JP2008084459A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

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勝也 丸木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor storage device having a function useful for evading an error in a writing operation or erasing operation by recognizing the internal state. <P>SOLUTION: A main memory cell array 6 is constituted of a plurality of main memory cells for recording an input information. When an instruction to write or erase is given, a write/erase control circuit 4 controls to repeat voltage application for the writing or erasing operation with respect to a target memory cell selected by an address decoder, until the data writing or erasing operation is completed, and to write a characteristic value showing the number of times of repeating the voltage application, required by the target memory cell before the data writing or erasing operation is completed, into an auxiliary memory cell corresponding to the block in which the target memory cell belongs, in a plurality of auxiliary memory cells constituting an auxiliary memory cell array 7. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置に関し、特に書き込み動作や消去動作のエラー回避に有用な機能を有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, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory device having a function useful for avoiding errors in a write operation and an erase operation.

代表的な不揮発性半導体記憶装置であるフラッシュメモリ等のEEPROMは、メモリセルトランジスタが有する電荷蓄積層内にホットキャリアが注入されることで閾値電圧を変化させ、これによって同一電圧を印加した場合に反転層が形成されるか否かが変化し、当該電圧を印加した際に読み出し電流が発生するか否かが変化する。かかる読み出し電流が検知されたか否かを2値信号の内の「0」及び「1」に対応付けることで、対象メモリセルが書き込み状態であるか否かの判断を行う。   An EEPROM such as a flash memory, which is a typical nonvolatile semiconductor memory device, changes the threshold voltage by injecting hot carriers into the charge storage layer of the memory cell transistor and applies the same voltage accordingly. Whether or not the inversion layer is formed changes, and whether or not a read current is generated when the voltage is applied changes. Whether or not the read current is detected is correlated with “0” and “1” in the binary signal to determine whether or not the target memory cell is in the write state.

このとき、製造条件のバラツキ等に起因して前記の閾値電圧の値がメモリセルトランジスタ毎に異なる。又、書き込み或いは消去動作を繰り返すことで、例えばメモリセル内の酸化膜の劣化等に起因してこのバラツキは更に大きくなる。   At this time, the value of the threshold voltage differs for each memory cell transistor due to variations in manufacturing conditions. Further, when the write or erase operation is repeated, this variation is further increased due to, for example, deterioration of the oxide film in the memory cell.

従って、通常は、書き込み或いは消去動作を行う際、かかる動作を行う都度、書き込み或いは消去の対象となるメモリセルに対して読み出し動作を行って、正しく書き込みが行われているか、或いは既登録情報が正しく消去されているかを確認し(ベリファイ処理)、正しく書き込み或いは消去が行われていなければ、繰り返し書き込み或いは消去動作を行うことでエラーの回避を図っている。一方、所定回数以上繰り返し書き込み或いは消去動作を行った場合であっても、依然として正しく書き込み或いは消去が行われない場合には、書き込み或いは消去対象となっているメモリセルを含むブロックが不良であると認識し、その旨の信号を出力する。   Therefore, normally, when performing a write or erase operation, each time such an operation is performed, a read operation is performed on the memory cell to be written or erased to confirm that writing has been performed correctly or the registered information is Whether or not the data has been correctly erased is confirmed (verification processing), and if writing or erasure has not been performed correctly, an error can be avoided by repeatedly performing the writing or erasing operation. On the other hand, if the writing or erasing operation is repeated a predetermined number of times or more, if the writing or erasing is not performed correctly, the block including the memory cell to be written or erased is defective. Recognize and output a signal to that effect.

このとき、不良であると認識したブロック(不良ブロック)のアドレスを保持する手段を設けると共に、外部より書き込み対象として指定されたアドレスと不良ブロックのアドレスを比較し、両者が一致した場合には代替ブロックを対象ブロックとして指定するブロック代替手段を備える不揮発性半導体記憶装置が従来より提供されている(例えば、特許文献1参照)。   At this time, a means for holding the address of the block (bad block) recognized as defective is provided, and the address designated as a write target from the outside is compared with the address of the defective block. Conventionally, a nonvolatile semiconductor memory device including a block replacement unit that designates a block as a target block has been provided (see, for example, Patent Document 1).

特開平7−29392号公報JP 7-29392 A

特許文献1の構成によれば、書き込み対象となるブロックのアドレスと不良ブロックのアドレスが一致すると、対象ブロックとして自動的に代替ブロックが指定されることで書き込みエラーを回避することができる。   According to the configuration of Patent Document 1, when the address of a block to be written matches the address of a defective block, a write error can be avoided by automatically designating a substitute block as the target block.

ところで、書き込み或いは消去対象として指定されるメモリセルに偏りが生じている場合、上述したように、書き込みや消去が繰り返し行われることで書き込みエラーや消去エラーが発生する蓋然性が高まるため、あるメモリセルを含むブロックでは書き込み或いは消去エラーが発生し、別のブロックではこのようなエラーが発生しないということが起こり得る。即ち、実際に書き込み或いは消去エラーが発生するまでの間に、不揮発性半導体記憶装置の各ブロックに係る内部状態が認識されていれば、実際にかかるエラーが発生する前段階でエラー発生の蓋然性の高いブロックの存在を知ることができ、エラーの回避を予め行うことができる。しかしながら、上記特許文献1に記載の不揮発性半導体記憶装置にはこのような機能はなく、対象ブロックと不良ブロックが一致すれば代替ブロックが指定されるに過ぎず、不良ブロックが発生する前段階で内部状態を認識することで不良ブロックの発生を抑制する作用は有しない。   By the way, when there is a bias in the memory cell designated as the target of writing or erasing, the probability that a writing error or erasing error will occur due to repeated writing and erasing is increased as described above. It is possible that a writing or erasing error occurs in a block including, and such an error does not occur in another block. That is, if the internal state of each block of the nonvolatile semiconductor memory device is recognized before a write or erase error actually occurs, there is a probability that the error has occurred before the actual error occurs. The existence of a high block can be known, and an error can be avoided in advance. However, the nonvolatile semiconductor memory device described in Patent Document 1 does not have such a function, and if the target block and the defective block match, only the alternative block is designated, and at the stage before the defective block is generated. Recognizing the internal state does not have the effect of suppressing the occurrence of bad blocks.

本発明は、上記の問題点に鑑み、内部状態を認識可能にすることで書き込み動作や消去動作のエラー回避に有用な機能を有する不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device having a function useful for avoiding errors in a write operation and an erase operation by making the internal state recognizable.

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、ユーザデータを記憶する複数の不揮発性の主メモリセルと、複数の前記主メモリセルの中から、書き込み或いは消去の対象となる対象メモリセルを選択するアドレスデコーダと、所定数の前記主メモリセルによって構成される構成単位であるブロック毎に、前記主メモリセルの書き込み或いは消去特性を示す内部状態を記憶する複数の不揮発性の補助メモリセルと、前記対象メモリセルに対して前記ユーザデータの書き込み或いは消去の制御を行うと共に、前記補助メモリセルに対して前記内部状態の書き込みの制御を行う書き込み消去制御回路と、を備えてなり、前記書き込み消去制御回路が、前記対象メモリセルに対する書き込み或いは消去の指示が与えられると、データの書き込み或いは消去が完了するまで前記対象メモリセルに対して書き込み或いは消去のための電圧印加処理を繰り返し実行する制御を行うと共に、データの書き込み或いは消去が完了するまでに前記対象メモリセルが要した前記電圧印加処理の繰り返し回数を示す特性値を、前記対象メモリセルが属する前記ブロックに対応する前記補助メモリセルに対して書き込む制御を行うことを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is a target of writing or erasing among a plurality of nonvolatile main memory cells storing user data and the plurality of main memory cells. A plurality of non-volatile storages for storing an internal state indicating a write or erase characteristic of the main memory cell for each block which is a structural unit composed of an address decoder for selecting a target memory cell and a predetermined number of the main memory cells An auxiliary memory cell; and a write / erase control circuit for controlling the writing or erasing of the user data to the target memory cell and controlling the writing of the internal state to the auxiliary memory cell. When the write / erase control circuit is instructed to write or erase the target memory cell, Control is performed to repeatedly execute a voltage application process for writing or erasing the target memory cell until data writing or erasing is completed, and the target memory cell is required until data writing or erasing is completed. The first characteristic is that control is performed to write the characteristic value indicating the number of repetitions of the voltage application process to the auxiliary memory cell corresponding to the block to which the target memory cell belongs.

本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の上記第1の特徴構成によれば、主メモリセルの書き込み或いは消去特性を示す内部状態が不揮発性半導体記憶装置内部の補助メモリセル内に記録されているため、書き込み処理或いは消去処理を行う前にこの補助メモリセルに記録されている情報を読み出すことで、主メモリセルの内部状態を認識することができる。特に、補助メモリセルには、主メモリセルに対して正しく書き込み或いは消去を実行するのに要した電圧印加処理の繰り返し回数を示す特性値が当該主メモリセルが属するブロック毎に記録されているため、この特性値が表す繰り返し回数を認識することでエラー発生の蓋然性を予め知ることができる。   According to the first characteristic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the internal state indicating the write or erase characteristic of the main memory cell is recorded in the auxiliary memory cell inside the nonvolatile semiconductor memory device. The internal state of the main memory cell can be recognized by reading the information recorded in the auxiliary memory cell before performing the writing process or the erasing process. In particular, in the auxiliary memory cell, a characteristic value indicating the number of repetitions of the voltage application process required for correctly writing or erasing the main memory cell is recorded for each block to which the main memory cell belongs. By recognizing the number of repetitions represented by this characteristic value, the probability of occurrence of an error can be known in advance.

