JP2004095168A - Nonvolatile semiconductor storage device, cache memory system, semiconductor storage device and semiconductor storage system - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device, cache memory system, semiconductor storage device and semiconductor storage system Download PDF

Info

Publication number
JP2004095168A
JP2004095168A JP2003338529A JP2003338529A JP2004095168A JP 2004095168 A JP2004095168 A JP 2004095168A JP 2003338529 A JP2003338529 A JP 2003338529A JP 2003338529 A JP2003338529 A JP 2003338529A JP 2004095168 A JP2004095168 A JP 2004095168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
circuit
bit line
write
memory cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003338529A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3883534B2 (en
Inventor
Tomoharu Tanaka
田 中 智 晴
Masaki Momotomi
百 冨 正 樹
Hideo Kato
加 藤 秀 雄
Hiroto Nakai
中 井 弘 人
Yoshiyuki Tanaka
田 中 義 幸
Riichiro Shirata
白 田 理一郎
Seiichi Aritome
有 留 誠 一
Yasuo Ito
伊 藤 寧 夫
Yoshihisa Iwata
岩 田 佳 久
Hiroshi Nakamura
中 村   寛
Hideko Ohira
大 平 秀 子
Yutaka Okamoto
岡 本   豊
Masamichi Asano
浅 野 正 通
Kaoru Tokushige
徳 重   芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2003338529A priority Critical patent/JP3883534B2/en
Publication of JP2004095168A publication Critical patent/JP2004095168A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3883534B2 publication Critical patent/JP3883534B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the time needed for program verification and erasure verification and also to prevent the threshold voltage from changing too much even if rewriting and reerasing are performed. <P>SOLUTION: This nonvolatile semiconductor storage device is provided with a plurality of electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory cells, a word line connected to the plurality of memory cells in common, a source line connected to the plurality of memory cells in common, a row decoder for supplying the word line with write verification voltage, a plurality of bit lines connected to the corresponding bit lines respectively, and a plurality of write verifying circuits provided in the corresponding bit lines respectively. Each of the write verifying circuit stores data of a first or second logical level. The write verifying circuits charge a corresponding bit line in advance and detect a write state of the corresponding memory cells after a prescribed time in the case of storing the data of the first logical level. The write verifying circuits connect a corresponding bit line to a prescribed power supply at least for the prescribed time in the case of storing the data of the second logical level. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、不揮発性半導体記憶装置、キャッシュメモリシステム、半導体記憶装置、および半導体記憶システムに関する。 << The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, a cache memory system, a semiconductor memory device, and a semiconductor memory system.

 従来、コンピュータシステムの記憶装置として磁気ディスク装置が広く用いられてきた。しかし、磁気ディスク装置には、以下のような短所、即ち、高度に精密な機械的駆動機構を有するため衝撃に弱い、重量があるため可搬性に乏しい、消費電力が大きく電池駆動が容易でない、及び高速アクセスができない等の短所があった。 Conventionally, magnetic disk devices have been widely used as storage devices in computer systems. However, the magnetic disk device has the following disadvantages: it has a highly precise mechanical drive mechanism, is vulnerable to impacts, is heavy in weight, has poor portability, consumes large power, and cannot easily be driven by batteries. And high speed access is not possible.

 このような欠点に着目して、近年、EEPROMを用いた半導体メモリ装置の開発が進められている。半導体メモリ装置には、一般に、そのような長所、即ち、機械的駆動部分を有しないため衝撃に強い、軽量のため可搬性に富む、消費電力が小さいため電池駆動が容易である、高速アクセスが可能である等の長所を有している。 着 目 Focusing on such drawbacks, in recent years, semiconductor memory devices using EEPROM have been developed. Semiconductor memory devices generally have such advantages, that is, they have no mechanical driving parts, are resistant to shocks, are lightweight, are highly portable, have low power consumption, are easily driven by batteries, and have high-speed access. It has advantages such as being possible.

 EEPROMの一つとして、高集積化が可能なNANDセル型EEPROMが知られている。これは、次のような構造を有する。即ち、複数のメモリセルは例えばカラム方向に並べる。これらのセルのうちの互いに隣りあうセル同士のソースとドレインを順次直列に接続する。このような接続により、複数のメモリセルが直列接続された単位セル群(NADAセル)を構成する。このような単位セル群を一単位としてビット線に接続する。 As one type of EEPROM, a NAND cell type EEPROM capable of high integration is known. It has the following structure. That is, the plurality of memory cells are arranged, for example, in the column direction. Sources and drains of adjacent cells among these cells are sequentially connected in series. With such a connection, a plurality of memory cells are connected in series to form a unit cell group (NADA cell). Such a unit cell group is connected to a bit line as one unit.

 メモリセルは、通常、電荷蓄積層と制御ゲートとが積層されたFETMOS構造を有する。メモリセルは、p型基板又はn型基板に形成されたp型ウエル内にアレイ状に集積形成される。NANDセルのドレイン側は、選択ゲートを介して、ビット線に接続される。NANDセルのソース側は、選択ゲートを介して、ソース線(基準電位配線)に接続される。各メモリセルの制御ゲートは、行方向に配設されたワード線に接続されている。 The memory cell usually has a FETMOS structure in which a charge storage layer and a control gate are stacked. The memory cells are integrated and formed in an array in a p-type well formed on a p-type substrate or an n-type substrate. The drain side of the NAND cell is connected to a bit line via a select gate. The source side of the NAND cell is connected to a source line (reference potential wiring) via a selection gate. The control gate of each memory cell is connected to a word line arranged in the row direction.

 このNAND型EEPROMの書込み動作は、次の通りである。先の消去動作によって、NANDセル内の全てのメモリセルのしきい値が負にされている。この後、データ書込みは、ビット線から最も離れた位置のメモリセルから順に行われる。選択されたメモリセルの制御ゲートには高電圧Vpp(=20V程度)を印加し、それよりビット線側にあるメモリセルの制御ゲート及び選択ゲートに中間電位VM (=10V程度)を印加する。ビット線に書込みデータに応じて0V又は中間電位を与える。ビット線に0Vが与えられた時、その電位は選択メモリセルのドレインまで伝達されて、ドレインから浮遊ゲートに電子注入が生じる。これにより、選択されたメモリセルのしきい値は正方向にシフトする。この状態を、例えば“0”とする。ビット線に中間電位が与えられたときは電子注入が起こらない。従って、このときにはメモリセルのしきい値は変化しない。つまり、しきい値は負の値をとる。この状態を“1”とする。 書 込 み The write operation of this NAND type EEPROM is as follows. The threshold value of all the memory cells in the NAND cell is made negative by the previous erase operation. Thereafter, data writing is performed in order from the memory cell located farthest from the bit line. A high voltage Vpp (approximately 20 V) is applied to the control gate of the selected memory cell, and an intermediate potential VM (approximately 10 V) is applied to the control gate and the selection gate of the memory cell on the bit line side. 0 V or an intermediate potential is applied to the bit line according to write data. When 0 V is applied to the bit line, the potential is transmitted to the drain of the selected memory cell, and electrons are injected from the drain to the floating gate. As a result, the threshold value of the selected memory cell shifts in the positive direction. This state is set to “0”, for example. When an intermediate potential is applied to the bit line, electron injection does not occur. Therefore, at this time, the threshold value of the memory cell does not change. That is, the threshold value takes a negative value. This state is set to “1”.

 データ消去は、NANDセル内の全てメモリセルに対して同時に行われる。即ち、全ての制御ゲート及び選択ゲートを0Vとし、ビット線及びソース線を浮遊状態とし、p型ウェル及びn型基板に高電圧20Vを印加する。これにより、全てのメモリセルで浮遊ゲート中の電子がp型ウェルに抜き取られ、メモリセルのしきい値は負方向にシフトとする。 Data erasure is performed on all memory cells in the NAND cell simultaneously. That is, all control gates and select gates are set to 0 V, the bit lines and source lines are set in a floating state, and a high voltage of 20 V is applied to the p-type well and the n-type substrate. As a result, electrons in the floating gate of all the memory cells are extracted to the p-type well, and the threshold value of the memory cells is shifted in the negative direction.

 データ読出し動作は、次のようにして行われる。即ち、選択されたメモリセルの制御ゲートを0Vとし、非選択メモリセルの制御ゲート及び選択ゲートを電源電位Vcc(=5V)とする。この状態で、選択メモリセルに電流が流れるか否かを検出する。流れれば“1”のデータが、流れなければ“0”のデータがそれぞれ格納されているのがわかる。 (4) The data read operation is performed as follows. That is, the control gate of the selected memory cell is set to 0 V, and the control gate and the selection gate of the unselected memory cell are set to the power supply potential Vcc (= 5 V). In this state, it is detected whether or not a current flows through the selected memory cell. It can be seen that data of "1" is stored if the data flows, and data of "0" is stored if the data does not flow.

 以上の動作説明から明らかなように、NANDセル型EEPROMでは、書込み及び読出し動作時には、非選択メモリセルは、転送ゲートとして作用する。このため、書込みがなされたメモリセルのしきい値電圧には制限がある。例えば“0”書込みされたメモリセルのしきい値の好ましい範囲は、0.5〜3.5V程度でなければならない。データ書込み後の経時変化、メモリセルの製造パラメータのばらつき及び電源電位のばらつきを考慮すると、データ書込み後のしきい値分布は上記範囲よりも小さい範囲である必要がある。 As is clear from the above description of operation, in the NAND cell type EEPROM, at the time of write and read operations, unselected memory cells act as transfer gates. For this reason, there is a limit on the threshold voltage of the written memory cell. For example, a preferable range of the threshold value of the memory cell in which “0” is written must be about 0.5 to 3.5 V. In consideration of a change over time after data writing, a variation in manufacturing parameters of a memory cell, and a variation in power supply potential, the threshold distribution after data writing needs to be smaller than the above range.

 しかしながら、従来のように、書込み電位及び書込み時間を固定し、全メモリセルについて同一条件でデータ書込みする方式では、“0”書込み後のしきい値範囲を許容範囲に収めることが難しい。例えば、メモリセルには、製造プロセスのばらつきから、セルの特性にばらつきが生じる。このため、書込まれやすいメモリセルと書込まれにくいメモリセルが生じる。このような書込み特性差に着目し、各々のメモリセルのしきい値が所望の範囲に収まるような書込みが行われるようにするため、書込み時間の長さを調節し、且つベリファイを行いながら書込む、という方法も提案されている。 However, in the conventional method in which the write potential and the write time are fixed and data is written to all memory cells under the same condition, it is difficult to keep the threshold range after “0” writing within an allowable range. For example, in memory cells, variations in cell characteristics occur due to variations in manufacturing processes. For this reason, a memory cell that is easy to write and a memory cell that is hard to write occur. Focusing on such a writing characteristic difference, in order to perform writing so that the threshold value of each memory cell falls within a desired range, the length of the writing time is adjusted, and writing is performed while verifying. It has also been proposed to put it in.

 しかしながら、このような方法を採用した場合には、書込みが十分に行われたかを判断するためにメモリセルのデータを装置外部に出力しなければならない。このため全書込み時間が長くなるという難点があった。 However, when such a method is adopted, the data of the memory cell must be output to the outside of the device in order to determine whether the writing has been sufficiently performed. For this reason, there was a problem that the total writing time was long.

 消去ベリファイに関しては、特開平3−259499に開示されているように、複数のセンスアンプの出力をANDゲートに入力してそれらの論理をとって、一括消去ベリファイ信号を生成するという技術が知られている、しかし、この回路構成は、NOR型の消去ベリファイのみにしか用いることが出来ず、書込みベリファイには適用できない。その理由は、書込みデータの値は、“1”と“0”の両方の値をとり、センスアンプ出力の論理をとることによっては一括ベリファイが行えないためである。このように、書込みベリファイを一括して行うことができないため、データ書込みの際には、書込みとベリファイ読出しとを繰り返し行って、各メモリセルのデータをその都度1つ1つチップ外部に出力しなければならなかった。このことが、書込み動作の高速化を妨げる要因となっていた。 As for the erase verify, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-259499, there is known a technique in which outputs of a plurality of sense amplifiers are inputted to an AND gate and their logic is taken to generate a batch erase verify signal. However, this circuit configuration can be used only for NOR type erase verify, and cannot be applied to write verify. The reason is that the write data takes both values of "1" and "0" and cannot perform the collective verification by taking the logic of the output of the sense amplifier. As described above, since write verification cannot be performed collectively, at the time of data writing, writing and verify reading are repeatedly performed, and data of each memory cell is output one by one to the outside of the chip each time. I had to. This has been a factor that hinders the speeding up of the write operation.

 本発明は、上記高速化達成の困難さに着目してなされたもので、その目的は、制御回路の面積を増大させることなく、書込み動作及び書き込みベリファイ並びに消去動作及び消去ベリファイを高速化可能なEEPROM及びそれを用いたシステムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the difficulty in achieving the above-described high speed, and an object thereof is to speed up a write operation and a write verify and an erase operation and an erase verify without increasing the area of a control circuit. An object of the present invention is to provide an EEPROM and a system using the EEPROM.

 本発明は、電気的に書き替え可能な複数の不揮発性半導体メモリセルと、前記複数のメモリセルに共通に接続されるワード線と、前記複数のメモリセルに共通に接続されるソース線と、前記ワード線に書き込みベリファイ電圧を供給するロウデコーダと、それぞれ対応する前記メモリセルに繋がる複数のビット線と、それぞれ対応する前記ビット線に設けられる複数の書き込みベリファイ回路と、を備えた不揮発性半導体記憶装置であって、前記書き込みベリファイ回路のそれぞれは、第1あるいは第2の論理レベルのデータを記憶し、前記第1の論理レベルのデータを記憶している場合は予め対応するビット線を充電して所定の期間後に対応する前記メモリセルの書き込み状態を検出し、前記第2の論理レベルのデータを記憶している場合は少なくとも前記所定の期間は対応するビット線を所定の電源に接続するものとして構成される。 The present invention provides a plurality of electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory cells, a word line commonly connected to the plurality of memory cells, and a source line commonly connected to the plurality of memory cells. A nonvolatile semiconductor device comprising: a row decoder that supplies a write verify voltage to the word line; a plurality of bit lines connected to the corresponding memory cells; and a plurality of write verify circuits provided for the corresponding bit lines. A storage device, wherein each of the write verify circuits stores data of a first or second logic level, and charges the corresponding bit line in advance when storing the data of the first logic level. Then, after a predetermined period, the write state of the corresponding memory cell is detected, and if the data of the second logic level is stored, At least said predetermined period of time is configured as to connect the corresponding bit line to a predetermined power.

 本発明によれば、複数のメモリセルのそれぞれに関しての書き込み、消去が適正に行われたか否かを迅速に検知して、対象とする全てのメモリセルに関しての書き込み、消去を迅速に行うことができ、しかも書き込み、消去を繰り返してもメモリセルにおけるしきい値の変動しすぎを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to quickly detect whether or not writing and erasing are properly performed for each of a plurality of memory cells, and to quickly perform writing and erasing for all target memory cells. In addition, even if writing and erasing are repeated, it is possible to prevent the threshold value of the memory cell from fluctuating excessively.

 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 
 図1は、本発明の第1実施例のNAND型EEPROMを示すブロック図である。メモリセルアレイ1に対して、データ書込み、読出し、再書込み及びベリファイ読出しを行うために、ビット線制御回路2が設けられている。このビット線制御回路2は、データ入出力バッファ6につながっている。アドレスバッファ4からのアドレス信号は、カラムデコーダ3を介して、ビット線制御回路2に加えられる。メモリセルアレイ1における制御ゲート及び選択ゲートを制御するため、ロウデコーダ5が設けられている。メモリセルアレイ1が形成されるp型領域(p基板又はp型ウェル)の電位を制御するため、基板電位制御回路7が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a NAND type EEPROM according to a first embodiment of the present invention. A bit line control circuit 2 is provided for performing data write, read, rewrite, and verify read on the memory cell array 1. This bit line control circuit 2 is connected to a data input / output buffer 6. The address signal from the address buffer 4 is applied to the bit line control circuit 2 via the column decoder 3. A row decoder 5 is provided for controlling a control gate and a selection gate in the memory cell array 1. A substrate potential control circuit 7 is provided to control the potential of a p-type region (p substrate or p-type well) where the memory cell array 1 is formed.

 プログラム終了検出回路8は、ビット線制御回路2にラッチされているデータを検知し、書込み終了信号を出力する。書込み終了信号は、データ入出力バッファ6から外部へ出力される。 (4) The program end detection circuit 8 detects data latched in the bit line control circuit 2 and outputs a write end signal. The write end signal is output from data input / output buffer 6 to the outside.

 ビット線制御回路2は、主にCMOSフリップフロップ(FF)を有する。これらのFFは、書込むためのデータのラッチ、ビット線の電位を検知するためのセンス動作、書込み後のベリファイ読出しのためのセンス動作、さらに再書込みデータのラッチを行う。 The bit line control circuit 2 mainly has a CMOS flip-flop (FF). These FFs perform latching of data to be written, a sensing operation for detecting a potential of a bit line, a sensing operation for verify reading after writing, and a latch of rewritten data.

 図2(a)、(b)は、それぞれ、メモリセルアレイの一つのNAND部分の平面図及び等価回路図である。図3(a)、(b)は、それぞれ、図2(a)のA−A′線断面図及びB−B′断面図である。素子分離酸化膜12で囲まれたp型領域11に、複数のメモリセル、つまり複数のNANDセルを有するメモリセルアレイが形成されている。以下には一つのNANDセルに着目して説明する。この実施例では、8個のメモリセルM1 〜M8 が直列に接続されて一つのNANDセルを構成している。各メモリセルは基板11の上方に、ゲート絶縁膜13を介して浮遊ゲート14(141 ,142 ,…,148 )が形成されている。これらの浮遊ゲート14の上方に、層間絶縁膜15を介して、制御ゲート16(161 ,162 ,…,168 )が形成されている。各n型拡散層19は、隣接する2つのメモリセルの一方においては、ソースとして、他方においてはドレインとして共用される。これにより、各メモリセルは、直列に接続されることになる。 FIGS. 2A and 2B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND portion of the memory cell array, respectively. 3A and 3B are a sectional view taken along the line AA 'and a sectional view taken along the line BB' of FIG. 2A, respectively. A plurality of memory cells, that is, a memory cell array having a plurality of NAND cells is formed in the p-type region 11 surrounded by the element isolation oxide film 12. The following description focuses on one NAND cell. In this embodiment, eight memory cells M1 to M8 are connected in series to form one NAND cell. Each memory cell is above the substrate 11, floating gate 14 (14 1, 14 2, ..., 14 8) through a gate insulating film 13 is formed. Above these floating gates 14, control gates 16 (16 1 , 16 2 ,..., 16 8 ) are formed via an interlayer insulating film 15. Each n-type diffusion layer 19 is shared as a source in one of two adjacent memory cells and as a drain in the other. Thereby, each memory cell is connected in series.

 NADAセルのドレイン側とソース側には、それぞれ、メモリセルの浮遊ゲート及び制御ゲートと同じプロセスによって形成された選択ゲート149 ,199 及び1410,1610が設けられている。このように素子形成された基板の上方は、CVD酸化膜17により覆われている。この酸化膜17の上にビット線18が配設されている。ビット線18は、NANDセルの一端のドレイン側拡散層19にコンタクトさせられている。行方向に並ぶ複数のNANDセルの同一行の制御ゲート14は、共通に接続され、行方向に走る制御ゲート線CG1 ,CD2 ,…,CG8 として配設されている。これら制御ゲート線はいわゆるワード線となっている。選択ゲート149 ,169 及び1410,1610も、それぞれ、行方向に走る選択ゲート線SG1 ,SG2 として配設されている。選択ゲート1410,1610と基板11との間のゲート絶縁膜13をメモリセルのゲート絶縁膜より厚くすることもできる。このように厚くすれば、信頼性を高めることができる。 The drain side and source side of NADA cells, respectively, selected formed by the same process as the floating gate and the control gate of the memory cell gate 14 9, 19 9 and 14 10, 16 10 are provided. The upper side of the substrate on which the elements are formed is covered with the CVD oxide film 17. Bit line 18 is provided on oxide film 17. The bit line 18 is in contact with the drain-side diffusion layer 19 at one end of the NAND cell. The control gates 14 of the same row of a plurality of NAND cells arranged in the row direction are connected in common and arranged as control gate lines CG1, CD2,... CG8 running in the row direction. These control gate lines are so-called word lines. Select gate 14 9, 16 9 and 14 10, 16 10 also, each of which is arranged as a selection gate line SG1, SG2 running in the row direction. The gate insulating film 13 between the select gates 14 10 and 16 10 and the substrate 11 can be made thicker than the gate insulating film of the memory cell. With such a thickness, reliability can be improved.

 図4は、上記複数のNANDセルをマトリックス配列したメモリセルアレイの等価回路を示している。 FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which the plurality of NAND cells are arranged in a matrix.

 図5は、図1中のビット線制御回路2の具体的な構成例を示す。データラッチ兼センスアップとしてのCMOSフリップフロップFFは、第1、第2の2つの信号同期式CMOSインバータIV1 ,IV2 を有する。第1の信号同期式CMOSインバータIV1 は、Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp1,Qp2と、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn3,Qn4とを有する。第2の同期式CMOSインバータIV2 は、Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp3,Qp4と、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn5,Qn6とを有する。 FIG. 5 shows a specific configuration example of the bit line control circuit 2 in FIG. The CMOS flip-flop FF serving as a data latch and sense-up has first and second two signal synchronous CMOS inverters IV1 and IV2. The first signal synchronous CMOS inverter IV1 has E-type, p-channel MOS transistors Qp1, Qp2 and E-type, n-channel MOS transistors Qn3, Qn4. The second synchronous CMOS inverter IV2 has E-type, p-channel MOS transistors Qp3, Qp4 and E-type, n-channel MOS transistors Qn5, Qn6.

 このCMOSフリップフロップFFの出力ノードと、ビット線BLi とは、信号φF により制御されるEタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn7を介して、接続されている。 (4) The output node of the CMOS flip-flop FF and the bit line BLi are connected via an E-type, n-channel MOS transistor Qn7 controlled by a signal φF.

 ビット線BLi とVccの間には、フリップフロップFFの出力ノードにより制御されるEタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn8と、信号φV により制御されるEタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn9とが、直列に接続されている。これらのトランジスタにより、ベリファイ読出し時に、CMOSフリップフロップFFのデータに応じて、ビット線BLi が(Vcc−Vth)に充電される。 An E-type, n-channel MOS transistor Qn8 controlled by the output node of the flip-flop FF and an E-type, n-channel MOS transistor Qn9 controlled by the signal φV are connected in series between the bit lines BLi and Vcc. Have been. These transistors charge the bit line BLi to (Vcc-Vth) according to the data of the CMOS flip-flop FF at the time of verify reading.

 Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp5とDタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQD1の直列回路は、ビット線BLi をVccにプリチャージする回路である。トランジスタQD1は、消去時や書込み時にトランジスタQp5に高電圧が印加されるのを防止するために設けられている。Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn10 は、ビット線BLi を0Vにリセットするためのリセットトランジスタである。 A series circuit of the E type p-channel MOS transistor Qp5 and the D type n-channel MOS transistor QD1 is a circuit for precharging the bit line BLi to Vcc. The transistor QD1 is provided to prevent a high voltage from being applied to the transistor Qp5 during erasing or writing. The E-type, n-channel MOS transistor Qn10 is a reset transistor for resetting the bit line BLi to 0V.

 CMOSフリップフロップFFの二つのノードN11,N12は、カラム選択信号CSLi により共に制御される2つのトランスファゲート(Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn1とQn2)を介して入出力線/IO,IOにそれぞれ接続されている。 The two nodes N11 and N12 of the CMOS flip-flop FF are connected to input / output lines / IO and IO via two transfer gates (E type, n-channel MOS transistors Qn1 and Qn2) controlled together by a column selection signal CSLi. It is connected.

 また、CMOSフリップフロップFFのノードN11は、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn11 のゲートに接続されている。このトランジスタQn11 の出力は、書込み終了検出信号VDTC として用いられる。 {Circle around (4)} The node N11 of the CMOS flip-flop FF is connected to the gate of an E-type, n-channel MOS transistor Qn11. The output of the transistor Qn11 is used as a write end detection signal VDTC.

 図6に、ビット線制御回路2と、メモリセルアレイ1及びプログラム終了検出回路8との、接続関係を示す。 FIG. 6 shows a connection relationship between the bit line control circuit 2, the memory cell array 1, and the program end detection circuit 8.

 プログラム終了検出回路8におけるEタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp6は、書込み終了検出信号VDTC を出力する。図6中に破線で囲って汎例として示すように、FFは便宜上記号化してある。 (4) The E-type, p-channel MOS transistor Qp6 in the program end detecting circuit 8 outputs a write end detecting signal VDTC. As shown as a general example surrounded by a broken line in FIG. 6, FF is symbolized for convenience.

 この実施例の書込み時及び確認時の回路動作を次に説明する。なお、以下の説明では、上述のように、1つのNANDセルは8個のメモリセルの直列回路で構成したものとする。 Next, the circuit operation at the time of writing and at the time of confirmation of this embodiment will be described. In the following description, it is assumed that one NAND cell is configured by a series circuit of eight memory cells as described above.

 書込みに先立って、メモリセル中のデータは、p型領域(p基板又はpウェル)に約20V(Vpp)を印加し、制御ゲートCG1 〜CG8 を0Vとして、消去される。この消去により、メモリセルのしきい値は0V以下となる。 Prior to writing, data in the memory cell is erased by applying about 20 V (Vpp) to the p-type region (p substrate or p well) and setting the control gates CG1 to CG8 to 0V. By this erasing, the threshold value of the memory cell becomes 0 V or less.

 図7は、書込み時/書込み確認時の動作を示している。図5において、書込みデータは、出力線IO./IOから、CMOSフリップフロップFFにラッチされる。この後、プリチャージ信号φP が“H”、/φP が“L”となって、ビット線BLi がVccにプリチャージされる。また、電圧VMBとφF は、Vccから中間電位VM (〜10V)となる。ラッチしたデータによって、ビット線BLi は、“0”書込みの場合は0Vとなり、“1”書込みの場合はVM となる。このとき、図4において、選択ゲートSG1 はVM 、SG2 は0Vであり、制御ゲートとしてはCG2 が選択されている場合、CG1 がVM ,CG2 が高電圧Vpp(〜20V)で、CG3 〜CG8 はVM である。 FIG. 7 shows the operation at the time of writing / writing confirmation. In FIG. 5, write data is output line IO. / IO is latched by the CMOS flip-flop FF. Thereafter, the precharge signal φP becomes “H” and / φP becomes “L”, and the bit line BLi is precharged to Vcc. Further, the voltages VMB and φF change from Vcc to the intermediate potential VM ((10 V). According to the latched data, the bit line BLi becomes 0 V in the case of "0" writing, and becomes VM in the case of "1" writing. At this time, in FIG. 4, when the selection gate SG1 is VM and SG2 is 0V, and CG2 is selected as the control gate, CG1 is VM, CG2 is high voltage Vpp (up to 20V), and CG3 to CG8 are VM.

 選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 が0Vにリセットされた時、信号φF が“L”、リセット信号φR が“H”となって、ビット線BLi は0Vにリセットされる。続いて書込み確認動作となる。 (4) When the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset to 0V, the signal φF becomes “L”, the reset signal φR becomes “H”, and the bit line BLi is reset to 0V. Subsequently, a write confirmation operation is performed.

 書込み確認動作は、まずプリチャージ信号φp が“H”、/φp が“L”となって、ビット線BLi がVccにプリチャージされる。この後、ロウデコーダ5により選択ゲート、制御ゲートが駆動される。メモリセルのデータがビット線に読み出された後、選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 がリセットされる。この後、ベリファイ信号φV が“H”となり、“1”書込みをしたビット線BLi にのみ(Vcc−Vth)が出力される。 (4) In the write confirmation operation, first, the precharge signal φp becomes “H” and / φp becomes “L”, and the bit line BLi is precharged to Vcc. Thereafter, the selection gate and the control gate are driven by the row decoder 5. After the data of the memory cell is read out to the bit line, the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset. Thereafter, the verify signal φV becomes "H", and (Vcc-Vth) is output only to the bit line BLi to which "1" has been written.

 この後、φSP,φRPが“H”となり、φSN,φRNが“L”となり、φF が“H”となる。信号φSPが“L”となり、φSNが“H”となってビット線電位がセンスされる。この後、信号φRPが“L”となり、φRNが“H”となって、再書込みデータがラッチされる。このとき、書込みデータ、メモリセルのデータ、再書込みデータの関係は、下記の表1に示される。 後 Thereafter, φSP and φRP become “H”, φSN and φRN become “L”, and φF becomes “H”. The signal φSP becomes “L” and φSN becomes “H”, and the bit line potential is sensed. Thereafter, the signal φRP becomes “L” and φRN becomes “H”, and the rewrite data is latched. At this time, the relationship between the write data, the memory cell data, and the rewrite data is shown in Table 1 below.

            表 1            
   書込みデータ      0  0  1  1
   メモリセルのデータ   0  1  0  1
   再書込みデータ     1  0  1  1  

 この後、書込み終了検知信号/φDVが“L”となる。もし全ての再書込みデータが“1”であれば、書込み終了検出信号VDTC が“H”となる。1つでも、“0”があれば、VDTC は“L”である。書込み・書込み確認動作は、VDTC が“H”となるまで繰り返される。そして、検出結果は、データ入出力ピン或いはREADY/BUSYピンから外部に出力される。
Table 1
Write data 0 0 1 1
Memory cell data 0 1 0 1
Rewrite data 1 0 1 1

Thereafter, the write end detection signal / φDV becomes “L”. If all the rewrite data is "1", the write end detection signal VDTC becomes "H". If at least one is "0", VDTC is "L". The write / write check operation is repeated until VDTC becomes "H". The detection result is output to the outside from the data input / output pin or the READY / BUSY pin.

 この実施例では、消去、書込み、読出し、書込み確認時におけるビット線BLi 、選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 の電位は表2に示される。ここでは、CG2 が選択された場合を示している。 In this embodiment, Table 2 shows the potentials of the bit line BLi, the select gates SG1 and SG2, and the control gates CG1 to CG8 at the time of erasing, writing, reading and writing confirmation. Here, a case where CG2 is selected is shown.

               表 2                 
            消 去     書込み   読出し 書込み
                  “0” “1”     確認   
 ビット線BLi   フローティング  0V 10V  5V  5V
 選択ゲートSG1     0V   10V 10V  5V  5V
 制御ゲートCG1     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG2     0V   20V 20V  0V 0. 5V
  〃   CG3     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG4     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG5     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG6     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG7     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG8     0V   10V 10V  5V  5V
 選択ゲートSG2     0V    0V  0V  5V  5V
 ソース線     フローティング  0V  0V  0V  0V
 基  板       20V    0V  0V  0V  0V  

  図8は、本発明の第2の実施例のNAND型EEPROMを示すブロック図である。基本的な構成は図1と同様である。第2実施例が第1と異なる点は、セルアレイ1を二つのブロック1A,1Bに分け、これらのセルブロック1A,1Bに共通にビット線制御回路2を設けた点にある。
Table 2
Erase Write Read Write “0” “1” Confirm
Bit line BLi floating 0V 10V 5V 5V
Select gate SG1 0V 10V 10V 5V 5V
Control gate CG1 0V 10V 10V 5V 5V
CG2 0V 20V 20V 0V 0. 5V
CG3 0V 10V 10V 5V 5V
CG4 0V 10V 10V 5V 5V
CG5 0V 10V 10V 5V 5V
CG6 0V 10V 10V 5V 5V
CG7 0V 10V 10V 5V 5V
CG8 0V 10V 10V 5V 5V
Select gate SG2 0V 0V 0V 5V 5V
Source line floating 0V 0V 0V 0V
Substrate 20V 0V 0V 0V 0V

FIG. 8 is a block diagram showing a NAND EEPROM according to a second embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as in FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the cell array 1 is divided into two blocks 1A and 1B, and a bit line control circuit 2 is provided in common for these cell blocks 1A and 1B.

 図9及び図10は、ビット線制御回路2及びプログラム終了検知回路8を示す。図9において、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn16 ,Qn17 とEタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp7,Qp9とによってFFを構成している。Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn14 ,Qn15 は、FFのイコライズ用トランジスタである。Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn27 ,Qn28 は、データ検出用トランジスタである。 FIGS. 9 and 10 show the bit line control circuit 2 and the program end detection circuit 8. FIG. In FIG. 9, an E-type, n-channel MOS transistor Qn16, Qn17 and an E-type, p-channel MOS transistor Qp7, Qp9 constitute an FF. The E type n-channel MOS transistors Qn14 and Qn15 are FF equalizing transistors. The E type, n-channel MOS transistors Qn27 and Qn28 are data detecting transistors.

 Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn18 とEタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp8は、FF活性化用トランジスタである。Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn19 とQn20 は、FFの2つのノードN1 ,N2 とセルアレイブロック1A,1B内のビット線BLai(i=0,1,…)、BLbi(i=0,1,…)との接続用トランジスタである。Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn21 〜Qn24 は、データに応じてビット線をVcc−VTHに充電するためのトランジスタである。Qn25 ,Qn26 は、ビット線プリチャージ兼リセット用トランジスタである。図10において、Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp10 ,Qp11 は、プログラム終了検知用トランジスタである。/φDVA ,/φDVB はプログラム終了検知信号であり、φVEA ,φVEB はプログラム終了検出信号である。 The E-type, n-channel MOS transistor Qn18 and the E-type, p-channel MOS transistor Qp8 are FF activation transistors. The E-type, n-channel MOS transistors Qn19 and Qn20 include two nodes N1 and N2 of the FF and bit lines BLai (i = 0, 1,...) And BLbi (i = 0, 1,...) In the cell array blocks 1A and 1B. ). E-type, n-channel MOS transistors Qn21 to Qn24 are transistors for charging a bit line to Vcc-VTH in accordance with data. Qn25 and Qn26 are bit line precharge and reset transistors. In FIG. 10, E-type p-channel MOS transistors Qp10 and Qp11 are transistors for detecting the end of a program. / ΦDVA and / φDVB are program end detection signals, and φVEA and φVEB are program end detection signals.

 次に、このように構成されたEEPROMへの書込みの確認動作を図11に従って説明する。ここでは、メモリセルアレイ1Aのビット線BLaiが選択されているものとする。 Next, a description will be given of an operation of confirming writing to the EEPROM configured as described above with reference to FIG. Here, it is assumed that bit line BLai of memory cell array 1A is selected.

 先の実施例と同様に選択された制御ゲートに、0Vに代えて例えば0.5Vを印加し、ベリファイ信号φAVが出力される。まず、ビット線BLaiが3Vにプリチャージされ、BLbiが2Vにプリチャージされる。その後プリチャージ信号φPAとφPBが“L”レベルになって、ビット線BLai,BLbiはフローティングとなる。制御ゲートと選択ゲートはロウデコーダ5に選択されて、SG1 ,CG1 ,CG3 〜CG8 はVcc、CG2 は例えば0.5Vとされる。通常の読出しでは、メモリセルのしきい値が0V以上であれば“0”として読出されるが、ベリファイ読出しでは0.5V以上でないと“0”と読めないことになる。 (4) For example, 0.5 V instead of 0 V is applied to the selected control gate as in the previous embodiment, and the verify signal φAV is output. First, the bit line BLai is precharged to 3V and BLbi is precharged to 2V. Thereafter, the precharge signals φPA and φPB become “L” level, and the bit lines BLai and BLbi float. The control gate and the selection gate are selected by the row decoder 5, and SG1, CG1, CG3 to CG8 are set to Vcc, and CG2 is set to, for example, 0.5V. In normal reading, if the threshold value of the memory cell is 0 V or more, reading is performed as "0", but in verify reading, "0" cannot be read unless it is 0.5 V or more.

