JP2003187588A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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JP2003187588A JP2002345995A JP2002345995A JP2003187588A JP 2003187588 A JP2003187588 A JP 2003187588A JP 2002345995 A JP2002345995 A JP 2002345995A JP 2002345995 A JP2002345995 A JP 2002345995A JP 2003187588 A JP2003187588 A JP 2003187588A
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智晴 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a control circuit area except a memory cell from being increased in an EEPROM which can store multi-level data. <P>SOLUTION: A nonvolatile semiconductor memory is an EEPROM provided with a memory cell having electric charges accumulating section which can store ternary data and a data circuit storing temporarily write data, the data circuit is constituted of three NOR logic circuits having two input terminals. Also, the device has a sense circuit reading out data stored in the memory cell, the sense circuit is constituted of switch circuits of (n-1) pieces turned on and off in accordance with a value of read-out data. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、電気的書き換え可
能な不揮発性半導体記憶装置(EEPROM)に係わ
り、特に1つのメモリセルに1ビットより多い情報を記
憶させる多値記憶を行うEEPROMに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable non-volatile semiconductor memory device (EEPROM), and more particularly to an EEPROM which performs multi-valued storage for storing information of more than 1 bit in one memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMのメモリセルの1つとし
て、半導体基板上に電荷蓄積層と制御ゲートが積層形成
されたMOSFET構造を有するものが知られている。
通常、電荷蓄積層に蓄えられた電荷量によって、データ
“0”又は“1”を記憶し、1つのセルに1ビットのデ
ータを記憶する。これに対して、より高密度なEEPR
OMを実現させるため、1つのセルに多ビット分のデー
タを記憶させる多値記憶方式も知られている。例えば4
値記憶方式では、データ“0”,“1”,“2”,
“3”を1つのセルに記憶させるため、データに対応し
た4つの電荷量を電荷蓄積層に蓄える。
2. Description of the Related Art As one of EEPROM memory cells, one having a MOSFET structure in which a charge storage layer and a control gate are laminated on a semiconductor substrate is known.
Usually, data "0" or "1" is stored according to the amount of charge stored in the charge storage layer, and 1-bit data is stored in one cell. In contrast, higher density EEPR
In order to realize the OM, a multi-value storage system in which data for multiple bits is stored in one cell is also known. Eg 4
In the value storage system, data “0”, “1”, “2”,
In order to store "3" in one cell, four charge amounts corresponding to the data are stored in the charge storage layer.

【0003】4値方式を例にデータの記憶状態の一例を
説明する。電荷蓄積層の電荷量が0の状態を中性状態と
し、中性状態より正の電荷を蓄えた状態を消去状態とす
る。また、消去状態をデータ“0”に対応させる。例え
ば、基板に高電圧(〜20V)を印加し、制御ゲートを
0Vとして消去は行われる。中性状態より負の電荷を蓄
えた状態をデータ“1”の状態とする。データ“2”の
状態も中性状態より負の電荷を蓄えた状態であるが、負
の電荷量がデータ“1”の状態の負の電荷量より多くさ
れる。データ“3”の状態はさらに負の電荷量が多くさ
れる。例えば、基板,ソース,ドレインを0V、制御ゲ
ートを高電圧(〜20V)として負の電荷は電荷蓄積層
に蓄えられる。
An example of a data storage state will be described by taking a four-value system as an example. A state in which the charge amount of the charge storage layer is 0 is a neutral state, and a state in which more positive charges are stored than the neutral state is an erased state. Also, the erased state is made to correspond to the data “0”. For example, a high voltage (~ 20V) is applied to the substrate and the control gate is set to 0V to perform erasing. The state in which a negative charge is stored compared to the neutral state is defined as the state of data “1”. The state of data "2" is also a state in which more negative charges are stored than the neutral state, but the amount of negative charges is made larger than the amount of negative charges in the state of data "1". In the state of data “3”, the negative charge amount is further increased. For example, the substrate, the source, and the drain are set to 0 V, and the control gate is set to a high voltage (up to 20 V), so that negative charges are stored in the charge storage layer.

【0004】一般的に、EEPROMのデータ保持は1
0年間保証される。電荷蓄積層に蓄えられた電荷は、極
僅かずつであるがリークしていく。このリークによって
データ“0”,“1”,“2”,“3”の区別がつかな
くなるのを防ぐため、通常、各データに対応した電荷量
は離散的に設定される。また、その電荷量の差を電荷量
マージンという。
Generally, the data holding of the EEPROM is 1
Guaranteed for 0 years. The electric charge stored in the electric charge storage layer leaks although it is very small. In order to prevent the data “0”, “1”, “2”, and “3” from being indistinguishable due to this leak, the charge amount corresponding to each data is normally set discretely. Further, the difference in the charge amount is called a charge amount margin.

【0005】しかしながら、電荷量マージンが少なすぎ
ると10年間保証できなくなる。一方、電荷量マージン
を多くしていくと、例えばデータ“3”に対応する電荷
量も多くしていかなければならない。このため、書き込
み時間が長くなったり、書き込み電圧が高くなったりす
る。さらに、蓄えた電荷量が多いほどリーク電荷量は多
くなるので、電荷量マージンを多くしたほどはデータ保
証時間は長くならないという問題があった。
However, if the charge amount margin is too small, it cannot be guaranteed for 10 years. On the other hand, as the charge amount margin is increased, the charge amount corresponding to, for example, the data “3” must be increased. Therefore, the writing time becomes long and the writing voltage becomes high. Further, since the leak charge amount increases as the stored charge amount increases, there is a problem that the data guarantee time does not increase as the charge amount margin increases.

【0006】また、EEPROMの1つとして、複数の
バイト分のデータを一括して書き込むものが知られてい
る。これは、書き込み時間を短縮するためであり、複数
バイト分のデータを一時記憶するためのデータ回路を備
えている。このようなEEPROMで多値記憶する場
合、データ回路も多値記憶できなければならない。この
ため、データ回路の回路面積が大きくなるという問題が
あった。
Further, as one of the EEPROMs, one in which data for a plurality of bytes is written at once is known. This is to shorten the writing time, and is provided with a data circuit for temporarily storing a plurality of bytes of data. In case of multi-value storage with such an EEPROM, the data circuit must also be capable of multi-value storage. Therefore, there is a problem that the circuit area of the data circuit becomes large.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、多値記
憶方式は高密度化のための有効な手段であるが、データ
保証の信頼性が低下するという問題があった。また、メ
モリセル以外のデータ回路等の制御回路が大きくなると
いう問題があった。
As described above, the multi-value storage method is an effective means for increasing the density, but it has a problem that the reliability of data guarantee is lowered. Further, there is a problem that a control circuit such as a data circuit other than the memory cell becomes large.

【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、メモリセル以外の制御
回路面積の増大を抑えることのできる多値記憶方式EE
PROMを提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is a multi-value storage system EE capable of suppressing an increase in the area of a control circuit other than a memory cell.
It is to provide a PROM.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
(Structure) In order to solve the above problems, the present invention adopts the following structure.

【0010】即ち、本発明(請求項1)は、多値(n
(≧3)値)データ記憶可能な不揮発性半導体記憶装置
において、電荷蓄積部を有するメモリセルと、書き込み
データを一時的に記憶するデータ回路を備え、前記デー
タ回路はn−1個の入力端子を有するn個の論理回路か
ら構成されることを特徴とする。さらに、前記n−1個
入力端子を有するn個の論理回路は、それぞれの出力端
子が他のn−1個の各前記論理回路のn−1個の入力端
の中の1つの入力端子に互いに接続されてデータ回路を
構成することを特徴とする。
That is, according to the present invention (Claim 1), multi-valued (n
(≧ 3) value) A non-volatile semiconductor memory device capable of storing data, comprising a memory cell having a charge storage section and a data circuit for temporarily storing write data, wherein the data circuit has n−1 input terminals. It is characterized by being constituted by n logic circuits having Further, in the n logic circuits having the n-1 input terminals, each output terminal is connected to one of the n-1 input terminals of the other n-1 logic circuits. It is characterized in that they are connected to each other to form a data circuit.

【0011】また、本発明(請求項2)は、多値(n
(≧3)値)データ記憶可能な不揮発性半導体記憶装置
において、電荷蓄積部を有するメモリセルと、前記メモ
リセルに記憶されたデータを読み出すセンス回路と、前
記センス回路で読み出されたデータを一時的に記憶する
データ回路を備え、前記センス回路は読み出しデータの
値に応じてオン・オフするn−1個のスイッチ回路から
構成され、前記データ回路はn−1個の入力端子を有す
るn個の論理回路から構成されることを特徴とする。さ
らに、前記n−1個のスイッチ回路は、それぞれ異なる
センス信号が入力される第1のMOSトランジスタと前
記読み出しデータが入力される第2のMOSトランジス
タとを直列接続してセンス回路を構成し、前記n−1個
の入力端子を有するn個の論理回路は、それぞれの出力
端子が他のn−1個の各前記論理回路のn−1個の入力
端の中の1つの入力端子に互いに接続されてデータ回路
を構成することを特徴とする。
The present invention (Claim 2) provides a multi-valued (n
(≧ 3) value In a non-volatile semiconductor memory device capable of storing data, a memory cell having a charge storage portion, a sense circuit for reading data stored in the memory cell, and a data read by the sense circuit are A data circuit for temporarily storing is provided, the sense circuit is composed of n-1 switch circuits that are turned on / off according to the value of read data, and the data circuit has n-1 input terminals. It is characterized by being composed of individual logic circuits. Further, the n-1 switch circuits form a sense circuit by serially connecting a first MOS transistor to which a different sense signal is input and a second MOS transistor to which the read data is input, The n logic circuits having the n-1 input terminals have their output terminals mutually connected to one input terminal of the n-1 input terminals of the other n-1 logic circuits. It is characterized in that they are connected to form a data circuit.

【0012】また、本発明(請求項5)は、多値(n
(≧3)値)データ記憶可能な不揮発性半導体記憶装置
において、電荷蓄積部を有する複数のメモリセルから構
成されるメモリセルアレイと、複数のビット線と、複数
のワード線と、複数のプログラム制御回路を備え、前記
複数のプログラム制御回路は、1)それぞれ対応する前
記メモリセルに印加される書き込み電圧を決める書き込
み制御データを保持し、2)前記保持された書き込み制
御データに従ってそれぞれ対応する前記メモリセルに前
記書き込み電圧を同時に印加し、3)前記メモリセルの
書き込み状態を検出し、4)書き込み不十分な前記メモ
リセルのみ予め決められた書き込み状態にするように前
記書き込み電圧が印加されるように、前記メモリセルの
書き込み状態と前記書き込み制御データから予め決めら
れた論理関係に従って、保持されている前記書き込み制
御データを選択的に変更し、各前記プログラム制御回路
は前記書き込み制御データを保持するためのデータ回路
を備える、ことを特徴とする。
The present invention (Claim 5) provides a multi-valued (n
(≧ 3) value In a nonvolatile semiconductor memory device capable of storing data, a memory cell array including a plurality of memory cells having a charge storage portion, a plurality of bit lines, a plurality of word lines, and a plurality of program controls A plurality of program control circuits, each of which includes 1) holding write control data that determines a write voltage applied to the corresponding memory cell; and 2) corresponding memory according to the held write control data. The write voltage is applied to the cells at the same time, 3) the write state of the memory cell is detected, and 4) the write voltage is applied so that only the insufficiently written memory cells are brought into a predetermined write state. According to a predetermined logical relationship from the write state of the memory cell and the write control data. Te, the write control data retained selectively changed, each of said program control circuit comprises a data circuit for holding said write control data, characterized in that.

【0013】さらに、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。
Further, the following are preferred embodiments of the present invention.

【0014】(1)データ回路は、n−1個の入力端子
を有するn個の論理回路から構成される。
(1) The data circuit is composed of n logic circuits having n-1 input terminals.

【0015】(2)n−1個の入力端子を有するn個の
論理回路は、それぞれの出力端子が他のn−1個の各前
記論理回路のn−1の入力端の中の1つの入力端子に互
いに接続されて前記データ回路を構成する。
(2) An n logic circuit having n-1 input terminals has one output terminal of n-1 input terminals of the other n-1 logic circuits. The data circuit is formed by being connected to input terminals.

【0016】(3)各プログラム制御回路は、ビット線
の信号に従ってデータ回路に保持されている書き込み制
御データを変更するためのセンス回路を備えている。
(3) Each program control circuit includes a sense circuit for changing the write control data held in the data circuit according to the signal on the bit line.

【0017】(4)各プログラム制御回路は、ビット線
の信号に従ってデータ回路に保持されているデータを変
更するためのn−1個のセンス回路を備えている。
(4) Each program control circuit includes n-1 sense circuits for changing the data held in the data circuit according to the signal on the bit line.

【0018】(5)センス回路は、ビット線の信号に従
ってオン・オフするn−1個のスイッチ回路から構成さ
れている。
(5) The sense circuit is composed of n-1 switch circuits which are turned on / off according to the signal on the bit line.

【0019】また、本発明(請求項9)は、多値(n
(≧3)値)データ記憶可能な不揮発性半導体記憶装置
において、電荷蓄積部を有する複数のメモリセルから構
成されるメモリセルアレイと、複数のビット線と、複数
のワード線と、複数のプログラム制御回路と、複数のデ
ータ回路を備え、この複数のプログラム制御回路は、
1)前記メモリセルを選択し、2)前記選択したメモリ
セルに書き込み電圧を印加し、前記複数のデータ回路
は、1)前記プログラム制御回路によって選択されたそ
れぞれ対応する前記メモリセルに印加される書き込み制
御電圧を制御する第1,2,…,nの論理レベルの書き
込み制御データを保持し、2)前記書き込み制御電圧を
それぞれ対応する前記メモリセルに印加し、3)前記第
1以外の論理レベルの書き込み制御データを保持してい
る前記データ回路に対応する前記メモリセルの書き込み
状態のみ選択的に検出し、4)予め決められた書き込み
状態に達したメモリセルに対応する前記データ回路の前
記書き込み制御データの論理レベルを前記第1の論理レ
ベルに変更し、5)予め決められた書き込み状態に達し
ていないメモリセルに対応する前記データ回路の前記書
き込み制御データの論理レベルを保持し、6)前記第1
の論理レベルの書き込み制御データを保持している前記
データ回路の書き込み制御データの論理レベルを前記第
1の論理レベルに保持する、ことを特徴とする。
Further, according to the present invention (claim 9), multi-valued (n
(≧ 3) value In a nonvolatile semiconductor memory device capable of storing data, a memory cell array including a plurality of memory cells having a charge storage portion, a plurality of bit lines, a plurality of word lines, and a plurality of program controls A circuit and a plurality of data circuits, the plurality of program control circuits,
1) select the memory cell, 2) apply a write voltage to the selected memory cell, and the plurality of data circuits are applied to the corresponding memory cells selected by the program control circuit. The write control data of the first, second, ..., N logical levels for controlling the write control voltage is held, 2) the write control voltage is applied to the corresponding memory cells, and 3) the logic other than the first logic is applied. Selectively detecting only the write state of the memory cell corresponding to the data circuit holding the write control data of a level, and 4) the data circuit corresponding to the memory cell having reached a predetermined write state. 5) A memory cell in which the logic level of the write control data is changed to the first logic level and 5) a predetermined write state is not reached. Holds the logic level of the write control data of the corresponding data circuit, 6) the first
The write control data of the data circuit which holds the write control data of the logical level is held at the first logic level.

【0020】さらに、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。
Further, the following are preferred embodiments of the present invention.

