JPH03286497A - Non-volatile semiconductor memory device - Google Patents
Non-volatile semiconductor memory deviceInfo
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Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、電気的書替え可能な不揮発性半導体記憶装W
(EEFROM)に係り、特にNANDセル構戊の構
成リセルアレイを有するEEFROMに関する。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides an electrically rewritable non-volatile semiconductor memory device W.
(EEFROM), and particularly relates to an EEFROM having a recell array having a NAND cell structure.
(従来の技術)
EEFROMの一つとして、高集積化が可能なNAND
セル型EEPROMが知られている。(Conventional technology) NAND, which can be highly integrated, is one of the EEFROMs.
Cell-type EEPROMs are known.
これは、複数のメモリセルをそれらのソース、ドレイン
を隣接するもの同士で共用する形で直列接続して一単位
としてビット線に接続するものである。メモリセルは通
常電荷蓄積層と制御ゲートが積層されたF E TMO
S構造を有する。メモリセルアレイは、p型基板または
n型基板に形成されたp型つエル内に集積形成される。In this method, a plurality of memory cells are connected in series so that adjacent cells share their sources and drains, and are connected as a unit to a bit line. Memory cells are usually FETMO in which a charge storage layer and a control gate are stacked.
It has an S structure. The memory cell array is integrated within a p-type well formed in a p-type substrate or an n-type substrate.
NANDセルのドレイン側は選択ゲートを介してビット
線に接続され、ソース側はやはり選択ゲートを介してソ
ース線(基準電位配線)に接続される。メモリセルの制
御ゲートは、行方向に連続的に配設されてワード線とな
る。The drain side of the NAND cell is connected to a bit line via a selection gate, and the source side is also connected to a source line (reference potential wiring) via a selection gate. The control gates of the memory cells are arranged continuously in the row direction to form word lines.
このNANDセル型EEPROMの動作は次の通りであ
る。データ書込みの動作は、ビット線から最も離れた位
置のメモリセルから順に行う。選択されたメモリセルの
制御ゲートには高電圧Vl)p(−20V程度)を印加
し、それよりビット線側にあるメモリセルの制御ゲート
および選択ゲートには中間電位V、pp)4 (−1
0V程度)を印加し、ビット線にはデータに応じてOV
または中間電位を与える。ビット線にOvが与えられた
時、その電位は選択メモリセルのドレインまで伝達され
て、ドレインから浮遊ゲートに電子注入が生じる。これ
によりその選択されたメモリセルのしきい値は正方向に
シフトする。この状態をたとえば“1″とする。ビット
線に中間電位が与えられたときは電子注入か起こらず、
従ってしきい値は変化せず、負に止まる。この状態は“
0“である。The operation of this NAND cell type EEPROM is as follows. The data write operation is performed in order from the memory cell located farthest from the bit line. A high voltage Vl)p (about -20V) is applied to the control gate of the selected memory cell, and an intermediate potential V, pp)4 (- 1
Approximately 0V) is applied to the bit line, and OV is applied to the bit line according to the data.
Or give an intermediate potential. When Ov is applied to the bit line, the potential is transmitted to the drain of the selected memory cell, causing electron injection from the drain to the floating gate. This causes the threshold value of the selected memory cell to shift in the positive direction. This state is set to "1", for example. When an intermediate potential is applied to the bit line, no electron injection occurs;
Therefore, the threshold value does not change and remains negative. This state is “
0".
データ消去は、NANDセル内のすべてのメモリセルに
対して同時に行われる。すなわち全ての制御ゲート、選
択ゲートをOVとし、ビット線およびソース線を浮遊状
態として、p型ウェルおよびn型基板に高電圧20Vを
印加する。これにより、全てのメモリセルで浮遊ゲート
の電子がp型ウェルに放出され、しきい値は負方向にシ
フトする。Data erasure is performed simultaneously on all memory cells in the NAND cell. That is, a high voltage of 20 V is applied to the p-type well and the n-type substrate with all control gates and selection gates set to OV, bit lines and source lines in a floating state. As a result, electrons from the floating gates of all memory cells are released into the p-type well, and the threshold voltage is shifted in the negative direction.
データ読出し動作は、選択されたメモリセルの制御ゲー
トをOVとし、それ以外のメモリセルの制御ゲートおよ
び選択ゲートを電源電位Vcc(=5V)として、選択
メモリセルで電流が流れるか否かを検出することにより
行われる。In the data read operation, the control gate of the selected memory cell is set to OV, the control gates and selection gates of the other memory cells are set to the power supply potential Vcc (=5V), and it is detected whether or not current flows in the selected memory cell. It is done by doing.
以上の動作説明から明らかなように、NANDセル型E
EPROMでは、書込みおよび読出し動作時には非選択
メモリセルは転送ゲートとして作用する。この観点から
、書込みかなされたメモリセルのしきい値電圧には制限
か加わる。たとえば、“1°書込みされたメモリセルの
しきい値の好ましい範囲は、0.5〜3,5V程度とな
る。デ−夕書込み後の経時変化、メモリセルの製造パラ
メータのばらつきや電源電位のばらつきを考慮すると、
データ書込み後のしきい値分布はこれより小さい範囲で
あることが要求される。As is clear from the above operation explanation, NAND cell type E
In EPROM, unselected memory cells act as transfer gates during write and read operations. From this point of view, a limit is placed on the threshold voltage of a memory cell that has been programmed. For example, the preferred range of the threshold value of a memory cell written by 1 degree is about 0.5 to 3.5V. Considering the dispersion,
The threshold distribution after data writing is required to be within a smaller range.
しかしながら、従来のような、書込み電位および書込み
時間を固定して全メモリセルを同一条件でデータ書き込
みする方式では、“1”書込み後のしきい値範囲を許容
範囲に収めることが難しい。However, in the conventional method of writing data to all memory cells under the same conditions by fixing the write potential and write time, it is difficult to keep the threshold value range after writing "1" within an allowable range.
たとえばメモリセルは製造プロセスのばらつきからその
特性にもばらつきが生じる。従って書き込み特性を見る
・と、書込まれやすいメモリセルと書込まれにくいメモ
リセルがある。従来はこれに対して、書込まれにくいメ
モリセルに十分に書込まれるように、書込み時間に余裕
を持たせて全メモリセルを同一条件で書込むという事が
一般に行われている。これでは、書込まれ易いメモリセ
ルには必要以上に書込まれ、しきい値電圧が許容範囲を
越えて高くなってしまう。For example, variations in the characteristics of memory cells occur due to variations in the manufacturing process. Therefore, when looking at write characteristics, there are memory cells that are easy to write to and memory cells that are difficult to write to. Conventionally, in order to sufficiently write to memory cells that are difficult to write to, it is common practice to write to all memory cells under the same conditions, with a margin in writing time. In this case, more data is written to memory cells that are easy to write to than necessary, and the threshold voltage becomes higher than the allowable range.
一方、O”書込みしたメモリセル、或いはデータ消去し
たNANDセルのメモリセルのしきい値電圧が負方向に
ある値以上大きくなっていないと、これも問題になる。On the other hand, if the threshold voltage of a memory cell to which O'' has been written or a NAND cell to which data has been erased does not exceed a certain value in the negative direction, this also becomes a problem.
