JP2001035175A - Designing method for non-voltage semiconductor memory circuit - Google Patents

Designing method for non-voltage semiconductor memory circuit

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JP2001035175A
JP2001035175A JP20151599A JP20151599A JP2001035175A JP 2001035175 A JP2001035175 A JP 2001035175A JP 20151599 A JP20151599 A JP 20151599A JP 20151599 A JP20151599 A JP 20151599A JP 2001035175 A JP2001035175 A JP 2001035175A
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bit line
voltage
discharge time
memory circuit
precharge voltage
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Japanese (ja)
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Hidekuni Yoshikawa
英邦 吉川
Hiroshi Sato
弘 佐藤
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a designing method capable of preventing the read of wrong data by reducing the apparent shift quantity of a threshold value concerning a non-volatile semiconductor memory circuit provided with a non-volatile memory cell (memory cell) for storing data corresponding to the level of a threshold voltage. SOLUTION: In the case of newly developing the non-volatile memory circuit of large storage capacity in the same circuit form, when the precharge voltage of a bit line in the memory circuit, to which reliability is already confirmed, is defined as Vp1, the parasitic capacitance of the bit line is defined as Cs1, the discharge time of the bit line is defined as Td1, the precharge voltage of a bit line in the memory circuit to be developed is defined as Vp2, the parasitic capacitance of the bit line is defined as Cs2 and the discharge time of the bit line is defined as Td2, the circuit is designed by setting the bit line precharge voltage Vp2, the parasitic capacitance Cs2 of the bit line and the bit line discharge time Td2 so as to keep the relation of (Vp1.Cs1)/Td1=(Vp2.Cs2)/Td2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、しきい値電圧の
高低でデータを記憶する不揮発性記憶素子からなる不揮
発性半導体記憶回路の設計手法さらには記憶素子のしき
い値電圧のシフトを防止するのに有効な技術に関し、例
えば複数の記憶情報を電気的に一括消去可能な不揮発性
記憶装置(以下、単にフラッシュメモリという)に利用
して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for designing a nonvolatile semiconductor memory circuit comprising a nonvolatile memory element for storing data at a high or low threshold voltage, and to prevent a shift of the threshold voltage of the memory element. For example, the present invention relates to a technology that is effective when a plurality of pieces of stored information are used in a nonvolatile storage device (hereinafter, simply referred to as a flash memory) that can be electrically erased collectively.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラッシュメモリは、コントロールゲー
トおよびフローティングゲートを有する不揮発性記憶素
子をメモリセルに使用しており、1個のトランジスタで
メモリセルを構成することができる。かかるフラッシュ
メモリにおいては、消去動作では、ソースおよびウェル
領域を例えば0V(ボルト)にし、コントローゲートを
16Vのような高電圧にしてフローティングゲートに負
電荷を注入してしきい値電圧を高い状態(論理“1”)
にする。書き込み動作では、不揮発性記憶素子のドレイ
ン電圧を例えば4Vにし、コントロールゲートが接続さ
れたワード線を例えば−12Vにすることにより、フロ
ーティングゲートから電荷をドレイン領域へ引き抜い
て、しきい値電圧を低い状態(論理“0”)にする。こ
れにより1つの記憶素子に1ビットのデータを記憶させ
るようにしている。
2. Description of the Related Art A flash memory uses a nonvolatile memory element having a control gate and a floating gate as a memory cell, and the memory cell can be constituted by one transistor. In such a flash memory, in the erasing operation, the source and well regions are set to, for example, 0 V (volt), the control gate is set to a high voltage such as 16 V, and negative charges are injected into the floating gate to increase the threshold voltage ( Logic "1")
To In the write operation, the drain voltage of the nonvolatile memory element is set to, for example, 4 V, and the word line to which the control gate is connected is set to, for example, -12 V, whereby charges are drawn from the floating gate to the drain region, and the threshold voltage is lowered. State (logic "0"). Thus, one bit of data is stored in one storage element.

【0003】フラッシュメモリには、例えば図2に示さ
れているように、列方向に配列され各々ソースおよびド
レインが共通接続された並列形態のn個(例えば128
個)のメモリセル(フローティングゲートを有するMO
SFET)MC1〜MCnからなるメモリ列MCCが行
方向(ワード線WL方向)に複数個配設されてなるメモ
リブロックが複数個集まってメモリアレイが構成されて
いるものがある。
As shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 2, n pieces (for example, 128) of a parallel type are arranged in a column direction and a source and a drain are commonly connected.
Memory cells (MO having a floating gate)
There is a memory array in which a plurality of memory blocks each including a plurality of memory columns MCCs (SFETs) MC1 to MCn arranged in a row direction (direction of a word line WL) are arranged.

【0004】さらに、図2のフラッシュメモリにおいて
は、メモリ列MCCは、n個のメモリセルMC1〜MC
nのドレインおよびソースがそれぞれ共通のローカルビ
ット線LBLおよび共通のローカルソース線LSLに接
続され、ローカルビット線LBLは選択MOSFET
Qs1を介して主ビット線MBLに、またローカルソース
線LSLは選択MOSFET Qs2を介して共通ソース
線CSLに接続可能にされている。このように、メモリ
アレイが複数のブロックに分割され、各ブロックごとに
設けられたローカルビット線LBLが選択MOSFET
Qs1を介して主ビット線MBLに接続される構成と
されることにより、ビット線のプリチャージに要する消
費電力を低減することができる。
Further, in the flash memory of FIG. 2, a memory column MCC has n memory cells MC1 to MC
n are connected to a common local bit line LBL and a common local source line LSL, respectively, and the local bit line LBL is connected to a selection MOSFET.
The main bit line MBL can be connected to the common source line CSL via Qs1, and the local source line LSL can be connected to the common source line CSL via the selection MOSFET Qs2. As described above, the memory array is divided into a plurality of blocks, and the local bit line LBL provided for each block is
By being connected to the main bit line MBL via Qs1, the power consumption required for precharging the bit line can be reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記構成のメモリアレ
イにおけるデータの読出しは、ブロック内の1本のワー
ド線WLを選択レベルにしかつ選択メモリセルが接続さ
れているローカルビット線LBL上の選択MOSFET
Qs1をオンさせてローカルビット線LBLを主ビッ
ト線MBLに接続して、選択メモリセルのしきい値電圧
に応じて変化する主ビット線の電位をセンスアンプ(S
LT)で増幅することで行なっている。なお、上記デー
タ読出し時におけるワード線の電位は、図4(A)に示
すように、論理 “1”に対応するデータを記憶するメ
モリセルと論理 “0”に対応するデータを記憶するメ
モリセルとがほぼ同数である場合に、それぞれのメモリ
セルのしきい値電圧の分布のほぼ中間のレベルVRcと
なるように設定されている。
To read data from the memory array having the above structure, one word line WL in a block is set to a selected level and a selected MOSFET on a local bit line LBL to which a selected memory cell is connected.
By turning on Qs1, the local bit line LBL is connected to the main bit line MBL, and the potential of the main bit line that changes according to the threshold voltage of the selected memory cell is sense amplifier (S
LT). Note that the potential of the word line at the time of data reading is, as shown in FIG. 4A, a memory cell storing data corresponding to logic "1" and a memory cell storing data corresponding to logic "0". Are substantially equal to each other, the voltage VRc is set at a substantially intermediate level VRc in the distribution of the threshold voltage of each memory cell.