即ち、主メモリセルに対する電圧印加処理回数が多ければ多いほど、当該主メモリセル内の酸化膜の劣化が進行し、この結果正しく書き込み或いは消去動作を行うことのできない不良メモリセルとなる蓋然性が高くなる。複数の主メモリセルを有する構成下において、特に一部の主メモリセルに対して書き込み処理或いは消去処理が頻繁に行われているような場合、かかる主メモリセルは不良メモリセルになる可能性が高く、このようなメモリセルが更に書き込み処理或いは消去処理の対象として指定されると、正しく書き込み或いは消去動作が行われるまで何度も繰り返して電圧印加処理が施されることとなり、多くの処理時間を要する上にマイクロプロセッサに対する負担も増大する。本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の構成によれば、書き込み処理或いは消去処理を行う前段階において、補助メモリセルに記憶されている情報を読み出すことで、このような不良メモリセルになる蓋然性の高い主メモリセルの存在を認識することができるため、仮にこのようなメモリセルが存在していた場合においても、予め当該メモリセルを使用しない旨の措置を施すことができ、不良メモリセルに対して書き込み処理或いは消去処理が行われるような事態を避けることが可能となる。   That is, as the number of voltage application processes to the main memory cell increases, the deterioration of the oxide film in the main memory cell progresses, and as a result, there is a high probability that a defective memory cell cannot be correctly written or erased. Become. In a configuration having a plurality of main memory cells, particularly when a write process or an erase process is frequently performed on some main memory cells, such a main memory cell may become a defective memory cell. If such a memory cell is further designated as a target for the write process or erase process, the voltage application process is repeated many times until a correct write or erase operation is performed, which requires a lot of processing time. And the burden on the microprocessor increases. According to the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, it is likely that such a defective memory cell can be obtained by reading information stored in the auxiliary memory cell in a stage before performing the writing process or the erasing process. Since the presence of a high main memory cell can be recognized, even if such a memory cell exists, a measure that the memory cell is not used can be taken in advance. Thus, it is possible to avoid a situation where a writing process or an erasing process is performed.

尚、上記の特性値としては、繰り返し回数そのものを採用するものとしても構わないし、繰り返し回数が属する範囲を採用するものとしても構わない。前者の場合、特性値を読み出すことで繰り返し回数そのものを認識することができ、後者の場合、特性値を読み出すことで繰り返し回数の範囲(例えば10回以上19回以下等)を認識することができる。   As the above characteristic value, the number of repetitions itself may be adopted, or a range to which the number of repetitions belongs may be adopted. In the former case, it is possible to recognize the number of repetitions by reading the characteristic value, and in the latter case, it is possible to recognize the range of the number of repetitions (for example, 10 to 19 times) by reading the characteristic value. .

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第1の特徴構成に加えて、前記書き込み消去制御回路が、前記電圧印加処理の繰り返し回数をカウントすると共にカウントされた繰り返し実行回数を一時的に記録するカウンタ回路を有し、前記対象メモリセルに対する書き込み或いは消去の指示が与えられると、当該対象メモリセルに対してデータの書き込み或いは消去を実行する制御を行うと共に、当該実行後に前記カウンタ回路に記録されている前記繰り返し実行回数と、前記対象メモリセルが属する前記ブロックに対応する前記補助メモリセルに記録されている前記特性値が表す繰り返し回数との間で比較処理を行い、両者が異なる場合には、前記繰り返し実行回数を前記対象メモリセルが属する前記ブロックにおける前記特性値として、対応する前記補助メモリセルに書き込む制御を行うことを第2の特徴とする。   According to the nonvolatile semiconductor memory device of the invention, in addition to the first characteristic configuration, the write / erase control circuit counts the number of repetitions of the voltage application process and temporarily counts the number of repeated executions. When a write or erase instruction is given to the target memory cell, control is performed to write or erase data to the target memory cell, and the counter circuit is executed after the execution. The comparison is performed between the number of repeated executions recorded in the memory and the number of repetitions represented by the characteristic value recorded in the auxiliary memory cell corresponding to the block to which the target memory cell belongs. In this case, the number of repeated executions is set as the characteristic value in the block to which the target memory cell belongs. Te, to carry out control writing in the auxiliary memory cell corresponding to the second feature.

本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の上記第2の特徴構成によれば、補助メモリセルに記録されている情報として、対応する主メモリセルが属するブロックに含まれる複数の主メモリセルに対して書き込み処理或いは消去処理が正しく実行されるために現時点で必要な電圧印加回数が、回数そのもの或いは回数の範囲として記録されることとなるため、かかる情報を読み出すことによって、常に主メモリセルの最新の内部状態を認識することができる。   According to the second characteristic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the information recorded in the auxiliary memory cell is a plurality of main memory cells included in the block to which the corresponding main memory cell belongs. Since the number of times of voltage application required at the present time for correctly executing the writing process or the erasing process is recorded as the number itself or a range of the number of times, by reading such information, the latest of the main memory cell is always updated. The internal state can be recognized.

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第2の特徴構成に加えて、同一の前記ブロックに対応する前記補助メモリセルが複数存在し、前記書き込み消去制御回路が、前記対象メモリセルの前記繰り返し回数の範囲に応じて異なる前記補助メモリセルを書き込み先として指定することを第3の特徴とする。   In addition to the second characteristic configuration, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of the auxiliary memory cells corresponding to the same block, and the write / erase control circuit includes the target memory cell. A third feature is that the different auxiliary memory cells are designated as write destinations in accordance with the range of the number of repetitions.

上述したように、同一の主メモリセルに対して書き込み或いは消去処理が繰り返されることで、当該主メモリセルの劣化が進行し、これに伴って正しく書き込み或いは消去が行われるまでに要する前記繰り返し実行回数は増大する。そして、この劣化度合いが時間と共に自動的に修復されることは通常起こり得ないため、同一の主メモリセルに対して正しく書き込み或いは消去が行われるまでに要する電圧印加処理回数は、時間経過と共に増加する又は同一回数を維持する傾向にあることが分かり、このことは複数の主メモリセル夫々についても同様に当てはまる。即ち、複数の主メモリセルによって構成されるブロック単位で見た場合、同一のブロックに属する複数の主メモリセル夫々の前記繰り返し回数は、時間経過と共に増加する又は同一回数を維持するため、各ブロック毎に補助メモリセルに記録されている前記繰り返し回数についても時間経過と共に増加する又は同一回数を維持する傾向にあることが分かる。   As described above, the repeated execution required until the writing or erasing process is repeated with respect to the same main memory cell, so that the deterioration of the main memory cell proceeds, and accordingly the writing or erasing is correctly performed. The number of times increases. Since this degree of deterioration cannot normally be automatically repaired with time, the number of voltage application processes required until the same main memory cell is correctly written or erased increases with time. Or tend to maintain the same number of times, and this applies to each of the plurality of main memory cells as well. That is, when viewed in units of blocks composed of a plurality of main memory cells, the number of repetitions of each of a plurality of main memory cells belonging to the same block increases with time or maintains the same number of times. It can be seen that the number of repetitions recorded in the auxiliary memory cell every time also increases with time or maintains the same number.

従って、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の上記第3の特徴構成によれば、繰り返し回数の範囲に応じて書き込み先を変化させることで、補助メモリセルに対して消去処理を行うことなく、対応するブロックに属する複数の主メモリセルの繰り返し回数の情報を更新することが可能となる。例えば、繰り返し回数の範囲に応じて各補助メモリセルの割り当てを行い、各範囲内の繰り返し回数を初めて実現したときに、当該範囲に対応した補助メモリセルに対して書き込みを行う構成とすることで、ブロックに対応する複数の補助メモリセルの書き込み状態から、当該ブロックに属する複数の主メモリセルの繰り返し回数を認識することができる。そして、消去処理を行わない構成であるため、主メモリセルに対するユーザデータの書き込み或いは消去処理の完了後、補助メモリセルに対して追加的に行われる処理時間は短く、又、マイクロプロセッサに対して追加的に処理負担を要求する構成ではない。更に、補助メモリセルに対して消去処理を行わない構成であるため、補助メモリセルに記録されたデータを消去するための消去手段を備えない構成とすることができ、これによって補助メモリセルによって記憶されている繰り返し回数が誤って消去されることがなく、情報の安定化が図られる。   Therefore, according to the third characteristic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the write destination is changed according to the range of the number of repetitions, so that the auxiliary memory cell is not erased, It is possible to update information on the number of repetitions of a plurality of main memory cells belonging to the corresponding block. For example, by assigning each auxiliary memory cell according to the range of the number of repetitions, and when the number of repetitions within each range is realized for the first time, writing to the auxiliary memory cell corresponding to the range is performed. From the write state of the plurality of auxiliary memory cells corresponding to the block, the number of repetitions of the plurality of main memory cells belonging to the block can be recognized. Further, since the erase process is not performed, the processing time additionally performed on the auxiliary memory cell after the completion of the writing or erasing process of the user data to the main memory cell is short. It is not a configuration that additionally requires a processing burden. Further, since the configuration is such that the erasing process is not performed on the auxiliary memory cell, the erasing means for erasing the data recorded in the auxiliary memory cell can be provided, whereby the memory is stored by the auxiliary memory cell. The number of repetitions is not erased by mistake, and the information is stabilized.

