JP2001028196A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JP2001028196A
JP2001028196A JP2000135301A JP2000135301A JP2001028196A JP 2001028196 A JP2001028196 A JP 2001028196A JP 2000135301 A JP2000135301 A JP 2000135301A JP 2000135301 A JP2000135301 A JP 2000135301A JP 2001028196 A JP2001028196 A JP 2001028196A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a flash memory in which shortening the time for programming and accurate read-out can be compatible. SOLUTION: Two dummy cells D1, D3 one of which is set to an erase-state and the other is set to a program state to read the stored data of a memory cell M4 are provided. Threshold voltage in the program state of each cell is set higher than the threshold voltage of an erase-state, and set lower than the maximum read-voltage between the control gate and source. Bit lines MBL1, MBL3 connected to each drain of the dummy cells D1, D3 are coupled mutually by an equalizing switch EQSA so that intermediate reference potential in a read-cycle is generated. The state of the memory cell M4 is sensed by comparing the potential of the bit line MBL0 connected to the drain of the memory cell 4 with a generated reference potential by a differential sense amplifier 16.

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
憶装置に関し、特に電気的にイレーズ可能かつプログラ
ム可能なメモリ、すなわちEEPROM(Electrically
Erasable and Programmable Read Only Memory)に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to an electrically erasable and programmable memory, that is, an EEPROM (Electrically).
Erasable and Programmable Read Only Memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、各々制御ゲートと、フローティン
グゲートと、ドレインと、ソースとを持つ複数個の不揮
発性メモリセルを備え、かつ記憶データを所定のブロッ
ク毎に一括してイレーズし得るフラッシュEEPROM
(フラッシュメモリ)が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a flash EEPROM having a plurality of nonvolatile memory cells each having a control gate, a floating gate, a drain, and a source and capable of erasing stored data collectively for each predetermined block.
(Flash memory) is known.

【0003】図4は、従来のフラッシュメモリにおける
メモリセルのしきい値電圧Vthの分布を示している。イ
レーズサイクルでは、各メモリセルのフローティングゲ
ートに蓄えられた電子が除去される結果、個々のメモリ
セルが低いしきい値電圧を有することとなる。このよう
にしてデータ“0”を記憶したメモリセルの状態を、こ
こではイレーズ状態又は0状態と呼ぶ。プログラムサイ
クルでは、選択されたメモリセルのみのフローティング
ゲートに、ホットエレクトロン注入の機構により電子が
蓄えられる。フローティングゲートに電子を蓄えたメモ
リセルは、高いしきい値電圧を有する。このようにして
データ“1”を記憶したメモリセルの状態を、ここでは
プログラム状態又は1状態と呼ぶ。リード(読み出し)
サイクルでは、リード対象のメモリセルのドレインに正
の低電位を、そのソースに接地電位をそれぞれ与えなが
ら、その制御ゲートとソースとの間に所定のリード電圧
Vgsを印加する。このリード電圧の最大値すなわち最大
リード電圧をVgsmaxとするとき、従来は、0状態から
1状態へ遷移すべき全てのメモリセルがVgsmaxより高
いしきい値電圧を有することとなるまで、十分な時間を
かけてプログラムが行われていた。
FIG. 4 shows a distribution of a threshold voltage Vth of a memory cell in a conventional flash memory. In the erase cycle, the electrons stored in the floating gate of each memory cell are removed, so that each memory cell has a low threshold voltage. The state of the memory cell storing the data “0” in this manner is referred to as an erase state or a zero state here. In the program cycle, electrons are stored in the floating gate of only the selected memory cell by a hot electron injection mechanism. A memory cell having electrons stored in the floating gate has a high threshold voltage. The state of the memory cell storing the data “1” in this manner is referred to as a program state or a 1 state here. Read (read)
In the cycle, a predetermined low read voltage Vgs is applied between the control gate and the source while a low positive potential is applied to the drain of the memory cell to be read and the ground potential is applied to the source thereof. When the maximum value of the read voltage, that is, the maximum read voltage is set to Vgsmax, conventionally, it takes a sufficient time until all the memory cells to be changed from the 0 state to the 1 state have a threshold voltage higher than Vgsmax. The program was being run over.

【0004】さて、高速リード性能を有する差動センス
方式のフラッシュメモリが知られている。このフラッシ
ュメモリでは、図4に従って状態設定がなされる1個の
メモリセルの記憶データをリードするために、該メモリ
セルと同様の構造を有しかつ常に0状態に設定される1
個のダミーセルと、1個の差動センスアンプとが設けら
れる。メモリセルのドレインは第1のビット線を介し
て、ダミーセルのドレインは第2のビット線を介してそ
れぞれ当該差動センスアンプに接続される。これら第1
及び第2のビット線は、リードサイクルの初期段階にお
いて、所定のプリチャージ電位VPCに設定される。メ
モリセルが0状態にある場合、当該メモリセルは、リー
ド電圧Vgsがその制御ゲートとソースとの間に印加され
たときに、第1のビット線からドレイン電流を引き込む
ことにより、該第1のビット線の電位を引き下げる。こ
のメモリセルが1状態にある場合、同じリード電圧Vgs
がその制御ゲートとソースとの間に印加されても、当該
メモリセルが第1のビット線からドレイン電流を引き込
むことはなく、該第1のビット線の電位はVPCを維持
する。一方、ダミーセルは、同じリード電圧Vgsがその
制御ゲートとソースとの間に印加されたときに、第2の
ビット線からドレイン電流を引き込むことにより、該第
2のビット線の電位を引き下げる。ただし、ダミーセル
のチャンネル幅及び/又はチャンネル長は、当該ダミー
セルのドレイン電流が0状態のメモリセルのドレイン電
流の半分になるように調整されている。したがって、ダ
ミーセルが第2のビット線上に生成するリファレンス電
位Vrefは、メモリセルが0状態にある場合の第1のビ
ット線の電位より高く、かつ当該メモリセルが1状態に
ある場合の第1のビット線の電位VPCより低い。差動
センスアンプは、これら第1及び第2のビット線の電位
を比較することにより、当該メモリセルの状態を正しく
センスすることができる。
A differential sense type flash memory having high-speed read performance is known. This flash memory has a structure similar to that of the memory cell and is always set to 0 in order to read storage data of one memory cell whose state is set according to FIG.
Dummy cells and one differential sense amplifier are provided. The drain of the memory cell is connected to the differential sense amplifier via a first bit line, and the drain of the dummy cell is connected to the differential sense amplifier via a second bit line. These first
And the second bit line is set to a predetermined precharge potential VPC in an initial stage of a read cycle. When the memory cell is in the 0 state, the memory cell draws a drain current from the first bit line when a read voltage Vgs is applied between its control gate and the source, thereby causing the first memory cell to drain the first bit line. Reduce the potential of the bit line. When this memory cell is in one state, the same read voltage Vgs
Is applied between the control gate and the source, the memory cell does not draw the drain current from the first bit line, and the potential of the first bit line maintains VPC. On the other hand, when the same read voltage Vgs is applied between the control gate and the source, the dummy cell draws a drain current from the second bit line, thereby lowering the potential of the second bit line. However, the channel width and / or channel length of the dummy cell is adjusted such that the drain current of the dummy cell is half of the drain current of the memory cell in the 0 state. Therefore, the reference potential Vref generated by the dummy cell on the second bit line is higher than the potential of the first bit line when the memory cell is in the 0 state, and the first potential when the memory cell is in the 1 state. It is lower than the bit line potential VPC. The differential sense amplifier can correctly sense the state of the memory cell by comparing the potentials of the first and second bit lines.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフラッシュ
メモリでは、メモリセルの記憶データ“1”を正しくリ
ードできるように、0状態から1状態へ遷移すべき全メ
モリセルが最大リード電圧Vgsmaxより高いしきい値電
圧を有することとなるまでプログラム動作を終了しない
こととしていたため、プログラムに長い時間を要すると
いう課題があった(図4参照)。
In the above conventional flash memory, all the memory cells to be changed from the 0 state to the 1 state are higher than the maximum read voltage Vgsmax so that the stored data "1" of the memory cell can be read correctly. Since the program operation is not terminated until the threshold voltage is reached, there is a problem that the program requires a long time (see FIG. 4).

