JP3110397B2 - Writing method and recording medium for nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Writing method and recording medium for nonvolatile semiconductor memory device

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JP3110397B2
JP3110397B2 JP29132498A JP29132498A JP3110397B2 JP 3110397 B2 JP3110397 B2 JP 3110397B2 JP 29132498 A JP29132498 A JP 29132498A JP 29132498 A JP29132498 A JP 29132498A JP 3110397 B2 JP3110397 B2 JP 3110397B2
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voltage
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賢太郎 根芝
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体記
憶装置の書き込み方法および記録媒体に関し、特に、メ
モリセルへの初回書き込みの前後にメモリセルのしきい
値を測定することにより、最適な書き込み条件を決定す
るようにした不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法お
よび記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a writing method and a recording medium for a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to an optimum writing method by measuring a threshold value of a memory cell before and after initial writing to a memory cell. The present invention relates to a writing method and a recording medium of a nonvolatile semiconductor memory device for determining conditions.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、書き込み後のメモリセルのし
きい値がばらついている場合のメモリセルの保持特性を
示すグラフである。縦軸はメモリセルのしきい値電圧を
表し、横軸は保持時間を表している。データが書き込ま
れているメモリセルのしきい値は、現状ではある一定の
レベルを超えているという条件のみを満たしたものにな
っている。メモリセルがデータを保持しているかどうか
は、W_B_V電圧(メモリセルにデータが書き込まれ
たと判定されるしきい値の電圧レベル)よりも、しきい
値電圧の方が高いか否かで判別される。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a graph showing retention characteristics of a memory cell when the threshold value of the memory cell after writing varies. The vertical axis represents the threshold voltage of the memory cell, and the horizontal axis represents the retention time. At present, the threshold value of the memory cell to which data is written satisfies only the condition that the threshold value exceeds a certain level. Whether or not the memory cell holds data is determined by whether or not the threshold voltage is higher than the W_B_V voltage (the voltage level of a threshold value at which it is determined that data has been written to the memory cell). You.

【0003】従って、W_B_V電圧に対して、ある程
度高いレベルからしきい値が下降していったのか、或い
は、W_B_V電圧とほぼ同一のレベルのところから下
降したのかが判別できない。このため、例えば、W_B
_V電圧に対して2ボルト(V)高いレベルにしきい値
があるメモリセルのサンプル2と、W_B_V電圧に対
して0.5V高いレベルにしきい値のあるメモリセルの
サンプル3において、保持時間に対して、サンプル2、
サンプル3のそれぞれのしきい値が共に下降した(保持
抜けした)場合、メモリセルのサンプル3のしきい値は
すぐにW_B_V電圧より低くなるので、メモリセルの
サンプル3に対しては、すぐに保持不良として判別する
ことができる。ところが、メモリセルのサンプル2のし
きい値は、サンプル3の場合のように、すぐにはW_B
_V電圧より低くはならないので、サンプル2に対して
は、保持不良として判別するまでには時間がかかってし
まう。
Therefore, it is impossible to determine whether the threshold value of the W_B_V voltage has dropped from a somewhat high level or has dropped from a level substantially equal to the W_B_V voltage. Therefore, for example, W_B
In sample 2 of a memory cell having a threshold value of 2 volts (V) higher than the _V voltage, and in sample 3 of a memory cell having a threshold value of 0.5 V higher than the voltage W_B_V, the holding time was changed. And sample 2,
When the respective threshold values of the sample 3 both decrease (hold out), the threshold value of the memory cell sample 3 immediately becomes lower than the W_B_V voltage. It can be determined as holding failure. However, as in the case of sample 3, the threshold value of sample 2 of the memory cell immediately becomes W_B
Since the voltage is not lower than the _V voltage, it takes time for the sample 2 to be determined as a holding failure.

