JP2809921B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP2809921B2
JP2809921B2 JP5137392A JP5137392A JP2809921B2 JP 2809921 B2 JP2809921 B2 JP 2809921B2 JP 5137392 A JP5137392 A JP 5137392A JP 5137392 A JP5137392 A JP 5137392A JP 2809921 B2 JP2809921 B2 JP 2809921B2
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threshold voltage
cell
erasing
writing
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、不揮発性半導体記憶装
置に係り、詳しくは、例えば、EEPROM(Electric
ally Erasable Programmable Read Only Memory )等の
分野に用いて好適な、データの再書き込みが可能な不揮
発性半導体記憶装置に関する。近年、コンピュータやワ
ードプロセッサ等の情報処理装置の普及に伴い、情報処
理装置内部で使用される、例えば、EEPROM、Fl
ashEEPROM(以下、単にフラッシュメモリとい
う)等の不揮発性の半導体メモリに代表される不揮発性
半導体記憶装置が数多く開発されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, for example, to an EEPROM (Electric
The present invention relates to a data rewritable nonvolatile semiconductor memory device suitable for use in fields such as ally erasable programmable read only memory (RAM). In recent years, with the spread of information processing devices such as computers and word processors, for example, EEPROMs, FL
Many non-volatile semiconductor storage devices represented by a non-volatile semiconductor memory such as an flash EEPROM (hereinafter simply referred to as a flash memory) have been developed.

【0002】これは、一般ユーザがプログラミング可能
で、予め書き込まれた所定のデータを電気的に消去する
ことで、再書き込みが可能となる不揮発性メモリであ
る。しかし、書き込みや消去には適正な電圧値が存在
し、過度の書き込みや消去は、デバイスの劣化を招く。
そこで、適正な書き込み及び消去をすることが必要とな
る。
This is a non-volatile memory that can be programmed by a general user and can be rewritten by electrically erasing predetermined data written in advance. However, there is an appropriate voltage value for writing and erasing, and excessive writing and erasing cause device deterioration.
Therefore, it is necessary to perform appropriate writing and erasing.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、予め書き込まれた所定のデータを
消去することで再書き込みが可能となる不揮発性メモリ
である半導体記憶装置としては、例えば、EPROMや
EEPROM等が知られている。ところが、EPROM
はセルサイズが小さいという長所があるものの、データ
の消去に紫外線を用いるためにデータ消去が面倒である
という短所があり、また、EEPROMはデータを電気
的に消去できるためにデータ消去は容易であるという長
所があるものの、EPROMと比較してセルサイズが大
きいために大容量化しにくいという短所がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an EPROM or an EEPROM is known as a semiconductor memory device which is a nonvolatile memory which can be rewritten by erasing predetermined data which has been previously written. However, EPROM
Has the advantage that the cell size is small, but has the disadvantage that data erasure is troublesome because ultraviolet light is used for data erasure, and the data erasure is easy because EEPROM can electrically erase data. However, it has a disadvantage that it is difficult to increase the capacity because of the large cell size as compared with the EPROM.

【0004】そこで、これらの各メモリの長所を併せ持
つ、例えば、NOR型やNAND型のフラッシュメモリ
と呼ばれる半導体記憶装置が開発されている。図6はフ
ラッシュメモリの代表的なセルの断面図である。図中、
CGはコントロールゲート、FGはフローティングゲー
ト、DはN+ 型のドレイン、SはN+ 型のソース、PS
はP型の基板である。
Therefore, a semiconductor memory device called a NOR type or NAND type flash memory, which has the advantages of these memories, has been developed. FIG. 6 is a sectional view of a typical cell of the flash memory. In the figure,
CG is a control gate, FG is a floating gate, D is an N + type drain, S is an N + type source, PS
Is a P-type substrate.

【0005】図7は図6に示すフラッシュメモリのセル
マトリクス構成を示す回路図である。図中、Cは各メモ
リセル、WLx はワード線、BLx はビット線、SLx
はセレクト線を示す。(但し、x は図中におけ
i j a m n を示す)次に作用を説明する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a cell matrix configuration of the flash memory shown in FIG. In the figure, C is the memory cell, WL x denotes a word line, BL x bit line, SL x
Indicates a select line. (However, x indicates i , j , a , m , n in the figure) Next, the operation will be described.

