JP2004158052A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に不揮発性半導体記憶装置に関し、詳しくは読み出し時に電流比較によりデータ判定を行う不揮発性半導体記憶装置に関する。
【従来の技術】
フラッシュメモリでは、所定の一纏まりの領域(セクタ)内の複数のセルを一括して消去するので、同一セクタ内にある複数セルの閾値は、消去後において同一の閾値とはならずある程度の分布を有することになる。消去状態によっては、幾つかのセルについて閾値が0以下になる(過消去状態)になる場合がある。読み出し動作において選択されたビット線上に過消去セルが存在する場合、この過消去セルのワード線が非選択であっても、閾値が0以下であるために過消去セルに電流が流れてしまう。このため実際に選択されたセルの電流を正しく検出することが出来ずに、データの読み出しを誤る可能性がある。
【0002】
従来の読み出し方法では、リファレンスセルの閾値を消去セルの閾値と書き込みセルの閾値との間に設定し、このリファレンスセルと読み出しセルとに同一のワード線電位を印加して、これら2つのセルに流れる電流を比較する。読み出しセルの電流がリファレンスセルの電流よりも多ければ消去データ“1”であり、読み出しセルの電流がリファレンスセルの電流よりも少なければ書き込みデータ“0”としてデータ判定を行う。この際、選択ワード線の電位が高いほど、読み出しセル及びリファレンスセルを流れる電流量は多くなる。
【0003】
図1は、読み出しセル電流とリファレンスセル電流との関係を示す図である。
【0004】
図1に示されるように、読み出しセルの電流に過消去セルのリーク電流が加算されると、リファレンスセルの電流と比較する対象の電流値がリーク電流の分だけ増えることになる。従って選択ワード線の電位が低い場合(図1の例では3.4V以下の場合)には、読み出し対象セルが書き込みセルであっても、リーク電流がリファレンスセルを流れる電流よりも多くなり、消去データ“1”として判定されてしまう。
【0005】
しかし上記のように、選択ワード線の電位が高いほど読み出しセル及びリファレンスセルを流れる電流量は多くなるので、選択ワード線の電位を高くすれば(図1の例では3.4V以上)、書き込みセル電流とリーク電流との和がリファレンスセルを流れる電流よりも常に少なくなり、書き込みデータ“0”として正しく認識することができる。この正しくデータ判定するための選択ワード線の電位は、リーク電流が大きくなるほど高くなる。
【0006】
但し、書き込みセル電流とリファレンスセル電流との差よりもリーク電流が大きくなってしまうと、ワード線電位に関わらず読み出しが出来なくなる。従って書き込み動作において、書き込みセルの閾値は充分に大きく設定される必要がある。
【0007】
なおデータ読出のための基準セルを備える必要がなく、電源電圧の大きさによってデータ読出特性が左右されることもない不揮発性半導体記憶装置を提供する従来技術がある(特許文献1)。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−39884号公報
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の読み出し方法では、過消去の非選択セルによるリーク電流の影響によって、正常に読み出せる書き込みセルの閾値の条件が厳しくなってしまう。またリーク電流の影響による誤判定をなくすためには、読み出し時の選択ワード線を高い電位に上げる必要があり、このためにワード線を昇圧するための回路(ブースター)が特別に必要になってしまう。これにより回路規模が増大し、コスト増大を招いてしまう。
【0009】
以上を鑑みて本発明は、リーク電流が存在する場合であっても問題なくデータ読み出しが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【0010】
また読み出し時の選択ワード線電位を昇圧するブースター回路が不要な不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明による不揮発性半導体記憶装置は、不揮発性である複数のメモリセルと、該複数のメモリセルが接続されるビット線と、該複数のメモリセルに接続される複数のワード線と、該複数のワード線の何れも活性化しない状態で該ビット線を流れる第1の電流を検出し、該複数のワード線の1本を選択活性化した状態で該ビット線を流れる第2の電流を検出し、該第1の電流の値及び所定のオフセットの値の和と該第2の電流の値との大小関係によりデータ判定をするセンスアンプ回路を含むことを特徴とする。
【0011】
上記不揮発性半導体記憶装置においては、比較対象の2つの値は両方ともリーク電流を含むので、リーク電流の大小に関わらずリーク電流が相殺され、確実なデータ判定を行うことが出来る。またリファレンスセルを読み出し基準電位生成のために必要としないので、回路規模を小さくしてコスト削減を図ることが出来る。また更に、読み出し時の選択ワード線の電位を昇圧する必要が無いので、読み出しワード専用の昇圧回路が必要なく、回路規模を小さくしてコスト削減を図ることが出来る。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【0012】
図2は、本発明による読み出し動作について説明するための図である。
【0013】
本発明においては、読み出し時のデータ判定においてリファレンスセルは使用しない。従って図2においてリファレンス電流は示されていない。リファレンスセルを流れる電流の代わりに、本発明においては、過消去セルを流れるリーク電流にオフセットを加えた電流を比較対象の電流として用いる。。図2の例においてリーク電流は10μAであり、このリーク電流にオフセットを加えた“リーク電流+オフセット”は、10μAよりも大きい一定電流となる。
【0014】