【0006】また、図5は従来の差動センス方式のフラ
ッシュメモリのリードサイクルにおける課題を示してい
る。すなわち、電源電圧の上昇によりリード電圧Vgsが
予想外に高くなってしまうと、メモリセルの記憶データ
“1”を正しくリードできないという課題である。図5
中の破線は、リード電圧より高いしきい値電圧を有する
1状態のメモリセルに接続されたビット線の電位が、リ
ードサイクルにおいてVPCを維持することを表してい
る。ところが、1状態のメモリセルのしきい値電圧Vth
よりリード電圧Vgsの方が高くなると、つまりVgs>V
thであると、当該1状態のメモリセルは、ビット線から
ドレイン電流を引き込むことにより該ビット線の電位を
引き下げる。一方、0状態のダミーセルが生成するリフ
ァレンス電位Vrefは、リード電圧Vgsに依存しない。
したがって、図5に示すように、Vgs>Vthの場合に1
状態のメモリセルにより引き下げられたビット線電位が
リファレンス電位Vrefより低くなることがあり、この
場合にリード誤動作が発生するのである。同様のリード
誤動作は、上記プログラム時間の課題を解決するために
1状態のメモリセルのしきい値電圧を最大リード電圧V
gsmaxより低く設定した場合にも発生する。
FIG. 5 shows a problem in a read cycle of the conventional differential sensing type flash memory. That is, if the read voltage Vgs unexpectedly increases due to an increase in the power supply voltage, the storage data “1” in the memory cell cannot be read correctly. FIG.
The broken line in the middle indicates that the potential of the bit line connected to the one-state memory cell having a threshold voltage higher than the read voltage maintains VPC in the read cycle. However, the threshold voltage Vth of the memory cell in one state
If the read voltage Vgs becomes higher, that is, Vgs> V
When it is th, the memory cell in the 1 state lowers the potential of the bit line by drawing a drain current from the bit line. On the other hand, the reference potential Vref generated by the dummy cell in the 0 state does not depend on the read voltage Vgs.
Therefore, as shown in FIG. 5, when Vgs> Vth, 1
The bit line potential lowered by the memory cell in the state may become lower than the reference potential Vref, and in this case, a read malfunction occurs. In order to solve the above-described problem of the programming time, the threshold voltage of the memory cell in one state is set to the maximum read voltage V
Occurs when setting lower than gsmax.

【0007】本発明の目的は、プログラムの時間短縮と
正確なリードとを両立し得る不揮発性半導体記憶装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can achieve both a reduction in program time and accurate reading.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、プログラム状態(1状態)のメモリセル
のしきい値電圧を低減するとともに、イレーズ状態(0
状態)のダミーセルに接続されたビット線とプログラム
状態(1状態)のダミーセルに接続されたビット線とを
連結することによりリードサイクルにおけるリファレン
ス電位を生成することとしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention reduces the threshold voltage of a memory cell in a program state (1 state) and simultaneously reduces the threshold voltage of an erase state (0 state).
In this case, the reference potential in the read cycle is generated by connecting the bit line connected to the dummy cell in the state (state) and the bit line connected to the dummy cell in the program state (state 1).

【0009】具体的に説明すると、本発明に係る不揮発
性半導体記憶装置は、各々制御ゲートと、フローティン
グゲートと、ドレインと、ソースとを持ち、かつ、各々
低いしきい値電圧を有するイレーズ状態と、該イレーズ
状態におけるしきい値電圧より高いしきい値電圧を有す
るように前記イレーズ状態より多くの電子を前記フロー
ティングゲートに蓄えたプログラム状態とのうちのいず
れかの状態を取り得て、前記プログラム状態におけるし
きい値電圧は前記制御ゲートと前記ソースとの間の最大
リード電圧より低く設定される第1、第2及び第3のメ
モリセルと、前記第1のメモリセルのドレインに接続さ
れた第1のビット線と、前記第2のメモリセルのドレイ
ンに接続された第2のビット線と、前記第3のメモリセ
ルのドレインに接続された第3のビット線と、前記第2
及び第3のメモリセルのうちの一方は前記イレーズ状態
を、他方は前記プログラム状態をそれぞれ有するよう
に、前記第2及び第3のメモリセルの各々の状態を設定
するための手段と、あるリードサイクルにおいて前記第
2のビット線と前記第3のビット線とを連結するための
手段と、前記リードサイクルの初期段階において前記第
1、第2及び第3のビット線の各々を所定のプリチャー
ジ電位に設定するための手段と、前記リードサイクルに
おいて、前記第1のメモリセルが前記第1のビット線か
らドレイン電流を引き込むことにより前記プリチャージ
電位から下げられた前記第1のビット線の電位と、前記
第2及び第3のメモリセルが前記連結された第2及び第
3のビット線からそれぞれドレイン電流を引き込むこと
により前記プリチャージ電位から下げられた前記第2及
び第3のビット線の電位とを比較することにより、前記
第1のメモリセルの状態をセンスするためのセンス手段
とを備えた構成を採用したものである。
More specifically, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has an erase state having a control gate, a floating gate, a drain, and a source, and each having a low threshold voltage. A program state in which more electrons than the erase state are stored in the floating gate so as to have a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erase state; The first, second, and third memory cells are set to have a threshold voltage lower than the maximum read voltage between the control gate and the source, and the first memory cell is connected to the drain of the first memory cell. 1 bit line, a second bit line connected to the drain of the second memory cell, and a drain connected to the third memory cell. A third bit lines, the second
And means for setting the state of each of the second and third memory cells such that one of the memory cells has the erase state and the other has the program state. Means for connecting the second bit line and the third bit line in a cycle, and precharging each of the first, second and third bit lines in an initial stage of the read cycle. Means for setting to a potential, and the potential of the first bit line lowered from the precharge potential by the first memory cell drawing a drain current from the first bit line in the read cycle. And wherein the second and third memory cells draw drain currents from the connected second and third bit lines, respectively, thereby forming the pre-charge circuit. A configuration including a sense unit for sensing the state of the first memory cell by comparing the potential of the second and third bit lines lowered from the potential of the first memory cell. .

【0010】さて、フラッシュメモリでは、メモリセル
のイレーズ/プログラムを繰り返すとゲート酸化膜の界
面特性の劣化が顕著になることが知られている。したが
って、上記第1、第2及び第3のメモリセルの劣化の程
度を均一化するためには、これらのメモリセルのイレー
ズ/プログラムの回数をできるだけ揃えるようにすれば
よい。これにより、最適なリファレンス電位が常に得ら
れることになる。
It is known that, in a flash memory, the interface characteristics of a gate oxide film are significantly deteriorated when erasing / programming of a memory cell is repeated. Therefore, in order to equalize the degree of deterioration of the first, second, and third memory cells, the number of times of erasing / programming of these memory cells may be made as uniform as possible. As a result, an optimal reference potential is always obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るフラッシュ
メモリの構成例を示している。図1のフラッシュメモリ
は、トップアレイ10と、ボトムアレイ11と、4本の
主ビット線MBL0〜3と、8本の副ビット線SBL0
〜7と、8個のビット線選択スイッチTS0〜3,BS
0〜3とを備えている。
FIG. 1 shows a configuration example of a flash memory according to the present invention. 1 includes a top array 10, a bottom array 11, four main bit lines MBL0 to MBL3, and eight sub-bit lines SBL0.
To 7 and 8 bit line selection switches TS0 to 3, BS
0 to 3 are provided.

【0012】トップアレイ10は、メモリセルM0〜3
と、ダミーセルD0〜3と、不図示の他のメモリセルと
を備えている。これらのセルは、各々制御ゲートと、フ
ローティングゲートと、ドレインと、ソースとを持つ不
揮発性メモリセルである。M0〜3の各々の制御ゲート
はワード線TWLに、その各々のソースはソース線TS
Lにそれぞれ接続されている。D0〜3の各々の制御ゲ
ートはダミーワード線TDWLに、その各々のソースは
ダミーソース線TDSLにそれぞれ接続されている。M
0及びD0の各々のドレインはSBL0に接続されてお
り、該SBL0はTS0を介してMBL0に接続されて
いる。M1及びD1の各々のドレインはSBL1に接続
されており、該SBL1はTS1を介してMBL1に接
続されている。M2及びD2の各々のドレインはSBL
2に接続されており、該SBL2はTS2を介してMB
L2に接続されている。M3及びD3の各々のドレイン
はSBL3に接続されており、該SBL3はTS3を介
してMBL3に接続されている。TS0及びTS2の各
々を構成するトランジスタのゲートには信号TG0が、
TS1及びTS3の各々を構成するトランジスタのゲー
トには信号TG1がそれぞれ与えられるようになってい
る。
The top array 10 includes memory cells M0 to M3.
, Dummy cells D0 to D3, and other memory cells (not shown). These cells are nonvolatile memory cells each having a control gate, a floating gate, a drain, and a source. Each of the control gates of M0 to M3 is connected to a word line TWL, and each of the sources is connected to a source line TSWL.
L. Each of the control gates of D0 to D3 is connected to a dummy word line TDWL, and the source of each of them is connected to a dummy source line TDSL. M
The drains of 0 and D0 are connected to SBL0, and SBL0 is connected to MBL0 via TS0. Each drain of M1 and D1 is connected to SBL1, and SBL1 is connected to MBL1 via TS1. The drain of each of M2 and D2 is SBL
SBL2 is connected to MB via TS2.
L2. Each drain of M3 and D3 is connected to SBL3, which is connected to MBL3 via TS3. The signal TG0 is applied to the gates of the transistors constituting each of TS0 and TS2.
The signal TG1 is applied to the gates of the transistors constituting each of TS1 and TS3.

