JP2007133968A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

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Hiroshi Tono
博史 東野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of accurately detecting abnormalities during an EW operation and accurately testing an error process by outputting an operation state information indicating which of a plurality of operation stages is executed according to the progress of the operation stages. <P>SOLUTION: In the nonvolatile semiconductor memory device for executing a stored information writing or deleting operation by diving the operation into a plurality of operation stages by an internal control circuit and according to a predetermined algorithm, the internal control circuit outputs operation state information indicating which of the plurality of operation stages is executed according to the progress of the operation stages. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、記憶情報の書き込み操作或いは消去操作を、内部制御回路により複数の操作段階に分割して所定のアルゴリズムに従って実行する不揮発性半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device that executes a write operation or an erase operation of stored information into a plurality of operation stages by an internal control circuit and executes the operation according to a predetermined algorithm.

不揮発性半導体記憶素子には、記憶情報の書き込み或いは消去を行う際に複雑な操作を要するものがある。このような不揮発性半導体記憶素子を用いた記憶装置には、書き込み或いは消去に必要な操作を記憶装置内に用意した制御回路で行わせることで、記憶装置への書き込み或いは消去操作を簡便化したものがある。   Some nonvolatile semiconductor memory elements require complicated operations when writing or erasing stored information. In a storage device using such a nonvolatile semiconductor memory element, a write or erase operation is simplified by allowing a control circuit prepared in the storage device to perform an operation necessary for writing or erasing. There is something.

上記不揮発性半導体記憶装置の代表的なものとしてフラッシュメモリがある。以下、フラッシュメモリの動作について説明する。フラッシュメモリは、フローティングゲート構造の不揮発性半導体記憶素子を用いており、フローティングゲートへの電子の注入/放出によってフローティングゲート電圧を変えることで記憶情報の書き込み操作/消去操作を行っている。フローティングゲートに対し電子の注入/放出を行うためには、記憶素子へ印加する電圧の切り替えや、記憶素子からの読み出しデータの検証等の複雑な操作(以下EW操作と称する)を要する。   A typical example of the nonvolatile semiconductor memory device is a flash memory. Hereinafter, the operation of the flash memory will be described. A flash memory uses a nonvolatile semiconductor memory element having a floating gate structure, and performs a write / erase operation of stored information by changing a floating gate voltage by injecting / releasing electrons to / from the floating gate. In order to inject / emit electrons to / from the floating gate, a complicated operation (hereinafter referred to as an EW operation) such as switching of a voltage applied to the storage element and verification of read data from the storage element is required.

EW操作は、複数の処理ステージで構成されており、一例として、消去操作における処理ステージについて説明する。尚、ここでのフラッシュメモリは、フローティングゲートへの電子の注入によりフローティングゲート電圧を下げることで書き込みを行い、フローティングゲートからの電子の放出によりフローティングゲート電圧を上げることで消去を行う。フローティングゲートへの電子の注入による書き込み操作または電子の放出による消去操作を行う場合には、夫々の操作に応じた記憶素子への電圧設定を行う必要がある。尚、書き込み操作と消去操作では記憶素子に印加すべき電圧が異なるため、印加する電圧を変更する回路が用意されている。   The EW operation includes a plurality of processing stages. As an example, the processing stage in the erasing operation will be described. The flash memory here performs writing by lowering the floating gate voltage by injecting electrons into the floating gate, and erasing by raising the floating gate voltage by releasing electrons from the floating gate. When performing a writing operation by injection of electrons into the floating gate or an erasing operation by emission of electrons, it is necessary to set a voltage to the storage element in accordance with each operation. Note that since the voltage to be applied to the memory element differs between the write operation and the erase operation, a circuit for changing the applied voltage is prepared.

図3にフラッシュメモリの消去操作のフローチャートを示す。ステージBではプリコンディション処理、ステージDではイレース処理、ステージFではポストコンディション処理を行い、ステージA、C、Eでは夫々電子の注入/放出処理に必要な電圧設定を行っている。   FIG. 3 shows a flowchart of the erase operation of the flash memory. Stage B performs precondition processing, stage D performs erase processing, stage F performs postcondition processing, and stages A, C, and E perform voltage settings necessary for electron injection / discharge processing.

フローティングゲートへの電子の注入による書き込み操作は記憶素子単位で行えるのに対し、フローティングゲートからの電子の放出による消去操作はブロック単位(1ブロックは数千ワードの記憶素子で構成される)でしか行えない。このため、消去操作においてイレース処理を行う前には、対象ブロック内の全記憶素子のフローティングゲート電圧を均等にしておく必要があり、対象ブロック内の未書き込み記憶素子に対して電子の注入を行うプリコンディション処理を行う。   A write operation by injection of electrons into the floating gate can be performed in units of storage elements, whereas an erase operation by emission of electrons from the floating gate can only be performed in units of blocks (one block is composed of several thousand words of storage elements). I can't. For this reason, it is necessary to equalize the floating gate voltages of all the memory elements in the target block before performing the erase process in the erase operation, and electrons are injected into the unwritten memory elements in the target block. Perform precondition processing.

