JP3110395B2 - ベリファイ装置 - Google Patents

ベリファイ装置

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JP3110395B2
JP3110395B2 JP27891498A JP27891498A JP3110395B2 JP 3110395 B2 JP3110395 B2 JP 3110395B2 JP 27891498 A JP27891498 A JP 27891498A JP 27891498 A JP27891498 A JP 27891498A JP 3110395 B2 JP3110395 B2 JP 3110395B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベリファイ装置に
関し、特に、不揮発性半導体メモリ装置の書き込み等の
ベリファイを行うベリファイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、フロッピーディスクやハードディ
スクといった磁気メモリに変わる可能性を有するメモリ
として、不揮発性メモリであるフラッシュEEPROM
が盛んに研究されている。図5にフラッシュEEPRO
Mの一つのメモリセル構造を示すとともに、書込(a)
と消去(b)の電圧設定を示している。図6は書込状態
および消去状態のメモリセルしきい値電圧Vtmと通常
の読み出し時にメモリセルが書き込み状態か消去状態か
を判定するためのワード線に印加する電圧を示す。
【0003】図5においてコントロールゲートCG、ソ
ースS、ドレインD、基板Bの各電圧をVcg、Vs、
Vd、Vbにより示している。書込時は図5の(a)に
示すように、Vcgを高電圧10Vとし、Vdを6V、
Vsを0Vに設定してフローティングゲートFGにトン
ネル酸化膜を介してホットエレクトロンを注入する。そ
の結果Vtmが図6の領域aに示すように、5.5V以
上になった状態が書込状態である。
【0004】また、消去時には図5の(b)に示すよう
に、Vsを高電圧10Vとし、Vdをオープン、Vcg
を2Vと設定してフローティングゲートFGからトンネ
ル酸化膜を介してFNトンネル電流により電子をソース
Sに放出させる。その結果、Vtmが図6の領域bに示
すように1.0V〜3.0Vになった状態が消去状態で
ある。
【0005】これらの状態の作り込みを行うときには期
待する状態になったかどうかの判定を行う必要がある。
判定には書込状態を判定するための書込ベリファイ、消
去状態を判定するための消去ベリファイ、過消去状態に
なっていないことを判定するための過消去ベリファイが
あり、Vcgにそれぞれ5.5V、3.0V、1.0V
を印加しドレイン電流が流れるか流れないかで判定を行
う。書込ベリファイおよび過消去ベリファイは、ドレイ
ン電流が流れないことで期待するVtmであると判定す
る。消去ベリファイは、ドレイン電流が流れることで期
待するVtmであると判定する。また、READ時はV
cgに4.5Vを印加し、ドレイン電流が流れると消去
状態、流れないと書込状態と判定する。
【0006】図7にフラッシュEEPROMの基本的な
回路構成を示す。このフラッシュEEPROMは、メモ
リセルアレイMij{(i,j)=(1,1)(1,
2)・・・(2,1)・・・(k,n)}とXデコーダ
903とYセレクタ905と書込/センスアンプ回路9
04とPチャネルMOSトランジスタ901,902,
906とNチャネルMOSトランジスタ907を備えて
いる。Xデコーダ903にはアドレス信号ADDとPチ
ャネルMOSトランジスタ901,902のドレインが
入力され、アドレス信号ADDにより選択されるワード
線Wi(i=1,2,・・・,k)に所定電圧が印加さ
れる。ワード線Wiは各メモリセルのコントロールゲー
トに接続されており、行方向のメモリセルのコントロー
ルゲートには共通のワード線が接続されている。
【0007】Yセレクタ905にはアドレス信号AD
D、データ信号DATAが入力され、書込/センスアン
プ回路904とディジット線Dj(j=1,2,・・
・,n)に接続される。アドレス信号ADDにより選択
されたディジット線には書込/センスアンプ回路904
により所定の電圧が印加される。列方向のメモリセルの
ドレインには、共通のディジット線が接続されている。
各メモリセルのソースはソース線により全て共有されて
おり、PチャネルMOSトランジスタ906とNチャネ
ルMOSトランジスタ907のドレインに接続される。
【0008】PチャネルMOSトランジスタ901のソ
ースはVPP端子に接続され、FLWRITE信号がゲ
ートに入るようになっている。PチャネルMOSトラン
ジスタ902のソースはV1端子に接続され、FLWR
BYVE信号がゲートに入るようになっている。Pチャ
ネルMOSトランジスタ906のゲートにはFLERA
SE信号が入るようになっており、ソースはVPP端子
に接続される。NチャネルMOSトランジスタ907の
ソースは0Vに接続され、ゲートにはFLERASE信
号が入るようになっている。ここで、VPP端子には高
電圧10Vが印加され、V1端子には5.5Vが印加さ
れる。また、FLWRITE信号およびFLWRBYV
E信号FLERASE信号はハイレベルで10V、ロー
レベルで0Vである。
【0009】上記の様な構成において、書込動作はFL