すなわち“O”書込みしたメモリセルのしきい値は、こ
れによってデータ読出し時のセル電流(読出し電流)が
変化し、その結果アクセスタイムが変化するから、EE
FROMの仕様を左右する。またデータ消去によって十
分に消去がなされでいないと、その後のデータ書込みで
“1”状態のしきい値が必要以上に高くなってしまい、
しきい値の許容範囲を越えることになる。In other words, the threshold value of a memory cell to which "O" has been written changes due to the cell current (read current) when reading data, and as a result, the access time changes.
Affects the specifications of FROM. Also, if the data is not erased sufficiently, the threshold value for the "1" state will become higher than necessary during subsequent data writing.
This will exceed the threshold tolerance.
(発明が解決しようとする課題)
以上のように従来のNANDセル型EEPROMでは、
データ消去や書込みの際、メモリセルのしきい値を許容
範囲に収めることが難しい、という問題があった。(Problem to be solved by the invention) As described above, in the conventional NAND cell type EEPROM,
There has been a problem in that it is difficult to keep the threshold value of the memory cell within an acceptable range when erasing or writing data.
本発明は、データ消去状態のメモリセルのしきい値を所
定範囲に収めることを可能としたNANDセル型のEE
PROMを提供することを目的とする。The present invention provides a NAND cell-type EE that makes it possible to keep the threshold value of a memory cell in a data erased state within a predetermined range.
The purpose is to provide PROM.
本発明はまた、データ消去状態およびデータ書込み状態
のメモリセルのそれぞれのしきい値を所定範囲に収める
ことを可能としたNANDセル型のEEFROMを提供
することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a NAND cell type EEFROM that is capable of keeping the threshold values of memory cells in a data erased state and a data written state within a predetermined range.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、半導体基板上に電荷蓄積層と制御ゲートが積
層形成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により
電気的書替えを可能としたメモリセルが複数個ずつ直列
接続されてNANDセルを構成してマトリクス配列され
たメモリセルアレイを有・するE、EFROMにおいて
、選択されたNANDセル内の全てのメモリセルの制御
ゲートに所定の消去ベリファイ電位を印加してデータ消
去状態を確認する消去ベリファイ制御回路を有すること
を特徴とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In the present invention, a charge storage layer and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and electrical rewriting is possible by transfer of charge between the charge storage layer and the substrate. In an E/EFROM having a memory cell array arranged in a matrix by connecting a plurality of memory cells in series to form a NAND cell, a predetermined signal is applied to the control gates of all memory cells in a selected NAND cell. It is characterized by having an erase verify control circuit that applies an erase verify potential to confirm the data erased state.
本発明はまた、その様なEEPROMにおいて、消去ベ
リファイ制御回路と共に、選択されたメモリセルの制御
ゲートに所定の書込みベリファイ電位を印加してデータ
書込み状態を確認する書込みベリファイ制御回路を有す
ることを特徴とする。The present invention is also characterized in that such an EEPROM has a write verify control circuit that applies a predetermined write verify potential to the control gate of a selected memory cell to confirm the data write state in addition to the erase verify control circuit. shall be.
(作用)
本発明においては、データ消去後に順次選択されたNA
NDセルの全てのメモリセルに例えばOVを印加して読
出しを行う消去ベリファイ動作を実行し、ある設定され
た時間内に“0”読出しができないNANDセルが一個
でもある場合には、データ消去が不十分であると判断す
る。その場合、全てのNANDセル(ブロック毎のデー
タ消去を行う場合であればそのブロック内の全てのNA
NDセル)について再度データ消去動作を実行する。そ
してまた同じ読出し動作を実行する。(Function) In the present invention, sequentially selected NAs after data deletion are
Execute an erase verify operation in which, for example, OV is applied to all memory cells of the ND cells and read data, and if there is even one NAND cell that cannot be read to "0" within a certain set time, the data will not be erased. judged to be insufficient. In that case, all NAND cells (if data is erased for each block, all NAND cells in that block)
The data erase operation is executed again for the ND cell). Then, the same read operation is performed again.
この操作を繰返し行い、全てのNANDセルの読出し時
間がある値以下になったら、データ消去動作を終了する
。以上のような制御動作により、全てのNANDセル内
のメモリセルのしきい値がある値より小さい状態(nチ
ャネルであれば十分に負の状態)を得ることができる。This operation is repeated, and when the read time of all NAND cells becomes less than a certain value, the data erase operation is completed. By the above control operation, it is possible to obtain a state in which the threshold values of the memory cells in all the NAND cells are smaller than a certain value (in the case of an n-channel, a sufficiently negative state).
これは、NANDセルの読出し電流が一つのNANDセ
ル内に含まれるメモリセルのうちで最もしきい値の高い
もので制限されるからである。This is because the read current of a NAND cell is limited by the memory cell with the highest threshold value among the memory cells included in one NAND cell.
本発明においてはまた、消去ベリファイ動作と共に、デ
ータ書き込みを行った後に、書込みベリファイ制御回路
によってデータ書込みされたメモリセルのしきい値電圧
を評価する。そして所望のしきい値に達していないメモ
リセルがあれば、書込み動作を追加する。その後再度し
きい値の評価を行う。この操作を繰り返し行い、すべて
のメモリセルのしきい値が所望の許容範囲に収まってい
ることを確認したら書込み動作を終了する。In the present invention, in addition to the erase verify operation, after data is written, the write verify control circuit evaluates the threshold voltage of the memory cell to which data has been written. If there is a memory cell that has not reached the desired threshold value, a write operation is added. After that, the threshold value is evaluated again. This operation is repeated, and when it is confirmed that the threshold values of all memory cells are within a desired tolerance range, the write operation is terminated.
この様にして本発明によれば、データ消去状態さらに必
要な・らばデータ書込み状態のメモリセルのそれぞれの
しきい値を所定範囲に収めることを可能としたNAND
セル型のEEPROMを得ることができる。In this way, according to the present invention, the NAND device makes it possible to keep the threshold values of the memory cells in the data erased state and, if necessary, in the data written state, within a predetermined range.
A cell-type EEPROM can be obtained.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は一実施例におけるNANDセル型EEFROM
の構成を示している。図では、番地選択を行うためのア
ドレスバッファおよび行3列のアドレスデコーダ等は省
略して、書込みおよび消去のベリファイ動作に関係する
部分の構成を示している。メモリセルアレイ2に対して
、データ書込みおよび読出しを行うためにデータラ・ソ
チ回路5およびセンスアンプ回路1が設けられている。FIG. 1 shows a NAND cell type EEFROM in one embodiment.
shows the configuration of In the figure, an address buffer for selecting an address, an address decoder in rows and three columns, and the like are omitted, and only the configuration of parts related to write and erase verify operations is shown. A data read/write circuit 5 and a sense amplifier circuit 1 are provided for writing and reading data into the memory cell array 2.