【0021】(1)それぞれのデータ回路は、n−1個
の入力端子を有するn個の論理回路から構成されるデー
タ保持回路を備えている。
(1) Each data circuit comprises a data holding circuit composed of n logic circuits having n-1 input terminals.

【0022】(2)n−1個の入力端子を有するn個の
論理回路は、それぞれの出力端子が他のn−1個の各論
理回路のn−1の入力端の中の1つの入力端子に互いに
接続されてデータ保持回路を構成する。
(2) For n logic circuits having n-1 input terminals, each output terminal is one input of the n-1 input terminals of the other n-1 logic circuits. The terminals are connected to each other to form a data holding circuit.

【0023】(3)各データ回路は、ビット線の信号に
従ってデータ回路に保持されている書き込み制御データ
の論理レベルを変更するためのセンス回路を備えてい
る。
(3) Each data circuit includes a sense circuit for changing the logic level of the write control data held in the data circuit according to the signal on the bit line.

【0024】(4)各データ回路は、ビット線の信号に
従ってデータ回路に保持されているデータの論理レベル
を変更するためのn−1個のセンス回路を備えている。
(4) Each data circuit has n-1 sense circuits for changing the logic level of the data held in the data circuit according to the signal on the bit line.

【0025】(5)センス回路は、ビット線の信号に従
ってオン・オフするn−1個のスイッチ回路から構成さ
れている。
(5) The sense circuit is composed of n-1 switch circuits which are turned on / off according to the signal on the bit line.

【0026】また本発明は、多値(n(≧3)値)デー
タ記憶可能な電荷蓄積部を有する複数のメモリセルから
構成されるメモリセルアレイと、複数のビット線と、複
数のワード線と、複数のプログラム制御回路を備え、前
記複数のプログラム制御回路は、1)それぞれ対応する
前記メモリセルに印加される書き込み電圧を決める書き
込み制御データを保持し、2)前記保持された書き込み
制御データに従ってそれぞれ対応する前記メモリセルに
前記書き込み電圧を同時に印加し、3)前記メモリセル
の書き込み状態を検出し、4)書き込み不十分な前記メ
モリセルのみ予め決められた書き込み状態にするように
前記書き込み電圧が印加されるように、前記メモリセル
の書き込み状態と前記書き込み制御データから予め決め
られた論理関係に従って、保持されている前記書き込み
制御データを選択的に変更し、各前記プログラム制御回
路は前記書き込み制御データを保持するためのデータ回
路を備え、各前記プログラム制御回路は、さらに前記ビ
ット線の信号に従って前記データ回路に保持されている
前記書き込み制御データを変更するためのセンス回路を
備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
Further, according to the present invention, a memory cell array composed of a plurality of memory cells having a charge storage portion capable of storing multi-valued (n (≧ 3) values) data, a plurality of bit lines, and a plurality of word lines. , A plurality of program control circuits, each of which has 1) holding write control data that determines a write voltage applied to the corresponding memory cell, and 2) according to the held write control data. The write voltage is simultaneously applied to the respective corresponding memory cells, 3) the write state of the memory cell is detected, and 4) the write voltage is set so that only the insufficiently written memory cells are brought into a predetermined write state. Is applied to a predetermined logical relationship from the write state of the memory cell and the write control data. Thus, each of the program control circuits selectively changes the held write control data, and each program control circuit includes a data circuit for holding the write control data. A non-volatile semiconductor memory device comprising a sense circuit for changing the write control data held in the data circuit according to a signal.

【0027】さらに本発明は、多値(n(≧3)値)デ
ータ記憶可能な電荷蓄積部を有する複数のメモリセルか
ら構成されるメモリセルアレイと、複数のビット線と、
複数のワード線と、複数のプログラム制御回路を備え、
前記複数のプログラム制御回路は、1)それぞれ対応す
る前記メモリセルに印加される書き込み電圧を決める書
き込み制御データを保持し、2)前記保持された書き込
み制御データに従ってそれぞれ対応する前記メモリセル
に前記書き込み電圧を同時に印加し、3)前記メモリセ
ルの書き込み状態を検出し、4)書き込み不十分な前記
メモリセルのみ予め決められた書き込み状態にするよう
に前記書き込み電圧が印加されるように、前記メモリセ
ルの書き込み状態と前記書き込み制御データから予め決
められた論理関係に従って、保持されている前記書き込
み制御データを選択的に変更し、各前記プログラム制御
回路は前記書き込み制御データを保持するためのデータ
回路を備え、各前記プログラム制御回路は、さらに前記
ビット線の信号に従って前記データ回路に保持されてい
るデータを変更するためのn−1個のセンス回路を備え
ることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
Further, according to the present invention, a memory cell array composed of a plurality of memory cells having a charge storage portion capable of storing multi-valued (n (≧ 3) values) data, a plurality of bit lines, and
Equipped with multiple word lines and multiple program control circuits,
The plurality of program control circuits 1) hold write control data that determines a write voltage applied to the corresponding memory cell, and 2) write the corresponding memory cell in accordance with the held write control data. Voltage is applied simultaneously, 3) the write state of the memory cell is detected, and 4) the write voltage is applied so that only the memory cell in which writing is insufficient is brought into a predetermined write state. A data circuit for selectively changing the held write control data according to a predetermined logical relationship from the write state of the cell and the write control data, and each of the program control circuits holding the write control data. Each of the program control circuits further includes a signal of the bit line. The nonvolatile semiconductor memory device, characterized in that it comprises (n-1) sense circuit for changing the data held in the data circuit I.

【0028】ここで、前記データ回路はn−1個の入力
端子を有するn個の論理回路から構成されることを特徴
とする。さらに、前記n−1個の入力端子を有するn個
の論理回路は、それぞれの出力端子が他のn−1個の各
前記論理回路のn−1の入力端の中の1つの入力端子に
互いに接続されて前記データ回路を構成することを特徴
とする。
Here, the data circuit is composed of n logic circuits having n-1 input terminals. Further, in the n logic circuits having the n-1 input terminals, each output terminal is connected to one of the n-1 input terminals of the other n-1 logic circuits. The data circuits are connected to each other to form the data circuit.

【0029】また本発明は、多値(n(≧3)値)デー
タ記憶可能な電荷蓄積部を有する複数のメモリセルから
構成されるメモリセルアレイと、複数のビット線と、複
数のワード線と、複数のプログラム制御回路と、複数の
データ回路を備え、この複数のプログラム制御回路は、
1)前記メモリセルを選択し、2)前記選択したメモリ
セルに書き込み電圧を印加し、前記複数のデータ回路
は、1)前記プログラム制御回路によって選択されたそ
れぞれ対応する前記メモリセルに印加される書き込み制
御電圧を制御する第1,2,…,nの論理レベルの書き
込み制御データを保持し、2)前記書き込み制御電圧を
それぞれ対応する前記メモリセルに印加し、3)前記第
1以外の論理レベルの書き込み制御データを保持してい
る前記データ回路に対応する前記メモリセルの書き込み
状態のみ選択的に検出し、4)予め決められた書き込み
状態に達したメモリセルに対応する前記データ回路の前
記書き込み制御データの論理レベルを前記第1の論理レ
ベルに変更し、5)予め決められた書き込み状態に達し
ていないメモリセルに対応する前記データ回路の前記書
き込み制御データの論理レベルを保持し、6)前記第1
の論理レベルの書き込み制御データを保持している前記
データ回路の書き込み制御データの論理レベルを前記第
1の論理レベルに保持し、各前記データ回路は、さらに
前記ビット線の信号に従って前記データ回路に保持され
ている前記書き込み制御データの論理レベルを変更する
ためのセンス回路を備える、ことを特徴とすることを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置。
Further, according to the present invention, a memory cell array composed of a plurality of memory cells having a charge storage portion capable of storing multi-valued (n (≧ 3) values) data, a plurality of bit lines, and a plurality of word lines. , A plurality of program control circuits and a plurality of data circuits, the plurality of program control circuits,
1) select the memory cell, 2) apply a write voltage to the selected memory cell, and the plurality of data circuits are applied to the corresponding memory cells selected by the program control circuit. The write control data of the first, second, ..., N logical levels for controlling the write control voltage is held, 2) the write control voltage is applied to the corresponding memory cells, and 3) the logic other than the first logic is applied. Selectively detecting only the write state of the memory cell corresponding to the data circuit holding the write control data of a level, and 4) the data circuit corresponding to the memory cell having reached a predetermined write state. 5) A memory cell in which the logic level of the write control data is changed to the first logic level and 5) a predetermined write state is not reached. Holds the logic level of the write control data of the corresponding data circuit, 6) the first
Holding the logic level of the write control data of the data circuit holding the logic level of the write control data at the first logic level, and each of the data circuits further stores in the data circuit according to the signal of the bit line. A nonvolatile semiconductor memory device, comprising: a sense circuit for changing a logic level of the held write control data.

【0030】さらに本発明は、多値(n(≧3)値)デ
ータ記憶可能な電荷蓄積部を有する複数のメモリセルか
ら構成されるメモリセルアレイと、複数のビット線と、
複数のワード線と、複数のプログラム制御回路と、複数
のデータ回路を備え、この複数のプログラム制御回路
は、1)前記メモリセルを選択し、2)前記選択したメ
モリセルに書き込み電圧を印加し、前記複数のデータ回
路は、1)前記プログラム制御回路によって選択された
それぞれ対応する前記メモリセルに印加される書き込み
制御電圧を制御する第1,2,…,nの論理レベルの書
き込み制御データを保持し、2)前記書き込み制御電圧
をそれぞれ対応する前記メモリセルに印加し、3)前記
第1以外の論理レベルの書き込み制御データを保持して
いる前記データ回路に対応する前記メモリセルの書き込
み状態のみ選択的に検出し、4)予め決められた書き込
み状態に達したメモリセルに対応する前記データ回路の
前記書き込み制御データの論理レベルを前記第1の論理
レベルに変更し、5)予め決められた書き込み状態に達
していないメモリセルに対応する前記データ回路の前記
書き込み制御データの論理レベルを保持し、6)前記第
1の論理レベルの書き込み制御データを保持している前
記データ回路の書き込み制御データの論理レベルを前記
第1の論理レベルに保持し、各前記データ回路は、さら
に前記ビット線の信号に従って前記データ回路に保持さ
れているデータの論理レベルを変更するためのn−1個
のセンス回路を備えることを特徴とする不揮発性半導体
記憶装置。
Further, according to the present invention, a memory cell array composed of a plurality of memory cells having a charge storage portion capable of storing multi-valued (n (≧ 3) values) data, a plurality of bit lines, and
A plurality of word lines, a plurality of program control circuits, and a plurality of data circuits are provided, and the plurality of program control circuits 1) select the memory cells and 2) apply a write voltage to the selected memory cells. , The plurality of data circuits: 1) write control data of a first, second, ..., Nth logic level for controlling a write control voltage applied to the corresponding memory cell selected by the program control circuit. Hold, 2) the write control voltage is applied to the corresponding memory cell, and 3) the write state of the memory cell corresponding to the data circuit holding the write control data of a logic level other than the first level. 4) selectively write only, and 4) write control data of the data circuit corresponding to a memory cell that has reached a predetermined write state. Changing the logic level of the data to the first logic level, 5) holding the logic level of the write control data of the data circuit corresponding to a memory cell which has not reached a predetermined write state, 6) the The write control data of the data circuit holding the write control data of the first logic level is held at the first logic level, and each of the data circuits further stores the data according to the signal of the bit line. A non-volatile semiconductor memory device comprising n-1 sense circuits for changing a logic level of data held in the circuit.

【0031】ここで、それぞれ前記データ回路はn−1
個の入力端子を有するn個の論理回路から構成されるデ
ータ保持回路を備えることを特徴とする。さらに、前記
n−1個の入力端子を有するn個の論理回路は、それぞ
れの出力端子が他のn−1個の各前記論理回路のn−1
の入力端の中の1つの入力端子に互いに接続されて前記
データ保持回路を構成することを特徴とする。
Here, each of the data circuits is n-1.
It is characterized by comprising a data holding circuit composed of n logic circuits having a number of input terminals. Further, the n logic circuits having the n-1 input terminals have the output terminals n-1 of the other n-1 logic circuits.
The data holding circuit is configured by being connected to one of the input terminals of the input terminals.

【0032】(作用)本発明に係わる多値(n(≧3)
値)データ記憶可能なEEPROMは、n値データをメ
モリセルの電荷蓄積層に蓄えられるn個の電荷量に対応
させて記憶させる。そして、n値の書き込みデータを一
時記憶するためのn値記憶データ回路を、n−1個の入
力端子を有するn個の論理回路で構成することにより、
制御回路面積を抑えることができる。
(Operation) Multi-valued (n (≧ 3) according to the present invention
An EEPROM capable of storing (value) data stores n-valued data in association with the n charge amounts stored in the charge storage layer of the memory cell. Then, by configuring an n-value storage data circuit for temporarily storing n-value write data with n logic circuits having n-1 input terminals,
The control circuit area can be reduced.

【0033】また、n個の電荷量は離散的に設定し、そ
の電荷量差である電荷量マージンを電荷量が多いほど多
く設定する。これにより、比較的多い電荷量に対応する
データの信頼性を確保しながら、比較的少ない電荷量に
対応するデータのための電荷量マージンを削ることによ
って、最大電荷量を低下させることができる。従って、
書き込み時間や書き込み電圧の増加を抑えつつ信頼性の
高いEEPROMを実現することが可能となる。
Further, the n charge amounts are set discretely, and the charge amount margin, which is the difference between the charge amounts, is set larger as the charge amount increases. As a result, the maximum charge amount can be reduced by reducing the charge amount margin for the data corresponding to the relatively small charge amount while ensuring the reliability of the data corresponding to the relatively large charge amount. Therefore,
It is possible to realize a highly reliable EEPROM while suppressing an increase in writing time and writing voltage.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0035】(第1の実施形態)図1は、本発明の第1
の実施形態におけるメモリセルMの構造を示している。
p型半導体基板(又はp型ウェル)1上にトンネル絶縁
膜3を介して浮遊ゲート(電荷蓄積層)4が形成され、
この上にゲート絶縁膜5を介して制御ゲート6が形成さ
れる。また、基板1の表面にはn型拡散層2がソース・
ドレインとして形成される。浮遊ゲート4に蓄積される
電荷量を制御することで、メモリセルMにデータは記憶
される。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
2 shows the structure of the memory cell M in the embodiment of FIG.
A floating gate (charge storage layer) 4 is formed on a p-type semiconductor substrate (or p-type well) 1 via a tunnel insulating film 3.
A control gate 6 is formed on this via a gate insulating film 5. The n-type diffusion layer 2 is formed on the surface of the substrate 1 as a source.
Formed as a drain. Data is stored in the memory cell M by controlling the amount of charge accumulated in the floating gate 4.

