JP2000057784A - Semiconductor memory apparatus - Google Patents

Semiconductor memory apparatus

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JP2000057784A
JP2000057784A JP10229187A JP22918798A JP2000057784A JP 2000057784 A JP2000057784 A JP 2000057784A JP 10229187 A JP10229187 A JP 10229187A JP 22918798 A JP22918798 A JP 22918798A JP 2000057784 A JP2000057784 A JP 2000057784A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory apparatus which can prevent incorrect writing without increasing a time required for writing. SOLUTION: The semiconductor memory apparatus has a memory cell array 101 in which nonvolatile memory cells are arranged in matrix, a data latch 102 working also as a sense amplifier, decoders 105, 103 for selecting memory cells, a write voltage generation circuit 108 for generating a higher write voltage than a source voltage which is to be fed when data is written to the selected memory cell, and an intermediate voltage generation circuit 109 for generating an intermediate voltage higher than the source voltage and lower than the intermediate voltage which is to be fed when data is written to the non-select memory cell. An output control circuit 111 is provided so that an output voltage of the intermediate voltage generation circuit 109 follows an output voltage of the write voltage generation circuit 108 before reaching a predetermined level.

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】この発明は、半導体記憶装置
に係り、特に昇圧された書き込み電圧を用いてデータ書
き込み制御を行うEEPROM等に適用して有用な半導
体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device that is useful when applied to an EEPROM or the like that performs data write control using a boosted write voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体記憶装置の一つとし
て、電気的書き換えを可能としたEEPOMが知られて
いる。中でも、メモリセルを複数個直列接続してNAN
Dセルを構成するNANDセル型EEPROMは、高集
積化できるものとして注目されている。NAND型EE
PROMのメモリセルには、半導体基板上に電荷蓄積層
(浮遊ゲート)と制御ゲートとを積層形成したFETM
OS構造が用いられる。このメモリセルは、浮遊ゲート
に蓄積された電荷量によって、データ“0”,“1”を
記憶する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of the semiconductor memory devices, an EEPOM capable of electrically rewriting has been known. Above all, NAN by connecting a plurality of memory cells in series
The NAND cell type EEPROM constituting the D cell is attracting attention as a device that can be highly integrated. NAND type EE
A PROM memory cell has an FETM in which a charge storage layer (floating gate) and a control gate are stacked on a semiconductor substrate.
An OS structure is used. This memory cell stores data “0” and “1” according to the amount of charge stored in the floating gate.

【0003】図25は、隣接する2個のNAND型セル
を示している。直列接続された8個のメモリセルM1〜
M8の一端は選択ゲートS1を介してビット線BLに接
続され、他端は別の選択ゲートS2を介して共通ソース
線に接続される。NAND型セル内の各メモリセルの制
御ゲートは横方向に制御ゲート線CG1,CG2,…,
CG8として共通に配設されてこれがワード線となる。
選択ゲートS1,S2のゲート電極も横方向に選択ゲー
ト線SG1,SG2として共通接続される。
FIG. 25 shows two adjacent NAND cells. Eight memory cells M1 to M1 connected in series
One end of M8 is connected to a bit line BL via a selection gate S1, and the other end is connected to a common source line via another selection gate S2. The control gate of each memory cell in the NAND type cell is connected to control gate lines CG1, CG2,.
Commonly provided as CG8, this becomes a word line.
The gate electrodes of the selection gates S1 and S2 are also commonly connected in the horizontal direction as selection gate lines SG1 and SG2.

【0004】この様なNAND型セルでのデータ書き込
みは、選択されたワード線(制御ゲート線)に20V程
度の昇圧された書き込み電圧を印加し、非選択ワード線
には8〜10V程度の中間電圧を印加し、データ
“0”,“1”に応じて選択メモリセルのチャネル電圧
をコントロールする。例えば、図25では、ビット線B
L1,BL2にそれぞれデータ“1”,“0”を与え、
制御ゲート線CG2に書き込み電圧VPGM、その他の
非選択制御ゲート線CG1,CG3〜CG8に中間電圧
VMWLを与えて、メモリセルM21に“1”書き込み
を行う場合を示している。
To write data in such a NAND type cell, a boosted write voltage of about 20 V is applied to a selected word line (control gate line), and an intermediate voltage of about 8 to 10 V is applied to a non-selected word line. A voltage is applied to control the channel voltage of the selected memory cell according to data "0" and "1". For example, in FIG.
Data "1" and "0" are given to L1 and BL2, respectively.
A case is shown in which the write voltage VPGM is applied to the control gate line CG2, and the intermediate voltage VMWL is applied to the other non-selection control gate lines CG1, CG3 to CG8, and "1" is written to the memory cell M21.

【0005】即ち、“1”データ書き込みのビット線B
L1は0Vとし、このビット線電圧を選択メモリセルの
チャネルまで転送する。これにより選択メモリセルM2
1では、トンネル電流により浮遊ゲートに電子が注入さ
れ、しきい値が正の状態となる。“0”データ書き込み
のビット線BL2には、VCCが与えられ、選択ゲート線
SG1にVCCが与えられて選択ゲートS11がオフにな
る。従って“0”データが与えられたビット線に沿うメ
モリセルのチャネルはフローティングになる。この結
果、チャネルは制御ゲートからの容量結合により電位上
昇し、8V程度まで達するから、書き込み電圧VPGM
が与えられた制御ゲート線CG2に沿ったメモリセルM
22でもしきい値の変動がなく、負のしきい値状態、即
ち“0”データが書かれる。
That is, the bit line B for writing “1” data
L1 is set to 0 V, and this bit line voltage is transferred to the channel of the selected memory cell. Thereby, the selected memory cell M2
In the case of 1, electrons are injected into the floating gate by the tunnel current, and the threshold value becomes positive. VCC is applied to the bit line BL2 for writing "0" data, VCC is applied to the selection gate line SG1, and the selection gate S11 is turned off. Therefore, the channel of the memory cell along the bit line to which "0" data is applied becomes floating. As a result, the potential of the channel rises due to capacitive coupling from the control gate and reaches about 8 V, so that the write voltage VPGM
Cell M along the control gate line CG2
Even at 22, there is no change in the threshold value, and a negative threshold value state, that is, "0" data is written.

【0006】NAND型セルでのデータ消去は、例えば
メモリセルアレイ全体について、全てのワード線に0V
を印加し、基板或いはウェルに20V程度の消去電圧を
印加して、全メモリセルで浮遊ゲートの電荷を基板側に
放出させる。これにより、全メモリセルはしきい値が負
のデータ“0”状態に消去される。メモリセルアレイが
複数ブロックある場合に、ブロック単位でデータ消去を
行うこともある。この場合には、ブロック毎にウェルを
形成して、選択ブロックについて上記条件を与え、非選
択ブロックについてはワード線を全てフローティングに
すればよい。
[0006] Data erasing in a NAND type cell is performed, for example, by applying 0 V to all word lines in the entire memory cell array.
Is applied to the substrate or well to apply an erasing voltage of about 20 V to discharge the charge of the floating gate to the substrate side in all the memory cells. As a result, all the memory cells are erased to the state where the threshold value is negative data "0". When there are a plurality of memory cell arrays, data may be erased in block units. In this case, a well may be formed for each block, the above conditions may be given to the selected block, and all the word lines may be left floating for the unselected block.

【0007】データ読み出しは、選択されたワード線に
0V、残りのワード線にデータ“0”,“1”に拘わら
ずメモリセルがオンする中間電圧を与えて、NAND型
セルが導通するか否かをビット線で検出することにより
行われる。
For data reading, 0 V is applied to the selected word line, and an intermediate voltage for turning on the memory cell irrespective of data "0" or "1" is applied to the remaining word lines to determine whether or not the NAND cell becomes conductive. Is detected by a bit line.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のEEP
ROMでは、データ書き込みのための書き込み電圧VP
GM及び中間電圧VMWLを発生するために別々の昇圧
回路を必要とする。しかし、書き込み電圧昇圧回路と中
間電圧昇圧回路の昇圧時間には、製造条件、温度その他
の条件でバラツキが生じる。この昇圧時間のバラツキ
は、誤書き込みの原因となる。
The above-mentioned conventional EEP
In a ROM, a write voltage VP for writing data is used.
A separate booster circuit is required to generate the GM and the intermediate voltage VMWL. However, the boosting times of the write voltage boosting circuit and the intermediate voltage boosting circuit vary depending on manufacturing conditions, temperature, and other conditions. This variation in the boosting time causes erroneous writing.

【0009】具体的に誤書き込みの生じる理由を、図2
6を参照して説明する。図26では、上述のデータ書き
込みの例で、タイミングt0で昇圧が開始されて、制御
ゲート線CG2に書き込み電圧VPGMが与えられ、残
りの制御ゲート線に中間電圧VMWLが与えられる場合
に、中間電圧VMWLの立ち上がりが書き込み電圧VP
GMに比べて遅い場合を示している。この様な中間電圧
VMWLの昇圧時間の遅れは、上述した製造条件のバラ
ツキだけでなく、各昇圧回路の負荷の大きさの差が大き
な理由となる。即ち、書き込み電圧VPGMが与えられ
るのは選択された一本の制御ゲート線であり、中間電圧
VMWLが与えられるのは残り全ての制御ゲート線であ
るため、中間電圧用の昇圧回路の方が負荷が大きく、こ
の結果、図26のような中間電圧の昇圧の遅れが生じ
る。
The reason why the erroneous writing occurs will be described in detail with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 26, in the above-described example of data writing, boosting is started at timing t0, and when the write voltage VPGM is applied to the control gate line CG2 and the intermediate voltage VMWL is applied to the remaining control gate lines, the intermediate voltage VMWL rise is equal to the write voltage VP
This shows a case where the speed is slower than that of GM. Such a delay in the boosting time of the intermediate voltage VMWL is not only due to the above-described variation in the manufacturing conditions, but also due to the difference in the magnitude of the load of each boosting circuit. That is, the write voltage VPGM is applied to one selected control gate line, and the intermediate voltage VMWL is applied to all remaining control gate lines. As a result, there is a delay in boosting the intermediate voltage as shown in FIG.

