JP2009252290A - Semiconductor integrated circuit and operation method therefor - Google Patents

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Takashi Iwase
貴司 岩瀬
Masamichi Fujito
正道 藤戸
Kunihiko Suzuki
州彦 鈴木
Kenji Kawada
健二 川田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce chip area when verify-read-out and normal data read-out are performed, incorporating a nonvolatile memory writing complementary data in two memory cells. <P>SOLUTION: A semiconductor integrated circuit is provided with a nonvolatile memory DFL, including first and second nonvolatile memory arrays 21, 22, first and second selectors 24, 25, and a sense amplifier 26. Complementary data are written electrically in two nonvolatile memory cells MC1, MC2. In normal data read-out operation NR_RD, one side of selectors 24 supplies data which are complementary to two memory cells MC1, MC2 to first and second input terminal In1, In2 of the sense amplifier 26. In verify-read-out operation VR_RD, one side of the selectors 24 supplies first verify-read-out data from one memory cell MC1 to one side of the input terminal of the sense amplifier 26, on the other hand, and supplies a verify-reference signal to the other side of the input terminal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路およびその動作方法に関するもので、特に2つのメモリセルに相補的なデータを書き込む半導体不揮発性メモリを内蔵して半導体不揮発性メモリをベリファイ読み出しと通常データ読み出しとを行うに際して半導体集積回路のチップ面積を削減するのに有効な技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a method of operating the same, and more particularly to a semiconductor non-volatile memory that writes complementary data in two memory cells and performing verify read and normal data read from the semiconductor non-volatile memory. The present invention relates to a technique effective for reducing the chip area of a semiconductor integrated circuit.

下記特許文献1には、不揮発性メモリの2つのメモリセルのトランジスタの2つの電流が切り替え手段を介して差動検出器に供給されることによって2つの電流の大小関係を差動検出器で判定して、判定結果に応じた2状態を出力することが記載されている。また、2つのメモリセルの一方のメモリセルのトランジスタの電流が切り替え手段を介してセンス・アンプの一方の入力端子に供給され、リファレンス電流発生器からのリファレンス電流がセンス・アンプの他方の入力端子に供給され、センス・アンプによって読み出し情報の判別が行われる。   In the following Patent Document 1, two currents of transistors of two memory cells of a non-volatile memory are supplied to a differential detector through switching means, and the magnitude relationship between the two currents is determined by the differential detector. Thus, it is described that two states corresponding to the determination result are output. Also, the current of the transistor of one memory cell of the two memory cells is supplied to one input terminal of the sense amplifier via the switching means, and the reference current from the reference current generator is supplied to the other input terminal of the sense amplifier. The read information is discriminated by the sense amplifier.

下記特許文献2には、データ書き込み時に半導体不揮発性メモリの2つのメモリセルに相補的なデータを書き込み、データ読み出し時に2つのメモリセルから読み出されたビット線対の電位差を差動増幅型センス・アンプで増幅して、読み出しデータを判定することが記載されている。この半導体不揮発性メモリにおいて、書き込み直後のベリファイは、データ読み出し時に使用する差動増幅型センス・アンプを使用することで行われる。差動増幅型センス・アンプによるベリファイ時には、書き込み状態(“0”状態)の方のメモリセルが接続された差動増幅型センス・アンプのセンス線に接続されたプルアップ・トランジスタが書き込みデータを保持した書き込みラッチ回路によってオフ状態とされる。従って、書き込み状態のメモリセルのトランジスタと非書き込み状態のメモリセルのトランジスタのコンダクタンスgmの違いによって、差動増幅型センス・アンプのセンス線対の電位差が縮小するように非書き込み状態のメモリセルが接続された方のセンス線の電位がプルアップされる。その結果、差動増幅型センス・アンプによるベリファイ比較の判定基準が厳しくなり、書き込み量が不十分なメモリセルへの再書き込みが行われるようになる。   In Patent Document 2 below, complementary data is written to two memory cells of a semiconductor nonvolatile memory at the time of data writing, and the potential difference between the bit line pairs read from the two memory cells at the time of data reading is differentially amplified. -It is described that the read data is determined by amplification with an amplifier. In this semiconductor nonvolatile memory, verification immediately after writing is performed by using a differential amplification type sense amplifier used at the time of data reading. During verification by the differential amplification type sense amplifier, the pull-up transistor connected to the sense line of the differential amplification type sense amplifier to which the memory cell in the write state (“0” state) is connected receives the write data. The held write latch circuit turns it off. Accordingly, the memory cell in the non-write state is reduced so that the potential difference between the sense line pair of the differential amplification type sense amplifier is reduced by the difference in conductance gm between the transistor in the memory cell in the write state and the transistor in the non-write state. The potential of the connected sense line is pulled up. As a result, the criterion for verify comparison by the differential amplification type sense amplifier becomes strict, and rewriting to a memory cell with insufficient writing amount is performed.

特開2007−87441号公報JP 2007-87441 A 特開平1−263997号公報JP-A-1-263997

本発明者等は本発明に先立って、マイクロコンピュータに搭載されて、マイクロコンピュータの中央処理ユニット(CPU)のための種々のソフトウェア・プログラムを格納する一方、CPUによるプログラム実行結果の種々のデータを格納する不揮発性メモリの開発に従事した。プログラム実行結果のデータを格納する不揮発性メモリであるデータフラッシュでのデータ書き換え回数は、プログラムを格納する不揮発性メモリであるプログラムフラッシュでのデータ書き換え回数よりも極めて大きいものである。   Prior to the present invention, the inventors store various software programs installed in the microcomputer for the central processing unit (CPU) of the microcomputer, while storing various data of program execution results by the CPU. Engaged in the development of non-volatile memory for storage. The number of data rewrites in the data flash, which is a non-volatile memory that stores program execution result data, is much greater than the number of data rewrites in the program flash, which is a non-volatile memory that stores programs.

従って、この不揮発性メモリの開発では、書き換え回数が大きなデータフラッシュの不揮発性フラッシュメモリセルの疲弊によるセルのデータリテンション特性の劣化に起因するデータフラッシュでのデータ保持特性の劣化を軽減することが必要となった。本発明者等は、上記特許文献2に記載のようにデータ書き込み時に2つの不揮発性メモリセルに相補的なデータを書き込む一方、データ読み出し時には2つの不揮発性メモリセルの書き込み相補データを差動増幅型センス・アンプによって読み出す方式でデータフラッシュを構築すると言う着想に到達した。   Therefore, in the development of this nonvolatile memory, it is necessary to reduce the deterioration of the data retention characteristic in the data flash due to the deterioration of the data retention characteristic of the cell due to the exhaustion of the nonvolatile flash memory cell of the data flash having a large number of rewrites. It became. As described in Patent Document 2, the present inventors write complementary data in two nonvolatile memory cells during data writing, while differentially amplifying the complementary data written in the two nonvolatile memory cells during data reading. We arrived at the idea of building a data flash using a method that uses a sense amplifier.

一般的には、不揮発性フラッシュメモリセルの疲弊により、メモリセルに書き込まれたデータであるメモリセルのトランジスタのしきい値電圧は時間経過ととともに徐々に変動する。時間経過によるメモリセルのトランジスタのしきい値電圧の変動がデータ読み出しのための読み出し基準値を超えると、データ読み出し時の読み出しデータは誤ったデータとなってしまう。   In general, due to exhaustion of the nonvolatile flash memory cell, the threshold voltage of the transistor of the memory cell, which is data written in the memory cell, gradually varies with time. If the fluctuation of the threshold voltage of the memory cell transistor over time exceeds the read reference value for reading data, the read data at the time of data reading becomes erroneous data.

しかし上述の方式によれば、不揮発性メモリセルが疲弊してもデータ書き込み時に2つの不揮発性メモリセルに書き込まれた相補データである2つのメモリセル(ツインセル)のトランジスタのしきい値電圧の差を維持することができる。従って、疲弊によって2つのメモリセル(ツインセル)のトランジスタのしきい値電圧の差が若干縮小しても、差動増幅型センスアンプは若干縮小したしきい値電圧の差を正確に増幅することができる。その結果、書き換え回数が増大してデータフラッシュのメモリセルが多少疲弊しても、データ読み出し時に正確な読み出しデータが出力されることができる。   However, according to the above-described method, even if the nonvolatile memory cell is exhausted, the difference between the threshold voltages of the transistors of the two memory cells (twin cells) which are complementary data written in the two nonvolatile memory cells at the time of data writing. Can be maintained. Therefore, even if the difference between the threshold voltages of the two memory cells (twin cells) is slightly reduced due to exhaustion, the differential amplification type sense amplifier can accurately amplify the slightly reduced threshold voltage difference. it can. As a result, even when the number of rewrites increases and the memory cells of the data flash are somewhat exhausted, accurate read data can be output when reading data.

一方、データフラッシュへのデータ書き込み時に2つの不揮発性メモリセル(ツインセル)に書き込まれた相補データが正確に書き込まれたか否かの確認を行う書き込みベリファイ動作が必要となる。例えば、2つの不揮発性メモリセル(ツインセル)に相補データ“1”を書き込む場合には、ツインセルの一方のメモリセル(ポジセル)と他方のメモリセル(ネガセル)とには、例えば低いしきい値電圧に対応する書き込みデータと高いしきい値電圧に対応する書き込みデータとをそれぞれ書き込むことになる。相補データ“1”の書き込みベリファイのためには、データ“1”の書き込みデータに対応する高いしきい値電圧が他方のメモリセル(ネガセル)に書き込まれているかをベリファイする必要が有る。同様に相補データ“0”の書き込みベリファイのためには、データ“0”の書き込みデータに対応する高いしきい値電圧が一方のメモリセル(ポジセル)に書き込まれているかをベリファイする必要が有る。この両者のベリファイのためには、高いしきい値電圧に対応する電圧レベルを有する書き込みベリファイ参照電圧が使用される。本発明に先立って開発された不揮発性メモリのデータフラッシュでは、本発明者等は、上記特許文献1に記載のように、一方のメモリセルまたは他方のメモリセルからの電流をベリファイ・センス・アンプの一方の入力端子に供給するとともに、ベリファイ・センス・アンプの他方の入力端子に書き込みベリファイ参照電流に供給すると言う着想に到達した。   On the other hand, it is necessary to perform a write verify operation for confirming whether or not the complementary data written in the two nonvolatile memory cells (twin cells) is correctly written when writing data to the data flash. For example, when complementary data “1” is written in two nonvolatile memory cells (twin cells), for example, a low threshold voltage is applied to one memory cell (positive cell) and the other memory cell (negative cell) of the twin cell. And write data corresponding to a high threshold voltage are written respectively. In order to verify the complementary data “1”, it is necessary to verify whether a high threshold voltage corresponding to the data “1” is written in the other memory cell (negative cell). Similarly, in order to verify writing of complementary data “0”, it is necessary to verify whether a high threshold voltage corresponding to the writing data of data “0” is written in one memory cell (positive cell). For verifying both, a write verify reference voltage having a voltage level corresponding to a high threshold voltage is used. In the data flash of the non-volatile memory developed prior to the present invention, the present inventors, as described in Patent Document 1, described above, verify current from one memory cell or the other memory cell as a verify sense amplifier. The idea of supplying the write verify reference current to the other input terminal of the verify sense amplifier has been reached.

また、このデータフラッシュでは、データ書き込みに先立って2つの不揮発性メモリセル(ツインセル)の両者に、例えば低いしきい値電圧に対応する消去状態のデータ(消去データ)を書き込むイニシャライズ消去動作(ブランク消去動作)も、必要となる。このイニシャライズ消去動作にも、2つの不揮発性メモリセル(ツインセル)の両者に低いしきい値電圧の消去データが正確に書き込まれたか否かを確認する消去ベリファイ動作が必要となる。この消去ベリファイのためには、低いしきい値電圧に対応する電圧レベルを有する消去ベリファイ参照電圧が使用される。一方のメモリセルまたは他方のメモリセルからの電流をベリファイ・センス・アンプの一方の入力端子に供給するとともに、ベリファイ・センス・アンプの他方の入力端子に消去ベリファイ参照電流を供給する。   In this data flash, an initializing erase operation (blank erase) for writing, for example, erased data (erased data) corresponding to a low threshold voltage to both of the two nonvolatile memory cells (twin cells) prior to data writing. Operation) is also required. This initialization erase operation also requires an erase verify operation for confirming whether erase data with a low threshold voltage has been correctly written in both of the two nonvolatile memory cells (twin cells). For this erase verify, an erase verify reference voltage having a voltage level corresponding to a low threshold voltage is used. A current from one memory cell or the other memory cell is supplied to one input terminal of the verify sense amplifier, and an erase verify reference current is supplied to the other input terminal of the verify sense amplifier.

しかし、この方式のデータフラッシュでは、書き込みおよび消去のためのベリファイ・センス・アンプと通常データ読み出しの差動増幅型センス・アンプとが必要であり、マイクロコンピュータを構成する半導体集積回路のチップ面積が大きいと言う問題が本発明者等の検討により明らかとされた。また、この方式のデータフラッシュでは、ベリファイ・センス・アンプと差動増幅型センス・アンプとの動作相関を保証する必要があり、マイクロコンピュータを構成する半導体集積回路の動作マージン設計が困難であると言う問題も本発明者等の検討により明らかとされた。   However, this type of data flash requires a verify sense amplifier for writing and erasing and a differential amplification type sense amplifier for normal data reading, and the chip area of the semiconductor integrated circuit constituting the microcomputer is small. The problem of being large was clarified by the study of the present inventors. Also, in this type of data flash, it is necessary to guarantee the operation correlation between the verify sense amplifier and the differential amplification type sense amplifier, and it is difficult to design the operation margin of the semiconductor integrated circuit constituting the microcomputer. This problem has also been clarified by the study of the present inventors.

本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。   The present invention has been made as a result of the study of the present inventors prior to the present invention as described above.

従って、本発明の目的とするところは、2つのメモリセルに相補的なデータを書き込む半導体不揮発性メモリを内蔵して半導体不揮発性メモリをベリファイ読み出しと通常データ読み出しとを行うに際して半導体集積回路のチップ面積を削減することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to incorporate a semiconductor nonvolatile memory that writes complementary data into two memory cells, and to perform a verify read and a normal data read of the semiconductor nonvolatile memory. It is to reduce the area.

更にまた、本発明の他の目的とするところは、上述の如き半導体集積回路において、ベリファイ読み出しと通常データ読み出しの動作マージン設計を容易とすることにある。   Still another object of the present invention is to facilitate operation margin design for verify read and normal data read in the semiconductor integrated circuit as described above.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。   A typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明の代表的な半導体集積回路は、少なくとも第1の不揮発性メモリアレー(21)と、第2の不揮発性メモリアレー(22)と、第1のセレクタ(24)と、第2のセレクタ(25)と、第1のセンス・アンプ(26)とを含む第1の不揮発性メモリ(DFL)を具備する(図2参照)。   That is, a representative semiconductor integrated circuit according to the present invention includes at least a first nonvolatile memory array (21), a second nonvolatile memory array (22), a first selector (24), and a second selector. A first nonvolatile memory (DFL) including a selector (25) and a first sense amplifier (26) is provided (see FIG. 2).

前記第1の不揮発性メモリ(DFL)の前記第1と第2の不揮発性メモリアレーでは、2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)に相補データが電気的に書き込まれる。   In the first and second nonvolatile memory arrays of the first nonvolatile memory (DFL), complementary data is electrically written into two nonvolatile memory cells (MC1, MC2).

一方のメモリアレー(21)では通常データ読み出し動作(NR_RD)が実行され、一方のセレクタ(24)は一方のメモリアレー(21)の2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)からの相補データを第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子とに供給する。前記一方のメモリアレー(21)では書き込みと消去とのいずれかの不揮発記憶動作が実行され、前記不揮発記憶動作に関係したベリファイ読み出し動作(VR_RD)が実行される。前記ベリファイ読み出し動作で、前記一方のセレクタが前記一方の不揮発性メモリセルからの第1のベリファイ読み出しデータを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する一方、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方に第1のベリファイ参照信号が供給される(図2参照)。   One memory array (21) performs a normal data read operation (NR_RD), and one selector (24) receives complementary data from two nonvolatile memory cells (MC1, MC2) of one memory array (21). Supplying to the first and second input terminals of the first sense amplifier. In the one memory array (21), a nonvolatile storage operation of either writing or erasing is executed, and a verify read operation (VR_RD) related to the nonvolatile storage operation is executed. In the verify read operation, the one selector supplies the first verify read data from the one nonvolatile memory cell to one of the first and second input terminals of the first sense amplifier. A first verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the first sense amplifier (see FIG. 2).

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、2つのメモリセルに相補的なデータを書き込む半導体不揮発性メモリを内蔵して半導体不揮発性メモリをベリファイ読み出しと通常データ読み出しとを行うに際して半導体集積回路のチップ面積を削減することができる。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a semiconductor non-volatile memory for writing complementary data in two memory cells is built in, and the chip area of the semiconductor integrated circuit can be reduced when performing verify read and normal data read from the semiconductor non-volatile memory.

《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
<Typical embodiment>
First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. The reference numerals of the drawings referred to with parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

〔1〕本発明の代表的な実施の形態による半導体集積回路は、少なくとも第1の不揮発性メモリアレー(21)と、第2の不揮発性メモリアレー(22)と、第1のセレクタ(24)と、第2のセレクタ(25)と、第1のセンス・アンプ(26)とを含む第1の不揮発性メモリ(DFL)を具備する(図2参照)。   [1] A semiconductor integrated circuit according to a typical embodiment of the present invention includes at least a first nonvolatile memory array (21), a second nonvolatile memory array (22), and a first selector (24). And a first nonvolatile memory (DFL) including a second selector (25) and a first sense amplifier (26) (see FIG. 2).

前記第1の不揮発性メモリアレーと前記第2の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)に相補データを電気的に書き込むことが可能である。   In each of the first nonvolatile memory array and the second nonvolatile memory array, complementary data can be electrically written into two nonvolatile memory cells (MC1, MC2).

前記第1のセレクタの複数の信号入力線は前記第1の不揮発性メモリアレーの複数のビット線(SBL)に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号入力線は前記第2の不揮発性メモリアレーの複数のビット線(SBL)に接続されている。   The plurality of signal input lines of the first selector are connected to the plurality of bit lines (SBL) of the first nonvolatile memory array, and the plurality of signal input lines of the second selector are connected to the second nonvolatile memory. It is connected to a plurality of bit lines (SBL) of the memory array.

前記第1のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの第1の入力端子(In1)および第2の入力端子(In2)に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されている。   The plurality of signal output lines of the first selector are connected to a first input terminal (In1) and a second input terminal (In2) of the first sense amplifier, and a plurality of signals of the second selector The output line is connected to the first input terminal and the second input terminal of the first sense amplifier.

前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレー(21)では、第1の通常データ読み出し動作(NR_RD)が実行される。前記第1の通常データ読み出し動作では、前記第1と第2のセレクタの一方のセレクタ(24)は前記一方のメモリアレーの2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)からの相補データを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子とに供給する。   In one memory array (21) of the first and second nonvolatile memory arrays, a first normal data read operation (NR_RD) is performed. In the first normal data read operation, one selector (24) of the first and second selectors receives complementary data from two nonvolatile memory cells (MC1, MC2) of the one memory array. 1 is supplied to the first and second input terminals of one sense amplifier.

前記一方のメモリアレーでは前記2つの不揮発性メモリセルの一方の不揮発性メモリセル(MC1)の書き込みと消去とのいずれかの第1の不揮発記憶動作が実行され、前記第1の不揮発記憶動作に関係した第1のベリファイ読み出し動作(VR_RD)が実行される。   In the one memory array, a first nonvolatile memory operation of writing or erasing one nonvolatile memory cell (MC1) of the two nonvolatile memory cells is executed, and the first nonvolatile memory operation is performed. A related first verify read operation (VR_RD) is performed.

前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記一方のセレクタが前記一方の不揮発性メモリセルからの第1のベリファイ読み出しデータを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する一方、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方に第1のベリファイ参照信号が供給される(図2参照)。   In the first verify read operation, the one selector sends the first verify read data from the one nonvolatile memory cell to one of the first and second input terminals of the first sense amplifier. Meanwhile, a first verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the first sense amplifier (see FIG. 2).

前記実施の形態によれば、通常データ読み出し時の相補データは前記第1のセンス・アンプにより読み出され、ベリファイ読み出し時のベリファイ読み出しデータも前記第1のセンス・アンプにより読み出されるので、半導体集積回路のチップ面積を削減することができる。更に、ベリファイ読み出しと通常データ読み出しの動作マージン設計を容易とすることができる。   According to the embodiment, complementary data at the time of normal data reading is read by the first sense amplifier, and verify read data at the time of verify reading is also read by the first sense amplifier. The chip area of the circuit can be reduced. Furthermore, it is possible to easily design an operation margin for verify reading and normal data reading.

好適な実施の形態による半導体集積回路は、少なくとも第3の不揮発性メモリアレー(31)と、第4の不揮発性メモリアレー(32)と、第3のセレクタ(34)と、第4のセレクタ(35)と、第2のセンス・アンプ(36)とを含む第2の不揮発性メモリ(PFL)を更に具備する(図3参照)。   A semiconductor integrated circuit according to a preferred embodiment includes at least a third nonvolatile memory array (31), a fourth nonvolatile memory array (32), a third selector (34), and a fourth selector ( And a second non-volatile memory (PFL) including a second sense amplifier (36) (see FIG. 3).

前記第3の不揮発性メモリアレーと前記第4の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、1つの不揮発性メモリセル(MC0)にデータを電気的に書き込むことが可能である。   In each of the third nonvolatile memory array and the fourth nonvolatile memory array, data can be electrically written to one nonvolatile memory cell (MC0).

前記第3のセレクタの信号入力線は前記第3の不揮発性メモリアレーのビット線(SBL)に接続され、前記第4のセレクタの信号入力線は前記第4の不揮発性メモリアレーのビット線(SBL)に接続されている。   The signal input line of the third selector is connected to the bit line (SBL) of the third nonvolatile memory array, and the signal input line of the fourth selector is a bit line (of the fourth nonvolatile memory array). SBL).

前記第3のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの第1の入力端子(In1)および第2の入力端子(In2)に接続され、前記第4のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されている(図10参照)。   The signal output line of the third selector is connected to the first input terminal (In1) and the second input terminal (In2) of the second sense amplifier, and the signal output line of the fourth selector is The second sense amplifier is connected to the first input terminal and the second input terminal (see FIG. 10).