【0036】例えば、データの記憶は以下のように行わ
れる。基板電圧Vsub ,ソース電圧Vs及びドレイン電
圧Vdを高電圧Vpp(例えば20V)、制御ゲート電圧
VCGを0Vとすると、絶縁膜3を介して電荷が移動し、
浮遊ゲート4には正の電荷が蓄積される。この状態をデ
ータ“0”の状態に対応させる。データ“0”の状態か
ら、制御ゲート電圧VCGを高電圧Vpp(例えば20
V)、基板電圧Vsub ,ソース電圧Vs及びドレイン電
圧Vdを0Vにすると、浮遊ゲート4には負の電荷が蓄
積される。負の電荷量を3つの領域に制御することでデ
ータ“1”,“2”,“3”が記憶される。浮遊ゲート
4の電荷量によってメモリセルのしきい値Vtが変化
し、実際にはこのVtの値を検出することでデータが読
み出される。
For example, data storage is performed as follows. When the substrate voltage Vsub, the source voltage Vs, and the drain voltage Vd are set to a high voltage Vpp (for example, 20V) and the control gate voltage VCG is set to 0V, charges move through the insulating film 3,
Positive charges are accumulated in the floating gate 4. This state is made to correspond to the state of data "0". From the state of data “0”, the control gate voltage VCG is set to the high voltage Vpp (for example, 20
V), the substrate voltage Vsub, the source voltage Vs, and the drain voltage Vd are set to 0V, negative charges are accumulated in the floating gate 4. Data "1", "2", and "3" are stored by controlling the negative charge amount in three regions. The threshold value Vt of the memory cell changes depending on the charge amount of the floating gate 4, and data is actually read by detecting the value of this Vt.

【0037】浮遊ゲート4に蓄えられた電荷は、長い時
間をかけてリークしていく。図2は、メモリセルMのし
きい値Vtの経時変化の一例を示している。浮遊ゲート
4の電荷量が0の場合のしきい値(中性しきい値)をV
eとする。負の電荷が多いほどしきい値Vtは高くな
り、メモリセルのしきい値Vtの初期値として3つの値
V1,V2,V3(V1<V2<V3)が示してある。
浮遊ゲート4に蓄えられた電荷のリークは、電荷量が0
になると止まる。よって、V1,V2,V3は放置時間
とともにVeに漸近していく。また、しきい値が高いほ
どVeに近づく速度dV/dtが速い。これは、電荷量
が多いほどリーク量が多いためである。例えば、10年
放置後のしきい値の変化量は、ΔV1<ΔV2<ΔV3
となる。
The charges stored in the floating gate 4 leak over a long period of time. FIG. 2 shows an example of changes over time in the threshold Vt of the memory cell M. The threshold (neutral threshold) when the charge amount of the floating gate 4 is 0 is V
Let be e. The more negative charges there are, the higher the threshold Vt becomes, and three values V1, V2, and V3 (V1 <V2 <V3) are shown as initial values of the threshold Vt of the memory cell.
Leakage of charges accumulated in the floating gate 4 is 0
Will stop. Therefore, V1, V2, and V3 gradually approach Ve as time goes by. Further, the higher the threshold value, the faster the speed dV / dt approaching Ve. This is because the larger the charge amount, the larger the leak amount. For example, the change amount of the threshold value after leaving for 10 years is ΔV1 <ΔV2 <ΔV3
Becomes

【0038】図3は、メモリセルのしきい値とデータの
関係を示している。複数のメモリセルを有するEEPR
OMでは、全てのメモリセルのしきい値を同一の値に制
御することは困難であるので、一般に、あるデータに対
応するしきい値はあるしきい値分布幅を持つ。図3で
は、データ“0”に対応するしきい値はVr1以下に設定
される。ここでは、中性しきい値Ve以下に設定され、
浮遊ゲートの電荷量が正である場合である。データ
“1”に対応するしきい値はVr1以上Vr2以下とされ
る。データ“2”に対応するしきい値はVr2以上Vr3以
下とされ、データ“3”に対応するしきい値はVr3以上
とされる。ここではVe<Vr1とされ、浮遊ゲートの負
の電荷量が多い順にデータ“3”,“2”,“1”に対
応する。電圧Vr1,Vr2,Vr3は参照電圧と呼ばれる。
メモリセルのしきい値とこれら参照電圧との大小関係か
らデータは読み出される。
FIG. 3 shows the relationship between the threshold value of the memory cell and the data. EEPR having a plurality of memory cells
In OM, it is difficult to control the threshold values of all the memory cells to the same value, so that the threshold value corresponding to certain data generally has a certain threshold distribution width. In FIG. 3, the threshold value corresponding to the data "0" is set to Vr1 or less. Here, it is set to the neutral threshold Ve or less,
This is the case when the charge amount of the floating gate is positive. The threshold value corresponding to the data "1" is set to Vr1 or more and Vr2 or less. The threshold value corresponding to the data "2" is set to Vr2 or more and Vr3 or less, and the threshold value corresponding to the data "3" is set to Vr3 or more. Here, Ve <Vr1 is set, which corresponds to data “3”, “2”, and “1” in order of increasing negative charge amount of the floating gate. The voltages Vr1, Vr2, Vr3 are called reference voltages.
Data is read based on the magnitude relation between the threshold voltage of the memory cell and these reference voltages.

【0039】データ“1”に対応するしきい値の最小値
とVr1の間にはΔVだけマージンが設けられる。データ
“1”に対応するしきい値が放置時間とともにVeに近
づきVr1以下になると、データ“1”がデータ“0”に
化けるため、メモリセルのデータ保持期間を長くするた
めである。同様に、データ“2”或いは“3”に対応す
るしきい値の最小値とVr2或いはVr3の間にも、ΔVだ
けそれぞれマージンが設けられる。
A margin of ΔV is provided between the minimum value of the threshold value corresponding to the data "1" and Vr1. This is because when the threshold value corresponding to the data “1” approaches Ve with time to stand and becomes Vr1 or less, the data “1” is transformed into the data “0”, so that the data retention period of the memory cell is lengthened. Similarly, a margin of ΔV is provided between the minimum threshold value corresponding to the data “2” or “3” and Vr2 or Vr3.

【0040】図2を用いて説明したように、浮遊ゲート
の電荷が多いほどしきい値の経時変化量は多いので、図
3に示した例では、データ“1”が“0”に化けるまで
の時間より、データ“2”が“1”に化けるまでの時間
の方が短く、さらにデータ“3”が“2”に化けるまで
の時間の方が短い。各データ保持のためのしきい値マー
ジンΔVが一定であるためである。
As described with reference to FIG. 2, the more the charge of the floating gate is, the more the threshold changes with time. Therefore, in the example shown in FIG. 3, until the data “1” becomes “0”. The time until the data “2” is transformed into “1” is shorter than the time of, and the time until the data “3” is transformed into “2” is shorter. This is because the threshold margin ΔV for holding each data is constant.

【0041】図4は、本発明におけるメモリセルのしき
い値とデータの関係を示している。データ“1”に対応
するしきい値の最小値とVr1の間にはΔV1だけマージ
ンが設けられる。データ“2”に対応するしきい値の最
小値とVr2の間にはΔV2だけマージンが設けられる。
データ“3”に対応するしきい値の最小値とVr3の間に
はΔV3だけマージンが設けられる。ここで、ΔV1<
ΔV2<ΔV3とされる。それぞれデータが“1”から
“0”、“2”から“1”、“3”から“2”に化ける
までの時間が等しくなるようにされるのが最も理想的で
ある。ΔV1<ΔV2<ΔV3とすることで、例えばデ
ータ“1”保持のためのしきい値マージンΔV1を余分
に設ける必要がなくなる。
FIG. 4 shows the relationship between the threshold value of the memory cell and the data in the present invention. A margin of ΔV1 is provided between the minimum value of the threshold value corresponding to the data “1” and Vr1. A margin of ΔV2 is provided between the minimum value of the threshold value corresponding to the data “2” and Vr2.
A margin of ΔV3 is provided between the minimum threshold value corresponding to the data “3” and Vr3. Where ΔV1 <
ΔV2 <ΔV3. Ideally, it takes the same time for the data to be transformed from "1" to "0", "2" to "1", and "3" to "2". By setting ΔV1 <ΔV2 <ΔV3, it is not necessary to provide an extra threshold value margin ΔV1 for holding data “1”, for example.

【0042】このように、対応するしきい値の経時変化
が小さいデータのためのしきい値マージンを小さくする
ことで、各データに対応するしきい値を低下させること
ができる。よって、浮遊ゲートに蓄える電荷量を低減で
き、書き込み時間の短縮或いは書き込み電圧の低電圧化
が実現される。
As described above, the threshold value corresponding to each data can be lowered by reducing the threshold value margin for the data whose corresponding threshold value changes little with time. Therefore, the amount of charge stored in the floating gate can be reduced, and the writing time can be shortened or the writing voltage can be reduced.

【0043】図4では、中性しきい値Veが参照電圧V
r1以下となっているが、例えば、VeがVr1とVr2の間
に位置する場合を考える。ΔV2<ΔV3としておく
と、データ“2”からデータ“1”に化ける時間とデー
タ“3”からデータ“2”に化けるまでの時間をほぼ等
しくできる。データ“1”は化けることがない。よっ
て、ΔV1<ΔV2<ΔV3と設定する。
In FIG. 4, the neutral threshold value Ve is the reference voltage V.
Although it is less than r1, for example, consider a case where Ve is located between Vr1 and Vr2. When ΔV2 <ΔV3 is set, the time taken to change the data “2” to the data “1” and the time taken to change the data “3” to the data “2” can be made substantially equal. The data “1” cannot be garbled. Therefore, ΔV1 <ΔV2 <ΔV3 is set.

【0044】メモリセルのしきい値を検出しデータを読
み出す方法として、制御ゲートに参照電圧を印加してド
レインとソース間に電流が流れるか否かをセンスする方
法がある。この場合、参照電圧を制御ゲートに印加する
ことで電圧ストレスがメモリセルに印加される。このス
トレスによってデータが化ける場合もある。
As a method of detecting the threshold value of the memory cell and reading the data, there is a method of applying a reference voltage to the control gate to sense whether or not a current flows between the drain and the source. In this case, the voltage stress is applied to the memory cell by applying the reference voltage to the control gate. Data may be corrupted by this stress.

【0045】図4で、Vr1<Vr2<Vr3<0Vである場
合、読み出し時に制御ゲートに負の電圧が印加され、基
板,ソース,ドレインが0V又は正の電位であれば、し
きい値はこのストレスによって負の方向へ変化する。メ
モリセルのしきい値が放置時間とともに中性しきい値V
eに漸近する速度より、この電圧ストレスによるしきい
値変化速度の方が顕著な場合、VeがVr1以下の場合は
もとより、VeがVr3より大きくても、ΔV1<ΔV2
<ΔV3と設定する。Ve>Vr3の場合、データ“1”
に対応するしきい値はデータ“2”に対応するしきい値
より低く、浮遊ゲートに蓄えられた正の電荷が多い。よ
って、上述のような電圧ストレスについては、データ
“1”に対応するしきい値の変化速度の方がデータ
“2”に対応するしきい値の変化速度より遅い。同様
に、データ“2”に対応するしきい値の変化速度の方が
データ“3”に対応するしきい値の変化速度より遅い。
In FIG. 4, when Vr1 <Vr2 <Vr3 <0V, a negative voltage is applied to the control gate at the time of reading, and if the substrate, source and drain are 0V or a positive potential, the threshold value is It changes in the negative direction due to stress. The threshold value of the memory cell becomes a neutral threshold value V along with the standing time.
When the speed of threshold change due to this voltage stress is more prominent than the speed of asymptotically approaching e, not only when Ve is Vr1 or less, but also when Ve is larger than Vr3, ΔV1 <ΔV2
<ΔV3 is set. If Ve> Vr3, data “1”
The threshold value corresponding to is lower than the threshold value corresponding to the data “2”, and the positive charge stored in the floating gate is large. Therefore, regarding the voltage stress as described above, the changing speed of the threshold value corresponding to the data “1” is slower than the changing speed of the threshold value corresponding to the data “2”. Similarly, the changing speed of the threshold value corresponding to the data “2” is slower than the changing speed of the threshold value corresponding to the data “3”.

【0046】しきい値マージンが大きいということは、
電荷量マージンも大きいということである。実際のメモ
リ装置では、メモリセルのしきい値以外にもメモリセル
を介して流れる電流(以下、セル電流と呼ぶ)によって
対応づけることもある。例えば、制御ゲートにある一定
の電圧を印加し、ドレインからソースに流れるセル電流
を検出する。nチャネル型のメモリセルでは、しきい値
が高いほどセル電流が少なくなる。
A large threshold margin means that
This means that the charge amount margin is also large. In an actual memory device, in addition to the threshold value of the memory cell, a current flowing through the memory cell (hereinafter referred to as a cell current) may be used for correspondence. For example, a certain voltage is applied to the control gate and the cell current flowing from the drain to the source is detected. In an n-channel type memory cell, the cell current decreases as the threshold value increases.

【0047】図5は、メモリセルにおけるセル電流とデ
ータとの関係を示している。浮遊ゲートに蓄えられた電
荷量が0の場合の中性セル電流をIeとする。データ
“1”に対応するセル電流の最大値と参照電流Ir1の間
には、ΔI1だけマージンが設けられる。データ“2”
に対応するセル電流の最大値と参照電流Ir2の間には、
ΔI2だけマージンが設けられる。データ“3”に対応
するセル電流の最大値と参照電流Ir3の間には、ΔI3
だけマージンが設けられる。ΔI1<ΔI2<ΔI3と
される。それぞれデータが“1”から“0”、“2”か
ら“1”、“3”から“2”に化けるまでの時間が等し
くなるようにされるのが最も理想的である。ΔI1<Δ
I2<ΔI3とすることで、例えば、データ“1”保持
のためのセル電流マージンΔI1を余分に設ける必要が
なくなる。
FIG. 5 shows the relationship between cell current and data in a memory cell. The neutral cell current when the amount of charge stored in the floating gate is 0 is Ie. A margin of ΔI1 is provided between the maximum value of the cell current corresponding to the data “1” and the reference current Ir1. Data “2”
Between the maximum value of the cell current and the reference current Ir2 corresponding to
A margin of ΔI2 is provided. Between the maximum value of the cell current corresponding to the data “3” and the reference current Ir3, ΔI3
Margin is provided. ΔI1 <ΔI2 <ΔI3. Ideally, it takes the same time for the data to be transformed from "1" to "0", "2" to "1", and "3" to "2". ΔI1 <Δ
By setting I2 <ΔI3, it is not necessary to provide an extra cell current margin ΔI1 for holding data “1”, for example.

【0048】このように、対応するセル電流の経時変化
が小さいデータのためのセル電流マージンを小さくする
ことで、各データに対応するセル電流を増加させること
ができる。よって、浮遊ゲートに蓄える電荷量を低減で
き、書き込み時間の短縮或いは書き込み電圧の低電圧化
が実現される。
As described above, the cell current corresponding to each data can be increased by reducing the cell current margin for the data whose corresponding cell current changes little with time. Therefore, the amount of charge stored in the floating gate can be reduced, and the writing time can be shortened or the writing voltage can be reduced.

【0049】図6は、浮遊ゲートに正の電荷を蓄えた場
合のしきい値の経時変化を示している。正の電荷量が多
いほどしきい値は低く、経時変化率は大きい。図7は、
図4とは逆に、しきい値が高い順にデータ“0”,
“1”,“2”,“3”としている。よって、ΔV1<
ΔV2<ΔV3とする。図8は、図5とは逆に図7に対
応させて、セル電流が少ない順にデータ“0”,
“1”,“2”,“3”としている。よって、ΔI1<
ΔI2<ΔI3とする。
FIG. 6 shows the change over time in the threshold value when positive charges are stored in the floating gate. The larger the amount of positive charges, the lower the threshold and the larger the rate of change over time. Figure 7
Contrary to FIG. 4, the data “0”,
They are "1", "2", and "3". Therefore, ΔV1 <
Let ΔV2 <ΔV3. In contrast to FIG. 5, FIG. 8 corresponds to FIG. 7, in which data “0”,
They are "1", "2", and "3". Therefore, ΔI1 <
Let ΔI2 <ΔI3.