【0006】まず、メモリセルCに書き込みを行う場合
は、コントロールゲートCG、及びドレインDに高電位
電圧VPPが印加され、ドレインD近傍でのアバランシェ
注入によりフローティングゲートFGに電子が注入され
てメモリセルCがカットオフされる。消去する場合は、
ドレインDがフロートされた状態でソースSに高電位電
圧VPPが印加され、フローティングゲートFGから電子
が抜き去られることで、書き込まれたデータの消去がな
される。
First, when writing data to the memory cell C, a high potential voltage V PP is applied to the control gate CG and the drain D, and electrons are injected into the floating gate FG by avalanche injection near the drain D, so that the memory cell C is written. Cell C is cut off. If you want to delete,
The high potential voltage VPP is applied to the source S while the drain D is floated, and electrons are removed from the floating gate FG, thereby erasing the written data.

【0007】なお、前述した動作状態におけるコントロ
ールゲートCG、ドレインD、ソースS、基板PSの各
電位レベルは表1に示すような値に設定される。
The potential levels of the control gate CG, drain D, source S, and substrate PS in the above-described operating state are set to values as shown in Table 1.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体記憶装置にあっては、コントロールゲ
ートCG、及びドレインDに高電位電圧VPPを印加する
ことによって、ドレインD近傍でのアバランシェ注入に
よりフローティングゲートFGに電子を注入してデータ
の書き込みを行い、フローティングゲートFGから電子
を抜き去ることによって書き込まれたデータの消去を行
うという構成となっていたため、以下に述べるような問
題点があった。
However, in such a conventional semiconductor memory device, avalanche injection near the drain D is performed by applying a high potential voltage V PP to the control gate CG and the drain D. In this configuration, data is written by injecting electrons into the floating gate FG, and the written data is erased by extracting electrons from the floating gate FG. Therefore, the following problems arise. Was.

【0010】すなわち、NOR型フラッシュメモリでF
−Nチャネリング消去を行う場合、セルトランジスタに
対する過度の消去を行うと、非選択のメモリセルがリー
ク電流を流して導通が起こり、書き込まれたセルの読み
出しが不能となるという問題点があった。また、NAN
D型フラッシュメモリに対してF−Nチャネリング書き
込みを行う場合、過度の書き込みを行うと、非選択のメ
モリセルの非導通が起こり、書き込みのないセルの読み
出しが不能となるとともに、トンネル酸化膜の劣化によ
る信頼性の低下、さらには書き込み及び消去回数が減
り、最終的には書き込み及び消去ができなくなるという
問題点があった。
That is, in a NOR flash memory, F
In the case of performing −N channeling erasing, if excessive erasing is performed on a cell transistor, a non-selected memory cell causes a leakage current to flow to cause conduction, and there is a problem that reading of a written cell becomes impossible. Also, NAN
When performing FN channeling writing to a D-type flash memory, if excessive writing is performed, non-conductivity of a non-selected memory cell occurs, so that reading of a cell without writing becomes impossible, and a tunnel oxide film is formed. There has been a problem that the reliability is reduced due to the deterioration, and further, the number of times of writing and erasing is reduced, so that writing and erasing cannot be performed finally.

【0011】そこで、これらの問題点を避けるため、図
8に示すように、通常の読み書き時と異なるベリファイ
時専用の閾値をセンスアンプに持たせることにより、ベ
リファイ時にセルトランジスタの閾値電圧を推定し、少
しずつ追加書き込み/消去を行うことで閾値電圧の均一
化を図る方法がいくつか考えられているが、この場合、
少しずつ追加書き込み/消去を行うため、多数回の追加
書き込み/消去が必要であり、書き込み/消去に時間が
かかるという新たな問題点が生じていた。
Therefore, in order to avoid these problems, as shown in FIG. 8, the sense amplifier is provided with a threshold different from that for normal reading and writing at the time of verifying to estimate the threshold voltage of the cell transistor at the time of verifying. Several methods have been considered to make the threshold voltage uniform by performing additional writing / erasing little by little. In this case,
Since additional writing / erasing is performed little by little, a large number of additional writing / erasing operations are required, and a new problem has arisen in that it takes a long time for writing / erasing.

