JPH09320289A - Semiconductor nonvolatile memory - Google Patents

Semiconductor nonvolatile memory

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JPH09320289A
JPH09320289A JP13678296A JP13678296A JPH09320289A JP H09320289 A JPH09320289 A JP H09320289A JP 13678296 A JP13678296 A JP 13678296A JP 13678296 A JP13678296 A JP 13678296A JP H09320289 A JPH09320289 A JP H09320289A
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JP
Japan
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data
bit line
level
memory cell
potential
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Application number
JP13678296A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriko Shioyasu
保 典 子 塩
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of defect of multibits by providing a reference level generating means and a discriminating means, discriminating the state of data before the threshold exceeds the discriminating limit and rewriting the data, if necessary. SOLUTION: The respective outputs of level comparators 21-23 are supplied to a discriminating part 24. The discriminating part 24 judges the data preserved in a memory cell i.e., the propriety of a threshold and the shift of the threshold from the result of comparison by means of an algorithm. When it is judged that the threshold has shifted, data held in the memory cell are read out by a data rewrite control part 25 and data held in a latch circuit B or an I/O buffer 11 are again rewritten in the memory cell. Thus, the threshold of a cell transistor is set again. In rewriting, when the data are corrected to '1', erasure is performed, and when they are corrected to '0', writing after the erasure is performed. Erasing/writing of data are performed by using an EEPROM, and processing such as this is performed with a page unit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体不揮発性メモ
リの改良に関し、特に、EEPROMのメモリセルが保
持するデータの信頼性を向上するようにしたものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of a semiconductor non-volatile memory, and more particularly to improving reliability of data held in a memory cell of an EEPROM.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のEEPROMの例を図6乃至図8
を参照して説明する。図6は、EEPROPMの概略を
示すブロック図であり、メモリセルがマトリクス状に配
置されるセルアレイの行方向にワード線制御回路、列方
向にビット線制御回路が配置されている。セルアレイ
は、複数のブロックによって構成され、ブロックは更に
複数のページによって構成される。NAND構造を用い
たフラッシュメモリでは消去は全ビットあるいはブロッ
ク単位で、書込みと読出しはページ単位で一括して行わ
れる。例えば、1ブロックは4Kバイト、1ページは5
12バイトで構成される。
2. Description of the Related Art Examples of conventional EEPROMs are shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing an outline of EEPROPM. Word line control circuits are arranged in the row direction and bit line control circuits are arranged in the column direction of a cell array in which memory cells are arranged in a matrix. The cell array is composed of a plurality of blocks, and each block is composed of a plurality of pages. In a flash memory using a NAND structure, erasing is performed for all bits or blocks, and writing and reading are performed collectively for each page. For example, one block is 4 Kbytes and one page is 5
It consists of 12 bytes.

【0003】図7は、NAND型フラッシュメモリのブ
ロックの構成例を示している。同図において、SG1,
2はブロックを選択するブロック選択線、CG1〜CG
8はメモリのゲートを制御するワード線、BL0〜BL
4095はビット線、Vsはソース電位である。
FIG. 7 shows a block configuration example of a NAND flash memory. In the figure, SG1,
2 is a block selection line for selecting a block, CG1 to CG
8 is a word line for controlling the gate of the memory, BL0 to BL
4095 is a bit line, and Vs is a source potential.

【0004】図8は、1ワード線についてのビット線制
御回路の一部を示しており、Aはセンスアンプ回路、B
はデータラッチ回路、Cはビット線電位制御回路、を示
している。A〜Bは1つのビット線についてのビット線
制御回路の一部10を構成する。11は入出力データを
一時保持するI/Oバッファである。
FIG. 8 shows a part of the bit line control circuit for one word line, where A is a sense amplifier circuit and B is a sense amplifier circuit.
Indicates a data latch circuit, and C indicates a bit line potential control circuit. AB form part 10 of the bit line control circuit for one bit line. Reference numeral 11 is an I / O buffer that temporarily holds input / output data.

【0005】かかる構成において、ブロックのデータの
消去は、BL0〜BL4095をフローティング、SG
1、SG2を20ボルト、CG1〜CG8を0ボルト、
Vsを20ボルト、Pウェルを20ボルトに設定するこ
とによって行われる。
In such a configuration, when erasing block data, BL0 to BL4095 are floated, SG
1, SG2 is 20 volts, CG1 to CG8 is 0 volts,
This is done by setting Vs to 20 volts and P-well to 20 volts.