【0010】このとき、上のデータ書き込みの例におい
て、“0”データが与えられたビット線BL2に沿った
フローティングのチャネルの電位Vchannelは、図26
に示すように、非選択制御ゲート線との容量結合が支配
的になるため、中間電圧VMWLにほぼ追従して上昇す
る。書き込み電圧VPGMがほぼ所望の20Vになった
タイミングt1において見ると、中間電圧VMWLは未
だ所望の10Vに達していない。このとき、書き込み電
圧VPGMが与えられた制御ゲート線CG2に沿って、
データ“1”がビット線BL1に与えられたメモリセル
M21で“1”書き込みが行われるが、同じ制御ゲート
線CG2に沿ってビット線BL2に“0”データが与え
られたメモリセルM22に着目すると、タイミングt1
では、チャネルの電圧が8Vに達していないため、制御
ゲート・チャネル間に電子注入を阻止するのに必要な所
望の電圧20V−8V=12Vより大きな電圧がかかる
ことになる。これにより、メモリセルM22では誤って
電子注入が生じ、“1”書き込みが行われてしまうおそ
れがある。
At this time, in the above-described example of data writing, the potential Vchannel of the floating channel along the bit line BL2 to which "0" data is applied is set to the level shown in FIG.
As shown in (5), since the capacitive coupling with the non-selection control gate line becomes dominant, it rises almost following the intermediate voltage VMWL. Looking at the timing t1 when the write voltage VPGM has become almost the desired 20V, the intermediate voltage VMWL has not yet reached the desired 10V. At this time, along the control gate line CG2 to which the write voltage VPGM is applied,
“1” writing is performed in the memory cell M21 to which the data “1” is given to the bit line BL1, but attention is paid to the memory cell M22 to which “0” data is given to the bit line BL2 along the same control gate line CG2. Then, at timing t1
In this case, since the voltage of the channel has not reached 8 V, a voltage higher than the desired voltage of 20 V-8 V = 12 V required to prevent electron injection is applied between the control gate and the channel. As a result, electron injection may occur erroneously in the memory cell M22, and “1” writing may be performed.

【0011】特に、データ書き込みの時間を短縮するた
めに、書き込み電圧VPGM,中間電圧VMWLの充電
動作を高速化した場合には、充電所要時間を細かく制御
することが困難になり、上述した誤書き込みの危険はよ
り大きくなる。一方、上述した誤書き込みを防止するた
めに、中間電圧の充電を書き込み電圧のそれに先行させ
る方式も考えられる。しかしこの方式は、トータルのデ
ータ書き込みの所要時間を長くしてしまうという難点が
ある。同様の問題は、NAND型セルを用いるEEPR
OMに限らず、書き込み電圧とこれより低い中間電圧を
併用して選択的なデータ書き込みを行う方式の他のEE
PROMにも存在する。
In particular, when the charging operation of the write voltage VPGM and the intermediate voltage VMWL is accelerated in order to shorten the data write time, it becomes difficult to finely control the charge required time, and the above-described erroneous write operation is performed. The danger is greater. On the other hand, in order to prevent the erroneous writing described above, a method in which the charging of the intermediate voltage precedes that of the writing voltage may be considered. However, this method has a drawback that the total time required for writing data is lengthened. A similar problem is the EEPR using NAND cells.
Not only OM, but also other EEs that selectively write data by using a write voltage and a lower intermediate voltage together
It also exists in PROM.

【0012】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、書き込み所要時間を長くすることなく、誤書き
込みを防止できるようにした半導体記憶装置を提供する
ことを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide a semiconductor memory device capable of preventing erroneous writing without increasing the time required for writing.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、電気的書き換えが可能で且つデータを不揮発
に記憶するメモリセルがマトリクス配列されたメモリセ
ルアレイと、このメモリセルアレイの読み出しデータを
センスし、書き込みデータをラッチするセンスアンプ兼
データラッチと、前記メモリセルアレイのメモリセル選
択を行うデコーダと、前記メモリセルアレイの選択され
たメモリセルにデータ書き込み時に与えられる、電源電
圧より高い書き込み電圧を発生する書き込み電圧発生回
路と、前記メモリセルアレイの非選択のメモリセルにデ
ータ書き込み時に与えられる、電源電圧より高く前記書
き込み電圧より低い中間電圧を発生する中間電圧発生回
路と、前記中間電圧発生回路の出力電圧と前記書き込み
電圧発生回路の出力電圧の差を前記中間電圧発生回路の
出力電圧が所定レベルに達するまで制限し、その後前記
出力電圧の差が制限されない状態で前記書き込み電圧発
生回路の出力電圧の上昇を継続させる出力制御回路と、
を備えたことを特徴とする。
A semiconductor memory device according to the present invention comprises a memory cell array in which memory cells which are electrically rewritable and store data in a nonvolatile manner are arranged in a matrix, and data read from the memory cell array is sensed. A sense amplifier / data latch for latching write data, a decoder for selecting a memory cell of the memory cell array, and generating a write voltage higher than a power supply voltage applied to a selected memory cell of the memory cell array when writing data. A write voltage generator circuit, an intermediate voltage generator circuit for generating an intermediate voltage higher than a power supply voltage and lower than the write voltage, which is provided when data is written to unselected memory cells of the memory cell array, and an output of the intermediate voltage generator circuit. Voltage and the output of the write voltage generation circuit. To limit the difference in voltage until the output voltage of the intermediate voltage generating circuit reaches a predetermined level, an output control circuit to continue to rise in the output voltage of the write voltage generation circuit in a subsequent state in which the difference of the output voltage is not limited,
It is characterized by having.

【0014】この発明において例えば、書き込み電圧発
生回路は、電源電圧を昇圧して前記書き込み電圧を生成
する第1の昇圧回路と、この第1の昇圧回路の出力電圧
が所定値に達したことを検出してリミット信号を出力す
る第1のリミット回路とを有し、また中間電圧発生回路
は、電源電圧を昇圧して前記中間電圧を生成する第2の
昇圧回路と、この第2の昇圧回路の出力電圧が所定値に
達したことを検出してリミット信号を出力する第2のリ
ミット回路とを有するものとする。また出力制御回路
は、例えば、書き込み電圧発生回路の出力ノードと中間
電圧発生回路の出力ノードを選択的に短絡するための短
絡回路と、第1及び第2の昇圧回路の昇圧制御信号の立
ち上がりエッジを検出するエッジ検出回路と、このエッ
ジ検出回路の出力パルスにより一定時間短絡回路をオン
駆動し、中間電圧を書き込み電圧に追従させる制御を行
うバイアス回路とを備えて構成される。
According to the present invention, for example, the write voltage generating circuit includes a first booster circuit that boosts a power supply voltage to generate the write voltage, and that the output voltage of the first booster circuit reaches a predetermined value. A first limit circuit for detecting and outputting a limit signal, the intermediate voltage generating circuit boosting a power supply voltage to generate the intermediate voltage, and a second booster circuit And a second limit circuit for detecting that the output voltage has reached a predetermined value and outputting a limit signal. The output control circuit includes, for example, a short circuit for selectively shorting an output node of the write voltage generation circuit and an output node of the intermediate voltage generation circuit, and a rising edge of a boost control signal of the first and second boost circuits. And a bias circuit that controls the short circuit to be turned on for a certain period of time by an output pulse of the edge detection circuit, and controls the intermediate voltage to follow the write voltage.

【0015】上記バイアス回路を制御するためには例え
ば、(a)エッジ検出回路の出力によりセットされ、第
2のリミット回路から得られるリミット信号によりリセ
ットされるフリップフロップを備えるか、或いは(b)
エッジ検出回路の出力パルスの時間幅を、第1の昇圧回
路の出力が昇圧開始から中間電圧の昇圧完了値の直前に
達するまでの時間に設定し、バイアス回路は、このエッ
ジ検出回路の出力パルスの立ち上がりで短絡回路をオン
駆動し、立ち下がりで短絡回路をオフ駆動するようにす
る。この発明において好ましくは、前記メモリセルアレ
イは、基板上に浮遊ゲートと制御ゲートが積層されたメ
モリセルを複数個直列接続して構成されるNANDセル
を配列して構成され、NANDセル内の選択されたメモ
リセルの制御ゲートに前記書き込み電圧を与え、NAN
Dセル内の非選択メモリセルの制御ゲートに前記中間電
圧を与えるデータ書き込みモードを有するものとする。
In order to control the bias circuit, for example, (a) a flip-flop which is set by an output of the edge detection circuit and is reset by a limit signal obtained from a second limit circuit, or (b)
The time width of the output pulse of the edge detection circuit is set to the time from when the output of the first booster circuit reaches the time immediately before the boosting start value of the intermediate voltage until the output of the first booster circuit. The short circuit is turned on at the rising edge of the signal, and the short circuit is turned off at the falling edge of the signal. In the present invention, preferably, the memory cell array is configured by arranging NAND cells each configured by serially connecting a plurality of memory cells each having a floating gate and a control gate stacked on a substrate. The write voltage is applied to the control gate of the memory cell
It is assumed that a data write mode for applying the intermediate voltage to a control gate of a non-selected memory cell in the D cell is provided.

【0016】この発明に係る半導体記憶装置はまた、メ
モリセルがマトリクス配列されたメモリセルアレイと、
このメモリセルアレイの読み出しデータをセンスし、書
き込みデータをラッチするセンスアンプ兼データラッチ
と、前記メモリセルアレイのメモリセル選択を行うデコ
ーダと、前記メモリセルアレイの選択されたメモリセル
に与えられる、電源電圧より高い第1の昇圧電圧を発生
する第1の昇圧電圧発生回路と、前記メモリセルアレイ
の非選択のメモリセルに与えられる、電源電圧より高く
前記第1の昇圧電圧より低い第2の昇圧電圧を発生する
第2の昇圧電圧発生回路と、前記第2の昇圧電圧発生回
路の出力電圧と前記第1の昇圧電圧発生回路の出力電圧
の差を前記第2の昇圧電圧発生回路の出力電圧が所定レ
ベルに達するまで制限し、その後前記出力電圧の差が制
限されない状態で前記第1の昇圧電圧発生回路の出力電
圧の上昇を継続させる出力制御回路と、を備えたことを
特徴とする。
The semiconductor memory device according to the present invention further comprises a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix,
A sense amplifier / data latch for sensing read data of the memory cell array and latching write data; a decoder for selecting a memory cell of the memory cell array; and a power supply voltage applied to a selected memory cell of the memory cell array. A first boosted voltage generation circuit for generating a high first boosted voltage; and a second boosted voltage higher than a power supply voltage and lower than the first boosted voltage, which is supplied to unselected memory cells of the memory cell array. And a difference between the output voltage of the second boosted voltage generating circuit and the output voltage of the first boosted voltage generating circuit, wherein the output voltage of the second boosted voltage generating circuit is a predetermined level. And then the output voltage of the first boosted voltage generation circuit is continuously increased in a state where the difference between the output voltages is not limited. An output control circuit that, characterized by comprising a.

【0017】この発明によると、選択メモリセルに与え
られる書き込み電圧に対して、非選択メモリセルに与え
られる中間電圧の差が、中間電圧が所定レベルに達する
まで出力制御回路によって制限されるようにしている。
具体的には、中間電圧を一定レベルに達するまで書き込
み電圧に追従させる。これにより、中間電圧の立ち上が
りが書き込み電圧に比べて遅れることに起因する誤書き
込みが防止される。
According to the present invention, the difference between the write voltage applied to the selected memory cell and the intermediate voltage applied to the non-selected memory cells is limited by the output control circuit until the intermediate voltage reaches a predetermined level. ing.
Specifically, the intermediate voltage is made to follow the write voltage until it reaches a certain level. This prevents erroneous writing due to the rise of the intermediate voltage being delayed as compared with the writing voltage.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図1は、この発明の一実施例に係
るNANDセル型EEPROMのブロック構成を示す。
メモリセルアレイ101は後述するように、不揮発性の
メモリセルを直列接続したNANDセルを配列して構成
される。このメモリセルアレイ101のビット線データ
をセンスし、或いは書き込みデータを保持するためにセ
ンスアンプ兼データラッチ102が設けられている。セ
ンスアンプ兼データラッチ102は、データ書き込み後
のベリファイ読み出し及び書き込み不十分のメモリセル
に対する再書き込みを行う際のビット線電位制御をも行
うもので、例えばCMOSフリップフロップを主体とし
て構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block configuration of a NAND cell type EEPROM according to one embodiment of the present invention.
As described later, the memory cell array 101 is configured by arranging NAND cells in which nonvolatile memory cells are connected in series. A sense amplifier / data latch 102 is provided to sense bit line data of the memory cell array 101 or hold write data. The sense amplifier / data latch 102 also performs bit line potential control when verify reading after data writing and rewriting to insufficiently written memory cells, and is mainly configured by, for example, a CMOS flip-flop.