読み出し対象のセルの電流とリーク電流との和が、“リーク電流+オフセット”よりも大きければ、消去データ“1”としてデータ判定する。読み出し対象が消去セルの場合、読み出し対象のセルの電流とリーク電流との和が“リーク電流+オフセット”よりも大きくなるのは、図示の点Aよりも図面右側である。従って、ワード線電圧は、点Aに対応する2.3V以上である必要がある。
【0015】
読み出し対象のセルの電流とリーク電流との和が、“リーク電流+オフセット”よりも小さければ、書き込みデータ“0”としてデータ判定する。読み出し対象が書き込みセルの場合、読み出し対象のセルの電流とリーク電流との和が“リーク電流+オフセット”よりも小さくなるのは、図示の点Bよりも図面左側である。従って、ワード線電圧は、点Bに対応する4.3V以下である必要がある。
【0016】
従って、図1の例においては、ワード線電位を2.3Vから4.3Vの間に設定することで、リーク電流の存在に関わらず正常なデータ読み出しを行うことが出来る。従って例えばワード線電位を3.0Vに設定すればよく、外部電源電圧が3.0Vであるとすれば、従来のようなワード線昇圧のためのブースター回路が不要になる。
【0017】
図3は、本発明による不揮発性半導体記憶装置の構成の一例を示す図である。
【0018】
図3の不揮発性半導体記憶装置10は、制御回路11、入出力バッファ12、アドレスバッファ13、ローデコーダ14、コラムデコーダ15、セルアレイ16、カスコード/センスアンプ17、書き込み/消去回路18、及びコマンドレジスタ19を含む。
【0019】
制御回路11は、コマンドレジスタ19を介してコマンド信号を外部から受け取ると共に、アドレスバッファ13を介してアドレス信号を外部から受け取る。また更に制御回路11は、ライトイネーブル信号及びチップイネーブル信号等の制御信号とデータ信号とを外部から受け取る。制御回路11は、これらの信号に基づいてステートマシンとして動作し、不揮発性半導体記憶装置10の各部の動作を制御する。
【0020】
入出力バッファ12は、外部からデータ信号を受け取り、受け取ったデータをカスコード/センスアンプ17に供給する。アドレスバッファ13は、外部から供給されるアドレス信号を受け取りラッチすると共に、受け取ったアドレス信号をローデコーダ14、コラムデコーダ15、及び制御回路11に供給する。ローデコーダ14は、アドレスバッファ13から供給されたアドレスをデコードして、セルアレイ16に設けられたワード線をデコード結果に応じて活性化させる。コラムデコーダ15は、アドレスバッファ13から供給されたアドレスをデコードし、デコード結果に基づいて、セルアレイ16のビット線のデータを選択的に読み出してカスコード/センスアンプ17に供給する。
【0021】
セルアレイ16は、メモリセルトランジスタの配列、ワード線、ビット線等を含み、各メモリセルトランジスタにデータを記憶する。データ読み出し時には、活性化ワード線で指定されるメモリセルからのデータが、ビット線に読み出される。プログラム或いはイレーズ時には、ワード線及びビット線をそれぞれの動作に応じた適当な電位に設定することで、メモリセルに対する電荷注入或いは電荷抜き取りの動作を実行する。
【0022】
カスコード/センスアンプ17は、コラムデコーダ15及びローデコーダ14による位置選択に応じてセルアレイ16から供給される電流を受け取り、リーク電流とオフセットとの和を基準として、読み出しデータが0であるか1であるかの判定を行う。判定結果は読み出しデータとして、入出力バッファ12に供給される。またプログラム動作(書き込み動作)及びイレーズ動作(消去動作)に伴うベリファイ動作についても、読み出し動作の場合と同様にして実行することが出来る。
【0023】
書き込み/消去回路18は、制御回路11の制御の下に動作し、プログラム電圧(プログラム用の昇圧電圧)を生成する。このプログラム電圧を使用してローデコーダ14及びコラムデコーダ15を駆動することにより、カスコード/センスアンプ17に入出力バッファ12から供給される書き込みデータに応じてセルアレイ16に対するデータ書き込み動作を実行する。書き込み/消去回路18は更に、イレーズ動作時にワード線及びビット線に印加する消去電圧を生成し、この電圧に基づいてセルアレイ16に対するセクタ単位の消去動作を実行する。
【0024】
図3の不揮発性半導体記憶装置10においては、データ読み出し時にローデコーダ14が選択活性化するワード線の電位について、これを昇圧する昇圧回路(ブースター)が設けられていない。また読み出し時に読み出しデータと比較対象となるリファレンスセル回路が設けられていない。
【0025】
図4は、セルアレイ16及びコラムデコーダ15の構成の一例を示す図である。
【0026】
図4においてメモリセルトランジスタ21が縦横に配置され、横方向一列分のメモリセルトランジスタ21が、ワード線WL0乃至WL1のうちの対応する一本に共通に接続される。ワード線は各メモリセルトランジスタ21にゲート電圧を供給する。各メモリセルトランジスタ21のソース端子は、トランジスタ25を介してグランド電位に接続される。
【0027】
ワード線が選択活性化されると、そのワード線に接続されるメモリセルトランジスタ21において、ビット線BL(p)_0、BL(p)_1、・・・に接続されるドレイン端子からソース端子に電流が流れる。この電流量は“0”又は“1”のデータ値に応じた量である。また選択活性化されていないワード線に接続されるメモリセルトランジスタ21であっても、これが過消去セルである場合には、ビット線からグランドに向けてリーク電流が流れる。
【0028】
ビット線BL(p)_0、BL(p)_1、・・・は、指定コラムアドレスに応じて選択的に導通される複数のトランジスタ23及び24により、カスコード/センスアンプ17に選択的に接続される。具体的には、カスコード/センスアンプ17から供給される電流が選択ビット線を介して読み出しセルに流れることで、電流信号DATACELLがカスコード/センスアンプ17に供給されることになる。