【0006】メモリにページデータを書込む場合、例え
ば、CG4のページにデータを書込む場合は、BL1〜
BL4095の各々に1ページのデータに対応した0ボ
ルト(データ“0”)または8ボルト(データ“1”)
を設定する。SG1、SG2を10ボルト、CG1〜C
G3を10ボルト、CG4を18ボルト、CG5〜CG
8を10ボルト、Vs を0ボルト、Pウェルを0ボル
ト、に設定する。書込み時は、データラッチ回路B、ビ
ット線電位制御回路Cが用いられる。I/Oバッファか
らのデータがラッチ回路Bに入力され、保持される。保
持出力はビット線電位制御回路Cに入力される。同回路
へのOSCはリングオシレータの出力であり、データが
“0”のときは“0ボルト”を、データが“1”のとき
はポンピング動作を行って“8ボルト”をビット線に印
加する。
When writing page data to the memory, for example, when writing data to the page of CG4, BL1 to BL1
0 volt (data “0”) or 8 volt (data “1”) corresponding to one page of data for each BL4095
Set. SG1 and SG2 are 10 volts, CG1 to C
G3 is 10V, CG4 is 18V, CG5-CG
Set 8 to 10 volts, Vs to 0 volts and P-well to 0 volts. At the time of writing, the data latch circuit B and the bit line potential control circuit C are used. The data from the I / O buffer is input to and held in the latch circuit B. The hold output is input to the bit line potential control circuit C. OSC to the circuit is the output of the ring oscillator, and when the data is "0", "0 volt" is applied, and when the data is "1", the pumping operation is performed and "8 volt" is applied to the bit line. .

【0007】メモリからページデータを読出す場合、例
えば、CG4のページを読出す場合は、ビット線BL1
〜BL4095をプリチャージし、その後、ビット線は
フローティング状態とされる。SG1、SG2をVccボ
ルト、CG1〜CG3をVccボルト、選択されたCG4
を0ボルト、CG5〜CG8をVccボルト、Vs を0ボ
ルト、Pウェルを0ボルト、に設定する。選択されたN
ANDセル内の非選択メモリセルは導通状態となり、選
択メモリセルの閾値が正か負かでビット線の電位が決
る。選択メモリセルのデータが“0”なら、セル電流は
流れず、選択ビットの電位はプリチャージ電圧のまま保
持される。データが“1”なら、セル電流によって選択
ビットの電位は基準値VR 以下に低下する。ビット線B
Lの電位VBLはカレントミラー回路Aによって基準値V
R と比較される。ビット線の電位がそれ以下であれば、
“1”データと判断し、それ以上であれば、“0”デー
タと判断する。
When reading page data from the memory, for example, when reading a page of CG4, the bit line BL1
~ BL4095 is precharged, and then the bit line is brought into a floating state. SG1 and SG2 are Vcc volt, CG1 to CG3 are Vcc volt, selected CG4
Is set to 0 volt, CG5 to CG8 are set to Vcc volt, Vs is set to 0 volt, and P well is set to 0 volt. Selected N
The non-selected memory cell in the AND cell becomes conductive, and the potential of the bit line is determined depending on whether the threshold value of the selected memory cell is positive or negative. If the data of the selected memory cell is "0", the cell current does not flow and the potential of the selected bit is held as the precharge voltage. If the data is "1", the cell current causes the potential of the selected bit to drop below the reference value VR. Bit line B
The potential VBL of L is set to the reference value V by the current mirror circuit A.
Compared to R. If the bit line potential is below that,
It is determined as "1" data, and if it is more than that, it is determined as "0" data.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したプリチャージ
法によるデータの読出しは、図9に示すように、メモリ
セルトランジスタの閾値がデータ“0”に設定された時
にはプリチャージされたビット線の電位低下が少ないV
BL0 の特性となり、データ“1”に設定された時にはプ
リチャージされたビット線の電位低下が大きいVBL1 の
特性となる点に着目したものである。
As shown in FIG. 9, when the threshold value of the memory cell transistor is set to data "0", the data read by the above-mentioned precharge method is performed by the potential of the precharged bit line. V with little decrease
The characteristic of BL0 is the characteristic of VBL1 in which the potential drop of the precharged bit line is large when the data is set to "1".

【0009】ところで、不揮発性メモリにおいては、読
出し時のコントロールゲートCGの電圧で閾値が上がる
「リードディスターブ」や、電荷が酸化膜を通してゆっ
くりと逃げる「データ抜け」等によって、使用中にデー
タが一方からもう一方へ変化してしまうことがある。こ
れは、上述したVBL特性が使用中に変化することを意味
し、誤ったデータを出力する。
By the way, in a non-volatile memory, data may be lost during use due to "read disturb" in which the threshold value increases due to the voltage of the control gate CG at the time of reading or "data loss" in which charges slowly escape through the oxide film. Can change from one to the other. This means that the above-mentioned VBL characteristic changes during use, and erroneous data is output.

【0010】リードディスターブによってビット性(1
つのセル)でセルの閾値が上がりデータが変ってしまう
ような場合、エラー検出及び修正方法としてECC(Er
rorCorrection Code )が従来用いられる。しかし、E
CCには以下に述べるような不具合点がある。
Bit property (1
If the cell threshold rises and the data changes in one cell), ECC (Er
rorCorrection Code) is conventionally used. But E
CC has the following drawbacks.

【0011】(a) ECCエラー検出には計算処理を行
う必要がある。これをチップ内で行おうとすると、EC
C用付加ビットや演算処理回路等を組込む必要が生じ、
チップ面積がかなり大きくなる。
(A) It is necessary to perform a calculation process to detect an ECC error. If you try to do this in the chip, EC
It becomes necessary to incorporate additional bits for C, arithmetic processing circuits, etc.,
The chip area becomes quite large.