【0050】図2、4、5及び図6、7、8で説明した
ように、種々様々な原因によってデータが変化し記憶情
報が壊れるのを防ぐために、浮遊ゲートに蓄えられた電
荷量マージン、或いはしきい値マージン、或いはセル電
流マージンを、データ毎に設定することによって、浮遊
ゲートに蓄える電荷量を低減することができる。よっ
て、書き込み時間の短縮或いは書き込み電圧の低電圧化
が実現される。マージンを電荷量で確保するか、しきい
値で確保するか、セル電流で確保するかは、メモリ装置
の制御回路に依存する。
As described with reference to FIGS. 2, 4 and 5 and FIGS. 6, 7 and 8, the charge amount margin accumulated in the floating gate in order to prevent the data from being changed and the stored information being destroyed due to various causes, Alternatively, the amount of charge stored in the floating gate can be reduced by setting the threshold margin or the cell current margin for each data. Therefore, the writing time is shortened or the writing voltage is lowered. Whether the margin is secured by the charge amount, the threshold value, or the cell current depends on the control circuit of the memory device.

【0051】また、ここではnチャネル型のメモリセル
を例に説明したが、pチャネル型メモリセルでも同様に
実施できる。
Although an n-channel type memory cell has been described here as an example, a p-channel type memory cell can also be used.

【0052】図9は、図1に見られるメモリセルMを用
いて構成される、多値記憶式EEPROMの基本構成を
示している。ここでは、3値記憶式を例として示す。メ
モリセルMがマトリクス状に配置されて構成されるメモ
リセルアレイ7に対して、メモリセルを選択したり、制
御ゲートに書き込み電圧及び読み出し電圧を印加するワ
ード線選択・駆動回路11が設けられる。ワード線選択
・駆動回路11はアドレスバッファ10につながりアド
レス信号を受ける。データ回路8は、書き込みデータを
一時的に保持したり、メモリセルのデータを読み出した
りするための回路である。データ回路8はデータ入出力
バッファ9につながり、アドレスバッファ10からのア
ドレス信号を受ける。
FIG. 9 shows the basic structure of a multi-value storage type EEPROM which is constructed by using the memory cell M shown in FIG. Here, a three-value storage type is shown as an example. For the memory cell array 7 configured by arranging the memory cells M in a matrix, a word line selecting / driving circuit 11 for selecting a memory cell and applying a write voltage and a read voltage to the control gate is provided. The word line selection / drive circuit 11 is connected to the address buffer 10 and receives an address signal. The data circuit 8 is a circuit for temporarily holding write data and reading data in a memory cell. The data circuit 8 is connected to the data input / output buffer 9 and receives an address signal from the address buffer 10.

【0053】データ入出力バッファ9は、EEPROM
外部とのデータ入出力制御を行うものである。また、メ
モリセルアレイ7は、図10に見られるようにp型基板
13に形成されるn型ウェル14内のp型ウェル15上
に形成される。そして、n型ウェル14、p型ウェル1
5の電圧制御をするセルウェル制御回路12が設けられ
る。
The data input / output buffer 9 is an EEPROM
It controls the data input / output with the outside. The memory cell array 7 is formed on the p-type well 15 in the n-type well 14 formed on the p-type substrate 13 as seen in FIG. Then, the n-type well 14 and the p-type well 1
A cell well control circuit 12 for controlling the voltage of 5 is provided.

【0054】図11は、メモリセルアレイ7の具体的構
成とこれにつながるデータ回路8を示している。メモリ
セルM1〜M4が直列に接続されてNAND型セルを構
成している。その両端は、選択トランジスタS1,S2
を介して、それぞれビット線BL、ソース線Vsに接続
される。制御ゲートCGを共有するメモリセル群は、
“ページ”と呼ばれる単位を形成し、同時に書き込み・
読み出しされる。また、4本の制御ゲートCG1〜CG
4に繋がるメモリセル群でブロックを形成する。“ペー
ジ”,“ブロック”はワード線選択・駆動回路11によ
って選択される。各ビット線BL0 〜BLm には、デー
タ回路8-0〜8-mが接続され、対応するメモリセルへの
書き込みデータを一時的に記憶したりする。
FIG. 11 shows a specific structure of the memory cell array 7 and a data circuit 8 connected to it. The memory cells M1 to M4 are connected in series to form a NAND cell. Both ends thereof have selection transistors S1 and S2.
To the bit line BL and the source line Vs, respectively. The memory cell group sharing the control gate CG is
A unit called "page" is formed, and writing and
It is read. In addition, four control gates CG1 to CG
A block is formed by the memory cell group connected to 4. The “page” and “block” are selected by the word line selection / drive circuit 11. Data circuits 8-0 to 8-m are connected to the bit lines BL0 to BLm to temporarily store write data to corresponding memory cells.

【0055】図12は、図9、11に見られるデータ回
路8の具体的な構成を示している。NAND論理回路G
1,G2,G3で、多値データラッチ回路を構成する。
ノードN1,N2,N3の中、1つだけ“L”レベルと
なり、残り2つは“H”レベルである。3つのノードの
中のどれが“L”レベルであるかによって3値データを
ラッチする。
FIG. 12 shows a specific structure of the data circuit 8 shown in FIGS. NAND logic circuit G
1, G2 and G3 form a multi-valued data latch circuit.
Only one of the nodes N1, N2 and N3 is at "L" level and the other two are at "H" level. The ternary data is latched depending on which of the three nodes is at the "L" level.

【0056】3入力NAND論理回路を4つ用いて、そ
れぞれの出力を他の3つのNAND論理回路に入力して
互いに接続すれば、4値データをラッチできる。一般的
に、(n−1)入力NAND論理回路をn個用いて、そ
れぞれの出力を他の(n−1)個のNAND論理回路に
入力して互いに接続すると、n値データをラッチでき
る。NAND論理回路以外に、図16に示すようにNO
R論理回路などの回路を用いても構成できる。図16で
は、3つのノードN4,N5,N6の中、1つだけ
“H”レベルとなる。
By using four 3-input NAND logic circuits and inputting their outputs to the other three NAND logic circuits and connecting them to each other, 4-level data can be latched. In general, n-valued data can be latched by using n (n-1) input NAND logic circuits and inputting their outputs to other (n-1) NAND logic circuits and connecting them. Other than the NAND logic circuit, NO as shown in FIG.
It can also be configured by using a circuit such as an R logic circuit. In FIG. 16, only one of the three nodes N4, N5, N6 is at "H" level.

【0057】図17は、インバータI2,I3で構成さ
れる1ビットデータラッチ回路と、I4,I5で構成さ
れる1ビットデータラッチ回路の2つで3値データをラ
ッチする従来のデータラッチ回路を示している。図17
のデータラッチ回路の構成を図18に、NAND論理回
路G1,G2,G3で構成される多値データラッチ回路
の構成を図19に示す。pチャネルMOS領域からnチ
ャネルMOS領域に配線される配線数は、図17のデー
タラッチ回路では4本必要であるが、NAND論理回路
G1,G2,G3で構成される多値データラッチ回路で
は3本である。NAND論理回路G1,G2,G3で構
成される多値データラッチ回路の利点は、こうした少な
い配線によって回路面積が小さくできることがあげられ
る。
FIG. 17 shows a conventional data latch circuit for latching ternary data with two 1-bit data latch circuits composed of inverters I2 and I3 and 1-bit data latch circuits composed of I4 and I5. Shows. FIG. 17
18 shows the configuration of the data latch circuit of FIG. 18 and FIG. 19 shows the configuration of the multi-valued data latch circuit including the NAND logic circuits G1, G2 and G3. The number of wirings from the p-channel MOS region to the n-channel MOS region is four in the data latch circuit of FIG. 17, but is three in the multi-valued data latch circuit composed of the NAND logic circuits G1, G2 and G3. It is a book. The advantage of the multi-valued data latch circuit composed of the NAND logic circuits G1, G2, G3 is that the circuit area can be reduced by such a small number of wirings.

【0058】前記図12において、データ入出力線IO
A,IOBと多値データラッチ回路は、nチャネルMO
SトランジスタQn11 ,Qn12 を介して接続される。デ
ータ入出力線IOA,IOBは、図9中のデータ入出力
バッファ9にも接続される。nチャネルMOSトランジ
スタQn11 ,Qn12 のゲートは、NAND論理回路G4
とインバータI1で構成されるカラムアドレスデコーダ
の出力に接続される。nチャネルMOSトランジスタQ
n1,Qn2、或いはQn3,Qn4で構成される回路は、それ
ぞれ活性化信号SEN1或いはSEN2が“H”となっ
て、ビット線電圧をセンスして多値データラッチ回路の
データを変更する。
In FIG. 12, the data input / output line IO
A, IOB and the multi-valued data latch circuit are n-channel MO
It is connected through S transistors Qn11 and Qn12. The data input / output lines IOA and IOB are also connected to the data input / output buffer 9 in FIG. The gates of the n-channel MOS transistors Qn11 and Qn12 have the NAND logic circuit G4.
And an inverter I1 connected to the output of the column address decoder. n-channel MOS transistor Q
In the circuit composed of n1, Qn2, or Qn3, Qn4, the activation signal SEN1 or SEN2 becomes "H", and the bit line voltage is sensed to change the data of the multi-valued data latch circuit.

【0059】nチャネルMOSトランジスタQn5,Qn
6,Qn7,Qn8、pチャネルMOSトランジスタQp1で
構成される回路は、信号BLC2が“H”となって、多
値データラッチ回路のデータに応じて書き込み時のビッ
ト線電圧を制御したりする。nチャネルMOSトランジ
スタQn9は、信号BLC1が“H”となって、データ回
路8とビット線BLを接続する。nチャネルMOSトラ
ンジスタQn10 は、信号PREが“H”となって、ビッ
ト線BLを電圧VBLP にする。高耐圧nチャネルMOS
トランジスタHn33 は、消去時にビット線BLに印加さ
れる高電圧がデータ回路に印加されるのを防ぐためのも
ので、消去時以外は信号ERSBは“H”である。
N-channel MOS transistors Qn5, Qn
In the circuit composed of 6, Qn7, Qn8 and the p-channel MOS transistor Qp1, the signal BLC2 becomes "H", and the bit line voltage at the time of writing is controlled according to the data of the multi-valued data latch circuit. In the n-channel MOS transistor Qn9, the signal BLC1 becomes "H", and the data circuit 8 and the bit line BL are connected. In the n-channel MOS transistor Qn10, the signal PRE becomes "H" to set the bit line BL to the voltage VBLP. High breakdown voltage n-channel MOS
The transistor Hn33 is for preventing the high voltage applied to the bit line BL from being applied to the data circuit at the time of erasing, and the signal ERSB is "H" except at the time of erasing.

【0060】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、図13、14、15に従って説明する。図1
3は読み出し時のタイミング、図14は書き込み時のタ
イミング、図15は書き込みベリファイ時のタイミン
グ、をそれぞれ示している。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation will be described with reference to FIGS. Figure 1
Reference numeral 3 shows a read timing, FIG. 14 shows a write timing, and FIG. 15 shows a write verify timing.

【0061】図13に従って、読み出し動作を説明す
る。まず、電圧VBLPが電源電圧Vcc(例えば5V)
となって、ビット線は“H”レベルになる。同時に、電
圧VSRもVccとなり、信号SEN1,SEN2は“H”
となって、ノードN1,N3は“H”、ノードN2は
“L”にリセットされる。信号PREが“L”となっ
て、ビット線はフローティング状態になる。続いて、ワ
ード線選択・駆動回路11によって選択されたブロック
の選択された制御ゲートCG2は0V、非選択制御ゲー
トCG1,CG3,CG4と選択ゲートSG1,SG2
はVccにされる。
The read operation will be described with reference to FIG. First, the voltage VBLP is the power supply voltage Vcc (for example, 5V).
Then, the bit line becomes "H" level. At the same time, the voltage VSR also becomes Vcc, and the signals SEN1 and SEN2 are "H".
Then, the nodes N1 and N3 are reset to "H" and the node N2 is reset to "L". The signal PRE becomes "L", and the bit line becomes in a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2 of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 is 0V, the non-selected control gates CG1, CG3, CG4 and the selection gates SG1, SG2.
Is brought to Vcc.

【0062】選択されたメモリセルのしきい値が0V以
下なら、ビット線電圧は“L”となる。選択されたメモ
リセルのしきい値が0V以上なら、ビット線電圧は
“H”のままとなる。この後、信号SEN1が“H”と
なる。もし、ビット線が“L”ならnチャネルMOSト
ランジスタQn1は“OFF”で、ノードN1は“H”の
ままである。もし、ビット線が“H”ならnチャネルM
OSトランジスタQn1は“ON”で、ノードN1は0V
の電圧VSRによって“L”とされる。
When the threshold value of the selected memory cell is 0 V or less, the bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal SEN1 becomes "H". If the bit line is "L", the n-channel MOS transistor Qn1 is "OFF" and the node N1 remains "H". If the bit line is "H", n channel M
The OS transistor Qn1 is "ON" and the node N1 is 0V.
Is set to "L" by the voltage VSR.

【0063】次に、選択された制御ゲートが2Vにされ
る。選択されたメモリセルのしきい値が2V以下なら、
ビット線電圧は“L”となる。選択されたメモリセルの
しきい値が2V以上なら、ビット線電圧は“H”のまま
となる。この後、信号SEN2が“H”となる。もし、
ビット線が“L”ならnチャネルMOSトランジスタQ
n3は“OFF”で、ノードN3は“H”のままである。
もし、ビット線が“H”ならnチャネルMOSトランジ
スタQn3は“ON”で、ノードN3は0Vの電圧VSRに
よって“L”とされる。
Next, the selected control gate is set to 2V. If the threshold of the selected memory cell is 2V or less,
The bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 2 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal SEN2 becomes "H". if,
If the bit line is "L", n-channel MOS transistor Q
n3 is "OFF" and the node N3 remains "H".
If the bit line is "H", the n-channel MOS transistor Qn3 is "ON" and the node N3 is "L" by the voltage VSR of 0V.

【0064】最後に、カラムアドレスデコーダに入力さ
れるカラム活性化信号CENBが“H”となると、アド
レス信号によって選択されたデータ回路に保持されてい
るデータがデータ入出力線IOA,IOBに出力され、
データ入出力バッファ9を介してEEPROM外部へ出
力される。
Finally, when the column activation signal CENB input to the column address decoder becomes "H", the data held in the data circuit selected by the address signal is output to the data input / output lines IOA and IOB. ,
It is output to the outside of the EEPROM via the data input / output buffer 9.

【0065】メモリセルに記憶されているデータとしき
い値と読み出し後のノードN1,N2,N3の関係は、
次の(表1)の通りである。
The relationship between the data stored in the memory cell, the threshold value, and the nodes N1, N2, and N3 after reading is as follows:
It is as shown in the following (Table 1).

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】隣り合う2つのメモリセルで9つの記憶状
態ができる。このうち8状態を用いて3ビット分のデー
タを記憶している。データ入出力線IOA,IOBに出
力された信号は、隣り合う偶数、奇数2カラム分の3値
情報をもとに3ビットのデータにデータ入出力バッファ
9で変換されて出力される。例えば、次の(表2)のよ
うに対応させる。
Two memory cells adjacent to each other can have nine storage states. Of these, eight states are used to store 3-bit data. The signals output to the data input / output lines IOA and IOB are converted into 3-bit data by the data input / output buffer 9 based on the ternary information of adjacent even and odd two columns and output. For example, the following (Table 2) is used.