【0029】
図5は、カスコード/センスアンプ17の一部の構成の一例を示す図である。図5に示されるのは、カスコード/センスアンプ17のうちのプリセンスアンプ部分である。
【0030】
プリセンスアンプ30は、メモリセルに流れる電流を電圧に変換する回路であり、PMOSトランジスタ31及び32とNMOSトランジスタ33乃至39とを含む。信号PDは、読み出し動作時にLOWである信号である。また信号ATDは、アドレスの変化に応答して読み出し動作開始直後にリーク電流とオフセット電流の和を検出するためにHIGHになる信号である。
【0031】
アドレス信号が変化し、読み出し動作開始直後、図4のワード線が全て非選択でありリーク電流のみが流れる状態とする。これにより、電流信号DATACELLとして、電流が図5のノードNから図4のビット線に向けて流れる。このとき、アドレスの変化に応じて生成された信号ATDがHIGHとされ、上記電流信号DATACELLに加え更に所定量の電流が、トランジスタ38及び39を介してノードNからグランド電位に向けて流れる。この両方の電流の和が、図5の回路によって電流値から電圧値へと変換され、電圧信号SAINとして出力される。即ち、“リーク電流+オフセット”の電流量に対応する電圧が電圧信号SAINとして出力される。
【0032】
その後、図4においてワード線を選択活性化し読み出しセルの電流(及びリーク電流)が流れる状態とする。これにより、電流信号DATACELLとして、電流が図5のノードNから図4のビット線に向けて流れる。このとき信号ATDはLOWとされており、上記電流信号DATACELLだけがノードNを介して流れる電流となる。この電流が図5の回路によって電流値から電圧値へと変換され、電圧信号SAINとして出力される。即ち、“読み出しセル電流+リーク電流”の電流量に対応する電圧が電圧信号SAINとして出力される。
【0033】
図6は、カスコード/センスアンプ17の一部の構成の一例を示す図である。図5に示されるのは、カスコード/センスアンプ17のうちのセンスアンプ部分である。このセンスアンプ部分によって、“リーク電流+オフセット電流”の電流量に対応する電圧と、“読み出しセル電流+リーク電流”の電流量に対応する電圧とを比較して、“0”或いは“1”のデータ判定を行う。
【0034】
図6のセンスアンプ40は、PMOSトランジスタ41乃至46、NMOSトランジスタ47乃至56、及びキャパシタ57を含む。
【0035】
読み出し動作直後に、“リーク電流+オフセット電流”の電流量に対応する電圧信号SAINが、プリセンスアンプ30から供給される。このとき信号ATDはHIGHであるので、電圧信号SAINの電圧はトランジスタ47を介してキャパシタ57に蓄えられる。その後、“読み出しセル電流+リーク電流”の電流量に対応する電圧信号SAINがプリセンスアンプ30から供給されると、このとき信号ATDはLOWであり信号ATDEQはHIGHとなっている。従って、電圧信号SAINの電圧は、トランジスタ48を介してトランジスタ52のゲート端子に供給される。またこの時、キャパシタ57に蓄積されている“リーク電流+オフセット電流”の電流量に対応する電圧は、トランジスタ51のゲート端子に供給される。
【0036】
PMOSトランジスタ41及び42とNMOSトランジスタ51及び52とは、差動増幅器を構成しており、トランジスタ51のゲート端子電圧とトランジスタ52のゲート端子電圧との差を検出して増幅する機能を有する。トランジスタ49及び50はリセット用に設けられており、信号RSTがHIGHになるとキャパシタ57に蓄積された電荷が放電される。
【0037】
上記差動増幅器か検出した比較結果は、PMOSトランジスタ45及びNMOSトランジスタ53が構成するインバータを介して、データ信号SODATAとして出力される。このデータ信号SODATAは、図3の入出力バッファ12を介して、不揮発性半導体記憶装置10の外部に出力される。
【0038】
以上のようにして、プリセンスアンプ30においてリーク電流とオフセット電流との和に対応する電圧を生成し、この電圧をセンスアンプ40のキャパシタ57に保持し、更にプリセンスアンプ30において読み出しセル電流とリーク電流との和に対応する電圧を生成し、この電圧とキャパシタ57に保持される電圧とを比較してデータ判定を行う。即ち、“読み出しセル電流+リーク電流”と“リーク電流+オフセット電流”との比較に基づいたデータ判定が可能になる。
【0039】
このとき比較対象の2つの電流は両方ともリーク電流を含むので、リーク電流の大小に関わらずリーク電流が相殺され、確実なデータ判定を行うことが出来る。またリファレンスセルを読み出し基準電位生成のために必要としないので、回路規模を小さくしてコスト削減を図ることが出来る。また更に、読み出し時の選択ワード線の電位を昇圧する必要が無いので、読み出しワード専用の昇圧回路が必要なく、回路規模を小さくしてコスト削減を図ることが出来る。
【0040】
図7は、本発明によるデータ読み出し動作を説明するためのタイミング図である。
【0041】
まず信号RSTをHIGHにすることによって、図6のトランジスタ49及び50を導通させ、キャパシタ57の電圧保持端であるトランジスタ51のゲート端子と、トランジスタ52のゲート端子とを接地してリセットする。その後信号RSTをLOWに戻し、信号ATDがHIGHとなっている期間にビット線選択を行う。このときまだワード線は選択活性化されていない。この状態で、選択ビット線から過消去セルを介してリーク電流が流れ、“リーク電流+オフセット電流”に対応する電圧がキャパシタ57に保持される。その後、信号ATDをLOWに戻すと共に信号ATDEQをHIGHにし、またワード線を選択活性化することで読み出しメモリセルの電流を選択ビット線に流す。これにより“読み出しセル電流+リーク電流”に対応する電圧が得られ、この電圧とキャパシタ57の保持電圧とを比較することにより、判定データSODATAとして有効な読み出しデータが得られる。なお上記信号RST、信号ATD、信号ATDEQ、ワード線活性化、ビット線選択等のタイミングは、図3に示される不揮発性半導体記憶装置10の制御回路11により制御される。
