JP2004303420A - Device having nonvolatile memory - Google Patents

Device having nonvolatile memory Download PDF

Info

Publication number
JP2004303420A
JP2004303420A JP2004222690A JP2004222690A JP2004303420A JP 2004303420 A JP2004303420 A JP 2004303420A JP 2004222690 A JP2004222690 A JP 2004222690A JP 2004222690 A JP2004222690 A JP 2004222690A JP 2004303420 A JP2004303420 A JP 2004303420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
erase
circuit
nonvolatile memory
signal
processor
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.)
Withdrawn
Application number
JP2004222690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Seki
浩一 関
Takeshi Wada
武史 和田
Tadashi Muto
匡志 武藤
Yasuro Kubota
康郎 窪田
Kazuyoshi Shoji
和良 庄司
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.)
Renesas Technology Corp
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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 Renesas Technology Corp, Hitachi ULSI Systems Co Ltd filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2004222690A priority Critical patent/JP2004303420A/en
Publication of JP2004303420A publication Critical patent/JP2004303420A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device having a nonvolatile memory improved in operability. <P>SOLUTION: The device is provided with a bus and a plurality of memories one of which is a nonvolatile memory, a processor and input output terminals. All of them are connected to the bus. The nonvolatile memory receives a plurality of control signals from the processor, executes erase and erase verify operations for the memory cells that are internally specified and automatically conducts erase operations when the erasing is insufficient. Having transmitted erasing signals to the nonvolatile memory, the processor conducts discrimination to determine whether the erasing mode is completed or not based on the information outputted to the bus from the nonvolatile memory. During the period, i.e., after the erase signals are transmitted to the nonvolatile memory and till the erasing mode is completed at the nonvolatile memory, accesses are made to the memories in order to input data from the external through the input output terminals. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、不揮発性メモリを有する装置に関し、特に一括消去型EEPROM(エレクトリカリ・イレーザブル&プログラマブル・リード・オンリー・メモリ)を備えた装置に利用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a device having a non-volatile memory, and more particularly to a technology effective when used in a device having a batch erase EEPROM (electrically erasable & programmable read only memory).

半導体不揮発性記憶装置としては紫外線により記憶情報の消去が可能なEPROM(イレーザブル&プログラマブル・リード・オンリー・メモリ)と、電気的に記憶情報の消去が可能なEEPROMがある。EPROMは、情報を記憶するところのメモリセルの面積が比較的小さいため大記憶容量化に適してはいるが、記憶されている情報を消去するためには、メモリセルに紫外線を照射する必要があり、そのために比較的高価な窓付きのパッケージに封止される。また、プログラマーによって情報の書き込みあるいは書き換えを行うには、新たな情報の書き込み、あるいは書き換え時にEPROMをそれが実装されたシステムから取り外す必要があるなどの問題を有している。   As semiconductor nonvolatile storage devices, there are an EPROM (erasable & programmable read only memory) capable of erasing stored information by ultraviolet rays and an EEPROM capable of electrically erasing stored information. EPROM is suitable for increasing the storage capacity because the area of the memory cell for storing information is relatively small, but it is necessary to irradiate the memory cell with ultraviolet rays in order to erase the stored information. Yes, and are therefore sealed in relatively expensive windowed packages. Further, in order to write or rewrite information by a programmer, there is a problem that it is necessary to remove the EPROM from a system in which the EPROM is mounted when writing or rewriting new information.

一方、EEPROMは、それがシステムに実装された状態で、それの記憶情報を電気的に書き換えることが可能である。しかしながら、EEPROMにあっては、それを構成するメモリセルの面積が比較的大きく、例えばEPROMの約2.5倍から5倍程度と大きい。そのため、EEPROMは、大記憶容量化に適しているとはいい難い。そこで、最近では両者の中間的な半導体不揮発性記憶装置として、電気的一括消去型EEPROMと呼ばれるものが開発されている。電気的一括消去型EEPROMは、チップに形成されたメモリセルの全てを一括して、又はチップに形成されたメモリセルのうち、あるひとまとまりのメモリセル群を一括して電気的に消去する機能を持つ半導体不揮発性記憶装置である。電気的一括消去型EEPROMにおいては、メモリセルの大きさをEPROMのそれ並に小さくできる。   On the other hand, an EEPROM can electrically rewrite stored information in a state where the EEPROM is mounted on a system. However, in an EEPROM, the area of a memory cell constituting the EEPROM is relatively large, for example, about 2.5 to 5 times as large as the EPROM. Therefore, it is difficult to say that the EEPROM is suitable for increasing the storage capacity. Therefore, recently, a so-called electrically erasable EEPROM has been developed as a semiconductor nonvolatile memory device intermediate between the two. The electric batch erasing type EEPROM has a function of collectively erasing all memory cells formed on a chip or a group of memory cells among memory cells formed on a chip. Is a semiconductor nonvolatile memory device having In the electrically erasable EEPROM, the size of the memory cells can be reduced to that of an EPROM.

このような一括消去型EEPROMに関しては、1980年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンス(IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE) の頁152 〜 153、1987年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンス(IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE)の頁76〜77、アイ・イー・イー・イー・ジャーナル オブ ソリッドステート サーキッツ,第23巻第5号(1988年)第1157頁から第1163頁(IEEE,J. Solid-State Cicuits, vol.23(1988) pp.1157-1163)に記載されている。   Regarding such a batch erase type EEPROM, see pages 152 to 153 of the IEEE International Solid-State Circuits Conference (IEE, 1980), and EE (IEEE International Solid State Circuits Conference), 1987. IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE, pages 76-77, IEE Journal of Solid State Circuits, Vol. 23, No. 5, 1988. Pages 1157 to 1163 (IEEE, J. Solid-State Cicuits, vol. 23 (1988) pp. 1157-1163).

図16には、1987年の国際電子デバイス会議(International Electron Device Meeting) において発表された電気的一括消去型EEPROMのメモリセルの断面構造の概要図が示されている。同図のメモリセルは、通常のEPROMのメモリセルとよく似た構造を有している。すなわち、メモリセルは、2層ゲート構造の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下、MOSFET又は単にトランジスタと称する)により構成されている。同図において、8はP型シリコン基板、11は上記シリコン基板8に形成されたP型拡散層、10は上記シリコン基板8に形成された低濃度のN型拡散層、9は上記P型拡散層11及び上記N型拡散層10のそれぞれに形成されたN型拡散層である。また、4は薄い酸化膜7を介して上記P型シリコン基板8上に形成されたフローティングゲート、6は酸化膜7を介して上記フローティングゲート4上に形成されたコントロールゲート、3はドレイン電極、5はソース電極である。すなわち、同図のメモリセルはNチャンネル形の2層ゲート構造のMOSFETにより構成され、このトランジスタに情報が記憶される。ここにおいて、情報は実質的にしきい値電圧の変化としてトランジスタに保持される。   FIG. 16 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a memory cell of an electrically erasable EEPROM which was announced at the International Electron Device Meeting in 1987. The memory cell shown in the figure has a structure very similar to that of a normal EPROM. That is, the memory cell is configured by an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as a MOSFET or simply a transistor) having a two-layer gate structure. In the figure, 8 is a P-type silicon substrate, 11 is a P-type diffusion layer formed on the silicon substrate 8, 10 is a low-concentration N-type diffusion layer formed on the silicon substrate 8, and 9 is the P-type diffusion layer. N-type diffusion layers formed on each of the layer 11 and the N-type diffusion layer 10. 4 is a floating gate formed on the P-type silicon substrate 8 via a thin oxide film 7; 6 is a control gate formed on the floating gate 4 via an oxide film 7; 3 is a drain electrode; 5 is a source electrode. That is, the memory cell shown in the figure is constituted by an N-channel type MOSFET having a two-layer gate structure, and information is stored in this transistor. Here, the information is substantially held in the transistor as a change in the threshold voltage.

以下、特に述べないかぎり、メモリセルにおいて、情報を記憶するトランジスタ(以下、記憶トランジスタと称する)がNチャンネル形の場合について述べる。図16に示されているメモリセルへの情報の書き込み動作は、EPROMのそれと同様である。すなわち、書き込み動作は、ドレイン電極3に接続されたドレイン領域9の近傍で発生させたホットキャリアをフローティングゲート4に注入することにより行われる。この書き込み動作により記憶トランジスタは、そのコントロールゲート6からみたしきい値電圧が、書き込み動作を行わなかった記憶トランジスタに比べ高くなる。   Hereinafter, a case where a transistor for storing information (hereinafter, referred to as a storage transistor) in a memory cell is an N-channel type, unless otherwise specified. The operation of writing information into the memory cells shown in FIG. 16 is similar to that of the EPROM. That is, the write operation is performed by injecting hot carriers generated near the drain region 9 connected to the drain electrode 3 into the floating gate 4. Due to this write operation, the threshold voltage of the storage transistor as viewed from the control gate 6 becomes higher than that of the storage transistor which has not performed the write operation.

一方、消去動作においては、コントロールゲート6を接地し、ソース電極5に高電圧を印加することによりフローティングゲート4とソース電極5に接続されたソース領域9との間に高電界が発生され、薄い酸化膜7を通したトンネル現象を利用してフローティングゲート4に蓄積された電子がソース領域9を介してソース電極5に引き抜かれる。これにより、記憶情報の消去が行われる。すなわち、消去動作により記憶トランジスタはそのコントロールゲート6からみたしきい値電圧が低くなる。読み出し動作におていは、上記メモリセルに対して弱い書き込み、すなわち、フローティングゲート4に対して不所望なキャリアの注入が行われないように、ドレイン電極3及びコントロールゲート6に印加される電圧が比較的低い値に制限される。例えば、1V程度の低電圧がドレイン電極3に印加されるとともに、コントロールゲート6に5V程度の低電圧が印加される。これらの印加電圧によって記憶トランジスタを流れるチャンネル電流の大小を検出することにより、メモリセルに記憶されている情報の“0”,“1”を判定する。   On the other hand, in the erasing operation, when the control gate 6 is grounded and a high voltage is applied to the source electrode 5, a high electric field is generated between the floating gate 4 and the source region 9 connected to the source electrode 5, and a thin electric field is generated. Electrons accumulated in the floating gate 4 are drawn out to the source electrode 5 through the source region 9 by utilizing a tunnel phenomenon through the oxide film 7. Thereby, the stored information is erased. That is, the threshold voltage of the storage transistor as viewed from its control gate 6 is lowered by the erase operation. In the read operation, the voltage applied to the drain electrode 3 and the control gate 6 is set so that weak writing to the memory cell, that is, undesired carrier injection into the floating gate 4 is not performed. Limited to relatively low values. For example, a low voltage of about 1 V is applied to the drain electrode 3 and a low voltage of about 5 V is applied to the control gate 6. By detecting the magnitude of the channel current flowing through the storage transistor based on these applied voltages, “0” and “1” of the information stored in the memory cell are determined.

一般に電気的消去においては、消去を長時間続けると、記憶トランジスタのしきい値電圧は、熱平衡状態での記憶トランジスタのしきい値電圧とは異なり負の値となり得る。これに対して、EPROMのように紫外線で記憶情報の消去を行う場合、消去動作によって変化する記憶トランジスタのしきい値電圧は、その記憶装置を製造した時のしきい値電圧に落ち着く、すなわち、記憶装置を製造するときの製造条件等によって、消去動作後の記憶トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。ところが、記憶情報を電気的に消去する場合においては、フローティングゲートに蓄積された電子をソース電極に引き抜くことにより、記憶情報の消去が行われるため、比較的長い時間、消去動作を続けると、書き込み動作の際にフローティングゲートに注入した電子の量よりも多くの電子が引き抜かれることになる。そのため、電気的消去を比較的長い時間続けると、記憶トランジスタのしきい値電圧は、製造されたときのしきい値電圧とは異なる値になる。言い換えるならば、消去動作が行われた場合、EPROMとは対照的に、製造時の製造条件等によって定まるしきい値電圧に落ち着かない。本発明者らは電気的消去による記憶トランジスタのしきい値電圧の変化を測定した。   In general, in electrical erasing, when erasing is continued for a long time, the threshold voltage of the storage transistor may be a negative value, unlike the threshold voltage of the storage transistor in a thermal equilibrium state. On the other hand, when erasing stored information with ultraviolet rays as in an EPROM, the threshold voltage of the storage transistor, which is changed by the erasing operation, is settled to the threshold voltage when the storage device was manufactured. The threshold voltage of the storage transistor after the erasing operation can be controlled by manufacturing conditions or the like when manufacturing the storage device. However, when the stored information is electrically erased, the stored information is erased by extracting the electrons accumulated in the floating gate to the source electrode. During the operation, more electrons are extracted than the amount of electrons injected into the floating gate. Therefore, when the electrical erasing is continued for a relatively long time, the threshold voltage of the storage transistor becomes a value different from the threshold voltage when manufactured. In other words, when the erasing operation is performed, the threshold voltage is not settled according to the manufacturing conditions at the time of manufacturing, in contrast to the EPROM. The present inventors measured a change in threshold voltage of a storage transistor due to electrical erasure.

図8には、この測定により得られた、消去時間と消去により変化する記憶トランジスタのしきい値電圧との関係が示されている。同図において、横軸は消去時間を、縦軸は記憶トランジスタのしきい値電圧を表しており、Voは実質的にしきい値電圧が零を、+Vths はしきい値電圧が正の電圧を、−Vths はしきい値電圧が負の電圧であることを示している。また、Vthv は製造条件のバラツキ等に起因する、消去後のしきい値電圧のバラツキを示している。この図から、消去が比較的長い時間続けられると、しきい値電圧が負の電圧へと変化していくことが理解されるであろう。   FIG. 8 shows the relationship between the erasing time and the threshold voltage of the storage transistor that changes by erasing, obtained by this measurement. In the figure, the horizontal axis represents the erase time, the vertical axis represents the threshold voltage of the storage transistor, Vo is substantially zero threshold voltage, + Vths is the positive threshold voltage, -Vths indicates that the threshold voltage is a negative voltage. Vthv indicates a variation in the threshold voltage after erasing due to a variation in manufacturing conditions and the like. From this figure, it will be understood that the threshold voltage changes to a negative voltage when erasing is continued for a relatively long time.

また、消去動作によって得られるしきい値電圧は、製造条件のバラツキ等のために、記憶トランジスタ毎に異なることがあることも理解されるであろう。消去時間に従ってしきい値電圧のバラツキが大きくなっていくことも更に同図から理解できるであろう。すなわち、消去時間が長くなるのに従って、2つの記憶トランジスタ間のしきい値電圧の差が大きくなる。上述のように記憶トランジスタのしきい値電圧が負になると読み出し動作に悪影響がでる。   It will also be understood that the threshold voltage obtained by the erasing operation may vary from storage transistor to storage transistor due to variations in manufacturing conditions and the like. It can be further understood from the figure that the variation of the threshold voltage increases with the erasing time. That is, as the erase time becomes longer, the difference between the threshold voltages of the two storage transistors becomes larger. As described above, when the threshold voltage of the storage transistor becomes negative, the read operation is adversely affected.

これを図17を用いて説明する。いま、書き込まれた状態のメモリセル12から記憶情報を読み出す場合を考える。同図の17は、センスアンプを表す。メモリセル12を選択状態にするために、それが結合されたワード線13には、読み出し動作時の選択電圧、例えば電源電圧Vcc(5V)が印加され、他のメモリセル14等にはそれらを非選択状態にするために、ワード線15等は読み出し動作時の非選択電圧、例えば回路の接地電位0Vにされる。もし、記憶情報の読み出しが行われるべきメモリセル12に対応するデータ線16に接続された非選択状態のメモリセル14等のしきい値が負にされていると、ワード線15の電圧、すなわち、メモリセルのコントロールゲートの電圧が0Vにされても、非選択状態にされたメモリセル14を介してデータ線16に不所望な電流(非選択リーク電流)が流れるため、読み出し時間の遅れ、ひいては誤読み出しを引き起こす。   This will be described with reference to FIG. Now, consider a case where stored information is read from the written memory cell 12. Reference numeral 17 in the figure denotes a sense amplifier. In order to bring the memory cell 12 into a selected state, a selection voltage at the time of a read operation, for example, a power supply voltage Vcc (5 V) is applied to the word line 13 to which the memory cell 12 is coupled, and these are applied to other memory cells 14 and the like. In order to set the non-selected state, the word line 15 and the like are set to a non-selected voltage at the time of a read operation, for example, the circuit ground potential 0V. If the threshold value of the non-selected memory cell 14 connected to the data line 16 corresponding to the memory cell 12 from which stored information is to be read is negative, the voltage of the word line 15, that is, Even if the voltage of the control gate of the memory cell is set to 0 V, an undesired current (non-selection leak current) flows through the data line 16 through the memory cell 14 in the non-selected state. As a result, erroneous reading is caused.

また、書き込み動作の際にもメモリセル内の記憶トランジスタのしきい値電圧が負であると悪影響がある。通常ホットキャリアを利用した書き込み動作においては、外部から与えられた書き込み用の高電圧(Vpp)がMOSFETを介してメモリセル内の記憶トランジスタのドレイン領域に印加される。上記MOSFETでの電圧降下は、それを流れる電流によって変わる。それ故、上記のように記憶トランジスタのしきい値電圧が負の値となるような条件下では、上記MOSFETにおける電圧降下が大きくなりすぎてメモリセル内の記憶トランジスタのドレインに印加される電圧が、上記電圧降下分低くなる。この結果、書き込みに要する時間が増加が引き起こされてしまう。したがって、上記のようなEEPROMでは消去後のしきい値電圧の値を精度良く制御しなければならない。   Also, during a write operation, there is an adverse effect if the threshold voltage of the storage transistor in the memory cell is negative. Normally, in a writing operation using hot carriers, a high voltage for writing (Vpp) externally applied is applied to the drain region of a storage transistor in a memory cell via a MOSFET. The voltage drop across the MOSFET depends on the current flowing through it. Therefore, under the condition that the threshold voltage of the storage transistor becomes a negative value as described above, the voltage drop in the MOSFET becomes too large and the voltage applied to the drain of the storage transistor in the memory cell becomes , The voltage drop. As a result, the time required for writing increases. Therefore, in the above-described EEPROM, the value of the threshold voltage after erasing must be accurately controlled.

記憶情報の電気的消去を実現するために、従来のEEPROM、例えば上記1980年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンスの頁152 〜 153に記載されたEEPROMにおいては、メモリセルのそれぞれが記憶トランジスタと、これと直列接続された非選択リーク電流を阻止するための選択トランジスタとから構成されていた。このEEPROMにおいては、記憶トランジスタのコントロールゲートにプログラム線が結合され、選択トランジスタのゲートに選択線が結合されている。すなわち、記憶トランジスタと選択トランジスタとは別々のワード線に結合されている。   In order to realize electrical erasure of stored information, a conventional EEPROM, for example, an EEPROM described in IEE, International, Solid-State Circuits Conference, p. Each of the cells was composed of a storage transistor and a selection transistor connected in series with the storage transistor to prevent non-selective leakage current. In this EEPROM, a program line is connected to the control gate of the storage transistor, and a select line is connected to the gate of the select transistor. That is, the storage transistor and the selection transistor are coupled to different word lines.

また、図18には、上記1987年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンスの頁76〜77に記載された電気的一括消去型のEEPROMのメモリセルの断面図が示されている。このメモリセルの動作は、上記図16に示したメモリセルの場合とほゞ同じであるが、記憶情報の消去が上記図16のメモリセルと異なり、記憶トランジスタのフローティングゲートとドレイン領域間のトンネル現象を使って行われる。このメモリセルにおいては、ワード線に接続されべきゲート電極が1つしかないが、実質的に2つのトランジスタから構成されているとみなすことができる。すなわち、ゲート電極とコントロールゲート電極とが一体化された選択トランジスタと記憶トランジスタとによってメモリセルが構成されているとみなすことができる。   FIG. 18 is a cross-sectional view of a memory cell of an electrically erasable EEPROM described on pages 76 to 77 of the EE, International, Solid-State Circuits Conference of 1987. Have been. The operation of this memory cell is almost the same as that of the memory cell shown in FIG. 16, except that the storage information is erased differently from the memory cell of FIG. This is done using phenomena. Although this memory cell has only one gate electrode to be connected to the word line, it can be considered that the memory cell is substantially composed of two transistors. That is, it can be considered that a memory cell is constituted by a selection transistor and a storage transistor in which a gate electrode and a control gate electrode are integrated.

このメモリセルは、上述のように実質的に選択トランジスタを有するため、読み出し時の非選択リーク電流の問題を解決している。しかしながら、書き込み動作は、トンネル現象を利用した場合に比べ多くの電流量を必要とするホットキャリアにより行われるため、前述した書き込み動作の際の悪影響は改善されない。   Since this memory cell substantially has the selection transistor as described above, it solves the problem of non-selective leakage current at the time of reading. However, the write operation is performed by hot carriers that require a larger amount of current than when the tunnel phenomenon is used, so that the above-described adverse effect in the write operation is not improved.

EEPROM、例えば前述した1980年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンスの頁152 〜頁 153に開示されているEEPROMにおいては、互いに異なるワード線に接続された記憶トランジスタと選択トランジスタとによって1個のメモリセルが構成される。これに対して、図16及び図18に示した電気的一括消去型EEPROMのメモリセルにおいては、1本のワード線に接続された1個の記憶トランジスタによって構成されている。   In EEPROMs, such as those disclosed in the aforementioned IEE, International, Solid State Circuits Conference, 1980, pp. 152-153, the storage transistors connected to different word lines are selected. One memory cell is formed by the transistor. On the other hand, in the memory cell of the electrical batch erasing type EEPROM shown in FIGS. 16 and 18, one memory transistor is connected to one word line.

このことは、図16及び図18に示したメモリセル等を回路図で表すことにより、より明確になる。そこで、図19(A)及び(B)には、上記したメモリセルの回路図が示されている。図19(B)には、上記1980年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンスによって発表されたメモリセルの回路図が示されている。同図において、W1,W2はそれぞれ異なるワード線、Dはデータ線を示している。また、Qsは選択トランジスタを示しており、Qmが記憶トランジスタを示している。   This becomes clearer when the memory cells and the like shown in FIGS. 16 and 18 are represented by circuit diagrams. Thus, FIGS. 19A and 19B are circuit diagrams of the above-described memory cells. FIG. 19 (B) shows a circuit diagram of a memory cell announced at the above-mentioned IEE, International, Solid-State Circuits Conference in 1980. In the figure, W1 and W2 indicate different word lines, and D indicates a data line. Further, Qs indicates a selection transistor, and Qm indicates a storage transistor.

図19(A)には、上記図16及び図18に示したメモリセルの回路図を示している。同図から理解できるように、1個のメモリセルは1本のワード線にそのコントロールゲートが接続され、1本のデータ線Dにそのドレインが接続され、1本のソース線Sにそのソースが接続された1個の記憶トランジスタQmによって構成されている。読み出し動作と書き込み動作のとき、複数のメモリセルから所望の1個のメモリセルを選択するには、図19(A)においては、1本のワード線と1本のデータ線とを選択すれば、その選択されたワード線Wに接続され、かつ選択されたデータ線Dに接続された1個のメモリセルを選択することができる。言い換えるならば、1本のワード線と1本のデータ線とによって1個のメモリセルを規定することができる。なお、図19(A)においては、ソース線Sは、チップに形成された他の全ての記憶トランジスタのソース線Sと共通、あるいは1つのメモリブロックを構成する所定数のメモリセル間でソース線Sは共通にされる。   FIG. 19A shows a circuit diagram of the memory cell shown in FIGS. 16 and 18. As can be understood from the drawing, one memory cell has its control gate connected to one word line, its drain connected to one data line D, and its source connected to one source line S. It is constituted by one connected storage transistor Qm. In order to select a desired memory cell from a plurality of memory cells in a read operation and a write operation, in FIG. 19A, one word line and one data line are selected. , One memory cell connected to the selected word line W and connected to the selected data line D can be selected. In other words, one memory cell can be defined by one word line and one data line. Note that in FIG. 19A, the source line S is common to the source lines S of all the other storage transistors formed on the chip, or between the predetermined number of memory cells forming one memory block. S is made common.

図19(A)に示したメモリセルは、1個の記憶トランジスタで構成できるためにメモリセルを形成するために必要とされるチップ上の面積をEPROMにおけるそれ並に小さくすることができる。しかしながら、記憶情報の電気的一括消去を実現するためには消去後の記憶トランジスタのしきい値電圧を制御できるようにすることが不可欠である。   Since the memory cell illustrated in FIG. 19A can be formed using one storage transistor, the area on a chip required to form a memory cell can be reduced to be as small as that of an EPROM. However, it is indispensable to be able to control the threshold voltage of the storage transistor after erasing in order to realize electrical batch erasure of stored information.

これには消去を何回かに分割して行い、消去をするたびに読み出しを行い、消去が十分であるかどうかを確認し、十分でなければ再び消去をするという動作を繰り返す必要がある。上記アイ・イー・イー・イー・ジャーナル オブ ソリッドステート サーキッツ,第23巻第5号(1988年)第1157頁から第1163頁には、このような消去後のしきい値電圧の制御に関するアルゴリズムが提案されている。上記文献においては、このアルゴリズムを電気的一括消去型EEPROMとは別に設けられた外部のマイクロプロセッサで実行することが述べられている。また、通常の読み出し時における動作可能電源電圧の下限電圧Vccmin を確保するために、上記アルゴリズム中の読み出し時(消去ベリファイ時)にはEEPROMのチップ内でベリファイ電圧を発生させることが述べられている。
1980年アイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンス(IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE) の頁152 〜 153 1987年アイ・イー・イー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンス(IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE)の頁76〜77 1988年アイ・イー・イー・イー・ジャーナル オブ ソリッドステート サーキッツ(IEEE,J. Solid-State Cicuits, vol.23(1988))の第23巻第5号、頁1157頁〜1163
To do this, it is necessary to repeat the operation of performing erasing in several times, reading each time erasing is performed, checking whether erasing is sufficient, and erasing again if not enough. The above-mentioned IEE Journal of Solid State Circuits, Vol. 23, No. 5, (1988), pp. 1157 to 1163, describes an algorithm for controlling the threshold voltage after such erasure. Proposed. In the above document, it is described that this algorithm is executed by an external microprocessor provided separately from the electrically erasable EEPROM. In addition, in order to secure the lower limit voltage Vccmin of the operable power supply voltage at the time of normal reading, it is described that a verify voltage is generated in the EEPROM chip at the time of reading (erasing verify) in the above algorithm. .
IEE, 1980, IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE, pages 152-153 1987 IEEE International Solid State Circuits, pages 76-77, EE, International, Solid-State Circuits Conference 1988 IEE Journal of Solid State Circuits (IEEE, J. Solid-State Cicuits, vol.23 (1988)), Vol. 23, No. 5, pp. 1157-1163

上記の従来技術では、上記のようなアルゴリズムがマイクロプロセッサにより実行されるものであるため、電気的一括消去型EEPROMをシステムに実装したまま消去動作を実行するのは煩雑である。また、記憶情報の消去には比較的長い時間が必要とされるため、この比較的長い時間にわたってマイクロプロセッサが上記EEPROMの消去動作に占有されてしまい、事実上システムが停止してしまうという重大な問題を有する。   In the above-described prior art, since the above-described algorithm is executed by the microprocessor, it is troublesome to execute the erasing operation while the electrical batch erasing type EEPROM is mounted on the system. Further, since a relatively long time is required for erasing the stored information, the microprocessor is occupied by the erasing operation of the EEPROM for a relatively long time, which substantially stops the system. Have a problem.

