JP2000173275A - Nonvolatile memory and memory system - Google Patents

Nonvolatile memory and memory system

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JP2000173275A
JP2000173275A JP34824498A JP34824498A JP2000173275A JP 2000173275 A JP2000173275 A JP 2000173275A JP 34824498 A JP34824498 A JP 34824498A JP 34824498 A JP34824498 A JP 34824498A JP 2000173275 A JP2000173275 A JP 2000173275A
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JP
Japan
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bit
data
monitor
nonvolatile memory
floating gate
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Withdrawn
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JP34824498A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Yugawa
洋介 湯川
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Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the service life of a memory and to enhance the reliability of data by adopting monitor bits that relate to each word line, have a smaller threshold margin than that of signals in other nonvolatile memory cells and reach earlier the end of service life. SOLUTION: A flush memory cell group 13 has a plurality of sectors (corresponding to words), and includes a data area 30 where a plurality of flush memory cell groups used for data read/write are laid out and a management area 40 to manage them. Monitor bits 3a, 3b in a sector 2 are formed in the management area 40 and the monitor bit 3a is referred to as a delete bit and the monitor bit 3b as a write bit. Since the monitor bits 3a, 3b have a smaller threshold margin in a data storage performance than that of memory cells in the data area 30, the data bits reach the end of service life earlier than that of the memory cells in the data area. Thus, the service life of a flush memory can be grasped by detecting occurrence of an error in the monitor bits.

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、フラッシュメモ
リ、さらにはそれの外部制御の簡略化を図るための技術
に関し、例えばコンピュータシステムなどのデータ処理
装置に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for simplifying external control of a flash memory, and more particularly to a technique effective when applied to a data processing device such as a computer system.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平2−289997号には一括消去
型EEPROM(エレクトリカリ・イレーザブル・アン
ド・プログラマブル・リード・オンリ・メモリ)につい
て記載されている。この一括消去型EEPROMは、本
明細書におけるフラッシュメモリと同意義に把握するこ
とができる。フラッシュメモリは、電気的な消去・書き
込みによって情報を書換え可能であって、EPROM
(エレクトリカリ・プログラマブル・リード・オンリ・
メモリ)と同様に、そのメモリセルを1個のトランジス
タで構成することができ、メモリセルの全てを一括し
て、またはメモリセルのブロックを一括して電気的に消
去する機能を持つ。したがって、フラッシュメモリは、
システムに実装された状態でそれの記憶情報を書換える
ことができると共に、その一括消去機能により書換え時
間の短縮を図ることができ、さらに、チップ占有面積の
低減にも寄与する。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-289997 describes a batch erase type EEPROM (electrically erasable and programmable read only memory). This batch erase type EEPROM can be understood as having the same meaning as the flash memory in this specification. Flash memory is capable of rewriting information by electrical erasing / writing,
(Electrically Programmable Read Only
As in the case of (memory), the memory cell can be composed of one transistor, and has a function of electrically erasing all memory cells or a block of memory cells collectively. Therefore, flash memory is
The stored information can be rewritten in the state of being mounted on the system, the rewriting time can be shortened by the batch erasing function, and the chip occupation area can be reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】フラッシュメモリには
書き込み回数の限界があり、この限界に達すると正常な
読み書きができなくなる。それを無視するとデータ破壊
を招来する。しかし、全てのセクタ(ワードと称される
こともある)が同時に寿命を迎えるわけではない。そこ
で、データ破損を防止するための技術として、例えば予
備のセクタを形成しておき、書き込み回数が基準値に達
したセクタが検出された場合に、当該セクタを上記予備
のセクタに置き換えるようにしている。書き込み回数の
基準値は、フラッシュメモリによっても異なるが、例え
ば30万回などに設定される。
A flash memory has a limit on the number of times of writing. When this limit is reached, normal reading and writing cannot be performed. Ignoring it can lead to data corruption. However, not all sectors (sometimes called words) expire at the same time. Therefore, as a technique for preventing data corruption, for example, a spare sector is formed, and when a sector in which the number of writes reaches the reference value is detected, the sector is replaced with the spare sector. I have. The reference value of the number of times of writing differs depending on the flash memory, but is set to, for example, 300,000 times.

【0004】このように書き込み回数が基準値に達した
セクタが検出された場合に、当該セクタを上記予備のセ
クタに置き換える技術について本願発明者が検討したと
ころ、一定回数の書き換えによる交換ではデバイスの実
力に合った寿命による置換えができなくなり、実力の高
い(寿命の長い)セクタでは早すぎる交換による無駄を
生じ、実力の低い(寿命の短い)セクタでは置換え前の
寿命到来によってデータ破壊を招来することが見いださ
れた。また、現在までの書き込み回数を記憶しておくビ
ットに不良が発生した場合、実際には書き込み回数が基
準値に達しているにもかかわらず、正常な置換えができ
なくなる。
[0004] When the sector in which the number of times of writing reaches the reference value is detected as described above, the inventor of the present application has studied a technique for replacing the sector with the above-mentioned spare sector. Replacement with a life span matching the ability cannot be performed, and a sector with a high ability (long life) wastes due to premature replacement. That was found. In addition, when a defect occurs in a bit for storing the number of times of writing up to the present, even though the number of times of writing has actually reached the reference value, normal replacement cannot be performed.

【0005】本発明の目的は、メモリ寿命の向上及びデ
ータの信頼性の向上を図ることにある。
An object of the present invention is to improve the life of a memory and the reliability of data.

【0006】本発明の別の目的は、置換を確実に行うた
めの技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for reliably performing replacement.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application.

【0008】すなわち、複数のワード線(WL0〜WL
n)と、このワード線に結合された複数の不揮発性メモ
リセル(MC)と、上記ワード線毎に設けられ、データ
の読み書きに使用される他の不揮発性メモリセルよりも
しきい値マージンが少なくされることで、上記他の不揮
発性メモリよりも早期に寿命を迎えるモニタビット(3
a,3b)と含んで不揮発性メモリを構成する。
That is, a plurality of word lines (WL0 to WL
n), a plurality of nonvolatile memory cells (MC) coupled to the word line, and a threshold margin smaller than other nonvolatile memory cells provided for each word line and used for reading and writing data. As a result, the monitor bit (3
a, 3b) to form a nonvolatile memory.

【0009】上記した手段によれば、モニタビットは、
データの読み書きに使用される他の不揮発性メモリセル
よりもしきい値マージンが少なくされることから、デー
タの読み書きに使用される他の不揮発性メモリセルより
も早期に寿命を迎える。このことが、デバイス毎にその
実力に応じたセクタ置換を可能とし、メモリ寿命の向上
及び信頼性の向上を達成する。
According to the above means, the monitor bit is
Since the threshold margin is smaller than that of other nonvolatile memory cells used for reading and writing data, the life of the nonvolatile memory cell is earlier than that of other nonvolatile memory cells used for reading and writing data. This makes it possible to perform sector replacement according to the ability of each device, and achieves an improvement in memory life and an improvement in reliability.

【0010】このとき、モニタビットのしきい値マージ
ンを少なくするには、モニタビットのフローティングゲ
ートの厚みを、データの読み書きに使用される他の不揮
発性メモリセルにおけるフローティングゲートよりも薄
くすればよい。
At this time, the threshold margin of the monitor bit can be reduced by making the thickness of the floating gate of the monitor bit thinner than the floating gate of another nonvolatile memory cell used for reading and writing data. .

【0011】モニタビットのしきい値マージンを少なく
するため、モニタビットのフローティングゲートは、デ
ータの読み書きに使用される他の不揮発性メモリセルに
おけるフローティングゲートよりもコントロールゲート
に対向する面の面積を小さくすることができる。
In order to reduce the threshold margin of the monitor bit, the area of the surface facing the control gate of the floating gate of the monitor bit is smaller than that of the floating gate of another nonvolatile memory cell used for reading and writing data. can do.

【0012】モニタビットのしきい値マージンを少なく
するため、上記不揮発性メモリセル及び上記モニタビッ
トは、それぞれ電荷蓄積のためのフローティングゲート
を有し、上記モニタビットのフローティングゲートを囲
む絶縁膜の厚みを、データの読み書きに使用される他の
不揮発性メモリセルにおける絶縁膜の厚みよりも薄くす
ると良い。
In order to reduce the threshold margin of the monitor bit, each of the nonvolatile memory cell and the monitor bit has a floating gate for accumulating electric charge, and a thickness of an insulating film surrounding the floating gate of the monitor bit. Should be smaller than the thickness of the insulating film in another nonvolatile memory cell used for reading and writing data.

【0013】複数のワード線と、上記ワード線に結合さ
れた複数の不揮発性メモリセルと、上記ワード線毎に設
けられモニタビットと、上記モニタビットへの書き込み
蓄積電荷量をデータの読み書きに使用される他の不揮発
性メモリセルよりも少なくする書き込み制御回路(WC
ONT)とを含んで不揮発性メモリを構成することがで
きる。
A plurality of word lines, a plurality of nonvolatile memory cells coupled to the word lines, a monitor bit provided for each word line, and an amount of charge stored and written to the monitor bit are used for reading and writing data. Write control circuit (WC)
ONT) to form a nonvolatile memory.

【0014】上記モニタビットは、それが属するセクタ
又は別のセクタの書き込み、消去、読み出しの際にディ
スターブが多くかかるようにバイアス条件を設定するこ
とができる。
The monitor bit can set a bias condition such that a large amount of disturbance occurs when writing, erasing, or reading the sector to which the monitor bit belongs or another sector.

【0015】上記モニタビットからの読み出しデータに
基づいて不良検出を行う不良検出回路(4)を設けるこ
とができる。
A defect detection circuit (4) for detecting a defect based on the read data from the monitor bit can be provided.

