JP2000100178A - Non-volatile semiconductor storage - Google Patents

Non-volatile semiconductor storage

Info

Publication number
JP2000100178A
JP2000100178A JP10268412A JP26841298A JP2000100178A JP 2000100178 A JP2000100178 A JP 2000100178A JP 10268412 A JP10268412 A JP 10268412A JP 26841298 A JP26841298 A JP 26841298A JP 2000100178 A JP2000100178 A JP 2000100178A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
threshold value
cell
write
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10268412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Imamiya
賢一 今宮
Yoshihisa Sugiura
義久 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10268412A priority Critical patent/JP2000100178A/en
Publication of JP2000100178A publication Critical patent/JP2000100178A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent other data from being damaged due to write by storing information due to the change in a threshold in a memory cell, storing the result where an excessive threshold has been detected in the memory cell, and reading the storage state externally and to transfer the write trouble to a user. SOLUTION: When a bit line BL0 and a signal A are set to 'H' and B is set to 'L', Q2 and Q4 are turned on to form a current path. Then, by setting a node (b) of a latch (O) to 'H', excessive write to a cell is detected. A common node E for connecting the excessive read signal E of each latch circuit is connected to a power supply. With the excessive write state as 'L' of the common node E, F/F cannot be reset even if an over program verification signal reaches 'H'. With the excessive write, when no cells exist and E is 'H', the output of an 2-input AND gate is inverted to RS F/F set state. The state of the F/F stores the excessive write state and outputs it from an MUX.

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】本発明は不揮発性半導体記憶
装置に係り、特にメモリセルへの過剰書き込みや、非選
択メモリセルへの誤書き込みを、ユーザが回避すること
ができる機能を備えた不揮発性半導体記憶装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more particularly to a non-volatile semiconductor memory device having a function capable of preventing a user from excessively writing to a memory cell and erroneously writing to an unselected memory cell. The present invention relates to a semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の不揮発性半導体記憶装置には、例
えばNAND型フラッシュメモリのように、メモリセル
へのデータの書き込みをページ単位で行い、消去を一括
して行うものがある。このような書き込みと消去を行う
際、メモリセルに加えるバイアス電圧の印加方法を図
6、図7に示す。
2. Description of the Related Art Some conventional nonvolatile semiconductor memory devices, such as NAND flash memories, write data to memory cells in page units and collectively erase data. FIGS. 6 and 7 show a method of applying a bias voltage applied to a memory cell when performing such writing and erasing.

【0003】図6を用いてメモリセルへの書き込みにつ
いて説明する。NAND型フラッシュメモリを構成する
メモリセルは、図6に示すフローティングゲートMOS
トランジスタからなり、Pウエルが形成されたシリコン
基板1と、高濃度のN型不純物が添加されたソース/ド
レイン拡散層2と、このソース/ドレイン拡散層2の間
に形成されたチャネル3と、薄い第1の絶縁膜4と、フ
ローティングゲート5と、第2の絶縁膜6と、コントロ
ールゲート7から構成される。
[0006] Writing to a memory cell will be described with reference to FIG. The memory cell constituting the NAND flash memory is a floating gate MOS shown in FIG.
A silicon substrate 1 formed of a transistor and having a P-well formed therein, a source / drain diffusion layer 2 doped with a high concentration of N-type impurities, and a channel 3 formed between the source / drain diffusion layers 2; It comprises a thin first insulating film 4, a floating gate 5, a second insulating film 6, and a control gate 7.

【0004】なお、図6に示すメモリセルの上面は、通
常、絶縁膜で被覆され、前記薄い第1の絶縁膜4と第2
の絶縁膜6の側面はこの上面の絶縁膜と接続されるの
で、これらの絶縁膜には外部との境界線が示されていな
い。
The upper surface of the memory cell shown in FIG. 6 is usually covered with an insulating film, and the thin first insulating film 4 and the second
Since the side surface of the insulating film 6 is connected to the insulating film on the upper surface, these insulating films have no boundary line with the outside.

【0005】図6に示すように、前記メモリセルへの書
き込み動作において、チャネル3に0V、コントロール
ゲート7に15V乃至20Vの電圧が印加される。この
とき、前記メモリセルの2層ゲート構造において、コン
トロールゲートに印加された電圧は容量分割され、フロ
ーティングゲート5を正として、チャネル3との間の薄
い第1の絶縁膜4に加えられる。
As shown in FIG. 6, in a write operation to the memory cell, a voltage of 0 V is applied to the channel 3 and a voltage of 15 V to 20 V is applied to the control gate 7. At this time, in the two-layer gate structure of the memory cell, the voltage applied to the control gate is divided by capacitance, and the voltage is applied to the thin first insulating film 4 between the channel 3 and the floating gate 5 as positive.

【0006】このようにして、N型のチャネル3から電
子が、薄い第1の絶縁膜4を介してフローティングゲー
ト5にトンネル注入され、フローティングゲートが負に
帯電するため、前記メモリセルを構成するフローティン
グゲートMOSトランジスタのしきい値(以下、これを
メモリセルのしきい値と呼ぶ)は、正の値に変化する。
In this manner, electrons from the N-type channel 3 are tunnel-injected into the floating gate 5 through the thin first insulating film 4, and the floating gate is negatively charged, thereby constituting the memory cell. The threshold value of the floating gate MOS transistor (hereinafter referred to as the threshold value of the memory cell) changes to a positive value.

【0007】このような書き込み動作は、アレイ状に配
列したメモリセルに対して、通常1つのワード線に対応
するページを単位として行う。ページを単位として書き
込みを行う場合を通常ページ書き込みと呼ぶ。
[0007] Such a write operation is usually performed for memory cells arranged in an array in units of pages corresponding to one word line. The case where writing is performed in page units is called normal page writing.

【0008】次に、図7を用いてメモリセルの消去動作
について説明する。消去動作においてはチャネルが形成
されないので、図7のメモリセルの構造にはチャネル3
が示されていない。その他の構造は図6と同じであるか
ら説明を省略する。
Next, the erasing operation of the memory cell will be described with reference to FIG. Since no channel is formed in the erasing operation, the structure of the memory cell shown in FIG.
Is not shown. The other structure is the same as that of FIG.

【0009】図7に示すように、メモリセルのコントロ
ールゲート7を0Vとし、Pウエルに15V乃至20V
の電圧を印加する。このようにして、前記書き込み動作
でフローティングゲートに注入された電子がPウエルに
引き出され、前記メモリセルのしきい値は消去状態に対
応する負の値となる。
As shown in FIG. 7, the control gate 7 of the memory cell is set to 0 V, and the P well has a voltage of 15 V to 20 V.
Is applied. In this way, the electrons injected into the floating gate in the write operation are extracted to the P well, and the threshold value of the memory cell becomes a negative value corresponding to the erased state.

【0010】このような消去動作は、アレイ状に配列し
たメモリセルに対して、ある範囲内のメモリセル群、又
は、全てのメモリセルを一括して行う。一括消去を行う
場合を通常フラッシュ消去と呼ぶ。
[0010] Such an erasing operation is performed on memory cells arranged in an array in a memory cell group within a certain range or all memory cells at once. The case of performing batch erasing is usually called flash erasing.