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第2又は第3の特徴構成に加えて、同一の前記ブロックに対応する前記補助メモリセルとして、書き込み情報記憶用補助メモリセルと消去情報記憶用補助メモリセルとを各別に有しており、前記書き込み消去制御回路が、前記対象メモリセルに対する書き込み指示が与えられた場合には、前記書き込み情報記憶用補助メモリセルを前記特性値の書き込み先として指定し、前記対象メモリセルに対する消去指示が与えられた場合には、前記消去情報記憶用補助メモリセルを前記特性値の書き込み先として指定することを第4の特徴とする。   In addition to the second or third feature configuration, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes an auxiliary memory cell for storing write information and an erase information storage as the auxiliary memory cell corresponding to the same block. And when the write / erase control circuit is given a write instruction to the target memory cell, the write information storage auxiliary memory cell is stored in the write destination of the characteristic value. When the erase instruction is given to the target memory cell, the erase information storing auxiliary memory cell is designated as the write destination of the characteristic value.

本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の上記第4の特徴構成によれば、同一のブロックに対応する書き込み情報記憶用補助メモリセル及び消去情報記憶用補助メモリセルに記録されている情報を夫々各別に読み出すことによって、書き込み動作を行う場合に要する繰り返し回数と、消去動作を行う場合に要する繰り返し回数とを各別に認識することができるため、より詳細な主メモリセルの内部状態を知ることができる。   According to the fourth characteristic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the information recorded in the write information storing auxiliary memory cell and the erase information storing auxiliary memory cell corresponding to the same block, respectively. By separately reading, the number of repetitions required for the write operation and the number of repetitions required for the erase operation can be recognized separately, so that the detailed internal state of the main memory cell can be known. .

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第2〜第4の何れか一の特徴構成に加えて、前記ブロックは、前記書き込み消去制御回路によって同時に消去制御が行われる複数の前記主メモリセルで構成されることを第5の特徴とする。   According to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, in addition to any one of the second to fourth characteristic configurations, the block includes a plurality of the main blocks that are simultaneously controlled by the write / erase control circuit. A fifth feature is that the memory cell is used.

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第2〜第5の何れか一の特徴構成に加えて、複数の前記主メモリセルが行方向及び列方向に夫々マトリクス状に配置されてなるメモリセルアレイと、同一行にある前記主メモリセルが共通に接続される複数のワード線と、同一列にある前記主メモリセルが共通に接続される複数のビット線とを有し、前記アドレスデコーダが、入力されたアドレス信号よって指定されたアドレスに対応する前記対象メモリセルに接続される前記ワード線及び前記ビット線を選択し、前記書き込み消去制御回路が、選択された前記ビット線に対して所定の電圧を印加する指示を行うことで前記対象メモリセルに対する書き込み或いは消去が行われることを第6の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of main memory cells arranged in a matrix in the row direction and the column direction in addition to any one of the second to fifth characteristic configurations. A plurality of word lines to which the main memory cells in the same row are connected in common, and a plurality of bit lines to which the main memory cells in the same column are connected in common. The decoder selects the word line and the bit line connected to the target memory cell corresponding to the address specified by the input address signal, and the write / erase control circuit selects the selected bit line. A sixth feature is that writing or erasing of the target memory cell is performed by giving an instruction to apply a predetermined voltage.

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第6の特徴構成に加えて、前記書き込み消去制御回路が、前記アドレス信号に基づいて選択された前記補助メモリセルから読み出された前記特性値が表す繰り返し回数と前記繰り返し実行回数との間で前記比較処理を行うことを第7の特徴とする。   In addition to the sixth characteristic configuration, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has the characteristic that the write / erase control circuit reads from the auxiliary memory cell selected based on the address signal. A seventh feature is that the comparison processing is performed between the number of repetitions represented by the value and the number of repetitions.

又、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、上記第1〜第7の何れか一の特徴構成に加えて、複数の前記補助メモリセル夫々に記録されている前記特性値を出力する出力回路を備えることを第8の特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device that outputs the characteristic value recorded in each of the plurality of auxiliary memory cells, in addition to any one of the first to seventh characteristic configurations. It is an eighth feature to have

本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の上記第8の特徴構成によれば、補助メモリセルに記録されている情報を出力回路より出力して読み出すことで、主メモリセルに対して書き込み或いは消去処理を行わずとも当該主メモリセルの内部状態を認識することができる。   According to the eighth characteristic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the information recorded in the auxiliary memory cell is output from the output circuit and read out, thereby writing or erasing the main memory cell. The internal state of the main memory cell can be recognized without performing the above.

本発明の構成によれば、主メモリセルの内部状態が不揮発性半導体記憶装置内部の補助メモリセル内に記録されているため、書き込み処理或いは消去処理を行う前にこの補助メモリセルに記録されている情報を読み出すことで、主メモリセルの状態を認識することができる。特に、補助メモリセルには、主メモリセルに対して正しく書き込み或いは消去を実行するのに要した電圧印加処理回数を示す特性値が、主メモリセルが属するブロック毎に記録されているため、補助メモリセルに記録される当該特性値を読み出し、この特性値が表す電圧印加処理回数を認識することで書き込み或いは消去エラーが実際に発生する前段階において予めこのようなエラー発生の蓋然性を知ることができる。   According to the configuration of the present invention, since the internal state of the main memory cell is recorded in the auxiliary memory cell in the nonvolatile semiconductor memory device, it is recorded in the auxiliary memory cell before performing the writing process or the erasing process. By reading the stored information, the state of the main memory cell can be recognized. In particular, in the auxiliary memory cell, the characteristic value indicating the number of times of voltage application processing required to correctly perform writing or erasing to the main memory cell is recorded for each block to which the main memory cell belongs. By reading the characteristic value recorded in the memory cell and recognizing the number of voltage application processes represented by the characteristic value, it is possible to know in advance the probability of occurrence of such an error at a stage before a write or erase error actually occurs. it can.

以下において、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」と称する)の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention (hereinafter referred to as “device of the present invention” as appropriate) will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明装置の概略的構成を示すブロック図である。図1に示されるように、本発明装置1は、入出力回路2、インタフェース回路3、書き込み消去制御回路4、主メモリセルアレイ6、及び補助メモリセルアレイ7を備えて構成される。尚、主メモリセルアレイ6は、複数の不揮発性のメモリセル(以下、「主メモリセル」と称する)が行方向及び列方向にマトリクス状に配列されて構成されており、同一行の主メモリセルは共通のワード線に接続され、同一列の主メモリセルは共通のビット線に接続される。又、主メモリセルアレイ6の周辺部には、所定のワード線を選択すると共に選択ワード線に対して所定の電圧を印加可能に構成されるロウデコーダ22と、同様に所定のビット線を選択すると共に選択ビット線に対して所定の電圧を印加可能に構成されるカラムデコーダ23と、これらロウデコーダ22及びカラムデコーダ23を活性化させるブロックデコーダ21と、を備える。本発明装置1は、この主メモリセルアレイ6、ブロックデコーダ21、ロウデコーダ22、及びカラムデコーダ23を備えてなる一のブロックを複数備える構成である。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the device 1 of the present invention comprises an input / output circuit 2, an interface circuit 3, a write / erase control circuit 4, a main memory cell array 6, and an auxiliary memory cell array 7. The main memory cell array 6 includes a plurality of nonvolatile memory cells (hereinafter referred to as “main memory cells”) arranged in a matrix in the row direction and the column direction. Are connected to a common word line, and main memory cells in the same column are connected to a common bit line. In addition, in the peripheral portion of the main memory cell array 6, a predetermined word line is selected similarly to the row decoder 22 configured to select a predetermined word line and apply a predetermined voltage to the selected word line. In addition, a column decoder 23 configured to be able to apply a predetermined voltage to the selected bit line, and a block decoder 21 that activates the row decoder 22 and the column decoder 23 are provided. The device 1 of the present invention has a configuration including a plurality of one block including the main memory cell array 6, the block decoder 21, the row decoder 22, and the column decoder 23.

入出力回路2は、外部回路との間でアドレス、データ(ユーザデータ、外部コマンド、内部状態データ等)、或いは各種制御信号を入出力するための回路である。   The input / output circuit 2 is a circuit for inputting / outputting an address, data (user data, external command, internal state data, etc.) or various control signals to / from an external circuit.

インタフェース回路3は、入出力回路2から与えられた信号を解析し、書き込み、或いは消去等の各コマンド信号を書き込み消去制御回路4に与え、アドレス信号をブロックデコーダ21、ロウデコーダ22、カラムデコーダ23(以下、適宜、これらのデコーダを「アドレスデコーダ」と総称する)に与える。   The interface circuit 3 analyzes the signal given from the input / output circuit 2 and gives each command signal such as writing or erasing to the writing / erasing control circuit 4, and gives address signals to the block decoder 21, row decoder 22, column decoder 23. (Hereinafter, these decoders are collectively referred to as “address decoders” where appropriate).