WRITE信号をローレベルとすることで行われる。す
なわち、FLWRITE信号がローレベルになるとPチ
ャネルMOSトランジスタ901がオンし、Xデコーダ
に10Vが入力し、アドレス信号ADDにより選択され
たワード線に10Vが印加される。このとき書込/セン
スアンプ回路904は6Vを出力し、その出力がYセレ
クタ905に入力され、アドレス信号ADDにより選択
されたディジット線に6Vが印加される。
【0010】また、書込動作時はFLERASE信号が
ハイレベルになっておりNチャネルMOSトランジスタ
907がオンし、ソース線に0Vが印加される。このよ
うにしてコントロールゲートに10V、ドレインに6V
が印加されたメモリセル(選択状態のメモリセル)に書
込が行われる。このとき非選択状態のメモリセルはコン
トロールゲートに10V、ドレインに0Vまたは、コン
トロールゲートに0V、ドレインに6Vが印加されてい
る。
【0011】書込ベリファイ動作はFLWRBYVE信
号をローレベルとすることで行われる。FLWRBYV
E信号がローレベルになるとPチャネルMOSトランジ
スタ902がオンしXデコーダに5.5Vが入力され、
アドレス信号ADDにより選択されたワード線に5.5
Vが印加される。このとき書込/センスアンプ回路90
4が作動し、この書込/センスアンプ回路904でアド
レス信号ADDで選択されたディジット線に1.5V程
度の電圧を印加し、ディジット線に流れる電流を検出す
る。
【0012】また、書込ベリファイ時はFLERASE
信号がハイレベルになっておりNチャネルMOSトラン
ジスタ907がオンし、ソース線に0Vが印加される。
このようにしてコントロールゲートに5.5Vを印加し
センスアンプに接続されたディジット線上のメモリセル
の書込ベリファイが行われる。ディジット線に電流が流
れないならばVtmが5.5V以上ということになり書
込状態、ディジット線に電流が流れるならばVtmが
5.5V未満ということになり未書込状態と判定する。
【0013】図8は書込から書込ベリファイの一連のフ
ローチャートを示しており、図9はWRITE信号とW
RBYVE信号とワード線に印加される電圧Vword
のタイミングチャートを示している。図9には1アドレ
ス分の書込信号(WRITE信号)と書込ベリファイ信
号(WRBYVE信号)とワード線電圧のタイミングに
ついて示されている。図8に示すように、書込モードに
入ると(ステップS900)、先頭の書込アドレスをセ
ットし(ステップS901)、書込を行う(ステップS
910)。書込を行ったアドレスのメモリに対してベリ
ファイを行い(ステップS911)、NGの場合は書込
NGであると判定し、OKの場合は当該書込を行ったア
ドレスが最終アドレスか否か判別する(ステップS91
2)。書込が最終アドレスでなければ、アドレスに1加
えて(ステップS913)ステップS910に戻る。
【0014】書込が最終アドレスであれば再び先頭アド
レスをセットし(ステップS920)、ベリファイを行
う(ステップS921)。ベリファイがNGの場合は書
込NGであると判定し、OKの場合は当該ベリファイを
行ったアドレスが最終アドレスか否か判別する(ステッ
プS922)。書込が最終アドレスでなければ、アドレ
スに1加えて(ステップS923)ステップS910に
戻る。すなわち、書込を行った直後に当該書込を行った
アドレスのメモリのベリファイをし、さらに全アドレス
に対する書込が完了した後に、もう一度先頭アドレスか
らベリファイを行う。
【0015】一方、各アドレスへの書込時のワード線電
圧のタイミングは図9の(a)のようになる。WRIT
E信号がハイレベル、FLWRITE信号がローレベル
となることでワード線電圧Vwordが10Vとなって
書込が行われる。書込を終了するとWRITE信号がロ
ーレベル、FLWRITE信号がハイレベルになること
でワード線電圧Vwordが0Vになり、WRBYVE
信号がハイレベル、FLWRBYVE信号がローレベル
となる。この結果、ワード線電圧Vwordが5.5V
となり書込ベリファイが行われ、書込状態か未書込状態
かが確認される。また、全アドレスへの書込完了後のワ
ード線電圧のタイミングは図9の(b)のようになる。
このときの書込ベリファイのワード線電圧Vwordも
5.5Vで行っている。
【0016】全アドレスへの書込完了後の書込ベリファ
イの必要性は以下の理由による。ディジット線を共有す
るメモリセル(例えば、図7のメモリセルM11とM2
1)において、先に書込を行ったメモリセル(図7のメ
モリセルM11)のVtmが書込ベリファイで保証され
ているとする。そして、その後に別のメモリセル(図7
のメモリセルM21)へ書込を行っていく場合、メモリ
セルM11のコントロールゲート電圧は0Vとなってお
りドレイン電圧だけが6Vと高い状態にある。この状態
におかれたメモリセルにおいてはフローティングゲート
に蓄積されたエレクトロンがフローティングゲートとド
レイン間の電界により、トンネル酸化膜を介してドレイ
ンに移動するドレインディスターブ現象が発生する。こ
のため、メモリセルM11のVtmが0.2V程度低下
してしまうことがある。
【0017】このようなドレインディスターブ現象によ
る影響を低減するため技術として、例えば特開平第9−
213090号公報に開示されたようなものが知られて
いる。この技術では、不揮発性半導体メモリ装置のメモ