この発明の目的は、使い勝手を良くした不揮発性メモリを備えた装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   An object of the present invention is to provide an apparatus having a nonvolatile memory with improved usability. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、前記メモリの1つが不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受け、消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、順次アドレス信号を発生するアドレス生成回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去モードを開始し、前記消去制御回路は消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なった後に前記アドレス生成回路によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度行ない、前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができる。   The outline of a representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, it has a bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus, one of the memories is a nonvolatile memory, receives a plurality of control signals from the processor, and An erase control circuit for repeatedly performing an erase operation and an erase verify operation automatically until the erasure of a plurality of memory cells is completed, an address generation circuit for sequentially generating an address signal, A circuit that outputs information, and when receiving an erasure signal included in the control signal from the processor, the nonvolatile memory starts the erasure mode, and the erasure control circuit sends a plurality of memory cells to be erased. After performing the erase operation, the erase verify operation is performed on the memory cell designated by the address generation circuit. When the erasing is insufficient, the erasing operation is performed again, and the processor sends an erasing signal to the nonvolatile memory, and then, based on the information output from the circuit to the bus, sets the erasing mode to the erasing mode. It is determined whether or not the erasing mode has been completed, and after the erasing signal is sent to the nonvolatile memory and before the erasing mode in the nonvolatile memory ends, the other memory can be accessed. Data can be input from the outside via the output terminal.

マイクロプロセッサの負担が著しく軽減されて装置のスループットが犠牲になることがない。   The load on the microprocessor is not significantly reduced and the throughput of the device is not sacrificed.

図20には、本発明を適用した電気的一括消去型EEPROM(以下、フラッシュEEPROMとも称する)のブロック図が示されている。同図に示されている各回路ブロックは、特に制限されないが、周知の半導体集積回路技術によって、1個の半導体基板に形成されている。また、同図において“○”印はフラッシュEEPROMに設けられた外部端子を示している。   FIG. 20 is a block diagram of an electrically erasable EEPROM (hereinafter also referred to as a flash EEPROM) to which the present invention is applied. Each circuit block shown in FIG. 1 is not particularly limited, but is formed on one semiconductor substrate by a well-known semiconductor integrated circuit technology. Further, in the same figure, a mark “○” indicates an external terminal provided in the flash EEPROM.

本願において、図面においては発明の理解を容易にするため、論理記号の表記方法は、一般的な表記方法に従っている。例えば、ロウレベルがアクティブレベルとなる信号は、制御信号を示すアルファベットに上線を付したが、明細書ではそれに対応した信号は最後にB(バーの意味)を付して表現している。例えば、チップイネーブル信号はCEBのように表している。   In the present application, in the drawings, the notation of logical symbols follows a general notation in order to facilitate understanding of the invention. For example, a signal in which the low level becomes the active level is overwritten with an alphabet indicating the control signal, but in the specification, a signal corresponding to the signal is represented by ending with B (meaning a bar). For example, the chip enable signal is represented as CEB.

同図において、M−ARY−0〜M−ARY−7のそれぞれは、互いに同様な構成にされたメモリアレイであり、特に制限されないが、複数のワード線と、これらのワード線と交差するように配置された複数のデータ線と、ワード線とデータ線との各交差部に設けられたメモリセルとを有する。   In FIG. 1, each of M-ARY-0 to M-ARY-7 is a memory array having the same configuration as each other, and is not particularly limited. And a memory cell provided at each intersection of a word line and a data line.

XADBは、ロウアドレスバッファであり、外部端子を介して供給される外部ロウアドレス信号AXを受けて、ロウアドレス信号AXに応じた内部相補ロウアドレス信号を形成する。XDCRは、ロウアドレスデコーダであり、上記ロウアドレスバッファXADBにより形成された内部相補ロウアドレス信号を受け、この内部ロウアドレス信号をデコードする。特に制限されないが、本実施例において、上記ロウアドレスバッファXADB及びロウアドレスデコーダXDCRは、上記メモリアレイM−ARY−0〜M−ARY−7に対して共通にされている。すなわち、上記ロウアドレスデコーダXDCRは、内部相補ロウアドレス信号をデコードすることによって、上記メモリアレイM−ARY−0〜M−ARY−7のそれぞれにおける複数のワード線から、外部ロウアドレス信号AXによって指示された1本のワード線を選択するワード線選択信号を形成する。これにより、各メモリアレイM−ARY−0〜M−ARY−7のそれぞれから1本のワード線が選択される。   XADB is a row address buffer which receives an external row address signal AX supplied via an external terminal and forms an internal complementary row address signal corresponding to the row address signal AX. XDCR is a row address decoder that receives an internal complementary row address signal formed by the row address buffer XADB and decodes the internal row address signal. Although not particularly limited, in this embodiment, the row address buffer XADB and the row address decoder XDCR are common to the memory arrays M-ARY-0 to M-ARY-7. That is, the row address decoder XDCR decodes the internal complementary row address signal, and instructs the external row address signal AX from a plurality of word lines in each of the memory arrays M-ARY-0 to M-ARY-7. A word line selection signal for selecting one of the selected word lines is formed. As a result, one word line is selected from each of the memory arrays M-ARY-0 to M-ARY-7.

同図において、YADBはカラムアドレスバッファであり、外部端子を介して供給される外部カラムアドレス信号AYを受け、この外部カラムアドレス信号AYに従った内部相補カラムアドレス信号を形成する。YDCRはカラムアドレスデコーダであり、上記カラムアドレスバッファYADBにより形成された内部相補カラムアドレス信号をデコードして、外部カラムアドレス信号AYに従ったデータ線選択信号を形成する。同図には図示されていないが、メモリアレイM−ARY−0〜M−ARY−7のそれぞれには、上記データ線選択信号を受けてメモリアレイ内の複数のデータ線のうちの上記外部カラムアドレス信号AYによって指示された1本のデータ線を、メモリアレイに対応した共通データ線(図示しない)に結合させるカラムスイッチが設けられている。   In the figure, YADB is a column address buffer which receives an external column address signal AY supplied via an external terminal and forms an internal complementary column address signal according to the external column address signal AY. YDCR is a column address decoder that decodes the internal complementary column address signal formed by the column address buffer YADB and forms a data line selection signal according to the external column address signal AY. Although not shown in the figure, each of the memory arrays M-ARY-0 to M-ARY-7 receives the data line selection signal and receives the external column of the plurality of data lines in the memory array. A column switch is provided for coupling one data line designated by the address signal AY to a common data line (not shown) corresponding to the memory array.

このようにして、メモリアレイM−ARY−0〜M−ARY−7のそれぞれにおいて、上記外部ロウアドレス信号AXと外部カラムアドレス信号AYに従った1本のワード線と1本のデータ線が選択され、選択されたワード線とデータ線との交差部に設けられたメモリセルが選択される。すなわち、選択されたワード線及びデータ線に結合されたメモリセルが、全メモリアレイ内の複数のメモリセルから選択される。結果として、それぞれのメモリアレイから1個ずつのメモリセルが選択される。   In this manner, in each of the memory arrays M-ARY-0 to M-ARY-7, one word line and one data line are selected according to the external row address signal AX and the external column address signal AY. Then, the memory cell provided at the intersection of the selected word line and data line is selected. That is, a memory cell coupled to the selected word line and data line is selected from a plurality of memory cells in all memory arrays. As a result, one memory cell is selected from each memory array.

特に制限されないが、本実施例においては、それぞれのメモリアレイから選択されたメモリセルに対して、ほゞ同時に書き込み動作あるいは読み出し動作が行われる。すなわち、8ビット単位で情報の書き込みあるいは読み出し動作が行われる。そのために、本実施例のEEPROMには、8個の外部入出力端子I/O0〜I/O7が設けられており、メモリアレイM−ARY−0〜M−ARY−7と、それに対応する外部入出力端子I/O0〜I/O7との間に、データ入力バッファDIB、データ出力バッファDOB、センスアンプSA及びスイッチ用のMOSFETQ18,Q16が設けられている。   Although not particularly limited, in the present embodiment, a write operation or a read operation is performed almost simultaneously on the memory cells selected from the respective memory arrays. That is, the writing or reading operation of information is performed in units of 8 bits. For this purpose, the EEPROM of this embodiment is provided with eight external input / output terminals I / O0 to I / O7, and the memory arrays M-ARY-0 to M-ARY-7 and the corresponding external A data input buffer DIB, a data output buffer DOB, a sense amplifier SA, and MOSFETs Q18 and Q16 for switches are provided between the input / output terminals I / O0 to I / O7.

上記メモリアレイM−ARY−0を例にすると、書き込み動作の場合、上記選択されたメモリセルは、書き込み制御信号wrによってオン状態にされたMOSFETQ18を介してデータ入力バッファDIB−0の出力ノードに結合され、読み出し動作の場合には、読み出し制御信号reによってオン状態にされたMOSFETQ16を介してセンスアンプSA−0の入力ノードに結合される。外部入出力端子I/O0には、上記データ入力バッファDIB−0の入力ノードが結合されるとともに、データ出力バッファDOB−0を介して上記センスアンプSA−0の出力ノードが結合される。残りのメモリアレイM−ARY−1〜M−ARY−7についても、上述したメモリアレイM−ARY−0と同様にして外部入出力端子I/O1〜I/O7に結合されている。   Taking the memory array M-ARY-0 as an example, in the case of a write operation, the selected memory cell is connected to the output node of the data input buffer DIB-0 via the MOSFET Q18 turned on by the write control signal wr. In the case of a read operation, it is coupled to the input node of the sense amplifier SA-0 via the MOSFET Q16 turned on by the read control signal re. The external input / output terminal I / O0 is coupled to the input node of the data input buffer DIB-0 and the output node of the sense amplifier SA-0 via the data output buffer DOB-0. The remaining memory arrays M-ARY-1 to M-ARY-7 are also connected to the external input / output terminals I / O1 to I / O7 in the same manner as the memory array M-ARY-0.

同図において、LOGCは自動消去の制御動作を行うための内部回路であり、後で詳しく説明する。また、CNTRはタイミング制御回路であり、外部端子CEB、OEB、WEB、EEB及びVppに供給される外部信号あるいは電圧と、上記内部回路LOGCからの信号に応答して、上述した制御信号wr、re等を含むタイミング信号を形成する。同図において、Vccは各タイミングブロックに電源電圧Vccを供給するための外部端子であり、Vssは各回路ブロックに回路の接地電位Vssを供給するための外部端子である。なお、上述した説明では各メモリアレイ毎にワード線が分割されているように述べたが、各メモリアレイに対してワード線は共通にしてもよい。   In the figure, LOGC is an internal circuit for performing an automatic erase control operation, and will be described later in detail. CNTR is a timing control circuit, which responds to an external signal or voltage supplied to the external terminals CEB, OEB, WEB, EEB, and Vpp, and a signal from the internal circuit LOGC to control the above-mentioned control signals wr, re. And the like. In the figure, Vcc is an external terminal for supplying a power supply voltage Vcc to each timing block, and Vss is an external terminal for supplying a circuit ground potential Vss to each circuit block. In the above description, the word line is divided for each memory array, but the word line may be shared for each memory array.

図1には、上記図20に示されたフラッシュEEPROMにおける1個のメモリアレイM−ARY、その周辺回路、ロウアドレスバッファ、カラムアドレスバッファ、ロウアドレスデコーダ、カラムアドレスデコーダ、タイミング制御回路CNTR及び内部回路LOGCの詳しいブロック図が示されている。前述した説明から容易に理解できるように、図1に示されている各回路素子は、特に制限されないが、公知のCMOS(相補型MOS)集積回路の製造技術によって、1個の単結晶シリコンのような半導体基板上において形成されている。同図において、PチャンネルMOSFETは、そのチャンネル(バックゲート)部に矢印が付加されることによってNチャンネルMOSFETと区別される。このことは他の図面においても同様である。   FIG. 1 shows one memory array M-ARY in the flash EEPROM shown in FIG. 20, its peripheral circuits, a row address buffer, a column address buffer, a row address decoder, a column address decoder, a timing control circuit CNTR, and an internal circuit. A detailed block diagram of the circuit LOGC is shown. As can be easily understood from the above description, each circuit element shown in FIG. 1 is not particularly limited, but is formed of one single-crystal silicon by a known CMOS (complementary MOS) integrated circuit manufacturing technique. It is formed on such a semiconductor substrate. In the figure, a P-channel MOSFET is distinguished from an N-channel MOSFET by adding an arrow to its channel (back gate) portion. This is the same in other drawings.

特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコンからなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOSFETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域との間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形成されたポリシリコン層からなるようなゲート電極から構成される。PチャンネルMOSFETは、上記半導体基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。これによって、半導体基板は、その上に形成された複数のNチャンネルMOSFETの共通の基板ゲートを構成し、回路の接地電位Vssが供給される。N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャンネルMOSFETの基板ゲートを構成する。PチャンネルMOSFETの基板ゲートすなわちN型ウェル領域には、電源電圧Vccが供給される。ただし、電源電圧Vccよりも高い高電圧を処理する回路を構成するところのPチャンネルMOSFETが形成されるN型ウェル領域には、特に制限されないが、外部端子Vppを介して外部から与えられる高電圧Vpp、あるいはEEPROMの内部で発生された高電圧等が供給される。   Although not particularly limited, the integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single-crystal P-type silicon. The N-channel MOSFET includes a source region, a drain region formed on the surface of the semiconductor substrate, and a polysilicon layer formed on the surface of the semiconductor substrate between the source region and the drain region via a thin gate insulating film. It is composed of such a gate electrode. The P-channel MOSFET is formed in an N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate. Thus, the semiconductor substrate forms a common substrate gate of the plurality of N-channel MOSFETs formed thereon, and is supplied with the circuit ground potential Vss. The N-type well region forms a substrate gate of a P-channel MOSFET formed thereon. The power supply voltage Vcc is supplied to the substrate gate of the P-channel MOSFET, that is, the N-type well region. However, the N-type well region where the P-channel MOSFET is formed, which constitutes a circuit for processing a high voltage higher than the power supply voltage Vcc, is not particularly limited, but a high voltage externally applied through the external terminal Vpp is used. Vpp or a high voltage generated inside the EEPROM is supplied.

あるいは、上記集積回路は、単結晶N型シリコンからなる半導体基板上に形成してもよい。この場合、NチャンネルMOSFETと不揮発性記憶素子はP型ウェル領域に形成され、PチャンネルMOSFETはN型半導体基板上に形成される。   Alternatively, the integrated circuit may be formed over a semiconductor substrate made of single-crystal N-type silicon. In this case, the N-channel MOSFET and the nonvolatile memory element are formed in a P-type well region, and the P-channel MOSFET is formed on an N-type semiconductor substrate.

以下、本実施例のフラッシュEEPROMについて、図1を用いて更に詳しく説明するが、理解を容易にするために、以下の説明では上述した図20の説明と重複する場合がある。   Hereinafter, the flash EEPROM of this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 1. However, in order to facilitate understanding, the following description may overlap the description of FIG. 20 described above.

特に制限されないが、この実施例のフラッシュEEPROMは、外部端子を介して外部から供給されるX(ロウ),Y(カラム)アドレス信号AX,AYを受けるアドレスバッファXADB,YADBによって内部相補アドレス信号が形成され、アドレスデコーダXDCR,YDCRに供給される。特に制限されないが、上記アドレスバッファXADB,YADBは内部チップ選択信号ceBにより活性化され、外部端子から供給される外部アドレス信号AX,AYを取り込み、外部端子から供給された外部アドレス信号と同相の内部アドレス信号と逆相の内部アドレス信号とからなる相補アドレス信号を形成する。また、上記アドレスバッファXADB,YADBには、上述したチップ選択信号ceBのほかに、消去モードを示す信号ES、内部アドレス信号AXI、AYI等が供給されている。しかしながら、これらの信号ES,AXI,YAI等は、後述する消去モードで使われる信号であり、通常の書き込みあるいは読み出しモードにおいては、上記アドレスバッファAXDB,YADBの動作に対して影響を与えない。   Although not particularly limited, in the flash EEPROM of this embodiment, an internal complementary address signal is generated by address buffers XADB and YADB which receive X (row) and Y (column) address signals AX and AY externally supplied through external terminals. And is supplied to the address decoders XDCR and YDCR. Although not particularly limited, the address buffers XADB and YADB are activated by the internal chip select signal ceB, take in the external address signals AX and AY supplied from the external terminals, and have the same internal phase as the external address signals supplied from the external terminals. A complementary address signal consisting of the address signal and the internal address signal having the opposite phase is formed. The address buffers XADB and YADB are supplied with a signal ES indicating an erase mode, internal address signals AXI and AYI, in addition to the above-described chip selection signal ceB. However, these signals ES, AXI, YAI, etc. are used in an erasing mode described later, and do not affect the operation of the address buffers AXDB, YADB in a normal writing or reading mode.

ロウ(X)アドレスデコーダXDCRは、アドレスデコーダ活性化信号DEにより活性化され、対応するアドレスバッファXADBからの相補アドレス信号に従った1本のワード線をメモリアレイM−ARY内の複数のワード線から選択信号する選択信号を形成する。   The row (X) address decoder XDCR is activated by an address decoder activation signal DE, and converts one word line according to a complementary address signal from the corresponding address buffer XADB into a plurality of word lines in the memory array M-ARY. , A selection signal for selecting a signal is formed.

カラム(Y)アドレスデコーダYDCRも、上記アドレスデコーダ活性化信号DEにより活性化され、対応するアドレスバッファYADBからの相補アドレス信号に従った1本のデータ線をメモリアレイM−ARY内の複数のデータ線から選択する選択信号を形成する。   The column (Y) address decoder YDCR is also activated by the address decoder activation signal DE, and connects one data line according to the complementary address signal from the corresponding address buffer YADB to a plurality of data in the memory array M-ARY. Form a select signal to select from the lines.

上記メモリアレイM−ARYは、複数のワード線と上記ワード線と交差するように配置された複数のデータ線と、ワード線とデータ線との各交差部に設けられた複数のメモリセルとを有する。同図には、このメモリアレイM−ARYの一部が代表として例示的に示されている。すなわち、図1には、複数のワード線のうちのワード線W1,W2と、複数のデータ線のうちのデータ線D1,D2,Dnと、これらちのデータ線とワード線との交差部に設けられたメモリセルとが、例示的に示されている。メモリセルのそれぞれは前記図19(A)で述べたように、1個の記憶トランジスタ(不揮発性記憶素子)によって構成されている。すなわち、各メモリセルのそれぞれは、コントロールゲートとフローティングゲートを有するスタックドゲート構造の1個の記憶トランジスタによって構成されている。同図に例示的に示されたメモリセルは、記憶トランジスタ(不揮発性記憶素子)Q1〜Q6により構成されている。前述したように上記記憶トランジスタは、特に制限されないが、EPROMの記憶トランジスタと類似の構造とされている。ただし、その消去動作が前にも述べ、又は後でも述べるようにフローティングゲートとソース線CSに結合されるソース領域との間のトンネル現象を利用して電気的に行われる点が、紫外線を用いたEPROMの消去方法と異なる。   The memory array M-ARY includes a plurality of word lines, a plurality of data lines arranged to intersect the word lines, and a plurality of memory cells provided at each intersection of the word lines and the data lines. Have. FIG. 3 exemplarily shows a part of the memory array M-ARY as a representative. That is, in FIG. 1, the word lines W1, W2 of the plurality of word lines, the data lines D1, D2, Dn of the plurality of data lines, and the intersections of the data lines and the word lines are provided. The illustrated memory cells are exemplarily shown. As described with reference to FIG. 19A, each of the memory cells is configured by one storage transistor (nonvolatile storage element). That is, each of the memory cells is constituted by one storage transistor having a stacked gate structure having a control gate and a floating gate. The memory cell exemplarily shown in FIG. 1 includes storage transistors (non-volatile storage elements) Q1 to Q6. As described above, the storage transistor is not particularly limited, but has a structure similar to that of the EPROM storage transistor. However, the point that the erasing operation is electrically performed by utilizing the tunnel phenomenon between the floating gate and the source region coupled to the source line CS as described above or later will be described below. This is different from the method of erasing the EPROM.

上記メモリアレイM−ARYにおいて、同じ行に配置された記憶トランジスタQ1〜Q3(Q4〜Q6)のコントロールゲート(メモリセルの選択ノード)は、それぞれ対応するワード線W1(W2)に接続され、同じ列に配置された記憶トランジスタQ1,Q4〜Q3,Q6のドレイン領域(メモリセルの入出力ノード)は、それぞれ対応するデータ線D1〜Dnに接続されている。上記記憶トランジスタのソース領域は、ソース線CSに結合される。   In the memory array M-ARY, the control gates (memory cell selection nodes) of the storage transistors Q1 to Q3 (Q4 to Q6) arranged in the same row are connected to corresponding word lines W1 (W2), respectively. The drain regions (input / output nodes of the memory cells) of the storage transistors Q1, Q4 to Q3, Q6 arranged in a column are connected to the corresponding data lines D1 to Dn, respectively. The source region of the storage transistor is coupled to a source line CS.

この実施例においては、特に制限されないが、ソース線CSに、消去回路ERCによりスイッチ制御されるNチャンネルMOSFETQ10とPチャンネルMOSFETQ17とが接続されている。上記消去回路ERCは、書き込みモードのときと読み出しモードときに、上記NチャンネルMOSFETQ10をオン状態にさせ、上記ソース線CSに回路の接地電位Vssが与えられるようにする。一方、消去モードのときには、上記PチャンネルMOSFETQ17をオン状態にさせ、上記ソース線CSに消去用の高電圧Vppが与えられるようにする。   In this embodiment, although not particularly limited, an N-channel MOSFET Q10 and a P-channel MOSFET Q17, which are switch-controlled by the erase circuit ERC, are connected to the source line CS. The erase circuit ERC turns on the N-channel MOSFET Q10 in the write mode and the read mode so that the source line CS is supplied with the circuit ground potential Vss. On the other hand, in the erase mode, the P-channel MOSFET Q17 is turned on so that the high voltage Vpp for erasing is applied to the source line CS.

なお、上記メモリアレイM−ARYの部分的な消去を可能にしたいなら、マトリックス状に配置される記憶トランジスタが縦方向にMブロックに分割され、各ブロック毎に上記ソース線に相当するソース線がそれぞれに設けられる。上記のように、それぞれのブロックに設けられたソース線CSのそれぞれには上記のような消去回路ERCとMOSFETQ10,Q17がそれぞれ設けられる。この場合、複数ブロックのうち、どのブロックに対して消去を行うかを決めるために、各消去回路をアドレス信号により指定することが必要とされる。上述した実施例においては、メモリアレイM−ARYを構成する全メモリセルの記憶情報が一括して消去される。この場合には、ソース線CSは1つとされ、それに対応して上記消去回路ERCとMOSFETQ10とQ17が設けられる。   If it is desired to enable partial erasure of the memory array M-ARY, storage transistors arranged in a matrix are vertically divided into M blocks, and a source line corresponding to the source line is provided for each block. It is provided for each. As described above, each of the source lines CS provided in each block is provided with the above-described erase circuit ERC and MOSFETs Q10 and Q17. In this case, it is necessary to specify each erase circuit by an address signal in order to determine which of the plurality of blocks is to be erased. In the above-described embodiment, the storage information of all the memory cells constituting the memory array M-ARY is collectively erased. In this case, the number of source lines CS is one, and the erase circuit ERC and MOSFETs Q10 and Q17 are provided correspondingly.

本実施例のEEPROMにおいては、特に制限されないが、8ビットのような複数ビットの単位での書き込み/読み出しが行われるため、上記メモリアレイM−ARYは、図20に示したように合計で8組(M−ARY−0〜M−ARY−7)のように複数組設けられる。なお、16ビットの単位での情報の書き込みあるいは読み出しを行う場合には、例えば上記メモリアレイM−ARYが16組設けられる。   In the EEPROM of this embodiment, although there is no particular limitation, since writing / reading is performed in units of a plurality of bits such as 8 bits, the memory array M-ARY has a total of 8 bits as shown in FIG. A plurality of pairs are provided as pairs (M-ARY-0 to M-ARY-7). When writing or reading information in units of 16 bits, for example, 16 sets of the memory array M-ARY are provided.

上記1つのメモリアレイM−ARYを構成する各データ線D1〜Dnは、上記カラムアドレスデコーダYDCRによって形成された選択信号を受けるカラム(列)選択スイッチMOSFETQ7〜Q9(カラムスイッチ)を介して、選択的に共通データ線CDに接続される。共通データ線CDには、外部端子I/Oから入力される書込みデータを受ける書込み用のデータ入力バッファDIBの出力端子がスイッチMOSFETQ18を介して接続される。同様に他の残り7個のメモリアレイM−ARYに対しても、上記図20で述べたように、上記と同様なカラム選択スイッチMOSFETが設けられ、上記カラムアドレスデコーダYDCRからの選択信号が供給される。なお、各メモリアレイ毎に異なるカラムアドレスデコーダを設け、カラム選択スイッチMOSFETが対応するカラムアドレスデコーダからの選択信号によってスイッチ制御されるようにしてもよい。   Each of the data lines D1 to Dn constituting the one memory array M-ARY is selected via column (column) selection switches MOSFET Q7 to Q9 (column switches) which receive a selection signal formed by the column address decoder YDCR. Connected to the common data line CD. To the common data line CD, the output terminal of a write data input buffer DIB that receives write data input from the external terminal I / O is connected via a switch MOSFET Q18. Similarly, the other seven memory arrays M-ARY are provided with the same column selection switch MOSFET as described above with reference to FIG. 20, and supplied with the selection signal from the column address decoder YDCR. Is done. A different column address decoder may be provided for each memory array, and the column selection switch MOSFET may be switch-controlled by a selection signal from the corresponding column address decoder.