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】図14は、書き込み動作を示している。書
き込み動作前に、入力された3ビット分のデータは、
(表2)のようにデータ入出力バッファ9で2つの3値
データに変換されて、隣り合う偶数、奇数カラムのデー
タ回路に入力される。3値データとデータ入出力線IO
A,IOB、ノードN1,N2,N3の関係は、次の
(表3)の通りである。
FIG. 14 shows the write operation. Before the write operation, the input 3-bit data is
As shown in (Table 2), it is converted into two ternary data by the data input / output buffer 9 and input to the data circuits of the adjacent even and odd columns. 3-level data and data input / output line IO
The relationship between A, IOB, and nodes N1, N2, N3 is as shown in (Table 3) below.

【0070】[0070]

【表3】 [Table 3]

【0071】変換された3値データは、カラム活性化信
号CENBが“H”で、アドレス信号で指定されたカラ
ム番地のデータ回路に転送される。
The converted ternary data is transferred to the data circuit at the column address designated by the address signal when the column activation signal CENB is "H".

【0072】書き込み動作は、まず信号PREが“L”
となってビット線がフローティングにされる。
In the write operation, first, the signal PRE is "L".
And the bit line is floated.

【0073】次に、信号BLC2が“H”、電圧VLH
が2.5V、VLLが0Vとされる。これによって、デ
ータ“0”が保持されているデータ回路からはVcc、デ
ータ“1”が保持されているデータ回路からはVLH、
データ“2”が保持されているデータ回路からはVLL
がビット線に出力される。nチャネルMOSトランジス
タQn8,Qn9、高耐圧nチャネルMOSトランジスタH
n33 のしきい値分の電圧降下分が問題になるときは、信
号BLC1,BLC2,ERSBを昇圧すればよい。
Next, the signal BLC2 is "H" and the voltage VLH.
Is 2.5 V and VLL is 0 V. As a result, Vcc from the data circuit holding the data “0”, VLH from the data circuit holding the data “1”,
From the data circuit holding the data "2", VLL
Is output to the bit line. n-channel MOS transistors Qn8, Qn9, high breakdown voltage n-channel MOS transistor H
When the voltage drop corresponding to the threshold value of n33 becomes a problem, the signals BLC1, BLC2 and ERSB may be boosted.

【0074】ワード線選択・駆動回路11によって、選
択されたブロックの選択ゲートSG1、制御ゲートCG
1〜CG4がVccとなる。選択ゲートSG2は0Vであ
る。次に、選択された制御ゲートCG2が高電圧Vpp
(例えば20V)、非選択制御ゲートCG1,CG3,
CG4と選択ゲートSG1がVM(例えば10V)とな
る。
The selection gate SG1 and control gate CG of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 are selected.
1 to CG4 become Vcc. The select gate SG2 is 0V. Next, the selected control gate CG2 is set to the high voltage Vpp.
(For example, 20 V), non-selection control gates CG1, CG3,
CG4 and the selection gate SG1 become VM (for example, 10V).

【0075】データ“2”が保持されているデータ回路
に対応するメモリセルでは、0Vのチャネル電位と制御
ゲートのVppの電位差によって、浮遊ゲートに電子が注
入されしきい値が上昇する。データ“1”が保持されて
いるデータ回路に対応するメモリセルでは、2.5Vの
チャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によって、浮
遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。チャネ
ル電位を2.5Vにしているのは、“2”データ書き込
みより電子の注入量が少なくてよいからである。データ
“0”が保持されているデータ回路に対応するメモリセ
ルでは、チャネル電位と制御ゲートのVppの電位差が小
さいため、実効的には浮遊ゲートに電子は注入されな
い。よって、メモリセルのしきい値は変動しない。
In the memory cell corresponding to the data circuit in which the data "2" is held, electrons are injected into the floating gate due to the potential difference between the channel potential of 0 V and Vpp of the control gate, and the threshold value rises. In the memory cell corresponding to the data circuit in which the data “1” is held, electrons are injected into the floating gate due to the potential difference between the channel potential of 2.5 V and Vpp of the control gate, and the threshold value rises. The channel potential is set to 2.5V because the electron injection amount may be smaller than that in writing "2" data. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data "0", the potential difference between the channel potential and Vpp of the control gate is small, so that electrons are not effectively injected into the floating gate. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change.

【0076】書き込み動作後、メモリセルのしきい値を
検出する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい
値に達していれば、データ回路のデータを“0”に変更
する。もし、所望のしきい値に達していなければ、デー
タ回路のデータを保持して再度書き込み動作を行う。書
き込み動作と書き込みベリファイは、全ての選択された
メモリセルが所望のしきい値に達するまで繰り返され
る。
After the write operation, the threshold value of the memory cell is detected (write verify). If the desired threshold value is reached, the data in the data circuit is changed to "0". If the desired threshold value has not been reached, the data in the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and write verify are repeated until all the selected memory cells reach the desired threshold value.

【0077】図15を用いて、この書き込みベリファイ
動作を説明する。まず、電圧VBLPが電源電圧Vcc
(例えば5V)となって、ビット線は“H”レベルにな
る。信号PREが“L”となって、ビット線はフローテ
ィング状態になる。続いて、電圧VLHがVcc、電圧V
LLが0Vとされ信号BLC2が“H”となると、デー
タ回路に“2”データが保持されされているデータ回路
に対応するビット線BLのみ0Vとされる。
This write verify operation will be described with reference to FIG. First, the voltage VBLP is the power supply voltage Vcc
(For example, 5V), the bit line becomes "H" level. The signal PRE becomes "L", and the bit line becomes in a floating state. Then, the voltage VLH is Vcc, and the voltage V
When LL is set to 0V and the signal BLC2 is set to "H", only the bit line BL corresponding to the data circuit in which the data circuit holds "2" data is set to 0V.

【0078】次に、ワード線選択・駆動回路11によっ
て選択されたブロックの選択された制御ゲートCG2は
0.5V、非選択制御ゲートCG1,CG3,CG4と
選択ゲートSG1,SG2はVccにされる。選択された
メモリセルのしきい値が0.5V以下なら、ビット線電
圧は“L”となる。選択されたメモリセルのしきい値が
0.5V以上なら、ビット線電圧は“H”のままとな
る。この後、信号SEN1が“H”となる。もし、ビッ
ト線が“L”ならnチャネルMOSトランジスタQn1は
“OFF”で、ノードN1は変わらない。もし、ビット
線が“H”ならnチャネルMOSトランジスタQn1は
“ON”で、ノードN1は0Vの電圧VSRによって
“L”とされる。つまり、ここまでの“1”データベリ
ファイ動作で、“1”書き込みに成功したメモリセルに
対応するデータ回路のデータが“1”である場合、
“0”に変更される。その他のデータは変更されない。
Next, the selected control gate CG2 of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 is set to 0.5V, and the non-selected control gates CG1, CG3, CG4 and the selection gates SG1, SG2 are set to Vcc. . If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or less, the bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal SEN1 becomes "H". If the bit line is "L", the n-channel MOS transistor Qn1 is "OFF" and the node N1 remains unchanged. If the bit line is "H", the n-channel MOS transistor Qn1 is "ON" and the node N1 is "L" by the voltage VSR of 0V. That is, when the data in the data circuit corresponding to the memory cell in which the "1" write is successful in the "1" data verify operation up to this point is "1",
It is changed to "0". Other data is unchanged.

【0079】続いて、電圧VBLPが電源電圧Vcc(例
えば5V)となって、ビット線は“H”レベルになる。
次に、ワード線選択・駆動回路11によって選択された
ブロックの選択された制御ゲートCG2は3V、非選択
制御ゲートCG1,CG3,CG4と選択ゲートSG
1,SG2はVccにされる。選択されたメモリセルのし
きい値が3V以下なら、ビット線電圧は“L”となる。
選択されたメモリセルのしきい値が3V以上なら、ビッ
ト線電圧は“H”のままとなる。この後、信号SEN1
が“H”となる。もし、ビット線が“L”ならnチャネ
ルMOSトランジスタQn1は“OFF”で、ノードN1
は変わらない。もし、ビット線が“H”ならnチャネル
MOSトランジスタQn1は“ON”で、ノードN1は0
Vの電圧VSRによって“L”とされる。つまり、ここま
での“2”データベリファイ動作で、“2”書き込みに
成功したメモリセルに対応するデータ回路のデータが
“2”である場合、“0”に変更される。その他のデー
タは変更されない。
Then, the voltage VBLP becomes the power supply voltage Vcc (for example, 5V), and the bit line becomes "H" level.
Next, the selected control gate CG2 of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 is 3V, the non-selected control gates CG1, CG3, CG4, and the selection gate SG.
1, SG2 are set to Vcc. If the threshold voltage of the selected memory cell is 3 V or less, the bit line voltage becomes "L".
If the threshold value of the selected memory cell is 3 V or higher, the bit line voltage remains "H". After this, the signal SEN1
Becomes "H". If the bit line is "L", the n-channel MOS transistor Qn1 is "OFF" and the node N1
Does not change. If the bit line is "H", the n-channel MOS transistor Qn1 is "ON" and the node N1 is 0.
It is set to "L" by the voltage VSR of V. That is, in the "2" data verify operation up to this point, if the data of the data circuit corresponding to the memory cell in which the "2" write is successful is "2", it is changed to "0". Other data is unchanged.

【0080】全てのメモリセルが所望のしきい値に達す
ると、全てのデータ回路のノードN1は“L”となるの
で、全てのデータ回路のノードN1のレベルが“L”に
なるとデータのメモリセルへの書き込みは終了させられ
る。書き込みベリファイ時の、データ回路のデータ変換
則は次の(表4)の通りである。
When all the memory cells reach the desired threshold value, the nodes N1 of all the data circuits become "L". Therefore, when the level of the node N1 of all the data circuits becomes "L". Writing to the cell is terminated. The data conversion rule of the data circuit at the time of write-verify is as follows (Table 4).

【0081】[0081]

【表4】 [Table 4]

【0082】図14、15で説明したように、ベリファ
イしながら書き込みを行うことで、“1”データに対応
するメモリセルのしきい値はベリファイ参照電圧の0.
5V以上で2V以下、“2”データに対応するメモリセ
ルのしきい値はベリファイ参照電圧の3V以上でVcc以
下に制御される。図13で説明したように、読み出し時
の参照電圧は、0Vと2Vであるから、“1”データの
しきい値マージンは0.5V、“2”データのしきい値
マージンは1.0Vとされる。“0”データに対応する
しきい値は0V以下であり、これは消去状態と同じであ
る。消去は、セルウェルを高電圧Vpp(例えば20V)
にして、制御ゲートCGを0Vとして行われる。電子が
浮遊ゲートから放出されしきい値は0V以下となる。
As described with reference to FIGS. 14 and 15, by performing writing while verifying, the threshold value of the memory cell corresponding to “1” data is 0.
The threshold value of the memory cell corresponding to "2" data is controlled to be 5 V or more and 2 V or less, and Vcc or less to 3 V or more of the verify reference voltage. As described with reference to FIG. 13, since the reference voltages at the time of reading are 0 V and 2 V, the threshold margin of “1” data is 0.5 V and the threshold margin of “2” data is 1.0 V. To be done. The threshold value corresponding to "0" data is 0 V or less, which is the same as the erased state. For erasing, a high voltage Vpp (for example, 20 V) is applied to the cell well.
Then, the control gate CG is set to 0V. Electrons are emitted from the floating gate and the threshold value becomes 0 V or less.

【0083】図20は、図9中のセルウェル制御回路1
2の具体的な構成を示している。高耐圧nチャネルMO
SトランジスタHn17〜Hn28は昇圧回路を構成してい
る。ポンプ活性化信号PMPが“H”で、振動する信号
Φが入力されると、出力VqqはVcc以上の高電圧とな
る。電圧Vqqは電圧リミッタ16によってリミットされ
る。昇圧回路リセット信号RSTBが“L”となると、
VqqはVccにリセットされる。デバイス待機信号STN
BYが“H”となると、昇圧回路への電源供給は遮断さ
れる。これは、電圧転送効率を上げるため、高耐圧nチ
ャネルMOSトランジスタHnのしきい値を下げると、
待機時にリーク電流のため待機消費電力が大きいためで
ある。昇圧されたVqqは、信号CWPMPBが“L”と
なると、高耐圧nチャネルMOSトランジスタHn10 ,
Hn11 を介してセルウェルに印加される。
FIG. 20 shows the cell well control circuit 1 shown in FIG.
2 shows a specific configuration of No. 2. High breakdown voltage n-channel MO
The S transistors Hn17 to Hn28 form a booster circuit. When the pump activation signal PMP is “H” and the oscillating signal Φ is input, the output Vqq becomes a high voltage of Vcc or more. The voltage Vqq is limited by the voltage limiter 16. When the booster circuit reset signal RSTB becomes "L",
Vqq is reset to Vcc. Device standby signal STN
When BY goes to "H", power supply to the booster circuit is cut off. This is because if the threshold of the high breakdown voltage n-channel MOS transistor Hn is lowered in order to increase the voltage transfer efficiency,
This is because the standby power consumption is large due to the leakage current during standby. When the signal CWPMPB becomes "L", the boosted Vqq becomes a high breakdown voltage n-channel MOS transistor Hn10,
It is applied to the cell well via Hn11.

【0084】図21を用いて、セルウェル制御回路12
の動作を説明する。待機時、信号STNBYは“H”で
ある。信号RSTB,CWPMPBも“H”、PMPと
Φは“L”である。よって、セルウェルは0Vとなって
いる。
Referring to FIG. 21, cell well control circuit 12
The operation of will be described. During standby, the signal STNBY is "H". The signals RSTB and CWPMPB are also “H”, and PMP and Φ are “L”. Therefore, the cell well is at 0V.

【0085】非待機時で消去時以外は、信号STNB
Y,RSTB,PMPは“L”、CWPMPBは“H”
である。信号Φは振動する。電圧VqqはVccとなり、セ
ルウェルは0Vである。
In the non-standby mode, except when erasing, the signal STNB
"L" for Y, RSTB, PMP, "H" for CWPMPB
Is. The signal Φ vibrates. The voltage Vqq is Vcc and the cell well is 0V.

【0086】消去時には、信号RSTB,PMPが
“H”となって電圧VqqはVppに昇圧される。続いて、
信号CWPMPBが“L”となるとセルウェルはVppと
なる。CWPMPBが“H”となってセルウェルは0V
にリセットされ、信号RSTB,PMPが“L”となっ
てVqqはVccにリセットされる。
At the time of erasing, the signals RSTB and PMP become "H" and the voltage Vqq is boosted to Vpp. continue,
When the signal CWPMPB becomes "L", the cell well becomes Vpp. CWPMPB becomes “H” and cell well becomes 0V
Are reset, the signals RSTB and PMP become "L", and Vqq is reset to Vcc.

【0087】(第2の実施形態)図22は、図9、11
に見られるデータ回路8の他の実施形態を示す具体的な
構成図である。3値記憶を例に構成されている。図22
(a)に示すように、クロック同期式インバータCI
1,CI2とCI3,CI4でそれぞれ構成される2つ
のフリップ・フロップFF1,FF2に、書き込み/読
み出しデータをラッチする。また、これらはセンスアン
プとしても動作する。クロック同期式インバータCIの
具体的な構成は、図22(b)に示される。クロック同
期式インバータCIの回路しきい値は、例えば電源電圧
Vcc(例えば5V)の半分とする。
(Second Embodiment) FIG. 22 is a plan view of FIGS.
FIG. 9 is a specific configuration diagram showing another embodiment of the data circuit 8 seen in FIG. It is configured by taking ternary storage as an example. FIG. 22
As shown in (a), the clock synchronous inverter CI
Write / read data is latched in two flip-flops FF1 and FF2, which are respectively configured by 1, CI2 and CI3, CI4. Moreover, these also operate as sense amplifiers. The specific configuration of the clock synchronous inverter CI is shown in FIG. The circuit threshold of the clock synchronous inverter CI is, for example, half of the power supply voltage Vcc (for example, 5V).