ブロックデコーダ21は、アドレス信号に基づいて対象となるブロック(以下、「対象ブロック」と称する)に備えられるロウデコーダ22、及びカラムデコーダ23を活性化させる。ロウデコーダ22、カラムデコーダ23は、アドレス信号に基づいて対象となるメモリセル(以下、「対象メモリセル」と称する)に接続されるワード線及びビット線を選択し、書き込み消去制御回路4より指定された処理内容に応じた所定のパルス電圧を印加する(以下、かかるパルス電圧の印加処理を「電圧印加処理」と称する)。   The block decoder 21 activates the row decoder 22 and the column decoder 23 included in a target block (hereinafter referred to as “target block”) based on the address signal. The row decoder 22 and the column decoder 23 select a word line and a bit line connected to a target memory cell (hereinafter referred to as “target memory cell”) based on an address signal, and are designated by the write / erase control circuit 4. A predetermined pulse voltage corresponding to the processed content is applied (hereinafter, the pulse voltage application processing is referred to as “voltage application processing”).

書き込み消去制御回路4は、インタフェース回路3から与えられたコマンド信号(書き込みコマンド、消去コマンド等)に基づいてロウデコーダ22、及びカラムデコーダ23に対して所定の電圧印加指示を与える。例えば、書き込み消去制御回路4は、インタフェース回路3より書き込みコマンド信号が与えられた場合、ロウデコーダ22及びカラムデコーダ23に対して書き込み用の電圧印加指示を与える。そして、各ブロックに備えられるロウデコーダ22及びカラムデコーダ23の内、ブロックデコーダ21によって活性化された対象ブロックに係るロウデコーダ22及びカラムデコーダ23が、当該書き込み用電圧印加指示に基づいて、予め定められた書き込み用のパルス電圧を対象メモリセルに印加し、これによって当該対象メモリセルに対して書き込みが行われる。同様に、書き込み消去制御回路4が、インタフェース回路3より消去コマンド信号が与えられた場合、対象ブロックに係るロウデコーダ22及びカラムデコーダ23が、当該消去用電圧印加指示に基づいて、予め定められた消去用のパルス電圧を対象メモリセルに印加し、これによって当該対象メモリセルに対して消去が行われる。特に、対象ブロックに属する全メモリセルを対象メモリセルとすることで、ブロック単位で一括して消去動作を行うことができる構成である。   The write / erase control circuit 4 gives a predetermined voltage application instruction to the row decoder 22 and the column decoder 23 based on a command signal (write command, erase command, etc.) given from the interface circuit 3. For example, when a write command signal is given from the interface circuit 3, the write / erase control circuit 4 gives a write voltage application instruction to the row decoder 22 and the column decoder 23. Of the row decoder 22 and the column decoder 23 provided in each block, the row decoder 22 and the column decoder 23 associated with the target block activated by the block decoder 21 determine in advance based on the write voltage application instruction. The write pulse voltage thus written is applied to the target memory cell, whereby writing is performed on the target memory cell. Similarly, when the write / erase control circuit 4 receives an erase command signal from the interface circuit 3, the row decoder 22 and the column decoder 23 associated with the target block are determined in advance based on the erase voltage application instruction. An erasing pulse voltage is applied to the target memory cell, thereby erasing the target memory cell. In particular, by setting all memory cells belonging to the target block as the target memory cell, the erase operation can be performed in a block unit.

又、書き込み消去制御回路4は、ロウデコーダ22及びカラムデコーダ23に対して書き込み或いは消去用電圧印加指示を与えた後、対象メモリセルに対して書き込み或いは消去動作が正しく行われたかを確認するためのベリファイ手段、及び後述するカウンタ回路を備える構成とする。   The write / erase control circuit 4 gives a write or erase voltage application instruction to the row decoder 22 and the column decoder 23, and then confirms whether the write or erase operation has been correctly performed on the target memory cell. The verifying means and a counter circuit to be described later are provided.

補助メモリセルアレイ7は、複数の不揮発性のメモリセル(以下、「補助メモリセル」と称する)で構成されており、これら複数の補助メモリセルによって各主メモリセルが属するブロックの内部状態がブロック毎に記録されている。そして、主メモリセルアレイ6と同様、補助メモリセルアレイ7の周辺部においても、各補助メモリセルに接続されるワード線及びビット線を選択するためのロウデコーダ24、及びカラムデコーダ25(以下、適宜、これらのデコーダを「補助アドレスデコーダ」と総称する)を備える。尚、この補助メモリセル及び上述した主メモリセルに使用される不揮発性メモリセルは、例えばフラッシュメモリセル等の書き込み及び消去を個別に行ってデータの記憶を行う形式のメモリセルであれば如何なる型式のものであっても構わない。   The auxiliary memory cell array 7 is composed of a plurality of nonvolatile memory cells (hereinafter referred to as “auxiliary memory cells”), and the internal state of the block to which each main memory cell belongs is determined for each block by the plurality of auxiliary memory cells. Is recorded. Similarly to the main memory cell array 6, also in the peripheral portion of the auxiliary memory cell array 7, a row decoder 24 and a column decoder 25 (hereinafter referred to as appropriate) for selecting a word line and a bit line connected to each auxiliary memory cell. These decoders are collectively referred to as “auxiliary address decoders”). The nonvolatile memory cell used for the auxiliary memory cell and the main memory cell described above may be any type as long as it is a memory cell in which data is stored by separately writing and erasing data such as a flash memory cell. It doesn't matter.

又、主メモリセルアレイ6、及び補助メモリセルアレイ7は、夫々内部のメモリセルが記録する情報を外部に出力して読み出すための、読み出し用センスアンプ31、32を備える。インタフェース回路3に対して主メモリセルアレイ6に係る所定のアドレスに記録された情報の読み出しコマンドが与えられると、アドレス信号に基づいて特定された対象メモリセルに対してアドレスデコーダによって読み出し電圧が印加され、読み出された情報がセンスアンプ31を介して入出力回路2から読み出される。又、インタフェース回路3に対して補助メモリセルアレイ7の読み出しコマンドが与えられると、アドレス信号に基づいて特定された補助メモリセルに対して補助アドレスデコーダによって読み出し電圧が印加されて、読み出された情報がセンスアンプ32を介して入出力回路2から読み出される。尚、補助メモリセルアレイ7に記録される情報の読み出し動作の詳細については後述する。   The main memory cell array 6 and the auxiliary memory cell array 7 include read sense amplifiers 31 and 32 for outputting and reading information recorded in the internal memory cells to the outside. When a read command of information recorded at a predetermined address related to the main memory cell array 6 is given to the interface circuit 3, a read voltage is applied to the target memory cell specified based on the address signal by the address decoder. The read information is read from the input / output circuit 2 through the sense amplifier 31. When a read command for the auxiliary memory cell array 7 is given to the interface circuit 3, a read voltage is applied by the auxiliary address decoder to the auxiliary memory cell specified based on the address signal, and the read information is read. Is read from the input / output circuit 2 via the sense amplifier 32. The details of the operation of reading information recorded in the auxiliary memory cell array 7 will be described later.

図2は、本発明装置1に対してユーザデータの書き込み或いは消去を行う際の動作手順を示すフローチャートである。以下、図2に示されるフローチャートを参照して、本発明装置1に対して情報の書き込み或いは消去を行う際の動作手順について説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure when writing or erasing user data to the apparatus 1 of the present invention. Hereinafter, with reference to a flowchart shown in FIG. 2, an operation procedure when information is written to or erased from the device 1 of the present invention will be described.

まず、外部から入出力回路2に対して書き込みコマンド、或いは消去コマンド、及び対象となるアドレス信号が入力される(ステップ#1)。入出力回路2は、外部より入力された信号をインタフェース回路3に与える。   First, a write command or an erase command and a target address signal are input from the outside to the input / output circuit 2 (step # 1). The input / output circuit 2 gives a signal input from the outside to the interface circuit 3.

インタフェース回路3は、入出力回路2より与えられた信号を解析し、書き込みコマンド或いは消去コマンドを検出すると、書き込み消去制御回路4に対して書き込み指示、或いは消去指示を与える。又、インタフェース回路3は、アドレス信号をアドレスデコーダに与え、アドレスデコーダは、このアドレス信号、及び書き込み消去制御回路4によって与えられたコマンド(書き込みか消去か等)に応じて、所定のワード線及びビット線に対してコマンド毎に定められた所定の電圧印加処理を施す(ステップ#2)。   When the interface circuit 3 analyzes the signal supplied from the input / output circuit 2 and detects a write command or an erase command, the interface circuit 3 gives a write instruction or an erase instruction to the write / erase control circuit 4. The interface circuit 3 gives an address signal to the address decoder, and the address decoder responds to the address signal and a command (write or erase) given by the write / erase control circuit 4 according to a predetermined word line and A predetermined voltage application process determined for each command is applied to the bit line (step # 2).

電圧印加処理の後、書き込み消去制御回路4がステップ#2においてパルス電圧が印加された後の対象メモリセルに対して読み出し指示を与える(ステップ#3)。この場合も、書き込み或いは消去の場合と同様、所定のワード線及びビット線に対して、読み出しのための所定のパルス電圧が印加されることで、読み出し動作が行われる。   After the voltage application process, the write / erase control circuit 4 gives a read instruction to the target memory cell after the pulse voltage is applied in step # 2 (step # 3). Also in this case, as in the case of writing or erasing, a read operation is performed by applying a predetermined pulse voltage for reading to a predetermined word line and bit line.