上記メモリアレイM−ARYに対応して設けられる共通データ線CDは、スイッチMOSFETQ16を介してセンスアンプSAの入力段回路を構成するところの初段増幅回路の入力端子に結合される。便宜上、上記初段増幅回路を構成するところのMOSFETQ11〜Q15と、縦列形態のCMOSインバータ回路N1及びN2とによって構成される回路をセンスアンプSAと呼ぶ事とする。センスアンプSAには、通常読み出し時には、比較的低い電源電圧VccがセンスアンプSAの電源として電源電圧端子Vcc/Vcvに供給され、後で述べる消去ベリファイ時には上記電源電圧Vccの値より低い電位を有する電圧Vcvが電源として上記電源電源電圧端子Vcc/Vcvが供給される。   The common data line CD provided corresponding to the memory array M-ARY is coupled via a switch MOSFET Q16 to an input terminal of a first stage amplifier circuit constituting an input stage circuit of the sense amplifier SA. For convenience, a circuit constituted by the MOSFETs Q11 to Q15 constituting the first-stage amplifier circuit and the CMOS inverter circuits N1 and N2 in the cascade is referred to as a sense amplifier SA. The sense amplifier SA is supplied with a relatively low power supply voltage Vcc as a power supply of the sense amplifier SA during normal reading to the power supply voltage terminal Vcc / Vcv, and has a potential lower than the power supply voltage Vcc during erase verify described later. The power supply voltage terminal Vcc / Vcv is supplied with the voltage Vcv as a power supply.

上記例示的に示されている共通データ線CDは、読み出し制御信号reによりオン状態にされるMOSFETQ16を通して、Nチャンネル型の増幅MOSFETQ11のソースに接続される。この増幅MOSFETQ11のドレインと、センスアンプSAの電源電圧端子Vcc/Vcvとの間には、そのゲートに回路の接地電位Vssが印加されたPチャンネル型の負荷MOSFETQ12が設けられている。上記負荷MOSFETQ12は、読み出し動作のために共通データ線CDにプリチャージ電流を流すような動作を行う。   The common data line CD exemplified above is connected to the source of an N-channel type amplifying MOSFET Q11 through a MOSFET Q16 turned on by a read control signal re. Between the drain of the amplifying MOSFET Q11 and the power supply voltage terminal Vcc / Vcv of the sense amplifier SA, there is provided a P-channel load MOSFET Q12 having a gate to which the ground potential Vss of the circuit is applied. The load MOSFET Q12 performs an operation of flowing a precharge current to the common data line CD for a read operation.

上記増幅MOSFETQ11の感度を高くするため、スイッチMOSFETQ16を介した共通データ線CDの電圧は、Nチャンネル型の駆動MOSFETQ13とPチャンネル型の負荷MOSFETQ14とからなる反転増幅回路の入力である駆動MOSFETQ13のゲートに供給されている。この反転増幅回路の出力電圧は、上記増幅MOSFETQ11のゲートに供給される。さらに、センスアンプSAの非動作期間において、センスアンプSAが無駄な電流を消費するのを防止するために、上記増幅MOSFETQ11のゲートと回路の接地電位点Vssとの間には、NチャンネルMOSFETQ15が設けられる。このMOSFETQ15と上記PチャンネルMOSFETQ14のゲートには、センスアンプの動作タイミング信号scBが共通に供給される。   In order to increase the sensitivity of the amplifying MOSFET Q11, the voltage of the common data line CD via the switch MOSFET Q16 is applied to the gate of the driving MOSFET Q13 which is an input of an inverting amplifier circuit composed of an N-channel type driving MOSFET Q13 and a P-channel type load MOSFET Q14. Supplied to The output voltage of the inverting amplifier circuit is supplied to the gate of the amplifying MOSFET Q11. Further, during the non-operation period of the sense amplifier SA, an N-channel MOSFET Q15 is provided between the gate of the amplification MOSFET Q11 and the ground potential point Vss of the circuit in order to prevent the sense amplifier SA from consuming unnecessary current. Provided. The operation timing signal scB of the sense amplifier is commonly supplied to the gates of the MOSFET Q15 and the P-channel MOSFET Q14.

メモリセルの読み出し時において、センスアンプ動作タイミング信号scBはロウレベルにされる。これにより、MOSFETQ14はオン状態に、MOSFETQ15はオフ状態にされる。メモリセルを構成する記憶トランジスタは、予め書き込まれたデータに従って、読み出し動作時におけるワード線の選択レベルに対して高いしきい値電圧か又は低いしきい値電圧を持つ。   At the time of reading the memory cell, the sense amplifier operation timing signal scB is set to the low level. As a result, the MOSFET Q14 is turned on and the MOSFET Q15 is turned off. A storage transistor forming a memory cell has a threshold voltage that is higher or lower than a selection level of a word line at the time of a read operation, in accordance with previously written data.

読み出し動作において、上述した各アドレスデコーダXDCR,YDCRによってメモリアレイM−ARYを構成する複数のメモリセルから選択された1個のメモリセルが、ワード線が選択レベルにされているにもかかわらずオフ状態となっている場合、共通データ線CDは、MOSFETQ12とQ11から供給される電流によって比較的低い電位に制限されたハイレベルにされる。一方、選択された上記メモリセルが、ワード線の選択レベルによってオン状態となっている場合、共通データ線CDは、比較的高い電位に制限されたロウレベルにされる。   In the read operation, one memory cell selected from the plurality of memory cells constituting the memory array M-ARY by the above-described address decoders XDCR and YDCR is turned off even though the word line is at the selected level. In the state, the common data line CD is set to a high level limited to a relatively low potential by currents supplied from the MOSFETs Q12 and Q11. On the other hand, when the selected memory cell is turned on by the word line selection level, the common data line CD is set to the low level limited to a relatively high potential.

この場合、共通データ線CDのハイレベルは、このハイレベルの電位を受ける反転増幅回路(MOSFETQ13,Q14)により形成された比較的低いレベルの出力電圧がMOSFETQ11のゲートに供給されることによって、上述のように比較的低い電位に制限される。一方、共通データ線CDのロウレベルは、このロウレベルの電位を受ける反転増幅回路(MOSFETQ13,Q14)により形成された比較的高いレベルの電圧がMOSFETQ11のゲートに供給されることによって、上述のように比較的高い電位に制限される。各データ線D1〜Dnとソース線との間に設けられたデータ線放電MOSFETQ19〜Q21は、そのゲートに供給されるゲートバイアス信号DSが後述するように中間レベルにされるため、カラムアドレスデコーダYDCRによって選択されていない状態のデータ線、すなわち、非選択状態のデータ線の電荷が放電される。   In this case, the high level of the common data line CD is obtained by supplying a relatively low level output voltage formed by the inverting amplifier circuits (MOSFETs Q13, Q14) receiving this high level potential to the gate of the MOSFET Q11. Is limited to a relatively low potential. On the other hand, the low level of the common data line CD is compared as described above by supplying a relatively high level voltage formed by the inverting amplifier circuits (MOSFETs Q13, Q14) receiving the low level potential to the gate of the MOSFET Q11. Limited to a very high potential. The data line discharge MOSFETs Q19 to Q21 provided between the data lines D1 to Dn and the source lines have the gate bias signal DS supplied to their gates at an intermediate level as described later. As a result, the data lines in the non-selected state, that is, the data lines in the non-selected state are discharged.

なお、上記増幅用のMOSFETQ11は、ゲート接地型ソース入力の増幅動作を行い、その出力信号をCMOSインバータ回路N1の入力に伝える。CMOSインバータ回路N2は、上記CMOSインバータ回路N1の出力信号を波形整形した信号S0(図1のメモリアレイM−ARYが図20のメモリアレイM−ARY−0の場合)を形成して対応したデータ出力バッファDOB─0の入力に伝える。データ出力バッファDOB─0は、上記信号S0を増幅して外部端子I/O0から送出させる。   The amplifying MOSFET Q11 performs an amplifying operation of a gate-grounded source input and transmits an output signal to an input of the CMOS inverter circuit N1. The CMOS inverter circuit N2 forms a signal S0 (in the case where the memory array M-ARY in FIG. 1 is the memory array M-ARY-0 in FIG. 20) obtained by shaping the output signal of the CMOS inverter circuit N1 and corresponding data. This is transmitted to the input of the output buffer DOB # 0. The data output buffer DOB # 0 amplifies the signal S0 and sends it out of the external terminal I / O0.

データ出力バッファは、上記のような読み出しデータの出力機能の他、次のような機能が設けられている。後で図11を用いて述べるが、8個の外部入出力端子のうちI/O0ないしI/O6に対応したデータ出力バッファDOB−0〜DOB−6は、データ出力バッファ活性化信号DO,DOBにより高インピーダンスを含む3状態の出力動作を行う。これに対して、外部入出力端子I/O7に対応したデータ出力バッファDOB−7は、上記信号DO,DOBとは異なるデータ出力バッファ活性化信号信号DO7,DO7Bによって制御される。このデータ出力バッファDOB−7は、EEPROMの内部消去状態を外部へ読み出すというデータポーリングモードに用いられる。   The data output buffer is provided with the following functions in addition to the read data output function described above. As will be described later with reference to FIG. 11, data output buffers DOB-0 to DOB-6 corresponding to I / O0 to I / O6 among the eight external input / output terminals are provided with data output buffer activation signals DO and DOB. Performs a three-state output operation including high impedance. On the other hand, the data output buffer DOB-7 corresponding to the external input / output terminal I / O7 is controlled by data output buffer activation signals DO7 and DO7B different from the signals DO and DOB. This data output buffer DOB-7 is used in a data polling mode in which the internal erase state of the EEPROM is read out.

また、上記外部入出力端子I/Oから供給される書き込みデータは、データ入力バッファDIBを介して、上記共通データ線CDに伝えられる。他のメモリアレイM−ARYに対応した共通データ線と外部入出力端子との間においても、図20に示したように、上記同様な入力段回路及びセンスアンプSA並びにデータ出力バッファDOBからなる読み出し回路と、データ入力バッファDIBからなる書き込み回路とがそれぞれ設けられる。   The write data supplied from the external input / output terminal I / O is transmitted to the common data line CD via the data input buffer DIB. As shown in FIG. 20, even between a common data line corresponding to another memory array M-ARY and an external input / output terminal, a read operation including the same input stage circuit, sense amplifier SA, and data output buffer DOB is performed. And a write circuit including a data input buffer DIB.

(表1)
┌───────────┬──┬──┬──┬──┬──┬───────┐
│ │CEB │OEB │WEB │EEB │Vpp│ I/O │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ ノンセレクト │H │* │* │* │Vcc│ Hz │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ リード │L │L │H │H │Vcc│ output │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ │L │L │L │L │Vcc│ Hz │
│ アウトプット │L │L │L │H │Vcc│ Hz │
│ ディスエイブル │L │L │H │L │Vcc│ Hz │
│ │L │H │* │* │Vcc│ Hz │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ ライト │L │H │L │H │Vpp│ input │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ ライトベリファイ │L │L │H │H │Vpp│ output │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ イレーズ │L │H │H │L │Vpp│ Hz │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ データポーリング │L │L │H │L │Vpp│ output(I/O7) │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ │H │* │* │* │Vpp│ Hz │
│ ライト/イレーズ │L │L │L │L │Vpp│ Hz │
│ インヒビット │L │L │L │H │Vpp│ Hz │
│ │L │H │L │L │Vpp│ Hz │
│ │L │H │H │H │Vpp│ Hz │
└───────────┴──┴──┴──┴──┴──┴───────┘
(表2)
┌────────┬─────────────────────────┐
│ │vp EV sc re DE wp wr AED DC ES POLM PP│
├────────┼─────────────────────────┤
│ ノンセレクト │L L L L H L L L L L L L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ リード │L L H H H L L L L L L L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ │L L H H H L L L L L L L│
│ アウトプット │L L H H H L L L L L L L│
│ディスエイブル │L L H H H L L L L L L L│
│ │L L H H H L L L L L L L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ ライト │H L L L H H H L L L L L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ライトベリファイ│H L H H H L L L L L L L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ イレーズ │H O O O O L O O L L L O│
├────────┼─────────────────────────┤
│データポーリング│H L H H H L H H L H O L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ │H L L L H L L L L L L L│
│ライト/イレーズ│H L L L H L L L L L L L│
│ インヒビット │H L L L H L L L L L L L│
│ │H L L L H L L L L L L L│
│ │H L L L H L L L L L L L│
└────────┴─────────────────────────┘
タイミング制御回路CNTRは、特に制限されないが、外部端子CEB、OEB、WEB、EEB(以下、単に信号CEB、OEB、WEB及びEEBのように呼ぶ場合がある)及びVppに供給されるチップイネーブル信号CEB,アウトプットイネーブル信号OEB,ライトイネーブル信号WEB,イレーズイネーブル信号EEB及び書込み/消去用高電圧Vppと、後述するような自動消去動作の制御を行う内部回路LOGCから供給されるプレライトパルスPP,消去モードを示す信号ES,デコーダ制御信号DC,消去ベリファイ信号EV,自動消去モード設定遅延信号AED及びベリファイ時センスアンプ活性化信号VE等に応じて、内部制御信号ceB,センスアンプの動作タイミング信号scB等の内部タイミング信号を形成するとともに、アドレスデコーダ等に選択的に供給され読み出し用低電圧Vcc/消去ベリファイ用低電圧Vcv/書き込み用高電圧Vppの電圧切り換えを行い、これらの電圧のうちのいずれかを選択的に出力する。
(Table 1)
┌───────────┬──┬──┬──┬──┬──┬───────┐
│ │CEB │OEB │WEB │EEB │Vpp│ I / O │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ Non-select │H │ * │ * │ * │Vcc│ Hz │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ Lead │L │L │H │H │Vcc│ output │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ │L │L │L │L │Vcc│ Hz │
│ output │L │L │L │H │Vcc│ Hz │
│Disable │L │L │H │L │Vcc│ Hz │
│ │L │H │ * │ * │Vcc│ Hz │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ light │L │H │L │H │Vpp│ input │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ write verify │L │L │H │H │Vpp│ output │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ Erase │L │H │H │L │V ││ │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ Data polling │ L │ L │ H │ L │ Vpp │ output (I / O7) │
├───────────┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│ │H │ * │ * │ * │Vpp│ Hz │
│ Light / Erase │L │L │L │L │Vpp│ Hz │
│ Inhibit │L │L │L │H │Vpp│ Hz │
│ │L │H │L │L │Vpp│ Hz │
│ │L │H │H │H │Vpp│ Hz │
└───────────┴──┴──┴──┴──┴──┴───────┘
(Table 2)
┌────────┬─────────────────────────┐
│ │vp EV sc re DE wp wr AED DC ES POLM PP│
├────────┼─────────────────────────┤
│ Non-select │LLLLLLHLLLLLLLLL│
├────────┼─────────────────────────┤
│Lead │LLHHHLLLLLLLLLL│
├────────┼─────────────────────────┤
│ │LLHHHLLLLLLLLLL│
│ output │LLHHHLLLLLLLLLL│
│Disable │LLHHHLLLLLLLLLL│
│ │LLHHHLLLLLLLLLL│
├────────┼─────────────────────────┤
│ light │HLL LH HH HLL LLL L│
├────────┼─────────────────────────┤
│Write verify│H L H H H L L L L L L L│
├────────┼─────────────────────────┤
│ Erase │ HOOOOOLOLOOLOLLO│
├────────┼─────────────────────────┤
│Data Polling│HLHHHL HHLHLOL│
├────────┼─────────────────────────┤
│ │LL LLL HLL LLL LLL L│
│Light / Erase│HLLLLHLLLLLLLLL│
│inhibit│HLLLLHLLLLLLLLL│
│ │LL LLL HLL LLL LLL L│
│ │LL LLL HLL LLL LLL L│
└────────┴─────────────────────────┘
Although not particularly limited, the timing control circuit CNTR includes the external terminals CEB, OEB, WEB, EEB (hereinafter, may be simply referred to as signals CEB, OEB, WEB, and EEB) and a chip enable signal CEB supplied to Vpp. , An output enable signal OEB, a write enable signal WEB, an erase enable signal EEB, a high voltage Vpp for writing / erasing, a prewrite pulse PP supplied from an internal circuit LOGC for controlling an automatic erasing operation described later, and erasing. The internal control signal ceB, the operation timing signal scB of the sense amplifier, etc., according to the signal ES indicating the mode, the decoder control signal DC, the erase verify signal EV, the automatic erase mode setting delay signal AED, the sense amplifier activation signal VE at the time of verification, etc. Form internal timing signal At the same time, the voltage is selectively switched between a low voltage Vcc for reading, a low voltage Vcv for erasure verification, and a high voltage Vpp for writing selectively supplied to an address decoder or the like, and selectively outputs any one of these voltages.

上記内部回路LOGCにより形成される上記各信号PP,ES,DC,EV,AED及びVE等は、消去以外のモードではタイミング制御回路CNTRの動作に影響を与えない。すなわち、消去モードのときのみ、上記各信号PP,ES,DC,EV,AED及びVE等が有効とされ、これらの信号に応じた消去動作のための各種信号が上記タイミング制御回路CNTRによって発生される。   The signals PP, ES, DC, EV, AED, VE, and the like formed by the internal circuit LOGC do not affect the operation of the timing control circuit CNTR in modes other than erase. That is, the signals PP, ES, DC, EV, AED, VE, and the like are made valid only in the erase mode, and various signals for an erase operation corresponding to these signals are generated by the timing control circuit CNTR. You.

図6と図7には、上記タイミング制御回路CNTRの要部の一実施例の回路図が示されている。前記に示した表1には、上記外部端子を介してフラッシュEEPROMへ供給される各外部信号とそれに対応した動作モードが示され、表2には各外部信号にもとづいて形成される内部タイミング信号のうちのいくつかの内部タイミング信号とが示されている。これらの表1、表2においては、Hはハイレベル、Lはロウレベル、Vppは電源電圧Vcc(例えば5V)よりも高い電圧(例えば約12V)を示している。上記表1と表2の外部端子I/Oの欄において、Hzはハイインピーダンスの状態、input はデータ入力、outputはデータ出力を示しており、特にoutput(I/O7)は、外部入出力端子I/O7がデータ出力であることを示している。   FIGS. 6 and 7 are circuit diagrams of an embodiment of a main part of the timing control circuit CNTR. Table 1 shows the external signals supplied to the flash EEPROM via the external terminals and the operation modes corresponding to the external signals. Table 2 shows the internal timing signals formed based on the external signals. Some of the internal timing signals are shown. In Tables 1 and 2, H indicates a high level, L indicates a low level, and Vpp indicates a voltage (for example, about 12 V) higher than the power supply voltage Vcc (for example, 5 V). In the column of the external terminal I / O in Tables 1 and 2, Hz indicates a high impedance state, input indicates data input, and output indicates data output. In particular, output (I / O7) indicates an external input / output terminal. This indicates that I / O 7 is a data output.

上記表1、表2において、*はハイレベル(H)でもロウレベル(L)でも良いことを表しており、Oは上記内部回路LOGCから上記タイミング制御回路CNTRへ供給される信号によって、そのレベルが変化することを表している。上記表1と表2の見方について、読み出しモードを例にして説明する。他のモードについても同様であるので、以下の例から容易に理解できるであろう。   In Tables 1 and 2, * indicates that the signal may be at a high level (H) or a low level (L), and O indicates that the level is controlled by a signal supplied from the internal circuit LOGC to the timing control circuit CNTR. It represents a change. How to read Tables 1 and 2 above will be described by taking a read mode as an example. The same applies to the other modes, which can be easily understood from the following example.

外部からフラッシュEEPROMへ、ロウレベル(L)のチップイネーブル信号CEB、アウトプットイネーブル信号OEBと、ハイレベル(H)のライトイネーブル信号WEB、イレーズイネーブル信号EEBが供給されるとともに、フラッシュEEPROMの外部端子Vppに電源電圧Vccのような低電圧が印加されると、上記タイミング制御回路CNTRによって読み出しモードが指示されたものと判定し、タイミング制御回路CNTR及び内部回路LOGCは、内部信号VP、EV、wp、wr、AED、DC、ES、POLM、PPのそれぞれをロウレベル(L)にし、内部信号SC、re、DEのそれぞれをハイレベル(H)にする。そして、アドレス信号によって指示されたメモリセルに保持されていたところのデータが外部入出力端子I/O0〜I/O7から出力される。   A low level (L) chip enable signal CEB, an output enable signal OEB, a high level (H) write enable signal WEB, and an erase enable signal EEB are supplied from the outside to the flash EEPROM, and the external terminal Vpp of the flash EEPROM is supplied. When a low voltage such as the power supply voltage Vcc is applied to the CPU, it is determined that the read mode has been instructed by the timing control circuit CNTR, and the timing control circuit CNTR and the internal circuit LOGC output the internal signals VP, EV, wp, Each of wr, AED, DC, ES, POLM, PP is set to low level (L), and each of the internal signals SC, re, DE is set to high level (H). Then, the data held in the memory cell designated by the address signal is output from the external input / output terminals I / O0 to I / O7.

本明細書において、互いに同じ信号あるいは同じ端子には、同一の記号が示されている。また、図面においてアルファベット文字の上部に“─”が付された記号によって表されている信号は、同じアルファベット文字で表され、“─”が上部に付されていない信号で表されている信号に対して位相反転された信号を示している。例えば記号vpBは記号vpで表されている信号に対して位相反転された信号である。なお、この信号vpは、上記外部端子Vppに高電圧Vppが印加されたときハイレベル(Vcc)となり、それ以外ではロウレベル(Vss) となる。   In this specification, the same signal or the same terminal is denoted by the same symbol. In the drawings, a signal represented by a symbol having a letter “─” at the top of an alphabetical character is represented by a signal represented by the same alphabetic letter and a signal represented by a signal without a character “─” at the top. 3 shows a signal whose phase has been inverted. For example, the symbol vpB is a signal whose phase is inverted with respect to the signal represented by the symbol vp. The signal vp is at a high level (Vcc) when the high voltage Vpp is applied to the external terminal Vpp, and is at a low level (Vss) otherwise.

上記タイミング制御回路CNTRの主要部を構成する図6と図7の回路については、その動作を逐一詳細に説明しないが、動作モードを表す上記表1、表2と後述する動作説明から容易に理解されよう。   The operation of the circuits shown in FIGS. 6 and 7 which constitute the main part of the timing control circuit CNTR will not be described in detail, but will be easily understood from Tables 1 and 2 showing the operation modes and the operation description described later. Let's do it.

チップイネーブル信号CEBがハイレベルにされ、外部端子Vppに高電圧が供給されない状態では上記フラッシュEEPROMは非選択状態となる。   When the chip enable signal CEB is at a high level and no high voltage is supplied to the external terminal Vpp, the flash EEPROM is in a non-selected state.

チップイネーブル信号CEBがロウレベルにされ、アウトプットイネーブル信号OEBがロウレベルにされ、ライトイネーブル信号WEBがハイレベルにされ、イレーズイネーブル信号EEBがハイレベルにされ、外部端子Vppに高電圧が供給されない状態では、上述のように読み出しモードとされ、上記内部チップイネーブル信号ceBはロウレベルに、アドレスデコーダ活性化信号DE,センスアンプの動作タイミング信号sc,読み出し信号reのそれぞれがハイレベルにされる。   In a state where the chip enable signal CEB is set to the low level, the output enable signal OEB is set to the low level, the write enable signal WEB is set to the high level, the erase enable signal EEB is set to the high level, and no high voltage is supplied to the external terminal Vpp. The read mode is set as described above, the internal chip enable signal ceB is set to low level, and the address decoder activation signal DE, the operation timing signal sc of the sense amplifier, and the read signal re are set to high level.

また、このときアドレスデコーダXDCR,YDCR、データ入力回路DIBのそれぞれには、その動作電圧として低電圧Vcc(約5V)が上記タイミング制御回路CNTRから供給される。これにより、センスアンプSAが動作状態になって上記のような読み出し動作が行われる。このとき、図6に示した回路によって、データ線放電MOSFET非活性化信号SBがロウレベルにされる。これに応じて、非活性化信号SBを受けるNチャンネルMOSFET(図7)がオフ状態にされ、同じく非活性化信号SBを受けるPチャンネルMOSFET(図7)がオン状態にされる。このときセンスアンプ動作タイミング信号scがハイレベルされるため、この信号scを受けるNチャンネルMOSFET(図7)がオン状態にされ、同じく信号scを受けるPチャンネルMOSFET(図7)がオフ状態にされる。そのため、データ線放電MOSFETゲートバイアス信号DSは直列形態にされる2つのPチャンネルMOSFET(図7)と3つのNチャンネルMOSFET(図7)のコンダクタンス比に従って中間電圧となり、上記メモリアレイM−ARYのデータ線に設けられたデータ線放電MOSFETQ19ないしQ21を制御して、非選択状態のデータ線の電荷を放電させる。   At this time, a low voltage Vcc (about 5 V) is supplied from the timing control circuit CNTR as an operating voltage to each of the address decoders XDCR and YDCR and the data input circuit DIB. As a result, the sense amplifier SA enters the operating state, and the above-described read operation is performed. At this time, the data line discharge MOSFET inactivation signal SB is set to low level by the circuit shown in FIG. In response, N-channel MOSFET (FIG. 7) receiving deactivation signal SB is turned off, and P-channel MOSFET (FIG. 7) also receiving deactivation signal SB is turned on. At this time, since the sense amplifier operation timing signal sc is at a high level, the N-channel MOSFET (FIG. 7) receiving the signal sc is turned on, and the P-channel MOSFET (FIG. 7) receiving the signal sc is turned off. You. Therefore, the gate bias signal DS of the data line discharge MOSFET becomes an intermediate voltage according to the conductance ratio of the two P-channel MOSFETs (FIG. 7) and the three N-channel MOSFETs (FIG. 7) arranged in series, and the memory array M-ARY The data line discharge MOSFETs Q19 to Q21 provided on the data line are controlled to discharge the data line in the non-selected state.