リセルに接続されたワード線とディジット線とソース線
にかかる電圧を、選択メモリセルに接続された線と非選
択メモリセルに接続された線とで異ならせることができ
るように構成する。つまり、選択メモリセルのワード線
の電圧をVppとし、非選択メモリセルのワード線の電
圧をVppの中間電圧Vpp/2とする。また、選択メ
モリセルのディジット線の電圧をVppより高いVdd
とし、非選択メモリセルのディジット線をオープン状態
にする。さらに、選択メモリセルのソース線を接地電位
とし、非選択ソース線をオープン状態にする。
【0018】この状態で書込を行ったとき、非選択メモ
リセルであっても選択メモリセルのディジット線に接続
されているものは、ドレインディスターブ現象の影響を
受ける。しかし非選択メモリセルのワード線には中間電
圧Vpp/2が印加されている。従って、これらの非選
択メモリセルが既書込メモリセルの場合、ドレイン空乏
層内電荷が緩和され、また、フローティングゲートとド
レイン領域との間の電界が緩和されるので、ドレインデ
ィスターブ現象が抑制される。一方、非選択メモリセル
が未書込メモリセルの場合、非選択メモリセルのソース
線がオープン状態となっているので、チャネル電流が抑
制され、ドレインディスターブ現象は抑制される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述した前者のベリフ
ァイ装置においては、次のような課題があった。すなわ
ち、上述した前者のごとき構成のフラッシュEEPRO
Mにおいては、各アドレスへの書込時の書込ベリファイ
のワード線電圧5.5Vと全アドレス書込完了後の書込
ベリファイのワード線電圧5.5Vが同一電圧である。
従って、もし各アドレスへの書込時のVtmが書込保証
電圧5.5Vの場合、その後のドレインディスターブ現
象によりVtmが0.2V低下しVtmが5.3Vにな
るなどすると、全アドレスへの書込完了後の書込ベリフ
ァイで未書込状態と判定してしまうことが考えられる。
【0020】さらに、上述した後者の特開平第9−21
3090号公報に開示された技術においては、ドレイン
ディスターブ現象の影響を低減できるものの、ワード線
電圧とドレインディスターブ現象の影響との関係が不明
確であり、書込等のベリファイでドレインディスターブ
現象の影響を受けるか否か不明である。また、上述した
ワード線やソース線毎に電圧を異ならせるために、それ
ぞれの線毎のハードウェアを構成しなければならない。
【0021】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、簡易にドレインディスターブ現象の影響を考慮
してベリファイをすることが可能なベリファイ装置の提
供を目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかる発明は、書込時と書込ベリファイ
時にメモリセルのコントロールゲートに所定の電圧を印
加し、書込ベリファイ電圧印加時のドレイン電流の状態
により、正常に書込が行われているか否かを判定するベ
リファイ装置であって、上記メモリセルに書込を行うた
めの書込電圧と、書込ベリファイを行うための所定の電
圧と、ドレインディスターブ現象による電圧低下分だけ
この所定の電圧より高い電圧とを取得する電圧取得手段
と、書込電圧の印加を指示する書込信号と、書込ベリフ
ァイ電圧の印加を指示する書込ベリファイ信号とを取得
する信号入力手段と、この信号入力手段の取得した信号
の指示により、書込時には書込電圧を、各アドレス書込
直後のベリファイ時には上記ドレインディスターブ現象
による電圧低下分だけ所定の電圧より高い電圧を、全ア
ドレス書込完了後のベリファイ時には上記所定の電圧
を、上記コントロールゲートに印加する電圧として出力
する電圧切換手段とを具備する構成としてある。
【0023】すなわち、電圧取得手段はメモリセルに書
込を行うための書込電圧と、書込ベリファイを行うため
の所定の電圧と、ドレインディスターブ現象による電圧
低下分だけこの所定の電圧より高い電圧とを取得する。
また、信号入力手段が書込電圧の印加を指示する書込信
号と、書込ベリファイ電圧の印加を指示する書込ベリフ
ァイ信号とを取得する。電圧切換手段は、信号入力手段
の取得した信号の指示により、書込時には書込電圧をコ
ントロールゲートに印加する電圧として出力する。ま
た、各アドレス書込直後のベリファイ時には上記ドレイ
ンディスターブ現象による電圧低下分だけ所定の電圧よ
り高い電圧を、全アドレス書込完了後のベリファイ時に
は上記所定の電圧を、上記コントロールゲートに印加す
る電圧として出力する。
【0024】上述の従来例で説明したように、この種の
不揮発性半導体メモリ装置ではメモリセルに書込を行っ
た直後と全アドレスの書込が完了した後とに、ベリファ
イを行う。ここでいう書込ベリファイを行うための所定
の電圧とは、全アドレスの書込が完了した後のベリファ
イ時にコントロールゲートに印加する電圧であり、いわ
ゆる書込保証電圧である。一方、ドレインディスターブ
現象による電圧低下分だけこの所定の電圧より高い電圧
とは、メモリセルに書き込みを行った直後のベリファイ
時にコントロールゲートに印加する電圧である
【0025】つまり、全アドレス書込完了後にはドレイ
ンディスターブ現象によりしきい値電圧Vtmがある程
度低下している。そこで、例えば、しきい値電圧が0.