前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレー(31)では、第2の通常データ読み出し動作(NR_RD)が実行される。前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの一方のセレクタ(34)は前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの1つの不揮発性メモリセル(MC0)からのデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方の入力端子(In1)に供給する。前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方の入力端子(In2)には、通常読み出し参照信号が供給される。   In one of the third and fourth nonvolatile memory arrays (31), the second normal data read operation (NR_RD) is executed. In the second normal data read operation, one selector (34) of the third and fourth selectors is one nonvolatile memory cell of the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays. Data from (MC0) is supplied to one input terminal (In1) of the first and second input terminals of the second sense amplifier. In the second normal data read operation, a normal read reference signal is supplied to the other input terminal (In2) of the first and second input terminals of the second sense amplifier.

前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは前記1つの不揮発性メモリセルの書き込みと消去とのいずれかの第2の不揮発記憶動作が実行され、前記第2の不揮発記憶動作に関係した第2のベリファイ読み出し動作(VR_RD)が実行される。   In the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays, a second nonvolatile storage operation of either writing or erasing of the one nonvolatile memory cell is performed, and the second nonvolatile memory is performed. A second verify read operation (VR_RD) related to the operation is executed.

前記第2のベリファイ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの前記一方のセレクタが前記1つの不揮発性メモリセルからの第2のベリファイ読み出しデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する。一方、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方には、第2のベリファイ参照信号が供給される(図3参照)。   In the second verify read operation, the one of the third and fourth selectors outputs the second verify read data from the one nonvolatile memory cell to the first sense amplifier. And one of the second input terminals. On the other hand, a second verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the second sense amplifier (see FIG. 3).

より好適な実施の形態による半導体集積回路は、中央処理ユニット(2)を更に具備する。   The semiconductor integrated circuit according to a more preferred embodiment further comprises a central processing unit (2).

前記第2の不揮発性メモリ(PFL)には前記中央処理ユニットのためのプログラムが格納可能とされている。   A program for the central processing unit can be stored in the second non-volatile memory (PFL).

前記第1の不揮発性メモリ(DFL)には前記中央処理ユニットによる前記第2の不揮発性メモリに格納されたプログラムの実行結果のデータが格納可能とされている。   The first nonvolatile memory (DFL) can store data of the execution result of the program stored in the second nonvolatile memory by the central processing unit.

更により好適な実施の形態による半導体集積回路では、前記第1の不揮発性メモリ(DFL)と前記第2の不揮発性メモリ(PFL)とにより内蔵不揮発性メモリ(6)が形成されている。   In a semiconductor integrated circuit according to a more preferred embodiment, the first nonvolatile memory (DFL) and the second nonvolatile memory (PFL) form a built-in nonvolatile memory (6).

前記半導体集積回路は、内蔵ランダムアクセスメモリ(5)と、高速バス(HBUS)と、周辺バス(PBUS)と、前記内蔵不揮発性メモリ(6)の低速アクセスポート(LACSP)に接続されたシーケンサ(7)とを更に具備する。   The semiconductor integrated circuit includes a built-in random access memory (5), a high-speed bus (HBUS), a peripheral bus (PBUS), and a sequencer connected to a low-speed access port (LACSP) of the built-in nonvolatile memory (6). 7).

前記中央処理ユニットは、前記高速バスを介して前記内蔵ランダムアクセスメモリと前記内蔵不揮発性メモリの高速アクセスポート(HACSP)とに接続されている。   The central processing unit is connected to the built-in random access memory and the high-speed access port (HACSP) of the built-in nonvolatile memory via the high-speed bus.

前記中央処理ユニットは、前記高速バスと前記内蔵不揮発性メモリの前記高速アクセスポートとを介して前記第1の不揮発性メモリに格納されたデータと前記第2の不揮発性メモリに格納されたプログラムを読み出すことが可能である。   The central processing unit stores data stored in the first nonvolatile memory and a program stored in the second nonvolatile memory via the high-speed bus and the high-speed access port of the built-in nonvolatile memory. It is possible to read.

前記中央処理ユニットの指示に応答して前記シーケンサは、前記低速バスと前記低速アクセスポートとを介して前記第1の不揮発性メモリに格納されるデータと前記第2の不揮発性メモリに格納されるプログラムとを前記内蔵不揮発性メモリに格納するものである。   In response to an instruction from the central processing unit, the sequencer stores data stored in the first nonvolatile memory and the second nonvolatile memory via the low-speed bus and the low-speed access port. A program is stored in the built-in nonvolatile memory.

具体的な一つの実施の形態では、前記第1の不揮発性メモリ(DFL)の前記2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)と前記第2の不揮発性メモリ(PFL)の前記1つの不揮発性メモリセル(MC0)との各セルは、電荷蓄積層(SiN)への電子の注入と前記電荷蓄積層からの電子の放出とによって、不揮発記憶動作を実行するものである。   In one specific embodiment, the two nonvolatile memory cells (MC1, MC2) of the first nonvolatile memory (DFL) and the one nonvolatile memory of the second nonvolatile memory (PFL). Each cell with the memory cell (MC0) performs a nonvolatile storage operation by injection of electrons into the charge storage layer (SiN) and emission of electrons from the charge storage layer.

他の具体的な一つの実施の形態では、前記第1の不揮発性メモリ(DFL)の前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは前記2つの不揮発性メモリセルの前記一方の不揮発性メモリセルの前記第1の不揮発記憶動作と前記第1のベリファイ読み出し動作とが反復される。前記第2の不揮発性メモリ(PFL)の前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは前記1つの不揮発性メモリセルの前記第2の不揮発記憶動作と前記第2のベリファイ読み出し動作とが反復される。   In another specific embodiment, in one of the first and second nonvolatile memory arrays of the first nonvolatile memory (DFL), the one of the two nonvolatile memory cells is the one of the two nonvolatile memory cells. The first nonvolatile memory operation and the first verify read operation of one nonvolatile memory cell are repeated. In the one of the third and fourth nonvolatile memory arrays of the second nonvolatile memory (PFL), the second nonvolatile memory operation and the second verify of the one nonvolatile memory cell are performed. The read operation is repeated.

更に他の具体的な一つの実施の形態では、前記第1の不揮発性メモリ(DFL)の前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には第1の参照セル(Ref_Cell)から生成される前記第1のベリファイ参照信号が供給される(図7参照)。前記第2の不揮発性メモリ(PFL)の前記第2のベリファイ読み出し動作で、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には第2の参照セル(Ref_Cell)から生成される前記第2のベリファイ参照信号が供給される(図8参照)。   In still another specific embodiment, the first and second input terminals of the first sense amplifier in the first verify read operation of the first nonvolatile memory (DFL). Is supplied with the first verify reference signal generated from the first reference cell (Ref_Cell) (see FIG. 7). In the second verify read operation of the second nonvolatile memory (PFL), a second reference cell (Ref_Cell) is provided on the other of the first and second input terminals of the second sense amplifier. The second verify reference signal generated from the above is supplied (see FIG. 8).

また更に他の具体的な一つの実施の形態では、前記第2の不揮発性メモリ(PFL)の前記第2の通常データ読み出し動作で、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には前記第2の参照セル(Ref_Cell) から生成される通常読み出し参照信号が供給される。   In still another specific embodiment, in the second normal data read operation of the second non-volatile memory (PFL), the first and second of the second sense amplifier are used. A normal read reference signal generated from the second reference cell (Ref_Cell) is supplied to the other input terminal.

より具体的な一つの実施の形態では、前記第2の不揮発性メモリ(PFL)の前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの前記1つの不揮発性メモリセルには2ビットまたはそれ以上の多値のデータを電気的に書き込むことが可能である。   In a more specific embodiment, the one nonvolatile memory cell of the one of the third and fourth nonvolatile memory arrays of the second nonvolatile memory (PFL) has 2 It is possible to electrically write multi-value data of bits or more.

最も具体的な一つの実施の形態では、前記内蔵不揮発性メモリ(6)の内部の前記第1の不揮発性メモリ(DFL)の配置と前記第2の不揮発性メモリ(PFL)の配置とは、前記半導体集積回路のシステム初期化に使用される初期化制御コードデータ(INT_Data)に従って設定可能とされている(図12参照)。   In a most specific embodiment, the arrangement of the first nonvolatile memory (DFL) and the arrangement of the second nonvolatile memory (PFL) in the built-in nonvolatile memory (6) are: It can be set according to initialization control code data (INT_Data) used for system initialization of the semiconductor integrated circuit (see FIG. 12).

〔2〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態は、少なくとも第1の不揮発性メモリアレー(21)と、第2の不揮発性メモリアレー(22)と、第1のセレクタ(24)と、第2のセレクタ(25)と、第1のセンス・アンプ(26)とを含む第1の不揮発性メモリ(DFL)を具備する半導体集積回路(図2参照)の動作方法である。   [2] A typical embodiment of another aspect of the present invention includes at least a first nonvolatile memory array (21), a second nonvolatile memory array (22), and a first selector (24). And a method of operating a semiconductor integrated circuit (see FIG. 2) including a first nonvolatile memory (DFL) including a second selector (25) and a first sense amplifier (26).

前記第1の不揮発性メモリアレーと前記第2の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)に相補データを電気的に書き込むものである。   In each of the first nonvolatile memory array and the second nonvolatile memory array, complementary data is electrically written into two nonvolatile memory cells (MC1, MC2).

前記第1のセレクタの複数の信号入力線は前記第1の不揮発性メモリアレーの複数のビット線(SBL)に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号入力線は前記第2の不揮発性メモリアレーの複数のビット線(SBL)に接続されている。   The plurality of signal input lines of the first selector are connected to the plurality of bit lines (SBL) of the first nonvolatile memory array, and the plurality of signal input lines of the second selector are connected to the second nonvolatile memory. It is connected to a plurality of bit lines (SBL) of the memory array.

前記第1のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの第1の入力端子(In1)および第2の入力端子(In2)に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されている。   The plurality of signal output lines of the first selector are connected to a first input terminal (In1) and a second input terminal (In2) of the first sense amplifier, and a plurality of signals of the second selector The output line is connected to the first input terminal and the second input terminal of the first sense amplifier.

前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレー(21)では、第1の通常データ読み出し動作(NR_RD)が実行される。前記第1の通常データ読み出し動作では、前記第1と第2のセレクタの一方のセレクタ(24)は前記一方のメモリアレーの2つの不揮発性メモリセル(MC1、MC2)からの相補データを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子とに供給するものである。   In one memory array (21) of the first and second nonvolatile memory arrays, a first normal data read operation (NR_RD) is performed. In the first normal data read operation, one selector (24) of the first and second selectors receives complementary data from two nonvolatile memory cells (MC1, MC2) of the one memory array. One sense amplifier is supplied to the first and second input terminals.

前記一方のメモリアレーでは前記2つの不揮発性メモリセルの一方の不揮発性メモリセル(MC1)の書き込みと消去とのいずれかの第1の不揮発記憶動作が実行され、前記第1の不揮発記憶動作に関係した第1のベリファイ読み出し動作(VR_RD)が実行されるものである。   In the one memory array, a first nonvolatile memory operation of writing or erasing one nonvolatile memory cell (MC1) of the two nonvolatile memory cells is executed, and the first nonvolatile memory operation is performed. The related first verify read operation (VR_RD) is executed.

前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記一方のセレクタが前記一方の不揮発性メモリセルからの第1のベリファイ読み出しデータを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する一方、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方に第1のベリファイ参照信号が供給されるものである(図2参照)。   In the first verify read operation, the one selector sends the first verify read data from the one nonvolatile memory cell to one of the first and second input terminals of the first sense amplifier. On the other hand, a first verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the first sense amplifier (see FIG. 2).

前記実施の形態によれば、通常データ読み出し時の相補データは前記第1のセンス・アンプにより読み出され、ベリファイ読み出し時のベリファイ読み出しデータも前記第1のセンス・アンプにより読み出されるので、半導体集積回路のチップ面積を削減することができる。更に、ベリファイ読み出しと通常データ読み出しの動作マージン設計を容易とすることができる。   According to the embodiment, complementary data at the time of normal data reading is read by the first sense amplifier, and verify read data at the time of verify reading is also read by the first sense amplifier. The chip area of the circuit can be reduced. Furthermore, it is possible to easily design an operation margin for verify reading and normal data reading.

好適な実施の形態は、少なくとも第3の不揮発性メモリアレー(31)と、第4の不揮発性メモリアレー(32)と、第3のセレクタ(34)と、第4のセレクタ(35)と、第2のセンス・アンプ(36)とを含む第2の不揮発性メモリ(PFL)を更に具備する半導体集積回路の動作方法である(図3参照)。   A preferred embodiment comprises at least a third nonvolatile memory array (31), a fourth nonvolatile memory array (32), a third selector (34), a fourth selector (35), This is a method of operating a semiconductor integrated circuit further comprising a second nonvolatile memory (PFL) including a second sense amplifier (36) (see FIG. 3).

前記第3の不揮発性メモリアレーと前記第4の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、1つの不揮発性メモリセル(MC0)にデータを電気的に書き込むものである。   In each of the third nonvolatile memory array and the fourth nonvolatile memory array, data is electrically written into one nonvolatile memory cell (MC0).

前記第3のセレクタの信号入力線は前記第3の不揮発性メモリアレーのビット線(SBL)に接続され、前記第4のセレクタの信号入力線は前記第4の不揮発性メモリアレーのビット線(SBL)に接続されている。   The signal input line of the third selector is connected to the bit line (SBL) of the third nonvolatile memory array, and the signal input line of the fourth selector is a bit line (of the fourth nonvolatile memory array). SBL).

前記第3のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの第1の入力端子(In1)および第2の入力端子(In2)に接続され、前記第4のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されている(図10参照)。   The signal output line of the third selector is connected to the first input terminal (In1) and the second input terminal (In2) of the second sense amplifier, and the signal output line of the fourth selector is The second sense amplifier is connected to the first input terminal and the second input terminal (see FIG. 10).

前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレー(31)では、第2の通常データ読み出し動作(NR_RD)が実行される。前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの一方のセレクタ(34)は前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの1つの不揮発性メモリセル(MC0)からのデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方の入力端子(In1)に供給する。前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方の入力端子(In2)には、通常読み出し参照信号が供給されるものである。   In one of the third and fourth nonvolatile memory arrays (31), the second normal data read operation (NR_RD) is executed. In the second normal data read operation, one selector (34) of the third and fourth selectors is one nonvolatile memory cell of the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays. Data from (MC0) is supplied to one input terminal (In1) of the first and second input terminals of the second sense amplifier. In the second normal data read operation, a normal read reference signal is supplied to the other input terminal (In2) of the first and second input terminals of the second sense amplifier.

前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは前記1つの不揮発性メモリセルの書き込みと消去とのいずれかの第2の不揮発記憶動作が実行され、前記第2の不揮発記憶動作に関係した第2のベリファイ読み出し動作(VR_RD)が実行されるものである。   In the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays, a second nonvolatile storage operation of either writing or erasing of the one nonvolatile memory cell is performed, and the second nonvolatile memory is performed. A second verify read operation (VR_RD) related to the operation is executed.

前記第2のベリファイ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの前記一方のセレクタが前記1つの不揮発性メモリセルからの第2のベリファイ読み出しデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する。一方、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方には、第2のベリファイ参照信号が供給されるものである(図3参照)。   In the second verify read operation, the one of the third and fourth selectors outputs the second verify read data from the one nonvolatile memory cell to the first sense amplifier. And one of the second input terminals. On the other hand, a second verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the second sense amplifier (see FIG. 3).

《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
<< Description of Embodiment >>
Next, the embodiment will be described in more detail. In all the drawings for explaining the best mode for carrying out the invention, components having the same functions as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.

《マイクロコンピュータ》
図1は、本発明の実施の形態によるマイクロコンピュータ(MCU)1の構成を示す図である。図1に示されたマイクロコンピュータ1は、微細化CMOS半導体製造プロセスによって単結晶シリコンからなる1個の半導体チップに形成される。
<Microcomputer>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microcomputer (MCU) 1 according to an embodiment of the present invention. The microcomputer 1 shown in FIG. 1 is formed on a single semiconductor chip made of single crystal silicon by a miniaturized CMOS semiconductor manufacturing process.

マイクロコンピュータ1は高速バスHBUSと周辺バスPBUSとの2階層バス構成を有するものであり、高速バスHBUSと周辺バスPBUSはそれぞれデータバス、アドレスバス及びコントロールバスを有する。バスを2階層バス構成に分離することにより、共通バスに全ての回路を共通接続する場合に比べてバスの負荷を軽くして、高速アクセス動作を可能とするものである。   The microcomputer 1 has a two-level bus configuration of a high-speed bus HBUS and a peripheral bus PBUS. The high-speed bus HBUS and the peripheral bus PBUS each have a data bus, an address bus, and a control bus. By separating the bus into a two-level bus configuration, the bus load is reduced compared to the case where all circuits are commonly connected to the common bus, and high-speed access operation is possible.

高速バスHBUSには、命令制御部と実行部とを備えて命令を実行する中央処理ユニット(CPU)2、ダイレクトメモリアクセスコントローラ(DMAC)3、高速バスHBUSと周辺バスPBUSとのバスインタフェース制御もしくはバスブリッジ制御を行うバスインタフェース回路(BIF)4が、接続されている。更に、高速バスHBUSには、中央処理ユニット2のワーク領域等に利用されるランダムアクセスメモリ(RAM)5、及びデータやプログラムを格納する不揮発性メモリモジュールとしてのフラッシュメモリモジュール(FMDL)6が接続される。このフラッシュメモリモジュール(FMDL)6には、図2に示すデータフラッシュDFLと図3に示すプログラムフラッシュPFLとが含まれている。プログラムフラッシュPFLには中央処理ユニット(CPU)2のための種々のソフトウェア・プログラムが格納され、データフラッシュDFLには中央処理ユニット(CPU)2によるプログラム実行結果の種々のデータが格納される。   The high-speed bus HBUS includes a central processing unit (CPU) 2, a direct memory access controller (DMAC) 3, and a bus interface control between the high-speed bus HBUS and the peripheral bus PBUS. A bus interface circuit (BIF) 4 that performs bus bridge control is connected. Further, a random access memory (RAM) 5 used for a work area of the central processing unit 2 and a flash memory module (FMDL) 6 as a nonvolatile memory module for storing data and programs are connected to the high-speed bus HBUS. Is done. The flash memory module (FMDL) 6 includes a data flash DFL shown in FIG. 2 and a program flash PFL shown in FIG. Various software programs for the central processing unit (CPU) 2 are stored in the program flash PFL, and various data of program execution results by the central processing unit (CPU) 2 are stored in the data flash DFL.

周辺バスPBUSには、フラッシュメモリモジュール(FMDL)6に関係するコマンドアクセスの制御を行うフラッシュシーケンサ(FSQC)7、外部入出力ポート(PRT)8,9、タイマ(TMR)10、マイクロコンピュータの内部クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータ(CPG)11が接続されている。クロック端子XTAL/EXTALには発振子が接続されるかあるいは外部クロック信号が供給されるもので、外部ハードウェアスタンバイ端子STBYにはスタンバイ状態指示信号が供給され、外部リセット端子RESはリセット指示信号が供給される。外部電源端子Vccと外部グランド端子Vssとの間には、動作電源電圧が供給されるものである。   The peripheral bus PBUS includes a flash sequencer (FSQC) 7 for controlling command access related to the flash memory module (FMDL) 6, external input / output ports (PRT) 8 and 9, a timer (TMR) 10, and an internal microcomputer. A clock pulse generator (CPG) 11 for generating a clock signal is connected. An oscillator is connected to the clock terminals XTAL / EXTAL or an external clock signal is supplied, a standby state instruction signal is supplied to the external hardware standby terminal STBY, and a reset instruction signal is supplied to the external reset terminal RES. Supplied. An operating power supply voltage is supplied between the external power supply terminal Vcc and the external ground terminal Vss.

ここではフラッシュシーケンサ7はロジック回路として論理合成によって設計され、メモリアレイ構成のフラッシュメモリモジュール6はCADツールを用いて設計されているため、便宜上別々の回路ブロックとして図示されているが、実質的には双方統合された一つのフラッシュメモリとして構成されている。フラッシュメモリモジュール6は、読み出し専用の高速アクセスポート(HACSP)を介して高速バスHBUSに接続される。従って、CPU2やDMAC3は高速バスHBUSと高速アクセスポート(HACSP)とを介してフラッシュメモリモジュール6をリードアクセスすることができる。CPU2やDMAC3はフラッシュメモリモジュール6に対して書き込み及び消去のアクセスを実行する時には、バスインタフェース4と周辺バスPBUSとを経由してフラッシュシーケンサ7にコマンドを発行する。これによって、フラッシュシーケンサ7は、周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介してフラッシュメモリモジュールの消去や書き込み動作の制御を実行する。   Here, since the flash sequencer 7 is designed by logic synthesis as a logic circuit, and the flash memory module 6 having a memory array configuration is designed by using a CAD tool, it is shown as a separate circuit block for convenience. Is configured as one flash memory integrated with each other. The flash memory module 6 is connected to the high-speed bus HBUS via a read-only high-speed access port (HACSP). Therefore, the CPU 2 and the DMAC 3 can read-access the flash memory module 6 via the high-speed bus HBUS and the high-speed access port (HACSP). When the CPU 2 or the DMAC 3 executes a write / erase access to the flash memory module 6, it issues a command to the flash sequencer 7 via the bus interface 4 and the peripheral bus PBUS. As a result, the flash sequencer 7 controls the erase and write operations of the flash memory module via the peripheral bus PBUS and the low-speed access port (LACSP).

《フラッシュメモリモジュール》
図2は、図1に示したマイクロコンピュータ(MCU)1に内蔵されたフラッシュメモリモジュール(FMDL)6に含まれたデータフラッシュDFLの構成を示す図である。
<Flash memory module>
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the data flash DFL included in the flash memory module (FMDL) 6 built in the microcomputer (MCU) 1 shown in FIG.

図2に示すフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLには、図1のマイクロコンピュータ(MCU)1の中央処理ユニット(CPU)2によるプログラム実行結果の種々のデータが格納される。図2のデータフラッシュDFLの大きなデータ書き換え回数による疲弊によっても正確なデータ読み出しを可能とするため、図2のデータフラッシュDFLでは2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2から構成されたツインセルに相補データの1ビットを書き込むと言う2セル/1ビット書き込み方式が採用されている。   The data flash DFL of the flash memory module 6 shown in FIG. 2 stores various data of program execution results by the central processing unit (CPU) 2 of the microcomputer (MCU) 1 of FIG. In order to enable accurate data reading even by exhaustion due to the large number of data rewrites of the data flash DFL of FIG. 2, the data flash DFL of FIG. 2 has complementary data stored in the twin cell composed of two nonvolatile memory cells MC1 and MC2. A 2-cell / 1-bit writing method of writing 1 bit is employed.