【0004】図11は、書き込み時のメモリセルのしき
い値を一定にそろえた場合のメモリセルの保持特性を示
すグラフである。縦軸はメモリセルのしきい値を表し、
横軸は保持時間を表している。書き込み後のメモリセル
のしきい値を一定にそろえていれば、W_B_V電圧に
対して高すぎるしきい値を持つメモリセルは存在しなく
なり、早期にメモリセルの保持抜けを発見することがで
きる。
FIG. 11 is a graph showing the retention characteristics of a memory cell when the threshold value of the memory cell at the time of writing is made constant. The vertical axis represents the threshold value of the memory cell,
The horizontal axis represents the retention time. If the threshold value of the memory cell after writing is kept constant, there is no memory cell having a threshold value that is too high with respect to the W_B_V voltage, and it is possible to detect retention loss of the memory cell at an early stage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】書き込み後のメモリセ
ルのしきい値を一定レベルに収めるための解決策は、例
えば、特開平7−037395、及び特開平7−169
284においてすでに開示されている。特開平7−03
7395においては、書き込み条件を可変とする装置が
開示されている。しかしながら、書き込み可変手段とし
て具体的な手段が示されておらず、単に書き込み条件を
可変とする手段を有するということが述べられている。
一方、特開平7−169284においては、各書き込み
毎にΔVppだけしきい値を上昇させ、書き込み後のしき
い値の分布をΔVppに収めるというものであるが、その
ための具体的な根拠や手段が示されていない。
A solution for keeping the threshold value of a memory cell after writing at a certain level is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-039395 and 7-169.
284 has already been disclosed. JP-A-7-03
No. 7395 discloses an apparatus for changing a writing condition. However, a specific means is not shown as the writing variable means, but it is described that the writing means has only means for changing the writing condition.
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-169284, the threshold value is increased by ΔV pp for each write, and the distribution of the threshold value after the write is set to ΔV pp. No means are shown.

【0006】また、上記いずれの例においても、図12
の書き込みフローに示すように、書き込み前のメモリセ
ルの初期しきい値を測定していない。即ち、ステップS
1において初回書き込みパルスを印加し、ステップS2
において、しきい値電圧を測定する。次に、ステップS
3において、最適書き込みパルスを設定し、ステップS
4において、ステップS3において設定された最適書き
込みパルスを印加する。
In each of the above examples, FIG.
As shown in the write flow, the initial threshold value of the memory cell before writing is not measured. That is, step S
In step S1, an initial write pulse is applied.
In, the threshold voltage is measured. Next, step S
In step 3, an optimum write pulse is set, and step S
In step 4, the optimum write pulse set in step S3 is applied.

【0007】このように、初回書き込み後のメモリセル
のしきい値のみを測定しただけでは、図13に示すよう
に、初回書き込み直後のしきい値が、セルAとセルBと
で同一であるが、2回目に、1回目と同一の書き込みパ
ルスを印加しても、セルAとセルBの書き込み後のしき
い値が大きく異なる場合がある。
As described above, by measuring only the threshold value of the memory cell after the initial writing, the threshold value immediately after the initial writing is the same in the cells A and B as shown in FIG. However, even if the same write pulse is applied for the second time, the threshold values after writing of the cells A and B may be significantly different.

【0008】つまり、2回目以降の書き込み後のメモリ
セルのしきい値を正確に予測するためには、初回書き込
みの前後に、メモリセルのしきい値を測定する必要があ
る。
That is, in order to accurately predict the threshold value of the memory cell after the second or subsequent write, it is necessary to measure the threshold value of the memory cell before and after the first write.