【0016】上記不良検出回路の検出結果に基づいてセ
クタの置換を行う手段(65a)を設けてメモリシステ
ム(65)を構成することができる。
The memory system (65) can be constructed by providing a means (65a) for replacing a sector based on the detection result of the defect detection circuit.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図8には、本発明の一実施例であ
るフラッシュメモリを含むデータ処理装置が示される。
FIG. 8 shows a data processing apparatus including a flash memory according to one embodiment of the present invention.

【0018】65は、複数のフラッシュメモリチップを
含んでカード状に形成されたフラッシュメモリカードで
あり、このフラッシュメモリカード65は、特に制限さ
れないが、中央処理装置(CPU)61と共に、ランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)62やリード・オンリ
・メモリ(ROM)63が共通接続されるバス66に、
インタフェース回路(I/F)64を介して接続され
る。フラッシュメモリカード65は、適宜のコネクタに
よって、データ処理装置に着脱自在に装着される。その
ようなフラッシュメモリカード65には、CPU61で
実行可能な各種プログラムや、各種データ等が記憶され
ている。
Reference numeral 65 denotes a flash memory card formed in a card shape including a plurality of flash memory chips. The flash memory card 65 is not particularly limited, but is provided with a random access memory together with a central processing unit (CPU) 61. A bus 66 to which a memory (RAM) 62 and a read-only memory (ROM) 63 are commonly connected;
It is connected via an interface circuit (I / F) 64. The flash memory card 65 is detachably attached to the data processing device by an appropriate connector. The flash memory card 65 stores various programs executable by the CPU 61, various data, and the like.

【0019】データ処理装置に装着された状態で、フラ
ッシュメモリカード65はホスト装置としてのCPU6
1によってアクセスされる。ROM63には、CPU6
1で実行されるプログラムが格納される。RAM62
は、処理対象とされるデータの一時記憶領域や、CPU
61での演算処理の作業領域などとして利用される。
When the flash memory card 65 is mounted on the data processing device, the flash memory card 65
1 is accessed. The ROM 63 has a CPU 6
The program executed in step 1 is stored. RAM 62
Is a temporary storage area for data to be processed,
It is used as a work area for the arithmetic processing in 61.

【0020】フラッシュメモリカード65は、特に制限
されないが、JEIDAメモリカード(タイプI)、す
なわち、JEIDAメモリカードインタフェースに適合
されたインタフェースを持つメモリカードとされる。そ
して、ローカルメモリ65bとカードコントローラ65
aを備え、両者はローカルバス65c等で接続される。
ローカルメモリ65bは、特に制限されないが、×1ビ
ット(データ入出力の単位が1ビットであるという意
味)構成のフラッシュメモリを複数個備える。上記カー
ドコントローラ65aは、上記JEIDAに適合するイ
ンタフェースを介してフラッシュメモリを制御する。
Although not particularly limited, the flash memory card 65 is a JEIDA memory card (type I), that is, a memory card having an interface adapted to the JEIDA memory card interface. Then, the local memory 65b and the card controller 65
a, which are connected by a local bus 65c or the like.
Although not particularly limited, the local memory 65b includes a plurality of flash memories having a configuration of × 1 bit (meaning that the unit of data input / output is 1 bit). The card controller 65a controls the flash memory via an interface compatible with the JEIDA.

【0021】図9には上記カードコントローラ65aの
構成例が示される。
FIG. 9 shows a configuration example of the card controller 65a.

【0022】図9に示されるようにカードコントローラ
65aは、特に制限されないが、制御部651、CPU
(中央処理装置)652、RAM(ランダム・アクセス
・メモリ)653、及びROM(リード・オンリ・メモ
リ)654を含んで成る。
As shown in FIG. 9, the card controller 65a is not particularly limited.
(Central processing unit) 652, RAM (random access memory) 653, and ROM (read only memory) 654.

【0023】ROM654には、CPU652で実行さ
れる処理プログラムが格納されている。RAM653は
CPU652での演算処理の作業領域として利用され
る。また、RAM653には、ローカルメモリ65bに
おける不良セクタを使わないようにするため、システム
からの論理アドレスをローカルメモリ65bの物理アド
レスに変換する際に参照されるアドレス変換テーブルが
形成される。このアドレス変換テーブルは、メモリカー
ドに電源が投入される毎にCPU652によって作成さ
れる。メモリカードのアクセスにおいて制御部651に
アドレス信号が入力されると、この制御部651におい
て、RAM653内のアドレス変換テーブルが参照され
て物理アドレスが求められ、それによってローカルメモ
リ65bがアクセスされる。また、後に詳述するように
ローカルメモリ65bにおいては、モニタビットの論理
に基づいて不良検出が行われるようになっており、この
不良検出信号BADが制御部651に伝達されるように
なっている。制御部651では、この不良検出信号BA
Dがアサートされた場合に、そのときのセクタの管理領
域の良品コードを削除するとともに、当該セクタに代え
て別のセクタが選択されるようにアドレス変換テーブル
の内容の書き換えを行う。
A processing program executed by the CPU 652 is stored in the ROM 654. The RAM 653 is used as a work area for arithmetic processing in the CPU 652. Further, in the RAM 653, an address conversion table which is referred to when a logical address from the system is converted into a physical address of the local memory 65b is formed so as not to use a bad sector in the local memory 65b. This address conversion table is created by the CPU 652 each time the power is turned on to the memory card. When an address signal is input to the control unit 651 in accessing the memory card, the control unit 651 refers to the address conversion table in the RAM 653 to determine a physical address, and thereby accesses the local memory 65b. Further, as will be described in detail later, in the local memory 65b, a failure is detected based on the logic of the monitor bit, and the failure detection signal BAD is transmitted to the control unit 651. . In the control unit 651, the failure detection signal BA
When D is asserted, the non-defective code in the management area of the sector at that time is deleted, and the contents of the address conversion table are rewritten so that another sector is selected instead of the sector.

【0024】図1には上記フラッシュメモリカード65
を構成する複数のフラッシュメモリのうちの一つの構成
例が代表的に示される。
FIG. 1 shows the flash memory card 65.
Is representatively shown as an example of the configuration of a plurality of flash memories constituting.

【0025】フラッシュメモリ10は、特に制限されな
いが、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シ
リコン基板などの一つの半導体基板に形成される。
Although not particularly limited, the flash memory 10 is formed on a single semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0026】フラッシュメモリ10は、×1ビット構成
であり、1ビットのデータ入出力端子I/Oと、不良検
出信号BADの出力端子とを含む。
The flash memory 10 has a × 1 bit configuration, and includes a 1-bit data input / output terminal I / O and an output terminal for a failure detection signal BAD.

【0027】フラッシュメモリセル群13が設けられ、
このフラッシュメモリセル群13は、それぞれ図14に
示されるようにコントロールゲート141とフローティ
ングゲート142とが対向配置された2層ゲート構造の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって構成された
複数のメモリセルMCがマトリクス配置されて成る。
A flash memory cell group 13 is provided,
As shown in FIG. 14, the flash memory cell group 13 includes a plurality of memory cells MC each formed by an insulated gate field effect transistor having a two-layer gate structure in which a control gate 141 and a floating gate 142 are arranged to face each other. It is arranged in a matrix.

【0028】W0〜Wnはワード線であり、同一行に配
置されたメモリセルMCのコントロールゲートは、それ
ぞれ対応するワード線に接続される。
W0 to Wn are word lines, and the control gates of the memory cells MC arranged in the same row are connected to the corresponding word lines.

【0029】上記ワード線W0〜Wnの選択は、Xアド
レスラッチXALATを介して取り込まれるXアドレス
信号AXをXアドレスデコーダXADECが解読するこ
とによって行われる。ワードドライバWDRVはXアド
レスデコーダXADECから出力される選択信号に基づ
いてワード線WL0〜WLnのうちの1本を選択的に駆
動する。データ読み出し動作においてワードドライバW
DRVは、電圧選択回路VSELから供給される3Vの
ような電圧と0Vのような接地電位とを電源として動作
され、選択されるべきワード線を電圧Vddによって選
択レベルに駆動し、非選択とされるべきワード線を接地
電位のような非選択レベルに維持させる。データの書き
込み動作においてワードドライバWDRVは、−9Vの
ような電圧Vppと0Vのような接地電位とを電源とし
て動作され、選択されるべきワード線を−9Vのような
書き込み用高電圧レベルに駆動する。データの消去動作
においてワードドライバWDRVの出力は9Vとされ
る。
The selection of the word lines W0 to Wn is performed by the X address decoder XADEC decoding the X address signal AX fetched via the X address latch XALAT. The word driver WDRV selectively drives one of the word lines WL0 to WLn based on a selection signal output from the X address decoder XADEC. In the data read operation, the word driver W
The DRV is operated by using a voltage such as 3V supplied from the voltage selection circuit VSEL and a ground potential such as 0V as power supplies, drives a word line to be selected to a selected level by the voltage Vdd, and is not selected. The word line to be maintained is maintained at a non-selected level such as the ground potential. In a data write operation, the word driver WDRV is operated using a voltage Vpp such as -9V and a ground potential such as 0V as power supplies, and drives a word line to be selected to a high voltage level for writing such as -9V. I do. In the data erasing operation, the output of the word driver WDRV is set to 9V.

【0030】ワードドライバWDRVなどから出力され
る9V(あるいは−9V)などは、電源回路SUPPで
昇圧することで生成される。
9V (or -9V) output from the word driver WDRV or the like is generated by boosting the voltage by the power supply circuit SUPP.

