JP2012119041A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of performing erasure verification such that the erasure verification is passed even when an open bit line is present.SOLUTION: The nonvolatile semiconductor memory device includes a first memory cell block in which nonvolatile memory cells are arranged; a defective replacement circuit having a redundant bit line to replace a defective bit line of the first memory cell block; a page buffer including a latch provided for each bit line and storing data to be written to a memory cell selected by a word line or data read out of the memory cell; a batch determination circuit which determines data read out of bit lines and written to the latch of the page buffer together at a time in units of a plurality of bit lines in verification processing; and a second memory cell block in which nonvolatile memory cells are arranged and which stores dummy data written to a latch of the page buffer corresponding to the defective bit line in the verification processing.

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device.

EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの大容量の不揮発性半導体記憶装置では、メモリセル数が多いため、不良となるメモリセルが存在する可能性が高く、不良救済のための冗長回路が設けられている。
この冗長回路は、例えばビット線が不良となった場合に、不良ビット線を置換するため、複数の置換ビット線からなる冗長カラムセルアレイが設けられている(例えば、特許文献1参照)。
A large-capacity nonvolatile semiconductor memory device such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) has a large number of memory cells, so there is a high possibility that a defective memory cell exists, and a redundant circuit for repairing a defect is provided. Is provided.
This redundant circuit is provided with a redundant column cell array composed of a plurality of replacement bit lines in order to replace a defective bit line when, for example, a bit line becomes defective (see, for example, Patent Document 1).

また、NAND型EEPROMにおいて、データの読み出しを行うとき、ページ単位でデータをメモリセルから同時に読み出してシリアル出力し、データの書き込みを行うとき、1ページ単位でデータをシリアル入力し、ページ単位でメモリセルに対してデータの書き込みを行う。このデータ入出力動作を行うため、多数の列線つまりビット線はそれぞれ、読出されたデータを一時的にラッチするデータラッチを有するページバッファに接続されている。   In the NAND type EEPROM, when data is read, data is simultaneously read from the memory cell in page units and serially output. When data is written, data is serially input in units of pages and memory is stored in page units. Data is written to the cell. In order to perform this data input / output operation, a large number of column lines, that is, bit lines are each connected to a page buffer having a data latch for temporarily latching read data.

また、NAND型EEPROMにおいて、書き込みデータを読み出すベリファイ読み出しの際、ページ単位でメモリセルへの書き込みが十分行われたか否かの判定を一括することが行われている。
特許文献1は、冗長回路を有するEEPROMであり、書換/読出回路(ページバッファ)がカラム単位でビット線毎に共通に配設された共通信号線に接続されている。
この共通信号線には、書き込み後のベリファイ読み出し動作において、書き込みが十分に行われたか否かの判定を、複数のカラムで一括して行うため、一括判定信号線が接続されている(ワイアードオア構成)。
Further, in the NAND type EEPROM, at the time of verify reading for reading write data, it is collectively determined whether or not writing to a memory cell has been sufficiently performed for each page.
Patent Document 1 is an EEPROM having a redundant circuit, and a rewrite / read circuit (page buffer) is connected to a common signal line arranged in common for each bit line in a column unit.
The common signal line is connected to a collective determination signal line (wired OR) in order to collectively determine whether or not writing has been performed in a plurality of columns in a verify read operation after writing. Constitution).

ところで、NAND型EEPROMでは、データの書き込みをする前にデータの消去を行わなければならない。そして、データを消去したメモリセルが所定の閾値電圧を有するように消去されたか否かを判断検証するための消去ベリファイが行われる。消去ベリファイの結果、データを消去したメモリセルのいずれか1つでも消去に失敗していれば、再消去及び再消去ベリファイ動作が繰返し行われる。   By the way, in the NAND type EEPROM, data must be erased before data is written. Then, erase verify is performed to determine whether or not the memory cell from which data has been erased has been erased to have a predetermined threshold voltage. As a result of the erase verification, if any one of the memory cells from which data has been erased has failed to be erased, the re-erasure and re-erasure verification operations are repeated.

NAND型EEPROMの消去は、行と列のマトリックス状に配列された多数のメモリセルのすべて、或いは1つの行内のメモリセル、又は隣接した複数行をまとめた1つのブロック内のメモリセルに対して行われる。通常、NAND型EEPROMのメモリセルは、半導体基板の一表面部に形成されたP型ウェル内に設けられたフローティングゲート型のNチャネル型MOSトランジスタである。各フローティングゲート型のNチャネル型MOSトランジスタは、P型ウェル内に相互に離れて形成されたソース及びドレイン領域と、このソース領域とドレイン領域との間のチャネル領域上に形成されたトンネル酸化膜と、このトンネル酸化膜上に形成された多結晶シリコンのフローティングゲート(浮遊ゲート)と、この浮遊ゲート上に誘電体絶縁膜を介して形成された制御ゲートと、から構成される。
従って、メモリセル全体の消去は、P型ウェルに消去電圧(例えば約18V)を印加し、同時にメモリセルの制御ゲートに接続するワード線に基準電圧(例えば接地電圧0V)を印加することによって行われる。これにより、メモリセルのフローティングゲートにある電子が、F−N(Fowler−Nordheim)電流によりP型ウェルへ放出され、負の閾値電圧を有するデプレション形のトランジスタに変更される。一方、メモリセルの部分消去、例えば選択行ブロック内のメモリセルの消去は、選択行ブロック内のメモリセルと接続するワード線に接地電圧を印加すると共に非選択行ブロック内のワード線をフローティングさせ、そしてP形ウェルに消去電圧を印加することによって行われる。これにより、非選択行ブロック内のワード線は容量カップリングによりほぼ消去電圧となって消去が自動に防止される一方、選択行ブロック内のワード線は接地電圧を維持するので、選択行ブロック内のメモリセルが上述のようにして消去される。
The erase of the NAND type EEPROM is performed for all of a large number of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, a memory cell in one row, or a memory cell in one block in which a plurality of adjacent rows are combined. Done. Normally, a memory cell of a NAND type EEPROM is a floating gate type N channel type MOS transistor provided in a P type well formed on one surface of a semiconductor substrate. Each floating gate type N-channel MOS transistor includes a source and drain region formed in a P-type well apart from each other, and a tunnel oxide film formed on a channel region between the source region and the drain region. And a polycrystalline silicon floating gate (floating gate) formed on the tunnel oxide film, and a control gate formed on the floating gate via a dielectric insulating film.
Therefore, the entire memory cell is erased by applying an erase voltage (for example, about 18V) to the P-type well and simultaneously applying a reference voltage (for example, ground voltage 0V) to the word line connected to the control gate of the memory cell. Is called. As a result, electrons in the floating gate of the memory cell are discharged to the P-type well by an FN (Fowler-Nordheim) current, and are changed to a depletion type transistor having a negative threshold voltage. On the other hand, in the case of partial erasure of memory cells, for example, erasure of memory cells in a selected row block, a ground voltage is applied to a word line connected to a memory cell in the selected row block and a word line in an unselected row block is floated. And by applying an erase voltage to the P-type well. As a result, the word lines in the non-selected row block are almost erased by capacitive coupling and the erasure is automatically prevented, while the word lines in the selected row block maintain the ground voltage. Are erased as described above.

このようにして消去が行われた結果、メモリセルが所定の閾値電圧をもつように消去成功している場合、当該メモリセルは、対応ワード線に接地電圧が印加されるときに導通状態となる。従って、消去メモリセルは消去によりオンセルとなる。
これを利用した消去ベリファイが消去後に行われる。即ち、消去ベリファイは、例えば選択行ブロック内のワード線に消去ベリファイ電圧(例えば接地電圧)を印加すると共に、選択行ブロック内のメモリセルのドレインと接続した列線つまりビット線に、ページバッファから電流を流すことによって行われる。
もし、選択行ブロック内のメモリセルが所定の閾値電圧までの消去に成功していれば、選択行ブロック内のメモリセルはオンセルになり、ビット線と接続されたページバッファは初期のリセット状態を維持する。これにより、ページバッファの出力と接続された一括判定信号線にパス(成功)信号が出力され、選択行ブロック内のメモリセルの消去が成功と判断される。一方、選択行ブロック内のメモリセルのいずれか1つでも消去に成功していなければ、未消去のメモリセルが消去ベリファイ中に非導通状態のオフセルとして動作する。従って、当該メモリセルに接続したビット線はページバッファからの電流により所定電圧に充電され、このビット線と接続したページバッファが初期リセット状態とは相補的な状態、即ちフェイル(失敗)状態を示すフェイルデータをラッチすることになる。これにより、一括判定信号線にフェイル信号が出力されて消去失敗と判断され、再度、消去及び消去ベリファイ動作が行われる。
As a result of erasing, when the memory cell has been successfully erased so as to have a predetermined threshold voltage, the memory cell becomes conductive when a ground voltage is applied to the corresponding word line. . Therefore, the erase memory cell becomes an on-cell by erasing.
Erase verification using this is performed after erasure. That is, in the erase verify, for example, an erase verify voltage (for example, ground voltage) is applied to the word line in the selected row block, and the column line, that is, the bit line connected to the drain of the memory cell in the selected row block is supplied from the page buffer. This is done by passing a current.
If the memory cell in the selected row block has been successfully erased to a predetermined threshold voltage, the memory cell in the selected row block is turned on, and the page buffer connected to the bit line is in an initial reset state. maintain. As a result, a pass (success) signal is output to the batch determination signal line connected to the output of the page buffer, and it is determined that erasing of the memory cells in the selected row block is successful. On the other hand, if any one of the memory cells in the selected row block has not been erased successfully, the unerased memory cell operates as a non-conductive off-cell during erase verification. Therefore, the bit line connected to the memory cell is charged to a predetermined voltage by the current from the page buffer, and the page buffer connected to the bit line shows a complementary state to the initial reset state, that is, a fail (failure) state. Fail data is latched. As a result, a fail signal is output to the collective determination signal line, it is determined that the erase has failed, and the erase and erase verify operations are performed again.

特開2001−250395号公報JP 2001-250395 A

例えば、NAND型EEPROMの製造工程中に発生し得る断線を原因とした不良ビット線(オープンビット線)が存在すると、消去ベリファイにおいて、当該ビット線と接続するメモリセルの消去状態に関係なく、ページバッファは、ビット線を介して、電流をメモリセルへ流し込むことができなくなるので、ページバッファのラッチには常にフェイル状態が現れることになる。
この場合、数サイクルに渡って消去を繰返したとしても、消去ベリファイにおいて、パスになることはない。このようなオープンビット線に起因するフェイル状態は、オープンビット線を置換ビット線へと置換しても発生することになる。その理由は、オープンビット線と接続したページバッファのデータラッチが消去検証の度に常にフェイルデータをラッチすることになるからである。従って、オープンビット線があると、これに対して置換ビット線へと置換しても、消去ベリファイをパスできないという問題があった。
For example, if there is a defective bit line (open bit line) due to a disconnection that may occur during the manufacturing process of a NAND-type EEPROM, the page in the erase verification is independent of the erase state of the memory cell connected to the bit line. Since the buffer cannot supply current to the memory cell via the bit line, a fail state always appears in the latch of the page buffer.
In this case, even if erasure is repeated for several cycles, there is no pass in the erase verify. Such a fail state caused by the open bit line occurs even if the open bit line is replaced with a replacement bit line. The reason is that the data latch of the page buffer connected to the open bit line always latches fail data every time erase verification is performed. Therefore, if there is an open bit line, there is a problem that even if it is replaced with a replacement bit line, erase verification cannot be passed.

そこで本発明が解決しようとする課題は、オープンビット線が存在していても消去ベリファイをパスする消去ベリファイを実行できる不揮発性半導体記憶装置、カラム置換による歩留りを向上させることができる不揮発性半導体記憶装置を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of executing erase verify that passes erase verify even if an open bit line exists, and a nonvolatile semiconductor memory capable of improving yield by column replacement. To provide an apparatus.

本発明は、複数のビット線と複数のワード線との各々が交差し、交差した部分に不揮発性のメモリセルが配置された第1のメモリセルブロックと、前記第1のメモリセルブロックにおける欠陥ビット線と置換する冗長ビット線を備える不良置換回路と、前記ビット線毎に設けられ、前記ワード線により選択された当該メモリセルに書き込むデータまたは前記メモリセルから読み出したデータを記憶するラッチを含むページバッファと、ベリファイ処理において、前記ビット線から読み出し、前記ページバッファの前記ラッチに書き込まれたデータを、複数のビット線単位で一括判定する一括判定回路と、前記複数のビット線と少なくとも一本以上のワード線との各々が交差し、交差した部分に不揮発性のメモリセルが配置されたメモリセルブロックであって、前記冗長ビット線へと置換された欠陥ビット線に対応する前記ページバッファにおける前記ラッチに前記ベリファイ処理において書き込まれる疑似データを記憶する、前記第1のメモリセルブロックとは異なる第2のメモリセルブロックと、を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置である。   The present invention provides a first memory cell block in which each of a plurality of bit lines and a plurality of word lines intersects, and a nonvolatile memory cell is disposed at the intersecting portion, and a defect in the first memory cell block A defect replacement circuit including a redundant bit line that replaces a bit line, and a latch that is provided for each bit line and stores data to be written to or read from the memory cell selected by the word line A page buffer, a batch determination circuit that collectively reads data read from the bit line and written to the latch of the page buffer in units of a plurality of bit lines in the verify process, and at least one of the plurality of bit lines Each of the above word lines intersects, and a memory cell block in which a nonvolatile memory cell is arranged at the intersecting portion. Different from the first memory cell block, which stores pseudo data written in the verify process in the latch in the page buffer corresponding to the defective bit line replaced with the redundant bit line. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a second memory cell block.

本発明の不揮発性半導体記憶装置は、冗長ビット線へと置換された第1のメモリセルブロックにおける欠陥ビット線に対応するページバッファのラッチにおいて、ベリファイ処理の結果、不良を示すデータが存在する場合、この不良を示すデータを、第2のメモリセルブロックに記憶した正常を示す疑似データに書き換える。これにより、一括判定回路における判定はパスすることができ、オープンの結果を有するビット線が存在していても消去ベリファイをパスする消去ベリファイを実行できる不揮発性半導体記憶装置、カラム置換による歩留りを向上させることができる不揮発性半導体記憶装置を提供することができる。   In the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, in the latch of the page buffer corresponding to the defective bit line in the first memory cell block replaced with the redundant bit line, there is data indicating failure as a result of the verify process. The data indicating the defect is rewritten with pseudo data indicating normality stored in the second memory cell block. As a result, the determination in the collective determination circuit can be passed, and even if there is a bit line having an open result, the nonvolatile semiconductor memory device that can execute the erase verify that passes the erase verify, the yield by column replacement is improved A non-volatile semiconductor memory device can be provided.

この発明の一実施形態による不揮発性半導体記憶装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 図1におけるメモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12におけるブロックBLCk、並びに予備ブロック22の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a block BLCk and a spare block 22 in the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12 in FIG. 1. 図1におけるロウデコーダ14の詳細な構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the row decoder 14 in FIG. ロウデコーダ14とブロックBLCk及び予備ブロック22との信号の接続関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a signal connection relationship between the row decoder 14, the block BLCk, and the spare block 22. 図3に示すロウデコーダ14が、各動作モードにおいてブロックBLCkに対して出力する信号の電圧レベルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing voltage levels of signals output from a row decoder 14 shown in FIG. 3 to a block BLCk in each operation mode. 図1におけるページバッファ群13の周辺回路の詳細な構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration example of a peripheral circuit of a page buffer group 13 in FIG. 1. 図6におけるサブブロックSUNITの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the subblock SUNIT in FIG. ブロックBLCkにおけるビット線BLのオープンあるいは隣接するビット線BLのショートが、読み出し、書き込みベリファイ処理及び消去ベリファイ処理の判定に与える影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence which the open of the bit line BL in the block BLCk, or the short of the adjacent bit line BL has on the determination of the read, write verify process, and erase verify process. 不揮発性メモリセルに記憶されているデータの読み出し、書き込み及び消去ベリファイにおいて、図7のラッチLTにおける接続点N1及びN2の状態を示すテーブルである。8 is a table showing the states of connection points N1 and N2 in the latch LT of FIG. 7 in reading, writing, and erasing verification of data stored in a nonvolatile memory cell. 書き込みベリファイ処理及び消去ベリファイ処理において、ビット線BLのオープンあるいはショートが存在する場合、冗長カラムセルと置換した被置換カラムセルのベリファイ処理の判定に対する影響を示すテーブルである。10 is a table showing an influence on determination of verify processing of a replacement column cell replaced with a redundant column cell when the bit line BL is open or short in the write verify processing and erase verify processing. 図3に示すロウデコーダ14が、各動作モードにおいて余剰ブロック22に対して出力する信号の電圧レベルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing voltage levels of signals output from the row decoder 14 shown in FIG. 3 to the surplus block 22 in each operation mode. 本実施形態における不揮発性半導体記憶装置における消去イレーズ処理の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an operation example of an erase erase process in the nonvolatile semiconductor memory device in the embodiment. 図12のステップS2からステップS3までの処理における図7のページバッファPBの動作を示すタイミングチャートである。13 is a timing chart showing the operation of the page buffer PB of FIG. 7 in the processing from step S2 to step S3 of FIG. ページバッファPB0のラッチLTの接続点N1の、ストレス印加回数毎における電位の変化と、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位の変化とを示すテーブルである。10 is a table showing a change in potential of the connection point N1 of the latch LT of the page buffer PB0 and a change in potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS for each number of times of stress application.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による不揮発性半導体記憶装置であるNAND型EEPROMの構成例を示す概略ブロック図である。また、図2はメモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12が共通に備えるブロックBLCk(jをブロックアドレスBAのビット数として、0≦k≦2−1であり、以下任意のブロックをブロックBLCkとする)の構成を示す図である。
メモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12においては、図2に示すブロックBLCkが、ビット線の配線方向に2個配置されている。本実施形態では、例えばj=6であり、64個のブロックBLCkがビット線の配線方向に配置されている。
このブロックBLCkは、メモリセルのデータの消去単位で設けられるものであり、図2に示すように、複数のスタックゲート構造のトランジスタ、すなわち電気的書き換え可能な(i+1)個の不揮発性メモリセルMC0〜不揮発性メモリセルMCiをカラム方向(列方向)に直列接続したNANDセルストリングNAから構成される。
また、このNANDセルストリングNAは、メモリセルアレイ11において、行方向にn本のビット線BL0〜ビット線BLn−1各々について配置される。
なお、nについては後述するが、外部から入力されるカラムアドレスのビット数と、外部から入力されるデータのビット数によって決まる数である。
また、このNANDセルストリングNAは、冗長カラムセルアレイ12において、行方向にx本のビット線BLR0〜ビット線BLRx−1各々について配置される。なお、xは、設計の際、歩留まりを考慮して決定される数である。
また、ビット線BLR0〜ビット線BLRx−1(冗長ビット線)は、メモリセルアレイ11における不良ビット線(被置換ビット線)に置換されるビット線である。
ブロックBLCkは、これらのメモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12における複数のNANDセルストリングNAから構成される。
また、このブロックBLCkの構成において、同一行に配置された不揮発性メモリ各々のゲートには、ビット線BL(ビット線BL0〜ビット線BLn−1)に直交するワード線WL(ワード線WL0〜WLi)が接続されている。
iは、hをページアドレスPAのビット数として、0≦i≦2−1であり、以下任意のワード線をワード線WLiと表すものとする。本実施形態においては、例えばh=6であり、64本のワード線WLi各々が、n本のビット線及びx本のビット線と直交している構成となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration example of a NAND type EEPROM which is a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a block BLCk (where j is the number of bits of the block address BA, 0 ≦ k ≦ 2 j −1), and an arbitrary block is hereinafter referred to as a block BLCk. FIG.
In the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12, block BLCk shown in FIG. 2, it is 2 j pieces arranged in the wiring direction of the bit line. In this embodiment, for example, j = 6, and 64 blocks BLCk are arranged in the bit line wiring direction.
This block BLCk is provided in units of data erased from the memory cell. As shown in FIG. 2, a plurality of stack gate transistors, that is, electrically rewritable (i + 1) non-volatile memory cells MC0. A NAND cell string NA in which nonvolatile memory cells MCi are connected in series in the column direction (column direction).
The NAND cell string NA is arranged for each of the n bit lines BL0 to BLn−1 in the row direction in the memory cell array 11.
As will be described later, n is a number determined by the number of bits of the column address input from the outside and the number of bits of the data input from the outside.
The NAND cell string NA is arranged for each of x bit lines BLR0 to BLRx-1 in the row direction in the redundant column cell array 12. Note that x is a number determined in consideration of the yield during design.
The bit lines BLR0 to BLRx-1 (redundant bit lines) are bit lines that are replaced with defective bit lines (replaced bit lines) in the memory cell array 11.
The block BLCk is composed of a plurality of NAND cell strings NA in the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12.
In the configuration of the block BLCk, the word lines WL (word lines WL0 to WLi) orthogonal to the bit lines BL (bit lines BL0 to BLn−1) are connected to the gates of the nonvolatile memories arranged in the same row. ) Is connected.
i is 0 ≦ i ≦ 2 h −1, where h is the number of bits of the page address PA. Hereinafter, an arbitrary word line is represented as a word line WLi. In this embodiment, for example, h = 6, and each of the 64 word lines WLi is orthogonal to the n bit lines and the x bit lines.