【0013】ボトムアレイ11は、メモリセルM4〜7
と、ダミーセルD4〜7と、不図示の他のメモリセルと
を備えている。これらのセルは、各々制御ゲートと、フ
ローティングゲートと、ドレインと、ソースとを持つ不
揮発性メモリセルである。M4〜7の各々の制御ゲート
はワード線BWLに、その各々のソースはソース線BS
Lにそれぞれ接続されている。D4〜7の各々の制御ゲ
ートはダミーワード線BDWLに、その各々のソースは
ダミーソース線BDSLにそれぞれ接続されている。M
4及びD4の各々のドレインはSBL4に接続されてお
り、該SBL4はBS0を介してMBL0に接続されて
いる。M5及びD5の各々のドレインはSBL5に接続
されており、該SBL5はBS1を介してMBL1に接
続されている。M6及びD6の各々のドレインはSBL
6に接続されており、該SBL6はBS2を介してMB
L2に接続されている。M7及びD7の各々のドレイン
はSBL7に接続されており、該SBL7はBS3を介
してMBL3に接続されている。BS0及びBS2の各
々を構成するトランジスタのゲートには信号BG0が、
BS1及びBS3の各々を構成するトランジスタのゲー
トには信号BG1がそれぞれ与えられるようになってい
る。
The bottom array 11 includes memory cells M4 to M7.
, Dummy cells D4 to D7, and other memory cells (not shown). These cells are nonvolatile memory cells each having a control gate, a floating gate, a drain, and a source. Each of the control gates of M4 to M7 is connected to a word line BWL, and each of its sources is connected to a source line BS.
L. Each of the control gates of D4 to D7 is connected to a dummy word line BDWL, and the source of each is connected to a dummy source line BDSL. M
The drain of each of D4 and D4 is connected to SBL4, which is connected to MBL0 via BS0. Each drain of M5 and D5 is connected to SBL5, which is connected to MBL1 via BS1. The drain of each of M6 and D6 is SBL
6 and the SBL6 is connected to the MB via the BS2.
L2. Each drain of M7 and D7 is connected to SBL7, which is connected to MBL3 via BS3. A signal BG0 is applied to the gates of the transistors constituting each of BS0 and BS2.
The signal BG1 is applied to the gates of the transistors constituting each of BS1 and BS3.

【0014】MBL0〜3の各々の上には、それぞれ対
応するカラムゲートYS0〜3が介在している。YS0
及びYS2の各々を構成するトランジスタのゲートには
信号YG0が、YS1及びYS3の各々を構成するトラ
ンジスタのゲートには信号YG1がそれぞれ与えられる
ようになっている。MBL0及びMBL1の各々の内側
部分(図中のYS0及びYS1より下の部分)と、MB
L2及びMBL3の各々の内側部分(図中のYS2及び
YS3より下の部分)とをそれぞれ所定のプリチャージ
電位VPCに設定するために、プリチャージ回路12,
13が設けられている。また、MBL0及びMBL1の
各々の外側部分(図中のYS0及びYS1より上の部
分)と、MBL2及びMBL3の各々の外側部分(図中
のYS2及びYS3より上の部分)との電位をそれぞれ
VPCに設定するために、プリチャージ回路14,15
が設けられている。MBL1及びMBL3の各々の外側
部分の間には、これらの主ビット線をリードサイクルに
おいて連結するためのイコライズスイッチEQSAが介
在している。MBL0及びMBL2の各々の外側部分の
間には、これらの主ビット線をリードサイクルにおいて
連結するためのイコライズスイッチEQSBが介在して
いる。EQSAを構成するトランジスタのゲートには信
号EQAが、EQSBを構成するトランジスタのゲート
には信号EQBがそれぞれ与えられるようになってい
る。16はMBL0及びMBL1の各々の外側部分に接
続された差動センスアンプを、17はMBL2及びMB
L3の各々の外側部分に接続された差動センスアンプを
それぞれ表している。なお、M0〜7とD0〜7とは、
実質的にそれぞれ同一の製造工程により、同一サイズ、
かつ同一ピッチで形成されている。
On each of MBLs 0-3, corresponding column gates YS0-3 are interposed. YS0
And YS2, the signal YG0 is supplied to the gate of the transistor and YS1 and YS3, the signal YG1 is supplied to the gate of the transistor. Each inner part of MBL0 and MBL1 (part below YS0 and YS1 in the figure) and MB
In order to set the inner parts of L2 and MBL3 (the parts below YS2 and YS3 in the figure) to a predetermined precharge potential VPC, respectively, a precharge circuit 12,
13 are provided. The potentials of the outer portions of MBL0 and MBL1 (the portions above YS0 and YS1 in the drawing) and the outer portions of MBL2 and MBL3 (the portions above YS2 and YS3 in the drawing) are respectively set to VPC. Precharge circuits 14, 15
Is provided. An equalizing switch EQSA for connecting these main bit lines in a read cycle is interposed between the outer portions of each of MBL1 and MBL3. An equalizing switch EQSB for connecting these main bit lines in a read cycle is interposed between the outer portions of MBL0 and MBL2. The signal EQA is supplied to the gate of the transistor constituting the EQSA, and the signal EQB is supplied to the gate of the transistor constituting the EQSB. Reference numeral 16 denotes a differential sense amplifier connected to each of the outer portions of MBL0 and MBL1, and reference numeral 17 denotes MBL2 and MBL.
L3 represents a differential sense amplifier connected to each outer portion. In addition, M0-7 and D0-7 are:
The same size,
Further, they are formed at the same pitch.

【0015】図2は、図1のフラッシュメモリにおける
メモリセル(M0〜7及びD0〜7を含む。)のしきい
値電圧Vthの分布を示している。トップアレイ10のイ
レーズサイクルでは、TWL,TDWL,TSL及びT
DSLの各々に所要の電位が与えられることにより、M
0〜3及びD0〜3の各々のフローティングゲートに蓄
えられた電子が除去される結果、個々のメモリセルが低
いしきい値電圧を有する0状態となる。ボトムアレイ1
1のイレーズサイクルでは、BWL,BDWL,BSL
及びBDSLの各々に所要の電位が与えられることによ
り、M4〜7及びD4〜7の各々が低いしきい値電圧を
有する0状態となる。ここで、例えばM0にデータ
“1”をプログラムしたい場合には、TWL及びTSL
の各々に所要の電位を与え、かつTS0及びYS0を閉
じて、MBL0に接続された不図示の書き込み回路がM
BL0及びSBL0に所要の電位を与えることによりプ
ログラム動作が行われる。この結果、ホットエレクトロ
ン注入の機構によりM0のフローティングゲートに電子
が蓄えられて、M0は0状態から、該0状態より高いし
きい値電圧を有する1状態へと遷移する。ただし、この
1状態におけるしきい値電圧は、図2に示すように、リ
ードサイクルにおいて制御ゲートとソースとの間に印加
されるリード電圧の最大値、すなわち最大リード電圧V
gsmaxより低い値に設定される。他のメモリセル(ダミ
ーセルを含む。)にデータ“1”をプログラムする場合
も同様である。つまり、図1のフラッシュメモリでは、
図2中に粗い破線で示す従来例に比べて、1状態のメモ
リセルのしきい値電圧が大きく低減される。したがっ
て、従来に比べてプログラム時間が大幅に短縮される。
なお、イレーズ及びプログラムの各サイクルでは、EQ
SA及びEQSBを開いておく。
FIG. 2 shows a distribution of threshold voltages Vth of memory cells (including M0 to D7 and D0 to D7) in the flash memory of FIG. In the erase cycle of the top array 10, TWL, TDWL, TSL and TWL
By applying a required potential to each of the DSLs, M
The removal of the electrons stored in the floating gates 0-3 and D0-3 results in the individual memory cells being in a zero state having a low threshold voltage. Bottom array 1
In one erase cycle, BWL, BDWL, BSL
And BDSL are supplied with a required potential, so that each of M4 to M7 and D4 to 7 becomes a zero state having a low threshold voltage. Here, for example, when data “1” is to be programmed in M0, TWL and TSL
, And a write circuit (not shown) connected to MBL0 supplies M0 with a required potential, and closes TS0 and YS0.
A program operation is performed by applying a required potential to BL0 and SBL0. As a result, electrons are stored in the floating gate of M0 by the mechanism of hot electron injection, and M0 transitions from the 0 state to the 1 state having a threshold voltage higher than the 0 state. However, as shown in FIG. 2, the threshold voltage in this 1 state is the maximum value of the read voltage applied between the control gate and the source in the read cycle, that is, the maximum read voltage V
Set to a value lower than gsmax. The same applies to the case where data "1" is programmed in other memory cells (including dummy cells). That is, in the flash memory of FIG.
The threshold voltage of the memory cell in one state is greatly reduced as compared with the conventional example shown by a rough broken line in FIG. Therefore, the programming time is greatly reduced as compared with the conventional case.
In each cycle of erase and program, EQ
Keep SA and EQSB open.

【0016】次に、図1のフラッシュメモリのリードサ
イクルについて説明する。プリチャージ回路12〜15
は、各リードサイクルの初期段階においてMBL0〜3
の各々の電位をVPCに充電する。十分な充電がなされ
た後、これらのプリチャージ回路12〜15を構成する
スイッチが開かれる。このプリチャージ期間では、例え
ば、TS0〜3,BS0〜3,YS0〜3,EQSA及
びEQSBを全て閉じておけばよい。
Next, a read cycle of the flash memory shown in FIG. 1 will be described. Precharge circuits 12-15
Are MBLs 0-3 in the initial stage of each read cycle.
Are charged to the VPC. After sufficient charging, the switches constituting these precharge circuits 12 to 15 are opened. In this precharge period, for example, TS0-3, BS0-3, YS0-3, EQSA and EQSB may all be closed.