チップイネーブル信号CEBがロウレベルにされ、アウトプットイネーブル信号OEBがハイレベルにされ、ライトイネーブル信号WEBがロウレベルにされ、イレーズイネーブル信号EEBがハイレベルにされ、外部端子Vppに高電圧(例えば約12V)が供給された状態ならば書き込みモードとされる。このとき、上記内部チップイネーブル信号ceBはロウレベルに、アドレスデコーダ活性化信号DE,書き込みモード信号WP,書き込み制御信号wr,書き込みパルスPGはそれぞれはハイレベルにされ、ゲートバイアス信号DS,センスアンプ動作タイミング信号scB,読み出し制御信号re,データ出力バッファ活性化信号DO及びDO7はそれぞれはロウレベルにされる。   The chip enable signal CEB is set to a low level, the output enable signal OEB is set to a high level, the write enable signal WEB is set to a low level, the erase enable signal EEB is set to a high level, and a high voltage (for example, about 12 V) is applied to the external terminal Vpp. Is supplied, the writing mode is set. At this time, the internal chip enable signal ceB is at a low level, the address decoder activation signal DE, the write mode signal WP, the write control signal wr, and the write pulse PG are each at a high level, and the gate bias signal DS, the sense amplifier operation timing The signal scB, the read control signal re, and the data output buffer activation signals DO and DO7 are each set to a low level.

上記信号DEのハイレベルによりアドレスデコーダXDCR及びYDCRのそれぞれが活性化され、上記メモリアレイM−ARYを構成する複数のワード線及び複数のデータ線から、外部アドレス信号AX,AYによって指示された1つのワード線と、1つのデータ線が選択される。このとき、アドレスデコーダXDCR,YDCR及びデータ入力バッファDIBには、その動作電圧として高電圧Vppが上記タイミング制御回路CNTRから供給される。上述のように、このとき読み出し制御信号reはロウレベルにされるため、上記MOSFETQ16はオフ状態にされ、ゲートバイアス信号DSのロウレベルにより上記放電MOSFETQ19ないしQ21もオフ状態にされ、センスアンプ動作タイミング信号scBのロウレベルによってセンスアンプSAは非活性化される。また、このときデータ出力バッファ活性化信号DO及びDO7はロウレベルであるため、データ出力バッファDOB−0〜DOB−7のそれぞれは非活性化される。なお、データ出力バッファDOBの構成については、後で図11を用いて述べる。   Each of the address decoders XDCR and YDCR is activated by the high level of the signal DE, and the one designated by the external address signals AX and AY from a plurality of word lines and a plurality of data lines constituting the memory array M-ARY. One word line and one data line are selected. At this time, a high voltage Vpp is supplied from the timing control circuit CNTR as an operating voltage to the address decoders XDCR and YDCR and the data input buffer DIB. As described above, since the read control signal re is at the low level at this time, the MOSFET Q16 is turned off, and the discharge MOSFETs Q19 to Q21 are also turned off by the low level of the gate bias signal DS, and the sense amplifier operation timing signal scB , The sense amplifier SA is inactivated. At this time, since data output buffer activation signals DO and DO7 are at the low level, each of data output buffers DOB-0 to DOB-7 is inactivated. The configuration of the data output buffer DOB will be described later with reference to FIG.

書き込みが行われるべきメモリセルの選択ノードが結合されたワード線、言い換えるならば、選択されたワード線は、その動作電圧として高電圧Vppが供給されたアドレスデコーダXDCRによって、その電位が上記高電圧Vppに従った高電圧、例えば約12Vのような高電圧にされる。一方、選択されたデータ線は、書き込むべき情報に従って、データ入力バッファDIBにより高電圧又は低い電位にされる。   The potential of the word line to which the selected node of the memory cell to be written is coupled, in other words, the selected word line is set to the high voltage by the address decoder XDCR supplied with the high voltage Vpp as its operating voltage. A high voltage according to Vpp, for example, a high voltage such as about 12V. On the other hand, the selected data line is set to a high voltage or a low potential by the data input buffer DIB according to the information to be written.

メモリセルは、前述したように図16に示した記憶トランジスタにより構成される。その選択ノードが選択されたワード線に結合され、その入出力ノードが選択されたデータ線に結合されたメモリセル、すなわち、選択されたメモリセルにおいて、それを構成する記憶トランジスタのフローティングゲートに電子を注入する場合、選択されたデータ線の電位は書き込み制御信号wrのハイレベルに応じてオン状態にされたMOSFETQ18とデータ入力バッファDIBを介して高電圧Vppに従った高電圧にされる。これにより、記憶トランジスタにチャンネル飽和電流が流れ、データ線に結合されたドレイン領域近傍のピンチオフ領域では高電界により加速された電子がイオン化を起こし、高エネルギーを持つ電子、いわゆるホットエレクトロンが発生する。   As described above, the memory cell is constituted by the storage transistor shown in FIG. In the memory cell whose selected node is coupled to the selected word line and whose input / output node is coupled to the selected data line, that is, in the selected memory cell, the electron is connected to the floating gate of the storage transistor constituting it. Is implanted, the potential of the selected data line is set to a high voltage according to the high voltage Vpp via the MOSFET Q18 turned on in response to the high level of the write control signal wr and the data input buffer DIB. As a result, a channel saturation current flows through the storage transistor, and electrons accelerated by a high electric field are ionized in a pinch-off region near the drain region coupled to the data line, generating electrons having high energy, so-called hot electrons.

一方、この記憶トランジスタのフローティングゲートの電位は、ワード線が結合されたコントロールゲートの電圧とドレイン領域の電圧、及び半導体基板とフローティングゲート間の容量とフローティングゲートとコントロールゲートとの容量とで決まる値となる。これにより、フローティングゲートにホットエレクトロンが誘引され、フローティングゲートの電位が負になる。フローティングゲートの電位が負とされることにより、電子の注入された記憶トランジスタのしきい値電圧は、電子の注入を行う前に比べて上昇し、高くなる。   On the other hand, the potential of the floating gate of this storage transistor is determined by the voltage of the control gate to which the word line is coupled and the voltage of the drain region, the capacitance between the semiconductor substrate and the floating gate, and the capacitance between the floating gate and the control gate. It becomes. Thus, hot electrons are attracted to the floating gate, and the potential of the floating gate becomes negative. By setting the potential of the floating gate to be negative, the threshold voltage of the storage transistor into which electrons are injected rises and becomes higher than before the injection of electrons.

これに対して、選択されたメモリセルにおいて、それを構成する記憶トランジスタのフローティングゲートに電子を注入しない場合、記憶トランジスタのしきい値電圧は上昇せず、比較的低い値に保持される。選択されたメモリセルにおいて、それを構成する記憶トランジスタのフローティングゲートに電子の注入を行わないようにするためには、上記記憶トランジスタのドレイン領域に、選択されたデータ線、上記オン状態にされたMOSFETQ18及びデータ入力バッファDIBを介して、上記ドレイン領域の近傍のピンチオフ領域でホットエレクトロンが発生しないような低い電圧が印加されるようにすればよい。   On the other hand, when electrons are not injected into the floating gate of the storage transistor constituting the selected memory cell, the threshold voltage of the storage transistor does not increase and is kept at a relatively low value. In order to prevent electrons from being injected into the floating gate of the storage transistor that constitutes the selected memory cell, the selected data line is turned on in the drain region of the storage transistor. What is necessary is just to apply a low voltage via the MOSFET Q18 and the data input buffer DIB such that hot electrons are not generated in the pinch-off region near the drain region.

選択されたメモリセルの記憶トランジスタのドレイン領域に上述したような高電圧を印加するか、上述したような低い電圧を印加するかは書き込むべき情報によって定められる。後で図22を用いて述べるデータ入力バッファDIBが、外部入出力端子I/Oを介して供給される情報に従って上述した高電圧又は低い電圧を形成し、形成された電圧が上述のようにして選択されたデータ線に伝えられる。   Whether to apply the above-described high voltage or the above-described low voltage to the drain region of the storage transistor of the selected memory cell is determined by information to be written. The data input buffer DIB, which will be described later with reference to FIG. 22, forms the above-described high voltage or low voltage according to information supplied via the external input / output terminal I / O, and the formed voltage is set as described above. It is transmitted to the selected data line.

電子がフローティングゲートに注入されることによって、そのしきい値電圧が高くされた記憶トランジスタは、読み出しモードの際に、そのコントロールゲートに選択レベル(例えば5V)の選択信号が供給されても、すなわち、選択ノードが結合されたワード線が選択されても、導通状態とはならず、非導通状態となる。これに対して、電子の注入が行われなかった記憶トランジスタは、そのしきい値電圧が比較的低い電圧に保持されているため、読み出しモードの際、選択レベルの選択信号が供給されると、すなわち、ワード線の選択動作によって、導通状態となり、電流が流れる。   The storage transistor whose threshold voltage has been increased by the injection of electrons into the floating gate is supplied to the control gate thereof in the read mode even if a selection signal of a selection level (for example, 5 V) is supplied to the storage transistor. Even if the word line to which the selected node is coupled is selected, the word line is not turned on, but is turned off. On the other hand, in the storage transistor in which electrons have not been injected, the threshold voltage thereof is held at a relatively low voltage. Therefore, in the read mode, when the selection signal of the selection level is supplied, That is, by the operation of selecting the word line, the conductive state is established, and the current flows.

なお、書き込みモードにおいて、選択されなかったメモリセルにおいては、それを構成する記憶トランジスタのコントロールゲート又は/及びドレイン領域に高電圧が印加されない。そのため、フローティングゲートへの電子の注入が行われず、記憶トランジスタのしきい値電圧は変化しない。   In the write mode, a high voltage is not applied to a control gate and / or a drain region of a storage transistor included in a memory cell that is not selected. Therefore, electrons are not injected into the floating gate, and the threshold voltage of the storage transistor does not change.

チップイネーブル信号CEBがロウレベルにされ、アウトプットイネーブル信号OEBがロウレベルにされ、ライトイネーブル信号WEBがハイレベルにされ、イレーズイネーブル信号EEBがハイレベルにされ、外部端子Vppに高電圧Vppが供給された状態ならば、書き込みベリファイモードとされる。外部端子Vppに高電圧Vppが供給されている以外は、前記読み出しモードと同じ状態である。アドレスデコーダXDCR,YDCR及びデータ入力回路DIBのそれぞれにはその動作電圧が上記高電圧Vppから低電圧Vccに切り換えられて供給される。   The chip enable signal CEB was set to low level, the output enable signal OEB was set to low level, the write enable signal WEB was set to high level, the erase enable signal EEB was set to high level, and the high voltage Vpp was supplied to the external terminal Vpp. In the state, the mode is set to the write verify mode. Except that the high voltage Vpp is supplied to the external terminal Vpp, the state is the same as in the read mode. The operating voltage of each of the address decoders XDCR and YDCR and the data input circuit DIB is switched from the high voltage Vpp to the low voltage Vcc and supplied.

上記表1、表2に示されている書き込み/インヒビットモードでは、各デコーダは活性化されているが、書き込み/消去用の高電圧Vppが各デコーダには供給されない状態である。このモードにおいては、上記ゲートバイアス信号DSがハイレベルにされ、データ線の放電が行われる書き込み/書き込みベリファイ/消去の準備期間である。   In the write / inhibit mode shown in Tables 1 and 2, each decoder is activated, but the high voltage Vpp for writing / erasing is not supplied to each decoder. In this mode, the gate bias signal DS is set to a high level, and a preparation period for writing / writing verification / erasing in which the data line is discharged is performed.

チップイネーブル信号CEB、イレーズイネーブル信号EEBがロウレベルにされ、アウトプットイネーブル信号OEB、ライトイネーブル信号WEBがハイレベルにされ、外部端子Vppに高電圧Vppが印加されることにより、消去モードが開始される。後で図21を用いて述べるが、これらの外部信号の電圧の組み合わせにより、消去モードの開始が指示されるものであり、この状態を維持しなければ消去モードが終了するというわものではない。   The chip enable signal CEB and the erase enable signal EEB are set to the low level, the output enable signal OEB and the write enable signal WEB are set to the high level, and the high voltage Vpp is applied to the external terminal Vpp, thereby starting the erase mode. . As will be described later with reference to FIG. 21, the start of the erase mode is instructed by the combination of the voltages of these external signals, and it does not mean that the erase mode will end unless this state is maintained.

この実施例のフラッシュEEPROMにおける消去モードについては、そのアルゴリズムの一例を示す図2の動作フローチャート図、図3図び図4に示した上記内部回路LOGCの主要部の具体的回路図、図5に示した動作タイミング図を参照して次に詳細に説明する。上記内部回路LOGCは、消去制御回路として働く。   The erasing mode in the flash EEPROM of this embodiment is shown in the operation flowchart of FIG. 2 showing an example of the algorithm, a specific circuit diagram of the main part of the internal circuit LOGC shown in FIGS. 3 and 4, and FIG. This will be described in detail below with reference to the operation timing diagram shown. The internal circuit LOGC functions as an erase control circuit.

上記図3及び図4に示した回路は、上記図2のフローチャート図に示されたアルゴリズムを実行するためのシーケンス制御を行うものであるため、後述するような図5の動作タイミング図を参照した消去動作モードの説明から容易に理解されよう。   Since the circuits shown in FIGS. 3 and 4 perform the sequence control for executing the algorithm shown in the flowchart of FIG. 2, the operation timing chart of FIG. 5 described later is referred to. It will be easily understood from the description of the erase operation mode.

図2のフローチャート図において、実際の消去動作に先立って同図に点線で示すような一連のプレライト動作が実行される。これは、消去する前のメモリアレイM−ARYにおけるメモリセルの記憶情報、言い換えるならば、記憶トランジスタのしきい値電圧は、前記のような書き込みの有無(フローティングゲートへの電子の注入の有無)に従って高低さまざまであるために実行される。すなわち、消去前のメモリアレイM−ARYには、しきい値電圧が高くされた記憶トランジスタと、しきい値電圧が比較的低い値に維持された記憶トランジスタとが混在するために実行される。   In the flowchart of FIG. 2, a series of prewrite operations as indicated by the dotted lines in FIG. 2 are performed prior to the actual erase operation. This is because the stored information of the memory cell in the memory array M-ARY before erasing, in other words, the threshold voltage of the storage transistor is determined by the presence or absence of writing as described above (the presence or absence of injection of electrons into the floating gate). It is performed to be high and low according to. That is, the memory array M-ARY before erasing is executed because the storage transistor whose threshold voltage is increased and the storage transistor whose threshold voltage is maintained at a relatively low value are mixed.

上記のプレライト動作は、電気的消去動作に先立って、全ての記憶トランジスタに対して書き込みを行うことである。これにより、未書き込みのメモリセル(それを構成する記憶トランジスタのフローティングゲートに実質的に電子の注入が行われていない)であるいわば消去状態のメモリセルに対して、この実施例による内部自動消去動作が行われることによって、未書き込みのメモリセルにおける記憶トランジスタのしきい値電圧が、負のしきい値電圧になってしまうのを防ぐものである。   The above-described pre-write operation is to perform writing to all the storage transistors prior to the electrical erase operation. Thereby, the internal automatic erasing according to this embodiment is performed on an unwritten memory cell (in which electrons are not substantially injected into the floating gate of the storage transistor constituting the memory cell) which is in an erased state. By performing the operation, the threshold voltage of the storage transistor in the unwritten memory cell is prevented from becoming a negative threshold voltage.

このプレライト動作は、まず、ステップ(1)において、アドレス設定が行われる。すなわち、個々のメモリセルを選択するためのアドレス信号がアドレスカウンタ回路で発生されるように、アドレスカウンタ回路の設定が行われる。このアドレス設定により、特に制限されないが、最初に書き込みが行われるべきメモリセルのアドレスを指示するアドレス信号が上記アドレスカウンタ回路により発生される。   In this prewrite operation, first, in step (1), an address is set. That is, the setting of the address counter circuit is performed such that the address signal for selecting each memory cell is generated by the address counter circuit. By the address setting, although not particularly limited, an address signal indicating an address of a memory cell to be written first is generated by the address counter circuit.

ステップ(2)において、書き込みパルスを発生され、アドレスカウンタ回路によって発生されたアドレス信号により指示されたメモリセルに対して書き込み(プレライト)が行われる。   In step (2), a write pulse is generated, and write (prewrite) is performed on a memory cell specified by an address signal generated by the address counter circuit.

この書き込みの後にステップ(3)が実行される。このステップ(3)において、上記アドレスカウンタ回路がインクリメント(+1)動作させられるという、アドレスインクリメントが行われる。   After this writing, step (3) is performed. In this step (3), an address increment is performed such that the address counter circuit is operated by an increment (+1).

そして、ステップ(4)において、上記アドレスカウンタ回路により発生されたアドレス信号が最終アドレスを指すか否かの判定が行われる。最終アドレスまで上記のプレライトが行われていない場合(NO)は、上記ステップ(2)に戻りプレライトが行われる。これを最終アドレスまで繰り返して行うものである。上記のようにアドレスインクリメントを行うステップ(3)の後に、最終アドレスまでプレライトが行われたか否かの判定が行われるため、実際に判定されるアドレスは最終アドレス+1となるものである。もちろん、最終アドレスの判定を行うステップ(4)の後に、アドレスインクリメントのステップ(3)を設けるようにしてもよい。この場合、判定がNOのときに、アドレスインクリメントが行われるようにステップ(4)からステップ(2)へ戻る経路にステップ(3)が設けられる。上記のようなプレライトが最終アドレスまで行われると(YES)、以下のような消去動作が次に実行される。   Then, in step (4), it is determined whether or not the address signal generated by the address counter circuit indicates the final address. If the above prewriting has not been performed up to the final address (NO), the process returns to the step (2) and the prewriting is performed. This is repeated until the last address. After the step (3) of performing the address increment as described above, it is determined whether or not prewriting has been performed up to the final address. Therefore, the actually determined address is the final address + 1. Of course, after the step (4) of determining the final address, a step (3) of address increment may be provided. In this case, when the determination is NO, step (3) is provided on the path returning from step (4) to step (2) so that the address increment is performed. When the above pre-writing is performed up to the final address (YES), the following erasing operation is executed next.

ステップ(5)において、消去動作のためのアドレスの初期設定が行われる。すなわち、アドレスカウンタ回路に対して、アドレス信号の初期設計が行われる。この実施例ではフラッシュEEPROM内の全てのメモリセルが一括して消去されるため、このアドレスの初期設定は消去動作それ自体には格別の意味を持たない。このアドレス設定は、消去動作その後に行われるベリファイ動作(消去ベリファイ)のために必要とされる。   In step (5), initial setting of an address for an erase operation is performed. That is, the initial design of the address signal is performed for the address counter circuit. In this embodiment, since all the memory cells in the flash EEPROM are collectively erased, the initial setting of this address has no special meaning in the erase operation itself. This address setting is required for a verify operation (erase verify) performed after the erase operation.

ステップ(6)では、一括消去のための消去パルスが発生され、消去動作が行われる。この後、上記アドレス設定に従いステップ(7)において、ベリファイ動作が行われる。このベリファイ動作では、後述するように動作電圧が、外部端子Vccを介して供給される低電圧の電源電圧Vcc(例えば5V)より更に低い例えば3.5Vのような低い電圧Vcvの下で前記のような読み出し動作が行われる。すなわち、アドレスデコーダXDCR,YDCR及びセンスアンプSAには、その動作電圧として電源電圧Vccのかわりに上述した低電圧Vcvが供給される。   In step (6), an erase pulse for batch erase is generated, and an erase operation is performed. Thereafter, a verify operation is performed in step (7) according to the address setting. In this verify operation, as will be described later, the operating voltage is lower than the low power supply voltage Vcc (for example, 5 V) supplied via the external terminal Vcc (for example, 5 V), and is lower than the low voltage Vcv such as 3.5 V. Such a read operation is performed. That is, the above-described low voltage Vcv is supplied to the address decoders XDCR, YDCR and the sense amplifier SA instead of the power supply voltage Vcc as their operation voltages.

このとき、内部回路LOGC、タイミング制御回路CNTRには、その動作電圧として電源電圧Vccが供給されている。この読み出し動作において、読み出し信号が“0”ならば、すなわち、記憶トランジスタがオン状態になれば、その記憶トランジスタのしきい値電圧は上記3.5V以下の消去状態にされたものと認められるから、次にステップ(8)が実行される。このステップ(8)において、上記アドレスカウンタ回路のアドレスインクリメントが行われる。   At this time, the power supply voltage Vcc is supplied as an operating voltage to the internal circuit LOGC and the timing control circuit CNTR. In this read operation, if the read signal is "0", that is, if the storage transistor is turned on, it is recognized that the threshold voltage of the storage transistor is in the erased state of 3.5 V or less. Then, step (8) is executed. In this step (8), the address of the address counter circuit is incremented.

そして、前記のプレライト動作の場合と同様にステップ(9)において、上記アドレスカウンタ回路により形成されたアドレス信号が最終アドレスを指すか否かの判定が行われる。最終アドレスでない場合(NO)にはステップ(7)へ戻り、上記同様な消去ベリファイ動作が行われる。これを上記アドレスカウンタ回路が最終アドレスを指すまで繰り返して行うことにより、消去動作を終了する。   Then, similarly to the case of the prewrite operation, in step (9), it is determined whether or not the address signal formed by the address counter circuit indicates the final address. If it is not the final address (NO), the process returns to step (7), and the same erase verify operation as described above is performed. This operation is repeated until the address counter circuit indicates the final address, thereby completing the erase operation.

前記のように、本実施例においては、メモリアレイM−ARYの記憶情報が一括消去されるものであるため、上述した消去動作では、全メモリセルのうち書き込み動作によって最もしきい値電圧が高くされた記憶トランジスタにより消去回数が決められる。すなわち、最もしきい値電圧が高くされた記憶トランジスタが、上記3.5Vで読み出しが可能、すなわち低いしきい値電圧を持つまでステップ(6)における消去パルスの印加(消去動作)が行われる。そして、この記憶トランジスタが上記低いしきい値電圧を持つようになったか否かの検出がステップ(7)の消去ベリファイ動作によって行われる。すなわち、ステップ(7)のベリファイ結果に基づいて、ステップ(6)における消去パルスの印加(消去動作)の有無が決定される。   As described above, in the present embodiment, since the storage information of the memory array M-ARY is erased collectively, in the above-described erasing operation, the threshold voltage becomes highest due to the writing operation among all the memory cells. The number of times of erasing is determined by the memory transistor thus set. That is, the erasing pulse is applied (erasing operation) in step (6) until the memory transistor having the highest threshold voltage can be read at the above-mentioned 3.5 V, that is, has a low threshold voltage. Then, whether or not the storage transistor has the low threshold voltage is detected by the erase verify operation in step (7). That is, whether or not the erase pulse is applied (erase operation) in step (6) is determined based on the verification result in step (7).

上記のような消去動作モードを図5の動作タイミング図を参照して図3及び図4の具体的回路とともに詳細に説明する。なお、以下の説明においては、前述した図6,図7、及び表1,表2も参照される。   The above-described erase operation mode will be described in detail with reference to the operation timing chart of FIG. 5 and the specific circuits of FIGS. In the following description, FIGS. 6 and 7 and Tables 1 and 2 described above are also referred to.

チップイネーブル信号CEBがロウレベルにされ、アウトプットイネーブル信号OEBがハイレベルにされ、ライトイネーブル信号WEBがハイレベルにされ、外部端子Vppに高電圧Vpp(例えば約12V)が供給された状態では、前記図6に示したタイミング制御回路CNTRの具体的回路及び表1,表2から明らかなように内部チップイネーブル信号ceB、消去開始信号ecBがロウレベルとなる。したがって、イレーズイネーブル信号EEBがハイレベルからロウレベルに変化すると、これに応じてフリップフロップ回路FF1がセットされる。   In a state where the chip enable signal CEB is set to the low level, the output enable signal OEB is set to the high level, the write enable signal WEB is set to the high level, and the high voltage Vpp (for example, about 12 V) is supplied to the external terminal Vpp, As is clear from the specific circuit of the timing control circuit CNTR shown in FIG. 6 and Tables 1 and 2, the internal chip enable signal ceB and the erase start signal ecB are at the low level. Therefore, when the erase enable signal EEB changes from the high level to the low level, the flip-flop circuit FF1 is set accordingly.

これにより、消去モードを示す信号ESがハイレベルからロウレベルに変化して消去モードに入る。内部信号ES2Bは、遅延回路D1の持つ遅延時間によって決められた一定時間遅れてロウレベルに変化する。消去モードを示す信号ESがハイレベルに変化すると、それがノアゲート回路NOR1に帰還される。そのため、消去モード信号ERが発生されるまで、消去モード信号ESは、この帰還動作により保持される。従って、消去モードの間、ノアゲート回路NOR1はこれ以降内部信号ecにより代表されるCEB、OEB、WEB及びEEBの信号変化を受け付けなくなる。すなわち、消去制御回路LOGCは、上記のような外部制御信号を受け付けなくなり、消去シーケンスを実行することになる。言い換えるならば、この消去モード信号ESによって、上記外部制御信号の変化が内部の動作に影響を与えないようにされる。例えば、図6において、デコーダ活性化信号DEを形成する回路は、上記消去モード信号ESがハイレベルとされることにより、チップイネーブル信号CEBにもとづく信号ceBには影響されなくなる。   As a result, the signal ES indicating the erasing mode changes from the high level to the low level to enter the erasing mode. The internal signal ES2B changes to low level with a delay of a predetermined time determined by the delay time of the delay circuit D1. When the signal ES indicating the erase mode changes to a high level, it is fed back to the NOR gate circuit NOR1. Therefore, the erase mode signal ES is held by this feedback operation until the erase mode signal ER is generated. Therefore, during the erasing mode, the NOR gate NOR1 does not receive any signal changes of CEB, OEB, WEB and EEB represented by the internal signal ec thereafter. That is, the erase control circuit LOGC does not accept the external control signal as described above, and executes the erase sequence. In other words, the erase mode signal ES prevents a change in the external control signal from affecting the internal operation. For example, in FIG. 6, the circuit that forms the decoder activation signal DE is not affected by the signal ceB based on the chip enable signal CEB when the erase mode signal ES is set to the high level.