また、ビット線BL(ビット線BL0〜ビット線BLn−1)及び冗長ビット線BL(ビット線BLR0〜ビット線BLRx−1)と、NANDセルストリングNA各々の一方の端部との間には、ビット線BLとNANDセルストリングNAの一方の端部とを接続または非接続とする選択トランジスタSG1が介挿される。
また、共通ソース線SOURCEとNANDセルストリングNA各々の他方の端部との間には、ビット線BLとNANDセルストリングNAの一方の端部とを接続または非接続とする選択トランジスタSG2が介挿される。
選択トランジスタSG1及びSG2は、Nチャネル型MOSトランジスタであり、ゲート電極に対して、ワード線WLと平行して配設される選択ゲート信号SSLk及びSGLkの配線がそれぞれ接続される。
不揮発性メモリセルMCに対してアクセス(データの読み出し、書き込み)する場合、選択ゲート信号SSLk及びSGLkが「H」レベルとなる。
これにより、NANDセルストリングNAの一端がビット線BLに接続され、他端が共通ソース線SOURCEに接続される。
上述した1本のワード線WLにより選択される不揮発性メモリセルMCの範囲が書き込み及び読み出しの単位となる1ページである。
Between the bit line BL (bit line BL0 to bit line BLn-1) and the redundant bit line BL (bit line BLR0 to bit line BLRx-1) and one end of each NAND cell string NA, A select transistor SG1 for connecting or disconnecting the bit line BL and one end of the NAND cell string NA is inserted.
Further, between the common source line SOURCE and the other end of each of the NAND cell strings NA, a selection transistor SG2 that connects or disconnects the bit line BL and one end of the NAND cell string NA is inserted. It is.
The selection transistors SG1 and SG2 are N-channel MOS transistors, and wirings of selection gate signals SSLk and SGLk arranged in parallel with the word lines WL are connected to the gate electrodes, respectively.
When the nonvolatile memory cell MC is accessed (data read / write), the selection gate signals SSLk and SGLk are set to the “H” level.
As a result, one end of the NAND cell string NA is connected to the bit line BL, and the other end is connected to the common source line SOURCE.
The range of the nonvolatile memory cell MC selected by the one word line WL described above is one page as a unit for writing and reading.

セルトランジスタ(不揮発性メモリセルMC0〜不揮発性メモリセルMCi)は、それぞれ保持するデータに応じた閾値電圧を持っている。NAND型EEPROMの場合は、通常、セルトランジスタがディプレッション型(Dタイプ)になっている状態を「1」データの保持状態(消去状態)、セルトランジスタがエンハンスメント型(Eタイプ)になっている状態を「0」データの保持状態(書込み状態)と定義している。また、「1」データが保持されているセルトランジスタの閾値電圧を正方向にシフトさせ、「0」データを保持するようにすることを書込み動作と呼び、「0」データが保持されているセルトランジスタの閾値電圧を負方向にシフトさせ「1」データを保持するようにすることを消去動作と呼ぶ。   Each of the cell transistors (nonvolatile memory cell MC0 to nonvolatile memory cell MCi) has a threshold voltage corresponding to data to be held. In the case of a NAND type EEPROM, normally, the state in which the cell transistor is in the depletion type (D type) is the “1” data holding state (erase state), and the cell transistor is in the enhancement type (E type). Is defined as a “0” data holding state (writing state). Further, shifting the threshold voltage of the cell transistor holding “1” data in the positive direction to hold “0” data is called a write operation, and the cell holding “0” data is called Shifting the threshold voltage of the transistor in the negative direction to hold “1” data is called an erasing operation.

図1に戻り、メモリセルアレイ11と、冗長カラムセルアレイ12とは隣接して設けられ、同一行に配置された不揮発性メモリセルMCのゲートに対し、ワード線WLは共通に接続されている。
ページバッファ群13は、ページ単位のデータの書き込み及び読み出しを行うため、ビット線BL毎に設けられたページバッファPB(後述)の複数から構成されている。ページバッファ群13におけるページバッファPBの各々は、それぞれのビット線に接続され、接続されたビット線の電位を増幅して判定するセンスアンプ回路として用いるラッチ回路を有する。
ロウデコーダ14は、メモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12のワード線WLの選択を行う。
カラムデコーダ15は、メモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12のビット線BL及びページバッファPBの選択を行う。
電圧生成回路16は、不揮発性メモリセルMCに対するデータの書き換え、消去及び読み出しに用いられる各種電圧を電源電圧から昇圧動作等により生成する。
Returning to FIG. 1, the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12 are provided adjacent to each other, and the word line WL is commonly connected to the gates of the nonvolatile memory cells MC arranged in the same row.
The page buffer group 13 includes a plurality of page buffers PB (described later) provided for each bit line BL in order to write and read data in page units. Each of the page buffers PB in the page buffer group 13 includes a latch circuit that is connected to a corresponding bit line and is used as a sense amplifier circuit that amplifies and determines the potential of the connected bit line.
The row decoder 14 selects the word lines WL of the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12.
The column decoder 15 selects the bit line BL and the page buffer PB of the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12.
The voltage generation circuit 16 generates various voltages used for data rewriting, erasing, and reading with respect to the nonvolatile memory cell MC from a power supply voltage by a boosting operation or the like.

入出力回路17は、外部から供給されるアドレスをアドレスレジスタ19へ出力し、外部から供給されるコマンドを示すコマンドデータをコマンドレジスタ18へ出力し、外部から入力される制御信号を制御回路20へ出力する。
また、入出力回路17は、外部から入力されるデータをページバッファ群13のページバッファ各々へ出力、あるいはページバッファ群13を介し、不揮発性メモリセルMCから読み出されたデータを外部に出力する。
アドレスレジスタ19は、入出力回路17から入力されるアドレスを保持し、保持したアドレスをロウデコーダ14及びカラムデコーダ15へ出力する。
コマンドレジスタ18は、入出力回路17から入力されるコマンドデータにより表されるコマンドデータを保持する。
The input / output circuit 17 outputs an address supplied from the outside to the address register 19, outputs command data indicating a command supplied from the outside to the command register 18, and sends a control signal input from the outside to the control circuit 20. Output.
The input / output circuit 17 outputs data input from the outside to each page buffer of the page buffer group 13 or outputs data read from the nonvolatile memory cell MC to the outside via the page buffer group 13. .
The address register 19 holds an address input from the input / output circuit 17 and outputs the held address to the row decoder 14 and the column decoder 15.
The command register 18 holds command data represented by command data input from the input / output circuit 17.

制御回路20は、入出力回路17から入力する制御信号及びコマンドレジスタ18から供給されるコマンドデータにより、不揮発性メモリセルMCに対するデータの書き込み、読み出し、消去などの動作、及びベリファイの動作の制御を行う。
例えば、制御信号は、外部クロック信号、チップイネーブル信号、コマンドラッチイネーブル信号、アドレスラッチイネーブル信号、書き込みイネーブル信号、読み出しイネーブル信号などである。制御回路20は、これらの制御信号により、コマンドデータの示す動作モードに応じて、各回路に対して内部制御信号を出力する。
The control circuit 20 controls operations such as data writing, reading, and erasing to the nonvolatile memory cell MC and a verifying operation according to a control signal input from the input / output circuit 17 and command data supplied from the command register 18. Do.
For example, the control signal is an external clock signal, a chip enable signal, a command latch enable signal, an address latch enable signal, a write enable signal, a read enable signal, or the like. Based on these control signals, the control circuit 20 outputs an internal control signal to each circuit according to the operation mode indicated by the command data.

一括判定回路25は、ページバッファ群13における全てのページバッファに共通に設けられ、複数のページバッファからなるページバッファ群13の書き込み及び消去のデータを一括して判定し、検出結果を検出データとして、入出力回路17のデータ入出力端子から出力する。
すなわち、一括判定回路25は、ページバッファ群13における全てのページバッファのラッチ出力が書き込みを示すデータが書き込まれているか、あるいは消去を示すデータが書き込まれているかを、後述するオア構成により一括して検出する。
The batch determination circuit 25 is provided in common for all the page buffers in the page buffer group 13, and collectively determines write and erase data in the page buffer group 13 including a plurality of page buffers, and uses the detection result as detection data. The data is output from the data input / output terminal of the input / output circuit 17.
That is, the collective determination circuit 25 collects whether or not the data indicating writing is written in the latch outputs of all the page buffers in the page buffer group 13 according to the OR configuration described later. To detect.

次に、図3は、図1におけるロウデコーダ14の詳細な構成例を示す図である。また、図4は、ロウデコーダ14とブロックBLCkとの信号の接続関係を示す図である。また、図5は、図3に示すロウデコーダ14が、各動作モードにおいてブロックBLCkに対して出力する信号の電圧レベルを示す図である。
なお、図5に示す各動作モードのうち、「Program Stress」及び「Program Verify」は、入出力回路17から入力されるコマンドデータが「データ書き込み命令」を表す時、交互に繰り返される動作モードであり、それぞれデータ書き込み動作、書き込み動作後の書き込みデータのベリファイ動作に相当する。また、「Erase Stress」及び「Erase Verify」は、入出力回路17から入力されるコマンドデータが「データ消去命令」を表す時、交互に繰り返される動作モードであり、それぞれブロック単位のデータ消去動作、消去動作後の消去データのベリファイ動作に相当する。また、「Read」は、入出力回路17から入力されるコマンドデータが「データ読み出し命令」を表す時のデータ読み出し動作に相当する。
Next, FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration example of the row decoder 14 in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a signal connection relationship between the row decoder 14 and the block BLCk. FIG. 5 is a diagram showing voltage levels of signals output from the row decoder 14 shown in FIG. 3 to the block BLCk in each operation mode.
Of the operation modes shown in FIG. 5, “Program Stress” and “Program Verify” are operation modes that are alternately repeated when the command data input from the input / output circuit 17 represents a “data write command”. They correspond to the data write operation and the write data verify operation after the write operation, respectively. “Erase Stress” and “Erase Verify” are operation modes that are alternately repeated when the command data input from the input / output circuit 17 represents a “data erasure command”. This corresponds to an erase data verify operation after the erase operation. “Read” corresponds to a data read operation when command data input from the input / output circuit 17 represents a “data read command”.

ロウデコーダ14は、図3に示すように、ブロックデコーダ14a及びページデコーダ14bから構成される。
ブロックデコーダ14aは、アドレスレジスタ19が保持するjビットのブロックアドレスBAを、デコーディングした結果であるブロック選択信号BLKSELkを、ブロックBLCk(0≦k≦2−1)各々に設けられる転送トランジスタ群21のゲートへ出力する。
ここで、ブロック選択信号BLKSELkの電圧レベルは、制御回路20が電圧生成回路16を制御して発生させる電圧の電圧レベルであり、図5に示すように、各動作モードにおいて、選択ブロック(Selected Block)、非選択ブロック(Unselected Block)に応じた電圧レベルとなる。
転送トランジスタ群21は、図3に示すように、Nチャネル型MOSトランジスタMT0〜MTi、Nチャネル型MOSトランジスタMTS、及びNチャネル型MOSトランジスタMTGから構成され、図4に示すようにブロックBLCk各々に対して設けられる。
As shown in FIG. 3, the row decoder 14 includes a block decoder 14a and a page decoder 14b.
The block decoder 14a is configured to transfer a block selection signal BLKSELk obtained as a result of decoding the j-bit block address BA held in the address register 19 to each block BLCk (0 ≦ k ≦ 2 j −1). It outputs to the gate of 21.
Here, the voltage level of the block selection signal BLKSELk is the voltage level of the voltage generated by the control circuit 20 controlling the voltage generation circuit 16, and as shown in FIG. 5, in each operation mode, the selected block (Selected Block) is selected. ) And a voltage level corresponding to an unselected block (Unselected Block).
As shown in FIG. 3, the transfer transistor group 21 includes N-channel MOS transistors MT0 to MTi, an N-channel MOS transistor MTS, and an N-channel MOS transistor MTG. As shown in FIG. It is provided for.

図3に戻って、ページデコーダ14bは、アドレスレジスタ19が入出力回路17から入力され、保持したhビットのページアドレスPAをデコーディングし、デコーディングした結果である内部ワード信号PGiを、転送トランジスタ群21各々のトランジスタMTiのドレインに共通に出力する。また、ページデコーダ14bは、内部選択ゲート信号iSSL及びiSGLを、転送トランジスタ群21各々のトランジスタMTS及びMTGのドレインに共通に出力する。
ここで、内部ワード信号PGi、内部選択ゲート信号iSSL及びiSGLの電圧レベルは、制御回路20が電圧生成回路16を制御して発生させる電圧の電圧レベルであり、各動作モードに応じて、図5に示す電圧レベルとなる。
ブロックBLCk各々に対して設けられる転送トランジスタ群21は、ページデコーダ14bの上記出力を、ブロック選択信号BLKSELkの電圧レベルに応じて転送し、ブロックBLCkにおける複数のNANDセルストリングのゲート各々には、図5に示す電圧レベルの選択ゲート信号SSLk,選択ゲート信号SGLkが入力され、ワード線WL0〜WLiの電圧レベルも図5に示す電圧となる。
Returning to FIG. 3, in the page decoder 14b, the address register 19 is input from the input / output circuit 17, the h-bit page address PA held is decoded, and the internal word signal PGi as a result of the decoding is transferred to the transfer transistor. A common output is provided to the drains of the transistors MTi of the group 21. The page decoder 14b outputs the internal selection gate signals iSSL and iSGL in common to the drains of the transistors MTS and MTG of each transfer transistor group 21.
Here, the voltage levels of the internal word signal PGi and the internal selection gate signals iSSL and iSGL are the voltage levels of the voltages generated by the control circuit 20 controlling the voltage generation circuit 16, and depending on each operation mode, FIG. The voltage level shown in FIG.
The transfer transistor group 21 provided for each block BLCk transfers the output of the page decoder 14b in accordance with the voltage level of the block selection signal BLKSELk, and each of the gates of the plurality of NAND cell strings in the block BLCk includes The selection gate signal SSLk and the selection gate signal SGLk having the voltage level shown in FIG. 5 are input, and the voltage levels of the word lines WL0 to WLi are also the voltages shown in FIG.

続いて、以上の様なロウデコーダ14からの各信号が入力されるブロックBLCkのうち、各動作モードにおける選択ブロック、非選択ブロックの動作について説明する。まず書き込みベリファイ時について、図4を参照しつつ説明する。
〈書き込みベリファイ時〉
「Program Stress」動作モード(書き込み動作)時に、ブロックデコーダ14aは、ブロックアドレスBAに基づき、2個のブロックBLCkのうち、一つのブロックBLCk(以下、選択ブロックBLCkとする)の転送トランジスタ群21に、プログラム電圧Vpgm(例えば、約18Vの高電圧)より、更に転送トランジスタ群21の転送トランジスタの閾値電圧(Vt)分高い電圧レベルのブロック選択信号BLKSELkを出力する。残りのブロックBLCk(以下、非選択ブロックBLCkとする)には、0Vのブロック選択信号BLKSELkを出力する。
これにより、選択ブロックBLCkにのみ、ページデコーダ14bの出力が入力される。
なお、非選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLkは、ブロックデコーダ14aが出力するブロック選択信号BLKSELkの論理反転信号(/BLKSELk)がゲートに入力されるNチャネル型MOSトランジスタMTNにより、0Vに固定される。また、非選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SGLk、及びワード線WL0〜WLiの電圧レベルは、転送トランジスタ群21がオフするため、それぞれフローティング電圧となる。
Next, the operation of the selected block and the non-selected block in each operation mode among the blocks BLCk to which the signals from the row decoder 14 as described above are input will be described. First, the write verification will be described with reference to FIG.
<During write verification>
"Program Stress" mode (writing operation) at the block decoder 14a, based on the block address BA, 2 of the j blocks BLCK, one block BLCK (hereinafter, the selected block BLCK to) the transfer transistor group 21 In addition, the block selection signal BLKSELk having a voltage level higher than the program voltage Vpgm (for example, a high voltage of about 18 V) by a threshold voltage (Vt) of the transfer transistor of the transfer transistor group 21 is output. A 0V block selection signal BLKSELk is output to the remaining blocks BLCk (hereinafter referred to as non-selected blocks BLCk).
As a result, the output of the page decoder 14b is input only to the selected block BLCk.
The selection gate signal SSLk input to the non-selected block BLCk is set to 0 V by the N-channel MOS transistor MTN to which the logic inversion signal (/ BLKSELk) of the block selection signal BLKSELk output from the block decoder 14a is input to the gate. Fixed. Further, the selection gate signal SGLk input to the non-selected block BLCk and the voltage levels of the word lines WL0 to WLi are respectively floating voltages because the transfer transistor group 21 is turned off.

ページデコーダ14bは、高電圧VH(プログラム電圧Vpgmより低い高電圧であって不揮発性メモリセルMCへのデータ書き込み禁止電圧、例えば8V)の内部ワード信号PGi、低電圧VL(電源電圧VCCかそれよりも低い電圧)の内部選択ゲート信号iSSL、0Vの内部選択ゲート信号iSGLを、ブロックBLCk各々の転送トランジスタ群21に出力する。選択ブロックBLCkの転送トランジスタ群21は、オンしているため、選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SGLk、及びワード線WL0〜WLiの電圧レベルは、ページデコーダ14bが出力する信号と同じ電圧レベルとなる。   The page decoder 14b has an internal word signal PGi of a high voltage VH (a high voltage lower than the program voltage Vpgm and a data write prohibiting voltage to the nonvolatile memory cell MC, for example, 8V), a low voltage VL (a power supply voltage VCC or higher). Internal selection gate signal iSSL of 0 V and internal selection gate signal iSGL of 0V are output to the transfer transistor group 21 of each block BLCk. Since the transfer transistor group 21 of the selection block BLCk is on, the selection gate signal SGLk input to the selection block BLCk and the voltage levels of the word lines WL0 to WLi are the same voltage level as the signal output by the page decoder 14b. It becomes.

その後、ページバッファ群13は、ビット線BL各々に「1」データとして「H」レベル(電源電圧VCCの電圧レベル)、または「0」データとして「L」レベル(0V)を与える(詳細は後述)。また、電圧生成回路16は、共通ソース線SOURCEに任意の電圧(例えば電源電圧VCC)を供給する。これにより、選択ブロックBLCkにおいては、ビット線BLに与えられた電圧レベルに応じて、NANDセルストリングNA各々における直列接続された不揮発性メモリセルMCのチャネルがプリチャージされる。その後、ページデコーダ14bが、ワード線WL0〜ワード線WLiのうち一本のワード線(ページアドレスPAにより位置が示されるワード線:選択ワード線Wordとする)にプログラム電圧Vpgmを与えることにより、「0」データが与えられる不揮発性メモリセルMCでは、0Vとなっているチャネルから浮遊ゲートに電子が注入されて、閾値電圧が正方向に移動して、「0」データが書き込まれる。また、「1」データが与えられる不揮発性メモリセルMCでは、電子注入が起こらず閾値電圧変化はなく、「1」データの保持状態(消去状態)のままにある。なお、ワード線WL0〜ワード線WLiのうち、選択ワード線Word以外のワード線(非選択ワード線Wordとする)は、プログラム電圧Vpgmより低い高電圧VHが与えられている。そのため、非選択ワード線Wordに接続される不揮発性メモリセルMCでは、電子注入が起こらず閾値電圧変化はなく、「0」データまたは「1」データを保持する。
一方、非選択ブロックBLCkにおいては、選択トランジスタSG1はオフしているので、NANDセルストリングNA各々における直列接続された不揮発性メモリセルMCのチャネルは、プリチャージされることなく、また、ワード線WL0〜ワード線WLiの電圧レベルもフローティング電圧である。そのため、不揮発性メモリセルMCは、閾値電圧は変化せず、「0」データまたは「1」データの保持を維持する。
そして、ページデコーダ14bは、内部ワード信号PGi、内部選択ゲート信号iSSL、内部選択ゲート信号iSGLを、いったん0Vにする。ただし、ブロックデコーダ14aは、ブロック選択信号BLKSELk各々の電圧レベルを維持する。また、電圧生成回路16は、共通ソース線SOURCEに0Vを供給する。
Thereafter, the page buffer group 13 applies “H” level (voltage level of the power supply voltage VCC) as “1” data or “L” level (0 V) as “0” data to each bit line BL (details will be described later). ). The voltage generation circuit 16 supplies an arbitrary voltage (for example, the power supply voltage VCC) to the common source line SOURCE. Thereby, in the selected block BLCk, the channels of the non-volatile memory cells MC connected in series in each NAND cell string NA are precharged according to the voltage level applied to the bit line BL. Thereafter, the page decoder 14b applies a program voltage Vpgm to one of the word lines WL0 to WLi (a word line whose position is indicated by the page address PA: a selected word line Word). In the nonvolatile memory cell MC to which “0” data is applied, electrons are injected from the channel of 0 V to the floating gate, the threshold voltage moves in the positive direction, and “0” data is written. Further, in the nonvolatile memory cell MC to which “1” data is applied, electron injection does not occur and there is no threshold voltage change, and the “1” data is held (erased). Of the word lines WL0 to WLi, word lines other than the selected word line Word (referred to as non-selected word lines Word) are supplied with a high voltage VH lower than the program voltage Vpgm. Therefore, in the nonvolatile memory cell MC connected to the non-selected word line Word, electron injection does not occur and there is no threshold voltage change, and “0” data or “1” data is held.
On the other hand, in the non-selected block BLCk, since the selection transistor SG1 is turned off, the channels of the nonvolatile memory cells MC connected in series in each NAND cell string NA are not precharged and the word line WL0. The voltage level of the word line WLi is also a floating voltage. Therefore, the threshold voltage of the nonvolatile memory cell MC does not change, and the retention of “0” data or “1” data is maintained.
The page decoder 14b once sets the internal word signal PGi, the internal selection gate signal iSSL, and the internal selection gate signal iSGL to 0V. However, the block decoder 14a maintains the voltage level of each block selection signal BLKSELk. The voltage generation circuit 16 supplies 0 V to the common source line SOURCE.