【0031】上記データ線DL0〜DLnのうちDL0
〜DLn−2は、それぞれY選択スイッチYS0〜YS
n−2を介して共通データ線CDに共通接続され、さら
にこの共通データ線CDを介して入出力回路IOC1に
結合される。
Of the data lines DL0 to DLn, DL0
To DLn-2 are Y selection switches YS0 to YS, respectively.
Commonly connected to a common data line CD via n-2, and further connected to the input / output circuit IOC1 via this common data line CD.

【0032】データ線DLn−1,DLnは、それぞれ
選択スイッチYSn−1,YSnを介して入出力回路I
OC2,IOC3に結合される。Y選択スイッチYS0
〜YSn−2のスイッチ制御は、YアドレスラッチYA
LATを介して取り込まれるYアドレス信号AYをYア
ドレスデコーダYADECが解読することによって行わ
れる。また、Y選択スイッチYS−1,YSnは、スイ
ッチドライバYDRVの出力信号のオア論理を得るオア
ゲートORの出力信号によって制御される。このため、
Y選択スイッチYS0〜YSn−2のいずれかがオンさ
れる場合に、Y選択スイッチYSn−1,YSnが必ず
オンされる。データ線DLn−1,DLnが入出力回路
IOC2,IOC3に導通される。
The data lines DLn-1 and DLn are connected to the input / output circuit I via selection switches YSn-1 and YSn, respectively.
It is bound to OC2 and IOC3. Y selection switch YS0
To YSn-2 are controlled by the Y address latch YA.
This is performed by the Y address decoder YADEC decoding the Y address signal AY received via the LAT. The Y selection switches YS-1, YSn are controlled by the output signal of an OR gate OR that obtains the OR logic of the output signal of the switch driver YDRV. For this reason,
When any of the Y selection switches YS0 to YSn-2 is turned on, the Y selection switches YSn-1 and YSn are always turned on. Data lines DLn-1 and DLn are conducted to input / output circuits IOC2 and IOC3.

【0033】YアドレスデコーダYADECの出力選択
信号はスイッチドライバYDRVを介してY選択スイッ
チYS0〜YSn−2に供給される。Y選択スイッチY
S0〜YSn−2の出力選択信号のうちの何れか一つが
選択レベルにされることにより、共通データ線CDには
1本のデータ線が選択的に接続される。ここで、ワード
線WL0〜WLnとデータ線DLn−1,DLnとの交
差する箇所に設けられたメモリセルは、データの読み書
きに使用される他の不揮発性メモリセルよりもしきい値
マージンが少なくされ、上記他の不揮発性メモリよりも
早期に寿命を迎える。
The output selection signal of the Y address decoder YADEC is supplied to Y selection switches YS0 to YSn-2 via a switch driver YDRV. Y selection switch Y
By setting any one of the output selection signals S0 to YSn-2 to the selection level, one data line is selectively connected to the common data line CD. Here, the memory cells provided at the intersections of the word lines WL0 to WLn and the data lines DLn-1 and DLn have a smaller threshold margin than other nonvolatile memory cells used for reading and writing data. The life of the nonvolatile memory is earlier than that of the other nonvolatile memories.

【0034】メモリセルMCから共通データ線CDに読
み出されたデータは選択スイッチRSを介してセンスア
ンプSAに与えられ、ここで増幅されて、データ出力バ
ッファDOBを介してデータバスに出力される。上記選
択スイッチRSは読み出し信号READによってスイッ
チ制御される。
Data read from the memory cell MC to the common data line CD is applied to the sense amplifier SA via the selection switch RS, amplified there, and output to the data bus via the data output buffer DOB. . The selection switch RS is switch-controlled by a read signal READ.

【0035】消去のための所定電圧をデータ線DL0〜
DLnに供給するための消去回路ERが設けられる。こ
消去回路ERは消去制御回路ECONTによって制御さ
れる。つまり、書き込み/消去レジスタWEREGの状
態に基づいて消去が行われるとき、消去制御回路ECO
NTにより、データ線DL0〜DLnに、例えば−7V
のような消去のための所定の電圧が供給される。
A predetermined voltage for erasing is applied to data lines DL0 to DL0.
An erase circuit ER for supplying to DLn is provided. The erase circuit ER is controlled by an erase control circuit ECONT. That is, when erasing is performed based on the state of the write / erase register WEREG, the erase control circuit ECO
For example, -7V is applied to the data lines DL0 to DLn by NT.
A predetermined voltage for erasing is supplied.

【0036】入出力回路IOC1は次のように構成され
る。
The input / output circuit IOC1 is configured as follows.

【0037】外部から供給される書き込みデータはデー
タ入力バッファDIBを介してデータ入力ラッチDIL
に保持される。データ入力ラッチDILに保持されたデ
ータが”0”のとき、書き込み回路WRは選択スイッチ
WSを介して共通データ線CDに書き込み用の高電圧を
供給する。この書き込み用高電圧は、例えば7Vのよう
な電圧とされ、それは、Y選択スイッチYS0〜YS7
によって選択された何れかのデータ線を通して、ワード
線によってコントロールゲートに高電圧が印加されるメ
モリセルのドレインに供給され、これによって当該メモ
リセルが書き込みされる。上記選択スイッチWSは制御
信号WRITEによってスイッチ制御される。
Write data supplied from the outside is supplied to a data input latch DIL via a data input buffer DIB.
Is held. When the data held in the data input latch DIL is "0", the write circuit WR supplies a high voltage for writing to the common data line CD via the selection switch WS. The high voltage for writing is, for example, a voltage such as 7 V, which is the Y selection switches YS0 to YS7.
Is supplied to a drain of a memory cell to which a high voltage is applied to a control gate by a word line through any one of the data lines selected by the data line, whereby the memory cell is written. The selection switch WS is switch-controlled by a control signal WRITE.

【0038】データラッチの保持値と、センスアンプS
Aの出力信号とを比較するための比較回路が設けられ、
この比較結果は消去ベリファイや書き込みベリファイに
利用される。
The value held by the data latch and the sense amplifier S
A comparison circuit for comparing the output signal of A is provided.
This comparison result is used for erase verification and write verification.

【0039】書き込みの各種タイミングや電圧の選択制
御のような書き込み動作手順は書き込み制御回路WCO
NTが制御する。この書き込み制御回路WCONTに対
する書き込み動作の指示や書き込みベリファイ動作の指
示は、書き込み/消去制御レジスタWEREGが与え
る。この制御レジスタWEREGはデータバスに接続可
能にされ、外部から制御データの書き込みが可能にされ
る。
A write operation procedure such as various write timings and voltage selection control is performed by a write control circuit WCO.
NT controls. The write / erase control register WEREG gives a write operation instruction and a write verify operation instruction to the write control circuit WCONT. The control register WEREG can be connected to a data bus, and can write control data from outside.

【0040】また、データ線DLn−1,DLnに対応
する入出力回路IOC2,IOC3は、基本的には上記
入出力回路IOC1と同様の構成とされるが、外部から
書込み用のデータを取り込む必要が無いため、データ入
力バッファDIBやデータラッチDILが省略され、書
き込み回路WRの入力端子の論理が固定されている。こ
れは、データ線DLn−1,DLnに結合されるモニタ
ビットに書き込まれるデータの論理を固定するためであ
る。特に制限されないが、書き込みデータを論理値
“1”に固定するため、入出力回路IOC2における書
き込み回路WRの入力端子は高電位側電源Vddにプル
アップされる。また、書き込みデータを論理値“0”に
固定するため、入出力回路IOC3における書き込み回
路WRの入力端子は低電位側電源Vssにプルダウンさ
れている。
The input / output circuits IOC2 and IOC3 corresponding to the data lines DLn-1 and DLn have basically the same configuration as the input / output circuit IOC1, but need to take in write data from outside. Therefore, the data input buffer DIB and the data latch DIL are omitted, and the logic of the input terminal of the write circuit WR is fixed. This is to fix the logic of the data written to the monitor bits coupled to the data lines DLn-1 and DLn. Although not particularly limited, the input terminal of the write circuit WR in the input / output circuit IOC2 is pulled up to the high-potential-side power supply Vdd in order to fix the write data to the logical value “1”. Further, in order to fix the write data to the logical value “0”, the input terminal of the write circuit WR in the input / output circuit IOC3 is pulled down to the low potential power supply Vss.

【0041】入出力回路IOC2,IOC3の出力信号
は、後段の不良検出回路4に伝達される。この不良検出
回路4は、特に制限されないが、排他的論理和とされ
る。この不良検出回路4の出力信号は、不良検出信号B
ADとされ、カードコントローラ65aに伝達される。
The output signals of the input / output circuits IOC2 and IOC3 are transmitted to the failure detection circuit 4 at the subsequent stage. Although not particularly limited, the failure detection circuit 4 is an exclusive OR. The output signal of the failure detection circuit 4 is a failure detection signal B
AD is transmitted to the card controller 65a.

【0042】上記制御レジスタWEREGは、Vppビ
ット、PVビット、Pビット、及びEビットを有する。
Pビットは書き込み動作の指示ビットとされる。Eビッ
トは消去動作の指示ビットとされる。Vppビット及び
Eビットが設定されることによって、これを参照する電
圧選択回路VSELが消去動作のためにワード駆動電位
を9Vにする。また、Vppビット及びPビットが設定
されることにより、これを参照する書き込み制御回路W
CONTが所定の手順に従って書き込みのための内部動
作を制御する。すなわち、入出力回路IOC1,IOC
2,IOC3における選択スイッチWSに制御信号WR
ITEを供給してオンさせ、書き込み回路WRに書き込
み電圧を供給する。それによりビット線への書き込み電
圧の供給が可能とされる。
The control register WEREG has a Vpp bit, a PV bit, a P bit, and an E bit.
The P bit is an instruction bit for a write operation. The E bit is an instruction bit for the erasing operation. When the Vpp bit and the E bit are set, the voltage selection circuit VSEL referring to the Vpp bit and the E bit sets the word drive potential to 9 V for the erase operation. Also, when the Vpp bit and the P bit are set, the write control circuit W that refers to these bits is set.
The CONT controls an internal operation for writing according to a predetermined procedure. That is, the input / output circuits IOC1, IOC
2, the control signal WR is supplied to the selection switch WS in the IOC3.
ITE is supplied and turned on, and a write voltage is supplied to the write circuit WR. This enables the supply of the write voltage to the bit line.