【0012】(b) 従来、1行につき、1ビット修正可
能なECC用の余分のセルを設けているものの、リード
ディスターブによって閾値がどんどん上がっていき、不
良セルが1行につき、複数ビット発生したときは救済で
きない。
(B) Conventionally, an extra cell for ECC capable of correcting 1 bit per row is provided, but the threshold value is gradually increased due to read disturb, and a plurality of defective cells are generated per row. Sometimes I can't help.

【0013】(c) セルのデータ自体を修正しないの
で、変動後に読出すときに必ず修正しなければならず、
その分読出し応答性能が低下する。
(C) Since the cell data itself is not modified, it must be modified when the data is read after the change.
The read response performance is reduced accordingly.

【0014】よって、本発明は、セルトランジスタの閾
値のシフトによって保持データが反転する不具合を未然
に防止して、ECC訂正に必要な外付あるいは複雑なチ
ップ内周辺回路を不要とする半導体不揮発性メモリを提
供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the problem that the held data is inverted due to the shift of the threshold value of the cell transistor, and to eliminate the need for an external or complicated in-chip peripheral circuit necessary for ECC correction. Intended to provide memory.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体不揮発性メモリは、データの書込み
及び消去が電気的に可能になされた不揮発性記憶セルを
行列状に配置し、ビット線群及びワード線群によって指
定アドレスに対応する記憶セルを選択可能にしたセルア
レイを有する半導体不揮発性メモリにおいて、データの
第1及び第2の値(“1”、“0”)にそれぞれ対応す
る第1及び第2の基準レベル(“VL ”、“VH ”)
と、前記第1及び第2の基準レベルの中間値の中間レベ
ル(“VM ”)と、を発生する基準レベル発生手段と、
アドレス指定された記憶セルからのデータの読出しのた
めにプリチャージされたビット線の電位(VBL)が、前
記第1の基準レベル(“VL ”)と前記中間レベル
(“VM ”)との相互間、または、第2の基準レベル
(“VH ”)と前記中間レベル(“VM ”)との相互
間、にあるかどうかを判別する判別手段(24)と、ビ
ット線の電位(VBL)が、第1の基準レベル(“VL
”)と中間レベル(“VM ”)との相互間にあると
き、データを読出した記憶セルに第1の値(“1”)を
書込み、前記第2の基準レベル(“VH ”)と前記中間
レベル(“VM ”)との相互間にあるとき、前記データ
を読出した記憶セルに第2の値(“0”)を書込む、デ
ータ書直し手段(25)と、を備えることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a semiconductor non-volatile memory of the present invention has a structure in which non-volatile memory cells in which data can be electrically written and erased are arranged in rows and columns. In a semiconductor nonvolatile memory having a cell array in which a memory cell corresponding to a specified address can be selected by a line group and a word line group, the semiconductor nonvolatile memory corresponds to first and second values (“1” and “0”) of data, respectively. First and second reference levels ("VL", "VH")
And a reference level generating means for generating an intermediate level ("VM") of an intermediate value of the first and second reference levels,
The potential (VBL) of the precharged bit line for reading data from the addressed memory cell is the mutual difference between the first reference level ("VL") and the intermediate level ("VM"). Between the second reference level (“VH”) and the intermediate level (“VM”) and the bit line potential (VBL). , The first reference level (“VL
”) And the intermediate level (“ VM ”), the first value (“ 1 ”) is written to the memory cell from which the data has been read, and the second reference level (“ VH ”) and Data rewriting means (25) for writing a second value ("0") to the memory cell from which the data has been read when it is between the intermediate level ("VM") and the intermediate level ("VM"). And