また、イレース処理はブロック単位で行われるが、個々の記憶素子の特性バラツキによりフローティングゲートからの電子の放出の程度に差があるため、各記憶素子のイレース処理後のフローティングゲート電圧にはバラツキが生じる。そのため、イレース処理後はフローティングゲート電圧の均等化を行うため、電子の放出が多くてフローティングゲート電圧が上がり過ぎた記憶素子に対して電子の注入を行うポストコンディション処理を行う。   In addition, the erase process is performed in units of blocks. However, since there is a difference in the degree of electron emission from the floating gate due to the characteristic variation of each storage element, the floating gate voltage after the erase process of each storage element varies. Arise. For this reason, after the erase process, in order to equalize the floating gate voltage, a post-condition process is performed in which electrons are injected into the memory element in which the electron emission is large and the floating gate voltage is excessively increased.

更に、プリコンディション処理、イレース処理、ポストコンディション処理の各処理では、フローティングゲートへの電子の注入/放出処理の後で、フローティングゲート電圧を調べるベリファイ処理が行われ、電子の注入/放出が不足している場合は、電子の注入/放出処理を繰り返す。   Furthermore, in each of the preconditioning process, the erasing process, and the postconditioning process, a verify process for checking the floating gate voltage is performed after the electron injection / emission process to the floating gate, and the electron injection / emission is insufficient. If so, the electron injection / emission process is repeated.

フラッシュメモリでは、複数の処理ステージで構成される複雑な書き込み操作や消去操作を簡便に行えるように、フラッシュメモリ内に制御回路を内蔵し、書き込みコマンド或いは消去コマンドを入力することで、内蔵された制御回路がEW操作を行うようになっている。但し、複数のEW操作を同時に行うことは出来ないため、EW操作中に書き込みコマンドや消去コマンドの入力は行えず、EW操作の完了を待ってからコマンドの入力を行う必要がある。書き込みコマンド或いは消去コマンドを入力してからEW操作が完了するまでには数μ秒から数百m秒の期間が必要となるため、EW操作完了を知らせるために、専用端子(READY/BUSY#端子)を設けたり、書き込みコマンド或いは消去コマンドを入力後にフラッシュメモリから読み出しを行った場合に、ステータス情報を出力する機能等を備えたりしている。   The flash memory has a built-in control circuit in the flash memory and inputs a write command or erase command so that complicated write and erase operations consisting of multiple processing stages can be performed easily. The control circuit performs EW operation. However, since a plurality of EW operations cannot be performed simultaneously, it is not possible to input a write command or an erase command during the EW operation, and it is necessary to input a command after the completion of the EW operation. Since a period of several microseconds to several hundred milliseconds is required from the input of the write command or the erase command to the completion of the EW operation, a dedicated terminal (READY / BUSY # terminal) is used to notify the completion of the EW operation. ), Or a function of outputting status information when reading from the flash memory after inputting a write command or an erase command.

図8を用いて、READY/BUSY#端子及びステータス情報の出力動作について説明する。書き込みコマンド或いは消去コマンドが入力されると、STARTパルスが発生し、ラッチ10がセットされ、ENABLE信号が“H”レベル(電源電圧レベル)になる。ENABLE信号が“H”レベルになると制御回路17が起動しEW操作を行う。EW操作が終了すると、制御回路17はCOMPLEATEパルスを発生する。COMPLEATEパルスによりラッチ10はリセットされ、ENABLE信号が“L”レベル(接地電圧レベル)となり、制御回路17は停止する。出力回路13は、ENABLE信号に応じてREADY/BUSY#信号を出力する。出力回路13は、ENABLE信号が“H”の時に出力を“L”レベルとし、ENABLE信号が“L”レベルの時に出力をハイインピーダンスとする。尚、一般的には、READY/BUSY#端子は抵抗を介して電源にプルアップされているため、出力回路13が出力を“L”レベルとした場合はREADY/BUSY#端子の出力は“L”レベルとなり、出力回路13が出力をハイインピーダンスとした場合はREADY/BUSY#端子の出力は“H”レベルとなる。   The READY / BUSY # terminal and the status information output operation will be described with reference to FIG. When a write command or an erase command is input, a START pulse is generated, the latch 10 is set, and the ENABLE signal becomes “H” level (power supply voltage level). When the ENABLE signal becomes “H” level, the control circuit 17 is activated to perform the EW operation. When the EW operation ends, the control circuit 17 generates a COMPLEATE pulse. The latch 10 is reset by the COMPLEATE pulse, the ENABLE signal becomes “L” level (ground voltage level), and the control circuit 17 stops. The output circuit 13 outputs a READY / BUSY # signal in response to the ENABLE signal. The output circuit 13 sets the output to “L” level when the ENABLE signal is “H”, and sets the output to high impedance when the ENABLE signal is “L” level. In general, since the READY / BUSY # terminal is pulled up to the power supply via a resistor, when the output circuit 13 sets the output to the “L” level, the output of the READY / BUSY # terminal is “L”. When the output circuit 13 sets the output to high impedance, the output of the READY / BUSY # terminal becomes the “H” level.