【0043】消去及び書き込みのための内部動作は所定
レベルの電圧を形成することによって行われる。消去ベ
リファイ動作は消去されたメモリセルに対して読み出し
動作を行って消去が完了したか否かを検証する動作とさ
れ、書き込みベリファイ動作は書き込みされたメモリセ
ルから当該書き込みデータを読み出してこれを書き込み
データと比較することによって書き込みが完了したか否
かを検証する動作とされる。これらベリファイ動作はフ
ラッシュメモリに対するリードサイクルが起動され、そ
のときの比較回路COMでの比較結果に基づいて行われ
る。
The internal operation for erasing and writing is performed by forming a voltage of a predetermined level. The erase verify operation is an operation of performing a read operation on an erased memory cell to verify whether the erasure is completed. The write verify operation reads the write data from the written memory cell and writes it. The operation is to verify whether the writing is completed by comparing the data with the data. These verify operations are performed based on the comparison result of the comparison circuit COM at that time when a read cycle for the flash memory is started.

【0044】フラッシュメモリセル群10におけるメモ
リセルMCは、特に制限されないが、2層ゲート構造の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって構成された
複数のフラッシュメモリセルをマトリクス配置して成
る。フラッシュメモリセルMCのコントロールゲートは
それぞれ対応する図示しないワード線に接続され、フラ
ッシュメモリセルのドレインはそれぞれ対応する図示し
ないデータ線に接続され、フラッシュメモリセルのソー
スは低電位側電源Vssに接続されている。消去は、コ
ントロールゲートに高電圧を印加し、ドレイン接合付近
で発生したホットエレクトロンをフローティングゲート
に注入して、しきい値を高い状態にすることによって行
われる。消去動作はワード単位で行われる。また、書き
込みは、ドレインに高電圧を印加するとともに、コント
ロールゲートを負電位にし、トンネル現象により、フロ
ーティングゲート内の電子をドレインに引抜いて、しき
い値を低い状態にすることで実現される。
The memory cells MC in the flash memory cell group 10 are not particularly limited, but are formed by arranging a plurality of flash memory cells constituted by insulated gate field effect transistors having a two-layer gate structure in a matrix. The control gates of the flash memory cells MC are connected to corresponding word lines (not shown), the drains of the flash memory cells are connected to corresponding data lines (not shown), and the sources of the flash memory cells are connected to the lower potential power supply Vss. ing. Erasing is performed by applying a high voltage to the control gate and injecting hot electrons generated near the drain junction into the floating gate to raise the threshold. The erase operation is performed in word units. In addition, writing is realized by applying a high voltage to the drain, setting the control gate to a negative potential, and extracting electrons in the floating gate to the drain by a tunnel phenomenon to lower the threshold.

【0045】図7には上記フラッシュメモリ10におけ
る主要部の構成が示される。
FIG. 7 shows a configuration of a main part of the flash memory 10.

【0046】このフラッシュメモリ10におけるフラッ
シュメモリセル群13は、同時に選択される複数の不揮
発性メモリセルを含んで成る複数のセクタを有する。1
セクタは1ワードに対応する。図1においては、2,1
1で示されるセクタが代表的に示される。
The flash memory cell group 13 in the flash memory 10 has a plurality of sectors including a plurality of nonvolatile memory cells selected at the same time. 1
A sector corresponds to one word. In FIG. 1, 2, 1
The sector indicated by 1 is representatively shown.

【0047】メモリセル群13は、それぞれデータのリ
ードライトに使用される複数のフラッシュメモリセル群
が配列されて成るデータ領域と、このデータ領域を管理
するための管理領域40を含む。一般にデータ領域に属
するフラッシュメモリセルの98%以上が正常動作する
ならそのフラッシュメモリは良品とされる。その場合に
おいて、不良セクタを使わないようにするため、正常動
作するセクタにおける管理領域には、良品コードが書き
込まれている。カードコントローラ65aは、電源が投
入された直後にこの管理コードをRAM653にアドレ
ス変換テーブルを形成する。そしてメモリカードがアク
セスされる場合において入力された論理アドレスが、上
記アドレス変換テーブルに基づいて物理アドレスに変換
され、この物理アドレスによってローカルメモリ(フラ
ッシュメモリ)65bがアクセスされる。
The memory cell group 13 includes a data area in which a plurality of flash memory cell groups used for reading and writing data are arranged, and a management area 40 for managing the data area. Generally, if 98% or more of the flash memory cells belonging to the data area operate normally, the flash memory is regarded as good. In this case, a non-defective code is written in a management area in a normally operating sector in order to avoid using a bad sector. The card controller 65a forms an address conversion table of this management code in the RAM 653 immediately after the power is turned on. When the memory card is accessed, the input logical address is converted into a physical address based on the address conversion table, and the local memory (flash memory) 65b is accessed by the physical address.

【0048】3a,3bで示されるのは、セクタ2にお
けるモニタビットであり、それは管理領域40に形成さ
れている。特に制限されないが、モニタビット3aは消
去ビット、モニタビット3bは書き込みビットとされ
る。モニタビット3a,3bは、データ領域30でデー
タの読み書きに使用されるメモリセルよりもデータ保持
特性におけるしきい値マージンが少ない。そして、消去
及び書き込み動作は、データ領域30及び管理領域40
にかかわらず、セクタ単位、つまりワード単位で行われ
るから、上記のようにデータ領域30でデータの読み書
きに使用されるメモリセルよりもデータ保持特性におけ
るしきい値マージンが少ないモニタビット3a,3b
は、データ領域30でデータの読み書きに使用されるメ
モリセルよりも早く寿命に到達する。
Reference numerals 3a and 3b denote monitor bits in the sector 2, which are formed in the management area 40. Although not particularly limited, the monitor bit 3a is an erase bit and the monitor bit 3b is a write bit. The monitor bits 3a and 3b have a smaller threshold margin in data retention characteristics than the memory cells used for reading and writing data in the data area 30. The erase and write operations are performed in the data area 30 and the management area 40.
Irrespective of the above, the monitoring is performed in units of sectors, that is, in units of words. Therefore, the monitor bits 3a and 3b having a smaller threshold margin in the data holding characteristics than the memory cells used for reading and writing data in the data area 30 as described above.
Reaches the end of life earlier than the memory cells used for reading and writing data in the data area 30.

【0049】このようにモニタビット3a,3bが、デ
ータ領域30でデータの読み書きに使用されるメモリセ
ルよりも早く寿命に到達することから、データの読み書
きに使用されるメモリセルでのデータを破壊することな
く、フラッシュメモリの寿命を把握することができる。
As described above, since the monitor bits 3a and 3b reach the end of their life earlier than the memory cells used for reading and writing data in the data area 30, the data in the memory cells used for reading and writing data are destroyed. It is possible to grasp the life of the flash memory without performing.

【0050】すなわち、モニタビットでのエラー発生を
検出することによって、次のようにセクタの寿命を把握
することができる。
That is, by detecting the occurrence of an error in the monitor bit, the life of the sector can be grasped as follows.

【0051】図4にはメモリセルのしきい値Vthとビ
ット数分布状態との関係が示される。
FIG. 4 shows the relationship between the threshold value Vth of the memory cell and the bit number distribution state.

【0052】図4に示されるように、データ領域30に
おけるフラッシュメモリセルのしきい値は書き込み状態
と消去状態とに分かれる。
As shown in FIG. 4, the threshold value of the flash memory cell in the data area 30 is divided into a write state and an erase state.

【0053】モニタビット(書き込みビット)のしきい
値Vthは、データ領域におけるフラッシュメモリセル
の書き込み状態のしきい値よりも高めに設定され、モニ
タビット(消去ビット)のしきい値は、データ領域にお
けるフラッシュメモリセルの消去状態のしきい値よりも
低めに設定される。
The threshold value Vth of the monitor bit (write bit) is set higher than the threshold value of the write state of the flash memory cell in the data area, and the threshold value of the monitor bit (erase bit) is set in the data area. Is set lower than the threshold value of the erased state of the flash memory cell in the above.

【0054】書き換えによって書き込み状態のしきい値
Vth分布がばらついた場合、図5に示されるように、
モニタビット(書き込みビット)が、読み出しのしきい
値Vthを越えることにより、いち早く不良となる。そ
れにより、データ領域30のメモリセルが寿命により不
良になる前にモニタビット3aによって、それが属する
セクタの寿命が近づいていることを把握することができ
る。
When the threshold Vth distribution in the written state varies due to rewriting, as shown in FIG.
When the monitor bit (write bit) exceeds the read threshold value Vth, a failure occurs promptly. As a result, before the memory cell in the data area 30 becomes defective due to its life, it is possible to know from the monitor bit 3a that the life of the sector to which it belongs is approaching.

【0055】不良検出回路4は、特に制限されないが、
モニタビット3a,3bの論理値を比較するための排他
的論理和回路によって構成することができる。モニタビ
ット3a,3bが、それぞれ論理値‘0’,‘1’にな
っていれば、未だ寿命には達していない。しかし、モニ
タビット3a,3bが、それぞれ論理値‘0’,‘0’
又は論理値‘1’,‘1’になると、上記排他的論理和
回路の出力論理が反転されて、それが属するセクタの寿
命が近づいていることが検出される。
Although the defect detection circuit 4 is not particularly limited,
It can be constituted by an exclusive OR circuit for comparing the logical values of the monitor bits 3a and 3b. If the monitor bits 3a and 3b have logical values "0" and "1", respectively, the life has not yet been reached. However, the monitor bits 3a and 3b have the logical values "0" and "0", respectively.
Alternatively, when the logical values become "1" and "1", the output logic of the exclusive OR circuit is inverted, and it is detected that the life of the sector to which it belongs is approaching.