【0019】センスアンプ兼データラッチ102は、デ
ータ入出力バッファ106に接続されている。センスア
ンプ兼データラッチ102とデータ入出力バッファ10
6の間の接続は、アドレスバッファ104からのアドレ
ス信号を受けるカラムデコーダ103の出力により制御
される。メモリセルアレイ101に対して、メモリセル
の選択を行うため、より具体的には制御ゲート及び選択
ゲートを制御するために、ロウデコーダ105が設けら
れている。基板電位制御回路107は、メモリセルアレ
イ101が形成されるp型基板(又はp型ウェル)の電
位を制御するために設けられている。
The sense amplifier / data latch 102 is connected to a data input / output buffer 106. Sense amplifier / data latch 102 and data input / output buffer 10
6 is controlled by the output of the column decoder 103 that receives the address signal from the address buffer 104. A row decoder 105 is provided for the memory cell array 101 to select a memory cell, more specifically, to control a control gate and a selection gate. The substrate potential control circuit 107 is provided for controlling the potential of the p-type substrate (or p-type well) on which the memory cell array 101 is formed.

【0020】メモリセルアレイ101の選択されたメモ
リセルにデータ書き込みを行う際に、電源電圧より昇圧
された書き込み電圧を発生するために、書き込み電圧発
生回路108が設けられている。この書き込み電圧発生
回路108とは別に、データ書き込み時に非選択のメモ
リセルに与えられる中間電圧を発生するための中間電圧
発生回路109が設けられている。中間電圧発生回路1
09は、上述の書き込み電圧よりは低いが、電源電圧よ
り昇圧された中間電圧を発生するものである。
A write voltage generation circuit 108 is provided to generate a write voltage higher than a power supply voltage when writing data to a selected memory cell of the memory cell array 101. In addition to write voltage generation circuit 108, an intermediate voltage generation circuit 109 for generating an intermediate voltage applied to unselected memory cells at the time of data writing is provided. Intermediate voltage generation circuit 1
09 generates an intermediate voltage lower than the above-mentioned write voltage but higher than the power supply voltage.

【0021】これらの書き込み電圧発生回路108及び
中間電圧発生回路109を制御するために、駆動信号制
御回路110が設けられている。また、書き込み電圧発
生回路108の出力に対して中間電圧発生回路109の
出力電圧を一定条件で追従させる制御を行うために、出
力制御回路111が設けられている。この出力制御回路
111は、具体的には、中間電圧発生回路109の出力
電圧と書き込み電圧発生回路108の出力電圧の差の最
大値を、中間電圧発生回路109の出力電圧が所定レベ
ルに達するまで制限し、その後上記最大値が制限されな
い状態で書き込み電圧発生回路108の出力電圧の上昇
を継続させる制御を行うものである。
A drive signal control circuit 110 is provided to control the write voltage generation circuit 108 and the intermediate voltage generation circuit 109. In addition, an output control circuit 111 is provided to perform control to make the output voltage of the intermediate voltage generation circuit 109 follow the output of the write voltage generation circuit 108 under certain conditions. Specifically, the output control circuit 111 determines the maximum value of the difference between the output voltage of the intermediate voltage generation circuit 109 and the output voltage of the write voltage generation circuit 108 until the output voltage of the intermediate voltage generation circuit 109 reaches a predetermined level. The control is performed so that the output voltage of the write voltage generation circuit 108 continues to increase while the maximum value is not limited.

【0022】図2(a)(b)は、メモリセルアレイ1
01の一つのNANDセル部分の平面図と等価回路図で
あり、図3(a)(b)は図2(a)のA−A′,B−
B′断面図である。NANDセルは、p型シリコン基板
11の素子分離絶縁膜12で囲まれた領域に形成されて
いる。各メモリセルは、基板11にゲート絶縁膜13を
介して浮遊ゲート14(141,142,…,148)が
形成され、この上に層間絶縁膜15を介して制御ゲート
16(161,162,…,168)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、ドレイン拡
散層であるn型拡散層19(190,191,…,1
10)は、隣接するもの同士共有する形で接続され、こ
れによりNANDセルが構成されている。
FIGS. 2A and 2B show the memory cell array 1.
3A and 3B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of FIG.
It is B 'sectional drawing. The NAND cell is formed in a region surrounded by an element isolation insulating film 12 on a p-type silicon substrate 11. In each memory cell, a floating gate 14 (14 1 , 14 2 ,..., 14 8 ) is formed on a substrate 11 via a gate insulating film 13, and a control gate 16 (16 1 ) is provided thereon via an interlayer insulating film 15. , 16 2 ,..., 16 8 ) are formed. N-type diffusion layers 19 (19 0 , 19 1 ,..., 1) serving as source and drain diffusion layers of these memory cells.
9 10 ) are connected so as to be shared between adjacent ones, thereby forming a NAND cell.

【0023】NANDセルのドレイン、ソース側にはそ
れぞれ、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149,169及び1410,1610
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にコンタクトさせている。行方向に並ぶN
ANDセルの制御ゲート14は共通に制御ゲート線CG
1,CG2,…,CG8として配設されて、これがワー
ド線となる。選択ゲート149,169及び1410,16
10もそれぞれ行方向に連続に配設されて選択ゲート線S
G1,SG2となる。
The drain of the NAND cell, each of the source, a floating gate, selected simultaneously formed with the control gate gate 14 9 of the memory cells, 16 9 and 14 10, 16 10
Is provided. The substrate on which the elements are formed is covered with a CVD oxide film 17, on which a bit line 18 is provided. The bit line 18 is in contact with the drain-side diffusion layer 19 at one end of the NAND cell. N lined up in the row direction
The control gates 14 of the AND cells are shared by a control gate line CG
1, CG2,..., CG8, which are word lines. Select gate 14 9, 16 9 and 14 10, 16
10 are also arranged continuously in the row direction and select gate lines S
G1 and SG2.

【0024】図4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101の等価回路を示し
ている。同一の制御ゲート線(ワード線)及び選択ゲー
ト線を共有する、破線で囲んだ範囲のNANDセル群を
ブロックと称し、読み出し、書き込みの動作は通常、複
数のブロックのうち一つを選択して行われる。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array 101 in which such NAND cells are arranged in a matrix. A NAND cell group in the range surrounded by a broken line that shares the same control gate line (word line) and select gate line is called a block, and the read and write operations are usually performed by selecting one of a plurality of blocks. Done.

【0025】図5は、図1における書き込み電圧発生回
路108及び中間電圧発生回路109の構成を示してい
る。書き込み電圧発生回路108は、電源VCCから書き
込み用高電圧VPGMを得るためのVPGM昇圧回路5
1を有し、同様に中間電圧発生回路109は、書き込み
時に非選択ワード線に与える中間電圧VMWLを得るた
めのVMWL昇圧回路53を有する。これらのVPGM
昇圧回路51の出力ノードN1と、VMWL昇圧回路5
3の出力ノードN2の間に接続される出力制御回路11
1は、後に具体例を説明するが、一定条件の下で出力ノ
ードN1,N2間の短絡,開放を制御する。
FIG. 5 shows a configuration of the write voltage generation circuit 108 and the intermediate voltage generation circuit 109 in FIG. The write voltage generation circuit 108 is a VPGM booster circuit 5 for obtaining a write high voltage VPGM from the power supply VCC.
Similarly, the intermediate voltage generating circuit 109 has a VMWL boosting circuit 53 for obtaining an intermediate voltage VMWL applied to a non-selected word line at the time of writing. These VPGM
The output node N1 of the booster 51 and the VMWL booster 5
Output control circuit 11 connected between output nodes N2
1 controls a short circuit and an open circuit between the output nodes N1 and N2 under a certain condition, which will be described later in a specific example.

【0026】VPGM昇圧回路51の出力には、その上
限を設定し、上限になるとリミット信号VPGMLMT
を出力するリミット回路52が設けられている。VMW
L昇圧回路53の出力にも同様にその上限を設定してリ
ミット信号VMWLLMTを出力するリミット回路54
が設けられている。
The upper limit of the output of the VPGM booster circuit 51 is set, and when the upper limit is reached, the limit signal VPMLMT
Is provided. VMW
A limit circuit 54 that similarly sets the upper limit of the output of L booster circuit 53 and outputs limit signal VMWLLMT.
Is provided.

【0027】VPGM昇圧回路51及びVMWL昇圧回
路53には、図6に示すようなよく知られた昇圧回路が
用いられる。各段のキャパシタC1,C2,…,C5の
一端はそれぞれ、ダイオード接続されたプルアップ用N
MOSトランジスタQ11,Q12,…,Q15を介し
て電源VCCに接続され、他端はポンピング用インバータ
I01,I02,…,I05を介して、図7に示す相補
的な駆動クロックCK1,CK2の供給端子に接続され
ている。また各段のキャパシタC1,C2,…,C5と
プルアップ用NMOSトランジスタQ11,Q12,
…,Q15の接続ノードの間には、ダイオード接続され
た電荷転送用NMOSトランジスタQ21,Q22,
…,Q25が接続されている。
As the VPGM boosting circuit 51 and the VMWL boosting circuit 53, well-known boosting circuits as shown in FIG. 6 are used. One end of each of the capacitors C1, C2,..., C5 is connected to a diode-connected pull-up N
, Q15 are connected to the power supply VCC via MOS transistors Q11, Q12,..., Q15, and the other ends are supplied with complementary driving clocks CK1, CK2 shown in FIG. 7 through pumping inverters I01, I02,. It is connected to the. The capacitors C1, C2,..., C5 of the respective stages and the NMOS transistors Q11, Q12,
, Q15 are connected between diode-connected charge-transfer NMOS transistors Q21, Q22,.
.., Q25 are connected.