2V低下している場合には、メモリセルに書込を行った
直後のベリファイでは書込保証電圧に0.2Vプラスし
た電圧をコントロールゲートに印可する。そして、全ア
ドレスの書込が完了した後のベリファイ時には、メモリ
セルに書込を行った直後のベリファイ時より0.2V低
い所定の電圧をコントロールゲートに印加する。この結
果、全アドレスへの書込完了後の書込ベリファイ時に、
ドレインディスターブ現象による影響を受けたメモリセ
ルでも未書込状態と判定されない。
【0026】書込信号は、この信号によりコントロール
ゲートに書き込み電圧を印加し、書込ベリファイ信号
は、この信号によりコントロールゲートにベリファイの
ための信号を印加するものである。従って、これらの信
号がハイレベルになっている間にそれぞれの電圧を印加
するなどすればよい。また、ベリファイには上述のよう
に書き込み直後と全アドレスの書込完了後との二つの場
合があり、場合によって印加電圧を異ならせる。
【0027】このように、場合によって印加電圧を異な
らせるための構成の具体例として、請求項2にかかる発
明は、請求項1に記載のベリファイ装置において、上記
電圧切換手段は、書込信号入力時にはベリファイ時の印
加電圧として上記ドレインディスターブ現象による電圧
低下分だけ所定の電圧より高い電圧を取得可能にしてお
き、書込ベリファイがなされた後にはベリファイ時の印
加電圧として上記所定の電圧を取得可能にする構成とし
てある。
【0028】すなわち、書込信号入力時にはベリファイ
時の印加電圧としてドレインディスターブ現象による電
圧低下分だけ所定の電圧より高い電圧を取得可能にして
おく。このため、書込信号入力直後にベリファイ信号が
入力されると、コントロールゲートにはドレインディス
ターブ現象による電圧低下分だけ所定の電圧より高い電
圧が印加されつつベリファイがされる。また、書込ベリ
ファイがなされた後にはベリファイ時の印加電圧として
上記所定の電圧を取得可能にする。
【0029】このため、書込ベリファイがなされた後さ
らに、ベリファイ信号が入力されると、コントロールゲ
ートには上記所定の電圧が印加されつつ、ベリファイさ
れる。ベリファイ信号の次に入力される信号が、書込信
号であればドレインディスターブ現象による電圧低下分
だけ所定の電圧より高い電圧がセットされ、ベリファイ
信号であれば上記所定の電圧がセットされるということ
である。
【0030】さらに、ベリファイ信号の次に入力される
信号によってセットする電圧を変える構成の具体例とし
て、請求項3にかかる発明は、請求項1または請求項2
のいずれかに記載のベリファイ装置において、上記電圧
切換手段は、書込信号をセットリセットフリップフロッ
プのセット入力端子に入力し、書込ベリファイ信号を分
岐し、一方をNOR回路に入力して、他方に奇数個のイ
ンバータ回路を介して所定の遅延を与えてこのNOR回
路に入力し、このNOR回路の出力を上記セットリセッ
トフリップフロップのリセット入力端子に入力する構成
としてある。
【0031】すなわち、書込信号のハイレベルが入力し
たときにはセットリセットフリップフロップはセットさ
れるので、出力はハイレベルである。また、書込ベリフ
ァイ信号のハイレベルを入力したときには書込信号はロ
ーレベルである。従って、書込ベリファイ信号がハイレ
ベルの間はNOR回路の出力はローレベルである。一方
書込ベリファイ信号が奇数個のインバータ回路を介した
出力は、書込ベリファイ信号の反転であり、所定の遅延
を受けたものである。
【0032】従って、書込ベリファイ信号がローレベル
になってからしばらくは、前記インバータ回路を介した
出力はローレベルである。このため、所定の間は書込ベ
リファイ信号とインバータ回路を介した出力の両方とも
がローレベルであるので、NOR回路の出力はハイレベ
ルとなっている。そして、セットリセットフリップフロ
ップがリセットされて出力がローレベルになる。
【0033】そこで、セットリセットフリップフロップ
の出力がハイレベルのときには、ベリファイ信号に対し
てドレインディスターブ現象による電圧低下分だけ所定
の電圧より高い電圧が取得されるようにしておき、ロー
レベルのときには所定の電圧が印加されるようにする。
この結果、ベリファイ信号の次に入力される信号が、書
込信号であればドレインディスターブ現象による電圧低
下分だけ所定の電圧より高い電圧がセットされ、ベリフ
ァイ信号であれば所定の電圧がセットされるようにな
る。
【0034】このように、ベリファイのための電圧とし
て書込ベリファイを行うための所定の電圧と、ドレイン
ディスターブ現象による電圧低下分だけこの所定の電圧
より高い電圧とを得るには様々な方法が考えられる。そ
こで、請求項4にかかる発明は、請求項1〜請求項3の
いずれかに記載のベリファイ装置において、上記電圧取
得手段は、上記書込電圧と、書込ベリファイを行うため
の所定の電圧と、ドレインディスターブ現象による電圧
低下分だけこの所定の電圧より高い電圧のそれぞれを電
圧入力端子から取得する構成としてある。
【0035】すなわち、書込電圧と、書込ベリファイを
行うための所定の電圧と、ドレインディスターブ現象に
よる電圧低下分だけこの所定の電圧より高い電圧のそれ
ぞれを印加可能な電圧源から直接電圧入力端子に電圧を
印加するようにする。
【0036】さらに、他の構成例として、請求項5にか
かる発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のベ
リファイ装置において、上記電圧取得手段は、上記書込
電圧と、ドレインディスターブ現象による電圧低下分だ
け所定の電圧より高い電圧とを電圧入力端子から取得
し、このドレインディスターブ現象による電圧低下分だ
け所定の電圧より高い電圧を分圧して書込ベリファイを
行うための所定の電圧を取得する構成としてある。
【0037】すなわち、電圧源から直接取得するのは、
書込電圧とドレインディスターブ現象による電圧低下分