【0056】また、書き換えによって消去状態のしきい
値Vthがばらついてきたときには、図6に示されるよ
うに、モニタビット(消去ビット)3bが、読み出しの
しきい値Vthを越えることにより、いち早く不良とな
る。それにより、データ領域のメモリセルが寿命により
不良になる前にモニタビット3bによって、それが属す
るセクタの寿命が近づいていることを検出することがで
きる。
When the threshold value Vth of the erased state varies due to rewriting, as shown in FIG. 6, the monitor bit (erase bit) 3b exceeds the threshold value Vth of the read operation. Becomes As a result, before the memory cell in the data area becomes defective due to its life, it is possible to detect from the monitor bit 3b that the life of the sector to which it belongs is approaching.

【0057】セクタ2について読み出しが行われると
き、モニタビット3a,3bの論理値も読み出され、そ
れが、不良検出回路4で比較される。不良検出回路4で
は、モニタビット3a,3bの論理値の排他的論理和を
得ることにより、モニタビット3a,3bでのエラー発
生を検出する。モニタビット3a,3bの論理値が、論
理値“1”,“1”、あるいは“0”,“0”のように
揃った場合、不良検出信号BADがアサートされてエラ
ーの発生が示される。不良検出信号BADがアサートさ
れると、寿命の近づいたセクタ2に代えてセクタ11が
使用されるようになる。
When reading is performed on the sector 2, the logical values of the monitor bits 3a and 3b are also read, and the logical values are compared by the defect detection circuit 4. The failure detection circuit 4 detects the occurrence of an error in the monitor bits 3a and 3b by obtaining an exclusive OR of the logical values of the monitor bits 3a and 3b. When the logical values of the monitor bits 3a and 3b are aligned as logical values "1" and "1" or "0" and "0", the failure detection signal BAD is asserted to indicate the occurrence of an error. When the failure detection signal BAD is asserted, the sector 11 is used instead of the sector 2 whose life is approaching.

【0058】図2には不良ビット検出の流れが示され
る。
FIG. 2 shows a flow of detecting a defective bit.

【0059】現在、消去ビット3aには論理値“1”が
保持され、書き込みビット3bには論理値“0”が保持
されている。書き換え動作には、消去及び書き込み動作
が含まれ、それはセクタ単位で行われる。
At present, the erase bit 3a holds a logical value "1", and the write bit 3b holds a logical value "0". The rewriting operation includes an erasing operation and a writing operation, which are performed in sector units.

【0060】セクタ2の書き換えが行われる場合を一例
として説明する。
An example in which the sector 2 is rewritten will be described.

【0061】消去制御回路ECONTにより消去制御信
号ERASEがアサートされて、消去回路ERによりデ
ータ線DL0〜DLnに−7Vのような消去のための電
圧が印加されることで、メモリセルのデータが消去され
る(S21)。
The erasure control signal ERASE is asserted by the erasure control circuit ECONT, and an erasing voltage such as -7 V is applied to the data lines DL0 to DLn by the erasing circuit ER. Is performed (S21).

【0062】次に、消去ビット3a、書き込みビット3
bへの書き込みが行われる。入出力回路IOC2におけ
る書き込み回路WRの入力端子がプルアップされている
ことから、論理値“1”の書き込みとなり、その場合に
は当該ビットへの書き込み電圧の供給が阻止される(S
22)。
Next, erase bit 3a, write bit 3
Writing to b is performed. Since the input terminal of the write circuit WR in the input / output circuit IOC2 is pulled up, a logical value “1” is written, and in that case, supply of the write voltage to the bit is prevented (S
22).

【0063】これに対して、書き込みビット3bは、論
理値“0”の状態(S21)から消去動作により、論理
値“1”になるが、入出力回路IOC3における書き込
み回路WRの入力端子がプルダウンされていることか
ら、書き込みデータは論理値“0”となり、書き込み動
作により再び論理値“0”に戻される(S25)。つま
り、セクタ2の書き換えにおいて、消去ビット3aの論
理値は変化されないが、書き込みビット3bは、論理値
“0”から論理値“1”、さらには論理値“0”に変化
される。このようにセクタ2の書き換えが行われるたび
に、書き込みビット3bにストレスがかけられる。
On the other hand, the write bit 3b changes from the state of the logical value “0” (S21) to the logical value “1” by the erasing operation, but the input terminal of the write circuit WR in the input / output circuit IOC3 is pulled down. Therefore, the write data becomes the logical value "0", and is returned to the logical value "0" again by the write operation (S25). That is, in rewriting the sector 2, the logical value of the erase bit 3a is not changed, but the write bit 3b is changed from the logical value "0" to the logical value "1" and further to the logical value "0". Thus, every time the sector 2 is rewritten, the write bit 3b is stressed.

【0064】消去ビット3a、書き込みビット3bの書
き込みベリファイにおけるデータ読み出しにおいて、不
良検出回路4では、消去ビット3aの論理値と書き込み
ビット3bの論理値との排他的論理和が求められる(S
26)。上記ベリファイにより消去ビット3aのデータ
が確定されたことが、カードコントローラ65に認識さ
れると、不良検出回路4の出力論理がカードコントロー
ラ65aに取り込まれる。
In data reading in the write verify of the erase bit 3a and the write bit 3b, the defect detection circuit 4 obtains the exclusive OR of the logical value of the erase bit 3a and the logical value of the write bit 3b (S
26). When the card controller 65 recognizes that the data of the erase bit 3a has been determined by the above verification, the output logic of the failure detection circuit 4 is taken into the card controller 65a.

【0065】不良検出回路4の出力論理値が“0”の場
合には、消去ビット3aの論理値値が“1”で、書き込
みビット3bの論理値が“0”であることを意味し、そ
れは正常となる。
When the output logical value of the failure detection circuit 4 is "0", it means that the logical value of the erase bit 3a is "1" and the logical value of the write bit 3b is "0". It will be normal.

【0066】しかし、不良検出回路4の出力論理値が
“1”となった場合には、上記した書き換えにおいて、
書き込みビット3bの論理値が“0”に戻れなかった可
能性があり、それは、書き込みビット3bが寿命に達し
たことを意味する。従って、その場合には、その後のメ
モリカードアクセスにおいて、セクタ2に代えて、別の
正常セクタ11が選択されるように、制御情報の書き換
えが行われる。例えば、セクタ2が不良であることを示
す情報が管理領域に書き込まれ、また、それに伴いアド
レス変換テーブルの内容が書き換えられることで、それ
以降、セクタ2に代えてセクタ11がアクセスされるよ
うになる。
However, when the output logic value of the failure detection circuit 4 becomes "1",
It is possible that the logical value of the write bit 3b could not return to "0", which means that the write bit 3b has reached the end of its life. Therefore, in that case, in the subsequent memory card access, the control information is rewritten so that another normal sector 11 is selected instead of the sector 2. For example, information indicating that the sector 2 is defective is written in the management area, and the content of the address conversion table is rewritten accordingly, so that the sector 11 can be accessed instead of the sector 2 thereafter. Become.

【0067】ここで、データ領域30でデータの読み書
きに使用されるメモリセルよりもビットエラーを生じ易
くするには、特に制限されないが、上記モニタビット
は、それが属するセクタにおける別の不揮発性メモリセ
ルよりも早く寿命が到来するようなプロセス条件で形成
することができる。例えば、モニタビット3a,3bを
形成するMOSトランジスタのフローティングゲートの
表面積を、他のビットにおけるそれよりも小さくする。
そうすると、フローティングゲートにおいて蓄積可能な
電荷の量が、他のビットに比べて最初から少なくなる。
そのようにフローティングゲートにおける蓄積電荷量が
少なくされることで、データ保持特性におけるしきい値
マージンが少なくなる。
Here, to make bit errors more likely to occur in the data area 30 than in memory cells used for reading and writing data, there is no particular limitation. It can be formed under process conditions such that the service life comes earlier than the cell. For example, the surface area of the floating gate of the MOS transistor forming the monitor bits 3a and 3b is made smaller than that of the other bits.
Then, the amount of charge that can be stored in the floating gate is smaller than the other bits from the beginning.
Such a reduction in the amount of charge stored in the floating gate reduces a threshold margin in data retention characteristics.

【0068】上記した例によれば、以下の作用効果を得
ることができる。
According to the above example, the following functions and effects can be obtained.

【0069】(1)データの読み書きに使用されるメモ
リセルよりも寿命を短めに設定されたモニタビット3
a,3bと、このモニタビット3a,3bでのデータ不
良を検出することで、上記モニタビットの属するセクタ
をそれとは別のセクタに置換するための信号を形成する
不良検出回路4とが設けられることにより、モニタビッ
ト3a,3bのいずれかでエラーを生じたことが不良検
出回路4で検出された場合、不良検出信号BADがアサ
ートされ、これを受けて置換回路10でセクタの置換が
行われる。このような不良検出においては、実力の高い
(寿命の長い)セクタにおいては、寿命の限界近くまで
使用することができ、フラッシュメモリの寿命を長くす
ることができる。また、実力の低い(寿命の短い)セク
タにおいては、データ記憶領域の不良発生以前に別のセ
クタに置換することができるから、データの信頼性の向
上を図ることができる。
(1) A monitor bit 3 whose life is set shorter than that of a memory cell used for reading and writing data.
a and 3b, and a failure detection circuit 4 for detecting a data failure in the monitor bits 3a and 3b and forming a signal for replacing the sector to which the monitor bit belongs with another sector. As a result, when the failure detection circuit 4 detects that an error has occurred in any of the monitor bits 3a and 3b, the failure detection signal BAD is asserted, and in response to this, the replacement circuit 10 replaces the sector. . In such a failure detection, a sector having a high ability (long life) can be used up to the limit of the life, and the life of the flash memory can be prolonged. Further, in a sector having a low ability (short life), another sector can be replaced before a failure occurs in the data storage area, so that data reliability can be improved.