【0011】すなわち、NAND型フラッシュメモリに
おいて、図6、図7に示すようなバイアス電圧を加える
ことにより書き込みと消去とが行われ、書き込み状態で
はチャネル3からフローティングゲート5に電子を注入
することによりメモリセルのしきい値は正となり、消去
状態では逆にフローティングゲート5からチャネル3に
電子を放出することによりメモリセルのしきい値は負と
なる。
That is, in the NAND flash memory, writing and erasing are performed by applying a bias voltage as shown in FIGS. 6 and 7, and electrons are injected from the channel 3 into the floating gate 5 in the written state. The threshold value of the memory cell becomes positive, and in the erased state, on the contrary, electrons are emitted from the floating gate 5 to the channel 3 so that the threshold value of the memory cell becomes negative.

【0012】このため、書き込み状態と消去状態におい
て、メモリセルのしきい値は図8に示すように変化す
る。図8の縦軸はメモリセルのしきい値を、横軸はこの
しきい値を有するメモリセルのセル分布であり、それぞ
れ書き込み状態と消去状態のメモリセルの分布が示され
ている。なお、図の上部には、非選択ワード線の電圧レ
ベル(4V)が示されている。
For this reason, in the write state and the erase state, the threshold value of the memory cell changes as shown in FIG. The vertical axis in FIG. 8 indicates the threshold value of the memory cell, and the horizontal axis indicates the cell distribution of the memory cell having this threshold value, and shows the distribution of the memory cell in the written state and the erased state, respectively. The voltage level (4 V) of the non-selected word line is shown at the top of the figure.

【0013】実際のデバイスでは、ベリファイ動作によ
りメモリセルのしきい値を測定しながら図6、図7に示
すバイアス電圧を繰り返し印加し、書き込み動作では前
記しきい値が0V以上、又は書き込みベリファイ電圧以
上となるように調整し、消去動作では前記しきい値が0
V以下、又は消去ベリファイ電圧以下となるように調整
している。
In an actual device, the bias voltage shown in FIGS. 6 and 7 is repeatedly applied while measuring the threshold value of the memory cell by the verify operation. The threshold value is set to 0 in the erase operation.
V or less or the erase verify voltage or less.

【0014】しかし、通常、前記繰り返し回数には上限
値が定められ、繰り返し回数がこの上限値に達しても、
なおしきい値が前記電圧に達しない場合には、この書き
込み動作、又は消去動作に対して“フェイル”というス
テータス信号が返される。
However, normally, an upper limit is set for the number of repetitions, and even if the number of repetitions reaches this upper limit,
If the threshold value does not reach the voltage, a status signal of "fail" is returned for this write operation or erase operation.

【0015】前記書き込み動作、又は消去動作終了後に
このステータス信号“フェイル”が返された場合には、
書き込み、消去の対象であるメモリセルは不良と判断さ
れ、ユーザは他の正常なメモリセルを使用することにな
る。
When this status signal "fail" is returned after the end of the write operation or the erase operation,
The memory cell to be written or erased is determined to be defective, and the user uses another normal memory cell.

【0016】このように、従来技術では書き込み動作、
消去動作のそれぞれにおいてメモリセルのしきい値が十
分な値に達しなかった場合には、その対処方法を与えて
いるが、書き込み動作の不具合は必ずしも前記書き込み
不足や消去不足を生じる場合にとどまらない。
As described above, in the prior art, the write operation,
When the threshold value of the memory cell does not reach a sufficient value in each of the erasing operations, a countermeasure is provided. However, the malfunction of the writing operation is not necessarily limited to the case where the insufficient writing or the insufficient erasing occurs. .

【0017】次に、従来の方法では検出されない、書き
込み、又は消去動作に伴うNAND型フラッシュメモリ
のしきい値変化について説明する。図9に、2層ゲート
構造の4個の不揮発性メモリセルからなるNAND型セ
ルが、アレイ状に配列される場合を例として、NAND
型フラッシュメモリのセルアレイの構成の一部を示す。
BL0 乃至BL2 はビット線であり、これに前記NAN
D型セルのドレイン側が選択トランジスタを介してそれ
ぞれ接続される。また、前記NAND型セルのソース側
は、選択トランジスタを介して共通ソース線に接続され
る。
Next, a description will be given of a change in the threshold value of the NAND flash memory due to a write or erase operation, which is not detected by the conventional method. FIG. 9 shows an example in which NAND-type cells including four nonvolatile memory cells having a two-layer gate structure are arranged in an array.
1 shows a part of a configuration of a cell array of a flash memory.
BL 0 to BL 2 are bit lines to which the NAN is connected.
The drain side of the D-type cell is connected via a selection transistor. The source side of the NAND type cell is connected to a common source line via a selection transistor.

【0018】WL1 乃至WL4 はワード線であり、2層
ゲートを有するメモリセルのコントロールゲートが接続
される。SG1 、SG2 は選択線であり、前記NAND
型セルのドレイン側、及びソース側の選択トランジスタ
のゲートがそれぞれ接続される。
[0018] WL 1 to WL 4 are word lines, the control gate of the memory cell having a two-layer gate connected. SG 1 and SG 2 are selection lines, and the NAND
The gates of the select transistors on the drain side and source side of the pattern cell are respectively connected.

【0019】図9のNAND型フラッシュメモリにおい
て、例えばセルAを読み出す時、ワード線WL3 を選択
してこれを0Vとし、他の非選択ワード線WL1 、WL
2 、WL4 には4Vを印加する。
In the NAND flash memory shown in FIG. 9, for example, when reading out the cell A, the word line WL 3 is selected and set to 0 V, and the other unselected word lines WL 1 , WL
The 2, WL 4 applies a 4V.

【0020】セルAを含むNAND型セル接続されるビ
ット線をBL1 とする。非選択ワード線WL1 、WL
2 、WL4 には4Vが印加されるので、ビット線BL1
に接続されるNAND型セルの内セルA以外の非選択セ
ルに、書き込み状態のセルが含まれていても、前記非選
択セルのコントロールゲートには4Vが加えられるの
で、図8よりこれら非選択セルはすべてオンとなる。
The bit line connected to the NAND type cell including the cell A is designated as BL 1 . Unselected word lines WL 1 , WL
2 and WL 4 are applied with 4 V, so that the bit line BL 1
Even if a non-selected cell other than the cell A among the NAND cells connected to the memory cell includes a cell in a write state, 4 V is applied to the control gate of the non-selected cell. All cells are turned on.

【0021】セルAのコントロールゲートは0Vとなっ
ているので、図8よりセルAが書き込み状態か否かに応
じて、共通ソース線とBL1 との間が導通状態であるか
否かが決まり、従って、BL1 の電圧又は電流を検出す
れば、セルAに記憶されたメモリデータを読み出すこと
ができる。
Since the control gate of the cell A is at 0 V, it is determined from FIG. 8 whether or not the conduction between the common source line and BL 1 is in accordance with whether or not the cell A is in the writing state. , therefore, by detecting the voltage or current of BL 1, it is possible to read the memory data stored in the cell a.

【0022】このとき、例えばセルBが過剰書き込み状
態であって、4V以上のしきい値になっていれば、ビッ
ト線BL1 から共通ソースに至る経路は常に非導通状態
になり、セルAに記憶されたメモリデータを読み出すこ
とができない。
[0022] At this time, a excessive write state for example cell B, if equal to or greater than the threshold value 4V, path to the common source from the bit lines BL 1 is always non-conducting state, the cell A Unable to read stored memory data.

【0023】従って、このような過剰書き込み状態も書
き込み不良ということができるが、従来の方法では過剰
書き込みを検出することができないため、ユーザがこれ
に対処することは不可能であった。
Therefore, such an overwriting state can be regarded as a writing failure, but since the overwriting cannot be detected by the conventional method, it is impossible for the user to cope with it.