【0028】この昇圧回路は、駆動クロックCK1,C
K2により駆動されて、各キャパシタに電源VCCから充
電された電荷は、駆動クロックCK1,CK2が極性反
転すると次段のキャパシタに転送されるという動作が繰
り返され、これにより電源VCCより昇圧された電圧VP
GM,VMWLを発生する。一般に昇圧段数が多いほ
ど、高い昇圧電圧が得られるため、20V程度の書き込
み電圧VPGMを発生するVPGM昇圧回路51は、1
0V程度の中間電圧VMWLを発生するVMWL昇圧回
路52より段数が多く設定される。
This booster circuit includes driving clocks CK1, C
The charge driven by K2 and charged in each capacitor from the power supply VCC is repeatedly transferred to the next capacitor when the polarity of the drive clocks CK1 and CK2 is inverted, whereby the voltage boosted from the power supply VCC is repeated. VP
GM and VMWL are generated. In general, the higher the number of boosting stages, the higher the boosted voltage is obtained. Therefore, the VPGM boosting circuit 51 that generates the write voltage VPGM of about 20 V
The number of stages is set larger than that of the VMWL boosting circuit 52 that generates the intermediate voltage VMWL of about 0V.

【0029】昇圧回路の出力端子と電源VCCの間には昇
圧制御用のDタイプNMOSトランジスタQ3が接続さ
れている。このMOSトランジスタQ3のゲートには、
昇圧制御信号BOOSTがインバータIを介して入る。
制御信号BOOSTが“L”の間、MOSトランジスタ
Q3はオンであり、出力端をVCCに保つ。制御信号BO
OSTが“H”になると、NMOSトランジスタQ3が
オフとなり、クロックCK1,CK2が入るとVCCから
次第に立ち上がる昇圧電圧を発生する。
A D-type NMOS transistor Q3 for boost control is connected between the output terminal of the booster circuit and the power supply VCC. The gate of the MOS transistor Q3 has
The boost control signal BOOST is input via the inverter I.
While the control signal BOOST is "L", the MOS transistor Q3 is on and keeps the output terminal at VCC. Control signal BO
When OST becomes "H", the NMOS transistor Q3 is turned off, and when the clocks CK1 and CK2 are input, a boosted voltage gradually rising from VCC is generated.

【0030】図6に示す昇圧用駆動クロックCK1,C
K2を発生するのは、図1の駆動信号制御回路110で
ある。具体的にこの駆動信号制御回路は110は、図8
に示すように、リングオシレータ81を主体として構成
される。リングオシレータ81は、チェーン接続された
インバータI1,I2,…,Inと、各段に設けられた
キャパシタC11,C12,…,C1n、及びリング接
続を制御するためのNANDゲートG1により構成され
る。NANDゲートG1の一端には制御信号BOOST
が入る。即ち、制御信号BOOSTが“H”になること
により、リングオシレータ81は活性化されて、発振動
作を開始する。
The boosting drive clocks CK1 and C shown in FIG.
It is the drive signal control circuit 110 of FIG. 1 that generates K2. Specifically, this drive signal control circuit 110
As shown in (1), a ring oscillator 81 is mainly used. The ring oscillator 81 includes chain-connected inverters I1, I2,..., In, capacitors C11, C12,..., C1n provided at each stage, and a NAND gate G1 for controlling ring connection. A control signal BOOST is connected to one end of the NAND gate G1.
Enters. That is, when the control signal BOOST changes to “H”, the ring oscillator 81 is activated and starts oscillating.

【0031】リングオシレータ81のノードAの発振出
力は、NANDゲートG11,G12のそれぞれ一方の
入力端に入る。NANDゲートG11,G12の他方の
入力端にはそれぞれ、図5に示すリミット回路52,5
4により得られるリミット信号VPGMLMT,VMW
LLMTが入る。書き込み電圧VPGM,中間電圧VM
WLが一定の上限に達するまでは、リミット信号VPG
MLMT,VMWLLMTが“L”であって、このとき
リングオシレータ81の出力はNANDゲートG11,
G12を通って出力される。
The oscillation output of node A of ring oscillator 81 enters one input terminal of each of NAND gates G11 and G12. The other input terminals of the NAND gates G11 and G12 respectively have limit circuits 52 and 5 shown in FIG.
4 limit signals VPGMLMT, VMW
LLMT enters. Write voltage VPGM, intermediate voltage VM
Until WL reaches a certain upper limit, the limit signal VPG
MLMT and VMWLLMT are “L”, and at this time, the output of the ring oscillator 81 is the NAND gate G11,
Output through G12.

【0032】NANDゲートG11の出力は、1段のイ
ンバータI21を介して、書き込み電圧用の一方の駆動
クロックCK1(VPGM)となり、2段のインバータ
I22,I23を介して他方の駆動クロックCK2(V
PGM)となる。同様に、NANDゲートG12の出力
は、1段のインバータI31を介して、中間電圧用の一
方の駆動クロックCK1(VMWL)となり、2段のイ
ンバータI32,I33を介して他方の駆動クロックC
K2(VMWL)となる。書き込み電圧VPGM,中間
電圧VMWLがそれぞれ一定の上限に達すると、リミッ
ト信号VPGMLMT,VMWLLMTが“H”とな
り、NANDゲートG11,G12が閉じられて、駆動
クロックCK1,CK2は停止する。
The output of the NAND gate G11 becomes one drive clock CK1 (VPGM) for the write voltage via the one-stage inverter I21, and the other drive clock CK2 (VGM) via the two-stage inverters I22 and I23.
PGM). Similarly, the output of the NAND gate G12 becomes one drive clock CK1 (VMWL) for the intermediate voltage via the one-stage inverter I31, and the other drive clock CCK via the two-stage inverters I32 and I33.
K2 (VMWL). When the write voltage VPGM and the intermediate voltage VMWL reach the respective upper limits, the limit signals VPGMLTM and VMWLLMT become “H”, the NAND gates G11 and G12 are closed, and the drive clocks CK1 and CK2 stop.

【0033】図9は、図5に示す書き込み電圧発生回路
108内のリミット回路52の構成を示している。この
リミット回路52は、制御信号BOOSTにより昇圧開
始される書き込み電圧VPGMを分圧する抵抗R11,
R12により構成された分圧回路521と、その分圧出
力が入力される差動増幅回路522とから構成される。
分圧回路521には、BOOSTにより活性化される活
性化MOSトランジスタQ101が挿入されている。差
動増幅回路522は、差動NMOSトランジスタ対Q1
02,Q103と、能動負荷であるPMOSトランジス
タ対Q104,Q105からなるカレントミラー型差動
増幅回路である。信号BOOSTが“H”の場合には、
書き込み電圧VPGMがあるレベルに達すると、差動増
幅回路522はこれを検出して、“H”になるリミット
信号VPGMLMTを出力することになる。
FIG. 9 shows the configuration of the limit circuit 52 in the write voltage generation circuit 108 shown in FIG. The limit circuit 52 includes resistors R11 and R11 that divide the write voltage VPGM, which is started to be boosted by the control signal BOOST.
It comprises a voltage dividing circuit 521 constituted by R12 and a differential amplifier circuit 522 to which the divided output is inputted.
An activation MOS transistor Q101 activated by BOOST is inserted in the voltage dividing circuit 521. The differential amplifier circuit 522 includes a differential NMOS transistor pair Q1
02, Q103, and a current mirror type differential amplifier circuit comprising a pair of PMOS transistors Q104, Q105 as active loads. When the signal BOOST is “H”,
When the write voltage VPGM reaches a certain level, the differential amplifying circuit 522 detects this and outputs a limit signal VPMLMT which becomes “H”.

【0034】図10は、図5に示す中間電圧発生回路1
09内のリミット回路54の構成であり、図9と同様に
構成されている。即ち、中間電圧VMWLを分圧する抵
抗R21,R22及び活性化用MOSトランジスタQ1
11を含む分圧回路541と、その分圧出力が所定レベ
ルを超えると反転する差動増幅回路542とから構成さ
れている。
FIG. 10 shows the intermediate voltage generating circuit 1 shown in FIG.
This is the configuration of the limit circuit 54 in 09 and is the same as that shown in FIG. That is, the resistors R21 and R22 for dividing the intermediate voltage VMWL and the activation MOS transistor Q1
11 and a differential amplifier circuit 542 that inverts when the divided output exceeds a predetermined level.

【0035】図11は、図1の出力制御回路111の構
成例である。この出力制御回路111は、書き込み電圧
発生回路108の出力ノードN1と、中間電圧発生回路
109の出力ノードN2の間を選択的に短絡接続するた
めの短絡回路134として、これらのノードN1,N2
間に介在させたDタイプNMOSトランジスタQ100
を持つ。この短絡用NMOSトランジスタQ100の導
通度を制御するために、昇圧制御信号BOOSTの立ち
上がりエッジを検出するエッジ検出回路131と、この
エッジ検出回路131の出力によりセットされるフリッ
プフロップ132と、このフリップフロップ132の出
力により短絡用NMOSトランジスタQ100のゲート
を制御するバイアス回路133とが設けられている。
FIG. 11 is a structural example of the output control circuit 111 of FIG. The output control circuit 111 functions as a short circuit 134 for selectively short-circuiting the output node N1 of the write voltage generation circuit 108 and the output node N2 of the intermediate voltage generation circuit 109.
D-type NMOS transistor Q100 interposed between
have. In order to control the conductivity of the short-circuiting NMOS transistor Q100, an edge detection circuit 131 for detecting a rising edge of the boost control signal BOOST, a flip-flop 132 set by an output of the edge detection circuit 131, and a flip-flop A bias circuit 133 for controlling the gate of the short-circuiting NMOS transistor Q100 by the output of 132 is provided.

【0036】エッジ検出回路131は、制御信号BOO
STが一方の入力端子に直接入り、他方の入力端子にイ
ンバータI131と遅延要素τを介して、制御信号BO
OSTが反転されて遅延された信号が入るNANDゲー
トG131とその出力に設けられたインバータI132
からなる。これにより、エッジ検出回路131は、制御
信号BOOSTの立ち上がりエッジで遅延要素τにより
決まる時間幅のパルスを出力する。フリップフロップ1
32は、2個のNORゲートG132,G133を組み
合わせて構成されており、エッジ検出回路131からの
出力パルスによりセットされる。
The edge detection circuit 131 outputs a control signal BOO
ST enters one input terminal directly, and the other input terminal receives control signal BO via inverter I131 and delay element τ.
A NAND gate G131 into which a signal delayed by inverting the OST enters and an inverter I132 provided at the output thereof
Consists of Thus, the edge detection circuit 131 outputs a pulse having a time width determined by the delay element τ at the rising edge of the control signal BOOST. Flip-flop 1
32 is configured by combining two NOR gates G132 and G133, and is set by an output pulse from the edge detection circuit 131.

【0037】バイアス回路133は、フリップフロップ
132の出力により相補的に駆動される、ソースが接地
されたNMOSトランジスタQ131,Q132と、こ
れらのNMOSトランジスタQ131,Q132のドレ
インとVPGM昇圧回路51の出力ノードN1の間に接
続されたPMOSトランジスタQ133,Q134とを
有する。NMOSトランジスタQ132とPMOSトラ
ンジスタQ134の接続ノードは、短絡用NMOSトラ
ンジスタQ100のゲートとPMOSトランジスタQ1
33のゲートに接続されている。PMOSトランジスタ
Q134のゲートは、NMOSトランジスタQ131と
PMOSトランジスタQ133の接続ノードに接続され
ている。
The bias circuit 133 is complementarily driven by the output of the flip-flop 132 and has NMOS transistors Q131 and Q132 whose sources are grounded, the drains of these NMOS transistors Q131 and Q132, and the output node of the VPGM booster circuit 51. It has PMOS transistors Q133 and Q134 connected between N1. The connection node between the NMOS transistor Q132 and the PMOS transistor Q134 is connected to the gate of the short-circuiting NMOS transistor Q100 and the PMOS transistor Q1.
It is connected to 33 gates. The gate of the PMOS transistor Q134 is connected to a connection node between the NMOS transistor Q131 and the PMOS transistor Q133.