 この後、ビット線BLaiは、もし“1”書込みをした後であれば、ベリファイ信号φAVにより(Vcc−Vth)に充電される。ここで、ベリファイ信号によって行われるプリチャージの電圧レベルは、選択ビット線のプリチャージ電圧以上であればよい。イコライズ信号φE が出力されてCMOSフリップフロップがリセットされる。この後、φA ,φB が“H”となって、ノードN1 ,N2 がそれぞれビット線BLai,BLbiと接続される。φP が“L”レベル、φN が“H”レベルとなって、ビット線BLaiのデータが読出される。読出されたデータはラッチされ、次の再書込みのデータとなる。このとき再書込みデータは、前回の書込みデータによって、ベリファイ読出し時のメモリセルのデータから変換される。このデータ変換は、先の実施例の表1と同じである。 (4) Thereafter, the bit line BLai is charged to (Vcc-Vth) by the verify signal φAV if “1” is written. Here, the voltage level of the precharge performed by the verify signal may be equal to or higher than the precharge voltage of the selected bit line. The equalizing signal φE is output, and the CMOS flip-flop is reset. Thereafter, .phi.A and .phi.B become "H", and the nodes N1 and N2 are connected to the bit lines BLai and BLbi, respectively. φP goes low and φN goes high, so that the data on bit line BLai is read. The read data is latched and becomes the next rewrite data. At this time, the rewrite data is converted from the data of the memory cell at the time of the verify read by the previous write data. This data conversion is the same as Table 1 in the previous embodiment.

 この後、/φDVA が“L”となり、先の実施例と同様に、書込み終了であれば、VDTCAが“H”となり、プログラム終了検出信号φVEA が“L”となり、書込み動作は終了する。このとき、検出結果は、データ入出力ピン或いはREADY/BUSYピンから、外部へ出力される。 (4) Thereafter, / φDVA becomes “L”, and as in the previous embodiment, if writing is completed, VDTCA becomes “H”, the program end detection signal φVEA becomes “L”, and the writing operation ends. At this time, the detection result is output from the data input / output pin or the READY / BUSY pin to the outside.

 この実施例のベリファイ読出し/再書込みによっても、先の実施例と同様に、“0”書込みされるメモリセルの不必要なしきい値の上昇は抑えられる。 も Even in the verify read / rewrite operation of this embodiment, unnecessary rise of the threshold value of the memory cell to which “0” is written can be suppressed as in the previous embodiment.

 この実施例では消去、書込み、ベリファイ読出し、読出し時の制御ゲートCG1 〜CG8 及び選択ゲートSG1 ,SG2 の電位は、表3に示される通りである。表3では、制御ゲートCG2 が選択され、ビット線BLaiが選択された場合の電位関係を示している。 In this embodiment, the potentials of the control gates CG1 to CG8 and the select gates SG1 and SG2 at the time of erasing, writing, verify reading, and reading are as shown in Table 3. Table 3 shows the potential relationship when the control gate CG2 is selected and the bit line BLai is selected.

              表 3                  
            消 去     書込み   読出し 書込み
                  “0” “1”     確認   
 ビット線BLai  フローティング  0V 10V  3V  3V
 ビット線BLbi    〃      0V  0V  2V  2V
 選択ゲートSG1     0V   10V 10V  5V  5V
 制御ゲートCG1     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG2     0V   20V 20V  5V 0. 5V
  〃   CG3     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG4     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG5     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG6     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG7     0V   10V 10V  5V  5V
  〃   CG8     0V   10V 10V  5V  5V
 選択ゲートSG2     0V    0V  0V  5V  5V
 ソース線     フローティング  0V  0V  0V  0V
 基  板       20V    0V  0V  0V  0V  
 図12は、本発明におけるビット線制御回路2内のデータラッチ部と、プログラム終了検知回路8とを、選択ビット線との関係で模式的に示したものである。同図(a)は、先の第1の実施例で示したものである。Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQnD0 〜QnDm は図5のトランジスタQn11 に相当する。Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp12 は図6のプログラム終了検知回路8のトランジスタQp6に相当している。
Table 3
Erase Write Read Write “0” “1” Confirm
Bit line BLai floating 0V 10V 3V 3V
Bit line BLbi 〃 0V 0V 2V 2V
Select gate SG1 0V 10V 10V 5V 5V
Control gate CG1 0V 10V 10V 5V 5V
CG2 0V 20V 20V 5V 0. 5V
CG3 0V 10V 10V 5V 5V
CG4 0V 10V 10V 5V 5V
CG5 0V 10V 10V 5V 5V
CG6 0V 10V 10V 5V 5V
CG7 0V 10V 10V 5V 5V
CG8 0V 10V 10V 5V 5V
Select gate SG2 0V 0V 0V 5V 5V
Source line floating 0V 0V 0V 0V
Substrate 20V 0V 0V 0V 0V
FIG. 12 schematically shows the data latch section in the bit line control circuit 2 and the program end detection circuit 8 in the present invention in relation to a selected bit line. FIG. 9A shows the first embodiment. The E type, n-channel MOS transistors QnD0 to QnDm correspond to the transistor Qn11 in FIG. The E type, p-channel MOS transistor Qp12 corresponds to the transistor Qp6 of the program end detecting circuit 8 in FIG.

 同図(b)は、データ検出用Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタを直列にしたものである。データ検出用トランジスタQnD0 〜QnDm のゲートが全て“H”ならばプログラムは終了で、Vx は“L”となる。 ((B) shows an E-type, n-channel MOS transistor for data detection connected in series. If all the gates of the data detection transistors QnD0 to QnDm are at "H", the program ends, and Vx becomes "L".

 また、同図(c),(d)では、データ検出用トランジスタとしてEタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQpD0 〜QpDm を用い、プログラム終了検知回路8にEタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn29 を用いている。このような構成においても、(a)と同様に、書込みを終了するか否かを検出することができる。 (C) and (d), an E-type, p-channel MOS transistor QpD0 to QpDm is used as a data detecting transistor, and an E-type, n-channel MOS transistor Qn29 is used for a program end detecting circuit 8. Even in such a configuration, similarly to (a), it is possible to detect whether or not to end writing.

 上記した図12(a)のように、検出用トランジスタQn DO〜Qn Dmを並列に接続した場合には、ビット線の数1000ビットになっても、適正な検出が可能である。同図(b)のように、それらのトランジスタを直列に接続した場合には、隣接するトランジスタのソースとドレインを共通化できることから、パターン面積を小さなものとすることができる。 場合 As shown in FIG. 12A, when the detection transistors Qn DO to Qn Dm are connected in parallel, proper detection is possible even when the number of bit lines is several thousand bits. When these transistors are connected in series as shown in FIG. 1B, the source and drain of adjacent transistors can be shared, so that the pattern area can be reduced.

 図13は、図12の回路を、1トランジスタ型(NOR型)のフラッシュEEPROMに適用した場合を示す実施例である。NOR型のフラッシュEEPROMでは、書込み終了時にデータが反転する。このため、図13に示すように、FFにおける図12とは逆の端子をデータ検出用のトランジスタに接続すればよい。 FIG. 13 shows an embodiment in which the circuit of FIG. 12 is applied to a one-transistor type (NOR type) flash EEPROM. In a NOR type flash EEPROM, data is inverted at the end of writing. Therefore, as shown in FIG. 13, the terminal of the FF opposite to that of FIG. 12 may be connected to the transistor for data detection.

 次に、NOR型のフラッシュEEPROMについての実施例について説明する。 
 特開平3−250495号公報の第6図に、NOR型のメモリセル構造を採用しつつ、NAND型のものと同程度の高集積度を達成したメモリが記載されている。このメモリにおいては、書き込み、消去動作をともにF‐Nトンネル電流で行うことができる。このメモリに、前述のような、本発明の実施例における一括ベリファイ回路を適用することにより、書き込みベリファイ時間を大幅に短縮可能である。
Next, an embodiment of a NOR type flash EEPROM will be described.
FIG. 6 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-250495 discloses a memory which employs a NOR type memory cell structure and achieves a high degree of integration similar to that of a NAND type. In this memory, both the writing and erasing operations can be performed by the FN tunnel current. By applying the batch verification circuit in the embodiment of the present invention to the memory as described above, the write verification time can be significantly reduced.

 このようにした実施例を、図14、15を参照して説明する。 
 この実施例の回路構成は、図14に示される。この装置が、NAND型E2 PROMと異なる点は、以下の点にある。即ち、メモリセルブロックMCB中のメモリセルMCに書き込むデータはデータラッチDRにラッチされる。このデータラッチDRの反対側のノードから、検出トランジスタへ信号を出力するようにしている。
Such an embodiment will be described with reference to FIGS.
The circuit configuration of this embodiment is shown in FIG. This device is different from the NAND type E 2 PROM in the following points. That is, data to be written to the memory cells MC in the memory cell block MCB is latched by the data latch DR. A signal is output from the node on the opposite side of the data latch DR to the detection transistor.

 図15に、データを書き込み済のセルと消去済のセルのしきい値Vthの分布を示す。 FIG. 15 shows the distribution of the threshold value Vth of the cell in which data has been written and the cell in which data has been erased.

 消去(イレーズ)、書き込み(ライト)及び読み出し(リード)の多動作における、各部位への印加電圧は表4に示される。 Table 4 shows the voltage applied to each part in multiple operations of erasing, writing, and reading.

                 表 4
                                   
            BSL    BL   WL    VSS
                                   
 イレーズ        0v フローティング 20v   0v
                                   
 ライト
 “0”ライト(Vth>5)  22v    0v    0v フローティング
 “1”ライト(Vth<5)  22v   20v    0v フローティング
 非選択セル      22v 0v/20v  10v フローティング
                                   
 リード         5v 0v/5v    5v   0v   
 次に、消去動作について説明する。 
 データ書き換え対象としてのブロックを、そのブロックのローデコーダによって選択する。且つ、選択メモリセルに対応するビット線をフローティング状態とし、ワード線を20vとする。これにより、選択メモリセルのフローティングゲートへ電子を注入する。この注入は、F‐N電流により行われる。このため、電流量は極めて少ない。よって、数1000ビット分のメモリセルに対して同時にイレーズすることができる。
Table 4
                                  
BSL BL WL V SS
                                  
Erase 0v Floating 20v 0v
                                  
Write “0” write (V th > 5) 22v 0v 0v floating “1” write (V th <5) 22v 20v 0v floating Unselected cell 22v 0v / 20v 10v floating                                   
Lead 5v 0v / 5v 5v 0v
Next, the erasing operation will be described.
A block to be rewritten is selected by a row decoder of the block. In addition, the bit line corresponding to the selected memory cell is set to the floating state, and the word line is set to 20v. Thereby, electrons are injected into the floating gate of the selected memory cell. This injection is performed by the FN current. Therefore, the amount of current is extremely small. Therefore, it is possible to simultaneously erase memory cells of several thousand bits.

 イレーズ後のベリファイ動作は、一括ベリファイ動作により行われる。即ち、ワードラインに例えば5vを加える。このとき、イレーズ対象としたメモリセルは、イレーズ動作によって、そのしきい値が十分に正方向へシフトしているか否かによって、オフ/オンする。つまり、オフであれば、イレーズOKであることがわかる。 (4) The verify operation after erasing is performed by a batch verify operation. That is, for example, 5 V is added to the word line. At this time, the memory cell to be erased is turned on / off depending on whether or not its threshold value is sufficiently shifted in the positive direction by the erasing operation. That is, if it is off, it is understood that the erasure is OK.

 より詳しくは、ベリファイ動作は次のようにして行われる。信号PREが“L”レベルとなり、トランジスタTPRE がオンする。これにより、このトランジスタTPRE を介して、プリチャージ線PRECLはVccによってプリチャージされる。このとき、セレクト線BSLを5vとして、セレクトゲートSGをオンする。これにより、ビット線BLもプリチャージされる。ワードラインWLのうちの選択対象とするものを5vとする。このとき、メモリセルのうち十分にイレーズがなされた/なされないメモリセルはオフ/オンする。メモリセルがオフ/オンすれば、ビット線BL即ちプリチャージ線PRECLのプリチャージ電位は保持/放電される。このときのプリチャージ線PRECLの電位をセンスアンプで検知し、データラッチDRにラッチしておく。この後、信号ERVを“H”として、データラッチDRの内容をノードNAに読み出す。ノードNAの電位は、そのノードNAに対応するカラムにおける複数のメモリセルの全てがイレーズOKの場合には“L”となり、メモリセルの1つにでもイレーズNGがあれば“H”となる。ノードNAの電位はベリファイトランジスタTVEのゲートに加えられる。このトランジスタTVEはノードNAの“L/H”によってオフ/オンする。オフ/オンによって、一括ベリファイセンス線LVEの電位はVSSレベルにならない/なる。以上の動作は、各カラム毎に行われる。従って、一括ベリファイセンス線LVEのレベルは、全カラムの全セルについてベリファイOKの場合には“H”となり、どこかのカラムのどこかのセルが1つでもベリファイNGの場合には“L”となる。 More specifically, the verify operation is performed as follows. The signal PRE becomes "L" level, and the transistor T PRE turns on. Thus, through the transistor T PRE, the precharge line PRECL is precharged by V cc. At this time, the select line SG is turned on by setting the select line BSL to 5v. Thereby, the bit line BL is also precharged. The word line WL to be selected is 5v. At this time, of the memory cells, those which have been erased / erased sufficiently are turned off / on. When the memory cell is turned off / on, the precharge potential of the bit line BL, that is, the precharge line PRECL is held / discharged. At this time, the potential of the precharge line PRECL is detected by the sense amplifier and latched in the data latch DR. Thereafter, the signal ERV is set to “H”, and the contents of the data latch DR are read out to the node NA. The potential of the node NA becomes “L” when all of the plurality of memory cells in the column corresponding to the node NA are erase OK, and becomes “H” when at least one of the memory cells has erase NG. The potential of the node NA is applied to the gate of the verify transistor T VE . The transistor T VE is turned off / on by “L / H” of the node NA. By turning off / on, the potential of the collective verify sense line L VE does not reach the V SS level. The above operation is performed for each column. Therefore, the level of the collective verify sense line L VE becomes “H” when all cells in all columns are verified OK, and becomes “L” when at least one cell in any column is verified NG. ".

 次に、書き込み動作(プログラム動作)について説明する。 
 プログラム対象としてのブロックのワード線を0vとする。その他のブロックのワード線は10vとし、各メモリセルにおけるドレイン‐ゲート間の電界ストレスを緩和しておく。プログラム対象ブロックにおいて、フローティングゲートから電子を引き抜きたいメモリセルにつながるビット線を選択的に20vとし、プログラムする。
Next, a write operation (program operation) will be described.
The word line of the block to be programmed is set to 0v. The word lines of the other blocks are set to 10 V, and the electric field stress between the drain and the gate in each memory cell is reduced. In the block to be programmed, a bit line connected to a memory cell from which electrons are to be extracted from the floating gate is selectively set to 20 V and programmed.

 プログラムベリファイは、ベリファイ読み出し時におけるプリチャージ線PRECLの電位の“H/L”レベルと、プログラムデータの“0/1”とによって判断される。ただし、一括ベリファイは、信号PRVを“H”とすることにより行う。そして、プログラムNGの場合には再書き込みを行う。この再書き込みにおいて、“0”ライトOKのセルにつながるプリチャージ線PRECLは、“L”レベルに放電される。そのため、再書き込み時に、ビット線が“L”レベルにあることから、フローティングゲートからの電子の放出は起らない。これに対し、“1”ライトOKのセルにおいては、しきい値が十分に下っている。このため、再プログラム時、プリチャージ電位は、“1”ライトOKのセルを介して放電され、“L”レベルになる。よって、再プログラムしても、“1”ライトOKのセルのしきい値は変化しない。これに対し、プログラムNGつまり“1”ライトNGの場合は、プリチャージ電位の放電による低下はない。このため、“H”レベルが再びラッチされ、再びプログラムされることになる。 (4) Program verify is determined based on the “H / L” level of the potential of the precharge line PRECL at the time of verify read and the program data “0/1”. However, the batch verification is performed by setting the signal PRV to “H”. Then, in the case of the program NG, rewriting is performed. In this rewriting, the precharge line PRECL connected to the cell of “0” write OK is discharged to “L” level. Therefore, at the time of rewriting, since the bit line is at the "L" level, no emission of electrons from the floating gate occurs. On the other hand, in the cell of “1” write OK, the threshold value is sufficiently lowered. For this reason, at the time of reprogramming, the precharge potential is discharged through the “1” write OK cell and becomes the “L” level. Therefore, even if reprogramming is performed, the threshold value of the “1” write OK cell does not change. On the other hand, in the case of program NG, that is, in the case of "1" write NG, there is no decrease due to the discharge of the precharge potential. Therefore, the “H” level is latched again and programmed again.

 以上説明したような実施例には、次のような効果が得られる。 
 セル構造がNAND型セルと同一であるため、微細化可能であり、チップを小形化できる。さらに、セル自体はNOR型であるため、動作電流Icellが大きく、高速でのランダムアクセスが可能である。さらに、ページライト/ページリードが可能である。
The embodiment as described above has the following effects.
Since the cell structure is the same as that of the NAND type cell, miniaturization is possible and the chip can be downsized. Further, since the cell itself is of the NOR type, the operating current I cell is large and random access at high speed is possible. Further, page write / page read is possible.

 図12(b),(c)の実施例においては、データ検出用トランジスタのゲートを直接ビット線BLiに接続しても同様な作用が実現できる。このような例を、図16(a),(b)にそれぞれ示す。同様に、図13(a),(d)の実施例においては、データ検出用トランジスタのゲートを直接ビット線BLiに接続しても同様な作用が実現できる。これを、図17(a),(b)にそれぞれ示す。 In the embodiments of FIGS. 12 (b) and 12 (c), the same operation can be realized by directly connecting the gate of the data detecting transistor to the bit line BLi. Such examples are shown in FIGS. 16A and 16B, respectively. Similarly, in the embodiment shown in FIGS. 13A and 13D, the same operation can be realized by directly connecting the gate of the data detection transistor to the bit line BLi. This is shown in FIGS. 17A and 17B, respectively.

 また、図12,13,16,17では、シングルビットライン方式を採用しているが、オープン或いはフォールデッドビットライン方式とすることもできる。データ検出用トランジスタと、COMSフリップフロップFFと、選択ビット線の構成を、本実施例と同様とすればよい。 Further, in FIGS. 12, 13, 16, and 17, the single bit line system is employed, but an open or folded bit line system may be employed. The configurations of the data detection transistor, the COMS flip-flop FF, and the selected bit line may be the same as those in this embodiment.

 図12,13,16,17は、データ検出用トランジスタとCMOSフリップフロップFFと選択ビット線の構成を模式的に示すものであり、種々のビットライン方式においても同様に実施することができる。 FIGS. 12, 13, 16, and 17 schematically show the configuration of a data detection transistor, a CMOS flip-flop FF, and a selected bit line, and the present invention can be similarly implemented in various bit line systems.

 続いて、本発明のさらに別の実施例について説明する。以上に説明した各実施例では、ビット線の一端に設けられたCMOSフリップ・フロップ(データラッチ兼センスアンプ回路)の一端を検知用トランジスタのゲート電極に接続している。そしてアドレス信号によらず、全てのデータラッチ内の内容が“1”書込みデータであるか否かを検知して、書込み状態が十分であるか否かを検知している。 Next, still another embodiment of the present invention will be described. In each of the embodiments described above, one end of the CMOS flip-flop (data latch / sense amplifier circuit) provided at one end of the bit line is connected to the gate electrode of the detection transistor. Then, regardless of the address signal, it is detected whether or not the contents in all the data latches are "1" write data, thereby detecting whether or not the write state is sufficient.

 このため、不良カラム番地や救済用に設けられた未使用冗長カラム番地のデータラッチ回路のデータも検知してしまう。本来なら書込み状態は十分であるのに、不十分であるが如くに検知してしまい、書込みが終了しないという問題が生じる原因となる。つまり、データ書込み後の書込み状態確認動作が、不良カラム番地或いは未使用カラム番地の影響で、誤動作してしまう虞れがある。 (4) For this reason, the data of the data latch circuit of the defective column address or the unused redundant column address provided for the relief is also detected. Normally, the write state is sufficient, but the detection is performed in an insufficient manner, which causes a problem that the write is not completed. That is, the write state confirmation operation after data writing may malfunction due to the influence of the defective column address or the unused column address.

 そこで本実施例では、再書込みデータを検知する検知回路の誤動作を救済する手段を設けている。これによって、不良カラム番地或いは未使用カラム番地の書込み状態の影響を受けることなく、本来使用しているカラム番地についてのみの書込み状態の検知を可能にしている。 Therefore, in this embodiment, means is provided to remedy a malfunction of the detection circuit for detecting rewrite data. This makes it possible to detect the write state of only the originally used column address without being affected by the write state of the defective column address or unused column address.

 基本的な構成は図1〜図7に示す第1実施例と同様である。第1実施例に加えて、本実施例では、書込み終了検知回路の誤動作の救済のために、後述するように、書込み終了検知用MOSトランジスタにヒューズ及び不揮発性メモリを接続している。 The basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. In this embodiment, in addition to the first embodiment, a fuse and a nonvolatile memory are connected to the write-end detecting MOS transistor, as described later, in order to remedy a malfunction of the write-end detecting circuit.

 図18(a)は、書込み/書込み確認時のアルゴリズムを示している。プログラム・コマンドが入力されると、冗長カラムを含む全てのカラム番地のデータラッチ回路に“1”プログラム・データが自動的にラッチされる。ここで、全てのカラム番地とは、セルアレイが分割され且つデータラッチ回路も分割されている場合には、選択された分割部分の全てのカラム番地を指す。 FIG. 18A shows an algorithm at the time of writing / writing confirmation. When a program command is input, "1" program data is automatically latched in data latch circuits at all column addresses including a redundant column. Here, when the cell array is divided and the data latch circuit is also divided, all the column addresses indicate all the column addresses of the selected divided part.

 書込み動作は第1実施例と全く同様であり、書込み確認動作についても第1実施例と略同様である。但し、前掲の表1において、不良カラム番地及び未使用カラム番地のメモリセルは、データ入力前に“1”にリセットされている。このため、書込みデータやメモリセルのデータに拘らず、再書き込みデータは常に“1”となる。 (4) The write operation is completely the same as that of the first embodiment, and the write confirmation operation is substantially the same as that of the first embodiment. However, in Table 1 above, the memory cells at the defective column address and the unused column address are reset to “1” before data input. Therefore, the rewrite data is always "1" regardless of the write data or the data of the memory cell.

 図18(a)に示されるアルゴリズムに従って書込み/書込み確認動作を行えば、例えば不良カラム番地に“0”が書込めないメモリセルがあっても、このメモリセルに影響されて書込み終了検知動作が誤動作することはない。より具体的にいえば、書込み状態は十分であるにも拘らず、不良カラム番地や未使用カラム番地のメモリセルの影響を受けて、書き込み不十分であると誤って検知して書込みが終了しない、という問題を未然に防止することができる。 If the write / write confirmation operation is performed in accordance with the algorithm shown in FIG. 18A, for example, even if there is a memory cell in which “0” cannot be written at the defective column address, the write end detection operation is affected by this memory cell. There is no malfunction. More specifically, although the write state is sufficient, the write cell is erroneously detected as insufficient write and is not terminated due to the influence of the memory cell at the defective column address or unused column address. Can be prevented beforehand.

 図18(b)は別のアルゴリズムを示す。例えば、ある不良カラム番地のビット線が接地電位とショートしているとする。この場合、図18(a)のように、“1”プログラム・データをセットすると、中間電位VMがこのビット線に印加されることになる。これにより、中間電位VMが接地電位とショートする。これにより、昇圧回路で発生されるVMが所定の電圧まで昇圧されない場合がある。 FIG. 18 (b) shows another algorithm. For example, assume that a bit line at a certain defective column address is short-circuited to the ground potential. In this case, when "1" program data is set as shown in FIG. 18A, the intermediate potential VM is applied to this bit line. As a result, the intermediate potential VM is short-circuited to the ground potential. As a result, the VM generated by the booster circuit may not be boosted to a predetermined voltage.

 このため、図18(b)に示されるアルゴリズムでは、外部からのデータ入力後、未使用カラム番地(含む不良番地)にのみ“0”プログラム・データを自動的にセットする。また、ベリファイ読出し後に未使用カラム番地に“1”プログラム・データを自動的にセットする。このようにすれば、ビット線のリークという不良にも影響されず、信頼性の高いNANDセル型EEPROMが実現される。なお図18(a),(b)のいずれにおいても、破線内の部分は自動的にEEPROM内部で行われることを示している。 Therefore, in the algorithm shown in FIG. 18B, "0" program data is automatically set only in unused column addresses (including defective addresses) after external data input. After the verify read, "1" program data is automatically set to an unused column address. By doing so, a highly reliable NAND cell type EEPROM can be realized without being affected by the defect of bit line leakage. In each of FIGS. 18A and 18B, the portion within the broken line indicates that the process is automatically performed inside the EEPROM.

 図19(a)に、図6に示されるCMOSフリップ・フロップのデータラッチ兼センスアンプと書込み終了検知用トランジスタを模式的に示す。また、図17(b),(c)に、書込み終了検知回路の誤動作救済のために、書込み終了検知用MOSトランジスタにヒューズFu1,Fu2を接続した例を示す。図17(b)は書込み終了検知用MOSトランジスタのソースと接地線の間に、ポリSi線やAl線からなるヒューズFu1を設けている。EEPROMテスト後にこれらのヒューズFu1のうち、不良カラム番地や未使用カラム番地におけるヒューズFu1はレーザ光などで切断される。これによってヒューズFu1が切断されたカラム番地に関しては、書込み終了検知動作は行われなくなる。 FIG. 19A schematically shows a CMOS flip-flop data latch / sense amplifier and a write end detection transistor shown in FIG. FIGS. 17B and 17C show examples in which fuses Fu1 and Fu2 are connected to a write end detecting MOS transistor to remedy a malfunction of the write end detecting circuit. In FIG. 17B, a fuse Fu1 made of a poly-Si line or an Al line is provided between the source of the write completion detection MOS transistor and the ground line. After the EEPROM test, among the fuses Fu1, the fuse Fu1 at a defective column address or an unused column address is cut by a laser beam or the like. As a result, the write end detection operation is not performed for the column address where the fuse Fu1 has been cut.

 図19(c)は、ヒューズFu2として、不揮発性メモリセルを用いたものである。この不揮発性メモリセルをヒューズとして用いるために、まず紫外線を当て、ヒューズデータを消去(初期化)する。つまり、例えば、メモリセルFu2のVthを負とし、又は0<Vth<Vccとする。ヒューズデータをプログラムするために、VF1を例えばVcc以上のVM程度に印加し、VF2を0vにし、さらにVDTCをVccとする。書込み終了検知用MOSトランジスタのソースと接地電位との間を切断しようとするカラム番地につながるラッチに“0”プログラム・データをラッチさせる。切断しようとしないカラム番地につながるラッチには“1”プログラム・データをラッチさせる。“0”データをラッチしているカラム番地におけるメモリセル(ヒューズFu2)には電流が流れ、ホットエレクトロン注入によってそのVthが上昇していく。“1”データをラッチしているカラム番地におけるセル(ヒューズFu2)には電流が流れないのでそのVthは上昇しない。この場合、VF2をVccとし、VDTCを0vとしてもよい。 FIG. 19C shows a case where a nonvolatile memory cell is used as the fuse Fu2. In order to use this nonvolatile memory cell as a fuse, ultraviolet light is first applied to erase (initialize) the fuse data. That is, for example, V th of the memory cell Fu2 is set to be negative, or 0 <V th <V cc . In order to program the fuse data, VF1 is applied to, for example, a VM equal to or higher than Vcc , VF2 is set to 0 V, and VDDTC is set to Vcc . "0" program data is latched by a latch connected to a column address to be disconnected between the source of the write end detection MOS transistor and the ground potential. "1" program data is latched in a latch connected to a column address which is not to be disconnected. A current flows through the memory cell (fuse Fu2) at the column address that latches the “0” data, and its V th increases due to hot electron injection. Since no current flows through the cell (fuse Fu2) at the column address latching the "1" data, its Vth does not rise. In this case, VF2 may be set to Vcc and VDDTC may be set to 0v.

 通常動作時には、各部の電位を次のようにする。即ち、ヒューズデータの消去時のメモリセルのVthが負となった場合には、メモリセルのVthを正とし、VF1を接地電位として、メモリセル(ヒューズFu2)を切断状態とする。メモリセルのVthが、データ消去時に、0<Vth<Vccの範囲にある場合には、そのメモリセルのVthをVth>Vccとし、VF1=Vccとし、VF2を接地して、メモリセルの切断状態を得る。 During normal operation, the potential of each unit is set as follows. That is, when the V th of the memory cell during erasure of fuse data becomes negative, cities V th of the memory cell positive, as ground potential VF1, a disconnected state memory cell (fuse Fu2). If V th of the memory cell is in the range of 0 <V th <V cc at the time of data erasure, V th of the memory cell is set to V th > V cc , VF 1 = V cc, and VF 2 is grounded. Thus, the disconnected state of the memory cell is obtained.

 ヒューズ用メモリFu2のデータ消去に当り、VF1を接地電位とし、VF2をVcc以上のVM程度とし、トンネル電流によって、ヒューズのVthを、Vth<0v或いは0v<Vth<Vccとしてもよい。 When erasing data in the fuse memory Fu2, VF1 is set to the ground potential, VF2 is set to a VM of Vcc or more, and the tunnel current makes the Vth of the fuse Vth <0v or 0v < Vth < Vcc. Good.

 図20(a)は、図19(c)に示される回路中のある1つのカラムに着目したものである。図20(b)は、図20(a)の書込み終了検知用MOSトランジスタとヒューズ用不揮発性メモリの平面図である。図20(c)は、同図(b)のX−X′断面図である。書込み終了検知用MOSトランジスタとヒューズ用不揮発性メモリは、NAND型メモリセルの形成時にそれらと同時に形成される。書込み終了検知用MOSトランジスタのゲート電極は、NANDセルの選択ゲートと同様に、2層の構造を有し、素子分離用絶縁膜12上で、これらの2層のゲートは互いに接続される。 FIG. 20 (a) focuses on a certain column in the circuit shown in FIG. 19 (c). FIG. 20B is a plan view of the write completion detecting MOS transistor and the nonvolatile memory for fuse of FIG. 20A. FIG. 20C is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. The write completion detecting MOS transistor and the nonvolatile memory for the fuse are formed simultaneously with the formation of the NAND type memory cell. The gate electrode of the write completion detection MOS transistor has a two-layer structure, like the select gate of the NAND cell, and these two-layer gates are connected to each other on the isolation insulating film 12.

 書込み終了検知用MOSトランジスタ及びヒューズ用不揮発性メモリセル等の第1の素子は、NANDセルにおける選択トランジスタ及びメモリセル等の第2の素子と同様に形成される。例えば、第1の素子のn型拡散層の濃度は、ホットエレクトロンの注入により、プログラムしやすいように多少濃くしてもよい。例えば、第1の素子のn型拡散層の濃度を、第2の素子より濃いn型拡散層を持つ周辺トランジスタのn型拡散層の濃度とする。そして、第2の素子を、周辺トランジスタのn型拡散層と同時に形成してもよい。 The first elements such as the write-end detection MOS transistor and the nonvolatile memory cell for the fuse are formed in the same manner as the second element such as the selection transistor and the memory cell in the NAND cell. For example, the concentration of the n-type diffusion layer of the first element may be slightly increased by injection of hot electrons to facilitate programming. For example, the concentration of the n-type diffusion layer of the first element is set to the concentration of the n-type diffusion layer of a peripheral transistor having a higher n-type diffusion layer than that of the second element. Then, the second element may be formed simultaneously with the n-type diffusion layer of the peripheral transistor.

 図21は、書込み終了検知用MOSトランジスタとヒューズ用不揮発性メモリセルの他の例を示している。同図(a)は素子構造断面図、(b),(c)は(a)の等価回路図である。ヒューズ用不揮発性メモリセルへのプログラムは、図20のものと同様にして行われる。VF2を接地してプログラムする場合は、図21(b)に示すようになる。VDTCを接地してプログラムする場合は、図21(c)のようになる。また、この構造は、図20に示されるトランジスタと同様にして形成される。 FIG. 21 shows another example of the write completion detecting MOS transistor and the nonvolatile memory cell for fuse. 2A is a sectional view of the element structure, and FIGS. 2B and 2C are equivalent circuit diagrams of FIG. The programming of the nonvolatile memory cell for the fuse is performed in the same manner as in FIG. FIG. 21B shows the case where the VF2 is grounded for programming. FIG. 21C shows the case where the VDDC is grounded and programmed. This structure is formed similarly to the transistor shown in FIG.

 また、図20、図21に示される不揮発性メモリセルにプログラムする場合には、電源電位Vccを通常動作時よりも高くして行うと効率が良い。また、さらに、CMOSフリップ・フロップの電源VMBを、例えば、Vcc以上のVMにしてプログラムすると効率が良い。 When programming the nonvolatile memory cells shown in FIGS. 20 and 21, it is efficient to set the power supply potential Vcc higher than during normal operation. Further, if the power supply VMB of the CMOS flip-flop is set to, for example, a VM of Vcc or more, programming is efficient.

 図22は、図19(b),(c)に示されるヒューズを有する回路において、NANDセル型EEPROMに対するプログラムアルゴリズムを示している。 FIG. 22 shows a program algorithm for the NAND cell type EEPROM in the circuit having the fuses shown in FIGS. 19 (b) and 19 (c).

 プログラム・コマンド投入(S1)後、自動的に未使用カラム(不良カラムを含むものとする)番地を含む全カラム番地に“0”プログラムデータがセットされる(S2)。その後、ページモードでプログラムデータが入力され(S3)、自動的に書込み/書込み確認/書込み終了検出が行われる(S4〜S7)。未使用カラムに“0”プログラムデータをセットするのは、プログラム時に未使用ビット線に中間電位VMが印加されないようにするためである。且つ、VMが昇圧回路の出力であり、未使用ビット線が例えば接地電位とショートしているとすると、VMが所定の電位に昇圧されないからである。 (4) After inputting the program command (S1), "0" program data is automatically set to all the column addresses including the unused column (including the defective column) (S2). Thereafter, program data is input in the page mode (S3), and writing / writing confirmation / writing end detection is automatically performed (S4 to S7). The reason why "0" program data is set in the unused column is to prevent the intermediate potential VM from being applied to the unused bit line during programming. Further, if VM is the output of the booster circuit and the unused bit line is short-circuited to, for example, the ground potential, the VM is not boosted to a predetermined potential.