出力MUX18は、RD_DATAが“H”レベルの時にはメモリセルからの読み出しデータを選択し、出力回路14を介して出力端子DQ0〜7から出力する。また、RD_STATが“H”レベルの時にはENABLE信号を選択し、出力回路14を介して出力端子DQ7から出力する。この時、ENABLE信号が“H”レベルの場合はDQ7=“0”となって、出力端子DQ0〜7からはステータス信号として“00h”が出力され、ENABLE信号が“L”レベルの場合はDQ7=“1”となって、出力端子DQ0〜7からはステータス信号として“80h”が出力される。メモリ読み出しを行う時は、RD_DATA=“H”となっているが、書き込みコマンド或いは消去コマンドを入力すると、STARTパルスの発生と同時に、RD_STAT=“H”となってステータス信号を出力する。   The output MUX 18 selects read data from the memory cell when RD_DATA is at “H” level, and outputs the selected data from the output terminals DQ 0 to 7 through the output circuit 14. When RD_STAT is at “H” level, the ENABLE signal is selected and output from the output terminal DQ 7 via the output circuit 14. At this time, when the ENABLE signal is “H” level, DQ7 = “0”, “00h” is output as the status signal from the output terminals DQ0 to DQ7, and when the ENABLE signal is “L” level, DQ7 = “1”, and “80h” is output as the status signal from the output terminals DQ0 to DQ7. When performing a memory read, RD_DATA = “H”, but when a write command or an erase command is input, RD_STAT = “H” and a status signal is output simultaneously with the generation of the START pulse.

図9に消去コマンド入力後のREADY/BUSY#端子とDQ0〜7端子の出力波形を示す。EW操作期間中は、READY/BUSY#端子は“L”レベルとなり、DQ0〜7端子からは“00H”が出力される。EW操作が完了すると、READY/BUSY#端子は“H”レベルとなり、DQ0〜7端子からは“80H”が出力される。   FIG. 9 shows the output waveforms of the READY / BUSY # terminal and the DQ0 to DQ7 terminals after the erase command is input. During the EW operation period, the READY / BUSY # terminal is at the “L” level, and “00H” is output from the DQ 0 to 7 terminals. When the EW operation is completed, the READY / BUSY # terminal becomes “H” level, and “80H” is output from the DQ0 to 7 terminals.

ところで、異なる記憶装置の場合はもちろん、同一の記憶装置内であっても操作対象の記憶素子が異なる場合には、夫々必要なEW操作時間に差が生じる。これは個々の記憶素子の特性にバラツキがあり、電子の注入/放出の程度が異なることが主な原因となっている。さらに、記憶素子に異常があって、電子の注入/放出の程度が上記バラツキの範囲を越えて低下した場合や、記憶素子へ印加する電圧制御回路に異常があって、電子の注入/放出に必要な電圧が記憶素子に印加されない場合には、EW操作時が、より大きく増加することになる。   By the way, not only in the case of different storage devices, but also in the same storage device, if the storage elements to be operated are different, there is a difference in the required EW operation time. This is mainly due to variations in the characteristics of the individual memory elements and different degrees of electron injection / discharge. Further, when there is an abnormality in the storage element and the degree of electron injection / emission falls beyond the above range, or there is an abnormality in the voltage control circuit applied to the storage element, If the necessary voltage is not applied to the memory element, the EW operation time will increase significantly.

そこで、従来は、EW操作時間を測定し、予め想定したEW操作時間を超えた場合は、記憶素子の異常や電圧制御回路の異常が発生しているものとする異常検出手法が用いられている。もちろん想定するEW操作時間は、正常な記憶素子によるEW操作時間のバラツキを考慮して決められたものである。   Therefore, conventionally, an EW operation time is measured, and when a preliminarily assumed EW operation time is exceeded, an abnormality detection method is used in which an abnormality of the storage element or an abnormality of the voltage control circuit has occurred. . Of course, the assumed EW operation time is determined in consideration of variations in the EW operation time due to normal storage elements.

特開2003−16788号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-16788

しかしながら、EW操作で行われる各処理ステージでの処理時間は異なっており、処理時間の短いステージについて何らかの異常で処理時間が増加しても、EW操作全体の処理時間への影響が小さいため異常検出が行えない場合があるといった問題があった。   However, the processing time at each processing stage performed in the EW operation is different, and even if the processing time increases due to some abnormality in a stage with a short processing time, the influence on the processing time of the entire EW operation is small, so that an abnormality is detected. There was a problem that could not be performed.

例えば、図3のイレース操作フローチャートにおいて、EW操作時間に対する各ステージの処理時間の割合が、ステージA、C、Eが夫々2%で、ステージBが30%、ステージDが50%、ステージFが14%であるとする。そうすると、ステージDの処理時間が3倍となった場合にEW操作時間が100%増加するのに対し、ステージAの処理時間が3倍となった場合でのEW操作時間は4%増加にしかならない。ここで、仮に、回路異常検出のためEW操作時間の判定基準を、EW操作時間が100%以上増加した場合に設定したと想定すると、ステージDは3倍以上で異常と判断されるが、ステージAだと51倍以上にならないと異常との判断が行われないことになる。   For example, in the erase operation flowchart of FIG. 3, the ratio of the processing time of each stage to the EW operation time is 2% for stages A, C, and E, 30% for stage B, 50% for stage D, and for stage F. Suppose that it is 14%. Then, the EW operation time increases by 100% when the processing time of stage D is tripled, whereas the EW operation time when the processing time of stage A is triple is only 4% increase. Don't be. Here, if it is assumed that the criterion for determining the EW operation time for detecting a circuit abnormality is set when the EW operation time has increased by 100% or more, stage D is determined to be abnormal by three times or more. If it is A, it will not be judged as abnormal unless it becomes 51 times or more.