【0038】この様に構成された出力制御回路111で
は、制御信号BOOSTが立ち上がって、フリップフロ
ップ132の出力Qaが“L”になると、NMOSトラ
ンジスタQ131がオン、従ってPMOSトランジスタ
Q134がオン、またNMOSトランジスタQ132が
オフになる。これにより、短絡用MOSトランジスタQ
100のゲートノードCON1Hは、VPGM昇圧回路
51の出力ノードN1と短絡され、出力ノードN1と共
に上昇する。このとき短絡用MOSトランジスタQ10
0はオンであるから、本来書き込み電圧VPGMの立ち
上がりに比べて緩い立ち上がりを示す中間電圧VMWL
が、書き込み電圧VPGMに追従して立ち上がる。
In the output control circuit 111 configured as described above, when the control signal BOOST rises and the output Qa of the flip-flop 132 goes to "L", the NMOS transistor Q131 is turned on, and therefore the PMOS transistor Q134 is turned on. Transistor Q132 turns off. Thereby, the short-circuit MOS transistor Q
The gate node CON1H of 100 is short-circuited with the output node N1 of the VPGM booster circuit 51, and rises together with the output node N1. At this time, the short-circuit MOS transistor Q10
0 is on, so that the intermediate voltage VMWL, which originally shows a gentle rise compared to the rise of the write voltage VPGM,
Rises following the write voltage VPGM.

【0039】中間電圧発生回路109内のリミット回路
54から得られるリミット信号VMWLLMTによりフ
リップフロップ132がリセットされると、NMOSト
ランジスタQ132がオン、PMOSトランジスタQ1
34がオフになり、短絡用MOSトランジスタQ100
のゲートノードCON1Hは接地電位となって、短絡用
MOSトランジスタQ100はオフになる。従って、出
力ノードN1,N2の間は切り離され、VMWL昇圧回
路53からの中間電圧VMWLは、上限値に止まり、書
き込み電圧VPGMは更に上昇を続けるという動作が行
われる。
When the flip-flop 132 is reset by the limit signal VMWLLMT obtained from the limit circuit 54 in the intermediate voltage generating circuit 109, the NMOS transistor Q132 turns on and the PMOS transistor Q1
34 is turned off, and the short-circuit MOS transistor Q100
Gate node CON1H attains the ground potential, and short-circuit MOS transistor Q100 is turned off. Accordingly, the output nodes N1 and N2 are disconnected, and the operation is performed such that the intermediate voltage VMWL from the VMWL boosting circuit 53 remains at the upper limit and the write voltage VPGM continues to increase.

【0040】この実施例によるEEPROMのデータ書
き込み動作を、具体的に図12を参照して説明する。書
き込み信号PROGRAMが入り、ビット線BLにはデ
ータ“0”,“1”に応じて、VCC,VSS(=0V)が
与えられ、選択ブロックのドレイン側の選択ゲート線S
G1にはVCC、ソース側の選択ゲート線SG2にはVSS
が与えられる。これにより、“1”データが与えられた
ビット線に沿ったチャネルでは、Vchannel=0Vとな
り、“0”データが与えられたビット線に沿ったチャネ
ルは、Vchannel=VCC−Vthのフローティングとな
る。
The data write operation of the EEPROM according to this embodiment will be specifically described with reference to FIG. A write signal PROGRAM is input, and VCC and VSS (= 0 V) are applied to the bit line BL according to data "0" and "1", and the select gate line S on the drain side of the selected block is provided.
G1 is VCC, and the source side select gate line SG2 is VSS.
Is given. As a result, in the channel along the bit line to which the “1” data is applied, Vchannel = 0 V, and in the channel along the bit line to which the “0” data is applied, Vchannel = Vcc−Vth is floating.

【0041】そして、タイミングt0で昇圧制御信号B
OOSTが立ち上がると、VPGM昇圧回路51及びV
MWL昇圧回路53が昇圧動作を開始して、選択ブロッ
クの選択された制御ゲート線(図12の場合、CG2)
には書き込み電圧VPGMが、選択ブロックの残りの非
選択の制御ゲート線CGiには中間電圧VMWLが与え
られる。書き込み電圧発生回路108及び中間電圧発生
回路109内のリミット回路52,54がリミット検出
信号VPGMLMT,VMWLLMTを出さない限り、
出力制御回路111では、前述のように、短絡用MOS
トランジスタQ100のゲートノードCON1Hが書き
込み電圧VPGMに追従する。従って短絡用MOSトラ
ンジスタQ100がオンあって、この間、VPGM昇圧
回路51の出力ノードN1とVMWL昇圧回路54の出
力ノードN2は短絡されている。これにより図12に示
すように、中間電圧VMWLは書き込み電圧VPGMに
追従して上昇する。中間電圧VMWLの上昇に従って、
容量結合によりフローティングのチャネル電位Vchanne
lも上昇する。
Then, at timing t0, the boost control signal B
When OOST rises, the VPGM booster circuit 51 and V
The MWL boosting circuit 53 starts the boosting operation, and the selected control gate line of the selected block (CG2 in FIG. 12)
Is supplied with the write voltage VPGM, and the remaining unselected control gate line CGi of the selected block is supplied with the intermediate voltage VMWL. As long as the limit circuits 52 and 54 in the write voltage generation circuit 108 and the intermediate voltage generation circuit 109 do not output the limit detection signals VPGMLMT and VMWLLMT,
In the output control circuit 111, as described above, the short-circuit MOS
The gate node CON1H of the transistor Q100 follows the write voltage VPGM. Accordingly, the short-circuit MOS transistor Q100 is on, and during this time, the output node N1 of the VPGM booster circuit 51 and the output node N2 of the VMWL booster circuit 54 are short-circuited. Thereby, as shown in FIG. 12, the intermediate voltage VMWL rises following the write voltage VPGM. As the intermediate voltage VMWL rises,
Floating channel potential Vchanne due to capacitive coupling
l also rises.

【0042】タイミングt1で、中間電圧発生回路10
9内のリミット回路54が、VMWL=10Vでリミッ
ト信号VMWLLMT=“H”を出力すると、これが駆
動信号制御回路110に送られ、図8に示す中間電圧用
クロックCK1(VMWL),CK2(VMWL)の出
力部がオフになる。これにより、中間電圧VMWLは1
0Vで上昇が止まる。同時に、リミット信号VMWLL
MT=“H”により、出力制御回路111ではフリップ
フロップ132がリセットされる。これにより、短絡用
MOSトランジスタQ100のゲートノードCON1H
が“L”(=VSS)になり、出力ノードN1,N2はV
CC以上であるから、短絡用MOSトランジスタQ100
はオフになる。この後、書き込み電圧VPGMのみが、
中間電圧VMWLに拘わらず上昇を続ける。
At timing t1, the intermediate voltage generation circuit 10
9 outputs the limit signal VMWLLMT = “H” at VMWL = 10 V, which is sent to the drive signal control circuit 110, and the intermediate voltage clocks CK1 (VMWL) and CK2 (VMWL) shown in FIG. Is turned off. As a result, the intermediate voltage VMWL becomes 1
The rise stops at 0V. At the same time, the limit signal VMWLL
By MT = “H”, the flip-flop 132 is reset in the output control circuit 111. Thereby, the gate node CON1H of the short-circuit MOS transistor Q100
Becomes "L" (= VSS), and the output nodes N1 and N2
Since it is CC or more, the short-circuit MOS transistor Q100
Turns off. Thereafter, only the write voltage VPGM is
The increase continues regardless of the intermediate voltage VMWL.

【0043】そして、タイミングt2で、書き込み電圧
発生回路108内のリミット回路52がリミット信号V
PGMLMT=“H”を出力すると、書き込み電圧VP
GMは例えば20Vで上昇を止める。そして、書き込み
電圧VPGMが与えられた制御ゲート線CG2に沿った
メモリセルのうち、ビット線BLに“1”データが与え
られたメモリセルにおいて、チャネルから浮遊ゲートへ
の電子注入が生じ、“1”書き込みがなされる。“0”
データが与えられたビット線に沿ったメモリセルでは、
容量結合によりチャネル電位が上昇して、電子注入が生
じない。また、“1”データが与えられたビット線に沿
ったメモリセルでは、制御ゲート線に中間電圧VMWL
が与えられているものでは、制御ゲート・チャネル間電
圧が10Vしかないため、電子注入は生じない。
Then, at timing t2, the limit circuit 52 in the write voltage generation circuit 108
When PGMLMT = "H" is output, the write voltage VP
GM stops rising at, for example, 20V. Then, among the memory cells along the control gate line CG2 to which the write voltage VPGM is applied, in the memory cell to which the data “1” is applied to the bit line BL, electron injection from the channel to the floating gate occurs, and “1” "Writing is done. “0”
In a memory cell along a bit line to which data is applied,
The channel potential rises due to capacitive coupling, and no electron injection occurs. In a memory cell along a bit line to which "1" data is applied, an intermediate voltage VMWL is applied to a control gate line.
Is given, no electron injection occurs because the voltage between the control gate and the channel is only 10 V.

【0044】従ってこの実施例によると、従来のよう
に、中間電圧VMWLの立ち上がりが書き込み電圧VP
GMのそれに遅れる結果、“0”データが与えられたビ
ット線に沿ったメモリセルのチャネル電位上昇が遅れ
て、誤書き込みが生じるという事態は防止される。
Therefore, according to this embodiment, the rising of the intermediate voltage VMWL is different from the writing voltage VP as in the prior art.
As a result, a rise in the channel potential of the memory cell along the bit line to which "0" data is applied is delayed, thereby preventing an erroneous write from occurring.