「Program Verify」動作モード(書き込みベリファイ動作)時に、ページバッファ群13は、ビット線BL各々に「H」レベルを与える。また、ページデコーダ14bが、選択ワード線Wordに0V、非選択ワード線Wordにパス電圧Vpassを与える。これにより、先の書き込み動作において、「0」データまたは「1」データが書き込まれるべき不揮発性メモリセルMCのうち、「0」データが書き込まれなかった不揮発性メモリセルMCを含むNANDセルストリングNAにおいて、接地への電流パスが形成され、ビット線の電圧レベルは0Vとなる。一方、「0」データが書き込まれ不揮発性メモリセルMCを含むNANDセルストリングNAにおいて、接地への電流パスは形成されず、ビット線の電圧レベルは「H」レベルを維持する。後述するように、ページバッファにおける判定において、前者は不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行われなかったと判定され、後者は不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行われたと判定される。
また、先の書き込み動作において、ページバッファから「1」を与えられ、「1」データを保持している不揮発性メモリセルMCを含むNANDセルストリングNAにおいて、「0」データが書き込まれなかった不揮発性メモリセルMCを含むNANDセルストリングNAと同様に、接地への電流パスが形成され、ビット線の電圧レベルは0Vとなる。しかし、後述するように、この状態はページバッファにおける判定において、不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行われたと判定される。
In the “Program Verify” operation mode (write verify operation), the page buffer group 13 gives the “H” level to each bit line BL. Further, the page decoder 14b applies 0V to the selected word line Word and the pass voltage Vpass to the non-selected word line Word. Thereby, in the previous write operation, among the nonvolatile memory cells MC to which “0” data or “1” data is to be written, the NAND cell string NA including the nonvolatile memory cells MC to which “0” data has not been written. , A current path to the ground is formed, and the voltage level of the bit line becomes 0V. On the other hand, in the NAND cell string NA in which “0” data is written and includes the nonvolatile memory cell MC, a current path to the ground is not formed, and the voltage level of the bit line maintains the “H” level. As will be described later, in the determination in the page buffer, the former is determined as the data writing to the non-volatile memory cell MC is not performed normally, and the latter is the data writing to the non-volatile memory cell MC is performed normally. It is determined that
Further, in the previous write operation, “1” is given from the page buffer, and in the NAND cell string NA including the nonvolatile memory cell MC holding “1” data, “0” data is not written. Similar to the NAND cell string NA including the memory cell MC, a current path to the ground is formed, and the voltage level of the bit line becomes 0V. However, as will be described later, in this determination in the page buffer, it is determined that data has been normally written into the nonvolatile memory cell MC.

〈消去ベリファイ時〉
「Erase Stress」動作モード(消去動作)時に、ブロックデコーダ14aは、ブロックアドレスBAに基づき、2個のブロックBLCkのうち、一つの選択ブロックBLCkの転送トランジスタ群21に、高電圧VHのブロック選択信号BLKSELkを出力する。残りの非選択ブロックBLCkには、0Vのブロック選択信号BLKSELkを出力する。
これにより、選択ブロックBLCkにのみ、ページデコーダ14bの出力が入力される。
<During erase verification>
"Erase Stress" mode (erasing operation) at the block decoder 14a, based on the block address BA, one of 2 j blocks BLCK, the transfer transistors 21 of one of the selected block BLCK, the block selection of the high voltage VH The signal BLKSELk is output. A 0V block selection signal BLKSELk is output to the remaining unselected blocks BLCk.
As a result, the output of the page decoder 14b is input only to the selected block BLCk.

ページデコーダ14bは、0Vの内部ワード信号PGi、高電圧VHの内部選択ゲート信号iSSL、高電圧VHの内部選択ゲート信号iSGLを、ブロックBLCk各々の転送トランジスタ群21に出力する。選択ブロックBLCkの転送トランジスタ群21は、オンしているため、選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLk及び選択ゲート信号SGLkは、高電圧VHから転送トランジスタの閾値電圧分下がったフローティンング電圧となる。また、選択ブロックBLCkに入力されるワード線WL0〜WLiの電圧レベルは、0Vとなる。   The page decoder 14b outputs the internal word signal PGi of 0V, the internal selection gate signal iSSL of the high voltage VH, and the internal selection gate signal iSGL of the high voltage VH to the transfer transistor group 21 of each block BLCk. Since the transfer transistor group 21 of the selection block BLCk is on, the selection gate signal SSLk and the selection gate signal SGLk input to the selection block BLCk are floating voltages that are lower than the high voltage VH by the threshold voltage of the transfer transistor. It becomes. Further, the voltage levels of the word lines WL0 to WLi input to the selected block BLCk are 0V.

その後、電圧生成回路16は、共通ソース線SOURCEをフローティング電圧にし、選択ブロックBLCkを含む全てのブロックが形成されるPwellに高電圧(例えば20V)を印加する。これにより、選択ブロックBLCkにおいては、全ての不揮発性メモリセルMCは、浮遊ゲートから電子がPwellに引き抜かれ、閾値電圧が負電圧へ変化し、「1」データの保持状態(消去状態)となる。一方、非選択ブロックBLCkにおいては、ワード線WL0〜ワード線WLiの電圧レベルがフローティング電圧であるため、不揮発性メモリセルMCは、浮遊ゲートも昇圧されるため、電子がPwellに引く抜かれることなく、つまり、閾値電圧は変化せず、「0」データまたは「1」データの保持状態を維持する。
ページデコーダ14bは、内部選択ゲート信号iSSL、内部選択ゲート信号iSGLを、いったん0Vにする。
そして、電圧生成回路16は、Pwellの電圧を通常の電圧(例えば0Vまたは負電圧)に戻すとともに、共通ソース線SOURCEに0Vを供給する。
Thereafter, the voltage generation circuit 16 sets the common source line SOURCE to a floating voltage, and applies a high voltage (for example, 20 V) to Pwell in which all the blocks including the selected block BLCk are formed. As a result, in the selected block BLCk, in all the nonvolatile memory cells MC, electrons are extracted from the floating gate to the Pwell, the threshold voltage is changed to a negative voltage, and “1” data is held (erased). . On the other hand, in the non-selected block BLCk, since the voltage level of the word lines WL0 to WLi is a floating voltage, the floating gate of the nonvolatile memory cell MC is also boosted, so that electrons are not pulled out by Pwell. That is, the threshold voltage does not change, and the holding state of “0” data or “1” data is maintained.
The page decoder 14b once sets the internal selection gate signal iSSL and the internal selection gate signal iSGL to 0V.
Then, the voltage generation circuit 16 returns the voltage of Pwell to a normal voltage (for example, 0 V or a negative voltage) and supplies 0 V to the common source line SOURCE.

「Erase Verify」動作モード(消去ベリファイ動作)時に、ページバッファ群13は、ビット線BL各々に「H」レベルを与える。ブロックデコーダ14aは、ブロックデコーダ14aは、選択ブロックBLCkの転送トランジスタ群21に、高電圧VHより転送トランジスタの閾値電圧分高い電圧のブロック選択信号BLKSELkを出力する。なお、非選択ブロックBLCkには、0Vのブロック選択信号BLKSELkを出力している。また、ページデコーダ14bは、内部選択ゲート信号iSSL、内部選択ゲート信号iSGLに、高電圧VHを供給する。これにより、選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLk及び選択ゲート信号SGLkは、高電圧VHとなる。また、選択ブロックBLCkに入力されるワード線WL0〜WLiの電圧レベルは、0Vのままである。一方、非選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLkは、書き込み動作及び書き込み検証動作と同じく、ブロック選択信号BLKSELkの論理反転信号(/BLKSELk)により、0Vとなる。
これにより、先の消去動作において、全て「1」データが書き込まれた不揮発性メモリセルMCを含むNANDセルストリングNAにおいて、接地への電流パスが形成され、ビット線の電圧レベルは0Vとなる。一方、「1」データが書かれていない不揮発性メモリセルMCを一つでも含むNANDセルストリングNAにおいて、接地への電流パスは形成されず、ビット線の電圧レベルは「H」レベルを維持する。後述するように、ページバッファにおける判定において、前者は不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行われたと判定され、後者は不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行われなかったと判定される。
また、非選択ブロックBLCkにおいては、入力される選択ゲート信号SSLkが0Vであるので、NANDセルストリングNAはビット線BLと非接続であり、接地への電流パスを形成しない。
In the “Erase Verify” operation mode (erase verify operation), the page buffer group 13 applies the “H” level to each bit line BL. The block decoder 14a outputs a block selection signal BLKSELk having a voltage higher than the high voltage VH by the threshold voltage of the transfer transistor to the transfer transistor group 21 of the selected block BLCk. Note that the block selection signal BLKSELk of 0V is output to the non-selected block BLCk. The page decoder 14b supplies the high voltage VH to the internal selection gate signal iSSL and the internal selection gate signal iSGL. Thereby, the selection gate signal SSLk and the selection gate signal SGLk input to the selection block BLCk become the high voltage VH. Further, the voltage levels of the word lines WL0 to WLi input to the selected block BLCk remain 0V. On the other hand, the selection gate signal SSLk input to the non-selected block BLCk becomes 0 V by the logical inversion signal (/ BLKSELk) of the block selection signal BLKSELk, as in the write operation and the write verify operation.
Thereby, in the previous erase operation, a current path to the ground is formed in the NAND cell string NA including the nonvolatile memory cells MC in which all “1” data is written, and the voltage level of the bit line becomes 0V. On the other hand, in the NAND cell string NA including at least one nonvolatile memory cell MC in which “1” data is not written, a current path to the ground is not formed, and the voltage level of the bit line maintains the “H” level. . As will be described later, in the determination in the page buffer, the former is determined to be successful in writing data to the nonvolatile memory cell MC, and the latter is not normally successful in writing data to the nonvolatile memory cell MC. It is determined that
In the non-selected block BLCk, since the input selection gate signal SSLk is 0 V, the NAND cell string NA is not connected to the bit line BL and does not form a current path to the ground.

〈読み出し時〉
「Read」動作モード(読み出し動作)時に、ブロックデコーダ14aは、ブロックアドレスBAに基づき、一つの選択ブロックBLCkの転送トランジスタ群21に、パス電圧Vpassより転送トランジスタの閾値電圧分高い電圧レベルのブロック選択信号BLKSELkを出力する。残りの非選択ブロックBLCkには、0Vのブロック選択信号BLKSELkを出力する。
これにより、選択ブロックBLCkにのみ、ページデコーダ14bの出力が入力される。
なお、非選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLkは、ブロックデコーダ14aが出力するブロック選択信号BLKSELkの論理反転信号(/BLKSELK)がゲートに入力されるNチャネル型MOSトランジスタMTNにより、0Vに固定される。また、非選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SGLk、及びワード線WL0〜WLiの電圧レベルは、転送トランジスタ群21がオフするため、それぞれフローティング電圧となる。
ページバッファ群13は、ビット線BL各々に「H」レベルを与える。また ページデコーダ14bが、選択ワード線Wordに0V、非選択ワード線Wordにパス電圧Vpassを与える。これにより、選択ワード線Wordが接続される不揮発性メモリセルMCに書き込み動作で「1」データが書き込まれているNANDセルストリングNAは、接地への電流パスを形成し、ビット線の電圧レベルを0Vとする。一方、選択ワード線が接続される不揮発性メモリセルMCに書き込み動作で「0」データが書き込まれているNANDセルストリングNAは、接地への電流パスを形成せず、ビット線の電圧レベルは「H」レベルを維持する。ページバッファが後述するように、ビット線の電圧レベルに応じて、「0」データまたは「1」データを出力する。
非選択ブロックBLCkにおいては、入力される選択ゲート信号SSLkが0Vであるので、NANDセルストリングNAはビット線BLと非接続であり、ビット線の読み出し電圧変化に影響することはない。
<When reading>
In the “Read” operation mode (read operation), the block decoder 14a selects a block having a voltage level higher than the pass voltage Vpass by the threshold voltage of the transfer transistor in the transfer transistor group 21 of one selected block BLCk based on the block address BA. The signal BLKSELk is output. A 0V block selection signal BLKSELk is output to the remaining unselected blocks BLCk.
As a result, the output of the page decoder 14b is input only to the selected block BLCk.
The selection gate signal SSLk input to the non-selected block BLCk is set to 0 V by the N-channel MOS transistor MTN to which the logic inversion signal (/ BLKSELK) of the block selection signal BLKSELk output from the block decoder 14a is input to the gate. Fixed. Further, the selection gate signal SGLk input to the non-selected block BLCk and the voltage levels of the word lines WL0 to WLi are respectively floating voltages because the transfer transistor group 21 is turned off.
The page buffer group 13 applies an “H” level to each bit line BL. Further, the page decoder 14b applies 0V to the selected word line Word and a pass voltage Vpass to the non-selected word line Word. As a result, the NAND cell string NA in which “1” data is written in the nonvolatile memory cell MC to which the selected word line Word is connected by the write operation forms a current path to the ground, and the voltage level of the bit line is set. 0V. On the other hand, the NAND cell string NA in which “0” data is written in the nonvolatile memory cell MC to which the selected word line is connected does not form a current path to the ground, and the voltage level of the bit line is “ Maintain the “H” level. As described later, the page buffer outputs “0” data or “1” data according to the voltage level of the bit line.
In the non-selected block BLCk, since the input selection gate signal SSLk is 0V, the NAND cell string NA is not connected to the bit line BL, and does not affect the read voltage change of the bit line.

図1に戻って、本発明の特徴的部分である余剰ブロック22は、以上説明したメモリセルアレイ11及び冗長カラムセルアレイ12を構成する複数のブロックBLCkと、ページバッファ群13の間に配置される。
また、この余剰ブロック22は、図2に示すように、ブロックBLCkと同様に、複数のNANDセルストリングNAを備え、ビット線BLは複数のブロックBLCkのビット線と共有されている。また。余剰ブロック22は、ブロックBLCk各々に入力される各信号に対応する信号が入力される構成となっている。図4は、ブロックBLCk各々と余剰ブロック22にロウデコーダ14から入力される信号との関係を示す図である。なお、図においては、ページデコーダ14bのみを示し、ブロックデコーダ14aは省略して示している。余剰ブロック22の転送トランジスタ群21には、ブロックデコーダ14aからブロック選択信号BLKSELが入力される。また、ページデコーダ14bは、上述した各動作モードにおいて、余剰ブロック22の転送トランジスタ群21に、内部選択ゲート信号iESSL及び内部選択ゲート信号iESGL、内部ワード信号EPG0〜EPGiを、転送トランジスタ群21各々のトランジスタMTS及びMTG、MT0〜MTi各々のドレインに出力する。
また、余剰ブロック22に対して設けられる転送トランジスタ群21は、ページデコーダ14bの上記出力を、ブロック選択信号BLKSELの電圧レベルに応じて転送し、余剰ブロック22における複数のNANDセルストリングのゲート各々には、選択ゲート信号ESSL,選択ゲート信号ESGLが入力される。また、複数のNANDセルストリングのゲート各々は、ブロックBLCkにおける複数のNANDセルストリングと同様に、ワード線EWL0〜EWLiに共通に接続される。
ここで、内部ワード信号EPGi、内部選択ゲート信号iESSL及びiESGLの電圧レベルは、制御回路20が電圧生成回路16を制御して発生させる電圧の電圧レベルであり、各動作モードに応じて、変化するものである。
各動作モードにおける電圧レベルについては、ページバッファ群13の構成の説明を行ってから、選択ブロックBLCkの各動作モードにおける動作とともに詳述する。
Returning to FIG. 1, the surplus block 22, which is a characteristic part of the present invention, is arranged between the plurality of blocks BLCk constituting the memory cell array 11 and the redundant column cell array 12 described above and the page buffer group 13.
As shown in FIG. 2, the surplus block 22 includes a plurality of NAND cell strings NA, and the bit line BL is shared with the bit lines of the plurality of blocks BLCk. Also. The surplus block 22 is configured to receive a signal corresponding to each signal input to each block BLCk. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between each block BLCk and a signal input from the row decoder 14 to the surplus block 22. In the figure, only the page decoder 14b is shown, and the block decoder 14a is omitted. The block selection signal BLKSEL is input from the block decoder 14a to the transfer transistor group 21 of the surplus block 22. Further, in each of the operation modes described above, the page decoder 14b sends the internal selection gate signal iESSL, the internal selection gate signal iESGL, and the internal word signals EPG0 to EPGi to the transfer transistor group 21 of the surplus block 22, respectively. Output to the drains of the transistors MTS and MTG, MT0 to MTi.
Further, the transfer transistor group 21 provided for the surplus block 22 transfers the output of the page decoder 14b according to the voltage level of the block selection signal BLKSEL, and to each of the gates of a plurality of NAND cell strings in the surplus block 22. Are inputted with the selection gate signal ESSL and the selection gate signal ESGL. Further, each of the gates of the plurality of NAND cell strings is commonly connected to the word lines EWL0 to EWLi similarly to the plurality of NAND cell strings in the block BLCk.
Here, the voltage levels of the internal word signal EPGi and the internal selection gate signals iESSL and iESGL are the voltage levels of the voltages generated by the control circuit 20 controlling the voltage generation circuit 16, and change according to each operation mode. Is.
The voltage level in each operation mode will be described in detail together with the operation in each operation mode of the selected block BLCk after describing the configuration of the page buffer group 13.

次に、図1におけるページバッファ群13の詳細な構成及び動作について、図6及び図7を用いて説明する。
図6は、図1におけるページバッファ群13の周辺回路の構成例を示す図であり。図7は、ページバッファ群13の詳細な構成例を示す図である。
本実施形態において、カラムデコーダ15は、外部から入力されるビット線の位置を示すカラムアドレスをpビット、rビット、tビットのカラムアドレスのグループに分け、それぞれデコーディングして、2(=qとする)本のカラムアドレス信号DY1W[7:0]及びDY1W[7:0]、2(=sとする)本のカラムアドレス信号DY2[7:0]、2(=uとする)本のカラムアドレス信号DY3[7:0]を出力する。これらは、ビット線BLの本数に対応するものであり、外部から入力されるデータのビット数をwビットとすると、ビット線BLの本数は、w×q×s×uとなる。
図6においては、q=s=u=8、w=64の場合を示しており、ビット線BLは合計で32768本ある。つまり、上述したブロックBLCkにおけるNANDセルストリングNAの各々が、ビット線BL(BL[32767:0])のそれぞれに共通に接続される。また、ページバッファ群13は、512本のビット線からなるカラムユニットCUNIT[63:0]単位、すなわち64個に分割されている。また、カラムユニットCUNIT[63:0]は、8本のビット線からなるサブユニットSUNIT[63:0]単位、すなわち64個に分割されている。
つまり、カラムユニットは64個のサブユニットSUNITから構成されており、例えば、サブユニットSUNIT0からSUNIT63、SUNIT64からSUNIT127、…、SUNIT4032からSUNIT4095の各々のグループがカラムユニットを形成している。
Next, the detailed configuration and operation of the page buffer group 13 in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of peripheral circuits of the page buffer group 13 in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the page buffer group 13.
In this embodiment, the column decoder 15 divides the column address indicating the position of the bit line inputted from the outside into groups of p-bit, r-bit, and t-bit column addresses, and decodes them to 2 p (= q) column address signals DY1W [7: 0] and DY1W [7: 0], 2 r (= s) column address signals DY2 [7: 0], 2 t (= u) ) The column address signal DY3 [7: 0] is output. These correspond to the number of bit lines BL. If the number of bits of data input from the outside is w bits, the number of bit lines BL is w × q × s × u.
FIG. 6 shows a case where q = s = u = 8 and w = 64, and there are 32768 bit lines BL in total. That is, each of the NAND cell strings NA in the block BLCk described above is commonly connected to each of the bit lines BL (BL [32767: 0]). Further, the page buffer group 13 is divided into column unit CUNIT [63: 0] units composed of 512 bit lines, that is, 64 pieces. Further, the column unit CUNIT [63: 0] is divided into subunit SUNIT [63: 0] units composed of 8 bit lines, that is, 64 units.
That is, the column unit is composed of 64 subunits SUNIT. For example, each group of subunits SUNIT0 to SUNIT63, SUNIT64 to SUNIT127,..., SUNIT4032 to SUNIT4095 forms a column unit.

転送回路PBTの各々は、サブユニットSUNITそれぞれに設けられている。例えば、転送回路PBT0は、サブユニットSUNIT0に設けられている。また、転送回路PBT1は、サブユニットSUNIT1に、転送回路PBT2は、サブユニットSUNIT2に、…、転送回路PBT63は、サブユニットSUNIT63に設けられている。
転送回路PBTは、上述のカラムアドレス信号DY2[7:0]及びDY3[7:0]により、サブユニットSUNIT0からSBLK4095のいずれのページバッファPBx8[7:0]をデータ書込線DINBUS、あるいはデータ読出線DOUTBUSに接続するかを選択する。
また、データ書込線DINBUS及びデータ読出線DOUTBUSは、カラムユニット毎に1本ずつ設けられているため、64本(DINBUS[63:0]、DOUTBUS[63:0])ずつ存在する。
Each of the transfer circuits PBT is provided in each of the subunits SUNIT. For example, the transfer circuit PBT0 is provided in the subunit SUNIT0. The transfer circuit PBT1 is provided in the subunit SUNIT1, the transfer circuit PBT2 is provided in the subunit SUNIT2,..., And the transfer circuit PBT63 is provided in the subunit SUNIT63.
The transfer circuit PBT uses any of the page buffers PBx8 [7: 0] of the subunits SUNIT0 to SBLK4095 as a data write line DINBUS or data according to the column address signals DY2 [7: 0] and DY3 [7: 0]. It is selected whether to connect to the readout line DOUTBUS.
In addition, since one data write line DINBUS and one data read line DOUTBUS are provided for each column unit, there are 64 (DINBUS [63: 0], DOUTBUS [63: 0]).

チャージ回路26は、通常動作モードにおける読み出しの際、データ読出線DOUTBUS[63:0]各々を所定の電圧にプリチャージし、消去ベリファイにおける検出結果の読出の際、オア構成の出力となる共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSを所定の電圧にプリチャージする。
なお、図6には、入出力回路17とパッド100とが1つずつしか記載されていないが、実際は64個のカラムユニットに対し、パッド100が例えば8個設けられており、各カラムユニットと入出力回路17との間には図示しないマルチプレクサ回路が設けられている。入出力回路17は、外部から入力される64ビットのデータを、マルチプレクサ回路を介して、8ビットずつシリアルに64個のカラムユニットに接続されるDINBUS[63:0]各々に供給する。また、入出力回路17は、マルチプレクサ回路を介して、64個のカラムユニットに接続されるDOUTBUS[63:0]から読み出されたデータを、8ビットシリアルに出力する。
The charge circuit 26 precharges each of the data read lines DOUTBUS [63: 0] to a predetermined voltage during reading in the normal operation mode, and outputs a common verify output as an OR configuration output when reading the detection result in the erase verify. The determination signal line VERIFYPASS is precharged to a predetermined voltage.
In FIG. 6, only one input / output circuit 17 and one pad 100 are shown, but actually, for example, eight pads 100 are provided for 64 column units. A multiplexer circuit (not shown) is provided between the input / output circuit 17. The input / output circuit 17 supplies 64-bit data input from the outside to each of DINBUS [63: 0] connected to 64 column units serially in units of 8 bits via a multiplexer circuit. The input / output circuit 17 outputs the data read from DOUTBUS [63: 0] connected to the 64 column units via the multiplexer circuit in 8-bit serial.