また、別の課題として、EW操作中のエラー処理が正しく行われるかを試験する場合に、全ての処理ステージについてエラー処理を試験することや、試験できていることを確認するのが困難であるという問題がある。エラー処理の試験を行うために、EW操作中にエラー要因を発生させて処理結果のチェックを行うが、全ての処理ステージについてエラー処理を試験するためには、各処理ステージを行っている最中にエラー要因を発生させる必要がある。しかし、従来技術では、READY/BUSY#端子からの出力によりEW操作中であることは判別できるが、現在行っている処理ステージが何れであるかまでは判別できないため、処理ステージを指定してエラー要因を発生させることが出来ない。同様に、エラー要因を発生させた時点で行っていた処理ステージが何れであるかを判別することも出来ない。   In addition, as another problem, when testing whether error processing during EW operation is performed correctly, it is difficult to test error processing for all processing stages and to confirm that testing is possible. There is a problem. In order to test the error processing, an error factor is generated during the EW operation and the processing result is checked. To test the error processing for all processing stages, each processing stage is being performed. It is necessary to generate an error factor. However, in the prior art, it is possible to determine that the EW operation is being performed based on the output from the READY / BUSY # terminal, but it is not possible to determine which processing stage is currently being performed. A factor cannot be generated. Similarly, it is also impossible to determine which processing stage was performed when the error factor was generated.

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の操作段階の何れを実行中かを示す操作状態情報を、操作段階の進行に合わせて出力することにより、EW操作中の異常検出を精度良く行うことや、エラー処理の試験を的確に実行することができる不揮発性半導体記憶装置を提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to output EW operation information that indicates which of a plurality of operation stages is being executed in accordance with the progress of the operation stages. Therefore, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of accurately detecting an abnormality therein and accurately executing an error processing test.

上記目的を達成するための本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、記憶情報の書き込み操作或いは消去操作を、内部制御回路により複数の操作段階に分割して所定のアルゴリズムに従って実行する不揮発性半導体記憶装置であって、前記内部制御回路が、前記複数の操作段階の何れを実行中かを示す操作状態情報を、前記操作段階の進行に合わせて出力可能であることを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a non-volatile semiconductor memory device according to the present invention includes a non-volatile semiconductor memory that performs a write operation or an erase operation of stored information into a plurality of operation stages by an internal control circuit and executes the operation according to a predetermined algorithm. The apparatus is characterized in that the internal control circuit can output operation state information indicating which of the plurality of operation stages is being executed in accordance with the progress of the operation stages.

上記特徴の不揮発性半導体記憶装置は、前記内部制御回路は、前記操作状態情報を示す前記複数の操作段階に各別に対応づけられた複数の操作状態信号を発生し、前記操作状態信号を出力端子から出力することを第2の特徴とする。   In the nonvolatile semiconductor memory device having the above characteristics, the internal control circuit generates a plurality of operation state signals individually associated with the plurality of operation stages indicating the operation state information, and outputs the operation state signal to an output terminal. The second feature is that the output is from.

上記特徴の不揮発性半導体記憶装置は、前記内部制御回路は、前記操作状態信号を、前記記憶情報の読み出しに使用する出力端子を用いて出力することを第3の特徴とする。   According to a third aspect of the nonvolatile semiconductor memory device having the above characteristics, the internal control circuit outputs the operation state signal using an output terminal used for reading the stored information.

上記第1の特徴の不揮発性半導体記憶装置は、前記内部制御回路は、前記操作状態情報を示す前記複数の操作段階に各別に対応づけられた複数の操作状態信号を発生し、前記操作状態信号のエンコードを行い前記操作状態情報を示す操作状態コードを生成し、前記操作状態コードを出力端子から出力することを第4の特徴とする。   In the nonvolatile semiconductor memory device according to the first feature, the internal control circuit generates a plurality of operation state signals individually associated with the plurality of operation stages indicating the operation state information, and the operation state signal A fourth feature is that an operation state code indicating the operation state information is generated, and the operation state code is output from an output terminal.

上記特徴の不揮発性半導体記憶装置は、前記内部制御回路は、前記操作状態コード信号を、前記記憶情報の読み出しに使用する出力端子を用いて出力することを第5の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device having the above characteristics is characterized in that the internal control circuit outputs the operation state code signal using an output terminal used for reading the stored information.

本発明によれば、複数の操作段階の何れを実行中かを示す操作状態情報を、操作段階の進行に合わせて出力可能に構成したので、記憶状態の書き込み操作或いは消去操作(EW操作)中の各操作段階(処理ステージ)での処理時間を個別に測定できることができ、処理時間の短い処理ステージについても、何らかの異常が発生して処理時間が増加した場合に検出することができる。   According to the present invention, the operation state information indicating which one of a plurality of operation stages is being executed can be output in accordance with the progress of the operation stage. Therefore, during a storage state write operation or erase operation (EW operation) The processing time at each operation stage (processing stage) can be individually measured, and even a processing stage with a short processing time can be detected when some abnormality occurs and the processing time increases.

また、現在操作している処理ステージが判定できるため、任意の処理ステージを指定して、指定した処理ステージを行っている最中にエラー要因を発生させることが可能となり、全ての処理ステージでエラー処理の試験を行うことが可能になる。   In addition, since the processing stage currently being operated can be determined, it is possible to specify an arbitrary processing stage and generate an error factor during the specified processing stage. It becomes possible to test the treatment.