【0006】ところが、1本のワード線WLに接続され
ているメモリセルMCのしきい値電圧はほぼ同数になる
と限らず、例えば図4(B)のように論理 “1”に対
応するデータを記憶するメモリセルの方が極端に多い場
合や、図4(C)のように論理 “0”に対応するデー
タを記憶するメモリセルの方が極端に多い場合がある。
そして、論理 “0”に対応するデータを記憶するメモ
リセルの方が極端に多いワード線が選択された場合に
は、共通ソース線CSLに向かって非常に大きな電流が
流れることがある。このように大きな電流が共通ソース
線CSLに流れるとその寄生抵抗によりローカルソース
線LSLの電位が浮き上がり、図4(C)に破線で示す
ように見かけ上のメモリセルのしきい値電圧が高くなっ
てしまう。
However, the threshold voltages of the memory cells MC connected to one word line WL are not always substantially the same, and for example, as shown in FIG. In some cases, the number of memory cells to store is extremely large, and in the case of FIG. 4C, the number of memory cells to store data corresponding to logic “0” is extremely large.
If a word line having an extremely large number of memory cells storing data corresponding to logic “0” is selected, an extremely large current may flow toward the common source line CSL. When such a large current flows through the common source line CSL, the potential of the local source line LSL rises due to its parasitic resistance, and the apparent threshold voltage of the memory cell increases as shown by the broken line in FIG. Would.

【0007】一方、図4(B)のように論理 “1”に
対応するデータを記憶するメモリセルの方が極端に多い
ワード線が選択された場合には、共通ソース線CSLに
流れる電流が非常に少なくなる。これによって、共通ソ
ース線CSLの寄生抵抗による電圧降下が小さくなって
ローカルソース線LSLの電位が沈み、図4(B)に破
線で示すように見かけ上のメモリセルのしきい値電圧が
低くなってしまう(以下、このような現象をしきい値の
シフトと称する)。その結果、しきい値電圧の分布が急
峻でなく論理 “1”に対応するデータを記憶するメモ
リセルの分布と論理 “0”に対応するデータを記憶す
るメモリセルの分布の間隔が狭いと、誤ったデータの読
出しが行なわれるおそれがあるという問題点があること
が明らかになった。しかも、メモリアレイの大容量化に
伴いビット線やソース線の長さが長くなるほど、上記し
きい値のシフト量が大きくなることも分かった。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when a word line having an extremely large number of memory cells storing data corresponding to logic "1" is selected, a current flowing through the common source line CSL is reduced. Very low. As a result, the voltage drop due to the parasitic resistance of the common source line CSL decreases, the potential of the local source line LSL sinks, and the apparent threshold voltage of the memory cell decreases as indicated by the broken line in FIG. (Hereinafter, such a phenomenon is referred to as a threshold shift.) As a result, if the distribution of the memory cells storing the data corresponding to the logic “1” and the distribution of the memory cells storing the data corresponding to the logic “0” are not steep and the interval between the distribution of the memory cells storing the data corresponding to the logic “0” is narrow, It has been clarified that there is a problem that erroneous data may be read. In addition, it has been found that the shift amount of the threshold value increases as the length of the bit line or the source line increases as the capacity of the memory array increases.

【0008】この発明の目的は、フローティングゲート
を有ししきい値電圧の高低によりデータを記憶する不揮
発性記憶素子(メモリセル)を含む不揮発性半導体記憶
回路において、記憶素子の見かけ上のしきい値のシフト
量を小さくして誤まったデータの読み出しを防止できる
設計方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory circuit including a nonvolatile memory element (memory cell) having a floating gate and storing data depending on the level of a threshold voltage. An object of the present invention is to provide a design method capable of preventing reading of erroneous data by reducing a value shift amount.

【0009】この発明の前記ならびにほかの目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【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を概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

【0011】本発明者らは、しきい値電圧の高低でデー
タを記憶する不揮発性記憶素子からなるメモリアレイの
同一行における論理 “1”に対応するデータを記憶す
るメモリセルと論理 “0”に対応するデータを記憶す
るメモリセルのアンバランスによるメモリセルの見かけ
上のしきい値のシフト現象について調べた結果、メモリ
セルの見かけ上のしきい値のシフト量をΔVth、ビット
線のプリチャージ電圧をVp、ビット線の寄生容量をC
s、ビット線のディスチャージに要する時間をTdとす
ると、ほぼΔVth∝(Vp・Cs)/Tdなる関係があ
ることを見出した。
The present inventors have developed a memory cell storing data corresponding to logic "1" and a logic "0" in the same row of a memory array comprising nonvolatile storage elements for storing data at high and low threshold voltages. As a result of examining the apparent threshold voltage shift phenomenon of the memory cell due to the imbalance of the memory cell storing the data corresponding to the data, the apparent threshold shift amount of the memory cell was ΔVth, and the bit line precharge was performed. The voltage is Vp and the parasitic capacitance of the bit line is C
s, and the time required to discharge the bit line is Td, it has been found that there is a relationship of approximately ΔVth∝ (Vp · Cs) / Td.

【0012】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、既に信頼性が確認されている記憶回路と同一回路
形式で記憶容量の大きな不揮発性半導体記憶回路を開発
する場合に、既に信頼性が確認されている記憶回路のビ
ット線のプリチャージ電圧をVp1、ビット線の寄生容
量をCs1、ビット線のディスチャージ時間をTd1と
し、これから開発しようとする記憶回路のビット線のプ
リチャージ電圧をVp2、ビット線の寄生容量をCs
2、ビット線のディスチャージ時間をTd2としたとき
に、(Vp1・Cs1)/Td1=(Vp2・Cs2)
/Td2の関係が保たれるように、ビット線プリチャー
ジ電圧Vp2、ビット線の寄生容量Cs2、ビット線デ
ィスチャージ時間Td2を設定した回路設計を行なうよ
うにしたものである。
The present invention has been made on the basis of the above-described knowledge, and when developing a nonvolatile semiconductor memory circuit having a large storage capacity in the same circuit format as a memory circuit whose reliability has already been confirmed, the reliability has been improved. , The bit line precharge voltage is Vp1, the bit line parasitic capacitance is Cs1, the bit line discharge time is Td1, and the bit line precharge voltage of the storage circuit to be developed is Vp2. , The parasitic capacitance of the bit line is Cs
2. When the discharge time of the bit line is Td2, (Vp1 · Cs1) / Td1 = (Vp2 · Cs2)
The circuit is designed such that the bit line precharge voltage Vp2, the bit line parasitic capacitance Cs2, and the bit line discharge time Td2 are set so that the relationship of / Td2 is maintained.