 図23は図19(b)の他の例を示している。同じカラムアドレス選択信号CSLiを共有するビット線に書込み終了検知用MOSトランジスタが接続されている。これらのトランジスタに対するヒューズは共有してもよい。この方がレイアウト面積が小さくなる。当然このヒューズは不揮発性メモリで代用してもよい。 FIG. 23 shows another example of FIG. 19 (b). A write end detection MOS transistor is connected to bit lines sharing the same column address selection signal CSLi. The fuses for these transistors may be shared. This results in a smaller layout area. Of course, this fuse may be replaced by a nonvolatile memory.

 次に、上述した救済手段を図8〜11に示される第2実施例に適用した実施例について説明する。 
 基本的な動作は第2実施例と同様である。この実施例でも、図18に示すアルゴリズムでプログラムすれば、未使用カラム番地の影響による書込み終了検知回路の誤動作を可及的に少なくすることができる。
Next, an embodiment in which the above-described rescue means is applied to the second embodiment shown in FIGS.
The basic operation is the same as in the second embodiment. Also in this embodiment, if programmed by the algorithm shown in FIG. 18, it is possible to minimize the malfunction of the write end detecting circuit due to the influence of the unused column address.

 また、図24に示すように、ヒューズを用いて図22のアルゴリズムに従ってプログラムしてもよい。図24(a)の場合、1つのデータラッチ兼センスアンプには、2つの書込み検知用MOSトランジスタが接続されている。これらの2つのトランジスタには、それぞれ、1つずつヒューズが接続されている。プログラム時のヒューズ切断は、2つのヒューズについて同時に行われる。よって、図24(b)のように、1つのヒューズを用いるようにしてもよい。また、図24(a),(b)において、ヒューズとして不揮発性メモリを用いることもできる。 Alternatively, as shown in FIG. 24, programming may be performed according to the algorithm of FIG. 22 using a fuse. In the case of FIG. 24A, two write detection MOS transistors are connected to one data latch and sense amplifier. One fuse is connected to each of these two transistors. Fuse cutting at the time of programming is performed simultaneously for two fuses. Therefore, one fuse may be used as shown in FIG. In FIGS. 24A and 24B, a nonvolatile memory can be used as a fuse.

 図19(b),(c)の回路を、図25(a),(b)のようにそれぞれ変更しても、同様の機能を持たせることができる。また、図26(a),(b)のように、検知用MOSトランジスタとして、pチャネルEタイプMOSトランジスタを用いてもよい。図27は、ビット線に直接検知用MOSトランジスタを接続した場合の例を示す。この例においてもヒューズに不揮発性メモリを用いることができる。 し て も Even if the circuits in FIGS. 19 (b) and (c) are changed as shown in FIGS. 25 (a) and (b), the same function can be provided. As shown in FIGS. 26A and 26B, a p-channel E-type MOS transistor may be used as the detection MOS transistor. FIG. 27 shows an example in which a MOS transistor for detection is directly connected to a bit line. Also in this example, a nonvolatile memory can be used for the fuse.

 図28は第3実施例を説明するためのタイムチャートである。全カラム番地におけるデータラッチ兼センスアンプ回路に、それぞれ“0”,“1”プログラムデータを一括してラッチさせる動作を説明するためのものである。 FIG. 28 is a time chart for explaining the third embodiment. This is for explaining the operation of collectively latching "0" and "1" program data in the data latch and sense amplifier circuits at all column addresses, respectively.

 図6(a)において、φFは“L”を維持し、I/Oが“H”となり、/I/Oが“L”となり、φSP=“L”,φSN=“H”となる。続いて、φRP=“L”,φRN=“H”となって“1”ラッチが終了する。 に お い て In FIG. 6A, φF maintains “L”, I / O becomes “H”, / I / O becomes “L”, and φSP = “L”, φSN = “H”. Subsequently, φRP = “L”, φRN = “H”, and the “1” latch ends.

 “0”ラッチの場合は、同図(b)のように、I/O=“L”,/I/O=“H”となる。FFが非活性となった後、先ずφRP=“L”,φRN=“H”となる。続いて、φSP=“L”,φSN=“H”となる。 In the case of a “0” latch, I / O = “L” and / I / O = “H” as shown in FIG. After the FF becomes inactive, φRP = “L” and φRN = “H” first. Subsequently, φSP = “L” and φSN = “H”.

 図29は第4実施例を説明するためのタイムチャートである。このチャートは、全カラム番地におけるデータラッチ兼センスアンプに、“0”又は“1”プログラムデータをラッチさせるときの動作を示している。φA,φBは“L”のまま、I/O,/I/Oはデータ“0”又は“1”に合わせて電位が決まる。φP=“H”,φN=“L”となってFFが非活性化される。この後、φEが“H”となって、イコライズされる。イコライズ終了後、全カラム選択信号CSLが“H”となり、φP=“L”,φN=“H”となり、ラッチされる。 FIG. 29 is a time chart for explaining the fourth embodiment. This chart shows the operation when the data latch / sense amplifier at all column addresses latches "0" or "1" program data. φA and φB remain “L”, and the potential of I / O and / I / O is determined according to data “0” or “1”. φP = “H”, φN = “L”, and the FF is inactivated. Thereafter, φE becomes “H” and is equalized. After the equalization is completed, the all-column selection signal CSL becomes "H", .phi.P = "L", and .phi.N = "H", and are latched.

 なお、図28及び図29でいうところの全カラムとは、例えばセルアレイが分割されており、それに応じてデータラッチ兼センスアンプも分割されている場合には、選択された部分についての全カラムをいう。また、図8では、オープンビットライン方式をとっているが、フォールデッドビットライン方式についても同様に適用できる。 Note that all columns in FIGS. 28 and 29 are, for example, when the cell array is divided and the data latch and sense amplifier are also divided accordingly. Say. In FIG. 8, the open bit line system is used, but the same can be applied to the folded bit line system.

 図30は、第3実施例の変形例であり、1つのCMOSフリップ・フロップFFを隣り合う2本のビット線で共有する場合を示している。ビット線BLのうちの、フリップ・フロップFFと反対側端にpチャネルEタイプの書込み検知用MOSトランジスタT1,T2のゲートを接続している。同じカラム選択信号CSLiで選択されるビット線にゲートが接続される書込み検知用トランジスタT1,T1;T2,T2のヒューズF1,F2は図30に示すように共有できる。また、ヒューズF1,F2を電源電位Vccと書込み検知用トランジスタT1,T2のソースとの間に入れることもできる(図31(a))。この場合には、2つのヒューズを1つのヒューズFで共有化することができる(図31(b))。 FIG. 30 shows a modification of the third embodiment, in which one CMOS flip-flop FF is shared by two adjacent bit lines. The gates of the p-channel E type write detection MOS transistors T1 and T2 are connected to the end of the bit line BL opposite to the flip-flop FF. The fuses F1, F2 of the write detection transistors T1, T1; T2, T2 whose gates are connected to the bit line selected by the same column selection signal CSLi can be shared as shown in FIG. Further, the fuses F1 and F2 can be inserted between the power supply potential Vcc and the sources of the write detection transistors T1 and T2 (FIG. 31A). In this case, two fuses can be shared by one fuse F (FIG. 31B).

 このように第3及び第4実施例によれば、先に説明した第1及び第2実施例と同様の効果のほか、次のような効果も得られる。すなわち、書込みベリファイ読出しの結果を検知する際に、未使用カラム番地或いは不良カラム番地の影響を受けることなく、書込み状態確認を行うことができる。これにより誤動作の極めて少ない書込み終了検知回路を備えたEEPROMを得ることができる。 According to the third and fourth embodiments, in addition to the same effects as those of the first and second embodiments described above, the following effects can be obtained. That is, when detecting the result of the write verify read, the write state can be confirmed without being affected by the unused column address or the defective column address. This makes it possible to obtain an EEPROM having a write end detecting circuit with extremely few malfunctions.

 次に、本発明の第5実施例について説明する。 
 図32は、第5実施例のNANDセル型EEPROMのブロック図である。メモリセルアレイ1に対して、データ書込み、読出し、再書込み及びベリファイ読出しを行うためのビット線制御回路2が設けられている。このビット線制御回路2は、データ入出力バッファ6につながっている。カラムデコーダ3の出力は、ビット線制御回路2を介して、メモリセルアレイ1に加えられる。カラムデコーダ3は、アドレスバッファ4からのアドレス信号と、カラム・リダンダンシー回路10の出力である冗長アドレス信号とを受ける。アドレスバッファ4からのアドレス信号は、カラムリダンダンシー回路10に加えられる。また、メモリセルアレイ1における制御ゲート及び選択ゲートを制御するために、ロウ・デコーダ5が設けられている。メモリセルアレイ1が形成されるp基板又はn基板の電位を制御するため、基板電位制御回路7が設けられている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 32 is a block diagram of a NAND cell type EEPROM of the fifth embodiment. A bit line control circuit 2 for performing data write, read, rewrite, and verify read with respect to the memory cell array 1 is provided. This bit line control circuit 2 is connected to a data input / output buffer 6. The output of the column decoder 3 is applied to the memory cell array 1 via the bit line control circuit 2. The column decoder 3 receives an address signal from the address buffer 4 and a redundant address signal output from the column redundancy circuit 10. The address signal from the address buffer 4 is applied to the column redundancy circuit 10. Further, a row decoder 5 is provided to control a control gate and a selection gate in the memory cell array 1. A substrate potential control circuit 7 is provided to control the potential of the p substrate or the n substrate on which the memory cell array 1 is formed.

 プログラム終了検出回路8は、ビット線制御回路2にラッチされているデータを検知し、書込み終了信号を出力する。書込み終了信号は、データ入出力バッファ6を介して外部へ出力される。また、アドレス信号とは無関係にビット線を所定の電圧に充電するため、ビット線充電回路9が設けられている。メモリセルアレイ2の等価回路は図2に示される。 (4) The program end detection circuit 8 detects data latched in the bit line control circuit 2 and outputs a write end signal. The write end signal is output to the outside via the data input / output buffer 6. A bit line charging circuit 9 is provided to charge the bit line to a predetermined voltage regardless of the address signal. An equivalent circuit of the memory cell array 2 is shown in FIG.

 図33は、メモリセルアレイ1と、ビット線制御回路2と、ビット線充電回路9の具体的な構成を示す。図2に示すNANDセルNCがマトリックス状に配置されている。NCijr(i=0〜k,j=0〜n)は冗長部である。データラッチ兼センスアンプR/W0〜R/Wm,R/W0r〜R/Wkrは、それぞれnチャネル、EタイプMOSトランジスタのデータ転送用トランジスタQFn0〜QFnm,QFn0r〜QFnkrを介して、ビット線BL0〜BLm,BL0r〜BLkrに接続されている。データラッチ兼センスアンプR/Wの入力であるカラム選択信号CSL0〜CSLm,CSL0r〜CSLkrは、カラム・デコーダ4の出力CSL0〜CSLmとリダンダンシー回路10の出力(CSL0r〜CSLkr)である。ビット線BL0〜BLmのうち、(k+1)本までは冗長部のビット線BL0r〜BLkrで置き換えることができる。 FIG. 33 shows a specific configuration of the memory cell array 1, the bit line control circuit 2, and the bit line charging circuit 9. The NAND cells NC shown in FIG. 2 are arranged in a matrix. NCijr (i = 0 to k, j = 0 to n) is a redundant part. The data latch and sense amplifiers R / W0 to R / Wm and R / W0r to R / Wkr are respectively connected to bit lines BL0 to QFnkr via data transfer transistors QFn0 to QFnm and QFn0r to QFnkr of N-channel and E-type MOS transistors. BLm, BL0r to BLkr. The column selection signals CSL0 to CSLm and CSL0r to CSLkr which are the inputs of the data latch and sense amplifier R / W are the outputs CSL0 to CSLm of the column decoder 4 and the outputs (CSL0r to CSLkr) of the redundancy circuit 10. Of the bit lines BL0 to BLm, up to (k + 1) bits can be replaced by the bit lines BL0r to BLkr of the redundant part.

 nチャネルEタイプMOSトランジスタQRn0〜QRnm,QRn0r〜QRnkrはリセット用トランジスタであり、ビット線を接地電位にリセットするためのものである。nチャネルEタイプMOSトランジスタQPn0〜QPnm,QPn0r〜QPnkrは充電用トランジスタで、必要に応じてビット線充電電圧VBLをビット線に転送する。 N-channel E-type MOS transistors QRn0 to QRnm, QRn0r to QRnkr are resetting transistors for resetting the bit lines to the ground potential. The n-channel E-type MOS transistors QPn0 to QPnm and QPn0r to QPnkr are charging transistors and transfer the bit line charging voltage VBL to the bit lines as necessary.

 ヒューズF0〜Fm,F0r〜Fkrは、充電用トランジスタとVBLとの間を切断するためのもので、不良ビット線を含む未使用ビット線に接続されているものは全て切断される。例えば、ビット線BL2を冗長ビット線BL0rに置き換えた場合には、ヒューズF2を切断する。残りの冗長ビット線BL1r〜BLkrを使わない時には、ヒューズF1r〜Fkrは全て切断される。 The fuses F0 to Fm and F0r to Fkr are used to cut off the connection between the charging transistor and VBL, and all the fuses connected to unused bit lines including the defective bit line are cut off. For example, when the bit line BL2 is replaced with the redundant bit line BL0r, the fuse F2 is cut. When the remaining redundant bit lines BL1r to BLkr are not used, all the fuses F1r to Fkr are cut.

 図34は書込み時の動作を示す。書込み動作に先立って、全てのデータラッチ兼センスアンプR/Wは、“0”プログラムデータにリセットされる。その後、データ線I/O,/I/OからプログラムデータがR/Wに転送され、ラッチされる。全R/Wにデータがラッチされる間、ビット線と制御ゲートと選択ゲートのブリチャージが行われる。ビット線リセット信号φRが“L”となった後、ビット線プリチャージ信号φPと充電電圧VBLとが電源電圧Vccとなる。使っていないビット線以外のビット線、つまり使用されるビット線はVccに充電される。NANDセルの制御ゲートCG1〜CG8と選択ゲートSG1とがVccに充電される。選択ゲートSG2は書込み動作中、接地電位とされる。この後、ビット線プリチャージ信号φPと充電電圧VBLとが中間電位VM(10v程度)に昇圧され、ビット線BLと制御ゲートCG1〜CG8と選択ゲートSG1もVMに昇圧される。 FIG. 34 shows the operation at the time of writing. Prior to the write operation, all the data latch and sense amplifiers R / W are reset to "0" program data. Thereafter, the program data is transferred from the data lines I / O and / I / O to the R / W and latched. While data is latched in all R / Ws, bit lines, control gates, and select gates are precharged. After the bit line reset signal φR becomes “L”, the bit line precharge signal φP and the charging voltage VBL become the power supply voltage Vcc . Bit lines other than unused bit lines, that is, used bit lines are charged to Vcc . The control gates CG1 to CG8 of the NAND cell and the selection gate SG1 are charged to Vcc . The select gate SG2 is set to the ground potential during the write operation. Thereafter, the bit line precharge signal φP and the charging voltage VBL are boosted to the intermediate potential VM (about 10 V), and the bit line BL, the control gates CG1 to CG8, and the selection gate SG1 are also boosted to VM.

 データラッチが終了した後、プリチャージ信号φPは“L”となり、データ転送信号φFがVccとなりその後VMまで昇圧される。ラッチされたプログラムデータによって、“0”データがラッチされているビット線のみが接地電位にされる。また、選択された制御ゲート(ここではCG2)が高電圧Vpp(20v程度)まで昇圧される。不良ビット線を含む使用していないビット線は、データラッチ動作前に、対応するR/Wが“0”プログラムデータにリセットされていることから、接地電位のままである。R/Wに“0”プログラムデータがラッチされているビット線に接続されるメモリセルでは、しきい値が上がる。R/Wに“1”がラッチされているビット線に接続されるメモリセルでは、しきい値は変化せず、消去時のしきい値を保持する。 After the completion of the data latch, the precharge signal φP becomes “L”, the data transfer signal φF becomes Vcc , and then the voltage is raised to VM. According to the latched program data, only the bit line where the “0” data is latched is set to the ground potential. Further, the selected control gate (here, CG2) is boosted to a high voltage V pp (about 20 V). Unused bit lines including defective bit lines remain at the ground potential because the corresponding R / W is reset to “0” program data before the data latch operation. In a memory cell connected to a bit line in which “0” program data is latched in R / W, the threshold value increases. In a memory cell connected to a bit line in which “1” is latched in R / W, the threshold value does not change and the threshold value at the time of erasing is maintained.

 制御ゲートCG1〜CG8と、選択ゲートSG1が接地電位にリセットされた後、データ転送信号φFが接地され、リセット信号φRが“H”となってビット線は接地電位にリセットされる。 (4) After the control gates CG1 to CG8 and the selection gate SG1 are reset to the ground potential, the data transfer signal φF is grounded, the reset signal φR becomes “H”, and the bit line is reset to the ground potential.

 この書込み動作中、データロードに先立って行われる、全R/Wを“0”プログラムデータにリセットする動作と、ビット線充電回路のヒューズ切断動作とによって、使用していないビット線に中間電位VMが印加されることはない。 During this write operation, the operation of resetting all R / Ws to “0” program data and the fuse cutting operation of the bit line charging circuit, which are performed prior to data loading, cause the intermediate potential VM to be applied to the unused bit lines. Is not applied.

 図35は読出し動作を示している。リセット信号φRが“L”となってプリチャージ信号φPが“H”となる。これによって、使用していないビット線以外の全ビット線はVBL(典型的にはVcc)に充電される。選択された制御ゲート(ここではCG2)を接地し、残りの制御ゲートCG1,CG3〜CG8を“H”(典型的にはVcc)とする。“0”データが書込まれたメモリセルのしきい値が高いため(Vth>0v)、ビット線電位は“H”のままである。“1”データが書込まれたメモリセルのしきい値が低い(Vth<0v)ことから、ビット線電位は“L”となる。メモリセルのデータが、ビット線電圧として、ビット線に出力された後、データ転送信号φFが“H”となって、データラッチ兼センスアンプR/Wでビット線電圧はセンスされる。なお、メモリセルの各部の電位は表2と同様になる。 FIG. 35 shows a read operation. The reset signal φR becomes “L”, and the precharge signal φP becomes “H”. As a result, all bit lines other than the unused bit lines are charged to VBL (typically V cc ). The selected control gate (here, CG2) is grounded, and the remaining control gates CG1 and CG3 to CG8 are set to “H” (typically V cc ). Since the threshold value of the memory cell into which the “0” data is written is high (V th > 0 V), the bit line potential remains at “H”. Since the threshold value of the memory cell in which the “1” data is written is low (V th <0 V), the bit line potential becomes “L”. After the data of the memory cell is output to the bit line as a bit line voltage, the data transfer signal φF becomes “H” and the bit line voltage is sensed by the data latch / sense amplifier R / W. Note that the potential of each part of the memory cell is the same as in Table 2.

 このように本実施例によれば、ビット線充電回路のヒューズ切断によって、不良ビットを救済することができ、先に説明した第3及び第4の実施例と同様の効果が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the defective bit can be relieved by cutting the fuse of the bit line charging circuit, and the same effects as those of the third and fourth embodiments described above can be obtained.

 図36は第6の実施例を示す図で、図33と同様、メモリセルアレイ1とビット線制御回路2とビット線充電回路9の具体的な構成を示している。 FIG. 36 shows the sixth embodiment, and shows a specific configuration of the memory cell array 1, the bit line control circuit 2, and the bit line charging circuit 9 as in FIG.

 隣り合う2本のビット線BLaiとBLbi,BLajrとBLbjr(i=0…m,j=0…k)に対してそれぞれデータラッチ兼センスアンプR/Wi,R/Wjr(i=0…m,j=0…k)が1つずつ配置される。ビット線BLaiに対してデータ転送信号φFa、リセット信号φRa、プリチャージ信号φPaが用意される。ビット線BLbiに対してφFb,φRb,φPbが用意される。また、ビット線充電電圧電源VBLはBLai,BLbiに対して共通に用意される。 For two adjacent bit lines BLai and BLbi, BLajr and BLbjr (i = 0... M, j = 0... K), data latch and sense amplifiers R / Wi, R / Wjr (i = 0. j = 0... k) are arranged one by one. A data transfer signal φFa, a reset signal φRa, and a precharge signal φPa are prepared for bit line BLai. ΦFb, φRb, φPb are prepared for bit line BLbi. The bit line charging voltage power supply VBL is prepared in common for BLai and BLbi.

 図37、図38はそれぞれ書込み、読出し動作を示している。BLaiが選択された場合、BLaiに関しては図33の実施例と同様に動作する。非選択ビット線BLbiは、書込み動作中、中間電位VMに充電されたままでBLbiに接続されるメモリセルへの誤書込みを防止する。また、BLbiは読出し動作中は接地された状態を保ち、ビット線間のカップリングノイズを抑制する働きをする。メモリセルの各部の電位を表5に示す。
37 and 38 show the write and read operations, respectively. When BLai is selected, BLai operates in the same manner as the embodiment of FIG. The unselected bit line BLbi prevents erroneous writing to the memory cell connected to BLbi while being charged to the intermediate potential VM during the writing operation. BLbi keeps the ground state during the read operation, and functions to suppress the coupling noise between the bit lines. Table 5 shows the potential of each part of the memory cell.

                 表 5
                                 
               消 去    書 込 み  読出し
                     “0” “1”
                                 
    ビット線BLai フローティング  0v 10v  5v
    ビット線BLbi         10v 10v  0v
    選択ゲートSG1    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG1    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG2    0v   20v 20v  0v
    制御ゲートCG3    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG4    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG5    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG6    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG7    0v   10v 10v  5v
    制御ゲートCG8    0v   10v 10v  5v
    選択ゲートSG2    0v    0v  0v  5
    ソース線     フローティング  0v  0v  0
    基  板       20v    0v  0v  0
                                 
 図39は、図33の実施例の変形例である。ここでは、4種類のデータI/O線I/O0〜I/O3を用いており、且つ4つのデータラッチ兼センスアンプR/Wに共通のカラム選択信号CSLiが入力される。CSLiが共有に入力される4つのビット線のうちの1本にでもリーク不良があると、4本まとめて救済しなければならない。このため、この実施例ではヒューズは4本分を1本にまとめてある。図36に示される実施例でもこれと同様に、図40に示すようにCSLiを共有に入力する複数本のビット線のヒューズを1本にまとめることができる。
Table 5
                              
Erase write read “0” “1”
                              
Bit line BLai floating 0v 10v 5v
Bit line BLbi 10v 10v 0v
Select gate SG1 0v 10v 10v 5v
Control gate CG1 0v 10v 10v 5v
Control gate CG2 0v 20v 20v 0v
Control gate CG3 0v 10v 10v 5v
Control gate CG4 0v 10v 10v 5v
Control gate CG5 0v 10v 10v 5v
Control gate CG60v 10v 10v 5v
Control gate CG7 0v 10v 10v 5v
Control gate CG80v 10v 10v 5v
Select gate SG2 0v 0v 0v 5
Source line floating 0v 0v 0
Base plate 20v 0v 0v 0
                              
FIG. 39 is a modification of the embodiment of FIG. Here, four types of data I / O lines I / O0 to I / O3 are used, and a common column selection signal CSLi is input to four data latch / sense amplifiers R / W. If any one of the four bit lines to which CSLi is commonly input has a leak failure, it must be repaired collectively. For this reason, in this embodiment, four fuses are combined into one. In the embodiment shown in FIG. 36, similarly, as shown in FIG. 40, fuses of a plurality of bit lines that commonly input CSLi can be combined into one.

 図41は図36に示される実施例の変形例である。図41の例が図40に示される実施例と違う点は、ヒューズをBLai用のヒューズFaとBLbi用のヒューズFbに別けた点にある。この場合、2つのヒューズFa,Fbを設けることから回路面積が大きくなるのが避けられない。しかし、BLaiとBLbiに関して別々に救済できることから、救済効率は高くなる。この救済方法について図42、図43を参照して詳しく説明する。 FIG. 41 is a modification of the embodiment shown in FIG. The example of FIG. 41 differs from the embodiment shown in FIG. 40 in that the fuse is divided into a fuse Fa for BLai and a fuse Fb for BLbi. In this case, the provision of the two fuses Fa and Fb inevitably increases the circuit area. However, since the relief can be performed separately for BLai and BLbi, the relief efficiency increases. This rescue method will be described in detail with reference to FIGS.

 図42は図36の実施例を模式的に示すものである。カラム選択信号CSLiのみで救済を行うと、図42(a)に示すように、BLaiとBLbiとを同時に置き換えることになる。図40の場合も同様に、BLai0〜BLai3とBLbi0〜BLbi3とを同時に置き換えることになる。これに対し、図36の実施例では、図42(b)に示すように、BLaiのみ或いはBLbiのみを、冗長部BLajr又はBLbjrに動作上問題なく置き換えることができる。このためには、カラム選択信号CSLiとデータ転送信号φFa(又はφFb)との論理積で救済を行うことになる。 FIG. 42 schematically shows the embodiment of FIG. When the repair is performed using only the column selection signal CSLi, BLai and BLbi are simultaneously replaced as shown in FIG. Similarly, in the case of FIG. 40, BLai0 to BLai3 and BLbi0 to BLbi3 are simultaneously replaced. On the other hand, in the embodiment of FIG. 36, as shown in FIG. 42B, only BLai or only BLbi can be replaced with the redundant portion BLajr or BLbjr without any problem in operation. For this purpose, relief is performed by the logical product of the column selection signal CSLi and the data transfer signal φFa (or φFb).

 図43は図41を模式的に示すもので、図42(b)と同様、BLai0〜BLai3のみをBLajr0〜BLajr3に、又はBLbi0〜BLbi3のみをBLbjr0〜BLbjr3に置き換えることができる。この場合、ヒューズは図41のように接続しておけばよい。図42、図43から明らかなように、BLaとBLbの配置関係さえ守って救済すればよい。 FIG. 43 schematically shows FIG. 41. Similar to FIG. 42B, only BLai0 to BLai3 can be replaced with BLajr0 to BLajr3, or only BLbi0 to BLbi3 can be replaced with BLbjr0 to BLbjr3. In this case, the fuses may be connected as shown in FIG. As is clear from FIGS. 42 and 43, it is only necessary to keep the arrangement relationship between BLa and BLb for relief.

 図44は、1つのデータラッチ兼センスアンプR/Wを、4本のビット線で共有している実施例を示す。BLa1iとBLbliは隣合う関係にある。R/Wを挟んで対称に、BLa2iとBLb2iとが配置される。このような場合にあっても、BLaとBLbの配置関係を守って、CSLiとφFa1,φFa2,φFb1,φFb2との論理をとって、図45、図46のように様々な救済方法が実施できる。 FIG. 44 shows an embodiment in which one data latch and sense amplifier R / W is shared by four bit lines. BLa1i and BLbli are adjacent to each other. BLa2i and BLb2i are arranged symmetrically with respect to R / W. Even in such a case, various rescuing methods can be implemented as shown in FIGS. 45 and 46 by taking the logic of CSLi and φFa1, φFa2, φFb1, and φFb2 while keeping the arrangement relationship between BLa and BLb. .

 具体的には、図45(a)では、同一のR/Wに接続された4本のビット線BLa1i,BLa2i,BLb1i,BLb2iを同時に置き換える。図45(b)では、2本のビット線BLa1i,BLa2i又はBLb1i,BLb2iを単位として置き換える。図46(a)では、2本のビット線BLa1i,BLb1i又はBLa2i,BLb2iを単位として置き換える。また、図46(b)では、1本のビット線毎に冗長部のビット線と置き換えることになる。 {Specifically, in FIG. 45A, four bit lines BLa1i, BLa2i, BLb1i, BLb2i connected to the same R / W are simultaneously replaced. In FIG. 45B, two bit lines BLa1i and BLa2i or BLb1i and BLb2i are replaced as a unit. In FIG. 46A, two bit lines BLa1i and BLb1i or BLa2i and BLb2i are replaced as a unit. In FIG. 46B, each bit line is replaced with a bit line of a redundant portion.

 図39、図40及び図41の実施例において、それぞれ図47、図48、図49のように、プリチャージ用MOSトランジスタやリセット用のMOSトランジスタを、カラム選択信号CSLiを強要するビット線について共用化させてもよい。ビット線をプリチャージ又はリセットするとき、つまりφR又はφPが“H”となるとき、φPRを“H”とする。この例では信号φPRが別に必要となるが、リセット用又はプリチャージ用のMOSトランジスタの数を減少させることができる。 In the embodiments of FIGS. 39, 40, and 41, as shown in FIGS. 47, 48, and 49, a precharge MOS transistor and a reset MOS transistor are shared by bit lines that force the column selection signal CSLi. You may make it. When the bit line is precharged or reset, that is, when φR or φP becomes “H”, φPR is set to “H”. In this example, the signal φPR is separately required, but the number of reset or precharge MOS transistors can be reduced.

 また、第5の実施例以降ではビット線充電回路と終電電圧電源線との間に不良ビット救済のためのヒューズを設けたが、これらの実施例と第3、第5の実施例とを併用して用いることも可能である。 In the fifth and subsequent embodiments, a fuse for repairing a defective bit is provided between the bit line charging circuit and the terminal voltage power supply line. However, these embodiments are used in combination with the third and fifth embodiments. It is also possible to use it.

 以上、第1〜第6の実施例を用いて、書き込みベリファイの時間を短縮するための種々の回路構成を説明してきた。続いて、消去ベリファイに本発明を用いた実施例を説明する。 In the above, various circuit configurations for shortening the write verification time have been described using the first to sixth embodiments. Next, an embodiment using the present invention for erase verification will be described.

 図50は本発明の第7実施例に係るNAND型EEPROMを用いた不揮発性半導体メモリ装置を示すブロック図である。メモリセルアレイ1に、データ書き込み、読み出し、書き込み及び消去ベリファイを行うためのセンスアンプ兼ラッチ回路2が接続されている。メモリセルアレイ1は、複数個のページからなるブロックに分割されている。このブロックが最小消去単位となるものである。センスアンプ兼ラッチ回路2は、データ入出力バッファ6につながっている。アドレスバッファ4からのアドレス信号がカラムデコーダ3に入力される。カラムデコーダ3からの出力がセンスアンプ兼ラッチ回路2に入力される。メモリセルアレイ1に、制御ゲート及び選択ゲートを制御するためにロウデコーダ5が接続されている。メモリセルアレイ1が形成されるp型領域(p型基板またはp型ウェル)の電位を制御するための基板電位制御回路7が、メモリセルアレイ1に接続されている。 FIG. 50 is a block diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device using a NAND type EEPROM according to a seventh embodiment of the present invention. A sense amplifier / latch circuit 2 for performing data write, read, write, and erase verify is connected to the memory cell array 1. The memory cell array 1 is divided into blocks composed of a plurality of pages. This block is the minimum erasing unit. The sense amplifier / latch circuit 2 is connected to a data input / output buffer 6. An address signal from the address buffer 4 is input to the column decoder 3. An output from the column decoder 3 is input to the sense amplifier / latch circuit 2. A row decoder 5 is connected to the memory cell array 1 to control a control gate and a selection gate. A substrate potential control circuit 7 for controlling the potential of a p-type region (p-type substrate or p-type well) where the memory cell array 1 is formed is connected to the memory cell array 1.

 ベリファイ終了検知回路8は、センスアンプ兼ラッチ回路2にラッチされているデータを検知し、ベリファイ終了信号を出力する。ベリファイ終了信号は、データ入出力バッファ6を通じて、外部に出力される。 The verify end detecting circuit 8 detects data latched in the sense amplifier / latch circuit 2 and outputs a verify end signal. The verify end signal is output to the outside through the data input / output buffer 6.

 図51にセンスアンプ兼ラッチ回路2と、メモリセルアレイ1及びベリファイ終了検出回路8との、接続関係を示す。図51の回路では、センスアンプ兼ラッチ回路FFの第1の出力により制御される検知手段(検知用トランジスタQn12)が設けられている。検知用トランジスタQn12としてはEタイプnチャネルMOSトランジスタが用いられている。このトランジスタQn12は、各ビット線BLiに接続された各センスアンプ兼ラッチ回路FFにそれぞれ設けられている。各検知用トランジスタQn12は、図51に示すように、そのドレインをセンスラインVDTCEに共通に接続することにより、並列に設けられる。 FIG. 51 shows a connection relationship between the sense amplifier / latch circuit 2, the memory cell array 1, and the verify end detection circuit 8. In the circuit of FIG. 51, detection means (detection transistor Qn12) controlled by the first output of the sense amplifier / latch circuit FF is provided. As the detection transistor Qn12, an E-type n-channel MOS transistor is used. The transistor Qn12 is provided in each sense amplifier / latch circuit FF connected to each bit line BLi. As shown in FIG. 51, the detection transistors Qn12 are provided in parallel by connecting their drains to the sense line VDTCE in common.

 次に、図52のフローチャートを用いて先ず消去動作を説明する。消去のコマンドが入力されると、消去ベリファイサイクルにはいる。もし消去状態にあることが検出されると、その時点で消去終了となる(ステップ101のYES)。ステップ101でメモリセルが消去されていないことが検知されると、消去動作にはいり(ステップ102)、その後ベリファイ動作を行う(ステップ103)。ベリファイNGであれば、所定の回数消去及びベリファイを繰り返す(ステップ104)。 Next, the erase operation will be described first with reference to the flowchart of FIG. When an erase command is input, an erase verify cycle starts. If the erased state is detected, the erase is completed at that point (YES in step 101). If it is detected in step 101 that the memory cell has not been erased, the erase operation is started (step 102), and then a verify operation is performed (step 103). If verify is NG, erase and verify are repeated a predetermined number of times (step 104).