以下、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置(以下、適宜「本発明装置」と略称する)の実施形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention (hereinafter simply referred to as “device of the present invention” as appropriate) will be described below with reference to the drawings.

本発明装置は、記憶情報の書き込み操作或いは消去操作(EW操作)を、内部制御回路により複数の操作段階に分割して所定のアルゴリズムに従って実行するものであり、内部制御回路が、EW操作で実行中の操作段階(処理ステージ)に応じた操作状態情報を、処理ステージの進行に合わせて出力するように構成され、操作状態情報により現在の処理状況を読み出せるようにしている。   The device according to the present invention performs a write operation or erase operation (EW operation) of stored information into a plurality of operation stages by an internal control circuit and executes it according to a predetermined algorithm, and the internal control circuit executes it by an EW operation. The operation state information corresponding to the operation stage (processing stage) in the middle is output in accordance with the progress of the processing stage, and the current processing state can be read by the operation state information.

〈第1実施形態〉
本発明装置の第1実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は、本発明装置1の概略構成を示す概略ブロック図である。本発明装置1は、STARTパルスをラッチするためのラッチ10、STARTパルスを受けてEW操作を制御する内部制御回路に相当する制御回路11、READY/BUSY#信号を生成する出力回路13、出力回路14で構成されている。本発明装置1に対し、書き込みコマンド或いは消去コマンドが入力されると、STARTパルスが発生し、ラッチ10がセットされ、ENABLE信号が“H”レベル(電源電圧レベル)になる。ENABLE信号が“H”レベルになると、制御回路11が起動しEW操作を行う。本実施形態では、この時、EW操作の各処理ステージに応じて、操作状態情報STG_A、STG_B、STG_C、STG_D、STG_E、STG_Fが出力される。EW操作が終了すると、制御回路11はCOMPLEATEパルスを発生する。COMPLEATEパルスが発生すると、ラッチ10はリセットされ、ENABLE信号が“H”レベルから“L”レベルとなり、制御回路11は停止する。   FIG. 1 is a schematic block diagram showing a schematic configuration of the device 1 of the present invention. The device 1 of the present invention includes a latch 10 for latching a START pulse, a control circuit 11 corresponding to an internal control circuit that receives the START pulse and controls an EW operation, an output circuit 13 that generates a READY / BUSY # signal, and an output circuit 14. When a write command or an erase command is input to the device 1 of the present invention, a START pulse is generated, the latch 10 is set, and the ENABLE signal becomes “H” level (power supply voltage level). When the ENABLE signal becomes “H” level, the control circuit 11 is activated and performs an EW operation. In the present embodiment, at this time, operation state information STG_A, STG_B, STG_C, STG_D, STG_E, and STG_F are output according to each processing stage of the EW operation. When the EW operation ends, the control circuit 11 generates a COMPLEATE pulse. When the COMPLEATE pulse is generated, the latch 10 is reset, the ENABLE signal is changed from “H” level to “L” level, and the control circuit 11 is stopped.

出力回路13は、ENABLE信号に応じて、READY/BUSY#信号を出力する。出力回路13は、ENABLE信号が“H”レベルの時に出力を“L”レベルとし、ENABLE信号が“L”の時に出力をハイインピーダンスとする。一般的には、READY/BUSY#端子は、抵抗を介して電源電圧にプルアップしているため、出力回路13が出力を“L”レベルとした場合はREADY/BUSY#端子の出力は“L”レベルとなり、出力回路13が出力をハイインピーダンスとした場合はREADY/BUSY#端子の出力は“H”レベルとなる。   The output circuit 13 outputs a READY / BUSY # signal in response to the ENABLE signal. The output circuit 13 sets the output to “L” level when the ENABLE signal is “H” level, and sets the output to high impedance when the ENABLE signal is “L”. Generally, since the READY / BUSY # terminal is pulled up to the power supply voltage via a resistor, the output of the READY / BUSY # terminal is “L” when the output circuit 13 sets the output to the “L” level. When the output circuit 13 sets the output to high impedance, the output of the READY / BUSY # terminal becomes the “H” level.

出力MUX12は、RD_DATAが“H”レベルの時にはメモリセルからの読み出しデータを選択し、出力回路14を介して出力端子DQ0〜7から出力する。出力MUX12は、RD_STATが“H”レベルの時にはENABLE信号を選択し、出力回路14を介して出力端子DQ7から出力する。この時、ENABLE信号が“H”レベルの場合はDQ7=“0”となり、出力端子DQ0〜7からはステータス信号として“00h”(hは16進表記であることを示す)が出力される。同様にして、ENABLE信号が“L”レベルの場合はDQ7=“1”となり、出力端子DQ0〜7からはステータス信号として“80h”が出力される。   The output MUX 12 selects read data from the memory cell when RD_DATA is at “H” level, and outputs the selected data from the output terminals DQ 0 to 7 through the output circuit 14. The output MUX 12 selects the ENABLE signal when RD_STAT is at “H” level, and outputs it from the output terminal DQ 7 via the output circuit 14. At this time, when the ENABLE signal is at “H” level, DQ7 = “0”, and “00h” (h indicates hexadecimal notation) is output from the output terminals DQ0 to DQ7. Similarly, when the ENABLE signal is “L” level, DQ7 = “1”, and “80h” is output as the status signal from the output terminals DQ0 to DQ7.