図3は、図1に示したマイクロコンピュータ(MCU)1に内蔵されたフラッシュメモリモジュール(FMDL)6に含まれたプログラムフラッシュPFLの構成を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the program flash PFL included in the flash memory module (FMDL) 6 built in the microcomputer (MCU) 1 shown in FIG.

図3に示すフラッシュメモリモジュール6のプログラムフラッシュPFLには、図1のマイクロコンピュータ(MCU)1の中央処理ユニット(CPU)2のための種々のソフトウェア・プログラムが格納される。図3のデータ書き換え回数の小さなプログラムフラッシュPFLの高密度記憶を可能とするため、図3のプログラムフラッシュPFLでは1つの不揮発性メモリセルMC0に単一データの1ビットを書き込むと言う1セル/1ビット書き込み方式が採用されている。   The program flash PFL of the flash memory module 6 shown in FIG. 3 stores various software programs for the central processing unit (CPU) 2 of the microcomputer (MCU) 1 of FIG. In order to enable high-density storage of the program flash PFL with a small number of data rewrites in FIG. 3, in the program flash PFL in FIG. 3, one cell / 1 that says that one bit of single data is written in one nonvolatile memory cell MC0. Bit writing method is adopted.

《不揮発性メモリセル》
図4は、図2のデータフラッシュDFLに含まれて相補データの1ビットが書き込まれる2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2と図3のプログラムフラッシュPFLに含まれて単一データの1ビットが書き込まれる不揮発性メモリセルMC0の構成と動作とを示す図である。
<< Nonvolatile memory cell >>
4 includes two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 in which one bit of complementary data is written and included in the data flash DFL of FIG. 2, and one bit of single data is written in the program flash PFL in FIG. It is a figure which shows the structure and operation | movement of non-volatile memory cell MC0.

図4(A)に示すように、これらの不揮発性メモリセルMC1、MC2、MC0のそれぞれは、スプリットゲート型フラッシュメモリ素子によって構成されている。このメモリ素子は、ソース・ドレインの間のチャネル領域の上にゲート絶縁膜を介して形成されたコントロールゲート(CG)とメモリゲート(MG)とを有し、メモリゲート(MG)とゲート絶縁膜との間にはシリコンナイトライド等の電荷トラップ領域(SiN)が形成されている。コントロールゲート(CG)側のソース又はドレイン領域はビット線(BL)に接続され、メモリゲート(MG)側のソース又はドレイン領域はソース線(SL)に接続されている。   As shown in FIG. 4A, each of these nonvolatile memory cells MC1, MC2, and MC0 is formed of a split gate type flash memory element. This memory element has a control gate (CG) and a memory gate (MG) formed on a channel region between the source and drain via a gate insulating film, and the memory gate (MG) and the gate insulating film. A charge trapping region (SiN) such as silicon nitride is formed between them. The source or drain region on the control gate (CG) side is connected to the bit line (BL), and the source or drain region on the memory gate (MG) side is connected to the source line (SL).

図4(A)に示された不揮発性メモリセルの種々の動作の様子が、図4(B)に示されている。   Various modes of operation of the nonvolatile memory cell shown in FIG. 4A are shown in FIG.

まず、メモリセルのしきい値電圧(Vth)を低下するには、BL=Hi−Z(高インピーダンス状態)、CG=1.5V、MG=−10V、SL=6V、WELL=0Vとされることによって、ウェル領域(WELL)とメモリゲートMG間の高電界によって電荷トラップ領域(SiN)からウェル領域(WELL)に電子が引き抜かれる。この処理単位は、メモリゲートを共有する複数のメモリセルとされる。   First, in order to lower the threshold voltage (Vth) of the memory cell, BL = Hi−Z (high impedance state), CG = 1.5V, MG = −10V, SL = 6V, and WELL = 0V. Thus, electrons are extracted from the charge trap region (SiN) to the well region (WELL) by a high electric field between the well region (WELL) and the memory gate MG. This processing unit is a plurality of memory cells sharing a memory gate.

次に、メモリセルのしきい値電圧(Vth)を上昇するには、BL=0V、CG=1.5V、MG=10V、SL=6V、WELL=0Vとし、ソース線SLからビット線に書き込み電流を流す。それによって、コントロールゲートとメモリゲートの境界部分で発生するホットエレクトロンが、電荷トラップ領域(SiN)に注入される。電子の注入は、ビット線電流を流すか否かによって決定されるので、この処理はビット単位で制御される。   Next, to raise the threshold voltage (Vth) of the memory cell, BL = 0V, CG = 1.5V, MG = 10V, SL = 6V, WELL = 0V, and writing from the source line SL to the bit line Apply current. As a result, hot electrons generated at the boundary between the control gate and the memory gate are injected into the charge trap region (SiN). Since the electron injection is determined by whether or not the bit line current is passed, this process is controlled in units of bits.

更に、読み出し動作は、BL=1.5V、CG=1.5V,MG=0V、SL=0V、WELL=0Vで、実行される。メモリセルのしきい値電圧が低ければメモリセルはオン状態にされ、しきい値電圧が高ければオフ状態にされる。尚、不揮発性メモリセルMC1、MC2、MC0のそれぞれは、図4(A)に示すスプリットゲート型フラッシュメモリ素子に限定されるものではなく、スタックド・ゲート型フラッシュメモリ素子とすることもできる。このスタックド・ゲート型フラッシュメモリ素子は、ソース・ドレイン領域の間のチャネル形成領域の上にゲート絶縁膜を介してフローティングゲート(FG)とコントロールゲート(WL)とがスタックされることにより構成される。ホットキャリア書き込み方式またはFNトンネル書き込み方式によってしきい値電圧を上げ、ウェル領域(WELL)への電子の放出またはビット線(BL)への電子の放出によってしきい値電圧を下げることができる。   Further, the read operation is executed with BL = 1.5V, CG = 1.5V, MG = 0V, SL = 0V, and WELL = 0V. If the threshold voltage of the memory cell is low, the memory cell is turned on. If the threshold voltage is high, the memory cell is turned off. Each of the nonvolatile memory cells MC1, MC2, and MC0 is not limited to the split gate type flash memory element shown in FIG. 4A, but may be a stacked gate type flash memory element. This stacked gate flash memory device is configured by stacking a floating gate (FG) and a control gate (WL) on a channel formation region between a source / drain region via a gate insulating film. . The threshold voltage can be raised by a hot carrier writing method or an FN tunnel writing method, and the threshold voltage can be lowered by emitting electrons to the well region (WELL) or emitting electrons to the bit line (BL).

《データフラッシュに含まれる2つの不揮発性メモリセル》
図5は、図2のデータフラッシュDFLに含まれて相補データの1ビットが書き込まれる2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2から構成された1つのツインセルの3つの状態を説明する図である。
<< Two nonvolatile memory cells included in data flash >>
FIG. 5 is a diagram for explaining three states of one twin cell comprised of two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 that are included in the data flash DFL of FIG. 2 and in which one bit of complementary data is written.

相補データの1ビットが書き込まれる2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)から構成された1つのツインセルによる情報記憶状態は、図5(A)のイニシャライズ消去状態(ブランク消去状態)、図5(B)のデータ“1”の書き込み状態、図5(B)のデータ“0”の書き込み状態の3種類となる。   The information storage state by one twin cell composed of two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) in which 1 bit of complementary data is written is the initialized erase state (blank erase state) of FIG. There are three types of data “1” write states in FIG. 5B and data “0” write states in FIG.

データフラッシュDFLの2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)から構成された1つのツインセルの図5(A)のイニシャライズ消去状態は、図4で説明したメモリゲート(MG)を共有する複数のメモリセルを処理単位とするメモリセルのしきい値電圧(Vth)の低下の動作によって実現することができる。   The initialization erase state in FIG. 5A of one twin cell composed of two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) of the data flash DFL shares the memory gate (MG) described in FIG. This can be realized by the operation of lowering the threshold voltage (Vth) of the memory cell using a plurality of memory cells as processing units.

データフラッシュDFLの2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2から構成された1つのツインセルの図5(B)のデータ“1”の書き込み状態は、図5(A)のイニシャライズ消去状態から図4で説明したビット単位の制御によるメモリセルのしきい値電圧(Vth)の上昇を不揮発性メモリセルMC2(ネガセル)で実行することで実現できる。   The write state of the data “1” in FIG. 5B of one twin cell composed of two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 of the data flash DFL will be described with reference to FIG. 4 from the initialized erase state in FIG. 5A. The increase of the threshold voltage (Vth) of the memory cell by the control in bit units can be realized by executing the nonvolatile memory cell MC2 (negative cell).

データフラッシュDFLの2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2から構成された1つのツインセルの図5(C)のデータ“0”の書き込み状態は、図5(A)のイニシャライズ消去状態から図4で説明したビット単位の制御によるメモリセルのしきい値電圧(Vth)の上昇を不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)で実行することで実現できる。   The write state of the data “0” in FIG. 5C of one twin cell composed of two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 of the data flash DFL will be described with reference to FIG. 4 from the initialized erase state in FIG. 5A. The increase of the threshold voltage (Vth) of the memory cell by the bit unit control can be realized by executing the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell).

《プログラムフラッシュPFLに含まれる不揮発性メモリセル》
図6は、図3のプログラムフラッシュPFLに含まれて単一データの1ビットが書き込まれる不揮発性メモリセルMC0の2つの状態を説明する図である。
<< Nonvolatile memory cell included in program flash PFL >>
FIG. 6 is a diagram illustrating two states of the nonvolatile memory cell MC0 that is included in the program flash PFL of FIG. 3 and in which one bit of single data is written.

単一データの1ビットが書き込まれる不揮発性メモリセルMC0の情報記憶状態は、図6(A)のデータ“1”の消去状態、図6(B)のデータ“0”の書き込み状態の2種類となる。   There are two types of information storage states of the nonvolatile memory cell MC0 to which one bit of single data is written, an erase state of data “1” in FIG. 6A and a write state of data “0” in FIG. It becomes.

図6(A)のデータ“1”の消去状態は、図4で説明したメモリゲート(MG)を共有する複数のメモリセルを処理単位とするメモリセルのしきい値電圧(Vth)の低下の動作によって実現することができる。   The erased state of the data “1” in FIG. 6A is a decrease in the threshold voltage (Vth) of the memory cell having a plurality of memory cells sharing the memory gate (MG) described in FIG. It can be realized by operation.

図6(B)のデータ“0”の書き込み状態は、図6(A)のデータ“1”の消去状態から図4で説明したビット単位の制御によるメモリセルのしきい値電圧(Vth)の上昇を不揮発性メモリセルMC0で実行することによって実現することができる。   The write state of the data “0” in FIG. 6B is the threshold voltage (Vth) of the memory cell by the bit unit control described in FIG. 4 from the erase state of the data “1” in FIG. The increase can be realized by executing the nonvolatile memory cell MC0.

《データフラッシュのアーキテクチャー》
図2は、図5で説明したように相補データの1ビットが書き込まれる2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2から構成された多数のツインセルを含み図1のMCU1のCPU2によるプログラム実行結果の種々のデータを格納するデータフラッシュDFLのアーキテクチャーを示すものである。
<Data Flash Architecture>
2 includes various twin cells composed of two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 into which 1 bit of complementary data is written as described in FIG. 5, and shows various results of program execution by the CPU 2 of the MCU 1 in FIG. 1 shows an architecture of a data flash DFL for storing data.

図2のデータフラッシュDFLは、第1不揮発性メモリアレー(MARY_J)21、第2不揮発性メモリアレー(MARY_K)22、列デコーダ(YDEC)23、第1列セレクタ(YSEL_J)24、第2列セレクタ(YSEL_K)25、センス・アンプ(SA)26を含んでいる。このデータフラッシュDFLは、更に書き込みデータ入力バッファ27、データ書き込み・ベリファイ回路28、データ出力ラッチ・ドライバ29を含んでいる。   2 includes a first nonvolatile memory array (MARY_J) 21, a second nonvolatile memory array (MARY_K) 22, a column decoder (YDEC) 23, a first column selector (YSEL_J) 24, and a second column selector. (YSEL_K) 25 and sense amplifier (SA) 26 are included. The data flash DFL further includes a write data input buffer 27, a data write / verify circuit 28, and a data output latch driver 29.

第1不揮発性メモリアレー(MARY_J)21と第2不揮発性メモリアレー(MARY_K)22のそれぞれは、2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)から構成されたツインセルを多数含むことにより、CPU2によるプログラム実行結果の種々のデータを格納することができる。行方向の2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)のコントロールゲート(CG)とメモリゲート(MG)とソースとは、ワード線(WL)とメモリゲート線(MGL)とソース線(SL)とにそれぞれ接続されている。   Each of the first non-volatile memory array (MARY_J) 21 and the second non-volatile memory array (MARY_K) 22 includes a large number of twin cells composed of two non-volatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell). Various data of the program execution result by the CPU 2 can be stored. The control gate (CG), memory gate (MG) and source of the two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) in the row direction are the word line (WL), memory gate line (MGL) and source line. (SL) is connected to each.

第1不揮発性メモリアレー(MARY_J)21と第2不揮発性メモリアレー(MARY_K)22とでは、データ書き込みやデータ読み出しの高速化と低消費電力化とのために階層ビット線アーキテクチャーが採用されている。すなわち、第1と第2の不揮発性メモリアレー(MARY_J、K)21、22には、1本の書き込みメインビット線WMBLと1本の読み出しメインビット線RMBLとが接続されている。   The first non-volatile memory array (MARY_J) 21 and the second non-volatile memory array (MARY_K) 22 employ a hierarchical bit line architecture in order to increase the speed of data writing and data reading and to reduce power consumption. Yes. That is, one write main bit line WMBL and one read main bit line RMBL are connected to the first and second nonvolatile memory arrays (MARY_J, K) 21 and 22.

複数の不揮発性メモリセルMC1、MC2が接続された複数のサブビット線SBLは、ビット線スイッチBL_SWのスイッチMOSトランジスタQ3のソース・ドレイン経路を介して1本の書き込みメインビット線WMBLに接続される。不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)にデータ書き込みが行われる場合には、不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)に接続されたサブビット線SBLと1本の書き込みメインビット線WMBLとの間のビット線スイッチBL_SWのスイッチMOSトランジスタQ3が制御信号線ZLによってオン状態に制御される。図2のデータフラッシュDFLへのデータ書き込み時には、書き込みデータQinは書き込みデータ入力バッファ27とデータ書き込み・ベリファイ回路28のセレクタV_SEL、書き込みラッチWrite Latchとを介して1本の書き込みメインビット線WMBLに供給される。1本の書き込みメインビット線WMBLに供給された書き込みデータは、第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22でビット線スイッチBL_SWを介してデータフラッシュDFLの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)または不揮発性メモリセルMC2(ネガセル)に書き込まれる。また、書き込みデータ入力バッファ27に供給される書き込みデータQinは、図1のMCU1においてCPU2の書き込み要求に応答したフラッシュシーケンサ7による周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLへの書き込みコマンドに付随して供給されるものである。   The plurality of sub bit lines SBL to which the plurality of nonvolatile memory cells MC1 and MC2 are connected are connected to one write main bit line WMBL via the source / drain path of the switch MOS transistor Q3 of the bit line switch BL_SW. When data is written to the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell), the bit line switch BL_SW between the sub bit line SBL connected to the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell) and one write main bit line WMBL. The switch MOS transistor Q3 is controlled to be turned on by the control signal line ZL. At the time of data writing to the data flash DFL of FIG. 2, write data Qin is supplied to one write main bit line WMBL via the write data input buffer 27, the selector V_SEL of the data write / verify circuit 28, and the write latch Write Latch. Is done. Write data supplied to one write main bit line WMBL is stored in the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell) of the data flash DFL via the bit line switch BL_SW in the first and second nonvolatile memory arrays 21 and 22. The data is written into the nonvolatile memory cell MC2 (negative cell). The write data Qin supplied to the write data input buffer 27 is sent from the flash memory module 6 via the peripheral bus PBUS and the low-speed access port (LACSP) by the flash sequencer 7 in response to the write request from the CPU 2 in the MCU 1 of FIG. Is supplied along with a write command to the data flash DFL.

また、第1と第2の不揮発性メモリアレー(MARY_J、K)21、22の複数の不揮発性メモリセルMC1、MC2が接続された複数のサブビット線SBLは、第1と第2の列セレクタ(YSEL_J、K)24、25とセンス・アンプ(SA)26とを介して1本の読み出しメインビット線RMBLに接続される。また、各サブビット線SBLには、読み出し動作の終了時および書き込み動作の終了時にサブビット線SBLの電位を放電するために放電制御信号Dchにより制御される放電スイッチDis_Swが接続されている。   The plurality of sub bit lines SBL to which the plurality of nonvolatile memory cells MC1 and MC2 of the first and second nonvolatile memory arrays (MARY_J, K) 21 and 22 are connected are connected to the first and second column selectors ( YSEL_J, K) 24 and 25 and a sense amplifier (SA) 26 are connected to one read main bit line RMBL. Each sub bit line SBL is connected to a discharge switch Dis_Sw controlled by a discharge control signal Dch in order to discharge the potential of the sub bit line SBL at the end of the read operation and at the end of the write operation.

《データフラッシュでの通常データ読み出し》
図1のMCU1においてCPU2からの読み出し要求に関しては、高速バスHBUSと高速アクセスポート(HACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLへの読み出しコマンドに従って図2のデータフラッシュDFLの読み出し動作が開始される。
<Reading normal data with data flash>
In response to a read request from the CPU 2 in the MCU 1 in FIG. 1, the read operation of the data flash DFL in FIG. Be started.

すなわち、図2のデータフラッシュDFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22のいずれか一方のメモリアレーの1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)から通常データを読み出す動作が開始される。この通常データ読み出しにより読み出されるデータは、図5(B)のデータ“1”の書き込み状態のデータ、または図5(C)のデータ“0”の書き込み状態のデータである。すなわち、通常データ読み出しにより読み出されるデータは、1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)からの相補データである。   That is, two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) constituting one twin cell of one of the first and second nonvolatile memory arrays 21 and 22 of the data flash DFL of FIG. ) Starts reading normal data. The data read by the normal data reading is data in a writing state of data “1” in FIG. 5B or data in a writing state of data “0” in FIG. That is, data read by normal data reading is complementary data from two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) constituting one twin cell.

図2の通常データ読み出しの信号経路NR_RDに示すように、第1の不揮発性メモリアレー21の2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2からの相補データは、2本のサブビット線SBLと第1のセレクタ24とを介してセンス・アンプ26の第1入力端子In1と第2入力端子In2とに並列に供給される。図2のデータフラッシュDFLの大きなデータ書き換え回数による疲弊によって2つの不揮発性メモリセルMC1、MC2のトランジスタのしきい値電圧の差が若干縮小しても、差動増幅型センス・アンプであるセンス・アンプ26は若干縮小したしきい値電圧の差を正確に増幅することができる。その結果、図2のデータフラッシュDFLの書き換え回数が増大してデータフラッシュDFLのメモリセルが多少疲弊しても、データ読み出し時にセンス・アンプ26とデータ出力ラッチ・ドライバ29とから正確な読み出しデータが出力されることができる。通常データ読み出しによって図2のデータフラッシュDFLの不揮発性メモリアレー21、22からセンス・アンプ26とデータ出力ラッチ・ドライバ29とによって読み出されたデータは、図1のMCU1において読み出し専用の高速アクセスポート(HACSP)と高速バス(HBUS)とを介してCPU2に供給されることができる。   As shown in the normal data read signal path NR_RD of FIG. 2, complementary data from the two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 of the first nonvolatile memory array 21 are composed of two sub-bit lines SBL and a first selector. 24 is supplied in parallel to the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 26. Even if the difference between the threshold voltages of the transistors of the two nonvolatile memory cells MC1 and MC2 is slightly reduced due to exhaustion due to the large number of data rewrites of the data flash DFL of FIG. 2, the sense amplifier is a differential amplification type sense amplifier. The amplifier 26 can accurately amplify the slightly reduced threshold voltage difference. As a result, even if the number of rewrites of the data flash DFL in FIG. 2 is increased and the memory cells of the data flash DFL are somewhat exhausted, accurate read data is read from the sense amplifier 26 and the data output latch driver 29 at the time of data read. Can be output. The data read by the sense amplifier 26 and the data output latch driver 29 from the nonvolatile memory arrays 21 and 22 of the data flash DFL in FIG. 2 by normal data reading is read-only high-speed access port in the MCU 1 in FIG. (HACSP) and a high-speed bus (HBUS) can be supplied to the CPU 2.

以上説明したように、データフラッシュDFLの通常データ読み出しでは、列セレクタ24、25は不揮発性メモリアレー21、22の1つのツインセルを構成するポジセル、ネガセルからの相補データをセンス・アンプ26の第1と第2の入力端子In1、In2に並列に供給することが可能である。   As described above, in the normal data reading of the data flash DFL, the column selectors 24 and 25 receive the complementary data from the positive cells and negative cells constituting one twin cell of the nonvolatile memory arrays 21 and 22 in the first of the sense amplifier 26. And the second input terminals In1 and In2 can be supplied in parallel.

《データフラッシュでのベリファイ読み出し》
図1のMCU1においてCPU2からの書き込み要求に関しては、フラッシュシーケンサ7による周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLへの書き込みコマンドに従って図2のデータフラッシュDFLの書き込み動作が開始される。このデータフラッシュDFLの不揮発性メモリの書き込み動作では、不揮発性メモリに正しいデータが書き込まれたかのベリファイ動作のための書き込みベリファイ読み出しが行われなければならない。
<Verify read with data flash>
In the MCU 1 of FIG. 1, regarding the write request from the CPU 2, the data flash DFL of FIG. The write operation is started. In the write operation of the nonvolatile memory of the data flash DFL, a write verify read for verifying whether correct data is written in the nonvolatile memory must be performed.