 次に、消去の確認動作について説明する。 
(1) 消去動作では、メモリセルが形成されるp型領域(p型基板又はpウェル)に高電圧(例えば20v)を与え、制御ゲートにVSSを与える。これによって、メモリセルのしきい値は負の方向にシフトする。
(2) 次にメモリセルのデータを読み出す。ΦFの“H”の状態で、まずΦspを“H”、Φsnを“L”、Φrpを“H”、Φrnを“L”として、C2 MOSインバータを非活性とする。この後、/ΦPを“L”としてビット線をVCCにプリチャージする。次に、選択された制御ゲートをVSSに、非選択の制御ゲートをVCCに、選択された選択ゲートをVCCに、一定時間保持する。このとき、選択されたメモリセルが消去されて負のしきい値を持っていれば、セル電流が流れ、ビット線はVSSになるまで放電される。
(3) 次に、Φspを“L”、Φsnを“H”とし、ビット線電位を検知する。そして、Φrpを“L”、Φrnを“H”とすることによってデータをラッチする。
(4) その後検知用トランジスタを用いて、ベリファイが完了したか確認する。センスラインVDTCEは、前述のように、複数個のセンスアンプ兼ラッチ回路の検知用トランジスタのドレインに、共通に接続されている。もし全てのメモリセルが負のしきい値を持つならば、センスラインVDTCEは“H”になる。この場合は次のページの確認をする。1つでも正のしきい値のセルが残っていれば、VDTCEは“L”状態になる。その場合は、VDTCEが“H”であると検出されるまで、消去を繰り返し行う。検出結果は、データ入出力ピンまたはREADY/BUSYピンから、外部に出力される。
Next, an erasing confirmation operation will be described.
(1) In the erase operation, a high voltage (for example, 20 V) is applied to a p-type region (p-type substrate or p-well) where a memory cell is formed, and VSS is applied to a control gate. As a result, the threshold value of the memory cell shifts in the negative direction.
(2) Next, the data of the memory cell is read. In the state of ΦF being “H”, Φsp is set to “H”, Φsn is set to “L”, Φrp is set to “H”, and Φrn is set to “L” to deactivate the C 2 MOS inverter. Thereafter, / ΦP is set to “L” to precharge the bit line to VCC. Next, the selected control gate is held at VSS, the unselected control gate is held at VCC, and the selected gate is held at VCC for a certain period of time. At this time, if the selected memory cell is erased and has a negative threshold value, a cell current flows and the bit line is discharged until it reaches VSS.
(3) Next, Φsp is set to “L” and Φsn is set to “H”, and the bit line potential is detected. The data is latched by setting Φrp to “L” and Φrn to “H”.
(4) After that, it is confirmed whether the verification is completed by using the detection transistor. As described above, the sense line VDTCE is commonly connected to the drains of the detection transistors of the plurality of sense amplifier / latch circuits. If all the memory cells have a negative threshold, the sense line VDTCE goes "H". In this case, check the next page. If at least one cell with a positive threshold value remains, VDTCE goes to the “L” state. In that case, erasure is repeated until VDTCE is detected to be "H". The detection result is output to the outside from the data input / output pin or the READY / BUSY pin.

 本実施例では、データは1ページずつ確認された。しかしながら、1NANDブロック内の全ページに対して、1度に確認動作を行ってもよい。この場合には、選択されたブロック内の全制御ゲートにVSSを与え、この状態で読み出し動作を行う。このとき1つのメモリセルでも正のしきい値のものが残っていれば、そのビット線は放電されないことから、上記実施例と同じ方法で、検知可能である。 デ ー タ In this example, data was confirmed page by page. However, the confirmation operation may be performed once for all pages in one NAND block. In this case, VSS is applied to all the control gates in the selected block, and the read operation is performed in this state. At this time, if one memory cell still has a positive threshold value, the bit line is not discharged, so that it can be detected in the same manner as in the above embodiment.

 また、制御ゲートに与える電圧は、必ずしも、VSSレベルである必要はない。マージンを含める意味で、負の電圧を与えてもよい。また、制御ゲートにはVSSを与えて、ソースまたはソースとp型基板またはpウェルとに正の電圧を印加して、疑似的に、制御ゲートに負の電圧が印加された状態を作り出してもよい。また、検知用トランジスタのソースとVSSとの間にヒューズを設けても良い。不良ビット線に対応する、あるいはリダンダンシー用ビット線のうちの使用されないものに対応する、センスアンプ兼ラッチ回路のヒューズを切断しておけば、動作上問題ない。以上のようにして、消去の状態を検知することができる。 (4) The voltage applied to the control gate does not necessarily need to be at the VSS level. A negative voltage may be applied to include a margin. Further, even when VSS is applied to the control gate and a positive voltage is applied to the source or the source and the p-type substrate or the p-well, a state where a negative voltage is applied to the control gate is created. Good. Further, a fuse may be provided between the source of the detection transistor and VSS. If the fuse of the sense amplifier / latch circuit corresponding to the defective bit line or the unused one of the redundancy bit lines is cut off, there is no operational problem. As described above, the state of erasure can be detected.

 また、これらの動作をシステム的に制御することもできる。この場合システムは、NAND型EEPROMのブロックごとに、そのブロックが消去状態にあるか否かを記憶した管理テーブルを有する。ホストシステム、又は、不揮発性半導体メモリ装置の制御を行うコントローラは、消去を行う際、NAND型EEPROMの消去対象のブロックが、消去状態にあるかどうかを検知するため、まず管理テーブルを参照する。参照結果が、未消去であれば消去を行う。消去済を示す場合にはさらなる消去動作を行わないようにしてもよい。 These operations can also be controlled systematically. In this case, the system has a management table that stores, for each block of the NAND type EEPROM, whether or not the block is in an erased state. When performing erasing, the host system or the controller that controls the nonvolatile semiconductor memory device first refers to the management table to detect whether the block to be erased in the NAND type EEPROM is in the erased state. If the reference result is not erased, erase is performed. In the case of indicating that erasure has been completed, further erasure operation may not be performed.

 また、消去の確認は書き込み動作前にも有効である。書き込み動作の前に、これから書き込もうとする領域が消去されているかどうか確認してもよい。この場合には、ブロック単位に行ってもよいし、ページ単位で行ってもよい。 消去 Erase confirmation is also valid before a write operation. Before the writing operation, it may be checked whether or not the area to be written is erased. In this case, it may be performed on a block basis or on a page basis.

 図51において、書き込みベリファイ動作は、従来のものとほぼ同様であるので、詳しい説明は省略する。 に お い て In FIG. 51, the write verify operation is almost the same as the conventional one, so that the detailed description is omitted.

 図53に、本発明の第8実施例を示す。 
 基本構成は図50と同じである。この第8実施例では、セルアレイが2個のブロック1A,1Bに分けられ、これらのセルアレイブロック1A,1Bに共通のセンスアンプ兼ラッチ回路2が設けられている。図54はそのセンスアンプ兼ラッチ回路の構成を示している。EタイプnチャネルMOSトランジスタQn16,Qn17と、EタイプpチャネルMOSトランジスタQp7,Qp9とで、フリップフロップFFを構成している。EタイプnチャネルMOSトランジスタQn14,Qn15は、FFのイコライズ用トランジスタである。Qn27,Qn28は検知用トランジスタである。
FIG. 53 shows an eighth embodiment of the present invention.
The basic configuration is the same as FIG. In the eighth embodiment, the cell array is divided into two blocks 1A and 1B, and a common sense amplifier / latch circuit 2 is provided for these cell array blocks 1A and 1B. FIG. 54 shows the configuration of the sense amplifier / latch circuit. E-type n-channel MOS transistors Qn16 and Qn17 and E-type p-channel MOS transistors Qp7 and Qp9 constitute a flip-flop FF. The E-type n-channel MOS transistors Qn14 and Qn15 are FF equalizing transistors. Qn27 and Qn28 are detection transistors.

 EタイプnチャネルMOSトランジスタQn18と、EタイプpチャネルMOSトランジスタQp8とは、FF活性化用トランジスタである。EタイプnチャネルMOSトランジスタQn19とQn20は、FFの2個のノードN1,N2とセルアレイブロック1A,1B内のビット線との接続用トランジスタである。Qn25,Qn26はビット線のプリチャージ、リセット用のトランジスタである。Qn21〜Qn24はビット線とVCC配線との接続用トランジスタである。 E-type n-channel MOS transistor Qn18 and E-type p-channel MOS transistor Qp8 are FF activation transistors. The E-type n-channel MOS transistors Qn19 and Qn20 are transistors for connection between the two nodes N1 and N2 of the FF and the bit lines in the cell array blocks 1A and 1B. Qn25 and Qn26 are transistors for precharging and resetting bit lines. Qn21 to Qn24 are transistors for connection between the bit line and the VCC line.

 このような構成の消去後のベリファイ動作について説明する。 
 ここでは、メモリセルアレイ1Aのビット線BLaiが選択されている場合について説明する。
The verify operation after erasure having such a configuration will be described.
Here, the case where bit line BLai of memory cell array 1A is selected will be described.

 まず、ビット線BLaiが3vに、BLbiが2v(リファレンス電位)にプリチャージされる。その後、プリチャージ信号ΦPAとΦPBとが“L”となって、ビット線BLaiとBLbiがフローティング状態になる。次に、選択された制御ゲートをVSSに、非選択の制御ゲートをVCCに、選択された選択ゲートをVCCにして、一定時間保持する。イコライズ信号によってCMOSフリップフロップがリセットされた後、ΦA,ΦBが“H”となって、ノードN1,N2がそれぞれビット線BLai,BLbiに接続される。ΦPが“L”、ΦNが“H”となってビット線BLaiが読み出される。読みだしたデータはラッチされる。その後、検知用トランジスタQn27によって、一括検知される。 {First, the bit line BLai is precharged to 3v, and the BLbi is precharged to 2v (reference potential). Thereafter, the precharge signals ΦPA and ΦPB become “L”, and the bit lines BLai and BLbi enter a floating state. Next, the selected control gate is set to VSS, the non-selected control gate is set to VCC, and the selected select gate is set to VCC, and held for a certain period of time. After the CMOS flip-flop is reset by the equalize signal, ΦA and ΦB become “H”, and the nodes N1 and N2 are connected to the bit lines BLai and BLbi, respectively. ΦP becomes “L” and φN becomes “H”, and the bit line BLai is read. The read data is latched. Thereafter, the detection is collectively performed by the detection transistor Qn27.

 次に、メモリセルアレイ1Bのビット線BLbiが選択されているとする。
 まず、ビット線BLbiが3vに、BLaiが2v(リファレンス電位)にプリチャージされる。その後、プリチャージ信号ΦPAとΦPBが“L”となって、ビット線BLaiとBLbiはフローティング状態になる。次に、選択された制御ゲートをVSSに、非選択の制御ゲートをVCCに、選択された選択ゲートをVCCにして、一定時間保持する。イコライズ信号によってCMOSフリップフロップがリセットされる。この後、ΦA,ΦBが“H”となって、ノードN1,N2がそれぞれビット線BLai,BLbiが接続される。ΦPが“L”、ΦNが“H”となって、ビット線BLbiが読み出される。読み出したデータはラッチされる。その後、検知トランジスタQn28によって一括検知される。
Next, it is assumed that the bit line BLbi of the memory cell array 1B is selected.
First, the bit line BLbi is precharged to 3v, and BLai is precharged to 2v (reference potential). Thereafter, the precharge signals ΦPA and ΦPB become “L”, and the bit lines BLai and BLbi enter a floating state. Next, the selected control gate is set to VSS, the non-selected control gate is set to VCC, and the selected select gate is set to VCC, and held for a certain period of time. The CMOS flip-flop is reset by the equalizing signal. Thereafter, ΦA and ΦB become “H”, and the nodes N1 and N2 are connected to the bit lines BLai and BLbi, respectively. When ΦP becomes “L” and ΦN becomes “H”, the bit line BLbi is read. The read data is latched. Thereafter, the detection is collectively performed by the detection transistor Qn28.

 メモリセルアレイ1Aの書き込みベリファイ時には、Qn28を、検知トランジスタとして用いる。メモリセルアレイ1Bの書き込みベリファイ時には、Qn27を検知トランジスタとして用いる。この様に、メモリアドレスと消去・書き込みのモードに応じて、そのベリファイ動作時に、いずれの検知トランジスタを用いるかを制御する。これによって、ベリファイ動作を、1個の検知トランジスタによって、行うことができる。 (4) At the time of write verification of the memory cell array 1A, Qn28 is used as a detection transistor. At the time of write verification of the memory cell array 1B, Qn27 is used as a detection transistor. Thus, according to the memory address and the erase / write mode, which detection transistor is used at the time of the verify operation is controlled. Thus, the verify operation can be performed by one detection transistor.

 図55は、本発明の第9実施例を示す。図51の第7実施例では、センスアンプ兼ラッチ回路の両方のノードに、各々検知用トランジスタを接続していた。これに対し、第9実施例では、その回路の片方のノードにp型検知用トランジスタとn型検知用トランジスタを接続している。書き込みベリファイ時には、従来どうり、n型検知用トランジスタを用いる。消去ベリファイ時には、p型検知用トランジスタを用いる。消去後、読みだし動作を行う。もし消去不十分のメモリセルがあれば、センスアンプ兼ラッチ回路のビット線側ノードに“H”がラッチされ、ビット線と反対側のノードには“L”がラッチされる。これにより、p型検知用トランジスタはON状態になり、VDTCEは“H”レベルとなる。この電位を検知し、再び消去動作を行う。 FIG. 55 shows a ninth embodiment of the present invention. In the seventh embodiment of FIG. 51, the detection transistors are connected to both nodes of the sense amplifier / latch circuit. In contrast, in the ninth embodiment, a p-type detection transistor and an n-type detection transistor are connected to one node of the circuit. At the time of write verification, an n-type detection transistor is used as in the related art. At the time of erase verification, a p-type detection transistor is used. After erasing, a reading operation is performed. If there is an insufficiently erased memory cell, "H" is latched at the node on the bit line side of the sense amplifier / latch circuit, and "L" is latched at the node opposite to the bit line. As a result, the p-type detection transistor is turned on, and VDTCE becomes “H” level. This potential is detected, and the erase operation is performed again.

 図56には、本発明の第10実施例を示す。図54の第8実施例では、センスアンプ兼ラッチ回路の両方のノードに各々検知用トランジスタを接続していた。これに対し、実施例では、その回路の片方のノードにp型検知用トランジスタとn型検知用トランジスタを接続している。メモリセルアレイ1Aの書き込みベリファイには、Qn28のn型検知用トランジスタを用いる。メモリセルアレイ1Aの消去ベリファイには、Qp29のp型検知用トランジスタを使用する。メモリセルアレイ2Aの書き込みベリファイには、Qp29のp型検知用トランジスタを用いる。メモリセルアレイ2Aの消去ベリファイには、Qn28のn型検知用トランジスタを用いる。 FIG. 56 shows a tenth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment shown in FIG. 54, the detection transistors are connected to both nodes of the sense amplifier / latch circuit. In contrast, in the embodiment, a p-type detection transistor and an n-type detection transistor are connected to one node of the circuit. For the write verification of the memory cell array 1A, an n-type detection transistor Qn28 is used. For the erase verification of the memory cell array 1A, a p-type detection transistor of Qp29 is used. For write verification of the memory cell array 2A, a p-type detection transistor of Qp29 is used. For the erase verification of the memory cell array 2A, an n-type detection transistor Qn28 is used.

 以上、消去ベリファイに本発明を用いた実施例を説明した。この構成も上述の書き込みベリファイと同様に、NOR型のセルに対しても適用可能であることは言うまでもない。 The embodiments using the present invention for erase verification have been described above. It is needless to say that this configuration can also be applied to a NOR type cell similarly to the above-described write verify.

 このように、本発明を消去ベリファイに用いることにより、以下のような効果が得られる。すなわち、消去ベリファイ動作を、データを外部に読み出すことなく高速に行うことが出来る。さらに、セルアレイが2個のブロックからなる場合には、一つの検知手段を、一方のメモリセルアレイブロックの消去ベリファイと、他方のメモリセルアレイブロックの書き込みベリファイとに用いることが出来る。これにより、一括ベリファイ回路の面積を縮小化することができる。さらに、消去動作に先立ち、選択されたブロックが消去状態にあるか否かを検出する手段を設けた。このため、書き換え処理等の際に不要な消去動作を行わなくても済む。これにより、高速化とともに信頼性を高めることができる。 (4) By using the present invention for erase verification, the following effects can be obtained. That is, the erase verify operation can be performed at a high speed without reading the data to the outside. Further, when the cell array is composed of two blocks, one detecting means can be used for erase verification of one memory cell array block and write verification of the other memory cell array block. Thus, the area of the batch verify circuit can be reduced. Further, prior to the erasing operation, a means for detecting whether or not the selected block is in an erasing state is provided. For this reason, it is not necessary to perform an unnecessary erasing operation at the time of a rewriting process or the like. As a result, it is possible to increase the speed and increase the reliability.

 続いて、一つの一括ベリファイ手段で、消去ベリファイと書き込みベリファイとを兼用される第11実施例を説明する。 Next, a description will be given of an eleventh embodiment in which the erase verification and the write verification are used by one batch verification means.

 この実施例の特徴は、以下の点にある。即ち、プログラムベリファイ及びイレーズベリファイを、256バイト分について同時に一括でリードして、OKかNGかを判定するために、一括ベリファイ制御回路BBCを設けた。さらに、データレジスタ回路DRを、一括ベリファイを可能なものに構成すると共に、プログラムベリファイ後にプログラムベリファイNGとなって再プログラムを行うとき、プログラム完了ビットには再び書き込まないような構成とした。さらに、データレジスタ回路DRを上記の如くに制御するための再プログラム制御回路RPCを設けている。 特 徴 The features of this embodiment are as follows. That is, the program verify and erase verify are simultaneously and collectively read for 256 bytes, and the batch verify control circuit BBC is provided to determine whether the data is OK or NG. Further, the data register circuit DR is configured to be capable of performing batch verification, and is configured not to write again to the program completion bit when reprogramming is performed due to program verification NG after program verification. Further, a reprogram control circuit RPC for controlling the data register circuit DR as described above is provided.

 以下に、図57のEEPROMについて全般的に説明する。 
 図57のEEPROMは、8ビット分の出力を有するバイト構成かつ1ページ256バイトの構成のものを示している。メモリセルは、メモリセルアレイMCAの中にm行×256バイトのマトリクス状に配置されている。つまり、ローデコーダRDからはm本のワードラインがでている。さらに、各バイトにおいては、8行のメモリセルを縦につないだ8NANDセルBCの8個を行方向に並べて1つのNANDセル行ユニットRUを構成し、この行ユニットRUの(m/8)個をカラム方向に並べている。各ユニットRUにおいて、各8NANDセルBCのドレインは対応するビット線BLに接続され、ソースは全て共通にVSSに接続されている。
Hereinafter, the EEPROM of FIG. 57 will be generally described.
The EEPROM of FIG. 57 has a byte configuration having an output of 8 bits and a configuration of 256 bytes per page. The memory cells are arranged in a matrix of m rows × 256 bytes in the memory cell array MCA. That is, m word lines are output from the row decoder RD. Further, in each byte, one NAND cell row unit RU is constituted by arranging eight NAND cells BC in which eight rows of memory cells are vertically connected in the row direction, and (m / 8) number of the row units RU. Are arranged in the column direction. In each unit RU, the drain of each 8NAND cell BC are connected to the corresponding bit line BL, and the source is connected to V SS in common all.

 また、各ユニットにおいて、縦に並ぶ8個のメモリセルの制御ゲート及び2つのセレクトゲートは、8本のワードラインWL及びSGD,SGSを介してローデコーダRDに接続される。 In each unit, the control gates and eight select gates of eight memory cells arranged vertically are connected to a row decoder RD via eight word lines WL and SGD and SGS.

 各ビットラインBL′OOはリード時及び書き込み時にデータをラッチするためのデータレジスタ回路DRへ接続されている。このデータレジスタ回路DRからは、ビット線BL′OOの電位が高いか低いかに対応して増幅した出力IOとその反転信号NIOの2種類の信号が出力される。このIO,NIOの信号は、カラムデコーダCDI,CDIIの出力信号によってオン、オフさせられるカラムゲートトランジスタCGTを介して、共通IOバスラインI/OBUSへ入力される。また、各共通IOバスラインI/OBUSから、信号IO,NIOはセンスアンプ回路S/Aへ入力されている。センスアンプ回路の出力信号d* は、出力バッファ回路I/OBUFへ入力される。 Each bit line BL'OO is connected to a data register circuit DR for latching data at the time of reading and writing. From the data register circuit DR, two types of signals, an output IO amplified according to whether the potential of the bit line BL'OO is high or low and an inverted signal NIO thereof, are output. The IO and NIO signals are input to a common IO bus line I / OBUS via a column gate transistor CGT which is turned on and off by output signals of the column decoders CDI and CDII. Signals IO and NIO are input from each common IO bus line I / OBUS to the sense amplifier circuit S / A. The output signal d * of the sense amplifier circuit is input to the output buffer circuit I / OBUF.

 また、各ビット線BLには、書き込みの時にビット線BLを高電位にするための書き込みプリチャージ回路WPC、リード時にビット線BLをプリチャージするためのリードプリチャージ回路RPCが接続されている。書き込みプリチャージ回路WPCは、ドレインに信号BLCRLが、ゲートに信号BLCDが、他の一端(ソース)にビットラインが接続された、nチャネルタイプのトランジスタTW1 で構成されている。また、リードプリチャージ回路RPCは、一端に電源VDDが、ゲートに信号PREが他端にビットラインが接続されたトランジスタTR1 と、一端にビット線が、ゲートに信号RSTが、他端にVSSが接続されトランジスタTR2 で構成されている。 A write precharge circuit WPC for raising the bit line BL to a high potential at the time of writing and a read precharge circuit RPC for precharging the bit line BL at the time of reading are connected to each bit line BL. The write pre-charge circuit WPC, the drain and the signal BLCRL is, the signal BLCD to the gate is configured to the other end (source) bit lines are connected, a transistor TW 1 of the n-channel type. The read precharge circuit RPC, the power supply V DD to the one end, a transistor TR 1 which signal PRE to the gate a bit line to the other end is connected, the bit line to one end, gate signal RST, the other end V SS is connected to the transistor TR 2 .

 データレジスタ回路DRは、2つのインバータIV1,IV2で構成されるラッチ回路と、信号BLCDがゲートに入力されると共にメモリセルのビット線に接続されているトランジスタTTとを有する。さらに、2つのインバータIV1,IV2の各々の出力端子に接続される2つのトランジスタTPV,TEVを有する。トランジスタTPVの一端には信号IOが加えられ、ゲートには信号PROVERIが入力されている。トランジスタTEVの一端はNIOに接続され、ゲートには信号ERAVERIが入力されている。これらのトランジスタTPV,TEVの各他端は互いに共通にトランジスタT14のゲートに接続されている。このトランジスタT14の一端はVSSに接続され、他端は一括ベリファイ制御回路BBCへ入力されている。また、トランジスタT11,T12を有する。トランジスタT11はnタイプで、その一端は電源BLCRLに接続され、ゲートには信号NIOが入力され、他端はトランジスタT12の一端に接続されている。トランジスタT12のゲートには、再プログラム制御回路RPCCの出力信号PVが入力される。トランジスタT12他端はビットラインBL′00に接続される。 The data register circuit DR has a latch circuit composed of two inverters IV1 and IV2, and a transistor TT to which a signal BLCD is input to a gate and connected to a bit line of a memory cell. Furthermore, it has two transistors T PV and T EV connected to the output terminals of the two inverters IV 1 and IV 2, respectively. One end of the transistor T PV is the signal IO is applied, the signal PROVERI is input to the gate. One end of the transistor T EV is connected to NIO, signal ERAVERI is input to the gate. The other ends of these transistors T PV and T EV are commonly connected to the gate of the transistor T 14 . One end of the transistor T 14 is connected to V SS, and the other end is inputted to the collective verify control circuit BBC. In addition, it has transistors T 11 and T 12 . Transistor T 11 is n-type, one end of which is connected to the power supply BLCRL, signal NIO is input to the gate, the other end is connected to one end of the transistor T 12. The gate of the transistor T 12, the output signal PV of reprogramming control circuit RPCC is input. Transistor T 12 and the other end is connected to the bit line BL'00.

 一括ベリファイ制御回路BBCは、信号PROVERI及び信号ERAVERIが入力される2入力NOR回路NOR1を有する。そのNOR回路NOR1の出力信号はトランジスタTP1 ,TN1 のそれぞれのゲートに入力される。トランジスタTP1 の一端は電源VCCへ、他端はトランジスタTN1 の一端へ接続される。トランジスタTN1 の他端はVSSに接続されている。トランジスタTP1 ,TN1 の中点は、各データレジスタ回路DR内のトランジスタT14にそれぞれ接続され且つインバータIV3の入力側に接続されている。このインバータIV3の出力信号PEOKは、ベリファイ時にOKか否かの判定信号として、IOバッファ回路(図示せず)を介して外部へ出力される。 The batch verify control circuit BBC has a two-input NOR circuit NOR1 to which the signal PROVERI and the signal ERAVERI are input. The output signal of the NOR circuit NOR1 is input to the gates of the transistors TP 1, TN 1. One end of the transistor TP 1 is to supply V CC, the other end is connected to one terminal of the transistor TN 1. The other end of the transistor TN 1 is connected to V SS. The midpoint between the transistors TP 1 and TN 1 is connected to the transistor T 14 in each data register circuit DR and to the input side of the inverter IV 3. The output signal PEOK of the inverter IV3 is output to the outside via an IO buffer circuit (not shown) as a determination signal as to whether or not it is OK at the time of verification.

 再プログラム制御回路RPCCは、インバータIVRPとフリップフロップ回路FFRPとを有する。インバータIVRPには信号PROVERIが入力される。インバータIVRPの出力信号と反転信号がフリップフロップ回路FFRP内の2つのNOR回路のそれぞれに入力される。フリップフロップ回路FFRPの出力信号PVは、データレジスタ回路DR内のnチャネルトランジスタT12のゲートに制御信号として入力される。 The reprogram control circuit RPCC has an inverter IV RP and a flip-flop circuit FF RP . Signal PROVERI is input to inverter IV RP . An output signal and an inverted signal of the inverter IV RP are input to each of two NOR circuits in the flip-flop circuit FF RP . The output signal PV of the flip-flop circuit FF RP is input to the gate of n-channel transistor T 12 of the data register circuit DR as the control signal.

 次に、このように構成されるEEPROMの動作を説明する。 
 消去時には、イレーズ用の昇圧回路SU6により昇圧した高電圧(20V程度)をメモリセルが形成されている基板(p−well)へ印加する。これと共に、ローデコーダRDにより制御してワードラインWL1〜WLm及びセレクトゲートSGD,SGSを“0”Vにして、浮遊ゲートから基板へ電子を抜くことにより消去する。
Next, the operation of the EEPROM configured as described above will be described.
At the time of erasing, a high voltage (about 20 V) boosted by the erase boosting circuit SU6 is applied to the substrate (p-well) on which the memory cells are formed. At the same time, the word lines WL1 to WLm and the select gates SGD, SGS are controlled to “0” V under the control of the row decoder RD, and electrons are removed from the floating gate to the substrate to erase data.

 次に、リード動作について説明する。 
 ローデコーダRDにより、選択対象のセルを有する行ユニットRUのセレクトゲートSGD,SGSを“H”レベルにして選択する。さらに、対象とするセルを、そのワードラインWLを“0”Vにすることにより、選択する。この状態とした後、信号PREとして所定のパルス信号を加え、トランジスタTR1 をオンして、ビット線BLを“H”レベルにプリチャージする。この時、読み出すべきメモリセルに“0”データが書かれているときには、そのメモリセルはオフして電流を流さない。このため、ビット線BLのレベルは“H”レベルを維持し、そのレベルHはデータレジスタ回路DRにラッチされる。一方、選択セルに“1”データが書かれているときには、メモリセルはオンする。このために、ビット線BLのレベルは“1”レベルになり、そのレベルがデータレジスタ回路DRにラッチされる。このとき、選択された(Lレベルとされた)ワードラインに接続される256バイト分のすべてのデータが、各々のビットラインに接続されたデータレジスタ回路DRによりラッチされる。そして、カラムアドレスバッファCABへ加えるカラムアドレスAc を“00”から“FF”までシリアルに変化させることにより、バイト1〜256中のカラムゲートトランジスタCGTが順次にオンして、共通バスラインIOバスを介してデータが順次リードされる。
Next, the read operation will be described.
The row decoder RD sets the select gates SGD, SGS of the row unit RU having the cell to be selected to “H” level for selection. Further, a target cell is selected by setting its word line WL to "0" V. After this state, applying a predetermined pulse signal as a signal PRE, by turning the transistor TR 1, precharged to "H" level of the bit line BL. At this time, when "0" data is written in the memory cell to be read, the memory cell is turned off and no current flows. Therefore, the level of the bit line BL maintains the “H” level, and the level H is latched by the data register circuit DR. On the other hand, when "1" data is written in the selected cell, the memory cell turns on. Therefore, the level of the bit line BL becomes “1” level, and the level is latched by the data register circuit DR. At this time, all data of 256 bytes connected to the selected (L level) word line is latched by the data register circuit DR connected to each bit line. Then, by changing the serial column address A c added to the column address buffer CAB from "00" to "FF", the column gate transistors CGT in bytes 1 to 256 are sequentially turned on, the common bus line IO bus Are sequentially read through the memory.

 この時、NANDセルの構造上、メモリセルのオン電流は数μA程度と非常に少なく、その充放電には数μsec 程度の時間がかかる。しかしながら、一旦データを読み出し、データレジスタ回路DRに取り込んでしまえば、共通バス線I/OBUSを介してデータを出力するだけであるので、百nsec程度の高速アクセスが可能となる。 At this time, due to the structure of the NAND cell, the ON current of the memory cell is very small, about several μA, and it takes about several μsec to charge and discharge. However, once the data is read out and taken into the data register circuit DR, the data is simply output via the common bus line I / OBUS, so that a high-speed access of about 100 nsec is possible.

 次に書き込み動作を説明する。 
 書き込み動作を説明するためのタイミングチャートを図58に示した。
Next, a write operation will be described.
FIG. 58 shows a timing chart for explaining the writing operation.

 プログラムコマンドPCが入力されるとプログラムモードになる。このとき、データレジスタ回路DRのトランスミッショントランジスタTTを制御する信号BLCDが“L”レベルとなり、トランジスタTTがオフする。また、これとともに、昇圧回路SUが動作し初め、次第に書き込みプリチャージ回路WPCに入力される信号BLCRL,BLCUが昇圧していき、10V程度まで上昇する。このとき、メモリセルアレイ群の中のビット線BL′OOも、BLCRLの上昇とともに、電位上昇する。このとき、選択されたWLは20V程度の高電位に、NANDセル群のソース側のセレクトゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲートは10V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。 と When the program command PC is input, the mode is changed to the program mode. At this time, the signal BLCD for controlling the transmission transistor TT of the data register circuit DR becomes "L" level, and the transistor TT turns off. At the same time, the booster SU starts to operate, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC gradually increase to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL'OO in the memory cell array group also rises with the rise of BLCRL. At this time, the selected WL is set to a high potential of about 20 V, the gate of the select gate transistor on the source side of the NAND cell group is set to 0 V, and the other gates are set to an intermediate level of about 10 V.

 この状態で、カラムアドレスAc を順次変化させ、書き込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力していく。このとき、データレジスタ回路DRへ入力された書き込みデータはそこにラッチされる。256バイト分の書き込みデータがそれぞれデータレジスタ回路DRへラッチされると、信号BLCUが“L”レベルとなって書き込みプリチャージ回路WPCはオフする。これとともに、信号BLCDが10V程度に迄上昇してトランジスタTTがオンし、ビットラインBL′OOとデータレジスタ回路DRが接続される。このとき、データレジスタ回路DRに供給される電源VBITも10V程度に迄上昇する。この回路DRに“1”レベルがラッチされていれば、ビット線BLの高レベルがそのまま維持される。また、この回路DRに“0”レベルがラッチされていれば、プリチャージしたビット線BLのレベルは放電されて“L”レベルになり、浮遊ゲートへの電子の注入が起る。このようにして、256バイト分の書き込みが同時に行われる。 In this state, the column address Ac is sequentially changed, and write data is input to the data register circuit DR. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched there. When 256 bytes of write data are respectively latched by the data register circuit DR, the signal BLCU goes to "L" level and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, the signal BLCD rises to about 10 V, the transistor TT turns on, and the bit line BL'OO is connected to the data register circuit DR. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" level is latched in this circuit DR, the high level of the bit line BL is maintained as it is. If the "0" level is latched in the circuit DR, the level of the precharged bit line BL is discharged to "L" level, and injection of electrons into the floating gate occurs. In this way, writing for 256 bytes is performed simultaneously.

 以下に、プログラム→プログラムベリファイ→再プログラムの各動作を、図59に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。 The following describes each operation of program → program verify → reprogram with reference to a timing chart shown in FIG.

 第1回目のプログラム動作は、図58と同様である。即ち、プログラムコマンドPCが入力されてプログラムモードになると、制御信号BLCDが“L”レベルとなり、データレジスタ回路DR中のトランスミッショントランジスタTTがオフして、データレジスタ回路DRがビット線と切り離される。また、これとともに、昇圧回路SU1〜SU6が動作し始め、書き込みプリチャージ回路WPCに入力される信号BLCRL,BLCUが次第に昇圧して10V程度に達する。このとき、メモリセルアレイMCA中のビット線の電位も信号BLCRLの上昇とともに高電位まで上昇する。このとき、選択されたWLは20V程度の高電位に、NANDセル群内のソース側のセレクトゲートトランジスタT2 のゲート(セレクトラインSL2)は“0”Vに、他のトランジスタT1 のゲート(セレクトラインSL1)は10V程度の中間レベルに設定される。 The first program operation is the same as in FIG. That is, when the program mode is entered and the program mode is entered, the control signal BLCD goes to the "L" level, the transmission transistor TT in the data register circuit DR is turned off, and the data register circuit DR is disconnected from the bit line. At the same time, the booster circuits SU1 to SU6 start operating, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC gradually increase to about 10V. At this time, the potential of the bit line in the memory cell array MCA also rises to a high potential with the rise of the signal BLCRL. At this time, the high potential of about the WL selected 20V, the source side select gate transistor T 2 of the gate of the NAND cell group (select line SL2) is the "0" V, the other transistor T 1 of the gate ( The select line SL1) is set to an intermediate level of about 10V.

 この状態においてカラムアドレスAc を順次変化させ、あるバイトnについて8ビットの書き込みデータを8つのデータレジスタ回路DRへ入力し、ラッチする。これを256回繰り返して、256バイト分の書き込みデータを全てのレジスタ回路DRにラッチする。この後、信号BLCUが“L”レベルとなり、書き込みプリチャージ回路WPCがオフする。これとともに、信号BLCDが10V程度にまで上昇することによりトランジスタTTがオンしてビットラインとデータレジスタ回路DRが接続される。このとき、データレジスタ回路DRに供給される電源VBITも10V程度にまで上昇する。データレジスタ回路DRに“1”レベルのデータがラッチされていれば、ビット線のレベルは高レベルのままに維持される。また、データレジスタ回路DRに“0”レベルがラッチされていれば、プリチャージ済のビット線の高レベルは放電により低下して“L”レベルになり、選択したメモリセルにおいて浮遊ゲートへ電子の注入、つまり“0”データの書き込みが起る。このような書き込みは、256バイト分について同時に行われる。ここまでの書き込み動作は図58の場合と同じである。 In this state, the column address Ac is sequentially changed, and 8-bit write data for a certain byte n is input to the eight data register circuits DR and latched. This is repeated 256 times, and the write data of 256 bytes is latched in all the register circuits DR. Thereafter, the signal BLCU becomes “L” level, and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, when the signal BLCD rises to about 10 V, the transistor TT turns on and the bit line and the data register circuit DR are connected. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" level data is latched in the data register circuit DR, the level of the bit line is maintained at a high level. If the data register circuit DR latches the “0” level, the high level of the precharged bit line is lowered by discharge to the “L” level, and electrons are transferred to the floating gate in the selected memory cell. Injection, that is, writing of “0” data occurs. Such writing is performed simultaneously for 256 bytes. The writing operation so far is the same as in the case of FIG.

