells;
At least one reference cell array;
With a differential sense amplifier,
The at least one reference cell array includes:
An EV reference cell for erase verification selected at the time of erase verification, an RD reference cell for read operation selected at the time of read, and a PV reference cell for program verification selected at the time of program verification,
The EV reference cell is biased with an erase gate voltage value during an erase verify operation, and allows an erase reference cell current to flow.
The RD reference cell is biased by a read gate voltage value during a read operation and allows a read reference cell current to flow.
The PV reference cell is biased with a program gate voltage value during a program operation, and flows a program reference cell current.
The current value of the erase reference cell current, the current value of the read reference cell current, and the current value of the program reference cell current are set to a predetermined value common to other nonvolatile memory devices,
In order of the program gate voltage value, the read gate voltage value, and the erase gate voltage value, each gate voltage value is high,
The erase gate voltage value is a value determined for each nonvolatile memory device,
The difference value between the read gate voltage value and the erase gate voltage value, and the program gate voltage value, the read gate voltage value, and the difference value are respectively predetermined values that are common to other nonvolatile memory devices. A non-volatile memory device, wherein
前記請求項8記載の不揮発性メモリ装置において、
前記他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて設定される
ことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
9. The nonvolatile memory device according to claim 8, wherein
The non-volatile memory device according to claim 1, wherein the predetermined value common to the other non-volatile memory device is set using the reference cell programming method according to claim 1.
複数個のメモリセルと、
リファレンスセルと、
差動センスアンプとを備え、
前記リファレンスセルは、消去ベリファイ時、読み出し動作時及びプログラムベリファイ時の各々の動作時で共通に用いられ、
消去ベリファイの動作時には、前記リファレンスセルは読み出しゲート電圧値でバイアスされて所定のリファレンスセル電流を流すと共に、メモリセルは消去ゲート電圧値でバイアスされ、
読み出し動作時には、前記リファレンスセルは前記読み出しゲート電圧値でバイアスされて前記所定のリファレンスセル電流を流すと共に、メモリセルは前記読み出しゲート電圧値でバイアスされ、
プログラム動作時には、前記リファレンスセルは前記読み出しゲート電圧値でバイアスされて前記所定のリファレンスセル電流を流すと共に、メモリセルはプログラムゲート電圧値でバイアスされ、
前記所定のリファレンスセル電流の電流値は、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定され、
前記プログラムゲート電圧値、前記読み出しゲート電圧値、前記消去ゲート電圧値の順に、各々のゲート電圧値は高く、
前記消去ゲート電圧値は、不揮発性メモリ装置毎に決定される値であり、
前記読み出しゲート電圧値と前記消去ゲート電圧値との差分値、及び前記プログラムゲート電圧値と前記読み出しゲート電圧値との差分値は、各々、他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値に設定される
ことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
A plurality of memory cells;
A reference cell;
With a differential sense amplifier,
The reference cell is used in common during erase verify, read operation, and program verify,
During the erase verify operation, the reference cell is biased with a read gate voltage value to pass a predetermined reference cell current, and the memory cell is biased with an erase gate voltage value.
During a read operation, the reference cell is biased with the read gate voltage value to pass the predetermined reference cell current, and the memory cell is biased with the read gate voltage value,
During the program operation, the reference cell is biased with the read gate voltage value to flow the predetermined reference cell current, and the memory cell is biased with the program gate voltage value.
The current value of the predetermined reference cell current is set to a predetermined value common to other nonvolatile memory devices,
In order of the program gate voltage value, the read gate voltage value, and the erase gate voltage value, each gate voltage value is high,
The erase gate voltage value is a value determined for each nonvolatile memory device,
The difference value between the read gate voltage value and the erase gate voltage value and the difference value between the program gate voltage value and the read gate voltage value are respectively predetermined predetermined values common to other nonvolatile memory devices. A non-volatile memory device characterized by being set to a value.
前記請求項10記載の不揮発性メモリ装置において、
前記他の不揮発性メモリ装置との間で共通な所定の値は、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて設定される
ことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
The nonvolatile memory device according to claim 10, wherein
The non-volatile memory device according to claim 1, wherein the predetermined value common to the other non-volatile memory device is set using the reference cell programming method according to claim 1.