【0016】また、本発明の半導体不揮発性メモリは、
データの書込み及び消去が電気的に可能になされた不揮
発性記憶セルを行列状に配置し、ビット線群及びワード
線群によって指定アドレスに対応する記憶セルを選択可
能にしたセルアレイを有する半導体不揮発性メモリにお
いて、データの第1及び第2の値(“1”、“0”)に
それぞれ対応する第1及び第2の基準レベル(“VL
”、“VH ”)を発生する基準レベル発生手段と、ア
ドレス指定された記憶セルからのデータの読出しのため
にプリチャージされたビット線(BL)に対し、第1の
時刻(t1 )においてビット線の電位(VBL)と第1の
基準レベル(“VL ”)とを比較し、第2の時刻(t2
)において該ビット線電位(VBL)と第2の基準レベ
ル(“VH ”)とを比較して、データの修正が必要かど
うかを判別する判別手段(24)と、第2の時刻(t2
)において、ビット線電位(VBL)が第1の基準レベ
ル(“VL ”)よりも低いときデータを読出した記憶セ
ルに第1の値(“1”)を書込み、ビット線電位(VB
L)が第1及び2の基準レベル(“VL ”、“VH ”)
相互間にあるとき、データを読出した記憶セルに第2の
値(“0”)を書込む、データ書直し手段(25)と、
を備えることを特徴とする。
The semiconductor nonvolatile memory of the present invention is
Semiconductor non-volatile having a cell array in which non-volatile memory cells in which writing and erasing of data are electrically enabled are arranged in a matrix, and memory cells corresponding to a specified address can be selected by a bit line group and a word line group. In the memory, first and second reference levels (“VL” corresponding to first and second values (“1”, “0”) of data, respectively)
, "VH") and the bit line (BL) precharged for reading data from the addressed memory cell, the bit at the first time (t1) The line potential (VBL) is compared with the first reference level ("VL") and the second time (t2
), The bit line potential (VBL) is compared with the second reference level ("VH") to determine whether the data needs to be corrected, and the second time (t2).
), When the bit line potential (VBL) is lower than the first reference level ("VL"), the first value ("1") is written to the memory cell from which the data has been read, and the bit line potential (VB
L) is the first and second reference level (“VL”, “VH”)
A data rewriting means (25) for writing a second value (“0”) into the memory cell from which the data has been read when the data is in between.
It is characterized by having.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明が適用されるEEPROM
の要部を概略的に示すブロック図である。同図におい
て、図8と対応する部分には同一符号を付し、かかる部
分の説明は省略する。
FIG. 1 is an EEPROM to which the present invention is applied.
It is a block diagram which shows the principal part of FIG. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description of such parts is omitted.

【0019】この実施の形態では、各ビット線BLi に
テストモードに導通するトランジスタTs を介してレベ
ル比較器21〜23が接続される。レベル比較器21に
は基準電圧VL 、同22には基準電圧VM 、同23には
比較基準電圧VH が印加される。
In this embodiment, level comparators 21 to 23 are connected to each bit line BLi through a transistor Ts which conducts in the test mode. A reference voltage VL is applied to the level comparator 21, a reference voltage VM is applied to the level comparator 21, and a comparison reference voltage VH is applied to the level comparator 23.

【0020】各基準電圧は図4に示すように、基準電圧
VL <基準電圧VM <比較基準電圧VH に設定される。
ビット線BLにプリチャージされた電荷は、メモリセル
の保持データによって正常な場合にはVBL0 、VBL1 の
特性となる。閾値にシフトが生じた場合には、プリチャ
ージ後の時刻tにおいて、検出電圧がVL <VH の範囲
内にある。そこで、検出電圧がVL <VM の場合はデー
タ“1”に修正する。検出電圧がVM <VH の場合はデ
ータ“0”に修正する。各基準電圧は、例えば、基準電
圧VL =1ボルト、VM =2ボルト、VH =3ボルト、
に設定する。
As shown in FIG. 4, each reference voltage is set so that reference voltage VL <reference voltage VM <comparison reference voltage VH.
The charges precharged on the bit line BL have characteristics of VBL0 and VBL1 when the data held in the memory cell is normal. When the threshold shifts, the detection voltage is within the range of VL <VH at time t after precharge. Therefore, when the detected voltage is VL <VM, the data is corrected to "1". If the detected voltage is VM <VH, the data is corrected to "0". Each reference voltage is, for example, reference voltage VL = 1 volt, VM = 2 volt, VH = 3 volt,
Set to.

【0021】レベル比較器21〜23の各出力は判別部
24に供給される。判別部24は、後述するアルゴリズ
ムで各比較結果から、メモリセルに保持しているデー
タ、すなわち、設定された閾値の適否、閾値のシフトを
判断する。閾値がシフトしたと判断されたときには、デ
ータ書直し制御部25により、メモリセルの保持データ
を読出し、これをラッチ回路BあるいはI/Oバッファ
11に読出する。そして、ラッチ回路BあるいはI/O
バッファ11に保持されたデータを再度メモリセルに書
き直す。これによって、セルトランジスタの閾値が再度
設定される。書直し(修正)は、“1”に修正する場合
は消去を行う。“0”に修正する場合は消去→書込みを
行う。データの消去、書込みはEEPROMにおける公
知技術を使用可能である。このような、処理はページ単
位で行うことが可能である。
The outputs of the level comparators 21 to 23 are supplied to the discriminator 24. The determination unit 24 determines the data held in the memory cell, that is, the suitability of the set threshold value and the shift of the threshold value, from each comparison result using an algorithm described later. When it is determined that the threshold value has shifted, the data rewrite control unit 25 reads the data held in the memory cell and reads it into the latch circuit B or the I / O buffer 11. Then, the latch circuit B or I / O
The data held in the buffer 11 is rewritten in the memory cell again. As a result, the threshold value of the cell transistor is set again. In the rewriting (correction), when it is corrected to "1", it is erased. To correct to "0", erase → write. A known technique in EEPROM can be used for erasing and writing of data. Such processing can be performed in page units.

【0022】上記構成による動作について図2のフロー
チャートを参照して更に説明する。
The operation of the above configuration will be further described with reference to the flowchart of FIG.