書き込み消去制御回路4は、ステップ#3によって読み出された情報に基づいて、ステップ#2において正しく書き込み或いは消去動作が行われたかどうかを確認(ベリファイ処理)する(ステップ#4)。正しく書き込み或いは消去動作が行われていなかった場合(書き込みエラー或いは消去エラーが発生した場合:ステップ#4においてNo)、再びステップ#2に戻って再度書き込み或いは消去動作を行う。このとき、ステップ#2の繰り返し実行回数をカウンタ回路によってカウントする。このカウンタ回路は、ステップ#2の繰り返し実行回数を一時的に保持する構成であり、少なくとも対象メモリセルに対する一連の書き込み或いは消去動作(即ちステップ#1〜ステップ#8に係る一連の動作)が終了するまでの間、当該繰り返し実行回数が保持される構成であるものとする。即ち、改めて別の対象メモリセルに対して書き込み或いは消去動作が行われるタイミングで、このカウンタ回路に保持されている情報がリセットされるものとしても構わない。   The write / erase control circuit 4 confirms (verify processing) whether or not the write or erase operation has been correctly performed in step # 2 based on the information read in step # 3 (step # 4). If the writing or erasing operation has not been performed correctly (when a writing error or erasing error has occurred: No in step # 4), the process returns to step # 2 again to perform the writing or erasing operation again. At this time, the counter circuit counts the number of repetitions of step # 2. This counter circuit is configured to temporarily hold the number of repetitions of step # 2, and at least a series of write or erase operations (that is, a series of operations according to step # 1 to step # 8) to the target memory cell is completed. It is assumed that the number of repeated executions is held until this time. That is, the information held in the counter circuit may be reset at the timing when another write or erase operation is performed on another target memory cell.

尚、ステップ#4におけるベリファイ処理は、例えば書き込み動作の場合、入出力回路2から入力された書き込み対象となる情報と、対象メモリセルから読み出された情報とが一致しているか否かを判断することによって行われ、消去動作の場合、対象メモリセルから消去状態を示す情報が読み出されたか否かを判断することによって行われるものとして構わない。   In the verify process in step # 4, for example, in the case of a write operation, it is determined whether the information to be written input from the input / output circuit 2 matches the information read from the target memory cell. In the case of the erase operation, it may be performed by determining whether or not information indicating an erase state is read from the target memory cell.

ステップ#4において正しく書き込み或いは消去動作が行われたと判断された場合(ステップ#4においてYes)、対象ブロックに対応した補助メモリセルに記録された情報を補助メモリセルアレイ7から読み出す(ステップ#6)。   If it is determined in step # 4 that the write or erase operation has been performed correctly (Yes in step # 4), the information recorded in the auxiliary memory cell corresponding to the target block is read from the auxiliary memory cell array 7 (step # 6). .

図3は、補助メモリセルアレイ7の構成の一例を模式的に示すブロック図である。主メモリセルアレイ6が、複数の主メモリセルで構成される一単位(ブロック)が複数(ブロックB0からブロックBnまで)集合して構成されるものとした場合、補助メモリセルアレイ7の各メモリセルは、主メモリセルアレイ6の各ブロックに対応するように構成されている。又、書き込み情報記憶用補助メモリセルと消去情報記憶用補助メモリセルとが各別に存在する。   FIG. 3 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the auxiliary memory cell array 7. When the main memory cell array 6 is configured by assembling a plurality (units B0 to Bn) of one unit (block) composed of a plurality of main memory cells, each memory cell of the auxiliary memory cell array 7 The main memory cell array 6 is configured to correspond to each block. Further, there are separate auxiliary memory cells for storing write information and auxiliary memory cells for storing erase information.

図3における補助メモリセルW00、W01、・・・、W0mは、主メモリセルアレイ7におけるブロックB0における書き込み情報(書き込み情報についての説明は後述する)が記録される領域であり、補助メモリセルW10、W11、・・・、W1mは、主メモリセルアレイ7におけるブロックB1における書き込み情報が記録される領域であり、補助メモリセルWn0、Wn1、・・・、Wnmは、主メモリセルアレイ7におけるブロックBnにおける書き込み情報が記録される領域である。同様に、補助メモリセルE00、E01、・・・、E0mは、主メモリセルアレイ7におけるブロックB0における消去情報(消去情報についての説明は後述する)が記録される領域であり、補助メモリセルE10、E11、・・・、E1mは、主メモリセルアレイ7におけるブロックB1における消去情報が記録される領域であり、補助メモリセルEn0、En1、・・・、Enmは、主メモリセルアレイ7におけるブロックBnにおける消去情報が記録される領域である。尚、図3では、補助メモリセルアレイ7があたかも2列複数行からなるマトリクス状で構成されているかのように記載されているが、これは一例であって、マトリクスの構成態様は図3の態様に限られるものではない。   3, auxiliary memory cells W00, W01,..., W0m are areas in which write information in the block B0 in the main memory cell array 7 (the description of the write information will be described later) is recorded. W1m is an area in which write information in the block B1 in the main memory cell array 7 is recorded, and auxiliary memory cells Wn0, Wn1,..., Wnm are write in the block Bn in the main memory cell array 7. This is an area where information is recorded. Similarly, the auxiliary memory cells E00, E01,..., E0m are areas in which erase information in the block B0 in the main memory cell array 7 is recorded (explanation will be described later), and the auxiliary memory cells E10, E1m is an area where erase information in the block B1 in the main memory cell array 7 is recorded, and auxiliary memory cells En0, En1,..., Enm are erases in the block Bn in the main memory cell array 7. This is an area where information is recorded. In FIG. 3, the auxiliary memory cell array 7 is described as if it were configured in a matrix form of two columns and multiple rows, but this is an example, and the configuration of the matrix is that of FIG. It is not limited to.

ここで、ブロックB0における書き込み情報とは、ブロックB0に属する複数の主メモリセルの内、情報を正しく書き込むために必要な電圧印加処理の繰り返し回数が最も多い主メモリセルの繰り返し回数を意味するものとする。言い換えれば、少なくともブロックB0における書き込み情報として記録された回数だけ電圧印加処理を施せば、ブロックB0に属するどの主メモリセルに対しても正しく書き込み処理を行うことができることを表している。従って、補助メモリセルW00、W01、・・・、W0mに記録された情報を読み出すことによって、ブロックB0に属するどの主メモリセルに対しても正しく書き込み動作を行うために現時点で必要な電圧印加処理の繰り返し回数を認識することができる。   Here, the write information in the block B0 means the number of repetitions of the main memory cell having the largest number of repetitions of the voltage application process necessary for correctly writing information among the plurality of main memory cells belonging to the block B0. And In other words, if the voltage application process is performed at least the number of times recorded as the write information in the block B0, the write process can be correctly performed on any main memory cell belonging to the block B0. Therefore, by reading the information recorded in the auxiliary memory cells W00, W01,..., W0m, a voltage application process required at the present time for performing a correct write operation on any main memory cell belonging to the block B0. Can be recognized.

同様に、ブロックB0における消去情報とは、ブロックB0に属する複数の主メモリセルの内、情報を正しく消去するために必要な電圧印加処理の繰り返し回数が最も多いメモリセルの繰り返し回数を意味するものとする。従って、補助メモリセルE00、E01、・・・、E0mに記録された情報を読み出すことによって、ブロックB0に属するどの主メモリセルに対しても正しく消去動作を行うために現時点で必要な電圧印加処理の繰り返し回数を認識することができる。他のブロックについても同様である。   Similarly, the erase information in the block B0 means the number of repetitions of the memory cell having the largest number of repetitions of the voltage application process necessary for correctly erasing the information among the plurality of main memory cells belonging to the block B0. And Therefore, by reading the information recorded in the auxiliary memory cells E00, E01,..., E0m, the voltage application processing required at the present time for correctly performing the erasing operation on any main memory cell belonging to the block B0. Can be recognized. The same applies to the other blocks.

尚、以下では、あるブロックYに属するどの主メモリセルに対しても正しく書き込み或いは消去動作を行うために必要な電圧印加処理の繰り返し回数を「最大繰り返し回数」と称する。   In the following description, the number of repetitions of the voltage application process necessary for correctly writing or erasing any main memory cell belonging to a certain block Y is referred to as “maximum number of repetitions”.

又、図3では一のブロックに対して、書き込み情報記憶用、及び消去情報記憶用の双方共に複数の補助メモリセルが対応付けられている。この複数の補助メモリセルに記録された情報によって、対象ブロックに属する主メモリセルに対して書き込み動作或いは消去動作を正しく行うために現時点で必要な最大繰り返し回数を認識可能な構成となっている。   In FIG. 3, a plurality of auxiliary memory cells are associated with one block for both writing information storage and erasing information storage. Based on the information recorded in the plurality of auxiliary memory cells, the maximum number of repetitions necessary at the present time for correctly performing the write operation or the erase operation on the main memory cell belonging to the target block can be recognized.