【0024】この他、従来書き込み時に発生する不具合
として次のようなものがある。例えばセルBを選択して
書き込みを行う場合に、同一NANDセル内で隣接する
セルAが書き込み状態であってもビット線BL1 との間
に導通が保たれ、BL1 を接地してセルBのチャネルを
0Vとすることにより、セルBへの書き込みを可能とし
なければならない。このため図10(a)に示すよう
に、セルAの制御ゲート7、すなわちワード線WL3
は7V乃至10Vの電圧が印加される。また、同じ理由
でワード線WL1 、WL2 にも7V乃至10Vの電圧が
印加される。
In addition to the above, there are the following inconveniences that occur during writing in the related art. For example, when select the cell B performing write, same cell A which is adjacent in the NAND cell conduction between the bit lines BL 1, even in the written state is maintained, the cell B to ground the BL 1 Must be made possible by setting the channel of 0 V to 0 V. Therefore, as shown in FIG. 10 (a), the control gate 7 of the cell A, that is, the word line WL 3 voltage of 7V to 10V is applied. For the same reason, a voltage of 7 V to 10 V is applied to the word lines WL 1 and WL 2 .

【0025】一方、隣り合うNAND型セルに属し、ゲ
ートがセルBと同一ワード線WL4に接続されたセルC
に対しては、誤書き込みを回避するため、図10(b)
に示すように、セルCのチャネルに書き込み禁止電圧5
V乃至8Vが印加される。
On the other hand, a cell C belonging to an adjacent NAND type cell and having a gate connected to the same word line WL 4 as the cell B.
In order to avoid erroneous writing, FIG.
As shown in FIG.
V to 8V are applied.

【0026】このとき、先にのべたように、ワード線W
1 、WL2 、WL3 には7V乃至10Vの電圧が印加
されているので、ビット線BL2 からセルCのチャネル
に前記書き込み禁止電圧5V乃至8Vを印加することが
できる。このようにすれば、図10(b)において、フ
ローティングゲート5とチャネル3との間の電位差が小
さくなるので、フローティングゲートへの電子の注入が
禁止される。
At this time, as described above, the word line W
Since a voltage of 7 V to 10 V is applied to L 1 , WL 2 and WL 3 , the write inhibit voltage of 5 V to 8 V can be applied to the channel of the cell C from the bit line BL 2 . In this way, in FIG. 10B, since the potential difference between the floating gate 5 and the channel 3 becomes small, injection of electrons into the floating gate is prohibited.

【0027】上記したように、書き込みセルBの周囲に
は、セルBの書き込み時に弱いバイアス電圧が加えられ
るセルA、セルCのような非書き込みセルが存在する。
これらのセルのうち特に早く書き込みが行われるものが
あれば、この弱いバイアスによってしきい値が変化する
場合がある。
As described above, around the write cell B, there are non-write cells such as the cells A and C to which a weak bias voltage is applied when writing the cell B.
If some of these cells are written particularly quickly, the threshold may change due to this weak bias.

【0028】このようなしきい値電圧の変化により、メ
モリセルに記憶されたデータが破壊されるので同様に書
き込み不良として扱わねばならないが、従来の書き込み
ベリファイ方法では、このような書き込み不良を検出す
ることができなという問題があった。
Such a change in the threshold voltage destroys the data stored in the memory cell and must be treated similarly as a write failure. In the conventional write verify method, such a write failure is detected. There was a problem that I could not do it.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の書き込みベリファイ方法では、過剰書き込みを検出す
ることができないという問題があった。また、選択され
た書き込みセルの周辺の非書き込みセルにも弱いバイア
ス電圧が印加され、非書き込みセルのメモリデータが破
壊される場合があるという問題があった。本発明は上記
の問題点を解決すべくなされたもので、過剰書き込みを
含む書き込み状態の異常を検出する手段と、検出された
結果を記憶する手段と、検出された異常を外部に読み出
す回路とを備え、かつ、書き込みの際、他の非書き込み
セルに記憶されたメモリデータの破壊を検出し、これを
回避することができる不揮発性半導体記憶装置を提供す
ることを目的とする。
As described above, the conventional write verify method has a problem that it is not possible to detect excessive writing. In addition, there is a problem that a weak bias voltage is also applied to non-write cells around the selected write cell, and memory data in the non-write cells may be destroyed. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and includes means for detecting an abnormality in a write state including overwriting, means for storing a detected result, and a circuit for reading out the detected abnormality to the outside. It is another object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor memory device which can detect the destruction of the memory data stored in another non-written cell at the time of writing and can avoid this.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置は、過剰書き込み検出手段と検出結果の記憶手
段とを備え、前記過剰書き込み状態を外部に読み出す回
路を具備することを特徴とする。また前記検出手段を用
いて、ユーザはセルのしきい値の異常を検出し、同一ワ
ード線に接続され、異常を含むメモリセル群を一括消去
することができる。また一括消去の際、しきい値変化の
可能性のない前記メモリセル群の部分に記憶するメモリ
データを一時退避させ、書き込みの最終段階でこの部分
に再書き込みすることができる。
According to the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device comprising: an overwriting detection means; a detection result storage means; and a circuit for reading out the overwriting state to the outside. . Further, by using the detection means, the user can detect an abnormality in the threshold value of the cell and collectively erase the memory cell group connected to the same word line and including the abnormality. Also, at the time of batch erasing, it is possible to temporarily save the memory data stored in the portion of the memory cell group where there is no possibility of a threshold change, and to rewrite this portion at the final stage of writing.

【0031】具体的には本発明の不揮発性半導体記憶装
置は、しきい値の変化により情報を記憶するメモリセル
と、このメモリセルの過大なしきい値変化を検出する検
出手段と、この検出手段により検出された結果を記憶す
る記憶手段と、この記憶手段に記憶された記憶状態を外
部に読み出す回路とを具備することを特徴とする。
More specifically, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a memory cell for storing information by a change in threshold value, a detecting means for detecting an excessive change in threshold value of the memory cell, and a detecting means And a circuit for reading out the storage state stored in the storage means to the outside.

【0032】好ましくは、前記メモリセルの過大なしき
い値変化が前記検出手段により検出された後、選択的に
又は一括して前記過大なしきい値変化を生じたメモリセ
ルに、前記過大なしきい値変化と逆方向のしきい値変化
を生じるバイアス電圧を印加することを特徴とする。
Preferably, after the excessive threshold value change of the memory cell is detected by the detecting means, the excessive threshold value change is selectively or collectively applied to the memory cells having the excessive threshold value change. The method is characterized in that a bias voltage that causes a threshold change in a direction opposite to the change is applied.

【0033】また好ましくは、同一ワード線に接続され
た前記メモリセルへの書き込み後における過剰書き込み
検知に際し、前記メモリセルの過大なしきい値変化が前
記検出手段により検出された場合には、前記同一ワード
線に接続される全てのメモリセルを消去することを特徴
とする。
[0033] Preferably, upon detection of excessive writing after writing to said memory cells connected to the same word line, when an excessive threshold value change of said memory cells is detected by said detecting means, It is characterized in that all memory cells connected to a word line are erased.