【0023】図2において、まず、図示しないコンピー
タシステムへの電源投入の際やシステム終了の際、ある
いはCPUがEEPROMをアクセスしない状態におい
て、テストモードが実行されれる。このモードにおいて
は、例えば、データの読出し単位であるページ単位でア
ドレス指定がなされる。アドレス指定はCPUのプログ
ラムにより、あるいはEEPROMの周辺回路の機能と
して組込むことが可能である。アドレスが入力される
と、これがデコードされ、該当する1ページのメモリセ
ルの保持データが読出し可能となる(S12)。次に、
従来例で述べたのと同様にデータを読出す。すなわち、
1ページ分のビット線がプリチャージされ、例えば、C
G4のページに相当するデータを読出すために、CG4
に0ボルトが印加され、CG1〜CG3はVcc、CG5
〜CG8はVcc、SG1、SG2はVccに設定され、C
G4のゲート電圧が印加される1ページの各メモリセル
のデータが読出され、I/Oバッファに保持される(S
14)。
In FIG. 2, first, a test mode is executed when power is supplied to a computer system (not shown), when the system is terminated, or when the CPU does not access the EEPROM. In this mode, for example, addressing is performed in page units that are data reading units. Addressing can be incorporated by the program of the CPU or as a function of the peripheral circuit of the EEPROM. When the address is input, it is decoded and the data held in the memory cell of the corresponding page can be read (S12). next,
Data is read in the same manner as described in the conventional example. That is,
The bit lines for one page are precharged, and for example, C
To read the data corresponding to the G4 page, CG4
0 volt is applied to CG1, CG1 to CG3 are Vcc, CG5
~ CG8 is set to Vcc, SG1 and SG2 are set to Vcc, and C
The data of each memory cell of one page to which the gate voltage of G4 is applied is read and held in the I / O buffer (S
14).

【0024】この際に、図4に示すように、ビット線に
チャージされた電荷の放電(減少)による電位が時刻t
において検出される。図4において、曲線VBL0 はデー
タ“0”の確定領域、曲線VBLS はデータ“0”と
“1”との判別限界、曲線VBL1はデータ“1”の確定
領域を表している。ビット線のチャージ電圧VBLが曲線
VBL0 と曲線VBL1 とに挟まれる領域にあるとき、読出
しセルの閾値がシフトしており、要修正であるとが判別
される。
At this time, as shown in FIG. 4, the potential due to the discharge (reduction) of the charges charged in the bit line becomes time t.
Detected in. In FIG. 4, a curve VBL0 represents a defined area of data "0", a curve VBLS represents a limit of discrimination between data "0" and "1", and a curve VBL1 represents a defined area of data "1". When the charge voltage VBL of the bit line is in the region between the curve VBL0 and the curve VBL1, the threshold value of the read cell is shifted and it is determined that the correction is required.

【0025】前述した判別部24は、レベル比較器21
〜23の各出力によって、読出したデータのメモリセル
の状態を判別する。時刻tにおいて、ビット線の電圧V
BLが基準値VL よりも低いとき、保持データは“1”で
あり、セルトランジスタの閾値のシフトはないと判別さ
れ、当該ビットについてのテストは終了する(S1
6)。ビット線電圧VBLが基準値VH よりも高いとき、
保持データは“0”であり、セルトランジスタの閾値の
シフトはないと判別され、当該ビットについてのテスト
は終了する(S18)。ビット線電圧VBLが基準値VL
よりも高く、基準値VH よりも低いとき、セルトランジ
スタの閾値はシフトしていると判断される(S18)。
そこで、ビット線電圧VBLが判別基準値のVM よりも高
い場合は、保持データを“0”に修正する(S24)。
ビット線電圧VBLが判別基準値のVMよりも低い場合
は、保持データを“1”に修正する(S22)。保持デ
ータの修正は、センスアンプAの比較基準値VR とVM
とを同じに設定すれば、I/Oバッファに保持した読出
しデータをそのまま再度書込むことによりなされる。尤
もCPUによって該当データを再度書込むことが可能で
ある。この修正処理はページ単位で行うことが出来る。
データの修正ステップはデータ書直し制御部25の動作
に対応する。指定したアドレスのビット(あるいはペー
ジ)についてのテストは終了する。更に、他のページの
テストが指定されていれば、ステップS12〜S24が
繰返される。
The above-mentioned discriminating section 24 includes the level comparator 21.
23 to 23, the state of the memory cell of the read data is determined. At time t, the bit line voltage V
When BL is lower than the reference value VL, the held data is "1", it is determined that there is no shift in the threshold value of the cell transistor, and the test for that bit ends (S1).
6). When the bit line voltage VBL is higher than the reference value VH,
Since the held data is "0", it is determined that the threshold value of the cell transistor is not shifted, and the test for the relevant bit ends (S18). Bit line voltage VBL is reference value VL
If it is higher than the reference value VH and lower than the reference value VH, it is determined that the threshold value of the cell transistor is shifted (S18).
Therefore, when the bit line voltage VBL is higher than the discrimination reference value VM, the held data is corrected to "0" (S24).
If the bit line voltage VBL is lower than the discrimination reference value VM, the held data is corrected to "1" (S22). The stored data can be modified by comparing the reference values VR and VM of the sense amplifier A.
If and are set to be the same, the read data held in the I / O buffer is written again as it is. However, the corresponding data can be written again by the CPU. This correction process can be performed in page units.
The data correction step corresponds to the operation of the data rewriting control unit 25. The test on the bit (or page) at the specified address ends. Further, if the test of another page is designated, steps S12 to S24 are repeated.