 次に、上記の書き込みが終了すると、ベリファイコマンドVCが入力されて、プログラムモードが解除される。信号BLCDは“0”Vとなり、BLCRLは“5”Vに、信号VBITは5Vになるとともに、リセット信号RSTによりビット線が放電される。このとき、本実施例ではデータレジスタ回路DR内のラッチデータはリセットしないようにしている。即ち、書き込みデータはデータレジスタ回路DR内にラッチされたままの状態となる。この状態で、リードプリチャージ回路RPCにHレベルの制御信号PREが加えられ、ビット線がプリチャージされる。今、“0”データをライトした場合を考える。データレジスタ回路DR内のラッチ回路により、信号IOは“1”レベルとなり、その反転信号NIOは“0”レベルとなっている。このとき、プログラムベリファイモードになると、データレジスタ回路DR内のトランジスタT12はオン状態となるが、トランジスタT11は、それのゲート信号のレベルが“0”レベルのためオフしており、このパスからのビット線への充電は行われない。 Next, when the above-mentioned writing is completed, a verify command VC is input, and the program mode is released. The signal BLCD goes to “0” V, the BLCRL goes to “5” V, the signal VBIT goes to 5 V, and the bit line is discharged by the reset signal RST. At this time, in this embodiment, the latch data in the data register circuit DR is not reset. That is, the write data remains latched in the data register circuit DR. In this state, the H-level control signal PRE is applied to the read precharge circuit RPC, and the bit line is precharged. Now, consider a case where “0” data is written. Due to the latch circuit in the data register circuit DR, the signal IO is at "1" level, and the inverted signal NIO is at "0" level. In this case, at a program verify mode, the transistor T 12 of the data register circuit DR is turned on, the transistor T 11 is the level of that of the gate signal is turned off for "0" level, this path Is not charged to the bit line.

 このような“0”ライト動作後に、書き込みNGとなった場合と、OKとなった場合の2通りが存在する。即ち、OKとなった場合は、メモリセルのしきい値電圧は正方向へシフトしており、このためプリチャージされた電位はそのまま保持される。そして、トランスミッショントランジスタTTを制御する信号BLCDが“1”レベルとなることによりデータレジスタ回路DRとビット線が接続され、今迄“0”レベルであったNIOの電位が、高電位に充電されたビット線により、“1”レベルに充電される。従って、信号PROVERIが入力されるトランスミッショントランジスタTTを介して“0”レベルがトランジスタT14のゲートに入力され、トランジスタT14はオフ状態となる。 After such a “0” write operation, there are two cases, that is, a case where the writing becomes NG and a case where the writing becomes OK. That is, when it becomes OK, the threshold voltage of the memory cell is shifted in the positive direction, and the precharged potential is maintained as it is. Then, when the signal BLCD for controlling the transmission transistor TT goes to "1" level, the data register circuit DR and the bit line are connected, and the potential of the NIO which has been at "0" level is charged to a high potential. It is charged to the “1” level by the bit line. Therefore, the signal PROVERI through the transmission transistor TT which is inputted "0" level is input to the gate of the transistor T 14, the transistor T 14 is turned off.

 これに対して、書き込みNGとなった場合を考える。即ち、“0”ライトしたにもかかわらず、メモリセルのしきい値電圧は負方向に存在し、このためプリチャージされつつ、電位は“0”レベルへ放電されてしまう。そして、トランスミッショントランジスタTTを制御する信号BLCDが“1”レベルとなることによりトランジスタTTがオンして、データレジスタ回路DRとビット線とが接続される。しかしながらこのときは、NIOの電位は“0”レベルのままとなり、トランジスタ14のゲートには“1”レベルの信号が入力され、トランジスタT14はオン状態となる。 On the other hand, consider the case where the writing is NG. That is, despite writing "0", the threshold voltage of the memory cell exists in the negative direction, so that the potential is discharged to the "0" level while being precharged. Then, when the signal BLCD for controlling the transmission transistor TT becomes "1" level, the transistor TT is turned on, and the data register circuit DR and the bit line are connected. However, this time, the potential of NIO remains "0" level, the gate of the transistor T 14 is "1" level signal is input, the transistor T 14 is turned on.

 次に“1”データをライトした場合を考える。 
 “1”ライト時は、データレジスタ回路DR内のラッチ回路により、信号IOは“0”レベル、信号NIOは“1”レベルとなっている。
Next, consider the case where "1" data is written.
When “1” is written, the signal IO is at “0” level and the signal NIO is at “1” level by the latch circuit in the data register circuit DR.

 この状態でベリファイ動作を行うと、データレジスタ回路DR内のトランジスタT11はオン状態となる。このため、トランジスタT11,T12を介してビット線はベリファイ動作中充電され続ける。リードプリチャージ用のトランジスタTR2 は、リード時にメモリセルがオンした時のオン電流により“0”レベルに放電されるように小さいコンダクタンスgmに設定される。しかし、トランジスタT11,T12のコンダクタンスgmは、“1”ライト後のベリファイ動作によって、常にビット線を“1”レベルに充電するように、大きな値に設定されている。即ち、トランジスタT14のゲートには“0”レベルの信号が入力されることになる。 Doing verify operation in this state, transistor T 11 of the data register circuit DR is turned on. For this reason, the bit line is kept charged through the transistors T 11 and T 12 during the verify operation. Read transistor TR 2 for precharging is set as a smaller conductance gm is discharged to "0" level by the on current when the memory cell is turned on in the read. However, the conductance gm of the transistors T 11, T 12 is "1" by the verify operation after the write, so as to always charge the "1" level bit line is set to a large value. That is, the gate is "0" level signal of the transistor T 14 is inputted.

 また、“1”ライトしているにもかかわらず、メモリセルのしきい値が誤書き込みにより高くなってしまうというケースも考えられる。このような場合には、ベリファイ動作を行っても、やはりトランジスタT14のゲートには“0”レベルの信号が入力される。このため、上記の場合と区別がつかないという問題がある。しかしながら、このような誤書き込みの有無は、製品出荷時のテストにより選別される。このため、このような誤書き込みについては、実使用上は、ほとんど考えなくていいことになる。 In addition, there may be a case where the threshold value of the memory cell is increased due to erroneous writing despite writing "1". In such a case, even if the verify operation, also gate the "0" level signal of the transistor T 14 is inputted. For this reason, there is a problem that it cannot be distinguished from the above case. However, the presence or absence of such erroneous writing is determined by a test at the time of product shipment. For this reason, such erroneous writing hardly needs to be considered in practical use.

 このようにして、各ビット線ごとに接続されるデータレジスタ回路DR内のトランジスタT14のゲートには、ベリファイ動作を行って読み出したデータに対応して“0”レベルもしくは“1”レベルが入力される。即ち、プログラムNGのビットが1つでも存在すると、トランジスタT14のゲートへの入力信号は“1”レベルとなる。このため、トランジスタT14はオン状態となり、信号PEOKは“1”レベルとなり、ベリファイNGを示す。 In this manner, the gate of the transistor T 14 of the data register circuit DR connected to each bit line, in response to the read data by performing a verify operation "0" level or "1" level is input Is done. That is, when the bits of the program NG exists even one, the input signal to the gate of the transistor T 14 is "1" level. Thus, transistor T 14 is turned on, the signal PEOK becomes "1" level, indicating a verify NG.

 この時には新たにプログラムコマンドPCIIを入力して、再プログラムを行う。この再プログラムの時は、第1回目のプログラム時と異なり、データレジスタ回路DR内のラッチデータのうち、プログラムOKのビットのデータは“1”ライトデータに変わっている。従って、NGのビットについてのみ、“0”ライトが行われる。即ち、プログラムを行った結果プログラムOKとなったビットに対しては、それ以上の追加書き込みは行わず、よってそれ以上のしきい値電圧の上昇も起らないことになる。このようにして、再プログラムを何回か行い、すべてのビットがプログラムOKとなると、トランジスタのゲート信号はすべて“0”レベルとなる。このとき初めて信号PEOKは“0”レベルとなり、プログラムは終了する。 時 に は At this time, a new program command PCII is input and reprogramming is performed. At the time of the reprogramming, unlike the first programming, the bit data of the program OK in the latch data in the data register circuit DR has been changed to "1" write data. Therefore, "0" write is performed only for the NG bit. In other words, no additional writing is performed on the bits that have been programmed as a result of the programming, and therefore no further increase in the threshold voltage occurs. In this way, reprogramming is performed several times, and when all bits become program OK, all the gate signals of the transistors become “0” level. At this time, the signal PEOK becomes the "0" level for the first time, and the program ends.

 上記の本発明の方法を用いると、ベリファイ時に、カラムアドレスを順次変化させることなしに、一括してベリファイ動作を行える。このため、ベリファイ時間を短くでき、ひいては、プログラム時間の短縮につながる。また、ベリファイNGのとき再プログラムを行うに当り、プログラム完了ビットに対しては再びプログラムしないようにしている。このため、しきい値電圧の分布を小さくでき、リードマージンの向上が図れる。図60は本発明を用いた時の書き込み動作時のVth分布を示したものである。消去した状態から書き込みを行うに当り、書き込みの速いメモリセルFMCはベリファイOKとなっても、遅いセルSMCはNGとなる。この状態で再プログラムを行うとき、ベリファイOKのメモリセルにはそれ以上追加書き込みは行わない。このため、しきい値の上昇は起らない。即ち、書き込みの遅いセルSMCがベリファイOKとなった時点でのしきい値電圧の分布幅はVthDBせまくできる。これにより、リードマージンRMも充分に確保できることになる。 By using the method of the present invention, the verify operation can be performed collectively without sequentially changing the column address at the time of the verify. Therefore, the verification time can be shortened, which leads to a reduction in the program time. Further, when re-programming is performed at the time of verify NG, the program completion bit is not re-programmed. Thus, the distribution of the threshold voltage can be reduced, and the read margin can be improved. FIG. 60 shows a V th distribution during a write operation when the present invention is used. When writing is performed from the erased state, even if the memory cell FMC where writing is fast is verified OK, the cell SMC where writing is slow is NG. When reprogramming is performed in this state, no additional writing is performed on the memory cells for which verification is OK. Therefore, the threshold does not rise. In other words, the distribution width of the threshold voltage at the time when the cell SMC with the slow writing becomes verify OK can be narrower than V th DB. As a result, a sufficient read margin RM can be secured.

 上記説明は、プログラム動作をベースに説明したが、消去動作のときも、消去OKか否かの読み出し動作も、プログラムベリファイの時と同じように、一括で行うことができる。即ち、消去ベリファイ時は、信号NIOをトランジスタT14に入力するようにしている。このため、消去OKのときに信号PEOKが“0”レベルとなり、一括ベリファイが可能となる。 Although the above description has been made based on the program operation, the erase operation and the read operation as to whether or not the erase is OK can be performed collectively as in the case of the program verify. That is, erase verify is to be input a signal NIO to the transistor T 14. Therefore, the signal PEOK becomes "0" level at the time of erasure OK, and batch verification becomes possible.

 図61にイレーズモードでのフローチャートを示す。この図61からわかるように、イレーズモードにおいて、イレーズ動作自身は従来と同一であるが、ベリファイ動作が一括でできる。このため、ベリファイ時間の短縮が可能となる。 FIG. 61 shows a flowchart in the erase mode. As can be seen from FIG. 61, in the erase mode, the erase operation itself is the same as the conventional one, but the verify operation can be performed collectively. Therefore, the verification time can be reduced.

 なお、図57中、I/O BUFは出力回路であり、その詳細は、例えば、図62に示される。 57. In FIG. 57, I / O @ BUF is an output circuit, the details of which are shown, for example, in FIG.

 従来例を示す図63は、複数のメモリセルが、メモリセルアレイとして、m行×256バイトのマトリクス状に配置されているアレイの一部を示している。 FIG. 63 showing a conventional example shows a part of an array in which a plurality of memory cells are arranged in a matrix of m rows × 256 bytes as a memory cell array.

 ビット線は、通常、数1000オングストロームの厚さのAl膜で形成され、そのピッチは数μmピッチで配列される。このため、隣接するビット線とビット線との間にも層間容量が存在する。同図に、ビット線BL1とビット線BL2の層間容量をC12、ビット線BL2とビット線BL3の層間容量をC23として示す。また、ビット線はメモリセル上に配線されるため、対基板容量も、存在することになる。これをC1 ,C2 ,C3 として表わしている。また、メモリセルは、選択トランジスタを介して、ビット線に接続されている。そのため、選択トランジスタのジャンクション部分にも容量が存在する。これをC1j,C2j,C3jとして表わす。 The bit lines are usually formed of an Al film having a thickness of several thousand angstroms, and are arranged at a pitch of several μm. Therefore, there is an interlayer capacitance between adjacent bit lines. In the figure shows the inter-layer capacitance of the bit lines BL1 and BL2 C 12, an interlayer capacitance of the bit line BL2 and bit line BL3 as C 23. Further, since the bit line is wired on the memory cell, there is also a capacitance with respect to the substrate. These are represented as C 1 , C 2 and C 3 . The memory cell is connected to a bit line via a selection transistor. Therefore, capacitance also exists at the junction of the select transistor. These are represented as C 1j , C 2j and C 3j .

 例えば、8192×256バイトのメモリセルで構成される、16M NAND E2 PROMを例にとると、 
   ビット線と基板との間の容量C1 =C2 =C3 =0.39pF、 
   ビット線とビット線との間の層間容量C12=C23=0.14pF、 
   ジャンクション部の容量C1j=C2j=C3j=0.11pF 
となる。
For example, taking a 16M NAND E 2 PROM composed of 8192 × 256 bytes of memory cells as an example,
Capacitance between the bit line and the substrate C 1 = C 2 = C 3 = 0.39 pF,
An interlayer capacitance C 12 = C 23 = 0.14 pF between bit lines,
Junction capacitance C 1j = C 2j = C 3j = 0.11 pF
It becomes.

 メモリセルのデータを読み出す時は、ビット線を電源電圧Vccレベル迄プリチャージを行ない、プリチャージした電位が放電するか否かでなされることを前に説明した。即ち、“1”セルの場合、メモリセルがオンしてプリチャージした電位の放電を行なう。また、“0”セルの場合は、メモリセルはオフしたままのため、プリチャージした電位はそのまま保持される。今、隣接する3本のビット線を考える。ビット線BL1とBL3は“1”セル、ビット線BL2のみ“0”セルに接続されているとする。読み出す時は、ビット線BL2の放電はなされず、ビット線BL1とBL3が放電されることになる。この時、前記したような容量が存在するため、ビット線BL2は電位変動の影響を受ける。即ち、その影響により変位する電圧をΔVとすると、 
          2C12 
   ΔV=           Vcc 
       C2 +2C12+C2j 

            2・0.14 
     =                  ・5 
       0.39+2・0.14+0.11 

     = 1.79 
となる。
As described above, when data is read from the memory cell, the bit line is precharged to the power supply voltage Vcc level and the precharged potential is discharged. That is, in the case of the "1" cell, the memory cell is turned on to discharge the precharged potential. In the case of the "0" cell, the precharged potential is kept as it is because the memory cell remains off. Now, consider three adjacent bit lines. It is assumed that the bit lines BL1 and BL3 are connected to "1" cells, and only the bit line BL2 is connected to "0" cells. When reading, the bit line BL2 is not discharged, and the bit lines BL1 and BL3 are discharged. At this time, since the above-described capacitance exists, the bit line BL2 is affected by the potential fluctuation. That is, if the voltage displaced by the influence is ΔV,
2C 12
ΔV =           Vcc
C 2 + 2C 12 + C 2j

2.0.14
=                 ・ 5
0.39 + 2 · 0.14 + 0.11

= 1.79
It becomes.

 このように、約1.8Vの電位ドロップをおこすことになる。このことは、読み出し動作に限らず、プログラム時のベリファイ動作時でも同じことがあてはまる。プログラムベリファイ時の方が充分に書き込みがなされていないメモリセルが存在し得るため、動作マージンはさらに厳しくなる。 Thus, a potential drop of about 1.8 V is caused. This applies not only to the read operation but also to the verify operation during programming. At the time of program verification, there may be memory cells to which data has not been sufficiently written, so that the operation margin is further strict.

 以下に、その説明を行なう。 
 図64にプログラムベリファイ時のタイミングチャートを示す。
The description is given below.
FIG. 64 shows a timing chart at the time of program verification.

 プログラムコマンドPC(図示せず)が入力されるとプログラムモードになる。このとき、データレジスタ回路DRのトランスミッショントランジスタTTを制御する信号BLCDが“L”となり、トランジスタTTがオフする。また、これと共に、昇圧回路SUが動作し始め、次第に書込みプリチャージ回路WPC(図55参照)に入力される信号BLCRL、BLCUが昇圧してゆき、10V程度まで上昇する。このとき、メモリセルアレイ群の中のビット線BLも、BLCRLの上昇と共に、電位が上昇する。このとき、選択されたWLは20V程度の高電位に、NANDセル群のソース側のセレクトゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲートは10V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。 と When a program command PC (not shown) is input, the mode is changed to the program mode. At this time, the signal BLCD for controlling the transmission transistor TT of the data register circuit DR becomes "L", and the transistor TT turns off. At the same time, the booster circuit SU starts operating, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC (see FIG. 55) gradually increase to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL in the memory cell array group also rises with the rise of BLCRL. At this time, the selected WL is set to a high potential of about 20 V, the gate of the select gate transistor on the source side of the NAND cell group is set to 0 V, and the other gates are set to an intermediate level of about 10 V.

 この状態で、カラムアドレスACを順次変化させ、書込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力していく。このとき、データレジスタ回路DRへ入力された書込みデータはそこにラッチされる。256バイト分の書込みデータがそれぞれデータレジスタ回路DRにラッチされると、信号BLCUが“L”となって書込みプリチャージ回路WPCはオフする。これと共に、信号BLCDが10V程度にまで上昇してトランジスタTTがオンし、ビットラインBLとデータレジスタ回路DRが接続される。このとき、データレジスタ回路DRに供給される電源VBITも10V程度にまで上昇する。この回路DRに“1”がラッチされていれば、ビット線BLの“H”がそのまま維持される。また、このデータレジスタ回路DRに“0”がラッチされていれば、プリチャージされたビット線のレベルは“L”になり、浮遊ゲートへの電子の注入が起る。このようにして、256バイト分の書込みが同時に行われる。 (4) In this state, the column address AC is sequentially changed, and write data is input to the data register circuit DR. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched there. When 256 bytes of write data are respectively latched in the data register circuit DR, the signal BLCU becomes "L" and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, the signal BLCD rises to about 10 V, the transistor TT turns on, and the bit line BL and the data register circuit DR are connected. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" is latched in this circuit DR, "H" of the bit line BL is maintained as it is. If "0" is latched in the data register circuit DR, the level of the precharged bit line becomes "L", and electrons are injected into the floating gate. In this way, writing for 256 bytes is performed simultaneously.

 書込みが終了すると、ベリファイコマンドVC(図示せず)が入力されて、プログラムモードが解除される。信号BLCDは5Vになり、BLCRLは0Vになり、信号VBITが5Vになり、これとともに、リセット信号RSTによりビット線BLが放電される。このとき、同時にデータレジスタDR内で書込みデータもリセットされる。 When the writing is completed, a verify command VC (not shown) is input, and the program mode is released. The signal BLCD becomes 5V, the BLCRL becomes 0V, the signal VBIT becomes 5V, and at the same time, the bit line BL is discharged by the reset signal RST. At this time, the write data is simultaneously reset in the data register DR.

 この状態で、リードプリチャージ回路RPC内のトランジスタTR1が制御信号PREによりオンして、ビット線がプリチャージされる。そしてメモリセルのデータを前記したように読み出し、書込みデータのベリファイを行う。 (4) In this state, the transistor TR1 in the read precharge circuit RPC is turned on by the control signal PRE, and the bit line is precharged. Then, the data of the memory cell is read out as described above, and the write data is verified.

 即ち、ビット線の放電が十分になされた時期を見計らって、信号Pv ,BLCDを“H”レベルにすることにより、ビット線の“L”及び“H”レベルをデータラッチ回路DRへ転送し、再プログラムデータをラッチしなおす。もし、ベリファイNGのとき、すなわち“0”書き込んだにも拘らず“1”が読み出されたときは、ビット線は“L”レベルになっている。このため、そのまま“L”レベルがラッチされることになる。再書き込みの時は、再び“0”ライトする。これに対して、ベリファイOKのときは、ビット線は“H”レベルになっている。このとき、信号Pv ,BLCDが“H”レベルとなると、ビット線の“H”レベルがデータラッチ回路DRへ転送され、ラッチデータを“0”データから“1”データへ反転させる。即ち、再プログラムする時は、“1”ライトするためしきい値電圧の上昇はおこらない。また、“1”ライトしているビット線は、ベリファイ時“L”レベルへ放電される。信号Pv が“H”レベルになった時、トランジスタT11はデータレジスタDRの中に“1”がラッチされているためそのゲートが“H”レベルとなる。これにより、トランジスタT11,T12を介してビット線が再び“H”レベルとなる。そして、信号BLCDが“H”となると、ビット線の“H”レベルが再びデータラッチ回路DRにラッチされる。このようにして、“0”ライトしているビット線のうちNGのビットについてのみ再プログラムを行なう。 That is, when the bit lines are sufficiently discharged, the signals Pv and BLCD are set to the "H" level to transfer the "L" and "H" levels of the bit lines to the data latch circuit DR. Latch the reprogram data again. If the verification is NG, that is, if “1” is read out despite writing “0”, the bit line is at “L” level. Therefore, the “L” level is latched as it is. At the time of rewriting, "0" is written again. On the other hand, when the verification is OK, the bit line is at the “H” level. At this time, when the signals Pv and BLCD become "H" level, the "H" level of the bit line is transferred to the data latch circuit DR, and the latch data is inverted from "0" data to "1" data. That is, when reprogramming, the threshold voltage does not rise because "1" is written. The bit line to which "1" has been written is discharged to "L" level during verification. When the signal Pv becomes "H" level, the gate for "1" in the transistor T 11 is the data register DR is latched to the "H" level. As a result, the bit line goes high again through the transistors T 11 and T 12 . Then, when the signal BLCD becomes “H”, the “H” level of the bit line is latched again by the data latch circuit DR. In this way, reprogramming is performed only on the NG bit of the bit line to which "0" has been written.

 しかしながら、このようなプログラムベリファイ動作を行うとき、以下のような問題点がある。次にその問題点について説明する。 However, there are the following problems when performing such a program verify operation. Next, the problem will be described.

 図65は、隣接する3本のビット線に対する書き込みデータWDとベリファイデータVDの組み合わせを示した図である。 FIG. 65 is a diagram showing a combination of write data WD and verify data VD for three adjacent bit lines.

 (1)は、ビットラインBL1,BL3に“1”ライト、ビットラインBL2に“0”ライトを行ない、“0”ライトしたビットが、ベリファイNGの場合を示している。即ち、ベリファイ動作において、プリチャージした電位は、3本のビット線とも“L”レベルに放電される。十分にビット線が放電されたころに、信号Pv が“H”レベルとなり、再プログラムデータの設定を行なう。即ち、ビット線BL1とBL3は“1”ライトしているため、前記説明の様に、トランジスタT11,T12からの充電により“H”レベルとなる。このとき、トランジスタT11,T12から、メモリセルを介して、電源VccからVssへ向う電流の直流パスが存在する。従って、メモリセルのgmに対して、トランジスタT11,T12のgmを充分に大きく設定し、その“H”レベルが充分に保証されるよう設定している。 (1) shows a case where “1” is written to the bit lines BL1 and BL3 and “0” is written to the bit line BL2, and the bit written “0” is verify NG. That is, in the verify operation, the precharged potential is discharged to “L” level for all three bit lines. When the bit line is sufficiently discharged, the signal Pv goes to "H" level to set reprogram data. That is, since the bit lines BL1 BL3 are "1" write, as the description, the charge from the transistor T 11, T 12 becomes "H" level. At this time, the transistors T 11, T 12, through the memory cell, the DC current paths exist toward the power supply Vcc to the Vss. Therefore, the gm of the transistors T 11 and T 12 is set to be sufficiently large with respect to the gm of the memory cell so that the “H” level is sufficiently ensured.

 また、ビット線BL2は“0”ライトNGのため、やはり“L”レベルに放電され、信号CONが“H”レベルとなっても、ビット線BL2は“L”レベルのままである。この時に、問題となるのは、“1”ライトしているビット線において、再プログラムデータ設定時、ビット線の電位を“L”レベルから“H”レベルへ再充電するところにある。即ち、前述の説明のように、やはり、隣接ビット線間のカップリングの影響により、ビット線BL2のレベルも持ち上がることになる(Tup)。例えば、トランジスタT11によるしきい値のドロップを考慮すると、電源電圧Vccが5Vのとき、0Vから4V迄、持ち上がる。このとき、ビット線BL2のレベルは、 
   ΔV=0.358×4=1.4V 
だけ変化することになる。
Since the bit line BL2 is "0" write NG, the bit line BL2 is also discharged to the "L" level, and the bit line BL2 remains at the "L" level even when the signal CON goes to the "H" level. At this time, the problem is that the potential of the bit line is recharged from "L" level to "H" level when reprogramming data is set in the bit line to which "1" is written. That is, as described above, the level of the bit line BL2 also rises due to the coupling effect between the adjacent bit lines (Tup). For example, considering the drop of the threshold due to the transistor T 11, when the power supply voltage Vcc is 5V, from 0V up to 4V, lifted. At this time, the level of the bit line BL2 is
ΔV = 0.358 × 4 = 1.4V
Only change.

 また、“0”ライトしているメモリセルのしきい値分布のばらつきに起因して、所定のベリファイ後の電位レベルの分布もばらつくことになる。この様子を図66に示す。ベリファイ後のレベルは、“0”V迄完全に放電される場合と、1V程度迄しか放電されない場合がある。このとき、前述のカップリングの影響を受けると、2.4V迄電位が変動し、センスレベルをこえることになる。即ち、“0”ライトNGとなるべきメモリセルが、“0”ライトOKと誤って検知されることになり、メモリセルの動作マージンを減らすことになる。図65に示す(2)〜(8)の組み合わせの例は、カップリングにより誤動作する様な組み合わせはない。 (4) The distribution of the potential level after the predetermined verification also varies due to the variation in the threshold distribution of the memory cell to which "0" is written. This is shown in FIG. The level after the verification may be completely discharged to “0” V, or may be discharged only to about 1 V. At this time, under the influence of the above-mentioned coupling, the potential fluctuates to 2.4 V and exceeds the sense level. That is, a memory cell that is to be "0" write NG is erroneously detected as "0" write OK, and the operation margin of the memory cell is reduced. In the example of the combination of (2) to (8) shown in FIG. 65, there is no combination that malfunctions due to coupling.

 上記問題点を解決するための方法を以下に説明する。 
 プログラムコマンドが入力された後に、メモリセルにデータが書き込まれる動作は、図64で説明した動作と同一のため説明を省略する。異なるのは、プログラムベリファイ時の動作である。プログラムベリファイモードとなると、信号PREによってビット線がプリチャージされる。ビット線のプリチャージが終了すると、ベリファイリード動作を行なう。このとき、同時に信号Pv も“H”レベルとする。これにより、“1”ライトしているビット線については、トランジスタT11,T12がオンするため、充電されることになる。従って、“L”レベルに放電されることなく、“H”レベルを保持することになる。そして、所定の時間の後、信号BLCDを“H”レベルとすることにより、ビット線の電位レベルをデータラッチ回路DRへ転送し、検知、ラッチする。即ち、“1”ライトしているビット線は常に“H”レベルであり、“0”ライトしてベリファイOKのビット線も“H”レベルとなる。また、ベリファイNGのビット線は放電されることとなる。このようにすると、前述のように、“1”ライトのビット線が放電されることがない。このため、再書き込みデータを設定するときに、“L”レベルから“H”レベルという、前述のような電位変化はおこらないことになる。
A method for solving the above problem will be described below.
The operation of writing data to the memory cells after the program command is input is the same as the operation described with reference to FIG. The difference is the operation at the time of program verification. In the program verify mode, the bit line is precharged by the signal PRE. When the precharging of the bit line is completed, a verify read operation is performed. At this time, the signal Pv is also at the "H" level. Thus, for the "1" write to that bit line, the transistor T 11, T 12 is for turning on, will be charged. Therefore, the "H" level is maintained without being discharged to the "L" level. After a predetermined time, the signal BLCD is set to the “H” level, whereby the potential level of the bit line is transferred to the data latch circuit DR, detected and latched. That is, the bit line to which "1" is written is always at "H" level, and the bit line to which "0" is written and verify OK is also at "H" level. Also, the verify NG bit line is discharged. By doing so, the bit line of "1" write is not discharged as described above. Therefore, when the rewrite data is set, the potential change from the “L” level to the “H” level as described above does not occur.

 従って、カップリングの影響を受けることなくデータを検知できる。このため、データの検知を誤ることもなくなる。このことは図68に示されている。図68の(1)の組み合わせにおいて、図65で説明した(1)の場合と比較して、改善されていることが分かる。このことを、図69に、図66と対比させて図示する。前述のように、再書き込み設定時に、ビット線のカップリングの影響による持ち上がりがなくなるため、正しくデータを読み出すことができる。 Therefore, data can be detected without being affected by coupling. For this reason, there is no erroneous data detection. This is shown in FIG. It can be seen that the combination of (1) in FIG. 68 is improved compared to the case of (1) described in FIG. This is shown in FIG. 69 in comparison with FIG. As described above, at the time of rewriting setting, lifting due to the influence of bit line coupling is eliminated, so that data can be read correctly.

 図70は、再書き込み設定トランジスタT11,T12の他の例を示す。(a)は前述迄の説明に用いた例で、(b)は他の例である。トランジスタT11として、0V付近にしきい値電圧を持つトランジスタを用いることにより、ベリファイ時のビット線の“H”レベルを、Vccに近く設定できる。また、トランジスタT12のゲートに、昇圧した電位を入力することにより、さらに効果は上がる。
即ち、電源電圧Vccに対し、電位ドロップ(しきい値ドロップ)する分が少なくなり、これにより読み出し動作により大きなマージンがでる。
FIG. 70 shows another example of the rewrite setting transistors T 11 and T 12 . (A) is an example used in the above description, and (b) is another example. As the transistor T 11, by using a transistor having a threshold voltage near 0V, the "H" level of the bit line at the time of verification can be set close to Vcc. The gate of the transistor T 12, by inputting the boosted potential, further effect increases.
That is, the amount of potential drop (threshold drop) with respect to the power supply voltage Vcc is reduced, thereby providing a larger margin for the read operation.

 図71〜図77は、上記方法の実施に使用される一般的な回路図であるため説明は省略する。 FIGS. 71 to 77 are general circuit diagrams used for implementing the above method, and thus description thereof is omitted.

 このような方法で、ベリファイ動作を行なうことにより、ビット線のカップリングの影響を無視できる。 (4) By performing the verify operation in this manner, the influence of bit line coupling can be ignored.

 上記説明では特に触れなかったが、プログラムベリファイ時には、“0”セルに対してマージンを得るために、0.5V程度メモリセルのゲートを持ち上げている。 Although not particularly mentioned in the above description, at the time of program verification, the gate of the memory cell is raised by about 0.5 V in order to obtain a margin for the "0" cell.

 前述のように、“1”ライトしているセルに対しては、ベリファイ動作のとき、常にトランジスタT11,T12がオンして、電流を、メモリセルを介して、流していることになる。 As described above, with respect to the "1" write to that cell, when the verify operation, always transistors T 11, T 12 is turned on, the current through the memory cell, so that is flowing .

 メモリセルのソースは、メモリセルアレイの外で共通に接続され、消去時には20V程度の高電圧が印加され、プログラム時、リード時には、GNDレベルに設定するためのVwell回路に接続される。即ち、ソースラインの配線抵抗が存在することになる。ベリファイ時、1セル当たり、10μA程度の電流を流したとする。約1ページについて“1”ライトしている時は、256バイト分のメモリセルについて電流が常時流れることになる。即ち、256×8×10μ=20mAとなる。 (4) The sources of the memory cells are commonly connected outside the memory cell array. A high voltage of about 20 V is applied at the time of erasing, and connected to a Vwell circuit for setting to the GND level at the time of programming and reading. That is, the wiring resistance of the source line exists. It is assumed that a current of about 10 μA flows per cell during verification. When "1" is written for about one page, a current always flows for memory cells of 256 bytes. That is, 256 × 8 × 10 μ = 20 mA.

 今、ソースラインに20Ω程度の抵抗が存在したとすると、ソースラインの電圧は、0.4V浮くことになる。これに対して、1ページのほとんどについて“0”ライトしている時は、常時流れる電流はほとんど存在しない。従って、ソースの電位はほとんど上昇せず、GNDレベルとなる。即ち、書き込みパターンに起因して、プログラムベリファイ時のソースの電位が変わるという問題がある。 Assuming that a resistance of about 20Ω is present in the source line, the voltage of the source line rises by 0.4V. On the other hand, when "0" is written for most of one page, almost no current always flows. Therefore, the potential of the source hardly rises and becomes the GND level. That is, there is a problem that the source potential at the time of program verification changes due to the write pattern.

 また、リード時は、常時流れる電流の経路は存在しないため、ソースのレベルはほとんどGNDレベルとなる。従って、書き込みパターンによりメモリセルの分布が異なり、メモリセルの動作マージンが異なることになる。また、1ページ分のセルのほとんどについて“1”パターンを書く場合、プログラムベリファイ時とリード時のソースの電位が異なるため、ベリファイはOKとなっても、実際にリードするとNGということになる。 リ ー ド Also, at the time of reading, since there is no path for a current that always flows, the level of the source is almost the GND level. Therefore, the distribution of the memory cells differs depending on the write pattern, and the operation margin of the memory cells differs. Also, when writing a "1" pattern for most of the cells for one page, the source potential at the time of program verification is different from that at the time of reading. Therefore, even if the verification is OK, it will be NG if actually read.

 図78にチップの構成を示す。プログラムベリファイ時、メモリセルのゲートを0.5V程度浮かす回路のグランドは、周辺回路のVssラインに接続されている。また、メモリセルのソースラインは、Vwell回路へ接続される。従って、書き込みパターンによりメモリセルのソースラインが浮いたとしても、ベリファイレベル設定回路のソースは浮かないために、ソースラインの電位に差がでることになる。このため、ベリファイレベルの設定を、ソースの浮きを見込み、1.0Vに設定したとする。書き込んだメモリセルのしきい値分布を2.5Vとすると、1ページのほとんどのセルについて“0”ライトしている場合、書き込んだメモリセルの上限は(1V+2.5V=)3.5Vとなる。これに対して、ほとんど“1”ライトしている場合は、ソースの電位も0.5V程度持ち上がるため、メモリセルのゲートは0.5Vと等価になり、0.5V+2.5Vで、上限のしきい値は3.0Vとなる。この違いは、AC特性の違い、信頼性の違いとなる。 FIG. 78 shows the configuration of a chip. At the time of program verification, the ground of the circuit that raises the gate of the memory cell by about 0.5 V is connected to the Vss line of the peripheral circuit. The source line of the memory cell is connected to the Vwell circuit. Therefore, even if the source line of the memory cell floats due to the write pattern, the source of the verify level setting circuit does not float, resulting in a difference in the potential of the source line. Therefore, it is assumed that the verify level is set to 1.0 V in anticipation of floating of the source. Assuming that the threshold distribution of the written memory cells is 2.5 V, when "0" is written in almost all cells of one page, the upper limit of the written memory cells is (1 V + 2.5 V =) 3.5 V. . On the other hand, when almost "1" is written, the potential of the source also increases by about 0.5 V, so that the gate of the memory cell is equivalent to 0.5 V, and the upper limit is 0.5 V + 2.5 V. The threshold value is 3.0V. This difference results in a difference in AC characteristics and a difference in reliability.