【0017】図1の構成によれば、D0及びD2のうち
の一方は0状態に、他方は1状態にそれぞれ予め設定さ
れる。これらD0及びD2は、M5及びM7のリードサ
イクルにおいてリファレンス電位の生成に用いられる。
この際、TS0,BS1,TS2,BS3,YS0〜3
及びEQSBがそれぞれ閉じられる。BS0,TS1,
BS2,TS3及びEQSAは、それぞれ開かれてい
る。その後、選択されたメモリセルM5及びM7の制御
ゲートには所定のリード電圧Vgsが印加される。また同
様に、リファレンス電位を生成するためのダミーセルD
0及びD2の制御ゲートにもリード電圧Vgsが印加され
る。差動センスアンプ16は、MBL1からM5がドレ
イン電流を引き込むことによりVPCから下げられたM
BL1の電位と、連結されたMBL0及びMBL2から
D0及びD2がそれぞれドレイン電流を引き込むことに
よりVPCから下げられたMBL0及びMBL2の電位
との差を検知できるまで待った後、増幅動作を行うこと
によりM5の状態をセンスする。差動センスアンプ17
は、MBL3からM7がドレイン電流を引き込むことに
よりVPCから下げられたMBL3の電位と、連結され
たMBL0及びMBL2からD0及びD2がそれぞれド
レイン電流を引き込むことによりVPCから下げられた
MBL0及びMBL2の電位との差を検知できるまで待
った後、増幅動作を行うことによりM7の状態をセンス
する。これらの増幅動作中には、YS0〜YS3及びE
QSBがそれぞれ開かれる。これにより、両差動センス
アンプ16,17によるMBL0とMBL2との間の電
位差生成が許容される。
According to the configuration shown in FIG. 1, one of D0 and D2 is preset to a 0 state, and the other is preset to a 1 state. These D0 and D2 are used to generate a reference potential in the read cycles of M5 and M7.
At this time, TS0, BS1, TS2, BS3, YS0-3
And EQSB are each closed. BS0, TS1,
BS2, TS3 and EQSA are each open. Thereafter, a predetermined read voltage Vgs is applied to the control gates of the selected memory cells M5 and M7. Similarly, a dummy cell D for generating a reference potential
The read voltage Vgs is also applied to the control gates 0 and D2. The differential sense amplifier 16 determines that MBL1 to M5 pull M
After waiting until a difference between the potential of BL1 and the potentials of MBL0 and MBL2 lowered from VPC by D0 and D2 drawing the drain current from the connected MBL0 and MBL2 respectively can be detected, the amplification operation is performed to perform M5. Sense the state of. Differential sense amplifier 17
Are the potential of MBL3 lowered from VPC by MB7 from MBL3 drawing the drain current, and the potential of MBL0 and MBL2 lowered from VPC by D0 and D2 from the connected MBL0 and MBL2 respectively draw the drain current. After detecting the difference, the state of M7 is sensed by performing an amplification operation. During these amplification operations, YS0 to YS3 and E
Each QSB is opened. This allows the potential difference between MBL0 and MBL2 to be generated by both differential sense amplifiers 16 and 17.

【0018】また、D1及びD3のうちの一方は0状態
に、他方は1状態にそれぞれ予め設定される。これらD
1及びD3は、M4及びM6のリードサイクルにおいて
リファレンス電位の生成に用いられる。この際、BS
0,TS1,BS2,TS3,YS0〜3及びEQSA
がそれぞれ閉じられる。TS0,BS1,TS2,BS
3及びEQSBは、それぞれ開かれている。その後、選
択されたメモリセルM4及びM6の制御ゲートには所定
のリード電圧Vgsが印加される。また同様に、リファレ
ンス電位を生成するためのダミーセルD1及びD3の制
御ゲートにもリード電圧Vgsが印加される。差動センス
アンプ16は、MBL0からM4がドレイン電流を引き
込むことによりVPCから下げられたMBL0の電位
と、連結されたMBL1及びMBL3からD1及びD3
がそれぞれドレイン電流を引き込むことによりVPCか
ら下げられたMBL1及びMBL3の電位との差を検知
できるまで待った後、増幅動作を行うことによりM4の
状態をセンスする。差動センスアンプ17は、MBL2
からM6がドレイン電流を引き込むことによりVPCか
ら下げられたMBL2の電位と、連結されたMBL1及
びMBL3からD1及びD3がそれぞれドレイン電流を
引き込むことによりVPCから下げられたMBL1及び
MBL3の電位との差を検知できるまで待った後、増幅
動作を行うことによりM6の状態をセンスする。これら
の増幅動作中には、YS0〜YS3及びEQSAがそれ
ぞれ開かれる。これにより、両差動センスアンプ16,
17によるMBL1とMBL3との間の電位差生成が許
容される。
One of D1 and D3 is set to a 0 state, and the other is set to a 1 state. These D
1 and D3 are used to generate a reference potential in the read cycles of M4 and M6. At this time, BS
0, TS1, BS2, TS3, YS0-3 and EQSA
Are closed respectively. TS0, BS1, TS2, BS
3 and EQSB are each open. Thereafter, a predetermined read voltage Vgs is applied to the control gates of the selected memory cells M4 and M6. Similarly, the read voltage Vgs is also applied to the control gates of the dummy cells D1 and D3 for generating the reference potential. The differential sense amplifier 16 detects the potential of MBL0 lowered from VPC by the MBL0 to M4 drawing the drain current, and the connected MBL1 and MBL3 to D1 and D3.
Waits until a difference between the potential of MBL1 and MBL3 lowered from VPC by drawing the drain current can be detected, and then the state of M4 is sensed by performing an amplification operation. The differential sense amplifier 17 uses the MBL2
To the potential of MBL2 lowered from VPC by M6 drawing the drain current, and the potential of MBL1 and MBL3 lowered from VPC by D1 and D3 from the connected MBL1 and MBL3 respectively drawing the drain current. , The state of M6 is sensed by performing an amplification operation. During these amplification operations, YS0 to YS3 and EQSA are respectively opened. Thereby, both differential sense amplifiers 16,
17 is allowed to generate a potential difference between MBL1 and MBL3.

【0019】D4及びD6のうちの一方は0状態に、他
方は1状態にそれぞれ予め設定される。これらD4及び
D6は、M1及びM3のリードサイクルにおいてリファ
レンス電位の生成に用いられる。この際、BS0,TS
1,BS2,TS3,YS0〜3及びEQSBがそれぞ
れ閉じられる。TS0,BS1,TS2,BS3及びE
QSAは、それぞれ開かれている。その後、選択された
メモリセルM1及びM3の制御ゲートには所定のリード
電圧Vgsが印加される。また同様に、リファレンス電位
を生成するためのダミーセルD4及びD6の制御ゲート
にもリード電圧Vgsが印加される。差動センスアンプ1
6は、MBL1からM1がドレイン電流を引き込むこと
によりVPCから下げられたMBL1の電位と、連結さ
れたMBL0及びMBL2からD4及びD6がそれぞれ
ドレイン電流を引き込むことによりVPCから下げられ
たMBL0及びMBL2の電位との差を検知できるまで
待った後、増幅動作を行うことによりM1の状態をセン
スする。差動センスアンプ17は、MBL3からM3が
ドレイン電流を引き込むことによりVPCから下げられ
たMBL3の電位と、連結されたMBL0及びMBL2
からD4及びD6がそれぞれドレイン電流を引き込むこ
とによりVPCから下げられたMBL0及びMBL2の
電位との差を検知できるまで待った後、増幅動作を行う
ことによりM3の状態をセンスする。これらの増幅動作
中には、YS0〜YS3及びEQSBがそれぞれ開かれ
る。これにより、両差動センスアンプ16,17による
MBL0とMBL2との間の電位差生成が許容される。
One of D4 and D6 is preset to a 0 state, and the other is preset to a 1 state. These D4 and D6 are used for generating a reference potential in the read cycle of M1 and M3. At this time, BS0, TS
1, BS2, TS3, YS0-3 and EQSB are respectively closed. TS0, BS1, TS2, BS3 and E
The QSAs are each open. Thereafter, a predetermined read voltage Vgs is applied to the control gates of the selected memory cells M1 and M3. Similarly, the read voltage Vgs is applied to the control gates of the dummy cells D4 and D6 for generating the reference potential. Differential sense amplifier 1
6 is the potential of MBL1 lowered from VPC by M1 pulling the drain current from MBL1 and the potential of MBL0 and MBL2 lowered from VPC by D4 and D6 from the connected MBL0 and MBL2 respectively. After waiting until a difference from the potential can be detected, the state of M1 is sensed by performing an amplification operation. The differential sense amplifier 17 outputs the potential of MBL3 lowered from VPC by the drain current from MBL3 to M3, and the connected MBL0 and MBL2.
, D4 and D6 wait for the difference between the potential of MBL0 and MBL2 lowered from VPC by drawing the drain current, and then perform the amplification operation to sense the state of M3. During these amplification operations, YS0 to YS3 and EQSB are opened, respectively. This allows the potential difference between MBL0 and MBL2 to be generated by both differential sense amplifiers 16 and 17.