出力MUX12は、RD_STGEが“H”レベルの時には操作状態情報を選択し、出力回路14を介して出力端子DQ0〜5から出力する。このとき、DQ6=“0”、DQ7=“0”となっている。詳細には、ステージAでは、STG_A信号が発生してDQ0から出力されるため、出力端子DQ0〜7の値は“01h”となる。ステージBでは、STG_B信号が発生してDQ1から出力されるため、出力端子DQ0〜7の値は“02h”となる。ステージCでは、STG_C信号が発生してDQ2から出力されるため、出力端子DQ0〜7の値は“04h”となる。ステージDでは、STG_D信号が発生してDQ3から出力されるため、出力端子DQ0〜7の値は“08h”となる。ステージEでは、STG_E信号が発生してDQ4から出力されるため、出力端子DQ0〜7の値は“10h”となる。ステージFでは、STG_F信号が発生してDQ5から出力されるため、出力端子DQ0〜7の値は“20h”となる。   The output MUX 12 selects the operation state information when RD_STGE is at “H” level, and outputs it from the output terminals DQ 0 to 5 through the output circuit 14. At this time, DQ6 = "0" and DQ7 = "0". Specifically, in stage A, since the STG_A signal is generated and output from DQ0, the values of the output terminals DQ0 to DQ7 are “01h”. In stage B, since the STG_B signal is generated and output from DQ1, the values of the output terminals DQ0 to DQ7 are “02h”. In stage C, since the STG_C signal is generated and output from DQ2, the values of the output terminals DQ0 to DQ7 are “04h”. In stage D, since the STG_D signal is generated and output from DQ3, the values of the output terminals DQ0 to DQ7 are “08h”. In stage E, since the STG_E signal is generated and output from DQ4, the values of the output terminals DQ0 to DQ7 are “10h”. In stage F, since the STG_F signal is generated and output from DQ5, the values of the output terminals DQ0 to DQ7 are “20h”.

図2は、操作状態情報を読み出すモードにおいて、消去コマンドを入力した後のREADY/BUSY#端子とDQ0〜7端子の出力波形を示している。操作状態情報を読み出すためのモード、即ち、RD_STGE=“H”レベルのとき、READY/BUSY#端子は、EW操作期間中は“L”レベルとなり、EW操作期間中以外は“H”レベルとなる。出力端子DQ0〜7は、EW操作において実行されている処理ステージに応じて、ステージAでは“01h”、ステージBでは“02h”、ステージCでは“04h”、ステージDでは“08h”、ステージEでは“10h”、ステージFでは“20h”の値が夫々出力される。この時、操作状態情報が出力されている期間を測定することで、各処理ステージの処理時間を求めることが出来る。   FIG. 2 shows output waveforms at the READY / BUSY # terminal and the DQ0 to DQ7 terminals after the erase command is input in the mode for reading the operation state information. In the mode for reading the operation state information, that is, when RD_STGE = “H” level, the READY / BUSY # terminal becomes “L” level during the EW operation period, and becomes “H” level except during the EW operation period. . The output terminals DQ0 to DQ7 are “01h” in stage A, “02h” in stage B, “04h” in stage C, “08h” in stage D, stage E according to the processing stage being executed in the EW operation. Is “10h” and stage F is “20h”. At this time, the processing time of each processing stage can be obtained by measuring the period during which the operation state information is output.

〈第2実施形態〉
本発明装置の第2実施形態を、図4及び図5を用いて説明する。尚、ここでは、上記第1実施形態と同一動作の箇所については説明を割愛し、第1実施形態と異なる点について説明を行う。
Second Embodiment
A second embodiment of the device of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the description of the same operation as in the first embodiment is omitted, and the difference from the first embodiment is described.

MUX15は、アドレス信号Addr0の値によって、操作状態情報STG_A〜STG_CまたはSTG_D〜STG_Fを選択して、ステージビット信号STG_0〜STG_2信号として出力する。詳細には、MUX15は、Addr0=“L”の時に、STG_AはSTG_0に、STG_BはSTG_1に、STG_CはSTG_2に対応させて出力する。更に、Addr0=“H”の時に、STG_DはSTG_0に、STG_EはSTG_1に、STG_FはSTG_2に対応させて出力する。   The MUX 15 selects the operation state information STG_A to STG_C or STG_D to STG_F according to the value of the address signal Addr0, and outputs it as stage bit signals STG_0 to STG_2. Specifically, when Addr0 = "L", the MUX 15 outputs STG_A corresponding to STG_0, STG_B corresponding to STG_1, and STG_C corresponding to STG_2. Further, when Addr0 = "H", STG_D is output in correspondence with STG_0, STG_E in correspondence with STG_1, and STG_F in correspondence with STG_2.

出力MUX12は、RD_STGE=“H”の時にはステージビット信号STG_0〜STG_2を選択し、出力回路14を介して出力信号DQ0〜2に対応させて出力する。   The output MUX 12 selects the stage bit signals STG_0 to STG_2 when RD_STGE = “H”, and outputs them in correspondence with the output signals DQ0 to 2 via the output circuit 14.