【0045】図11では、出力制御回路111の短絡回
路134として、DタイプNMOSトランジスタQ10
0を用いたが、この短絡回路134の部分は、図13
(a)〜(f)のように変形することができる。図13
(a)は、EタイプのNMOSトランジスタQ141を
短絡用MOSトランジスタとして用いた例である。図1
3(b)は、図13(a)に対して更にダイオード接続
されたEタイプNMOSトランジスタQ142を直列に
接続した例である。図13(c)は、図13(b)に対
して更に、ダイオード接続されたEタイプNMOSトラ
ンジスタQ143を直列に接続した例である。図13
(d)は、図11に示すDタイプNMOSトランジスタ
Q100に対して、ダイオード接続されたEタイプNM
OSトランジスタQ142を直列に接続した例である。
図13(e),(f)はそれぞれ、図13(b),
(d)のトランジスタの上下を入れ替えた構成である。
In FIG. 11, a D-type NMOS transistor Q10 is used as the short circuit 134 of the output control circuit 111.
0 is used, but the short circuit 134 is
It can be deformed as shown in (a) to (f). FIG.
(A) is an example in which an E-type NMOS transistor Q141 is used as a short-circuit MOS transistor. FIG.
FIG. 3B shows an example in which an E-type NMOS transistor Q142 diode-connected to FIG. 13A is further connected in series. FIG. 13C is an example in which a diode-connected E-type NMOS transistor Q143 is further connected in series to FIG. FIG.
(D) shows an E-type NM diode-connected to the D-type NMOS transistor Q100 shown in FIG.
This is an example in which OS transistors Q142 are connected in series.
FIGS. 13E and 13F respectively show FIGS.
This is a configuration in which the upper and lower sides of the transistor of FIG.

【0046】図13(a),(b),(d),(f)の
場合、短絡される書き込み電圧VPGMと中間電圧VM
WLの間にMOSトランジスタ1個分のしきい値電圧の
差が生じる。図13(c),(e)では、NMOSトラ
ンジスタ2個分のしきい値の差が生じる。例えば、図1
3(a)の短絡用MOSトランジスタQ141を用いた
場合の書き込み動作タイミングを図12に対応させて示
すと、図14のようになる。図12との違いは、中間電
圧のリミット信号VMWLLMTが“H”(=VCC)と
なるタイミングt1において、中間電圧VMWL=10
Vとして、書き込み電圧がVPGM=10V+Vthn1
(Vthn1:MOSトランジスタQ141のしきい値)で
あり、これと同電位であるノードCON1H,制御ゲー
ト線CG2が同じく、10V+Vthn1となっている点で
ある。
13A, 13B, 13D, and 13F, the write voltage VPGM and the intermediate voltage VM that are short-circuited.
A difference in threshold voltage for one MOS transistor occurs between WLs. In FIGS. 13C and 13E, there is a difference in threshold value for two NMOS transistors. For example, FIG.
FIG. 14 shows the write operation timing corresponding to FIG. 12 when the short-circuit MOS transistor Q141 of FIG. 3A is used. The difference from FIG. 12 is that at the timing t1 when the intermediate voltage limit signal VMWLLMT becomes “H” (= VCC), the intermediate voltage VMWL = 10
As V, the write voltage is VPGM = 10V + Vthn1
(Vthn1: the threshold value of the MOS transistor Q141), and the node CON1H and the control gate line CG2, which have the same potential, are also at 10V + Vthn1.

【0047】この様に、中間電圧昇圧時、書き込み電圧
VPGMと中間電圧VMWLは必ずしも同電位である必
要はなく、多少の電位差があっても、誤書き込みが生じ
ない程度であれば問題はない。何故なら、書き込み電圧
の充電完了までに中間電圧の昇圧が完了していれば、前
述した誤書き込みは発生しないからである。また、中間
電圧VMWLの昇圧完了時点で、書き込み電圧VPGM
と中間電圧VMWLの差は、MOSトランジスタのしき
い値で決まる小さい値に設定され、しかも書き込み電圧
VPGMは設定レベル20Vより低い値にあり、書き込
み電圧VPGMの昇圧完了まで更に時間がかかるため、
VPGMの昇圧完了は必ずVMWLの昇圧完了後となる
ためである。
As described above, at the time of boosting the intermediate voltage, the write voltage VPGM and the intermediate voltage VMWL do not necessarily have to be at the same potential. Even if there is a slight potential difference, there is no problem as long as erroneous writing does not occur. This is because the above-described erroneous writing does not occur if the boosting of the intermediate voltage is completed before the charging of the writing voltage is completed. At the time point when the boosting of the intermediate voltage VMWL is completed, the write voltage VPGM
And the intermediate voltage VMWL is set to a small value determined by the threshold value of the MOS transistor, and the write voltage VPGM is at a value lower than the set level 20V, and it takes more time to complete the step-up of the write voltage VPGM.
This is because the completion of the boosting of the VPGM is always after the completion of the boosting of the VMWL.

【0048】以上のように、図13(a)〜(f)の構
成を用いることにより、書き込み電圧VPGMに中間電
圧VMWLが追従する際の両者の電位差を、適当に設定
することができ、これにより誤書き込みが生じない範囲
で書き込み電圧VPGMの昇圧所要時間が最も短くなる
ようにすることが可能となる。
As described above, by using the configurations shown in FIGS. 13A to 13F, the potential difference between the two when the intermediate voltage VMWL follows the write voltage VPGM can be set appropriately. Accordingly, it is possible to minimize the time required for boosting the write voltage VPGM within a range in which erroneous writing does not occur.

【0049】上記実施例では、“0”データ書き込みの
ビット線にVCCを与える方式を説明したが、ビット線側
の選択ゲート線SG1に非選択の制御ゲート線と同様の
中間電圧VMWLを与え、“0”データ書き込みのビッ
ト線に別の中間電圧VMBL(例えば、VMBL=8
V)を与える方式を用いることもできる。この場合、図
1の書き込み電圧発生回路108、中間電圧発生回路1
09に加えて、もう一つの中間電圧発生回路が必要とな
る。
In the above embodiment, the method of applying VCC to the bit line for writing "0" data has been described. However, the same intermediate voltage VMWL as that of the unselected control gate line is applied to the select gate line SG1 on the bit line side. Another intermediate voltage VMBL (for example, VMBL = 8) is applied to the bit line for writing “0” data.
V) can also be used. In this case, the write voltage generation circuit 108 and the intermediate voltage generation circuit 1 of FIG.
In addition to 09, another intermediate voltage generating circuit is required.

【0050】その様な実施例の書き込み電圧発生回路1
08、中間電圧発生回路109及び出力制御回路111
に相当する部分の構成を、図5に対応させて、図15に
示す。書き込み電圧発生回路108、中間電圧発生回路
109の他に、図示のようにもう一つの中間電圧発生回
路109bが設けられる。この中間電圧発生回路109
bは上述のように、“0”データを与えるビット線に印
加する中間電圧VMBLを発生させるもので、VMBL
昇圧回路55と、その上限を設定するリミット回路56
とから構成される。
Write voltage generating circuit 1 of such an embodiment
08, intermediate voltage generation circuit 109 and output control circuit 111
15 is shown in FIG. 15 corresponding to FIG. In addition to the write voltage generation circuit 108 and the intermediate voltage generation circuit 109, another intermediate voltage generation circuit 109b is provided as shown. This intermediate voltage generation circuit 109
b generates the intermediate voltage VMBL to be applied to the bit line for supplying the “0” data as described above.
Step-up circuit 55 and limit circuit 56 for setting the upper limit
It is composed of

【0051】そして、書き込み電圧発生回路108と中
間電圧発生回路109の間に出力制御回路111を設け
るのと同じ趣旨で、書き込み電圧発生回路108と中間
電圧発生回路109bの出力ノードN1,N3の間に出
力制御回路111bが設けられる。中間電圧発生回路1
09bの追加に伴って、駆動信号制御回路110も変更
される。即ち、図8に示す回路に加えて、図16に示す
ような、図8のリングオシレータ81のノードAにつな
がる相補クロック発生部が必要になる。このクロック発
生部が、中間電圧発生回路109b内のリミット回路5
6から得られるリミット信号VMBLLMTにより制御
されてクロック発生を止めることは、書き込み電圧VP
GM及び中間電圧VMWLの発生のためのクロック発生
部と同様である。
The output control circuit 111 is provided between the write voltage generating circuit 108 and the intermediate voltage generating circuit 109 for the same purpose as that between the write voltage generating circuit 108 and the output nodes N1 and N3 of the intermediate voltage generating circuit 109b. Is provided with an output control circuit 111b. Intermediate voltage generation circuit 1
With the addition of 09b, the drive signal control circuit 110 is also changed. That is, in addition to the circuit shown in FIG. 8, a complementary clock generation unit connected to the node A of the ring oscillator 81 shown in FIG. This clock generation unit is connected to the limit circuit 5 in the intermediate voltage generation circuit 109b.
Stopping clock generation under the control of the limit signal VMBLLMT obtained from the write voltage VP
This is the same as the clock generator for generating the GM and the intermediate voltage VMWL.

【0052】また、図15の中間電圧発生回路109b
内のリミット回路56は、図17のように構成される。
その構成は、図9及び図10に示すリミット回路52,
54と基本的に同じであり、抵抗分圧回路561と、差
動増幅回路562とから構成される。
The intermediate voltage generating circuit 109b shown in FIG.
The limit circuit 56 is configured as shown in FIG.
The configuration is similar to that of the limit circuit 52 shown in FIGS.
It is basically the same as 54 and includes a resistance voltage dividing circuit 561 and a differential amplifier circuit 562.

【0053】図18は、図15における出力制御回路1
11bの構成である。これも基本的に、図11に示す出
力制御回路111と同様に構成されている。即ち、VP
GM昇圧回路51の出力ノードN1とVMBL昇圧回路
55の出力ノードN3の間に一定条件で短絡する短絡用
NMOSトランジスタQ100bを介在させ、このMO
SトランジスタQ100bを制御するために、昇圧制御
信号BOOSTの立ち上がりエッジを検出するエッジ検
出回路131b、このエッジ検出回路131bによりセ
ットされるフリップフロップ132b、及びこのフリッ
プフロップ132bにより制御されるバイアス回路13
3bを備える。
FIG. 18 shows the output control circuit 1 in FIG.
11b. This is also basically configured similarly to the output control circuit 111 shown in FIG. That is, VP
A short-circuit NMOS transistor Q100b, which short-circuits under a certain condition, is interposed between the output node N1 of the GM booster circuit 51 and the output node N3 of the VMBL booster circuit 55.
In order to control the S transistor Q100b, an edge detection circuit 131b for detecting a rising edge of the boost control signal BOOST, a flip-flop 132b set by the edge detection circuit 131b, and a bias circuit 13 controlled by the flip-flop 132b
3b.