これらセンスアンプ回路1.データラ・ソチ回路5はデ
ータ人出力バツファ4につながる。制御ゲート制御回路
6は、メモリセルアレイ2の制御ゲート線にデータ書込
み、消去、読出しおよびベリファイの各動作に対応して
所定の制御信号を出力するものである。データラッチ回
路5とセンスアンプ回路2は、書込みベリファイ動作時
には、列アドレス発生回路7から出力される列アドレス
にしたがってセンス動作と裏書き込みすべきデータのラ
ッチを行う。データ比較回路3はやはりベリファイ動作
時、データラッチ回路5にラッチされた書込みデータと
、センスアンプ回路1により読み出されたデータの一致
を列アドレスごとに比較検出し、その結果をラッチする
機能を有する。この比較回路3の出力は出力バッファ8
を介してベリファイ終了検知回路9に導かれる。データ
ラッチ回路5にラッチされた書込むべきデータにしたが
って書込み操作が行われた後に、制御回路6による書込
みベリファイ動作を行って、書込みデータがすべて所望
のしきい値分布内に入っている場合にはこのベリファイ
終了検知回路9により、データ書込み終了の信号が得ら
れる。データ書込み終了信号が出ない場合には、再度デ
ータ書込み動作を行い、ベリファイ動作を繰り返すこと
になる。These sense amplifier circuits 1. The data source circuit 5 is connected to the data source output buffer 4. The control gate control circuit 6 outputs predetermined control signals to the control gate lines of the memory cell array 2 in response to data write, erase, read, and verify operations. During the write verify operation, the data latch circuit 5 and the sense amplifier circuit 2 perform a sensing operation and latch data to be backwritten in accordance with the column address output from the column address generation circuit 7. The data comparison circuit 3 also has the function of comparing and detecting the match between the write data latched by the data latch circuit 5 and the data read by the sense amplifier circuit 1 for each column address during the verify operation, and latching the result. have The output of this comparison circuit 3 is the output buffer 8
The signal is guided to the verify completion detection circuit 9 via the . After a write operation is performed according to the data to be written latched in the data latch circuit 5, a write verify operation is performed by the control circuit 6, and if all the write data is within the desired threshold distribution, The verify completion detection circuit 9 obtains a data writing completion signal. If the data write end signal is not output, the data write operation is performed again and the verify operation is repeated.
第2図(a) (b)は、メモリセルアレイの一つのN
ANDセル部分の平面図と等価回路図であり、第3図(
a) (b)はそれぞれれ第2図(a)のA−A′およ
びB−B’断面図である。素子分離酸化膜12で囲まれ
たp型シリコン基板(またはp型ウェル)11に複数の
NANDセルからなるメモリセルアレイが形成されてい
る。一つのNANDセルに着目して説明するとこの実施
例では、8個のメモリセルM、〜M8が直列接続されて
一つのNANDセルを構成している。メモリセルはそれ
ぞれ、基板11にゲート絶縁膜13を介して浮遊デー)
14 (14+ 、14°、・・・、148)が形成さ
れ、この上に層間絶縁膜15を介して制御ゲ−)16
(161,162,・・・、16s)が形成されて、構
成されている。これらのメモリセルのソース、ドレイン
であるn型拡散層19は隣接するもの同志共用する形で
、メモリセルが直列接続されている。NANDセルのド
レイン側、ソース側には夫々、メモリセルの浮遊ゲート
、制御ゲートと同時に形成された選択ゲート149,1
69および14+o、16+oが設けられている。素子
形成された基板上はCVD酸化膜17により覆われ、こ
の上にビット線18が配設されている。ビット線18は
NANDセルの一端のドレイン側拡散層19にはコンタ
クトさせている。行方向に並ぶNANDセルの制御ゲー
ト14は共通に制御ゲート線CG、、CG2 、・・・
、CO2として配設されている。これら制御ゲート線は
ワード線となる。Figures 2(a) and 2(b) show one N of the memory cell array.
This is a plan view and an equivalent circuit diagram of the AND cell part, and Figure 3 (
a) and (b) are sectional views taken along line AA' and line BB' in FIG. 2(a), respectively. A memory cell array consisting of a plurality of NAND cells is formed in a p-type silicon substrate (or p-type well) 11 surrounded by an element isolation oxide film 12. In this embodiment, eight memory cells M, to M8 are connected in series to form one NAND cell. Each memory cell has floating data on the substrate 11 via the gate insulating film 13).
14 (14+, 14°, . . . , 148) are formed, and a control gate (16) is formed thereon via an interlayer insulating film 15.
(161, 162, . . . , 16s) are formed and configured. The memory cells are connected in series so that the n-type diffusion layers 19, which are the sources and drains of these memory cells, are shared by adjacent ones. Selection gates 149 and 1 are formed on the drain and source sides of the NAND cell at the same time as the floating gate and control gate of the memory cell, respectively.
69, 14+o, and 16+o are provided. The substrate on which the elements are formed is covered with a CVD oxide film 17, on which a bit line 18 is arranged. The bit line 18 is in contact with a drain side diffusion layer 19 at one end of the NAND cell. The control gates 14 of the NAND cells arranged in the row direction share control gate lines CG, CG2, . . .
, CO2. These control gate lines become word lines.
選択ゲート149,16.および14 ro、 16
1゜もそれぞれ行方向に連続的に選択ゲート線SG、。Selection gates 149, 16. and 14 ro, 16
The selection gate lines SG are connected continuously by 1° in the row direction.
SG2として配設されている。It is arranged as SG2.
第4図は、この様なNANDセルがマトリクス配列され
たメモリセルアレイの等価回路を示している。FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which such NAND cells are arranged in a matrix.
第5図は、第1図の中のセンスアンプ回路1゜データラ
ッチ回路5.データ比較回路3.出力バッファ8の部分
の具体的な構成を示している。データラッチ回路5は、
ラッチ信号LATCHとアドレスa1の論理によって選
ばれたアドレスのデータがラッチ回路本体LAにラッチ
される。センスアンプ回路1は、センス制御信号5EN
SEとアドレスa1の論理にIよって選ばれたアドレス
のビット線データをセンスして出力する。このセンスア
ンプ回路lの出力は、データラッチ回路5の対応するデ
ータと比較回路3によって比較され、その結果ラッチ信
号LATCHV、 LATCHVによってラッチされる
ことになる。次にその結果に応じてラッチ回路本体LA
に出力する。そしてラッチ信号LATCHV。FIG. 5 shows sense amplifier circuit 1° data latch circuit 5. Data comparison circuit 3. A specific configuration of the output buffer 8 portion is shown. The data latch circuit 5 is
Data at an address selected by the logic of the latch signal LATCH and the address a1 is latched into the latch circuit main body LA. The sense amplifier circuit 1 receives the sense control signal 5EN.
The bit line data of the address selected by SE and the logic of address a1 by I is sensed and output. The output of the sense amplifier circuit 1 is compared with the corresponding data of the data latch circuit 5 by the comparison circuit 3, and as a result, it is latched by the latch signals LATCHV, LATCHV. Next, depending on the result, the latch circuit body LA
Output to. and a latch signal LATCHV.
LATCHVを解除して次のアドレスの論理で選ばれる
ものに備える。Release LATCHV and prepare for what is selected by the logic of the next address.
第6図は、第1図における制御ゲート制御回路6の部分
の具体的構成を示している。この制御回路は、書込み時
に選択ゲートに高電位vppを与える高電位供給回路2
1、同じく書込み時に非選択の制御ゲートに中間電位V
ppMを与える中間電位供給回路22、書込みベリフ
ァイ制御信号V−VEI?IFYにより選択的に書込み
ベリファイ電位V VERを与える書込みベリファイ電
位供給回路23、および読出し信号READ、消去信号
ERASEおよび消去ベリファイ制御信号E−VERI
FYにより制御ゲート電位を設定する消去/続出し制
御回路24により構成されている。この様な回路が各制
御ゲート線毎に設けられる。高電位供給回路21は、書
込み信号WRITEとアドレスaiの論理をとるNAN
Dゲートデーにより制御されるEタイプ。FIG. 6 shows a specific configuration of the control gate control circuit 6 in FIG. This control circuit includes a high potential supply circuit 2 that applies a high potential vpp to the selection gate during writing.