だけ所定の電圧より高い電圧とであり、ドレインディス
ターブ現象による電圧低下分だけこの所定の電圧より高
い電圧を分圧して、書込ベリファイを行うための所定の
電圧を取得する。このため、二種の電圧源で三つの値の
電圧が取得される。
【0038】さらに、書込信号等に応じて異なった電圧
をセットする構成の具体例として、請求項6にかかる発
明は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のベリファ
イ装置において、上記電圧切換手段は、上記書込信号や
書込ベリファイ信号に基づいてMOSトランジスタのゲ
ート電圧を制御し、このMOSトランジスタのスイッチ
ング作用により、書込時には書込電圧を、各アドレス書
込直後のベリファイ時には上記ドレインディスターブ現
象による電圧低下分だけ所定の電圧より高い電圧を、全
アドレス書込完了後のベリファイ時には上記所定の電圧
を、上記コントロールゲートに印加する電圧として出力
する構成としてある。
【0039】すなわち、書込信号や書込ベリファイ信号
によりMOSトランジスタで構成したゲートのスイッチ
のON,OFFを行い、取得する電圧を書込やベリファ
イの場合に応じてコントロールゲートに印加可能にす
る。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施例を示す
ものである。図1に示す101〜107の素子およびブ
ロックは、従来例の図7における対応する素子およびブ
ロックと同一機能をするものである。すなわち、Xデコ
ーダ103とYセレクタ105により、書込等を行うメ
モリセルアレイMijが選択され、書込や書込ベリファ
イの際にディジット線に印加される電圧は書込/センス
アンプ回路104に制御される。また、WRITE信
号、WRBYVE信号、FLWRBYVE信号、FLW
RITE信号、FLERASE信号は図に示す信号入力
端子から入力可能となっている。この意味において、こ
れらの信号入力端子が上記信号入力手段を構成する。
【0041】そして、FLERASE信号によりPチャ
ネルMOSトランジスタ106とNチャネルMOSトラ
ンジスタ107とのON,OFFを制御することにより
消去時や書込時にメモリセルのソースにかかる電圧が制
御される。また、FLWRITE信号がローレベルのと
きには、PチャネルMOSトランジスタ101がONし
てVPP端子の10Vがコントロールゲートに印加され
る。一方、FLWRBYVE信号がローレベルのときに
はPチャネルMOSトランジスタ102がONされ、前
段回路の制御によりV1端子もしくはV2端子の電圧が
印加される。この意味においてVPP端子とV1端子と
V2端子とが上記電圧取得手段を構成する。
【0042】さらに、本発明ではインバータ201a〜
201cとNOR回路202とセットリセットフリップ
フロップ203とPチャネルMOSトランジスタ20
4,205,208,209とNチャネルMOSトラン
ジスタ206,207が追加されている。WRBYVE
信号はインバータ201aに入力され、インバータ20
1aの出力がインバータ201bに入力され、インバー
タ201bの出力がインバータ201cに入力され、イ
ンバータ201cの出力がNOR回路202に入力され
る。
【0043】また、NOR回路202のもう一方の入力
にはWRBYVE信号が入力される。NOR回路202
の出力はセットリセットフリップフロップ203のリセ
ット端子Rに接続され、セット端子にはWRITE信号
が入力される。ここで、セットリセットフリップフロッ
プ203の出力QはNチャネルMOSトランジスタ20
6のゲートに、出力Qの反転出力はNチャネルMOSト
ランジスタ207のゲートに入力されるようになってい
る。
【0044】これらのNチャネルMOSトランジスタ2
06と207のソースはそれぞれ0Vに接続されてお
り、NチャネルMOSトランジスタ206のドレインは
PチャネルMOSトランジスタ204のドレインに、N
チャネルMOSトランジスタ207のドレインはPチャ
ネルMOSトランジスタ205のドレインに接続されて
いる。PチャネルMOSトランジスタ204と205の
ソースはV1端子に接続され、PチャネルMOSトラン
ジスタ204と205のゲートは、それぞれNチャネル
MOSトランジスタ206と207のドレインに接続さ
れている。
【0045】さらに、PチャネルMOSトランジスタ2
04と205のドレインはそれぞれPチャネルMOSト
ランジスタ208と209のゲートに入力される。Pチ
ャネルMOSトランジスタ208と209のソースはそ
れぞれV1端子とV2端子に接続され、PチャネルMO
Sトランジスタ208と209のドレインは共にPチャ
ネルMOSトランジスタ102のソースに接続されてい
る。
【0046】すなわち、WRITE信号やWRBYVE
信号に応じてPチャネルMOSトランジスタ208とP
チャネルMOSトランジスタ209のゲートに印加され
る電圧が制御され、V1端子もしくはV2端子の電圧が
PチャネルMOSトランジスタ102のソースに印加さ
れる。そして、FLWRBYVE信号やFLWRITE
信号に応じてPチャネルMOSトランジスタ101,1
02のON,OFFが制御され、VPP端子、V1端
子、V2端子のいずれかの電圧をXデコーダ103に印
加するようになっている。
【0047】この意味において、PチャネルMOSトラ
ンジスタ101,102,204,205,208,2
09とインバータ201a〜201cとNOR回路20
2とセットリセットフリップフロップ203とNチャネ
ルMOSトランジスタ206,207が上記電圧切換手
段を構成する。
【0048】次に、上記のように構成した本実施形態の
動作を説明する。本発明の実施例による書込ベリファイ
の動作について図1の回路図と図2のタイミングチャー
トを用いて説明する。図1においてV1端子には5.7