【0026】このようなシーケンスにて不良の救済を行
った場合、リードディスターブやデータ抜けによって徐
々にデータが一方から他方に変化する過程にあるものを
データの再書込みによってセルトランジスタの閾値を元
に戻してデータエラーの発生を未然に防止することが可
能となる。
When the defect is repaired by such a sequence, the data in the process of gradually changing from one side to the other side due to read disturb or data loss is rewritten to the data based on the threshold value of the cell transistor. By returning it, it becomes possible to prevent the occurrence of a data error.

【0027】図3は、本発明の他の実施の形態を示して
いる。この例では、図5に示すように、時刻t1 及びt
2 の2回のビット線電圧検出を行って判別する。これに
より、レベル比較器の使用数を2つに減らすことが出来
る利点がある。このため、この実施の形態では、図1に
示されるレベル比較器22は設けられていない。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this example, as shown in FIG. 5, times t1 and t
The bit line voltage detection of 2 is performed twice to make a determination. This has the advantage that the number of level comparators used can be reduced to two. For this reason, the level comparator 22 shown in FIG. 1 is not provided in this embodiment.

【0028】まず、先の実施例と同様に、コンピータシ
ステムへの電源投入の際、システム終了の際、あるいは
CPUがEEPROMをアクセスしない状態において、
テストモードが実行されれる。このモードにおいては、
例えば、データの読出し単位であるページ単位でアドレ
ス指定がなされる。テストのためのアドレス指定はCP
Uのプログラムにより、あるいはEEPROMの周辺回
路の機能として組込むことが可能である。アドレスが入
力されると、これがデコードされ、該当する1ページの
メモリセルの保持データが読出し可能となる(S4
2)。
First, as in the previous embodiment, when the computer system is powered on, when the system is shut down, or when the CPU does not access the EEPROM,
The test mode is executed. In this mode,
For example, addressing is performed on a page-by-page basis, which is a data reading unit. CP for addressing for testing
It can be incorporated by the program of U or as a function of the peripheral circuit of the EEPROM. When the address is input, it is decoded and the data held in the memory cell of the corresponding page can be read (S4).
2).

【0029】次に、データの読出しを行う。すなわち、
1ページ分のビット線BL0〜BL4095がプリチャ
ージされ、例えば、指定アドレスに対応するCG4のペ
ージに相当するデータを読出すために、CG4に0ボル
トが印加され、CG1〜CG3はVcc、CG5〜CG8
はVcc、SG1、SG2はVccに設定される、CG4の
ゲート電圧が印加される1ページ分の各メモリセルのデ
ータが読出され、I/Oバッファに保持される(S4
4)。
Next, the data is read. That is,
The bit lines BL0 to BL4095 for one page are precharged. For example, in order to read the data corresponding to the page of CG4 corresponding to the designated address, 0 volt is applied to CG4, and CG1 to CG3 are Vcc and CG5 to CG5. CG8
Is set to Vcc, SG1 and SG2 are set to Vcc, and the data of each memory cell for one page to which the gate voltage of CG4 is applied is read and held in the I / O buffer (S4
4).

【0030】この際、図5に示すように、時刻t1 及び
t2 において、ビット線BLにプリチャージされた電荷
の放電(減少)により低下した電位の検出を行う。同図
において、曲線VBL0 はデータ“0”の確定領域、曲線
VBL1 はデータ“1”の確定領域を表している。例え
ば、比較基準値VL は時刻t1 における曲線VBL1 の値
に、基準値VH は時刻t2 における曲線VBL0 の値に、
それぞれ設定される。
At this time, as shown in FIG. 5, at times t1 and t2, the potential lowered by the discharge (reduction) of the charges precharged on the bit line BL is detected. In the figure, a curve VBL0 represents a fixed area of data "0", and a curve VBL1 represents a fixed area of data "1". For example, the comparison reference value VL is the value of the curve VBL1 at the time t1, the reference value VH is the value of the curve VBL0 at the time t2,
Each is set.

【0031】判別部24は、レベル比較器21及び23
の各出力によって、読出したメモリセルの閾値状態を判
別する。時刻t1 における第1回目の検出において、ビ
ット線の電圧VBLが基準値VL よりも低いとき、保持デ
ータは“1”と判別する。この場合のVBLは、曲線VBL
の降下特性により、それ以後もデータ“1”の判別範囲
内にある。当該ビットについてのテストは終了する(S
46)。この時点で、電圧VBLが基準値VL よりも高い
場合には、保持データが“0”であるか閾値がシフトし
ているかのいずれかである。
The discriminator 24 includes level comparators 21 and 23.
The threshold value state of the read memory cell is discriminated by each output of. When the voltage VBL of the bit line is lower than the reference value VL in the first detection at time t1, the held data is determined to be "1". In this case, VBL is the curve VBL
Due to the descent characteristic of, the data is still within the discrimination range of the data “1”. The test for the bit ends (S
46). At this time, if the voltage VBL is higher than the reference value VL, it means that the held data is "0" or the threshold value is shifted.