1. Similarly, when writing, the intermediate potential V is applied to unselected control gates.
Intermediate potential supply circuit 22 providing ppM, write verify control signal V-VEI? A write verify potential supply circuit 23 that selectively supplies a write verify potential V VER by IFY, a read signal READ, an erase signal ERASE, and an erase verify control signal E-VERI.
It is composed of an erase/continuation control circuit 24 that sets a control gate potential using FY. Such a circuit is provided for each control gate line. The high potential supply circuit 21 is a NAN which takes the logic of the write signal WRITE and the address ai.
E type controlled by D gate day.
nチャネルのスイッチングMOSトランジスタQEIと
Eタイプ、pチャネルのスイッチングMO8)ランジス
タQpr、および出力バッファとなるEタイプ、pチャ
ネルMO5)ランジスタQP2を主体として構成されて
いる。MOS)ランジスタQEIとQPlの間、MOS
トランジスタQp+と高電位Vl)I)端子の間には、
それぞれスイッチングMO3)ランジスタを高電位から
保護するためのnチャネルMOS)ランジスタQDll
QD2が設けられている。これらのMOSトランジスタ
Q p 1+QD2はDタイプである。バッファ段MO
8)ランジスタQp+の上下にも同様に、Dタイプ、n
チャネルMOS)ランジスタQ 031 Q D4が設
けられている。出力段にこの様にpチャネルMOSトラ
ンジスタとDタイプ、nチャネルMOSトランジスタを
用いているのは、高電位Vppをしきい値降下なく制御
ゲート線に供給するためである。とくにMOS)ランジ
スタQD4は、他の回路から制御ゲート線に正電位が供
給された時にpチャネルMO8)ランジスタQP2のド
レイン接合が順バイアスになるのを防止する働きをする
。中間電位供給回路22も、高電位供給回路21と同様
に、NANDゲートG2、これにより制御されるEタイ
プ、nチャネルのスイッチングMOSトランジスタQ8
□とEタイプ、pチャネルのスイッチングMO3)ラン
ジスタQps、出力バッファとなるタイプ、pチャネル
MOSトランジスタQP4、およびDタイプ、nチャネ
ルMOSトランジスタQos〜QD8により構成されて
いる。It is mainly composed of n-channel switching MOS transistors QEI and E type, a p-channel switching MO8) transistor Qpr, and an E-type, p-channel MO5) transistor QP2 serving as an output buffer. MOS) Between transistors QEI and QPl, MOS
Between the transistor Qp+ and the high potential Vl)I) terminal,
switching MO3) n-channel MOS to protect transistors from high potentials) transistor QDll, respectively
QD2 is provided. These MOS transistors Q p 1+QD2 are of D type. Buffer stage MO
8) Similarly, above and below the transistor Qp+, type D, n
Channel MOS) transistors Q 031 Q D4 are provided. The reason why a p-channel MOS transistor and a D-type, n-channel MOS transistor are used in the output stage is to supply the high potential Vpp to the control gate line without threshold drop. In particular, the MOS transistor QD4 serves to prevent the drain junction of the p-channel MOS transistor QP2 from becoming forward biased when a positive potential is supplied to the control gate line from another circuit. Similarly to the high potential supply circuit 21, the intermediate potential supply circuit 22 also includes a NAND gate G2 and an E-type, n-channel switching MOS transistor Q8 controlled by the NAND gate G2.
□, an E-type, p-channel switching transistor Qps, a p-channel MOS transistor QP4, which serves as an output buffer, and D-type, n-channel MOS transistors Qos to QD8.
消去/読出し制御回路24は、読出し信号READとア
ドレスai、aiの論理を取るNANDゲートG3.G
9、消去信号ERASEと消去ベリファイ制御信号E−
VERI PYの和をとるNORゲートG6、NAND
ゲートG5とG6の出力を選択するのNANDゲートデ
ー、これらNANDゲートデーとG、によりそれぞれ制
御されるスイッチング用のEタイプ、nチャネルMOS
トランジスタQE3とEタイプ、pチャネルMOSトラ
ンジスタQP5、これらのスイッチング用MO3)ラン
ジスタと制御ゲート線の間に設けられた保護用のDタイ
プ。The erase/read control circuit 24 includes a NAND gate G3. G
9. Erase signal ERASE and erase verify control signal E-
NOR gate G6 that takes the sum of VERI PY, NAND
A NAND gate selects the output of gates G5 and G6, and an E-type, n-channel MOS for switching controlled by these NAND gates and G, respectively.
Transistors QE3 and E type, p-channel MOS transistor QP5, MO3 for switching these transistors, and D type for protection provided between the transistor and the control gate line.
nチャネルMOSトランジスタQDIOr QD9によ
り構成されている。It is composed of an n-channel MOS transistor QDIOr QD9.
書込みベリファイ電位供給回路23は、書込みベリファ
イ信号シーVERI FYとアドレスaiの論理を取る
NANDゲートG4とその出力を反転するインバータゲ
ート11 このインバータゲート■。The write verify potential supply circuit 23 includes a NAND gate G4 that takes the logic of the write verify signal VERIFY and the address ai, and an inverter gate 11 that inverts its output.
により制御されてベリファイ電位VVERを制御線に供
給するためのスイッチング用のEタイプ。E type for switching to supply the verify potential VVER to the control line.
nチャネルMOS)ランジスタQ24、およびこのMO
S)ランジスタQE4と制御ゲート線の間に設けられた
保護用のDタイプ、nチャネルMOSトランジスタQD
11により構成されている。n-channel MOS) transistor Q24, and this MO
S) A protective D-type, n-channel MOS transistor QD provided between the transistor QE4 and the control gate line.
11.
第7図は、書込みベリファイ電位供給回路23に与えら
れるベリファイ電位vv□の発生回路の構成例である。FIG. 7 shows a configuration example of a circuit for generating the verify potential vv□ applied to the write verify potential supply circuit 23.
書込みベリファイ電位V VERは、書込みベリファイ
信号シーVERIFYが入ったときに電源電位VCCと
!接地電位の間に設定された中間電位を出力して、第6
図のベリファイ電位供給回路23によって選択された制
御ゲート線に供給されるもので、この実施例では、Vc
cと接地電位間に直列接続されたEタイプ、nチャネル
のMOSトランジスタQp、6とQE7を主体として構
成されている。これらのMOSトランジスタのゲートに
所定のバイアスを与えるために、抵抗R1〜R5の分圧
回路か設けられている。原理的にはこれらの分圧回路の
端子Aに電源電位VCCを与えればよいが、それでは貫
通電流が流れることになる。これを防止するためこの実
施例では、EタイプnチャネルMOSトランジスタQE
s、QE9と、Eタイプ、pチャネルMOS)ランジス
タQP610P7、およびインバータI3による切替え
回路を設けている。The write verify potential V VER is equal to the power supply potential VCC when the write verify signal VERIFY is input! Outputting the intermediate potential set between the ground potential and the sixth
It is supplied to the control gate line selected by the verify potential supply circuit 23 in the figure, and in this embodiment, Vc
It is mainly composed of E-type, n-channel MOS transistors Qp, 6, and QE7 connected in series between C and ground potential. A voltage dividing circuit including resistors R1 to R5 is provided to apply a predetermined bias to the gates of these MOS transistors. In principle, it is sufficient to apply the power supply potential VCC to terminal A of these voltage divider circuits, but in this case a through current will flow. In order to prevent this, in this embodiment, an E-type n-channel MOS transistor QE
s, QE9, an E type, p channel MOS) transistor QP610P7, and a switching circuit including an inverter I3.