【0034】さらに好ましくは、同一ワード線に接続さ
れるメモリセルは、複数のメモリセル群に分けて書き込
みを行うように構成され、書き込み後の過剰書き込みが
前記検出手段により検出された後、前記同一ワード線に
接続され、かつ、書き込みの対象とされないメモリセル
群のメモリデータを一時退避させる手段を備え、前記同
一ワード線に接続されたメモリセル群を一括消去した
後、前記退避させたメモリデータを前記書き込みの対象
とされないメモリセル群に再度書き込むことを特徴とす
る。
More preferably, the memory cells connected to the same word line are configured to perform writing by dividing the memory cells into a plurality of memory cell groups. Means for temporarily saving memory data of a memory cell group connected to the same word line and which is not targeted for writing, wherein the memory cells connected to the same word line are collectively erased, and The method is characterized in that data is written again to a memory cell group not to be written.

【0035】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、しきい値変化により情報を記憶するメモリセルと、
このメモリセルの記憶動作により、同時にしきい値変化
を生じる他のメモリセルと、前記他のメモリセルのしき
い値変化を検出する検出手段と、この検出手段により検
出された結果を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記
憶された記憶状態を外部に読み出す回路とを具備するこ
とを特徴とする。
Further, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention comprises a memory cell for storing information by changing a threshold value,
Another memory cell which simultaneously changes the threshold value by the storage operation of the memory cell, detecting means for detecting the threshold value change of the other memory cell, and storage for storing a result detected by the detecting means. Means, and a circuit for reading out the storage state stored in the storage means to the outside.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。本発明の第1の実施の形態に
係る不揮発性半導体記憶装置は、例えばNAND型フラ
ッシュメモリのように、メモリセルへのメモリデータの
ページ書き込みと一括消去を行う。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention performs page writing and batch erasing of memory data to memory cells like a NAND flash memory, for example.

【0037】図1に、第1の実施の形態に係るNAND
型フラッシュメモリの書き込み、読み出し回路の詳細を
示す。各ビット線BL0 、BL1 、…、にはそれぞれ2
個のインバータI1 、I2 で構成されるラッチ0、ラッ
チ1、…、が接続される。また、各ラッチ回路には共通
の信号A、B、C、D、E、Fがそれぞれ図のように入
力される。
FIG. 1 shows a NAND according to the first embodiment.
The details of the write / read circuit of the flash memory are shown. Each of the bit lines BL 0 , BL 1 ,.
Latch 0, Latch 1,... Composed of the inverters I 1 and I 2 are connected. Further, common signals A, B, C, D, E, and F are input to the respective latch circuits as shown in FIG.

【0038】PチャネルMOSトランジスタ(以下PM
OSと呼ぶ)Q1 は、信号Dによりビット線BL0 への
プリチャージを制御し、NチャネルMOSトランジスタ
(以下NMOSと呼ぶ)Q2 、Q3 、Q4 は前記BL0
のプリチャージ状態と信号A、Bを受けて、ラッチ0の
ノードa、bの電圧レベルを定める。
A P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PM
OS 1 ) controls the precharge to bit line BL 0 by signal D, and N-channel MOS transistors (hereinafter referred to as NMOS) Q 2 , Q 3 , Q 4 are connected to BL 0.
And the signals A and B, the voltage levels of the nodes a and b of the latch 0 are determined.

【0039】また、NMOS、Q5 、Q6 は、前記ラッ
チ0のノードbと信号Fにより、ラッチ0の状態を受け
て信号Eのレベルを定める。NMOS、Q7 は、信号C
を受けて、ラッチ0のノードaの状態をビット線BL0
に転送する。
The NMOSs Q 5 and Q 6 determine the level of the signal E in response to the state of the latch 0 by the node b of the latch 0 and the signal F. NMOS, Q 7, the signal C
In response to this, the state of node a of latch 0 is changed to bit line BL 0
Transfer to

【0040】第1の実施の形態のNAND型フラッシュ
メモリにおいて、全ビット線を同時に読み出す場合につ
いて説明する。読み出し時には選択ワード線を0Vと
し、このワード線に接続されるメモリセルの記憶状態が
同時に読み出される。
The case where all the bit lines are read simultaneously in the NAND flash memory of the first embodiment will be described. At the time of reading, the selected word line is set to 0 V, and the storage states of the memory cells connected to this word line are simultaneously read.

【0041】信号Dを低レベル(以下“L”と呼ぶ)と
し、ビット線BL0 にQ1 を介してプリチャージ電圧を
付与する。このBL0 に接続された選択メモリセルが書
き込み状態であればQ1 を介して充電されたビット線B
0 には電流が流れないため、BL0 の高レベル(以下
“H”と呼ぶ)は維持される。
[0041] The signal D is set to a low level (hereinafter referred to as "L"), confers the precharge voltage via the Q 1 to the bit line BL 0. If the selected memory cell connected to BL 0 is in a write state, the bit line B charged via Q 1
Since no current flows through L 0 , the high level of BL 0 (hereinafter referred to as “H”) is maintained.

【0042】BL0 の“H”は、信号Bを“H”、Aを
“L”とすることにより、オン状態のQ2 、Q3 を介し
てQ2 のソースのGND(0V)がラッチ0のノードb
に接続されるので、ラッチ0のノードbは“L”にな
る。
The "H" level of BL 0 is set such that by setting the signal B to "H" and A to "L", the GND (0 V) of the source of Q 2 is latched via Q 2 and Q 3 in the ON state. Node b of 0
, The node b of the latch 0 becomes “L”.

【0043】一方、前記選択メモリセルが書き込み状態
でなければ、前記ビット線BL0 には電流が流れるた
め、BL0 は“L”となり、Q2 がオフとなるのでラッ
チ0の状態は維持される。
On the other hand, if the selected memory cell is not in a write state, a current flows through the bit line BL 0 , BL 0 goes to “L” and Q 2 turns off, so that the state of the latch 0 is maintained. You.

【0044】次に、選択メモリセルに過剰書き込みを生
じた場合に、これを検知する方法について説明する。全
てのメモリセルについて、一連の書き込みと書き込みベ
リフアイを終了した段階で、全てのラッチのノードbは
低レベルになっている。
Next, a description will be given of a method of detecting when overwriting occurs in the selected memory cell. At the stage where a series of writing and write verify have been completed for all the memory cells, the nodes b of all the latches are at the low level.

【0045】図9において、ワード線WL1 乃至WL4
を全て図8の非選択ワード線電圧4V、又は4Vより低
い過剰書き込み検知電圧にして読み出し動作を行う。例
えば図9のビット線BL0 に接続されるNANDセルの
いずれかのメモリセルをセルXとし、このセルXに対す
る書き込みが過剰に行われたため、しきい値が4V以上
の過剰書き込み電圧、又は4Vより低い過剰書き込み検
知電圧以上になったと仮定する。このとき、ビット線B
0 をプリチャージした後、前記読み出し動作を行え
ば、前記セルXが電流を遮断するのでビット線BL0
プリチャージによる“H”状態が維持される。
In FIG. 9, word lines WL 1 to WL 4
Are set to the unselected word line voltage 4V in FIG. 8 or an excessive write detection voltage lower than 4V to perform the read operation. For example one of the memory cells of the NAND cell connected to the bit line BL 0 in FIG. 9 and the cell X, for writing to the cell X is excessively performed, the threshold value is 4V or more over programming voltage, or 4V Assume that the excess overwrite detection voltage has been exceeded. At this time, the bit line B
If the read operation is performed after precharging L 0 , the cell X cuts off the current, so that the bit line BL 0 is maintained at the “H” state by the precharge.