ここで、初期状態として、一のブロックに対して対応付けられているこれら複数の補助メモリセルの全てが消去状態(データ「1」に対応する)であるものとする。又、最大繰り返し回数が0回以上9回以下の範囲内においては、補助メモリセルXi0(X=WorE、i=0、1、・・・、m;以下同様)が書き込み状態(データ「0」に対応する)となり、10回以上19回以下の範囲内においては、更に補助メモリセルXi1が書き込み状態となり、21回以上29回以下の範囲内においては更に補助メモリセルXi2が書き込み状態となる構成とする。又、補助メモリセルXnmは、最大繰り返し回数が所定回数(例えば90回)以上において書き込み状態となる構成とする。このように、最大繰り返し回数の属する範囲に応じて一の値(以下、適宜「特性値」と称する)が対応付けられており、補助メモリセルには当該特性値が記録される構成である。以下、図4を参照して、補助メモリセルに対する書き込み方法について説明する。   Here, as an initial state, it is assumed that all of the plurality of auxiliary memory cells associated with one block are in an erased state (corresponding to data “1”). When the maximum number of repetitions is in the range of 0 to 9 times, the auxiliary memory cell Xi0 (X = WorE, i = 0, 1,..., M; the same applies below) is in the write state (data “0”). In the range from 10 to 19 times, the auxiliary memory cell Xi1 is further in the write state, and in the range from 21 to 29 times, the auxiliary memory cell Xi2 is further in the write state. And Further, the auxiliary memory cell Xnm is configured to be in a writing state when the maximum number of repetitions is a predetermined number (for example, 90 times) or more. Thus, one value (hereinafter referred to as “characteristic value” as appropriate) is associated with the range to which the maximum number of repetitions belongs, and the characteristic value is recorded in the auxiliary memory cell. Hereinafter, a writing method for the auxiliary memory cell will be described with reference to FIG.

図4は、ブロックB0に係る書き込み情報が記憶される補助メモリセルW00〜W0mにおける記録状態を示す模式的なブロック図である。例えば、状態S1のように補助メモリセルW00が書き込み状態、補助メモリセルW01〜W0mが消去状態にある場合、上述した規則に従えば、ブロックB0の最大繰り返し回数は0回以上9回以下であることが分かる。即ち、ブロックB0に属するどの主メモリセルに対しても正しく書き込み動作を行うために必要な電圧印加処理の繰り返し回数は0回以上9回以下であることが分かる。又、同様に状態S2のように、補助メモリセルW00及びW01が書き込み状態、補助メモリセルW02〜W0mが消去状態にある場合、ブロックB0の最大繰り返し回数は10回以上19回以下であることが分かり、ブロックB0に属するどの主メモリセルに対しても正しく書き込み動作を行うために必要な電圧印加処理の繰り返し回数は10回以上19回以下であることが分かる。   FIG. 4 is a schematic block diagram showing a recording state in the auxiliary memory cells W00 to W0m in which write information related to the block B0 is stored. For example, when the auxiliary memory cell W00 is in the write state and the auxiliary memory cells W01 to W0m are in the erased state as in the state S1, the maximum number of repetitions of the block B0 is 0 or more and 9 or less according to the rules described above. I understand that. That is, it can be seen that the number of repetitions of the voltage application process necessary to correctly perform the write operation on any main memory cell belonging to the block B0 is 0 or more and 9 or less. Similarly, when the auxiliary memory cells W00 and W01 are in the write state and the auxiliary memory cells W02 to W0m are in the erased state as in the state S2, the maximum number of repetitions of the block B0 may be 10 times or more and 19 times or less. It can be seen that the number of repetitions of the voltage application process necessary for correctly performing the write operation on any main memory cell belonging to the block B0 is 10 or more and 19 or less.

ステップ#6における対象ブロックがブロックB0であって、このステップ#6における読み出し行為が当該ブロックB0に属する主メモリセルに対する最初の書き込み動作に起因するものである場合を想定する。かかる場合、上述したように補助メモリセルW00〜W0mの全てが消去状態である場合(図4における状態S0に相当)、この補助メモリセルW00〜W0mに記録された情報(特性値)を読み出すことで、ブロックB0に属する複数の主メモリセルの何れにも未だ書き込み処理が行われていない旨を認識する(このような状態において、以下では、便宜上ブロックB0の最大繰り返し回数が「未計測回数」であると記載する)。このとき、ステップ#5において対象メモリセルに対して書き込み動作を正しく行うのに要した電圧印加処理の繰り返し実行回数をカウンタ回路から読み出し、ステップ#6で読み出された最大繰り返し回数と比較する(ステップ#7)。例えば、カウンタ回路で保持されている繰り返し回数が0回であった場合(即ち、最初の電圧印加処理によって正しく書き込みが行われた場合)、ステップ#5で計測された繰り返し実行回数「0回」とステップ#6で読み出された最大繰り返し回数「未計測回」とを比較すると、両者は異なるので(ステップ#7においてNo)、カウンタ回路によって保持されている「0回」をブロックB0の最大繰り返し回数として記録すべく、対応する補助メモリセルに情報の書き込みを行い(ステップ#8)、処理を終了する。上述した規則に従えば、ブロックB0に属する主メモリセルに対応する書き込み情報記憶用補助メモリセルW00〜W0mの内、メモリセルW00を書き込み状態(データ「0」)とし、補助メモリセルW01〜W0mについてはそのままの消去状態(データ「1」)を維持する。即ち、図4において補助メモリセルW00〜W0mは、状態S0から状態S1に遷移することとなる。   Assume that the target block in step # 6 is the block B0, and the read action in step # 6 is caused by the first write operation to the main memory cell belonging to the block B0. In this case, as described above, when all of the auxiliary memory cells W00 to W0m are in the erased state (corresponding to the state S0 in FIG. 4), the information (characteristic value) recorded in the auxiliary memory cells W00 to W0m is read. In this state, it is recognized that the write processing has not yet been performed for any of the plurality of main memory cells belonging to the block B0 (in such a state, the maximum number of repetitions of the block B0 is hereinafter referred to as “unmeasured number” for convenience. ). At this time, the number of repetitions of the voltage application process required to correctly perform the write operation on the target memory cell in step # 5 is read from the counter circuit and compared with the maximum number of repetitions read in step # 6 ( Step # 7). For example, when the number of repetitions held in the counter circuit is 0 (that is, when writing is performed correctly by the first voltage application process), the number of repetitions measured in step # 5 is “0”. And the maximum number of repetitions “unmeasured times” read in step # 6 are different (No in step # 7), and therefore “0 times” held by the counter circuit is the maximum of the block B0. In order to record the number of repetitions, information is written in the corresponding auxiliary memory cell (step # 8), and the process is terminated. According to the rules described above, among the write information storing auxiliary memory cells W00 to W0m corresponding to the main memory cells belonging to the block B0, the memory cell W00 is set in the write state (data “0”), and the auxiliary memory cells W01 to W0m are set. Is maintained in the erased state (data “1”). That is, in FIG. 4, the auxiliary memory cells W00 to W0m transition from the state S0 to the state S1.

この後、ブロックB0に属する別の主メモリセルに対して書き込み指示が行われ、この対象メモリセルに対して正しく書き込みが行われるまでに施された電圧印加処理の繰り返し実行回数が7回であった場合、ステップ#6においてブロックB0に対応する補助メモリセルW00〜W0mに記録される特性値を読み出すことで、ブロックB0に係る最大繰り返し回数が0回以上9回以下であることを認識すると、かかる情報は当該繰り返し実行回数「7回」に等しいため、繰り返し実行回数(7回)と読み出された特性値が表す最大繰り返し回数(0回以上9回以下)とが一致し(ステップ#7においてYes)、補助メモリセルに対して新たに情報の書き込みを行うことなく、処理を終了する。一方、例えば繰り返し実行回数が11回であった場合には、繰り返し実行回数(11回)と特性値が表す最大繰り返し回数(0回以上10回以下)とが一致しないため(ステップ#7においてNo)、最大繰り返し回数が「11回以上20回以下」である旨を示すべく、ブロックB0に属する主メモリセルに対応する書き込み情報記憶用補助メモリセルW00〜W0mの内、メモリセルW00及びW01を書き込み状態(データ「0」)とし、補助メモリセルW02〜W0mについてはそのままの消去状態(データ「1」)を維持する。つまり、実際には補助メモリセルW01に対して追加的に書き込みを行い、他の補助メモリセルW00、及びW02〜W0mについては、そのままの状態を維持する。このような制御が行われることで、補助メモリセルW00〜W0mは、図4に示す状態S1から状態S2に遷移することとなる。   Thereafter, a write instruction is issued to another main memory cell belonging to the block B0, and the voltage application process repeated until the target memory cell is correctly written is 7 times. When the characteristic value recorded in the auxiliary memory cells W00 to W0m corresponding to the block B0 is read in step # 6, it is recognized that the maximum number of repetitions related to the block B0 is 0 or more and 9 or less. Since this information is equal to the number of repeated executions “7 times”, the number of repeated executions (7 times) matches the maximum number of repetitions (0 to 9 times) represented by the read characteristic value (step # 7). Yes), the process is terminated without newly writing information to the auxiliary memory cell. On the other hand, for example, when the number of repeated executions is 11, the number of repeated executions (11) does not match the maximum number of repetitions (0 to 10) represented by the characteristic value (No in step # 7). In order to indicate that the maximum number of repetitions is “11 times or more and 20 times or less”, memory cells W00 and W01 among the write information storing auxiliary memory cells W00 to W0m corresponding to the main memory cells belonging to the block B0 are selected. The write state (data “0”) is set, and the auxiliary memory cells W02 to W0m are maintained in the erased state (data “1”) as they are. That is, actually, additional writing is performed on the auxiliary memory cell W01, and the other auxiliary memory cells W00 and W02 to W0m are maintained as they are. By performing such control, the auxiliary memory cells W00 to W0m transition from the state S1 shown in FIG. 4 to the state S2.