【0013】具体的には、ビット線の寄生容量Cs2は
メモリアレイの大容量化によって従来回路のビット線の
寄生容量Cs1よりも大きくなるので、ビット線のディ
スチャージ時間Td2を長くするかビット線プリチャー
ジ電圧Vp2を下げるような設計を行なう。ここで、ビ
ット線のディスチャージ時間Td2を長くする方法とし
ては、例えばリファランス側の電圧(Vp/2)を切る
タイミングを遅くしたりあるいはリファランス側のプリ
チャージ電圧を下げる(Vp/2以下にする)などの方
法がある。ビット線プリチャージ電圧Vp2をその下限
値まで下げても(Vp1・Cs1)/Td1=(Vp2
・Cs2)/Td2の関係が保てないときには、ビット
線プリチャージ電圧Vp2を下げかつビット線のディス
チャージ時間Td2を長くするように設計する。
More specifically, the parasitic capacitance Cs2 of the bit line becomes larger than the parasitic capacitance Cs1 of the bit line of the conventional circuit due to the increase in the capacity of the memory array. A design is made to lower the charge voltage Vp2. Here, as a method of extending the discharge time Td2 of the bit line, for example, the timing at which the reference-side voltage (Vp / 2) is cut off is delayed, or the reference-side precharge voltage is reduced (to Vp / 2 or less). And so on. Even if the bit line precharge voltage Vp2 is lowered to its lower limit, (Vp1 · Cs1) / Td1 = (Vp2
When the relationship of Cs2) / Td2 cannot be maintained, the design is made so that the bit line precharge voltage Vp2 is lowered and the bit line discharge time Td2 is lengthened.

【0014】なお、記憶素子のしきい値のシフト量を抑
える方法としては、上記のようにビット線プリチャージ
電圧Vp2を下げる方法とビット線のディスチャージ時
間Td2を長くする方法の他に、ビット線の寄生容量C
s2を小さくするすなわちメモリアレイのブロック数
(分割数)を多くする方法も考えられる。ただし、ブロ
ック数を増やすとその分選択MOSFETの数が増えて
メモリアレイの占有面積が大きくなるので、チップサイ
ズを小さくしてコストアップを抑えるには、上記のよう
にビット線プリチャージ電圧Vp2を下げるかビット線
のディスチャージ時間Td2が長くなるような設計を行
なうのが望ましい。
As a method of suppressing the shift amount of the threshold value of the storage element, besides the method of decreasing the bit line precharge voltage Vp2 and the method of increasing the discharge time Td2 of the bit line, Parasitic capacitance C
A method of reducing s2, that is, increasing the number of blocks (the number of divisions) of the memory array may be considered. However, if the number of blocks is increased, the number of selected MOSFETs is increased and the area occupied by the memory array is increased. Therefore, in order to reduce the chip size and suppress the cost increase, the bit line precharge voltage Vp2 must be increased as described above. It is desirable to design such that the discharge time Td2 of the bit line becomes longer or the discharge time Td2 becomes longer.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明をフラッシュメモリ
に適用した場合の実施例を図面を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a flash memory will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1には、本発明を適用したフラッシュメ
モリの一実施例が示されている。特に制限されないが、
図1に示されている各回路ブロックは、単結晶シリコン
のような1個の半導体チップ上に形成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied. Although not particularly limited,
Each circuit block shown in FIG. 1 is formed on one semiconductor chip such as single crystal silicon.

【0017】図1において、11はフローティングゲー
トを有するMOSFETからなる不揮発性記憶素子とし
てのメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリア
レイ、12はメモリアレイ11から読み出された1セク
タ分のデータを保持したり外部から入力された書込みデ
ータを保持するデータレジスタ、13は上記メモリアレ
イ11とデータレジスタ12との間に設けられた書込み
の際のデータ変換を行なう書込み回路である。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a memory array in which memory cells as nonvolatile storage elements each composed of a MOSFET having a floating gate are arranged in a matrix, and 12 denotes data of one sector read from the memory array 11. A data register 13 for holding or holding write data input from the outside is a write circuit provided between the memory array 11 and the data register 12 for performing data conversion at the time of writing.

【0018】また、14は外部から入力されたアドレス
信号を保持するアドレスレジスタ、15はメモリアレイ
11内のワード線の中から上記アドレスレジスタ14に
取り込まれたアドレスに対応した1本のワード線を選択
するXデコーダ、16は外部からの書込みデータを上記
データレジスタ12に順次転送したりデータレジスタ1
2に読み出されたデータを外部へ出力するためのYアド
レス信号(ビット線選択信号)を生成するYアドレスカ
ウンタである。上記Yアドレスカウンタ16は、1セク
タの先頭アドレスから最終アドレスまでを順次更新し出
力する機能を有する。17は生成されたYアドレスをデ
コードして1セクタ内の1つのデータを選択するYデコ
ーダ、18はデータレジスタ12に読み出されたデータ
を増幅して外部へ出力するメインアンプである。
Reference numeral 14 denotes an address register for holding an externally input address signal. Reference numeral 15 denotes one of word lines in the memory array 11 corresponding to an address taken into the address register 14. The selected X decoder 16 sequentially transfers write data from the outside to the data register 12 or the data register 1.
2 is a Y address counter for generating a Y address signal (bit line selection signal) for outputting the data read out to the outside. The Y address counter 16 has a function of sequentially updating and outputting from the start address to the end address of one sector. Reference numeral 17 denotes a Y decoder that decodes the generated Y address and selects one data in one sector, and 18 denotes a main amplifier that amplifies the data read to the data register 12 and outputs the amplified data to the outside.

【0019】この実施例のフラッシュメモリは、特に制
限されないが、外部のCPU等から与えられるコマンド
を保持しそれをデコードするコマンドレジスタ&デコー
ダ21と、該コマンドレジスタ&デコーダ21のデコー
ド結果に基づいて当該コマンドに対応した処理を実行す
べくメモリ内部の各回路に対する制御信号を順次形成し
て出力する制御回路(シーケンサ)22とを備えてお
り、コマンドが与えられるとそれを解読して自動的に対
応する処理を開始するように構成されている。
Although not particularly limited, the flash memory of this embodiment holds a command given from an external CPU or the like and decodes it based on a command register & decoder 21 and a decoding result of the command register & decoder 21. A control circuit (sequencer) 22 for sequentially forming and outputting control signals for each circuit in the memory in order to execute a process corresponding to the command, and when a command is given, decodes it and automatically It is configured to start a corresponding process.