【0032】時刻t2 において、ビット線BLにプリチ
ャージされた電荷の放電(減少)により低下したビット
線電位VBLの第2回目の検出を行う(S48)。
At time t2, the second detection of the bit line potential VBL lowered by the discharge (reduction) of the charges precharged on the bit line BL is performed (S48).

【0033】判別部24は、レベル比較器21及び23
の各出力によって、ビット線の電位VBLを判別する。ビ
ット線電位VBLが基準値VH よりも高いとき、保持デー
タを“0”と判別する。曲線VBL0 を下回らないので閾
値のシフトはないと判別され、当該ビットについてのテ
ストは終了する(S50)。
The discriminator 24 includes level comparators 21 and 23.
The potential VBL of the bit line is discriminated by the respective outputs of. When the bit line potential VBL is higher than the reference value VH, the held data is determined to be "0". Since it does not fall below the curve VBL0, it is determined that there is no threshold shift, and the test for that bit ends (S50).

【0034】ビット線電圧VBLが基準値VH よりも低く
(S50)、基準値VL よりも低いとき(S52)、セ
ルトランジスタの閾値は“1”からシフトしていると判
断される(S52)。データ書直し制御部25は、保持
データを“1”に修正し(S54)、終了する。
When the bit line voltage VBL is lower than the reference value VH (S50) and lower than the reference value VL (S52), it is determined that the threshold value of the cell transistor is shifted from "1" (S52). The data rewrite control unit 25 corrects the held data to "1" (S54), and ends.

【0035】ビット線電圧VBLが基準値VH よりも低く
(S50)、基準値VL よりも高いとき(S52)、デ
ータ“0”から閾値がシフトしたと判断される。そこ
で、データ書直し制御部25は、保持データを“0”に
修正し(S54)、終了する。保持データの修正は、例
えば、I/Oバッファに保持した読出しデータをそのま
ま再度書込むことによりなされる。尤もCPUによって
該当データを再度書込むことが可能である。この修正処
理はページ単位で行うことが出来る。指定したアドレス
のビット(あるいはページ)についてのテストは終了す
る。更に、他のページのテストが指定されていれば、ス
テップS42〜S56が繰返される。
When the bit line voltage VBL is lower than the reference value VH (S50) and higher than the reference value VL (S52), it is determined that the threshold value is shifted from the data "0". Therefore, the data rewrite control unit 25 corrects the held data to "0" (S54), and ends the processing. The held data is modified, for example, by rewriting the read data held in the I / O buffer as it is. However, the corresponding data can be written again by the CPU. This correction process can be performed in page units. The test on the bit (or page) at the specified address ends. Further, if the test of another page is designated, steps S42 to S56 are repeated.

【0036】なお、上述した例では、1ページ単位で書
込み、読出しを行うメモリについて説明したが、ビット
単位、ブロック単位で書込み、読出しを行うメモリにつ
いても同様に本発明を適用でき、ビット単位、ブロック
単位でデータを書直すことが可能である。
In the above example, the memory for writing and reading in page units was described, but the present invention can be similarly applied to the memory for writing and reading in bit units and block units. It is possible to rewrite data in block units.

【0037】また、テストモードとして通常のデータ読
出しと別途に行うのではなく、データ読出と並行してセ
ルトランジスタの閾値のシフト判別を行うことが可能で
ある。
Further, as the test mode, it is possible to judge the shift of the threshold value of the cell transistor in parallel with the data reading, instead of separately from the normal data reading.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体不
揮発性メモリによれば、閾値が判別限界を越える前にデ
ータ状態を判別し、必要により、データの再書込みを行
うので、多ビットの不良発生を未然に防止することが可
能となる。また、ECCチェックのように読出す度にエ
ラーチェック処理を行う必要がないので、応答性能が低
下しない。ECCチェックための追加ビットやECCチ
ェック機構が不要となるので、メモリチップ面積の増加
への影響は比較的少なくて済む。
As described above, according to the semiconductor nonvolatile memory of the present invention, the data state is discriminated before the threshold value exceeds the discrimination limit, and the data is rewritten if necessary. It is possible to prevent the occurrence of defects. Further, unlike the ECC check, it is not necessary to perform the error check process every time the data is read, so the response performance does not deteriorate. Since an additional bit for ECC check and an ECC check mechanism are unnecessary, the influence on the increase of the memory chip area can be relatively small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態を説明するブロック回路図
である。
FIG. 1 is a block circuit diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態における動作態様を説明する
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation mode according to the first embodiment.

【図3】第2の実施の形態における動作態様を説明する
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation mode according to the second embodiment.

【図4】第1の実施の形態における閾値の判別を説明す
る説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating determination of a threshold value according to the first embodiment.

【図5】第2の実施の形態における閾値の判別を説明す
る説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating determination of a threshold value according to the second embodiment.