すなわちベリファイ信号VERIFYが“H”レベルに
なると、MOS)ランジスタQE8がオン1QP7がオ
ン、Q11!9がオフとなり、分圧回路の端子Aには電
源電位Vccが供給される。これにより、分圧回路の分
圧比で設定されるMOSトランジスタQ E61QE7
の導通状態に対応した中間電位の書込みベリファイ電位
vvTlRが得られる。ベリファイ信号シーVERIF
Yが“L2レベルの時は、MOS)ランジスタQE9が
オンとなり、分圧回路の端子Aは接地電位となり、ベリ
ファイ電位vvERの端子はフローティングとなる。こ
の時、切替え回路では、MOS)ランジスタQptがオ
フであるから、電流は流れない。That is, when the verify signal VERIFY goes to the "H" level, the MOS transistor QE8 is turned on, the transistor QP7 is turned on, and Q11!9 is turned off, and the power supply potential Vcc is supplied to the terminal A of the voltage dividing circuit. As a result, the MOS transistor Q E61QE7 is set by the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit.
A write verify potential vvTlR of an intermediate potential corresponding to the conduction state of is obtained. Verify signal VERIF
When Y is at L2 level, MOS) transistor QE9 is turned on, terminal A of the voltage divider circuit becomes the ground potential, and the verify potential vvER terminal becomes floating.At this time, in the switching circuit, MOS) transistor Qpt is turned on. Since it is off, no current flows.
第8図は、NANDセルの二つの選択ゲートSGI、S
G2の制御回路である。ロウ・デコーダの出力によって
選択ゲートを選択するNANDゲートデーll+ G
、2およびそれらの出力端子に設けられたインバータ
111および11°を基本とする。Figure 8 shows the two selection gates SGI and S of the NAND cell.
This is the control circuit for G2. NAND gate selects the selection gate according to the output of the row decoder
, 2 and inverters 111 and 11° provided at their output terminals.
書込み信号WRI TEが″Hルベルのときに2入力N
ORゲートG13およびインバータ113によってNA
NDゲートG11に“H“レベルが入り、このときドレ
イン側の選択ゲートSGIが選択され、ソース側の選択
ゲートSG2は選択されない。2 inputs N when write signal WRI TE is “H level”
NA by OR gate G13 and inverter 113
The "H" level is applied to the ND gate G11, and at this time, the selection gate SGI on the drain side is selected, and the selection gate SG2 on the source side is not selected.
NORゲートG13の他方の入力端子には、消去信号E
RASE 、読出し信号READ、書込みベリファイ信
号W−VERIFYおよび消去ベリファイ信号E−VE
RIFYが入るNORゲートG、4とインバータ114
が設けられている。即ち消去信号ERASE、読出し信
号READ、書込みベリファイ信号W−VERIFY、
消去ベリファイ信号E−VERIFYのいずれかが“H
”レベルになると、NORゲートG13に“H” レベ
ルが入り、二つ選択ゲートSGI 、SG2が同時に選
択されるようになっている。。The other input terminal of the NOR gate G13 receives the erase signal E.
RASE, read signal READ, write verify signal W-VERIFY and erase verify signal E-VE
NOR gate G, 4 into which RIFY enters and inverter 114
is provided. That is, erase signal ERASE, read signal READ, write verify signal W-VERIFY,
Either erase verify signal E-VERIFY is “H”
When the voltage reaches the "H" level, the NOR gate G13 enters the "H" level, and the two selection gates SGI and SG2 are selected at the same time.
ただし消去ベリファイ信号E−VERI PYは、タイ
マ回路25を介してNORゲートG14に供給される。However, the erase verify signal E-VERI PY is supplied to the NOR gate G14 via the timer circuit 25.
タイマ回路25はこの実施例では、一方の入力に消去ベ
リファイ信号E−VERIFYが直接穴る2入力NOR
ゲートG13.その出力端子に設けられたインバータ1
15、消去ベリファイ信号E−VERIP”Yを一定時
間だけNORゲートG14に供給するための遅延回路D
LおよびインバータII6により構成されている。即ち
消去ベリファイ信号E−VERI FY倍信号“H”
レベルになるとNORゲートG14に“Hルーベルが入
り、選択ゲートSG、、SG2か同時に選択される。そ
して、遅延回路DLで決まる時間の後にNANDゲート
デー、の二つの入力か共に“H゛ レベルとなり、NO
RゲートG14に供給されていた“H″レベル゛レベル
復帰。In this embodiment, the timer circuit 25 is a two-input NOR circuit in which the erase verify signal E-VERIFY is directly connected to one input.
Gate G13. Inverter 1 installed at its output terminal
15. Delay circuit D for supplying erase verify signal E-VERIP"Y to NOR gate G14 for a certain period of time
L and an inverter II6. That is, erase verify signal E-VERI FY times signal “H”
When the level is reached, the "H" level enters the NOR gate G14, and the selection gates SG, SG2 are simultaneously selected.Then, after a time determined by the delay circuit DL, both inputs of the NAND gate G14 become "H" level. NO
The "H" level supplied to R gate G14 returns to level.
遅延回路DLは、例えば抵抗と容量により構成されるも
のでも、或いはリングオシレータの出力をカウンタて数
えであるカウント数になったら出力を出す回路でもよい
。The delay circuit DL may be composed of, for example, a resistor and a capacitor, or may be a circuit that counters the output of a ring oscillator and outputs an output when a certain count is reached.
第9図は、ベリファイ終了検知回路9の構成例であり、
図示のようにフリップフロ・ンプとNANDゲートおよ
びインバータにより構成される。FIG. 9 shows an example of the configuration of the verify completion detection circuit 9.
As shown in the figure, it is composed of a flip-flop, a NAND gate, and an inverter.
次にこのように構成されたEEFROMの動作を説明す
る。Next, the operation of the EEFROM configured as described above will be explained.
まずデータ書き込みに先立って全てのメモリセルのデー
タ消去を行う。データ消去時は全ての制御線(ワード線
)CGにOVが与えられる。すなわち第6図に示す制御
回路において、消去/読出し制御回路24に消去信号E
RASEが入り、これによりMOS)ランジスタQE3
がオンになって全ての制御ゲート線CGiがOVとされ
る。この時選択ゲート線SG、、SG2も同様にOVと
される。First, prior to writing data, data is erased from all memory cells. When erasing data, OV is applied to all control lines (word lines) CG. That is, in the control circuit shown in FIG. 6, the erase signal E is sent to the erase/read control circuit 24.
RASE enters, which causes MOS) transistor QE3
is turned on and all control gate lines CGi are set to OV. At this time, the selection gate lines SG, SG2 are also set to OV.
そしてビット線およびソース線をフローティング状態と
して、メモリセルアレイが形成されたp型基板(または
p型ウェルおよびn型基板)に高電圧vppか印加され
る。このバイアス状態を例えば、10111secの間
保つことにより、全てのメモリセルで浮遊ゲートから電
子が放出され、しきい値が負の“0°状態になる。Then, with the bit line and source line in a floating state, a high voltage vpp is applied to the p-type substrate (or p-type well and n-type substrate) on which the memory cell array is formed. By maintaining this bias state for, for example, 10111 seconds, electrons are emitted from the floating gates of all memory cells, and the threshold becomes a negative "0° state."