カラムデコーダ15は、64個のカラムユニットCUNIT各々に対して共通に、カラムアドレス信号DY1W[7:0]、カラムアドレス信号DY1R[7:0]、カラムアドレス信号DY2[7:0]及びカラムアドレス信号DY3[7:0]を供給している。
また、カラムアドレスDY1W[7:0]、DY1R[7:0]各々は、それぞれサブユニと内のページバッファPB[7:0]に供給されている。例えば、ページバッファPB0にはカラムアドレスDY1W0、DY1R0が供給されている。
カラムアドレスDY1W[7:0]、DY1R[7:0]は、各サブユニットSUNIT内のいずれのページバッファ群13と転送回路PBTとを接続するかの選択を行うために用いられる(後述)。
The column decoder 15 commonly uses a column address signal DY1W [7: 0], a column address signal DY1R [7: 0], a column address signal DY2 [7: 0], and a column address for each of the 64 column units CUNIT. The signal DY3 [7: 0] is supplied.
Further, the column addresses DY1W [7: 0] and DY1R [7: 0] are respectively supplied to the sub-uni and the page buffer PB [7: 0] in the sub-uni. For example, column addresses DY1W0 and DY1R0 are supplied to the page buffer PB0.
The column addresses DY1W [7: 0] and DY1R [7: 0] are used to select which page buffer group 13 in each subunit SUNIT is connected to the transfer circuit PBT (described later).

上述したカラムアドレス信号DY1W[7:0]、カラムアドレス信号DY1R[7:0]、カラムアドレス信号DY2[7:0]及びカラムアドレス信号DY3[7:0]により、カラムユニットCUNIT毎に1本のビット線BLが選択され、入出力回路17は、選択されたビット線BLに対応するページバッファ群13におけるページバッファからデータを読み出し、パッド100を介して外部に出力する。
しかしながら、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSは、64個のカラムユニットにおける全てのページバッファ群13におけるページバッファに共通に接続されている。
The column address signal DY1W [7: 0], the column address signal DY1R [7: 0], the column address signal DY2 [7: 0], and the column address signal DY3 [7: 0] described above, one for each column unit CUNIT. The bit line BL is selected, and the input / output circuit 17 reads data from the page buffer in the page buffer group 13 corresponding to the selected bit line BL, and outputs the data to the outside via the pad 100.
However, the common verify determination signal line VERIFYPASS is commonly connected to the page buffers in all the page buffer groups 13 in the 64 column units.

次に、図7は、1つのサブユニットSUNIT、例えばサブユニットSUNIT0の構成例を示す図である。
サブユニットSUNIT0は、ページバッファPB0からPB7(すなわち、PB[7:0])を有している。
ページバッファPB0にはビット線BL0が接続され、ページバッファPB1にはビット線BL1が接続され、…、ページバッファPB7にはビット線BL7が接続されている。
Next, FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of one subunit SUNIT, for example, subunit SUNIT0.
The subunit SUNIT0 has page buffers PB0 to PB7 (that is, PB [7: 0]).
Bit line BL0 is connected to page buffer PB0, bit line BL1 is connected to page buffer PB1,..., Bit line BL7 is connected to page buffer PB7.

ページバッファPBは、いずれも同様の構成をしており、一例として以下にページバッファPB0を説明する。
ページバッファPB0は、トランジスタ31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43及び44と、ラッチLTから構成されている。
ここで、トランジスタ31及び32は、Pチャネル型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタである。一方、トランジスタ33から44は、Nチャネル型MOSトランジスタである。
また、ラッチLTは、インバータIV1及びIV2から構成されている。ここで、インバータIV1は、出力端子が接続点N2においてインバータIV2の入力端子に接続され、入力端子が接続点N1においてインバータIV2の出力端子に接続されている。
The page buffer PB has the same configuration, and the page buffer PB0 will be described below as an example.
The page buffer PB0 includes transistors 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, and 44, and a latch LT.
Here, the transistors 31 and 32 are P-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors. On the other hand, the transistors 33 to 44 are N-channel MOS transistors.
The latch LT is composed of inverters IV1 and IV2. Here, the inverter IV1 has an output terminal connected to the input terminal of the inverter IV2 at the connection point N2, and an input terminal connected to the output terminal of the inverter IV2 at the connection point N1.

トランジスタ31は、ソースが電源配線に接続され、ゲートに制御信号PLOADの配線が接続され、ドレインがトランジスタ33のゲートに接続されている。
トランジスタ32は、ソースが電源配線に接続され、ゲートに制御信号PBRSTの配線が接続され、ドレインがトランジスタ33のドレインに接続点N1において接続されている。
トランジスタ33は、ソースがトランジスタ34のドレインに接続されている。
トランジスタ34は、ゲートが制御信号PBLCHの配線に接続され、ソースが接地されている。
The transistor 31 has a source connected to the power supply wiring, a gate connected to the control signal PLOAD, and a drain connected to the gate of the transistor 33.
The transistor 32 has a source connected to the power supply wiring, a gate connected to the wiring of the control signal PBRST, and a drain connected to the drain of the transistor 33 at the connection point N1.
The source of the transistor 33 is connected to the drain of the transistor 34.
The transistor 34 has a gate connected to the wiring of the control signal PBLCH and a source grounded.

トランジスタ35は、ドレインが共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSに接続され、ゲートが接続点N1に接続され、ソースがトランジスタ36のドレインに接続されている。
トランジスタ36は、ゲートが制御信号PVTRの配線に接続され、ソースが接地されている。
トランジスタ37は、ドレインが共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSに接続され、ゲートが接続点N2に接続され、ソースがトランジスタ38のドレインに接続されている。
トランジスタ38は、ゲートが制御信号EVTRの配線に接続され、ソースが接地されている。
The transistor 35 has a drain connected to the common verify determination signal line VERIFYPASS, a gate connected to the connection point N1, and a source connected to the drain of the transistor 36.
The transistor 36 has a gate connected to the wiring of the control signal PVTR and a source grounded.
The transistor 37 has a drain connected to the common verify determination signal line VERIFYPASS, a gate connected to the connection point N2, and a source connected to the drain of the transistor 38.
The transistor 38 has a gate connected to the wiring of the control signal EVTR and a source grounded.

トランジスタ41は、ドレインがビット線BL0に接続され、ゲートが制御信号BLSLTに接続され、ソースがトランジスタ31のソースと接続点SOで接続されている。
トランジスタ42は、ドレインがビット線BL0に接続され、ゲートが制御信号PDISの配線が接続され、ソースが接地されている。
トランジスタ40は、ドレインがトランジスタ41のソースに接続点SOにおいて接続され、ゲートが制御信号PBGMの配線に接続され、ソースが接続点N2に接続されている。
トランジスタ39は、ドレインが接続点N2に接続され、ゲートがカラムアドレスDY1W0の配線に接続され、ソースが転送回路PBT0に接続されている。
トランジスタ43は、ドレインが転送回路PBT0に接続され、ゲートがカラムアドレスDY1R0の配線に接続され、ソースがトランジスタ44のドレインに接続されている。
トランジスタ44は、ゲートが接続点N2に接続され、ソースが接地されている。
ページバッファPB1、…、PB7も、上述したページバッファPB0と同様の構成である。
The transistor 41 has a drain connected to the bit line BL0, a gate connected to the control signal BLSLT, and a source connected to the source of the transistor 31 at a connection point SO.
The transistor 42 has a drain connected to the bit line BL0, a gate connected to the wiring of the control signal PDIS, and a source grounded.
The transistor 40 has a drain connected to the source of the transistor 41 at the connection point SO, a gate connected to the wiring of the control signal PBGM, and a source connected to the connection point N2.
The transistor 39 has a drain connected to the connection point N2, a gate connected to the wiring of the column address DY1W0, and a source connected to the transfer circuit PBT0.
The transistor 43 has a drain connected to the transfer circuit PBT0, a gate connected to the wiring of the column address DY1R0, and a source connected to the drain of the transistor 44.
The transistor 44 has a gate connected to the connection point N2, and a source grounded.
The page buffers PB1,..., PB7 have the same configuration as the above-described page buffer PB0.

転送回路PBT0は、サブユニットSUNIT0に設けられており、ページバッファPB0からPB7におけるトランジスタ39のソースと書込線DINBUS0との接続及び非接続を制御し、またトランジスタ43のドレインとデータ読出線DOUTBUS0との接続及び非接続を制御する。
転送回路PBT0は、nチャネル型MOSトランジスタであるトランジスタ51及び52と、アンド回路50とから構成されている。
トランジスタ51は、ドレインがページバッファPB0からPB7におけるトランジスタ39のソースに共通に接続され、ゲートがアンド回路50の出力に接続され、ソースが書込線DINBUS0に接続されている。
トランジスタ52は、ドレインがページバッファPB0からPB7におけるトランジスタ43のドレインに共通に接続され、ソースがデータ読出線DOUTBUSに接続されている。
アンド回路50は、カラムデコーダ15からカラムアドレス信号DY2[7:0]及びカラムアドレス信号DY3[7:0]の各々が対応する入力端子に供給され、カラムアドレスがサブユニットSUNIT0を示すデータのとき、トランジスタ51及び52をオン状態とする(「H」レベルの信号をトランジスタ51及び52のゲートに対して出力する)。
The transfer circuit PBT0 is provided in the subunit SUNIT0, and controls connection and disconnection between the source of the transistor 39 and the write line DINBUS0 in the page buffers PB0 to PB7, and the drain of the transistor 43 and the data read line DOUTBUS0. To control connection and disconnection.
The transfer circuit PBT0 includes transistors 51 and 52, which are n-channel MOS transistors, and an AND circuit 50.
The transistor 51 has a drain commonly connected to the sources of the transistors 39 in the page buffers PB0 to PB7, a gate connected to the output of the AND circuit 50, and a source connected to the write line DINBUS0.
The transistor 52 has a drain commonly connected to the drains of the transistors 43 in the page buffers PB0 to PB7, and a source connected to the data read line DOUTBUS.
In the AND circuit 50, each of the column address signal DY2 [7: 0] and the column address signal DY3 [7: 0] is supplied from the column decoder 15 to the corresponding input terminal, and the column address is data indicating the subunit SUNIT0. The transistors 51 and 52 are turned on ("H" level signals are output to the gates of the transistors 51 and 52).

チャージ回路26は、Pチャネル型MOSトランジスタであるトランジスタ53及び54から構成されている。
トランジスタ53は、ソースが電源配線に接続され、ゲートが制御信号VERIFYBの配線に接続され、ドレインが共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSに接続されている。
トランジスタ54は、ソースが電源配線に接続され、ゲートが制御信号BUSPCの配線に接続され、ドレインがデータデータ読出線DOUTBUS0に接続されている。
The charge circuit 26 includes transistors 53 and 54 that are P-channel MOS transistors.
The transistor 53 has a source connected to the power supply wiring, a gate connected to the control signal VERIFYB, and a drain connected to the common verify determination signal line VERIFYPASS.
The transistor 54 has a source connected to the power supply wiring, a gate connected to the control signal BUSPC, and a drain connected to the data data read line DOUTBUS0.

次に、図8は選択ブロックBLCk内におけるビット線BLのオープンあるいは隣接するビット線BLのショートにより、冗長ビット線における冗長カラムセルと置換された被置換ビット線(不良ビット線)におけるカラムセルの書き込み、消去ベリファイの判定に与える影響を説明する図である。
また、図9は不揮発性メモリセルに記憶されているデータの読み出し、書き込み及び消去ベリファイにおいて、図7のラッチLTにおける接続点N1及びN2の状態を示すテーブルである。
図7、図8及び図9を用いて、ページバッファPB0の動作を以下に説明する。
Next, FIG. 8 shows the writing of the column cell in the replacement bit line (defective bit line) replaced with the redundant column cell in the redundant bit line by the opening of the bit line BL in the selected block BLCk or the shorting of the adjacent bit line BL. It is a figure explaining the influence which it has on the determination of erasure verification.
FIG. 9 is a table showing the states of the connection points N1 and N2 in the latch LT of FIG. 7 in reading, writing and erasing verification of data stored in the nonvolatile memory cell.
The operation of the page buffer PB0 will be described below with reference to FIGS.

<読み出し時>
読み出し時において、外部から読み出しを示すコマンドデータが入力され、コマンドレジスタ18に読み出しモードとするデータが設定され、このデータに基づいて制御回路20が各回路を制御する制御信号を出力する。初期状態においては、制御回路20は、制御信号PDIS、BLSLT、PPGM、PBLCH、PVTR、EVTRを「L」レベルとし、制御信号PLOAD、PBRSTを「H」レベルとしている。
また、カラムデコーダ15は、カラムアドレスDYIW0及びDY1R0を「L」レベルとしている。
制御回路20は、制御信号PBRSTを「L」レベルに変化させ、強制的に接続点N1に「H」レベルのデータを与え、不揮発性メモリセルMCからデータを読み出す前準備のリセット(RESET)動作を行う。これにより、ラッチLTに接続点N1が「H」レベル、接続点N2に「L」レベルのデータが書き込まれ、リセット時のデータが記憶される。
そして、制御回路20は、制御信号PBRSTを「H」レベルに変化させ、トランジスタ32をオフ状態とし、図9に示すデータ設定としてリセット処理を終了する。
<When reading>
At the time of reading, command data indicating reading is input from the outside, data for setting the reading mode is set in the command register 18, and the control circuit 20 outputs a control signal for controlling each circuit based on this data. In the initial state, the control circuit 20 sets the control signals PDIS, BLSLT, PPGM, PBLCH, PVTR, EVTR to the “L” level, and sets the control signals PLOAD, PBRST to the “H” level.
Further, the column decoder 15 sets the column addresses DYIW0 and DY1R0 to the “L” level.
The control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “L” level, forcibly applies the “H” level data to the connection point N1, and prepares a reset (RESET) operation before reading data from the nonvolatile memory cell MC. I do. As a result, the data at the connection point N1 at the “H” level and the data at the “L” level at the connection point N2 are written in the latch LT, and the data at the time of resetting is stored.
Then, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “H” level, turns off the transistor 32, and ends the reset process as the data setting shown in FIG.

不揮発性メモリセルMCからデータを読み出す際、制御回路20は、制御信号PDISを「H」レベルとして、トランジスタ42をオン状態とし、ビット線BLの電位を一旦接地レベルに変化させる。
そして、制御回路20は、制御信号PDIS及び制御信号PLOADを「L」レベルに変化させ、制御信号BLSLTを「H」レベルに変化させる。
これにより、トランジスタ42はオフ状態となり、トランジスタ31及び41はオン状態となる。そして、トランジスタ31及び41を介してビット線BLが「H」レベルにプリチャージされる。
When reading data from the nonvolatile memory cell MC, the control circuit 20 sets the control signal PDIS to the “H” level, turns on the transistor 42, and temporarily changes the potential of the bit line BL to the ground level.
Then, the control circuit 20 changes the control signal PDIS and the control signal PLOAD to the “L” level, and changes the control signal BLSLT to the “H” level.
Thus, the transistor 42 is turned off, and the transistors 31 and 41 are turned on. Then, the bit line BL is precharged to the “H” level via the transistors 31 and 41.

次に、制御回路20は、制御信号PLOADを「H」レベルとし、トランジスタ31をオフ状態とする。
そして、制御回路20は、制御信号PBRSTを「L」レベルに変化させ、制御信号PBLCHを「H」レベルに変化させる。
これにより、トランジスタ32及び33がオン状態となり、ロウデコーダ14が選択したワード線WLがゲートに接続されている不揮発性メモリセルMCからデータが読み出される。ここで、ロウデコーダ14は、ブロックBLCkのうちの一つを選択し、選択したブロックBLCkにおける選択ワード線Wordを0Vとする。また、ロウデコーダ14は、選択されたワード線WL以外の全ての非選択ワード線Wordに、電圧生成回路16が生成したパス電圧Vpass電圧を印加し、選択ワード線Word以外の非選択ワード線Wordがゲートに接続された不揮発性メモリセルMCすべてをオン状態とする。
また、制御回路20は、制御信号PBLCHを「H」レベルに変化させ、トランジスタ34をオン状態とする。
Next, the control circuit 20 sets the control signal PLOAD to the “H” level and turns off the transistor 31.
Then, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “L” level and changes the control signal PBLCH to the “H” level.
As a result, the transistors 32 and 33 are turned on, and data is read from the nonvolatile memory cell MC to which the word line WL selected by the row decoder 14 is connected to the gate. Here, the row decoder 14 selects one of the blocks BLCk, and sets the selected word line Word in the selected block BLCk to 0V. The row decoder 14 applies the pass voltage Vpass voltage generated by the voltage generation circuit 16 to all the non-selected word lines Word other than the selected word line WL, and the non-selected word lines Word other than the selected word line Word. All the nonvolatile memory cells MC connected to the gate are turned on.
Further, the control circuit 20 changes the control signal PBLCH to the “H” level to turn on the transistor 34.

この結果、不揮発性メモリセルMCに「0」データが書き込まれているとき、不揮発性メモリセルMCがオフ状態であり、ビット線BLが「H」レベルのままであり、トランジスタ33がオン状態にある。
このため、接続点N1の電位は、トランジスタ33及び34を介する電流により、図9に示すように「L」レベルに変化する。また、接続点N2の電位は、「H」レベルとなる。
一方、不揮発性メモリセルMCに「1」データが書き込まれているとき、不揮発性メモリセルMCがオン状態となり、ビット線BLが「L」レベルに変化し、トランジスタ33がオフ状態のままとなる。
このため、接続点N1の電位は、トランジスタ33がオフ状態であるため、接地点に対して電流が流れず、図9に示すように「H」レベルのままである。同様に、接続点N2の電位も、「L」レベルのままである。
As a result, when “0” data is written in the nonvolatile memory cell MC, the nonvolatile memory cell MC is in the off state, the bit line BL remains at the “H” level, and the transistor 33 is in the on state. is there.
For this reason, the potential at the connection point N1 changes to the “L” level as shown in FIG. 9 due to the current through the transistors 33 and 34. Further, the potential of the connection point N2 is at “H” level.
On the other hand, when “1” data is written in the non-volatile memory cell MC, the non-volatile memory cell MC is turned on, the bit line BL is changed to “L” level, and the transistor 33 remains off. .
For this reason, since the transistor 33 is in the OFF state, the potential at the connection point N1 does not flow to the ground point, and remains at the “H” level as shown in FIG. Similarly, the potential at the connection point N2 also remains at the “L” level.

次に、制御回路20は、制御信号BUSPCを「L」レベルとし、トランジスタ54をオン状態とし、データ読出線DOUTBUS0を「H」レベルにプリチャージする。
そして、制御回路20は、制御信号BUSPCを「H」レベルとし、トランジスタ54をオフ状態として、プリチャージ処理を終了させる。
プリチャージが終了した後、カラムデコーダ15は、入力されたアドレスに対応するページバッファPB0を選択するため、制御信号DY1R0を「H」レベルとする。
また、カラムデコーダ15は、入力されたアドレスに対応する各カラムユニット内のいずれかのサブユニット、例えばサブユニットSUNIT0を選択するため、アンド回路50が「H」レベルを出力するカラムアドレスDY2及びDY3を出力する。ここで、トランジスタ51及び52はオン状態となる。本実施形態の説明においては、64個のカラムユニットの各々において、64個のサブユニットSUNITからいずれか一つのサブユニットSUNITを選択するが、説明のために、64個のカラムユニットの内、サブユニットSUNIT0からSUNIT63からなるカラムユニットについて説明している。
Next, the control circuit 20 sets the control signal BUSPC to the “L” level, turns on the transistor 54, and precharges the data read line DOUTBUS0 to the “H” level.
Then, the control circuit 20 sets the control signal BUSPC to the “H” level, turns off the transistor 54, and ends the precharge process.
After the precharge is completed, the column decoder 15 sets the control signal DY1R0 to the “H” level in order to select the page buffer PB0 corresponding to the input address.
The column decoder 15 selects one of the subunits in each column unit corresponding to the input address, for example, the subunit SUNIT0, and the column addresses DY2 and DY3 from which the AND circuit 50 outputs the “H” level. Is output. Here, the transistors 51 and 52 are turned on. In the description of the present embodiment, in each of the 64 column units, any one subunit SUNIT is selected from the 64 subunits SUNIT. A column unit including units SUNIT0 to SUNIT63 is described.

これにより、不揮発性メモリセルMCに「0」のデータが書き込まれている場合、接続点N2が「H」レベルであり、トランジスタ44がオン状態となるため、データ読出線DOUTBUS0はトランジスタ52、43及び44を介して接地され、「L」レベルとなり、この「L」レベルのデータが入出力回路17を介して外部に「0」として出力される。
一方、不揮発性メモリセルMCに「1」のデータが書き込まれている場合、接続点N2が「L」レベルであり、トランジスタ44がオフ状態となるため、データ読出線DOUTBUS0は接地されずに、「H」レベルのままであり、この「H」レベルのデータが入出力回路17を介して外部に「1」として出力される。
Thus, when data “0” is written in the nonvolatile memory cell MC, the connection point N2 is at “H” level and the transistor 44 is turned on, so that the data read line DOUTBUS0 is connected to the transistors 52 and 43. And 44 are grounded to become “L” level, and data of this “L” level is output to the outside as “0” via the input / output circuit 17.
On the other hand, when data “1” is written in the nonvolatile memory cell MC, the connection point N2 is at the “L” level and the transistor 44 is turned off, so that the data read line DOUTBUS0 is not grounded. The “H” level is maintained, and this “H” level data is output to the outside as “1” via the input / output circuit 17.