消去動作を実行する前に、前記プレライト動作が実行される。この全ビットに対して一定時間の書き込みを行うというプレライト動作のために、アドレスインクリメント開始信号AIS、発振器制御信号OSCにより発振回路O1が起動される。発振回路O1の出力信号は、4ビットの2進カウンタ回路BCS1により分周されてプレライトパルスPPが発生される。このプレライトパルスPPの発生は、上記のような分周により得られた分周信号OS3とOS4及びプレライト制御信号PCから形成するものに限定されず、種々の変形例を採ることができるものであることはいうまでもない。   Before performing the erase operation, the prewrite operation is performed. The oscillation circuit O1 is activated by the address increment start signal AIS and the oscillator control signal OSC for the pre-write operation of performing writing for all bits for a certain period of time. The output signal of the oscillation circuit O1 is divided by a 4-bit binary counter circuit BCS1 to generate a prewrite pulse PP. The generation of the prewrite pulse PP is not limited to the one generated from the frequency-divided signals OS3 and OS4 and the prewrite control signal PC obtained by the above-described frequency division, and various modifications can be adopted. Needless to say,

上記カウンタ回路BCS1の出力信号は、2進カウンタ回路BCS2に供給される。このカウンタ回路BCS2は、アドレスカウンタ回路としての動作を行い、内部アドレス信号A5I,A6I・・・・A2Iを発生する。これらのアドレス信号A5I,A6I・・・・A2Iは、アドレスバッファXADB,YADBに入力される。このアドレスバッファXADB,YADBの入力の切り換えに上記消去モード信号ESが用いられる。アドレスバッファXADB,YADBのそれぞれは、互いに同様な構成にされた複数の単位回路により構成されている。   The output signal of the counter circuit BCS1 is supplied to a binary counter circuit BCS2. This counter circuit BCS2 operates as an address counter circuit and generates internal address signals A5I, A6I,... A2I. These address signals A5I, A6I... A2I are input to address buffers XADB and YADB. The erase mode signal ES is used for switching the inputs of the address buffers XADB and YADB. Each of the address buffers XADB and YADB is configured by a plurality of unit circuits having the same configuration.

図9には、その単位回路が示されている。単位回路は、同図のように、消去モード信号ESのハイレベルにより、その入力が、外部端子AX,AYを介して供給される外部アドレス信号AX,AYから、内部アドレス信号AXI,AYIにそれぞれ切り換えられて、アドレスデコーダXDCR,YDCRに伝えられるべき内部相補アドレス信号ax,axBとay,ayBが形成される。すなわち、上記信号ESのハイレベルにより、アドレスバッファXADB,YADBの単位回路は、外部端子からの外部アドレス信号AX,AYを受け付けなくされ、内部アドレス信号A5I,A6I・・・・A2Iに相当する内部アドレス信号AXI,AYIの受け付けを行う。   FIG. 9 shows the unit circuit. As shown in the drawing, the input of the unit circuit is changed from the external address signals AX and AY supplied via the external terminals AX and AY to the internal address signals AXI and AYI, respectively, according to the high level of the erase mode signal ES. The internal complementary address signals ax, axB and ay, ayB to be transmitted to the address decoders XDCR, YDCR are formed by switching. That is, due to the high level of the signal ES, the unit circuits of the address buffers XADB and YADB are not allowed to receive the external address signals AX and AY from the external terminals, and the internal circuits corresponding to the internal address signals A5I, A6I... Address signals AXI and AYI are received.

特に制限されないが、上記カウンタ回路BCS2は、外部アドレス信号AX,AYと同じ数の内部アドレス信号AXI,AYIを形成する。これにより、各メモリアレイM−ARYからそれぞれ1個のメモリセルが内部アドレス信号AXI,AYIによって選択される。この選択されたメモリセルに対して、データ入力バッファDIB−0〜DIB−7から情報が供給され、書き込まれる(プレライト)。この場合、データ入力バッファDIB−0〜DIB−7は、外部端子I/O0〜I/O7からのデータではなく、プレライトパルスPPにもとづいて情報を形成する。   Although not particularly limited, the counter circuit BCS2 generates the same number of internal address signals AXI and AYI as the external address signals AX and AY. Thus, one memory cell is selected from each memory array M-ARY by the internal address signals AXI and AYI. Information is supplied to the selected memory cell from the data input buffers DIB-0 to DIB-7 and written (pre-write). In this case, the data input buffers DIB-0 to DIB-7 form information not based on data from the external terminals I / O0 to I / O7, but on the basis of the prewrite pulse PP.

メモリアレイのすべてのアドレスについてプレライトが終了すると、最終アドレス信号ENDがハイレベルになり、フリップフロップ回路FF2がセットされる。これにより自動消去モード設定信号AEがハイレベルになり消去期間に入る。内部信号PSCにより、アドレスインクリメント信号AISや発振器制御信号OSCがロウレベルに変化され、発振回路O1、カウンタ回路BCS1,BCS2がリセットされる。遅延回路D2によって設定された遅延時間は、消去を行う準備期間であり、ワード線を全非選択状態としたり、データ線の放電に用いられる。   When pre-writing is completed for all addresses of the memory array, the final address signal END becomes high level, and the flip-flop circuit FF2 is set. As a result, the automatic erase mode setting signal AE becomes high level, and the erase period starts. The address increment signal AIS and the oscillator control signal OSC are changed to low level by the internal signal PSC, and the oscillation circuit O1 and the counter circuits BCS1 and BCS2 are reset. The delay time set by the delay circuit D2 is a preparation period for performing erasing, and is used for setting all the word lines to a non-selected state or discharging the data lines.

その後、消去開始信号STが遅延回路D4により設定された一定時間ハイレベルになり、フリップフロップ回路FF3がセットされる。遅延回路D5により設定された時間の後に、消去パルスEPBがロウレベルになる。この消去パルスEPBのロウレベルにより、前記のような消去回路ERCを介してメモリセルのソースに高電圧Vppが印加される。   Thereafter, the erase start signal ST goes high for a fixed time set by the delay circuit D4, and the flip-flop circuit FF3 is set. After a time set by the delay circuit D5, the erase pulse EPB goes low. Due to the low level of the erase pulse EPB, a high voltage Vpp is applied to the source of the memory cell via the erase circuit ERC as described above.

特に制限されないが、消去回路ERCは、図10に示す回路とされる。信号EPBは、基本的には低電圧Vccを動作電圧とするインバータ回路と、高電圧Vppを動作電圧とするレベルシフト機能を持つインバータ回路とを介してPチャンネルMOSFETQ17のゲートに、また低電圧Vccを動作電圧とするインバータ回路を2段介してNチャンネルMOSFETQ10のゲートに伝えられる。同図において、信号EXTEは、この実施例における内部自動消去モードとは別に、このEEPROMを通常の消去モード、すなわち、外部の信号によって設定された期間だけ消去動作を行う場合にハイレベルにされる外部消去モード信号である。   Although not particularly limited, the erase circuit ERC is a circuit shown in FIG. The signal EPB is basically supplied to the gate of the P-channel MOSFET Q17 via an inverter circuit using the low voltage Vcc as an operating voltage and an inverter circuit having a level shift function using the high voltage Vpp as the operating voltage. Is transmitted to the gate of the N-channel MOSFET Q10 via two stages of inverter circuits having an operating voltage of. In the figure, a signal EXTE is set to a high level in a normal erase mode, that is, when the erase operation is performed only for a period set by an external signal, in addition to the internal automatic erase mode in this embodiment. This is an external erase mode signal.

上記消去回路ERCの構成及び動作は、次の通りである。消去パルスEPBを受けるナンドゲート回路は、外部消去モード信号EXTEがロウレベルのときには、実質的にはインバータ回路として動作する。それ故、信号EPBは3つのインバータ回路を介してゲートに定常的に電源電圧Vccが供給されたカット用MOSFET及びゲートに定常的に高電圧Vppが供給されたカット用MOSFETを介して、高電圧Vppを動作電圧とするCMOSインバータ回路を構成するPチャンネルMOSFETのゲートに供給される。上記CMOSインバータ回路を構成するNチャンネルMOSFETのゲートには、上記最終段のインバータ回路の出力信号が供給される。   The configuration and operation of the erasing circuit ERC are as follows. The NAND gate circuit receiving the erase pulse EPB substantially operates as an inverter circuit when the external erase mode signal EXTE is at a low level. Therefore, the signal EPB is supplied to the high voltage via the cut MOSFET in which the power supply voltage Vcc is constantly supplied to the gate and the high voltage Vpp is constantly supplied to the gate through the three inverter circuits. It is supplied to the gate of a P-channel MOSFET constituting a CMOS inverter circuit having an operating voltage of Vpp. The output signal of the last-stage inverter circuit is supplied to the gate of the N-channel MOSFET constituting the CMOS inverter circuit.

この構成に代えて、NチャンネルMOSFETのゲートを上記PチャンネルMOSFETのゲートと接続してもよい。上記PチャンネルMOSFETのゲートと高電圧Vppとの間には、レベル変換出力信号を受ける帰還用のPチャンネルMOSFETが設けられる。この実施例回路では、上記消去パルスEPBがロウレベルにされると、上記の最終段インバータ回路の出力がハイレベルになるので、NチャンネルMOSFETがオン状態になって出力信号をロウレベルにする。これにより、帰還用のPチャンネルMOSFETがオン状態になってCMOSインバータ回路を構成するPチャンネルMOSFETのゲート電圧を高電圧にするため、このPチャンネルMOSFETがオフ状態になる。また、カット用MOSFETがオフ状態になるため、高電圧Vppから低電圧Vccで動作する最終段インバータ回路に向かって直流電流が流れるのが防止される。これにより、出力信号がロウレベルにされるためMOSFETQ17がオン状態になってメモリセルのソース領域の電位を高電圧Vppにする。   Instead of this configuration, the gate of the N-channel MOSFET may be connected to the gate of the P-channel MOSFET. A feedback P-channel MOSFET for receiving a level-converted output signal is provided between the gate of the P-channel MOSFET and the high voltage Vpp. In the circuit of this embodiment, when the erase pulse EPB is set to low level, the output of the last-stage inverter circuit is set to high level, so that the N-channel MOSFET is turned on and the output signal is set to low level. As a result, the P-channel MOSFET for feedback is turned on, and the gate voltage of the P-channel MOSFET constituting the CMOS inverter circuit is increased, so that the P-channel MOSFET is turned off. Further, since the cutting MOSFET is turned off, a DC current is prevented from flowing from the high voltage Vpp to the final stage inverter circuit operating at the low voltage Vcc. As a result, the output signal is set to low level, so that the MOSFET Q17 is turned on, and the potential of the source region of the memory cell is set to the high voltage Vpp.

このとき、MOSFETQ10のゲート電圧は、ロウレベルになるためオフ状態となる。消去パルスEPBがハイレベルにされると、上記の最終段インバータ回路の出力がロウレベルになるのでNチャンネルMOSFETがオフ状態にされ、PチャンネルMOSFETがオン状態になる。これにより、出力信号は高電圧Vppのようなハイレベルになって、上記PチャンネルMOSFETQ17をオフ状態にする。このとき、帰還用のPチャンネルMOSFETは、出力信号の高レベルによりオフ状態になる。このとき、NチャンネルMOSFETQ10のゲート電圧がハイレベルになる。これにより、MOSFETQ10がオン状態になり、メモリセルのソース電位を回路の接地電位とする。   At this time, the gate voltage of the MOSFET Q10 is at a low level, so that the MOSFET Q10 is turned off. When the erase pulse EPB is set to a high level, the output of the last-stage inverter circuit goes to a low level, so that the N-channel MOSFET is turned off and the P-channel MOSFET is turned on. As a result, the output signal becomes a high level such as the high voltage Vpp, and the P-channel MOSFET Q17 is turned off. At this time, the feedback P-channel MOSFET is turned off by the high level of the output signal. At this time, the gate voltage of the N-channel MOSFET Q10 becomes high level. As a result, the MOSFET Q10 is turned on, and the source potential of the memory cell is set to the ground potential of the circuit.

再び図4に戻り、同図において、発振回路O2と2進カウンタ回路BCS3は、消去パルスEPBがロウレベルとにされることにより、それらによって定められた時間が経過した後、消去パルス終了信号PEをロウレベルからハイレベルに変化させ、フリップフロップ回路FF3をリセットする。これに応じて、上記消去パルスEPBがハイレベルに変化するので、上記の消去回路ERCによりメモリセルのソースの電位は高電圧Vppから回路の接地電位Vssに切り換えられる。   Returning to FIG. 4 again, in FIG. 4, the oscillation circuit O2 and the binary counter circuit BCS3 output the erase pulse end signal PE after the time determined by the erase pulse EPB being set to the low level has elapsed. The level is changed from the low level to the high level, and the flip-flop circuit FF3 is reset. In response, the erase pulse EPB changes to a high level, so that the potential of the source of the memory cell is switched from the high voltage Vpp to the ground potential Vss of the circuit by the erase circuit ERC.

遅延回路D7により設定された遅延時間の後に、消去ベリファイ信号EVがハイレベルに変化して消去ベリファイモードに移る。このとき、上記カウンタ回路BCS1とBCS2はプレライト時とは異なり、自動消去モード設定信号AEにより、互いに電気的に切り離されてカウンタ回路BCS1はベリファイ用の基準パルスを発生するために用いられ、カウンタ回路BCS2は、プレライト用ではなく、ベリファイ用の内部アドレス信号を発生するために用いられる。   After a delay time set by the delay circuit D7, the erase verify signal EV changes to a high level and shifts to the erase verify mode. At this time, unlike the pre-write operation, the counter circuits BCS1 and BCS2 are electrically disconnected from each other by the automatic erase mode setting signal AE, and the counter circuit BCS1 is used to generate a reference pulse for verification. The circuit BCS2 is used for generating an internal address signal for verification, not for prewrite.

すなわち、上記カウンタ回路BCS1の出力信号OS2は周期の前半がハイレベルに、周期の後半がロウレベルの信号であり、ロウレベルである期間にセンスアンプSAからの出力信号S0〜S7(8ビット出力の場合)のハイレベル/ロウレベルの判定が行われ、センスアンプSAから出力されている全ビットの信号S0〜S7がロウレベルのとき、言い換えるならば、上記カウンタ回路BSC2によって選択された8個の記憶トランジスタのそれぞれのしきい値電圧が低くされた消去状態ならば、フリップフロップ回路FF3がセットされずに、ベリファイ時アドレスインクリメント信号EAIに応答して、次のアドレスを指す内部アドレス信号AXI,AYIがカウンタ回路BSC2により形成され、再び信号OS2のロウレベルの期間に判定が行われる。   That is, the output signal OS2 of the counter circuit BCS1 is a high-level signal in the first half of the cycle and a low-level signal in the second half of the cycle, and the output signals S0 to S7 from the sense amplifier SA during the low level (in the case of an 8-bit output). ) Is performed, and when the signals S0 to S7 of all bits output from the sense amplifier SA are at low level, in other words, of the eight storage transistors selected by the counter circuit BSC2. In the erase state in which the respective threshold voltages are lowered, the flip-flop circuit FF3 is not set, and the internal address signals AXI and AYI indicating the next address are sent to the counter circuit in response to the address increment signal EAI at the time of verification. The signal OS2 is formed by BSC2, and is again in the low level period of the signal OS2. Determination to be carried out.

このようにして、ベリファイ時アドレスインクリメント信号EAIに従って、内部アドレス信号AXI,AYIが形成され、その内部アドレス信号AXI,AYIに従ったメモリセルの判定が行われる。もし、センスアンプSAの出力信号S0〜S7のうち1ビット以上の信号がハイレベルであれば、すなわち、1ビットでも消去されてないメモリセルがあれば、ノアゲート回路NOR2によりフリップフロップ回路3がセットされ、再びロウレベルの消去パルスEPBが発生される。このロウレベルの消去パルスEPBによって、再び上述した消去動作が行われ、その後、上述した消去ベリファイが再び実行される。   In this manner, internal address signals AXI and AYI are formed in accordance with the address increment signal EAI at the time of verification, and the memory cell is determined according to the internal address signals AXI and AYI. If one or more bits of the output signals S0 to S7 of the sense amplifier SA are at a high level, that is, if there is a memory cell in which even one bit has not been erased, the flip-flop circuit 3 is set by the NOR gate circuit NOR2. Then, a low-level erase pulse EPB is generated again. The above-described erase operation is performed again by the low-level erase pulse EPB, and thereafter, the above-described erase verify is executed again.

図5においては、上記内部信号OS2により示される4つのアドレスで消去されていると判定され、5番目のアドレスで消去されていないと判定されてベリファイ期間が終了した例が示されている。このとき、遅延回路D8の作用により、信号OS2の最後のパルスはアドレスインクリメント信号EAIに現れないようにされ、最後に消去されていないと判定されたアドレスに留まることを示している。言い換えるならば、上記カウンタ回路BSC2には、消去されていないと判定されたアドレスを指すアドレス信号が保持される。そのため、特に制限されないが、再び自動消去が行われた後の消去ベリファイは、前に消去されていなかったと判定されたアドレスから実行される。ここではベリファイモードの基本パルスを分周回路の出力信号OS2としたが、特にこれに限定されるものではないことは言うまでもない。   FIG. 5 shows an example in which it is determined that erasure has been performed at four addresses indicated by the internal signal OS2, and it has been determined that erasure has not been performed at the fifth address, and the verify period has ended. At this time, the operation of the delay circuit D8 prevents the last pulse of the signal OS2 from appearing in the address increment signal EAI, indicating that the last pulse remains at the address determined not to be erased last. In other words, the counter circuit BSC2 holds an address signal indicating an address determined not to be erased. Therefore, although not particularly limited, the erase verify after the automatic erase is performed again is executed from the address where it was previously determined that the erase was not performed. Here, the basic pulse in the verify mode is the output signal OS2 of the frequency divider, but it is needless to say that the present invention is not particularly limited to this.

上記動作の繰り返しによりすべてのアドレスに対応するメモリセルがベリファイされると、プレライト終了時と同様に終了アドレス信号ENDがハイレベルになり、フリップフロップ回路FF2がリセットされる。このフリップフロップ回路FF2のリセットに応じて自動消去モード設定信号AEがロウレベルに変化し、消去モード終了信号ERが遅延回路D9により設定された遅延時間の間だけハイレベルにされる。   When the memory cells corresponding to all the addresses are verified by repeating the above operation, the end address signal END becomes high level as in the end of the prewrite, and the flip-flop circuit FF2 is reset. In response to the reset of the flip-flop circuit FF2, the automatic erase mode setting signal AE changes to a low level, and the erase mode end signal ER is set to a high level for a delay time set by the delay circuit D9.

この信号ERのハイレベルにより、フリップフロップ回路FF1がリセットされて、遅延回路D1により設定された遅延時間経過後に、消去モードを示す信号ESがハイレベルに変化され、外部信号を受け付けないようにしていた状態が解除される。   The flip-flop circuit FF1 is reset by the high level of the signal ER, and after the delay time set by the delay circuit D1, the signal ES indicating the erase mode is changed to the high level, so that no external signal is accepted. Is released.

2進カウンタ回路BCS4は、消去パルスEPBの発生回数を計数する。ある一定回数のパルスEPBを計数しても上記のように消去モードが終了しない場合には異常検出信号FAILをハイレベルにして、強制的に消去モードを終了させる。すなわち、消去モード終了信号ERが発生される。また、この消去モード終了信号ERを形成する論理回路には、内部信号PSTOPと終了アドレス信号ENDが入力されるゲート回路が示されているが、これはプレライトだけで消去を行いたくない時に外部信号により作られる内部信号PSTOPにより本モードを終了できるようにしたためである。   The binary counter circuit BCS4 counts the number of occurrences of the erase pulse EPB. If the erase mode does not end as described above even after counting a certain number of pulses EPB, the abnormality detection signal FAIL is set to the high level, and the erase mode is forcibly ended. That is, an erase mode end signal ER is generated. In the logic circuit for forming the erase mode end signal ER, a gate circuit to which the internal signal PSTOP and the end address signal END are inputted is shown. This is because this mode can be ended by an internal signal PSTOP generated by the signal.

以上の説明では、図5のタイミング図を中心にして、図3と図4に示された消去制御回路LOGCの具体的回路を中心においたが、実際にはこれら消去制御回路LOGCで発生された各信号が、タイミング制御回路CNTRを介してアドレスバッファやデコーダ、MOSFET等を制御する。   In the above description, the specific circuits of the erase control circuit LOGC shown in FIGS. 3 and 4 have been mainly described with reference to the timing chart of FIG. 5, but actually the erase control circuit LOGC has been generated. Each signal controls an address buffer, a decoder, a MOSFET, and the like via a timing control circuit CNTR.

図6と図7に示した信号DE,SB,sc,re,wr,PG,DO等の信号発生回路では消去モード中は信号ES,AED等の信号により外部端子CEB,OEB,WEB,EEBの入力が無効にされており、内部で制御される。例えば、消去パルスEPBがロウレベル、すなわち、電気的消去を行っている期間は、図3及び図4中の信号DCがハイレベルとなり、信号DEはロウレベルとされ、各デコーダXDCR,YDCRは非活性化となる。よって全ワード線,全データ線は非選択状態になる。他の期間についても同様にその状態が図3及び図4に示された消去制御回路LOGCの出力信号によって決められる。   In the signal generation circuits such as the signals DE, SB, sc, re, wr, PG, and DO shown in FIGS. 6 and 7, the signals of the external terminals CEB, OEB, WEB, and EEB are generated by the signals ES and AED during the erase mode. Input is disabled and controlled internally. For example, during the period when the erase pulse EPB is at a low level, that is, during the period of performing the electrical erase, the signal DC in FIGS. 3 and 4 is at a high level, the signal DE is at a low level, and the decoders XDCR and YDCR are inactivated. It becomes. Therefore, all word lines and all data lines are in a non-selected state. In the other periods, the state is similarly determined by the output signal of the erase control circuit LOGC shown in FIGS.

データポーリングモードは、消去中か否かを判定するためのモードである。そのため、EEPROMの内部状態を知るためのモード、すなわち、ステータスポーリングモードとみなすこともできる。チップイネーブル信号CEBがロウレベルにされ、アウトプットイネーブル信号OEBがロウレベルにされ、ライトイネーブル信号WEBがハイレベルにされ、イレーズイネーブル信号EEBがロウレベルにされ、外部端子Vppに高電圧Vppが供給された状態で本モードとなる。このモードにされると、図6及び図7に示した回路においてデータポーリング制御信号POLMBがロウレベルになる。このとき、データ出力バッファ活性化信号DO7はハイレベルにされるが、データ出力バッファ活性化信号DOは、データポリーリング制御信号POLMBによってロウレベルにされる。   The data polling mode is a mode for determining whether or not erasing is being performed. Therefore, it can be regarded as a mode for knowing the internal state of the EEPROM, that is, a status polling mode. A state in which the chip enable signal CEB is set to low level, the output enable signal OEB is set to low level, the write enable signal WEB is set to high level, the erase enable signal EEB is set to low level, and the high voltage Vpp is supplied to the external terminal Vpp. To enter this mode. In this mode, the data polling control signal POLMB goes low in the circuits shown in FIGS. At this time, the data output buffer activation signal DO7 is set to high level, but the data output buffer activation signal DO is set to low level by the data polling control signal POLMB.

データ出力バッファDOBの具体的回路が図11に示されている。データポーリング(ステータスポーリング)制御回路DPを除けば、外部入出力端子I/O0〜I/O6に対応したデータ出力バッファDOB−0〜DOB−6と、外部入出力端子I/O7に対応したデータ出力バッファDOB−7の構成は、共に高インピーダンス状態を含む3状態出力回路であることに相違点はなく、先に読み出しモードで説明したように、活性化信号DO,DO7がハイレベルになるとセンスアンプSAからの出力信号S0〜S7を反転して出力するという動作を行う。   FIG. 11 shows a specific circuit of the data output buffer DOB. Except for the data polling (status polling) control circuit DP, data output buffers DOB-0 to DOB-6 corresponding to external input / output terminals I / O0 to I / O6 and data corresponding to external input / output terminals I / O7 There is no difference in the configuration of the output buffer DOB-7 from the fact that the output buffer DOB-7 is a three-state output circuit including a high-impedance state. As described above in the read mode, when the activation signals DO and DO7 become high level, the sense is made. The operation of inverting and outputting the output signals S0 to S7 from the amplifier SA is performed.

これに対して、データポーリングモード(ステータスポーリングモード)では、活性化信号POLMBがロウレベルであるため、出力信号S7が無効にされ、そのときの消去モードを示す信号ESのレベルに従い端子I/O7の出力信号が決まる。すなわち、消去モード期間中は、消去モードを示す信号ESがロウレベルであるから、外部入出力端子I/O7からロウレベルの信号が出力され、消去動作が終了していればハイレベルの信号が出力される。   On the other hand, in the data polling mode (status polling mode), since the activation signal POLMB is at the low level, the output signal S7 is invalidated, and the terminal I / O7 is driven according to the level of the signal ES indicating the erase mode at that time. The output signal is determined. That is, during the erase mode, the signal ES indicating the erase mode is at the low level, so that a low-level signal is output from the external input / output terminal I / O7, and a high-level signal is output if the erase operation has been completed. You.

図12には、センスアンプSAやアドレスデコーダXDCR,YDCRに供給される消去ベリファイモード時の動作電圧Vcvを発生させる電源回路が示されている。この回路は、シリコンバンドギャップを利用した公知の基準電圧発生回路VREFと、演算増幅回路OP1とOP2とを用いて構成される。すなわち、上記基準電圧回路VREFにより形成された基準電圧VRを演算増幅回路OP1により、抵抗R1とR2により決まる利得(R1+R2)/R2に従い電圧増幅し、前記約3.5Vのような電圧を形成する。この電圧をボルテージフォロワ形態の演算増幅回路OP2を通して出力させて上記電圧Vcvを得るものである。   FIG. 12 shows a power supply circuit for generating the operating voltage Vcv in the erase verify mode supplied to the sense amplifier SA and the address decoders XDCR and YDCR. This circuit is configured using a known reference voltage generation circuit VREF using a silicon band gap, and operational amplifier circuits OP1 and OP2. That is, the reference voltage VR formed by the reference voltage circuit VREF is amplified by the operational amplifier OP1 in accordance with the gain (R1 + R2) / R2 determined by the resistors R1 and R2 to form a voltage of about 3.5V. . This voltage is output through a voltage follower-type operational amplifier circuit OP2 to obtain the voltage Vcv.