補助メモリセルW00〜W0mと同様、他の補助メモリセルについてもこのような規則に従って情報が書き込まれることで、対応するブロックの最大繰り返し回数が増加するに連れ、追加的に補助メモリセルに対して書き込みを順次行うことで、対応するブロックに係る最大繰り返し回数の更新を行うことができる。即ち、最大繰り返し回数の更新を行うに際しては、追加的に補助メモリセルに対する書き込みを行うのみで良いため、補助メモリセルに対する消去処理が不要な構成である。従って、主メモリセルに対する書き込み処理の終了後(即ちステップ#1〜ステップ#5に係る各ステップの終了後)、追加的に最大繰り返し回数の更新に要する処理(ステップ#6〜ステップ#8)には消去処理が不要であるため、処理時間は短く、又、マイクロプロセッサに対して追加的に処理負担を要求する構成ではない。更に、補助メモリセルに対して消去処理を行わない構成であるため、補助メモリセルに記録されたデータを消去するための消去手段を備えない構成とすることができ、これによって補助メモリセルによって記憶されている繰り返し回数が誤って消去されることがなく、情報の安定化が図られる。   Similar to the auxiliary memory cells W00 to W0m, information is written also in the other auxiliary memory cells according to such a rule, and as the maximum number of repetitions of the corresponding block increases, the auxiliary memory cells are additionally added. By sequentially writing, the maximum number of repetitions for the corresponding block can be updated. That is, when the maximum number of repetitions is updated, it is only necessary to additionally write to the auxiliary memory cell, so that the erasing process for the auxiliary memory cell is unnecessary. Therefore, after the end of the writing process to the main memory cell (that is, after the end of each step related to step # 1 to step # 5), additional processing required for updating the maximum number of repetitions (step # 6 to step # 8). Since the erasing process is unnecessary, the processing time is short, and the processing load is not additionally required for the microprocessor. Further, since the configuration is such that the erasing process is not performed on the auxiliary memory cell, the erasing means for erasing the data recorded in the auxiliary memory cell can be provided, whereby the memory is stored by the auxiliary memory cell. The number of repetitions is not erased by mistake, and the information is stabilized.

尚、消去動作の場合についても、上述した書き込み動作と同様の手順で行われるものとすることで、同様に最大繰り返し回数の更新を短い処理時間で実行することが可能である。   In the case of the erasing operation, the maximum number of repetitions can be similarly updated in a short processing time by performing the same procedure as the above-described writing operation.

このように書き込み動作或いは消去動作を行う都度、当該書き込み或いは消去動作に際して施された電圧印加処理の繰り返し実行回数と、対応する主メモリセルが属するブロックの補助メモリセルに記録された特性値が表す最大繰り返し回数との比較を行って、最大繰り返し回数と異なる値の場合には、自動的に、最大繰り返し回数を繰り返し実行回数とする旨の更新を行う構成とすることで、補助メモリセルアレイ7には、常に全てのブロックについての現時点における最新の最大繰り返し回数に関する情報が記録されることとなる。従って、この補助メモリセルアレイ7に記録された情報を別途読み出すことによって、現時点における主メモリセルアレイ6の全体的な書き込み或いは消去特性を確認することが可能となる。   Each time a write operation or an erase operation is performed in this way, the number of repeated voltage application processes performed during the write or erase operation and the characteristic value recorded in the auxiliary memory cell of the block to which the corresponding main memory cell belongs are represented. When the comparison is made with the maximum number of repetitions and the value is different from the maximum number of repetitions, the auxiliary memory cell array 7 is automatically updated so that the maximum number of repetitions is set as the number of repeated executions. Always records information about the latest maximum number of repetitions for all the blocks at the present time. Therefore, by reading the information recorded in the auxiliary memory cell array 7 separately, it becomes possible to confirm the entire write or erase characteristics of the main memory cell array 6 at the present time.

図5は、補助メモリセルアレイ7に記録された情報を読み出す際の手順を示すフローチャートである。以下、図5に示されるフローチャートを参照して、本発明装置1に対して主メモリセルアレイ6の内部状態を読み出す際の動作手順について説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for reading information recorded in the auxiliary memory cell array 7. Hereinafter, with reference to the flowchart shown in FIG. 5, the operation procedure when reading the internal state of the main memory cell array 6 from the device 1 of the present invention will be described.

まず、外部から入出力回路2に対して内部状態の読み出しコマンドが入力される(ステップ#11)。入出力回路2は、外部より入力された信号をインタフェース回路3に与え、インタフェース回路3によってこの入力された信号が解析されて、内部状態読み出しコマンドである旨を認識し、内部状態読み出しコマンドを書き込み消去制御回路4に与える。書き込み消去制御回路4は、補助アドレスデコーダ(ロウデコーダ24及びカラムデコーダ25)に対して読み出し指示に応じた電圧印加の指示を与える。このとき、入出力回路2より内部状態読み出しコマンドを入力する際に、読み出す情報の種別(書き込み情報か消去情報か)や、読み出す対象とする対象ブロックを指定することができる場合には、当該指定した内容が該当する補助メモリセルのアドレス信号に変換されて補助アドレスデコーダに与えられ、補助アドレスデコーダにおいて、この指定された補助メモリセルに接続されるワード線或いはビット線に所定の読み出し電圧が印加されることで、記録された情報がセンスアンプ32を介して入出力回路2より出力される(ステップ#12)。又、入出力回路2より読み出す対象となる情報の指定ができない場合や全ての情報を読み出す旨の指定をした場合には、補助アドレスデコーダによって補助メモリセルアレイ7を構成する全ての補助メモリセルに対して読み出し電圧が順次与えられて、かかる情報がセンスアンプ32を介して入出力回路2より出力されるものとすることができる。   First, an internal state read command is input from the outside to the input / output circuit 2 (step # 11). The input / output circuit 2 gives an externally input signal to the interface circuit 3, the interface circuit 3 analyzes the input signal to recognize that it is an internal state read command, and writes the internal state read command. This is given to the erase control circuit 4. The write / erase control circuit 4 gives a voltage application instruction corresponding to the read instruction to the auxiliary address decoder (row decoder 24 and column decoder 25). At this time, when an internal state read command is input from the input / output circuit 2, the type of information to be read (write information or erase information) and the target block to be read can be specified. The converted contents are converted into an address signal of the corresponding auxiliary memory cell and supplied to the auxiliary address decoder. A predetermined read voltage is applied to the word line or bit line connected to the designated auxiliary memory cell in the auxiliary address decoder. As a result, the recorded information is output from the input / output circuit 2 via the sense amplifier 32 (step # 12). If the information to be read from the input / output circuit 2 cannot be specified or if all the information is to be read, the auxiliary address decoder determines that all the auxiliary memory cells constituting the auxiliary memory cell array 7 are used. Thus, the read voltage can be sequentially applied, and such information can be output from the input / output circuit 2 via the sense amplifier 32.

このようにして入出力回路2から読み出された補助メモリセルに記録された情報を解析することで、主メモリセルアレイ6を構成する各ブロック毎の最大繰り返し回数(厳密には、最大繰り返し回数の範囲)を認識することができる。従って、所定の主メモリセル、或いは所定のブロックに属する主メモリセルに対して特に書き込み或いは消去処理が繰り返し行われている場合、かかるブロックの最大繰り返し回数が他のブロックの最大繰り返し回数より多く示されることとなるため、補助メモリセルアレイ7から読み出された情報を確認することで、書き込み或いは消去不良が発生する前段階においてかかる状態を認識することができる。従って、書き込み不良或いは消去不良が発生する前に、当該ブロックに属する主メモリセルを使用しないように措置を施すことができるため、書き込みエラーや消去エラーを発生させることがなく、書き込みエラー或いは消去エラーが発生した時点で代替ブロックを指定する従来方法と比較してマイクロプロセッサに対する負担を大幅に軽減することができる。   By analyzing the information recorded in the auxiliary memory cell read from the input / output circuit 2 in this manner, the maximum number of repetitions (strictly speaking, the maximum number of repetitions) for each block constituting the main memory cell array 6 is analyzed. Range). Therefore, when a write or erase process is repeatedly performed on a predetermined main memory cell or a main memory cell belonging to a predetermined block, the maximum number of repetitions of the block is larger than the maximum number of repetitions of other blocks. Therefore, by confirming the information read from the auxiliary memory cell array 7, it is possible to recognize such a state at a stage before writing or erasing failure occurs. Therefore, since a measure can be taken not to use the main memory cell belonging to the block before a write failure or an erase failure occurs, a write error or an erase error does not occur without causing a write error or an erase error. Compared with the conventional method of designating an alternative block when this occurs, the burden on the microprocessor can be greatly reduced.