従って、図2のデータフラッシュDFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22のいずれか一方の1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)への相補データの書き込みに際して、書き込みベリファイ読み出しが行われる。上述したように不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)への相補データの書き込みは、図5(A)のイニシャライズ消去状態から図5(B)および図5(C)に示すようにポジセルとネガセルの一方のメモリセルのしきい値電圧(Vth)を上昇することで実現することができる。   Therefore, the two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) constituting one twin cell of either the first or second nonvolatile memory array 21, 22 of the data flash DFL of FIG. At the time of writing complementary data, write verify read is performed. As described above, the complementary data is written to the nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) as shown in FIGS. 5B and 5C from the initialized erase state of FIG. 5A. This can be realized by increasing the threshold voltage (Vth) of one of the positive cell and the negative cell.

図2のベリファイ読み出しの信号経路VR_RDに示すように、この相補データの書き込み時にしきい値電圧(Vth)が上昇される方のメモリセルからの書き込みベリファイ読み出しデータは、1本のサブビット線SBLと第1のセレクタ24とを介してセンス・アンプ26の第1入力端子In1に供給される。これと平行して、書き込みベリファイ参照レベルが、センス・アンプ26の第2入力端子In2に供給される。   As shown in the verify read signal path VR_RD in FIG. 2, the write verify read data from the memory cell whose threshold voltage (Vth) is increased during the writing of the complementary data is connected to one sub-bit line SBL. The signal is supplied to the first input terminal In 1 of the sense amplifier 26 via the first selector 24. In parallel with this, the write verify reference level is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 26.

相補データの書き込み時にポジセルとネガセルの一方のメモリセルのしきい値電圧(Vth)を上昇するために、BL=0V、CG=1.5V、MG=10V、SL=6V、WELL=0Vの電圧条件の書き込みパルスが印加される。この書き込みパルスの印加の後に信号経路VR_RDによるベリファイ読み出しにより一方のメモリセルのしきい値電圧(Vth)が書き込みベリファイ参照レベルより低レベルであると判別されると、書き込みは不十分である。この場合には上述の電圧条件の他の書き込みパルスが、一方のメモリセルに再度印加される。他の書き込みパルスの再度の印加の後に信号経路VR_RDによる書き込みベリファイ読み出しにより一方のメモリセルのしきい値電圧(Vth)が書き込みベリファイ参照レベルより高レベルであると判別されると、書き込みは十分となる。   Voltages BL = 0V, CG = 1.5V, MG = 10V, SL = 6V, WELL = 0V in order to increase the threshold voltage (Vth) of one of the positive and negative memory cells when writing complementary data A conditional write pulse is applied. If the threshold voltage (Vth) of one memory cell is determined to be lower than the write verify reference level by verify reading through the signal path VR_RD after the application of the write pulse, writing is insufficient. In this case, another write pulse with the above voltage condition is applied again to one memory cell. If it is determined that the threshold voltage (Vth) of one memory cell is higher than the write verify reference level by the write verify read through the signal path VR_RD after another application of the write pulse, the write is sufficient. Become.

書き込みが不十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路28の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が生成される。書き込み単位が8ビットのツインセルならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの少なくともいずれか1個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が出力されると、アンド回路ANDの出力からローレベル“0”が出力され、8ビットの書き込み単位のツインセルに次の書き込みパルスが再度印加される。書き込みが十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路28の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が生成される。書き込み単位が8ビットのツインセルならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が出力され、アンド回路ANDの出力からハイレベル“1”が出力され、8ビットの書き込み単位のツインセルへの書き込みが完了する。   When the writing is insufficient, a low level “0” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 28. If the write unit is an 8-bit twin cell, when a low level “0” is output from the output of at least one exclusive-OR circuit EXNOR of the eight exclusive-NOR circuits EXNOR, an AND circuit A low level “0” is output from the AND output, and the next write pulse is applied again to the twin cell in the 8-bit write unit. When writing is sufficient, a high level “1” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 28. If the write unit is an 8-bit twin cell, a high level “1” is output from the outputs of the eight exclusive-OR circuits EXNOR, a high level “1” is output from the output of the AND circuit AND, and an 8-bit Writing to the twin cell of the writing unit is completed.

このように、データフラッシュDFLの書き込みベリファイ読み出しでは、列セレクタ24、25は不揮発性メモリアレー21、22の1つのツインセルで書き込みが行われる一方のセルからの書き込みベリファイ読み出しデータと書き込みベリファイ参照レベルとをセンス・アンプ26の第1と第2の入力端子に並列に供給することが可能である。   In this manner, in the write verify read of the data flash DFL, the column selectors 24 and 25 perform the write verify read data and the write verify reference level from one cell in which writing is performed in one twin cell of the nonvolatile memory arrays 21 and 22. Can be supplied to the first and second input terminals of the sense amplifier 26 in parallel.

図1のMCU1においてCPU2からの消去要求に関しては、フラッシュシーケンサ7による周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLへの消去コマンドに従って図2のデータフラッシュDFLの消去動作が開始される。このデータフラッシュDFLの不揮発性メモリの消去動作では、不揮発性メモリが正確に消去されたかのベリファイ動作のための消去ベリファイ読み出しが行われなければならない。   In the MCU 1 of FIG. 1, regarding the erase request from the CPU 2, according to the erase command to the data flash DFL of the flash memory module 6 via the peripheral bus PBUS and the low speed access port (LACSP) by the flash sequencer 7. The erase operation is started. In the erase operation of the nonvolatile memory of the data flash DFL, erase verify read for verifying whether the nonvolatile memory has been erased must be performed.

また図2のデータフラッシュDFLでは、1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)への相補データの書き込みに先立って2つの不揮発性メモリセルに、低いしきい値電圧に対応するデータ“1”の消去データを書き込むイニシャライズ消去動作が必要となる。このイニシャライズ消去動作にも、2つの不揮発性メモリセルに低いしきい値電圧のデータ“1”の消去データが正確に書き込まれたかの消去ベリファイ動作が必要となる。イニシャライズ消去動作では、コントロールゲート(CG)とメモリゲート(MG)とを共有する複数のツインセルの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)が消去動作の処理単位とされる。消去動作の処理単位の複数のツインセルの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)のしきい値電圧(Vth)を低下するために、BL=Hi−Z(高インピーダンス状態)、CG=1.5V、MG=−10V、SL=6V、WELL=0Vの電圧条件の消去込みパルスが印加される。この消去パルスの印加の後に信号経路VR_RDによる消去ベリファイ読み出しにより、メモリセルのしきい値電圧(Vth)が消去ベリファイ参照レベルより高レベルであると消去は不十分である。この場合には上述の電圧条件の消去パルスが、メモリセルに印加される。他の消去パルスの印加の後に消去信号経路VR_RDによる消去ベリファイ読み出しにより、メモリセルのしきい値電圧(Vth)がベリファイ参照レベルより低レベルであると判別されると、消去は十分となる。   Further, in the data flash DFL of FIG. 2, the two nonvolatile memory cells have a low threshold prior to the writing of complementary data to the two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) constituting one twin cell. An initializing erase operation for writing erase data of data “1” corresponding to the value voltage is required. This initialization erasing operation also requires an erasure verifying operation as to whether erasure data of low threshold voltage data “1” has been correctly written in the two nonvolatile memory cells. In the initialize erase operation, a plurality of twin cell nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) sharing the control gate (CG) and the memory gate (MG) are used as a processing unit of the erase operation. In order to lower the threshold voltage (Vth) of a plurality of twin-cell non-volatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) in the processing unit of the erase operation, BL = Hi-Z (high impedance state), CG = An erase pulse having a voltage condition of 1.5 V, MG = −10 V, SL = 6 V, and WELL = 0 V is applied. If the threshold voltage (Vth) of the memory cell is higher than the erase verify reference level by the erase verify read by the signal path VR_RD after the application of the erase pulse, the erase is insufficient. In this case, the erase pulse having the voltage condition described above is applied to the memory cell. If it is determined that the threshold voltage (Vth) of the memory cell is lower than the verify reference level by erase verify read by the erase signal path VR_RD after application of another erase pulse, the erase is sufficient.

消去が不十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路28の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が生成される。消去単位が8ビットのツインセルならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの少なくともいずれか1個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が出力されると、アンド回路ANDの出力からローレベル“0”が出力され、8ビットの消去単位のツインセルに次の消去パルスが再度印加される。消去が十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路28の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が生成される。消去単位が8ビットのツインセルならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が出力され、アンド回路ANDの出力からハイレベル“1”が出力され、8ビットの消去単位のツインセルの消去が完了する。   When the erasure is insufficient, a low level “0” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 28. If the erase unit is an 8-bit twin cell, when a low level “0” is output from the output of at least one exclusive NOR circuit EXNOR of the eight exclusive NOR circuits EXNOR, an AND circuit A low level “0” is output from the AND output, and the next erase pulse is applied again to the twin cell of the 8-bit erase unit. When erasing is sufficient, a high level “1” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 28. If the erasing unit is an 8-bit twin cell, a high level “1” is output from the outputs of the eight exclusive NOR circuits EXNOR, and a high level “1” is output from the output of the AND circuit AND. Erase of the erase unit twin cell is completed.

このように、データフラッシュDFLの消去ベリファイ読み出しでは、列セレクタ24、25は不揮発性メモリアレー21、22の消去単位のツインセルで消去が行われるセルからの消去ベリファイ読み出しデータと消去ベリファイ参照レベルとをセンス・アンプ26の第1と第2の入力端子に並列に供給することが可能である。   As described above, in the erase verify read of the data flash DFL, the column selectors 24 and 25 determine the erase verify read data and the erase verify reference level from the cells to be erased by the twin cells in the erase unit of the nonvolatile memory arrays 21 and 22, respectively. It is possible to supply the first and second input terminals of the sense amplifier 26 in parallel.

《プログラムフラッシュのアーキテクチャー》
図3は、図6で説明したように単一データの1ビットが書き込まれる多数の不揮発性メモリセルMC0を含み図1のMCU1のCPU2のための種々のソフトウェア・プログラムを格納するプログラムフラッシュPFLのアーキテクチャーを示すものである。
《Program Flash Architecture》
FIG. 3 shows a program flash PFL that stores various software programs for the CPU 2 of the MCU 1 of FIG. 1 including a large number of nonvolatile memory cells MC 0 to which one bit of single data is written as described in FIG. It shows the architecture.

図3のプログラムフラッシュPFLの構造は、図2のデータフラッシュPFLの構造と極めて良く類似している。すなわち、図3のプログラムフラッシュPFLは、第3不揮発性メモリアレー(MARY_J)31、第4不揮発性メモリアレー(MARY_K)32、列デコーダ(YDEC)33、第3列セレクタ(YSEL_J)34、第4列セレクタ(YSEL_K)35、センス・アンプ(SA)36を含んでいる。このプログラムフラッシュPFLは、更に書き込みデータ入力バッファ37、データ書き込み・ベリファイ回路38、データ出力ラッチ・ドライバ39を含んでいる。   The structure of the program flash PFL in FIG. 3 is very similar to that of the data flash PFL in FIG. That is, the program flash PFL of FIG. 3 includes a third nonvolatile memory array (MARY_J) 31, a fourth nonvolatile memory array (MARY_K) 32, a column decoder (YDEC) 33, a third column selector (YSEL_J) 34, a fourth A column selector (YSEL_K) 35 and a sense amplifier (SA) 36 are included. The program flash PFL further includes a write data input buffer 37, a data write / verify circuit 38, and a data output latch driver 39.

第3不揮発性メモリアレー(MARY_J)31と第4不揮発性メモリアレー(MARY_K)32のそれぞれは、多数の不揮発性メモリセルMC0を含むことにより、CPU2のための種々のソフトウェア・プログラムを格納することができる。行方向の多数の不揮発性メモリセルMC0のコントロールゲート(CG)とメモリゲート(MG)とソースとは、ワード線(WL)とメモリゲート線(MGL)とソース線(SL)とにそれぞれ接続されている。   Each of the third non-volatile memory array (MARY_J) 31 and the fourth non-volatile memory array (MARY_K) 32 includes a large number of non-volatile memory cells MC0 to store various software programs for the CPU 2. Can do. The control gate (CG), memory gate (MG) and source of a large number of nonvolatile memory cells MC0 in the row direction are respectively connected to the word line (WL), memory gate line (MGL) and source line (SL). ing.

第3不揮発性メモリアレー(MARY_J)31と第4不揮発性メモリアレー(MARY_K)32とでは、データ書き込みやデータ読み出しの高速化と低消費電力化とのために階層ビット線アーキテクチャーが採用されている。すなわち、第3と第4の不揮発性メモリアレー(MARY_J、K)31、32には、1本の書き込みメインビット線WMBLと1本の読み出しメインビット線RMBLとが接続されている。   In the third non-volatile memory array (MARY_J) 31 and the fourth non-volatile memory array (MARY_K) 32, a hierarchical bit line architecture is adopted for high-speed data writing and data reading and low power consumption. Yes. That is, one write main bit line WMBL and one read main bit line RMBL are connected to the third and fourth nonvolatile memory arrays (MARY_J, K) 31 and 32.

複数の不揮発性メモリセルMC0が接続された複数のサブビット線SBLは、ビット線スイッチBL_SWのスイッチMOSトランジスタQ3のソース・ドレイン経路を介して1本の書き込みメインビット線WMBLに接続される。不揮発性メモリセルMC0にデータ書き込みが行われる場合には、不揮発性メモリセルMC0に接続されたサブビット線SBLと1本の書き込みメインビット線WMBLとの間のビット線スイッチBL_SWのスイッチMOSトランジスタQ3が制御信号線ZLによってオン状態に制御される。図3のプログラムフラッシュPFLへのデータ書き込み時には、書き込みデータQinは書き込みデータ入力バッファ37とデータ書き込み・ベリファイ回路38のセレクタV_SEL、書き込みラッチWrite Latchとを介して1本の書き込みメインビット線WMBLに供給される。1本の書き込みメインビット線WMBLに供給された書き込みデータは、第3と第4の不揮発性メモリアレー31、32でビット線スイッチBL_SWを介してプログラムフラッシュPFLの不揮発性メモリセルMC0に書き込まれる。また、書き込みデータ入力バッファ37に供給される書き込みデータQinは、図1のMCU1においてCPU2の書き込み要求に応答したフラッシュシーケンサ7による周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のプログラムフラッシュPFLへの書き込みコマンドに付随して供給されるものである。   The plurality of sub bit lines SBL to which the plurality of nonvolatile memory cells MC0 are connected are connected to one write main bit line WMBL via the source / drain path of the switch MOS transistor Q3 of the bit line switch BL_SW. When data is written to the nonvolatile memory cell MC0, the switch MOS transistor Q3 of the bit line switch BL_SW between the sub bit line SBL connected to the nonvolatile memory cell MC0 and one write main bit line WMBL is The on state is controlled by the control signal line ZL. At the time of writing data to the program flash PFL in FIG. 3, the write data Qin is supplied to one write main bit line WMBL via the write data input buffer 37, the selector V_SEL of the data write / verify circuit 38, and the write latch Write Latch. Is done. Write data supplied to one write main bit line WMBL is written into the nonvolatile memory cell MC0 of the program flash PFL via the bit line switch BL_SW in the third and fourth nonvolatile memory arrays 31 and 32. The write data Qin supplied to the write data input buffer 37 is stored in the flash memory module 6 via the peripheral bus PBUS and the low-speed access port (LACSP) by the flash sequencer 7 in response to the write request of the CPU 2 in the MCU 1 of FIG. Is supplied along with a write command to the program flash PFL.

また、第3と第4の不揮発性メモリアレー(MARY_J、K)31、32の複数の不揮発性メモリセルMC0が接続された複数のサブビット線SBLは、第3と第4の列セレクタ(YSEL_J、K)34、35とセンス・アンプ(SA)36とを介して1本の読み出しメインビット線RMBLに接続される。また、各サブビット線SBLには、読み出し動作の終了時および書き込み動作の終了時にサブビット線SBLの電位を放電するために放電制御信号Dchにより制御される放電スイッチDis_Swが接続されている。   The plurality of sub bit lines SBL to which the plurality of nonvolatile memory cells MC0 of the third and fourth nonvolatile memory arrays (MARY_J, K) 31, 32 are connected are connected to the third and fourth column selectors (YSEL_J, K) are connected to one read main bit line RMBL via 34 and 35 and a sense amplifier (SA) 36. Each sub bit line SBL is connected to a discharge switch Dis_Sw controlled by a discharge control signal Dch in order to discharge the potential of the sub bit line SBL at the end of the read operation and at the end of the write operation.

《プログラムフラッシュでの通常データ読み出し》
図1のMCU1においてCPU2からの読み出し要求に関係して、高速バスHBUSと高速アクセスポート(HACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のプログラムフラッシュPFLへの読み出しコマンドに従って図3のプログラムフラッシュPFLの読み出し動作が開始される。
<Reading normal data with program flash>
The MCU 1 in FIG. 1 reads the program flash PFL in FIG. 3 according to the read command to the program flash PFL in the flash memory module 6 via the high-speed bus HBUS and the high-speed access port (HACSP) in relation to the read request from the CPU 2. Operation starts.

すなわち、図3のプログラムフラッシュPFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32のいずれか一方のメモリアレーの1つの不揮発性メモリセルMC0から単一データの1ビットの通常データを読み出す動作が開始される。この通常データ読み出しにより読み出されるデータは、図6(B)のデータ“0”の書き込み状態のデータ、または図6(A)のデータ“1”の消去状態のデータである。   That is, an operation of reading 1-bit normal data of single data from one nonvolatile memory cell MC0 of one of the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL in FIG. Is started. The data read by the normal data reading is data in a write state of data “0” in FIG. 6B or data in an erase state of data “1” in FIG.

図3の通常データ読み出しの信号経路NR_RDに示すように、第1の不揮発性メモリアレー31の1つの不揮発性メモリセルMC0からの単一データは、1本のサブビット線SBLと第1のセレクタ34とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと同時に、センス・アンプ36の第2入力端子In2には、図示されていないが参照セルから生成される通常データ読み出し参照レベルが供給されている。この通常データ読み出し参照レベルは、図6(A)のデータ“1”の消去状態の低いしきい値電圧と図6(B)のデータ“0”の書き込み状態の高いしきい値電圧の略中間のレベルのしきい値電圧に対応するものである。図3の書き換え回数の比較的小さなプログラムフラッシュPFLでは1つの不揮発性メモリセルMC0に単一データの1ビットを書き込むと言う1セル/1ビット書き込み方式が採用されているので、図3のプログラムフラッシュPFLの高密度記憶が可能とされている。通常データ読み出しによって図3のプログラムフラッシュPFLの不揮発性メモリアレー31、32からセンス・アンプ36とデータ出力ラッチ・ドライバ39とによって読み出されたプログラムデータは、図1のMCU1において読み出し専用の高速アクセスポート(HACSP)と高速バス(HBUS)とを介してCPU2に供給されることができる。   As shown in the normal data read signal path NR_RD in FIG. 3, single data from one nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is composed of one sub-bit line SBL and the first selector 34. To the first input terminal In1 of the sense amplifier 36. At the same time, a normal data read reference level generated from a reference cell (not shown) is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36. The normal data read reference level is approximately halfway between the low threshold voltage of the data “1” erased state in FIG. 6A and the high threshold voltage of the data “0” written state in FIG. This corresponds to a threshold voltage of a certain level. The program flash PFL with a relatively small number of rewrites in FIG. 3 employs a 1-cell / 1-bit write method in which 1 bit of single data is written in one nonvolatile memory cell MC0. High density storage of PFL is possible. Program data read by the sense amplifier 36 and the data output latch driver 39 from the nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL in FIG. 3 by normal data reading is read-only high-speed access in the MCU 1 in FIG. It can be supplied to the CPU 2 via a port (HACSP) and a high-speed bus (HBUS).

以上説明したように、プログラムフラッシュPFLの通常データ読み出しでは、列セレクタ34、35は不揮発性メモリアレー31、32の1つの不揮発性メモリセルMC0からの単一データをセンス・アンプ36の第1と第2の入力端子In1、In2の一方の入力端子に供給する。一方、この通常データ読み出しでは、列セレクタ34、35は通常データ読み出し参照レベルをセンス・アンプ36の第1と第2の入力端子In1、In2の他方の入力端子に供給することが可能である。   As described above, in the normal data read of the program flash PFL, the column selectors 34 and 35 receive the single data from one nonvolatile memory cell MC0 of the nonvolatile memory arrays 31 and 32 as the first and the first of the sense amplifier 36. The voltage is supplied to one input terminal of the second input terminals In1 and In2. On the other hand, in this normal data read, the column selectors 34 and 35 can supply the normal data read reference level to the other input terminal of the first and second input terminals In1 and In2 of the sense amplifier 36.

《プログラムフラッシュでのベリファイ読み出し》
図1のMCU1においては、頻度は比較的低いが、CPU2またはDMAC3からフラッシュメモリモジュール6へプログラムの書き込み要求が発行される。プログラムの書き込み要求に関係してフラッシュシーケンサ7による周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のプログラムフラッシュPFLへのプログラムの書き込みコマンドに従って、図3のプログラムフラッシュPFLのプログラムの書き込み動作が開始される。このプログラムフラッシュPFLの不揮発性メモリのプログラムの書き込み動作では、不揮発性メモリに正しくプログラムのデータが書き込まれたかのベリファイ動作のための書き込みベリファイ読み出しが行われなければならない。
<Verify read with program flash>
In the MCU 1 in FIG. 1, a program write request is issued from the CPU 2 or the DMAC 3 to the flash memory module 6 although the frequency is relatively low. The program of the program flash PFL of FIG. 3 according to the program write command to the program flash PFL of the flash memory module 6 via the peripheral bus PBUS and the low speed access port (LACSP) by the flash sequencer 7 in relation to the program write request The write operation is started. In the program write operation of the nonvolatile memory of the program flash PFL, a write verify read for verifying whether the program data is correctly written in the nonvolatile memory has to be performed.

従って、図3のプログラムフラッシュPFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32のいずれか一方の1つの不揮発性メモリセルMC0への単一データの1ビットの書き込みに際して書き込みベリファイ読み出しが行われる。上述したように不揮発性メモリセルMC0への単一データの書き込みは、図6(A)の消去状態から図6(B)に示すように不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)を上昇することで実現することができる。   Therefore, the write verify read is performed when writing one bit of single data to one of the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL of FIG. Is called. As described above, the single data write to the nonvolatile memory cell MC0 is performed by changing the threshold voltage (Vth) of the nonvolatile memory cell MC0 from the erased state of FIG. 6A as shown in FIG. 6B. It can be realized by rising.