【0020】D5及びD7のうちの一方は0状態に、他
方は1状態にそれぞれ予め設定される。これらD5及び
D7は、M0及びM2のリードサイクルにおいてリファ
レンス電位の生成に用いられる。この際、TS0,BS
1,TS2,BS3,YS0〜3及びEQSAがそれぞ
れ閉じられる。BS0,TS1,BS2,TS3及びE
QSBは、それぞれ開かれている。その後、選択された
メモリセルM0及びM2の制御ゲートには所定のリード
電圧Vgsが印加される。また同様に、リファレンス電位
を生成するためのダミーセルD5及びD7の制御ゲート
にもリード電圧Vgsが印加される。差動センスアンプ1
6は、MBL0からM0がドレイン電流を引き込むこと
によりVPCから下げられたMBL0の電位と、連結さ
れたMBL1及びMBL3からD5及びD7がそれぞれ
ドレイン電流を引き込むことによりVPCから下げられ
たMBL1及びMBL3の電位との差を検知できるまで
待った後、増幅動作を行うことによりM0の状態をセン
スする。差動センスアンプ17は、MBL2からM2が
ドレイン電流を引き込むことによりVPCから下げられ
たMBL2の電位と、連結されたMBL1及びMBL3
からD5及びD7がそれぞれドレイン電流を引き込むこ
とによりVPCから下げられたMBL1及びMBL3の
電位との差を検知できるまで待った後、増幅動作を行う
ことによりM2の状態をセンスする。これらの増幅動作
中には、YS0〜YS3及びEQSAがそれぞれ開かれ
る。これにより、両差動センスアンプ16,17による
MBL1とMBL3との間の電位差生成が許容される。
One of D5 and D7 is preset to a 0 state, and the other is preset to a 1 state. These D5 and D7 are used for generating a reference potential in the read cycles of M0 and M2. At this time, TS0, BS
1, TS2, BS3, YS0-3 and EQSA are closed respectively. BS0, TS1, BS2, TS3 and E
The QSBs are each open. Thereafter, a predetermined read voltage Vgs is applied to the control gates of the selected memory cells M0 and M2. Similarly, the read voltage Vgs is also applied to the control gates of the dummy cells D5 and D7 for generating the reference potential. Differential sense amplifier 1
6, the potential of MBL0 lowered from VPC by M0 pulling the drain current from MBL0, and the potential of MBL1 and MBL3 lowered from VPC by D5 and D7 from the connected MBL1 and MBL3 respectively pulling the drain current. After waiting until a difference from the potential can be detected, the state of M0 is sensed by performing an amplification operation. The differential sense amplifier 17 outputs the potential of MBL2 lowered from VPC by the drain current flowing from MBL2 to M2, and the connected MBL1 and MBL3.
After waiting until D5 and D7 can detect the difference between the potential of MBL1 and MBL3 lowered from VPC by drawing the drain current, the state of M2 is sensed by performing an amplification operation. During these amplification operations, YS0 to YS3 and EQSA are respectively opened. This allows the generation of the potential difference between MBL1 and MBL3 by both differential sense amplifiers 16 and 17.

【0021】図3は、図1のフラッシュメモリのリード
サイクルにおけるビット線電位の変化を示している。こ
こでは、リード対象のメモリセルが、例えばM4である
ものとして説明を進める。M4のリードサイクルでは、
BS0及びYS0を閉じて、BWL,BSL,MBL0
及びSBL4の各々に所要の電位を与える。これによ
り、M4の制御ゲートとソースとの間に所定のリード電
圧Vgsが印加される。前述のとおり、M4のリードのた
めのリファレンス電位Vrefは、TS1,TS3,YS
1,YS3及びEQSAが閉じた状態で、D1及びD3
により生成される。そのために、TDWL及びTDSL
の各々に所要の電位が与えられる。これにより、D1及
びD3の各々の制御ゲートとソースとの間に、M4の場
合と同じリード電圧Vgsが印加される。
FIG. 3 shows a change in bit line potential in a read cycle of the flash memory of FIG. Here, the description is given on the assumption that the memory cell to be read is, for example, M4. In the read cycle of M4,
BS0 and YS0 are closed and BWL, BSL, MBL0
And SBL4 are supplied with a required potential. As a result, a predetermined read voltage Vgs is applied between the control gate and the source of M4. As described above, the reference potential Vref for reading M4 is TS1, TS3, YS
1, YS3 and EQSA are closed, D1 and D3
Generated by Therefore, TDWL and TDSL
Are supplied with a required potential. As a result, the same read voltage Vgs as in the case of M4 is applied between the control gate and the source of each of D1 and D3.

【0022】さて、M4は、0状態又は1状態にある。
M4が0状態にある場合、当該M4は、リード電圧Vgs
がその制御ゲートとソースとの間に印加されたときに、
SBL4を介してMBL0から大きいドレイン電流を引
き込むことにより、MBL0の電位を大きく引き下げ
る。M4が1状態にある場合でも、MBL0の電位は、
図3中に粗い破線で示されるようにVPCを維持するの
ではなく、少し引き下げられる。なぜなら、1状態のメ
モリセルのしきい値電圧Vthより高いリード電圧Vgsが
印加されるので(Vgs>Vth:図2参照)、1状態のM
4がMBL0から小さいドレイン電流を引き込むからで
ある。
Now, M4 is in the 0 state or the 1 state.
When M4 is in the 0 state, the M4 is at the read voltage Vgs.
Is applied between its control gate and source,
By drawing a large drain current from MBL0 through SBL4, the potential of MBL0 is greatly reduced. Even when M4 is in the 1 state, the potential of MBL0 is
Rather than maintaining the VPC as shown by the coarse dashed line in FIG. 3, it is lowered slightly. This is because a read voltage Vgs higher than the threshold voltage Vth of the memory cell in one state is applied (Vgs> Vth: see FIG. 2),
4 draws a small drain current from MBL0.

【0023】一方、D1及びD3は、リード電圧Vgsが
その各々の制御ゲートとソースとの間に印加されたとき
に、MBL1及びMBL3からそれぞれドレイン電流を
引き込む。ここでは、D1が0状態にあり、D3が1状
態にあるものとする。この場合には、D1がMBL1か
ら引き込む電流は、M4が0状態にある場合に当該M4
がMBL0から引き込む電流に相当する。また、D3が
MBL3から引き込む電流は、M4が1状態にある場合
に当該M4がMBL0から引き込む電流に相当する。こ
こで、MBL1とMBL3とがEQSAにより互いに連
結されていることを思い起こせば、これらMBL1及び
MBL3の電位、すなわちリファレンス電位Vrefは、
図3中に細かい破線で示されるようにM4が1状態にあ
る場合のMBL0の電位より高く推移するのではなく、
M4が0状態にある場合のMBL0の電位とM4が1状
態にある場合のMBL0の電位とのちょうど中間のレベ
ルで推移することが判る。したがって、差動センスアン
プ16は、M4の状態を正しくセンスすることができ
る。なお、MBL0〜3の各々が同じ負荷容量を有し、
かつSBL0〜7の各々が同じ負荷容量を有することが
好ましい。これにより、例えば差動センスアンプ16か
らD1及びD3に至るビット線経路(MBL1+SBL
1+MBL3+SBL3)の負荷容量は、差動センスア
ンプ16からM4に至るビット線経路(MBL0+SB
L4)の負荷容量のちょうど2倍となって好都合であ
る。
On the other hand, D1 and D3 draw drain currents from MBL1 and MBL3, respectively, when a read voltage Vgs is applied between their respective control gates and sources. Here, it is assumed that D1 is in the 0 state and D3 is in the 1 state. In this case, the current that D1 draws from MBL1 is M4 when M4 is in the 0 state.
Corresponds to the current drawn from MBL0. The current drawn by D3 from MBL3 corresponds to the current drawn by M4 from MBL0 when M4 is in the 1 state. Here, when recalling that MBL1 and MBL3 are connected to each other by EQSA, the potentials of these MBL1 and MBL3, that is, the reference potential Vref,
Instead of transitioning higher than the potential of MBL0 when M4 is in the 1 state, as shown by the fine broken line in FIG.
It can be seen that the potential changes at an intermediate level between the potential of MBL0 when M4 is in the 0 state and the potential of MBL0 when M4 is in the 1 state. Therefore, differential sense amplifier 16 can correctly sense the state of M4. Note that each of the MBLs 0 to 3 has the same load capacity,
In addition, it is preferable that each of the SBLs 0 to 7 has the same load capacity. Thereby, for example, the bit line path (MBL1 + SBL) from the differential sense amplifier 16 to D1 and D3
1 + MBL3 + SBL3) corresponds to the bit line path (MBL0 + SB) from the differential sense amplifier 16 to M4.
This is convenient because it is just twice the load capacity of L4).

【0024】以上のとおり、図1のフラッシュメモリに
よれば、プログラムの時間短縮と正確なリードとを両立
し得る。しかも、正確なリードは、電源電圧の上昇によ
りリード電圧Vgsが予想外に高くなってしまった場合で
も保証される。
As described above, according to the flash memory shown in FIG. 1, it is possible to achieve both a shortened program time and accurate reading. In addition, accurate read is guaranteed even when the read voltage Vgs unexpectedly increases due to an increase in the power supply voltage.

【0025】なお、D1及びD3は、M4の状態が更新
される際に、それぞれ一旦イレーズされた後に、例えば
前の状態と同じ状態に設定される。これにより、M4,
D1及びD3の劣化の程度が均一化される。ゲート酸化
膜がイレーズの際に受けるダメージとプログラムの際に
受けるダメージとの間に差がある点に鑑みれば、D1及
びD3は、M4の状態が更新される際に、それぞれ一旦
イレーズされた後に前の状態と逆の状態に設定されるの
がよい。これにより、D1とD3との劣化の程度が均一
化される。メモリセルとダミーセルとの他の組み合わせ
についても同様である。図1のようにトップアレイ10
とボトムアレイ11との各々がダミーセルを有するフラ
ッシュメモリの構成は、セルの劣化の程度を均一化する
のに役立つ。図1中のメモリセルとダミーセルとの各々
の役割を随時交換することも可能である。
When the state of M4 is updated, D1 and D3 are each erased once and then set to, for example, the same state as the previous state. Thereby, M4,
The degree of deterioration of D1 and D3 is made uniform. Considering that there is a difference between the damage received by the gate oxide film during erasing and the damage received during programming, D1 and D3 are, after being erased once, respectively, when the state of M4 is updated. It is preferable to set the state opposite to the previous state. Thereby, the degree of deterioration of D1 and D3 is made uniform. The same applies to other combinations of memory cells and dummy cells. As shown in FIG.
The configuration of the flash memory, in which each of the flash memory and the bottom array 11 has a dummy cell, serves to equalize the degree of deterioration of the cell. The roles of the memory cell and the dummy cell in FIG. 1 can be exchanged as needed.

【0026】なお、上記の例においてプログラム状態の
メモリセルのしきい値電圧Vthが制御ゲートとソースと
の間の最大リード電圧Vgsmaxより高く設定される場合
でも、正確なリファレンス電位Vrefを生成できる効果
が得られる。その結果、プロセス条件に起因してメモリ
セルのしきい値電圧にばらつきが生じても、またメモリ
セルへの印加電圧に変動が生じても、その記憶データを
正確にリードすることができる。
In the above example, even when the threshold voltage Vth of the memory cell in the programmed state is set higher than the maximum read voltage Vgsmax between the control gate and the source, an effect that an accurate reference potential Vref can be generated. Is obtained. As a result, even if the threshold voltage of the memory cell fluctuates due to the process condition, or the voltage applied to the memory cell fluctuates, the stored data can be read accurately.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明してきたとおり、本発明によれ
ば、1状態のメモリセルのしきい値電圧を低減するとと
もに、0状態のダミーセルに接続されたビット線と1状
態のダミーセルに接続されたビット線とを連結すること
によりリードサイクルにおけるリファレンス電位を生成
することとしたので、プログラムの時間短縮と正確なリ
ードとを両立し得る。
As described above, according to the present invention, the threshold voltage of the one-state memory cell is reduced, and the bit line connected to the zero-state dummy cell and the one-state dummy cell are connected. Since the reference potential in the read cycle is generated by connecting the read bit line to the read bit line, it is possible to achieve both shortening of the program time and accurate reading.

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

【図1】本発明に係るフラッシュメモリの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a flash memory according to the present invention.

【図2】図1のフラッシュメモリにおけるメモリセルの
しきい値電圧の分布を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a distribution of threshold voltages of memory cells in the flash memory of FIG. 1;

【図3】図1のフラッシュメモリのリードサイクルにお
けるビット線電位の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change in bit line potential in a read cycle of the flash memory of FIG. 1;

【図4】従来のフラッシュメモリにおけるメモリセルの
しきい値電圧の分布を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a distribution of threshold voltages of memory cells in a conventional flash memory.

【図5】従来のフラッシュメモリのリードサイクルにお
けるビット線電位の変化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in bit line potential in a read cycle of a conventional flash memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 トップアレイ 11 ボトムアレイ 12〜15 プリチャージ回路 16,17 差動センスアンプ BDSL ダミーソース線 BDWL ダミーワード線 BS0〜3 ビット線選択スイッチ BSL ソース線 BWL ワード線 D0〜7 ダミーセル EQSA,EQSB イコライズスイッチ M0〜7 メモリセル MBL0〜3 主ビット線 SBL0〜7 副ビット線 TDSL ダミーソース線 TDWL ダミーワード線 TS0〜3 ビット線選択スイッチ TSL ソース線 TWL ワード線 Vgs リード電圧 Vgsmax 最大リード電圧 Vref リファレンス電位 Vth メモリセルのしきい値電圧 VPC プリチャージ電位 YS0〜3 カラムゲート Reference Signs List 10 Top array 11 Bottom array 12-15 Precharge circuit 16, 17 Differential sense amplifier BDSL Dummy source line BDWL Dummy word line BS0-3 Bit line selection switch BSL Source line BWL Word line D0-7 Dummy cell EQSA, EQSB Equalize switch M0 To 7 memory cells MBL0 to 3 Main bit line SBL0 to 7 Sub bit line TDSL Dummy source line TDWL Dummy word line TS0 to 3 Bit line selection switch TSL Source line TWL Word line Vgs Read voltage Vgsmax Maximum read voltage Vref Reference potential Vth Memory cell Threshold voltage VPC precharge potential YS0-3 column gate

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的にイレーズ可能かつプログラム可
能な不揮発性半導体記憶装置であって、 各々制御ゲートと、フローティングゲートと、ドレイン
と、ソースとを持ち、かつ、各々低いしきい値電圧を有
するイレーズ状態と、該イレーズ状態におけるしきい値
電圧より高いしきい値電圧を有するように前記イレーズ
状態より多くの電子を前記フローティングゲートに蓄え
たプログラム状態とのうちのいずれかの状態を取り得
て、前記プログラム状態におけるしきい値電圧は前記制
御ゲートと前記ソースとの間の最大リード電圧より低く
設定される第1、第2及び第3のメモリセルと、 前記第1のメモリセルのドレインに接続された第1のビ
ット線と、 前記第2のメモリセルのドレインに接続された第2のビ
ット線と、 前記第3のメモリセルのドレインに接続された第3のビ
ット線と、 前記第2及び第3のメモリセルのうちの一方は前記イレ
ーズ状態を、他方は前記プログラム状態をそれぞれ有す
るように、前記第2及び第3のメモリセルの各々の状態
を設定するための手段と、 あるリードサイクルにおいて前記第2のビット線と前記
第3のビット線とを連結するための手段と、 前記リードサイクルの初期段階において前記第1、第2
及び第3のビット線の各々を所定のプリチャージ電位に
設定するための手段と、 前記リードサイクルにおいて、前記第1のメモリセルが
前記第1のビット線からドレイン電流を引き込むことに
より前記プリチャージ電位から下げられた前記第1のビ
ット線の電位と、前記第2及び第3のメモリセルが前記
連結された第2及び第3のビット線からそれぞれドレイ
ン電流を引き込むことにより前記プリチャージ電位から
下げられた前記第2及び第3のビット線の電位とを比較
することにより、前記第1のメモリセルの状態をセンス
するためのセンス手段とを備えたことを特徴とする不揮
発性半導体記憶装置。
An electrically erasable and programmable non-volatile semiconductor memory device, each having a control gate, a floating gate, a drain, and a source, and each having a low threshold voltage. An erase state and a program state in which more electrons are stored in the floating gate than in the erase state so as to have a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erase state, A threshold voltage in the program state connected to first, second, and third memory cells set to be lower than a maximum read voltage between the control gate and the source; and a drain connected to the first memory cell. A first bit line, a second bit line connected to a drain of the second memory cell, and the third memory A third bit line connected to the drain of the first and second memory cells, and one of the second and third memory cells has the erase state, and the other has the program state. Means for setting the state of each of the memory cells, means for connecting the second bit line and the third bit line in a certain read cycle, and means for connecting the second bit line and the third bit line in a certain read cycle. 1st, 2nd
And a means for setting each of the third bit lines to a predetermined precharge potential; and in the read cycle, the first memory cell draws a drain current from the first bit line to thereby perform the precharge. The potential of the first bit line lowered from the potential and the precharge potential by drawing the drain current from the second and third bit lines to which the second and third memory cells are connected. A non-volatile semiconductor memory device, comprising: sensing means for sensing the state of the first memory cell by comparing the lowered potentials of the second and third bit lines. .
【請求項2】 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記連結された第2及び第3のビット線の負荷容量は、
前記第1のビット線の負荷容量の2倍であることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a load capacity of the connected second and third bit lines is:
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the load capacity is twice the load capacity of the first bit line.
【請求項3】 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記第1、第2及び第3のメモリセルの各々のドレイン
と前記第1、第2及び第3のビット線との接続を遮断す
るための手段を更に備えたことを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a connection between each drain of said first, second and third memory cells and said first, second and third bit lines is made. A nonvolatile semiconductor memory device, further comprising means for shutting off.
【請求項4】 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記第2及び第3のメモリセルは、前記第1のメモリセ
ルの状態が更新される際に、それぞれ一旦イレーズされ
た後に前の状態と同じ状態に設定されることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second and third memory cells are erased once before the first memory cell is updated when the state of the first memory cell is updated. A non-volatile semiconductor memory device set to the same state as the above.
【請求項5】 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記第2及び第3のメモリセルは、前記第1のメモリセ
ルの状態が更新される際に、それぞれ一旦イレーズされ
た後に前の状態と逆の状態に設定されることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said second memory cell and said third memory cell are respectively erased and updated before and after the state of said first memory cell is updated. Characterized by being set in a state opposite to the state described above.
【請求項6】 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 制御ゲートと、フローティングゲートと、ドレインと、
ソースとを持ち、かつ、低いしきい値電圧を有するイレ
ーズ状態と、該イレーズ状態におけるしきい値電圧より
高いしきい値電圧を有するように前記イレーズ状態より
多くの電子を前記フローティングゲートに蓄えたプログ
ラム状態とのうちのいずれかの状態を取り得て、前記プ
ログラム状態におけるしきい値電圧は前記制御ゲートと
前記ソースとの間の最大リード電圧より低く設定される
第4のメモリセルと、 前記第4のメモリセルのドレインに接続され、かつ前記
リードサイクルの初期段階において前記プリチャージ電
位に設定される第4のビット線と、 前記リードサイクルにおいて、前記第4のメモリセルが
前記第4のビット線からドレイン電流を引き込むことに
より前記プリチャージ電位から下げられた前記第4のビ
ット線の電位と、前記第2及び第3のメモリセルが前記
連結された第2及び第3のビット線からそれぞれドレイ
ン電流を引き込むことにより前記プリチャージ電位から
下げられた前記第2及び第3のビット線の電位とを比較
することにより、前記第4のメモリセルの状態をセンス
するための手段とを更に備えたことを特徴とする不揮発
性半導体記憶装置。
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a control gate, a floating gate, a drain,
An erased state having a source and having a low threshold voltage, and more electrons stored in the floating gate than the erased state so as to have a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erased state. A fourth memory cell, wherein a threshold voltage in the program state is set lower than a maximum read voltage between the control gate and the source; A fourth bit line connected to the drain of the fourth memory cell and set to the precharge potential in an initial stage of the read cycle; and in the read cycle, the fourth memory cell is connected to the fourth bit. Potential of the fourth bit line lowered from the precharge potential by drawing a drain current from the line The second and third memory cells draw a drain current from the connected second and third bit lines, respectively, so that the potential of the second and third bit lines is lowered from the precharge potential. And means for sensing the state of the fourth memory cell by comparing
【請求項7】 請求項6記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記連結された第2及び第3のビット線の負荷容量は、
前記第4のビット線の負荷容量の2倍であることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置。
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein a load capacitance of the connected second and third bit lines is:
A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that the load capacity is twice as large as the load capacity of the fourth bit line.
【請求項8】 請求項6記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記リードサイクルにおいて、前記第1及び第4のメモ
リセルの状態のセンスが開始した時点で前記第2のビッ
ト線と前記第3のビット線との連結を絶つための手段を
更に備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
8. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein in said read cycle, said second bit line and said third bit line are sensed at the time when sensing of the states of said first and fourth memory cells is started. A non-volatile semiconductor memory device further comprising means for cutting off connection with the bit line.
【請求項9】 請求項6記載の不揮発性半導体記憶装置
において、 前記不揮発性半導体記憶装置は第1及び第2のアレイを
備え、 前記第1及び第4のメモリセルは前記第1のアレイに、
前記第2及び第3のメモリセルは前記第2のアレイにそ
れぞれ属し、 前記第1のアレイは、前記第1及び第4のメモリセルの
状態のセンスに用いられるリファレンス電位を前記第2
及び第3のメモリセルが生成したのと同様に前記第2の
アレイ中の他の複数のメモリセルの状態のセンスに用い
られるリファレンス電位を生成するための他の複数のメ
モリセルを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶
装置。
9. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein said nonvolatile semiconductor memory device includes first and second arrays, and said first and fourth memory cells are arranged in said first array. ,
The second and third memory cells belong to the second array, respectively, and the first array sets a reference potential used for sensing a state of the first and fourth memory cells to the second array.
And having a plurality of other memory cells for generating a reference potential used to sense the state of the other plurality of memory cells in the second array as generated by the third memory cell. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項10】 請求項6記載の不揮発性半導体記憶装
置において、 前記第1及び第4のメモリセルのうちの一方は前記イレ
ーズ状態を、他方は前記プログラム状態をそれぞれ有す
るように、前記第1及び第4のメモリセルの各々の状態
を設定するための手段と、 他のリードサイクルにおいて前記第1のビット線と前記
第4のビット線とを連結するための手段と、 前記他のリードサイクルの初期段階において前記第1、
第2、第3及び第4のビット線の各々を前記プリチャー
ジ電位に設定するための手段と、 前記他のリードサイクルにおいて、前記第2のメモリセ
ルが前記第2のビット線からドレイン電流を引き込むこ
とにより前記プリチャージ電位から下げられた前記第2
のビット線の電位と、前記第1及び第4のメモリセルが
前記連結された第1及び第4のビット線からそれぞれド
レイン電流を引き込むことにより前記プリチャージ電位
から下げられた前記第1及び第4のビット線の電位とを
比較することにより、前記第2のメモリセルの状態をセ
ンスするための手段と、 前記他のリードサイクルにおいて、前記第3のメモリセ
ルが前記第3のビット線からドレイン電流を引き込むこ
とにより前記プリチャージ電位から下げられた前記第3
のビット線の電位と、前記第1及び第4のメモリセルが
前記連結された第1及び第4のビット線からそれぞれド
レイン電流を引き込むことにより前記プリチャージ電位
から下げられた前記第1及び第4のビット線の電位とを
比較することにより、前記第3のメモリセルの状態をセ
ンスするための手段とを更に備えたことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置。
10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein one of the first and fourth memory cells has the erase state and the other has the program state, respectively. Means for setting the state of each of the fourth and fourth memory cells; means for connecting the first bit line and the fourth bit line in another read cycle; and the other read cycle. In the initial stage of the first,
Means for setting each of the second, third and fourth bit lines to the precharge potential; and wherein in the another read cycle, the second memory cell draws a drain current from the second bit line. The second voltage lowered from the precharge potential by
And the first and fourth memory cells are pulled down from the precharge potential by drawing drain currents from the connected first and fourth bit lines, respectively. Means for sensing the state of the second memory cell by comparing the potential of the third bit line with the potential of the third bit line. The third current lowered from the precharge potential by drawing a drain current;
And the first and fourth memory cells are pulled down from the precharge potential by drawing drain currents from the connected first and fourth bit lines, respectively. Means for comparing the potential of the fourth bit line with the potential of the third memory cell to sense the state of the third memory cell.
【請求項11】 請求項10記載の不揮発性半導体記憶
装置において、 前記連結された第1及び第4のビット線の負荷容量は、
前記第2のビット線の負荷容量及び前記第3のビット線
の負荷容量の各々の2倍であることを特徴とする不揮発
性半導体記憶装置。
11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein a load capacitance of said connected first and fourth bit lines is:
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein each of the load capacitance of the second bit line and the load capacitance of the third bit line is twice as large.
【請求項12】 電気的にイレーズ可能かつプログラム
可能な不揮発性半導体記憶装置であって、 各々制御ゲートと、フローティングゲートと、ドレイン
と、ソースとを持ち、かつ、各々低いしきい値電圧を有
するイレーズ状態と、該イレーズ状態におけるしきい値
電圧より高いしきい値電圧を有するように前記イレーズ
状態より多くの電子を前記フローティングゲートに蓄え
たプログラム状態とのうちのいずれかの状態を取り得る
第1、第2及び第3のメモリセルと、 前記第1のメモリセルのドレインに接続された第1のビ
ット線と、 前記第2のメモリセルのドレインに接続された第2のビ
ット線と、 前記第3のメモリセルのドレインに接続された第3のビ
ット線と、 前記第2及び第3のメモリセルのうちの一方は前記イレ
ーズ状態を、他方は前記プログラム状態をそれぞれ有す
るように、前記第2及び第3のメモリセルの各々の状態
を設定するための手段と、 あるリードサイクルにおいて前記第2のビット線と前記
第3のビット線とを連結するための手段と、 前記リードサイクルの初期段階において前記第1、第2
及び第3のビット線の各々を所定のプリチャージ電位に
設定するための手段と、 前記リードサイクルにおいて、前記第2及び第3のメモ
リセルのうちの少なくとも一方が前記連結された第2及
び第3のビット線からドレイン電流を引き込むことによ
り前記プリチャージ電位から下げられた前記第2及び第
3のビット線の電位を用いて前記第1のメモリセルの状
態をセンスするための手段とを備えたことを特徴とする
不揮発性半導体記憶装置。
12. An electrically erasable and programmable nonvolatile semiconductor memory device, each having a control gate, a floating gate, a drain, and a source, and each having a low threshold voltage. An erase state and a programmed state in which more electrons are stored in the floating gate than in the erase state so as to have a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erase state can be taken. 1, a second and a third memory cell; a first bit line connected to a drain of the first memory cell; a second bit line connected to a drain of the second memory cell; A third bit line connected to the drain of the third memory cell, and one of the second and third memory cells is in the erased state; Means for setting the state of each of the second and third memory cells so as to have the program state, respectively; and the second bit line and the third bit line in a read cycle. Means for connecting the first and the second in an initial stage of the read cycle.
Means for setting each of the third and third bit lines to a predetermined precharge potential; and in the read cycle, at least one of the second and third memory cells is connected to the second and third memory cells. Means for sensing the state of the first memory cell using the potentials of the second and third bit lines lowered from the precharge potential by drawing a drain current from the third bit line. A nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項13】 請求項12記載の不揮発性半導体記憶
装置において、 前記連結された第2及び第3のビット線の負荷容量は、
前記第1のビット線の負荷容量の2倍であることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置。
13. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 12, wherein a load capacitance of the connected second and third bit lines is:
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the load capacity is twice the load capacity of the first bit line.
【請求項14】 請求項12記載の不揮発性半導体記憶
装置において、 制御ゲートと、フローティングゲートと、ドレインと、
ソースとを持ち、かつ、低いしきい値電圧を有するイレ
ーズ状態と、該イレーズ状態におけるしきい値電圧より
高いしきい値電圧を有するように前記イレーズ状態より
多くの電子を前記フローティングゲートに蓄えたプログ
ラム状態とのうちのいずれかの状態を取り得る第4のメ
モリセルと、 前記第4のメモリセルのドレインに接続され、かつ前記
リードサイクルの初期段階において前記プリチャージ電
位に設定される第4のビット線と、 前記リードサイクルにおいて、前記第2及び第3のメモ
リセルのうちの少なくとも一方が前記連結された第2及
び第3のビット線からドレイン電流を引き込むことによ
り前記プリチャージ電位から下げられた前記第2及び第
3のビット線の電位を用いて前記第4のメモリセルの状
態をセンスするための手段とを更に備えたことを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 12, wherein a control gate, a floating gate, a drain,
An erased state having a source and having a low threshold voltage, and more electrons stored in the floating gate than the erased state so as to have a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erased state. A fourth memory cell that can assume one of a programmed state and a fourth memory cell connected to a drain of the fourth memory cell and set to the precharge potential in an initial stage of the read cycle. And in the read cycle, at least one of the second and third memory cells draws a drain current from the connected second and third bit lines to lower the precharge potential. For sensing the state of the fourth memory cell using the potentials of the second and third bit lines. The nonvolatile semiconductor memory device, characterized in that it further includes a stage.
【請求項15】 請求項14記載の不揮発性半導体記憶
装置において、 前記連結された第2及び第3のビット線の負荷容量は、
前記第4のビット線の負荷容量の2倍であることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置。
15. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 14, wherein a load capacity of the connected second and third bit lines is:
A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that the load capacity is twice as large as the load capacity of the fourth bit line.
【請求項16】 各々制御ゲートと、フローティングゲ
ートと、ドレインと、ソースとを持ち、かつ、各々低い
しきい値電圧を有するイレーズ状態と、該イレーズ状態
におけるしきい値電圧より高いしきい値電圧を有するよ
うに前記イレーズ状態より多くの電子を前記フローティ
ングゲートに蓄えたプログラム状態とのうちのいずれか
の状態を取り得る第1、第2及び第3のメモリセルと、 前記第1のメモリセルのドレインに接続された第1のビ
ット線と、 前記第2のメモリセルのドレインに接続された第2のビ
ット線と、 前記第3のメモリセルのドレインに接続された第3のビ
ット線とを備えた不揮発性半導体記憶装置におけるリフ
ァレンス電位生成方法であって、 前記第2及び第3のメモリセルのうちの一方は前記イレ
ーズ状態を、他方は前記プログラム状態をそれぞれ有す
るように、前記第2及び第3のメモリセルの各々の状態
を設定するステップと、 あるリードサイクルにおいて前記第2のビット線と前記
第3のビット線とを連結するステップと、 前記リードサイクルの初期段階において前記第1、第2
及び第3のビット線の各々を所定のプリチャージ電位に
設定するステップとを備え、 前記リードサイクルにおいて、前記第2及び第3のメモ
リセルのうちの少なくとも一方が前記連結された第2及
び第3のビット線からドレイン電流を引き込むことによ
り前記プリチャージ電位から下げられた前記第2及び第
3のビット線の電位は、前記第1のメモリセルの状態を
センスする際にリファレンス電位として用いられること
を特徴とするリファレンス電位生成方法。
16. An erase state having a control gate, a floating gate, a drain, and a source, respectively, and each having a low threshold voltage, and a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erase state. A first, a second, and a third memory cell that can take any one of a programmed state in which more electrons are stored in the floating gate than the erased state so as to have: A first bit line connected to the drain of the second memory cell; a second bit line connected to the drain of the second memory cell; and a third bit line connected to the drain of the third memory cell. A method of generating a reference potential in a non-volatile semiconductor memory device, comprising: a first memory cell, a second memory cell, and a second memory cell. Setting the state of each of the second and third memory cells so as to have the program state, respectively, and connecting the second bit line and the third bit line in a certain read cycle. And the first and second steps in an initial stage of the read cycle.
And setting each of the third bit lines to a predetermined precharge potential. In the read cycle, at least one of the second and third memory cells is connected to the second and third memory cells. The potential of the second and third bit lines lowered from the precharge potential by drawing a drain current from the third bit line is used as a reference potential when sensing the state of the first memory cell. A reference potential generating method characterized by the above-mentioned.
【請求項17】 請求項16記載のリファレンス電位生
成方法において、 前記連結された第2及び第3のビット線の負荷容量が前
記第1のビット線の負荷容量の2倍になるように前記第
1〜第3のビット線の各々の負荷容量を設定するステッ
プを更に備えたことを特徴とするリファレンス電位生成
方法。
17. The reference potential generating method according to claim 16, wherein the load capacity of the connected second and third bit lines is twice as large as the load capacity of the first bit line. A method for generating a reference potential, further comprising the step of setting a load capacitance of each of the first to third bit lines.
【請求項18】 各々制御ゲートと、フローティングゲ
ートと、ドレインと、ソースとを持ち、かつ、各々低い
しきい値電圧を有するイレーズ状態と、該イレーズ状態
におけるしきい値電圧より高いしきい値電圧を有するよ
うに前記イレーズ状態より多くの電子を前記フローティ
ングゲートに蓄えたプログラム状態とのうちのいずれか
の状態を取り得る第1、第2及び第3のメモリセルと、 前記第1のメモリセルのドレインに接続された第1のビ
ット線と、 前記第2のメモリセルのドレインに接続された第2のビ
ット線と、 前記第3のメモリセルのドレインに接続された第3のビ
ット線とを備えた不揮発性半導体記憶装置におけるリフ
ァレンス電位生成回路であって、 前記第2及び第3のメモリセルのうちの一方は前記イレ
ーズ状態を、他方は前記プログラム状態をそれぞれ有す
るように、前記第2及び第3のメモリセルの各々の状態
を設定するための手段と、 あるリードサイクルにおいて前記第2のビット線と前記
第3のビット線とを連結するための手段と、 前記リードサイクルの初期段階において前記第1、第2
及び第3のビット線の各々を所定のプリチャージ電位に
設定するための手段とを備え、 前記リードサイクルにおいて、前記第2及び第3のメモ
リセルのうちの少なくとも一方が前記連結された第2及
び第3のビット線からドレイン電流を引き込むことによ
り前記プリチャージ電位から下げられた前記第2及び第
3のビット線の電位は、前記第1のメモリセルの状態を
センスする際にリファレンス電位として用いられること
を特徴とするリファレンス電位生成回路。
18. An erased state having a control gate, a floating gate, a drain, and a source, each having a low threshold voltage, and a threshold voltage higher than the threshold voltage in the erased state. A first, a second, and a third memory cell that can take any one of a programmed state in which more electrons are stored in the floating gate than the erased state so as to have: A first bit line connected to the drain of the second memory cell; a second bit line connected to the drain of the second memory cell; and a third bit line connected to the drain of the third memory cell. A reference potential generation circuit in a nonvolatile semiconductor memory device comprising: one of the second and third memory cells in the erase state; Means for setting the state of each of the second and third memory cells so as to have the program state, respectively; and setting the second bit line and the third bit line in a read cycle. Means for connecting; the first and the second in an early stage of the read cycle.
And a means for setting each of the third bit lines to a predetermined precharge potential. In the read cycle, at least one of the second and third memory cells is connected to the second memory cell. The potential of the second and third bit lines lowered from the precharge potential by drawing a drain current from the third bit line is used as a reference potential when sensing the state of the first memory cell. A reference potential generation circuit, which is used.
【請求項19】 請求項18記載のリファレンス電位生
成回路において、 前記連結された第2及び第3のビット線の負荷容量は、
前記第1のビット線の負荷容量の2倍であることを特徴
とするリファレンス電位生成回路。
19. The reference potential generation circuit according to claim 18, wherein a load capacitance of the connected second and third bit lines is:
A reference potential generation circuit, wherein the reference potential generation circuit is twice as large as the load capacitance of the first bit line.
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