 この点を解決するため図79に示すように、ベリファイレベル設定回路のソースを、トランジスタTA を介して、メモリセルのソースと共通に接続する。トランジスタTA のゲートには、プログラムベリファイ時“H”レベルとなる信号“PROVERI”が加えられる。このようにすると、プログラムベリファイ時に、ベリファイレベル設定回路のソースはメモリセルのソースと共通になり、そのため、メモリセルのソース電位の変化をそのまま反映することができる。 As shown in FIG. 79 to solve this problem, the source of the verify level setting circuit via a transistor T A, is commonly connected to the source of the memory cell. A signal "PROVERI" which becomes "H" level during program verify is applied to the gate of the transistor TA. With this configuration, at the time of program verification, the source of the verify level setting circuit is common to the source of the memory cell, and therefore, a change in the source potential of the memory cell can be directly reflected.

 従って、ソースが0.5V浮けば、出力電位も設定値に対して0.5V高くなり、このため常にメモリセルのソースとゲート間には、一定の電圧が印加されることになる。即ち、いかなるパターンを書いても、同一の分布を得られることになり、より高い信頼性を得ることができる。 Therefore, if the source floats by 0.5 V, the output potential also becomes higher than the set value by 0.5 V, so that a constant voltage is always applied between the source and the gate of the memory cell. That is, no matter what pattern is written, the same distribution can be obtained, and higher reliability can be obtained.

 図80はベリファイレベル設定回路を示し、図81はVwell回路を示す。 
 次に、別の回路構成で第11の実施例(図55)と同様の効果を得られる、第11の実施例の変形例を説明する。この変形例を示す図82においては、第11実施例(図55)と同等の回路には同一の符号を付している。図82には、1列分のメモリセルアレイとそれに対する周辺回路を示している。
FIG. 80 shows a verify level setting circuit, and FIG. 81 shows a Vwell circuit.
Next, a description will be given of a modification of the eleventh embodiment in which the same effect as that of the eleventh embodiment (FIG. 55) can be obtained with another circuit configuration. In FIG. 82 showing this modification, circuits equivalent to those in the eleventh embodiment (FIG. 55) are denoted by the same reference numerals. FIG. 82 shows a memory cell array for one column and its peripheral circuits.

 この変形例においては、第11実施例と異なり、データラッチ回路DRを2つのデータラッチ回路DR1,DR2を有するものとしている。第1のデータラッチ回路DR1は、IOとNIOとの間に直接逆並列に接続された2つのインバータを有する。第2のデータラッチ回路DR2は、トランジスタT31,T32を介して、IOとNIOとの間に接続された2つのインバータを有する。トランジスタT31,T32は信号SDICによって制御される。さらに、第1、第2のデータラッチ回路DR1,DR2の出力信号がイクスクルーシブノア回路XNORに加えられている。すなわち、2つの入力信号の論理レベルが一致している場合のみ“H”レベルとなる。このイクスクルーシブノア回路XNORの出力は、信号VREADによって制御されるトランジスタT21を介してIOに加えられる。この回路XNORの出力の反転信号は、信号VREADによって制御されるトランジスタT22を介して、NIOに加えられる。図82では、図55におけるトランジスタT11、トランジスタT12は必要ないので除去している。 In this modification, unlike the eleventh embodiment, the data latch circuit DR has two data latch circuits DR1 and DR2. The first data latch circuit DR1 has two inverters connected directly in anti-parallel between IO and NIO. Second data latch circuit DR2, via a transistor T 31, T 32, with two inverters connected between the IO and NIO. The transistors T 31 and T 32 are controlled by the signal SDIC. Further, output signals of the first and second data latch circuits DR1 and DR2 are applied to an exclusive NOR circuit XNOR. That is, only when the logic levels of the two input signals match, the signal becomes “H” level. The output of the exclusive NOR circuit XNOR is applied to IO via the transistor T 21 which is controlled by a signal VREAD. Inverted signal of the output of this circuit XNOR through the transistor T 22 which is controlled by a signal VREAD, applied to NIO. In FIG. 82, the transistors T 11 and T 12 in FIG. 55 are omitted because they are unnecessary.

 図82の装置の読み出し動作及び消去動作は、第11実施例と同様なので、説明を省略する。 読 み 出 し The read operation and the erase operation of the device of FIG. 82 are the same as those of the eleventh embodiment, and a description thereof will be omitted.

 以下、書込み動作を説明する。 
 プログラム動作は、前述したものと同様である。プログラムコマンドPCが入力されてプログラムモードになる。外部からは、コラムアドレスとページを示すページアドレスが入力される。このとき、信号BLCDが“L”となり、トランジスタTTがオフする。また、これと共に、昇圧回路SUが動作し始め、次第に書込みプリチャージ回路WPCに入力される信号BLCRL、BLCUが昇圧してゆき、10V程度まで上昇する。このとき、メモリセルアレイ群の中のビット線BLの電位も、BLCRLの上昇と共に上昇する。このとき、選択されたWLは20V程度の高電位に、NANDセル群のソース側のセレクトゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲートは10V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。
Hereinafter, the write operation will be described.
The program operation is the same as described above. A program command PC is input to enter the program mode. From the outside, a column address and a page address indicating a page are input. At this time, the signal BLCD becomes “L”, and the transistor TT turns off. At the same time, the booster circuit SU starts to operate, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC gradually increase to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL in the memory cell array group also rises with the rise of BLCRL. At this time, the selected WL is set to a high potential of about 20 V, the gate of the select gate transistor on the source side of the NAND cell group is set to 0 V, and the other gates are set to an intermediate level of about 10 V.

 この状態で、カラムアドレスACを順次変化させ、書込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力していく。このとき、データレジスタ回路DRへ入力された書込みデータは第1のデータラッチ回路DR1にラッチされる。256バイト分の書込みデータがそれぞれ第1データ回路DR1にラッチされた後、信号BLCUが“L”となって、書込みプリチャージ回路WPCはオフする。さらに、信号SDICが“H”になるとトランジスタT31、T32がオンし、第2のデータラッチ回路DR2に書込みデータがラッチされる。続いて、信号SDICが“L”になりトランジスタT31、T32がオフになる。信号SDICを書き込みデータ入力と同時に“H”レベルとして、第1、第2のデータラッチ回路に同時にラッチ動作をおこなってもよい。このとき、VREADは“L”であるためトランジスタT21、T22はオフしている。これと共に、信号BLCDが10V程度まで上昇してトランジスタTTがオンし、ビットラインBLとデータレジスタ回路DRが接続される。 In this state, the column address AC is sequentially changed, and write data is input to the data register circuit DR. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched by the first data latch circuit DR1. After the 256 bytes of write data are respectively latched in the first data circuit DR1, the signal BLCU becomes "L" and the write precharge circuit WPC is turned off. Further, the signal SDIC changes to "H" transistors T 31, T 32 are turned on, writing data to the second data latch circuit DR2 is latched. Subsequently, the transistors T 31, T 32 becomes signal SDIC is "L" is turned off. The signal SDIC may be set to the “H” level simultaneously with the input of the write data, and the first and second data latch circuits may simultaneously perform the latch operation. At this time, VREAD transistors T 21, T 22 because it is "L" is OFF. At the same time, the signal BLCD rises to about 10 V, the transistor TT turns on, and the bit line BL and the data register circuit DR are connected.

 このとき、データレジスタ回路DRに供給される電源VBITも10V程度にまで上昇する。第1のデータラッチ回路DR1に“1”がラッチされていれば、ビット線BLの“H”がそのまま維持される。また、この第1のデータラッチ回路DR1に“0”がラッチされていれば、プリチャージされたビット線のレベルは“L”になり、浮遊ゲートへ電子の注入が起る。このようにして、256バイト分の書込みが同時に行われる。 (4) At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" is latched in the first data latch circuit DR1, "H" of the bit line BL is maintained as it is. If "0" is latched in the first data latch circuit DR1, the level of the precharged bit line becomes "L", and electrons are injected into the floating gate. In this way, writing for 256 bytes is performed simultaneously.

 続いて、前述のように、プログラム動作が終了した後ベリファイコマンドCFが入力される。これにより、信号BLCDは0Vとなり、BLCRLは5Vに、信号VBITは5Vとなるとともに、リセット信号RSTによりビット線が放電される。このとき、書込みデータはデータレジスタ回路DR内の第2のラッチ回路DR2にラッチされたままの状態となる。この状態で、リードプリチャージ回路RPCに“H”の制御信号RPCが加えられ、ビット線がプリチャージされる。 Subsequently, as described above, the verify command CF is input after the program operation is completed. As a result, the signal BLCD becomes 0 V, the BLCRL becomes 5 V, the signal VBIT becomes 5 V, and the bit line is discharged by the reset signal RST. At this time, the write data remains latched in the second latch circuit DR2 in the data register circuit DR. In this state, the control signal RPC of “H” is applied to the read precharge circuit RPC, and the bit line is precharged.

 続いて、信号BLCDが5Vになり、これにともない、リードデータが第1のラッチ回路にラッチされる。この時、第2のラッチ回路DR2にラッチされたデータとコンパレートを行う。続いて、信号BLCDは0Vとなり、データラッチ回路がメモリセルと切離される。続いて、信号VREADが5Vとなり、トランジスタT21、T22がオンし、第1のラッチ回路DR1にコンパレート結果がラッチされる。このレベルは、図83に破線で囲んだ、書込みデータが“1”、ベリファイデータが“0”という条件でもエラー判定がされる。つまり、書込みデータが“1”、ベリファイデータが“0”という、第11の実施例では無視していた条件でも、ベリファイNG信号が出力される。 Subsequently, the signal BLCD becomes 5V, and accordingly, the read data is latched by the first latch circuit. At this time, comparison is performed with the data latched by the second latch circuit DR2. Subsequently, the signal BLCD becomes 0 V, and the data latch circuit is disconnected from the memory cell. Then, next signal VREAD is 5V, the transistors T 21, T 22 is turned on, comparator result is latched by the first latch circuit DR1. At this level, an error determination is made even under the condition that the write data is “1” and the verify data is “0”, which is surrounded by a broken line in FIG. That is, the verify NG signal is output even under the condition that the write data is “1” and the verify data is “0”, which is ignored in the eleventh embodiment.

 ベリファイリード動作は、第11実施例と同様である。すなわち、プログラム動作から所定時間経過後、ベリファイリードコマンドCFを入力すると、ベリファイ出力モードに入る。すると、/REを“H”→“L”→“H”→“L”と順次に変化させることによって、カラムアドレスACが次々にインクリメントし、順次にラッチデータの内容を256バイト分(256回)出力する。図82の回路構成では、図83において説明した、コンパレートした結果が出力される。すなわち、ベリファイNGのビットに対しては“1”データが、それ以外のビットに対しては“0”データがパラレルに出力される。 The verify read operation is the same as in the eleventh embodiment. That is, when a verify read command CF is input after a lapse of a predetermined time from the program operation, a verify output mode is entered. Then, by sequentially changing / RE from “H” → “L” → “H” → “L”, the column address AC is incremented one after another, and the contents of the latch data are sequentially stored in 256 bytes (256 times). )Output. In the circuit configuration of FIG. 82, the result of comparison described in FIG. 83 is output. That is, "1" data is output in parallel with the verify NG bit, and "0" data is output in parallel with the other bits.

 以上には、コマンド入力により、プログラム、ベリファイ、再プログラムを行う方式で説明したが、プログラムコマンドを入力することにより、内部オート動作によりベリファイ動作、再プログラム動作を行い、PASS、FAIL判定を行うようにすることもでき、このようにすれば、さらに使いやすくなる。 In the above, the method of performing program, verify, and reprogram by inputting a command has been described. However, by inputting a program command, a verify operation and a reprogram operation are performed by an internal auto operation, and PASS and FAIL determinations are performed. And this makes it even easier to use.

 図84、図85の基本概念ブロック図を示す。 
 プログラムオートコマンドはコマンドレジスタ回路CRにより解読される。この回路CRの出力に基づいて、論理回路LOG1がパルス信号AUTOpulesを出力する。信号AUTOpulesは、フリップフロップFF1に入力され、プログラムモード信号PROが“H”レベルの状態でラッチされる。
FIG. 85 shows a basic conceptual block diagram of FIGS. 84 and 85.
The program auto command is decoded by the command register circuit CR. Based on the output of the circuit CR, the logic circuit LOG1 outputs a pulse signal AUTOPules. The signal AUTOPules is input to the flip-flop FF1, and is latched when the program mode signal PRO is at the “H” level.

 次にPROの信号が“H”レベルになることによりプログラムが開始される。所定のプログラム時間後、論理回路2からのプログラム終了信号PROEにより、フリップフロップFF1及びコマンドレジスタ回路CRをリセットする。プログラム終了信号PROEは、フリップフロップFF1に入力するとともにフリップフロップFF11にも入力され、ベリファイモードとなる。所定のベリファイ時間は、バイナリカウンターBC11によりカウントされる。 (4) Next, the program is started when the signal of PRO becomes "H" level. After a predetermined program time, the flip-flop FF1 and the command register circuit CR are reset by the program end signal PROE from the logic circuit 2. The program end signal PROE is input not only to the flip-flop FF1 but also to the flip-flop FF11, and the verify mode is set. The predetermined verify time is counted by the binary counter BC11.

 このとき、前記説明のようなベリファイ動作を行い、ベリファイOKか否かを判定する。もし、NGの場合は、プログラム回数をカウントするカウンタPNCのカウント値を1つ進めるとともに再プログラムを行う。OKの場合はpassとする。 At this time, the verify operation as described above is performed, and it is determined whether or not the verify is OK. If the result is NG, the count value of the counter PNC for counting the number of times of programming is incremented by one and reprogramming is performed. If OK, pass.

 このようにすることにより、オートプログラムコマンドを入力するだけでPASS、FAILの判定が可能となり、使いやすくなる。 に す る By doing so, it becomes possible to judge PASS or FAIL only by inputting an auto program command, and it becomes easy to use.

 上記説明はプログラム動作をベースに説明したが、消去動作についてもまったく同様に考えることが可能である。 Although the above description has been made based on the program operation, the erase operation can be considered in exactly the same way.

 次に、ベリファイリードとオートプログラムの組み合わせについて説明する。
 再プログラムを所定の回数行っても、ベリファイがNGのままであると、そのページ(256バイト)はエラーとして扱われる。ここで、何ビットのセルがベリファイNGとなっているかを外部から識別することができる。ここではこれをベリファイリードモードと呼ぶことにする。以下、プログラム→ベリファイリードの動作を図86のタイムチャートを用いて説明する。
Next, a combination of the verify read and the auto program will be described.
If the verify remains NG after performing the reprogramming a predetermined number of times, the page (256 bytes) is treated as an error. Here, it is possible to externally identify how many bits of cells are verified NG. Here, this is called a verify read mode. Hereinafter, the operation of the program-> verify read will be described with reference to the time chart of FIG.

 プログラム動作は、前述したものと同様である。プログラムコマンドPCが入力されるとプログラムモードになる。外部からは、カラムアドレスとページを示すページアドレスが入力される。このとき、データレジスタ回路DRのトランスミッショントランジスタTTを制御する信号BLCDが“L”となり、トランジスタTTがオフする(図55参照)。また、これと共に、昇圧回路SUが動作し始め、次第に書込みプリチャージ回路WPCに入力される信号BLCRL、BLCUが昇圧してゆき、10V程度まで上昇する。このとき、メモリセルアレイ群の中のビット線BLの電位も、BLCRLの電位上昇と共に上昇する。このとき、選択されたWLは20V程度の高電位に、NANDセル群のソース側のセレクトゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲートは10V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。 The program operation is the same as that described above. When the program command PC is input, the mode is changed to the program mode. A column address and a page address indicating a page are input from the outside. At this time, the signal BLCD for controlling the transmission transistor TT of the data register circuit DR becomes “L”, and the transistor TT turns off (see FIG. 55). At the same time, the booster circuit SU starts to operate, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC gradually increase to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL in the memory cell array group also rises with the rise of the potential of BLCRL. At this time, the selected WL is set to a high potential of about 20 V, the gate of the select gate transistor on the source side of the NAND cell group is set to 0 V, and the other gates are set to an intermediate level of about 10 V.

 この状態で、カラムアドレスACを順次変化させ、書込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力していく。図では/WEが入力データのラッチ信号として働いている。このとき、データレジスタ回路DRへ入力された書込みデータはそこにラッチされる。256バイト分の書込みデータがそれぞれデータレジスタ回路DRにラッチされると、信号BLCUが“L”となって書込みプリチャージ回路WPCはオフする。これと共に、信号BLCDが10V程度にまで上昇してトランジスタTTがオンし、ビットラインBLとデータレジスタ回路DRが接続される。このとき、データレジスタ回路DRに供給される電源VBITも10V程度にまで上昇する。この回路DRに“1”がラッチされていれば、ビット線BLの“H”がそのまま維持される。また、このデータレジスタ回路DRに“0”がラッチされていれば、プリチャージされたビット線のレベルは“L”になり、浮遊ゲートへの電子の注入が起る。このようにして、256バイト分の書込みが同時に行われる。 (4) In this state, the column address AC is sequentially changed, and write data is input to the data register circuit DR. In the figure, / WE functions as a latch signal for input data. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched there. When 256 bytes of write data are respectively latched in the data register circuit DR, the signal BLCU becomes "L" and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, the signal BLCD rises to about 10 V, the transistor TT turns on, and the bit line BL and the data register circuit DR are connected. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" is latched in this circuit DR, "H" of the bit line BL is maintained as it is. If "0" is latched in the data register circuit DR, the level of the precharged bit line becomes "L", and electrons are injected into the floating gate. In this way, writing for 256 bytes is performed simultaneously.

 続いて、所定時間経過後、一括ベリファイコマンドVCではなく、ベリファイリードコマンドCFを入力するとベリファイ出力モードに入る。カラムアドレスACを次々にインクリメントさせ、順次ラッチデータの内容を256バイト分(256回)出力する。ベリファイNGのビットに対しては“1”が、それ以外のビットに対しては“0”がパラレルに出力される。 (4) After a lapse of a predetermined time, when a verify read command CF is input instead of the batch verify command VC, a verify output mode is entered. The column address AC is incremented one after another, and the contents of the latch data are sequentially output for 256 bytes (256 times). “1” is output in parallel with the verify NG bit, and “0” is output in parallel with the other bits.

 このように、一括ベリファイ回路を用いた構成で、ベリファイNGかどうかをチップ外部に出力することができる。ここで、出力データは従来のような実際にセルに書込まれたデータではなくて、再書込みをすべきかどうかを示すベリファイNG信号である。従って、外部にコンパレート回路などを持つ必要なしに、書込みエラーのおきたセル数をカウントすることができる。ベリファイリードで“0”が出力されたセルの合計が“1”ページ分でのベリファイNGの合計である。また、当然ではあるが、どこの番地でベリファイNGがあったかを特定することができる。 (4) With the configuration using the batch verification circuit, it is possible to output whether or not verification is NG to the outside of the chip. Here, the output data is not a data actually written in the cell as in the related art, but a verify NG signal indicating whether rewriting should be performed. Therefore, the number of cells having a write error can be counted without having to provide an external comparator circuit or the like. The total of cells to which "0" is output in the verify read is the total of verify NG in "1" page. Also, of course, it is possible to specify at which address the verify NG was found.

 次に、ベリファイNGのカウントとECC(エラーコレクト回路)と組合わせた実施例を説明する。 
 一般に、記憶データの信頼性を高めるため冗長セルを付加してエラーセルを補償する手法が使われている。例えば、256バイト(2Kビット)のページに対して64ビットの冗長ビットを設ける。これに冗長ビットのデータとしてハミングの距離を用いたハミング符号化を行うと、6ビットまでのデータ誤りを修正することができる。さらに一般的に、Mビットのデータ列に対してNビットの冗長ビットを追加すると、
    T
   Σ N+M i +1 ≦ 2N
   i=1
を満たすTビットの誤りを修正できる。
Next, an embodiment in which verification NG count and ECC (error correction circuit) are combined will be described.
In general, a method of compensating for an error cell by adding a redundant cell has been used to improve the reliability of stored data. For example, 64 bits of redundant bits are provided for a page of 256 bytes (2K bits). By performing Hamming coding using the Hamming distance as redundant bit data, data errors of up to 6 bits can be corrected. More generally, adding N redundant bits to an M-bit data string gives
T
Σ N + M C i +1 ≤ 2 N
i = 1
T bit errors that satisfy

 ECC回路を有する実施例のフローチャートを図87に示す。 
 書込み動作に入り、プログラムを開始すると、1ページ(256バイト)分のデータが書込まれる。さらに、エラーコレクト回路の64ビットの冗長セルに冗長データが書込まれる。続いて、ベリファイ動作に入り、ベリファイOKならば書込みが異常なく終了したことになり、書込み動作が終了する。ベリファイがNGであれば、次に、再プログラムが何回目かを示すカウンターと比較して、これが3回目以下であれば再プログラムを行う。再プログラムの設定回数(この場合3回)を越えた場合、ベリファイリードを行う。ここで、前述したように、1ページ分のNGビットの個数をカウントする。続いて、このカウント結果が所定の冗長ビット数(この場合64ビット)で修正することができるかを比較し、これが出来れば、書込みOKとなり、書込み動作が終了する。また、NGビット数が冗長ビットでさえも救えないほど大きければ書込みエラーとなる。
FIG. 87 shows a flowchart of an embodiment having an ECC circuit.
When a write operation is started and a program is started, data for one page (256 bytes) is written. Further, redundant data is written to a 64-bit redundant cell of the error correction circuit. Subsequently, the verify operation is started. If the verify operation is OK, the write operation is completed without any abnormality, and the write operation is completed. If the verification is NG, the counter is compared with a counter indicating the number of times of reprogramming, and if this is the third or less times, reprogramming is performed. When the number of times of reprogramming exceeds the set number of times (in this case, three times), the verify read is performed. Here, as described above, the number of NG bits for one page is counted. Subsequently, a comparison is made as to whether the count result can be corrected with a predetermined number of redundant bits (in this case, 64 bits), and if this can be done, the writing is OK and the writing operation ends. If the number of NG bits is too large to save even the redundant bits, a write error occurs.

 このようにすると、書込みNGビットが生じたとしてもECCで救済できる範囲内であれば書込みエラーとならない。従って、このように記憶装置を構成した場合、外部からみた書込みエラー数が従来と比較して大幅に低下する。とくに、経時劣化のあるEEPROMでは効果が顕著である。 (4) In this case, even if a write NG bit occurs, a write error does not occur within a range that can be remedied by ECC. Therefore, when the storage device is configured in this manner, the number of write errors as seen from the outside is significantly reduced as compared with the conventional case. In particular, the effect is remarkable in the EEPROM having the aging deterioration.

 また、上記のような構成でECC回路を付加した場合、NGビットがあるにも拘わらず書込みエラーとならないことがある。しかし、NGビットがECCで救済出来る範囲であるかを判定しながら、ECCの救済限界にどれほど近づいているかを知ることができる。例として、ECCの救済限界の8割がNGビットとなったとき、警告を発するようにすれば良い。とくに、経時劣化のあるEEPROMではチップの寿命を判定する手段となる。 (4) When an ECC circuit is added in the above-described configuration, a write error may not occur even though there is an NG bit. However, while determining whether the NG bit is within the range that can be rescued by ECC, it is possible to know how close the ECC is to the rescue limit. For example, a warning may be issued when 80% of the ECC rescue limit becomes NG bits. In particular, in the case of an EEPROM that has deteriorated over time, it serves as a means for determining the life of a chip.

 さらに図55、図6に示した実施例に説明したようにベリファイ動作は一括で行える。従って、ベリファイ、を含めた書込み時間はそれほど長くならない。 (4) As described in the embodiment shown in FIGS. 55 and 6, the verify operation can be performed collectively. Therefore, the writing time including the verification is not so long.

 以上、ECCを付加した実施例を説明したが、これは、ワンチップで構成しても良いし、複数のEEPROMチップからなる記憶システムとして構成しても良い。効果はまったく変らない。また、冗長コードの生成法としてハミング方式を用いたが、これに限る必要はなく、リードソロモン式符号化法、HV符号化法、ファイアー符号化法、サイクリック符号化法等、種々の符号化法を用いても良い。 Although the embodiment in which the ECC is added has been described above, this may be configured as a single chip or as a storage system including a plurality of EEPROM chips. The effect remains the same. Although the Hamming method is used as a method for generating a redundant code, the present invention is not limited to this, and various coding methods such as a Reed-Solomon coding method, an HV coding method, a fire coding method, and a cyclic coding method are used. Method may be used.

 以上、アドレス制御を外部入力で行う方法で説明をおこなってきたが、以下にアドレスピンとデータ入力ピンを共通にした例を説明する。 The above description has been made on the method of performing the address control by the external input. Hereinafter, an example in which the address pin and the data input pin are used in common will be described.

 図88にその一例を示す。ここで、ALE,NWP,CE,NWE,REは外部制御信号である。これらの信号はそれぞれ対応する入力ピンから入力され、チップの動作モードが決定される。また、制御回路からは、チップがアクセス可能か、不可能かを示す信号が、Ready /Busyピンを介して、外部に出力される。外部信号CLEはコマンド入力モードを決定する。外部制御信号ALEはアドレス入力モードを決定する。外部制御信号CEはチップセレクト信号である。外部制御信号NWEは、コマンド入力モード、アドレス入力モード及びデータ入力で、それぞれの入力データを取り込むクロック信号の働きをする。外部制御信号REは、データ読み出し時に入力されたアドレスから連続したアドレスを読みだす際の、アドレスインクリメントと、出力バッファのイネーブル機能を持つクロック信号である。 FIG. 88 shows an example. Here, ALE, NWP, CE, NWE, and RE are external control signals. These signals are input from the corresponding input pins, respectively, and the operation mode of the chip is determined. Further, a signal indicating whether the chip is accessible or not is output from the control circuit to the outside via the Ready / Busy pin. The external signal CLE determines the command input mode. The external control signal ALE determines an address input mode. The external control signal CE is a chip select signal. The external control signal NWE functions as a clock signal for taking in respective input data in the command input mode, the address input mode, and the data input. The external control signal RE is a clock signal having an address increment and an output buffer enable function when reading a continuous address from an address input at the time of data reading.

 図88は書き込みを行う場合の外部制御モードを示すタイミングチャートである。ここで、まず、コマンド入力モードで、シリアルデータ入力コマンド80Hが入力される。これにより、チップは、プログラム開始番地を入力するため、アドレス入力モードとなる。アドレス入力モードでは、外部制御信号NWEの3ステップのクロックで、カラムアドレス及びページアドレスを、アドレスバッファに取り込み、各内部アドレス信号を入力アドレスデータに対応した所定の論理レベルに決定する。このときReady /Busy出力端子にReady 信号が保持されるように構成されている。アドレス入力動作が終了すると、信号SDICが“L”→“H”レベルに変化する。このため、共通バスラインIOi/IOiBに、書き込みデータ及びその反転データが、I/O入力端子より、転送される。次に、外部制御信号NWEが“L”レベルとなっている間、入力されたカラムアドレスに対応するカラムデコーダ出力信号CSLnが“H”レベルとなる。このようにしてデータレジスタ内にデータが転送される。 FIG. 88 is a timing chart showing the external control mode when writing is performed. Here, first, in the command input mode, a serial data input command 80H is input. As a result, the chip enters the address input mode to input the program start address. In the address input mode, a column address and a page address are fetched into an address buffer by a three-step clock of the external control signal NWE, and each internal address signal is determined to have a predetermined logic level corresponding to input address data. At this time, the Ready / Busy output terminal is configured to hold the Ready signal. When the address input operation is completed, the signal SDIC changes from “L” to “H” level. Therefore, the write data and its inverted data are transferred to the common bus line IOi / IOiB from the I / O input terminal. Next, while the external control signal NWE is at the “L” level, the column decoder output signal CSLn corresponding to the input column address is at the “H” level. In this way, data is transferred into the data register.

 その結果、0番地からN−1番地までのデータレジスタの内容は、イニシャライズされた時のデータ“1”となっている。N番地からN+j番地までのデータレジスタには、I/O入出力端子から入力された、データがラッチされている。 As a result, the contents of the data registers from address 0 to address N-1 are data "1" at the time of initialization. Data input from the I / O input / output terminal is latched in data registers from address N to address N + j.

 このデータ入力モード後、コマンド入力モードで、オートプログラムコマンド10Hを入力すると、チップはメモリセルへの書き込みを行う。 (4) After the data input mode, when the auto program command 10H is input in the command input mode, the chip performs writing to the memory cells.

 この後は、前記説明の動作(プログラム→ベリファイ→再プログラム)が自動的に行われる。 Thereafter, the above-described operation (program → verify → reprogram) is automatically performed.

 上記書き込み動作中は、Ready /Busy出力端子よりBusy信号が出力される。所定の書き込み時間が経過すると、自動的にREADY信号が出力されるように設定されている。この書き込みモードが正常に終了したかの検知は、コマンド入力モードで70Hのフラグリードコマンドを入力して、ベリファイの結果(信号PEOK)をI/O入出力端子より読み出すことにより可能である。 Bu During the write operation, the Busy signal is output from the Ready / Busy output terminal. It is set so that a READY signal is automatically output after a predetermined writing time has elapsed. It is possible to detect whether the write mode has been completed normally by inputting a flag read command of 70H in the command input mode and reading the result of the verification (signal PEOK) from the I / O input / output terminal.

 図89は、前述した半導体メモリに、オートコマンドを用いずに書き込みを行う場合における外部制御信号の入力波形と、データ入力タイミングを示す。コマンド入力モードで、シリアルデータ入力コマンド80Hが入力される。これにより、チップはプログラム開始番地を入力するため、アドレス入力モードとなる。アドレス入力モードでは、前述の読みだしモードと同様に、外部制御信号WEが“L”レベルとなっている間に入力された、カラムアドレスに対応するカラムデータ出力信号が“H”レベルとなる。これにより、データレジスタのラッチ内容は、共通バスライン上の書き込みデータラッチに書き込まれる。このようにして順次、書き込みデータがラッチされる。ラッチが終わると、プログラムコマンド“40H”が入力され、プログラムモードへ移行する。 FIG. 89 shows an input waveform of an external control signal and a data input timing when writing is performed in the above-described semiconductor memory without using an autocommand. In the command input mode, a serial data input command 80H is input. Thus, the chip enters the address input mode to input the program start address. In the address input mode, the column data output signal corresponding to the column address, which is input while the external control signal WE is at the "L" level, is at the "H" level, as in the read mode described above. As a result, the latch contents of the data register are written to the write data latch on the common bus line. Thus, the write data is sequentially latched. When the latch is completed, the program command “40H” is input, and the mode shifts to the program mode.

 次に、ベリファイコマンドを入力すると、ロウアドレスに応じたアドレスバッファ回路内の内部アドレス信号に対応したワード線が選択される。更に、所定のディレイ時間の後、選択されたワード線にコントロールゲートが接続された1ページ分のメモリセルデータが、ビット線を介して読み出され、データレジスタにラッチされる。次に、このデータレジスタの内容PEを、“H”→“L”→“H”と変化させ、カラムアドレスをインクリメントさせ、順次、データをチップ外部に呼び出す。読みだしたデータを、チップで、外部記憶書き込みデータとコンパレートする。これにより、どの番地で、何ビットがエラーとなったかを判定することができる。 Next, when a verify command is input, a word line corresponding to an internal address signal in an address buffer circuit corresponding to a row address is selected. Further, after a predetermined delay time, one page of memory cell data in which the control gate is connected to the selected word line is read out via the bit line and latched in the data register. Next, the content PE of the data register is changed from “H” → “L” → “H”, the column address is incremented, and the data is sequentially called out of the chip. The read data is compared with external storage write data by a chip. As a result, it is possible to determine at which address and how many bits have an error.

 図90にその書き込み、ベリファイ動作を行う場合の、外部制御信号の入力波形とデータ入力タイミングを示す。まず、コマンド入力モードで、シリアルデータ入力コマンド80Hが入力される。これにより、チップはプログラム開始番地を入力するため、アドレス入力モードとなる。アドレス入力モードでは、前述の読みだしモードと同様に、外部制御信号WEの3ステップのクロックで、カラムアドレス及びページアドレスを、各々のアドレスバッファ回路に取り込み、各内部アドレス信号を入力アドレスデータに対応した所定の論理レベルに設定する。その後、外部制御信号WEが“L”レベルとなっている間に入力された、カラムアドレスに対応するカラムデータ出力データが“H”レベルとなる。これにより、データレジスタのラッチ内容は、共通バスライン上の書き込みデータに書き込まれる。このようにして、順次、書き込みデータをラッチする。このラッチが終わると、プログラムコマンド“40H”が入力され、プログラムモードへ移行する。このデータ書き込み時は、次のベリファイリードコマンドが入力されるまでの間、書き込みを行う。 FIG. 90 shows input waveforms of external control signals and data input timings when the write and verify operations are performed. First, in the command input mode, a serial data input command 80H is input. Thus, the chip enters the address input mode to input the program start address. In the address input mode, a column address and a page address are fetched into each address buffer circuit by a three-step clock of the external control signal WE, and each internal address signal corresponds to input address data, as in the above-described read mode. Is set to the predetermined logic level. Thereafter, the column data output data corresponding to the column address, which is input while the external control signal WE is at the "L" level, is at the "H" level. As a result, the contents of the latch of the data register are written to the write data on the common bus line. Thus, the write data is sequentially latched. When this latch is completed, the program command “40H” is input, and the mode shifts to the program mode. At the time of this data writing, writing is performed until the next verify read command is input.

 次に、ベリファイコマンド(一括ベリファイ)を入力すると、前述の説明のように、一括ベリファイが行われる。次に、この状態で先述と同じように、REを“H”→“L”→“H”と変化させ、カラムアドレスをインクリメントさせ、順次、データをチップ外部に読み出す。 Next, when a verify command (batch verification) is input, the batch verification is performed as described above. Next, in this state, the RE is changed from “H” to “L” to “H” in the same manner as described above, the column address is incremented, and the data is sequentially read out of the chip.

 このようにすると、書き込みNGとなったビットからは、“0”データが、OKとなったビットからは“1”データが出力される。このため、疑似的ではあるが、不良ビット数を判定することができる。図91は図90に示したシステムの他の例である。ここでは、ベリファイリードコマンドの入力後に、REを動かし、カラムアドレスをインクリメントすることなく、フラグリードコマンド“70H”を入力し、プログラムOKか否かを出力する例を示した。このようにシステムを構成しても、Fail/Passの判定は可能である。 In this case, “0” data is output from a bit that has been written NG, and “1” data is output from a bit that has been written OK. For this reason, the number of defective bits can be determined, although it is pseudo. FIG. 91 shows another example of the system shown in FIG. Here, an example is shown in which the RE is moved after the verify read command is input, the flag read command “70H” is input without incrementing the column address, and whether or not the program is OK is output. Even if the system is configured in this way, the judgment of Fail / Pass is possible.