図3のベリファイ読み出しの信号経路VR_RDに示すように、第1の不揮発性メモリアレー31の1つの不揮発性メモリセルMC0からの単一データは、通常データ読み出しの信号経路NR_RDと全く同様に、1本のサブビット線SBLと第1のセレクタ34とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと同時に、センス・アンプ36の第2入力端子In2には、図示されていないが参照セルから生成される書き込みベリファイ参照レベルが供給されている。この書き込みベリファイ参照レベルは、図6(A)のデータ“1”の消去状態の低いしきい値電圧と図6(B)のデータ“0”の書き込み状態の高いしきい値電圧の略中間のレベルのしきい値電圧に対応するものである。好ましくは、書き込みベリファイ参照レベルは、中間のレベルのしきい値電圧よりも図6(B)のデータ“0”の書き込み状態の高いしきい値電圧に近接されている。   As shown in the verify read signal path VR_RD in FIG. 3, single data from one nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is 1 in the same manner as the normal data read signal path NR_RD. The signal is supplied to the first input terminal In 1 of the sense amplifier 36 through the sub bit line SBL and the first selector 34. At the same time, the write verify reference level generated from the reference cell (not shown) is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36. This write verify reference level is approximately halfway between the low threshold voltage in the erased state of data “1” in FIG. 6A and the high threshold voltage in the written state of data “0” in FIG. This corresponds to the threshold voltage of the level. Preferably, the write verify reference level is closer to the threshold voltage of the write state of data “0” in FIG. 6B than the intermediate level threshold voltage.

単一データの書き込み時に1つの不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)を上昇するために、BL=0V、CG=1.5V、MG=10V、SL=6V、WELL=0Vの電圧条件の書き込みパルスが印加される。この書き込みパルスの印加の後に信号経路VR_RDによるベリファイ読み出しにより、1つの不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)が書き込みベリファイ参照レベルより低レベルであると書き込みは不十分である。この場合には上述の電圧条件の他の書き込みパルスが、1つの不揮発性メモリセルMC0に再度印加される。他の書き込みパルスの印加の後に信号経路VR_RDによる書き込みベリファイ読み出しにより、1つの不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)が書き込みベリファイ参照レベルより高レベルであると判定されると、書き込みは十分となる。   Voltages of BL = 0V, CG = 1.5V, MG = 10V, SL = 6V, WELL = 0V in order to increase the threshold voltage (Vth) of one nonvolatile memory cell MC0 when writing single data A conditional write pulse is applied. If the threshold voltage (Vth) of one nonvolatile memory cell MC0 is lower than the write verify reference level by verify read by the signal path VR_RD after the application of the write pulse, the writing is insufficient. In this case, another write pulse with the above voltage condition is applied again to one nonvolatile memory cell MC0. If it is determined that the threshold voltage (Vth) of one nonvolatile memory cell MC0 is higher than the write verify reference level by the write verify read by the signal path VR_RD after the application of another write pulse, the write is performed. It will be enough.

書き込みが不十分の時には、データ書き込み・ベリファイ回路38の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が生成される。書き込み単位が8ビットの不揮発性メモリセルMC0ならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの少なくともいずれか1個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が出力されると、アンド回路ANDの出力からローレベル“0”が出力され、8ビットの書き込み単位の不揮発性メモリセルMC0に次の書き込みパルスが再度印加される。書き込みが十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路38の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が生成される。書き込み単位が8ビットの不揮発性メモリセルMC0ならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が出力され、アンド回路ANDの出力からハイレベル“1”が出力され、8ビットの書き込み単位の不揮発性メモリセルMC0への書き込みが完了する。   When the writing is insufficient, a low level “0” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 38. If the write unit is a non-volatile memory cell MC0 of 8 bits, a low level “0” is output from the output of at least one exclusive NOR circuit EXNOR of the eight exclusive NOR circuits EXNOR. Then, a low level “0” is output from the output of the AND circuit AND, and the next write pulse is applied again to the nonvolatile memory cell MC0 in the 8-bit write unit. When writing is sufficient, a high level “1” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 38. If the write unit is a non-volatile memory cell MC0 of 8 bits, the high level “1” is output from the outputs of the eight exclusive NOR circuits EXNOR, and the high level “1” is output from the output of the AND circuit AND. , Writing to the nonvolatile memory cell MC0 in 8-bit writing units is completed.

このように、プログラムフラッシュPFLの書き込みベリファイ読み出しでは、第1の不揮発性メモリアレー31の1つの不揮発性メモリセルMC0からの単一データは、通常データ読み出しの信号経路NR_RDと全く同様のベリファイ読み出しの信号経路VR_RDが使用されて、1本のサブビット線SBLと第1のセレクタ34とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと同時に、センス・アンプ36の第2入力端子In2には、図示されていないが参照セルから生成される書き込みベリファイ参照レベルが供給されている。   Thus, in the write verify read of the program flash PFL, single data from one nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is subjected to the verify read exactly the same as the signal path NR_RD for normal data read. The signal path VR_RD is used and supplied to the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 through one sub-bit line SBL and the first selector 34. At the same time, the write verify reference level generated from the reference cell (not shown) is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36.

頻度は比較的低いが、図1のMCU1においてCPU2からの消去要求に関係して、フラッシュシーケンサ7による周辺バスPBUSと低速アクセスポート(LACSP)とを介したフラッシュメモリモジュール6のプログラムフラッシュPFLへの消去コマンドに従って図3のプログラムフラッシュPFLの消去動作が開始される。このプログラムフラッシュPFLの不揮発性メモリの消去動作では、不揮発性メモリが正確に消去されたかのベリファイ動作のための消去ベリファイ読み出しが行われなければならない。   Although the frequency is relatively low, in relation to the erasure request from the CPU 2 in the MCU 1 in FIG. 1, the flash sequencer 7 sends the flash memory module 6 to the program flash PFL via the peripheral bus PBUS and the low-speed access port (LACSP). According to the erase command, the erase operation of the program flash PFL in FIG. 3 is started. In the erase operation of the nonvolatile memory of the program flash PFL, erase verify read for verifying whether the nonvolatile memory has been erased must be performed.

更に、図3のプログラムフラッシュPFLでは、1つの不揮発性メモリセルMC0への単一データの書き込みに先立って第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32に含まれる全ての不揮発性メモリセルMC0の消去動作を行うことが必要となる。この消去動作によって、第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32に含まれる全ての不揮発性メモリセルMC0は、図6(A)のデータ“1”の消去状態の低いしきい値電圧の状態とされる。この消去動作にも、不揮発性メモリセルMC0に低いしきい値電圧のデータ“1”の消去データが正確に書き込まれたかの消去ベリファイ動作が必要となる。消去動作では、コントロールゲート(CG)とメモリゲート(MG)とを共有する複数の不揮発性メモリセルMC0が消去動作の処理単位とされる。消去動作の処理単位の複数の不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)を低下するために、BL=Hi−Z(高インピーダンス状態)、CG=1.5V、MG=−10V、SL=6V、WELL=0Vの電圧条件の消去込みパルスが印加される。この消去パルスの印加の後に信号経路VR_RDによる消去ベリファイ読み出しにより、メモリセルのしきい値電圧(Vth)がベリファイ参照レベルより高レベルであると判定されると、消去は不十分である。この場合には上述の電圧条件の消去パルスが、消去動作の処理単位の複数の不揮発性メモリセルMC0に再度印加される。他の消去パルスの印加の後に消去信号経路VR_RDによる消去ベリファイ読み出しにより、メモリセルのしきい値電圧(Vth)がベリファイ参照レベルより高レベルであると判定されると、消去は十分となる。   Further, in the program flash PFL of FIG. 3, all the nonvolatile memory cells MC0 included in the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 prior to the writing of single data to one nonvolatile memory cell MC0. It is necessary to perform the erase operation. By this erasing operation, all the non-volatile memory cells MC0 included in the first and second non-volatile memory arrays 31, 32 have a low threshold voltage in the erased state of the data “1” in FIG. State. This erase operation also requires an erase verify operation as to whether erase data of low threshold voltage data “1” has been correctly written in the nonvolatile memory cell MC0. In the erase operation, a plurality of nonvolatile memory cells MC0 sharing the control gate (CG) and the memory gate (MG) are used as a processing unit of the erase operation. In order to lower the threshold voltage (Vth) of the plurality of nonvolatile memory cells MC0 in the processing unit of the erase operation, BL = Hi−Z (high impedance state), CG = 1.5V, MG = −10V, SL An erase pulse having a voltage condition of 6V and WELL = 0V is applied. If the threshold voltage (Vth) of the memory cell is determined to be higher than the verify reference level by the erase verify read through the signal path VR_RD after the application of the erase pulse, the erase is insufficient. In this case, the erase pulse having the above voltage condition is applied again to the plurality of nonvolatile memory cells MC0 in the processing unit of the erase operation. If it is determined that the threshold voltage (Vth) of the memory cell is higher than the verify reference level by the erase verify read by the erase signal path VR_RD after application of another erase pulse, the erase is sufficient.

消去が不十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路38の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が生成される。消去単位が8ビットの不揮発性メモリセルMC0ならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの少なくともいずれか1個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からローレベル“0”が出力されると、アンド回路ANDの出力からローレベル“0”が出力され、8ビットの消去単位の不揮発性メモリセルMC0に次の消去パルスが再度印加される。消去が十分な時には、データ書き込み・ベリファイ回路38の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が生成される。消去単位が8ビットの不揮発性メモリセルMC0ならば、8個の排他的否定論理和回路EXNORの出力からハイレベル“1”が出力され、アンド回路ANDの出力からハイレベル“1”が出力され、8ビットの消去単位の不揮発性メモリセルMC0の消去が完了する。   When erasing is insufficient, a low level “0” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 38. If the erase unit is an 8-bit nonvolatile memory cell MC0, a low level “0” is output from the output of at least one of the exclusive NOR circuits EXNOR of the eight exclusive NOR circuits EXNOR. Then, a low level “0” is output from the output of the AND circuit AND, and the next erase pulse is applied again to the nonvolatile memory cell MC0 in the 8-bit erase unit. When erasing is sufficient, a high level “1” is generated from the output of the exclusive NOR circuit EXNOR of the data write / verify circuit 38. If the erasing unit is an 8-bit nonvolatile memory cell MC0, a high level “1” is output from the outputs of the eight exclusive NOR circuits EXNOR, and a high level “1” is output from the output of the AND circuit AND. , Erasure of the nonvolatile memory cell MC0 of the 8-bit erase unit is completed.

図3のベリファイ読み出しの信号経路VR_RDに示すように、第1の不揮発性メモリアレー31の1つの不揮発性メモリセルMC0からの単一データは、通常データ読み出しの信号経路NR_RDと全く同様に、1本のサブビット線SBLと第1のセレクタ34とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと同時に、センス・アンプ36の第2入力端子In2には、図示されていないが参照セルから生成される消去ベリファイ参照レベルが供給されている。この消去ベリファイ参照レベルは、図6(A)のデータ“1”の消去状態の低いしきい値電圧と図6(B)のデータ“0”の書き込み状態の高いしきい値電圧の略中間のレベルのしきい値電圧に対応するものである。好ましくは、消去ベリファイ参照レベルは、中間のレベルのしきい値電圧よりも図6(A)のデータ“1”の消去状態の低いしきい値電圧に近接されている。   As shown in the verify read signal path VR_RD in FIG. 3, single data from one nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is 1 in the same manner as the normal data read signal path NR_RD. The signal is supplied to the first input terminal In 1 of the sense amplifier 36 through the sub bit line SBL and the first selector 34. At the same time, the erase verify reference level generated from the reference cell (not shown) is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36. This erase verify reference level is approximately halfway between the low threshold voltage in the erased state of data “1” in FIG. 6A and the high threshold voltage in the written state of data “0” in FIG. This corresponds to the threshold voltage of the level. Preferably, the erase verify reference level is closer to the threshold voltage of the erased state of data “1” in FIG. 6A than the intermediate level threshold voltage.

このように、プログラムフラッシュPFLの消去ベリファイ読み出しでは、第1の不揮発性メモリアレー31の1つの不揮発性メモリセルMC0からの単一データは、通常データ読み出しの信号経路NR_RDと全く同様のベリファイ読み出しの信号経路VR_RDが使用されて、1本のサブビット線SBLと第1のセレクタ34とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと同時に、センス・アンプ36の第2入力端子In2には、図示されていないが参照セルから生成される消去ベリファイ参照レベルが供給されている。   As described above, in the erase verify read of the program flash PFL, single data from one nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is subjected to the verify read exactly the same as the signal path NR_RD for normal data read. The signal path VR_RD is used and supplied to the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 through one sub-bit line SBL and the first selector 34. At the same time, the erase verify reference level generated from the reference cell (not shown) is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36.

《データフラッシュでのベリファイ動作》
図7は、図2のデータフラッシュDFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22で1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)の書き込みベリファイ動作と消去ベリファイ動作を具体的に行うためのデータフラッシュDFLの構成を示す図である。
<Verify operation with data flash>
FIG. 7 shows a write verify operation of two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) that constitute one twin cell by the first and second nonvolatile memory arrays 21 and 22 of the data flash DFL of FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a data flash DFL for specifically performing an erase verify operation. FIG.

図7で、センス・アンプ26の第1入力端子In1の寄生容量C1と第2入力端子In2の寄生容量C2とは、プリチャージ期間にプリチャージ回路PCによってプリチャージ電圧Vpcにプリチャージされることができる。プリチャージ回路PCは、トランジスタQ5、トランジスタQ6、トランジスタQsによって構成されている。トランジスタQ5はプリチャージ電圧Vpcをセンス・アンプ26の第1入力端子In1に供給するものであり、トランジスタQ6はプリチャージ電圧Vpcをセンス・アンプ26の第2入力端子In2に供給するものである。また、トランジスタQsは、センス・アンプ26の第1入力端子In1の電圧と第2入力端子In2の電圧とをイコライズするものである。またプリチャージ回路PCのトランジスタQ5、Q6、Qsは、プリチャージ制御信号PC_Cntが供給されるPチャンネルMOSトランジスタである。   In FIG. 7, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 26 are precharged to the precharge voltage Vpc by the precharge circuit PC during the precharge period. Can do. The precharge circuit PC includes a transistor Q5, a transistor Q6, and a transistor Qs. The transistor Q5 supplies the precharge voltage Vpc to the first input terminal In1 of the sense amplifier 26, and the transistor Q6 supplies the precharge voltage Vpc to the second input terminal In2 of the sense amplifier 26. The transistor Qs equalizes the voltage at the first input terminal In1 and the voltage at the second input terminal In2 of the sense amplifier 26. The transistors Q5, Q6, and Qs of the precharge circuit PC are P channel MOS transistors to which a precharge control signal PC_Cnt is supplied.

センス・アンプ26の第1入力端子In1の電圧と第2入力端子In2とは、スイッチRef_DC_SWを介してベリファイ動作のための参照セルRef_Cellに接続される。スイッチRef_DC_SWは制御信号Ref_DC_J、Re_DC_Kがそれぞれ供給されるPチャンネルMOSトランジスタQ7、Q8を含み、ベリファイ動作のための参照セルRef_Cellはベリファイ設定電圧Vgs_Ref_Cellが供給されるNチャンネルMOSトランジスタQ9によって構成されている。参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9のゲートに供給されるベリファイ設定電圧Vgs_Ref_Cellの電圧レベルは、参照セル制御回路Ref_Cell_Cntによって設定される。   The voltage of the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 26 are connected to the reference cell Ref_Cell for the verify operation via the switch Ref_DC_SW. The switch Ref_DC_SW includes P-channel MOS transistors Q7 and Q8 to which control signals Ref_DC_J and Re_DC_K are supplied, respectively, and the reference cell Ref_Cell for the verify operation is configured by an N-channel MOS transistor Q9 to which a verify setting voltage Vgs_Ref_Cell is supplied. . The voltage level of the verify setting voltage Vgs_Ref_Cell supplied to the gate of the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell is set by the reference cell control circuit Ref_Cell_Cnt.

参照セル制御回路Ref_Cell_Cntは、参照制御レジスタCnt_Regと、参照電圧設定トリミング電圧Vtrimが供給されるNチャンネルMOSトランジスタQ12とを含んでいる。このNチャンネルMOSトランジスタQ12のドレインと電源電圧Vccとの間には、PチャンネルMOSトランジスタQ10、Q11、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18により構成されているカレントミラー回路が接続されている。参照電圧設定トリミング電圧Vtrimが供給されるNチャンネルMOSトランジスタQ12のドレイン電流は、カレントミラー回路の入力トランジスタQ10、Q11に流れる。カレントミラー回路の入力トランジスタQ10、Q11に流れるカレントミラー入力電流に比例するカレントミラー出力電流がカレントミラー回路の出力トランジスタQ13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18に流れることが可能である。   The reference cell control circuit Ref_Cell_Cnt includes a reference control register Cnt_Reg and an N-channel MOS transistor Q12 to which a reference voltage setting trimming voltage Vtrim is supplied. A current mirror circuit constituted by P channel MOS transistors Q10, Q11, Q13, Q14, Q15, Q16, Q17, Q18 is connected between the drain of the N channel MOS transistor Q12 and the power supply voltage Vcc. . The drain current of the N-channel MOS transistor Q12 to which the reference voltage setting trimming voltage Vtrim is supplied flows to the input transistors Q10 and Q11 of the current mirror circuit. A current mirror output current proportional to the current mirror input current flowing through the input transistors Q10 and Q11 of the current mirror circuit can flow through the output transistors Q13, Q14, Q15, Q16, Q17 and Q18 of the current mirror circuit.

カレントミラー回路のカレントミラー出力電流が負荷としてのNチャンネルMOSトランジスタQ19に供給されることによって、負荷MOSトランジスタQ19の両端の間からベリファイ設定電圧Vgs_Ref_Cellが生成される。参照制御レジスタCnt_Regの出力データD0、D1が“11”、“10”、“01”、“00”と順次変化すると、ベリファイ設定電圧Vgs_Ref_Cellの電圧レベルは順次増加する。それに応答して、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9のドレイン・ソース経路に流れるベリファイ参照電流の電流レベルも、順次増加することが可能である。   By supplying the current mirror output current of the current mirror circuit to the N-channel MOS transistor Q19 as a load, a verify setting voltage Vgs_Ref_Cell is generated between both ends of the load MOS transistor Q19. When the output data D0 and D1 of the reference control register Cnt_Reg change sequentially as “11”, “10”, “01”, and “00”, the voltage level of the verify setting voltage Vgs_Ref_Cell increases sequentially. In response to this, the current level of the verify reference current flowing in the drain / source path of the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell can also increase sequentially.

データフラッシュDFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22の一方の第1の不揮発性メモリアレー21で、1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル) の一方のメモリセルMC1(ポジセル)の書き込みベリファイ動作が行われる。一方のメモリセルMC1(ポジセル)での書き込みが不十分な時には、一方のメモリセルMC1(ポジセル)のしきい値電圧(Vth)は比較的低くなっている。従って、一方の第1の不揮発性メモリアレー21での一方のメモリセルMC1(ポジセル)のセル電流は参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9のベリファイ参照電流よりも大きくなっている。この時には、スイッチRef_DC_SWでは制御信号Ref_DC_Jがハイレベル“1”、制御信号Re_DC_Kがローレベル“0”とされ、PチャンネルMOSトランジスタQ7はオフ状態、PチャンネルMOSトランジスタQ8はオン状態とされている。従って、センス・アンプ26の第1入力端子In1の寄生容量C1はプリチャージ電圧レベルからメモリセルMC1(ポジセル)の大きなセル電流によって放電され、センス・アンプ26の第2入力端子In2の寄生容量C2はプリチャージ電圧レベルから参照セルRef_Cellの小さなベリファイ参照電流によって放電される。すると、センス・アンプ26の第1入力端子In1の電位は第2入力端子In2の電位よりも低下して、センス・アンプ26の出力から入力電位差に対応するベリファイ未完了出力信号が生成される。   Two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) constituting one twin cell in one of the first and second nonvolatile memory arrays 21 and 22 of the data flash DFL. ) Of the memory cell MC1 (positive cell) is performed. When writing in one memory cell MC1 (positive cell) is insufficient, the threshold voltage (Vth) of one memory cell MC1 (positive cell) is relatively low. Therefore, the cell current of one memory cell MC1 (positive cell) in one first nonvolatile memory array 21 is larger than the verify reference current of the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell. At this time, in the switch Ref_DC_SW, the control signal Ref_DC_J is set to the high level “1”, the control signal Re_DC_K is set to the low level “0”, the P channel MOS transistor Q7 is turned off, and the P channel MOS transistor Q8 is turned on. Therefore, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 of the sense amplifier 26 is discharged by the large cell current of the memory cell MC1 (positive cell) from the precharge voltage level, and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 26. Are discharged from the precharge voltage level by a small verify reference current of the reference cell Ref_Cell. Then, the potential of the first input terminal In1 of the sense amplifier 26 is lower than the potential of the second input terminal In2, and an unverified output signal corresponding to the input potential difference is generated from the output of the sense amplifier 26.

すると、一方のメモリセルMC1(ポジセル)に次の書き込みパルスが再度印加され、一方のメモリセルMC1(ポジセル)のしきい値電圧(Vth)が上昇する。一方のメモリセルMC1(ポジセル)での書き込みが十分なレベルとなると、一方のメモリセルMC1(ポジセル)のしきい値電圧(Vth)は十分高くなっている。従って、センス・アンプ26の第1入力端子In1の寄生容量C1はプリチャージ電圧レベルからメモリセルMC1(ポジセル)の小さなセル電流によって放電され、センス・アンプ26の第2入力端子In2の寄生容量C2はプリチャージ電圧レベルから参照セルRef_Cellの大きなベリファイ参照電流によって放電される。すると、センス・アンプ26の第2入力端子In2の電位は第1入力端子In1の電位よりも低下して、センス・アンプ26の出力から入力電位差に対応するベリファイ完了出力信号が生成される。   Then, the next write pulse is applied again to one memory cell MC1 (positive cell), and the threshold voltage (Vth) of one memory cell MC1 (positive cell) rises. When writing in one memory cell MC1 (positive cell) reaches a sufficient level, the threshold voltage (Vth) of one memory cell MC1 (positive cell) is sufficiently high. Accordingly, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 of the sense amplifier 26 is discharged by the small cell current of the memory cell MC1 (positive cell) from the precharge voltage level, and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 26 is detected. Are discharged from the precharge voltage level by a large verify reference current of the reference cell Ref_Cell. Then, the potential of the second input terminal In2 of the sense amplifier 26 is lower than the potential of the first input terminal In1, and a verify completion output signal corresponding to the input potential difference is generated from the output of the sense amplifier 26.