【0088】フリップ・フロップFF1は、「“0”書
き込みをするか、“1”又は“2”書き込みをするか」
を書き込みデータ情報としてラッチし、メモリセルが
「“0”の情報を保持しているか、“1”又は“2”の
情報を保持しているか」を読み出しデータ情報としてセ
ンスしラッチする。フリップ・フロップFF2は、
「“2”書き込みをするか、“1”又は“0”書き込み
をするか」を書き込みデータ情報としてラッチし、メモ
リセルが「“2”の情報を保持しているか、“1”又は
“0”の情報を保持しているか」を読み出しデータ情報
としてセンスしラッチする。
The flip-flop FF1 "whether to write" 0 "or write" 1 "or" 2 """
Is latched as read data information, and "whether the memory cell holds" 0 "information or" 1 "or" 2 "information" is sensed and latched as read data information. The flip-flop FF2 is
"Write" 2 "or write" 1 "or" 0 "" is latched as write data information, and the memory cell holds "2" information, "1" or "0". "Have information?" Is sensed and latched as read data information.

【0089】データ入出力線IOA,IOBとフリップ
・フロップFF1は、nチャネルMOSトランジスタQ
n101,Qn102を介して接続される。データ入出力線IO
C,IODとフリップ・フロップFF2は、nチャネル
MOSトランジスタQn103,Qn104を介して接続され
る。データ入出力線IOA,IOB,IOC,IOD
は、図9中のデータ入出力バッファ9にも接続される。
nチャネルMOSトランジスタQn101,Qn102,Qn10
3,Qn104のゲートは、NAND論理回路G101とイ
ンバータI101で構成されるカラムアドレスデコーダ
の出力に接続される。nチャネルMOSトランジスタQ
n105,Qn109は、フリップ・フロップFF1,FF2と
MOSキャパシタQd101の接続を制御する。nチャネル
MOSトランジスタQn106,Qn107,Qn108、pチャネ
ルMOSトランジスタQp102,Qp103で構成される回路
は、活性化信号VRFYB或いはPROによって、フリ
ップ・フロップFF1,FF2のデータに応じて、MO
SキャパシタQd101のゲート電圧を変更する。MOSキ
ャパシタQd101は、ディプリーション型nチャネルMO
Sトランジスタで構成され、ビット線容量より十分小さ
くされる。pチャネルMOSトランジスタQp105は、信
号PRECによってMOSキャパシタQd101を充電す
る。全てのデータ回路8-0,8-1,…,8-mの書き込み
データが“0”書き込みか否かを検出信号PENDに出
力するため、フリップ・フロップFF1のデータを検出
するpチャネルMOSトランジスタQp101が設けられ
る。
The data input / output lines IOA and IOB and the flip-flop FF1 are connected to the n-channel MOS transistor Q.
It is connected via n101 and Qn102. Data input / output line IO
C, IOD and flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn103, Qn104. Data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD
Is also connected to the data input / output buffer 9 in FIG.
n-channel MOS transistors Qn101, Qn102, Qn10
The gates of 3 and Qn104 are connected to the output of a column address decoder composed of a NAND logic circuit G101 and an inverter I101. n-channel MOS transistor Q
n105 and Qn109 control the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd101. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn106, Qn107, Qn108 and the p-channel MOS transistors Qp102, Qp103 responds to the data of the flip-flops FF1 and FF2 by the activation signal VRFYB or PRO.
The gate voltage of the S capacitor Qd101 is changed. The MOS capacitor Qd101 is a depletion type n-channel MO.
It is composed of an S transistor and is sufficiently smaller than the bit line capacitance. The p-channel MOS transistor Qp105 charges the MOS capacitor Qd101 by the signal PREC. A p-channel MOS transistor for detecting the data of the flip-flop FF1 in order to output to the detection signal PEND whether or not the write data of all the data circuits 8-0, 8-1, ... Qp101 is provided.

【0090】nチャネルMOSトランジスタQn110、p
チャネルMOSトランジスタQp104は、信号BLCN,
BLCPによって、データ回路8とビット線BLの接続
を制御する。nチャネルMOSトランジスタQn111は、
信号PREが“H”となって、ビット線BLを電圧VBL
P にする。高耐圧nチャネルMOSトランジスタHn101
は、消去時にビット線に印加される高電圧がデータ回路
に印加されるのを防ぐためのもので、消去時以外は信号
ERSBは“H”である。
N-channel MOS transistor Qn110, p
The channel MOS transistor Qp104 has a signal BLCN,
The connection between the data circuit 8 and the bit line BL is controlled by BLCP. The n-channel MOS transistor Qn111 is
The signal PRE becomes "H", and the bit line BL is set to the voltage VBL.
Set to P. High breakdown voltage n-channel MOS transistor Hn101
Is to prevent the high voltage applied to the bit line during erase from being applied to the data circuit.
ERSB is “H”.

【0091】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、図23、24、25に従って説明する。図2
3は読み出し時のタイミング、図24は書き込み時のタ
イミング、図25は書き込みベリファイ時のタイミン
グ、をそれぞれ示している。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation of will be described with reference to FIGS. Figure 2
Reference numeral 3 shows a read timing, FIG. 24 shows a write timing, and FIG. 25 shows a write verify timing.

【0092】図23に従って、読み出し動作を説明す
る。まず、電圧VBLPが電源電圧Vcc(例えば5V)
となって、ビット線は“H”レベルになる。同時に、信
号BLCNが“L”、BLCPが“H”となって、ビッ
ト線とMOSキャパシタQd101は切り離される。信号P
REが“L”となって、ビット線はフローティング状態
になる。続いて、ワード線選択・駆動回路11によって
選択されたブロックの選択された制御ゲートCG2は0
V、非選択制御ゲートCG1,CG3,CG4と選択ゲ
ートSG1,SG2はVccにされる。信号PRECが
“L”となってMOSキャパシタQd101はVccに充電さ
れる。
The read operation will be described with reference to FIG. First, the voltage VBLP is the power supply voltage Vcc (for example, 5V).
Then, the bit line becomes "H" level. At the same time, the signal BLCN becomes "L" and BLCP becomes "H", and the bit line and the MOS capacitor Qd101 are disconnected. Signal P
When RE becomes "L", the bit line is in a floating state. Then, the selected control gate CG2 of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 is set to 0.
V, the non-selection control gates CG1, CG3, CG4 and the selection gates SG1, SG2 are set to Vcc. The signal PREC becomes "L" and the MOS capacitor Qd101 is charged to Vcc.

【0093】選択されたメモリセルのしきい値が0V以
下なら、ビット線電圧は“L”となる。選択されたメモ
リセルのしきい値が0V以上なら、ビット線電圧は
“H”のままとなる。この後、信号BLCNが例えばV
cc以下の1.5Vとされる。nチャネルMOSトランジ
スタQn110 のしきい値が1Vの場合、もしビット線が
0.5V以下ならnチャネルMOSトランジスタQn110
は“ON”で、ノードN101は0.5V以下となる。
もし、ビット線が0.5V以上ならnチャネルMOSト
ランジスタQn110は“OFF”で、ノードN101はV
ccに保たれる。
When the threshold value of the selected memory cell is 0 V or less, the bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal BLCN is, for example, V
It is set to 1.5V below cc. When the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn110 is 1V and if the bit line is 0.5V or less, the n-channel MOS transistor Qn110
Is "ON", the voltage of the node N101 becomes 0.5 V or less.
If the bit line is 0.5 V or more, the n-channel MOS transistor Qn110 is "OFF" and the node N101 is V
kept at cc.

【0094】再度、信号BLCNが“L”となって、ビ
ット線BLとMOSキャパシタQd101は切り離される。
信号LAT1,SEN1が“L”となってフリップ・フ
ロップFF1が非活性化された後、信号SAC1が
“H”となる。再度、信号SEN1が“H”となり続い
て信号LAT1が“H”となることで、ノードN101
の電圧がセンスされラッチされる。これで、メモリセル
のデータが“0”か否かがフリップ・フロップFF1に
よってセンスされ、その情報はラッチされる。
The signal BLCN becomes "L" again, and the bit line BL and the MOS capacitor Qd101 are disconnected.
After the signals LAT1 and SEN1 become "L" and the flip-flop FF1 is deactivated, the signal SAC1 becomes "H". The signal SEN1 becomes “H” again, and then the signal LAT1 becomes “H”.
Is sensed and latched. Thus, whether or not the data in the memory cell is "0" is sensed by the flip-flop FF1 and the information is latched.

【0095】次に、選択された制御ゲートが2Vにされ
る。選択されたメモリセルのしきい値が2V以下なら、
ビット線電圧は“L”となる。選択されたメモリセルの
しきい値が2V以上なら、ビット線電圧は“H”のまま
となる。この後、信号BLCNが例えばVcc以下の1.
5Vとされる。nチャネルMOSトランジスタQn110の
しきい値が1Vの場合、もしビット線が0.5V以下な
らnチャネルMOSトランジスタQn110は“ON”で、
ノードN101は0.5V以下となる。もし、ビット線
が0.5V以上ならnチャネルMOSトランジスタQn1
10は“OFF”で、ノードN101はVccに保たれる。
Next, the selected control gate is set to 2V. If the threshold of the selected memory cell is 2V or less,
The bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 2 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal BLCN is set to 1.
It is set to 5V. If the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn110 is 1V and the bit line is 0.5V or less, the n-channel MOS transistor Qn110 is "ON",
The node N101 becomes 0.5V or less. If the bit line is more than 0.5V, n-channel MOS transistor Qn1
10 is "OFF" and the node N101 is kept at Vcc.

【0096】再度、信号BLCNが“L”となって、ビ
ット線BLとMOSキャパシタQd101は切り離される。
信号LAT2,SEN2が“L”となってフリップ・フ
ロップFF2が非活性化された後、信号SAC2が
“H”となる。再度、信号SEN2が“H”となり続い
て信号LAT2が“H”となることで、ノードN101
の電圧がセンスされラッチされる。これで、メモリセル
のデータが“2”か否かがフリップ・フロップFF2に
よってセンスされ、その情報はラッチされる。
The signal BLCN becomes "L" again and the bit line BL and the MOS capacitor Qd101 are disconnected.
After the signals LAT2 and SEN2 become "L" and the flip-flop FF2 is deactivated, the signal SAC2 becomes "H". The signal SEN2 becomes “H” again, and the signal LAT2 becomes “H” again.
Is sensed and latched. Thus, the flip-flop FF2 senses whether the data in the memory cell is "2" and the information is latched.

【0097】読み出し中、信号ERSBは“H”、VRFY
Bは“H”、PROは“L”である。また、電圧VBL
MとVsは0Vとする。
During reading, the signal ERSB is "H", VRFY.
B is "H" and PRO is "L". In addition, the voltage VBL
M and Vs are 0V.

【0098】カラムアドレスデコーダに入力されるカラ
ム活性化信号CENBが“H”となると、アドレス信号
によって選択されたデータ回路に保持されているデータ
がデータ入出力線IOA,IOB,IOC,IODに出
力され、データ入出力バッファ9を介してEEPROM
外部へ出力される。
When the column activation signal CENB input to the column address decoder becomes "H", the data held in the data circuit selected by the address signal is output to the data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD. Via the data input / output buffer 9 to the EEPROM
It is output to the outside.

【0099】メモリセルに記憶されているデータ、しき
い値、データ入出力線IOA,IOB,IOC,IOD
に読み出し後に出力されるレベル、の関係は次の(表
5)の通りである。
Data stored in memory cells, threshold values, data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD
The relationship between the level output after the reading and the level is as shown in (Table 5) below.

【0100】[0100]

【表5】 [Table 5]

【0101】隣り合う2つのメモリセルで9つの記憶状
態ができる。このうち8状態を用いて3ビット分のデー
タを記憶している。データ入出力線IOA,IOB,I
OC,IODに出力された信号は、隣り合う偶数、奇数
2カラム分の3値情報をもとに3ビットのデータにデー
タ入出力バッファ9で変換されて出力される。例えば、
前記(表2)のように対応させる。
Two memory cells adjacent to each other can have nine storage states. Of these, eight states are used to store 3-bit data. Data input / output lines IOA, IOB, I
The signals output to OC and IOD are converted into 3-bit data by the data input / output buffer 9 based on the ternary information of adjacent even and odd two columns and output. For example,
Correspond as described above (Table 2).

【0102】図24は、書き込み動作を示している。書
き込み動作前に、入力された3ビット分のデータは、前
記(表2)のようにデータ入出力バッファ9で2つの3
値データに変換されて、隣り合う偶数、奇数カラムのデ
ータ回路8に入力される。3値データとデータ入出力線
IOA,IOB,IOC,IODの関係は、次の(表
6)の通りである。
FIG. 24 shows a write operation. Before the write operation, the input 3-bit data is stored in the data 3 in the data input / output buffer 9 as shown in (Table 2) above.
It is converted into value data and input to the data circuits 8 of adjacent even and odd columns. The relationship between the ternary data and the data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD is as shown in (Table 6) below.

【0103】[0103]

【表6】 [Table 6]

【0104】変換された3値データは、カラム活性化信
号CENBが“H”で、アドレス信号で指定されたカラ
ム番地のデータ回路に転送される。
The converted ternary data is transferred to the data circuit of the column address designated by the address signal when the column activation signal CENB is "H".

【0105】書き込み動作は、まず信号PREが“L”
となってビット線がフローティングにされる。
In the write operation, first, the signal PRE is "L".
And the bit line is floated.

【0106】次に、信号VRFYBが“L”、信号PR
Oが“H”、電圧VBLMが2.5Vとされる。これに
よって、データ“0”が保持されているデータ回路から
はVcc、データ“1”が保持されているデータ回路から
は2.5Vがビット線に出力される。信号SAC2が
1.5Vとされると、データ“2”が保持されているデ
ータ回路からは0Vがビット線に出力される。nチャネ
ルMOSトランジスタQ109 のしきい値を1Vとする
と、“0”又は“1”書き込み時にはnチャネルMOS
トランジスタQn109は“OFF”、“2”書き込み時に
は“ON”となる。高耐圧nチャネルMOSトランジス
タHn101のしきい値分の電圧降下分が問題になるとき
は、信号ERSBを昇圧すればよい。
Next, the signal VRFYB is "L" and the signal PR is
O is "H" and the voltage VBLM is 2.5V. As a result, Vcc is output to the bit line from the data circuit holding the data "0", and 2.5 V is output to the bit line from the data circuit holding the data "1". When the signal SAC2 is set to 1.5V, 0V is output to the bit line from the data circuit holding the data "2". Assuming that the threshold value of the n-channel MOS transistor Q109 is 1 V, the n-channel MOS transistor is written at the time of writing "0" or "1".
The transistor Qn109 is "OFF", and is "ON" when writing "2". When the voltage drop corresponding to the threshold value of the high breakdown voltage n-channel MOS transistor Hn101 becomes a problem, the signal ERSB may be boosted.