Vが入力され、V2端子には5.5Vが入力される。V
1端子の5.7Vは書込直後のベリファイを行うための
電圧であり、V2端子の5.5Vは全アドレス書込完了
後のベリファイを行うための電圧である。
【0049】すなわち、本実施例では書込保証電圧は
5.5Vであり、ドレインディスターブによる電圧低下
は0.2Vと見積もっている。もちろん、ドレインディ
スターブによる電圧低下を0.5Vと見積もったときに
はV1端子には6.0Vを印可する。また、WRITE
信号およびWRBYVE信号はハイレベルで5V、ロー
レベルで0Vであり、FLWRITE信号およびFLW
RBYVE信号、FLERASE信号はハイレベルで1
0V、ローレベルで0Vである。
【0050】図2には1アドレス分のWRITE信号、
WRBYVE信号、セットリセットフリップフロップ2
03のリセット端子R、セットリセットフリップフロッ
プ203の出力Q、ワード線電圧Vwordのタイミン
グについて示されている。WRITE信号がハイレベル
になると、図1のセットリセットフリップフロップ20
3のセット端子にハイレベルが入力され、セットリセッ
トフリップフロップ203の出力Qは図2の(a)に示
すようにハイレベルとなる。
【0051】このとき、NチャネルMOSトランジスタ
206のゲートにはハイレベル、NチャネルMOSトラ
ンジスタ207のゲートにはQの反転出力であるローレ
ベルが印加される。そして、NチャネルMOSトランジ
スタ206がONし、NチャネルMOSトランジスタ2
07はOFFする。従って、NチャネルMOSトランジ
スタ206のドレインが0VとなりPチャネルMOSト
ランジスタ205がONし、PチャネルMOSトランジ
スタ205のドレインは5.7Vとなり、PチャネルM
OSトランジスタ204はOFFする。
【0052】PチャネルMOSトランジスタ208のゲ
ートに0Vが、PチャネルMOSトランジスタ209の
ゲートに5.7Vの電圧が入力されると、PチャネルM
OSトランジスタ208がONしPチャネルMOSトラ
ンジスタ102のソースには5.7Vが入力される。こ
のとき、FLWRBYVE信号がハイレベル、FLWR
ITE信号がローレベルになっており、PチャネルMO
Sトランジスタ102はOFF、PチャネルMOSトラ
ンジスタ101がONとなっている。従って、Xデコー
ダ103には10Vが供給され、アドレス信号ADDに
より指定したワード線が図2の(a)に示すようにVw
ord=10Vとなり書込が行われる。
【0053】いったん、ワード線電圧Vwordが0V
となって書込が終了したら、WRITE信号をローレベ
ル、FLWRITE信号をハイレベルにして、書込ベリ
ファイのためWRBYVE信号をハイレベル、FLWR
BYVE信号をローレベルにする。このときは、Pチャ
ネルMOSトランジスタ101はOFF、PチャネルM
OSトランジスタ102がONとなり、Xデコーダ10
3に5.7Vが入力される。従って、アドレス信号AD
Dにより指定したワード線が図2の(a)に示すように
Vword=5.7Vとなり書込ベリファイが行われ
る。
【0054】WRBYVE信号の立ち下がりでは、イン
バータ201a〜201cとNOR回路202により、
図2の(a)のRに示すようなインバータ201a〜2
01cの三段分の遅延幅をもつパルスが生成される。こ
の様子を図3のタイミングチャートにより説明する。図
3は図のようにWRBYVE信号パルスを与えたとき
の、インバータ201a〜201cの出力とNOR回路
202の出力Rとの信号波形を示している。
【0055】WRBYVE信号がハイレベルの間はNO
R回路202の出力はローレベルである。一方WRBY
VE信号のインバータ201a〜201cを介した出力
は、図に示すようにWRBYVE信号の反転のローレベ
ルであり、遅延を受けたものである。従って、WRBY
VE信号がローレベルになってからしばらくは、前記イ
ンバータ201cの出力はローレベルである。このた
め、所定の間はWRBYVE信号とインバータ201c
の出力の両方ともがローレベルとなり、NOR回路20
2の出力はハイレベルとなっている。そして、セットリ
セットフリップフロップ203がリセットされて出力Q
がローレベルになる。
【0056】この結果、NチャネルMOSトランジスタ
206がOFF、NチャネルMOSトランジスタ207
がONとなる。このため、NチャネルMOSトランジス
タ207のドレインが0Vとなり、PチャネルMOSト
ランジスタ204がONしてドレインが5.7Vとな
る。また、PチャネルMOSトランジスタ205はOF
Fとなる。従って、PチャネルMOSトランジスタ20
8のゲートに5.7V、PチャネルMOSトランジスタ
209のゲートに0Vの電圧が入力され、PチャネルM
OSトランジスタ209がONしPチャネルMOSトラ
ンジスタ102のソースには5.5Vが入力される。
【0057】このとき、再びWRITE信号のハイレベ
ルを入力すると、すでに説明したようにPチャネルMO
Sトランジスタ102のソースに5.7Vが入力される
ようになる。しかし、ここでWRITE信号のハイレベ
ルを入力せずに、WRBYVE信号をハイレベル、FL
WRBYVE信号をローレベルにすると、PチャネルM
OSトランジスタ102がONしXデコーダ103に
5.5Vが入力される。
【0058】従って、アドレス信号ADDにより指定し
たワード線が図2の(b)に示すようにVword=
5.5Vとなり書込ベリファイが行われる。以後、WR
ITE信号がハイレベルになると再びセットリセットフ
リップフロップ203がセットされ、書込ベリファイの
ワード線電圧Vwordは5.7Vで行われるが、WR
ITE信号がハイレベルにならない限り、書込ベリファ
イのワード線電圧Vwordは5.5Vで行われる。す
なわち、書込完了後の書込ベリファイは各アドレスへの
書込時の書込ベリファイ完了直後に行われるので、WR
ITE信号がハイレベルにならずワード線電圧Vwor