<書き込みベリファイ時>
全不揮発性メモリセルに対して「0」データまたは「1」データを書き込み、データが正常に書き込まれるか否かの判定を行う。
書き込みベリファイ時において、外部から書き込みを示すコマンドデータが入力され、コマンドレジスタ18に書き込みベリファイモードとするデータが設定され、このデータに基づいて制御回路20が各回路を制御する制御信号を出力する。初期状態においては、制御回路20は、制御信号PDIS、BLSLT、PPGM、PBLCH、PVTR、EVTRを「L」レベルとし、制御信号PLOAD、PBRSTを「H」レベルとしている。
また、カラムデコーダ15は、カラムアドレスDYIW0及びDY1R0を「L」レベルとしている。
<During write verification>
“0” data or “1” data is written to all the nonvolatile memory cells, and it is determined whether or not the data is normally written.
At the time of writing verify, command data indicating writing is input from the outside, data for setting the writing verify mode is set in the command register 18, and the control circuit 20 outputs a control signal for controlling each circuit based on this data. In the initial state, the control circuit 20 sets the control signals PDIS, BLSLT, PPGM, PBLCH, PVTR, EVTR to the “L” level, and sets the control signals PLOAD, PBRST to the “H” level.
Further, the column decoder 15 sets the column addresses DYIW0 and DY1R0 to the “L” level.

制御回路20は、制御信号PLOADを「L」レベルに変化させ、制御信号PBLCHを「H」レベルに変化させる。これにより、トランジスタ31がオン状態となり、接続点SOが「H」レベルとなり、トランジスタ33がオン状態となる。また、トランジスタ34がオン状態となることにより、強制的に接続点N1に「L」レベルのデータを与え、不揮発性メモリセルMCからデータを書き込む前準備のリセット(RESET)動作を行う。これにより、ラッチLTに接続点N1が「L」レベル、接続点N2に「H」レベルのデータが書き込み、リセット時のデータが記憶される(INHIBIT状態)。
そして、制御回路20は、制御信号PLOADを「H」レベルに変化させ、制御信号PBLCHを「L」レベルに変化させ、トランジスタ31及び34をオフ状態とし、図6に示すデータ設定としてリセット処理を終了する。
Control circuit 20 changes control signal PLOAD to “L” level and changes control signal PBLCH to “H” level. Thereby, the transistor 31 is turned on, the connection point SO is set to the “H” level, and the transistor 33 is turned on. Further, when the transistor 34 is turned on, “L” level data is forcibly applied to the connection point N1, and a pre-reset (RESET) operation for writing data from the nonvolatile memory cell MC is performed. As a result, the data at the connection point N1 at the “L” level and the data at the “H” level at the connection point N2 are written into the latch LT, and the data at the time of resetting is stored (INHIBIT state).
Then, the control circuit 20 changes the control signal PLOAD to the “H” level, changes the control signal PBLCH to the “L” level, turns off the transistors 31 and 34, and performs the reset process as the data setting shown in FIG. finish.

次に、制御回路20は、不揮発性メモリセルMCに対して「0」データまたは「1」データを書き込むため、書込線DINBUS0に「L」レベルまたは「H」レベルのデータを供給する。
そして、カラムデコーダ15は、アドレスレジスタ19が出力するカラムアドレスに対応するサブユニットSUNIT0を選択するため、このサブユニットSUNIT0に対応するアンド回路50が「H」レベルを出力するカラムアドレス信号DY2及びカラムアドレス信号DY3を出力する。ここで、トランジスタ51及び52はオン状態となる。
また、カラムデコーダ15は、選択されたサブユニットSUNIT0の全てのページバッファPB0からPB7のラッチLTの接続点N2に「0」データとして「L」レベルのデータを書き込むため、制御信号DY1W0を「H」レベルとする。これにより、トランジスタ39がオン状態となる。
このように、トランジスタ39を介して、書込線DINBUS0から接続点N2に対して「L」レベルのデータが書き込まれることにより、図6に示すように、「0」データを書き込む際における、ラッチLTの接続点N1が「H」レベルであり、接続点N2が「L」レベルの状態となる。一方、「1」データを書き込む際、ラッチLTの接続点N1が「L」レベルであり、接続点N2が「H」レベルの状態であり、これは上記初期状態が維持されることになる。
Next, the control circuit 20 supplies data of “L” level or “H” level to the write line DINBUS0 in order to write “0” data or “1” data to the nonvolatile memory cell MC.
Since the column decoder 15 selects the subunit SUNIT0 corresponding to the column address output from the address register 19, the AND circuit 50 corresponding to the subunit SUNIT0 outputs the column address signal DY2 and the column to which the “H” level is output. The address signal DY3 is output. Here, the transistors 51 and 52 are turned on.
Further, the column decoder 15 writes the control signal DY1W0 to “H” to write “L” level data as “0” data to the connection points N2 of the latches LT of all the page buffers PB0 to PB7 of the selected subunit SUNIT0. Level. As a result, the transistor 39 is turned on.
As described above, when “L” level data is written from the write line DINBUS0 to the connection point N2 via the transistor 39, as shown in FIG. The connection point N1 of the LT is at the “H” level, and the connection point N2 is at the “L” level. On the other hand, when writing “1” data, the connection point N1 of the latch LT is at the “L” level and the connection point N2 is at the “H” level, and this maintains the initial state.

次に、制御回路20は、制御信号DY1W0を「L」レベルとしてページバッファPB0からPB7各々のトランジスタ39をオフ状態とする。
この処理において、ページバッファPBにおけるラッチLTへのデータの書き込みは、カラムアドレスを順次変化させて行う。すなわち、制御回路20は、アドレスから生成したカラムアドレス信号DY2[7:0]及びカラムアドレス信号DY3[7:0]を順次切り替えて、カラムユニット内のサブユニットSUNITのいずれかを選択する。そして、カラムアドレス信号DY1W[7:0]を順次変化させ、選択したサブユニットSUNITにおけるページバッファPB0からPB7のいずれかを選択し、選択したラッチLTへの書き込み動作を繰り返して行う。ここで、制御回路20は、例えば、カラムアドレスDY2[7:0]及びDY3[7:0]を順次切り替え、この状態において選択されたサブユニットSUNITにおいて、カラムアドレスDY1W[7:0]を順次増加させて、選択されるページバッファPBのラッチLTの接続点N2に対し、データ「0」として「L」レベルのデータを書き込む。
そして、制御回路20は、制御信号PPGM及びBLSLTを「H」レベルとする。
また、ロウデコーダ14は、ブロックBLCkのうちの一つを選択し、選択したブロックBLCkにおける選択ワード線Wordにプログラム電圧Vpgmを供給する。また、ロウデコーダ14は、選択ワード線Word以外の全ての非選択ワード線Wordに、高電圧VHを供給する。
これにより、選択ワード線Wordに接続されているデータ「0」を書き込むべき不揮発性メモリセルMCのソース、ドレイン及びチャネル部分が「L」レベルとなり、不揮発性メモリセルMCに対して電荷が書き込まれ、「0」データが記憶される。
また、データ「1」を書き込むべき不揮発性メモリセルMCのソース、ドレイン及びチャネル部分が「H」レベルであるので、不揮発性メモリセルMCに対して電荷が書き込まれず、「1」データが維持される。
そして、ロウデコーダ14は、選択ワード線Word及び非選択ワード線Wordを0Vに変化させ、書き込み処理を終了する。
Next, the control circuit 20 sets the control signal DY1W0 to the “L” level to turn off the transistors 39 of the page buffers PB0 to PB7.
In this process, data is written to the latch LT in the page buffer PB by sequentially changing the column address. That is, the control circuit 20 sequentially switches the column address signal DY2 [7: 0] and the column address signal DY3 [7: 0] generated from the address, and selects any one of the subunits SUNIT in the column unit. Then, the column address signal DY1W [7: 0] is sequentially changed to select one of the page buffers PB0 to PB7 in the selected subunit SUNIT, and the write operation to the selected latch LT is repeatedly performed. Here, for example, the control circuit 20 sequentially switches the column addresses DY2 [7: 0] and DY3 [7: 0], and sequentially selects the column address DY1W [7: 0] in the subunit SUNIT selected in this state. As a result, the “L” level data is written as the data “0” to the connection point N2 of the latch LT of the selected page buffer PB.
Then, the control circuit 20 sets the control signals PPGM and BLSLT to the “H” level.
In addition, the row decoder 14 selects one of the blocks BLCk and supplies the program voltage Vpgm to the selected word line Word in the selected block BLCk. The row decoder 14 supplies the high voltage VH to all non-selected word lines Word other than the selected word line Word.
As a result, the source, drain, and channel portions of the nonvolatile memory cell MC to which data “0” connected to the selected word line Word is to be written are set to the “L” level, and charges are written into the nonvolatile memory cell MC. , “0” data is stored.
Further, since the source, drain, and channel portions of the nonvolatile memory cell MC to which data “1” is to be written are at “H” level, no charge is written to the nonvolatile memory cell MC, and “1” data is maintained. The
Then, the row decoder 14 changes the selected word line Word and the unselected word line Word to 0 V, and the writing process is completed.

次に、正常に書き込まれたか否かの判定(書き込みベリファイ)を行うため、制御回路20は、ページバッファPBに不揮発性メモリセルMCのデータを読み出す。
すなわち、不揮発性メモリセルMCからデータを読み出す際、制御回路20は、制御信号PDISを「H」レベルとして、トランジスタ42をオン状態とし、ビット線BLの電位を一端接地レベルに変化させる。
そして、制御回路20は、制御信号PDIS及びPLOADを「L」レベルに変化させ、制御信号BLSLTを「H」レベルに変化させる。
これにより、トランジスタ42はオフ状態となり、トランジスタ31及び41はオン状態となる。そして、トランジスタ31及び41を介してビット線BLが「H」レベルにプリチャージされる。
Next, in order to determine whether or not data has been normally written (write verify), the control circuit 20 reads the data of the nonvolatile memory cell MC into the page buffer PB.
That is, when reading data from the nonvolatile memory cell MC, the control circuit 20 sets the control signal PDIS to the “H” level, turns on the transistor 42, and changes the potential of the bit line BL to the ground level.
Then, the control circuit 20 changes the control signals PDIS and PLOAD to the “L” level and changes the control signal BLSLT to the “H” level.
Thus, the transistor 42 is turned off, and the transistors 31 and 41 are turned on. Then, the bit line BL is precharged to the “H” level via the transistors 31 and 41.

次に、制御回路20は、制御信号PLOADを「H」レベルとし、トランジスタ31をオフ状態とする。
そして、制御回路20は、制御信号PBRSTを「L」レベルに変化させ、制御信号PBLGHを「H」レベルに変化させる。
これにより、トランジスタ32及び33がオン状態となり、ロウデコーダ14が選択した選択ワード線Wordがゲートに接続されている不揮発性メモリセルMCからデータが読み出される。ここで、ロウデコーダ14は、選択ワード線Wordを0Vとし、選択された選択ワード線Word以外の全ての非選択ワード線Wordを、電圧生成回路16が生成したパス電圧Vpassを印加し、非選択ワード線Wordがゲートに接続された不揮発性メモリセルMCすべてをオン状態とする。
また、制御回路20は、制御信号PBLCHを「H」レベルに変化させ、トランジスタ34をオン状態とする。
これにより、「0」データを書き込むべき不揮発性メモリセルMCに「0」データが書き込まれている場合、接続点SOが「H」レベルのままなので、ラッチLTの接続点N1が「L」レベル、接続点N2が「H」レベルとなる。
一方、「0」データを書き込むべき不揮発性メモリセルMCに「0」データが書き込まれていない場合、接続点SOが「L」レベルとなり、ラッチLTを反転できず、ラッチLTの接続点N1が「H」レベル、接続点N2が「L」レベルと、書き込んだ状態のまま(初期状態とは反対の状態)となる。
また、「1」データを書き込まれている不揮発性メモリセルMCの場合は、接続点SOが「L」レベルとなっても、ラッチLTは初期状態を維持しているので、ラッチLTの接続点N1が「L」レベル、接続点N2が「H」レベルである。
Next, the control circuit 20 sets the control signal PLOAD to the “H” level and turns off the transistor 31.
Then, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “L” level and changes the control signal PBLGH to the “H” level.
As a result, the transistors 32 and 33 are turned on, and data is read from the nonvolatile memory cell MC to which the selected word line Word selected by the row decoder 14 is connected to the gate. Here, the row decoder 14 sets the selected word line Word to 0 V, applies the pass voltage Vpass generated by the voltage generation circuit 16 to all the unselected word lines Word other than the selected selected word line Word, and unselects the selected word line Word. All the nonvolatile memory cells MC to which the word line Word is connected to the gate are turned on.
Further, the control circuit 20 changes the control signal PBLCH to the “H” level to turn on the transistor 34.
Thereby, when “0” data is written in the nonvolatile memory cell MC to which “0” data is to be written, the connection point SO remains at the “H” level, so that the connection point N1 of the latch LT is at the “L” level. The connection point N2 becomes “H” level.
On the other hand, when “0” data is not written in the nonvolatile memory cell MC to which “0” data is to be written, the connection point SO becomes “L” level, the latch LT cannot be inverted, and the connection point N1 of the latch LT is The “H” level and the connection point N2 at the “L” level remain in the written state (a state opposite to the initial state).
In the case of the nonvolatile memory cell MC in which “1” data is written, the latch LT maintains the initial state even when the connection point SO becomes the “L” level. N1 is at “L” level and the connection point N2 is at “H” level.

ブロックBLCkのワード線WLを共通とする不揮発性メモリセルMCのデータが、全てのラッチLTに読み出された後、制御回路20は、制御信号VERIFYBを「L」レベルに変化させ、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSを「H」レベルにプリチャージする。
そして、制御回路20は、制御信号PVTRを「H」レベルとし、ブロックBLCkに接続するカラムユニットの全てのページバッファPBのトランジスタ36をオン状態とする。
このとき、ブロックBLCkに接続するカラムユニットの全てのページバッファPBにおける接続点N1が「L」レベルとなっている場合、全てのトランジスタ35がオン状態とならない。
このため、ブロックBLCkに接続するカラムユニット全てのページバッファPBのトランジスタ35がオフ状態である場合、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「H」レベルのままであり、データ端子から「H」レベルの出ているブロックBLCkの不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行われたことが検出できる。上述した動作は、他のブロックBLCkにおいても同様に行われる。
After the data of the non-volatile memory cells MC sharing the word line WL of the block BLCk are read to all the latches LT, the control circuit 20 changes the control signal VERIFYB to “L” level to determine the common verify The signal line VERIFYPASS is precharged to “H” level.
Then, the control circuit 20 sets the control signal PVTR to the “H” level, and turns on the transistors 36 of all the page buffers PB of the column unit connected to the block BLCk.
At this time, when the connection points N1 in all the page buffers PB of the column units connected to the block BLCk are at the “L” level, all the transistors 35 are not turned on.
For this reason, when the transistors 35 of the page buffers PB of all the column units connected to the block BLCk are in the OFF state, the common verify determination signal line VERIFYPASS remains at the “H” level and the “H” level is output from the data terminal. It can be detected that data has been normally written to the nonvolatile memory cells MC of the block BLCk. The above-described operation is similarly performed in the other blocks BLCk.

一方、ページバッファ群13のいずれかのページバッファPBにおける接続点N1が「H」レベルとなっている場合、この「H」レベルである接続点N1のページバッファPBにおけるトランジスタ35がオン状態となる。
このため、ページバッファ群13のいずれかのページバッファPBのトランジスタ35がオン状態となった場合、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「H」レベルから「L」レベルに変化し、データ端子から「L」レベルの出ているブロックBLCkの不揮発性メモリセルMCへのデータの書き込みが正常に行わないことが検出される。
上述した動作は、他のブロックBLCkにおいても同様に行われる。
On the other hand, when the connection point N1 in any page buffer PB of the page buffer group 13 is at “H” level, the transistor 35 in the page buffer PB at the connection point N1 at “H” level is turned on. .
For this reason, when the transistor 35 of any page buffer PB in the page buffer group 13 is turned on, the common verify determination signal line VERIFYPASS changes from “H” level to “L” level, and “L” is output from the data terminal. It is detected that data is not normally written to the nonvolatile memory cell MC of the block BLCk having the “level”.
The above-described operation is similarly performed in the other blocks BLCk.

<消去ベリファイ時>
全不揮発性メモリセルに対して上述の消去処理を行い、データが正常に消去されたか否かの判定を行う。
消去ベリファイ時において、外部から消去ベリファイを示すコマンドデータが入力され、コマンドレジスタ18に消去ベリファイモードとするデータが設定され、このデータに基づいて制御回路20が各回路を制御する制御信号を出力する。初期状態においては、制御回路20は、制御信号PDIS、BLSLT、PPGM、PBLCH、PVTR、EVTRを「L」レベルとし、制御信号PLOAD、PBRST、VERIFYB、BUSPCを「H」レベルとしている。
また、カラムデコーダ15は、カラムアドレス信号DYIW0及びカラムアドレス信号DY1R0を「L」レベルとしている。
<During erase verification>
The above-described erasing process is performed on all nonvolatile memory cells, and it is determined whether or not the data has been normally erased.
At the time of erase verify, command data indicating erase verify is input from the outside, data for setting an erase verify mode is set in the command register 18, and the control circuit 20 outputs a control signal for controlling each circuit based on this data. . In the initial state, the control circuit 20 sets the control signals PDIS, BLSLT, PPGM, PBLCH, PVTR, and EVTR to the “L” level, and sets the control signals PLOAD, PBRST, VERIFYB, and BUSPC to the “H” level.
Further, the column decoder 15 sets the column address signal DYIW0 and the column address signal DY1R0 to the “L” level.

制御回路20は、電圧生成回路16に不揮発性メモリセルのデータの消去に必要な消去電圧を発生させ、選択ブロックBLCkの不揮発性メモリセルMCに対して、この消去電圧を印加する(消去のためのストレスの印加)。
これにより、上述の通り、消去電圧が印加されたブロックBLCk全ての不揮発性メモリセルのデータの消去処理が一括して行われる。
次に、制御回路20は、制御信号PBRSTを「L」レベルに変化させ、トランジスタ32をオン状態とし、ラッチLTの接続点N1に強制的に「H」レベルのデータを書き込むリセット動作を行う。これにより、図6のテーブルに示すように、ラッチLTの接続点N1が「H」レベル、接続点N2に「L」レベルのデータが書き込まれる。
そして、制御回路20は、制御信号PBRSTを「H」レベルに変化させ、トランジスタ32をオフ状態とし、リセット処理を終了する。
The control circuit 20 causes the voltage generation circuit 16 to generate an erase voltage necessary for erasing data in the nonvolatile memory cell, and applies this erase voltage to the nonvolatile memory cell MC in the selected block BLCk (for erasure). Stress applied).
Thereby, as described above, the erasing process of the data in all the nonvolatile memory cells of all the blocks BLCk to which the erasing voltage is applied is performed at once.
Next, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “L” level, turns on the transistor 32, and performs a reset operation for forcibly writing “H” level data to the connection point N1 of the latch LT. As a result, as shown in the table of FIG. 6, data at the connection point N1 of the latch LT is written at the “H” level, and data at the “L” level is written at the connection point N2.
Then, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “H” level, turns off the transistor 32, and ends the reset process.

次に、制御回路20は、制御信号PDISを「H」レベルに変化させ、一旦、ビット線BLの電位を接地レベルとする。
そして、制御回路20は、制御信号PDISを「L」レベルに変化させた後、制御信号PLOADを「L」レベルとし、制御信号BLSLTを「H」レベルとして、トランジスタ31及び41をオン状態とする。
これにより、トランジスタ31及び41を介して、ビット線BLが「H」レベルにプリチャージされる。このとき、制御回路20は、ページデコーダ14bを制御し、内部選択ゲート信号iSSL、内部選択ゲート信号iSGLを0Vとしている。そのため、選択ブロックBLCkにおいて、入力される選択ゲート信号SSLk、選択ゲート信号SGLkは0Vであり、NANDセルストリングNAはビット線と非接続とされている。
所定の時間経過後、制御回路20は、制御信号PLOADを「H」レベルに変化させ、トランジスタ31をオフ状態とし、制御線BLSLTを「L」レベルに変化させ、トランジスタ41をオフ状態とし、接続点SO及びビット線BLのプリチャージを終了する。この所定の時間は、予め測定された接続点SO及びビット線BLの電位がプリチャージする電圧に安定するまでの時間である。
Next, the control circuit 20 changes the control signal PDIS to the “H” level, and once sets the potential of the bit line BL to the ground level.
Then, after changing the control signal PDIS to the “L” level, the control circuit 20 sets the control signal PLOAD to the “L” level, the control signal BLSLT to the “H” level, and turns on the transistors 31 and 41. .
As a result, the bit line BL is precharged to the “H” level via the transistors 31 and 41. At this time, the control circuit 20 controls the page decoder 14b to set the internal selection gate signal iSSL and the internal selection gate signal iSGL to 0V. Therefore, in the selection block BLCk, the input selection gate signal SSLk and selection gate signal SGLk are 0 V, and the NAND cell string NA is not connected to the bit line.
After a predetermined time has elapsed, the control circuit 20 changes the control signal PLOAD to the “H” level, turns the transistor 31 off, changes the control line BLSLT to the “L” level, turns the transistor 41 off, and connects The precharge of the point SO and the bit line BL is finished. This predetermined time is a time until the potential of the connection point SO and the bit line BL measured in advance is stabilized at a precharge voltage.