図5は、操作状態情報を読み出すモードにおいて、消去コマンドを入力した後のREADY/BUSY#端子とDQ0〜7端子の出力波形を示している。READY/BUSY#端子は、EW操作期間中は“L”レベルとなり、EW操作期間以外は“H”レベルとなる。出力端子DQ0〜7は、EW操作において実行されている処理ステージに応じて、ステージビット信号が出力され、EW処理の進行と共に“01h”、“02h”、“04h”の値が出力されていく。尚、この時ステージA、ステージB、及び、ステージCの処理状況を確認する場合にはアドレス信号Addr0を“L”にし、ステージD、ステージE、及び、ステージFの処理状況を確認する場合にはアドレス信号Addr0を“H”にする。   FIG. 5 shows output waveforms of the READY / BUSY # terminal and the DQ0-7 terminals after the erase command is input in the mode for reading the operation state information. The READY / BUSY # terminal is at the “L” level during the EW operation period, and is at the “H” level during the EW operation period. The output terminals DQ0 to 7 output stage bit signals according to the processing stage being executed in the EW operation, and the values "01h", "02h", and "04h" are output as the EW process proceeds. . At this time, when checking the processing status of stage A, stage B, and stage C, the address signal Addr0 is set to “L”, and the processing status of stage D, stage E, and stage F is checked. Sets the address signal Addr0 to "H".

〈第3実施形態〉
本発明装置の第3実施形態について、図6及び図7を用いて説明する。尚、ここでは、上記第1実施形態と同一動作の箇所については説明を割愛し、第1実施形態と異なる点について説明を行う。第1実施形態では、操作状態情報を出力回路14から出力したが、本実施形態では、エンコーダ16によって操作状態情報をエンコードした操作状態コードを出力回路14から出力する場合について説明する。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the device of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the description of the same operation as in the first embodiment is omitted, and the difference from the first embodiment is described. In the first embodiment, the operation state information is output from the output circuit 14, but in the present embodiment, a case will be described in which the operation state code in which the operation state information is encoded by the encoder 16 is output from the output circuit 14.

制御回路11から出力される操作状態情報は、エンコーダ16により操作状態コードSTG_Nにエンコードされる。詳細には、STG_A=“H”の時にSTG_N=“01h”、STG_B=“H”の時にSTG_N=“02h”、STG_C=“H”の時にSTG_N=“03h”、STG_D=“H”の時にSTG_N=“04h”、STG_E=“H”の時にSTG_N=“05h”、STG_F=“H”の時にSTG_N=“06h”にエンコードされる。   The operation state information output from the control circuit 11 is encoded by the encoder 16 into the operation state code STG_N. Specifically, when STG_A = “H”, STG_N = “01h”, when STG_B = “H”, STG_N = “02h”, when STG_C = “H”, when STG_N = “03h”, and when STG_D = “H” When STG_N = “04h”, STG_E = “H”, STG_N = “05h”, and when STG_F = “H”, STG_N = “06h”.

出力MUX12は、RD_STGE=“H”の時には操作状態コードSTG_Nを選択し、出力回路14を介して出力端子DQ0〜7に出力する。   The output MUX 12 selects the operation state code STG_N when RD_STGE = “H”, and outputs it to the output terminals DQ 0 to 7 through the output circuit 14.

図7は、操作状態情報を読み出すモードにおいて、消去コマンドを入力した後のREADY/BUSY#端子とDQ0〜7端子の出力波形を示している。READY/BUSY#端子は、EW操作期間中は“L”レベルとなり、EW操作期間中以外は“H”レベルとなる。出力端子DQ0〜7は、実行されている処理ステージに応じて、操作状態コードとして、ステージAでは“01h”、ステージBでは“02h”、ステージCでは“03h”、ステージDでは“04h”、ステージEでは“05h”、ステージFでは“06h”の値が夫々出力される。   FIG. 7 shows output waveforms at the READY / BUSY # terminal and the DQ0 to DQ7 terminals after the erase command is input in the mode for reading the operation state information. The READY / BUSY # terminal is at “L” level during the EW operation period, and is at “H” level except during the EW operation period. Depending on the processing stage being executed, the output terminals DQ0-7 are “01h” for stage A, “02h” for stage B, “03h” for stage C, “04h” for stage D, as operation status codes. A value of “05h” is output at stage E, and “06h” is output at stage F.

尚、上記第1実施形態では1つの操作状態情報が1つのDQ端子に割り当てられるため、出力データ幅が8bitの場合は、8種類の操作状態情報まで対応できるが、第2実施形態及び第3実施形態では、更に多数の操作状態情報に対応できる。例えば、図3に示す消去操作は、6種類の処理ステージで構成されているが、 この内、プリコンディション、イレース処理、ポストコンディションの各処理について、電子の注入/放出処理とベリファイ処理を夫々別の処理ステージにすると、消去操作は9種類のステージで構成されることになる。この場合、上記第2実施形態及び第3実施形態では、同じ出力データ幅でより多くのステージ数に対応することができるため、9種類の処理ステージで構成されるEW操作に対応することができる。   In the first embodiment, since one operation state information is assigned to one DQ terminal, when the output data width is 8 bits, up to eight types of operation state information can be handled. In the embodiment, a larger number of operation state information can be handled. For example, the erase operation shown in FIG. 3 is composed of six types of processing stages. Of these, the electron injection / emission processing and the verification processing are separately performed for each of the precondition processing, the erase processing, and the postcondition processing. In this processing stage, the erasing operation is composed of nine types of stages. In this case, in the second embodiment and the third embodiment, since it is possible to cope with a larger number of stages with the same output data width, it is possible to cope with an EW operation composed of nine types of processing stages. .