【図6】半導体不揮発性メモリの概略構成を説明する説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a semiconductor nonvolatile memory.

【図7】NAND型フラッシュメモリのメモリセルの構
成例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration example of a memory cell of a NAND flash memory.

【図8】1本のビット線当りのビット線制御回路の一部
を説明するブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a part of a bit line control circuit for one bit line.

【図9】従来装置におけるプリチャージ後のビット線電
位の変動を説明する説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a change in bit line potential after precharging in a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ビット線制御回路 11 I/Oバッファ 21〜23 レベル比較器 24 判別部 25 データ書直し制御部 10 bit line control circuit 11 I / O buffers 21-23 level comparator 24 discriminator 25 data rewrite controller

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】データの書込み及び消去が電気的に可能に
なされた不揮発性記憶セルを行列状に配置し、ビット線
群及びワード線群によって指定アドレスに対応する記憶
セルを選択可能にしたセルアレイを有する半導体不揮発
性メモリであって、 前記データの第1及び第2の値にそれぞれ対応する第1
及び第2の基準レベルと、前記第1及び第2の基準レベ
ルの中間値の中間レベルと、を発生する基準レベル発生
手段と、 アドレス指定された記憶セルからのデータの読出しのた
めにプリチャージされたビット線の電位が、前記第1の
基準レベルと前記中間レベルとの相互間、または、第2
の基準レベルと前記中間レベルとの相互間、にあるかど
うかを判別する判別手段と、 前記ビット線の電位が、前記第1の基準レベルと前記中
間レベルとの相互間にあるとき、データを読出した記憶
セルに第1の値を書込み、前記第2の基準レベルと前記
中間レベルとの相互間にあるとき、前記データを読出し
た記憶セルに第2の値を書込む、データ書直し手段と、 を備えることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
1. A cell array in which non-volatile memory cells in which data can be written and erased electrically are arranged in a matrix, and a memory cell corresponding to a designated address can be selected by a bit line group and a word line group. A semiconductor non-volatile memory having: a first non-volatile memory corresponding to the first and second values of the data, respectively.
And a second reference level and an intermediate level intermediate the first and second reference levels, and precharge for reading data from the addressed memory cell. The potential of the selected bit line is between the first reference level and the intermediate level, or the second level.
Discriminating means for discriminating between the reference level and the intermediate level, and data when the potential of the bit line is between the first reference level and the intermediate level. A data rewriting means for writing a first value into the read memory cell and writing a second value into the memory cell from which the data has been read when the first value is between the second reference level and the intermediate level. A semiconductor non-volatile memory comprising:
【請求項2】前記判別手段は、 前記ビット線電位と前記第1の基準レベルとを比較する
第1のレベル比較器と、 前記ビット線電位と前記中間レベルとを比較する第2の
レベル比較器と、 前記ビット線電位と前記第2の基準レベルとを比較する
第3のレベル比較器と、 とを含むことを特徴とする請求項1記載の半導体不揮発
性メモリ。
2. The discriminating means comprises a first level comparator for comparing the bit line potential and the first reference level, and a second level comparator for comparing the bit line potential and the intermediate level. 2. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 1, further comprising: a third level comparator that compares the bit line potential with the second reference level.
【請求項3】データの書込み及び消去が電気的に可能に
なされた不揮発性記憶セルを行列状に配置し、ビット線
群及びワード線群によって指定アドレスに対応する記憶
セルを選択可能にしたセルアレイを有する半導体不揮発
性メモリであって、 前記データの第1及び第2の値にそれぞれ対応する第1
及び第2の基準レベルを発生する基準レベル発生手段
と、 アドレス指定された記憶セルからのデータの読出しのた
めにプリチャージされたビット線に対し、第1の時刻に
おいて前記ビット線の電位と前記第1の基準レベルとを
比較し、第2の時刻において該ビット線電位と前記第2
の基準レベルとを比較して、データの修正が必要かどう
かを判別する判別手段と、 前記第2の時刻において、前記ビット線電位が前記第1
の基準レベルよりも低いときデータを読出した記憶セル
に第1の値を書込み、前記ビット線電位が前記第1及び
2の基準レベル相互間にあるとき、前記データを読出し
た記憶セルに第2の値を書込む、データ書直し手段と、 を備えることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
3. A cell array in which non-volatile memory cells electrically capable of writing and erasing data are arranged in a matrix, and a memory cell corresponding to a designated address can be selected by a bit line group and a word line group. A semiconductor non-volatile memory having: a first non-volatile memory corresponding to the first and second values of the data, respectively.
And a reference level generating means for generating a second reference level and a bit line precharged for reading data from an addressed memory cell, at a first time, the potential of the bit line and the The first reference level is compared, and at a second time, the bit line potential and the second
Discriminating means for discriminating whether or not data correction is necessary by comparing the bit line potential with the first level at the second time.
When the bit line potential is between the first and second reference levels, the second value is written to the storage cell from which the data has been read. A semiconductor non-volatile memory, comprising: a data rewriting means for writing the value of.
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