【0020】上記制御回路22は、例えばマイクロプロ
グラム方式のCPUの制御部と同様に、コマンド(命
令)を実行するのに必要な一連のマイクロ命令群が格納
されたROM(リードオンリメモリ)からなり、コマン
ドレジスタ&デコーダ21がコマンドに対応したマイク
ロ命令群の先頭アドレスを生成して制御回路22に与え
ることによりマイクロプログラムが起動されるように構
成することができる。
The control circuit 22 is, for example, a ROM (read only memory) storing a series of microinstructions necessary for executing a command (instruction), similarly to a control unit of a microprogram type CPU. , The command register & decoder 21 generates a head address of a microinstruction group corresponding to the command and supplies the head address to the control circuit 22 so that the microprogram is started.

【0021】さらに、この実施例のフラッシュメモリに
は、上記各回路の他、アドレス信号やデータ信号の入出
力を行なうI/Oバッファ回路23、外部のCPU等か
ら供給される制御信号が入力される制御信号入力バッフ
ァ回路24、外部から供給される電源電圧Vccに基づい
て書込み電圧、消去電圧、読出し電圧、ベリファイ電圧
等チップ内部で必要とされる電圧を生成する電源回路2
5、メモリの動作状態に応じてこれらの電圧の中から所
望の電圧を選択してメモリアレイ11やXデコーダ15
に供給する電源切替回路26等が設けられている。
Further, in addition to the above circuits, an I / O buffer circuit 23 for inputting / outputting an address signal and a data signal, and a control signal supplied from an external CPU or the like are input to the flash memory of this embodiment. A control signal input buffer circuit 24 for generating a voltage required inside the chip such as a write voltage, an erase voltage, a read voltage and a verify voltage based on a power supply voltage Vcc supplied from the outside.
5. A desired voltage is selected from these voltages according to the operation state of the memory, and the memory array 11 and the X decoder 15 are selected.
And a power supply switching circuit 26 for supplying power to the power supply.

【0022】特に制限されないが、この実施例のフラッ
シュメモリは、アドレス信号と書込みデータ信号および
コマンド入力とで外部端子(ピン)I/Oを共用してい
る。そのため、上記I/Oバッファ回路23は、上記制
御信号入力バッファ回路24からの制御信号に従ってこ
れらの入力信号を区別して取り込み所定の内部回路に供
給するように構成されている。
Although not particularly limited, the flash memory of this embodiment shares an external terminal (pin) I / O for an address signal, a write data signal, and a command input. Therefore, the I / O buffer circuit 23 is configured to discriminate and input these input signals in accordance with the control signal from the control signal input buffer circuit 24 and supply them to a predetermined internal circuit.

【0023】外部のCPU等からこの実施例のフラッシ
ュメモリに入力される制御信号としては、例えばリセッ
ト信号RESやチップ選択信号CE、書込み制御信号W
E、出力制御信号OE、コマンドもしくはデータ入力か
アドレス入力かを示すためのコマンドイネーブル信号C
DE、システムクロックSC等がある。
Control signals input from an external CPU or the like to the flash memory of this embodiment include, for example, a reset signal RES, a chip select signal CE, and a write control signal W.
E, an output control signal OE, a command enable signal C for indicating a command or data input or an address input
DE, system clock SC, and the like.

【0024】なお、上記実施例のフラッシュメモリを制
御する外部の装置としては、アドレス生成機能とコマン
ド生成機能を備えていればよいので、汎用マイクロコン
ピュータLSIを用いることができる。
As an external device for controlling the flash memory of the above embodiment, a general-purpose microcomputer LSI can be used as long as it has an address generation function and a command generation function.

【0025】図2にはメモリアレイ11の具体例を示
す。この実施例のメモリアレイ11は2つのマットで構
成されており、図2にはそのうち片方のメモリマットの
具体例が示されている。同図に示すように、各メモリマ
ットは、列方向に配列され各々ソースおよびドレインが
共通接続された並列形態のn個(例えば128個)のメ
モリセル(フローティングゲートを有するMOSFE
T)MC1〜MCnからなるメモリ列MCCが行方向
(ワード線WL方向)および列方向(ビット線MBL方
向)にそれぞれ複数個配設されている。
FIG. 2 shows a specific example of the memory array 11. The memory array 11 of this embodiment is composed of two mats, and FIG. 2 shows a specific example of one of the memory mats. As shown in the figure, each memory mat has n (for example, 128) memory cells (a MOSFE having a floating gate) arranged in a column direction and having a source and a drain connected in common in a parallel form.
T) A plurality of memory columns MCC including MC1 to MCn are arranged in a row direction (word line WL direction) and a column direction (bit line MBL direction).

【0026】各メモリ列MCCは、n個のメモリセルM
C1〜MCnのドレインおよびソースがそれぞれ共通の
ローカルビット線LBLおよび共通のローカルソース線
LSLに接続され、ローカルビット線LBLは選択MO
SFET Qs1を介して主ビット線MBLに、またロー
カルソース線LSLは選択MOSFET Qs2を介して
共通ソース線CSLに接続可能にされている。メモリア
レイが複数のブロックに分割され、各ブロックごとに設
けられたローカルビット線LBLが選択MOSFET
Qs1を介して主ビット線MBLに接続される構成にさ
れることにより、ビット線のプリチャージに要する消費
電力を低減することができる。
Each memory column MCC has n memory cells M
The drains and sources of C1 to MCn are connected to a common local bit line LBL and a common local source line LSL, respectively.
The main bit line MBL can be connected to the common source line CSL via the SFET Qs1 and the local source line LSL via the selection MOSFET Qs2. The memory array is divided into a plurality of blocks, and a local bit line LBL provided for each block is connected to a selection MOSFET.
By being connected to the main bit line MBL via Qs1, the power consumption required for precharging the bit line can be reduced.

【0027】ローカルビット線LBLおよびローカルソ
ース線LSLを共通にする上記複数のメモリ列MCCの
うちワード線方向に配設されているもの(これを1ブロ
ックと称する)は半導体基板上の同一のウェル領域WE
LL内に形成され、データ消去時にはそのウェル領域W
ELLおよびローカルソース線LSLに0Vのような電
位を与え、ウェル領域を共通にするワード線に16.5
Vのような電圧を印加することで、ブロック単位で一括
消去が可能にされている。
Of the plurality of memory columns MCC sharing the local bit line LBL and the local source line LSL, those arranged in the word line direction (referred to as one block) have the same well on the semiconductor substrate. Area WE
LL, and when erasing data, the well region W
A potential such as 0 V is applied to the ELL and the local source line LSL, and 16.5 is applied to the word line sharing the well region.
By applying a voltage such as V, batch erasing can be performed in block units.