前記請求項8記載の不揮発性メモリ装置において、
前記少なくとも1つのリファレンスセルアレイは、
さらに、ハイレベルプログラムベリファイ時に選択されるハイレベルプログラム動作用のPVHリファレンスセルを有し、
前記PVHリファレンスセルは、ハイレベルプログラムベリファイの動作時に、前記プログラムゲート電圧値でバイアスされてハイレベルプログラムリファレンスセル電流を流し、
前記ハイレベルプログラムリファレンスセル電流の電流値は、前記プログラムリファレンスセル電流の電流値よりも小さな値に設定される
ことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
9. The nonvolatile memory device according to claim 8, wherein
The at least one reference cell array includes:
Furthermore, it has a PVH reference cell for high-level program operation that is selected during high-level program verification,
The PVH reference cell is biased with the program gate voltage value during a high level program verify operation, and causes a high level program reference cell current to flow.
The non-volatile memory device, wherein a current value of the high-level program reference cell current is set to a value smaller than a current value of the program reference cell current.
前記請求項12記載の不揮発性メモリ装置において、
前記複数個のメモリセルは、各々のドレインビット線を共通にするバーチャルグランドアレイであり、
前記プログラムリファレンスセル電流の電流値と前記ハイレベルプログラムリファレンスセル電流の電流値との差分値を、隣接メモリセルへのセル電流リーク値に相当させる
ことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
The nonvolatile memory device according to claim 12, wherein:
The plurality of memory cells are virtual ground arrays having a common drain bit line,
A nonvolatile memory device, wherein a difference value between a current value of the program reference cell current and a current value of the high-level program reference cell current corresponds to a cell current leak value to an adjacent memory cell.
ハイレベルプログラム動作用のPVHリファレンスセル及びプログラム動作用のPVリファレンスセルのリファレンスセルのプログラム方法であって、
前記PVHリファレンスセルのプログラムを行うPVHリファレンスセルプログラムステップと、
前記不揮発性メモリ装置に備えた複数個のメモリセルを物理チェッカー状態にプログラムする物理チェッカープログラムステップと、
前記PVリファレンスセルのプログラムを行うPVリファレンスセルプログラムステップとを備え、
前記PVHリファレンスセルプログラムステップでは、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて、前記PVHリファレンスセルのプログラムを行い、
前記PVリファレンスセルプログラムステップでは、前記請求項1記載のリファレンスセルのプログラム方法を用いて、前記PVHリファレンスセルプログラムステップにおけるリファレンスセルのゲート電圧によってセル電流ベリファイを実施して、PVリファレンスセルをプログラムする
ことを特徴とするリファレンスセルのプログラム方法。
A PVH reference cell for high-level program operation and a reference cell programming method for a PV reference cell for program operation,
PVH reference cell programming step for programming the PVH reference cell;
A physical checker program step for programming a plurality of memory cells included in the nonvolatile memory device into a physical checker state;
PV reference cell program step for programming the PV reference cell,
In the PVH reference cell programming step, the PVH reference cell is programmed using the reference cell programming method according to claim 1,
In the PV reference cell programming step, a PV reference cell is programmed by performing cell current verification using the reference cell gate voltage in the PVH reference cell programming step using the reference cell programming method according to claim 1. A reference cell programming method.
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CN102800356A (en) * 2011-05-26 2012-11-28 北京兆易创新科技有限公司 Reference unit programming method and system of nonvolatile memory
JP2013218772A (en) * 2012-04-11 2013-10-24 Fujitsu Semiconductor Ltd Non-volatile memory, electronic device, and verification method
CN114664355A (en) * 2022-03-16 2022-06-24 珠海博雅科技股份有限公司 Reference current generating module and reference current setting method of nonvolatile memory

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011108307A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Renesas Electronics Corp Nonvolatile semiconductor memory device
CN102800356A (en) * 2011-05-26 2012-11-28 北京兆易创新科技有限公司 Reference unit programming method and system of nonvolatile memory
JP2013218772A (en) * 2012-04-11 2013-10-24 Fujitsu Semiconductor Ltd Non-volatile memory, electronic device, and verification method
CN114664355A (en) * 2022-03-16 2022-06-24 珠海博雅科技股份有限公司 Reference current generating module and reference current setting method of nonvolatile memory
CN114664355B (en) * 2022-03-16 2022-11-25 珠海博雅科技股份有限公司 Reference current generating module and reference current setting method of nonvolatile memory

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