【0054】この実施例の書き込み動作タイミングを、
図12に対応させて図19に示す。タイミングt10で
昇圧制御信号BOOSTが立ち上がって、書き込み電圧
VPGMに追従して二つの中間電圧VMWL,VMBL
が上昇する。タイミングt11で、VMBL=8Vとな
りリミット信号VMBLLMT=“H”が出力される
と、出力制御回路111bでは短絡用MOSトランジス
タQ100bのゲートノードCON2Hが“L”になっ
て、MOSトランジスタQ100bがオフになる。従っ
て中間電圧VMBLは書き込み電圧VPGMとは切り離
され、その後書き込み電圧VPGMと中間電圧VMWL
がそのまま上昇を続ける。タイミングt12で中間電圧
VMWLが10Vになり、リミット信号VMWLLMT
=“H”が出力されると、先の実施例と同様に、中間電
圧VMWLは書き込み電圧VPGMと切り離され、その
後書き込み電圧VPGMのみが上昇する。タイミングt
13に、書き込み電圧VPGMが20Vになり、書き込
み電圧VPGMの昇圧も停止する。
The write operation timing of this embodiment is
FIG. 19 is shown corresponding to FIG. At timing t10, the boost control signal BOOST rises, and follows the write voltage VPGM so as to follow the two intermediate voltages VMWL and VMBL.
Rises. At timing t11, when VMBL = 8V and the limit signal VMBLLMT = "H" is output, in the output control circuit 111b, the gate node CON2H of the short-circuit MOS transistor Q100b becomes "L" and the MOS transistor Q100b is turned off. . Therefore, the intermediate voltage VMBL is cut off from the write voltage VPGM, and thereafter, the write voltage VPGM and the intermediate voltage VMWL
Continues to rise. At timing t12, the intermediate voltage VMWL becomes 10 V, and the limit signal VMWLLMT
When "H" is output, the intermediate voltage VMWL is cut off from the write voltage VPGM, and thereafter, only the write voltage VPGM rises, as in the previous embodiment. Timing t
At 13, the write voltage VPGM becomes 20 V, and the boosting of the write voltage VPGM also stops.

【0055】以上のようにこの実施例の場合も、中間電
圧VMWL,VMBLがそれぞれ昇圧完了するまで、こ
れらを書き込み電圧VPGMに追従させることにより、
中間電圧VMWL,VMBLの昇圧完了を書き込み電圧
VPGMの昇圧完了より早めることができ、先の実施例
と同様に誤書き込みを防止することができる。特にこの
実施例の場合、“0”データのビット線につながるメモ
リセルのチャネルをビット線から直接中間電圧VMBL
に設定することにより、より確実に誤書き込みを防止す
ることができる。
As described above, also in this embodiment, the intermediate voltages VMWL and VMBL are made to follow the write voltage VPGM until the boosting is completed.
Completion of the boosting of the intermediate voltages VMWL and VMBL can be earlier than completion of the boosting of the write voltage VPGM, and erroneous writing can be prevented as in the previous embodiment. In particular, in the case of this embodiment, the channel of the memory cell connected to the bit line of "0" data is directly connected to the intermediate voltage VMBL from the bit line.
By setting to, erroneous writing can be more reliably prevented.

【0056】ここまでの実施例では、出力電圧制御回路
111は、中間電圧のリミット検出を行って、その検出
結果により中間電圧の出力ノードN2と書き込み電圧の
出力ノードN1の切り離しを制御するようにした。これ
に対して、出力電圧制御回路111として、予め定めら
れた一定時間、中間電圧の出力ノードN2を書き込み電
圧の出力ノードN1に追従させるようにすることもでき
る。この場合、昇圧開始から、二つの出力ノードN1,
N2を短絡状態に保つ時間は、ほぼ中間電圧の充電所要
時間に設定することが望ましい。
In the embodiments described above, the output voltage control circuit 111 detects the limit of the intermediate voltage, and controls the separation of the output node N2 of the intermediate voltage and the output node N1 of the write voltage based on the detection result. did. On the other hand, the output voltage control circuit 111 may cause the intermediate voltage output node N2 to follow the write voltage output node N1 for a predetermined period of time. In this case, the two output nodes N1,
It is desirable to set the time for keeping N2 in a short-circuit state to be approximately the time required for charging the intermediate voltage.

【0057】この方式を用いる場合、出力電圧制御回路
111は、図11に代わって、図20のような構成とす
ることができる。即ち、昇圧制御信号BOOSTの立ち
上がりエッジ検出回路131の遅延要素τにより決まる
パルス幅をT1として、これをそのまま、二つの出力ノ
ードN1,N2間を短絡する時間とする。具体的には、
立ち上がりエッジ検出回路131の出力が“H”になる
と、バイアス回路133ではNMOSトランジスタQ1
32がオフ、PMOSトランジスタQ134がオンにな
り、短絡用MOSトランジスタQ100はゲートノード
CON1Hが出力ノードN1に接続されてオンして、出
力ノードN1,N2は短絡される。時間T1が経過して
エッジ検出回路131の出力が“L”になると、NMO
SトランジスタQ132がオン、PMOSトランジスタ
Q134がオフとなり、短絡用MOSトランジスタQ1
00はオフ、従って出力ノードN1,N2の間は切り離
される。
When this method is used, the output voltage control circuit 111 can be configured as shown in FIG. 20 instead of FIG. That is, the pulse width determined by the delay element τ of the rising edge detection circuit 131 of the boost control signal BOOST is defined as T1, and this is directly used as the time for short-circuiting the two output nodes N1 and N2. In particular,
When the output of the rising edge detection circuit 131 becomes “H”, the bias circuit 133 outputs the NMOS transistor Q1
32 is turned off, the PMOS transistor Q134 is turned on, the short-circuit MOS transistor Q100 is turned on with the gate node CON1H connected to the output node N1, and the output nodes N1 and N2 are short-circuited. When the output of the edge detection circuit 131 becomes “L” after the elapse of the time T1, the NMO
The S transistor Q132 turns on, the PMOS transistor Q134 turns off, and the short-circuit MOS transistor Q1
00 is off, so the output nodes N1 and N2 are disconnected.

【0058】この実施例の場合の書き込み動作タイミン
グを図12に対応させて示すと、図21のようになる。
昇圧開始のタイミングt20から、時間T1のタイミン
グt21までが、上述したエッジ検出回路131のパル
ス幅であり、この間中間電圧VMWLは書き込み電圧V
PGMに追従する。タイミングt21の後、中間電圧V
MWLは書き込み電圧VPGMとは切り離されるが、未
だ上昇は続ける。そして、リミット信号VMWLLMT
が“H”になるタイミングt22で、中間電圧VMWL
の昇圧は停止する。更にリミット信号VPGMLMTが
“H”になるタイミングt23で書き込み電圧VPGM
の昇圧も停止する。
FIG. 21 shows the write operation timing in this embodiment in correspondence with FIG.
The pulse width of the above-described edge detection circuit 131 is from the timing t20 of the start of boosting to the timing t21 of the time T1, and during this time, the intermediate voltage VMWL is the write voltage V
Follow PGM. After the timing t21, the intermediate voltage V
The MWL is cut off from the write voltage VPGM, but continues to rise. Then, the limit signal VMWLLMT
At the timing t22 when the voltage becomes “H”, the intermediate voltage VMWL
Stops boosting. Further, at the timing t23 when the limit signal VPMLMT becomes “H”, the write voltage VPGM
Also stops boosting.

【0059】この実施例の場合、書き込み電圧VPGM
に追従する中間電圧VMWLが昇圧完了電圧10Vにな
る直前、即ち10V−ΔVで追従動作が終わるように、
時間T1を設定することが望ましい。これにより、書き
込み電圧VPGMの昇圧完了前に中間電圧は昇圧完了
し、しかも書き込み電圧VPGMと中間電圧VMWLが
独立に昇圧される時間(t22−t21)はごく小さ
く、従って誤書き込みが生じるおそれはない。
In the case of this embodiment, the write voltage VPGM
Immediately before the intermediate voltage VMWL following the voltage rises to the step-up completion voltage 10V, that is, so that the follow-up operation ends
It is desirable to set the time T1. As a result, the boosting of the intermediate voltage is completed before the boosting of the write voltage VPGM is completed, and the time (t22-t21) during which the write voltage VPGM and the intermediate voltage VMWL are boosted independently is very small, and therefore, there is no risk of erroneous writing. .

【0060】この発明は、上記実施例に限られない。例
えば実施例では、8個のメモリセルでNANDセルを構
成したが、2,4,16,32,64等の他の適当な個
数でNANDセルを構成した場合にも同様にこの発明を
適用することができる。また実施例では、データ書き込
みを説明したが、高い消去電圧とこれより低い中間電圧
を用いるデータ消去動作についてもこの発明を適用する
ことができる。更に実施例では、正方向の電圧のみを考
えたが、負方向の昇圧電圧を用いる場合にも、この発明
が適用できることは勿論である。また、図22に示すN
OR型セルを用いたEEPROM、図23に示すDIN
OR型セルを用いたEEPROM、図24に示すAND
型セルを用いたEEPROMにもこの発明を適用するこ
とが可能である。更に、この発明は、EEPROMに限
らず、電源電圧より高い複数の昇圧電圧を必要とする各
種半導体メモリに適用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the NAND cell is constituted by eight memory cells. However, the present invention is similarly applied to a case where the NAND cell is constituted by another appropriate number such as 2, 4, 16, 32, 64. be able to. In the embodiment, the data writing has been described. However, the present invention can be applied to a data erasing operation using a high erasing voltage and a lower intermediate voltage. Further, in the embodiment, only the voltage in the positive direction is considered, but it is needless to say that the present invention can be applied to the case of using the boosted voltage in the negative direction. In addition, N shown in FIG.
EEPROM using OR type cell, DIN shown in FIG.
EEPROM using OR type cell, AND shown in FIG.
The present invention can be applied to an EEPROM using a pattern cell. Further, the present invention is not limited to the EEPROM, but can be applied to various semiconductor memories that require a plurality of boosted voltages higher than the power supply voltage.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、デ
ータ書き込みに用いられる昇圧電圧である書き込み電圧
と中間電圧とを、中間電圧が一定レベルに達するまで書
き込み電圧に追従させることにより、書き込みに要する
時間を長くすることなく、誤書き込みを防止することを
可能とした半導体記憶装置が得られる。
As described above, according to the present invention, the write voltage and the intermediate voltage, which are boosted voltages used for writing data, are made to follow the write voltage until the intermediate voltage reaches a certain level, thereby enabling the write operation. A semiconductor memory device that can prevent erroneous writing without increasing the time required for the semiconductor memory device can be obtained.

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

【図1】この発明の一実施例によるEEPROMのブロ
ック構成を示す。
FIG. 1 shows a block configuration of an EEPROM according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例のNANDセルの平面図と等価回路図
を示す。
FIG. 2 shows a plan view and an equivalent circuit diagram of the NAND cell of the embodiment.

【図3】同実施例のNANDセルの断面構造を示す。FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the NAND cell of the embodiment.

【図4】同実施例のメモリセルアレイの等価回路を示
す。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of the memory cell array of the embodiment.

【図5】図1の書き込み電圧発生回路及び中間電圧発生
回路部の構成を示す。
FIG. 5 shows a configuration of a write voltage generation circuit and an intermediate voltage generation circuit of FIG.

【図6】図5のVPGM昇圧回路,VMWL昇圧回路の
構成を示す。
FIG. 6 shows a configuration of a VPGM booster circuit and a VMWL booster circuit of FIG.

【図7】図6の昇圧回路に用いられる駆動クロックを示
す。
FIG. 7 shows a drive clock used in the booster circuit of FIG.

【図8】図1の駆動信号制御回路の構成を示す。FIG. 8 shows a configuration of the drive signal control circuit of FIG.

【図9】図5のリミット回路52の構成を示す。9 shows a configuration of a limit circuit 52 of FIG.

【図10】図5のリミット回路54の構成を示す。FIG. 10 shows a configuration of a limit circuit 54 of FIG.