【0046】図1において、ビット線BL0 及び信号A
が“H”、Bが“L”となれば、Q2 、Q4 がオンとな
って電流パスを形成し、ラッチ0のノードaを“L”に
変化させる。従ってラッチ0のノードbは“H”とな
る。このように、ラッチ0を過剰書き込みの検出手段と
して、ラッチ0のノードbを“H”とすることによりセ
ルXへの過剰書き込みが検出される。
In FIG. 1, bit line BL 0 and signal A
There "H", if the B is "L", Q 2, Q 4 form a current path turned on, it is changed to the node a of the latch 0 "L". Therefore, the node b of the latch 0 becomes “H”. As described above, by setting the node b of the latch 0 to “H” by using the latch 0 as a means for detecting the excessive write, the excessive write to the cell X is detected.

【0047】図2は、このようにして図1に示すラッチ
回路で検出された過剰書き込みの状態を記憶し、外部に
読みだすための読み出し回路である。図2に示す読み出
し回路は、各ラッチ回路からの過剰書き込みの読み出し
信号Eが接続される共通ノードEを備え、この共通ノー
ドEはPMOS、Q8 を介して電源に接続される。PM
OS、Q8 のゲートには図1の信号Fが入力され、ま
た、共通ノードEは、2入力ANDゲート10の一方の
入力端子に接続される。2入力ANDゲートの他方の入
力端子にはオーバ・プログラム・ベリファイ信号を入力
し、その出力端子はRSフリップ・フロップ20のセッ
ト端子に接続される。
FIG. 2 shows a read circuit for storing the state of overwriting detected by the latch circuit shown in FIG. 1 and reading it out to the outside. Reading circuit shown in FIG. 2, a common node E to read signal E overerasing from each latch circuit are connected, the common node E PMOS, are connected to a power supply via the Q 8. PM
OS, to the gate of Q 8 signal F in FIG. 1 is input, also common node E is connected to one input terminal of 2-input AND gate 10. An over program verify signal is input to the other input terminal of the two-input AND gate, and its output terminal is connected to the set terminal of the RS flip-flop 20.

【0048】このRSフリップ・フロップ(以下RS・
F/Fと呼ぶ)20の出力はマルチプレクサMUX、3
0の一方の入力端子に接続され、他方の入力端子にはメ
モリデータが入力される。MUX、30の出力は不揮発
性半導体記憶装置のメモリ・データ出力端子に接続さ
れ、MUX、30の切り替え信号(図示せず)により、
書き込み状態をモニタするモードにすれば、過剰書き込
みの読み出しフラグを出力し、通常動作モードにすれば
メモリ・データを出力する。
This RS flip flop (hereinafter referred to as RS
F / F) 20 outputs the multiplexer MUX, 3
0 is connected to one input terminal, and the other input terminal receives memory data. The output of the MUX 30 is connected to the memory data output terminal of the nonvolatile semiconductor memory device, and the switching signal (not shown) of the MUX 30
If the mode is set to monitor the write state, a read flag for overwriting is output, and if the mode is set to the normal operation mode, memory data is output.

【0049】図1、図2を用いて過剰書き込みの読み出
し動作をさらに詳細に説明する。先にのべたように、ラ
ッチ0のノードbを“H”とすることにより、セルXへ
の過剰書き込みが検出されるので、信号Fを用いて各ラ
ッチのノードbのレベルの論理和を検出すれば過剰書き
込みを読み出すことができる。
The overwriting read operation will be described in more detail with reference to FIGS. As described above, by setting the node b of the latch 0 to “H”, an excessive write to the cell X is detected. Therefore, the logical sum of the level of the node b of each latch is detected using the signal F. Then, overwriting can be read.

【0050】通常動作モードにおいては信号Fは“L”
であり、図2の共通ノードEはPMOS、Q8 を介して
電源に接続され、また、図1のQ6 はオフであるため、
前記共通ノードは“H”に固定される。このとき、オー
バ・プログラム・ベリファイ信号は“L”であるため、
2入力NANDゲート10の出力は“L”となり、RS
・F/F、20は、書き込み動作に入ったときに書き込
み開始信号によりリセットされる。
In the normal operation mode, signal F is "L".
, And the order common node E of FIG. 2 is connected to the power supply via PMOS, the Q 8, also, Q 6 of FIG. 1 is off,
The common node is fixed at "H". At this time, since the over program verify signal is "L",
The output of the two-input NAND gate 10 becomes "L" and RS
The F / F 20 is reset by a write start signal when a write operation is started.

【0051】書き込み状態のモニタ・モードにすれば、
前記信号Fは“H”となり、図2の共通ノードEは、Q
8 がオフのため電源から切り離される。また、図1のQ
6 はオンとなるため、全てのビット線に接続されるラッ
チのいずれか1つのノードbが過剰書き込みにより
“H”となれば、図1の共通ノードEは、当該ラッチの
5 、Q6 を介して接地され“L”となる。また、過剰
書き込みが1つもなければ、ノードbは“L”であるた
め、Q5 がオフとなり、共通ノードEの“H”状態が維
持される。
By setting the monitor mode in the writing state,
The signal F becomes "H", and the common node E in FIG.
8 is turned off and disconnected from the power supply. Also, Q in FIG.
Because 6 is to be turned on, if either one of the nodes b of the latch is connected to all the bit lines to "H" by excessive writing, common node E of FIG. 1, of the latch Q 5, Q 6 To “L”. Further, if also has one excessive writing, since the node b is "L", Q 5 is turned off, the "H" state of the common node E is maintained.

【0052】このようにして、共通ノードEの状態
“L”として読み出された過剰書き込み状態は、オーバ
・プログラム・ベリファイ信号が“H”になってもF/
Fはセットされない。また、過剰書き込みセルが存在せ
ず、Eの状態が“H”であれば2入力ANDゲートの出
力からRS・F/Fをセット状態に反転する。F/Fの
状態は過剰書き込みの状態を記憶しており、MUX、3
0から外部端子に出力され、ユーザは過剰書き込みへの
対応をとることができる。
In this manner, the overwriting state read as the state "L" of the common node E is caused by the F / F even when the over program verify signal becomes "H".
F is not set. If there is no overwritten cell and the state of E is “H”, the RS · F / F is inverted from the output of the 2-input AND gate to the set state. The state of the F / F stores the state of overwriting, and the MUX, 3
0 is output to an external terminal, and the user can take measures against overwriting.

【0053】次に、図3に基づき、本発明の第2の実施
の形態について説明する。前記第1の実施の形態では、
過剰書き込みの情報を外部から検出可能にする回路を示
したが、本第2の実施の形態では過剰書き込みへの対応
として、不良を発見したワード線につながるメモリセル
を全て消去しておくという書き込み方法について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment,
A circuit has been described which allows externally detectable information of overwriting. However, in the second embodiment, in order to cope with overwriting, writing is performed by erasing all memory cells connected to a word line in which a defect is found. The method will be described.

【0054】すなわち、図1、図2に示す回路を用いて
過剰書き込みを検出した後、図3に示すように、過剰書
き込み不良セルのコントロールゲート7が接続されたワ
ード線を接地し、その他の正常セルのコントロールゲー
トが接続されたワード線をフローティング状態にした
後、Pウエルに先に書き込みに用いた電圧と逆方向の高
電圧20Vを印加する。
That is, after detecting overwriting using the circuits shown in FIGS. 1 and 2, the word line to which the control gate 7 of the overwriting defective cell is connected is grounded as shown in FIG. After the word line to which the control gate of the normal cell is connected is brought into a floating state, a high voltage of 20 V in the opposite direction to the voltage previously used for writing is applied to the P well.