【0012】[目的]そこで本発明は、少ない書き込み
/消去回数で、適切な書き込み/消去を行う不揮発性半
導体記憶装置を提供することを目的としている。
[Purpose] Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device which performs proper programming / erasing with a small number of programming / erasing operations.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による不揮発性半
導体記憶装置は上記目的達成のため、請求項1の発明で
は、所定のデータを記憶保持する複数のセルトランジス
タと、書込対象となる所定のセルトランジスタの閾値電
圧を測定する閾値電圧測定手段と、該閾値電圧測定手段
によって測定された閾値電圧値と、予め設定された書込
みに必要な適正電圧値との差分電圧値を演算する差分電
圧演算手段と、前記複数のセルトランジスタ中の任意の
セルトランジスタに対して、前記差分電圧演算手段によ
って演算された電圧値で書き込みを行う書込手段とを備
え、前記差分電圧演算手段は、高電圧レギュレータを備
え、前記差分電圧演算手段の演算結果である差分電圧値
に基づいて該高電圧レギュレータの出力電圧を変更し、
前記閾値電圧測定手段は、書き込み対象となるセルトラ
ンジスタと対になるダミーセルのゲート電圧を順次変化
させることにより、該セルトランジスタの閾値電圧を測
定し、その後前記セルトランジスタに対し書き込みを行
うように構成している。
In order to achieve the above object, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is characterized in that a plurality of cell transistors for storing and holding predetermined data and a predetermined cell to be written are provided. Cell transistor threshold voltage
Threshold voltage measuring means for measuring pressure, and the threshold voltage measuring means
Threshold voltage value measured by
Differential voltage to calculate the differential voltage value from the appropriate
Voltage calculating means, and any one of the plurality of cell transistors.
For the cell transistor, the differential voltage calculating means
Writing means for writing with the voltage value calculated by
The differential voltage calculation means includes a high voltage regulator.
A difference voltage value which is a calculation result of the difference voltage calculation means.
Changing the output voltage of the high-voltage regulator based on
The threshold voltage measuring means includes a cell transistor to be written.
The gate voltage of the dummy cell paired with the transistor changes sequentially
The threshold voltage of the cell transistor.
And then write to the cell transistor.
It is configured as follows.

【0014】請求項2の発明では、所定のデータを記憶
保持する複数のセルトランジスタと、消去対象となる所
定のセルトランジスタの閾値電圧を測定する閾値電圧測
定手段と、該閾値電圧測定手段によって測定された閾値
電圧値と、予め設定された消去に必要な適正電圧値との
差分電圧値を演算する差分電圧演算手段と、前記複数の
セルトランジスタ中の任意のセルトランジスタに対し
て、前記差分電圧演算手段によって演算された電圧値で
消去を行う消去手段と を備え、前記差分電圧演算手段
は、高電圧レギュレータを備え、前記差分電圧演算手段
の演算結果である差分電圧値に基づいて該高電圧レギュ
レータの出力電圧を変更し、前記閾値電圧測定手段は、
消去対象となるセルトランジスタと対になるダミーセル
のゲート電圧を順次変化させることにより、該セルトラ
ンジスタの閾値電圧を測定し、その後前記セルトランジ
スタに対し消去を行うように構成している。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of cell transistors for storing and holding predetermined data, and a cell transistor to be erased are provided.
Threshold voltage measurement to measure the threshold voltage of a fixed cell transistor
Determining means, and a threshold value measured by the threshold voltage measuring means.
Between the voltage value and the proper voltage value required for preset erase.
A differential voltage calculating means for calculating a differential voltage value;
For any of the cell transistors
The voltage value calculated by the differential voltage calculation means.
Erasing means for erasing, wherein said differential voltage calculating means
Comprises a high voltage regulator, and said differential voltage calculating means
The high voltage regulation is performed based on the differential voltage
Changing the output voltage of the threshold voltage,
Dummy cell paired with the cell transistor to be erased
By sequentially changing the gate voltage of the
The threshold voltage of the transistor is measured and then the cell transistor is
The configuration is such that erasure is performed on the master.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【作用】本発明では、差分電圧演算手段によって演算さ
れた電圧値が、書込手段/消去手段における書込電圧/
消去電圧とされるため、追加書き込み/消去を少しずつ
行わなくとも、1回で適正な書き込み/消去が可能とな
る。すなわち、少ない書き込み/消去回数で、適切な書
き込み/消去が行われる。
According to the present invention, the voltage value calculated by the differential voltage calculating means is determined by the write voltage / write voltage in the writing means / erasing means.
Since the erasing voltage is used, proper writing / erasing can be performed once without performing additional writing / erasing little by little. That is, appropriate writing / erasing is performed with a small number of writing / erasing times.