消去されたメモリセルのしきい値が十分負になっている
か否かをチエツクする消去ベリファイ動作は次のように
行われる。第6図の制御回路において、消去/読出し制
御回路24に消去ベリファイ信号E−ERASEが入り
、スイッチングMO3)ランジスタQE3がオンになっ
て、アドレスとは無関係に選択されたNANDセル内の
全てのメモリセルの制御ゲートがOVに設定される。選
択ゲートS Gr 、 S G2も同時に、第8図の
制御回路に消去ベリファイ信号E−ERASEが入るこ
とにより選択され、例えば5vに設定される。ビット線
には例えば1.・5vが与えられ、ソース線はOVとさ
れる。このとき、選択デー)SG、、sG2が5Vにな
っている時間は、消去したメモリセルのしきい値がある
程度負になっていたらデータ“0′が読み出せる時間に
設定される。これは第8図の遅延回路DLを持つタイマ
回路25によって設定される。例えば、制御ゲートが全
てOVでビット線が1.5Vのときメモリセルが10μ
A流せる時の読みだし時間が200 n seeであっ
た時のしきい値より低くしようとすると、この読出し時
間を150 n seeに設定する。そしてこの設定さ
れた時間にデータ“0”が読み出されない場合には、再
度データ消去を行い、条件を満たすまで同様のベリファ
イ動作を繰り返す。An erase verify operation for checking whether the threshold value of an erased memory cell has become sufficiently negative is performed as follows. In the control circuit of FIG. 6, the erase verify signal E-ERASE is input to the erase/read control circuit 24, the switching MO3) transistor QE3 is turned on, and all memories in the selected NAND cell are erased regardless of the address. The control gate of the cell is set to OV. At the same time, the selection gates S Gr and S G2 are selected by inputting the erase verify signal E-ERASE to the control circuit shown in FIG. 8, and are set to, for example, 5V. For example, 1. - 5V is applied and the source line is set to OV. At this time, the time during which the selected data (SG, sG2) is 5V is set to the time when data "0" can be read if the threshold of the erased memory cell becomes negative to some extent. It is set by the timer circuit 25 having the delay circuit DL shown in Fig. 8.For example, when all the control gates are OV and the bit line is 1.5V, the memory cell is 10μ
If the readout time when A is allowed to flow is to be lower than the threshold value of 200nsee, this readout time is set to 150nsee. If data "0" is not read out within this set time, the data is erased again and the same verify operation is repeated until the condition is met.
データ書込みは、1ワ一ド分のデータかデータラッチ回
路5にラッチされ、そのデータによってビット線電位が
制御されて“O″または“1”が書き込まれる。この時
選択された制御ゲート線に高電位v pp、それよりビ
ット線側にある非選択制御ゲート線に中間電位V pp
Mが印加される。第6図の制御回路では書込み信号WR
ITEが入力される。In data writing, data for one word is latched in the data latch circuit 5, and the bit line potential is controlled by the data to write "O" or "1". At this time, the selected control gate line is given a high potential Vpp, and the unselected control gate line on the bit line side is given an intermediate potential Vpp.
M is applied. In the control circuit of Fig. 6, the write signal WR
ITE is input.
即ち書込み信号WRITEとアドレスai、ajの論理
によって、高電位供給回路21または中間電位供給回路
22がオンとなって選択された制御ゲート線にv pp
、非選択の制御ゲート線にv pI)Mが印加される。That is, depending on the logic of the write signal WRITE and addresses ai and aj, the high potential supply circuit 21 or the intermediate potential supply circuit 22 is turned on, and the selected control gate line is supplied with vpp.
, v pI)M is applied to unselected control gate lines.
ビット線BLには、データ“1”書込みの時はOVl
“O″書込は中間電位が与えられる。このデータ書込み
のバイアス条件を保持する時間は、従来の書込み法に比
べて十分に短いもの、例えば従来の1/100程度、具
体的には10μsec程度とする。“1″が書かれたメ
モリセルではしきい値が正方向にシフトし、“0”が書
かれたメモリセルではしきい値は負に止まる。The bit line BL is set to OVl when writing data “1”.
For "O" writing, an intermediate potential is applied. The time for maintaining the bias condition for data writing is sufficiently short compared to the conventional writing method, for example, about 1/100 of the conventional writing method, specifically about 10 μsec. In a memory cell in which "1" is written, the threshold value shifts in the positive direction, and in a memory cell in which "0" is written, the threshold value remains negative.
次に書込みベリファイ動作に入る。この実施例において
は、データ“1”が書かれたメモリセルのしきい値が所
望の値に達しているか否かがチエツクされる。この所望
のしきい値はメモリセルのデータ保持特性を考慮して決
められるもので、例えば2.5V程度である。この様な
ベリファイ動作が書込みが行われた1ワード線のメモリ
セルについて行・われる。第10図はその書き込みベリ
ファイ動作のタイミング図である。まずセンス信号5E
NSEが“H”レベルになり、センスアンプ回路2がイ
ネーブルとなる。この時列アドレス発生回路7により列
アドレスajが入力され、データ出力線にデータが出力
されて、データラッチ回路5のデータがラッチ出力線に
出力される。この書込みベリファイ動作のサイクルでは
、第6図の制御回路にベリファイ信号W−VERIFY
と読出し信号READが同時に入る。これらとアドレス
aj aj との論理によって、選択された制御ゲ
ート線には、ベリファイ制御回路23によって、VCC
と接地電位の中間に設定された書込みベリファイ電位V
VER−2,5Vが供給される。それ以外の制御ゲー
ト線には、消去/読出し制御回路24のNANDゲ−)
G3の出力が“L”レベルとなって制御ゲート線にVe
eが供給される。この時第8図の制御回路により同時に
選択される選択ゲート線SG、。Next, a write verify operation begins. In this embodiment, it is checked whether the threshold value of the memory cell to which data "1" has been written has reached a desired value. This desired threshold value is determined in consideration of the data retention characteristics of the memory cell, and is, for example, about 2.5V. Such a verify operation is performed for the memory cell of one word line to which writing has been performed. FIG. 10 is a timing diagram of the write verify operation. First, sense signal 5E
NSE becomes "H" level and the sense amplifier circuit 2 is enabled. Column address aj is inputted by this time column address generation circuit 7, data is outputted to the data output line, and data from the data latch circuit 5 is outputted to the latch output line. In this write verify operation cycle, the verify signal W-VERIFY is sent to the control circuit of FIG.
and read signal READ are input at the same time. Based on the logic between these and the address aj aj, the selected control gate line is set to VCC by the verify control circuit 23.
The write verify potential V is set between the ground potential and the ground potential.
VER-2.5V is supplied. Other control gate lines are connected to the NAND gate of the erase/read control circuit 24.
The output of G3 becomes “L” level and Ve is applied to the control gate line.
e is supplied. At this time, the selection gate lines SG are simultaneously selected by the control circuit of FIG.
S02は共にVecに設定され、ビット線BLには1.
5vが与えられ、ソース線はOVとされる。Both S02 are set to Vec, and the bit line BL is set to 1.
5V is applied, and the source line is set to OV.