 周知のようにNOR型のメモリセルへのデータの書き込みは、フローティングゲートへのホットエレクトロンの注入によりなされる。故に、書き込み時、1つのメモリセル当たり1〜2mA程度の書き込み電流を消費する。このため、NAND E2 型では可能であるが、NOR型では256バイト等のページ書き込みが行なえない。しかしながら、NOR型は、読み出しスピードが速い等のメリットを有することから利用されている。 As is well known, data is written into a NOR type memory cell by injecting hot electrons into a floating gate. Therefore, at the time of writing, a writing current of about 1 to 2 mA is consumed per one memory cell. Therefore, although it is possible in NAND E 2 type, can not be performed is the page write such 256 bytes in NOR type. However, the NOR type is used because it has advantages such as a high reading speed.

 NOR型は、E2 故に、オンボード上でのデータの書き換えが可能である。まず、アドレス指定を行ない、書き込みデータを入力し、メモリセルへ書き込みを行ない、次に書き込んだアドレスのデータを読みだし、データの比較を行ない、書き込みがなされたか否かを判定する。 NOR type, thus E 2, it is possible to rewrite the data on the on-board. First, an address is specified, write data is input, writing is performed on a memory cell, and then data at the written address is read, data is compared, and it is determined whether or not writing has been performed.

 ボード上でこのような動作を行わせる場合には、CPUが、データの書き込み、ベリファイ動作に必要な信号を作ることになる。このため、この間、CPUが専有されてしまうという問題がある。 (4) When such an operation is performed on the board, the CPU generates signals necessary for data write and data verify operations. Therefore, there is a problem that the CPU is exclusively used during this time.

 従って、書き込み、ベリファイ動作を、チップ内部でオート化をすることにより、CPUを開放する方法が一般的となっている。 Therefore, it is common to open the CPU by automating the write and verify operations inside the chip.

 この時、書き込みデータをラッチする回路と、読み出したデータをラッチする回路と、このデータを比較する回路とを設けた例もある(特願平3−125399)。この例ではパターンエリアが比較的大きくなり、チップサイズが大きくなるという問題がある。 At this time, there is an example in which a circuit for latching write data, a circuit for latching read data, and a circuit for comparing the data are also provided (Japanese Patent Application No. 3-125399). In this example, there is a problem that the pattern area becomes relatively large and the chip size becomes large.

 以下に説明する実施例は、比較的小さなパターンエリアで、書き込みだけでなく、消去時にも使えるようにしたものである。 In the embodiment described below, a relatively small pattern area can be used not only for writing but also for erasing.

 即ち、これまでに述べた実施例は、NAND構造のメモリセルを例にしたものであるが、以下には、2層構造のNOR型のセルを用いた場合の一括ベリファイ方式について述べる。即ち、図92〜図94に2層構造のメモリセル(EEPROM)の一例を示す。 {That is, the embodiments described so far are directed to a memory cell having a NAND structure as an example. Hereinafter, a batch verification method using a two-layer NOR type cell will be described. That is, FIGS. 92 to 94 show an example of a memory cell (EEPROM) having a two-layer structure.

 図92はパターン平面図、図93は図92のB−B′線断面図、図94は図92のC−C′線断面図である。これらの図において、211は第1層目の多結晶シリコンからなる浮游ゲート(FG)である。212は第2層目の多結晶シリコンからなる制御ゲート(CG)である。この制御ゲート212はメモリセルのワード線として使用される。 92 is a pattern plan view, FIG. 93 is a sectional view taken along line BB 'of FIG. 92, and FIG. 94 is a sectional view taken along line CC' of FIG. In these figures, reference numeral 211 denotes a floating gate (FG) made of first-layer polycrystalline silicon. Reference numeral 212 denotes a control gate (CG) made of second-layer polycrystalline silicon. This control gate 212 is used as a word line of a memory cell.

 また、213は、P型の基板である。214および215は、この基板214上に形成されたN+ 型拡散層からなるソース(S)及びドレイン(D)である。216は、コンタクトホールである。217は、このコンタクトホール217を介して、上記ドレイン216と接続されるアルミニウム層(ビット線BL)である。さらに、218は浮游ゲートトランジスタ分のゲート絶縁膜であり、厚さは100オングストロームである。219は、浮游ゲート211と制御ゲート12との間に設けられた絶縁膜であり、例えばO−N−O構造(Oxide-Nitride-Oxide )の3層構造膜で構成されており、厚さは酸化膜換算で約200オングストロームである。220はフィールド絶縁膜であり、221は層間絶縁膜である。 213 is a P-type substrate. Reference numerals 214 and 215 denote a source (S) and a drain (D) composed of an N + type diffusion layer formed on the substrate 214. 216 is a contact hole. Reference numeral 217 denotes an aluminum layer (bit line BL) connected to the drain 216 via the contact hole 217. Further, reference numeral 218 denotes a gate insulating film for the floating gate transistor, and has a thickness of 100 angstroms. Reference numeral 219 denotes an insulating film provided between the floating gate 211 and the control gate 12, and is formed of, for example, a three-layer film having an O-N-O structure (Oxide-Nitride-Oxide), and has a thickness of It is about 200 Å in terms of an oxide film. 220 is a field insulating film, and 221 is an interlayer insulating film.

 次に、動作原理を説明する。 
 消去時には、ソース214に消去電圧12Vを印加し、ドレイン215をフローティング状態とし、制御ゲート213を0Vとする。これにより、薄いゲート絶縁膜18を介して、浮游ゲート211とソース214との間に、高電圧が印加される。これによりファウラー・ノルトハイムのトンネル効果により、浮游ゲート211中の電子が、ソース214に放出され、消去が行われる。
Next, the operation principle will be described.
At the time of erasing, an erasing voltage of 12 V is applied to the source 214, the drain 215 is set in a floating state, and the control gate 213 is set to 0V. Thus, a high voltage is applied between the floating gate 211 and the source 214 via the thin gate insulating film 18. As a result, electrons in the floating gate 211 are emitted to the source 214 due to the Fowler-Nordheim tunnel effect, and erasing is performed.

 書き込み時には、ドレイン215に約6Vを、ソース214に0Vを、制御ゲート213に12Vをそれぞれ印加する。これにより、ドレイン近傍で、インパクト・アイオナイゼーションが起こり、電子が浮游ゲート11に注入され、書き込みが行なわれる。 At the time of writing, approximately 6 V is applied to the drain 215, 0 V is applied to the source 214, and 12 V is applied to the control gate 213. Thereby, impact ionization occurs near the drain, electrons are injected into the floating gate 11, and writing is performed.

 読み出し時には、ドレイン215に1Vを、ソース214に0Vを、制御ゲート213に5Vを加える。このとき、浮游ゲート211中に電子が有るか否かによりオフ/オンし、それぞれ、データ“0”又は“1”を示すことになる。 At the time of reading, 1 V is applied to the drain 215, 0 V is applied to the source 214, and 5 V is applied to the control gate 213. At this time, it is turned off / on depending on whether or not electrons are present in the floating gate 211, and indicates data "0" or "1", respectively.

 このようなメモリセルを用いた半導体集積回路、例えば4ビット構成でのフラッシュ型EEPROMは、図95に示すように構成される。 半導体 A semiconductor integrated circuit using such a memory cell, for example, a flash EEPROM of a 4-bit configuration is configured as shown in FIG.

 図95において、A0 〜Ai はローアドレス入力信号であり、ローアドレス・バッファ回路1により増幅・整形されたのち、ローデコーダ回路2に入力する。Bi+1 〜Bj はカラムアドレス入力信号であり、カラムアドレス・バッファ回路3により増幅・整形されたのち、カラムデコーダ回路4に入力する。ローデコーダ回路2は、複数のワード線WLのうちの1本だけを選択する。カラムデコーダ回路4は、各カラム選択ゲート回路6中の1本のゲート6Aを選択的にオンして、ビット線BLを各I/O毎に1本、都合4本だけ選択する。これによって、メモリセルアレイ5の中から、各I/O毎に1個、都合4個のメモリセルMCが選択される。選択された各メモリセルMCの情報が、それぞれセンスアンプ回路7で検知・増幅される。各センスアンプ回路7の出力が、各出力バッファ回路8を経て、チップ外部へ読出される。つまり、4つの情報が同時に外部に出力される。 In FIG. 95, A 0 to A i are row address input signals, which are amplified and shaped by the row address buffer circuit 1 and then input to the row decoder circuit 2. B i + 1 to B j are column address input signals, which are amplified and shaped by the column address buffer circuit 3 and then input to the column decoder circuit 4. The row decoder circuit 2 selects only one of the plurality of word lines WL. The column decoder circuit 4 selectively turns on one gate 6A in each column selection gate circuit 6, and selects only one bit line BL for each I / O, that is, four bit lines for convenience. As a result, four memory cells MC are selected from the memory cell array 5, one for each I / O. Information of each selected memory cell MC is detected and amplified by the sense amplifier circuit 7, respectively. The output of each sense amplifier circuit 7 is read out of the chip via each output buffer circuit 8. That is, four pieces of information are simultaneously output to the outside.

 図95においては、メモリセルアレイ5は4つのメモリセルアレイユニット(MCAU)5Aから構成される。各ユニット5Aは、説明を簡単にするため、4本のワード線WLと、4本のビット線BLと、16個のメモリセルMCと、4つのリファレンスメモリセルRMCとを有するものとしている。4本のビット線BLに対応させて、カラム選択ゲート回路6中のゲート6Aも、4つとしている。これらのゲート6Aのうちの1つが、カラムデコーダ回路4によって、オンさせられる。リファレンスメモリセルRMCは、途中にリファレンスゲートRBTを有するリファレンスビット線RBLによって、センスアンプ回路(SA)7に接続されている。 In FIG. 95, the memory cell array 5 includes four memory cell array units (MCAU) 5A. Each unit 5A has four word lines WL, four bit lines BL, sixteen memory cells MC, and four reference memory cells RMC for simplicity of description. Corresponding to the four bit lines BL, four gates 6A in the column selection gate circuit 6 are also provided. One of these gates 6A is turned on by the column decoder circuit 4. The reference memory cell RMC is connected to the sense amplifier circuit (SA) 7 by a reference bit line RBL having a reference gate RBT on the way.

 このような構成のEEPROMに対する4ビットデータの書き込みは次のようにして行われる。即ち、4つの入出力兼用パッド(図示せず)から、4つのデータを、各I/O毎に、読み込む。読み込んだデータに応じて、書き込み回路10が、ビット線BLの電位を設定する。つまり、書き込み回路10は、書き込みデータが“0”のときは高電位を、“1”のときには低電位を、入力アドレス信号により選択されるビット線BLにそれぞれ供給する。このとき、入力アドレス信号により選択されるワード線WLにも高電位が出力される。 (4) Writing of 4-bit data to the EEPROM having such a configuration is performed as follows. That is, four data are read from four input / output pads (not shown) for each I / O. The writing circuit 10 sets the potential of the bit line BL according to the read data. That is, the write circuit 10 supplies a high potential when the write data is “0” and a low potential when the write data is “1” to the bit line BL selected by the input address signal. At this time, a high potential is also output to the word line WL selected by the input address signal.

 即ち、“0”データ書き込みのときは、選択されたワード線WLと、データを書き込むべきビット線BLとが高電位となる。これにより、メモリセルMCのドレインD近傍で発生したホットエレクトロンが、メモリセルMCの浮游ゲートFGに注入される。これにより、メモリセルMCのしきい値電圧が正方向へシフトされ、“0”データがメモリされる。 That is, when writing “0” data, the selected word line WL and the bit line BL to which data is to be written have a high potential. Thus, hot electrons generated near the drain D of the memory cell MC are injected into the floating gate FG of the memory cell MC. As a result, the threshold voltage of the memory cell MC is shifted in the positive direction, and “0” data is stored.

 一方、“1”データを書き込む時は、ビット線BLは低電位となる。これにより、浮游ゲートFGへ電子が注入されることはなく、メモリセルMCのしきい値電圧もシフトしない。これにより、“1”データが記憶される。 (4) On the other hand, when writing "1" data, the bit line BL becomes low potential. Thus, no electrons are injected into the floating gate FG, and the threshold voltage of the memory cell MC does not shift. As a result, "1" data is stored.

 一方、データを消去する時は、メモリセルのソースを高電圧にする。これにより、浮游ゲートFGに注入されている電子が、F−N(ファウラーノルドハイム)のトンネル効果により、放出させられる。 On the other hand, when erasing data, the source of the memory cell is set to a high voltage. Thus, the electrons injected into the floating gate FG are emitted by FN (Fowler-Nordheim) tunnel effect.

 図96は、図95の一部を具体的に表わしたものであり、これらの図において同一の符号は同一の回路を示している。図96は、特にセンスアンプ回路(SA)7及びコンパレート回路9を具体的に示している。さらに、コンパレート回路9に比較対象としての一方の信号を入力する回路INCIRと、コンパレート回路9の出力を受ける一括ベリファイ回路VECIRを示している。 FIG. 96 specifically shows a part of FIG. 95. In these figures, the same reference numerals indicate the same circuits. FIG. 96 specifically shows the sense amplifier circuit (SA) 7 and the comparator circuit 9 in particular. Further, a circuit INCIR for inputting one signal to be compared to the comparator circuit 9 and a batch verify circuit VECIR for receiving an output of the comparator circuit 9 are shown.

 前にも述べたように、MCは浮游ゲート型MOSトランジスタからなるメモリセル、RMCは浮游ゲート型MOSトランジスタからなるリファレンスメモリセル(ダミーセル)、BLはビット線、RBLはリファレンスビット線、RBTはカラム選択ゲート用トランジスタ6Aの1個と等価なダミービット線選択用トランジスタである。このトランジスタRBTは、そのゲートにVCC電位が与えられ、リファレンスビット線RBLに挿入されている。BASは複数のカラム選択ゲート用トランジスタ6A,6A,…が並列に接続されているバス線、LD1はこのバス線BASに接続されている第1の負荷回路(バイアス回路)、LD2はこのリファレンスビット線RBLに接続されている第2の負荷回路(バイアス回路)である。第1の負荷回路LD1の出力側のビット線BL′の電位Vinと、第2の負荷回路LD2の出力側のリファレンスビット線RBL′の電位(基準電位)Vref とは、データ検知回路28(例えばCMOSカレントミラーによって構成される)に加えられる。 As described above, MC is a memory cell formed of a floating gate MOS transistor, RMC is a reference memory cell (dummy cell) formed of a floating gate MOS transistor, BL is a bit line, RBL is a reference bit line, and RBT is a column. This is a dummy bit line selection transistor equivalent to one of the selection gate transistors 6A. The transistor RBT has a gate supplied with the V CC potential and is inserted into the reference bit line RBL. BAS is a bus line to which a plurality of column select gate transistors 6A, 6A,... Are connected in parallel, LD1 is a first load circuit (bias circuit) connected to the bus line BAS, and LD2 is a reference bit. This is a second load circuit (bias circuit) connected to the line RBL. The potential Vin of the bit line BL 'on the output side of the first load circuit LD1 and the potential (reference potential) Vref of the reference bit line RBL' on the output side of the second load circuit LD2 are determined by the data detection circuit 28 (for example, CMOS current mirror).

 上記センスアンプ回路(SA)7において、VCC電源とデータ検知回路部28との間には、活性化制御用のPチャネルトランジスタP4が接続されている。このトランジスタP4のゲートには反転信号/CE*1が与えられる。このトランジスタP4がオフの時には、データ検知回路部28が非動作状態となって、電流消費が低減される。また、データ検知回路部28の出力端DSOと接地端との間には、ゲートに反転信号/CE*1が与えられるNチャネルトランジスタN7が接続されている。 In the sense amplifier circuit (SA) 7, a P-channel transistor P4 for activation control is connected between the V CC power supply and the data detection circuit unit. The inverted signal / CE * 1 is applied to the gate of the transistor P4. When the transistor P4 is off, the data detection circuit unit 28 is in a non-operating state, and current consumption is reduced. An N-channel transistor N7 whose gate is supplied with an inverted signal / CE * 1 is connected between the output terminal DSO of the data detection circuit unit 28 and the ground terminal.

 センスアンプ回路7において、リファレンスメモリセルRMCのデータに基づいて生成されるリファレンスビット線RBLの基準電位Vref と、選択されたメモリセルから読出されたデータに基づいて生成されるビット線BLの電位Vinとが、比較される。この比較結果に基づいて、メモリセル中の記憶データを検知し、3つのインバータを介して出力バッファ回路8へ出力する。 In the sense amplifier circuit 7, the reference potential Vref of the reference bit line RBL generated based on the data of the reference memory cell RMC and the potential Vin of the bit line BL generated based on the data read from the selected memory cell And are compared. Based on the comparison result, data stored in the memory cell is detected and output to the output buffer circuit 8 via three inverters.

 センスアンプ回路7の出力は、コンパレート回路9の一方の入力端へも入力される。コンパレート回路9の他方の入力端へは、I/O pad へ加えられた信号(書き込みデータ)が加えられる。コンパレート回路9においては、これらの2つの入力信号を比較して、その結果(VR0)を一括ベリファイ回路VECIRに加える。一括ベリファイ回路VECIRには、これ以外の3ビットにおけるコンパレート回路9,からの出力VR1,VR2,VR3も加えられる。一括ベリファイ回路VECIRは、これらの出力VR0,VR1,VR2,VR3の全てが書き込みOKを示すときにのみ出力回路Dout からの出力を許容する。これ以外の場合、つまり、出力VR0〜VR3のうちの1つでも、書き込みNGを示す場合には、出力回路Dout からの出力を阻止する。 The output of the sense amplifier circuit 7 is also input to one input terminal of the comparator circuit 9. A signal (write data) applied to I / O pad is applied to the other input terminal of the comparator circuit 9. In the comparator circuit 9, these two input signals are compared, and the result (VR0) is added to the batch verify circuit VECIR. The outputs VR1, VR2, and VR3 from the comparator circuit 9 for the other three bits are also added to the batch verify circuit VECIR. The batch verify circuit VECIR permits the output from the output circuit Dout only when all of these outputs VR0, VR1, VR2, VR3 indicate that writing is OK. In other cases, that is, when any one of the outputs VR0 to VR3 indicates a write NG, the output from the output circuit Dout is blocked.

 図97及び図98は、それぞれ、プログラムベリファイ時及びイレーズベリファイ時におけるコンパレート回路9からの出力VR0を示す。図97(a)は、“1”ライトの場合を示している。プログラムOKの場合は、センスアンプ出力DS0が“1”となる。これにより、コンパレート出力VR0も“1”、即ち、プログラムOKを示す。図97(b)は、“0”ライトの場合を示す。“0”ライトNGの場合にはセンスアンプ出力DS0が“1”を示す。このため、コンパレート回路出力VR0は“0”、即ち、プログラムNGを示す。図97(c)は、“0”ライトの場合を示す。“0”ライトOKの場合には、センスアンプ出力DS0が“0”を示す。このため、コンパレート回路出力VR0は“H”、即ち、プログラムOKを示す。なお、コンパレート回路出力VR0〜VR3の全てが“H(プログラムOK)”を示すときには、一括ベリファイ回路出力PVFYは“H”を示す。図98からわかるように、イレーズOK/NGの場合は、センスアンプ出力DS0は“1/O”を示す。これに応じて、コンパレータ回路出力VR0は、“1/O”を示す。コンパレート回路出力VR0〜VR3の全てがイレーズOKを示すときには、一括ベリファイ回路出力EVFYは“1”となる。コンパレート回路出力VR0〜VR3の1つでもイレーズNGを示すときには、前記出力EVFYは“0”となる。 FIGS. 97 and 98 show the output VR0 from the comparator circuit 9 at the time of program verification and at the time of erase verification, respectively. FIG. 97A shows the case of “1” write. In the case of the program OK, the sense amplifier output DS0 becomes “1”. As a result, the comparison output VR0 also indicates "1", that is, the program OK. FIG. 97B shows the case of “0” write. In the case of “0” write NG, the sense amplifier output DS0 indicates “1”. Therefore, the output VR0 of the comparator circuit is "0", that is, indicates the program NG. FIG. 97 (c) shows the case of "0" write. In the case of “0” write OK, the sense amplifier output DS0 indicates “0”. Therefore, the output VR0 of the comparator circuit is "H", that is, it indicates that the program is OK. When all of the comparator circuit outputs VR0 to VR3 indicate “H (program OK)”, the collective verify circuit output PVFY indicates “H”. As can be seen from FIG. 98, in the case of erase OK / NG, the sense amplifier output DS0 indicates “1 / O”. In response, the comparator circuit output VR0 indicates "1 / O". When all of the comparator circuit outputs VR0 to VR3 indicate erasure OK, the batch verify circuit output EVFY becomes "1". When at least one of the comparator circuit outputs VR0 to VR3 indicates the erase NG, the output EVFY becomes “0”.

 次に、図99にさらに異なる実施例を示す。この実施例は、特開平3−250495号公報の図6に示されるメモリセルに一括ベリファイ回路を組み込んだものである。この図99において、図96と同様の回路にはそれと同一の符号を付している。 Next, FIG. 99 shows still another embodiment. In this embodiment, a collective verify circuit is incorporated in the memory cell shown in FIG. 6 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-250495. In FIG. 99, the same circuits as those in FIG. 96 are denoted by the same reference numerals.

 この図99の装置における、イレーズ、ライト、及びリード時における各部位への印加電圧は、表6に示される。 Table 6 shows the voltages applied to the respective parts during erasing, writing, and reading in the apparatus shown in FIG.

               表  6
                                   
            I/Oパッド BSL  BL  WL  Vss   
 イレーズ         −   0 V  フロー  20 V   0 V
(電子注入)               ティング          
 ライト
"0"ライト(電子抜かず)  0 V   22 V   0 V  0 V フローティング
"1"ライト(電子抜き)   5 V   22 V   20 V  0 V フローティング
 非選択セル        −   22 V   0V/20V 10 V フローティング
 リード          −   5 V   1 V  5 V   0 V
                                   
 この図99における装置におけるプログラムベリファイ及びイレーズベリファイの動作は、前述の図90における動作と同様であるため、説明を省略する。
Table 6
                                   
I / O pad BSL BL WL Vss
Erase-0 V Flow 20 V 0 V
(Electron injection)
Light
"0" write (without removing electrons) 0 V 22 V 0 V 0 V Floating
"1" light (without electron) 5 V 22 V 20 V 0 V Floating
Unselected cell − 22 V 0 V / 20 V 10 V Floating lead − 5 V 1 V 5 V 0 V
                                   
The operations of the program verify and the erase verify in the device in FIG. 99 are the same as the operations in FIG. 90 described above, and thus the description will be omitted.

 次に、上述したような一括ベリファイ機能を有する不揮発性半導体記憶装置を用いた記憶システムの例を説明する。 Next, an example of a storage system using a nonvolatile semiconductor storage device having the above-described batch verification function will be described.

 通常、記憶システムは、最小限のコストで最大限の能力を引き出すために、階層的に構成されている。それらの1つとしてのキャッシュシステムは、メモリアクセスの局所性を利用したものである。通常のキャッシュシステムを用いた計算機は、CPUに加え、高速で小容量のSRAMと低速で大容量のDRAMとを具備している。このようなキャッシュシステムでは、アクセス時間の長いDRAM等で構成された主記憶の一部を、アクセス時間の短いSRAM等で置き換え、これにより実効的なアクセス時間を短縮している。つまり、CPUなどからアクセスする際に、SRAM内にデータがあれば(すなわちキャッシュがヒットしたときは)高速動作可能なSRAMからデータを読み出し、ヒットしない場合(ミスヒットの場合)はDRAM等の主記憶からデータを読み出す。キャッシュ容量及び置き換え方式が適当であれば、ヒット率が95%を越え、平均的なアクセスは非常に高速化される。 Typically, storage systems are organized hierarchically to maximize capacity at minimum cost. A cache system as one of them utilizes the locality of memory access. A computer using an ordinary cache system includes a high-speed and small-capacity SRAM and a low-speed and large-capacity DRAM in addition to a CPU. In such a cache system, a part of the main memory constituted by a DRAM or the like having a long access time is replaced by an SRAM or the like having a short access time, thereby shortening the effective access time. That is, when accessing from the CPU or the like, if there is data in the SRAM (that is, when the cache hits), the data is read from the SRAM which can operate at a high speed. Reads data from storage. If the cache capacity and the replacement method are appropriate, the hit rate exceeds 95%, and the average access is greatly accelerated.

 上述したようなNAND型EEPROM等では、書き込み及び消去をページ単位(たとえば2Kビット)で行うことが可能である。ページ単位での処理により、書き込み及び消去が非常に高速になる。しかしながら、このような装置では、ランダムアクセスを犠牲にしているため、SRAMやDRAM等のRAMから構成されるキャッシュメモリが必須である。NAND型EEPROM等の不揮発性記憶装置にキャッシュシステムを適用すると、書き込み回数が減り、その結果としてチップの寿命が延びる。 (4) In the NAND type EEPROM and the like as described above, writing and erasing can be performed in page units (for example, 2K bits). The processing on a page basis makes writing and erasing extremely fast. However, in such an apparatus, since a random access is sacrificed, a cache memory including a RAM such as an SRAM or a DRAM is essential. When the cache system is applied to a nonvolatile storage device such as a NAND type EEPROM, the number of times of writing is reduced, and as a result, the life of the chip is extended.

 不揮発性半導体記憶装置を用いたメモリシステムの第1の実施例を説明する。図100はその回路構成を示している。このシステムは、ROM121と制御回路122を有する。ROM121は、一括ベリファイ機能を有する。制御回路122は、ROM121の書き込みを制御するもので、少なくとも内部に書き込みデータレジスタを有する。この書き込み制御回路122は、ROM121が出力する一括ベリファイ信号に応答して、次に書き込むべきページデータを出力する。この制御回路は、CPUを用いて構成しても良いし、ゲートアレーやSRAMを含む複数チップで構成しても良い。 (1) A first embodiment of a memory system using a nonvolatile semiconductor memory device will be described. FIG. 100 shows the circuit configuration. This system has a ROM 121 and a control circuit 122. The ROM 121 has a batch verify function. The control circuit 122 controls writing to the ROM 121 and has at least an internal write data register. The write control circuit 122 outputs page data to be written next in response to the batch verify signal output from the ROM 121. This control circuit may be configured by using a CPU, or may be configured by a plurality of chips including a gate array and an SRAM.

 上述したようなNAND型EEPROMでは、一括消去ブロックは通常数ページにわたる。従って、キャッシュメモリなどのシステムを構成したときには、一括消去ブロック毎に書き込みを行う。例えば、上述の8NAND型のメモリセルを有するNAND型EEPROMでは、2Kビット(1ページ)×8=16Kビット(8ページ)で1つの一括消去ブロックを構成しており、書き込みもこのブロック単位で行う。従って、書き込み動作には常に8ページの書き込みが伴う。 (4) In the NAND type EEPROM as described above, the batch erase block usually covers several pages. Therefore, when a system such as a cache memory is configured, writing is performed for each batch erase block. For example, in the above-mentioned NAND type EEPROM having 8 NAND type memory cells, one batch erase block is composed of 2K bits (1 page) × 8 = 16K bits (8 pages), and writing is also performed in units of this block. . Therefore, the writing operation always involves writing of eight pages.

 図100に示した回路では、ROM121が出力する一括ベリファイ信号VFYを用いて次のページの書き込み動作を行う。すなわち、1ページ目のデータをラッチした後はROM内部で書き込み及びベリファイが繰り返えされる。1ページ分のすべてのデータの書き込みが完了すると、1ページ目についての一括ベリファイ信号VFYが出力される。この一括ベリファイ信号VFYを制御回路122が検知し、2ページ目のデータをROM121にラッチする。続いて、ROM内部で2ページ目についての書き込み及びベリファイが繰り返され、1ページ分のすべてのデータの書き込みが完了すると、2ページ目についての一括ベリファイ信号VFYが出力される。3ページ目以降についても上記と同様にして書き込まれる。 In the circuit shown in FIG. 100, the write operation of the next page is performed using the batch verify signal VFY output from the ROM 121. That is, after latching the data of the first page, writing and verifying are repeated inside the ROM. When writing of all data for one page is completed, a batch verify signal VFY for the first page is output. The control circuit 122 detects the batch verify signal VFY, and latches the data of the second page in the ROM 121. Subsequently, writing and verifying for the second page are repeated in the ROM, and when writing of all data for one page is completed, a batch verify signal VFY for the second page is output. The third and subsequent pages are written in the same manner as described above.

 例えば、上述のような8NAND型のメモリセルを有するNAND型EEPROMでは、一回の書き込み動作において、制御回路122は8ページ分のデータ転送を行い、2ページ目以降は前ページにおける一括ベリファイ信号を検知した後ページデータの転送を行う。 For example, in a NAND type EEPROM having 8 NAND type memory cells as described above, in one write operation, the control circuit 122 performs data transfer for 8 pages, and transmits a batch verify signal in the previous page for the second and subsequent pages. After the detection, the page data is transferred.

 以上に説明したように、本実施例によると、制御回路122からROM121への書き込みページデータの転送を、一括ベリファイ信号に基づいて行うことができる。従来は、外部に比較回路やベリファイ読み出し用の大容量のレジスタを設けていたが、本実施例ではそのようにする必要がない。これにより、制御回路122の構成は非常に簡単になる。 As described above, according to the present embodiment, the transfer of the write page data from the control circuit 122 to the ROM 121 can be performed based on the batch verify signal. Conventionally, a comparison circuit and a large-capacity register for verify reading are provided outside, but this is not necessary in the present embodiment. Thereby, the configuration of the control circuit 122 becomes very simple.

 上述の実施例は、制御回路122に対してROM121が一つである構成を示す。これに対し、一括ベリファイ信号を出力するROMを複数個有するメモリシステムを構成することもできる。図101は、この一例を示す。このシステムは、上述したような一括ベリファイ機能を有する。このシステムは、ROM101〜103とRAM104と制御回路105とを有する。ROM101〜103は、書き込みが終了すると一括ベリファイ信号を出力する。RAM104は、図示しないCPUからのアクセスに対してキャッシュメモリとして用いられる。制御回路105は、RAM104とROM101〜103との間のデータ転送の制御を行う。RAM104とROM101〜103との間におけるデータ転送は、データバス106を介して行われる。ROM101〜103が主記憶を構成し、キャッシュメモリとして用いられるRAM104よりははるかに大容量である。マッピング方法は、一般的な4ウェイが望ましいが、ダイレクトマッピングやフルアソシェイティブ等、既存の種々の態様のマッピングが可能である。キャッシュメモリにおけるブロックは、一括消去ブロックと同じ容量とする。 The above embodiment shows a configuration in which the control circuit 122 has one ROM 121. On the other hand, a memory system having a plurality of ROMs that output a batch verify signal can be configured. FIG. 101 shows this example. This system has a batch verify function as described above. This system has ROMs 101 to 103, a RAM 104, and a control circuit 105. The ROMs 101 to 103 output a collective verify signal when the writing is completed. The RAM 104 is used as a cache memory for access from a CPU (not shown). The control circuit 105 controls data transfer between the RAM 104 and the ROMs 101 to 103. Data transfer between the RAM 104 and the ROMs 101 to 103 is performed via the data bus 106. The ROMs 101 to 103 constitute a main memory, and have a much larger capacity than the RAM 104 used as a cache memory. Although a general 4-way mapping method is desirable, various existing mapping modes such as direct mapping and full associative are possible. The block in the cache memory has the same capacity as the block erase block.

 次に、一括消去ブロックが16Kで、マッピング方法が4ウェイの時を説明する。この時、SRAMは64Kビットであり、4個の16Kのブロックを有する。これらのブロックは、ROM内の一括消去ブロックのコピーデータを一時的に保持している。例えば、ROM内の2、3、4、5番目の一括消去ブロック中のデータについてアクセスが行われているとする。このときには、これらのデータのコピーデータが、SRAM内の4個のブロックに、一時的に、保持されている。 Next, the case where the batch erase block is 16K and the mapping method is 4-way will be described. At this time, the SRAM is 64K bits and has four 16K blocks. These blocks temporarily hold the copy data of the batch erase block in the ROM. For example, suppose that data in the second, third, fourth, and fifth batch erase blocks in the ROM are being accessed. At this time, copy data of these data is temporarily held in four blocks in the SRAM.

 図示しないCPUから、例えば3番目の一括消去ブロックに対して書き込み及び消去動作が行われるとする。この際には、すでにそのデータのコピーがSRAM内に存在する(ヒットする)ため、ROMに対して直接アクセスすることはなく、高速なSRAMのみを介してデータのやりとりが行われる。 (4) It is assumed that a CPU (not shown) performs a write and erase operation on, for example, a third batch erase block. At this time, since a copy of the data already exists (hits) in the SRAM, the data is exchanged only through the high-speed SRAM without accessing the ROM directly.

 図示しないCPUから、例えば6番目の一括消去ブロックに対して読み出しが行われるとする。この際には、当該一括消去ブロックのデータのコピーは、SRAMには存在しない(ミスヒットする)ため、ROMから読み出したデータをSRAMに転送する必要がある。しかし、これに先立って、SRAM内のブロックの一つをROMに書き戻しておく必要がある。例えば、2番目の一括消去ブロックのデータをSRAMからROMに書き戻す際には、ROMの当該一括消去ブロックの全データを消去し、引き続いてSRAMのブロックデータを順次転送して書き込みを行う。この書き戻し動作において、消去ベリフィイ信号を用いることができる。この消去ベリファイ信号(消去動作が完了したことを示す)に応答して、SRAMから、1ページ目のデータが転送される。続いて、2ページ目以降のデータの転送は、上述したように、前ページの一括ベリファイ信号を検知することにより行うことができる。上述した8NAND型EEPROMでは、8ページ分のデータ転送が必要である。続いて、6番目の一括消去ブロックの全データを、SRAMの空いたブロックにコピーし、当該アドレスにおけるデータをSRAMがCPUに出力する。 {Suppose that reading is performed from a CPU (not shown) to, for example, the sixth batch erase block. At this time, since the data of the batch erase block does not exist in the SRAM (miss-hit), the data read from the ROM needs to be transferred to the SRAM. However, prior to this, one of the blocks in the SRAM must be written back to the ROM. For example, when writing back the data of the second batch erase block from the SRAM to the ROM, the entire data of the batch erase block of the ROM is erased, and then the SRAM block data is sequentially transferred and written. In this write-back operation, an erase verify signal can be used. In response to the erase verify signal (indicating that the erase operation has been completed), the data of the first page is transferred from the SRAM. Subsequently, the transfer of the data of the second and subsequent pages can be performed by detecting the batch verify signal of the previous page as described above. In the above-described 8NAND EEPROM, data transfer for 8 pages is necessary. Subsequently, the entire data of the sixth batch erase block is copied to an empty block of the SRAM, and the data at the address is output to the CPU by the SRAM.