【0042】
上記読み出し方法において、最初に信号ATD及びATDEQを共にHIGHにすることでリファレンス側とデータ側の両方にリファレンスデータを保持した後、信号ATD及びATDEQをそれぞれLOW及びHIGHにしてワード線を選択すると、データ側のレベルをプリチャージする必要が無く高速な読み出しが可能となる。また図6のキャパシタ57は、トランジスタキャパシタ等を用いることにより、小さなチップ面積で実現することが可能である。
【0043】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【発明の効果】
本発明による不揮発性半導体記憶装置においては、比較対象の2つの値は両方ともリーク電流を含むので、リーク電流の大小に関わらずリーク電流が相殺され、確実なデータ判定を行うことが出来る。またリファレンスセルを読み出し基準電位生成のために必要としないので、回路規模を小さくしてコスト削減を図ることが出来る。また更に、読み出し時の選択ワード線の電位を昇圧する必要が無いので、読み出しワード専用の昇圧回路が必要なく、回路規模を小さくしてコスト削減を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】読み出しセル電流とリファレンスセル電流との関係を示す図である。
【図2】本発明による読み出し動作について説明するための図である。
【図3】本発明による不揮発性半導体記憶装置の構成の一例を示す図である。
【図4】セルアレイ及びコラムデコーダの構成の一例を示す図である。
【図5】カスコード/センスアンプの一部の構成の一例を示す図である。
【図6】カスコード/センスアンプの一部の構成の一例を示す図である。
【図7】本発明によるデータ読み出し動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
11 制御回路
12 入出力バッファ
13 アドレスバッファ
14 ローデコーダ
15 コラムデコーダ
16 セルアレイ
17 カスコード/センスアンプ
18 書き込み/消去回路
19 コマンドレジスタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a nonvolatile semiconductor memory device that performs data determination by comparing currents at the time of reading.
[Prior art]
In a flash memory, a plurality of cells in a predetermined group of areas (sectors) are collectively erased. Therefore, the threshold values of a plurality of cells in the same sector do not become the same threshold value after erasing, and a certain degree of distribution is obtained. Will have. Depending on the erased state, the threshold of some cells may be 0 or less (over-erased state). When an over-erased cell exists on the bit line selected in the read operation, even if the word line of the over-erased cell is not selected, a current flows through the over-erased cell because the threshold value is 0 or less. For this reason, the current of the actually selected cell cannot be correctly detected, and there is a possibility that data reading is erroneously performed.
[0002]
In the conventional reading method, the threshold value of the reference cell is set between the threshold value of the erasing cell and the threshold value of the writing cell, and the same word line potential is applied to the reference cell and the reading cell. Compare the flowing current. When the current of the read cell is larger than the current of the reference cell, the erase data is “1”. When the current of the read cell is smaller than the current of the reference cell, the data is determined as the write data “0”. At this time, the higher the potential of the selected word line, the larger the amount of current flowing through the read cell and the reference cell.