《プログラムフラッシュでのベリファイ動作》
図8は、図3のプログラムフラッシュPFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32のいずれか一方の不揮発性メモリセルMC0の通常読み出し動作と書き込みベリファイ動作と消去ベリファイ動作を具体的に行うためのプログラムフラッシュPFLの構成を示す図である。
<Verify operation with program flash>
FIG. 8 specifically shows the normal read operation, write verify operation and erase verify operation of one of the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL of FIG. It is a figure which shows the structure of the program flash PFL for performing.

図8で、センス・アンプ36の第1入力端子In1の寄生容量C1と第2入力端子In2の寄生容量C2とは、プリチャージ期間にプリチャージ回路PCによってプリチャージ電圧Vpcにプリチャージされることができる。プリチャージ回路PCは、トランジスタQ5、トランジスタQ6、トランジスタQsによって構成されている。トランジスタQ5はプリチャージ電圧Vpcをセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給するものであり、トランジスタQ6はプリチャージ電圧Vpcをセンス・アンプ36の第2入力端子In2に供給するものである。また、トランジスタQsは、センス・アンプ36の第1入力端子In1の電圧と第2入力端子In2の電圧とをイコライズするものである。またプリチャージ回路PCのトランジスタQ5、Q6、Qsは、プリチャージ制御信号PC_Cntが供給されるPチャンネルMOSトランジスタである。   In FIG. 8, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 are precharged to the precharge voltage Vpc by the precharge circuit PC during the precharge period. Can do. The precharge circuit PC includes a transistor Q5, a transistor Q6, and a transistor Qs. The transistor Q5 supplies the precharge voltage Vpc to the first input terminal In1 of the sense amplifier 36, and the transistor Q6 supplies the precharge voltage Vpc to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36. The transistor Qs equalizes the voltage at the first input terminal In1 and the voltage at the second input terminal In2 of the sense amplifier 36. The transistors Q5, Q6, and Qs of the precharge circuit PC are P channel MOS transistors to which a precharge control signal PC_Cnt is supplied.

センス・アンプ36の第1入力端子In1の電圧と第2入力端子In2とは、スイッチRef_DC_SWを介して通常読み出し動作と書き込みおよび書き込みのベリファイ動作のための参照セルRef_Cellに接続される。スイッチRef_DC_SWは制御信号Ref_DC_J、Re_DC_Kがそれぞれ供給されるPチャンネルMOSトランジスタQ7、Q8を含み、参照セルRef_Cellはベリファイ設定電圧Vgs_Ref_Cellが供給されるNチャンネルMOSトランジスタQ9によって構成されている。参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9のゲートに供給される設定電圧Vgs_Ref_Cellの電圧レベルは、参照セル制御回路Ref_Cell_Cntによって設定される。   The voltage of the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 are connected to a reference cell Ref_Cell for normal read operation and write / write verify operation via a switch Ref_DC_SW. The switch Ref_DC_SW includes P-channel MOS transistors Q7 and Q8 supplied with control signals Ref_DC_J and Re_DC_K, respectively, and the reference cell Ref_Cell is formed of an N-channel MOS transistor Q9 supplied with a verify setting voltage Vgs_Ref_Cell. The voltage level of the set voltage Vgs_Ref_Cell supplied to the gate of the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell is set by the reference cell control circuit Ref_Cell_Cnt.

参照セル制御回路Ref_Cell_Cntは、参照制御レジスタCnt_Regと、参照電圧設定トリミング電圧Vtrimが供給されるNチャンネルMOSトランジスタQ12とを含んでいる。このNチャンネルMOSトランジスタQ12のドレインと電源電圧Vccとの間には、PチャンネルMOSトランジスタQ10、Q11、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18により構成されているカレントミラー回路が接続されている。参照電圧設定トリミング電圧Vtrimが供給されるNチャンネルMOSトランジスタQ12のドレイン電流は、カレントミラー回路の入力トランジスタQ10、Q11に流れる。カレントミラー回路の入力トランジスタQ10、Q11に流れるカレントミラー入力電流に比例するカレントミラー出力電流がカレントミラー回路の出力トランジスタQ13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18に流れることが可能である。   The reference cell control circuit Ref_Cell_Cnt includes a reference control register Cnt_Reg and an N-channel MOS transistor Q12 to which a reference voltage setting trimming voltage Vtrim is supplied. A current mirror circuit constituted by P channel MOS transistors Q10, Q11, Q13, Q14, Q15, Q16, Q17, Q18 is connected between the drain of the N channel MOS transistor Q12 and the power supply voltage Vcc. . The drain current of the N-channel MOS transistor Q12 to which the reference voltage setting trimming voltage Vtrim is supplied flows to the input transistors Q10 and Q11 of the current mirror circuit. A current mirror output current proportional to the current mirror input current flowing through the input transistors Q10 and Q11 of the current mirror circuit can flow through the output transistors Q13, Q14, Q15, Q16, Q17 and Q18 of the current mirror circuit.

カレントミラー回路のカレントミラー出力電流が負荷としてのNチャンネルMOSトランジスタQ19に供給されることによって、負荷MOSトランジスタQ19の両端の間から設定電圧Vgs_Ref_Cellが生成される。参照制御レジスタCnt_Regの出力データD0、D1が“11”、“10”、“01”、“00”と順次変化すると、設定電圧Vgs_Ref_Cellの電圧レベルは順次増加する。それに応答して、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9のドレイン・ソース経路に流れる参照電流の電流レベルも、順次増加することが可能である。   By supplying the current mirror output current of the current mirror circuit to the N-channel MOS transistor Q19 as a load, a set voltage Vgs_Ref_Cell is generated between both ends of the load MOS transistor Q19. When the output data D0, D1 of the reference control register Cnt_Reg sequentially change to “11”, “10”, “01”, “00”, the voltage level of the set voltage Vgs_Ref_Cell increases sequentially. In response to this, the current level of the reference current flowing in the drain / source path of the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell can also increase sequentially.

プログラムフラッシュPFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32の一方の第1の不揮発性メモリアレー31で不揮発性メモリセルMC0の通常読み出し動作が行われる。不揮発性メモリセルMC0の記憶状態は、図6(A)のデータ“1”の消去状態、図6(B)のデータ“0”の書き込み状態のいずれかとなる。従って、この通常読み出し動作の場合の参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9の通常読み出し参照電流のレベルは、図6(A)のデータ“1”の消去状態に対応する低しきい値電圧と図6(B)のデータ“0”の書き込み状態に対応する高しきい値電圧との略中間のしきい値電圧に対応するものとなる。   A normal read operation of the nonvolatile memory cell MC0 is performed in one of the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL. The storage state of the nonvolatile memory cell MC0 is either the erase state of data “1” in FIG. 6A or the write state of data “0” in FIG. Therefore, the level of the normal read reference current of the N channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell in this normal read operation is the low threshold voltage corresponding to the erased state of the data “1” in FIG. This corresponds to a threshold voltage substantially in the middle of the high threshold voltage corresponding to the writing state of data “0” of 6 (B).

一方の第1の不揮発性メモリアレー31で不揮発性メモリセルMC0の記憶状態が図6(A)のデータ“1”の消去状態であれば、不揮発性メモリセルMC0のセル電流は参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9の読み出し参照電流よりも大きくなっている。この時には、スイッチRef_DC_SWでは制御信号Ref_DC_Jがハイレベル“1”、制御信号Re_DC_Kがローレベル“0”とされ、PチャンネルMOSトランジスタQ7はオフ状態、PチャンネルMOSトランジスタQ8はオン状態とされている。従って、センス・アンプ36の第1入力端子In1の寄生容量C1はプリチャージ電圧レベルから不揮発性メモリセルMC0の大きなセル電流によって放電され、センス・アンプ36の第2入力端子In2の寄生容量C2はプリチャージ電圧レベルから参照セルRef_Cellの中間的な参照電流によって放電される。すると、センス・アンプ36の第1入力端子In1の電位は第2入力端子In2の電位よりも低下して、センス・アンプ36の出力から図6(A)のデータ“1”の消去状態に対応する出力信号が生成される。   If the storage state of the nonvolatile memory cell MC0 in the first nonvolatile memory array 31 is the erased state of the data “1” in FIG. 6A, the cell current of the nonvolatile memory cell MC0 is equal to that of the reference cell Ref_Cell. It is larger than the read reference current of the N-channel MOS transistor Q9. At this time, in the switch Ref_DC_SW, the control signal Ref_DC_J is set to the high level “1”, the control signal Re_DC_K is set to the low level “0”, the P channel MOS transistor Q7 is turned off, and the P channel MOS transistor Q8 is turned on. Therefore, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 is discharged by the large cell current of the nonvolatile memory cell MC0 from the precharge voltage level, and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 is It is discharged from the precharge voltage level by an intermediate reference current of the reference cell Ref_Cell. Then, the potential of the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 is lower than the potential of the second input terminal In2, and corresponds to the erase state of the data “1” in FIG. 6A from the output of the sense amplifier 36. An output signal is generated.

一方の第1の不揮発性メモリアレー31で不揮発性メモリセルMC0の記憶状態が図6(B)のデータ“0”の書き込み状態であれば、不揮発性メモリセルMC0のセル電流は参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9の読み出し参照電流よりも小さくなっている。この時には、スイッチRef_DC_SWでは制御信号Ref_DC_Jがハイレベル“1”、制御信号Re_DC_Kがローレベル“0”とされ、PチャンネルMOSトランジスタQ7はオフ状態、PチャンネルMOSトランジスタQ8はオン状態とされている。従って、センス・アンプ36の第1入力端子In1の寄生容量C1はプリチャージ電圧レベルから不揮発性メモリセルMC0の小さなセル電流によって放電され、センス・アンプ36の第2入力端子In2の寄生容量C2はプリチャージ電圧レベルから参照セルRef_Cellの中間的な参照電流によって放電される。すると、センス・アンプ36の第2入力端子In2の電位は第1入力端子In1の電位よりも低下して、センス・アンプ36の出力から図6(B)のデータ“0”の書き込み状態に対応する出力信号が生成される。   If the storage state of the nonvolatile memory cell MC0 in the first nonvolatile memory array 31 is the data “0” write state of FIG. 6B, the cell current of the nonvolatile memory cell MC0 is the current of the reference cell Ref_Cell. It is smaller than the read reference current of the N channel MOS transistor Q9. At this time, in the switch Ref_DC_SW, the control signal Ref_DC_J is set to the high level “1”, the control signal Re_DC_K is set to the low level “0”, the P channel MOS transistor Q7 is turned off, and the P channel MOS transistor Q8 is turned on. Therefore, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 is discharged by the small cell current of the nonvolatile memory cell MC0 from the precharge voltage level, and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 is It is discharged from the precharge voltage level by an intermediate reference current of the reference cell Ref_Cell. Then, the potential of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 is lower than the potential of the first input terminal In1, and corresponds to the write state of the data “0” in FIG. 6B from the output of the sense amplifier 36. An output signal is generated.

プログラムフラッシュPFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32の一方の第1の不揮発性メモリアレー31で不揮発性メモリセルMC0の書き込みベリファイ動作が行われる。不揮発性メモリセルMC0での書き込みが不十分な時には、不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)は比較的低くなっている。従って、一方の第1の不揮発性メモリアレー31での不揮発性メモリセルMC0のセル電流は参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9のベリファイ参照電流よりも大きくなっている。この時には、スイッチRef_DC_SWでは制御信号Ref_DC_Jがハイレベル“1”、制御信号Re_DC_Kがローレベル“0”とされ、PチャンネルMOSトランジスタQ7はオフ状態、PチャンネルMOSトランジスタQ8はオン状態とされている。従って、センス・アンプ36の第1入力端子In1の寄生容量C1はプリチャージ電圧レベルから不揮発性メモリセルMC0の大きなセル電流によって放電され、センス・アンプ36の第2入力端子In2の寄生容量C2はプリチャージ電圧レベルから参照セルRef_Cellの小さなベリファイ参照電流によって放電される。すると、センス・アンプ36の第1入力端子In1の電位は第2入力端子In2の電位よりも低下して、センス・アンプ36の出力から入力電位差に対応するベリファイ未完了出力信号が生成される。   The write verify operation of the nonvolatile memory cell MC0 is performed in one first nonvolatile memory array 31 of the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL. When writing in the nonvolatile memory cell MC0 is insufficient, the threshold voltage (Vth) of the nonvolatile memory cell MC0 is relatively low. Therefore, the cell current of the nonvolatile memory cell MC0 in one of the first nonvolatile memory arrays 31 is larger than the verify reference current of the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell. At this time, in the switch Ref_DC_SW, the control signal Ref_DC_J is set to the high level “1”, the control signal Re_DC_K is set to the low level “0”, the P channel MOS transistor Q7 is turned off, and the P channel MOS transistor Q8 is turned on. Therefore, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 is discharged by the large cell current of the nonvolatile memory cell MC0 from the precharge voltage level, and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 is It is discharged from the precharge voltage level by a small verify reference current of the reference cell Ref_Cell. Then, the potential of the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 is lower than the potential of the second input terminal In2, and an unverified output signal corresponding to the input potential difference is generated from the output of the sense amplifier 36.

すると、不揮発性メモリセルMC0に次の書き込みパルスが再度印加され、不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)が上昇する。不揮発性メモリセルMC0での書き込みが十分なレベルとなると、不揮発性メモリセルMC0のしきい値電圧(Vth)は十分高くなっている。従って、センス・アンプ36の第1入力端子In1の寄生容量C1はプリチャージ電圧レベルから不揮発性メモリセルMC0の小さなセル電流によって放電されて、センス・アンプ36の第2入力端子In2の寄生容量C2はプリチャージ電圧レベルから参照セルRef_Cellの大きなベリファイ参照電流によって放電される。すると、センス・アンプ36の第2入力端子In2の電位は第1入力端子In1の電位よりも低下して、センス・アンプ36の出力から入力電位差に対応するベリファイ完了出力信号が生成される。   Then, the next write pulse is applied again to the nonvolatile memory cell MC0, and the threshold voltage (Vth) of the nonvolatile memory cell MC0 increases. When writing in the nonvolatile memory cell MC0 becomes a sufficient level, the threshold voltage (Vth) of the nonvolatile memory cell MC0 is sufficiently high. Accordingly, the parasitic capacitance C1 of the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 is discharged by the small cell current of the nonvolatile memory cell MC0 from the precharge voltage level, and the parasitic capacitance C2 of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 is obtained. Are discharged from the precharge voltage level by a large verify reference current of the reference cell Ref_Cell. Then, the potential of the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 is lower than the potential of the first input terminal In1, and a verify completion output signal corresponding to the input potential difference is generated from the output of the sense amplifier 36.

《データフラッシュでの通常データ読み出しの詳細》
図9は、図2のデータフラッシュDFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22で1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)から通常相補データ読み出す動作をより詳細に示す図である。
<Details of normal data reading with data flash>
FIG. 9 shows normal complementary data from two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) that constitute one twin cell by the first and second nonvolatile memory arrays 21 and 22 of the data flash DFL of FIG. It is a figure which shows the read-out operation | movement in detail.

図9では、第1の不揮発性メモリアレー21に接続された第1の列セレクタ24には第3の列セレクタ241が接続され、第2の不揮発性メモリアレー22に接続された第2の列セレクタ25には第4の列セレクタ251が接続されている。第3の列セレクタ241は第1の列セレクタ24の複数の出力端子とセンス・アンプ26の第1入力端子In1、第2入力端子In2との間に接続され、第4の列セレクタ251は第2の列セレクタ25の複数の出力端子とセンス・アンプ26の第1入力端子In1、第2入力端子In2との間に接続されている。   In FIG. 9, a third column selector 241 is connected to the first column selector 24 connected to the first nonvolatile memory array 21, and a second column connected to the second nonvolatile memory array 22. A fourth column selector 251 is connected to the selector 25. The third column selector 241 is connected between the plurality of output terminals of the first column selector 24 and the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 26, and the fourth column selector 251 is the first column selector 251. The second column selector 25 is connected between the plurality of output terminals and the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 26.

第3の列セレクタ241と第4の列セレクタ251との間には図7、図8に示したプリチャージ回路PCとスイッチRef_DC_SWとが配置されて、プリチャージ回路PCとスイッチRef_DC_SWとはセンス・アンプ26の第1入力端子In1、第2入力端子In2に接続されている。また、スイッチRef_DC_SWには、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9が接続されている。   The precharge circuit PC and the switch Ref_DC_SW shown in FIG. 7 and FIG. 8 are arranged between the third column selector 241 and the fourth column selector 251, and the precharge circuit PC and the switch Ref_DC_SW are sensed. The amplifier 26 is connected to the first input terminal In1 and the second input terminal In2. The switch Ref_DC_SW is connected to the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell.

第1の列セレクタ24には8ビットの第1の列アドレス信号YRA_J<0>〜<7>が供給され、第2の列セレクタ25には8ビットの第2の列アドレス信号YRA_K<0>〜<7>が供給される。第3の列セレクタ241には4ビットの第3の列アドレス信号YRB_J<0>〜<3>が供給され、第4の列セレクタ251には4ビットの第4の列アドレス信号YRB_K<0>〜<3>が供給される。   The first column selector 24 is supplied with 8-bit first column address signals YRA_J <0> to <7>, and the second column selector 25 is supplied with an 8-bit second column address signal YRA_K <0>. ~ <7> are supplied. The third column selector 241 is supplied with 4-bit third column address signals YRB_J <0> to <3>, and the fourth column selector 251 is supplied with a 4-bit fourth column address signal YRB_K <0>. ~ <3> are supplied.

例えば、図9に示すデータフラッシュの通常データ読み出しでは、第1の不揮発性メモリアレー21の不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)からの読み出しデータはサブビット線SBLJ<0>と第1の列セレクタ24と第3の列セレクタ241のトランジスタQ20とを介してセンス・アンプ26の第1入力端子In1に供給される。これと平行して、第1の不揮発性メモリアレー21の不揮発性メモリセルMC2(ネガセル)からの読み出しデータはサブビット線SBLJ<8>と第1の列セレクタ24と第3の列セレクタ241のトランジスタQ21とを介してセンス・アンプ26の第2入力端子In2に供給される。   For example, in the normal data read of the data flash shown in FIG. 9, the read data from the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell) of the first nonvolatile memory array 21 is transmitted from the sub bit line SBLJ <0> and the first column selector 24. The voltage is supplied to the first input terminal In1 of the sense amplifier 26 via the transistor Q20 of the third column selector 241. In parallel with this, the read data from the nonvolatile memory cell MC2 (negative cell) of the first nonvolatile memory array 21 is the transistor of the sub bit line SBLJ <8>, the first column selector 24, and the third column selector 241. This is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 26 via Q21.

このようにして、第1の不揮発性メモリアレー21の2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)からの通常相補読み出しデータは、差動増幅型センス・アンプであるセンス・アンプ26によって読み出すことが可能である。通常データ読み出しで図9のデータフラッシュDFLからセンス・アンプ26によって読み出されたデータは、図1のMCU1で読み出し専用の高速アクセスポート(HACSP)と高速バス(HBUS)とを介してCPU2に供給されることができる。尚、このセンス・アンプ26による2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)からの相補読み出しを可能とする第1の列アドレス信号YRA_J<0>〜<7>と第3の列アドレス信号YRB_J<0>〜<3>とが、図2に示した列デコーダ(YDEC)23から生成される。列デコーダ(YDEC)23からのこのようなアドレス信号は、図1のMCU1のCPU2からの読み出し要求に応答してフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLへの読み出しコマンドに従って生成されるものである。   In this way, the normal complementary read data from the two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) of the first nonvolatile memory array 21 is sense amplifier 26 which is a differential amplification type sense amplifier. Can be read. The data read by the sense amplifier 26 from the data flash DFL in FIG. 9 in normal data read is supplied to the CPU 2 via the read-only high-speed access port (HACSP) and high-speed bus (HBUS) in the MCU 1 in FIG. Can be done. The first column address signals YRA_J <0> to <7> and the third column that enable complementary reading from the two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) by the sense amplifier 26. Address signals YRB_J <0> to <3> are generated from the column decoder (YDEC) 23 shown in FIG. Such an address signal from the column decoder (YDEC) 23 is generated according to a read command to the data flash DFL of the flash memory module 6 in response to a read request from the CPU 2 of the MCU 1 in FIG.

《データフラッシュでのベリファイ読み出しの詳細》
図10は、図2のデータフラッシュDFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー21、22で1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)、MC2(ネガセル)の一方からベリファイ読み出しを行う動作をより詳細に示す図である。
<< Details of verify read in data flash >>
FIG. 10 shows a verification from one of two nonvolatile memory cells MC1 (positive cell) and MC2 (negative cell) that constitute one twin cell by the first and second nonvolatile memory arrays 21 and 22 of the data flash DFL of FIG. It is a figure which shows the operation | movement which performs reading in detail.

図1のMCU1においてCPU2からの書き込み要求や消去要求に関係して、フラッシュシーケンサ7によるフラッシュメモリモジュール6のデータフラッシュDFLの不揮発性メモリの書き込み動作や消去動作に関係するベリファイ動作のための書き込みや消去のベリファイ読み出しが行われなければならない。   In the MCU 1 of FIG. 1, a write operation for a verify operation related to a write operation or an erase operation of the data flash DFL of the data flash DFL of the flash memory module 6 by the flash sequencer 7 in relation to a write request or an erase request from the CPU 2. An erase verify read must be performed.

このベリファイ読み出しでは、例えば図10では、第1の不揮発性メモリアレー21の不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)からのベリファイ読み出しデータはサブビット線SBLJ<0>と第1の列セレクタ24と第3の列セレクタ241のトランジスタQ20とを介してセンス・アンプ26の第1入力端子In1に供給される。これと平行して、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9からのベリファイ参照レベルは、スイッチRef_DC_SWのトランジスタQ8を介してセンス・アンプ26の第2入力端子In2に供給される。   In this verify read, for example, in FIG. 10, the verify read data from the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell) of the first nonvolatile memory array 21 is the sub bit line SBLJ <0>, the first column selector 24, and the third column selector 24. The signal is supplied to the first input terminal In1 of the sense amplifier 26 via the transistor Q20 of the column selector 241. In parallel with this, the verify reference level from the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 26 via the transistor Q8 of the switch Ref_DC_SW.