上記演算増幅回路OP1とOP2は、上記自動消去モード設定信号AEにより活性化して上記電圧Vcvを発生させる。これにより、他の動作モードのときには上記の電源回路での電流消費を行わないようにできるものである。なお、上記演算増幅回路OP2として、その出力回路としてPチャンネルMOSFETとNチャンネルMOSFETからなる出力回路を用いた場合、上記信号AEにより演算増幅回路を非活性化する際、上記信号AEにより、PチャンネルMOSFETをオン状態にして、低電圧である電源電圧Vccを出力させる。この構成を採ることによって、上記の電源回路に信号AEにより電圧VccとVcvの切り換え機能を付加できるものである。なお、上述した基準電圧発生回路VREFとしては、例えば英国特許2081458Bに開示されているものが使用できる。   The operational amplifier circuits OP1 and OP2 are activated by the automatic erase mode setting signal AE to generate the voltage Vcv. This makes it possible to prevent the power supply circuit from consuming current in another operation mode. When an output circuit composed of a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET is used as the output circuit of the operational amplifier OP2, when the operational amplifier is deactivated by the signal AE, the P-channel is output by the signal AE. The MOSFET is turned on to output the low power supply voltage Vcc. By employing this configuration, a function of switching between the voltages Vcc and Vcv can be added to the power supply circuit by the signal AE. As the above-mentioned reference voltage generating circuit VREF, for example, the one disclosed in British Patent No. 2081458B can be used.

上記の消去ベリファイ中の動作電圧は、フラッシュEEPROMに対して読み出し動作が可能な下限の電源電圧Vccmin にほゞ等しくなるようにするために、読み出しモードの時のフラッシュEEPROMにおける電源電圧Vccより低く設定することが望ましい。また、ここでは図12に示すように、電源を内蔵することを想定したが、上記信号AEをフラッシュEEPROMの外部に出力し、外部に設けらられたプログラマブル電源をこの信号AEによって制御して、その電圧を本フラッシュEEPROMのセンスアンプSAやアドレスデコーダXDCR,YDCR等のように上記電圧Vcvが印加されるべき回路に供給する構成としてもよい。ここで、上述した下限電圧Vccmin とは、EEPROMを構成するメモリセルのうち、最も高いしきい値電圧を持つメモリセルから、その記憶情報の読み出しを可能とする最低の電源電圧Vcc(EEPROMの外部端子Vccに印加される)を意味している。   The operating voltage during the erase verify operation is set lower than the power supply voltage Vcc in the flash EEPROM in the read mode so as to be substantially equal to the lower power supply voltage Vccmin at which the read operation can be performed on the flash EEPROM. It is desirable to do. Although it is assumed here that a power supply is built in as shown in FIG. 12, the signal AE is output to the outside of the flash EEPROM, and a programmable power supply provided outside is controlled by the signal AE. The voltage may be supplied to a circuit to which the voltage Vcv is to be applied, such as the sense amplifier SA and the address decoders XDCR and YDCR of the flash EEPROM. Here, the above-mentioned lower limit voltage Vccmin is the lowest power supply voltage Vcc (external to the EEPROM) that enables reading of stored information from the memory cell having the highest threshold voltage among the memory cells constituting the EEPROM. (Applied to terminal Vcc).

図23には、アドレスデコーダXDCR,YDCRを構成する単位回路の回路図が示されている。各アドレスデコーダは、複数の互いに同様な構成にされた単位回路によって構成されている。ただし、供給される内部アドレス信号の組み合わせが、各単位回路で異なる。図23には、これらの単位回路の1個が実施例として示されている。   FIG. 23 is a circuit diagram of a unit circuit constituting the address decoders XDCR and YDCR. Each address decoder is composed of a plurality of unit circuits having the same configuration. However, the combination of the supplied internal address signals differs in each unit circuit. FIG. 23 shows one of these unit circuits as an embodiment.

同図において、UDGは単位デコーダ回路であり、例えば内部アドレス信号ax(ay)とアドレスデコーダ活性化信号DEを受けるナンド回路によって構成される。このナンド回路の出力信号は、図10に示した回路と同様な構成のレベル変換回路に供給されている。図23のレベル変換回路においては、図10において高電圧Vppが供給されていたノードに対応するノードに、上記タイミング制御回路CNTRから、高電圧Vpp、電源電圧Vcc及び上記低電圧Vcvが選択的に供給される。これに対して、上記ナンド回路UDGには、定常的に電源電圧Vccが供給される。   In the figure, UDG is a unit decoder circuit, and is constituted by, for example, a NAND circuit receiving an internal address signal ax (ay) and an address decoder activating signal DE. The output signal of the NAND circuit is supplied to a level conversion circuit having the same configuration as the circuit shown in FIG. In the level conversion circuit of FIG. 23, the high voltage Vpp, the power supply voltage Vcc, and the low voltage Vcv are selectively supplied from the timing control circuit CNTR to a node corresponding to the node to which the high voltage Vpp was supplied in FIG. Supplied. On the other hand, the power supply voltage Vcc is constantly supplied to the NAND circuit UDG.

これにより、書き込み動作時あるいはプレライト時に、アドレスバッファXADB(YADB)からの内部アドレス信号ax(ay)によって指示されたワード線W(カラムスイッチMOSFETの選択線CL)に対して、上記高電圧Vppと実質的に等しい電圧を持つ選択信号を単位回路が出力する。また、読み出し動作時には、内部アドレス信号ax(ay)によって指示されたワード線W(選択線CL)に電源電圧Vccと実質的に等しい電圧を持つ選択信号が出力される。消去ベリファイモードにはアドレスバッファXADB(YADB)からの内部アドレス信号ax(ay)によって指示されたワード線W(選択線CL)に対して、上記低電圧Vcvと実質的に等しい電圧を持つ選択信号が出力される。   Thus, during a write operation or pre-write, the high voltage Vpp is applied to the word line W (selection line CL of the column switch MOSFET) specified by the internal address signal ax (ay) from the address buffer XADB (YADB). The unit circuit outputs a selection signal having a voltage substantially equal to. In the read operation, a selection signal having a voltage substantially equal to the power supply voltage Vcc is output to the word line W (selection line CL) specified by the internal address signal ax (ay). In the erase verify mode, a select signal having a voltage substantially equal to the low voltage Vcv is applied to the word line W (select line CL) designated by the internal address signal ax (ay) from the address buffer XADB (YADB). Is output.

消去動作のときには、活性化信号DEが上述のようにロウレベルにされるため、全ての単位回路から回路の接地電位Vssと実質的に等しい電圧が、ワード線W(選択線CL)に供給される。なお、選択されないワード線W(選択線CL)には、回路の接地電位Vssに従った電圧が供給される。また、上述したように、プレライト時及び消去ベリファイ時には、外部アドレス信号AX(AY)ではなくて、カウンタ回路によって形成された内部アドレス信号AXI(AYI)がアドレスバッファXADB(YADB)に取り込まれ、これに対応した内部アドレス信号ax(ay)が形成される。   During the erase operation, the activation signal DE is set to the low level as described above, so that a voltage substantially equal to the ground potential Vss of the circuit is supplied from all the unit circuits to the word line W (select line CL). . Note that a voltage according to the ground potential Vss of the circuit is supplied to the unselected word lines W (selection lines CL). Further, as described above, at the time of pre-write and erase verify, not the external address signal AX (AY) but the internal address signal AXI (AYI) formed by the counter circuit is taken into the address buffer XADB (YADB). An internal address signal ax (ay) corresponding to this is formed.

図22には、データ入力バッファDIBの一実施例を示す回路図が示されている。このデータ入力バッファDIBは、外部入出力端子I/Oからのデータをメモリセルへ書き込む場合と、プレライト時にメモリセルへ予め定められたデータを書き込む場合とに共通に使われる。書き込みモードの場合、前記表1,表2から理解できるように書き込みモード信号wpはハイレベルにされ、プレライトパルスPPはロウレベルにされる。そのため、外部入出力端子I/Oに供給されたデータは、2個のノア回路を介してインバータの入力ノードに伝えられる。入力ノードに伝えられたデータは、インバータによって位相反転された後、互いに直列接続された1個のPチャンネルMOSFET、2個のNチャンネルMOSFETからなるバイアス回路に供給される。   FIG. 22 is a circuit diagram showing one embodiment of the data input buffer DIB. The data input buffer DIB is commonly used for writing data from an external input / output terminal I / O to a memory cell and for writing predetermined data to a memory cell during prewriting. In the case of the write mode, the write mode signal wp is set to the high level and the prewrite pulse PP is set to the low level as can be understood from Tables 1 and 2. Therefore, the data supplied to the external input / output terminal I / O is transmitted to the input node of the inverter via the two NOR circuits. After the data transmitted to the input node is inverted in phase by the inverter, the data is supplied to a bias circuit composed of one P-channel MOSFET and two N-channel MOSFETs connected in series.

このバイアス回路によって所定のレベルに変換された上記データは、書き込み用のPチャンネルMOSFETQPIのゲートに供給される。この書き込み用のPチャンネルMOSFETQPIは、所定のバイアス電圧がそのゲートに供給されたMOSFETQL,上述したMOSFETQ18を介してコモンデータ線CDに結合され、更に選択されたデータ線を介して書き込みが行われるべきメモリセル(記憶トランジスタ)のドレインに結合される。上記PチャンネルMOSFETQPIは、書き込みべきデータに従った電圧をメモリセルのドレインに供給する。これによって、メモリセルへのデータの書き込みが行われる。ところが、メモリセルの記憶トランジスタのしきい値電圧が負となってしまうと、上記MOSFETQL等を流れる電流Iwが高くなり、上記MOSFETQL等における電圧降下が大きくなって、前述したように充分な書き込みが行えなくなってしまう。これに対して、本実施例によれば、しきい値電圧が負になるのを防ぐことができるため、電流Iwが高くなるのを防ぐことができ、確実なデータの書き込みが可能となる。   The data converted to a predetermined level by the bias circuit is supplied to the gate of a write P-channel MOSFET QPI. The write P-channel MOSFET QPI is coupled to the common data line CD via the MOSFET QL whose gate is supplied with a predetermined bias voltage and the above-described MOSFET Q18, and is to be written via the selected data line. Coupled to the drain of the memory cell (storage transistor). The P-channel MOSFET QPI supplies a voltage according to data to be written to the drain of the memory cell. Thus, data is written to the memory cells. However, when the threshold voltage of the storage transistor of the memory cell becomes negative, the current Iw flowing through the MOSFET QL or the like increases, and the voltage drop in the MOSFET QL or the like increases. You can not do it. On the other hand, according to the present embodiment, since the threshold voltage can be prevented from becoming negative, the current Iw can be prevented from increasing, and data can be reliably written.

なお、プレライト動作の際には、上記信号wpがロウレベルとなるため、外部入出力端子I/Oからのデータは取り込まれない。そのかわりに、プレライトパルスPPを書き込みデータとした書き込みが行われる。   At the time of the pre-write operation, since the signal wp is at a low level, data from the external input / output terminal I / O is not taken in. Instead, writing is performed using the prewrite pulse PP as write data.

図21には、以上述べてきた自動消去モードにおける外部入力信号と、外部出力信号とに着目したタイミングチャートが示されている。時刻t1においてイレーズイネーブル信号EEBがハイレベルからロウレベルに変化すると、フラッシュEEPROMの内部に設けられたラッチが働き、自動消去モードとに入る。以後、時刻t4において消去が終了するまでフラッシュEEPROMは、データポーリングの要求を示す外部信号の組み合わせ以外は外部信号を受け付けない。   FIG. 21 shows a timing chart focusing on the external input signal and the external output signal in the above-described automatic erase mode. When the erase enable signal EEB changes from the high level to the low level at the time t1, the latch provided inside the flash EEPROM operates to enter the automatic erase mode. Thereafter, the flash EEPROM does not accept any external signal except for a combination of external signals indicating a data polling request until the erasure is completed at time t4.

イレーズイネーブル信号EEBを内部で決まるある一定時間以上ロウレベルに保った後は、CEB,OEB,WEB,EEBの外部制御信号はいかなる組み合わせであっても構わない。本実施例の自動消去モードにおいては、このイレーズイネーブル信号EEBのロウレベルの期間において、消去が行われるのではない。そのため、上述した一定時間は、上記図3に示したラッチ回路を所定の状態にセットするため等に必要とされるものであり、メモリセルの消去に要する時間よりも充分短くて済むものである。また、外部アドレス信号については、この図に記載されていないが、内部に取り込まれないため、いかなる組み合わせであっても構わない。   After the erase enable signal EEB is kept at the low level for a certain fixed time or more internally, the external control signals of CEB, OEB, WEB, and EEB may be in any combination. In the automatic erasing mode of the present embodiment, erasing is not performed during the low level period of the erase enable signal EEB. Therefore, the above-mentioned fixed time is required for setting the latch circuit shown in FIG. 3 to a predetermined state or the like, and is sufficiently shorter than the time required for erasing the memory cell. Further, the external address signal is not shown in this figure, but is not taken in, so that any combination may be used.

同図には、時刻t2でデータポーリングモードに入る例が示されている。内部の信号遅延で決まる時刻t3にデータポーリング信号が外部入出力端子I/O7に現れる。時刻t3から時刻t4の間はまだ消去が終了していないので出力はロウレベルである。消去が時刻t4に終了するとハイレベルに変化して、フラッシュEEPROMの外部から消去の終了を検出できる。なお、自動消去モードの時、外部入出力端子I/O0〜I/O6は、フローティング状態にされている。外部入出力端子I/O7もポーリングモードを除いて、自動消去モードのときにはフローティング状態とされている。   The figure shows an example in which the data polling mode is entered at time t2. At time t3 determined by an internal signal delay, a data polling signal appears at the external input / output terminal I / O7. Since the erasure has not been completed between the time t3 and the time t4, the output is at the low level. When the erasing ends at time t4, the level changes to a high level, and the erasing end can be detected from outside the flash EEPROM. In the automatic erasing mode, the external input / output terminals I / O0 to I / O6 are in a floating state. The external input / output terminal I / O7 is also in a floating state in the automatic erase mode except for the polling mode.

図24には、メモリセルの記憶情報を消去する際に、外部から供給されるイレーズイネーブル信号EEの波形図が示されている。図24(A)には、上述した自動消去モードの際のイレーズイネーブル信号EEBの波形図が示されている。また、図24(B)は、消去動作とベリファイ動作とを外部から指示する場合のイレーズイネーブル信号EEBの波形を示し、図24(C)は、単に記憶情報の消去を外部からイレーズイネーブル信号EEBによって指示する場合の波形を示している。これらの波形は、いずれも一括消去の場合を示している。   FIG. 24 shows a waveform diagram of the erase enable signal EE supplied from the outside when erasing the storage information of the memory cell. FIG. 24A shows a waveform diagram of the erase enable signal EEB in the above-described automatic erase mode. FIG. 24B shows a waveform of an erase enable signal EEB when an erasing operation and a verifying operation are instructed from the outside, and FIG. 24C shows an erasing enable signal EEB simply for erasing stored information from the outside. 5 shows a waveform in the case where the instruction is made. These waveforms show the case of batch erasure.

図24(B)では、上記信号EEBがロウレベルにされている期間EO(例えば10ms)において、実際にメモリセル(例えば1バイト)の消去動作が行われ、上記信号EEBがハイレベルされている期間VOにおいて、実際にメモリセル(1バイト)からの読み出し動作を伴うベリファイ動作が行われる。また、図24(C)においては、信号EEBがロウレベルにされている期間EO’(例えば1秒)において、チップ上のすべてのメモリセルに対して実際に消去の動作が行われる。   In FIG. 24B, during a period EO (for example, 10 ms) in which the signal EEB is at a low level, an erasing operation of a memory cell (for example, 1 byte) is actually performed and a period in which the signal EEB is at a high level In the VO, a verify operation involving a read operation from a memory cell (1 byte) is actually performed. In FIG. 24C, the erase operation is actually performed on all the memory cells on the chip during a period EO ′ (for example, 1 second) during which the signal EEB is at the low level.

これに対して、上記した自動消去モードでは、図3に示したラッチ回路等を所定状態にセットするだけの時間、上記信号EEBがロウレベルにされていれば良い。そのため、上記イレーズイネーブル信号EEBをロウレベルに保持しておく時間は、図24(B),(C)に示したものに比べて短くてよく、例えば50ns程度でよい。これは、自動消去モードの場合、イレーズイネーブル信号EEBのロウレベルの期間において、メモリセルに対する実際の消去の動作が実行されるものではないためである。   On the other hand, in the above-described automatic erasing mode, the signal EEB only needs to be at the low level for the time required to set the latch circuit and the like shown in FIG. 3 to the predetermined state. Therefore, the time during which the erase enable signal EEB is held at a low level may be shorter than those shown in FIGS. 24B and 24C, and may be, for example, about 50 ns. This is because in the automatic erase mode, the actual erase operation for the memory cells is not performed during the low level of the erase enable signal EEB.

なお、本実施例においては、主に自動消去モードのための内部の構成を述べたが、図24(B),(C)に示されている消去モードも合わせて実行できるようにしてもよい。   In this embodiment, the internal configuration mainly for the automatic erase mode has been described. However, the erase mode shown in FIGS. 24B and 24C may be executed together. .

図24(D)及び図24(E)には、読み出しサイクルの際の、外部アドレス信号AX,AY及び外部入出力端子I/Oの出力信号とが示されている。読み出しモードにするには、前記表1,表2に示されているように各外部信号を設定する必要があるが、同図は、上述のように外部アドレス信号と出力信号とが示されている。例えば、スタンバイモードから所望のアドレスAiを指示するような外部アドレス信号AX,AYをEEPROMに与えることにより、そのアドレスAiに保持されていたデータDiが外部入出力端子I/Oから出力される。その後、再びEEPROMは、例えばスタンバイモードにされる。この読み出しサイクルにおいては、メモリセルの選択動作、センスアンプの活性化等が行われるため、そのサイクルタイムは、例えば100〜200ns程度必要とされる。   FIGS. 24D and 24E show the external address signals AX and AY and the output signal of the external input / output terminal I / O in the read cycle. In order to enter the read mode, it is necessary to set each external signal as shown in Tables 1 and 2 above. In the drawing, the external address signal and the output signal are shown as described above. I have. For example, by applying external address signals AX and AY indicating the desired address Ai from the standby mode to the EEPROM, the data Di held at the address Ai is output from the external input / output terminal I / O. Thereafter, the EEPROM is again set to, for example, a standby mode. In this read cycle, a selection operation of a memory cell, activation of a sense amplifier, and the like are performed. Therefore, a cycle time of about 100 to 200 ns is required, for example.

これに対して、図24(A)に示した消去モードでは、イレーズイネーブル信号EEBのパルス幅が、上述のように50ns程度と短くてよい。そのため、後で図14,図15を用いて述べるが、EEPROMを制御する装置(CPU等)が長い時間、EEPROMのイレーズ動作に専有されてしまうのを防ぐことができる。このイレーズイネーブル信号EEB〔図24(A)〕のパルス幅は、実際にメモリセルの消去を行うのに必要とされる時間よりも短くてよい。これは、前述のように、このイレーズイネーブル信号EEBによって、実際の消去動作が行われるのではなく、EEPROMに対して消去動作の指示が行われるためである。   On the other hand, in the erase mode shown in FIG. 24A, the pulse width of the erase enable signal EEB may be as short as about 50 ns as described above. Therefore, as will be described later with reference to FIGS. 14 and 15, it is possible to prevent a device (CPU or the like) for controlling the EEPROM from being exclusively used for the erasing operation of the EEPROM for a long time. The pulse width of the erase enable signal EEB (FIG. 24A) may be shorter than the time required to actually erase the memory cell. This is because, as described above, the erase enable signal EEB does not perform the actual erase operation but instructs the EEPROM to perform the erase operation.

この実施例においては、消去ベリファイを全てのアドレスについて行う構成としてが、本発明はこれに限定されるものでない。要求される消去後のしきい値電圧の制御の程度により変えても構わない。例えば、1つのデータ線のみをベリファイしたり、極端な場合には1つの代表的ビット(メモリセル)のみをベリファイするものであってもよい。上記ベリファイ用電源電圧Vcvを要求される読み出し可能な下限電圧Vccmin より十分低く設定できる場合にはこのような方法であっても通常十分な読み出し可能な下限電源電圧Vccmin を確保できる。なお、図5において、PSTOPはテストのための信号である。   In this embodiment, the erase verify is performed for all the addresses, but the present invention is not limited to this. The threshold voltage may be changed depending on the required degree of control of the threshold voltage after erasing. For example, only one data line may be verified, or in an extreme case, only one representative bit (memory cell) may be verified. If the verifying power supply voltage Vcv can be set sufficiently lower than the required readable lower limit voltage Vccmin, a sufficiently readable lower limit power supply voltage Vccmin can usually be ensured even by such a method. In FIG. 5, PSTOP is a signal for a test.

図13には、この発明が適用されるEEPROMの他の実施例の回路図が示されている。この実施例においても、前記図1の実施例と同様に、1つのメモリアレイと、それに対応する周辺回路のみが示されている。全体については、前記図20を参照されたい。   FIG. 13 is a circuit diagram showing another embodiment of the EEPROM to which the present invention is applied. In this embodiment, as in the embodiment of FIG. 1, only one memory array and the corresponding peripheral circuits are shown. See FIG. 20 above for the whole.

この実施例のEEPROMのメモリセルは、前記実施例のように電気的消去をソース領域側で行うものに代えて、ドレイン領域側で行うようにしたものである。すなわち、この実施例では、メモリアレイM−ARYのソース線CSは回路の接地電位点Vssに固定的に接続される。   The memory cell of the EEPROM of this embodiment is configured such that electrical erasing is performed on the drain region side instead of the electrical erasing performed on the source region side as in the above embodiment. That is, in this embodiment, the source line CS of the memory array M-ARY is fixedly connected to the ground potential point Vss of the circuit.

消去回路ERCと、それによりスイッチ制御される前記PチャンネルMOSFETQ17とNチャンネルMOSFETQ10の出力ノードは、共通データ線CDにPチャンネル型のスイッチMOSFETQ25を介して接続される。スイッチMOSFETQ25は、そのゲートに前記のような消去パルスEPBが印加される。これにより、スイッチMOSFETQ25は、消去パルスEPBがロウレベルにされる期間だけオン状態になり、消去パルスEPBのロウレベルに基づいてオン状態にされるPチャンネルMOSFETQ17を介して出力される高電圧Vppを共通データ線CDに伝える。また、アドレスデコーダYDCRは、メモリアレイM−ARY内の全メモリセルの一括消去を行うために、上記共通データ線CDの高電圧Vppをデータ線に伝えるよう、例えば上記消去パルスEPBに応答して、全てのカラムスイッチMOSFETQ7〜Q9をオン状態にする。   The erasing circuit ERC and the output nodes of the P-channel MOSFET Q17 and the N-channel MOSFET Q10 that are switch-controlled by the erasing circuit ERC are connected to a common data line CD via a P-channel type switch MOSFET Q25. The switch MOSFET Q25 has the gate applied with the erase pulse EPB as described above. As a result, the switch MOSFET Q25 is turned on only during the period in which the erase pulse EPB is at the low level, and changes the high voltage Vpp output through the P-channel MOSFET Q17 that is turned on based on the low level of the erase pulse EPB to the common data. Tell the line CD. The address decoder YDCR transmits the high voltage Vpp of the common data line CD to the data lines in order to collectively erase all the memory cells in the memory array M-ARY, for example, in response to the erase pulse EPB. , All the column switch MOSFETs Q7 to Q9 are turned on.

この構成に代え、カラムデコーダYDCRを内部又は外部のアドレスに従った選択信号を形成するようにすれば、データ線の単位での消去が可能になる。したがって、この実施例のEEPROMでは、消去動作のときのアドレスデコーダYDCRの制御が、前記図1の実施例と異なるものとなる。他の部分については、前記図1と同じため、図1を参照されたい。   If, instead of this configuration, the column decoder YDCR generates a selection signal according to an internal or external address, erasing can be performed in units of data lines. Therefore, in the EEPROM of this embodiment, the control of the address decoder YDCR at the time of the erase operation is different from that of the embodiment of FIG. Other parts are the same as those in FIG. 1, and therefore, refer to FIG.

図14には、この発明に係るフラッシュ(FLASH)EEPROMを用いたマイクロコンピュータシステムの一実施例のブロック図が示されている。   FIG. 14 is a block diagram showing one embodiment of a microcomputer system using a flash (FLASH) EEPROM according to the present invention.

この実施例のマイクロコンピュータシステムは、マイクロプロセッサCPUを中心として、プログラム等が格納されたROM(リード・オンリー・メモリ)、主メモリ装置として用いられるRAM(ランダム・アクセス・メモリ)、入出力ポートI/OPORT、この発明に係る前記一括消去型EEPROM、制御回路CONTROLLERを介して接続されるモニターとして液晶表示装置又はCRT(陰極線管)がアドレスバスADDRESS、データバスDATAと、例示的に示され制御信号CONTROLを伝える制御バスとによって相互に接続されてなる。   The microcomputer system according to this embodiment includes a microprocessor CPU, a ROM (read only memory) storing programs and the like, a RAM (random access memory) used as a main memory device, and an input / output port I. / OPORT, the batch erase type EEPROM according to the present invention, a liquid crystal display device or a CRT (cathode ray tube) as a monitor connected via a control circuit CONTROLLER, an address bus ADDRESS, a data bus DATA, and control signals. They are interconnected by a control bus for transmitting CONTROL.

この実施例では、上記表示装置LCDやCRTの動作に必要な12V系電源RGUを、上記EEPROMの高電圧Vppとしても利用する。このため、この実施例では、電源RGUはマイクロプロセッサCPUからの制御信号によって、読み出し動作のときに端子VppをVccのような5Vに切り換える機能が付加される。また、図15には、マイクロプロセッサCPUとEEPROMに着目した各信号の接続関係が示されている。   In this embodiment, the 12V power supply RGU required for the operation of the display device LCD and CRT is also used as the high voltage Vpp of the EEPROM. Therefore, in this embodiment, the power supply RGU is provided with a function of switching the terminal Vpp to 5 V such as Vcc at the time of a read operation by a control signal from the microprocessor CPU. FIG. 15 shows a connection relationship between the microprocessor CPU and each signal focusing on the EEPROM.