【0009】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、書き込み後のメモリセルのしきい値の分布
を狭小化するとともに、書き込み時間を短縮化し、又は
書き込み時のストレスを低減させることができるように
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a situation, and reduces the distribution of the threshold value of a memory cell after writing, shortens the writing time, or reduces stress during writing. Is what you can do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の不揮発
性半導体記憶装置の書き込み方法は、書き込み信号を印
加して、メモリセルの電荷蓄積層の電荷蓄積量を変化さ
せ、しきい値電圧を制御することにより、データの書き
込みを行う不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法であ
って、メモリセルに対して、最初の書き込み信号を印加
する前後に、メモリセルのしきい値を測定し、測定され
たメモリセルのしきい値に基づいて、書き込み条件を決
定し、決定した書き込み条件に対応した書き込み信号を
メモリセルに印加することを特徴とする。請求項2に記
載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法は、書き込
み信号を印加して、メモリセルの電荷蓄積層の電荷蓄積
量を変化させ、しきい値電圧を制御することにより、デ
ータの書き込みを行う不揮発性半導体記憶装置の書き込
み方法であって、メモリセルに対して、最初の書き込み
信号を印加する前後に、メモリセルのしきい値を測定
し、測定されたメモリセルのしきい値に基づいて、書き
込み条件を決定し、決定した書き込み条件に対応した書
き込み信号をメモリセルに印加したときのメモリセルの
しきい値の変動が、所定の範囲以内となる書き込み時間
を検出し、検出された書き込み時間ずつ、メモリに対す
る書き込みを行い、書き込み後のしきい値が所定の基準
値に達するまで、メモリセルに対する書き込みを繰り返
し行うことを特徴とする。また、書き込み条件は、書き
込み信号の電圧の大きさに関するものであるようにする
ことができる。また、書き込み条件は、書き込み信号の
書き込み時間に関するものであるようにすることができ
る。また、書き込み信号のメモリセルへの印加は、複数
のメモリセルに対して同時に行われるようにすることが
できる。請求項6に記載の記録媒体は、請求項1に記載
の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法を実行可能な
プログラムが記録されていることを特徴とする。本発明
に係る不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法において
は、書き込み信号を印加して、メモリセルの電荷蓄積層
の電荷蓄積量を変化させ、しきい値電圧を制御すること
により、データの書き込みを行う不揮発性半導体記憶装
置の書き込み方法であって、メモリセルに対して、最初
の書き込み信号を印加する前後に、メモリセルのしきい
値を測定し、測定されたメモリセルのしきい値に基づい
て、書き込み条件を決定し、決定した書き込み条件に対
応した書き込み信号をメモリセルに印加する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a writing method for a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a writing signal is applied to change a charge storage amount of a charge storage layer of a memory cell. A data writing method for a non-volatile semiconductor memory device, in which a threshold value of a memory cell is measured before and after a first write signal is applied to the memory cell. A write condition is determined based on the determined threshold value of the memory cell, and a write signal corresponding to the determined write condition is applied to the memory cell. According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for writing data by applying a write signal to change a charge storage amount of a charge storage layer of a memory cell and control a threshold voltage. The method of writing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: measuring a threshold value of the memory cell before and after applying a first write signal to the memory cell; A write condition is determined based on the write time, and a write time in which a change in the threshold value of the memory cell when a write signal corresponding to the determined write condition is applied to the memory cell is within a predetermined range is detected. The writing to the memory is performed for each writing time, and the writing to the memory cell is repeatedly performed until the threshold value after the writing reaches a predetermined reference value. And wherein the door. Further, the write condition can be related to the magnitude of the voltage of the write signal. Further, the writing condition can be related to a writing time of a writing signal. Further, the application of the write signal to the memory cells can be performed simultaneously on a plurality of memory cells. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a recording medium on which a program capable of executing the writing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first aspect is recorded. In the writing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, data writing is performed by applying a write signal, changing the amount of charge stored in the charge storage layer of the memory cell, and controlling the threshold voltage. A writing method for a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a threshold value of a memory cell is measured before and after a first write signal is applied to the memory cell, and based on the measured threshold value of the memory cell. Then, a write condition is determined, and a write signal corresponding to the determined write condition is applied to the memory cell.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の不揮発性半導体
記憶装置の書き込み方法が適用される一実施の形態の処
理例を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing example of an embodiment to which a writing method of a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is applied.

【0012】書き込みを行なう1又は複数のメモリセル
に対して、所定の電圧の電気パルスを同時に印加する書
き込みモードと、メモリセルの読み出しによって書き込
み判定を行なうベリファイモードとを有するフラッシュ
メモリ等において、書き込みモードに入ると、ステップ
S1において、メモリセルの初期のしきい値(Vt)を
測定し、これを記憶した後、ステップS2において、書
き込みパルス電圧高Vpp 0、書き込みパルス電圧幅Tpw0
である初回の書き込みパルス電圧をメモリセルに印加し
て書き込みを行なう。
In a flash memory or the like having a write mode in which an electric pulse of a predetermined voltage is simultaneously applied to one or a plurality of memory cells to be written and a verify mode in which a write decision is made by reading the memory cells, Once in mode, in step S1, after measuring the memory cell of the initial threshold (V t), and stores it, at step S2, the write pulse voltage height V pp 0, write pulse voltage width T pw0
Is applied to the memory cell to perform writing.

【0013】初回書き込みの後、ステップS3におい
て、メモリセルのしきい値を再度測定し、これを記憶す
る。ステップS4においては、ステップS1及びステッ
プS3において得られたメモリセルのしきい値より、メ
モリセルの特性に合った書き込みパルス電圧を選択し、
ステップS5において、選択された書き込み電圧(印
加)パルスをメモリセルに印加する。このようにして、
書き込みモードを終了する。
After the initial writing, in step S3, the threshold value of the memory cell is measured again and stored. In step S4, a write pulse voltage suitable for the characteristics of the memory cell is selected from the threshold values of the memory cell obtained in steps S1 and S3.
In step S5, the selected write voltage (applied) pulse is applied to the memory cell. In this way,
End the write mode.