ロウデコーダ14は、制御回路20からの制御信号により、選択ブロックBLCkにおいて、入力される選択ゲート信号SSLk、選択ゲート信号SGLkに高電圧VHを供給し、選択NANDセルストリングNAはビット線と接続される。
そして、ロウデコーダ14は、全ワード線WLを0Vとしているので、各ビット線BLに接続されたブロックBLCk内の全ての不揮発性メモリセルMCのデータが、消去電圧の印加により消去されている場合、NANDセルストリングNAは導通状態となり、NANDセルストリングNAにおける不揮発性メモリセルMCのいずれか1つでもデータが消去されていない場合、NANDセルストリングNAは非導通となる。
次に、制御回路20は、図2における選択ゲート信号SSLk及びSGLkを「H」レベルとし、選択トランジスタSG1及びSG2をオン状態とする。
これにより、ビット線BLに接続されるNANDセルストリングNAの不揮発性メモリセルMCが全てオン状態の場合、NANDセルストリングNAは導通状態となるので、ビット線BLは接地レベル、すなわち「L」レベルとなる。
一方、ビット線BLに接続されるNANDセルストリングNAの不揮発性メモリセルMCのいずれか1つでも「0」データの書き込みが消去されていない場合、不揮発性メモリセルMCがオン状態とならず、NANDセルストリングNAが非導通状態となるので、ビット線BLはプリチャージされた状態、すなわち「H」レベルのままとなる。
The row decoder 14 supplies the high voltage VH to the selection gate signal SSLk and the selection gate signal SGLk that are input in the selection block BLCk by the control signal from the control circuit 20, and the selection NAND cell string NA is connected to the bit line. The
Since the row decoder 14 sets all the word lines WL to 0 V, the data of all the nonvolatile memory cells MC in the block BLCk connected to each bit line BL is erased by applying the erase voltage. The NAND cell string NA becomes conductive, and if data is not erased in any one of the nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string NA, the NAND cell string NA becomes non-conductive.
Next, the control circuit 20 sets the selection gate signals SSLk and SGLk in FIG. 2 to the “H” level, and turns on the selection transistors SG1 and SG2.
As a result, when all the nonvolatile memory cells MC of the NAND cell string NA connected to the bit line BL are in the ON state, the NAND cell string NA is in the conductive state, so that the bit line BL is at the ground level, that is, the “L” level. It becomes.
On the other hand, if writing of “0” data is not erased in any one of the nonvolatile memory cells MC of the NAND cell string NA connected to the bit line BL, the nonvolatile memory cell MC is not turned on, Since NAND cell string NA is rendered non-conductive, bit line BL remains in a precharged state, that is, “H” level.

次に、制御回路20は、制御信号BLSLTを「H」レベルに変化させ、トランジスタ41をオン状態とする。
これにより、接続点SOは、不揮発性メモリセルMCに「0」データが書き込まれており、ビット線BLが「H」レベルの場合、「H」レベルのままであり、不揮発性メモリセルMCが消去され、ビット線BLが「L」レベルの場合、「H」レベルから「L」レベルに変化する。ここで、接続点SOの接地容量より、ビット線BLの接地容量が大きいため、接続点SOの電位は、トランジスタ41がオン状態となった際、ビット線BLの電位となる。
Next, the control circuit 20 changes the control signal BLSLT to “H” level to turn on the transistor 41.
Thereby, “0” data is written in the non-volatile memory cell MC at the connection point SO. When the bit line BL is at the “H” level, the connection point SO remains at the “H” level. When the data is erased and the bit line BL is at the “L” level, the level changes from the “H” level to the “L” level. Here, since the ground capacitance of the bit line BL is larger than the ground capacitance of the connection point SO, the potential of the connection point SO becomes the potential of the bit line BL when the transistor 41 is turned on.

次に、制御回路20は、制御信号PBLCHを「H」レベルに変化させ、トランジスタ34をオン状態とする。
これにより、不揮発性メモリセルMCの「0」データが消去されて、接続点SOの電位が「L」レベルの場合、ラッチLTの接続点N1が「H」レベルのままであり、不揮発性メモリセルMCの「0」データが消去されないと、接続点SOの電位が「H」レベルの場合、ラッチLTの接続点N1が「L」レベルとなる。
すなわち、不揮発性メモリセルMCの「0」データの消去が行われた場合、ラッチLTの接続点N2は「L」レベルのままであり、不揮発性メモリセルMCの「0」データの消去が行われない場合、ラッチLTの接続点N2は「H」レベルに変化する。
Next, the control circuit 20 changes the control signal PBLCH to “H” level to turn on the transistor 34.
As a result, when the “0” data in the nonvolatile memory cell MC is erased and the potential of the connection point SO is at the “L” level, the connection point N1 of the latch LT remains at the “H” level. If the “0” data in the cell MC is not erased, the connection point N1 of the latch LT is at the “L” level when the potential at the connection point SO is at the “H” level.
That is, when the “0” data of the nonvolatile memory cell MC is erased, the connection point N2 of the latch LT remains at the “L” level, and the “0” data of the nonvolatile memory cell MC is erased. If not, the connection point N2 of the latch LT changes to the “H” level.

選択ブロックBLCkのワード線WLを共通とする不揮発性メモリセルMCのデータが、全てのラッチLTに読み出された後、制御回路20は、制御信号VERIFYBを「L」レベルに変化させ、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSを「H」レベルにプリチャージする。
そして、制御回路20は、制御信号EVTRを「H」レベルとし、ページバッファ群13の全てのページバッファPBのトランジスタ38をオン状態とする。
このとき、ページバッファ群13の全てのページバッファPBにおける接続点N2が「L」レベルとなっている場合、全てのトランジスタ37がオン状態とならない。
このため、ページバッファ群13全てのページバッファPBのトランジスタ37がオフ状態である場合、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「H」レベルのままであり、データ端子から「H」レベルの出ているブロックBLCkの不揮発性メモリセルMCの「0」データの消去が正常に行われたことを検出できる。上述した動作は、他のブロックBLCkにおいても同様に行われる。
After the data of the non-volatile memory cells MC sharing the word line WL of the selected block BLCk is read out to all the latches LT, the control circuit 20 changes the control signal VERIFYB to “L” level to perform common verification. Determination signal line VERIFYPASS is precharged to “H” level.
Then, the control circuit 20 sets the control signal EVTR to the “H” level, and turns on the transistors 38 of all the page buffers PB of the page buffer group 13.
At this time, when the connection points N2 in all the page buffers PB of the page buffer group 13 are at the “L” level, all the transistors 37 are not turned on.
For this reason, when the transistors 37 of all the page buffers PB of the page buffer group 13 are in the OFF state, the common verify determination signal line VERIFYPASS remains at the “H” level, and the “H” level is output from the data terminal. It can be detected that “0” data in the nonvolatile memory cell MC of BLCk has been normally erased. The above-described operation is similarly performed in the other blocks BLCk.

一方、ページバッファ群13のいずれかのページバッファPBにおける接続点N2が「H」レベルとなっている場合、この「H」レベルである接続点N2のページバッファPBにおけるトランジスタ37がオン状態となる。
このため、ページバッファ群13におけるいずれかのページバッファPBのトランジスタ37がオン状態である場合、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「H」レベルから「L」レベルに変化し、データ端子から「L」レベルの出ているブロックBLCkの不揮発性メモリセルMCへのデータの消去が行われていないことが検出できる。
上述した動作は、他のブロックBLCkにおいても同様に行われる。
On the other hand, when the connection point N2 in any page buffer PB of the page buffer group 13 is at “H” level, the transistor 37 in the page buffer PB at the connection point N2 at “H” level is turned on. .
For this reason, when the transistor 37 of any page buffer PB in the page buffer group 13 is in the ON state, the common verify determination signal line VERIFYPASS changes from “H” level to “L” level, and “L” from the data terminal. It can be detected that data is not erased from the non-volatile memory cell MC of the block BLCk having the level.
The above-described operation is similarly performed in the other blocks BLCk.

次に、図10は、上述した書き込みベリファイ処理及び消去ベリファイ処理において、図8に示すビット線BLのオープンあるいは隣接ビット線とのショートが存在するとして、冗長ビット線における冗長カラムセルと置換された被置換ビット線におけるカラムセル(欠陥カラムセル)のベリファイにおける影響を示すテーブルである。
本実施形態の構成において、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSは、ページバッファ群13(冗長カラムセルアレイのページバッファも含む)において、各ページバッファPBのトランジスタ35及び37のドレインに共通に接続され、トランジスタ35あるいは37によりオア回路が構成されている。
このため、欠陥カラムセルとして置換した後も、ベリファイ時の判定のときには、ラッチLTにおける接続点N1またはN2のデータが共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSのレベル判定処理に影響を及ぼす。
Next, FIG. 10 shows that in the above-described write verify process and erase verify process, the bit line BL shown in FIG. 8 is open or a short circuit with an adjacent bit line exists, so that the redundant column cell in the redundant bit line is replaced. It is a table which shows the influence in the verification of the column cell (defective column cell) in a replacement bit line.
In the configuration of this embodiment, the common verify determination signal line VERIFYPASS is connected in common to the drains of the transistors 35 and 37 of each page buffer PB in the page buffer group 13 (including the page buffer of the redundant column cell array), and the transistor 35 Alternatively, an OR circuit is constituted by 37.
For this reason, even after replacement as a defective column cell, the data at the connection point N1 or N2 in the latch LT affects the level determination process of the common verify determination signal line VERIFYPASS when determining at the time of verification.

書き込みベリファイ処理の際、図8「(1)BL−BL SHORT」に示すように、ビット線BLが隣接する他のビット線BLとショートしている場合、双方ともまたいずれかのビット線BLに接続された不揮発性メモリセルMCに「0」データが書き込まれない場合、ビット線BLの電位は「L」レベルとなる。また、図8「(2)BL−SOURCE SHORT」に示すように、ビット線BLが共通ソース線SOURCEとショートしている場合、ビット線BLの電位は「L」レベルとなる。これらのとき、トランジスタ33はオフ状態であり、ラッチLTの接続点N1のデータが「H」レベルに保持され、図9に示すPASSの状態にあり問題はない。
また、書き込みベリファイ処理の際、図8の「(3)BL OPEN」に示すように、ビット線BLがオープンの場合、ビット線BLの電位は、「H」レベルであるため、ラッチLTの接続点N1が「L」レベルとなるため、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「H」レベルに維持され、図9に示すPASSの状態にあるため問題はない。
At the time of the write verify process, as shown in FIG. 8 “(1) BL-BL SHORT”, when the bit line BL is short-circuited to other adjacent bit lines BL, both are also connected to any one of the bit lines BL. When “0” data is not written in the connected nonvolatile memory cell MC, the potential of the bit line BL becomes “L” level. Further, as shown in “(2) BL-SOURCE SHORT” of FIG. 8, when the bit line BL is short-circuited with the common source line SOURCE, the potential of the bit line BL becomes “L” level. At these times, the transistor 33 is in the OFF state, the data at the connection point N1 of the latch LT is held at the “H” level, and there is no problem because it is in the PASS state shown in FIG.
Further, during the write verify process, as shown in “(3) BL OPEN” in FIG. 8, when the bit line BL is open, the potential of the bit line BL is at the “H” level. Since the point N1 is at the “L” level, the common verify determination signal line VERIFYPASS is maintained at the “H” level and is in the PASS state shown in FIG.

一方、消去ベリファイ処理の際、図8「(1)BL−BL SHORT」に示すように、ビット線BLが隣接する他のビット線BLとショートしている場合、ショートしているビット線BL双方に接続された不揮発性メモリセルMCはともに消去されて「1」データになり、ビット線BLは消去ベリファイにおいて「L」レベルになる。また、図8「(2)BL−SOURCE SHORT」に示すように、ビット線BLが共通ソース線SOURCEとショートしている場合、ビット線BLの電位は「L」レベルとなる。これらのとき、トランジスタ33はオフ状態であり、ラッチLTの接続点N1のデータが「H」レベルに保持され、図9に示すPASSの状態にあり問題はない。
しかしながら、消去ベリファイ処理の際、図8の「(3)BL OPEN」に示すように、ビット線BLがオープンの場合、ビット線BLの電位は、「H」レベルであるため、ラッチLTの接続点N2が「H」レベルとなるため、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「L」レベルとなる。このため、ワード線WLにより選択された不揮発性メモリセルにおいて、欠陥と判定され冗長カラムセルと置換された被置換カラムセル以外の全て(冗長カラムセルを含めて)の不揮発性メモリセルがPASSであっても、被置換カラムセルの不揮発性メモリセルMCの読み出し結果がFAILであるため、ベリファイの結果が図9に示すFAILの状態にとなる。
On the other hand, in the erase verify process, as shown in FIG. 8 “(1) BL-BL SHORT”, when the bit line BL is short-circuited with other adjacent bit lines BL, Both nonvolatile memory cells MC connected to are erased to become “1” data, and the bit line BL becomes “L” level in erase verify. Further, as shown in “(2) BL-SOURCE SHORT” of FIG. 8, when the bit line BL is short-circuited with the common source line SOURCE, the potential of the bit line BL becomes “L” level. At these times, the transistor 33 is in the OFF state, the data at the connection point N1 of the latch LT is held at the “H” level, and there is no problem because it is in the PASS state shown in FIG.
However, during the erase verify process, as shown in “(3) BL OPEN” in FIG. 8, when the bit line BL is open, the potential of the bit line BL is at the “H” level. Since the point N2 becomes “H” level, the common verify determination signal line VERIFYPASS becomes “L” level. For this reason, in the nonvolatile memory cells selected by the word line WL, all the nonvolatile memory cells (including the redundant column cells) other than the replaced column cell determined to be defective and replaced with the redundant column cell are PASS. Since the read result of the nonvolatile memory cell MC of the column cell to be replaced is FAIL, the verification result is in the FAIL state shown in FIG.

上述したように、欠陥を有するとして置換された被置換カラムセルが、消去ベリファイの判定結果に影響を及ぼすことが判る。
したがって、本実施形態においては、上述した消去ベリファイ処理の際、余剰ブロック22により、以下のように被置換カラムセルに対応するページバッファPBのラッチLTに対し、PASSと判定されるデータを書き込む。これにより、被置換カラムセルの影響によって、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSを「L」レベルとすることを防止する。
As described above, it can be seen that the column cell to be replaced that is replaced as having a defect affects the determination result of the erase verify.
Therefore, in the present embodiment, in the above-described erase verify process, the surplus block 22 writes data determined as PASS to the latch LT of the page buffer PB corresponding to the column cell to be replaced as follows. This prevents the common verify determination signal line VERIFYPASS from being set to the “L” level due to the influence of the column cell to be replaced.

ここで、余剰ブロック22は、本実施形態において、上述の通り、ブロックBLCkと同様の構成を有するブロックであるが、テスト動作モードとしての消去動作、書き込み動作、及び読み出し動作によって、消去され(つまり余剰ブロック22内の全ての不揮発性メモリセルMCには「1」データが書き込まれ)、また任意の不揮発性メモリセルMCにはデータ「0」が書き込まれ、任意の番地の不揮発性メモリセルMCのデータが読み出される構成となっている。
すなわち、テスト動作モードとしての消去動作においては、選択ブロックBLCkと同様に、余剰ブロック22内の全ての不揮発性メモリセルMCのデータは消去される。つまり、制御回路20は、外部からテスト動作モードとしての消去を指示するコマンドが入力されると、制御信号をロウデコーダ14に出力する。
ロウデコーダ14は、図5に示す消去ベリファイ動作の選択ブロックに供給する電圧レベルと同じ電圧レベルのブロック選択信号BLKSELを、余剰ブロック22に設けられた転送トランジスタ群21に出力する。また、ロウデコーダ14は、図5の消去ベリファイ動作の選択ブロックに供給する内部選択ゲート信号iSSL、内部選択ゲート信号iSGL、及び内部ワード信号PGiと同じ電圧レベルの信号を、それぞれ内部選択ゲート信号iESSL、内部選択ゲート信号iESGL内部選択ゲート信号、及び内部ワード信号EPGiとして、余剰ブロック22に設けられた転送トランジスタ群21に出力する。
余剰ブロック22の各NANDセルストリングNAには、図5の消去ベリファイ動作の選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLk,選択ゲート信号SGLkと同じ電圧レベルの選択ゲート信号ESSL,選択ゲート信号ESGLが入力される。また、余剰ブロック22の各NANDセルストリングNAのワード線EWL0〜EWLiの電圧レベルは、図5の消去ベリファイ動作の選択ブロックBLCkにおけるワード線WL0〜WLiと同じく0Vとなる。
その後、余剰ブロック22において、選択ブロックBLCkにおける消去動作と同様に、消去動作が実行され、余剰ブロック22内の全ての不揮発性メモリセルMCには「1」データが書き込まれる。
その他のテスト動作モードとしての書き込み動作、及び読み出し動作においても、制御回路20は、外部からそれぞれテスト動作モードとしての書き込みを指示するコマンド、テスト動作モードとしての読み出しを指示するコマンドが入力されると、コマンドに応じた制御信号をロウデコーダ14に出力する。ロウデコーダ14は、テスト動作モードとしての書き込み動作、及び読み出し動作において、それぞれ、図5を用いて選択ブロックBLCkについて説明した電圧レベルの信号を、余剰ブロック22に供給する。また、ページバッファ群13は、テスト動作モードとしての書き込み動作、及び読み出し動作において、上述した書き込み動作、及び読み出し動作と同じ動作を実行する。
Here, as described above, the surplus block 22 is a block having the same configuration as the block BLCk in the present embodiment, but is erased by an erase operation, a write operation, and a read operation as test operation modes (that is, Data “1” is written in all the nonvolatile memory cells MC in the surplus block 22), and data “0” is written in any nonvolatile memory cell MC, and the nonvolatile memory cell MC at any address The data is read out.
That is, in the erase operation as the test operation mode, the data of all the nonvolatile memory cells MC in the surplus block 22 are erased as in the selected block BLCk. That is, the control circuit 20 outputs a control signal to the row decoder 14 when a command instructing erasure as the test operation mode is input from the outside.
The row decoder 14 outputs a block selection signal BLKSEL having the same voltage level as that supplied to the selected block in the erase verify operation shown in FIG. 5 to the transfer transistor group 21 provided in the surplus block 22. The row decoder 14 also supplies signals having the same voltage level as the internal selection gate signal iSSL, the internal selection gate signal iSGL, and the internal word signal PGi supplied to the selected block of the erase verify operation in FIG. The internal selection gate signal iESGL is output to the transfer transistor group 21 provided in the surplus block 22 as the internal selection gate signal and the internal word signal EPGi.
In each NAND cell string NA of the surplus block 22, a selection gate signal SSLk and a selection gate signal ESGL having the same voltage level as the selection gate signal SSLk and the selection gate signal SGLk input to the selection block BLCk of the erase verify operation in FIG. Entered. Further, the voltage level of the word lines EWL0 to EWLi of each NAND cell string NA of the surplus block 22 is 0 V, as is the case with the word lines WL0 to WLi in the selected block BLCk of the erase verify operation in FIG.
Thereafter, in the surplus block 22, the erase operation is executed similarly to the erase operation in the selected block BLCk, and “1” data is written in all the nonvolatile memory cells MC in the surplus block 22.
Also in the write operation and the read operation as other test operation modes, the control circuit 20 receives a command instructing writing as the test operation mode and a command instructing reading as the test operation mode from the outside. , A control signal corresponding to the command is output to the row decoder 14. The row decoder 14 supplies the surplus block 22 with the voltage level signal described for the selected block BLCk using FIG. 5 in the write operation and the read operation as the test operation mode. The page buffer group 13 performs the same operations as the above-described write operation and read operation in the write operation and the read operation as the test operation mode.

以上のテスト動作モードにおいて、アクセス可能な余剰ブロック22を有する不揮発性半導体記憶装置を製造し、半導体試験装置(テスタ)により被置換ビット線(不良ビット線)を冗長ビット線に置換する処理を施した後、さらにテスタにより次に説明する処理を施す。
テスト動作モードとしての消去コマンドとともに各制御信号を不揮発性半導体記憶装置に供給し、余剰ブロック22における全ての不揮発性メモリセルMCのデータを消去する。これにより、余剰ブロック22における全ての不揮発性メモリセルMCはデータ「1」を記憶する(消去状態)。
次に、テスト動作モードとしての書き込みコマンドとともに各制御信号を不揮発性半導体記憶装置に供給し、余剰ブロック22における被置換ビット線(不良ビット線)以外のビット線に接続されるNANDセルストリングNA各々における全ての不揮発性メモリセルMCにデータ「0」を書き込む。これにより、被置換ビット線(不良ビット線)に接続されるNANDセルストリングNAにおける全ての不揮発性メモリセルMCはデータ「0」の記憶を維持する。
In the test operation mode described above, a nonvolatile semiconductor memory device having an accessible surplus block 22 is manufactured, and a process of replacing a bit line to be replaced (defective bit line) with a redundant bit line by the semiconductor test apparatus (tester) is performed. After that, further processing described below is performed by a tester.
Each control signal is supplied to the nonvolatile semiconductor memory device together with the erase command as the test operation mode, and the data of all the nonvolatile memory cells MC in the surplus block 22 is erased. Thereby, all the nonvolatile memory cells MC in the surplus block 22 store the data “1” (erased state).
Next, each control signal is supplied to the nonvolatile semiconductor memory device together with the write command as the test operation mode, and each NAND cell string NA connected to the bit line other than the bit line to be replaced (defective bit line) in the surplus block 22 Data “0” is written to all the nonvolatile memory cells MC in FIG. As a result, all the nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string NA connected to the replacement bit line (defective bit line) maintain the storage of data “0”.

図11は、通常の動作モード(書き込み、消去、書き込みベリファイ、読み出し、消去ベリファイ)において、ロウデコーダ14が、余剰ブロック22に対して出力する信号の電圧レベルを示す図である。
ロウデコーダ14は、書き込み動作においてブロックBLCkを選択する際、余剰ブロック22(余剰Block)の転送トランジスタ群21に0Vのブロック選択信号BLKSELを出力する。これにより、書き込み動作において、余剰ブロック22内の全てのワード線EWL0〜EWLiの電圧レベルはフローティング電圧となる。また、選択ゲート信号ESSLが0Vとなり、余剰ブロック22におけるNANDセルストリングNA各々は、対応するビット線BLと非接続である。そのため、余剰ブロック22内の不揮発性メモリセルMCにデータが書き込まれることはない。また、余剰ブロック22が選択ブロックBLCkにおける上述したデータ書き込み動作に影響を与えることはない。
FIG. 11 is a diagram illustrating voltage levels of signals output from the row decoder 14 to the surplus block 22 in a normal operation mode (write, erase, write verify, read, erase verify).
When the row decoder 14 selects the block BLCk in the write operation, the row decoder 14 outputs a 0V block selection signal BLKSEL to the transfer transistor group 21 of the surplus block 22 (surplus block). Thereby, in the write operation, the voltage levels of all the word lines EWL0 to EWLi in the surplus block 22 become the floating voltage. Further, the selection gate signal ESSL becomes 0 V, and each NAND cell string NA in the surplus block 22 is not connected to the corresponding bit line BL. Therefore, data is not written to the nonvolatile memory cell MC in the surplus block 22. Further, the surplus block 22 does not affect the above-described data write operation in the selected block BLCk.