[0003]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a read cell current and a reference cell current.
[0004]
As shown in FIG. 1, when the leak current of the over-erased cell is added to the current of the read cell, the current value to be compared with the current of the reference cell increases by the leak current. Therefore, when the potential of the selected word line is low (in the example of FIG. 1, 3.4 V or less), even if the read target cell is a write cell, the leak current is larger than the current flowing through the reference cell, and the erase operation is performed. It is determined as data “1”.
[0005]
However, as described above, the higher the potential of the selected word line, the greater the amount of current flowing through the read cell and the reference cell. Therefore, if the potential of the selected word line is increased (3.4 V or more in the example of FIG. 1), the write operation is performed. The sum of the cell current and the leak current is always smaller than the current flowing through the reference cell, and can be correctly recognized as write data “0”. The potential of the selected word line for correctly determining data increases as the leak current increases.
[0006]
However, if the leak current is larger than the difference between the write cell current and the reference cell current, reading cannot be performed regardless of the word line potential. Therefore, in the write operation, the threshold value of the write cell needs to be set sufficiently large.
[0007]
There is a related art that provides a nonvolatile semiconductor memory device which does not need to include a reference cell for data reading and whose data reading characteristics are not affected by the magnitude of a power supply voltage (Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-11-39884 [Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional read method, the condition of the threshold value of the write cell that can be read normally becomes strict due to the influence of the leak current caused by the over-erased non-selected cells. In order to eliminate the erroneous determination due to the influence of the leak current, it is necessary to raise the selected word line at the time of reading to a high potential. Therefore, a circuit (a booster) for boosting the word line is specially required. I will. This leads to an increase in the circuit scale and an increase in cost.