【0014】次に、図1に示したフローチャートのステ
ップS4における最適書き込みパルス設定における最適
書き込みパルスの選択の詳細な処理手順について、図2
のフローチャートを参照して説明する。また、図3乃至
図5を参照して、ステップS4における書き込みパルス
電圧の選択方法を示す。
Next, a detailed processing procedure for selecting an optimum write pulse in setting the optimum write pulse in step S4 of the flowchart shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. Further, a method of selecting a write pulse voltage in step S4 will be described with reference to FIGS.

【0015】図2のフローチャートのステップB1にお
いては、図1のステップS1及びステップS3より得ら
れたメモリセルのしきい値より、初回書き込みの前後に
おけるメモリセルのしきい値の変動の様子と、図3に示
すような、あらかじめ用意してある評価サンプルのデー
タとが比較され、最も近い特性を示すサンプルのデータ
が採用される。図3は、各サンプルA乃至Eの初回書き
込みパルスによるメモリセルのしきい値の変動を表して
いる。縦軸はメモリセルのしきい値電圧を表し、横軸
は、初回書き込みパルス幅を表している。
In step B1 of the flow chart of FIG. 2, the state of the change in the threshold value of the memory cell before and after the first write is calculated based on the threshold value of the memory cell obtained in steps S1 and S3 of FIG. The data of the evaluation sample prepared in advance as shown in FIG. 3 is compared, and the data of the sample having the closest characteristic is adopted. FIG. 3 shows a change in the threshold value of the memory cell due to the first write pulse of each of the samples A to E. The vertical axis represents the threshold voltage of the memory cell, and the horizontal axis represents the initial write pulse width.

【0016】図4は、図2のステップB1において選択
されたサンプルの、各書き込みパルス電圧におけるしき
い値の変動のようすを示すグラフである。図4の書き込
みパルス電圧Vppは、Vppaが最も高く、Vppb
ppc、Vppd、Vppeの順に低くなっていくとする。メ
モリセルが書き込まれたと判定されるしきい値の電圧レ
ベル(W_B_V電圧)に達するまでのメモリセルのし
きい値の変動が直線性を示す範囲で、印加する書き込み
パルス電圧を決定する。
FIG. 4 is a graph showing the variation of the threshold value at each write pulse voltage of the sample selected in step B1 of FIG. The write pulse voltage V pp in FIG. 4 has the highest V ppa , V ppb ,
It is assumed that V ppc , V ppd , and V ppe decrease in this order. The write pulse voltage to be applied is determined in a range where the change in the threshold value of the memory cell until the voltage level reaches the threshold voltage (W_B_V voltage) at which the memory cell is determined to be written shows linearity.

【0017】図4の場合、書き込みパルス電圧V
ppeは、W_B_V電圧に達する前にしきい値の変動が
直線性を失っているため、選択対称から除外され、書き
込み判定レベル(W_B_V電圧)まで線形に変動する
書き込みパルス電圧Vppa乃至Vppe間の所定の電圧が選
択される(ステップB2)。
In the case of FIG. 4, the write pulse voltage V
The ppe is excluded from the selection symmetry because the change in the threshold value loses linearity before reaching the W_B_V voltage, and is between write pulse voltages V ppa to V ppe linearly changing to the write determination level (W_B_V voltage). A predetermined voltage is selected (Step B2).

【0018】書き込み時間を最短にして書き込みたい場
合は、上記選択されたVppの範囲から最も書き込み時間
pwの短いVppaが選択され、書き込み時のメモリセル
にかかるストレスを最小にしたい場合は、上記選択され
たVppの範囲から最も印加電圧の低いVppdが選択され
る。
If the write time is to be minimized, V ppa having the shortest write time T pw is selected from the range of the selected V pp , and if the stress applied to the memory cell at the time of writing is to be minimized, , The lowest applied voltage V ppd is selected from the selected V pp range.

【0019】即ち、ステップB3において、書き込み時
間の短縮が目的であるか否かが判定され、書き込み時間
の短縮が目的である場合、ステップB4に進み、書き込
み時間Tpwが最短であるTpwaに対応する印加電圧Vppa
が選択される。一方、ステップB3において、書き込み
ストレスの低減が目的であると判定された場合、ステッ
プB5に進み、最低印加電圧Vppdが選択される。
That is, in step B3, it is determined whether or not the writing time is to be shortened. If the writing time is to be shortened, the process proceeds to step B4, where the writing time T pw is reduced to T pwa which is the shortest. The corresponding applied voltage V ppa
Is selected. On the other hand, if it is determined in step B3 that the purpose is to reduce write stress, the process proceeds to step B5, and the lowest applied voltage V ppd is selected.