【0070】(2)モニタビット3a,3bは、データ
の読み書きに使用されるメモリセルよりも寿命が短めに
設定されており、モニタビットに不良が発生した場合、
直ちにセクタの置換が行われるから、不良発生に起因し
て置換が失敗するのを回避することができる。
(2) The life of the monitor bits 3a and 3b is set shorter than that of a memory cell used for reading and writing data.
Since the sector replacement is performed immediately, it is possible to prevent the replacement from failing due to the occurrence of a defect.

【0071】(3)上記(1)又は(2)の作用効果を
有するフラッシュメモリを備えたデータ処理装置におい
ては、メモリデータの信頼性の向上により、データ処理
結果の信頼性の向上を図ることができる。
(3) In the data processing device provided with the flash memory having the operation and effect (1) or (2), the reliability of the data processing result is improved by improving the reliability of the memory data. Can be.

【0072】以上本発明者によってなされた発明を具体
的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

【0073】データの読み書きに使用されるメモリセル
よりもモニタビットの寿命を短めに設定するには、上記
した例の他に種々の方式が考えられる。
In order to set the life of the monitor bit shorter than that of the memory cell used for reading and writing data, various methods can be considered in addition to the above example.

【0074】例えば、モニタビットのフローティングゲ
ート142(図14参照)は、データの読み書きに使用
される他の不揮発性メモリセルにおけるフローティング
ゲートよりも厚み143を薄くする。厚みを薄くする
と、厚みが厚い場合に比べてフローティングゲートにお
ける電荷蓄積量が減少されるから、このようにしてもモ
ニタビット3a,3bのデータ保持特性におけるしきい
値マージンを他のビットに比べて少なくすることができ
る。
For example, the floating gate 142 of the monitor bit (see FIG. 14) is made thinner 143 than the floating gate of another nonvolatile memory cell used for reading and writing data. When the thickness is reduced, the amount of charge stored in the floating gate is reduced as compared with the case where the thickness is large. Therefore, even in this case, the threshold margin in the data retention characteristics of the monitor bits 3a and 3b is reduced as compared with other bits. Can be reduced.

【0075】モニタビットのフローティングゲート14
2(図14参照)は、データの読み書きに使用される他
の不揮発性メモリセルにおけるフローティングゲートよ
りもコントロールゲート141に対向する面の面積を小
さくするようにしてもよい。このようにしても、データ
の読み書きに使用される他の不揮発性メモリセルに比べ
てフローティングゲートにおける蓄積電荷量が低減され
るから、モニタビット3a,3bのデータ保持特性にお
けるしきい値マージンを他のビットに比べて少なくする
ことができる。
Monitor Bit Floating Gate 14
2 (see FIG. 14) may be configured such that the area of the surface facing the control gate 141 is smaller than that of the floating gate in another nonvolatile memory cell used for reading and writing data. Even in this case, since the amount of charge stored in the floating gate is reduced as compared with other nonvolatile memory cells used for reading and writing data, the threshold margin in the data retention characteristics of the monitor bits 3a and 3b is reduced. Less bits.

【0076】モニタビットのフローティングゲート14
2(図14参照)を囲む絶縁膜の厚みを、データの読み
書きに使用される他の不揮発性メモリセルにおける絶縁
膜の厚みよりも薄くしても良い。フローティングゲート
を囲む絶縁膜の厚みを薄くすると、それだけ、フローテ
ィングゲートの電荷蓄積能力が低下されるから、モニタ
ビット3a,3bのデータ保持特性におけるしきい値マ
ージンを他のビットに比べて少なくすることができる。
Monitor bit floating gate 14
2 (see FIG. 14) may be thinner than the thickness of the insulating film in another nonvolatile memory cell used for reading and writing data. When the thickness of the insulating film surrounding the floating gate is reduced, the charge storage capacity of the floating gate is reduced accordingly. Therefore, the threshold margin in the data retention characteristics of the monitor bits 3a and 3b should be reduced as compared with other bits. Can be.

【0077】上記モニタビットを形成する素子の書き込
み状態及び消去状態を、当該モニタビットが属するセク
タにおける別の素子よりも浅めに設定することで、デー
タ保持特性におけるしきい値マージンを他のビットに比
べて少なくするようにしても良い。これを実現するに
は、特に制限されないが、書き込み動作や消去状態の際
にモニタビット3a,3bに印加される電圧をデータ領
域の不揮発性メモリセルに印加されるレベルよりも低め
に設定すればよい。例えば書き込み制御回路WCONT
によって、モニタビット3a,3bのドレイン電極に印
加される電圧を、データの読み書きに使用される他の不
揮発性メモリに印加される電圧よりも低くする。それに
より、モニタビット3a,3bのフローティングゲート
の蓄積電荷量がデータの読み書きに使用される他の不揮
発性メモリよりも少なくなるから、このようにしてもモ
ニタビット3a,3bのデータ保持特性におけるしきい
値マージンを他のビットに比べて少なくすることができ
る。
By setting the write state and the erase state of the element forming the monitor bit to be shallower than another element in the sector to which the monitor bit belongs, the threshold margin in the data holding characteristic is set to other bits. You may make it small compared with. To realize this, although not particularly limited, the voltage applied to the monitor bits 3a and 3b during the writing operation or the erasing state may be set lower than the level applied to the nonvolatile memory cells in the data area. Good. For example, a write control circuit WCONT
As a result, the voltage applied to the drain electrodes of the monitor bits 3a and 3b is made lower than the voltage applied to other nonvolatile memories used for reading and writing data. As a result, the amount of charge stored in the floating gates of the monitor bits 3a and 3b becomes smaller than that of other nonvolatile memories used for reading and writing data. The threshold margin can be reduced as compared with other bits.

【0078】また、書き込み動作や消去状態の際のモニ
タビット3a,3bへの電圧印加時間を他のビットより
短くしても良い。それにより、モニタビット3a,3b
を形成する素子のフローティングゲートの蓄積電荷量
を、他のビットにおける蓄積電荷量に比べて少なくする
ことができるから、このようにしてもモニタビット3
a,3bのデータ保持特性におけるしきい値マージンを
他のビットに比べて少なくすることができる。
Further, the voltage application time to the monitor bits 3a and 3b during the writing operation or the erasing state may be shorter than the other bits. Thereby, the monitor bits 3a, 3b
Can be made smaller than the accumulated charge amount of the other bits, so that the monitor bit 3
The threshold margin in the data holding characteristics of a and 3b can be reduced as compared with other bits.

【0079】上記した例では、3a,3bで示されるよ
うに、一つのセクタ当たりのモニタビット数を2とした
が、このうちの一つをデータ保持特性における通常のし
きい値マージンを有するビットとすることができる。こ
のビットはリファレンスビットとされる。このリファレ
ンスビットよりはモニタビットのほうが通常のしきい値
マージンが低いから、リファレンスビットの論理値とモ
ニタビットの論理値とを比較することで、上記した例と
同様の作用効果を得ることができる。
In the above example, as shown by 3a and 3b, the number of monitor bits per sector is set to 2, but one of them is a bit having a normal threshold margin in the data holding characteristic. It can be. This bit is used as a reference bit. Since the normal threshold margin of the monitor bit is lower than that of the reference bit, by comparing the logical value of the reference bit with the logical value of the monitor bit, the same operation and effect as in the above-described example can be obtained. .

【0080】そして、モニタビットには、データ領域の
不揮発性メモリセルよりも、書き込み、消去、読み出し
の際にディスターブが多くかかるようにバイアス条件を
設定するようにしても良い。例えばドレイン電極に印加
される電圧を、データ領域の不揮発性メモリセルよりも
高くするなどのバイアス条件により、モニタビットでの
データ不良をデータ領域の不揮発性メモリセルよりも生
じ易くする。そのようにすることで、上記した例と同様
の作用効果を得ることができる。
The bias condition may be set in the monitor bit so that more disturbance occurs in writing, erasing, and reading than in the nonvolatile memory cell in the data area. For example, a bias condition such as making the voltage applied to the drain electrode higher than that of the non-volatile memory cell in the data area makes it easier for data failure in the monitor bit to occur than in the non-volatile memory cell in the data area. By doing so, the same operation and effect as in the above-described example can be obtained.

【0081】モニタビット3a,3bは、図11に示さ
れるようにデータ領域30に形成しても良いし、図12
に示されるように、モニタビット3aをデータ領域30
に形成し、モニタビット3bを管理領域40に形成する
ように、互いに所定の距離を置いて形成することができ
る。
The monitor bits 3a and 3b may be formed in the data area 30 as shown in FIG.
As shown in FIG.
And the monitor bits 3b are formed at a predetermined distance from each other such that the monitor bits 3b are formed in the management area 40.

【0082】図7に示されるように、不良検出回路4の
出力信号BADに基づいてセクタ置換を行う置換回路6
をフラッシュメモリ10の外部に配置するようにしても
良い。
As shown in FIG. 7, a replacement circuit 6 for performing sector replacement based on the output signal BAD of the failure detection circuit 4
May be arranged outside the flash memory 10.