[0009]
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can read data without any problem even when a leak current exists.
[0010]
It is another object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device which does not require a booster circuit for boosting the potential of a selected word line at the time of reading.
[Means for Solving the Problems]
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of nonvolatile memory cells, a bit line connected to the plurality of memory cells, a plurality of word lines connected to the plurality of memory cells, The first current flowing through the bit line is detected in a state where none of the word lines are activated, and the second current flowing through the bit line is detected while one of the plurality of word lines is selectively activated. And a sense amplifier circuit for determining data based on the magnitude relationship between the sum of the first current value and the predetermined offset value and the second current value.
[0011]
In the above-described nonvolatile semiconductor memory device, since the two values to be compared both include the leak current, the leak current is canceled regardless of the magnitude of the leak current, and the data can be reliably determined. Further, since a reference cell is not required for reading and generating a reference potential, the circuit scale can be reduced and cost can be reduced. Further, since there is no need to boost the potential of the selected word line at the time of reading, a boosting circuit dedicated to the read word is not required, and the circuit size can be reduced and cost can be reduced.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 2 is a diagram for explaining a read operation according to the present invention.
[0013]
In the present invention, the reference cell is not used in the data determination at the time of reading. Therefore, the reference current is not shown in FIG. Instead of the current flowing through the reference cell, in the present invention, a current obtained by adding an offset to the leak current flowing through the overerased cell is used as the current to be compared. . In the example of FIG. 2, the leak current is 10 μA, and “leak current + offset” obtained by adding an offset to the leak current is a constant current larger than 10 μA.
[0014]
If the sum of the current of the cell to be read and the leak current is larger than “leak current + offset”, data is determined as erase data “1”. When the read target is an erased cell, the sum of the current of the read target cell and the leak current becomes larger than “leak current + offset” on the right side of the drawing in FIG. Therefore, the word line voltage needs to be 2.3 V or more corresponding to the point A.
[0015]
If the sum of the current of the cell to be read and the leak current is smaller than “leak current + offset”, the data is determined as write data “0”. When the read target is a write cell, the sum of the current of the read target cell and the leak current becomes smaller than “leak current + offset” on the left side of the drawing from point B in the drawing. Therefore, the word line voltage needs to be 4.3 V or less corresponding to the point B.
[0016]
Therefore, in the example of FIG. 1, by setting the word line potential between 2.3 V and 4.3 V, normal data reading can be performed regardless of the presence of a leak current. Therefore, for example, the word line potential may be set to 3.0 V, and if the external power supply voltage is 3.0 V, a conventional booster circuit for boosting the word line becomes unnecessary.
[0017]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
[0018]
3 includes a
[0019]
The
[0020]
The input /
[0021]
The
[0022]
The cascode / sense amplifier 17 receives the current supplied from the
[0023]
The write / erase
[0024]
In the nonvolatile
[0025]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
[0026]
In FIG. 4,
[0027]
When the word line is selectively activated, in the
[0028]
The bit lines BL (p) _0, BL (p) _1,... Are selectively connected to the cascode / sense amplifier 17 by a plurality of
[0029]
FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration of a part of the cascode / sense amplifier 17. FIG. 5 shows a pre-sense amplifier portion of the cascode / sense amplifier 17.
[0030]
The
[0031]
Immediately after the address signal changes and the read operation starts, all the word lines in FIG. 4 are not selected and only the leak current flows. As a result, a current flows from the node N in FIG. 5 to the bit line in FIG. 4 as the current signal DATACELL. At this time, the signal ATD generated according to the change in the address is set to HIGH, and a predetermined amount of current flows from the node N to the ground potential via the
[0032]
After that, in FIG. 4, the word line is selectively activated, and a current (and a leak current) of the read cell flows. As a result, a current flows from the node N in FIG. 5 to the bit line in FIG. 4 as the current signal DATACELL. At this time, the signal ATD is LOW, and only the current signal DATACELL becomes a current flowing through the node N. This current is converted from a current value to a voltage value by the circuit of FIG. 5 and output as a voltage signal SAIN. That is, a voltage corresponding to the amount of “read cell current + leakage current” is output as the voltage signal SAIN.