【0020】以上のようにして決定された最適書き込み
パルスによって、図1のステップS5において、メモリ
セルに対して2回目の書き込みが行われ、書き込みモー
ドを終了する。
With the optimum write pulse determined as described above, in step S5 in FIG. 1, a second write operation is performed on the memory cell, and the write mode ends.

【0021】以上のように、上記実施の形態において
は、書き込み後のメモリセルのしきい値の分布を狭小化
するとともに、書き込み時間を短縮、又は書き込み時の
ストレスを低減する書き込み方法を提供することができ
る。
As described above, the above-described embodiment provides a writing method that narrows the distribution of the threshold value of the memory cell after writing, shortens the writing time, or reduces stress during writing. be able to.

【0022】次に、書き込み後のメモリセルのしきい値
分布を均一化する第2の実施の形態の処理例について説
明する。
Next, a description will be given of a processing example of the second embodiment for equalizing the threshold distribution of the memory cell after writing.

【0023】図5は、書き込み後のメモリセルのしきい
値の分布の幅を一定範囲ΔVt内に収めるための処理例
を説明するフローチャートである。図5に示したフロー
チャートは、図1に示したフローチャートに対して、2
回目の書き込みパルス印加以降の部分を変更したもので
あり、書き込みパルス電圧を複数回に分けてメモリセル
に印加し、各書き込みパルス電圧印加毎に、メモリセル
のしきい値が書き込みレベル(W_B_V電圧)に達し
たか否かを判定するようにしている。
[0023] FIG 5 is a flowchart for explaining a processing example for accommodating the width of the distribution of the threshold of the memory cell after write in a certain range [Delta] V t. The flowchart shown in FIG. 5 is different from the flowchart shown in FIG.
This is a modification of the portion after the application of the write pulse, in which the write pulse voltage is applied to the memory cell in a plurality of times, and the threshold of the memory cell is changed to the write level (W_B_V voltage) for each application of the write pulse voltage. ) Is determined.

【0024】図5のステップS1乃至ステップS3は、
図1におけるステップS1乃至ステップS3と同一であ
るため、その説明は省略する。
Steps S1 to S3 in FIG.
Steps S1 to S3 in FIG. 1 are the same as those in FIG.

【0025】図5のステップC4においては、ステップ
S1およびステップS3で得られたメモリセルのしきい
値より、メモリセルの特性に合った書き込みパルス電圧
が選択される。
In step C4 of FIG. 5, a write pulse voltage suitable for the characteristics of the memory cell is selected from the threshold values of the memory cell obtained in steps S1 and S3.

【0026】図6は、しきい値分布一定化の処理手順を
説明するフローチャートである。図6のステップB1乃
至ステップB5における処理は、図1乃至図4を参照し
て上述した第1の実施の形態の処理手順を説明する図2
のフローチャートのステップB1乃至ステップB5にお
ける処理と同一であるため、その説明は省略する。ステ
ップD6においては、図7を参照して後述するように、
書き込み後のしきい値が一定値だけ増加するのに要する
書き込み時間が選択される。
FIG. 6 is a flow chart for explaining the processing procedure for making the threshold distribution constant. The processing in steps B1 to B5 of FIG. 6 is the same as the processing procedure of the first embodiment described above with reference to FIGS.
Since the processing is the same as that in steps B1 to B5 of the flowchart of FIG. In step D6, as described later with reference to FIG.
The writing time required for the threshold value after writing to increase by a certain value is selected.

【0027】図7は、書き込み後のメモリセルのしきい
値の分布をΔVt以内に収めるための書き込みパルス幅
を選択する方法を説明するためのグラフである。縦軸は
メモリセルのしきい値を表し、横軸は書き込み時間を表
している。
FIG. 7 is a graph for explaining a method of selecting the write pulse width for accommodating the distribution of the threshold of the memory cell after write within [Delta] V t. The vertical axis represents the threshold value of the memory cell, and the horizontal axis represents the write time.