また、ロウデコーダ14は、書き込みベリファイ動作においてブロックBLCkを選択する際、余剰ブロック22(余剰Block)の転送トランジスタ群21に0Vのブロック選択信号BLKSELを出力する。これにより、書き込み動作において、余剰ブロック22内の全てのワード線EWL0〜EWLiの電圧レベルはフローティング電圧となる。また、選択ゲート信号ESSLが0Vとなり、余剰ブロック22におけるNANDセルストリングNA各々は、対応するビット線BLと非接続である。そのため、余剰ブロック22内の不揮発性メモリセルMCにデータが書き込まれることはない。また、余剰ブロック22が選択ブロックBLCkにおける上述したデータ書き込みに引き続いて実行される書き込みベリファイ動作に影響を与えることはない。   Further, when the row decoder 14 selects the block BLCk in the write verify operation, the row decoder 14 outputs a block selection signal BLKSEL of 0 V to the transfer transistor group 21 of the surplus block 22 (surplus block). Thereby, in the write operation, the voltage levels of all the word lines EWL0 to EWLi in the surplus block 22 become the floating voltage. Further, the selection gate signal ESSL becomes 0 V, and each NAND cell string NA in the surplus block 22 is not connected to the corresponding bit line BL. Therefore, data is not written to the nonvolatile memory cell MC in the surplus block 22. Further, the surplus block 22 does not affect the write verify operation that is executed following the above-described data write in the selected block BLCk.

また、ロウデコーダ14は、消去動作においてブロックBLCkを選択する際、余剰ブロック22(余剰Block)の転送トランジスタ群21に0Vのブロック選択信号BLKSELを出力する。これにより、消去動作において、余剰ブロック22内の全てのワード線EWL0〜EWLiの電圧レベルはフローティング電圧となる。また、選択ゲート信号ESSLもフローティング電圧となり、余剰ブロック22におけるNANDセルストリングNA各々は、対応するビット線BLと非接続である。そのため、余剰ブロック22内の不揮発性メモリセルMCにおいて、製品製造後において書き込んだデータは消去されない。また、余剰ブロック22が選択ブロックBLCkにおける上述した消去動作に影響を与えることもない。   Further, when the row decoder 14 selects the block BLCk in the erasing operation, the row decoder 14 outputs a 0V block selection signal BLKSEL to the transfer transistor group 21 of the surplus block 22 (surplus block). Thereby, in the erase operation, the voltage levels of all the word lines EWL0 to EWLi in the surplus block 22 become the floating voltage. In addition, the selection gate signal ESSL also becomes a floating voltage, and each NAND cell string NA in the surplus block 22 is not connected to the corresponding bit line BL. For this reason, in the nonvolatile memory cells MC in the surplus block 22, data written after product manufacture is not erased. Further, the surplus block 22 does not affect the above-described erase operation in the selected block BLCk.

ロウデコーダ14は、消去ベリファイ動作においてブロックBLCkを選択する際、余剰ブロック22(余剰Block)の転送トランジスタ群21に、選択ブロックBLCkと同様に高電圧VHより転送トランジスタの閾値電圧分高い電圧のブロック選択信号BLKSELを出力する。また、ロウデコーダ14は、選択ゲート信号ESSL及び選択ゲート信号ESGLの電圧レベルを高電圧VHの電圧レベルとし、余剰ブロック22内の全てのワード線EWL0〜EWLiの電圧レベルを0Vとする。
これにより、余剰ブロック22におけるNANDセルストリングNAのうち、被置換ビット線(不良ビット線)に接続されるNANDセルストリングNAは、直列接続された不揮発性メモリセルMCの全てが「1」データを保持しているため、接地への電流パスを形成する。そのため、消去ベリファイ動作において、被置換ビット線に対応するページバッファPBのラッチLTにおいて、初期状態(ラッチLTの接続点N1が「H」レベル、接続点N2が「L」レベルの状態)が維持される。
一方、余剰ブロック22におけるNANDセルストリングNAのうち、被置換ビット線(不良ビット線)以外のビット線に接続されるNANDセルストリングNAは、直列接続された不揮発性メモリセルMCの全てが「0」データを保持しているため、接地への電流パスを形成しない。そのため、これらのNANDセルストリングNAが、選択ブロックBLCkにおける上述したデータ消去に引き続いて実行される消去ベリファイ動作に影響を与えることはない。
When the row decoder 14 selects the block BLCk in the erase verify operation, a block having a voltage higher than the high voltage VH by the threshold voltage of the transfer transistor is applied to the transfer transistor group 21 of the surplus block 22 (surplus block) as in the selected block BLCk. The selection signal BLKSEL is output. Further, the row decoder 14 sets the voltage levels of the selection gate signal ESSL and the selection gate signal ESGL to the voltage level of the high voltage VH, and sets the voltage levels of all the word lines EWL0 to EWLi in the surplus block 22 to 0V.
As a result, among the NAND cell strings NA in the surplus block 22, the NAND cell strings NA connected to the replacement bit line (defective bit line) are all “1” data in the nonvolatile memory cells MC connected in series. As a result, a current path to ground is formed. Therefore, in the erase verify operation, the initial state (the state where the connection point N1 of the latch LT is at “H” level and the connection point N2 is at “L” level) is maintained in the latch LT of the page buffer PB corresponding to the bit line to be replaced. Is done.
On the other hand, among the NAND cell strings NA in the surplus block 22, NAND cell strings NA connected to bit lines other than the bit line to be replaced (defective bit line) are all “0” in the nonvolatile memory cells MC connected in series. Since it holds data, it does not form a current path to ground. Therefore, these NAND cell strings NA do not affect the erase verify operation executed subsequent to the above-described data erase in the selected block BLCk.

次に、図12は、本実施形態における不揮発性半導体記憶装置における消去イレーズ処理の動作例を示すフローチャートである。
また、図13は、図12のステップS2からステップS3までの処理における図7のページバッファPBの動作を示すタイミングチャートである。
以下、図6、図7、図12及び図13を用いて、本実施形態における消去ベリファイ処理の動作説明を行う。外部から消去ベリファイ処理を行うことを指示するコマンドデータがアドレスレジスタ19に書き込まれ、制御回路20がこのコマンドにより、ベリファイ処理を実行する。このとき、制御回路20は、内部の消去のためにワード線WLに印加するストレスの印加回数のレジスタを0にリセットする。
Next, FIG. 12 is a flowchart showing an operation example of the erase erase process in the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.
FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the page buffer PB in FIG. 7 in the processing from step S2 to step S3 in FIG.
Hereinafter, the operation of the erase verify process in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6, 7, 12, and 13. Command data for instructing to perform erase verify processing from the outside is written into the address register 19, and the control circuit 20 executes verify processing by this command. At this time, the control circuit 20 resets the register of the number of times of applying stress to the word line WL for internal erasure to 0.

ステップS1:
制御回路20は、消去を行うブロックBLCkに対し、不揮発性メモリセルMCのデータを消去する消去電圧を印加し、対応するブロックBLCkの全ての不揮発性メモリセルMCのデータの消去処理を行う。初期状態においては、制御回路20は、制御信号PDIS、BLSLT、PPGM、PBLCH、PVTR、EVTRを「L」レベルとし、制御信号PLOAD、PBRST、VERIFYB、BUSPCを「H」レベルとしている。また、ロウデコーダ14は制御回路20に制御され、図2に示す選択ブロックBLCkに入力される選択ゲート信号SSLk及びSGLkをいったん0Vとしている。
Step S1:
The control circuit 20 applies an erasing voltage for erasing data in the nonvolatile memory cell MC to the block BLCk to be erased, and performs an erasing process for all the nonvolatile memory cells MC in the corresponding block BLCk. In the initial state, the control circuit 20 sets the control signals PDIS, BLSLT, PPGM, PBLCH, PVTR, and EVTR to the “L” level, and sets the control signals PLOAD, PBRST, VERIFYB, and BUSPC to the “H” level. Further, the row decoder 14 is controlled by the control circuit 20, and the selection gate signals SSLk and SGLk input to the selection block BLCk shown in FIG.

ステップS2:
制御回路20は、時刻t1において、制御信号PBRSTを「L」レベルに変化させ、トランジスタ32をオン状態とする。
これにより、ページバッファPBのリセット処理が行われ、ラッチLTの接続点N1が「H」レベルとなり、接続点N2が「L」レベルとなる。
そして、制御回路20は、時刻t2において、制御信号PBRSTを「H」レベルに変化させ、トランジスタ32をオフ状態として、リセット動作を終了する。
このとき、制御回路20は、制御信号PLOADを「L」レベルに変化させ、制御信号BLSLTを「H」レベルに変化させ、接続点SO及びビット線BLのプリチャージを行う。
Step S2:
At time t1, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “L” level to turn on the transistor 32.
As a result, the reset process of the page buffer PB is performed, and the connection point N1 of the latch LT becomes the “H” level, and the connection point N2 becomes the “L” level.
Then, at time t2, the control circuit 20 changes the control signal PBRST to the “H” level, turns off the transistor 32, and ends the reset operation.
At this time, the control circuit 20 changes the control signal PLOAD to the “L” level, changes the control signal BLSLT to the “H” level, and precharges the connection point SO and the bit line BL.

次に、制御回路20は、時刻t3において、制御信号PLOADを「H」レベルに変化させ、制御信号BLSTを「L」レベルに変化させる。
そして、ロウデコーダ14は、制御回路20からの制御信号により、選択ゲート信号SSLk及びSGLkに高電圧VHを供給し、選択トランジスタSG1及びSG2をオン状態とする。なお、ロウデコーダ14は、全ワード線WLに0Vを供給している。
選択トランジスタSG1及びSG2をオン状態とすることで、各ビット線BLに接続されたNANDセルストリングNAの全ての不揮発性メモリセルMCのデータが消去されている場合、NANDセルストリングNAは導通状態となり、NANDセルストリングNAにおける不揮発性メモリセルMCのいずれか1つでもデータが消去されていない場合、NANDセルストリングNAは非導通となる。
これにより、選択ブロックBLCkにおいて、ビット線BLに接続されるNANDセルストリングNAの不揮発性メモリセルMCが全てON状態の場合、NANDセルストリングNAは導通状態となっており、ビット線BLは接地レベル、すなわち「L」レベルとなる(点線)。
一方、選択ブロックBLCkにおいて、ビット線BLに接続されるNANDセルストリングNAの不揮発性メモリセルMCのいずれか1つでも「0」データの書き込みが消去されていない場合(OFF状態のセルがある場合)、不揮発性メモリセルMCがオン状態とならず、NANDセルストリングNAが非導通状態となっており、ビット線BLはプリチャージされた状態、すなわち「H」レベルのままとなる(実線)。
また、余剰ブロック22において、ビット線BL(被置換ビット線)に接続されるNANDセルストリングNAの不揮発性メモリセルMCは全てON状態であるため、NANDセルストリングNAは導通状態となっており、ビット線BLは接地レベル、すなわち「L」レベルとなる(点線)。
Next, at time t3, the control circuit 20 changes the control signal PLOAD to the “H” level and changes the control signal BLST to the “L” level.
Then, the row decoder 14 supplies the high voltage VH to the selection gate signals SSLk and SGLk by the control signal from the control circuit 20, and turns on the selection transistors SG1 and SG2. The row decoder 14 supplies 0 V to all the word lines WL.
When the selection transistors SG1 and SG2 are turned on, when the data of all the nonvolatile memory cells MC of the NAND cell string NA connected to each bit line BL is erased, the NAND cell string NA becomes conductive. When the data is not erased in any one of the nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string NA, the NAND cell string NA becomes non-conductive.
Thereby, in the selected block BLCk, when all the nonvolatile memory cells MC of the NAND cell string NA connected to the bit line BL are in the ON state, the NAND cell string NA is in the conductive state, and the bit line BL is at the ground level. That is, it becomes “L” level (dotted line).
On the other hand, in the selected block BLCk, writing of “0” data is not erased in any one of the nonvolatile memory cells MC of the NAND cell string NA connected to the bit line BL (when there is an OFF state cell) ), The non-volatile memory cell MC is not turned on, the NAND cell string NA is non-conductive, and the bit line BL remains in the precharged state, that is, the “H” level (solid line).
Further, in the surplus block 22, since all the nonvolatile memory cells MC of the NAND cell string NA connected to the bit line BL (replaced bit line) are in the ON state, the NAND cell string NA is in the conductive state. The bit line BL is at the ground level, that is, the “L” level (dotted line).

次に、制御回路20は、時刻t4おいて、所定の時間が経過した後、制御信号BLSLTを「H」レベルに変化させ、トランジスタ41をオン状態とする。
これにより、接続点SOの電圧は、ビット線BLの電圧が「L」レベルの場合、「L」レベルに変化し(点線)、ビット線BLの電圧が「H」レベルの場合、「H」レベルに維持される(実線)ことになる。また、ビット線BL(被置換ビット線)の電圧は「L」レベルとなるので、「L」レベルに変化する(点線)。
そして、制御回路20は、時刻t5において、ラッチLTにデータを書き込むため、制御信号PBLCHを「H」レベルに変化させる。
これにより、トランジスタ33は、接続点SOの電位が「H」レベルである場合、オン状態となり、ラッチLTの接続点N1を「H」レベルから「L」レベルに変化させる。
一方、トランジスタ33は、接続点SOの電位が「L」レベルである場合、オフ状態となり、ラッチLTの接続点N1を「H」レベルに維持する。ビット線BL(被置換ビット線)に対応するラッチLTにおいては、接続点SOの電位が「L」レベルとなるので、初期状態(ラッチLTの接続点N1が「H」レベル、接続点N2が「L」レベルの状態)が維持される。このように、被置換カラムセルのカラムアドレスで位置が示されるビット線BLに対応するページバッファには、消去ベリファイ動作において、擬似データ(PASSと判定されるデータ)が書き込まれる。より、正確に言えば、複数回実行される消去ベリファイ動作のいずれの動作においても、FAILとなるデータは書き込まれない。
また、制御回路20は、時刻t6となる前に、制御信号BLSLT及びPBLCHと、図2における制御信号VSSL及びVGSLを「L」レベルに変化させる。
Next, after a predetermined time has elapsed at time t4, the control circuit 20 changes the control signal BLSLT to “H” level to turn on the transistor 41.
As a result, the voltage at the connection point SO changes to the “L” level when the voltage of the bit line BL is “L” level (dotted line), and “H” when the voltage of the bit line BL is “H” level. It will be maintained at the level (solid line). Further, since the voltage of the bit line BL (replaced bit line) becomes “L” level, it changes to “L” level (dotted line).
Then, at time t5, the control circuit 20 changes the control signal PBLCH to “H” level in order to write data to the latch LT.
Thereby, the transistor 33 is turned on when the potential of the connection point SO is at the “H” level, and changes the connection point N1 of the latch LT from the “H” level to the “L” level.
On the other hand, when the potential at the connection point SO is at “L” level, the transistor 33 is turned off and maintains the connection point N1 of the latch LT at “H” level. In the latch LT corresponding to the bit line BL (replaced bit line), since the potential of the connection point SO is at the “L” level, the initial state (the connection point N1 of the latch LT is at the “H” level and the connection point N2 is at the connection point N2). "L" level state) is maintained. In this way, pseudo data (data determined to be PASS) is written in the page buffer corresponding to the bit line BL whose position is indicated by the column address of the column cell to be replaced in the erase verify operation. More precisely, data that becomes FAIL is not written in any of the erase verify operations executed a plurality of times.
Further, the control circuit 20 changes the control signals BLSLT and PBLCH and the control signals VSSL and VGSL in FIG. 2 to the “L” level before time t6.

ステップS3:(ベリファイ判定)
制御回路20は、時刻t6において、制御信号PDISを所定の期間「H」レベルとし、トランジスタ42をオン状態として、ビット線BLのディスチャージを行い、ビット線BLを「L」レベルとする。
そして、制御回路20は、制御信号VERIFYBを所定の時間「L」レベルとし、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSを「H」レベルにプリチャージする。
所定の時間が経過した後、制御回路20は、制御信号VERIFYBを「H」レベルとした後、制御信号EVTRを所定の時間「H」レベルとする。この所定の時間は、予め測定された、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位が安定するまでの時間である。
Step S3: (Verify determination)
At time t6, the control circuit 20 sets the control signal PDIS to “H” level for a predetermined period, turns on the transistor 42, discharges the bit line BL, and sets the bit line BL to “L” level.
Then, the control circuit 20 sets the control signal VERIFYB to “L” level for a predetermined time, and precharges the common verify determination signal line VERIFYPASS to “H” level.
After a predetermined time has elapsed, the control circuit 20 sets the control signal VERIFYB to the “H” level, and then sets the control signal EVTR to the “H” level for a predetermined time. This predetermined time is a time measured in advance until the potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS is stabilized.

このとき、置換された被置換カラムセルのページバッファPBにおけるラッチに対し、「0」データの消去が行われていることを示すデータが、疑似データとして書き込まれている。
このため、置換された被置換カラムセルの欠陥がビット線BLのオープンである場合でも、このビット線BLに対応するページバッファPBのトランジスタ37はオン状態とはならず、被置換カラムセルの影響により、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位を「L」レベルに変化させることはない。
At this time, data indicating that “0” data has been erased is written as pseudo data to the latch in the page buffer PB of the replaced column cell to be replaced.
For this reason, even when the defect of the replaced column cell to be replaced is the open of the bit line BL, the transistor 37 of the page buffer PB corresponding to the bit line BL is not turned on. The potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS is not changed to the “L” level.

一方、ワード線で選択されている不揮発性メモリセルにおいていずれかの不揮発性メモリセルMCが消去されていない場合、その不揮発性メモリセルMCの接続されたビット線BLが「H」レベルのままとなり、ラッチLTの接続点N2が「H」レベルとなる。この結果、図9の点線で示すように、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「L」レベルとなり、消去出来ていないことを示す。
このように、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位が「L」レベルに変化するのは、ワード線で選択されているいずれかの不揮発性メモリセルMCの「0」データの消去が行われていない場合に限られ、正確な消去ベリファイ処理が行えることになる。
On the other hand, if any nonvolatile memory cell MC in the nonvolatile memory cell selected by the word line is not erased, the bit line BL to which the nonvolatile memory cell MC is connected remains at the “H” level. The connection point N2 of the latch LT becomes the “H” level. As a result, as indicated by the dotted line in FIG. 9, the common verify determination signal line VERIFYPASS is at the “L” level, indicating that the data cannot be erased.
As described above, the potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS changes to the “L” level because the “0” data in any of the nonvolatile memory cells MC selected by the word line is not erased. Only in some cases, an accurate erase verify process can be performed.

そして、制御回路20は、全てのワード線WLが選択され、「L」レベルの状態において、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「H」レベルの場合、その不揮発性半導体記憶装置をパスとしてベリファイ処理を終了し、予め設定された出力端子から、パスであることを示す結果の信号を出力する(ステップS3−YES)。
一方、制御回路20は、全てのワード線WLが選択され、「L」レベルの状態において、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSが「L」レベルとなった場合、処理をステップS4へ進める(ステップS3−NO)。
When all the word lines WL are selected and the common verify determination signal line VERIFYPASS is at the “H” level in the “L” level state, the control circuit 20 performs the verify process using the nonvolatile semiconductor memory device as a pass. Then, a signal indicating the result of the pass is output from a preset output terminal (step S3-YES).
On the other hand, when all the word lines WL are selected and the common verify determination signal line VERIFYPASS is at the “L” level in the state of “L” level, the control circuit 20 advances the process to step S4 (step S3- NO).

ステップS4:(ストレス印加回数の判定)
次に、制御回路20は、内部のレジスタに記憶されているストレスの印加回数に1を加算し、レジスタに新しい印加回数として書き込む。
レジスタに印加回数を書き込んだ後、制御回路20は、ワード線WLに印加した印加回数が予め設定されている制限回数に一致したか否かの判定を行う。
このとき、制御回路20は、ストレスの印加回数が制限回数に一致した場合、制限回数では消去できないとして、この不揮発性半導体記憶装置をフェイルとして消去ベリファイの処理を終了し、予め設定された出力端子から、フェイルであることを示す結果の信号を出力する(ステップS4−YES)。
一方、制御回路20は、ストレスの印加回数が制限回数と一致しない、すなわち印加回数が制限回数以下である場合、処理をステップS1に戻す(ステップS4−NO)。
Step S4: (Determination of the number of applied stresses)
Next, the control circuit 20 adds 1 to the number of applied stresses stored in the internal register, and writes it as the new number of applied times in the register.
After writing the number of times of application to the register, the control circuit 20 determines whether or not the number of times of application applied to the word line WL matches a preset number of times.
At this time, if the number of times the stress is applied matches the limit number, the control circuit 20 determines that the limit number of times cannot be erased, ends the erase verify process with the nonvolatile semiconductor memory device as a failure, and sets a preset output terminal. To output a result signal indicating failure (step S4-YES).
On the other hand, the control circuit 20 returns the process to step S1 when the number of times of stress application does not coincide with the limit number of times, that is, when the number of application times is equal to or less than the limit number (step S4-NO).