【0028】なお、データ消去時には選択MOSFET
Qs2がオン状態にされて、各メモリセルのソースに0
Vの電位が印加されるように構成されている。このと
き、選択MOSFET Qs1はオフとされ、ドレインは
コントロールゲートに16.5Vの高電圧が印加される
ことでオン状態にされたメモリセルのチャンネルを通し
てソース側の電圧が伝えられることで0Vのような電位
にされる。
When erasing data, select MOSFET
Qs2 is turned on, and 0 is applied to the source of each memory cell.
It is configured such that a potential of V is applied. At this time, the selection MOSFET Qs1 is turned off, and the drain is applied with a high voltage of 16.5 V to the control gate, so that the voltage on the source side is transmitted through the channel of the memory cell that is turned on, so that the voltage is set to 0 V. Potential.

【0029】一方、データ書込み時には、選択されるメ
モリセルが接続されたワード線に−12.6Vのような
負電圧が印加されるとともに、選択されるメモリセルに
対応した主ビット線MBLが4Vのような電位にされか
つ選択メモリセルが接続されたローカルビット線LBL
上の選択MOSFET Qs1がオン状態にされ、ドレイ
ンに4Vが印加される。ただし、このときローカルソー
ス線LSL上の選択MOSFET Qs2はオフ状態とさ
れている。
On the other hand, at the time of data writing, a negative voltage such as -12.6 V is applied to the word line connected to the selected memory cell, and the main bit line MBL corresponding to the selected memory cell is set at 4 V. Bit line LBL connected to the selected memory cell and set to the potential
The upper selection MOSFET Qs1 is turned on, and 4 V is applied to the drain. However, at this time, the selection MOSFET Qs2 on the local source line LSL is off.

【0030】また、データ読出し時には、選択されるメ
モリセルが接続されたワード線に読出し電圧VRc(例
えば2.5V)のような電圧が印加されるとともに、選
択されるメモリセルに対応した主ビット線MBLが1V
のような電位にプリチャージされかつ選択メモリセルが
接続されたローカルビット線LBL上の選択MOSFE
T Qs1がオン状態にされる。そして、このときローカ
ルソース線LSL上の選択MOSFET Qs2はオン状
態とされ、接地電位(0V)が印加される。
At the time of data reading, a voltage such as a read voltage VRc (for example, 2.5 V) is applied to the word line connected to the selected memory cell, and the main bit corresponding to the selected memory cell is read. Line MBL is 1V
Select MOSFE on the local bit line LBL which is precharged to a potential as described above and to which the selected memory cell is connected.
T Qs1 is turned on. Then, at this time, the selection MOSFET Qs2 on the local source line LSL is turned on, and the ground potential (0 V) is applied.

【0031】図3には、上記メモリアレイにおけるデー
タ読出し時のタイミングが示されている。
FIG. 3 shows the timing of reading data from the memory array.

【0032】読出し制御シーケンスが開始されると、ま
ず選択ワード線WLが2.5Vのような読出しレベルに
立ち上げられるとともに、制御信号SiDがハイレベル
変化されて選択ワード線のあるブロック内の選択MOS
FET Qs1がオンされる(タイミングt1)。次
に、制御信号RPCLがハイレベルにされることによっ
てプリチャージMOSFET Qp1がオン状態にされ
て、主ビット線MBLおよびオンされたQs1に接続さ
れているローカルビット線LBLが1Vのようなプリチ
ャージ電圧Vpにプリチャージされる(タイミングt
2)。
When the read control sequence is started, first, the selected word line WL is raised to a read level such as 2.5 V, and the control signal SiD is changed to a high level to select a block in the block having the selected word line. MOS
The FET Qs1 is turned on (timing t1). Next, the precharge MOSFET Qp1 is turned on by setting the control signal RPCL to the high level, and the main bit line MBL and the local bit line LBL connected to the turned on Qs1 are precharged at 1V. Precharged to voltage Vp (at timing t
2).

【0033】続いて、選択マットと反対側すなわちリフ
ァランス側のマットのプリチャージ制御信号RPCRが
ハイレベルにされることによってプリチャージMOSF
ETQp2がオン状態にされて主ビット線MBLがプリ
チャージされる(タイミングt3)。このときリファラ
ンス側のマットのプリチャージ電圧は選択側マットのプ
リチャージ電圧Vp(=1V)の半分のVp/2(=
0.5V)にされている。その後、プリチャージ制御信
号RPCL,RPCRがロウレベルに変化されることに
よってプリチャージMOSFET Qp1,Qp2がオ
フ状態にされる(タイミングt4)。
Subsequently, the precharge control signal RPCR of the mat opposite to the selected mat, that is, the mat on the reference side is set to a high level, so that the precharge MOSF
ETQp2 is turned on, and main bit line MBL is precharged (timing t3). At this time, the precharge voltage of the reference side mat is Vp / 2 (= half of the precharge voltage Vp (= 1 V) of the selected side mat.
0.5V). Thereafter, the precharge control signals RPCL and RPCR are changed to low level, so that the precharge MOSFETs Qp1 and Qp2 are turned off (timing t4).

【0034】それから、制御信号SiSがハイレベル変
化されて共通ソース側の選択MOSFET Qs2がオ
ンされる(タイミングt5)。すると、そのとき選択さ
れているメモリセルのしきい値電圧に応じてしきい値電
圧の低いメモリセルではビット線から共通ソース線に向
かって電流が流れて主ビット線MBLの電位が接地点
(0V)まで下がり、しきい値電圧が高い選択メモリセ
ルでは電流が流れないためビット線の電位は下がらず1
Vのままとされる。このビット線の電位と反対側のマッ
トのビット線の電位(0.5V)とがセンスラッチ回路
SLTで増幅され、読出しデータがセンスラッチSLT
に保持される。センスラッチSLTに保持されているデ
ータは、その後主ビット線MBLに接続されている図示
しないカラムスイッチがオンされることにより出力回路
へ伝達され、外部へ出力される。
Then, the control signal SiS is changed to the high level, and the common source side selection MOSFET Qs2 is turned on (timing t5). Then, in a memory cell having a low threshold voltage according to the threshold voltage of the memory cell selected at that time, a current flows from the bit line to the common source line, and the potential of the main bit line MBL is set to the ground point ( 0V), and no current flows in the selected memory cell having a high threshold voltage, so that the potential of the bit line does not decrease and is 1
V. The potential of the bit line and the potential of the bit line of the mat on the opposite side (0.5 V) are amplified by sense latch circuit SLT, and the read data is read by sense latch SLT
Is held. The data held in the sense latch SLT is thereafter transmitted to an output circuit when a column switch (not shown) connected to the main bit line MBL is turned on, and is output to the outside.

【0035】次に、上記のような構成を有するフラッシ
ュメモリにおいて、同一回路形式のまま記憶容量の大き
な不揮発性半導体記憶回路を開発する場合の設計方法に
ついて説明する。
Next, a description will be given of a design method for developing a nonvolatile semiconductor memory circuit having a large storage capacity while maintaining the same circuit format in the flash memory having the above configuration.

【0036】前述したように、同一行における論理
“1”に対応するデータを記憶するメモリセルと論理
“0”に対応するデータを記憶するメモリセルのアンバ
ランスによるメモリセルの見かけ上のしきい値電圧がシ
フトし、そのメモリセルの見かけ上のしきい値のシフト
量をΔVth、ビット線のプリチャージ電圧をVp、ビッ
ト線の寄生容量をCs、ビット線のディスチャージに要
する時間をTdとすると、ほぼΔVth∝(Vp・Cs)
/Tdなる関係がある。そのため、単純に1本のローカ
ルビット線LBLに接続されるメモリセルの数を増やす
と、ビット線の寄生容量Csが大きくなるため上記関係
式より、しきい値のシフト量ΔVthが大きくなってしま
うことが分かる。
As described above, the logic in the same row
Memory cell and logic for storing data corresponding to "1"
The apparent threshold voltage of the memory cell shifts due to imbalance of the memory cell storing the data corresponding to "0", the apparent threshold shift amount of the memory cell is ΔVth, and the bit line pre- Assuming that the charge voltage is Vp, the parasitic capacitance of the bit line is Cs, and the time required for discharging the bit line is Td, approximately ΔVthp (Vp · Cs)
/ Td. Therefore, if simply increasing the number of memory cells connected to one local bit line LBL, the parasitic capacitance Cs of the bit line increases, and the threshold shift amount ΔVth increases from the above relational expression. You can see that.

【0037】一方、しきい値のシフト量ΔVthとビット
線のディスチャージ時間Tdとの間には、図5に示すよ
うな相関がある。つまり、ディスチャージ時間Tdを長
くするほどしきい値のシフト量ΔVthを小さくすること
ができる。さらに、上記しきい値のシフト量ΔVthとビ
ット線のディスチャージ時間Tdとの相関はビット線の
プリチャージ電圧Vpの大きさによって変わることが分
かった。
On the other hand, there is a correlation between the threshold shift amount ΔVth and the bit line discharge time Td as shown in FIG. That is, the longer the discharge time Td, the smaller the threshold shift amount ΔVth can be. Further, it has been found that the correlation between the shift amount ΔVth of the threshold value and the bit line discharge time Td changes depending on the magnitude of the bit line precharge voltage Vp.

【0038】図6にビット線のプリチャージ電圧Vpを
変えたときのしきい値のシフト量ΔVthとビット線のデ
ィスチャージ時間Tdとの相関曲線を示す。図6におい
て、最も上の曲線Aはプリチャージ電圧Vpが高い時の
相関、最も下の曲線Cはプリチャージ電圧Vpが低い時
の相関、中間の曲線Bはプリチャージ電圧Vpが中間の
時の相関を表わしている。なお、プリチャージ電圧Vp
を変えるときはそれに応じて反対側すなわちリファラン
ス側のビット線のプリチャージ電圧も変えるようにして
おり、例えばVp/2のような値とされる。
FIG. 6 shows a correlation curve between the threshold shift amount ΔVth and the bit line discharge time Td when the precharge voltage Vp of the bit line is changed. In FIG. 6, the uppermost curve A shows the correlation when the precharge voltage Vp is high, the lowermost curve C shows the correlation when the precharge voltage Vp is low, and the middle curve B shows the correlation when the precharge voltage Vp is intermediate. The correlation is shown. Note that the precharge voltage Vp
Is changed accordingly, the precharge voltage of the bit line on the opposite side, that is, the reference side is also changed, and is set to a value such as Vp / 2.

【0039】そこで、本実施例で、既に信頼性が確認さ
れている図2のような構成を有するメモリアレイにおけ
るビット線のプリチャージ電圧をVp1、ビット線の寄
生容量をCs1、ビット線のディスチャージ時間をTd
1とし、これから開発しようとする記憶回路のビット線
のプリチャージ電圧をVp2、ビット線の寄生容量をC
s2、ビット線のディスチャージ時間をTd2としたと
きに、(Vp1・Cs1)/Td1=(Vp2・Cs
2)/Td2の関係が保たれるように、ビット線プリチ
ャージ電圧Vp2、ビット線の寄生容量Cs2、ビット
線ディスチャージ時間Td2を設定した回路設計を行な
うようにした。
In this embodiment, the precharge voltage of the bit line is Vp1, the parasitic capacitance of the bit line is Cs1, the discharge of the bit line is Cs1, and the bit line is discharged in the memory array having the configuration as shown in FIG. Time Td
1, the precharge voltage of the bit line of the storage circuit to be developed is Vp2, and the parasitic capacitance of the bit line is Cp.
s2, and when the discharge time of the bit line is Td2, (Vp1 · Cs1) / Td1 = (Vp2 · Cs)
2) The circuit is designed such that the bit line precharge voltage Vp2, the bit line parasitic capacitance Cs2, and the bit line discharge time Td2 are set so that the relationship of / Td2 is maintained.

【0040】具体的には、ビット線の寄生容量Cs2は
メモリアレイの大容量化によって従来回路のビット線の
寄生容量Cs1よりも大きくなるので、ビット線のディ
スチャージ時間Td2を長くするかビット線プリチャー
ジ電圧Vp2を下げて、目標とするしきい値シフト量と
するような設計を行なう。さらに、ビット線のディスチ
ャージ時間Td2を許容限度まで長くしても目標とする
しきい値シフト量が得られないときはビット線プリチャ
ージ電圧Vp2を下げて、目標とするしきい値シフト量
とするような設計を行なう。
More specifically, since the parasitic capacitance Cs2 of the bit line becomes larger than the parasitic capacitance Cs1 of the bit line of the conventional circuit due to the increase in the capacity of the memory array, the discharge time Td2 of the bit line is increased or the bit line pre-charge time is reduced. A design is performed such that the charge voltage Vp2 is reduced to a target threshold shift amount. Further, when the target threshold shift amount cannot be obtained even if the discharge time Td2 of the bit line is extended to the allowable limit, the bit line precharge voltage Vp2 is lowered to the target threshold shift amount. Perform such a design.

【0041】すなわち、ビット線のディスチャージ時間
Td2はそれを長くしすぎると書込み時間が長くなって
設計仕様を満たさなくなるので自ずと許容限度がある。
そこで、図7に示すように、先ずビット線のディスチャ
ージ時間を許容限度Tdcまで長くし、それによっても
目標とするしきい値シフト量の合わせ込み範囲(図7の
ハッチング領域)まで達しないときには、図8に示すよ
うに、ビット線プリチャージ電圧Vp2を下げることで
しきい値のシフト量を合わせ込み範囲まで下げるように
設計する。
That is, if the discharge time Td2 of the bit line is too long, the write time becomes longer and the design specification is not satisfied, so that there is an allowable limit naturally.
Therefore, as shown in FIG. 7, first, the discharge time of the bit line is increased to the allowable limit Tdc, and when the discharge time does not reach the target threshold shift amount adjustment range (the hatched area in FIG. 7), As shown in FIG. 8, a design is made such that the amount of shift of the threshold value is reduced to the matching range by lowering the bit line precharge voltage Vp2.

【0042】なお、上記のように先ずビット線のディス
チャージ時間Td2を許容限度まで長くしても目標とす
るしきい値シフト量が得られないときはビット線プリチ
ャージ電圧Vp2を下げるようにする代わりに、先ずビ
ット線プリチャージ電圧Vp2をその下限値まで下げ、
それでも(Vp1・Cs1)/Td1=(Vp2・Cs
2)/Td2の関係が保てないときには、ビット線プリ
チャージ電圧Vp2を下げかつビット線のディスチャー
ジ時間Td2を長くするように設計してもよい。
As described above, if the target threshold shift amount cannot be obtained even if the discharge time Td2 of the bit line is first extended to the allowable limit, instead of lowering the bit line precharge voltage Vp2. First, the bit line precharge voltage Vp2 is lowered to its lower limit,
Still (Vp1 · Cs1) / Td1 = (Vp2 · Cs)
2) When the relationship of / Td2 cannot be maintained, the design may be made so that the bit line precharge voltage Vp2 is lowered and the bit line discharge time Td2 is lengthened.

【0043】ここで、ビット線のプリチャージ電圧Vp
2を調整する方法としては、例えばプリチャージ電圧を
抵抗分割回路で発生している場合には抵抗比を変えてや
る方法がある。また、ビット線のディスチャージ時間T
d2を長くする方法としては、例えばリファランス側の
プリチャージ用MOSFET(図2のQpc2)のゲー
ト制御信号RPCRを立ち下げてリファランス電圧(V
p/2)を切るタイミングを遅くするあるいはリファラ
ンス側のプリチャージ電圧を下げる(Vp/2以下にす
る)などの方法が考えられる。
Here, the bit line precharge voltage Vp
As a method of adjusting 2, for example, there is a method of changing a resistance ratio when a precharge voltage is generated by a resistance dividing circuit. Also, the bit line discharge time T
As a method of increasing the length d2, for example, the gate control signal RPCR of the precharge MOSFET (Qpc2 in FIG. 2) on the reference side falls and the reference voltage (V
A method of delaying the timing of cutting p / 2) or lowering the precharge voltage on the reference side (to Vp / 2 or less) can be considered.

【0044】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
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。例えば、上
記実施例では、データ“1”が記憶素子の高いしきい値
電圧に対応され書込みによって記憶素子のしきい値電圧
を低くする形式のフラッシュメモリに適用した場合につ
いて説明したが、この発明はそれに限定されず、データ
“0”が記憶素子の高いしきい値電圧に対応されている
ものや書込みによって記憶素子のしきい値電圧を高くす
る形式のフラッシュメモリを開発する場合にも適用する
ことができる。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, in the above embodiment, a case has been described in which the present invention is applied to a flash memory in which data "1" corresponds to a high threshold voltage of a storage element and the threshold voltage of the storage element is lowered by writing. The present invention is not limited thereto, and is also applicable to a case where data "0" corresponds to a high threshold voltage of a storage element or a flash memory of a type in which the threshold voltage of a storage element is increased by writing. be able to.

【0045】さらに、本発明はメモリセルのしきい値電
圧を図9に示すように、4段階のしきい値電圧に変化さ
せて1つのメモリセルに4値すなわち2ビットのデータ
を記憶させる場合にも適用することができる。VR1,
VR2,VR3は読出し時のワード線レベルである。こ
のような多値のフラッシュメモリにおいては、しきい値
の分布の山の間隔が2値の場合に比べて狭くなり、共通
ソース線に向かって流れる電流の大小によるしきい値の
シフト量が大きくなるとデータの誤読出しが生じやすい
ので本発明を適用してしきい値のシフト量を抑えてやる
のが有効である。
Further, in the present invention, when the threshold voltage of a memory cell is changed to four levels of threshold voltages as shown in FIG. 9, four-valued data, ie, 2-bit data, is stored in one memory cell. Can also be applied. VR1,
VR2 and VR3 are word line levels at the time of reading. In such a multi-level flash memory, the interval between the peaks of the threshold distribution is narrower than in the case of binary, and the shift amount of the threshold due to the magnitude of the current flowing toward the common source line is large. If so, erroneous reading of data is likely to occur, so it is effective to apply the present invention to suppress the shift amount of the threshold.

【0046】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一括消
去型フラッシュメモリに適用した場合について説明した
が、この発明はそれに限定されるものでなく、コントロ
ールゲートおよびフローティングゲートを備えた記憶素
子を有する不揮発性記憶回路の設計一般に広く利用する
ことができる。
In the above description, mainly the case where the invention made by the present inventor is applied to a batch erase type flash memory which is a field of application as the background has been described. However, the present invention is not limited to this. The design of a non-volatile memory circuit having a storage element having a control gate and a floating gate can be widely used in general.

【0047】[0047]

【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
のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0048】すなわち、この発明は、フローティングゲ
ートを有ししきい値電圧の高低によりデータを記憶する
不揮発性記憶素子(メモリセル)を含む不揮発性半導体
記憶回路において、記憶素子の見かけ上のしきい値のシ
フト量を小さくして誤ったデータの読み出しを防止する
ことができる。
That is, according to the present invention, in a nonvolatile semiconductor memory circuit including a nonvolatile memory element (memory cell) having a floating gate and storing data depending on the level of a threshold voltage, an apparent threshold of the memory element is provided. It is possible to prevent reading of erroneous data by reducing the amount of value shift.

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

【図1】本発明を適用したフラッシュメモリの一実施例
の概略を示す全体ブロック図である。
FIG. 1 is an overall block diagram schematically showing an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用したフラッシュメモリのメモリア
レイの構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a memory array of a flash memory to which the present invention is applied.

【図3】実施例のメモリアレイにおけるデータ読出し時
の各種信号のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 3 is a timing chart showing timings of various signals at the time of reading data in the memory array of the embodiment.