dは5.5V設定となる。
【0059】このような動作により、WRITE信号入
力後にWRBYVE信号が入力したときにはベリファイ
は5.7Vで行われ、WRITE信号入力後にWRBY
VE信号が入力したときにはベリファイは5.5Vで行
われる。つまり、各アドレス書込時にはドレインディス
ターブ現象によるしきい値電圧を考慮した5.7Vでベ
リファイし、全アドレス書込完了後のベリファイは書込
保証電圧5.5Vでベリファイする。
【0060】第一実施例においては、10Vと5.7V
と5.5Vの三種の電圧をそれぞれ別々の電源端子より
取得していたが、必ずしもこのように構成しなくてはな
らないわけではない。そこで、別の電圧取得方法を採用
した第二の実施例を図4に示す。図4に示す301〜4
03の素子およびブロックは図1と同一の機能をするも
のである。本実施例では書込ベリファイ時のワード線に
印加する二つの電圧を抵抗分割を用いて生成する。
【0061】本実施例では、抵抗素子404,406と
ディプリーション型NチャネルMOSトランジスタ40
5とNチャネルMOSトランジスタ407を備えてい
る。NチャネルMOSトランジスタ407のゲートには
セットリセットフリップフロップ403の出力Qの反転
出力が入力され、ソースは0V、ドレインには抵抗素子
406が接続されている。抵抗素子406のもう一方は
抵抗素子404とディプリーション型NチャネルMOS
トランジスタ405のゲートに接続されており、抵抗素
子404のもう一方はV1端子に接続されている。
【0062】ディプリーション型NチャネルMOSトラ
ンジスタ405のソースはPチャネルMOSトランジス
タ302のソースに接続され、ドレインはV1端子に接
続される。ここで、抵抗素子406は抵抗素子404の
27.5倍の抵抗値を持ち、V1端子には5.7Vが印
加される。従って、NチャネルMOSトランジスタ40
7がONになったときには、分圧の結果抵抗素子404
と406との接続点の電圧は5.5Vになる。このた
め、PチャネルMOSトランジスタ302のソースには
5.5Vが印加される。また、ディプリーション型Nチ
ャネルMOSトランジスタ405のしきい値電圧は0V
である。
【0063】以下、上記のように構成した第二の実施例
による書込ベリファイの動作について説明する。WRI
TE信号がハイレベルになると、図4のセットリセット
フリップフロップ403のセット端子にハイレベルが入
力され、セットリセットフリップフロップ403の出力
Qの反転出力はローレベルとなり、NチャネルMOSト
ランジスタ407がOFFする。すると抵抗素子404
と406との接続点の電圧は5.7Vとなりディプリー
ション型NチャネルMOSトランジスタ405のゲート
に印加され、ディプリーション型NチャネルMOSトラ
ンジスタ405のソースは5.7Vとなる。
【0064】このときFLWRBYVE信号はハイレベ
ル、FLWRITE信号がローレベルになっており、P
チャネルMOSトランジスタ302はOFF、Pチャネ
ルMOSトランジスタ301がONになる。従ってXデ
コーダ303には10Vが供給され、アドレス信号AD
Dにより指定したワード線が10Vとなって書込が行わ
れる。書込終了後、WRITE信号をローレベル、FL
WRITE信号をハイレベルにし、書込ベリファイのた
めWRBYVE信号をハイレベル、FLWRBYVE信
号をローレベルにする。このときは、PチャネルMOS
トランジスタ301はOFF、PチャネルMOSトラン
ジスタ302がONしてXデコーダ303に5.7Vが
入力される。この結果、アドレス信号ADDにより指定
したワード線が5.7Vとなり、5.7Vで書込ベリフ
ァイが行われる。
【0065】第一の実施例と同様に、WRBYVE信号
の立ち下がりではインバータ401a〜401cとNO
R回路402によりインバータ401a〜401cの三
段分の遅延幅をもつパルスが生成される。このパルスが
セットリセットフリップフロップ403のリセット端子
Rに入力されると、出力Qの反転出力はハイレベルとな
り、NチャネルMOSトランジスタ407がONとな
る。この結果、抵抗素子404と406との接続点の電
圧は抵抗分割により5.5Vとなる。従って、ディプリ
ーション型NチャネルMOSトランジスタ405のゲー
トに5.5Vが印加され、ディプリーション型Nチャネ
ルMOSトランジスタ405のソースは5.5Vとな
る。
【0066】ここで、書込ベリファイのためWRBYV
E信号をハイレベル、FLWRBYVE信号をローレベ
ルにすると、PチャネルMOSトランジスタ302がO
Nして、Xデコーダ303に5.5Vが入力される。こ
の結果、アドレス信号ADDにより指定したワード線が
5.5Vとなり書込ベリファイが行われる。以後,WR
ITE信号がハイレベルになると再びセットリセットフ
リップフロップ403がセットされ、書込ベリファイの
ワード線電圧Vwordは5.7Vで行われる。しか
し、WRITE信号がハイレベルにならない限り、書込
ベリファイのワード線電圧Vwordは5.5Vで行わ
れる。
【0067】このように、本発明では、メモリセルに対
する書込直後のベリファイ時のベリファイ電圧と、全ア
ドレス書込完了後のベリファイ時のベリファイ電圧とを
異なった値になるように切り換える。そして、書込直後
のベリファイ時にはドレインディスターブ現象による電
圧低下分だけ、書込保証電圧より高い電圧を与えるよう
にする。しかも、MOSトランジスタやインバータ等の
素子でこれらの切換を自動で行うようにする。従って、
簡易にドレインディスターブ現象の影響を考慮したベリ
ファイをすることが可能になる。
【0068】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、簡易にド
レインディスターブ現象の影響を考慮してベリファイを
することが可能なベリファイ装置を提供することができ