【0055】このようにして、過剰書き込み不良セルを
発見したワード線につながる全てのセルを消去すれば、
過剰書き込み不良セルが存在するワード線につながる全
てのセルのしきい値が低くなるので、過剰書き込みセル
が、これと直列に接続される他のセルのデータに悪影響
を及ぼすことはない。
In this way, by erasing all cells connected to the word line where the overwritten defective cell is found,
Since the threshold value of all the cells connected to the word line where the overwritten defective cell exists is lowered, the overwritten cell does not adversely affect the data of other cells connected in series with the word line.

【0056】このとき、逆方向の電圧を印加することに
より、過剰書き込み不良セルが存在するワード線につな
がる全てのセルを必ずしも完全に消去する必要はなく、
過剰書き込みセルと直列に接続される他のセルのデータ
に悪影響を及ぼさない程度に、前記ワード線につながる
全てのセルのしきい値が低くなればよい。
At this time, by applying a voltage in the reverse direction, it is not always necessary to completely erase all the cells connected to the word line where the overwritten defective cell exists.
It is only necessary that the threshold values of all cells connected to the word line be low so as not to adversely affect the data of other cells connected in series with the overwritten cell.

【0057】また、図3では過剰書き込み不良セルを発
見したワード線につながる全てのセルを一括消去、又は
一括して書き込みと逆方向の電圧を印加する場合につい
て説明したが、このような消去、又は逆方向電圧の印加
は、選択的に行うこともできる。
FIG. 3 shows the case where all cells connected to the word line where an overwritten defective cell is found are collectively erased or collectively applied with a voltage in the reverse direction of writing. Alternatively, the application of the reverse voltage can be selectively performed.

【0058】次に、図4に基づき、本発明の第3の実施
の形態について説明する。第3の実施の形態は前記第2
の実施の形態と同様の趣旨であるが、適用対象とするメ
モリセルアレイの構成が異なっている。図4に示すメモ
リセルアレイは、2本のビット線に対して1つのラッチ
が共有されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is similar to the second embodiment.
This embodiment has the same purpose as that of the first embodiment, but differs in the configuration of a memory cell array to be applied. In the memory cell array shown in FIG. 4, one latch is shared by two bit lines.

【0059】図4に示すメモリセルアレイは、ラッチ
0、ラッチ1、ラッチ2、…、にそれぞれ第1、第2の
NANDセルが接続され、ゲートが選択線SG1 ′、S
2 ′に接続された選択トランジスタにより、前記第
1、第2のNAND型セルのいずれかが選択される。な
お、ゲートが選択線SG1 、SG2 に接続される選択ト
ランジスタの役割は、図9と同様である。
In the memory cell array shown in FIG. 4, first and second NAND cells are connected to latch 0, latch 1, latch 2,... Respectively, and the gates are connected to select lines SG 1 ', S 1 .
One of the first and second NAND cells is selected by a selection transistor connected to G 2 ′. The role of the selection transistor whose gate is connected to the selection lines SG 1 and SG 2 is the same as in FIG.

【0060】例えば、ラッチ0の第1のNAND型セル
に直列に接続されるセルをM1,1 乃至M4,1 、…、と
し、コントロールゲートが同一のワード線WL2 に接続
されるセルをM2,1 乃至M2,6 、…、とする。ここで、
例えばM2,2 は、ラッチ0の第2のNAND型セルに含
まれるセルのひとつである。
For example, cells connected in series to the first NAND cell of the latch 0 are denoted as M 1,1 to M 4,1 ,..., And cells whose control gates are connected to the same word line WL 2 Are defined as M 2,1 to M 2,6,. here,
For example, M 2,2 is one of the cells included in the second NAND cell of the latch 0.

【0061】このとき、書き込み、読み出しは1ページ
に相当する前記第1のNAND型セルに属するM2,1
2,3 、M2,5 、…、又は、M2,2 、M2,4 、M2,6
…、を単位として行われる。このようなページ単位の書
き込みにおいて、例えばラッチ0、ラッチ1、ラッチ
2、…、の第1のNAND型セルに属するM2,1 、M
2,3 、M2,5 、…、のいずれかに対する過剰書き込みが
図1、図2に示す回路により検出された後、第2の実施
の形態でのべたように、図4の同一ワード線WL2に接
続された全てのセルの一括消去を行えば、前記ページ書
き込みの対象とされない第2のNAND型セルに属する
2,2 、M2,4 、M2,6 、…、のページのメモリデータ
も同時に消去される。
At this time, writing and reading are performed by M 2,1 , M 2 , 1 belonging to the first NAND cell corresponding to one page.
M 2,3 , M 2,5 , ... or M 2,2 , M 2,4 , M 2,6 ,
…, Are performed as a unit. In such a page-based write, for example, M 2,1 , M belonging to the first NAND cell of latch 0, latch 1, latch 2,...
After the overwriting of any of 2 , 3 , M 2,5 ,... Is detected by the circuits shown in FIGS. 1 and 2, the same word line shown in FIG. by performing the collective erasure of all the cells connected to WL 2, M 2, 2 belonging to the second NAND type cell which is not the subject of the page write, M 2,4, M 2,6, ... , a page of Are also erased at the same time.

【0062】なお、ここで行われるメモリデータの消去
動作は、書き込み動作とは別の時点で行われるため、前
記消去動作により消去されたメモリデータはどこにも記
憶されていない可能性がある。このため、同一ワード線
に接続される第2のNAND型セルに属するM2,2 、M
2,4 、M2,6 、…、のページのメモリデータを、一旦ラ
ッチ0乃至ラッチ2、…、に退避させてからワード線W
2 の消去動作を行い、その後前記ラッチに保存された
メモリデータを前記第2のNAND型セルに属するM
2,2 、M2,4 、M2,6 、…、に再度書き込み、図2に示
す過剰書き込みの読み出し回路の出力から過剰書き込み
フラグを立てて書き込み動作を終了すればよい。
Since the memory data erasing operation performed here is performed at a different time from the writing operation, the memory data erased by the erasing operation may not be stored anywhere. Therefore, M 2,2 , M belonging to the second NAND type cell connected to the same word line
The memory data of the pages 2,4 , M 2,6 ,... Are once saved to latches 0 to 2,.
Erases operation of L 2, belonging subsequent memory data stored in the latch to the second NAND type cell M
2,2, M 2,4, M 2,6, ..., again written to, it may be finished writing operation upright overerasing flag from the output of the read circuit of excess write shown in FIG.

【0063】データの退避と再書き込みは次のようにし
て行う。すなわち図1において、ラッチのノードaを
“H”にセットしてから信号Aを“H”、Bを“L”と
し、Q2 、Q4 を介して退避させるメモリデータを読み
出し、消去後に信号Cを“H”とし、Q7 を介してビッ
ト線にデータをロードして再書き込みを行えばよい。
Data saving and rewriting are performed as follows. That is, in FIG. 1, after the node a of the latch is set to "H", the signal A is set to "H" and the signal B is set to "L", the memory data to be saved via Q 2 and Q 4 is read, and the C and "H", it is sufficient to re-write load data to a bit line via the Q 7.

【0064】次に、図5に基づき、本発明の第4の実施
の形態について説明する。先に図9で説明したように、
セルBに書き込みを行う際、同一ワード線に接続された
非選択セルCに誤書き込みが行われ、セルCのしきい値
が変化する場合にも、これを検出して誤書き込みのフラ
グを立てることが望ましい。図1の回路を用いて誤書き
込み状態を検出することができれば、図2の回路により
誤書き込みフラグを出力することができる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As described earlier with reference to FIG.
When writing to cell B, erroneous writing is performed on unselected cells C connected to the same word line, and even when the threshold value of cell C changes, this is detected and an erroneous writing flag is set. It is desirable. If the erroneous write state can be detected using the circuit of FIG. 1, the erroneous write flag can be output by the circuit of FIG.

【0065】ここで、誤書き込みされたセルは図5の☆
印のようなしきい値を有すると仮定する。誤書き込みで
は通常の書き込みを行ったセル(これらのセルは書き込
み後のベリファイを行ったワード線レベルよりしきい値
が高くなっている)よりはしきい値が低いが、0V(選
択ワード線電圧)よりもしきい値が高くなっており、誤
ったデータが読み出される。
Here, the erroneously written cell is indicated by a circle in FIG.
Assume that it has a threshold like a mark. In the case of erroneous writing, the threshold value is lower than that of cells to which normal writing has been performed (these cells have a higher threshold value than the word line level at which verification has been performed after writing), but 0 V (selected word line voltage). ), The erroneous data is read.

【0066】書き込み後における誤書き込みの検出方法
は次の通りである。図1で全てのラッチのノードbを
“L”に設定する。これは通常の書き込みベリファイ後
の状態に対応する。次に、ビット線をプリチャージした
後、信号Aを“H”、Bを“L”とし、選択ワード線を
0VにしてQ2 、Q4 を介して読み出し動作を行う。こ
のとき書き込みセル及び誤書き込みセルに対応するラッ
チのbが“H”に反転する。
A method for detecting an erroneous write after writing is as follows. In FIG. 1, the nodes b of all the latches are set to "L". This corresponds to the state after normal write verification. Next, after precharging the bit lines, the signal A is set to “H”, the signal B is set to “L”, the selected word line is set to 0 V, and the read operation is performed via Q 2 and Q 4 . At this time, the latch b corresponding to the write cell and the erroneous write cell is inverted to “H”.

【0067】次に選択ワード線を書き込みベリファイレ
ベル以下で、かつ、誤書き込みセルのしきい値より高い
誤書き込み検出レベルとして、信号Bを“H”、Aを
“L”とし、Q2 、Q3 を介して再度読み出し動作を行
う。このようにすれば、書き込みセルに対応するラッチ
のノードbが“L”に反転するので、誤書き込みセルに
対応するラッチのノードbのみが“H”として維持され
る。この状態は図1、図2で説明したのとと同様にして
外部からモニタすることができる。なお本発明は上記の
実施の形態に限定されることはない。その他本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
[0067] Then the following verify level writes the selected word line, and, as a highly erroneous write detection level than the threshold of the erroneous write cell, the signal B and "H", the A "L", Q 2, Q The read operation is performed again via 3 . By doing so, the node b of the latch corresponding to the write cell is inverted to "L", so that only the node b of the latch corresponding to the erroneous write cell is maintained at "H". This state can be externally monitored in the same manner as described with reference to FIGS. The present invention is not limited to the above embodiment. In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0068】[0068]

【発明の効果】従来はユーザが不揮発性半導体記憶装置
への書き込みを行った後に、書き込みを行ったセル、及
びそのセルの異常なしきい値によって影響を受ける他の
セルを読み出してみるまでは、メモリデータの破壊があ
ったか否かが不明であった。
Conventionally, after a user writes to a non-volatile semiconductor memory device, until the user attempts to read out the cell in which the writing has been performed and other cells affected by the abnormal threshold value of the cell, It was unknown whether the memory data was destroyed.

【0069】上述したように本発明の不揮発性半導体記
憶装置によれば、例えばデータの書き込み後に、書き込
み状態をモニタするモードにしてチップのステータスを
外部端子から出力すれば、誤書き込みや異常なしきい値
変化をモニタすることができるので、ユーザはこれに対
処することができる。また、セルへの書き込みの際に生
じる他のセルへの誤書き込みに関しても同様の効果が期
待できる。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, if, for example, after writing data, the mode of monitoring the writing state is set and the status of the chip is output from an external terminal, no erroneous writing or abnormality occurs. Since the value change can be monitored, the user can cope with this. Further, the same effect can be expected with respect to erroneous writing to another cell which occurs when writing to a cell.

【0070】また、前記過剰書き込みや誤書き込みが検
出されたセルと同一ワード線につながるセルを一括して
消去する等の対策をとることにより、ユーザに対し書き
込みの不具合を伝えると共に、その書き込みによる他の
セルのデータ破壊を防ぐことができ、ユーザはさらに容
易にこれらの問題に対処することができる。
Further, by taking measures such as collectively erasing cells connected to the same word line as the cell in which the overwriting or erroneous writing has been detected, it is possible to inform the user of a writing defect and to make a write error. Data corruption in other cells can be prevented, and the user can more easily address these issues.

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

【図1】本発明のラッチ回路の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a latch circuit of the present invention.

【図2】本発明の過剰書き込みと誤書き込みの読み出し
回路を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a read circuit for overwriting and erroneous writing according to the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る一括消去にお
けるバイアス方法を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a bias method in batch erase according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態に係るNAND型不
揮発性メモリセルアレイの構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a NAND-type nonvolatile memory cell array according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態の誤書き込みセルの
しきい値を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing threshold values of erroneously written cells according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来の不揮発性メモリセルの書き込みにおける
バイアス方法を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a bias method in writing in a conventional nonvolatile memory cell.

【図7】従来の不揮発性メモリセルの消去におけるバイ
アス方法を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a bias method in erasing a conventional nonvolatile memory cell.

【図8】従来の不揮発性メモリセルの書き込み消去にお
けるしきい値分布を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a threshold distribution in writing and erasing of a conventional nonvolatile memory cell.

【図9】従来のNAND型不揮発性メモリセルアレイの
構成を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional NAND type nonvolatile memory cell array.

【図10】従来の書き込みセルBの近傍におけるセル
A、セルBに印加されるバイアスを示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a bias applied to cells A and B in the vicinity of a conventional write cell B;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板 2…ソース/ドレイン拡散層 3…チャネル 4…薄い絶縁膜 5…フローティングゲート 6…絶縁膜 7…コントロールゲート 10…ANDゲート 20…RSフリップフロップ 30…マルチプレクサ Q1 、Q8 …PMOS Q2 〜Q7 …NMOS I1 、I2 …インバータ SG1 、SG2 、SG1 ′、SG2 ′…選択線 WL1 〜WL4 …ワード線 BL0 〜BL2 …ビット線 M1,1 〜M4,1 、M2,1 〜M2,6 …メモリセルREFERENCE SIGNS LIST 1 silicon substrate 2 source / drain diffusion layer 3 channel 4 thin insulating film 5 floating gate 6 insulating film 7 control gate 10 AND gate 20 RS flip-flop 30 multiplexer Q 1 , Q 8 PMOS Q 2 ~Q 7 ... NMOS I 1 , I 2 ... inverter SG 1, SG 2, SG 1 ', SG 2' ... select lines WL 1 to WL 4 ... word lines BL 0 to BL 2 ... bit lines M 1, 1 ~ M 4,1 , M 2,1 ~ M 2,6 ... memory cells

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B025 AA03 AB01 AC03 AD03 AD04 AD05 AD08 AE08 AE09 5F001 AA25 AB08 AC02 AD12 AE02 AE08 AF06 5F083 EP02 EP23 ER03 ER09 ER14 ER19 ER21 GA15 GA21 GA30 LA10 LA12 LA16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5B025 AA03 AB01 AC03 AD03 AD04 AD05 AD08 AE08 AE09 5F001 AA25 AB08 AC02 AD12 AE02 AE08 AF06 5F083 EP02 EP23 ER03 ER09 ER14 ER19 ER21 GA15 GA21 GA30 LA10 LA12 LA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 しきい値の変化により情報を記憶するメ
モリセルと、 このメモリセルの過大なしきい値変化を検出する検出手
段と、 この検出手段により検出された結果を記憶する記憶手段
と、 この記憶手段に記憶された記憶状態を外部に読み出す回
路と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory cell for storing information according to a change in a threshold value, a detecting means for detecting an excessive change in the threshold value of the memory cell, a storing means for storing a result detected by the detecting means, A circuit for reading out the storage state stored in the storage means to the outside.
【請求項2】 前記メモリセルの過大なしきい値変化が
前記検出手段により検出された後、選択的に又は一括し
て前記過大なしきい値変化を生じたメモリセルに、前記
過大なしきい値変化と逆方向のしきい値変化を生じるバ
イアス電圧を印加することを特徴とする請求項1記載の
不揮発性半導体記憶装置。
2. After the excessive threshold value change of the memory cell is detected by the detecting means, the excessive threshold value change is selectively or collectively applied to the memory cells having the excessive threshold value change. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a bias voltage causing a threshold change in a direction opposite to that of the bias voltage is applied.
【請求項3】 同一ワード線に接続された前記メモリセ
ルへの書き込み後の過剰書き込み検出において、前記メ
モリセルの過大なしきい値変化が前記検出手段により検
出された場合には、前記同一ワード線に接続された全て
のメモリセルを消去することを特徴とする請求項1記載
の不揮発性半導体記憶装置。
3. An over-write detection after writing to the memory cell connected to the same word line, wherein when an excessive threshold value change of the memory cell is detected by the detection means, the same word line is detected. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein all the memory cells connected to the nonvolatile semiconductor memory are erased.
【請求項4】 前記同一ワード線に接続されたメモリセ
ルは、複数のメモリセル群に分けて書き込みを行うよう
に構成され、 前記書き込み後の過剰書き込みが前記検出手段により検
出された後、前記同一ワード線に接続され、かつ、前記
書き込みの対象とされないメモリセル群のメモリデータ
を一時退避させる手段を備え、 前記同一ワード線に接続された前記複数のメモリセル群
を一括消去した後、前記一時退避させたメモリデータを
前記書き込みの対象とされないメモリセル群に再度書き
込むことを特徴とする請求項3記載の不揮発性半導体記
憶装置。
4. The memory cell connected to the same word line is configured to perform writing by dividing into a plurality of memory cell groups, and after the overwriting after the writing is detected by the detecting means, Means for temporarily saving memory data of a memory cell group that is connected to the same word line and that is not targeted for writing, after batch-erasing the plurality of memory cell groups connected to the same word line, 4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the temporarily saved memory data is written again to the memory cell group not to be written.
【請求項5】 しきい値変化により情報を記憶するメモ
リセルと、 このメモリセルのしきい値変化を生じる記憶動作によ
り、同時にしきい値変化を生じる他のメモリセルと、 前記他のメモリセルのしきい値変化を検出する検出手段
と、 この検出手段により検出された結果を記憶する記憶手段
と、 この記憶手段に記憶された記憶状態を外部に読み出す回
路と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
5. A memory cell for storing information according to a threshold value change, another memory cell which simultaneously changes a threshold value by a storage operation which causes the memory cell to change a threshold value, and the other memory cell Detecting means for detecting a change in the threshold value, a storing means for storing a result detected by the detecting means, and a circuit for reading out a storage state stored in the storing means to the outside. Nonvolatile semiconductor memory device.
JP10268412A 1998-09-22 1998-09-22 Non-volatile semiconductor storage Pending JP2000100178A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10268412A JP2000100178A (en) 1998-09-22 1998-09-22 Non-volatile semiconductor storage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10268412A JP2000100178A (en) 1998-09-22 1998-09-22 Non-volatile semiconductor storage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000100178A true JP2000100178A (en) 2000-04-07

Family

ID=17458130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10268412A Pending JP2000100178A (en) 1998-09-22 1998-09-22 Non-volatile semiconductor storage

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000100178A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003249083A (en) * 2001-12-20 2003-09-05 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US6907497B2 (en) 2001-12-20 2005-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device
US7239553B2 (en) 2005-01-31 2007-07-03 Spansion Llc Method and apparatus for reference cell adjusting in a storage device
US7554847B2 (en) 2006-08-28 2009-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device employing disturbance monitoring scheme
JP2010020891A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Samsung Electronics Co Ltd Flash memory device and its program method
KR20120025398A (en) * 2010-08-16 2012-03-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Method for driving semiconductor memory device
CN103680630A (en) * 2012-09-26 2014-03-26 精工电子有限公司 Readout circuit and semiconductor device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003249083A (en) * 2001-12-20 2003-09-05 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US6907497B2 (en) 2001-12-20 2005-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device
US7117296B2 (en) 2001-12-20 2006-10-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of programming non-volatile semiconductor memory device having an electrically erasable and programmable memory cell array
US7239553B2 (en) 2005-01-31 2007-07-03 Spansion Llc Method and apparatus for reference cell adjusting in a storage device
US7554847B2 (en) 2006-08-28 2009-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device employing disturbance monitoring scheme
JP2010020891A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Samsung Electronics Co Ltd Flash memory device and its program method
KR20120025398A (en) * 2010-08-16 2012-03-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Method for driving semiconductor memory device
KR101904536B1 (en) * 2010-08-16 2018-10-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Method for driving semiconductor memory device
CN103680630A (en) * 2012-09-26 2014-03-26 精工电子有限公司 Readout circuit and semiconductor device
CN103680630B (en) * 2012-09-26 2018-04-03 精工半导体有限公司 Reading circuit and semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3888808B2 (en) NAND nonvolatile memory
US5898615A (en) Semiconductor memory device having non-volatile memory cells connected in series
KR100394574B1 (en) non-volatile semiconductor memory device having word line defect check circuit
US8331150B2 (en) Integrated SRAM and FLOTOX EEPROM memory device
KR100827695B1 (en) Non-volatile semiconductor memory device using weak cells as reading identifier
US5930169A (en) Nonvolatile semiconductor memory device capable of improving of chip's lifetime and method of operating the same
EP1039388B1 (en) Block erasable semiconductor memory device with defective block replacement
JP2002373497A (en) Memory cell array structure for non-volatile semiconductor memory unit, the non-volatile semiconductor memory unit access method for memory cell array of the unit, nand flash memory unit, and semiconductor memory
EP0606769B1 (en) Nonvolatile semiconducteur memories
US5067111A (en) Semiconductor memory device having a majority logic for determining data to be read out
JP3137993B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
Mohammad et al. Testing flash memories
JP4346211B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US20060098492A1 (en) Erase-verifying method of NAND type flash memory device and NAND type flash memory device thereof
US20060291288A1 (en) Flash memory device and read method
US6278642B1 (en) Method and apparatus for limiting bitline current
JP2000100178A (en) Non-volatile semiconductor storage
KR100263726B1 (en) Non-volatile semiconductor memory
JP3193810B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and test method therefor
JP3558316B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and erroneous write prevention method
JP2000048582A (en) Semiconductor storage device
JP3360855B2 (en) Batch erase nonvolatile semiconductor memory device and test method therefor
JP2825217B2 (en) Flash memory
JPH09288899A (en) Semiconductor storage device
JP2000173275A (en) Nonvolatile memory and memory system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040405

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040824