【図4】フラッシュメモリにおける共通ソース線へ流れ
る電流の大きさによるメモリセルの見かけ上のしきい値
のシフトの様子を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing how an apparent threshold value of a memory cell shifts according to the magnitude of a current flowing to a common source line in a flash memory.

【図5】フラッシュメモリにおけるメモリセルのしきい
値のシフト量とビット線のディスチャージ時間との関係
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a shift amount of a threshold value of a memory cell and a discharge time of a bit line in a flash memory.

【図6】フラッシュメモリにおいてビット線プリチャー
ジ電圧を変えたときのメモリセルのしきい値のシフト量
とビット線のディスチャージ時間との関係を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a shift amount of a threshold value of a memory cell and a bit line discharge time when a bit line precharge voltage is changed in a flash memory.

【図7】フラッシュメモリにおいてビット線ディスチャ
ージ時間を長くしたときのメモリセルのしきい値のシフ
ト量の変化の様子を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing how a shift amount of a threshold value of a memory cell changes when a bit line discharge time is lengthened in a flash memory.

【図8】フラッシュメモリにおいてビット線プリチャー
ジ電圧を下げたときのメモリセルのしきい値のシフト量
の変化の様子を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing how a shift amount of a threshold value of a memory cell changes when a bit line precharge voltage is reduced in a flash memory.

【図9】多値(4値)のフラッシュメモリにおけるメモ
リセルのしきい値分布と読出し電圧との関係を示すグラ
フである。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a threshold voltage distribution of a memory cell and a read voltage in a multilevel (quaternary) flash memory.

【符号の説明】 11 メモリアレイ 12 データレジスタ 13 書込み回路 14 アドレスレジスタ 15 Xデコーダ 21 コマンドレジスタ&デコーダ 22 シーケンサ WL ワード線 MC メモリセル MBL 主ビット線 LBL ローカルビット線 LSL ローカルソース線 CSL 共通ソース線 SLT センスラッチ回路[Description of Signs] 11 Memory array 12 Data register 13 Write circuit 14 Address register 15 X decoder 21 Command register & decoder 22 Sequencer WL Word line MC Memory cell MBL Main bit line LBL Local bit line LSL Local source line CSL Common source line SLT Sense latch circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD05 AD11 AE08 5F001 AA01 AB02 AC02 AD51 AE03 AF05 5F083 EP02 EP22 ER03 ER06 ER09 ER14 ER15 ER22 ER30 GA11 LA09 LA10 LA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD05 AD11 AE08 5F001 AA01 AB02 AC02 AD51 AE03 AF05 5F083 EP02 EP22 ER03 ER06 ER09 ER14 ER15 ER22 ER30 GA11 LA09 LA10 LA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 しきい値電圧の高低でデータを記憶する
不揮発性記憶素子を含み既に信頼性が確認されている記
憶回路と同一回路形式で記憶容量の大きな不揮発性半導
体記憶回路を開発する場合に、既に信頼性が確認されて
いる記憶回路のビット線のプリチャージ電圧をVp1、
ビット線の寄生容量をCs1、ビット線のディスチャー
ジ時間をTd1とし、これから開発しようとする記憶回
路のビット線のプリチャージ電圧をVp2、ビット線の
寄生容量をCs2、ビット線のディスチャージ時間をT
d2としたときに、(Vp1・Cs1)/Td1=(V
p2・Cs2)/Td2の関係が保たれるように、ビッ
ト線プリチャージ電圧Vp2、ビット線の寄生容量Cs
2、ビット線ディスチャージ時間Td2を設定した回路
設計を行なうことを特徴とする不揮発性半導体記憶回路
の設計方法。
When developing a nonvolatile semiconductor memory circuit having a large storage capacity in the same circuit format as a memory circuit whose reliability has already been confirmed, including a nonvolatile memory element for storing data at a high or low threshold voltage. The precharge voltage of the bit line of the memory circuit whose reliability has already been confirmed is Vp1,
The parasitic capacitance of the bit line is Cs1, the discharge time of the bit line is Td1, the precharge voltage of the bit line of the storage circuit to be developed is Vp2, the parasitic capacitance of the bit line is Cs2, and the discharge time of the bit line is Td1.
When d2, (Vp1 · Cs1) / Td1 = (V
p2 · Cs2) / Td2 so that the bit line precharge voltage Vp2 and the bit line parasitic capacitance Cs are maintained.
2. A method of designing a nonvolatile semiconductor memory circuit, wherein a circuit is designed with a bit line discharge time Td2 set.
【請求項2】 (Vp1・Cs1)/Td1=(Vp2
・Cs2)/Td2の関係が保たれるように、ビット線
のディスチャージ時間Td2を長くする設計を行なうこ
とを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶回
路の設計方法。
2. (Vp1 · Cs1) / Td1 = (Vp2
2. The method for designing a nonvolatile semiconductor memory circuit according to claim 1, wherein a design is made to extend the discharge time Td2 of the bit line so that the relationship of Cs2) / Td2 is maintained.
【請求項3】 (Vp1・Cs1)/Td1=(Vp2
・Cs2)/Td2の関係が保たれるように、ビット線
プリチャージ電圧Vp2を下げる設計を行なうことを特
徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶回路の設
計方法。
3. (Vp1 · Cs1) / Td1 = (Vp2
2. The method for designing a nonvolatile semiconductor memory circuit according to claim 1, wherein a design for lowering the bit line precharge voltage Vp2 is performed so that a relationship of Cs2) / Td2 is maintained.
【請求項4】 先ずビット線のディスチャージ時間Td
2をその許容限度まで長くし、それでも上記式の関係が
得られない場合にはビット線プリチャージ電圧Vp2を
下げる設計を行なうことを特徴とする請求項2に記載の
不揮発性半導体記憶回路の設計方法。
4. First, a bit line discharge time Td
3. The design of the nonvolatile semiconductor memory circuit according to claim 2, wherein a design is made to extend the bit line precharge voltage Vp2 if the relation of the above equation is not obtained even if the relation of the above equation is not obtained. Method.
【請求項5】 先ずビット線プリチャージ電圧Vp2を
その許容限度まで下げ、それでも上記式の関係が得られ
ない場合にはビット線のディスチャージ時間Td2を長
くする設計を行なうことを特徴とする請求項3に記載の
不揮発性半導体記憶回路の設計方法。
5. The method according to claim 1, wherein the bit line precharge voltage Vp2 is first reduced to its permissible limit, and if the relation of the above equation is not obtained, the bit line discharge time Td2 is lengthened. 4. The method for designing a nonvolatile semiconductor memory circuit according to item 3.
JP20151599A 1999-07-15 1999-07-15 Designing method for non-voltage semiconductor memory circuit Pending JP2001035175A (en)

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