[0033]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a part of the cascode / sense amplifier 17. FIG. 5 shows the sense amplifier portion of the cascode / sense amplifier 17. The sense amplifier portion compares the voltage corresponding to the amount of “leak current + offset current” with the voltage corresponding to the amount of “read cell current + leak current”, and determines “0” or “1”. Of data is determined.
[0034]
The sense amplifier 40 of FIG. 6 includes
[0035]
Immediately after the read operation, a voltage signal SAIN corresponding to the amount of “leak current + offset current” is supplied from the
[0036]
The
[0037]
The comparison result detected by the differential amplifier is output as the data signal SODATA via the inverter formed by the PMOS transistor 45 and the
[0038]
As described above, a voltage corresponding to the sum of the leak current and the offset current is generated in the
[0039]
At this time, since the two currents to be compared both include the leak current, the leak current is canceled regardless of the magnitude of the leak current, and the data can be reliably determined. Further, since a reference cell is not required for reading and generating a reference potential, the circuit scale can be reduced and cost can be reduced. Further, since there is no need to boost the potential of the selected word line at the time of reading, a boosting circuit dedicated to the read word is not required, and the circuit size can be reduced and cost can be reduced.
[0040]
FIG. 7 is a timing chart for explaining a data read operation according to the present invention.
[0041]
First, by setting the signal RST to HIGH, the
[0042]
In the above-mentioned reading method, first, the signals ATD and ATDEQ are both set to HIGH to hold the reference data on both the reference side and the data side, and then the signals ATD and ATDEQ are set to LOW and HIGH respectively to select the word line. There is no need to precharge the level on the data side, and high-speed reading can be performed. The
[0043]
As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
【The invention's effect】
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, since the two values to be compared both include the leak current, the leak current is canceled regardless of the magnitude of the leak current, and the data can be reliably determined. Further, since a reference cell is not required for reading and generating a reference potential, the circuit scale can be reduced and cost can be reduced. Further, since there is no need to boost the potential of the selected word line at the time of reading, there is no need for a boosting circuit dedicated to the read word, and the circuit scale can be reduced and cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a read cell current and a reference cell current.
FIG. 2 is a diagram for explaining a read operation according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a cell array and a column decoder.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a partial configuration of a cascode / sense amplifier.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a partial configuration of a cascode / sense amplifier.
FIG. 7 is a timing chart for explaining a data read operation according to the present invention;
[Explanation of symbols]
11
Claims (10)
該複数のメモリセルが接続されるビット線と、
該複数のメモリセルに接続される複数のワード線と、
該複数のワード線の何れも活性化しない状態で該ビット線を流れる第1の電流を検出し、該複数のワード線の1本を選択活性化した状態で該ビット線を流れる第2の電流を検出し、該第1の電流の値及び所定のオフセットの値の和と該第2の電流の値との大小関係によりデータ判定をするセンスアンプ回路
を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。A plurality of non-volatile memory cells;
A bit line to which the plurality of memory cells are connected;
A plurality of word lines connected to the plurality of memory cells;
Detecting a first current flowing through the bit line in a state where none of the plurality of word lines are activated, and a second current flowing through the bit line in a state where one of the plurality of word lines is selectively activated; And a sense amplifier circuit for detecting data based on the magnitude relationship between the sum of the first current value and the predetermined offset value and the second current value. apparatus.
該第1の電流と所定の電流との和を検出して第1の電圧に変換すると共に該第2の電流を検出して第2の電圧に変換するプリセンスアンプと、
該第1の電圧と該第2の電圧とを比較する電圧比較回路
を含む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。The sense amplifier circuit includes:
A pre-sense amplifier that detects a sum of the first current and a predetermined current and converts the sum into a first voltage, and detects the second current and converts the same into a second voltage;
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a voltage comparison circuit for comparing said first voltage and said second voltage.
該第1の電圧を保持するキャパシタと、
該キャパシタが保持する電圧と該第2の電圧とを入力とする比較器
を含む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。The voltage comparison circuit is
A capacitor for holding the first voltage;
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a comparator which receives the voltage held by said capacitor and said second voltage.
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ID=32800998
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JP2013214342A (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-17 | Rohm Co Ltd | Semiconductor storage device, on-vehicle equipment, and vehicle |
JP2013222478A (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-28 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Semiconductor memory device and method of controlling semiconductor memory device |
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2002
- 2002-11-01 JP JP2002319913A patent/JP2004158052A/en not_active Withdrawn
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