尚、上述の実施形態では、繰り返し回数が10回を超える毎に、異なる補助メモリセルに対する書き込み処理が行われる構成としたが、この補助メモリセルの書き込みに関する規則は一例であって、この態様に限定されるものではない。例えば、繰り返し回数が増加するに連れ、新たな補助メモリセルに対する書き込みを行う間隔を短くする構成としても構わないし、逆に、長くする構成としても構わない。特に後者の構成とすることで、例えば一部の主メモリセルに初期不良が存在しており、使用を開始してからそれほど時間が経過していないにも拘らず当該メモリセルに対して書き込み処理或いは消去処理を正しく行うためには電圧印加処理を繰り返し行う必要があるような状態となっている場合、繰り返し回数が数回程度増加するだけで新たに補助メモリセルに対して書き込みが行われるため、当該主メモリセルの属するブロックの繰り返し回数が他のブロックと比較して多くなっていることを、補助メモリセルアレイ7の記録状態を読み出すことで即座に認識することができ、かかる不良状態の存在を即座に知ることができる。又、繰り返し回数の範囲に応じて、或いは全範囲に亘って、繰り返し回数が1回増加する毎に新たな補助メモリセルに対して書き込みを行う構成としても良い。この構成態様の場合は、補助メモリセルに記録される特性値がそのまま繰り返し回数に一致することとなる。   In the above-described embodiment, every time the number of repetitions exceeds 10, a writing process is performed on a different auxiliary memory cell. However, the rule regarding writing of the auxiliary memory cell is an example, and It is not limited. For example, as the number of repetitions increases, the writing interval for a new auxiliary memory cell may be shortened, or conversely, it may be lengthened. In particular, by adopting the latter configuration, for example, there is an initial failure in some main memory cells, and a write process is performed on the memory cells even though not much time has passed since the start of use. Alternatively, when it is necessary to repeat the voltage application process in order to correctly perform the erasing process, writing to the auxiliary memory cell is newly performed only by increasing the number of repetitions by several times. The fact that the number of repetitions of the block to which the main memory cell belongs is larger than that of the other blocks can be immediately recognized by reading the recording state of the auxiliary memory cell array 7, and the existence of such a defective state. Can know immediately. In addition, writing may be performed on a new auxiliary memory cell every time the number of repetitions increases by one according to the range of the number of repetitions or over the entire range. In the case of this configuration, the characteristic value recorded in the auxiliary memory cell matches the number of repetitions as it is.

本発明装置の概略的構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of this invention apparatus 本発明装置に対して情報の書き込み或いは消去を行う際の動作手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation | movement procedure at the time of writing or erasing information with respect to this invention apparatus. 補助メモリセルアレイの一構成例を模式的に示すブロック図A block diagram schematically showing a configuration example of an auxiliary memory cell array 補助メモリセルに対する書き込み方法について説明するための図The figure for demonstrating the writing method with respect to an auxiliary memory cell 補助メモリセルアレイに記録された情報を読み出す際の手順を示すフローチャートA flowchart showing a procedure for reading information recorded in the auxiliary memory cell array

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
2: 入出力回路
3: インタフェース回路
4: 書き込み消去制御回路
6: 主メモリセルアレイ
7: 補助メモリセルアレイ
21: ブロックデコーダ
22: ロウデコーダ
23: カラムデコーダ
24: ロウデコーダ
25: カラムデコーダ
31: センスアンプ
32: センスアンプ
1: Nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention 2: Input / output circuit 3: Interface circuit 4: Write / erase control circuit 6: Main memory cell array 7: Auxiliary memory cell array 21: Block decoder 22: Row decoder 23: Column decoder 24: Row decoder 25: Column decoder 31: Sense amplifier 32: Sense amplifier

Claims (8)

ユーザデータを記憶する複数の不揮発性の主メモリセルと、
複数の前記主メモリセルの中から、書き込み或いは消去の対象となる対象メモリセルを選択するアドレスデコーダと、
所定数の前記主メモリセルによって構成される構成単位であるブロック毎に、前記主メモリセルの書き込み或いは消去特性を示す内部状態を記憶する複数の不揮発性の補助メモリセルと、
前記対象メモリセルに対して前記ユーザデータの書き込み或いは消去の制御を行うと共に、前記補助メモリセルに対して前記内部状態の書き込みの制御を行う書き込み消去制御回路と、を備えてなり、
前記書き込み消去制御回路が、
前記対象メモリセルに対する書き込み或いは消去の指示が与えられると、データの書き込み或いは消去が完了するまで前記対象メモリセルに対して書き込み或いは消去のための電圧印加処理を繰り返し実行する制御を行うと共に、データの書き込み或いは消去が完了するまでに前記対象メモリセルが要した前記電圧印加処理の繰り返し回数を示す特性値を、前記対象メモリセルが属する前記ブロックに対応する前記補助メモリセルに対して書き込む制御を行うことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of nonvolatile main memory cells for storing user data;
An address decoder for selecting a target memory cell to be written or erased from among the plurality of main memory cells;
A plurality of non-volatile auxiliary memory cells storing an internal state indicating a write or erase characteristic of the main memory cell for each block which is a structural unit constituted by a predetermined number of the main memory cells;
A write / erase control circuit for controlling the writing or erasing of the user data to the target memory cell, and for controlling the writing of the internal state to the auxiliary memory cell,
The write / erase control circuit comprises:
When an instruction for writing or erasing the target memory cell is given, control is performed to repeatedly execute a voltage application process for writing or erasing the target memory cell until data writing or erasing is completed. Control for writing the characteristic value indicating the number of repetitions of the voltage application process required by the target memory cell until the writing or erasing is completed to the auxiliary memory cell corresponding to the block to which the target memory cell belongs. A non-volatile semiconductor memory device.
前記書き込み消去制御回路が、
前記電圧印加処理の繰り返し回数をカウントすると共にカウントされた繰り返し実行回数を一時的に記録するカウンタ回路を有し、
前記対象メモリセルに対する書き込み或いは消去の指示が与えられると、当該対象メモリセルに対してデータの書き込み或いは消去を実行する制御を行うと共に、当該実行後に前記カウンタ回路に記録されている前記繰り返し実行回数と、前記対象メモリセルが属する前記ブロックに対応する前記補助メモリセルに記録されている前記特性値が表す前記繰り返し回数との間で比較処理を行い、両者が異なる場合には、前記繰り返し実行回数を前記対象メモリセルが属する前記ブロックにおける前記特性値として、対応する前記補助メモリセルに書き込む制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
The write / erase control circuit comprises:
A counter circuit that counts the number of repetitions of the voltage application process and temporarily records the number of repeated executions counted;
When a write or erase instruction is given to the target memory cell, control is performed to write or erase data to the target memory cell, and the number of repeated executions recorded in the counter circuit after the execution And the repetition count represented by the characteristic value recorded in the auxiliary memory cell corresponding to the block to which the target memory cell belongs. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the control is performed to write the corresponding auxiliary memory cell as the characteristic value in the block to which the target memory cell belongs.
同一の前記ブロックに対応する前記補助メモリセルが複数存在し、
前記書き込み消去制御回路が、前記対象メモリセルの繰り返し回数の範囲に応じて異なる前記補助メモリセルを書き込み先として指定することを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of the auxiliary memory cells corresponding to the same block exist;
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein the write / erase control circuit designates the different auxiliary memory cell as a write destination according to a range of the number of repetitions of the target memory cell.
同一の前記ブロックに対応する前記補助メモリセルとして、書き込み情報記憶用補助メモリセルと消去情報記憶用補助メモリセルとを各別に有しており、
前記書き込み消去制御回路が、前記対象メモリセルに対する書き込み指示が与えられた場合には、前記書き込み情報記憶用補助メモリセルを前記特性値の書き込み先として指定し、前記対象メモリセルに対する消去指示が与えられた場合には、前記消去情報記憶用補助メモリセルを前記特性値の書き込み先として指定することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の不揮発性半導体記憶装置。
As the auxiliary memory cells corresponding to the same block, each has a write information storage auxiliary memory cell and an erase information storage auxiliary memory cell,
When the write / erase control circuit is instructed to write to the target memory cell, the write information storage auxiliary memory cell is designated as the write destination of the characteristic value, and the erase instruction to the target memory cell is given. 4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein, when the data is written, the auxiliary memory cell for erasing information storage is designated as a write destination of the characteristic value. 5.
前記ブロックは、前記書き込み消去制御回路によって同時に消去制御が行われる複数の前記主メモリセルで構成されることを特徴とする請求項2〜請求項4の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   5. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 2, wherein the block includes a plurality of the main memory cells that are simultaneously erase-controlled by the write / erase control circuit. 6. apparatus. 複数の主メモリセルが行方向及び列方向に夫々マトリクス状に配置されてなるメモリセルアレイと、同一行にある前記主メモリセルが共通に接続される複数のワード線と、同一列にある前記主メモリセルが共通に接続される複数のビット線とを有し、
前記アドレスデコーダが、入力されたアドレス信号によって指定されたアドレスに対応する前記対象メモリセルに接続される前記ワード線及び前記ビット線を選択し、
前記書き込み消去制御回路が、選択された前記ビット線に対して所定の電圧を印加する制御を行うことで前記対象メモリセルに対する書き込み或いは消去が行われることを特徴とする請求項2〜請求項5の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A memory cell array in which a plurality of main memory cells are arranged in a matrix in the row direction and the column direction, a plurality of word lines to which the main memory cells in the same row are connected in common, and the main columns in the same column A plurality of bit lines to which memory cells are connected in common,
The address decoder selects the word line and the bit line connected to the target memory cell corresponding to the address specified by the input address signal;
6. The write / erase control circuit performs control of applying a predetermined voltage to the selected bit line, thereby writing or erasing the target memory cell. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of the above.
前記書き込み消去制御回路が、前記アドレス信号に基づいて選択された前記補助メモリセルから読み出された前記特性値が表す繰り返し回数と前記繰り返し実行回数との間で前記比較処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The write / erase control circuit performs the comparison process between the number of repetitions represented by the characteristic value read from the auxiliary memory cell selected based on the address signal and the number of repetitions. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6. 複数の前記補助メモリセル夫々に記録されている前記特性値を出力する出力回路を備えることを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   8. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising an output circuit that outputs the characteristic value recorded in each of the plurality of auxiliary memory cells. 9.
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