このようにして、第1の不揮発性メモリアレー21の不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)からのベリファイ読み出しデータと参照セルRef_Cellからのベリファイ参照レベルとは、差動増幅型センス・アンプであるセンス・アンプ26によって比較されることが可能である。センス・アンプ26による比較ベリファイで書き込みや消去が不十分と判定されると、第1の不揮発性メモリアレー21の不揮発性メモリセルMC1(ポジセル)に次の書き込みパルスや消去パルスが再度印加された後、上記と同様なベリファイ動作が実行される。センス・アンプ26による比較ベリファイで書き込みや消去が十分と判定されるまで、書き込みパルスや消去パルスの印加とベリファイ動作とが反復される。   In this way, the verify read data from the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell) of the first nonvolatile memory array 21 and the verify reference level from the reference cell Ref_Cell are sense amplifiers that are differential amplification type sense amplifiers. It can be compared by the amplifier 26. When it is determined that the writing or erasing is insufficient by the comparison verification by the sense amplifier 26, the next writing pulse or erasing pulse is applied again to the nonvolatile memory cell MC1 (positive cell) of the first nonvolatile memory array 21. Thereafter, a verify operation similar to the above is performed. The application of the write pulse and the erase pulse and the verify operation are repeated until it is determined that the write or erase is sufficient by the comparison verification by the sense amplifier 26.

《プログラムフラッシュでの通常データ読み出しの詳細》
図11は、図3のプログラムフラッシュPFLの第1と第2の不揮発性メモリアレー31、32で1つの不揮発性メモリセルMC0から通常データ読み出す動作をより詳細に示す図である。
<< Details of reading normal data with program flash >>
FIG. 11 is a diagram showing in more detail the operation of reading normal data from one nonvolatile memory cell MC0 by the first and second nonvolatile memory arrays 31 and 32 of the program flash PFL of FIG.

図11に示すプログラムフラッシュPFLは、図9に示したデータフラッシュDFLの構成と極めて類似している。すなわち、図11では、第1の不揮発性メモリアレー31に接続された第1の列セレクタ34には第3の列セレクタ341が接続され、第2の不揮発性メモリアレー32に接続された第2の列セレクタ35には第4の列セレクタ351が接続されている。第3の列セレクタ341は第1の列セレクタ34の複数の出力端子とセンス・アンプ36の第1入力端子In1、第2入力端子In2との間に接続され、第4の列セレクタ351は第2の列セレクタ35の複数の出力端子とセンス・アンプ36の第1入力端子In1、第2入力端子In2との間に接続されている。   The program flash PFL shown in FIG. 11 is very similar to the configuration of the data flash DFL shown in FIG. That is, in FIG. 11, the third column selector 341 is connected to the first column selector 34 connected to the first nonvolatile memory array 31, and the second column selector 341 connected to the second nonvolatile memory array 32 is connected. A fourth column selector 351 is connected to the column selector 35. The third column selector 341 is connected between the plurality of output terminals of the first column selector 34 and the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 36, and the fourth column selector 351 is the first column selector 351. The plurality of output terminals of the second column selector 35 are connected between the first input terminal In1 and the second input terminal In2 of the sense amplifier 36.

第3の列セレクタ341と第4の列セレクタ351との間には図7、図8に示したプリチャージ回路PCとスイッチRef_DC_SWとが配置されて、プリチャージ回路PCとスイッチRef_DC_SWとはセンス・アンプ36の第1入力端子In1、第2入力端子In2に接続されている。また、スイッチRef_DC_SWには、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9が接続されている。   The precharge circuit PC and the switch Ref_DC_SW shown in FIGS. 7 and 8 are arranged between the third column selector 341 and the fourth column selector 351, and the precharge circuit PC and the switch Ref_DC_SW are sense The amplifier 36 is connected to the first input terminal In1 and the second input terminal In2. The switch Ref_DC_SW is connected to the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell.

第1の列セレクタ34には8ビットの第1の列アドレス信号YRA_J<0>〜<7>が供給され、第2の列セレクタ35には8ビットの第2の列アドレス信号YRA_K<0>〜<7>が供給される。第3の列セレクタ341には4ビットの第3の列アドレス信号YRB_J<0>〜<3>が供給され、第4の列セレクタ351には4ビットの第4の列アドレス信号YRB_K<0>〜<3>が供給される。   The first column selector 34 is supplied with 8-bit first column address signals YRA_J <0> to <7>, and the second column selector 35 is supplied with an 8-bit second column address signal YRA_K <0>. ~ <7> are supplied. The third column selector 341 is supplied with 4-bit third column address signals YRB_J <0> to <3>, and the fourth column selector 351 is provided with a 4-bit fourth column address signal YRB_K <0>. ~ <3> are supplied.

例えば、図11に示すプログラムフラッシュの通常データ読み出しでは、第1の不揮発性メモリアレー31の不揮発性メモリセルMC0からの読み出しデータはサブビット線SBLJ<0>と第1の列セレクタ34と第3の列セレクタ341のトランジスタQ20とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと平行して、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9からの通常データ読み出し参照レベルは、スイッチRef_DC_SWのトランジスタQ8を介してセンス・アンプ36の第2入力端子In2に供給される。   For example, in the normal data read of the program flash shown in FIG. 11, the read data from the nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is the sub bit line SBLJ <0>, the first column selector 34, and the third column selector 34. The signal is supplied to the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 via the transistor Q20 of the column selector 341. In parallel with this, the normal data read reference level from the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 via the transistor Q8 of the switch Ref_DC_SW.

このようにして、第1の不揮発性メモリアレー31の不揮発性メモリセルMC0からの通常読み出しデータは、参照セルRef_Cellからの通常データ読み出し参照レベルを参照して差動増幅型センス・アンプであるセンス・アンプ36によって読み出すことが可能である。通常データ読み出しで図11のプログラムフラッシュPFLからセンス・アンプ36によって読み出されたプログラムデータは、図1のMCU1で読み出し専用の高速アクセスポート(HACSP)と高速バス(HBUS)とを介してCPU2に供給されることができる。尚、このセンス・アンプ36による不揮発性メモリセルMC0からの相補読み出しを可能とする第1の列アドレス信号YRA_J<0>〜<7>と第3の列アドレス信号YRB_J<0>〜<3>とが、図2に示した列デコーダ(YDEC)23から生成される。列デコーダ(YDEC)23からのこのようなアドレス信号は、図1のMCU1のCPU2からの読み出し要求に関係してフラッシュメモリモジュール6のプログラムフラッシュPFLへの読み出しコマンドに従って生成されるものである。   In this way, the normal read data from the nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is sensed as a differential amplification type sense amplifier with reference to the normal data read reference level from the reference cell Ref_Cell. It can be read by the amplifier 36. The program data read by the sense amplifier 36 from the program flash PFL in FIG. 11 in the normal data read is sent to the CPU 2 via the read-only high-speed access port (HACSP) and the high-speed bus (HBUS) in the MCU 1 in FIG. Can be supplied. Note that the first column address signals YRA_J <0> to <7> and the third column address signals YRB_J <0> to <3> that enable complementary reading from the nonvolatile memory cell MC0 by the sense amplifier 36. Are generated from the column decoder (YDEC) 23 shown in FIG. Such an address signal from the column decoder (YDEC) 23 is generated according to a read command to the program flash PFL of the flash memory module 6 in relation to a read request from the CPU 2 of the MCU 1 in FIG.

プログラムフラッシュPFLでの書き込みや消去のベリファイ読み出しも上述した不揮発性メモリセルMC0からの通常データ読み出し動作と略同様に実行されることができる。すなわち、この書き込みや消去のベリファイ読み出し動作の間では、第1の不揮発性メモリアレー31の不揮発性メモリセルMC0からの書き込みや消去のベリファイ読み出しデータは、サブビット線SBLJ<0>と第1の列セレクタ34と第3の列セレクタ341のトランジスタQ20とを介してセンス・アンプ36の第1入力端子In1に供給される。これと平行して、参照セルRef_CellのNチャンネルMOSトランジスタQ9からの書き込みや消去のベリファイ参照レベルは、スイッチRef_DC_SWのトランジスタQ8を介してセンス・アンプ36の第2入力端子In2に供給される。センス・アンプ36による比較ベリファイで書き込みや消去が不十分と判定されると、第1の不揮発性メモリアレー31の不揮発性メモリセルMC0に次の書き込みパルスや消去パルスが再度印加されて、上記と同様なベリファイ動作が実行される。センス・アンプ36による比較ベリファイで書き込みや消去が十分と判定されるまで、書き込みパルスや消去パルスの印加とベリファイ動作とが反復される。   The verify read for writing and erasing in the program flash PFL can be performed in substantially the same manner as the normal data reading operation from the nonvolatile memory cell MC0 described above. That is, during the write / erase verify read operation, the write / erase verify read data from the nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31 is the sub-bit line SBLJ <0> and the first column. The signal is supplied to the first input terminal In1 of the sense amplifier 36 through the selector 34 and the transistor Q20 of the third column selector 341. In parallel with this, the verify reference level for writing and erasing from the N-channel MOS transistor Q9 of the reference cell Ref_Cell is supplied to the second input terminal In2 of the sense amplifier 36 via the transistor Q8 of the switch Ref_DC_SW. If it is determined by the comparison verifying by the sense amplifier 36 that the writing or erasing is insufficient, the next writing pulse or erasing pulse is applied again to the nonvolatile memory cell MC0 of the first nonvolatile memory array 31, and A similar verify operation is performed. The application of the write pulse and the erase pulse and the verify operation are repeated until it is determined that the write or erase is sufficient by the comparison verification by the sense amplifier 36.

《データフラッシュとプログラムフラッシュとのパーティション》
上述したように、図11に示すプログラムフラッシュPFLは、図9に示したデータフラッシュDFLの構成と極めて類似している。従って、本発明の1つの好適な実施の形態では、図1のMCU1のフラッシュメモリモジュール6の内部で図2、図7、図9、図10のデータフラッシュDFLの配置と図3、図8、図11のプログラムフラッシュPFLの配置に任意に設定可能である。
<< Data Flash and Program Flash partition >>
As described above, the program flash PFL shown in FIG. 11 is very similar to the configuration of the data flash DFL shown in FIG. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the arrangement of the data flash DFLs of FIGS. 2, 7, 9, and 10 inside the flash memory module 6 of the MCU 1 of FIG. It can be arbitrarily set to the arrangement of the program flash PFL in FIG.

図12は、図1のMCU1のフラッシュメモリモジュール(FMDL)6の内部でデータフラッシュDFLの配置とプログラムフラッシュPFLの配置を任意に設定する様子を説明する図である。図12に示すフラッシュメモリモジュール(FMDL)6の最下部には、制御管理領域Cnt_Areaが含まれている。この制御管理領域Cnt_Areaには、MCU1の種々の制御コードが含まれることが可能であるととともにその先頭にはMCU1の初期化制御コードデータINT_Dataが含まれている。   FIG. 12 is a diagram for explaining how to arbitrarily set the arrangement of the data flash DFL and the arrangement of the program flash PFL inside the flash memory module (FMDL) 6 of the MCU 1 of FIG. A control management area Cnt_Area is included at the bottom of the flash memory module (FMDL) 6 shown in FIG. The control management area Cnt_Area can contain various control codes of MCU1, and initialization control code data INT_Data of MCU1 is included at the head thereof.

図1のMCU1のパワーオン等のシステムリセット時のシステム初期化に際して、CPU2は外部リセット信号RESに応答して図12に示すフラッシュメモリモジュール(FMDL)6の最下部の制御管理領域Cnt_Areaが含まれる初期化制御コードデータINT_Dataを読み出す。   In the system initialization at the time of system reset such as power-on of the MCU 1 in FIG. 1, the CPU 2 includes the control management area Cnt_Area at the bottom of the flash memory module (FMDL) 6 shown in FIG. 12 in response to the external reset signal RES. Read initialization control code data INT_Data.

読み出された初期化制御コードデータINT_Dataは例えば外部入出力ポート8、9、タイマ10、クロックパルスジェネレータ11等の周辺モジュールに供給され、周辺モジュールの動作モードが初期設定されることができる。この時に、CPU2によって読み出される初期化制御コードデータINT_Dataには、図12のフラッシュメモリモジュール(FMDL)6に配置されるデータフラッシュDFLの最終アドレスEAが含まれている。   The read initialization control code data INT_Data is supplied to peripheral modules such as the external input / output ports 8 and 9, the timer 10, and the clock pulse generator 11, and the operation mode of the peripheral modules can be initialized. At this time, the initialization control code data INT_Data read by the CPU 2 includes the final address EA of the data flash DFL arranged in the flash memory module (FMDL) 6 of FIG.

図1のMCU1のパワーオン等のシステムリセット時のシステム初期化に際して、CPU2は読み出された最終アドレスEAを使用してフラッシュメモリモジュール(FMDL)6の内部でデータフラッシュDFLの配置とプログラムフラッシュPFLの配置を任意に設定するものである。図12では、フラッシュメモリモジュール6の左上の初期アドレスで指定される不揮発性メモリアレーMARY_00から順番に最終アドレスEAで指定される不揮発性メモリアレーMARY_3Mまでの部分が、データフラッシュDFLとして動作モードが初期設定される。従って、この部分の不揮発性メモリアレーは2つの不揮発性メモリセルから構成されたツインセルに相補データの1ビットを書き込むと言う2セル/1ビットの高信頼性の書き込み方式を採用するデータフラッシュDFLとして機能することになる。   When the system is initialized at the time of system reset such as power-on of the MCU 1 in FIG. 1, the CPU 2 uses the read final address EA to arrange the data flash DFL and the program flash PFL inside the flash memory module (FMDL) 6. Is arbitrarily set. In FIG. 12, the portion from the non-volatile memory array MARY_00 designated by the initial address at the upper left of the flash memory module 6 to the non-volatile memory array MARY_3M designated by the final address EA in order is the initial operation mode as the data flash DFL. Is set. Therefore, this portion of the nonvolatile memory array is a data flash DFL that employs a 2-cell / 1-bit high-reliability write method in which 1 bit of complementary data is written to a twin cell composed of two nonvolatile memory cells. Will work.

次にCPU2は最終アドレスEAで指定される不揮発性メモリアレーMARY_3Mの次の不揮発性メモリアレーMARY_40から順番に最後の不揮発性メモリアレーMARY_NMまで部分を、プログラムフラッシュPFLとして動作モードを初期設定する。従って、この部分の不揮発性メモリアレーは1つの不揮発性メモリセルに単一データの1ビットを書き込むと言う1セル/1ビットの高密度の書き込み方式を採用するプログラムフラッシュPFLとして機能することになる。   Next, the CPU 2 initializes the operation mode as a program flash PFL from the non-volatile memory array MARY_40 next to the non-volatile memory array MARY_3M specified by the final address EA to the last non-volatile memory array MARY_NM. Therefore, this portion of the nonvolatile memory array functions as a program flash PFL that employs a high density writing method of 1 cell / 1 bit, in which 1 bit of single data is written in one nonvolatile memory cell. .

以上のようにして、パワーオン時のシステム初期化に際して、フラッシュメモリモジュール(FMDL)6の内部でのデータフラッシュDFLとプログラムフラッシュPFLとのパーティションを完了することができる。尚、データフラッシュDFLとプログラムフラッシュPFLとのパーティションを変更する場合には、図12に示すフラッシュメモリモジュール(FMDL)6の最下部の制御管理領域Cnt_Areaの初期化制御コードデータINT_Dataに含まれる最終アドレスEAをCPU2により書き換えるものである。   As described above, the partition of the data flash DFL and the program flash PFL inside the flash memory module (FMDL) 6 can be completed when the system is initialized at power-on. When changing the partition between the data flash DFL and the program flash PFL, the final address included in the initialization control code data INT_Data in the control management area Cnt_Area at the bottom of the flash memory module (FMDL) 6 shown in FIG. The EA is rewritten by the CPU 2.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、種々のソフトウェア・プログラムを格納するためのプログラムフラッシュは1セル/1ビットに限定されるものではなく、1つの不揮発性メモリセルに2ビットまたはそれ以上の4値データ等を書き込む1セル/多ビットの多値高密度の書き込み方式を採用するができる。   For example, a program flash for storing various software programs is not limited to one cell / one bit, but one cell / one for writing two bits or more of quaternary data or the like in one nonvolatile memory cell. A multi-bit multi-value high-density writing method can be adopted.

また、データフラッシュでツインセルによる相補データにECC(誤り訂正コード)を付加する一方、プログラムフラッシュの多値データにECCを付加することもできる。   Further, ECC (error correction code) can be added to complementary data by twin cells by data flash, while ECC can be added to multi-value data of program flash.

更に本発明は、フラッシュメモリを内蔵するマイクロコンピュータ以外にも不揮発性メモリデバイス単体の半導体集積回路、更には不揮発性メモリを内蔵して種々の用途に使用される半導体集積回路にも広く適用することができる。   Furthermore, the present invention can be widely applied to a semiconductor integrated circuit having a single nonvolatile memory device, as well as a semiconductor integrated circuit used for various purposes by incorporating a nonvolatile memory, in addition to a microcomputer incorporating a flash memory. Can do.

図1は、本発明の実施の形態によるマイクロコンピュータの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microcomputer according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示したマイクロコンピュータに内蔵されたフラッシュメモリモジュールに含まれたデータフラッシュの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a data flash included in a flash memory module built in the microcomputer shown in FIG. 図3は、図1に示したマイクロコンピュータに内蔵されたフラッシュメモリモジュールに含まれたプログラムフラッシュの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the program flash included in the flash memory module built in the microcomputer shown in FIG. 図4は、図2のデータフラッシュに含まれて相補データの1ビットが書き込まれる2つの不揮発性メモリセルと図3のプログラムフラッシュに含まれて単一データの1ビットが書き込まれる不揮発性メモリセルの構成と動作とを示す図である。4 shows two nonvolatile memory cells included in the data flash of FIG. 2 to which 1 bit of complementary data is written, and nonvolatile memory cells included in the program flash of FIG. 3 to which 1 bit of single data is written. It is a figure which shows the structure and operation | movement of. 図5は、図2のデータフラッシュに含まれて相補データの1ビットが書き込まれる2つの不揮発性メモリセルから構成された1つのツインセルの3つの状態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining three states of one twin cell comprised of two nonvolatile memory cells that are included in the data flash of FIG. 2 and in which one bit of complementary data is written. 図6は、図3のプログラムフラッシュに含まれて単一データの1ビットが書き込まれる不揮発性メモリセルの2つの状態を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining two states of the nonvolatile memory cell included in the program flash of FIG. 3 in which one bit of single data is written. 図7は、図2のデータフラッシュの第1と第2の不揮発性メモリアレーで1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルの書き込みベリファイ動作と消去ベリファイ動作を具体的に行うためのデータフラッシュの構成を示す図である。FIG. 7 shows a data flash for concretely performing a write verify operation and an erase verify operation of two nonvolatile memory cells constituting one twin cell by the first and second nonvolatile memory arrays of the data flash of FIG. FIG. 図8は、図3のプログラムフラッシュの第1と第2の不揮発性メモリアレーのいずれか一方の不揮発性メモリセルの通常読み出し動作と書き込みベリファイ動作と消去ベリファイ動作を具体的に行うためのプログラムフラッシュの構成を示す図である。FIG. 8 shows a program flash for concretely performing a normal read operation, a write verify operation, and an erase verify operation of any one of the first and second nonvolatile memory arrays of the program flash of FIG. FIG. 図9は、図2のデータフラッシュの第1と第2の不揮発性メモリアレーで1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルから通常相補データ読み出す動作をより詳細に示す図である。FIG. 9 is a diagram showing in more detail the operation of reading normal complementary data from two nonvolatile memory cells constituting one twin cell by the first and second nonvolatile memory arrays of the data flash of FIG. 図10は、図2のデータフラッシュの第1と第2の不揮発性メモリアレーで1つのツインセルを構成する2つの不揮発性メモリセルの一方からベリファイ読み出しを行う動作をより詳細に示す図である。FIG. 10 is a diagram showing in more detail the operation of performing verify read from one of two nonvolatile memory cells constituting one twin cell by the first and second nonvolatile memory arrays of the data flash of FIG. 図11は、図3のプログラムフラッシュの第1と第2の不揮発性メモリアレーで1つの不揮発性メモリセルから通常データ読み出す動作をより詳細に示す図である。FIG. 11 is a diagram showing in more detail the operation of reading normal data from one nonvolatile memory cell in the first and second nonvolatile memory arrays of the program flash of FIG. 図12は、図1のMCUのフラッシュメモリモジュールの内部でデータフラッシュの配置とプログラムフラッシュの配置を任意に設定する様子を説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining how the data flash placement and program flash placement are arbitrarily set within the MCU flash memory module of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロコンピュータ
2 中央処理ユニット
3 DMAC
4 バスインターフェース回路
5 RAM
6 フラッシュメモリモジュール
7 フラッシュシーケンサ
HACSP 高速アクセスポート
LACSP 低速アクセスポート
DFL データフラッシュ
PFL プログラムフラッシュ
MC0 1セル/1ビット書き込み方式の不揮発性メモリセル
MC1、MC2 2セル/1ビット書き込み方式の不揮発性メモリセル
MARY_J、MARY_K 不揮発性メモリアレー
YDEC 列デコーダ
YSEL_J、YSEL_K 列セレクタ
SA センス・アンプ
1 Microcomputer 2 Central processing unit 3 DMAC
4 Bus interface circuit 5 RAM
6 Flash Memory Module 7 Flash Sequencer HACSP High Speed Access Port LACSP Low Speed Access Port DFL Data Flash PFL Program Flash MC0 1 Cell / 1 Bit Write Nonvolatile Memory Cell MC1, MC2 2 Cell / 1 Bit Write Nonvolatile Memory Cell MARY_J , MARY_K nonvolatile memory array YDEC column decoder YSEL_J, YSEL_K column selector SA sense amplifier

Claims (20)