EEPROMのチップイネーブル端子CEBには、システムアドレスのうちEEPROMに割り当てられたアドレス空間を示すアドレス信号をデコーダ回路DECに供給し、チップイネーブル信号CEBを発生させる。また、タイミング制御回路TCは、マイクロプロセッサCPUからのR/W(リード/ライト)信号、DSB(データストローブ)信号及びWAIT(ウエイト)信号を受け、出力イネーブル信号OEB、ライトイネーブル信号WEB及びイレーズイネーブル信号EEBを発生させる。なお、マイクロプロセッサCPUのデータ端子は、データバスを介してEEPROMの外部入出力端子I/O0〜I/O7に結合され、マイクロプロセッサCPUのアドレス端子は一部を除いてアドレスバスを介してEEPROMの外部アドレス端子AX,AYに結合されている。   To the chip enable terminal CEB of the EEPROM, an address signal indicating the address space allocated to the EEPROM among the system addresses is supplied to the decoder circuit DEC to generate the chip enable signal CEB. The timing control circuit TC receives an R / W (read / write) signal, a DSB (data strobe) signal and a WAIT (wait) signal from the microprocessor CPU, and outputs an output enable signal OEB, a write enable signal WEB, and an erase enable. The signal EEB is generated. The data terminal of the microprocessor CPU is connected to external input / output terminals I / O0 to I / O7 of the EEPROM via a data bus, and the address terminals of the microprocessor CPU are partially connected to the EEPROM via the address bus. Are connected to the external address terminals AX and AY.

この実施例のマイクロコンピュータシステムでは、EEPROMが前記のような自動消去機能を持つものであるため、マイクロプロセッサCPUは、EEPROMをアドレス指定して信号CEBを発生させるとともに上記信号R/W、DSB及びWAITの組み合わせにより、図21に示したような消去モードを指定する信号OEB、WEB及び信号EEBを発生させる。この後は、EEPROMが前記のように内部で自動的な消去モードに入る。EEPROMが消去モードに入ると、前記のようにアドレス端子、データ端子及び全コントロール端子がフリーになり、マイクロプロセッサCPUから、EEPROMが電気的に分離される。したがって、マイクロプロセッサCPUは、EEPROMに対しては消去モードを指示するだけで、その後はシステムバスを用いて他のメモリ装置ROMやRAM、あるいは入出力ポートとの間で情報の授受を伴うデータ処理を実行することができる。   In the microcomputer system of this embodiment, since the EEPROM has the above-described automatic erasing function, the microprocessor CPU addresses the EEPROM to generate the signal CEB, and simultaneously generates the signal CE / B, the signals R / W, DSB and Signals OEB, WEB and EEB designating the erase mode as shown in FIG. 21 are generated by the combination of WAIT. Thereafter, the EEPROM enters the automatic erase mode internally as described above. When the EEPROM enters the erasing mode, the address terminal, the data terminal, and all the control terminals become free as described above, and the EEPROM is electrically separated from the microprocessor CPU. Accordingly, the microprocessor CPU only instructs the erasing mode to the EEPROM, and thereafter uses the system bus to transmit and receive information to and from another memory device ROM or RAM, or an input / output port. Can be performed.

これにより、システムのスループットを犠牲にすることなく、一括消去型のEEPROMを、フルファンクション(バイト毎の書き換え可能)のEEPROMと同様にシステムに実装したままの状態での消去が可能になる。マイクロプロセッサCPUは、上記のような消去モードの指示をした後は、適当な時間間隔で上記EEPROMに対して前記データポーリングモードを指定して、データバスのうちの端子I/O7のレベルがロウレベルかハイレベルかの判定を行い消去動作の終了の有無を判定し、消去が完了しEEPROMに書き込むべきデータが存在するなら書き込みを指示するものである。   As a result, the erasure of the batch erasure type EEPROM can be performed in the same state as the full-function (rewritable by byte) EEPROM mounted on the system without sacrificing the throughput of the system. After giving the instruction of the erasing mode as described above, the microprocessor CPU designates the data polling mode for the EEPROM at an appropriate time interval so that the level of the terminal I / O7 of the data bus becomes low level. It is determined whether the erasing operation has been completed by determining whether the erasing operation has been completed. If the erasing is completed and there is data to be written in the EEPROM, the writing is instructed.

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。すわなち、
(1) 電気的に消去可能にされた不揮発性記憶素子がマトリック配置されてなるメモリアレイを具備するEEPROMに、外部からの消去動作の指示に従って消去動作を行った後に対応するメモリセルを少なくとも1回の読み出し動作を行い、その読み出し情報に基づいて消去動作の継続,停止の制御を行う消去制御回路を内蔵させることにより、EEPROM自身が消去確認機能、すなわち、読み出しを伴う上記自動消去機能を持つため、マイクロプロセッサに負担をかけることなくそれをシステムに置いたままでの消去動作が可能になる。
(2) 上記消去制御回路として、上記の消去動作に先立って全メモリセルに対して書き込みを行うというプレライト機能を付加することによって、未書き込みのメモリセルが消去動作の実行によって負のしきい値電圧を持つようにされることが防止できる。
(3) 上記メモリセルとして、フローティングゲートとコントロールゲートとの2層ゲート構造を持つMOSFETであり、フローティングゲートに蓄積された情報電荷をトンネル現象を利用してソース、ドレイン又はウェルに引き抜くことによって電気的消去が行われるものであるものとすることにより、メモリセルの占有面積が小さくなり、大記憶容量化が可能になる。
(4) 上記メモリアレイを構成するメモリセルは、メモリアレイ全体又はその一部のメモリセル群のソース,ドレインが共通化され、共通化されたメモリセル毎に一括して電気的消去動作が行われるものとすることによって、上記のようにメモリセルの小型化が図られる。
(5) 上記消去制御回路として、メモリセルを順次選択するためのアドレス発生回路を設けることにより、全メモリセルに対する前記プレライト及び消去確認のためのベリファイを実施することができる。
(6) 上記消去の継続,停止の制御のためのメモリセルのベリファイ時に、コントロールゲートに伝えられるワード線の選択電位を低電圧Vccより低い読み出し可能な下限電圧Vccmin に相当する約3.5Vのような低い電圧Vcvに設定して行うことによって、必要十分な消去を保証することができる。
(7) 上記ワード線の選択電位を比較的低い電圧Vcvに発生させる電源回路として、基準電圧発生回路で形成された基準電圧を受け、利得設定用抵抗素子に基づいて所望の出力電圧に変換する第1の演算増幅回路と、この第1の演算増幅回路の出力信号を受けて出力電圧を形成するボルティージフォロワ形態の第2の演算増幅回路の出力端子から得ることにより、素子プロセスのバラツキの影響を受けることなく任意の設定された所望電圧を高精度で得ることができる。
(8) 上記EEPROMに外部からの指示に従い消去動作の継続,停止等の内部状態を外部へ出力させるというデータポーリング機能を持たせることにより、マイクロプロセッサによるメモリ管理が簡便になる。
(9) 上記EEPROMをマイクロコンピュータに実装し、上記マイクロプロセッサからの消去指示に従いマイクロプロセッサとは、電気的に切り離された状態で内部の消去制御回路により自動的に消去動作を行うようにすることによって、マイクロコンピュータシステムのスループットを犠牲にすることなく、EEPROMの消去をオンボード状態での実行することができる。
(10) 1つのゲート信号線(ワード線)と1つのドレイン信号線(データ線)により選択される、電気的に消去可能にされた不揮発性記憶素子がマトリックス配置されてなるメモリアレイを有し、外部からの消去の指示に従って消去動作を開始し、その後は外部からのアドレス信号、入力データ、制御信号によらず、自動的に消去が行われ、該消去が完了した後外部からのアドレス信号、入力データ、制御信号により所望の動作が可能となる半導体不揮発性記憶装置が得られる。
(11) 1つのゲート信号線(ワード線)と1つのドレイン信号線(データ線)により選択される、電気的に消去可能にされた不揮発性記憶素子がマトリックス配置されてなるメモリアレイを有し、外部からの消去の指示に従って消去動作を開始、その後は外部からのアドレス信号、入力データ、制御信号によらず、自動的に消去が行われ、該消去が完了した後外部からのアドレス信号、入力データ、制御信号により所望の動作が可能となる半導体不揮発性記憶装置と、所定の情報処理機能を持つマイクロプロセッサと、上記半導体不揮発性記憶装置とマイクロプロセッサとを接続するシステムバスとを含み、半導体不揮発性記憶装置は上記マイクロプロセッサからの消去指示に従いマイクロプロセッサとは電気的に切り離された状態で内部の消去制御回路により自動的に消去動作を行う情報処理システムが得られる。
(12) 行及び列からなる、マトリックス状に配置されてなる、電気的に書き込み、消去可能な不揮発性メモリであり、該消去において、読み出しサイクル期間以下の単一パルスを入力することにより消去を開始し、その後は外部からのアドレス、データ、制御信号の入力に拘らず自動的に消去を行い、該消去が終了後に、外部からのアドレス、データ、制御信号を受け付ける半導体不揮発性記憶装置が得られる。
(13) 行及び列からなる、マトリックス状に配置されてなる、電気的に書き込み、消去可能な不揮発性メモリを含み、マイクロプロセッサとシステムバスにより接続された情報処理システムにおいて、該消去において、読み出しサイクル期間以下の単一パルスを入力することにより消去を開始し、その後はシステムバスからのアドレス、データ、制御信号に拘らず自動的に消去を行い、該消去が終了後に、システムバスからの信号を受け付ける半導体不揮発性記憶装置を含む情報処理システムが得られる。
(14) メモリセルのうち、最も低いしきい値電圧を持つメモリセルが消去動作によって、負のしきい値電圧を持つようになるのを防ぐとともに、最も高いしきい値電圧を持つメモリセルが消去動作によって下限電圧Vccmin で読み出し可能なしきい値電圧を持つように、内部の消去制御回路によってEEPROMの消去動作が自動的に制御される。
The operational effects obtained from the above embodiment are as follows. That is,
(1) An EEPROM including a memory array in which electrically erasable nonvolatile storage elements are arranged in a matrix is provided with at least one corresponding memory cell after performing an erasing operation in accordance with an external erasing operation instruction. The EEPROM itself has an erasure confirmation function, that is, the above-mentioned automatic erasure function with reading by incorporating a built-in erasing control circuit that performs erasing operations and controls continuation and stop of the erasing operation based on the read information. Therefore, an erasing operation can be performed without placing a burden on the microprocessor while keeping it in the system.
(2) By adding a pre-write function of performing writing to all memory cells prior to the erasing operation as the erasing control circuit, an unwritten memory cell becomes a negative threshold by executing the erasing operation It can be prevented from having a value voltage.
(3) The above-mentioned memory cell is a MOSFET having a two-layer gate structure of a floating gate and a control gate, and the information charge accumulated in the floating gate is drawn out to the source, drain or well by utilizing a tunnel phenomenon. When the target cell is to be erased, the area occupied by the memory cell is reduced, and the storage capacity can be increased.
(4) In the memory cells constituting the memory array, the source and drain of the entire memory array or a part of the memory cell group are shared, and the electrical erasing operation is performed collectively for each shared memory cell. As a result, the size of the memory cell can be reduced as described above.
(5) By providing an address generation circuit for sequentially selecting memory cells as the erase control circuit, it is possible to perform the pre-write and erase verification for all memory cells.
(6) At the time of verifying the memory cell for controlling the continuation and stop of the erasing, the word line selection potential transmitted to the control gate is set to about 3.5 V corresponding to the lower limit voltage Vccmin lower than the low voltage Vcc. By setting the voltage to such a low voltage Vcv, it is possible to guarantee necessary and sufficient erasing.
(7) As a power supply circuit for generating the word line selection potential to a relatively low voltage Vcv, receives a reference voltage formed by a reference voltage generation circuit and converts it to a desired output voltage based on a gain setting resistor element. By obtaining the output signal from the first operational amplifier circuit and the output terminal of the second operational amplifier circuit in the form of a voltage follower which receives the output signal of the first operational amplifier circuit and forms an output voltage, variations in the element process can be reduced. An arbitrary set desired voltage can be obtained with high accuracy without being affected.
(8) By providing the EEPROM with a data polling function of outputting an internal state such as continuation or stop of an erasing operation to an external device according to an external instruction, memory management by the microprocessor is simplified.
(9) The EEPROM is mounted on a microcomputer, and an erase operation is automatically performed by an internal erase control circuit while electrically disconnected from the microprocessor in accordance with an erase instruction from the microprocessor. Thus, the erasing of the EEPROM can be executed in an on-board state without sacrificing the throughput of the microcomputer system.
(10) A memory array having a matrix of electrically erasable non-volatile storage elements selected by one gate signal line (word line) and one drain signal line (data line) is provided. The erase operation is started according to an external erase instruction. Thereafter, the erase operation is automatically performed irrespective of the external address signal, input data, and control signal. After the erase operation is completed, the external address signal is output. Thus, a semiconductor nonvolatile memory device capable of performing a desired operation by input data and a control signal is obtained.
(11) A memory array having a matrix of electrically erasable non-volatile storage elements selected by one gate signal line (word line) and one drain signal line (data line) is provided. An erasing operation is started according to an external erasing instruction. Thereafter, erasing is automatically performed irrespective of an external address signal, input data, and a control signal. After the erasing is completed, an external address signal is output. Input data, a semiconductor nonvolatile storage device capable of performing a desired operation by a control signal, a microprocessor having a predetermined information processing function, and a system bus connecting the semiconductor nonvolatile storage device and the microprocessor, The semiconductor non-volatile memory device is internally connected to the microprocessor in an electrically disconnected state according to the erase instruction from the microprocessor. And an information processing system that automatically performs an erasing operation by the erasing control circuit.
(12) An electrically erasable and erasable non-volatile memory composed of rows and columns and arranged in a matrix, wherein the erasure is performed by inputting a single pulse for a read cycle period or less. Start, and thereafter, the erase is automatically performed irrespective of the input of the external address, data, and control signal. After the erase is completed, the semiconductor nonvolatile memory device that receives the external address, data, and control signal is obtained. Can be
(13) In an information processing system including an electrically erasable and erasable non-volatile memory which is arranged in a matrix and composed of rows and columns, and which is connected to a microprocessor by a system bus, the information is read in the erasure. Erasure is started by inputting a single pulse for a cycle period or less, and thereafter, erasure is performed automatically regardless of the address, data, and control signals from the system bus. An information processing system including a semiconductor nonvolatile storage device that accepts the information is obtained.
(14) Of the memory cells, the memory cell having the lowest threshold voltage is prevented from having a negative threshold voltage due to the erase operation, and the memory cell having the highest threshold voltage is An internal erase control circuit automatically controls the erase operation of the EEPROM so as to have a threshold voltage that can be read at the lower limit voltage Vccmin by the erase operation.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図4の信号FAILやERは、外部に出力させる機能を持たせてもよい。この場合外部端子数の増加を防ぐために、前記データポーリング機能を利用して出力させることが望ましい。例えば、データ入出力端子I/O5とI/O6を、図11のデータ入出力端子I/O7に対応したデータ出力回路と同様の回路として、信号ESが供給されるゲートに信号FAIL,ERを対応させればよい。このように他の内部の動作シーケンスを示す信号も必要に応じて外部に出力させるようにしてもよい。   Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Nor. For example, the signal FAIL or ER in FIG. 4 may have a function of outputting it to the outside. In this case, in order to prevent an increase in the number of external terminals, it is desirable to output using the data polling function. For example, the data input / output terminals I / O5 and I / O6 are the same circuit as the data output circuit corresponding to the data input / output terminal I / O7 in FIG. It is sufficient to make it correspond. Thus, a signal indicating another internal operation sequence may be output to the outside as needed.

メモリアレイM−ARYの消去は、ソース線とワード線とをそれぞれ分割して、その組み合わせにより消去すべきメモリブロックを指定するものであってもよい。メモリセルを構成する記憶トランジスタとしては、EPROMに用いられるスタックドゲート構造のMOSトランジスタの他、書き込み動作もトンネル現象を用いるFLOTOX型の記憶トランジスタを用いるものであってもよい。   The erasing of the memory array M-ARY may be such that a source line and a word line are divided, and a memory block to be erased is specified by a combination of the source line and the word line. As a storage transistor constituting a memory cell, a FLOTOX type storage transistor using a tunnel phenomenon for a write operation may be used in addition to a stacked gate MOS transistor used in an EPROM.

前記実施例においては、図16に示した1個の記憶トランジスタを1個のメモリセルとして使っていたが、図18に示した1個の記憶トランジスタ(この場合、実質的に2個のトランジスタを1個の記憶トランジスタとみなす)を1個のメモリセルとして使ってもよい。すなわち、本発明は、図19(A)に示した1個の記憶トランジスタを1メモリセルとして使うEEPROMに特に適している。しかしながら、図19(B)に示したようなメモリセル(1メモリセルが2個のトランジスタにより構成され、2本のワード線と1本のデータ線によって規定される)を有するEEPROMにも適用できる。   In the above embodiment, one memory transistor shown in FIG. 16 is used as one memory cell. However, one memory transistor shown in FIG. 18 (in this case, substantially two transistors are used) (One storage transistor) may be used as one memory cell. That is, the present invention is particularly suitable for an EEPROM using one storage transistor shown in FIG. 19A as one memory cell. However, the present invention can also be applied to an EEPROM having a memory cell as shown in FIG. 19B (one memory cell is formed of two transistors and is defined by two word lines and one data line). .

書き込み/消去用の高電圧Vppは、外部から供給される高電圧を用いるものに限定されない。すなわち、書き込み/消去時に流れる電流が小さいならば、EEPROMの内部で電源電圧Vccから公知のチャージポンプ回路等により昇圧したものを利用するものであってもよい。また、この内部昇圧電源と外部高電圧Vppとを併用するものとしてもよい。   The high voltage Vpp for writing / erasing is not limited to the one using a high voltage supplied from the outside. That is, as long as the current flowing at the time of writing / erasing is small, a voltage boosted from a power supply voltage Vcc by a known charge pump circuit or the like inside the EEPROM may be used. Further, the internal step-up power supply and the external high voltage Vpp may be used in combination.

EEPROMは、通常の書き込み/読み出し等の制御を行う回路部分(CNTR)や、消去アルゴリズムを制御する回路部分(LOGC)の構成は、上記のような動作シーケンスを行うものであればどのような回路であってもかまわない。すなわち、図3及び図4、図6及び図7のようなランダムロジック回路によるもの他、プログラマブルロジックアレイ(PLA)、マイクロコンピュータとソフトウェアの組み込み、あるいは前記実施例では非同期回路で構成したが同期回路で構成しても構わない。このように、上記の動作シーケンスを実現する回路は、種々の実施形態を採ることができるものである。   In an EEPROM, a circuit portion (CNTR) for controlling normal writing / reading and the like and a circuit portion (LOGC) for controlling an erasing algorithm are configured by any circuit that performs the above-described operation sequence. It may be. That is, in addition to a random logic circuit as shown in FIGS. 3 and 4, and 6 and 7, a programmable logic array (PLA), a microcomputer and software are incorporated, or an asynchronous circuit is used in the above embodiment. May be configured. As described above, the circuit that realizes the above operation sequence can adopt various embodiments.

EEPROMを構成するメモリアレイやその周辺回路の具体的回路構成は、種々の実施形態を採ることができるものである。さらに、EEPROM等は、マイクロコンピュータ等のようなディジタル半導体集積回路装置に内蔵されるものであってもよい。   Various specific embodiments can be adopted for the specific circuit configuration of the memory array and its peripheral circuits constituting the EEPROM. Further, the EEPROM or the like may be built in a digital semiconductor integrated circuit device such as a microcomputer.

上述した説明では、説明を容易にするために、記憶トランジスタが持つ一対の領域をソース領域と、ドレイン領域と定めていたが、印加される電圧の値によって、ソース,ドレインが定まる記憶トランジスタにおいては、上述したソース領域、ドレイン領域を一方の領域(ノード)と他方の領域(ノード)と読み替えれば本発明が適用できるものである。   In the above description, a pair of regions of the storage transistor is defined as a source region and a drain region for ease of description. However, in a storage transistor whose source and drain are determined by the value of an applied voltage. The present invention can be applied by replacing the above-described source region and drain region with one region (node) and the other region (node).

この発明は、EPROMに用いられるようなスタックドゲート構造の記憶トランジスタや、FLOTOX型の記憶トランジスタを用いる半導体不揮発性記憶装置及びそれを用いた情報処理システムに広く利用できるものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for a storage transistor having a stacked gate structure as used in an EPROM, a semiconductor nonvolatile storage device using a FLOTOX type storage transistor, and an information processing system using the same.

この発明が適用されたEEPROMの一実施例を示すメモリアレイ部の回路図と周辺回路のブロック図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a memory array unit and a block diagram of a peripheral circuit showing an embodiment of an EEPROM to which the present invention is applied. この発明に係る消去アルゴリズムの一例を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an erasing algorithm according to the present invention. 消去制御回路LOGCの具体的一実施例の一部回路図である。FIG. 4 is a partial circuit diagram of a specific example of an erase control circuit LOGC; 消去制御回路LOGCの具体的一実施例の他の一部回路図である。FIG. 13 is another partial circuit diagram of a specific example of the erase control circuit LOGC; 消去動作を説明するためのタイミング図である。FIG. 5 is a timing chart for explaining an erasing operation. タイミング制御回路CNTRの具体的一実施例の一部回路図である。FIG. 9 is a partial circuit diagram of a specific example of a timing control circuit CNTR. タイミング制御回路CNTRの具体的一実施例の他の一部回路図である。FIG. 14 is another partial circuit diagram of a specific example of the timing control circuit CNTR. 消去時間と記憶トランジスタのしきい値電圧との関係を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an erasing time and a threshold voltage of a storage transistor. アドレスバッファXADB,YADBの単位回路の一実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing one embodiment of a unit circuit of the address buffers XADB and YADB. 消去回路ERCの一実施例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing one embodiment of an erase circuit ERC. データ出力バッファDOBの一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of a data output buffer DOB. 消去ベリファイ用電圧Vcvを発生させる電源回路の一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of a power supply circuit for generating an erase verify voltage Vcv. 上記EEPROMの他の一実施例を示すメモリアレイ部の回部図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a memory array section showing another embodiment of the EEPROM. 上記EEPROMが用いられるマイクロコンピュータシステムの一実施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a microcomputer system using the EEPROM. 上記EEPROMとマイクロプロセッサCPUとの一実施例の接続を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a connection between the EEPROM and a microprocessor CPU according to one embodiment. 従来技術のメモリセルの一例を説明するための構造断面図である。FIG. 3 is a structural cross-sectional view for explaining an example of a conventional memory cell. その読み出し動作を説明するための概略回路図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram for explaining the read operation. 従来技術のメモリセルの他の一例を説明するための構造断面図である。FIG. 11 is a structural cross-sectional view for explaining another example of the memory cell of the related art. 本発明が適用されるEEPROMにおけるメモリセル(A)と従来のメモリセル(B)の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell (A) and a conventional memory cell (B) in an EEPROM to which the present invention is applied. 本発明の一実施例であるEEPROMの全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of an EEPROM according to an embodiment of the present invention. 本発明が適用されたEEPROMの外部信号の一例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing an example of an external signal of an EEPROM to which the present invention is applied. データ入力バッファの一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of a data input buffer. アドレスデコーダの一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of an address decoder. イレーズイネーブル信号(A),(B),(C)と読み出しサイクル(D), (E)を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing erase enable signals (A), (B), (C) and read cycles (D), (E).

符号の説明Explanation of reference numerals

XADB,YADB…アドレスバッファ、XDCR,YDCR…アドレスデコーダ、UDG…単位デコーダ回路、M−ARY…メモリアレイ、SA…センスアンプ、DIB,DIB−0〜DIB−7…データ入力バッファ、DOB,DOB−0〜DOB−7…データ出力バッファ、CNTR…タイミング制御回路、ERC…消去回路、LOGC…消去制御回路(内部回路)、N1,N2…CMOSインバータ回路、CS…ソース線、W1,W2…ワード線、D1〜Dn…データ線、CD…共通データ線、O1,O2…発振回路、BCS1〜BCS4…2進カウンタ回路、DP…データポーリング制御回路、CPU…マイクロプロセッサ、ROM…リード・オンリー・メモリ、RAM…ランダム・アクセス・メモリ、I/OPORT…入出力ポート、EEPROM(FLASH)…一括消去型半導体不揮発性記憶装置、RGU…12V系電源装置、LCD…液晶表示装置、CRT…陰極線管、ADDRESS…アドレスバス、DATA…データバス、DEC…デコーダ回路、TC…タイミング制御回路、
3…ドレイン、4…フローティングゲート、5…ソース、6…コントロールゲート、7…薄い酸化膜、8…P型シリコン基板、9…N型拡散層、10…低濃度のN型拡散層、11…P型拡散層、12…選択メモリセル、14…非選択メモリセル、13…選択ワード線、15…非選択ワード線、16…データ線、17…センスアンプ。
XADB, YADB: address buffer, XDCR, YDCR: address decoder, UDG: unit decoder circuit, M-ARY: memory array, SA: sense amplifier, DIB, DIB-0 to DIB-7: data input buffer, DOB, DOB- 0 to DOB-7: data output buffer, CNTR: timing control circuit, ERC: erase circuit, LOGC: erase control circuit (internal circuit), N1, N2: CMOS inverter circuit, CS: source line, W1, W2: word line , D1 to Dn data lines, CD common data lines, O1, O2 oscillation circuits, BCS1 to BCS4 binary counter circuits, DP data polling control circuits, CPU microprocessors, ROM read only memories, RAM: random access memory, I / OPORT: input / output port G, EEPROM (FLASH): batch erasure type semiconductor nonvolatile memory device, RGU: 12 V power supply device, LCD: liquid crystal display device, CRT: cathode ray tube, ADDRESS: address bus, DATA: data bus, DEC: decoder circuit, TC ... timing control circuit,
3 ... Drain, 4 ... Floating gate, 5 ... Source, 6 ... Control gate, 7 ... Thin oxide film, 8 ... P-type silicon substrate, 9 ... N-type diffusion layer, 10 ... Low-concentration N-type diffusion layer, 11 ... P-type diffusion layer, 12: selected memory cell, 14: unselected memory cell, 13: selected word line, 15: unselected word line, 16: data line, 17: sense amplifier.