【0083】半導体メモリによっては、一つのメモリセ
ルで2を越える状態をとり扱うことができる多値メモリ
があり、そのような半導体メモリにおいても本発明を適
用することができる。
Depending on the semiconductor memory, there is a multi-valued memory capable of handling more than two states with one memory cell, and the present invention can be applied to such a semiconductor memory.

【0084】さらに、上記した例では不良検出回路4を
有するものについて説明したが、図3に示されるよう
に、ベリファイを利用して不良検出を行うことができ
る。この場合、ハードウェアとしての不良検出回路4を
省略することができる。
Further, in the above-described example, the one having the defect detection circuit 4 has been described. However, as shown in FIG. 3, defect detection can be performed by using verification. In this case, the failure detection circuit 4 as hardware can be omitted.

【0085】特定のセクタについての消去(S31)が
行われた後、入出力回路IOC2,IOC3における比
較回路COMの出力に基づいて消去が適切か否かについ
ての判別が行われれる(S32)。この判別において、
もし、モニタビット3a,3bについての消去が適切で
ないと判断された場合(N)には、消去ベリファイの回
数が所定値に達したか否かの判別が行われる(S3
6)。この判別において、消去ベリファイの回数が所定
値に達していない場合には上記ステップS31の消去動
作に戻る。しかし、上記ステップS36の判別におい
て、消去ベリファイの回数が所定値に達したと判断され
た場合(Y)には、消去エラーとされ、当該モニタビッ
トについての消去ベリファイが終了される。このように
モニタビットについての消去ベリファイが終了されるの
で、モニタビット3a,3bのデータ保持特性における
しきい値マージンを他のビットに比べて少なくしておけ
ば、このモニタビット3a,3bについてのベリファイ
におけるタイムアウトのチェックにより不良検出を行う
ことができる。
After the erasure of the specific sector (S31) is performed, it is determined whether or not the erasure is appropriate based on the output of the comparison circuit COM in the input / output circuits IOC2 and IOC3 (S32). In this determination,
If it is determined that the erasure of the monitor bits 3a and 3b is not appropriate (N), it is determined whether or not the number of times of erasure verification has reached a predetermined value (S3).
6). In this discrimination, if the number of times of erase verify has not reached the predetermined value, the process returns to the erase operation of step S31. However, if it is determined in step S36 that the number of erase verify operations has reached the predetermined value (Y), an erase error is determined, and the erase verify operation for the monitor bit ends. Since the erase verify operation for the monitor bits is completed in this manner, if the threshold margin in the data holding characteristic of the monitor bits 3a and 3b is made smaller than that of the other bits, the monitor bits 3a and 3b can be erased. The failure can be detected by checking the timeout in the verification.

【0086】また、上記ステップS32の判別において
消去が適切に行われたと判断された場合(Y)には書き
込み動作が行われ(S33)、書き込みベリファイが行
われる(S34)。この書き込みベリファイにおいて、
書き込みが不適切であると判断された場合(N)には、
書き込みベリファイの回数が所定値に達したか否かの判
別が行われる(S35)。この判別において書き込みベ
リファイの回数が所定値に達していないと判断された場
合(N)には上記ステップS33の書き込み動作が行わ
れる。しかし、上記ステップS35の判別において書き
込みベリファイの回数が所定値に達したと判断された場
合(Y)には、書き込みエラーとされ、当該モニタビッ
トについての書き込みベリファイが終了される。このよ
うにモニタビットについての書き込みベリファイが終了
されるので、モニタビット3a,3bのデータ保持特性
におけるしきい値マージンを他のビットに比べて少なく
しておけば、このモニタビット3a,3bについてのベ
リファイにおけるタイムアウトのチェックにより、不良
検出を行うことができる。
If it is determined in step S32 that erasure has been properly performed (Y), a write operation is performed (S33), and write verification is performed (S34). In this write verify,
If it is determined that writing is inappropriate (N),
It is determined whether or not the number of times of write verification has reached a predetermined value (S35). If it is determined in this determination that the number of times of write verification has not reached the predetermined value (N), the write operation of step S33 is performed. However, if it is determined in step S35 that the number of times of write verification has reached the predetermined value (Y), it is determined that a write error has occurred, and the write verification for the monitor bit is terminated. Since the write verification for the monitor bits is completed in this manner, if the threshold margin in the data holding characteristics of the monitor bits 3a and 3b is made smaller than that of the other bits, the monitor bits 3a and 3b are not changed. The failure can be detected by checking the timeout in the verification.

【0087】上記した例では、モニタビットの出力デー
タに基づいて不良が検出された場合に、当該モニタビッ
トを含むセクタを別のセクタに置き換えるためのアドレ
ス置換をカードコントローラ65aにより行うようにし
たが、フラッシュメモリチップ内でこのアドレス置換え
を行うようにしても良い。すなわち、図10に示される
ように、フラッシュメモリ10のチップ内に置換回路6
を設ける。この置換回路6は、不良検出回路4によって
不良検出信号BADがアサートされた場合に、当該モニ
タビットを含むセクタを別のセクタに置き換えることに
より、その後のメモリアクセスにおいて、セクタ2では
なく、セクタ11が選択されるようにする。この場合の
置換回路6は論理回路の組み合わせによって形成するこ
とができる。
In the above example, when a failure is detected based on the output data of the monitor bit, address replacement for replacing the sector containing the monitor bit with another sector is performed by the card controller 65a. Alternatively, this address replacement may be performed in the flash memory chip. That is, as shown in FIG. 10, the replacement circuit 6 is provided in the chip of the flash memory 10.
Is provided. When the failure detection signal BAD is asserted by the failure detection circuit 4, the replacement circuit 6 replaces the sector including the monitor bit with another sector, so that in the subsequent memory access, the sector 11 is used instead of the sector 2. Is selected. The replacement circuit 6 in this case can be formed by a combination of logic circuits.

【0088】図2に示されるように消去ビット3aは、
消去及び書き込みにかかわらず、論理値“1”となる。
そこで、不良検出回路4を形成する排他的論理和回路の
一方の入力端子を高電位側電源Vddに結合するなどし
てハイレベルに固定しても良い。その場合、消去ビット
3a、それに対応するY選択スイッチYSn−1、入出
力回路IOC2等を省略することができる。
As shown in FIG. 2, the erase bit 3a is
The logical value is "1" regardless of erasing or writing.
Therefore, one input terminal of the exclusive OR circuit forming the failure detection circuit 4 may be fixed to a high level by, for example, coupling to the high potential side power supply Vdd. In this case, the erase bit 3a, the corresponding Y selection switch YSn-1, the input / output circuit IOC2, and the like can be omitted.

【0089】さらに、入出力回路IOC2,IOC3に
おいて、図13に示されるようにセンスアンプSAの出
力データを論理反転するインバータINVを設け、この
インバータINVで反転されたデータをデータラッチD
ILに取り込むようにすれば、消去ビットと書き込みビ
ットをトグルすることができる。
Further, in the input / output circuits IOC2 and IOC3, as shown in FIG. 13, an inverter INV for logically inverting the output data of the sense amplifier SA is provided, and the data inverted by the inverter INV is transferred to the data latch D
By taking in the IL, the erase bit and the write bit can be toggled.

【0090】図2に示される例では、書き込みビット3
bに対する消去及び書き込みにより、その論理値は、
“0”,“1”,“0”のように変化されたが、消去ビ
ット3aは論理値“1”に固定されていたため、消去ビ
ット3aへのストレスが不十分となる。そこで、図13
に示されるようにセンスアンプSAの出力データを論理
反転するインバータINVを設け、消去ビット3a、及
び書き込みビット3bについての書き込みベリファイに
おける第1回目の読み出しデータを上記インバータIN
Vで反転してからデータラッチDILでラッチする。
尚、この場合の書き込みベリファイにおいて、第1回目
の読み出し動作では書き込みが不十分であると判断され
るものとする。
In the example shown in FIG.
By erasing and writing to b, its logical value is
Although changed to "0", "1", and "0", the stress on the erase bit 3a becomes insufficient because the erase bit 3a is fixed at the logical value "1". Therefore, FIG.
, An inverter INV for logically inverting the output data of the sense amplifier SA is provided, and the first read data in the write verification for the erase bit 3a and the write bit 3b is converted to the inverter INV.
The data is inverted by V and latched by the data latch DIL.
In the write verify in this case, it is determined that the write is insufficient in the first read operation.

【0091】この結果、消去ビット3aに着目すると、
論理値“1”がインバータINVで論理反転されてデー
タラッチDILに入力されることにより、書き込みデー
タが論理値“0”となるから、ステップS21の消去に
より論理値“1”、ステップS22の書き込みにより論
理値“0”になる。そして、この論理値“0”が読み出
されてインバータINVで論理反転されることにより、
今度は論理値“1”となり、これが消去ビット3aに書
き込まれる。それによって、消去ビット3aに十分なス
トレスを与えることができる。
As a result, focusing on the erase bit 3a,
Since the logical value “1” is logically inverted by the inverter INV and input to the data latch DIL, the write data becomes the logical value “0”. Therefore, the logical value “1” is erased in step S21, and the logical value “1” is written in step S22. To a logical value “0”. Then, the logical value “0” is read and logically inverted by the inverter INV.
This time, the logical value becomes "1", which is written to the erase bit 3a. Thereby, sufficient stress can be applied to the erase bit 3a.

【0092】また、書き込みビット3bに着目すると、
読み出しデータの論理値“0”がインバータINVで論
理反転されることにより、論理値“1”が書き込まれ
る。さらにこの論理値“1”が読み出されてインバータ
INVで論理反転されることにより、次は論理値“0”
が書き込まれる。それによって、書き込みビット3bに
十分なストレスを与えることができる。
Further, focusing on the write bit 3b,
The logical value “1” is written by the logical inversion of the logical value “0” of the read data by the inverter INV. Further, the logical value “1” is read out and logically inverted by the inverter INV, so that the logical value “0” is next.
Is written. Thus, sufficient stress can be applied to the write bit 3b.