少なくとも第1の不揮発性メモリアレーと、第2の不揮発性メモリアレーと、第1のセレクタと、第2のセレクタと、第1のセンス・アンプとを含む第1の不揮発性メモリを具備するものであり、
前記第1の不揮発性メモリアレーと前記第2の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、2つの不揮発性メモリセルに相補データを電気的に書き込むことが可能であり、
前記第1のセレクタの複数の信号入力線は前記第1の不揮発性メモリアレーの複数のビット線に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号入力線は前記第2の不揮発性メモリアレーの複数のビット線に接続されており、
前記第1のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの第1の入力端子および第2の入力端子に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されており、
前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレーでは、第1の通常データ読み出し動作が実行され、
前記第1の通常データ読み出し動作では、前記第1と第2のセレクタの一方のセレクタは前記一方のメモリアレーの2つの不揮発性メモリセルからの相補データを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子とに供給して、
前記一方のメモリアレーでは前記2つの不揮発性メモリセルの一方の不揮発性メモリセルの書き込みと消去とのいずれかの第1の不揮発記憶動作が実行され、前記第1の不揮発記憶動作に関係した第1のベリファイ読み出し動作が実行され、
前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記一方のセレクタが前記一方の不揮発性メモリセルからの第1のベリファイ読み出しデータを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する一方、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方に第1のベリファイ参照信号が供給される半導体集積回路。
A first nonvolatile memory including at least a first nonvolatile memory array, a second nonvolatile memory array, a first selector, a second selector, and a first sense amplifier. And
In each of the first nonvolatile memory array and the second nonvolatile memory array, complementary data can be electrically written to two nonvolatile memory cells,
The plurality of signal input lines of the first selector are connected to the plurality of bit lines of the first nonvolatile memory array, and the plurality of signal input lines of the second selector are connected to the second nonvolatile memory array. Connected to multiple bit lines,
The plurality of signal output lines of the first selector are connected to a first input terminal and a second input terminal of the first sense amplifier, and the plurality of signal output lines of the second selector are the first input terminal. Connected to the first input terminal and the second input terminal of the sense amplifier,
In one of the first and second nonvolatile memory arrays, a first normal data read operation is executed,
In the first normal data read operation, one of the first and second selectors receives complementary data from two nonvolatile memory cells of the one memory array in the first sense amplifier. To the first and second input terminals,
In the one memory array, a first nonvolatile memory operation of writing or erasing one of the two nonvolatile memory cells is executed, and a first nonvolatile memory operation related to the first nonvolatile memory operation is performed. 1 verify read operation is executed,
In the first verify read operation, the one selector sends the first verify read data from the one nonvolatile memory cell to one of the first and second input terminals of the first sense amplifier. A semiconductor integrated circuit in which a first verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the first sense amplifier while being supplied.
少なくとも第3の不揮発性メモリアレーと、第4の不揮発性メモリアレーと、第3のセレクタと、第4のセレクタと、第2のセンス・アンプとを含む第2の不揮発性メモリを更に具備するものであり、
前記第3の不揮発性メモリアレーと前記第4の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、1つの不揮発性メモリセルにデータを電気的に書き込むことが可能であり、
前記第3のセレクタの信号入力線は前記第3の不揮発性メモリアレーのビット線に接続され、前記第4のセレクタの信号入力線は前記第4の不揮発性メモリアレーのビット線に接続されており、
前記第3のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの第1の入力端子および第2の入力端子に接続され、前記第4のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されており、
前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレーでは、第2の通常データ読み出し動作が実行され、
前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの一方のセレクタは前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの1つの不揮発性メモリセルからのデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方の入力端子に供給して、
前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方の入力端子には、通常読み出し参照信号が供給され、
前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは前記1つの不揮発性メモリセルの書き込みと消去とのいずれかの第2の不揮発記憶動作が実行され、前記第2の不揮発記憶動作に関係した第2のベリファイ読み出し動作が実行され、
前記第2のベリファイ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの前記一方のセレクタが前記1つの不揮発性メモリセルからの第2のベリファイ読み出しデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する一方、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方には、第2のベリファイ参照信号が供給される請求項1に記載の半導体集積回路。
And a second nonvolatile memory including at least a third nonvolatile memory array, a fourth nonvolatile memory array, a third selector, a fourth selector, and a second sense amplifier. Is,
In each of the third nonvolatile memory array and the fourth nonvolatile memory array, data can be electrically written to one nonvolatile memory cell,
The signal input line of the third selector is connected to the bit line of the third nonvolatile memory array, and the signal input line of the fourth selector is connected to the bit line of the fourth nonvolatile memory array. And
The signal output line of the third selector is connected to the first input terminal and the second input terminal of the second sense amplifier, and the signal output line of the fourth selector is the second sense amplifier. Connected to the first input terminal and the second input terminal,
In one of the third and fourth nonvolatile memory arrays, a second normal data read operation is executed,
In the second normal data read operation, one of the third and fourth selectors selects data from one nonvolatile memory cell of the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays. To one input terminal of the first and second input terminals of the second sense amplifier,
In the second normal data read operation, a normal read reference signal is supplied to the other input terminal of the first and second input terminals of the second sense amplifier,
In the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays, a second nonvolatile storage operation of either writing or erasing of the one nonvolatile memory cell is performed, and the second nonvolatile memory is performed. A second verify read operation related to the operation is performed;
In the second verify read operation, the one of the third and fourth selectors outputs the second verify read data from the one nonvolatile memory cell to the first sense amplifier. The second verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the second sense amplifier, while being supplied to one of the first and second input terminals. Semiconductor integrated circuit.
中央処理ユニットを更に具備するものであり、
前記第2の不揮発性メモリには前記中央処理ユニットのためのプログラムが格納可能とされ、
前記第1の不揮発性メモリには前記中央処理ユニットによる前記第2の不揮発性メモリに格納されたプログラムの実行結果のデータが格納可能とされている請求項2に記載の半導体集積回路。
Further comprising a central processing unit,
The second nonvolatile memory can store a program for the central processing unit,
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the first nonvolatile memory can store data of a result of executing a program stored in the second nonvolatile memory by the central processing unit.
前記第1の不揮発性メモリと前記第2の不揮発性メモリとにより内蔵不揮発性メモリが形成されており、
内蔵ランダムアクセスメモリと、高速バスと、周辺バスと、前記内蔵不揮発性メモリの低速アクセスポートに接続されたシーケンサとを更に具備しており、
前記中央処理ユニットは、前記高速バスを介して前記内蔵ランダムアクセスメモリと前記内蔵不揮発性メモリの高速アクセスポートとに接続されており、
前記中央処理ユニットは、前記高速バスと前記内蔵不揮発性メモリの前記高速アクセスポートとを介して前記第1の不揮発性メモリに格納されたデータと前記第2の不揮発性メモリに格納されたプログラムを読み出すことが可能であり、
前記中央処理ユニットの指示に応答して前記シーケンサは、前記低速バスと前記低速アクセスポートとを介して前記第1の不揮発性メモリに格納されるデータと前記第2の不揮発性メモリに格納されるプログラムとを前記内蔵不揮発性メモリに格納するものである請求項3に記載の半導体集積回路。
A built-in nonvolatile memory is formed by the first nonvolatile memory and the second nonvolatile memory,
Further comprising a built-in random access memory, a high-speed bus, a peripheral bus, and a sequencer connected to the low-speed access port of the built-in nonvolatile memory;
The central processing unit is connected to the built-in random access memory and the high-speed access port of the built-in nonvolatile memory via the high-speed bus,
The central processing unit stores data stored in the first nonvolatile memory and a program stored in the second nonvolatile memory via the high-speed bus and the high-speed access port of the built-in nonvolatile memory. Can be read,
In response to an instruction from the central processing unit, the sequencer stores data stored in the first nonvolatile memory and the second nonvolatile memory via the low-speed bus and the low-speed access port. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the program is stored in the built-in nonvolatile memory.
前記第1の不揮発性メモリの前記2つの不揮発性メモリセルと前記第2の不揮発性メモリの前記1つの不揮発性メモリセルとの各セルは、電荷蓄積層への電子の注入と前記電荷蓄積層からの電子の放出とによって、不揮発記憶動作を実行するものである請求項3に記載の半導体集積回路。   Each cell of the two nonvolatile memory cells of the first nonvolatile memory and the one nonvolatile memory cell of the second nonvolatile memory includes injection of electrons into the charge storage layer and the charge storage layer. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein a nonvolatile memory operation is executed by releasing electrons from the semiconductor device. 前記第1の不揮発性メモリの前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは、前記2つの不揮発性メモリセルの前記一方の不揮発性メモリセルの前記第1の不揮発記憶動作と前記第1のベリファイ読み出し動作とが反復され、
前記第2の不揮発性メモリの前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは、前記1つの不揮発性メモリセルの前記第2の不揮発記憶動作と前記第2のベリファイ読み出し動作とが反復される請求項5に記載の半導体集積回路。
In the one memory array of the first and second nonvolatile memory arrays of the first nonvolatile memory, the first nonvolatile memory operation of the one nonvolatile memory cell of the two nonvolatile memory cells And the first verify read operation are repeated,
In the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays of the second nonvolatile memory, the second nonvolatile memory operation and the second verify read operation of the one nonvolatile memory cell. The semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein
前記第1の不揮発性メモリの前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には第1の参照セルから生成される前記第1のベリファイ参照信号が供給され、
前記第2の不揮発性メモリの前記第2のベリファイ読み出し動作で、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には第2の参照セルから生成される前記第2のベリファイ参照信号が供給される請求項6に記載の半導体集積回路。
In the first verify read operation of the first nonvolatile memory, the other one of the first and second input terminals of the first sense amplifier is generated from the first reference cell. 1 verify reference signal is supplied,
In the second verify read operation of the second nonvolatile memory, the other one of the first and second input terminals of the second sense amplifier is generated from a second reference cell. 7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein two verify reference signals are supplied.
前記第2の不揮発性メモリの前記第2の通常データ読み出し動作で、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には前記第2の参照セルから生成される通常読み出し参照信号が供給される請求項6に記載の半導体集積回路。   In the second normal data read operation of the second nonvolatile memory, the other one of the first and second input terminals of the second sense amplifier is generated from the second reference cell. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein a normal read reference signal is supplied. 前記第2の不揮発性メモリの前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの前記1つの不揮発性メモリセルには、2ビットまたはそれ以上の多値のデータを電気的に書き込むことが可能である請求項6に記載の半導体集積回路。   The one non-volatile memory cell of the one of the third and fourth non-volatile memory arrays of the second non-volatile memory is electrically supplied with multi-value data of 2 bits or more. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein writing is possible. 前記内蔵不揮発性メモリの内部の前記第1の不揮発性メモリの配置と前記第2の不揮発性メモリの配置とは、前記半導体集積回路のシステム初期化に使用される初期化制御コードデータに従って設定可能とされている請求項4に記載の半導体集積回路。   The arrangement of the first nonvolatile memory and the arrangement of the second nonvolatile memory inside the built-in nonvolatile memory can be set according to initialization control code data used for system initialization of the semiconductor integrated circuit. The semiconductor integrated circuit according to claim 4. 少なくとも第1の不揮発性メモリアレーと、第2の不揮発性メモリアレーと、第1のセレクタと、第2のセレクタと、第1のセンス・アンプとを含む第1の不揮発性メモリを具備する半導体集積回路の動作方法であって、
前記第1の不揮発性メモリアレーと前記第2の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、2つの不揮発性メモリセルに相補データを電気的に書き込むものであり、
前記第1のセレクタの複数の信号入力線は前記第1の不揮発性メモリアレーの複数のビット線に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号入力線は前記第2の不揮発性メモリアレーの複数のビット線に接続されており、
前記第1のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの第1の入力端子および第2の入力端子に接続され、前記第2のセレクタの複数の信号出力線は前記第1のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されており、
前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレーでは、第1の通常データ読み出し動作が実行され、
前記第1の通常データ読み出し動作では、前記第1と第2のセレクタの一方のセレクタは前記一方のメモリアレーの2つの不揮発性メモリセルからの相補データを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子とに供給するものであり、
前記一方のメモリアレーでは前記2つの不揮発性メモリセルの一方の不揮発性メモリセルの書き込みと消去とのいずれかの第1の不揮発記憶動作が実行され、前記第1の不揮発記憶動作に関係した第1のベリファイ読み出し動作が実行されるものである。
前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記一方のセレクタが前記一方の不揮発性メモリセルからの第1のベリファイ読み出しデータを前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給する一方、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方に第1のベリファイ参照信号が供給されるものである半導体集積回路の動作方法。
A semiconductor comprising a first nonvolatile memory including at least a first nonvolatile memory array, a second nonvolatile memory array, a first selector, a second selector, and a first sense amplifier. A method of operating an integrated circuit, comprising:
In each of the first nonvolatile memory array and the second nonvolatile memory array, complementary data is electrically written into two nonvolatile memory cells,
The plurality of signal input lines of the first selector are connected to the plurality of bit lines of the first nonvolatile memory array, and the plurality of signal input lines of the second selector are connected to the second nonvolatile memory array. Connected to multiple bit lines,
The plurality of signal output lines of the first selector are connected to the first input terminal and the second input terminal of the first sense amplifier, and the plurality of signal output lines of the second selector are the first input terminal. Connected to the first input terminal and the second input terminal of the sense amplifier,
In one of the first and second nonvolatile memory arrays, a first normal data read operation is executed,
In the first normal data read operation, one of the first and second selectors receives complementary data from two nonvolatile memory cells of the one memory array in the first sense amplifier. 1 and the second input terminal,
In the one memory array, a first nonvolatile memory operation of writing or erasing one of the two nonvolatile memory cells is performed, and a first nonvolatile memory operation related to the first nonvolatile memory operation is performed. 1 verify read operation is executed.
In the first verify read operation, the one selector sends the first verify read data from the one nonvolatile memory cell to one of the first and second input terminals of the first sense amplifier. A method of operating a semiconductor integrated circuit, wherein the first verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the first sense amplifier while the first verify amplifier is supplied.
前記半導体集積回路は、少なくとも第3の不揮発性メモリアレーと、第4の不揮発性メモリアレーと、第3のセレクタと、第4のセレクタと、第2のセンス・アンプとを含む第2の不揮発性メモリを更に具備するものであり、
前記第3の不揮発性メモリアレーと前記第4の不揮発性メモリアレーのそれぞれでは、1つの不揮発性メモリセルにデータを電気的に書き込むものであり、
前記第3のセレクタの信号入力線は前記第3の不揮発性メモリアレーのビット線に接続され、前記第4のセレクタの信号入力線は前記第4の不揮発性メモリアレーのビット線に接続されており、
前記第3のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの第1の入力端子および第2の入力端子に接続され、前記第4のセレクタの信号出力線は前記第2のセンス・アンプの前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されており、
前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの一方のメモリアレーでは、第2の通常データ読み出し動作が実行され、
前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの一方のセレクタは前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの1つの不揮発性メモリセルからのデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方の入力端子に供給するものであり、
前記第2の通常データ読み出し動作では、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方の入力端子には、通常読み出し参照信号が供給されるものである。
前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは前記1つの不揮発性メモリセルの書き込みと消去とのいずれかの第2の不揮発記憶動作が実行され、前記第2の不揮発記憶動作に関係した第2のベリファイ読み出し動作が実行されるものであり、
前記第2のベリファイ読み出し動作では、前記第3と第4のセレクタの前記一方のセレクタが前記1つの不揮発性メモリセルからの第2のベリファイ読み出しデータを前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の一方に供給するものであり、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の他方には、第2のベリファイ参照信号が供給されるものである請求項11に記載の半導体集積回路の動作方法。
The semiconductor integrated circuit includes a second nonvolatile memory including at least a third nonvolatile memory array, a fourth nonvolatile memory array, a third selector, a fourth selector, and a second sense amplifier. Further comprising a memory,
In each of the third nonvolatile memory array and the fourth nonvolatile memory array, data is electrically written into one nonvolatile memory cell,
The signal input line of the third selector is connected to the bit line of the third nonvolatile memory array, and the signal input line of the fourth selector is connected to the bit line of the fourth nonvolatile memory array. And
The signal output line of the third selector is connected to the first input terminal and the second input terminal of the second sense amplifier, and the signal output line of the fourth selector is the second sense amplifier. Connected to the first input terminal and the second input terminal,
In one of the third and fourth nonvolatile memory arrays, a second normal data read operation is executed,
In the second normal data read operation, one of the third and fourth selectors selects data from one nonvolatile memory cell of the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays. Is supplied to one input terminal of the first and second input terminals of the second sense amplifier,
In the second normal data read operation, a normal read reference signal is supplied to the other input terminal of the first and second input terminals of the second sense amplifier.
In the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays, a second nonvolatile storage operation of either writing or erasing of the one nonvolatile memory cell is performed, and the second nonvolatile memory is performed. A second verify read operation related to the operation is performed,
In the second verify read operation, the one of the third and fourth selectors outputs the second verify read data from the one nonvolatile memory cell to the first sense amplifier. And a second input terminal, and a second verify reference signal is supplied to the other of the first and second input terminals of the second sense amplifier. The operation method of the semiconductor integrated circuit according to claim 11.
前記半導体集積回路は、中央処理ユニットを更に具備するものであり、
前記第2の不揮発性メモリには前記中央処理ユニットのためのプログラムが格納され、
前記第1の不揮発性メモリには前記中央処理ユニットによる前記第2の不揮発性メモリに格納されたプログラムの実行結果のデータが格納される請求項12に記載の半導体集積回路の動作方法。
The semiconductor integrated circuit further comprises a central processing unit,
The second nonvolatile memory stores a program for the central processing unit,
The operation method of the semiconductor integrated circuit according to claim 12, wherein the first nonvolatile memory stores data of a result of executing a program stored in the second nonvolatile memory by the central processing unit.
前記半導体集積回路では、前記第1の不揮発性メモリと前記第2の不揮発性メモリとにより内蔵不揮発性メモリが形成されており、
前記半導体集積回路は、内蔵ランダムアクセスメモリと、高速バスと、周辺バスと、前記内蔵不揮発性メモリの低速アクセスポートに接続されたシーケンサとを更に具備しており、
前記中央処理ユニットは、前記高速バスを介して前記内蔵ランダムアクセスメモリと前記内蔵不揮発性メモリの高速アクセスポートとに接続されており、
前記中央処理ユニットは、前記高速バスと前記内蔵不揮発性メモリの前記高速アクセスポートとを介して前記第1の不揮発性メモリに格納されたデータと前記第2の不揮発性メモリに格納されたプログラムを読み出すものであり、
前記中央処理ユニットの指示に応答して前記シーケンサは、前記低速バスと前記低速アクセスポートとを介して前記第1の不揮発性メモリに格納されるデータと前記第2の不揮発性メモリに格納されるプログラムとを前記内蔵不揮発性メモリに格納するものである請求項13に記載の半導体集積回路の動作方法。
In the semiconductor integrated circuit, a built-in nonvolatile memory is formed by the first nonvolatile memory and the second nonvolatile memory,
The semiconductor integrated circuit further includes a built-in random access memory, a high-speed bus, a peripheral bus, and a sequencer connected to a low-speed access port of the built-in nonvolatile memory,
The central processing unit is connected to the built-in random access memory and the high-speed access port of the built-in nonvolatile memory via the high-speed bus,
The central processing unit stores data stored in the first nonvolatile memory and a program stored in the second nonvolatile memory via the high-speed bus and the high-speed access port of the built-in nonvolatile memory. Read out,
In response to an instruction from the central processing unit, the sequencer stores data stored in the first nonvolatile memory and the second nonvolatile memory via the low-speed bus and the low-speed access port. 14. The method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 13, wherein the program is stored in the built-in nonvolatile memory.
前記第1の不揮発性メモリの前記2つの不揮発性メモリセルと前記第2の不揮発性メモリの前記1つの不揮発性メモリセルとの各セルは、電荷蓄積層への電子の注入と前記電荷蓄積層からの電子の放出とによって、不揮発記憶動作を実行するものである請求項13に記載の半導体集積回路の動作方法。   Each cell of the two nonvolatile memory cells of the first nonvolatile memory and the one nonvolatile memory cell of the second nonvolatile memory includes injection of electrons into the charge storage layer and the charge storage layer. 14. The method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 13, wherein a nonvolatile storage operation is performed by releasing electrons from the semiconductor device. 前記第1の不揮発性メモリの前記第1と第2の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは、前記2つの不揮発性メモリセルの前記一方の不揮発性メモリセルの前記第1の不揮発記憶動作と前記第1のベリファイ読み出し動作とが反復され、
前記第2の不揮発性メモリの前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーでは、前記1つの不揮発性メモリセルの前記第2の不揮発記憶動作と前記第2のベリファイ読み出し動作とが反復される請求項15に記載の半導体集積回路の動作方法。
In the one memory array of the first and second nonvolatile memory arrays of the first nonvolatile memory, the first nonvolatile memory operation of the one nonvolatile memory cell of the two nonvolatile memory cells And the first verify read operation are repeated,
In the one memory array of the third and fourth nonvolatile memory arrays of the second nonvolatile memory, the second nonvolatile memory operation and the second verify read operation of the one nonvolatile memory cell. The method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 15, wherein:
前記第1の不揮発性メモリの前記第1のベリファイ読み出し動作で、前記第1のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には第1の参照セルから生成される前記第1のベリファイ参照信号が供給され、
前記第2の不揮発性メモリの前記第2のベリファイ読み出し動作で、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には第2の参照セルから生成される前記第2のベリファイ参照信号が供給される請求項15に記載の半導体集積回路の動作方法。
In the first verify read operation of the first nonvolatile memory, the other one of the first and second input terminals of the first sense amplifier is generated from the first reference cell. 1 verify reference signal is supplied,
In the second verify read operation of the second nonvolatile memory, the other one of the first and second input terminals of the second sense amplifier is generated from a second reference cell. 16. The method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 15, wherein two verify reference signals are supplied.
前記第2の不揮発性メモリの前記第2の通常データ読み出し動作で、前記第2のセンス・アンプの前記第1と第2の入力端子の前記他方には前記第2の参照セルから生成される通常読み出し参照信号が供給される請求項16に記載の半導体集積回路の動作方法。   In the second normal data read operation of the second nonvolatile memory, the other one of the first and second input terminals of the second sense amplifier is generated from the second reference cell. The method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 16, wherein a normal read reference signal is supplied. 前記第2の不揮発性メモリの前記第3と第4の不揮発性メモリアレーの前記一方のメモリアレーの前記1つの不揮発性メモリセルには、2ビットまたはそれ以上の多値のデータを電気的に書き込むことが可能である請求項16に記載の半導体集積回路の動作方法。   The one non-volatile memory cell of the one of the third and fourth non-volatile memory arrays of the second non-volatile memory is electrically supplied with multi-value data of 2 bits or more. The method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 16, wherein writing is possible. 前記内蔵不揮発性メモリの内部の前記第1の不揮発性メモリの配置と前記第2の不揮発性メモリの配置とは、前記半導体集積回路のシステム初期化に使用される初期化制御コードデータに従って設定可能とされている請求項13に記載の半導体集積回路の動作方法。   The arrangement of the first nonvolatile memory and the arrangement of the second nonvolatile memory inside the built-in nonvolatile memory can be set according to initialization control code data used for system initialization of the semiconductor integrated circuit. The method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 13.
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