図14は、ページバッファPB0のラッチLTの接続点N1(0)から、ページバッファPB32767のラッチLTの接続点N1(32767)までの、ストレス印加回数(Erase Cycle)毎における電位の変化と、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位の変化とを示すものである。
上述したように、制御回路20は、消去のストレスを印加し、図14(a)のテーブルのように、ページバッファPB0のラッチLTの接続点N1(0)から、ページバッファPB32767のラッチLTの接続点N1(32767)までの全てが「H」となり、「0」データが消去されている場合、パスと判定される。
図14(a)は、ページバッファPB0のラッチLTの接続点N1(0)から、ページバッファPB32767のラッチLTの接続点N1(32767)までの、ストレス印加回数(Erase Cycle)毎における電位の変化と、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位の変化とを示すものである。
FIG. 14 is common to the change in potential for each number of times of stress application (Erase Cycle) from the connection point N1 (0) of the latch LT of the page buffer PB0 to the connection point N1 (32767) of the latch LT of the page buffer PB32767. This shows a change in the potential of the verify determination signal line VERIFYPASS.
As described above, the control circuit 20 applies an erasing stress, and from the connection point N1 (0) of the latch LT of the page buffer PB0 as shown in the table of FIG. 14A, the control circuit 20 sets the latch LT of the page buffer PB32767. When all of the nodes up to the connection point N1 (32767) are “H” and “0” data is deleted, it is determined as a pass.
FIG. 14A shows a change in potential at each stress application number (Erase Cycle) from the connection point N1 (0) of the latch LT of the page buffer PB0 to the connection point N1 (32767) of the latch LT of the page buffer PB32767. And a change in potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS.

本実施形態における被置換カラムセルに対応するページバッファPBにおけるラッチLTの接続点N1に疑似データを書き込まなかった場合、図14(b)に示すように、ビット線がオープンビット線となっている接続点N1[3]が「L」レベルに変化するため、予め設定された制限回数として設定されたn回でも、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位は「L」レベルとなる。このため、置換先の冗長カラムセルがパスであり、製品的には問題がないとしも、被置換カラムセルが消去ベリファイの判定に影響を及ぼすため、パスであってもフェイルと判定されることになる。
一方、図14(a)に示すように、余剰ブロック22から接続点N1[3]に擬似データを書き込むことにより、被置換カラムセル以外において「0」データが消去されている場合、ページバッファPB[32767:0]におけるラッチLTの接続点N1[32767:0]が全て「H」レベルとなり、パスと判定される。
When pseudo data is not written to the connection point N1 of the latch LT in the page buffer PB corresponding to the column cell to be replaced in this embodiment, as shown in FIG. 14B, the connection in which the bit line is an open bit line Since the point N1 [3] changes to the “L” level, the potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS becomes the “L” level even when n times is set as the preset limit number. For this reason, the redundant column cell at the replacement destination is a pass, and there is no problem in terms of product. However, since the column cell to be replaced has an influence on the determination of erase verification, even if it is a pass, it is determined as fail. .
On the other hand, as shown in FIG. 14A, when “0” data is erased except for the column cell to be replaced by writing pseudo data from the surplus block 22 to the connection point N1 [3], the page buffer PB [ All the connection points N1 [32767: 0] of the latch LT at 32767: 0] are at the “H” level, and are determined to be paths.

上述したように、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置は、消去ベリファイ処理の際に、ブロックBLCk(第1のメモリセルブロック)における置換された被置換カラムセルに対応するページバッファPBのラッチLTに対して、余剰ブロック22(第2のメモリセルブロック)が記憶する「0」データが消去されたとする疑似データ(正常データ)を書き込む構成となっている。
このため、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置によれば、オア構成で形成している消去ベリファイの一括判定回路25の判定に、欠陥がビット線BLのオープンである場合でも、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位を「L」レベルに変化させることがなく、パスをフェイルとして判定することがない。
As described above, in the nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment, in the erase verify process, the latch LT of the page buffer PB corresponding to the replaced column cell replaced in the block BLCk (first memory cell block). On the other hand, pseudo data (normal data) is written in which “0” data stored in the surplus block 22 (second memory cell block) is erased.
Therefore, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present embodiment, the common verify determination signal is used even when the defect is an open bit line BL in the determination of the erase verify batch determination circuit 25 formed in the OR configuration. The potential of the line VERIFYPASS is not changed to the “L” level, and the pass is not determined as fail.

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、上記実施形態の説明において、余剰ブロック22内のワード線の本数は、ブロックBLCkのワード線の本数と同じとして説明したが、この例に限られるものではない。消去ベリファイ動作において、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングが接地への電流パスを形成するのであれば、ワード線は同数である必要はない。もっとも、ワード線の本数が一緒である場合、余剰ブロック22のレイアウト設計においてブロックBLCkをそのまま流用できることから、レイアウト設計工数の削減を図ることができる。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, in the description of the above embodiment, the number of word lines in the surplus block 22 has been described as being the same as the number of word lines in the block BLCk, but is not limited to this example. In the erase verify operation, if the NAND cell string corresponding to the bit line to be replaced forms a current path to the ground, the number of word lines need not be the same. However, when the number of word lines is the same, the block BLCk can be used as it is in the layout design of the surplus block 22, so that the number of layout design steps can be reduced.

また、余剰ブロック22は、ブロックBLCkとページバッファ群13との間に配置する構成としたが、ブロックBLCk同士の間に配置しても構わない。この配置は、レイアウト設計が容易であるか否かによって決定される。もっとも、消去ベリファイ動作において、余剰ブロック22がページバッファ群13のラッチLT各々にパスデータを書き込む理由は、ビット線の断線に起因するものであるから、断線が生じてもラッチLTにパスデータを書き込むことが可能なように、ページバッファ群13の一番近くに配置されるのが好ましい。   Further, although the redundant block 22 is arranged between the block BLCk and the page buffer group 13, it may be arranged between the blocks BLCk. This arrangement is determined depending on whether layout design is easy. However, in the erase verify operation, the reason why the surplus block 22 writes the pass data to each latch LT of the page buffer group 13 is due to the disconnection of the bit line. It is preferable to be arranged closest to the page buffer group 13 so that writing is possible.

また、例えばロウデコーダ14或いは制御回路20が、余剰ブロック22(第2のメモリセルブロック)の選択動作をさせるか否かを示す情報を記憶する記憶部を備える構成としてもよい。
つまり、当該記憶部が余剰ブロック22の選択を示すとき、上述した余剰ブロック22の選択動作を行い、余剰ブロック22の選択を示さないとき、上述した余剰ブロック22の選択動作を行うようにしてもよい。例えば、本発明の不揮発性半導体記憶装置が、製品製造後において不良ビット線を持たない完全良品である場合、余剰ブロック22に被置換ビット線は存在しないことになる。そのため、余剰ブロック22における不揮発性メモリセルMCのデータ消去動作を行う必要もなくなる。従って、当該記憶部を備える構成とすることで、完全良品の場合、当該記憶部に余剰ブロック22の選択を示さない情報を書き込み、ロウデコーダ14或いは制御回路20が余剰ブロック22の選択を行わない構成にする。これにより、製品製造後の余剰ブロック22へのデータ書き込みも不要となり、所望のデータが書き込まれたか否かを検査するための検査工数を削減できる。また、通常動作モードにおいて、余剰ブロック22を選択または非選択とする動作も不要となり、ベリファイ処理における選択または非選択動作に伴う電力を低減できる。
Further, for example, the row decoder 14 or the control circuit 20 may include a storage unit that stores information indicating whether or not to perform the selection operation of the surplus block 22 (second memory cell block).
That is, when the storage unit indicates the selection of the surplus block 22, the selection operation of the surplus block 22 is performed, and when the storage unit does not indicate the selection of the surplus block 22, the selection operation of the surplus block 22 is performed. Good. For example, when the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is a perfect non-defective product that does not have a defective bit line after product manufacture, there is no bit line to be replaced in the surplus block 22. Therefore, it is not necessary to perform the data erasing operation of the nonvolatile memory cell MC in the surplus block 22. Therefore, with the configuration including the storage unit, in the case of a perfect product, information that does not indicate selection of the surplus block 22 is written in the storage unit, and the row decoder 14 or the control circuit 20 does not select the surplus block 22. Make the configuration. As a result, it is not necessary to write data to the surplus block 22 after product manufacture, and the number of inspection steps for inspecting whether or not desired data has been written can be reduced. In addition, in the normal operation mode, an operation for selecting or deselecting the surplus block 22 is not necessary, and power associated with the selection or nonselection operation in the verify process can be reduced.

また、上記実施形態の説明において、余剰ブロック22におけるワード線は複数本とし、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングにおける不揮発性メモリセルMC全てが「1」データを保持し、被置換ビット線以外のビット線に対応するNANDセルストリングにおける不揮発性メモリセルMC全ては「0」データを保持する構成とした。ここで、上記複数のワード線を例えば第1組と第2組の2組に分ける。このうち、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングにおける1以上の不揮発性メモリセルMCに接続されるワード線を第1組とする。また、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングにおける残りの不揮発性メモリセルMCに接続されるワード線を第2組とする。そして、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングにおいて、不揮発性メモリセルMCのうち第1組のワード線に接続される不揮発性メモリセルMCに「1」データを記憶させる(オンセルとする)。また、被置換ビット線以外のビット線に対応するNANDセルストリングにおいて、不揮発性メモリセルMCのうち第1組のワード線に接続される不揮発性メモリセルMCに「0」データを記憶させる(オフセルとする)。第2組に接続される不揮発性メモリセルMCは、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングにあるかないかに係らず、任意の「0」または「1」データを記憶させる。
このようなデータを、テスト動作モードとしての書き込み動作において予め書き込み、さらに、例えばロウデコーダ14が、通常動作モードとしての消去ベリファイ動作において第1組のワード線に0Vを供給し、第2組のワード線に上記パス電圧Vpassを供給する構成とする。このような構成としても、上記実施形態における消去ベリファイ動作と同様に、被置換ビット線に対応するNANDセルストリングは接地への電流パスを形成し、被置換ビット線以外のビット線に対応するNANDセルストリングは接地への電流パスを形成しない。そのため、上記実施形態における消去ベリファイ動作と同様、被置換ビット線がオープンビット線であっても、共通ベリファイ判定信号線VERIFYPASSの電位を「L」レベルに変化させることがなく、パスをフェイルとして判定することはない。
Further, in the description of the above embodiment, the redundant block 22 has a plurality of word lines, all the nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string corresponding to the replacement bit line hold “1” data, and the replacement bit line All the nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string corresponding to the other bit lines are configured to hold “0” data. Here, the plurality of word lines are divided into two sets, for example, a first set and a second set. Among these, the word lines connected to one or more nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string corresponding to the bit line to be replaced are defined as a first set. Further, the word lines connected to the remaining nonvolatile memory cells MC in the NAND cell string corresponding to the bit line to be replaced are set as the second set. Then, in the NAND cell string corresponding to the bit line to be replaced, “1” data is stored in the nonvolatile memory cells MC connected to the first set of word lines among the nonvolatile memory cells MC (set as on cells). Further, in the NAND cell string corresponding to the bit line other than the bit line to be replaced, “0” data is stored in the nonvolatile memory cell MC connected to the first set of word lines among the nonvolatile memory cells MC (off cell). And). The nonvolatile memory cells MC connected to the second set store arbitrary “0” or “1” data regardless of whether they are in the NAND cell string corresponding to the bit line to be replaced.
Such data is written in advance in the write operation as the test operation mode. Further, for example, the row decoder 14 supplies 0V to the first set of word lines in the erase verify operation as the normal operation mode, and the second set. The pass voltage Vpass is supplied to the word line. Even in such a configuration, the NAND cell string corresponding to the bit line to be replaced forms a current path to the ground, and the NAND corresponding to bit lines other than the bit line to be replaced, as in the erase verify operation in the above embodiment. The cell string does not form a current path to ground. Therefore, as in the erase verify operation in the above embodiment, even if the bit line to be replaced is an open bit line, the potential of the common verify determination signal line VERIFYPASS is not changed to the “L” level, and the pass is determined as fail. Never do.

11…メモリセルアレイ、12…冗長カラムセルアレイ、13…ページバッファ群、14…ロウデコーダ、14a…ブロックデコーダ、14b…ページデコーダ、15…カラムデコーダ、16…電圧生成回路、17…入出力回路、18…コマンドレジスタ、19…アドレスレジスタ、20…制御回路、21…転送トランジスタ群、22…余剰ブロック、25…一括判定回路、26…チャージ回路、31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,51,52,53,54,MTS,MTG,MTi,MTN,MT0…トランジスタ、50…アンド回路、BL,BL0,BL1,BL7,BLn,BLR0,BLRx…ビット線、BLCk…ブロック、SOURCE…共通ソース線、DINBUS…データ書込線、DOUTBUS,DOUTBUS0…データ読出線、IV1,IV2…インバータ、LT…ラッチ、MC,MC0,MCi…不揮発性メモリセル、N1,N2,SO…接続点、NA…NANDセルストリング、PB,PB0,PB1,PB7,PBx8,PB32767…ページバッファ、PBT,PBT0,PBT1,PBT2,PBT63…転送回路、SUNIT,SUNIT0,SUNIT1,SUNIT2,SUNIT63…サブユニット、CUNIT…カラムユニット、SG1,SG2…選択トランジスタ、WL,WL0,WLi,Word,EWL0…ワード線、VERIFYPASS…共通ベリファイ判定信号線、SSLk,SGLk,ESSL,ESGL…選択ゲート信号、iSSL,iSGL,iESSL,iESGL…内部選択ゲート信号、PGi,EPGi,EPG0…内部ワード信号、BLKSEL,BLKSELk…ブロック選択信号、Vpgm…プログラム電圧、Vpass…パス電圧、VH…高電圧、VL…低電圧、VCC…電源電圧   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Memory cell array, 12 ... Redundant column cell array, 13 ... Page buffer group, 14 ... Row decoder, 14a ... Block decoder, 14b ... Page decoder, 15 ... Column decoder, 16 ... Voltage generation circuit, 17 ... Input / output circuit, 18 ... Command register, 19 ... Address register, 20 ... Control circuit, 21 ... Transfer transistor group, 22 ... Excess block, 25 ... Batch determination circuit, 26 ... Charge circuit, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54, MTS, MTG, MTi, MTN, MT0 ... transistor, 50 ... AND circuit, BL, BL0, BL1, BL7, BLn, BLR0 , BLRx ... bit line, BLCk ... block, SOURCE ... common source line, DINBUS ... Data write line, DOUTBUS, DOUTBUS0 ... data read line, IV1, IV2 ... inverter, LT ... latch, MC, MC0, MCi ... nonvolatile memory cell, N1, N2, SO ... connection point, NA ... NAND cell string, PB, PB0, PB1, PB7, PBx8, PB32767 ... page buffer, PBT, PBT0, PBT1, PBT2, PBT63 ... transfer circuit, SUNIT, SUNIT0, SUNIT1, SUNIT2, SUNIT63 ... subunit, CUNIT ... column units, SG1, SG2 ... Selection transistor, WL, WL0, WLi, Word, EWL0... Word line, VERIFYPASS ... common verify determination signal line, SSLk, SGLk, ESSL, ESGL ... selection gate signal, iSSL, iSGL, iESSL IESGL ... internal selection gate signal, PGi, EPGi, EPG0 ... internal word signal, BLKSEL, BLKSELk ... block selection signal, Vpgm ... program voltage, Vpass ... pass voltage, VH ... high voltage, VL ... low-voltage, VCC ... supply voltage

Claims (8)

複数のビット線と複数のワード線との各々が交差し、交差した部分に不揮発性のメモリセルが配置された第1のメモリセルブロックと、
前記第1のメモリセルブロックにおける欠陥ビット線と置換する冗長ビット線を備える不良置換回路と、
前記ビット線毎に設けられ、前記ワード線により選択された当該メモリセルに書き込むデータまたは前記メモリセルから読み出したデータを記憶するラッチを含むページバッファと、
ベリファイ処理において、前記ビット線から読み出し、前記ページバッファの前記ラッチに書き込まれたデータを、複数のビット線単位で一括判定する一括判定回路と、
前記複数のビット線と少なくとも一本以上のワード線との各々が交差し、交差した部分に不揮発性のメモリセルが配置されたメモリセルブロックであって、前記冗長ビット線へと置換された欠陥ビット線に対応する前記ページバッファにおける前記ラッチに前記ベリファイ処理において書き込まれる疑似データを記憶する、前記第1のメモリセルブロックとは異なる第2のメモリセルブロックと、
を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A first memory cell block in which each of a plurality of bit lines and a plurality of word lines intersects, and a non-volatile memory cell is disposed at the intersecting portion;
A defective replacement circuit comprising a redundant bit line replacing a defective bit line in the first memory cell block;
A page buffer including a latch that is provided for each bit line and stores data to be written to or read from the memory cell selected by the word line;
In a verify process, a batch determination circuit that collectively reads data read from the bit line and written to the latch of the page buffer in units of a plurality of bit lines;
A memory cell block in which each of the plurality of bit lines and at least one word line intersect each other, and a nonvolatile memory cell is disposed at the intersecting portion, and the defect is replaced with the redundant bit line A second memory cell block different from the first memory cell block for storing pseudo data written in the verify process in the latch in the page buffer corresponding to the bit line;
A non-volatile semiconductor memory device comprising:
前記ベリファイ処理が消去ベリファイ処理の場合であることを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。   2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the verify process is an erase verify process. 前記第2のメモリセルブロックは、前記第1のメモリセルブロックと、前記ページバッファとの間に配置されることを特徴とする請求項1または請求項2いずれか一項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   3. The nonvolatile semiconductor according to claim 1, wherein the second memory cell block is disposed between the first memory cell block and the page buffer. 4. Storage device. 前記第2のメモリセルブロックにおけるワード線の数は、前記第1のメモリセルブロックにおけるワード線の数と同数であることを特徴とする請求項1から請求項3いずれか一項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   4. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein the number of word lines in the second memory cell block is the same as the number of word lines in the first memory cell block. 5. Semiconductor memory device. 前記ページバッファの前記ラッチは、前記ベリファイ検証において、前記第1のメモリセルブロックにおけるメモリセルの検証成功を示すパスデータ、及び前記第1のメモリセルブロックにおける前記欠陥ビット線による前記パスデータとは相補的なフェイルデータをラッチする回路であって、
前記第2のメモリセルブロックにおいて、前記疑似データとして、
前記欠陥ビット線に対応するメモリセルは前記パスデータを記憶し、
前記欠陥ビット線以外のビット線に対応するメモリセルは前記フェイルデータを記憶することを特徴とする請求項1から請求項4いずれか一項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
In the verify verification, the latch of the page buffer includes pass data indicating successful verification of the memory cell in the first memory cell block and pass data by the defective bit line in the first memory cell block. A circuit for latching complementary fail data,
In the second memory cell block, as the pseudo data,
A memory cell corresponding to the defective bit line stores the pass data;
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a memory cell corresponding to a bit line other than the defective bit line stores the fail data. 6.
第1のメモリセルブロックを選択し、前記複数のワード線の何れかを選択するロウデコーダを備え、
前記ロウデコーダは、前記ベリファイ処理が消去ベリファイ処理の場合、
第2のメモリセルブロックを選択し、前記少なくとも一本以上のワード線を活性化して、第2のメモリセルブロックにおける前記欠陥ビット線に対応するメモリセルをオンセルとし、前記欠陥ビット線以外のビット線に対応するメモリセルをオフセルとすることを特徴とする請求項1から請求項5いずれか一項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A row decoder for selecting a first memory cell block and selecting any of the plurality of word lines;
The row decoder, when the verify process is an erase verify process,
A second memory cell block is selected, the at least one word line is activated, a memory cell corresponding to the defective bit line in the second memory cell block is turned on, and a bit other than the defective bit line 6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory cell corresponding to the line is an off cell.
前記少なくとも一本以上のワード線は、第1組及び第2組から構成される2本以上のワード線であって、
前記第2のメモリセルブロックにおいて、前記疑似データとして、
前記欠陥ビット線に対応するメモリセルにおいて、
前記第1組のワード線に接続されるメモリセルは前記パスデータを記憶し、
前記第2組のワード線に接続されるメモリセルは前記パスデータまたは前記フェイルデータを記憶し、
前記欠陥ビット線以外のビット線に対応するメモリセルにおいて、
前記第1組のワード線に接続されるメモリセルは前記フェイルデータを記憶し、
前記第2組のワード線に接続されるメモリセルは前記パスデータまたは前記フェイルデータを記憶し、
前記ロウデコーダは、前記ベリファイ処理が消去ベリファイ処理の場合、
第2のメモリセルブロックを選択し、
前記第1組に属するワード線に、該ワード線に接続されるメモリセルのうち、前記欠陥ビット線以外のビット線に対応するメモリセルがオフセルとなり、前記欠陥ビット線に対応するメモリセルがオンセルとなる電圧を供給し、
前記第2組に属するワード線に、該ワード線に接続されるメモリセルがオンセルとなる電圧を供給することを特徴とする請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置。
The at least one or more word lines are two or more word lines composed of a first set and a second set,
In the second memory cell block, as the pseudo data,
In the memory cell corresponding to the defective bit line,
Memory cells connected to the first set of word lines store the pass data;
Memory cells connected to the second set of word lines store the pass data or the fail data,
In a memory cell corresponding to a bit line other than the defective bit line,
Memory cells connected to the first set of word lines store the fail data;
Memory cells connected to the second set of word lines store the pass data or the fail data,
The row decoder, when the verify process is an erase verify process,
Select a second memory cell block;
Of the memory cells connected to the word line belonging to the first set, memory cells corresponding to bit lines other than the defective bit line are turned off cells, and memory cells corresponding to the defective bit lines are turned on cells. Supply a voltage that
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein a voltage at which a memory cell connected to the word line is turned on is supplied to the word line belonging to the second set.
前記ロウデコーダに、前記第2のメモリセルブロックの選択動作をさせるか否かを示す記憶部を備え、前記ロウデコーダは、当該記憶部が前記第2のメモリセルブロックの選択動作をさせることを示すとき前記第2のメモリセルブロックを選択することを特徴とする請求項6または請求項7いずれか一項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The row decoder includes a storage unit that indicates whether or not to select the second memory cell block, and the row decoder causes the storage unit to select the second memory cell block. 8. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein the second memory cell block is selected when shown.
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