Claims (22)

バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、
1つの前記メモリが、不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受けることができ、
前記不揮発性メモリは、消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、順次アドレス信号を発生するアドレス生成回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去モードを開始し、前記消去制御回路は消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なった後に前記アドレス生成回路によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus;
One of the memories is a non-volatile memory, and can receive a plurality of control signals from the processor;
The non-volatile memory includes an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation internally until the erase of a plurality of memory cells to be erased in the erase mode is completed, and an address generation circuit for sequentially generating an address signal. Circuit, and a circuit for outputting information on whether or not the erase mode,
When an erase signal included in the control signal is received from the processor, the nonvolatile memory starts the erase mode, and the erase control circuit performs an erase operation on a plurality of memory cells to be erased. Performing the erase verify operation on the memory cell specified by the address generation circuit, and performing the erase operation again when the erase is insufficient,
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The processor can access another memory after sending an erase signal to the nonvolatile memory and before the erase mode in the nonvolatile memory ends, and via the input / output terminal. A device having a non-volatile memory, to which data can be externally input.
バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、
1つの前記メモリが、不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受けることができ、
前記不揮発性メモリは、消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、前記消去ベリファイ動作のためのアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去モードを開始し、前記消去制御回路は、前記アドレスカウンタ回路のアドレス信号の初期設定を行ない、前記消去動作後に前記アドレスカウンタ回路から出力されるアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度実行し、消去完了であった場合に前記アドレスカウンタ回路のアドレスインクリメントを行なって前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus;
One of the memories is a non-volatile memory, and can receive a plurality of control signals from the processor;
The nonvolatile memory includes: an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation repeatedly until the erase of a plurality of memory cells to be erased is completed in an erase mode; and an address for the erase verify operation. An address counter circuit that generates a signal, and a circuit that outputs information as to whether or not the erase mode is in effect,
When an erasing signal included in the control signal is received from the processor, the nonvolatile memory starts the erasing mode, the erasing control circuit initializes an address signal of the address counter circuit, and performs the erasing operation. Thereafter, the erase verify operation is performed on a memory cell designated by an address signal output from the address counter circuit. If the erase operation is insufficient, the erase operation is performed again. Performing an erase verify operation on a memory cell designated by a next address signal output from the address counter circuit by performing an address increment of the address counter circuit;
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The processor can access another memory after sending an erase signal to the nonvolatile memory and before the erase mode in the nonvolatile memory ends, and via the input / output terminal. A device having a non-volatile memory, to which data can be externally input.
バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、
1つの前記メモリが、不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受けることができ、
前記不揮発性メモリは、消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なう消去回路と、消去対象の複数のメモリセルの内の一部のメモリセルを指定するアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記アドレス信号によって指定されるメモリセルの消去が完了したか否かを判定する消去ベリファイ動作を行なう判定回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去動作と前記消去ベリファイ動作を内部で自動的に行なう消去モードを開始し、前記消去モードにおいて、前記消去回路によって前記消去動作を行なった後、前記アドレス信号により指定されたメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、前記判定回路により消去が完了していないと判定された場合には前記消去回路によって再度の前記消去動作を行ない、前記判定回路により消去が完了したと判定された場合には前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus;
One of the memories is a non-volatile memory, and can receive a plurality of control signals from the processor;
The nonvolatile memory includes an erasing circuit that performs an erasing operation on a plurality of memory cells to be erased, and an address counter circuit that generates an address signal designating some of the plurality of memory cells to be erased. A determination circuit for performing an erase verify operation for determining whether or not the erasure of the memory cell specified by the address signal has been completed; and a circuit for outputting information as to whether or not the memory is in the erase mode,
When receiving the erase signal included in the control signal from the processor, the nonvolatile memory starts an erase mode in which the erase operation and the erase verify operation are automatically performed internally. After the erase operation is performed, the erase verify operation is performed on the memory cell specified by the address signal. When the determination circuit determines that the erase has not been completed, the erase circuit again performs the erase operation. Performing an erase operation, and performing the erase verify operation on a memory cell specified by a next address signal output from the address counter circuit when the determination circuit determines that the erase is completed;
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The processor can access another memory after sending an erase signal to the nonvolatile memory and before the erase mode in the nonvolatile memory ends, and via the input / output terminal. A device having a non-volatile memory, to which data can be externally input.
前記プロセッサは、前記消去モードが終了したか否かを判定するために、前記不揮発性メモリに対しデータポーリングモードを指定することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   4. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein the processor designates a data polling mode for the nonvolatile memory to determine whether the erasing mode has ended. 5. A device having a volatile memory. 前記不揮発性メモリは、前記制御信号に含まれる書込信号を前記プロセッサから受けた場合、データを書込むために書込動作を行うことを特徴とする請求項11乃至請求項4の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   5. The nonvolatile memory according to claim 11, wherein the nonvolatile memory performs a write operation to write data when receiving a write signal included in the control signal from the processor. An apparatus comprising the non-volatile memory according to claim 1. 前記不揮発性メモリは、複数の不揮発性メモリセルを有し、
各不揮発性メモリセルは、複数のしきい電圧範囲内の1つのしきい電圧を持ち、
1つの前記しきい電圧範囲は、前記消去動作により不揮発性メモリセルのしきい電圧が移動させられる消去レベルであり、
他の前記しきい電圧範囲は、前記書込動作により不揮発性メモリセルのしきい電圧が移動させられる書込レベルであることを特徴とする請求項5に記載の不揮発性メモリを有する装置。
The nonvolatile memory has a plurality of nonvolatile memory cells,
Each non-volatile memory cell has one threshold voltage within a plurality of threshold voltage ranges,
One of the threshold voltage ranges is an erase level at which a threshold voltage of a nonvolatile memory cell is moved by the erase operation;
6. The device having a nonvolatile memory according to claim 5, wherein the other threshold voltage range is a write level at which a threshold voltage of a nonvolatile memory cell is moved by the write operation.
バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、
1つの前記メモリが、不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受けることができ、
前記不揮発性メモリは、消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、順次アドレス信号を発生するアドレス生成回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去モードを開始し、前記消去制御回路は消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なった後に前記アドレス生成回路によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部にデータを出力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus;
One of the memories is a non-volatile memory, and can receive a plurality of control signals from the processor;
The non-volatile memory includes an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation internally until the erase of a plurality of memory cells to be erased in the erase mode is completed, and an address generation circuit for sequentially generating an address signal. Circuit, and a circuit for outputting information on whether or not the erase mode,
When an erase signal included in the control signal is received from the processor, the nonvolatile memory starts the erase mode, and the erase control circuit performs an erase operation on a plurality of memory cells to be erased. Performing the erase verify operation on the memory cell specified by the address generation circuit, and performing the erase operation again when the erase is insufficient,
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The processor can access another memory after sending an erase signal to the nonvolatile memory and before the erase mode in the nonvolatile memory ends, and via the input / output terminal. A device having a nonvolatile memory, which can output data to the outside.
バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、
1つの前記メモリが、不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受けることができ、
前記不揮発性メモリは、消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、前記消去ベリファイ動作のためのアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去モードを開始し、前記消去制御回路は、前記アドレスカウンタ回路のアドレス信号の初期設定を行ない、前記消去動作後に前記アドレスカウンタ回路から出力されるアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度実行し、消去完了であった場合に前記アドレスカウンタ回路のアドレスインクリメントを行なって前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部にデータを出力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus;
One of the memories is a non-volatile memory, and can receive a plurality of control signals from the processor;
The nonvolatile memory includes: an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation repeatedly until the erase of a plurality of memory cells to be erased is completed in an erase mode; and an address for the erase verify operation. An address counter circuit that generates a signal, and a circuit that outputs information as to whether or not the erase mode is in effect,
When an erasing signal included in the control signal is received from the processor, the nonvolatile memory starts the erasing mode, the erasing control circuit initializes an address signal of the address counter circuit, and performs the erasing operation. Thereafter, the erase verify operation is performed on a memory cell designated by an address signal output from the address counter circuit. If the erase operation is insufficient, the erase operation is performed again. Performing an erase verify operation on a memory cell designated by a next address signal output from the address counter circuit by performing an address increment of the address counter circuit;
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The processor can access another memory after sending an erase signal to the nonvolatile memory and before the erase mode in the nonvolatile memory ends, and via the input / output terminal. A device having a nonvolatile memory, which can output data to the outside.
バスと、前記バスに接続された複数のメモリ,プロセッサ及び入出力端子を有し、
1つの前記メモリが、不揮発性メモリであり、前記プロセッサから複数の制御信号を受けることができ、
前記不揮発性メモリは、消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なう消去回路と、消去対象の複数のメモリセルの内の一部のメモリセルを指定するアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記アドレス信号によって指定されるメモリセルの消去が完了したか否かを判定する消去ベリファイ動作を行なう判定回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記制御信号に含まれる消去信号を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは前記消去動作と前記消去ベリファイ動作を内部で自動的に行なう消去モードを開始し、前記消去モードにおいて、前記消去回路によって前記消去動作を行なった後、前記アドレス信号により指定されたメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、前記判定回路により消去が完了していないと判定された場合には前記消去回路によって再度の前記消去動作を行ない、前記判定回路により消去が完了したと判定された場合には前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後であって前記不揮発性メモリでの前記消去モードが終了するまでの間に、他の前記メモリにアクセスでき、前記入出力端子を介して外部にデータを出力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a plurality of memories, a processor, and an input / output terminal connected to the bus;
One of the memories is a non-volatile memory, and can receive a plurality of control signals from the processor;
The nonvolatile memory includes an erasing circuit that performs an erasing operation on a plurality of memory cells to be erased, and an address counter circuit that generates an address signal designating some of the plurality of memory cells to be erased. A determination circuit for performing an erase verify operation for determining whether or not the erasure of the memory cell specified by the address signal has been completed; and a circuit for outputting information as to whether or not the memory is in the erase mode,
When receiving the erase signal included in the control signal from the processor, the nonvolatile memory starts an erase mode in which the erase operation and the erase verify operation are automatically performed internally. After the erase operation is performed, the erase verify operation is performed on the memory cell specified by the address signal. When the determination circuit determines that the erase has not been completed, the erase circuit again performs the erase operation. Performing an erase operation, and performing the erase verify operation on a memory cell specified by a next address signal output from the address counter circuit when the determination circuit determines that the erase is completed;
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The processor can access another memory after sending an erase signal to the nonvolatile memory and before the erase mode in the nonvolatile memory ends, and via the input / output terminal. A device having a nonvolatile memory, which can output data to the outside.
前記プロセッサは、前記消去モードが終了したか否かを判定するために、前記不揮発性メモリに対しデータポーリングモードを指定することを特徴とする請求項7乃至請求項9の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   10. The nonvolatile memory according to claim 7, wherein the processor designates a data polling mode for the nonvolatile memory to determine whether the erase mode has been completed. A device having a volatile memory. 前記不揮発性メモリは、前記制御信号に含まれる書込信号を前記プロセッサから受けた場合、データを書込むために書込動作を行うことを特徴とする請求項7乃至請求項10の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   11. The nonvolatile memory according to claim 7, wherein the nonvolatile memory performs a write operation to write data when receiving a write signal included in the control signal from the processor. An apparatus comprising the non-volatile memory according to claim 1. 前記不揮発性メモリは、複数の不揮発性メモリセルを有し、
各不揮発性メモリセルは、複数のしきい電圧範囲内の1つのしきい電圧を持ち、
1つの前記しきい電圧範囲は、前記消去動作により不揮発性メモリセルのしきい電圧が移動させられる消去レベルであり、
他の前記しきい電圧範囲は、前記書込動作により不揮発性メモリセルのしきい電圧が移動させられる書込レベルであることを特徴とする請求項11に記載の不揮発性メモリを有する装置。
The nonvolatile memory has a plurality of nonvolatile memory cells,
Each non-volatile memory cell has one threshold voltage within a plurality of threshold voltage ranges,
One of the threshold voltage ranges is an erase level at which a threshold voltage of a nonvolatile memory cell is moved by the erase operation;
12. The device having a nonvolatile memory according to claim 11, wherein the other threshold voltage range is a write level at which a threshold voltage of a nonvolatile memory cell is moved by the write operation.
バスと、前記バスに接続されたプロセッサ,複数の不揮発性メモリ及び入出力端子を有し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに記憶されているデータの消去のために、前記不揮発性メモリに消去モードの開始を指示することができ、
前記不揮発性メモリは、前記消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、順次アドレス信号を発生するアドレス生成回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記消去モード開始の指示をプロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは、前記消去制御回路によって、消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なった後に前記アドレス生成回路によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリで前記消去モードを行なっている間に、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a processor connected to the bus, a plurality of nonvolatile memories, and input / output terminals;
The processor can instruct the nonvolatile memory to start an erase mode for erasing data stored in the nonvolatile memory,
The non-volatile memory includes an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation internally until the erase of a plurality of memory cells to be erased is completed in the erase mode, and an address for sequentially generating an address signal. A generation circuit, and a circuit for outputting information as to whether or not the erase mode is in effect,
When receiving the instruction to start the erasing mode from the processor, the nonvolatile memory performs the erasing operation on the plurality of memory cells to be erased by the erasing control circuit, and then the memory specified by the address generating circuit. Performing the erase verify operation on the cell, performing the erase operation again when the erase is insufficient,
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
An apparatus having a nonvolatile memory, wherein the processor can externally input data via the input / output terminal while the erase mode is being performed in the nonvolatile memory.
バスと、前記バスに接続されたプロセッサ,複数の不揮発性メモリ及び入出力端子を有し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに記憶されているデータの消去のために、前記不揮発性メモリに消去モードの開始を指示することができ、
前記不揮発性メモリは、前記消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、前記消去ベリファイ動作のためのアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記消去モード開始の指示をプロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは、前記消去制御回路によって、前記アドレスカウンタ回路のアドレス信号の初期設定を行ない、前記消去動作後に前記アドレスカウンタ回路から出力されるアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度実行し、消去完了であった場合に前記アドレスカウンタ回路のアドレスインクリメントを行なって前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリで前記消去モードを行なっている間に、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a processor connected to the bus, a plurality of nonvolatile memories, and input / output terminals;
The processor can instruct the nonvolatile memory to start an erase mode for erasing data stored in the nonvolatile memory,
The non-volatile memory includes an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation repeatedly internally in the erase mode until erasure of a plurality of memory cells to be erased is completed, and an erase control circuit for the erase verify operation. An address counter circuit that generates an address signal, and a circuit that outputs information as to whether or not an erase mode is in effect,
When receiving the instruction to start the erase mode from the processor, the nonvolatile memory initializes the address signal of the address counter circuit by the erase control circuit, and outputs the address signal from the address counter circuit after the erase operation. The erase verify operation is performed on the memory cell specified by the address signal. If the erase is insufficient, the erase operation is performed again. If the erase is completed, the address of the address counter circuit is incremented. Performing the erase verify operation on a memory cell specified by a next address signal output from the address counter circuit;
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
An apparatus having a nonvolatile memory, wherein the processor can externally input data via the input / output terminal while the erase mode is being performed in the nonvolatile memory.
バスと、前記バスに接続されたプロセッサ,複数の不揮発性メモリ及び入出力端子を有し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに記憶されているデータの消去のために、前記不揮発性メモリに消去モードの開始を指示することができ、
前記不揮発性メモリは、消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なう消去回路と、消去対象の複数のメモリセルの内の一部のメモリセルを指定するアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記アドレス信号によって指定されるメモリセルの消去が完了したか否かを判定する消去ベリファイ動作を行なう判定回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記消去モードの開始の指示を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは、前記消去回路によって前記消去動作を行なった後、前記アドレス信号により指定されたメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、前記判定回路により消去が完了していないと判定された場合には前記消去回路によって再度の前記消去動作を行ない、前記判定回路により消去が完了したと判定された場合には前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリで前記消去モードを行なっている間に、前記入出力端子を介して外部からデータを入力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a processor connected to the bus, a plurality of nonvolatile memories, and input / output terminals;
The processor can instruct the nonvolatile memory to start an erase mode for erasing data stored in the nonvolatile memory,
The nonvolatile memory includes an erasing circuit that performs an erasing operation on a plurality of memory cells to be erased, and an address counter circuit that generates an address signal designating some of the plurality of memory cells to be erased. A determination circuit for performing an erase verify operation for determining whether or not the erasure of the memory cell specified by the address signal has been completed; and a circuit for outputting information as to whether or not the memory is in the erase mode,
When receiving the instruction to start the erase mode from the processor, the nonvolatile memory performs the erase operation by the erase circuit, and then performs the erase verify operation on a memory cell specified by the address signal. When it is determined by the determination circuit that the erasure has not been completed, the erasure operation is performed again by the erasure circuit, and when it is determined that the erasure has been completed, an output from the address counter circuit is performed. Performing the erase verify operation on the memory cell specified by the next address signal to be executed,
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
An apparatus having a nonvolatile memory, wherein the processor can externally input data via the input / output terminal while the erase mode is being performed in the nonvolatile memory.
前記プロセッサは、前記消去モードが終了したか否かを判定するために、前記不揮発性メモリに対しデータポーリングモードを指定することを特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   16. The non-volatile memory according to claim 13, wherein the processor designates a data polling mode for the non-volatile memory to determine whether the erasing mode has ended. An apparatus having 前記プロセッサは、前記不揮発性メモリにデータを記憶するために、前記不揮発性メモリに書込動作を指示することができることを特徴とする請求項13乃至請求項16の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   17. The nonvolatile memory according to claim 13, wherein the processor is capable of instructing the nonvolatile memory to perform a write operation in order to store data in the nonvolatile memory. An apparatus having バスと、前記バスに接続されたプロセッサ,複数の不揮発性メモリ及び入出力端子を有し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに記憶されているデータの消去のために、前記不揮発性メモリに消去モードの開始を指示することができ、
前記不揮発性メモリは、前記消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、順次アドレス信号を発生するアドレス生成回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記消去モード開始の指示をプロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは、前記消去制御回路によって、消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なった後に前記アドレス生成回路によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリで前記消去モードを行なっている間に、前記入出力端子を介して外部にデータを出力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a processor connected to the bus, a plurality of nonvolatile memories, and input / output terminals;
The processor can instruct the nonvolatile memory to start an erase mode for erasing data stored in the nonvolatile memory,
The non-volatile memory includes an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation internally until the erase of a plurality of memory cells to be erased is completed in the erase mode, and an address for sequentially generating an address signal. A generation circuit, and a circuit for outputting information as to whether or not the erase mode is in effect,
When receiving the instruction to start the erasing mode from the processor, the nonvolatile memory performs the erasing operation on the plurality of memory cells to be erased by the erasing control circuit, and then the memory specified by the address generating circuit. Performing the erase verify operation on the cell, performing the erase operation again when the erase is insufficient,
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The device having a nonvolatile memory, wherein the processor can output data to the outside via the input / output terminal while the erase mode is being performed in the nonvolatile memory.
バスと、前記バスに接続されたプロセッサ,複数の不揮発性メモリ及び入出力端子を有し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに記憶されているデータの消去のために、前記不揮発性メモリに消去モードの開始を指示することができ、
前記不揮発性メモリは、前記消去モードにおいて消去対象の複数のメモリセルの消去が完了するまで消去動作と消去ベリファイ動作とを繰り返し内部で自動的に行なう消去制御回路と、前記消去ベリファイ動作のためのアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記消去モード開始の指示をプロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは、前記消去制御回路によって、前記アドレスカウンタ回路のアドレス信号の初期設定を行ない、前記消去動作後に前記アドレスカウンタ回路から出力されるアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、消去不十分であった場合に前記消去動作を再度実行し、消去完了であった場合に前記アドレスカウンタ回路のアドレスインクリメントを行なって前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を実行し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリで前記消去モードを行なっている間に、前記入出力端子を介して外部にデータを出力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a processor connected to the bus, a plurality of nonvolatile memories, and input / output terminals;
The processor can instruct the nonvolatile memory to start an erase mode for erasing data stored in the nonvolatile memory,
The non-volatile memory includes an erase control circuit for automatically performing an erase operation and an erase verify operation repeatedly internally in the erase mode until erasure of a plurality of memory cells to be erased is completed, and an erase control circuit for the erase verify operation. An address counter circuit that generates an address signal, and a circuit that outputs information as to whether or not the erase mode is in effect,
When receiving the instruction to start the erase mode from the processor, the nonvolatile memory initializes the address signal of the address counter circuit by the erase control circuit, and outputs the address signal from the address counter circuit after the erase operation. The erase verify operation is performed on the memory cell specified by the address signal. If the erase is insufficient, the erase operation is performed again. If the erase is completed, the address of the address counter circuit is incremented. Performing the erase verify operation on a memory cell specified by a next address signal output from the address counter circuit;
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The device having a nonvolatile memory, wherein the processor can output data to the outside via the input / output terminal while the erase mode is being performed in the nonvolatile memory.
バスと、前記バスに接続されたプロセッサ,複数の不揮発性メモリ及び入出力端子を有し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに記憶されているデータの消去のために、前記不揮発性メモリに消去モードの開始を指示することができ、
前記不揮発性メモリは、消去対象の複数のメモリセルに対して消去動作を行なう消去回路と、消去対象の複数のメモリセルの内の一部のメモリセルを指定するアドレス信号を発生するアドレスカウンタ回路と、前記アドレス信号によって指定されるメモリセルの消去が完了したか否かを判定する消去ベリファイ動作を行なう判定回路と、前記消去モード中か否かの情報を出力する回路を有し、
前記消去モードの開始の指示を前記プロセッサから受けた場合、前記不揮発性メモリは、前記消去回路によって前記消去動作を行なった後、前記アドレス信号により指定されたメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、前記判定回路により消去が完了していないと判定された場合には前記消去回路によって再度の前記消去動作を行ない、前記判定回路により消去が完了したと判定された場合には前記アドレスカウンタ回路から出力される次のアドレス信号によって指定されるメモリセルについて前記消去ベリファイ動作を行ない、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリに消去信号を送った後に、前記回路から前記バスに出力される前記情報に基づいて、前記消去モードが終了したか否かを判定し、
前記プロセッサは、前記不揮発性メモリで前記消去モードを行なっている間に、前記入出力端子を介して外部にデータを出力することができることを特徴とする不揮発性メモリを有する装置。
A bus, a processor connected to the bus, a plurality of nonvolatile memories, and input / output terminals;
The processor can instruct the nonvolatile memory to start an erase mode for erasing data stored in the nonvolatile memory,
The nonvolatile memory includes an erasing circuit that performs an erasing operation on a plurality of memory cells to be erased, and an address counter circuit that generates an address signal designating some of the plurality of memory cells to be erased. A determination circuit for performing an erase verify operation for determining whether or not the erasure of the memory cell specified by the address signal has been completed; and a circuit for outputting information as to whether or not the memory is in the erase mode,
When receiving the instruction to start the erase mode from the processor, the nonvolatile memory performs the erase operation by the erase circuit, and then performs the erase verify operation on a memory cell specified by the address signal. When it is determined by the determination circuit that the erasure has not been completed, the erasure operation is performed again by the erasure circuit, and when it is determined that the erasure has been completed, an output from the address counter circuit is performed. Performing the erase verify operation on the memory cell specified by the next address signal to be executed,
The processor, after sending an erase signal to the nonvolatile memory, determines whether the erase mode has ended based on the information output from the circuit to the bus,
The device having a nonvolatile memory, wherein the processor can output data to the outside via the input / output terminal while the erase mode is being performed in the nonvolatile memory.
前記プロセッサは、前記消去モードが終了したか否かを判定するために、前記不揮発性メモリに対しデータポーリングモードを指定することを特徴とする請求項18乃至20の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。   21. The non-volatile memory according to claim 18, wherein the processor designates a data polling mode for the non-volatile memory to determine whether the erasing mode has ended. An apparatus having 前記プロセッサは、前記不揮発性メモリにデータを記憶するために、前記不揮発性メモリに書込動作を指示することができることを特徴とする請求項18乃至請求項21の何れかに記載の不揮発性メモリを有する装置。
22. The nonvolatile memory according to claim 18, wherein the processor is capable of instructing the nonvolatile memory to perform a write operation in order to store data in the nonvolatile memory. An apparatus having
JP2004222690A 2004-07-30 2004-07-30 Device having nonvolatile memory Withdrawn JP2004303420A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004222690A JP2004303420A (en) 2004-07-30 2004-07-30 Device having nonvolatile memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004222690A JP2004303420A (en) 2004-07-30 2004-07-30 Device having nonvolatile memory

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004029156A Division JP3722372B2 (en) 2004-02-05 2004-02-05 System and device having nonvolatile memory

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005310935A Division JP3862092B2 (en) 2005-10-26 2005-10-26 Nonvolatile memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004303420A true JP2004303420A (en) 2004-10-28

Family

ID=33411509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004222690A Withdrawn JP2004303420A (en) 2004-07-30 2004-07-30 Device having nonvolatile memory

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004303420A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6031760A (en) Semiconductor memory device and method of programming the same
KR100609669B1 (en) Sensing time control device and method
US7359249B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of rewriting data thereof
JPH10241382A (en) Semiconductor integrated circuit
KR20090055806A (en) Method of verifying program a non volatile memory device
JP2654596B2 (en) Non-volatile storage device
JP4251717B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3862092B2 (en) Nonvolatile memory device
EP0413347A2 (en) Semiconductor nonvolatile memory device
JP2729432B2 (en) Electrically writable and erasable semiconductor memory device
JP3722372B2 (en) System and device having nonvolatile memory
KR100313555B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device having test circuit for testing erasing function thereof
JP2694205B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3505158B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3197533B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and information processing system
US6208558B1 (en) Acceleration circuit for fast programming and fast chip erase of non-volatile memory
JP2004303420A (en) Device having nonvolatile memory
JP2719776B2 (en) Semiconductor nonvolatile storage device
JP3506381B2 (en) Device with non-volatile memory
JP2707521B2 (en) Semiconductor device
JP2719775B2 (en) Information processing system
JP3479517B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3506376B2 (en) system
JP3533211B2 (en) Computer system
KR0176314B1 (en) Semiconductor integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041130

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050928

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20051104