【図11】図5の出力電圧制御回路111の構成を示
す。
11 shows a configuration of the output voltage control circuit 111 of FIG.

【図12】同実施例の書き込み動作を説明するためのタ
イミング図である。
FIG. 12 is a timing chart for explaining a write operation of the embodiment.

【図13】図11における短絡回路134の変形例を示
す。
FIG. 13 shows a modification of the short circuit 134 in FIG.

【図14】図13(a)の短絡回路を用いた場合の書き
込み動作タイミングを図12に対応させて示す。
14 shows a write operation timing when the short circuit of FIG. 13A is used, corresponding to FIG.

【図15】二つの中間電圧を用いる実施例による昇圧電
圧発生回路部の構成を示す。
FIG. 15 shows a configuration of a boosted voltage generation circuit unit according to an embodiment using two intermediate voltages.

【図16】同実施例において、図8のクロック発生回路
に付加される回路を示す。
FIG. 16 shows a circuit added to the clock generation circuit of FIG. 8 in the embodiment.

【図17】同実施例における中間電圧VMBLのリミッ
ト回路の構成を示す。
FIG. 17 shows a configuration of a limit circuit of the intermediate voltage VMBL in the embodiment.

【図18】図15における出力制御回路111bの構成
を示す。
FIG. 18 shows a configuration of an output control circuit 111b in FIG.

【図19】同実施例の書き込み動作タイミングを図12
に対応させて示す。
FIG. 19 shows a write operation timing of the embodiment in FIG.
Are shown in correspondence with.

【図20】別の実施例における出力制御回路の構成を示
す。
FIG. 20 shows a configuration of an output control circuit in another embodiment.

【図21】同実施例の書き込み動作タイミングを図12
に対応させて示す。
FIG. 21 shows a write operation timing of the embodiment in FIG.
Are shown in correspondence with.

【図22】NORセル型EEPROMの等価回路を示
す。
FIG. 22 shows an equivalent circuit of a NOR cell type EEPROM.

【図23】DINORセル型EEPROMの等価回路を
示す。
FIG. 23 shows an equivalent circuit of a DINOR cell type EEPROM.

【図24】ANDセル型EEPROMの等価回路を示
す。
FIG. 24 shows an equivalent circuit of an AND cell type EEPROM.

【図25】従来のNANDセル型EEPROMのデータ
書き込み時の電位関係を示す。
FIG. 25 shows a potential relationship when data is written in a conventional NAND cell type EEPROM.

【図26】従来のNANDセル型EEPROMでの誤書
き込みを説明するためのタイミング図である。
FIG. 26 is a timing chart for explaining erroneous writing in a conventional NAND cell type EEPROM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…メモリセルアレイ、102…センスアンプ兼デ
ータラッチ、103…カラムデコーダ、104…アドレ
スバッファ、105…ロウデコーダ、106…データ入
出力バッファ、107…基板電位制御回路、108…書
き込み電圧発生回路、109…中間電圧発生回路、11
1…出力制御回路
101: memory cell array, 102: sense amplifier and data latch, 103: column decoder, 104: address buffer, 105: row decoder, 106: data input / output buffer, 107: substrate potential control circuit, 108: write voltage generation circuit, 109 ... Intermediate voltage generating circuit, 11
1. Output control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 和重 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 竹内 健 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 Fターム(参考) 5B025 AA03 AC01 AD03 AD04 AD10 AE08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazushige Kanda 580-1, Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Semiconductor System Technology Center (72) Inventor Ken Takeuchi Horikawa, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture F-term (reference) in Toshiba Corporation Semiconductor System Technology Center

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的書き換えが可能で且つデータを不
揮発に記憶するメモリセルがマトリクス配列されたメモ
リセルアレイと、 このメモリセルアレイの読み出しデータをセンスし、書
き込みデータをラッチするセンスアンプ兼データラッチ
と、 前記メモリセルアレイのメモリセル選択を行うデコーダ
と、 前記メモリセルアレイの選択されたメモリセルにデータ
書き込み時に与えられる、電源電圧より高い書き込み電
圧を発生する書き込み電圧発生回路と、 前記メモリセルアレイの非選択のメモリセルにデータ書
き込み時に与えられる、電源電圧より高く前記書き込み
電圧より低い中間電圧を発生する中間電圧発生回路と、 前記中間電圧発生回路の出力電圧と前記書き込み電圧発
生回路の出力電圧の差を前記中間電圧発生回路の出力電
圧が所定レベルに達するまで制限し、その後前記出力電
圧の差が制限されない状態で前記書き込み電圧発生回路
の出力電圧の上昇を継続させる出力制御回路と、を備え
たことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A memory cell array in which memory cells which are electrically rewritable and store data in a nonvolatile manner are arranged in a matrix, a sense amplifier and a data latch which sense read data of the memory cell array and latch write data. A decoder for selecting a memory cell of the memory cell array; a write voltage generating circuit for generating a write voltage higher than a power supply voltage, which is given when data is written to a selected memory cell of the memory cell array; and a non-selection of the memory cell array An intermediate voltage generation circuit that is provided at the time of writing data to the memory cell and generates an intermediate voltage that is higher than a power supply voltage and lower than the write voltage; a difference between an output voltage of the intermediate voltage generation circuit and an output voltage of the write voltage generation circuit. The output voltage of the intermediate voltage generation circuit is Limits to reach a constant level, the semiconductor memory device characterized by comprising after which, an output control circuit to continue to rise in the output voltage of the write voltage generation circuit in a state that the difference is not limited to the output voltage.
【請求項2】 前記書き込み電圧発生回路は、電源電圧
を昇圧して前記書き込み電圧を生成する第1の昇圧回路
と、この第1の昇圧回路の出力電圧が所定値に達したこ
とを検出してリミット信号を出力する第1のリミット回
路とを有し、 前記中間電圧発生回路は、電源電圧を昇圧して前記中間
電圧を生成する第2の昇圧回路と、この第2の昇圧回路
の出力電圧が所定値に達したことを検出してリミット信
号を出力する第2のリミット回路とを有することを特徴
とする請求項1記載の半導体記憶装置。
A first booster circuit for boosting a power supply voltage to generate the write voltage; and detecting that an output voltage of the first booster circuit has reached a predetermined value. A first limit circuit for outputting a limit signal, the intermediate voltage generating circuit boosting a power supply voltage to generate the intermediate voltage, and an output of the second boost circuit. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a second limit circuit for detecting that the voltage has reached a predetermined value and outputting a limit signal.
【請求項3】 前記出力制御回路は、 前記書き込み電圧発生回路の出力ノードと前記中間電圧
発生回路の出力ノードを選択的に短絡するための短絡回
路と、 前記第1及び第2の昇圧回路の昇圧制御信号の立ち上が
りエッジを検出するエッジ検出回路と、 このエッジ検出回路の出力パルスにより一定時間前記短
絡回路をオン駆動し、前記中間電圧を前記書き込み電圧
に追従させる制御を行うバイアス回路とを有することを
特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。
3. The output control circuit includes: a short circuit for selectively shorting an output node of the write voltage generation circuit and an output node of the intermediate voltage generation circuit; An edge detection circuit that detects a rising edge of the boost control signal; and a bias circuit that controls the short-circuit to be turned on for a certain period of time by an output pulse of the edge detection circuit and controls the intermediate voltage to follow the write voltage. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記出力制御回路は、前記エッジ検出回
路の出力によりセットされ、前記第2のリミット回路か
ら得られるリミット信号によりリセットされて前記バイ
アス回路を制御するフリップフロップを有することを特
徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
4. The output control circuit includes a flip-flop that is set by an output of the edge detection circuit and is reset by a limit signal obtained from the second limit circuit to control the bias circuit. The semiconductor memory device according to claim 3.
【請求項5】 前記エッジ検出回路の出力パルスの時間
幅は、前記第1の昇圧回路の出力が昇圧開始から前記中
間電圧の昇圧完了値の直前に達するまでの時間に設定さ
れ、且つ前記バイアス回路は、前記エッジ検出回路の出
力パルスの立ち上がりで前記短絡回路をオン駆動し、立
ち下がりで前記短絡回路をオフ駆動するものであること
を特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
5. The time width of the output pulse of the edge detection circuit is set to the time from when the output of the first boosting circuit reaches the time immediately before the boosting start value of the intermediate voltage reaches the boosting time, and 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the circuit turns on the short circuit at the rise of the output pulse of the edge detection circuit and turns off the short circuit at the fall.
【請求項6】 前記メモリセルアレイは、基板上に浮遊
ゲートと制御ゲートが積層されたメモリセルを複数個直
列接続して構成されるNANDセルを配列して構成さ
れ、NANDセル内の選択されたメモリセルの制御ゲー
トに前記書き込み電圧を与え、NANDセル内の非選択
メモリセルの制御ゲートに前記中間電圧を与えるデータ
書き込みモードを有することを特徴とする請求項1記載
の半導体記憶装置。
6. The memory cell array is configured by arranging NAND cells each formed by serially connecting a plurality of memory cells each having a floating gate and a control gate stacked on a substrate, and selecting one of the NAND cells. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, comprising a data write mode in which said write voltage is applied to a control gate of a memory cell and said intermediate voltage is applied to a control gate of a non-selected memory cell in a NAND cell.
【請求項7】 メモリセルがマトリクス配列されたメモ
リセルアレイと、 このメモリセルアレイの読み出しデータをセンスし、書
き込みデータをラッチするセンスアンプ兼データラッチ
と、 前記メモリセルアレイのメモリセル選択を行うデコーダ
と、 前記メモリセルアレイの選択されたメモリセルに与えら
れる、電源電圧より高い第1の昇圧電圧を発生する第1
の昇圧電圧発生回路と、 前記メモリセルアレイの非選択のメモリセルに与えられ
る、電源電圧より高く前記第1の昇圧電圧より低い第2
の昇圧電圧を発生する第2の昇圧電圧発生回路と、 前記第2の昇圧電圧発生回路の出力電圧と前記第1の昇
圧電圧発生回路の出力電圧の差を前記第2の昇圧電圧発
生回路の出力電圧が所定レベルに達するまで制限し、そ
の後前記出力電圧の差が制限されない状態で前記第1の
昇圧電圧発生回路の出力電圧の上昇を継続させる出力制
御回路と、を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
7. A memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix, a sense amplifier and a data latch for sensing read data of the memory cell array and latching write data, a decoder for selecting a memory cell of the memory cell array, A first step of generating a first boosted voltage higher than a power supply voltage applied to a selected memory cell of the memory cell array;
And a second boosted voltage higher than a power supply voltage and lower than the first boosted voltage applied to unselected memory cells of the memory cell array.
A second boosted voltage generating circuit for generating a boosted voltage of the second boosted voltage generating circuit; and a difference between an output voltage of the second boosted voltage generating circuit and an output voltage of the first boosted voltage generating circuit. An output control circuit for limiting the output voltage to a predetermined level, and thereafter continuing to increase the output voltage of the first boosted voltage generation circuit in a state where the difference between the output voltages is not limited. Semiconductor storage device.
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