【0018】また、対象となるセルトランジスタに対し
て所定数回の書き込み/消去の後に、このセルトランジ
スタの閾値電圧が測定されることにより、素子間のバラ
ツキが吸収され、正確な閾値電圧が測定されるととも
に、差動型のセンスアンプを用いて測定することによ
り、対象となるセルトランジスタの閾値電圧が容易に測
定される。
Further, the threshold voltage of the cell transistor is measured after a predetermined number of write / erase operations on the target cell transistor, so that variations between the elements are absorbed, and the accurate threshold voltage is measured. At the same time, the threshold voltage of the target cell transistor is easily measured by performing measurement using a differential sense amplifier.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜5は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の一実施
例を示す図であり、図1は本実施例の要部構成を示す図
である。まず、図1に基づいて構成を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are views showing one embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 1 is a view showing a main part configuration of the present embodiment. First, the configuration will be described with reference to FIG.

【0020】本実施例の不揮発性半導体記憶装置は、大
別して、セルトランジスタCT、閾値電圧測定手段1、
差分電圧演算手段2、センスアンプ3、書込手段4、消
去手段5から構成されている。なお、図中、WLはワー
ド線、DMはダミーセルである。閾値電圧測定手段1
は、判定部6、制御部7、カウンタ8、DAC9からな
り、制御部7からの制御信号により、測定対象となるセ
ルトランジスタCT(以下、対象セルという)の反対側
に位置するダミーセルDMに対し、4ビットの出力a,
b,c,dを有するカウンタ8からDAC9を介して順
次インクリメントされたデータを出力し、センスアンプ
3からの出力信号に基づいて判定部6により対象セルと
ダミーセルDMとがバランスされたときのカウンタ8の
出力a,b,c,dを対象セルの閾電圧値とするもので
ある。
The nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment is roughly divided into a cell transistor CT, a threshold voltage measuring means 1,
It comprises a differential voltage calculating means 2, a sense amplifier 3, a writing means 4, and an erasing means 5. In the figure, WL is a word line, and DM is a dummy cell. Threshold voltage measuring means 1
Is composed of a determination unit 6, a control unit 7, a counter 8, and a DAC 9, and is controlled by a control signal from the control unit 7 with respect to a dummy cell DM located on the opposite side of a cell transistor CT (hereinafter, referred to as a target cell) to be measured. , 4-bit output a,
A counter 8 having b, c, and d outputs sequentially incremented data via a DAC 9, and a counter when the target cell and the dummy cell DM are balanced by the determination unit 6 based on an output signal from the sense amplifier 3. The outputs a, b, c, and d of No. 8 are used as threshold voltage values of the target cell.

【0021】図2は差分電圧演算手段を示す回路図であ
り、差分電圧演算手段2は、チャージポンプ10、ダイ
オードD1、抵抗R1、NチャネルMOSトランジスタ
NM1〜NM9、PチャネルMOSトランジスタPM1
〜PM6から構成されている。なお、NチャネルMOS
トランジスタNM5,NM8,NM9はディプリーショ
ン型のMOSトランジスタである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the differential voltage calculating means. The differential voltage calculating means 2 includes a charge pump 10, a diode D1, a resistor R1, N-channel MOS transistors NM1 to NM9, and a P-channel MOS transistor PM1.
To PM6. Note that an N-channel MOS
The transistors NM5, NM8, NM9 are depletion type MOS transistors.

【0022】差分電圧演算手段2は、回路自体に予め所
定の高電位電圧値が設定され、カウンタ8からの4ビッ
ト出力a,b,c,dをそれぞれ入力として高電位電圧
値との差分電圧値を出力するものである。図3はセンス
アンプを示す回路図であり、センスアンプ3は、図3に
示すように、NチャネルMOSトランジスタNM11〜
NM14、PチャネルMOSトランジスタPM11,P
M12から構成された差動型のセンスアンプである。な
お、NチャネルMOSトランジスタNM11,NM12
は高耐圧型のMOSトランジスタである。
The differential voltage calculating means 2 has a predetermined high potential voltage value set in advance in the circuit itself, receives the 4-bit outputs a, b, c, and d from the counter 8 as inputs and outputs a difference voltage from the high potential voltage value. Outputs the value. FIG. 3 is a circuit diagram showing a sense amplifier. The sense amplifier 3 includes N-channel MOS transistors NM11 to NM11 as shown in FIG.
NM14, P-channel MOS transistors PM11, P
This is a differential sense amplifier composed of M12. The N-channel MOS transistors NM11 and NM12
Is a high withstand voltage type MOS transistor.