【0028】上記書き込みパルス電圧の選択において、
最も書き込み時間の短いサンプルBのVppbを選択した
とする。このとき、書き込みパルス電圧Vppbを印加し
たときのメモリセルのしきい値の変動が、図7に示した
グラフのようになっている場合、書き込み後のメモリセ
ルのしきい値の分布の幅を一定範囲内ΔVtに収めるた
めに、メモリセルのしきい値がΔVtだけ変動するのに
要する書き込み時間TpwBを選択する(図6のステップ
D6)。
In selecting the write pulse voltage,
It is assumed that V ppb of sample B, which has the shortest write time, is selected. At this time, if the variation of the threshold value of the memory cell when the write pulse voltage V ppb is applied is as shown in the graph of FIG. 7, the width of the distribution of the threshold value of the memory cell after writing is obtained. to keep the constant range [Delta] V t, the threshold voltage of the memory cell selects the writing time T PWB required to vary by [Delta] V t (step D6 in Fig. 6).

【0029】サンプルBとは異なった特性を示す他のサ
ンプルについても、そのサンプルのしきい値がΔVt
け変動する書き込みパルス幅を選択することによって、
書き込み後のメモリセルのしきい値の分布を、ΔVt
内にすることができる。
With respect to another sample having a characteristic different from that of sample B, by selecting a write pulse width at which the threshold value of the sample fluctuates by ΔV t ,
The distribution of the threshold of the memory cell after programming, may be within [Delta] V t.

【0030】以上のようにして決定した書き込み時間に
対応する書き込みパルスを、図5のステップC5におい
てメモリセルに印加し、次に、ステップC6において、
書き込み終了毎の書き込みレベルの判定を行い、ステッ
プC7において、メモリセルのしきい値が書き込みレベ
ル(W_B_V電圧)に達しているか否かが判定され
る。判定の結果、メモリセルのしきい値が書き込みレベ
ル(W_B_V電圧)に達していない場合、ステップC
5に戻り、再度、上記選択された最適書き込みパルス幅
で書き込みが行われ、ステップC5乃至C7の処理が繰
り返し実行される。一方、ステップC7において、メモ
リセルのしきい値が書き込みレベルに達していると判定
された場合、処理を終了する。
A write pulse corresponding to the write time determined as described above is applied to the memory cell in step C5 of FIG. 5, and then, in step C6,
The write level is determined each time the write is completed, and in step C7, it is determined whether the threshold value of the memory cell has reached the write level (W_B_V voltage). If the result of determination is that the threshold value of the memory cell has not reached the write level (W_B_V voltage), step C
5, the writing is performed again with the selected optimum writing pulse width, and the processing of steps C5 to C7 is repeatedly executed. On the other hand, if it is determined in step C7 that the threshold value of the memory cell has reached the write level, the process ends.

【0031】次に、複数ビット(複数のメモリセル)に
対して同時に書き込みを行う第3の実施の形態の処理例
について説明する。図8は、複数ビットに対して同時に
書き込みを行う場合において、メモリセルのしきい値を
測定する手順を説明するフローチャートである。ベリフ
ァイとは、ある一定の電圧をメモリセルのコントロール
ゲートに印加した際に、印加されたメモリセルから0又
は1のデータを読み出すことによって、このメモリセル
のしきい値が、印加した電圧(ベリファイ電圧)に対し
て高いか低いかを判断することである。
Next, a description will be given of a processing example of the third embodiment for simultaneously writing data to a plurality of bits (a plurality of memory cells). FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for measuring a threshold value of a memory cell when writing is performed simultaneously on a plurality of bits. Verification means that when a certain voltage is applied to a control gate of a memory cell, data of 0 or 1 is read from the applied memory cell, and the threshold value of the memory cell is set to the applied voltage (verify). Voltage) is higher or lower.

【0032】複数のメモリセルに対して、同一のベリフ
ァイ電圧を印加し、印加された複数のメモリセルを同時
に読み出すことによって、各セルのしきい値がベリファ
イ電圧よりも高いか低いかを同時に判断することができ
る。そして、このベリファイを、ベリファイ電圧を変化
させて複数回繰り返すことにより、複数ビットのしきい
値を同時に知ることができる。
By applying the same verify voltage to a plurality of memory cells and reading out the applied plurality of memory cells simultaneously, it is simultaneously determined whether the threshold value of each cell is higher or lower than the verify voltage. can do. By repeating this verifying a plurality of times while changing the verify voltage, the threshold values of a plurality of bits can be simultaneously known.

【0033】図8のステップE1において、ベリファイ
電圧を決める変数(X)の初期値が設定される(X=
0)。次に、ステップE2において、変数Xの値に1だ
け加算される。次に、ステップE3に進み、上記設定さ
れたベリファイ電圧(Vveri=Vx)が、複数のメモリ
セルに対して同時に印加される。
In step E1 of FIG. 8, an initial value of a variable (X) for determining a verify voltage is set (X =
0). Next, in step E2, 1 is added to the value of the variable X. Next, proceeding to step E3, the set verify voltage (V veri = V x ) is simultaneously applied to a plurality of memory cells.