より具体的には、第2実施形態では、アドレス信号Addr0によって出力する操作状態情報を選択することができるため、出力データ幅よりも多くの操作状態情報を出力することが出来る。出力端子が8ビットの場合、Addr0=“L”の時に8種類、Addr0=“H”の時に8種類で計16種類の操作状態情報が出力できることになる。また、更に、多くの操作状態情報に対応するには、操作状態情報を選択するアドレス信号を増やすことで対応できる。第3実施形態では、操作状態情報をエンコードしたものを操作状態コードとして出力するため、本実施例のような出力データ幅が8bitの場合は、操作状態コードは“01h”から“FFh”まで設定できるため、255種類の操作状態情報が出力できる。   More specifically, in the second embodiment, the operation state information output by the address signal Addr0 can be selected, so that more operation state information than the output data width can be output. When the output terminal is 8 bits, a total of 16 types of operation state information can be output, with 8 types when Addr0 = "L" and 8 types when Addr0 = "H". Furthermore, it is possible to cope with a lot of operation state information by increasing the address signal for selecting the operation state information. In the third embodiment, since the operation state information encoded is output as the operation state code, when the output data width is 8 bits as in this embodiment, the operation state code is set from “01h” to “FFh”. Therefore, 255 types of operation state information can be output.

本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第1実施形態における概略構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a schematic configuration in a first embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第1実施形態における各信号の出力波形を示す波形図The wave form diagram which shows the output waveform of each signal in 1st Embodiment of the non-volatile semiconductor memory device which concerns on this invention 消去操作の各操作段階を示すフローチャートFlow chart showing each operation stage of erasure operation 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第2実施形態における概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure in 2nd Embodiment of the non-volatile semiconductor memory device which concerns on this invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第2実施形態における各信号の出力波形を示す波形図The wave form diagram which shows the output waveform of each signal in 2nd Embodiment of the non-volatile semiconductor memory device which concerns on this invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第3実施形態における概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure in 3rd Embodiment of the non-volatile semiconductor memory device based on this invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第3実施形態における各信号の出力波形を示す波形図The wave form diagram which shows the output waveform of each signal in 3rd Embodiment of the non-volatile semiconductor memory device which concerns on this invention 従来技術に係る不揮発性半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図A block diagram showing a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the prior art 従来技術に係る不揮発性半導体記憶装置の各信号の出力波形を示す波形図Waveform diagram showing output waveform of each signal of nonvolatile semiconductor memory device according to prior art

符号の説明Explanation of symbols

1: 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
10:ラッチ
11:制御回路
12:出力MUX
13:出力回路
14:出力回路
15:MUX
16:エンコーダ
17:制御回路
18:出力MUX
1: Nonvolatile semiconductor memory device 10 according to the present invention: Latch 11: Control circuit 12: Output MUX
13: Output circuit 14: Output circuit 15: MUX
16: Encoder 17: Control circuit 18: Output MUX

Claims (5)

記憶情報の書き込み操作或いは消去操作を、内部制御回路により複数の操作段階に分割して所定のアルゴリズムに従って実行する不揮発性半導体記憶装置であって、
前記内部制御回路が、前記複数の操作段階の何れを実行中かを示す操作状態情報を、前記操作段階の進行に合わせて出力可能であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A nonvolatile semiconductor memory device that performs a write operation or an erase operation of stored information into a plurality of operation stages by an internal control circuit and executes the operation according to a predetermined algorithm,
A nonvolatile semiconductor memory device, wherein the internal control circuit can output operation state information indicating which of the plurality of operation steps is being executed in accordance with the progress of the operation steps.
前記内部制御回路は、前記操作状態情報を示す前記複数の操作段階に各別に対応づけられた複数の操作状態信号を発生し、前記操作状態信号を出力端子から出力することを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。   The internal control circuit generates a plurality of operation state signals individually associated with the plurality of operation stages indicating the operation state information, and outputs the operation state signals from an output terminal. 2. The semiconductor memory device according to 1. 前記内部制御回路は、前記操作状態信号を、前記記憶情報の読み出しに使用する出力端子を用いて出力することを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。   The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the internal control circuit outputs the operation state signal using an output terminal used for reading the stored information. 前記内部制御回路は、前記操作状態情報を示す前記複数の操作段階に各別に対応づけられた複数の操作状態信号を発生し、前記操作状態信号のエンコードを行い前記操作状態情報を示す操作状態コードを生成し、前記操作状態コードを出力端子から出力することを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。   The internal control circuit generates a plurality of operation state signals individually associated with the plurality of operation stages indicating the operation state information, encodes the operation state signal, and indicates an operation state code indicating the operation state information The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the operation status code is output from an output terminal. 前記内部制御回路は、前記操作状態コード信号を、前記記憶情報の読み出しに使用する出力端子を用いて出力することを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。   5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the internal control circuit outputs the operation state code signal using an output terminal used for reading the stored information.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010003401A (en) * 2008-06-23 2010-01-07 Samsung Electronics Co Ltd Method for operating memory system, and memory system and memory card including the method
JP2011008878A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Samsung Electronics Co Ltd Discharge circuit of nonvolatile semiconductor memory
JP2017004583A (en) * 2015-06-12 2017-01-05 株式会社東芝 Semiconductor memory device and memory system

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