【0023】図4は本実施例の動作例を説明するための
回路図である。書込手段4及び消去手段5は、図4に示
すように、それぞれ高電圧スイッチS1,S2、アンド
ゲートAND1,AND2から構成されている。次に作
用を説明する。まず、制御部7によりカウンタ8が“0
000”から順次インクリメントされ、DAC9に入力
される。
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining an operation example of this embodiment. As shown in FIG. 4, the writing means 4 and the erasing means 5 include high voltage switches S1 and S2, and AND gates AND1 and AND2, respectively. Next, the operation will be described. First, the control unit 7 sets the counter 8 to “0”.
000 "is sequentially incremented and input to the DAC 9.

【0024】DAC9では、入力された4ビットのデジ
タル値がアナログ値に変換され、カウンタ8から入力さ
れた4ビットのデータに対応する電圧レベルの書き込み
が、対象セルの対となるダミーセルDMに対して行われ
る。そして、対象セルとダミーセルDMとの閾値電圧が
センスアンプ3により比較され、センスアンプ3からの
比較結果に基づいて判定部6により対象セルとダミーセ
ルDMとの閾値電圧の大小が判定される。
In the DAC 9, the input 4-bit digital value is converted into an analog value, and writing of a voltage level corresponding to the 4-bit data input from the counter 8 is performed on the dummy cell DM which is a pair of the target cell. Done. Then, the threshold voltage of the target cell and the dummy cell DM is compared by the sense amplifier 3, and the magnitude of the threshold voltage of the target cell and the dummy cell DM is determined by the determination unit 6 based on the comparison result from the sense amplifier 3.

【0025】具体的には、センスアンプ3からの出力が
反転した時点でのカウンタ3の出力値a,b,c,d
が、対象セルの閾値電圧と認識され、カウンタ8からの
4ビットデータ(abcd)が差分電圧演算手段2に出
力される。差分電圧演算手段2は、書き込み/消去に必
要な高電位電圧レベルが回路自体に設定されており、こ
の高電位電圧レベルから4ビットデータa,b,c,d
で表される値を引いた差分電圧が書込手段4及び消去手
段5に出力される。
More specifically, the output values a, b, c, d of the counter 3 at the time when the output from the sense amplifier 3 is inverted.
Is recognized as the threshold voltage of the target cell, and the 4-bit data (abcd) from the counter 8 is output to the difference voltage calculation means 2. In the differential voltage calculation means 2, a high potential voltage level required for writing / erasing is set in the circuit itself, and the 4-bit data a, b, c, d is calculated from the high potential voltage level.
Is output to the writing means 4 and the erasing means 5.

【0026】書込手段4及び消去手段5では、前述した
ように、その動作状態に応じて、コントロールゲートC
G、ドレインD、ソースS、基板PSの各電位レベルが
表1に示すような値とすることによって、所定の書込電
圧/消去電圧をもって、書き込み/消去がなされる。図
5は本実施例の書き込み及び消去時の動作例を説明する
ための図であり、この例では、ダミーセルDMに対し
て、少電位レベルの書き込み/消去を2回行った後に、
対象セルの閾値電圧が測定され、次に、適正電圧レベル
での書き込み/消去が行われている。
As described above, the writing means 4 and the erasing means 5 control the control gate C according to the operation state.
By setting each potential level of G, drain D, source S, and substrate PS to a value as shown in Table 1, writing / erasing is performed with a predetermined write voltage / erase voltage. FIG. 5 is a diagram for explaining an operation example at the time of writing and erasing of the present embodiment. In this example, after writing / erasing a low potential level twice with respect to the dummy cell DM,
The threshold voltage of the target cell is measured, and then writing / erasing at an appropriate voltage level is performed.