これにより、選択されたメモリセルが“1”書込みがな
されたものであって、そのしきい値が2.5vを越えて
いれば、選択されたメモリセルは非導通となり、データ
“1゛が読み出される。As a result, if the selected memory cell has been written with "1" and its threshold value exceeds 2.5V, the selected memory cell becomes non-conductive and data "1" is written. Read out.
“1″書込みがなされたがしきい値が2.5vに達して
いない場合には、選択されたメモリセルは導通するから
、データ“○”として読み出される。If "1" has been written but the threshold voltage has not reached 2.5V, the selected memory cell becomes conductive and is read as data "○".
そして、書込みデータとベリファイ動作により読み出さ
れたデータとは、データ比較回路3によって比較されて
、ラッチ信号LATCHVが“L”レベルが“H”レベ
ルになることにより、比較結果がラッチされる。すなわ
ち読み出されたデータが1゜であれば、これは比較回路
3内のインバータ31で反転してデータラッチ回路4か
らの書込みデータ“l”とともにNANDゲート32に
入り、インバータ33によって書込みデータが“1′で
あれば、“0”となってラッチ回路34にラッチされる
。書込みデータが“1°であるが書込みが不十分で“0
°と読み出された場合には、ラッチ回路34には“1°
としてラッチされる。書込みデータが10′の場合には
、読み出されたデータの如何に拘らず、“O”として比
較回路3内のラッチ回路34にラッチされる。以上のデ
ータ比較回路3でのラッチデータの様子を表−1にまと
めて示す。Then, the write data and the data read by the verify operation are compared by the data comparison circuit 3, and the comparison result is latched when the latch signal LATCHV changes from the "L" level to the "H" level. That is, if the read data is 1°, it is inverted by the inverter 31 in the comparator circuit 3 and enters the NAND gate 32 together with the write data "l" from the data latch circuit 4, and the write data is inverted by the inverter 33. If it is “1”, it becomes “0” and is latched in the latch circuit 34.The write data is “1°”, but the writing is insufficient and “0”.
If “1°” is read out, the latch circuit 34 has “1°”.
latched as . When the write data is 10', it is latched into the latch circuit 34 in the comparison circuit 3 as "O" regardless of the read data. The state of the latched data in the data comparison circuit 3 is summarized in Table 1.
表−1
データ比較回路3の出力に“1”が現れた場合には、ベ
リファイ終了検知回路9はベリファイ終了信号を出さな
いようにする。すなわち第9図において、書込みベリフ
ァイ信号W−VERIFYによりプリップフロップが初
期化された後、データ比較回路3の出力に41′″か現
れると、フリップフロップの出力は“O“にセットされ
る。データ比較が終了するまではデータ比較信号が“O
m したがってベリファイ終了信号は“0”出力であり
、ベリファイが終了していない事を示す。全ビット線の
データ比較が終了すると、データ比較終了信号が“1″
になるが、ベリファイが終了しないと信号り。1)7
Vが“H″レベル事によって、データ比較回路3のデー
タが再度データバッファ8を介し、データ入力線を介し
て新しいデータとしてデータラッチ回路5にラッチされ
る。上の表から明らかなように、書込みが不十分であっ
たアドレスについてのみ″1′データが再度ラッチされ
、これよって再度“1”データ書込み動作が繰り返され
る。そして再度ベリファイ動作を行い、′1”書込み不
十分のメモリセルがなくなると、データ比較回路3に1
個も“1″が現れなくなり、フリップフロップは“0″
にセットされたままになって、データ比較終了信号が“
1゛になったときに、ベリファイ終了検知回路9が終了
信号“1”を出力して、データ書込み動作終了となる。Table 1 When "1" appears at the output of the data comparison circuit 3, the verify end detection circuit 9 does not issue a verify end signal. That is, in FIG. 9, after the flip-flop is initialized by the write verify signal W-VERIFY, when 41''' appears at the output of the data comparison circuit 3, the output of the flip-flop is set to "O". The data comparison signal remains “O” until the comparison is completed.
m Therefore, the verify end signal is output as "0", indicating that the verify is not completed. When the data comparison of all bit lines is completed, the data comparison end signal becomes “1”.
However, if verification is not completed, a signal will be emitted. 1)7
When V is at the "H" level, the data in the data comparison circuit 3 is again passed through the data buffer 8 and latched into the data latch circuit 5 as new data via the data input line. As is clear from the table above, the "1" data is latched again only for the address where writing was insufficient, and the "1" data write operation is repeated again. Then, the verify operation is performed again, and the "1" data is latched again. ``When there are no memory cells that are insufficiently written, the data comparison circuit 3 outputs 1.
"1" no longer appears, and the flip-flop becomes "0"
remains set, and the data comparison end signal is “
When the voltage reaches 1, the verify completion detection circuit 9 outputs a completion signal "1", and the data write operation ends.
以上の各動作モードでの各部の電位関係をまとめて、表
−2に示す。ここでは書込みおよび書込みベリファイ時
制御ゲート線CG2が選ばれた場合について示している
。Table 2 summarizes the potential relationship of each part in each of the above operation modes. Here, a case is shown in which control gate line CG2 is selected during write and write verify.
表−2 データ読出し動作は、従来と同様である。Table-2 The data read operation is the same as the conventional one.
以上のようにこの実施例によれば、データ消去のベリフ
ァイ制御を実行することより、消去状態のメモリセルの
しきい値電圧をある値より小さく設定することができる
。これにより、“0”読出し時の速度が遅くならないよ
うにすることができ、また“1°書込み後のしきい値が
大きくなり過ぎるのが防止される。As described above, according to this embodiment, the threshold voltage of a memory cell in an erased state can be set to be lower than a certain value by executing data erase verify control. This makes it possible to prevent the speed when reading "0" from slowing down, and also prevent the threshold value after writing "1°" from becoming too large.
またこの実施例ではデータ書込み時、1回の書込み時間
を短くして書込みが不十分なメモリセルに対しては再度
書込みを行うという操作を繰り返す。これによって、従
来のように1回の書込み動作で確実に“1”データを書
き込む場合の製造プロセス等のばらつきに起因する過剰
な書込み、すなわち12データのしきい値が不必要に高
くなることが防止され、“1”データが書き込まれた全
メモリセルのしきい値のばらつきを小さいものとするこ
とができる。この結果、非選択のメモリセルが転送ゲー
トとして働< NANDセル型のEEFROMの信頼性
が高くなる。Further, in this embodiment, when data is written, the operation of shortening the time for one write and writing again to memory cells for which the write is insufficient is repeated. This prevents excessive writing due to variations in the manufacturing process when reliably writing "1" data in a single write operation as in the past, that is, the threshold value of 12 data becomes unnecessarily high. Therefore, variations in the threshold values of all memory cells to which "1" data is written can be reduced. As a result, unselected memory cells function as transfer gates, and the reliability of the NAND cell type EEFROM is increased.