【0107】ワード線選択・駆動回路11によって、選
択されたブロックの選択ゲートSG1、制御ゲートCG
1〜CG4がVccとなる。選択ゲートSG2は0Vであ
る。次に、選択された制御ゲートCG2が高電圧Vpp
(例えば20V)、非選択制御ゲートCG1,CG3,
CG4がVM(例えば10V)となる。データ“2”が
保持されているデータ回路に対応するメモリセルでは、
0Vのチャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によっ
て、浮遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。
データ“1”が保持されているデータ回路に対応するメ
モリセルでは、2.5Vのチャネル電位と制御ゲートの
Vppの電位差によって、浮遊ゲートに電子が注入されし
きい値が上昇する。チャネル電位を2.5Vにしている
のは、“2”データ書き込みより電子の注入量が少なく
てよいからである。
The selection gate SG1 and control gate CG of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 are selected.
1 to CG4 become Vcc. The select gate SG2 is 0V. Next, the selected control gate CG2 is set to the high voltage Vpp.
(For example, 20 V), non-selection control gates CG1, CG3,
CG4 becomes VM (for example, 10V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “2”,
Due to the potential difference between the channel potential of 0 V and Vpp of the control gate, electrons are injected into the floating gate and the threshold value rises.
In the memory cell corresponding to the data circuit in which the data “1” is held, electrons are injected into the floating gate due to the potential difference between the channel potential of 2.5 V and Vpp of the control gate, and the threshold value rises. The channel potential is set to 2.5V because the electron injection amount may be smaller than that in writing "2" data.

【0108】データ“0”が保持されているデータ回路
に対応するメモリセルでは、チャネル電位と制御ゲート
のVppの電位差が小さいため、実効的には浮遊ゲートに
電子は注入されない。よって、メモリセルのしきい値は
変動しない。書き込み中、信号SEN1,LAT1,S
EN2,LAT2は“H”、信号SAC1は“L”、信
号PRECは“H”、信号BLCN,BLCPはそれぞ
れ“H”,“L”、信号ERSBは“H”である。
In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data "0", the potential difference between the channel potential and Vpp of the control gate is small, so that electrons are not effectively injected into the floating gate. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During writing, signals SEN1, LAT1, S
EN2 and LAT2 are "H", signal SAC1 is "L", signal PREC is "H", signals BLCN and BLCP are "H" and "L", respectively, and signal ERSB is "H".

【0109】書き込み動作後、メモリセルのしきい値を
検出する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい
値に達していれば、データ回路のデータを“0”に変更
する。もし、所望のしきい値に達していなければ、デー
タ回路のデータを保持して再度書き込み動作を行う。書
き込み動作と書き込みベリファイは全ての選択されたメ
モリセルが所望のしきい値に達するまで繰り返される。
After the write operation, the threshold value of the memory cell is detected (write verify). If the desired threshold value is reached, the data in the data circuit is changed to "0". If the desired threshold value has not been reached, the data in the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and write verify are repeated until all the selected memory cells reach the desired threshold value.

【0110】図25を用いて、この書き込みベリファイ
動作を説明する。まず、電圧VBLPが電源電圧Vcc
(例えば5V)となって、ビット線は“H”レベルにな
る。同時に、信号BLCNが“L”、BLCPが“H”
となって、ビット線とMOSキャパシタQd101は切り離
される。信号PREが“L”となって、ビット線はフロ
ーティング状態になる。続いて、ワード線選択・駆動回
路11によって選択されたブロックの選択された制御ゲ
ートCG2は0.5V、非選択制御ゲートCG1,CG
3,CG4と選択ゲートSG1,SG2はVccにされ
る。信号PRECが“L”となってMOSキャパシタQ
d101はVccに充電される。
This write verify operation will be described with reference to FIG. First, the voltage VBLP is the power supply voltage Vcc
(For example, 5V), the bit line becomes "H" level. At the same time, the signal BLCN is "L" and BLCP is "H".
Then, the bit line and the MOS capacitor Qd101 are separated. The signal PRE becomes "L", and the bit line becomes in a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2 of the block selected by the word line selection / drive circuit 11 is 0.5 V, and the non-selected control gates CG1 and CG are
3, CG4 and select gates SG1 and SG2 are set to Vcc. Signal PREC becomes "L" and MOS capacitor Q
d101 is charged to Vcc.

【0111】選択されたメモリセルのしきい値が0.5
V以下なら、ビット線電圧は“L”となる。選択された
メモリセルのしきい値が0.5V以上なら、ビット線電
圧は“H”のままとなる。この後、信号BLCNが例え
ばVcc以下の1.5Vとされる。nチャネルMOSトラ
ンジスタQn110 のしきい値が1Vの場合、もしビット
線が0.5V以下ならnチャネルMOSトランジスタQ
n110は“ON”で、ノードN101は0.5V以下とな
る。もし、ビット線が0.5V以上ならnチャネルMO
SトランジスタQn110は“OFF”で、ノードN101
はVccに保たれる。
The threshold value of the selected memory cell is 0.5
If it is V or less, the bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal BLCN is set to 1.5 V which is lower than Vcc, for example. If the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn110 is 1V, and if the bit line is 0.5V or less, the n-channel MOS transistor Qn
n110 is “ON”, and the voltage of the node N101 is 0.5 V or less. If the bit line is over 0.5V, n channel MO
The S transistor Qn110 is "OFF", and the node N101
Is kept at Vcc.

【0112】再度、信号BLCNが“L”となって、ビ
ット線BLとMOSキャパシタQd101は切り離される。
信号VRFYBが“L”となると、“0”書き込みデー
タが保持されているデータ回路のみ、pチャネルMOS
トランジスタQp103が“ON”であり、ノードN101
はVccとなる。信号SAC2が1.5Vとなると、
“2”書き込みデータが保持されているデータ回路の
み、ノードN101が0Vにされる。“1”書き込みデ
ータが保持されているデータ回路では、0.5V以上の
ノードN101の電圧は変化しない。0.5V以下のノ
ードN1の電圧は0.5Vまでは充電される。信号LA
T1,SEN1が“L”となってフリップ・フロップF
F1が非活性化された後、信号SAC1が“H”とな
る。再度、信号SEN1が“H”となり続いて信号LA
T1が“H”となることで、ノードN101の電圧がセ
ンスされラッチされる。
The signal BLCN becomes "L" again and the bit line BL and the MOS capacitor Qd101 are disconnected.
When the signal VRFYB becomes “L”, only the data circuit holding the “0” write data is p-channel MOS.
Since the transistor Qp103 is "ON", the node N101
Becomes Vcc. When the signal SAC2 becomes 1.5V,
The node N101 is set to 0V only in the data circuit holding the "2" write data. In the data circuit holding the "1" write data, the voltage of the node N101 of 0.5 V or higher does not change. The voltage of the node N1 of 0.5V or less is charged up to 0.5V. Signal LA
T1 and SEN1 become "L" and flip-flop F
After F1 is deactivated, the signal SAC1 becomes "H". The signal SEN1 becomes “H” again and the signal LA continues.
When T1 becomes "H", the voltage of the node N101 is sensed and latched.

【0113】これで、“1”書き込みデータを保持して
いるデータ回路のみ、対応するメモリセルのデータが十
分“1”書き込み状態となったか否かを検出する。メモ
リセルのデータが“1”であれば、フリップ・フロップ
FF1でノードN101の電圧をセンスしラッチするこ
とで書き込みデータは“0”に変更される。メモリセル
のデータが“1”でなければ、フリップ・フロップFF
1でノードN101の電圧をセンスしラッチすることで
書き込みデータは“1”に保持される。“0”又は
“2”書き込みデータを保持しているデータ回路の書き
込みデータは変更されない。
With this, only in the data circuit holding the "1" write data, it is detected whether or not the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the "1" write state. If the data in the memory cell is "1", the write data is changed to "0" by sensing and latching the voltage of the node N101 by the flip-flop FF1. If the data in the memory cell is not "1", flip-flop FF
The write data is held at "1" by sensing and latching the voltage of the node N101 at 1. The write data of the data circuit holding the "0" or "2" write data is not changed.

【0114】次に、選択された制御ゲートが3Vにされ
る。選択されたメモリセルのしきい値が3V以下なら、
ビット線電圧は“L”となる。選択されたメモリセルの
しきい値が3V以上なら、ビット線電圧は“H”のまま
となる。この後、信号BLCNが例えばVcc以下の1.
5Vとされる。nチャネルMOSトランジスタQn110の
しきい値が1Vの場合、もしビット線が0.5V以下な
らnチャネルMOSトランジスタQn110は“ON”で、
ノードN101は0.5V以下となる。もし、ビット線
が0.5V以上ならnチャネルMOSトランジスタQn1
10は“OFF”で、ノードN101はVccに保たれる。
Next, the selected control gate is set to 3V. If the threshold of the selected memory cell is 3V or less,
The bit line voltage becomes "L". If the threshold value of the selected memory cell is 3 V or higher, the bit line voltage remains "H". After that, the signal BLCN is set to 1.
It is set to 5V. If the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn110 is 1V and the bit line is 0.5V or less, the n-channel MOS transistor Qn110 is "ON",
The node N101 becomes 0.5V or less. If the bit line is more than 0.5V, n-channel MOS transistor Qn1
10 is "OFF" and the node N101 is kept at Vcc.

【0115】再度、信号BLCNが“L”となって、ビ
ット線BLとMOSキャパシタQd101は切り離される。
信号VRFYBが“L”となると、“0”書き込みデー
タが保持されているデータ回路のみ、pチャネルMOS
トランジスタQp103が“ON”であり、ノードN101
はVccとなる。信号LAT1,SEN1が“L”となっ
てフリップ・フロップFF1が非活性化された後、信号
SAC1が“H”となる。再度、信号SEN1が“H”
となり続いて信号LAT1が“H”となることで、ノー
ドN101の電圧がセンスされラッチされる。
The signal BLCN becomes "L" again and the bit line BL and the MOS capacitor Qd101 are disconnected.
When the signal VRFYB becomes “L”, only the data circuit holding the “0” write data is p-channel MOS.
Since the transistor Qp103 is "ON", the node N101
Becomes Vcc. After the signals LAT1 and SEN1 become "L" and the flip-flop FF1 is deactivated, the signal SAC1 becomes "H". Again, the signal SEN1 is "H"
Then, the signal LAT1 becomes "H", and the voltage of the node N101 is sensed and latched.

【0116】続いて、信号PROが“H”、電圧VBL
MがVccとなる。“1”書き込みデータを保持している
データ回路のみで、そのノードN101は“H”に変更
される。信号LAT2,SEN2が“L”となってフリ
ップ・フロップFF2が非活性化された後、信号SAC
2が“H”となる。再度、信号SEN2が“H”となり
続いて信号LAT2が“H”となることで、ノードN1
01の電圧がセンスされラッチされる。
Then, the signal PRO is "H" and the voltage VBL is
M becomes Vcc. Only the data circuit holding the "1" write data changes its node N101 to "H". After the signals LAT2 and SEN2 become "L" and the flip-flop FF2 is deactivated, the signal SAC
2 becomes "H". The signal SEN2 becomes "H" again and the signal LAT2 becomes "H" again, so that the node N1
The voltage 01 is sensed and latched.

【0117】これで、“2”書き込みデータを保持して
いるデータ回路のみ、対応するメモリセルのデータが十
分“2”書き込み状態となったか否かを検出する。メモ
リセルのデータが“2”であれば、フリップ・フロップ
FF1,FF2でノードN101の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“0”に変更される。メ
モリセルのデータが“2”でなければ、フリップ・フロ
ップFF1,FF2でノードN101の電圧をセンスし
ラッチすることで書き込みデータは“2”に保持され
る。“0”又は“1”書き込みデータを保持しているデ
ータ回路の書き込みデータは変更されない。
Thus, only the data circuit holding the "2" write data detects whether or not the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the "2" write state. If the data in the memory cell is "2", the write data is changed to "0" by sensing and latching the voltage of the node N101 by the flip-flops FF1 and FF2. If the data in the memory cell is not "2", the write data is held at "2" by sensing and latching the voltage of the node N101 by the flip-flops FF1 and FF2. The write data of the data circuit holding the "0" or "1" write data is not changed.

【0118】書き込みベリファイ中、信号ERSBは
“H”、電圧Vsは0Vとする。
During the write verify, the signal ERSB is "H" and the voltage Vs is 0V.

【0119】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達したか否かは、信号PENDを検出することで
分る。全ての選択されたメモリセルが所望のしきい値に
達していれば、書き込みデータが全て“0”となり、個
々のデータ回路8-0,8-1,…,8-mのデータ検出用p
チャネルMOSトランジスタQp101が全て“OFF”と
なる。電源電圧Vccから信号線PENDが切り離された
か否かを検出すると、全ての選択されたメモリセルが所
望のしきい値に達したか否かが分る。書き込みベリファ
イ時の、データ回路のデータ変換則は前記(表4)の通
りである。
Whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold value can be determined by detecting the signal PEND. If all the selected memory cells have reached the desired threshold value, the write data becomes all “0”, and the data detection p of each data circuit 8-0, 8-1, ..., 8-m.
The channel MOS transistors Qp101 are all "OFF". When it is detected whether the signal line PEND is disconnected from the power supply voltage Vcc, it is possible to know whether all the selected memory cells have reached the desired threshold value. The data conversion rule of the data circuit at the time of write verify is as described above (Table 4).

【0120】図24、25で説明したように、ベリファ
イしながら書き込みを行うことで、“1”データに対応
するメモリセルのしきい値はベリファイ参照電圧の0.
5V以上で2V以下、“2”データに対応するメモリセ
ルのしきい値はベリファイ参照電圧の3V以上でVcc以
下に制御される。図23で説明したように、読み出し時
の参照電圧は、0Vと2Vであるから、“1”データの
しきい値マージンは0.5V、“2”データのしきい値
マージンは1.0Vとされる。“0”データに対応する
しきい値は0V以下である。これは消去状態と同じであ
る。
As described with reference to FIGS. 24 and 25, by performing writing while verifying, the threshold value of the memory cell corresponding to "1" data is 0.
The threshold value of the memory cell corresponding to "2" data is controlled to be 5 V or more and 2 V or less, and Vcc or less to 3 V or more of the verify reference voltage. As described with reference to FIG. 23, since the reference voltages at the time of reading are 0 V and 2 V, the threshold margin of "1" data is 0.5 V and the threshold margin of "2" data is 1.0 V. To be done. The threshold value corresponding to "0" data is 0 V or less. This is the same as the erased state.

【0121】(変形例)なお、本発明は上述した各実施
形態に限定されるものではない。実施形態ではEEPR
OMを例に説明したが、本発明はEPROMでも同様に
実施できる。また、NAND型メモリセルを用いて説明
したが、種々様々なメモリセルでも同様に実施できる。
(Modification) The present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, EEPR
Although the OM has been described as an example, the present invention can be similarly implemented in the EPROM. Further, although the NAND type memory cell is used for the description, various kinds of memory cells can be similarly implemented.

【0122】NAND型メモリセルを用いた説明では、
読み出し時の参照電位と書き込みベリファイ時の参照電
位を制御することでしきい値マージンを確保した。セル
電流マージンを確保する場合は、読み出し参照電流とベ
リファイ時の参照電流を制御することで実施できる。ま
た、実施形態では3値或いは4値記憶を例に説明した
が、何値でも同様に実施できる。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
In the description using the NAND type memory cell,
By controlling the reference potential at the time of reading and the reference potential at the time of writing verification, the threshold margin was secured. The cell current margin can be secured by controlling the read reference current and the reference current during verification. Further, in the embodiment, the three-value or four-value storage is described as an example, but any value can be similarly implemented. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0123】[0123]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、多
値記憶可能なメモリセルにおいて、一時記憶のためのn
値記憶データ回路をn−1個の入力端子を有するn個の
論理回路で構成することにより、メモリセル以外の制御
回路面積の増大を抑えることができる。また、これに加
えて、電荷量マージンを電荷量が多いほど多く設定する
ことにより、書き込み時間や書き込み電圧の増加を抑え
つつ、信頼性の高いEEPROMを実現することが可能
となる。
As described above in detail, according to the present invention, in a memory cell capable of multi-value storage, n for temporary storage is provided.
By configuring the value storage data circuit with n logic circuits having n-1 input terminals, an increase in the area of the control circuit other than the memory cells can be suppressed. In addition to this, by setting the charge amount margin to be larger as the charge amount is larger, it is possible to realize a highly reliable EEPROM while suppressing an increase in the write time and the write voltage.