【0027】すなわち、本実施例では、最初に少電位レ
ベルの書き込み/消去を2回行うことで、素子間のバラ
ツキやチャージ抜け等による測定精度の悪化を防止して
おり、より正確な対象セルの閾値電圧の測定ができるよ
うになっている。このように本実施例では、差分電圧演
算手段によって演算された電圧値が書込手段/消去手段
における書込電圧/消去電圧と設定されるため、追加の
書き込み/消去を少しずつ行わなくとも、1回で適正な
書き込み/消去ができる。
That is, in the present embodiment, the writing / erasing of the low potential level is performed twice first to prevent the deterioration of the measurement accuracy due to the variation between the elements and the loss of the charge. Can be measured. As described above, in the present embodiment, the voltage value calculated by the differential voltage calculation means is set as the write voltage / erase voltage in the write means / erase means, so that additional writing / erasing can be performed little by little. Appropriate writing / erasing can be performed once.

【0028】したがって、少ない書き込み/消去回数
で、適切な書き込み/消去を行うことができる。なお、
上記実施例は、素子間のバラツキやチャージ抜け等によ
る測定誤差を防止する目的により3回目の書き込み/消
去で書き込み/消去が完了するようになっているが、こ
の回数は任意であり、1回の書き込み/消去で行っても
よいことはいうまでもない。
Therefore, appropriate writing / erasing can be performed with a small number of writing / erasing times. In addition,
In the above embodiment, the writing / erasing is completed in the third writing / erasing for the purpose of preventing the measurement error due to the variation between the elements and the missing charge, but the number of times is arbitrary, and once. Needless to say, the writing / erasing may be performed.

【0029】また、対象セルの閾値電圧を測定する際の
カウンタのビット数についても、上記実施例に関らず、
自由に設定しても構わない。この場合、ビット数を多ビ
ット化することで、より測定精度を上げることができ
る。
Regarding the number of bits of the counter when measuring the threshold voltage of the target cell, regardless of the above embodiment,
You can set it freely. In this case, by increasing the number of bits, the measurement accuracy can be further increased.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明では、差分電圧演算手段によって
演算された電圧値を、書込手段/消去手段における書込
電圧/消去電圧とするため、追加書き込み/消去を少し
ずつ行わなくとも、1回で適正な書き込み/消去ができ
る。したがって、少ない書き込み/消去回数で、適切な
書き込み/消去を行うことができる。
According to the present invention, the voltage value calculated by the differential voltage calculation means is used as the write voltage / erase voltage in the write means / erase means. Proper writing / erasing can be performed in a single operation. Therefore, appropriate writing / erasing can be performed with a small number of writing / erasing times.

【0031】また、対象となるセルトランジスタに対し
て所定数回の書き込み/消去の後に、このセルトランジ
スタの閾値電圧が測定されることによって、素子間のバ
ラツキを吸収し、正確な閾値電圧を測定することがで
き、さらに、差動型のセンスアンプを用いて測定するこ
とによって、対象となるセルトランジスタの閾値電圧を
容易に測定することができる。
Further, the threshold voltage of the cell transistor is measured after the target cell transistor is written / erased a predetermined number of times, thereby absorbing variations between the elements and accurately measuring the threshold voltage. The threshold voltage of the target cell transistor can be easily measured by performing measurement using a differential sense amplifier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例の要部構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of the present embodiment.

【図2】図1の差分電圧演算手段を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a differential voltage calculating means of FIG.

【図3】図1のセンスアンプを示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the sense amplifier of FIG. 1;

【図4】本実施例の動作例を説明するための回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining an operation example of the present embodiment.

【図5】本実施例の書き込み及び消去時の動作例を説明
するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation example at the time of writing and erasing according to the embodiment;

【図6】従来のフラッシュメモリにおけるメモリセルの
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a memory cell in a conventional flash memory.

【図7】従来のフラッシュメモリのセルマトリクス構成
を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a cell matrix configuration of a conventional flash memory.