【0034】ステップE4においては、ベリファイ電圧
が印加された複数のメモリセルのデータが読み出され、
ステップE5において、ステップE4において読み出さ
れたデータが格納される。
In step E4, data of a plurality of memory cells to which the verify voltage has been applied is read out.
In step E5, the data read in step E4 is stored.

【0035】このとき、メモリセルのしきい値がベリフ
ァイ電圧以上になっているとき、0が読み出され、ベリ
ファイ電圧以下になっているとき、1が読み出される。
At this time, 0 is read when the threshold value of the memory cell is higher than the verify voltage, and 1 is read when the threshold value is lower than the verify voltage.

【0036】次に、ステップE6において、読み出され
たデータがすべて0であれば、ベリファイ動作を終了
し、読み出されたデータの少なくとも1つが1であれ
ば、ステップE2に戻り、ステップE2以降の処理が繰
り返し実行される。
Next, at step E6, if all the read data is 0, the verify operation is terminated, and if at least one of the read data is 1, the process returns to step E2 and the steps after step E2. Is repeatedly executed.

【0037】ステップE2に戻ると、ベリファイ電圧を
設定する変数の値を1だけ増加させて、ベリファイ電圧
を上昇させ、ステップE3において、再びベリファイ動
作を行い、以下同様にして、読み出したデータの全てが
0となるまでステップE2乃至ステップE6の処理が繰
り返し実行される。
Returning to step E2, the value of the variable for setting the verify voltage is increased by 1 to increase the verify voltage, and in step E3, the verify operation is performed again. The processing of steps E2 to E6 is repeatedly executed until becomes zero.

【0038】ベリファイ電圧の増加分は任意の値とし、
増加分を小さくすればするほど、精度良くメモリセルの
しきい値を測定することができる。
The increase in the verify voltage is an arbitrary value.
The smaller the increase, the more accurately the threshold value of the memory cell can be measured.

【0039】図9は、8bit同時書き込み時のメモリ
セルのしきい値の測定結果の例を示している。複数のベ
リファイ電圧で複数回ベリファイ動作を繰り返すことに
より、図9に示すような読み出しデータを得ることがで
きる。図9に示した例の場合、ベリファイ電圧Vveri
V9としたところで読み出しデータの8bit全てが0
となり、しきい値測定フローを終了する。
FIG. 9 shows an example of the measurement result of the threshold value of the memory cell at the time of 8-bit simultaneous writing. By repeating the verify operation a plurality of times with a plurality of verify voltages, read data as shown in FIG. 9 can be obtained. In the case of the example shown in FIG. 9, the verify voltage V veri =
At V9, all 8 bits of read data are 0
, And the threshold measurement flow ends.

【0040】図9に示した例の場合、bit1はベリフ
ァイ電圧Vveri=V5までは、読み出しデータが1で、
ベリファイ電圧Vveri=V6以降の読み出しデータが0
となっている。このことから、bit1に対応するメモ
リセルのしきい値は、V5とV6の間であることがわか
る。他のbitも同様にして、しきい値を測定すること
ができる。
In the case of the example shown in FIG. 9, the read data is 1 for bit 1 up to the verify voltage V veri = V5.
Read data after verify voltage V veri = V6 is 0
It has become. This indicates that the threshold value of the memory cell corresponding to bit 1 is between V5 and V6. The threshold value can be measured for other bits in the same manner.

【0041】図8に示した、複数bit同時書き込み時
のしきい値測定フローに基づいた処理によって得られた
しきい値により、それぞれのbitに対して最適な書き
込み印加パルスが設定される。この最適書き込み印加パ
ルス設定の手順としては、書き込み回数を最低にする場
合は、図2に示したフローチャートで示される処理を、
また、書き込み後のしきい値のばらつきを一定範囲にす
る場合は、図6に示したフローチャートで示される処理
を、それぞれのbitに対して適用する。
Based on the threshold value obtained by the process based on the threshold value measurement flow at the time of simultaneous writing of a plurality of bits shown in FIG. 8, an optimum write application pulse is set for each bit. As a procedure for setting the optimum write application pulse, when the number of times of writing is to be minimized, the processing shown in the flowchart of FIG.
When the variation of the threshold value after writing is within a certain range, the process shown in the flowchart of FIG. 6 is applied to each bit.

【0042】これらの処理を説明するフローチャート
は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態の場合と同
様であるので、ここではその説明は省略する。
Since the flowcharts for explaining these processes are the same as those in the first and second embodiments, the description will be omitted here.