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

【図1】第1の実施形態におけるメモリセルの構成を示
す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a memory cell according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態におけるメモリセルのデータ保
持特性を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a data retention characteristic of a memory cell according to the first embodiment.

【図3】従来のメモリセルのしきい値分布を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a threshold distribution of a conventional memory cell.

【図4】第1の実施形態におけるメモリセルのしきい値
分布を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a threshold distribution of memory cells according to the first embodiment.

【図5】第1の実施形態におけるメモリセルのセル電流
分布を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a cell current distribution of a memory cell according to the first embodiment.

【図6】第1の実施形態におけるメモリセルのデータ保
持特性を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a data retention characteristic of a memory cell according to the first embodiment.

【図7】第1の実施形態におけるメモリセルのしきい値
分布を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a threshold distribution of memory cells according to the first embodiment.

【図8】第1の実施形態におけるメモリセルのセル電流
分布を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a cell current distribution of a memory cell according to the first embodiment.

【図9】第1の実施形態に係わるEEPROMの構成を
示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the EEPROM according to the first embodiment.

【図10】第1の実施形態におけるEEPROMの構造
を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the EEPROM according to the first embodiment.

【図11】第1の実施形態におけるメモリセルアレイの
回路構成を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration of a memory cell array in the first embodiment.

【図12】第1の実施形態におけるデータ回路の具体的
な構成を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration of a data circuit according to the first embodiment.

【図13】第1の実施形態におけるデータ読み出し動作
を示すタイミング図。
FIG. 13 is a timing chart showing a data read operation according to the first embodiment.

【図14】第1の実施形態におけるデータ書き込み動作
を示すタイミング図。
FIG. 14 is a timing chart showing a data write operation according to the first embodiment.

【図15】第1の実施形態における書き込みベリファイ
動作を示すタイミング図。
FIG. 15 is a timing chart showing a write verify operation according to the first embodiment.

【図16】第1の実施形態における多値記憶データラッ
チ回路の変形例を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a modified example of the multi-valued storage data latch circuit in the first embodiment.

【図17】従来のデータラッチ回路を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a conventional data latch circuit.

【図18】従来のデータラッチ回路の構成を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a conventional data latch circuit.

【図19】第1の実施形態における多値記憶データラッ
チ回路の構成を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a multi-value storage data latch circuit according to the first embodiment.

【図20】第1の実施形態におけるセルウェル制御回路
の具体的な構成を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a specific configuration of a cell well control circuit according to the first embodiment.

【図21】第1の実施形態におけるセルウェル制御回路
の動作を示すタイミング図。
FIG. 21 is a timing chart showing the operation of the cell well control circuit according to the first embodiment.

【図22】第2の実施形態におけるデータ回路の具体的
な構成を示す図。
FIG. 22 is a diagram showing a specific configuration of a data circuit according to the second embodiment.

【図23】第2の実施形態におけるデータ読み出し動作
を示すタイミング図。
FIG. 23 is a timing chart showing a data read operation according to the second embodiment.

【図24】第2の実施形態におけるデータ書き込み動作
を示すタイミング図。
FIG. 24 is a timing chart showing a data write operation according to the second embodiment.

【図25】第2の実施形態における書き込みベリファイ
動作を示すタイミング図。
FIG. 25 is a timing chart showing a write verify operation according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p型半導体基板 2…n型拡散層 3…絶縁膜 4…浮遊ゲート(電荷蓄積層) 5…ゲート絶縁膜 6…制御ゲート 7…メモリセルアレイ 8…データ回路 9…データ入出力バッファ 10…アドレスバッファ 11…ワード線選択・駆動回路 12…セルウェル制御回路 13…p型半導体基板 14…n型ウェル 15…p型ウェル 16…電圧リミッタ M…メモリセル SG…選択ゲート CG…制御ゲート BL…ビット線 Qn…nチャネルMOSトランジスタ Qp…pチャネルMOSトランジスタ Hn…高耐圧nチャネルMOSトランジスタ Qd…ディプリーション型nチャネルMOSトランジス
タ CI…クロック同期式インバータ FF…フリップ・フロップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P-type semiconductor substrate 2 ... N-type diffusion layer 3 ... Insulating film 4 ... Floating gate (charge storage layer) 5 ... Gate insulating film 6 ... Control gate 7 ... Memory cell array 8 ... Data circuit 9 ... Data input / output buffer 10 ... Address buffer 11 ... Word line selection / drive circuit 12 ... Cell well control circuit 13 ... P-type semiconductor substrate 14 ... N-well 15 ... P-well 16 ... Voltage limiter M ... Memory cell SG ... Select gate CG ... Control gate BL ... Bit Line Qn ... n channel MOS transistor Qp ... p channel MOS transistor Hn ... high breakdown voltage n channel MOS transistor Qd ... depletion type n channel MOS transistor CI ... clock synchronous inverter FF ... flip flop

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多値(n(≧3)値)データ記憶可能な電
荷蓄積部を有するメモリセルと、書き込みデータを一時
的に記憶するデータ回路を備え、前記データ回路はn−
1個の入力端子を有するn個の論理回路から構成される
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory cell having a charge storage portion capable of storing multi-valued (n (≧ 3) value) data, and a data circuit for temporarily storing write data, wherein the data circuit is n−.
A non-volatile semiconductor memory device comprising n logic circuits each having one input terminal.
【請求項2】前記n−1個の入力端子を有するn個の論
理回路は、それぞれの出力端子が他のn−1個の各前記
論理回路のn−1個の入力端の中の1つの入力端子に互
いに接続されてデータ回路を構成することを特徴とする
請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The n logic circuits having n-1 input terminals each have one output terminal out of n-1 input terminals of each of the other n-1 logic circuits. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the two input terminals are connected to each other to form a data circuit.
【請求項3】多値(n(≧3)値)データ記憶可能な電
荷蓄積部を有するメモリセルと、前記メモリセルに記憶
されたデータを読み出すセンス回路と、前記センス回路
で読み出されたデータを一時的に記憶するデータ回路を
備え、 前記センス回路は読み出しデータの値に応じてオン・オ
フするn−1個のスイッチ回路から構成され、前記デー
タ回路はn−1個の入力端子を有するn個の論理回路か
ら構成されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
3. A memory cell having a charge storage portion capable of storing multi-valued (n (≧ 3) value) data, a sense circuit for reading data stored in the memory cell, and a read circuit by the sense circuit. A data circuit for temporarily storing data is provided, and the sense circuit is composed of n-1 switch circuits that are turned on / off according to the value of read data, and the data circuit has n-1 input terminals. A non-volatile semiconductor memory device comprising n logic circuits included therein.
【請求項4】前記n−1個のスイッチ回路は、それぞれ
異なるセンス信号が入力される第1のMOSトランジス
タと前記読み出しデータが入力される第2のMOSトラ
ンジスタとを直列接続してセンス回路を構成し、前記n
−1個の入力端子を有するn個の論理回路は、それぞれ
の出力端子が他のn−1個の各前記論理回路のn−1個
の入力端の中の1つの入力端子に互いに接続されてデー
タ回路を構成することを特徴とする請求項3記載の不揮
発性半導体記憶装置。
4. The n-1 switch circuits are connected in series with a first MOS transistor to which a different sense signal is input and a second MOS transistor to which the read data is input, to form a sense circuit. And n
-N logic circuits having -1 input terminals have their output terminals connected to one input terminal of the n-1 input terminals of the other n-1 respective logic circuits. 4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the data circuit is configured as a data circuit.
【請求項5】多値(n(≧3)値)データ記憶可能な電
荷蓄積部を有する複数のメモリセルから構成されるメモ
リセルアレイと、複数のビット線と、複数のワード線
と、複数のプログラム制御回路とを備え、 前記複数のプログラム制御回路は、それぞれ対応する前
記メモリセルに印加される書き込み電圧を決める書き込
み制御データを保持し、前記保持された書き込み制御デ
ータに従ってそれぞれ対応する前記メモリセルに前記書
き込み電圧を同時に印加し、前記メモリセルの書き込み
状態を検出し、書き込み不十分な前記メモリセルのみ予
め決められた書き込み状態にするように前記書き込み電
圧が印加されるように、前記メモリセルの書き込み状態
と前記書き込み制御データから予め決められた論理関係
に従って、保持されている前記書き込み制御データを選
択的に変更し、 かつ前記各プログラム制御回路は前記書き込み制御デー
タを保持するためのデータ回路を備え、該データ回路は
n−1個の入力端子を有するn個の論理回路から構成さ
れることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
5. A memory cell array composed of a plurality of memory cells having a charge storage section capable of storing multi-valued (n (≧ 3) values) data, a plurality of bit lines, a plurality of word lines, and a plurality of word lines. A program control circuit, wherein each of the plurality of program control circuits holds write control data that determines a write voltage to be applied to the corresponding memory cell, and the memory cell corresponding to each of the stored memory cells according to the held write control data. The write voltage is simultaneously applied to the memory cells, the write state of the memory cells is detected, and the write voltage is applied so that only the memory cells incompletely written have a predetermined write state. According to a predetermined logical relationship from the write state of the write control data and the write control data, Each program control circuit selectively changes write control data, and each program control circuit includes a data circuit for holding the write control data, and the data circuit has n-1 logic circuits having n-1 input terminals. A non-volatile semiconductor memory device comprising:
【請求項6】前記n−1個の入力端子を有するn個の論
理回路は、それぞれの出力端子が他のn−1個の各前記
論理回路のn−1個の入力端の中の1つの入力端子に互
いに接続されて前記データ回路を構成することを特徴と
する請求項5記載の不揮発性半導体記憶装置。
6. The n logic circuits having the n-1 input terminals have one output terminal out of the n-1 input terminals of each of the other n-1 logic circuits. 6. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the data circuit is configured by being connected to one input terminal with each other.
【請求項7】前記プログラム制御回路は、前記ビット線
の信号に従って前記データ回路に保持されている前記書
き込み制御データを変更するためのセンス回路を備える
ことを特徴とする請求項6記載の不揮発性半導体記憶装
置。
7. The nonvolatile memory according to claim 6, wherein the program control circuit includes a sense circuit for changing the write control data held in the data circuit according to a signal of the bit line. Semiconductor memory device.
【請求項8】前記プログラム制御回路は、前記ビット線
の信号に従って前記データ回路に保持されているデータ
を変更するため、前記ビット線の信号に従ってオン・オ
フするn−1個のスイッチ回路を備え、各々のスイッチ
回路はそれぞれ異なるセンス信号が入力される第1のス
イッチ素子と前記ビット線の信号が入力される第2のス
イッチ素子を直列接続してなることを特徴とする請求項
6記載の不揮発性半導体記憶装置。
8. The program control circuit comprises n-1 switch circuits which are turned on / off according to the signal of the bit line in order to change the data held in the data circuit according to the signal of the bit line. 7. The switch circuits each include a first switch element to which a different sense signal is input and a second switch element to which a signal of the bit line is input, connected in series. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項9】多値(n(≧3)値)データ記憶可能な電
荷蓄積部を有する複数のメモリセルから構成されるメモ
リセルアレイと、複数のビット線と、複数のワード線
と、複数のプログラム制御回路と、複数のデータ回路と
を備え、 前記複数のプログラム制御回路は、前記メモリセルを選
択し、前記選択したメモリセルに書き込み電圧を印加
し、 前記複数のデータ回路は、前記プログラム制御回路によ
って選択されたそれぞれ対応する前記メモリセルに印加
される書き込み制御電圧を制御する第1,2,…,nの
論理レベルの書き込み制御データを保持し、前記書き込
み制御電圧をそれぞれ対応する前記メモリセルに印加
し、前記第1以外の論理レベルの書き込み制御データを
保持している前記データ回路に対応する前記メモリセル
の書き込み状態のみ選択的に検出し、予め決められた書
き込み状態に達したメモリセルに対応する前記データ回
路の前記書き込み制御データの論理レベルを前記第1の
論理レベルに変更し、予め決められた書き込み状態に達
していないメモリセルに対応する前記データ回路の前記
書き込み制御データの論理レベルを保持し、前記第1の
論理レベルの書き込み制御データを保持している前記デ
ータ回路の書き込み制御データの論理レベルを前記第1
の論理レベルに保持し、 かつ前記各データ回路はn−1個の入力端子を有するn
個の論理回路から構成されるデータ保持回路を備えるこ
とを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
9. A memory cell array composed of a plurality of memory cells having a charge storage section capable of storing multi-valued (n (≧ 3) values) data, a plurality of bit lines, a plurality of word lines, and a plurality of word lines. A program control circuit and a plurality of data circuits, wherein the plurality of program control circuits select the memory cell and apply a write voltage to the selected memory cell, and the plurality of data circuits are the program control circuits. The memory which holds write control data of the first, second, ..., Nth logic levels for controlling the write control voltages applied to the respective corresponding memory cells selected by the circuit, and which corresponds to the respective write control voltages. Writing to the memory cell corresponding to the data circuit that holds write control data of a logic level other than the first level applied to the cell Only the state is selectively detected, and the logic level of the write control data of the data circuit corresponding to the memory cell that has reached the predetermined write state is changed to the first logic level to determine the predetermined write state. Hold the logic level of the write control data of the data circuit corresponding to the memory cell that has not yet reached the level of the write control data of the data circuit holding the write control data of the first logic level. The first
, And each data circuit has n-1 input terminals.
A non-volatile semiconductor memory device comprising a data holding circuit composed of individual logic circuits.
【請求項10】前記n−1個の入力端子を有するn個の
論理回路は、それぞれの出力端子が他のn−1個の各前
記論理回路のn−1個の入力端の中の1つの入力端子に
互いに接続されて前記データ保持回路を構成することを
特徴とする請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
10. The n logic circuits having the n-1 input terminals each have one output terminal out of n-1 input terminals of the other n-1 logic circuits. 10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the data holding circuit is configured by being connected to one input terminal with each other.
【請求項11】前記データ回路は、さらに前記ビット線
の信号に従って前記データ保持回路に保持されている前
記書き込み制御データの論理レベルを変更するためのセ
ンス回路を備えることを特徴とする請求項10記載の不
揮発性半導体記憶装置。
11. The data circuit further comprises a sense circuit for changing a logic level of the write control data held in the data holding circuit according to a signal of the bit line. The nonvolatile semiconductor memory device described.
【請求項12】前記データ回路は、前記ビット線の信号
に従って前記データ保持回路に保持されているデータを
変更するため、前記ビット線の信号に従ってオン・オフ
するn−1個のスイッチ回路を備え、各々のスイッチ回
路はそれぞれ異なるセンス信号が入力される第1のスイ
ッチ素子と前記ビット線の信号が入力される第2のスイ
ッチ素子を直列接続してなることを特徴とする請求項1
0記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. The data circuit comprises n-1 switch circuits which are turned on / off according to the signal of the bit line in order to change the data held in the data holding circuit according to the signal of the bit line. 2. Each switch circuit is configured by serially connecting a first switch element to which a different sense signal is input and a second switch element to which a signal of the bit line is input.
The nonvolatile semiconductor memory device according to 0.
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