る。また、請求項2にかかる発明によれば、信号入力に
より自動で電圧をセットするので、便利である。さら
に、請求項3にかかる発明によれば、簡易な構成で信号
入力による電圧の自動セットが可能である。
【0069】さらに、請求項4にかかる発明によれば、
簡易に異なる値の電圧を取得可能である。さらに、請求
項5にかかる発明によれば、2値の電圧から3値の電圧
を取得可能なので電圧源を簡易に構成可能である。さら
に、請求項6にかかる発明によれば、集積化するのに好
適な素子を使用してベリファイ装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるベリファイ装置を
示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態における入力信号と印加電
圧のタイミングチャートである。
【図3】本発明の一実施形態におけるWRBYVE信号
の遅延状況を表す図である。
【図4】本発明の他の実施形態にかかるベリファイ装置
を示すブロック図である。
【図5】フラッシュEEPROMの一つのメモリセル構
造を示す図である。
【図6】メモリセルしきい値電圧Vtmを示す図であ
る。
【図7】従来例にかかるベリファイ装置を示すブロック
図である。
【図8】従来例にかかるベリファイ装置のフローチャー
トである。
【図9】従来例にかかる入力信号と印加電圧のタイミン
グチャートである。
【符号の説明】
101,102,106,204,205,208,2
09 PチャネルMOSトランジスタ 103 Xデコーダ 104 書込/センスアンプ回路 105 Yセレクタ 107,206,207 NチャネルMOSトランジス
タ 201a〜201c インバータ 202 NOR回路 203 セットリセットフリップフロップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/02 G11C 16/06

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 書込時と書込ベリファイ時にメモリセル
    のコントロールゲートに所定の電圧を印加し、書込ベリ
    ファイ電圧印加時のドレイン電流の状態により、正常に
    書込が行われているか否かを判定するベリファイ装置で
    あって、 上記メモリセルに書込を行うための書込電圧と、書込ベ
    リファイを行うための所定の電圧と、ドレインディスタ
    ーブ現象による電圧低下分だけこの所定の電圧より高い
    電圧とを取得する電圧取得手段と、 書込電圧の印加を指示する書込信号と、書込ベリファイ
    電圧の印加を指示する書込ベリファイ信号とを取得する
    信号入力手段と、 この信号入力手段の取得した信号の指示により、書込時
    には書込電圧を、各アドレス書込直後のベリファイ時に
    は上記ドレインディスターブ現象による電圧低下分だけ
    所定の電圧より高い電圧を、全アドレス書込完了後のベ
    リファイ時には上記所定の電圧を、上記コントロールゲ
    ートに印加する電圧として出力する電圧切換手段とを具
    備することを特徴とするベリファイ装置。
  2. 【請求項2】 上記請求項1に記載のベリファイ装置に
    おいて、 上記電圧切換手段は、書込信号入力時にはベリファイ時
    の印加電圧として上記ドレインディスターブ現象による
    電圧低下分だけ所定の電圧より高い電圧を取得可能にし
    ておき、書込ベリファイがなされた後にはベリファイ時
    の印加電圧として上記所定の電圧を取得可能にすること
    を特徴とするベリファイ装置。
  3. 【請求項3】 上記請求項1または請求項2に記載のベ
    リファイ装置において、 上記電圧切換手段は、書込信号をセットリセットフリッ
    プフロップのセット入力端子に入力し、書込ベリファイ
    信号を分岐し、一方をNOR回路に入力して、他方に奇
    数個のインバータ回路を介して所定の遅延を与えてこの
    NOR回路に入力し、このNOR回路の出力を上記セッ
    トリセットフリップフロップのリセット入力端子に入力
    することを特徴とするベリファイ装置。
  4. 【請求項4】 上記請求項1〜請求項3のいずれかに記
    載のベリファイ装置において、 上記電圧取得手段は、上記書込電圧と、書込ベリファイ
    を行うための所定の電圧と、ドレインディスターブ現象
    による電圧低下分だけこの所定の電圧より高い電圧のそ
    れぞれを電圧入力端子から取得することを特徴とするベ
    リファイ装置。
  5. 【請求項5】 上記請求項1〜請求項4のいずれかに記
    載のベリファイ装置において、 上記電圧取得手段は、上記書込電圧と、ドレインディス
    ターブ現象による電圧低下分だけ所定の電圧より高い電
    圧とを電圧入力端子から取得し、このドレインディスタ
    ーブ現象による電圧低下分だけ所定の電圧より高い電圧
    を分圧して書込ベリファイを行うための所定の電圧を取
    得することを特徴とするベリファイ装置。
  6. 【請求項6】 上記請求項1〜請求項5のいずれかに記
    載のベリファイ装置において、 上記電圧切換手段は、上記書込信号や書込ベリファイ信
    号に基づいてMOSトランジスタのゲート電圧を制御
    し、このMOSトランジスタのスイッチング作用によ
    り、書込時には書込電圧を、各アドレス書込直後のベリ
    ファイ時には上記ドレインディスターブ現象による電圧
    低下分だけ所定の電圧より高い電圧を、全アドレス書込
    完了後のベリファイ時には上記所定の電圧を、上記コン
    トロールゲートに印加する電圧として出力することを特
    徴とするベリファイ装置。
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