 図示しないCPUから、例えば7番目の一括消去ブロックに対して書き込みが行われるとする。この際には、当該一括消去ブロックのデータのコピーは、SRAMには存在しない(ミスヒットする)。従って、上述の書き戻し動作と読み出し動作を、SRAMへの書き込み動作に先立って、行う必要がある。例えば、3番目の一括消去ブロックのデータを、SRAMからROMに書き戻す際には、ROMの当該一括消去ブロックの全データを消去し、引き続いてSRAMのブロックデータを順次転送して書き込みを行う。この書き戻し動作において、消去ベリファイ信号を用いることができる。この消去ベリファイ信号(消去動作が完了したことを示す)に応答して、SRAMから、1ページ目のデータが転送される。続いて、2ページ目以降のデータの転送は、上述したように、前ページの一括ベリファイ信号を検知することにより行うことができる。上述した8NAND型EEPROMでは、8ページ分のデータ転送が必要である。続いて、7番目の一括消去ブロックの全データをSRAMの空いたブロックにコピーし、さらに、CPUから書き込みの要求があったデータをSRAM中の対応する領域に書き込む。 {Suppose that a CPU (not shown) writes data to, for example, the seventh batch erase block. At this time, a copy of the data of the batch erase block does not exist in the SRAM (miss hit). Therefore, the above-described write-back operation and read operation need to be performed prior to the write operation to the SRAM. For example, when the data of the third batch erase block is written back from the SRAM to the ROM, all the data of the batch erase block of the ROM are erased, and then the SRAM block data is sequentially transferred and written. In this write-back operation, an erase verify signal can be used. In response to the erase verify signal (indicating that the erase operation has been completed), the data of the first page is transferred from the SRAM. Subsequently, the transfer of the data of the second and subsequent pages can be performed by detecting the batch verify signal of the previous page as described above. In the above-described 8NAND EEPROM, data transfer for 8 pages is necessary. Subsequently, the entire data of the seventh batch erase block is copied to an empty block of the SRAM, and data requested to be written by the CPU is written to a corresponding area in the SRAM.

 このように、一括ベリファイ信号を出力するROMは、SRAM等と組み合わせて容易にキャッシュシステムを構成することができる。ミスヒット時のデータ書き戻しに一括ベリファイ信号を用いるためである。 As described above, a ROM that outputs a batch verify signal can easily configure a cache system in combination with an SRAM or the like. This is because the collective verify signal is used for data write back at the time of a mishit.

 続いて、一括ベリファイ機能を有するメモリシステムの第3の実施例を説明する。図102はその回路例を示している。すなわち、一括ベリファイ機能を有するROM111、112と、書き込みを制御し少なくとも内部に書き込みデータレジスタを有する制御回路113とを有する。この制御回路113は、CPUを用いて構成しても良いし、ゲートアレーやSRAMを含む複数チップで構成しても良い。また、ROM111及びROM112は1チップ上に混載しても良いし、複数チップで構成しても良い。 Next, a description will be given of a third embodiment of the memory system having the batch verify function. FIG. 102 shows an example of the circuit. That is, it has ROMs 111 and 112 having a batch verify function and a control circuit 113 which controls writing and has at least an internal write data register. The control circuit 113 may be configured by using a CPU, or may be configured by a plurality of chips including a gate array and an SRAM. Further, the ROM 111 and the ROM 112 may be mixedly mounted on one chip, or may be constituted by a plurality of chips.

 連続したページデータはROM111とROM112とに交互に格納される。例えば1、3、5、…、(2N−1)ページ目は、ROM111に、2、4、6、…、(2N)ページ目はROM112に格納される。上述したように、書き込みモードにおける動作は、チップ内部の書き込みデータラッチにページデータを転送する動作と、これに続く書き込み及びベリファイ動作とからなる。このシステムでは、書き込みデータをROM111に転送している間に、ROM112の書き込み及びベリファイを行う。さらに、複数のページにわたるデータを書き込む際は、ROM111とROM112とに、交互にデータ転送を行う。 (4) The continuous page data is stored in the ROM 111 and the ROM 112 alternately. For example, the first, third, fifth,..., (2N−1) th pages are stored in the ROM 111, and the second, fourth, sixth,. As described above, the operation in the write mode includes the operation of transferring the page data to the write data latch in the chip, and the subsequent write and verify operations. In this system, while writing data is being transferred to the ROM 111, writing and verification of the ROM 112 are performed. Further, when writing data over a plurality of pages, data is alternately transferred to the ROM 111 and the ROM 112.

 図101に示した回路構成においても、書き込みデータ転送の制御はROMが出力する一括ベリファイ信号を用いる。はじめに、1ページ目のデータがROM111に転送され、続いてROM111について書き込み及びベリファイ動作が行われる。ROM111に書き込み及びベリファイ動作が行われている間に、制御回路113は、ROM112に2ページ目のデータを転送し引き続いて書き込み及びベリファイ動作を行う。ROM111について1ページ目の書き込みが終了すると一括ベリファイ信号が出力される。これに応じて、制御回路113は、3ページ目のデータをROM111に転送し引き続いて書き込み及びベリファイ動作を行う。4ページ目以降のページ書き込みについても、上記と同様である。 に お い て In the circuit configuration shown in FIG. 101 as well, control of write data transfer uses a batch verify signal output from the ROM. First, the data of the first page is transferred to the ROM 111, and then the write and verify operations are performed on the ROM 111. While the write and verify operations are being performed on the ROM 111, the control circuit 113 transfers the data of the second page to the ROM 112, and subsequently performs the write and verify operations. When the writing of the first page in the ROM 111 is completed, a batch verify signal is output. In response, the control circuit 113 transfers the data of the third page to the ROM 111, and subsequently performs a write and verify operation. The same applies to page writing for the fourth and subsequent pages.

 以上説明したように、第3の実施例によると、制御回路113からROM111、112への書き込みページデータの転送を、一括ベリファイ信号をもとに行うことができる。本実施例は、従来と異なり、外部に比較回路やベリファイ読み出し用の大容量のレジスタを設ける必要がなく、制御回路112の構成は非常に簡単になる。また、書き込みを交互に行うため、書き込み時間が高速になる。ただし、一括消去ブロックの大きさは2倍になる。 As described above, according to the third embodiment, the transfer of the write page data from the control circuit 113 to the ROMs 111 and 112 can be performed based on the batch verify signal. In the present embodiment, unlike the related art, there is no need to provide a comparison circuit or a large-capacity register for verify reading outside, and the configuration of the control circuit 112 is extremely simplified. Further, since writing is performed alternately, the writing time becomes faster. However, the size of the batch erase block is doubled.

第1の実施例に係わるNANDセル型EEPROMの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a NAND cell type EEPROM according to the first embodiment. 第1の実施例におけるNANDセル構成を示す平面図と等価回路図。FIG. 2 is a plan view and an equivalent circuit diagram showing a NAND cell configuration according to the first embodiment. 図2(a)のA−A′及びB−B′断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ and line BB ′ in FIG. 第1の実施例におけるメモリセルアレイの等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the memory cell array in the first embodiment. 第1の実施例におけるビット線制御回路部の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a bit line control circuit unit according to the first embodiment. 第1の実施例におけるビット線制御回路部と他の回路との接続関係を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a connection relationship between a bit line control circuit unit and another circuit according to the first embodiment. 第1の実施例におけるデータ書込み/書込み確認動作を示すタイミング図。FIG. 4 is a timing chart showing a data write / write check operation in the first embodiment. 第2の実施例に係わるNANDセル型EEPROMの構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a NAND cell type EEPROM according to a second embodiment. 第2の実施例におけるビット線制御回路の構成を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a bit line control circuit according to a second embodiment. 第2の実施例におけるプログラム終了検知回路の構成を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a program end detection circuit according to a second embodiment. 第2の実施例における書込み確認動作を示すタイミング図。FIG. 13 is a timing chart showing a write confirmation operation in the second embodiment. データラッチ部とプログラム終了検知回路の別の実施例を示す図。FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit. データラッチ部とプログラム終了検知回路の別の実施例を示す図。FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit. NOR型フラッシュEEPROMについての実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a NOR flash EEPROM. しきい値分布図。Threshold distribution diagram. データラッチ部とプログラム終了検知回路の別の実施例を示す図。FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit. データラッチ部とプログラム終了検知回路の別の実施例を示す図。FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit. 第3の実施例における書込み/書込み確認時のアルゴリズムを示す図。FIG. 13 is a diagram illustrating an algorithm at the time of writing / writing confirmation in the third embodiment. データラッチ兼センスアンプと書込み終了検知用トランジスタを模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically showing a data latch / sense amplifier and a write end detection transistor. 図19の書込み終了検知用トランジスタとヒューズ用不揮発性メモリの構成を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a write end detection transistor and a nonvolatile memory for fuse of FIG. 19. 図20の構成とは別の構成例を示す図。FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example different from the configuration in FIG. 20. 図19の回路を用いた場合のプログラムアルゴリズムを示す図。FIG. 20 is a diagram illustrating a program algorithm when the circuit in FIG. 19 is used. 図19とは別の回路構成を示す図。FIG. 20 is a diagram illustrating a circuit configuration different from that in FIG. 19; 第4の実施例におけるビット線制御回路の構成を示す図。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a bit line control circuit according to a fourth embodiment. 第3,4の実施例におけるビット線制御回路の他の構成例を示す図。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example of the bit line control circuit in the third and fourth embodiments. 3,4の実施例におけるビット線制御回路の他の構成例を示す図。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example of the bit line control circuit in the third and fourth embodiments. 3,4の実施例におけるビット線制御回路の他の構成例を示す図。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example of the bit line control circuit in the third and fourth embodiments. 第3の実施例におけるビット線制御回路のデータラッチ部に一括して同一のデータをラッチさせる動作のタイミングを示す図。FIG. 13 is a diagram showing the timing of the operation of latching the same data in the data latch section of the bit line control circuit in the third embodiment. 第4の実施例におけるビット線制御回路のデータラッチ部に一括して同一のデータをラッチさせる動作のタイミングを示す図。FIG. 17 is a diagram showing the timing of the operation of collectively latching the same data in the data latch unit of the bit line control circuit according to the fourth embodiment. 第3の実施例の変形例で、1つのCMOSFFを隣り合う2本のビット線で共有した回路構成を示す図。FIG. 19 is a diagram illustrating a circuit configuration in which one CMOSFF is shared by two adjacent bit lines in a modification of the third embodiment. 図30の構成の他の例を示す図。FIG. 31 is a diagram showing another example of the configuration in FIG. 30. 第5の実施例に係わるNANDセル型EEPROMの構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a NAND cell type EEPROM according to a fifth embodiment. メモリセルアイレイ及びその周辺回路の具体的な構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of a memory cell eye array and its peripheral circuits. 第5の実施例における書込み時の動作を示すタイミング図。FIG. 17 is a timing chart showing an operation at the time of writing in the fifth embodiment. 第5の実施例における読出し動作を示すタイミング図。FIG. 17 is a timing chart showing a read operation in the fifth embodiment. 第6の実施例でのメモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a specific configuration of a memory cell array and its peripheral circuits in a sixth embodiment. 第6の実施例のおける書込み動作を示すタイミング図。FIG. 17 is a timing chart showing a write operation in the sixth embodiment. 第6の実施例における読出し動作を示すタイミング図。FIG. 17 is a timing chart showing a read operation in the sixth embodiment. 第33に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 34 is a view showing a modification of the thirty-third embodiment. 図36に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 37 is a view showing a modification of the embodiment shown in FIG. 36. 図36に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 37 is a view showing a modification of the embodiment shown in FIG. 36. 図36に示される実施例におけるビット線の置き換えを模式的に示す図。FIG. 37 is a diagram schematically showing replacement of bit lines in the embodiment shown in FIG. 36. 図36に示される実施例におけるビット線の置き換えを模式的に示す図。FIG. 37 is a diagram schematically showing replacement of bit lines in the embodiment shown in FIG. 36. データラッチ兼センスアンプを4本のビット線で共有した実施例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an embodiment in which a data latch and sense amplifier is shared by four bit lines. 図44の実施例におけるビット線の置き換えを模式的に示す図。FIG. 45 is a view schematically showing replacement of bit lines in the embodiment in FIG. 44. 図44の実施例におけるビット線の置き換えを模式的に示す図。FIG. 45 is a view schematically showing replacement of bit lines in the embodiment in FIG. 44. 図39に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 40 is a view showing a modification of the embodiment shown in FIG. 39. 図40に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 41 is a view showing a modification of the embodiment shown in FIG. 40. 図41に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 42 is a view showing a modification of the embodiment shown in FIG. 41. 本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置の第7実施例を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a seventh embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. 第7実施例におけるセンスアンプ兼ランチ回路の回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a sense amplifier / launch circuit according to a seventh embodiment. 第7実施例における消去動作を説明するためのフローチャートである。15 is a flowchart illustrating an erase operation according to a seventh embodiment. 本発明の第8実施例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. 第8実施例におけるセンスアンプ兼ラッチ回路の回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a sense amplifier / latch circuit according to an eighth embodiment. 本発明の第9実施例におけるセンスアンプ兼ラッチ回路の回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram of a sense amplifier / latch circuit according to a ninth embodiment of the present invention. 本発明の第10実施例におけるセンスアンプ兼ラッチ回路の回路図である。FIG. 21 is a circuit diagram of a sense amplifier / latch circuit according to a tenth embodiment of the present invention. 本発明の第11実施例の全体構成図。FIG. 19 is an overall configuration diagram of an eleventh embodiment of the present invention. 図57のタイミングチャート。57 is a timing chart of FIG. 57. 図57のリードマージンの説明図。FIG. 58 is an explanatory diagram of a read margin in FIG. 57. 図57の消去(イレーズ)フローチャート。57 is an erasing flowchart of FIG. 57. イレーズフローチャート。Erase flowchart. 図57の出力回路の詳細例。FIG. 58 is a detailed example of the output circuit in FIG. 57. 従来のメモリの部分図。FIG. 6 is a partial view of a conventional memory. プログラムベリファイ時のタイミングチャート。4 is a timing chart at the time of program verification. 書き込みデータWDとベリファイデータVDの組み合わせを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a combination of write data WD and verify data VD. ベリファイ後の電位レベルの分布及びビットラインのしきい値依存性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a potential level distribution after verification and a threshold dependency of a bit line. プログラムベリファイのタイミングチャート。4 is a timing chart of program verification. 書き込みデータWDとベリファイデータVDの組み合わせを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a combination of write data WD and verify data VD. ベリファイ後の電位レベルの分布及びビットラインのしきい値依存性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a potential level distribution after verification and a threshold dependency of a bit line. 再書き込みトランジスタの他の例。Another example of a rewrite transistor. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 1 is a general circuit diagram used to implement the present invention. 実施例としてのチップ回路図及びしきい値分布図。FIG. 3 is a chip circuit diagram and a threshold distribution diagram as an embodiment. 実施例としてのチップの他の回路図。FIG. 4 is another circuit diagram of a chip as an example. ベリファイレベル設回路。Verify level setting circuit. Vwell回路の詳細例。Detailed example of Vwell circuit. 第11実施例(図55)の変形例。A modification of the eleventh embodiment (FIG. 55). 図82の動作説明のための図表。FIG. 83 is a chart for explaining the operation in FIG. 82; オートプログラムの概念図。Schematic diagram of an auto program. 図84のフローチャート。84 is the flowchart of FIG. 84. プログラム動作後のベリファイ動作のタイミングチャート。9 is a timing chart of a verify operation after a program operation. ECC回路を有する実施例のフローチャート。4 is a flowchart of an embodiment having an ECC circuit. 外部制御モードのタイミングチャート1。4 is a timing chart 1 of the external control mode. 外部制御モードのタイミングチャート2。4 is a timing chart 2 of the external control mode. 外部制御モードのタイミングチャート3。3 is a timing chart of the external control mode. 外部制御モードのタイミングチャート4。Timing chart 4 of the external control mode. EEFROMの平面パターン図。FIG. 4 is a plan pattern diagram of an EEFROM. 図92のB−B線断面図。FIG. 93 is a sectional view taken along line BB of FIG. 92. 図92のC−C線断面図。92 is a sectional view taken along line CC of FIG. 92. 4ビットフラッシュEEPROMのブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a 4-bit flash EEPROM. 図95の一部詳細図。FIG. 95 is a partial detailed view of FIG. 95; プログラムベリファイ時のタイミングチャート。4 is a timing chart at the time of program verification. イレーズベリファイ時のタイミングチャート。4 is a timing chart at the time of erase verify. さらに異なる実施例の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of still another embodiment. 実施例としての記憶システム。1 illustrates a storage system as an embodiment. 異なる実施例としての記憶システム。Storage system as a different embodiment. さらに異なる実施例としての記憶システム。A storage system as still another embodiment.

Claims (30)

 電気的に書き替え可能な複数の不揮発性半導体メモリセルと、
 前記複数のメモリセルに共通に接続されるワード線と、
 前記複数のメモリセルに共通に接続されるソース線と、
 前記ワード線に書き込みベリファイ電圧を供給するロウデコーダと、
 それぞれ対応する前記メモリセルに繋がる複数のビット線と、
 それぞれ対応する前記ビット線に設けられる複数の書き込みベリファイ回路と、
 を備えた不揮発性半導体記憶装置であって、
 前記書き込みベリファイ回路のそれぞれは、第1あるいは第2の論理レベルのデータを記憶し、前記第1の論理レベルのデータを記憶している場合は予め対応するビット線を充電して所定の期間後に対応する前記メモリセルの書き込み状態を検出し、前記第2の論理レベルのデータを記憶している場合は少なくとも前記所定の期間は対応するビット線を所定の電源に接続する、ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory cells;
A word line commonly connected to the plurality of memory cells;
A source line commonly connected to the plurality of memory cells;
A row decoder for supplying a write verify voltage to the word line;
A plurality of bit lines connected to the corresponding memory cells,
A plurality of write verify circuits provided on the corresponding bit lines,
A non-volatile semiconductor storage device comprising:
Each of the write verify circuits stores data of a first or second logic level, and when storing the data of the first logic level, charges a corresponding bit line in advance and after a predetermined period of time, A write state of the corresponding memory cell is detected, and when the data of the second logic level is stored, the corresponding bit line is connected to a predetermined power supply for at least the predetermined period. Non-volatile semiconductor storage device.
 前記ソース線の電圧と前記所定の電源の電圧レベルは異な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 nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the voltage of the source line is different from the voltage level of the predetermined power supply.  前記書き込みベリファイ回路に記憶されているデータの論理レベルは、書き込み状態を検出する前のメモリセルの状態によって決められ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。 4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a logic level of data stored in the write verify circuit is determined by a state of the memory cell before detecting a write state.  前記書き込みベリファイ回路に記憶されているデータの論理レベルは、書き込み状態を検出した後に行われる前記メモリセルへの書き込み動作時に対応するビット線の電圧を制御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 logic level of data stored in the write verify circuit controls a voltage of a bit line corresponding to a write operation to the memory cell performed after detecting a write state. Non-volatile semiconductor storage device.  複数の消去ブロックを有し、前記各消去ブロックは所定のビット数を有する複数のメモリセルを含み且つ前記所定のビット数のすべてが消去されたときには消去ベリファイ信号を出力する、メインメモリと、
 キャッシュメモリと、
 前記メインメモリと前記キャッシュメモリとの間のデータ転送動作を制御する、制御回路と、
を備え、
 キャッシュミスヒットにより、前記キャッシュメモリ内にアクセスしたデータが存在しないときには、前記制御回路は前記複数の消去ブロックの内1つのデータを消去し、前記データが完全に消去され、それにより前記消去ベリファイ信号が出力された後、前記制御回路は前記キャッシュメモリのデータを前記複数の消去ブロックの1つに再書き込みするデータ再書き込み動作を実行する、
ことを特徴とする、キャッシュメモリシステム。
A main memory having a plurality of erase blocks, each erase block including a plurality of memory cells having a predetermined number of bits, and outputting an erase verify signal when all of the predetermined number of bits have been erased;
Cache memory,
Controlling a data transfer operation between the main memory and the cache memory, a control circuit,
With
When there is no data accessed in the cache memory due to a cache mishit, the control circuit erases one of the plurality of erase blocks, and the data is completely erased, whereby the erase verify signal is erased. Is output, the control circuit executes a data rewrite operation of rewriting data in the cache memory into one of the plurality of erase blocks.
A cache memory system, characterized in that:
 第1のデータを格納するための第1メモリセルと、
 第2のデータを格納するための第2メモリセルと、
 第3のデータを格納するためのデータラッチ回路と、
 前記第1のデータと前記第2のデータを比較し、比較結果に応じた第1の出力データを生成する、第1コンパレータ回路と、
 前記第3のデータと前記第1の出力データを比較し、比較結果に応じた第2の出力データを生成する、第2コンパレータ回路と、
を備えることを特徴とする、半導体記憶装置。
A first memory cell for storing first data;
A second memory cell for storing second data;
A data latch circuit for storing third data;
A first comparator circuit that compares the first data with the second data and generates first output data according to a comparison result;
A second comparator circuit that compares the third data with the first output data and generates second output data according to the comparison result;
A semiconductor memory device comprising:
 前記第1コンパレータ回路はカレントミラー型差動アンプによる線形コンパレータであり、前記第2コンパレータ回路はデジタルコンパレータであることを特徴とする、請求項6に記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the first comparator circuit is a linear comparator using a current mirror type differential amplifier, and the second comparator circuit is a digital comparator.  前記第1メモリセルおよび前記第2メモリセルは、浮遊ゲート型MOSトランジスタであることを特徴とする、請求項6に記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the first memory cell and the second memory cell are floating gate MOS transistors.  前記データラッチ回路に格納されている前記第3のデータは、外部から供給されることを特徴とする、請求項6に記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the third data stored in the data latch circuit is supplied from outside.  前記第3のデータは、前記第1メモリセルに対して行われるプログラム動作を制御するために使用されることを特徴とする、請求項6に記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the third data is used to control a program operation performed on the first memory cell.  前記第2の出力データを出力するための出力回路をさらに備えることを特徴とする、請求項6に記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, further comprising: an output circuit for outputting said second output data.  前記出力回路は、前記第1の出力データおよび前記第2の出力データの内の1つを選択的に出力することを特徴とする、請求項11に記載の半導体記憶装置。 12. The semiconductor memory device according to claim 11, wherein the output circuit selectively outputs one of the first output data and the second output data.  前記第2コンパレータ回路における比較を禁止し、前記第1の出力データを前記第2の出力データとする禁止回路をさらに備えることを特徴とする、請求項6に記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, further comprising a prohibition circuit that prohibits the comparison in the second comparator circuit and uses the first output data as the second output data.  前記第1メモリセルは、浮遊ゲート型のMOSトランジスタであり、
 浮遊ゲート型のMOSトランジスタである複数の第3メモリセルをさらに備え、
 前記第1メモリセルと前記複数の第3メモリセルのドレインは、ビット線に共通に接続されており、
 前記第1メモリセルと前記複数の第3メモリセルのそれぞれのソースは、共通に接続されており、
 前記ビット線と前記第1コンパレータ回路との間に接続されているブロック選択MOSトランジスタをさらに備えることを特徴とする、
請求項6に記載の半導体記憶装置。
The first memory cell is a floating gate type MOS transistor,
A plurality of third memory cells which are floating gate type MOS transistors;
Drains of the first memory cell and the plurality of third memory cells are commonly connected to a bit line;
Sources of the first memory cell and the plurality of third memory cells are commonly connected,
A block selection MOS transistor connected between the bit line and the first comparator circuit;
The semiconductor memory device according to claim 6.
 前記ブロック選択MOSトランジスタと前記第1コンパレータ回路との間に接続されている、列選択MOSトランジスタをさらに備えることを特徴とする、請求項14に記載の半導体記憶装置。 15. The semiconductor memory device according to claim 14, further comprising a column selection MOS transistor connected between said block selection MOS transistor and said first comparator circuit.  内部的にブースト処理された、ブースト電圧を供給されるビット線電圧制御端子と、
 ビット線と、
 前記ビット線と前記ビット線電圧制御端子との間に接続されているヒューズと、
 前記ビット線に接続され、内部にデータを格納し、前記ブースト電圧を入力されることによりプログラムされる、メモリセルと、
を備えることを特徴とする、半導体記憶装置。
A bit line voltage control terminal that is internally boosted and supplied with a boost voltage;
Bit lines,
A fuse connected between the bit line and the bit line voltage control terminal;
A memory cell connected to the bit line for storing data therein and being programmed by receiving the boost voltage;
A semiconductor memory device comprising:
 ビット線電圧制御端子と、
 ビット線と、
 前記ビット線と、前記ビット線電圧制御端子との間に接続されているヒューズと、
 前記ビット線に接続され、内部にデータを格納し、電荷を蓄える浮遊ゲートとワード線に接続されている制御ゲートを有し、前記浮遊ゲートに電荷を注入されることによってプログラムされる不揮発性半導体メモリセルと、
を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A bit line voltage control terminal,
Bit lines,
A fuse connected between the bit line and the bit line voltage control terminal;
A non-volatile semiconductor, having a floating gate connected to the bit line for storing data therein and storing electric charges, and a control gate connected to a word line, and programmed by injecting electric charges into the floating gate; A memory cell,
A nonvolatile semiconductor memory device comprising:
 前記不揮発性半導体メモリセルは、NAND型EEPROMセルであることを特徴とする、請求項17に記載の不揮発性半導体記憶装置。 18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, wherein the nonvolatile semiconductor memory cell is a NAND EEPROM cell.  リセット信号に応答して、前記ビット線を放電させるリセットトランジスタをさらに備えることを特徴とする、請求項17に記載の不揮発性半導体記憶装置。 18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a reset transistor for discharging said bit line in response to a reset signal.  内部的にブースト処理された、ブースト電圧を供給されるビット線電圧制御端子と、
 複数のビット線と、
 一端が対応する前記ビット線にそれぞれ接続され、他端同士が共通に接続され、プリチャージ信号を入力されて同時に導通される、複数のスイッチと、
 それぞれ前記ビット線電圧制御端子と前記複数のスイッチの前記他端との間に接続されているヒューズと、
 前記複数のビット線に接続され、内部にデータを格納し、前記ブースト電圧を入力されることによってプログラムされる、複数のメモリセルと、
を有することを特徴とする半導体記憶装置。
A bit line voltage control terminal that is internally boosted and supplied with a boost voltage;
Multiple bit lines,
A plurality of switches, one ends of which are connected to the corresponding bit lines, the other ends are connected in common, and a precharge signal is input and simultaneously turned on;
Fuses respectively connected between the bit line voltage control terminal and the other ends of the plurality of switches;
A plurality of memory cells connected to the plurality of bit lines, storing data therein, and programmed by receiving the boost voltage;
A semiconductor memory device comprising:
 前記メモリセルは、NAND型EEPROMセルであることを特徴とする、請求項16又は20に記載の半導体記憶装置。 21. The semiconductor memory device according to claim 16, wherein the memory cell is a NAND type EEPROM cell.  リセット信号に応答して、前記複数のビット線を放電させる複数のリセットトランジスタをさらに備えることを特徴とする、請求項16又は20に記載の半導体記憶装置。 21. The semiconductor memory device according to claim 16, further comprising a plurality of reset transistors for discharging said plurality of bit lines in response to a reset signal.  ビット線電圧制御端子と、
 複数のビット線と、
 一端が対応する前記ビット線にそれぞれ接続され、他端が共通に接続され、プリチャージ信号を入力されて同時に導通される、複数のスイッチと、
 それぞれ前記ビット線電圧制御端子と前記複数のスイッチの前記他端との間に接続されているヒューズと、
 前記複数のビット線に接続され、内部にデータを格納し、電荷を蓄える浮遊ゲートとワード線に接続されている制御ゲートを有し、前記浮遊ゲートに電荷を注入されることによってプログラムされる、不揮発性半導体メモリセルと、
を備えることを特徴とする、不揮発性半導体記憶装置。
A bit line voltage control terminal,
Multiple bit lines,
A plurality of switches, one end of which is connected to the corresponding bit line, the other end is connected in common, and a precharge signal is input and simultaneously turned on;
Fuses respectively connected between the bit line voltage control terminal and the other ends of the plurality of switches;
A floating gate that is connected to the plurality of bit lines, stores data therein, stores a charge, and has a control gate connected to a word line, and is programmed by injecting a charge into the floating gate. A non-volatile semiconductor memory cell;
A nonvolatile semiconductor memory device comprising:
 前記不揮発性半導体メモリセルは、NAND型EEPROMセルであることを特徴とする、請求項23に記載の不揮発性半導体記憶装置。 24. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 23, wherein said nonvolatile semiconductor memory cell is a NAND type EEPROM cell.  リセット信号に応答して、前記複数のビット線を放電させる複数のリセットトランジスタをさらに備えることを特徴とする、請求項23に記載の不揮発性半導体記憶装置。 24. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 23, further comprising a plurality of reset transistors for discharging said plurality of bit lines in response to a reset signal.  複数のビット線と、
 複数のワード線と、
 それぞれが浮遊ゲート型MOSトランジスタである複数の不揮発性半導体メモリセルを有する、不揮発性半導体メモリセルアレイと、
 それぞれが前記複数のビット線の内の対応する1つに接続され、前記複数のメモリセルから読み出されたデータを格納する、複数のデータラッチ回路と、
 前記データラッチ回路に格納されている前記データのエラー修正を行い、且つ修正データを生成し出力するエラーコレクト回路(ECC)と、
を備えることを特徴とする、半導体記憶システム。
Multiple bit lines,
Multiple word lines,
A nonvolatile semiconductor memory cell array having a plurality of nonvolatile semiconductor memory cells each being a floating gate type MOS transistor;
A plurality of data latch circuits each connected to a corresponding one of the plurality of bit lines and storing data read from the plurality of memory cells;
An error correction circuit (ECC) for performing error correction on the data stored in the data latch circuit, and generating and outputting corrected data;
A semiconductor storage system comprising:
 前記エラーコレクト回路(ECC)は、前記データラッチ回路に格納されている前記データ内の故障ビット数をカウントし、前記故障ビット数が所定の数より小さいときには前記コレクトデータを生成し出力することを特徴とする、請求項26に記載の半導体記憶システム。 The error correct circuit (ECC) counts the number of failed bits in the data stored in the data latch circuit, and generates and outputs the collect data when the number of failed bits is smaller than a predetermined number. 27. The semiconductor storage system according to claim 26, wherein the semiconductor storage system is characterized in that:  前記エラーコレクト回路(ECC)は、前記データラッチ回路に格納されている前記データ内の故障ビット数をカウントし、前記故障ビット数が所定の数より大きいときにはアラーム信号を出力することを特徴とする、請求項26に記載の半導体記憶システム。 The error correction circuit (ECC) counts the number of failed bits in the data stored in the data latch circuit, and outputs an alarm signal when the number of failed bits is larger than a predetermined number. 27. The semiconductor storage system according to claim 26.  前記エラーコレクト回路(ECC)は、前記データラッチ回路に格納されている前記データ内の故障ビット数をカウントすることを特徴とする、請求項26に記載の半導体記憶システム。 27. The semiconductor memory system according to claim 26, wherein the error correction circuit (ECC) counts the number of failed bits in the data stored in the data latch circuit.  前記複数のビット線と、前記複数のワード線と、前記不揮発性半導体メモリセルアレイと、前記複数のデータラッチ回路と、前記エラーコレクト回路(ECC)とにより、チップを構成することを特徴とする、請求項26に記載の半導体記憶システム。 A chip is constituted by the plurality of bit lines, the plurality of word lines, the nonvolatile semiconductor memory cell array, the plurality of data latch circuits, and the error correct circuit (ECC). The semiconductor storage system according to claim 26.
JP2003338529A 1991-12-19 2003-09-29 Nonvolatile semiconductor memory device Expired - Fee Related JP3883534B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003338529A JP3883534B2 (en) 1991-12-19 2003-09-29 Nonvolatile semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35487191 1991-12-19
JP34320091 1991-12-25
JP8608292 1992-03-10
JP10583192 1992-03-31
JP7794692 1992-03-31
JP17569392 1992-07-02
JP2003338529A JP3883534B2 (en) 1991-12-19 2003-09-29 Nonvolatile semiconductor memory device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001035052A Division JP3495337B2 (en) 1991-12-19 2001-02-13 Memory verify circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004095168A true JP2004095168A (en) 2004-03-25
JP3883534B2 JP3883534B2 (en) 2007-02-21

Family

ID=32074866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003338529A Expired - Fee Related JP3883534B2 (en) 1991-12-19 2003-09-29 Nonvolatile semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3883534B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011070768A (en) * 2011-01-12 2011-04-07 Renesas Electronics Corp Writing method for nonvolatile semiconductor memory device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58137193A (en) * 1982-02-10 1983-08-15 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JPS59110096A (en) * 1982-12-13 1984-06-25 Mitsubishi Electric Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JPS626494A (en) * 1985-03-18 1987-01-13 Nec Corp Semiconductor storage device
JPS63285800A (en) * 1987-05-19 1988-11-22 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device
JPH0287394A (en) * 1988-09-21 1990-03-28 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor storage device
JPH02146185A (en) * 1988-11-28 1990-06-05 Nec Corp Semiconductor memory
JPH02292798A (en) * 1989-04-13 1990-12-04 Sundisk Corp Flash eeprom system
JPH03242898A (en) * 1990-02-21 1991-10-29 Sharp Corp Sense-amplifier circuit
JPH03286495A (en) * 1990-03-30 1991-12-17 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device with built-in cache
JPH03286497A (en) * 1990-03-31 1991-12-17 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58137193A (en) * 1982-02-10 1983-08-15 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JPS59110096A (en) * 1982-12-13 1984-06-25 Mitsubishi Electric Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JPS626494A (en) * 1985-03-18 1987-01-13 Nec Corp Semiconductor storage device
JPS63285800A (en) * 1987-05-19 1988-11-22 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device
JPH0287394A (en) * 1988-09-21 1990-03-28 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor storage device
JPH02146185A (en) * 1988-11-28 1990-06-05 Nec Corp Semiconductor memory
JPH02292798A (en) * 1989-04-13 1990-12-04 Sundisk Corp Flash eeprom system
JPH03242898A (en) * 1990-02-21 1991-10-29 Sharp Corp Sense-amplifier circuit
JPH03286495A (en) * 1990-03-30 1991-12-17 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device with built-in cache
JPH03286497A (en) * 1990-03-31 1991-12-17 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011070768A (en) * 2011-01-12 2011-04-07 Renesas Electronics Corp Writing method for nonvolatile semiconductor memory device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3883534B2 (en) 2007-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5546351A (en) Non-volatile semiconductor memory device and memory system using the same
JP2647321B2 (en) Nonvolatile semiconductor storage device and storage system using the same
US7139201B2 (en) Non-volatile semiconductor memory device and memory system using the same
JP4703148B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US8031525B2 (en) Flash memory device and program method thereof
EP1107121A2 (en) Non-volatile semiconductor memory with programmable latches
JPH0785684A (en) Non-volatile semiconductor memory
US5761122A (en) Semiconductor memory device with program/erase verification
KR20130024304A (en) Semiconductor memory device and method of operating the same
JP3495337B2 (en) Memory verify circuit
JP3749891B2 (en) Storage system
JP3906190B2 (en) Flash memory system and error correction method
JP3207354B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3883534B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3382151B2 (en) Memory system and storage system
JP3474856B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3474857B2 (en) Method of changing memory state of memory cell and nonvolatile semiconductor memory device
JP2001266583A (en) Non-volatile semiconductor memory
JPH08306196A (en) Non-volatile semiconductor memory
KR960001324B1 (en) Non-volatile semiconductor memory device, the memory
JP4927164B2 (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061114

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121124

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees