JP2000113688A - 不揮発性メモリ及び不揮発性メモリの消去及び書き込み方法 - Google Patents

不揮発性メモリ及び不揮発性メモリの消去及び書き込み方法

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JP2000113688A
JP2000113688A JP28708298A JP28708298A JP2000113688A JP 2000113688 A JP2000113688 A JP 2000113688A JP 28708298 A JP28708298 A JP 28708298A JP 28708298 A JP28708298 A JP 28708298A JP 2000113688 A JP2000113688 A JP 2000113688A
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JP
Japan
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erasing
signal
writing
nonvolatile memory
mode signal
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JP28708298A
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Hiroshi Koyama
博 小山
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不揮発性メモリの消去時間を外部から任意に
設定可能にするとともに、チップ面積を減少する。 【解決手段】 消去モード信号ERASE及び書き込み
モード信号PROGを直接外部から供給することのでき
る外部端子を設けることにより、外部から任意の消去時
間及び書き込み時間が設定可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、フラッシュメモリ
等の不揮発性メモリに関し、特に、チップサイズの低減
された不揮発性メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】メモリセルが単一のトランジスタからな
る電気的に消去可能なプログラマブルROM(EEPROM:E
lectricaly Erasable Programmable ROM)においては、
フローティングゲートとコントロールゲートを有する2
重ゲート構造のトランジスタによって各メモリセルが構
成される。このような2重ゲート構造のトランジスタの
場合、フローティングゲートのドレイン側で発生したホ
ットエレクトロンをソース側へ加速し、ゲート絶縁膜を
通過させてフローティングゲートに注入することにより
情報の書き込みが行われ、注入されたホットエレクトロ
ンをフローティングゲートから抜き取ることによって消
去が行われる。そして、フローティングゲートに電荷が
注入されたか否かによるメモリセルトランジスタの動作
特性の差を検出することで、情報の読み出しが行われ
る。
【0003】特に、セクター(128バイト)毎の一括
消去が可能な不揮発性メモリは、フラッシュメモリと呼
ばれる。
【0004】上述のような、書き込み、消去、読み出し
の動作は、外部から印加される制御信号*CE(チップ
イネーブル)、*WE(ライトイネーブル)、*OE
(アウトプットイネーブル)によって制御される。
【0005】図4は、上記の制御を行うための従来例を
示す不揮発性メモリの一部ブロック図である。図に於い
て、発振回路1は、クロック信号CLKを発生するため
のリング発振器であり、その出力はタイマーカウンター
2に印加される。タイマーカウンター2は、バイナリー
カウンタで構成され、所定段の出力A1及びA2がタイ
ミング制御回路3に印加される。タイミング制御回路3
は、制御信号*CE、*OE、*WEの信号とタイマー
カウンタ2の出力A1及びA2に基づき、不揮発性メモ
リセルの内部書き込み信号WRT、消去モード信号ER
ASE、書き込みモード信号PROGRAMを発生す
る。
【0006】図5は、図4に示された回路におけるセク
ター単位の一括消去を行う場合のタイミング図を示し、
タイミング制御回路3の動作について説明する。
【0007】外部から印加される制御信号*OEを
「H」レベルとした状態で、制御信号*CE及び*WE
を「L」レベルにすると、タイミング制御回路3は内部
書き込み信号WRTを「H」レベルにする。これによ
り、不揮発性メモリは、書き込み可能状態になる。その
後、制御信号*CE及び*WEをクロッキングすること
により、印加されたアドレスで指定される不揮発性メモ
リのバッファ(図示せず)にデータが書き込まれる。制
御信号*CE、*WEのクロッキング終了に基づき、タ
イミング制御回路3は、消去モード信号ERASEを
「H」レベルとし、不揮発性メモリの1セクタ分の消去
動作を開始させる。一方、消去モード信号「H」の発生
と同期して、タイミング制御回路3は、タイマーカウン
タ2をリセットする。不揮発性メモリの消去動作は、フ
ローティングゲートに注入された電荷をコントロールゲ
ートに引き抜く動作であり、1セクタのメモリセルの消
去が一括で行われるが、個々のメモリセルのばらつきに
より、その消去時間にもばらつきがある。従って、すべ
てのメモリセルの消去が完了するのに十分な時間をタイ
マーカウンタ2で設定している。例えば、リセットされ
てから4msec後に分周出力A1が発生すると、タイ
ミング制御回路3は、消去モード信号ERASEを
「L」レベルにする。これにより、消去動作が終了す
る。この消去モード信号ERASEの終了を受けて、タ
イミング制御回路3は、書き込みモード信号PROGR
AMを「H」レベルにし、消去されたセクタの書き込み
動作を開始させる。また、書き込みの開始と同期してタ
イマーカウンタ2のリセットを行う。この書き込み動作
は、バッファに保持されたデータを書き込むのである
が、メモリセルの書き込み特性にばらつきがあるため、
書き込み終了までに十分な時間を要する。そのために、
書き込み時間は、例えば、4msecに設定され、タイ
マーカウンタ2のリセットから4msec後に出力され
る分周出力A2により、タイミング制御回路3は、書き
込みモード信号PROGRAMを「L」レベルにし、書
き込み動作を終了させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した不揮発性メモ
リの消去時間及び書き込み時間は、メモリセルのばらつ
きにあわせて十分に長く設定されているために、消去時
間及び書き込み時間が長くなる欠点があった。また、消
去及び書き込み特性は、温度の低下や電源電圧の低下に
よって悪化するため消去時間及び書き込み時間が十分長
く設定されていても、消去不良や書き込み不良が発生す
る不都合があった。さらに、従来の不揮発性メモリは、
発信回路、タイマー回路、タイミング制御回路を内蔵し
ており、これらの回路がチップ面積全体の約20%を占
めていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した点に
鑑みて、創作されたものであり、第1に、複数の不揮発
性メモリセルがロー及びカラムに配置されたメモリセル
アレイと、該メモリセルアレイのローアドレス及びカラ
ムアドレスを指定するローアドレスデコーダ及びカラム
アドレスデコーダと、消去モード信号または書き込みモ
ード信号により前記メモリセルアレイの指定された領域
の消去または書き込みを制御する制御回路と、該制御回
路によって消去モード時または書き込みモード時に高電
圧を発生する高電圧発生回路と、前記消去モード信号ま
たは書き込みモード信号が印加される外部端子とを備
え、前記外部端子に印加する消去モード信号または書き
込みモード信号のタイミングにより消去または書き込み
が制御されることを特徴とする。第2に、複数の不揮発
性メモリセルがロー及びカラムに配置されたメモリセル
アレイと、該メモリセルアレイのローアドレス及びカラ
ムアドレスを指定するローアドレスデコーダ及びカラム
アドレスデコーダと、消去モード信号または書き込みモ
ード信号により前記メモリセルアレイの指定された領域
の消去または書き込みを制御する制御回路と、該制御回
路によって消去モード時または書き込みモード時に高電
圧を発生する高電圧発生回路と、外部からの信号を保持
するレジスタとを備え、前記レジスタの出力を消去モー
ド信号または書き込みモード信号として前記制御回路に
印加することを特徴とする。第3に、消去モード信号ま
たは書き込みモード信号が印加される外部端子を備えた
不揮発性メモリの消去または書き込み方法において、前
記外部端子に所定の信号を印加した後、タイマーをセッ
トし、該タイマーの終了を検出したとき、前記外部端子
に別の信号を印加することにより、消去時間または書き
込み時間を制御することを特徴とする不揮発性メモリの
消去・書き込み方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
ブロック図である。メモリセルアレイ11は、スプリッ
トゲート型の不揮発性メモリセルがロー及びカラムに多
数配置され、各々のメモリセルは、ローデコーダ12と
カラムデコーダ13によって指定される。また、セクタ
ー単位の一括消去の場合にはローアドレスデコーダ12
にセクタアドレスを供給することによってセクターが指
定される。ローアドレスバッファ14とカラムアドレス
バッファ15は、制御信号*CE(チップイネーブル信
号)及び*WE(ライトイネーブル信号)の立ち下がり
によって、印加されたローアドレスデータRAD及びカ
ラムアドレスデータCADをラッチし、各々ローアドレ
スデコーダ12とカラムアドレスデコーダ13に供給す
る。
【0011】モード制御回路16は、制御信号*OE
(アウトプットイネーブル信号)、*CE、*WEと消
去モード信号ERASE及び書き込みモード信号PRO
Gによって不揮発性メモリの内部動作を制御するもので
あるが、従来の不揮発性メモリのように発信回路、タイ
マーカウンタ、タイミング制御回路などは含まれていな
い。これらの各制御信号及びモード信号は、不揮発性メ
モリの外部端子17から直接供給される。
【0012】高電圧発生回路18は、モード制御回路1
6によって制御され、消去モード及び書き込みモードの
場合に、消去及び書き込みに必要な高電圧を電源電圧か
ら昇圧し、ローデコーダ12によって指定されたワード
ラインまたはソースラインに供給する。
【0013】入出力バッファ19は、書き込みモードに
おいては、制御信号*WE、*CEによって制御され、
データの入出力端子20に印加された書き込みを行うべ
きデータをデータラッチ21に転送し、また、読み出し
モードにおいては、制御信号*OEによって制御され、
センスアンプ22で読み出されたデータを入出力端子2
0から出力する。
【0014】上述の不揮発性メモリの内部の動作タイミ
ングは、消去モード信号ERASE及び書き込みモード
信号PROGによって制御される。即ち、セクタ単位の
消去時間は、従来は内蔵されたタイマーカウンタに設定
された固定時間によって決められていたが、本発明では
外部から供給する消去モード信号ERASEの印加時間
で制御される。書き込み時間も同様である。図2は、本
発明の他の実施形態を示すブロック図である。図1と異
なる部分は、消去モード信号ERASEと書き込みモー
ド信号PROGを印加する外部端子17をなくしたもの
である。そのために、入出力バッファ19に接続された
2ビットのレジスタ23を設け、このレジスタ23の各
ビットの出力を消去モード信号ERASE及び書き込み
モード信号PROGとしてモード制御回路16に印加す
る。レジスタ23へのデータの転送は、データ入出力端
子20に2ビットのデータを印加した状態で、制御信号
*WEと*CEの信号変化で制御する。従って、レジス
タ23のビットB1、B2がともに「0」の場合には、
消去モード信号ERASE及び書き込みモード信号PR
OGも発生しない状態である。ビットB1が「1」でビ
ットB2が「0」となると、消去モード信号ERASE
が発生した状態になる。その後、ビットB1が「0」に
なると消去モード信号ERASEが消えて、消去時間が
終了する。同様に、ビットB2にが「0」から「1」に
変化したとき、書き込みモード信号PROGが発生した
状態になり、その後、ビットB2が「0」に変化すると
書き込みモード信号PROGが消え、書き込み時間が終
了する。
【0015】図3は、図1及び図2に示された不揮発性
メモリを、たとえばマイクロコンピュータで制御する場
合のフローチャートであり、セクタの一括消去の場合で
ある。
【0016】まず、ローアドレスデータRADをセクタ
アドレスデータとして不揮発性メモリに供給し、制御信
号*WE及び*CEを立ち下げることにより、セクタア
ドレスをローアドレスバッファ14にラッチさせる。
(24) 消去モード信号ERASEを取り込む不揮発性メモリの
外部端子17に「H」レベルの信号を印加する。これに
より、不揮発性メモリは、先に指定されたセクタの一括
消去を行う。(25) マイクロコンピュータの内部タイマーにたとえば4ms
を設定し、計数動作を開始する。(26) タイマーがカウントを終了したか否かを判定し、終了す
るまで判定を繰り返す。(27) カウントが終了すると外部端子17に印加していた
「H」レベルの信号を「L」レベルにする。これによ
り、不揮発性メモリの一括消去動作が終了する。(2
8) 次に、消去が完全に行われたをチェックするために、指
定されたセクタのカラムアドレスを指定し、そのアドレ
スからデータを読み出す。(29) 読み出した結果、データがあれば、セクタ消去エラーと
してその後の処理、たとえば、再度消去を行う等の処理
を行う。(30) データがない場合には、カラムアドレスデータがそのセ
クタの最後のアドレスか否か判定する。(31) 最終アドレスでなければ、カラムアドレスに「1」を加
算して再度データの読み出しを行う。(32) 最終アドレスの場合には、すべてのセルの消去が行われ
たものとして、セクタ単位の消去動作を終了する。
【0017】上述において、タイマーに設定する時間を
マイクロコンピュータで自由に設定できるために、消去
時間が任意に設定できることになる。従って、周囲温度
の状況や電源電圧の状況をあらかじめ検出しておき、そ
の状況に応じてタイマーの設定時間を可変することが可
能となる。
【0018】尚、書き込み動作においても、図3に示さ
れるのと同様に、タイマーによって書き込み時間が設定
される。
【0019】また、上述の説明は、外部端子17にマイ
クロコンピュータから直接消去モード信号ERASE及
び書き込みモード信号PROGを印加する場合である
が、図2のようなレジスタ23を有するものについて
は、データ入力端子20から「0」または「1」のデー
タを転送することにより消去モード信号ERASEや書
き込みモード信号PROGの発生及び消滅を制御するこ
とができる。
【0020】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、外部のマ
イクロコンピュータ等によって、消去時間や書き込み時
間が制御できるので、電源電圧や周囲温度の状況によ
り、時間設定を可変し、広範囲での動作が可能になり、
不揮発性メモリの使用範囲が拡大する利点がある。ま
た、不揮発性メモリのセル特性をマイコンがあらかじめ
チェックしておき、そのデータをマイクロコンピュータ
に記憶しておき、そのデータに基づいて、消去時間及び
書き込み時間を設定することにより、その不揮発性メモ
リの最適化が図ることができる。
【0021】更に、従来のような発信回路、タイマー回
路、タイミング制御回路が不要になるために、不揮発性
メモリのチップ面積が大幅に減少する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【図5】従来の不揮発性メモリの消去動作を示すタイミ
ング図である。
【符号の説明】
11 メモリセルアレイ 12 ローデコーダ 13 カラムデコーダ 14 ローアドレスバッファ 15 カラムアドレスバッファ 16 モード制御回路 17 外部端子 18 高電圧発生回路 19 入出力バッファ 20 入出力端子 21 データラッチ 22 センスアンプ 23 レジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の不揮発性メモリセルがロー及びカ
    ラムに配置されたメモリセルアレイと、該メモリセルア
    レイのローアドレス及びカラムアドレスを指定するロー
    アドレスデコーダ及びカラムアドレスデコーダと、消去
    モード信号または書き込みモード信号により前記メモリ
    セルアレイの指定された領域の消去または書き込みを制
    御する制御回路と、該制御回路によって消去モード時ま
    たは書き込みモード時に高電圧を発生する高電圧発生回
    路と、前記消去モード信号または書き込みモード信号が
    印加される外部端子とを備え、前記外部端子に印加する
    消去モード信号または書き込みモード信号のタイミング
    により消去または書き込みが制御されることを特徴とす
    る不揮発性メモリ。
  2. 【請求項2】 複数の不揮発性メモリセルがロー及びカ
    ラムに配置されたメモリセルアレイと、該メモリセルア
    レイのローアドレス及びカラムアドレスを指定するロー
    アドレスデコーダ及びカラムアドレスデコーダと、消去
    モード信号または書き込みモード信号により前記メモリ
    セルアレイの指定された領域の消去または書き込みを制
    御する制御回路と、該制御回路によって消去モード時ま
    たは書き込みモード時に高電圧を発生する高電圧発生回
    路と、外部からの信号を保持するレジスタとを備え、前
    記レジスタの出力を消去モード信号または書き込みモー
    ド信号として前記制御回路に印加することを特徴とする
    不揮発性メモリ。
  3. 【請求項3】 消去モード信号または書き込みモード信
    号が印加される外部端子を備えた不揮発性メモリの消去
    または書き込み方法において、前記外部端子に所定の信
    号を印加した後、タイマーをセットし、該タイマーの終
    了を検出したとき、前記外部端子に別の信号を印加する
    ことにより、消去時間または書き込み時間を制御するこ
    とを特徴とする不揮発性メモリの消去及び書き込み方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006004245A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Seiko Epson Corp 集積回路装置及び電子機器
KR100966895B1 (ko) * 2004-01-06 2010-06-30 삼성전자주식회사 불휘발성 메모리의 테스트 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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