【0093】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるメモリ
カードに適用した場合について説明したが、本発明はそ
れに限定されるものではなく、マイクロコンピュータの
内蔵メモリとして適用することもできるし、さらには、
各種データ処理装置に広く適用することができる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a memory card which is the field of application as the background has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited thereto. It can be applied as internal memory,
It can be widely applied to various data processing devices.

【0094】本発明は、少なくとも複数の不揮発性メモ
リセルを含むことを条件に適用することができる。
The present invention can be applied on the condition that it includes at least a plurality of nonvolatile memory cells.

【0095】[0095]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0096】すなわち、データの読み書きに使用される
不揮発性メモリセルよりもデータ保持特性におけるしき
い値マージンが少ないモニタビットが設けられることに
よりデータの読み書きに使用される不揮発性メモリセル
で不良が起こる前にモニタビットの不良検出が可能とな
り、実力の高い(寿命の長い)セクタにおいては、寿命
の限界近くまで使用することができ、フラッシュメモリ
の寿命を長くすることができる。実力の低い(寿命の短
い)セクタにおいては、データ記憶領域の不良発生以前
に別のセクタに置換することができるから、データの信
頼性の向上を図ることができる。
That is, a failure occurs in a nonvolatile memory cell used for data read / write by providing a monitor bit having a smaller threshold margin in data retention characteristics than a nonvolatile memory cell used for data read / write. It is possible to detect a defect of the monitor bit beforehand, and in a sector having a high ability (long life), it can be used up to the limit of the life, and the life of the flash memory can be prolonged. In a sector having a low ability (short life), another sector can be replaced before the occurrence of a defect in the data storage area, so that data reliability can be improved.

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

【図1】本発明にかかる不揮発性メモリの一例であるフ
ラッシュメモリにおける主要部の構成例ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a main part in a flash memory as an example of a nonvolatile memory according to the present invention.

【図2】上記フラッシュメモリの動作説明のためのフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the flash memory.

【図3】上記フラッシュメモリの動作説明のためのフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the flash memory.

【図4】上記フラッシュメモリの動作説明のためのしき
い値電圧分布図である。
FIG. 4 is a threshold voltage distribution diagram for explaining the operation of the flash memory.

【図5】上記フラッシュメモリの動作説明のためのしき
い値電圧分布図である。
FIG. 5 is a threshold voltage distribution diagram for explaining the operation of the flash memory.

【図6】上記フラッシュメモリの動作説明のためのしき
い値電圧分布図である。
FIG. 6 is a threshold voltage distribution diagram for explaining the operation of the flash memory.

【図7】上記フラッシュメモリにおける主要部の構成例
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration example of a main part in the flash memory.

【図8】上記フラッシュメモリを含むメモリカードが適
用されたデータ処理装置の構成例ブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a data processing device to which a memory card including the flash memory is applied.

【図9】上記メモリカードにおけるカードコントローラ
の構成例ブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a card controller in the memory card.

【図10】上記フラッシュメモリの別の構成例説明図で
ある。
FIG. 10 is an explanatory diagram of another configuration example of the flash memory.

【図11】上記フラッシュメモリの別の構成例説明図で
ある。
FIG. 11 is an explanatory diagram of another configuration example of the flash memory.

【図12】上記フラッシュメモリの別の構成例説明図で
ある。
FIG. 12 is an explanatory diagram of another configuration example of the flash memory.

【図13】上記フラッシュメモリにおける主要部の別の
構成例説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of another configuration example of a main part in the flash memory.

【図14】上記フラッシュメモリにおけるメモリセルの
構成例を示す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration example of a memory cell in the flash memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,11 セクタ 3a,3b モニタビット 4 不良検出回路 6 置換回路 10 フラッシュメモリ 13 フラッシュメモリセル群 30 データ領域 40 管理領域 61 CPU 66 バス 64 インタフェース回路 65 フラッシュメモリカード 65a カードコントローラ 65b ローカルメモリ 65c ローカルバス VSEL 電圧選択回路 XALAT Xアドレスラッチ XADEC Xデコーダ SUPP 電源回路 YALAT Yアドレスラッチ YADEC Yデコーダ WCONT 書き込み制御回路 WEREG 書き込み/消去制御レジスタ WR 書き込み回路 DIL データラッチ DIB データ入力バッファ SA センスアンプ DOB データ出力バッファ COM 比較回路 IOC1,IOC2,IOC3 入出力回路 2, 11 Sectors 3a, 3b Monitor bits 4 Failure detection circuit 6 Replacement circuit 10 Flash memory 13 Flash memory cell group 30 Data area 40 Management area 61 CPU 66 Bus 64 Interface circuit 65 Flash memory card 65a Card controller 65b Local memory 65c Local bus VSEL voltage selection circuit XALAT X address latch XADEC X decoder SUPP power supply circuit YALAT Y address latch YADEC Y decoder WCONT write control circuit WEREG write / erase control register WR write circuit DIL data latch DIB data input buffer SA sense amplifier DOB data output buffer COM comparison Circuit IOC1, IOC2, IOC3 I / O circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のワード線と、上記ワード線に結合
された複数の不揮発性メモリセルと、上記ワード線毎に
設けられ、データの読み書きに使用される他の不揮発性
メモリセルよりもしきい値マージンが少なくされること
で、上記他の不揮発性メモリよりも早期に寿命を迎える
モニタビットとを含むことを特徴とする不揮発性メモ
リ。
A plurality of word lines, a plurality of nonvolatile memory cells coupled to the word lines, and a threshold which is provided for each of the word lines and which is different from other nonvolatile memory cells used for reading and writing data. A non-volatile memory characterized by including a monitor bit whose life is earlier than the other non-volatile memories by reducing the value margin.
【請求項2】 上記不揮発性メモリセル及び上記モニタ
ビットは、それぞれ電荷蓄積のためのフローティングゲ
ートを有し、上記モニタビットのフローティングゲート
は、データの読み書きに使用される他の不揮発性メモリ
セルにおけるフローティングゲートよりも厚みが薄くさ
れて成る請求項1記載の不揮発性メモリ。
2. The nonvolatile memory cell and the monitor bit each have a floating gate for charge storage, and the floating gate of the monitor bit is used in another nonvolatile memory cell used for reading and writing data. 2. The non-volatile memory according to claim 1, wherein the thickness is smaller than that of the floating gate.
【請求項3】 上記不揮発性メモリセル及び上記モニタ
ビットは、それぞれ電荷蓄積のためのフローティングゲ
ートと、それに対向配置されたコントロールゲートを有
し、上記モニタビットのフローティングゲートは、デー
タの読み書きに使用される他の不揮発性メモリセルにお
けるフローティングゲートよりも上記コントロールゲー
トに対向する面の面積が小さくされて成る請求項1記載
の不揮発性メモリ。
3. The non-volatile memory cell and the monitor bit each have a floating gate for charge storage and a control gate disposed opposite to the floating gate. The floating gate of the monitor bit is used for reading and writing data. 2. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein an area of a surface facing said control gate is made smaller than a floating gate of another nonvolatile memory cell to be formed.
【請求項4】 上記不揮発性メモリセル及び上記モニタ
ビットは、それぞれ電荷蓄積のためのフローティングゲ
ートを有し、上記モニタビットのフローティングゲート
を囲む絶縁膜の厚みは、データの読み書きに使用される
他の不揮発性メモリセルにおける絶縁膜の厚みよりも薄
くされて成る請求項1記載の不揮発性メモリ。
4. The non-volatile memory cell and the monitor bit each have a floating gate for charge storage, and the thickness of an insulating film surrounding the floating gate of the monitor bit is different from that used for reading and writing data. 2. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein the thickness of the insulating film is smaller than the thickness of the insulating film in the nonvolatile memory cell.
【請求項5】 複数のワード線と、上記ワード線に結合
された複数の不揮発性メモリセルと、上記ワード線毎に
設けられモニタビットと、上記モニタビットへの書き込
み蓄積電荷量をデータの読み書きに使用される他の不揮
発性メモリセルよりも少なくする書き込み制御回路とを
含むことを特徴とする不揮発性メモリ。
5. A plurality of word lines, a plurality of nonvolatile memory cells coupled to the word lines, a monitor bit provided for each word line, and the amount of charge stored and written to the monitor bits for reading and writing data. And a write control circuit for reducing the number of memory cells to be smaller than that of other nonvolatile memory cells used in the nonvolatile memory.
【請求項6】 複数のワード線と、上記ワード線に結合
された複数の不揮発性メモリセルと、上記ワード線毎に
設けられモニタビットと、他の不揮発性メモリセルに比
べて上記モニタビットにディスターブが多くかかるよう
にバイアス条件が設定された書き込み制御回路とを含む
不揮発性メモリ。
6. A plurality of word lines, a plurality of non-volatile memory cells coupled to the word lines, monitor bits provided for each word line, and a monitor bit as compared with other non-volatile memory cells. And a write control circuit in which a bias condition is set so as to cause a large amount of disturbance.
【請求項7】 上記モニタビットからの読み出しデータ
に基づいて不良検出を行う不良検出回路を含む請求項1
乃至6のいずれか1項記載の不揮発性メモリ。
7. A fault detecting circuit for detecting a fault based on read data from the monitor bit.
7. The nonvolatile memory according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項記載の不
揮発性メモリと、上記不揮発性メモリにおける不良検出
回路の検出結果に基づいてセクタの置換を行う手段とを
含んで成るメモリシステム。
8. A memory system comprising: the nonvolatile memory according to claim 1; and means for performing sector replacement based on a detection result of a failure detection circuit in the nonvolatile memory.
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