【図8】従来の書き込み及び消去時の動作例を説明する
ための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional operation example at the time of writing and erasing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 閾値電圧測定手段 2 差分電圧演算手段 3 センスアンプ 4 書込手段 5 消去手段 6 判定部 7 制御部 8 カウンタ 9 DAC 10 チャージポンプ CT セルトランジスタ DM ダミーセル NM1〜NM NチャネルMOSトランジスタ PM1〜PM PチャネルMOSトランジスタ CG コントロールゲート FG フローティングゲート D ドレイン S ソース PS 基板 C メモリセル WLx ワード線 BLx ビット線 SLx セレクト線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Threshold voltage measuring means 2 Difference voltage calculating means 3 Sense amplifier 4 Writing means 5 Erasing means 6 Judgment part 7 Control part 8 Counter 9 DAC 10 Charge pump CT Cell transistor DM Dummy cell NM1-NM N-channel MOS transistor PM1-PM P-channel MOS transistor CG Control gate FG Floating gate D Drain S Source PS Substrate C Memory cell WL x Word line BL x Bit line SL x Select line

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定のデータを記憶保持する複数のセルト
ランジスタと、書込対象となる所定のセルトランジスタの閾値電圧を測
定する閾値電圧測定手段と、 該閾値電圧測定手段によって測定された閾値電圧値と、
予め設定された書込みに必要な適正電圧値との差分電圧
値を演算する差分電圧演算手段と、 前記複数のセルトランジスタ中の任意のセルトランジス
タに対して、前記差分電圧演算手段によって演算された
電圧値で書き込みを行う書込手段と、 を備え、 前記差分電圧演算手段は、高電圧レギュレータを備え、
前記差分電圧演算手段の演算結果である差分電圧値に基
づいて該高電圧レギュレータの出力電圧を変更し、 前記閾値電圧測定手段は、書き込み対象となるセルトラ
ンジスタと対になるダミーセルのゲート電圧を順次変化
させることにより、該セルトランジスタの閾値電圧を測
定し、その後前記セルトランジスタに対し書き込みを行
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A threshold voltage of a plurality of cell transistors storing and retaining predetermined data and a threshold voltage of a predetermined cell transistor to be written are measured.
Threshold voltage measuring means to determine, a threshold voltage value measured by the threshold voltage measuring means ,
Differential voltage from the appropriate voltage value required for preset programming
A differential voltage calculating means for calculating a value, and an arbitrary cell transistor among the plurality of cell transistors.
Data calculated by the differential voltage calculation means.
Writing means for writing with a voltage value , wherein the differential voltage calculating means includes a high voltage regulator,
Based on the difference voltage value that is the result of the calculation by the difference voltage calculation means.
Then, the output voltage of the high voltage regulator is changed, and the threshold voltage measuring means
The gate voltage of the dummy cell paired with the transistor changes sequentially
The threshold voltage of the cell transistor.
And then write to the cell transistor.
Cormorant It nonvolatile semiconductor memory device according to claim.
【請求項2】所定のデータを記憶保持する複数のセルト
ランジスタと、消去対象となる所定のセルトランジスタの閾値電圧を測
定する閾値電圧測定手段と、 該閾値電圧測定手段によって測定された閾値電圧値と、
予め設定された消去に必要な適正電圧値との差分電圧値
を演算する差分電圧演算手段と、 前記複数のセルトランジスタ中の任意のセルトランジス
タに対して、前記差分電圧演算手段によって演算された
電圧値で消去を行う消去手段と、 を備え、 前記差分電圧演算手段は、高電圧レギュレータを備え、
前記差分電圧演算手段の演算結果である差分電圧値に基
づいて該高電圧レギュレータの出力電圧を変更し、 前記閾値電圧測定手段は、消去対象となるセルトランジ
スタと対になるダミーセルのゲート電圧を順次変化させ
ることにより、該セルトランジスタの閾値電圧を測定
し、その後前記セルトランジスタに対し消去を行う こと
を特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
2. The method according to claim 1, wherein a plurality of cell transistors storing and retaining predetermined data and a threshold voltage of the predetermined cell transistor to be erased are measured.
Threshold voltage measuring means to determine, a threshold voltage value measured by the threshold voltage measuring means ,
Difference voltage value from proper voltage value required for preset erase
Differential voltage calculating means for calculating an arbitrary cell transistor among the plurality of cell transistors.
Data calculated by the differential voltage calculation means.
Comprising an erasing means for erasing a voltage value, wherein the differential voltage calculating means includes a high voltage regulator,
Based on the difference voltage value that is the result of the calculation by the difference voltage calculation means.
Then, the output voltage of the high-voltage regulator is changed, and the threshold voltage measuring means changes the cell transistor to be erased.
The gate voltage of the dummy cell paired with the
Measuring the threshold voltage of the cell transistor
And erasing the cell transistor thereafter .
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