なお実施例では、書込みベリファイ動作でのしきい値評
価基準を2.5vとしたがこれは許容しきい値分布との
関係で、他の適当な値に設定することができる。1回の
書込み時間についても同様であり、例えば最終的なしき
い値分布をより小さいものとするためには、1回の書込
み時間をより短くして小刻みに書込み/ベリファイ動作
を繰り返すようにすればよい。消去ベリファイ動作時の
チエツク時間についても同様に必要に応じて適当な値に
設定することができる。また実施例では、トンネル注入
を利用したNANDセル型EEPROMについて説明し
たが、ホットエレクトロン注入等信の方式を利用するも
のであっても、NANDセル型のEEFROMであれば
本発明は有効である。In the embodiment, the threshold evaluation standard in the write verify operation is set to 2.5V, but this can be set to any other appropriate value in relation to the permissible threshold distribution. The same goes for the time for one write; for example, in order to make the final threshold distribution smaller, it is possible to shorten the time for one write and repeat the write/verify operation in small increments. good. Similarly, the check time during the erase verify operation can be set to an appropriate value as necessary. Further, in the embodiment, a NAND cell type EEPROM using tunnel injection has been described, but the present invention is effective as long as it is a NAND cell type EEPROM that uses a communication method such as hot electron injection.
その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.
[発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば、消去ベリファイ制御
またはこれと共に書込みベリファイ制御を行うことによ
り、メモリセルのしきい値を最適状態に設定して信頼性
向上を図ったNANDセル型のEEFROMを提供する
ことができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by performing erase verify control or write verify control together with the erase verify control, the threshold value of the memory cell is set to the optimum state and reliability is improved. A cell-type EEFROM can be provided.
第1図は本発明の一実施例のEEPROMの構成を示す
図、
第2図(a) (b)はそのメモリセルアレイの一つの
NANDセルの平面図と等価回路図、第3図(a) (
b)はそれぞれ第2図(a)のA−A′およびB−B’
断面図、
第4図はメモリセルアレイの等価回路図、第5図および
第6図は第1図の要部構成を具体的に示す図、
第7図は書込みベリファイ電位発生回路を示す図、
第8図は選択ゲート制御回路を示す図、第9図はベリフ
ァイ終了検知回路の構成例を示す図、
第10図は書込みベリファイ動作を説明するためのタイ
ミング図である。
1・・・センスアンプ回路、2・・・メモリセルアレイ
、3・・・データ比較回路、4・・・人出力バッファ、
5・・・データラッチ回路、6・・・制御ゲート制御回
路、7・・・列アドレス発生回路、8・・・ベリファイ
終了検知回路、21・・・高電位供給回路、22・・・
中間電位供給回路、23・・・書込みベリファイ電位供
給回路、24・・・消去/続出し制御回路、25・・・
タイマ。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an EEPROM according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) and 2(b) are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell in the memory cell array, and FIG. 3(a) (
b) are A-A' and B-B' in FIG. 2(a), respectively.
4 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array, FIGS. 5 and 6 are diagrams specifically showing the main part configuration of FIG. 1, FIG. 7 is a diagram showing a write verify potential generation circuit, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing a selection gate control circuit, FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a verify completion detection circuit, and FIG. 10 is a timing diagram for explaining a write verify operation. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Sense amplifier circuit, 2...Memory cell array, 3...Data comparison circuit, 4...Human output buffer,
5... Data latch circuit, 6... Control gate control circuit, 7... Column address generation circuit, 8... Verification end detection circuit, 21... High potential supply circuit, 22...
Intermediate potential supply circuit, 23... Write verify potential supply circuit, 24... Erase/continuation control circuit, 25...
timer.
Claims (4)
成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により電気
的書替えを可能としたメモリセルが複数個ずつ直列接続
されてNANDセルを構成してマトリクス配列されたメ
モリセルアレイを有する不揮発性半導体記憶装置におい
て、 選択されたNANDセル内のすべてのメモリセルの制御
ゲートに所定の消去ベリファイ電位を印加してビット線
電流によりデータ消去状態を確認する消去ベリファイ制
御回路を有する、 ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。(1) A charge storage layer and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and a plurality of memory cells that can be electrically rewritten by transfer of charge between the charge storage layer and the substrate are connected in series to form a NAND cell. In a non-volatile semiconductor memory device having a memory cell array configured and arranged in a matrix, a predetermined erase verify potential is applied to the control gates of all memory cells in a selected NAND cell, and a data erase state is established by a bit line current. A nonvolatile semiconductor memory device comprising an erase verify control circuit for verifying.
成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により電気
的書替えを可能としたメモリセルが複数個ずつ直列接続
されてNANDセルを構成してマトリクス配列されたメ
モリセルアレイを有する不揮発性半導体記憶装置におい
て、 選択されたNANDセル内のすべてのメモリセルの制御
ゲートに所定の消去ベリファイ電位を印加してビット線
電流によりデータ消去状態を確認する消去ベリファイ制
御回路と、 選択されたNANDセル内の選択メモリセルの制御ゲー
トに所定の書込みベリファイ電位を印加してデータ書込
み状態を確認する書込みベリファイ制御回路と、 を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。(2) A charge storage layer and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and multiple memory cells that can be electrically rewritten by transfer of charge between the charge storage layer and the substrate are connected in series to form a NAND cell. In a non-volatile semiconductor memory device having a memory cell array configured and arranged in a matrix, a predetermined erase verify potential is applied to the control gates of all memory cells in a selected NAND cell, and a data erase state is established by a bit line current. An erase verify control circuit for verifying, and a write verify control circuit for verifying a data write state by applying a predetermined write verify potential to the control gate of a selected memory cell in a selected NAND cell. Non-volatile semiconductor memory device.
定して読出しを行うためのタイマを内蔵することを特徴
とする請求項1または2記載の不揮発性半導体記憶装置
。(3) The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1 or 2, wherein the erase verify control circuit includes a built-in timer for setting a predetermined operating time and performing reading.
成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により電気
的書替えを可能としたメモリセルが複数個ずつ直列接続
されてNANDセルを構成してマトリクス配列されたメ
モリセルアレイと、前記メモリセルアレイのビット線に
書込みデータを与えるデータ入力バッファおよびデータ
ラッチ回路と、 前記メモリセルアレイのビット線データを読出すセンス
アンプ回路およびデータ出力バッファと、前記メモリセ
ルアレイにデータ書込みを行った後に、書込み状態を確
認するための書込みベリファイ電位を順次選択された制
御ゲート線に印加してデータ読出しを行う書込みベリフ
ァイ制御回路と、 前記データラッチ回路とセンスアンプ回路の出力を比較
してその結果を一時ラッチする機能を持つデータ比較回
路と、 このデータ比較回路の出力により書込み状態を確認して
、書込み不十分のメモリセルに対して裏書き込みを行う
手段と、 選択されたNANDセル内の全てのメモリセルの制御ゲ
ートに接地電位を印加してビット線電流によりそのNA
NDセル内のメモリセルの消去状態を確認する消去ベリ
ファイ制御回路と、 を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。(4) A charge storage layer and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and a plurality of memory cells that can be electrically rewritten by transfer of charge between the charge storage layer and the substrate are connected in series to form a NAND cell. a memory cell array configured and arranged in a matrix; a data input buffer and data latch circuit that provides write data to bit lines of the memory cell array; a sense amplifier circuit and a data output buffer that read bit line data of the memory cell array; a write verify control circuit that reads data by sequentially applying a write verify potential to confirm the write state to selected control gate lines after writing data to the memory cell array; the data latch circuit and the sense amplifier; A data comparison circuit that has a function of comparing the outputs of the circuit and temporarily latching the result, and a means for confirming the write state based on the output of this data comparison circuit and performing back-writing to memory cells that are insufficiently written. , Apply a ground potential to the control gates of all memory cells in the selected NAND cell and change its NA by bit line current.
A nonvolatile semiconductor memory device comprising: an erase verify control circuit for confirming the erased state of a memory cell in an ND cell.
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