【0043】以上のようにして設定された各bit毎の
最適書き込みパルスによって、ぞれぞれのbitに書き
込みパルスを印加し、書き込み回数を最低にする場合は
そのまま書き込み動作を終了し、書き込み後のメモリセ
ルのしきい値の分布を一定範囲内にする場合は、ベリフ
ァイ動作及び書き込み動作を繰り返し、全てのbitが
書き込まれたところで書き込み動作を終了する。
With the optimum write pulse for each bit set as described above, a write pulse is applied to each bit, and if the number of write operations is to be minimized, the write operation is terminated and the write operation is terminated. When the distribution of the threshold value of the memory cell is within a certain range, the verify operation and the write operation are repeated, and the write operation is completed when all the bits have been written.

【0044】以上説明したように、上記各実施の形態の
処理方法においては、メモリセルへの初回書き込みの前
後に、メモリセルのしきい値を測定し、その結果から最
適な書き込み条件を決定することによって、書き込み後
のメモリセルのしきい値分布幅を狭小化することがで
き、かつ、書き込み時間の短縮化、或いは書き込みスト
レスの低減化を実現することができる。
As described above, in the processing method of each of the above embodiments, the threshold value of the memory cell is measured before and after the initial writing to the memory cell, and the optimum writing condition is determined from the result. Thus, the width of the threshold distribution of the memory cell after writing can be reduced, and the writing time and the writing stress can be reduced.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る不揮発性半導
体記憶装置の書き込み方法によれば、メモリセルに対し
て、最初の書き込み信号を印加する前後に、メモリセル
のしきい値を測定し、測定されたメモリセルのしきい値
に基づいて、書き込み条件を決定し、決定した書き込み
条件に対応する書き込み信号をメモリセルに印加するよ
うにしたので、書き込み後のメモリセルのしきい値の分
布を狭小化するとともに、書き込み時間を短縮化した
り、書き込み時のストレスを低減させることができる。
As described above, according to the writing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the threshold value of the memory cell is measured before and after the first write signal is applied to the memory cell. Since the write condition is determined based on the measured threshold value of the memory cell, and a write signal corresponding to the determined write condition is applied to the memory cell, the threshold value of the memory cell after the write is determined. The distribution can be narrowed, the writing time can be shortened, and the stress during writing can be reduced.

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

【図1】本発明の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方
法が適用される一実施の形態の処理例を説明するフロー
チャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a processing example of an embodiment to which a writing method of a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is applied.

【図2】図1の最適書き込みパルスの選択方法を説明す
るフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for selecting an optimum write pulse in FIG. 1;

【図3】各サンプルの初回書き込みパルスによるメモリ
セルのしきい値の変動を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a change in a threshold value of a memory cell due to an initial write pulse of each sample.

【図4】特定サンプルの各書き込みパルス電圧における
メモリセルのしきい値の変動を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a change in a threshold value of a memory cell at each write pulse voltage of a specific sample.

【図5】書き込み後のメモリセルのしきい値を一定範囲
内に収める場合の書き込みモードの処理手順を説明する
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure in a writing mode when a threshold value of a memory cell after writing is within a certain range.

【図6】図5における最適書き込みパルスの選択の処理
手順を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure for selecting an optimum write pulse in FIG. 5;

【図7】メモリセルの書き込み後のしきい値を一定範囲
内に収めるための最適書き込みパルス幅の選択方法を説
明するグラフである。
FIG. 7 is a graph illustrating a method of selecting an optimum write pulse width for keeping a threshold after writing of a memory cell within a certain range.

【図8】複数bit同時書き込み時のしきい値測定手順
を説明するフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining a threshold value measurement procedure at the time of simultaneous writing of plural bits.

【図9】8bit同時書き込み時のメモリセルしきい値
測定方法を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of measuring a memory cell threshold during simultaneous writing of 8 bits.

【図10】従来の書き込み後のメモリセルのしきい値が
ばらついている場合のメモリセルの保持特性を示すグラ
フである。
FIG. 10 is a graph showing a retention characteristic of a memory cell in a case where a threshold value of a conventional memory cell after writing varies.

【図11】書き込み時のメモリセルのしきい値を一定に
そろえた場合のメモリセルの保持特性を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing retention characteristics of a memory cell when the threshold value of the memory cell at the time of writing is set to be constant.

【図12】従来の書き込みモードの処理手順を説明する
フローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing procedure in a conventional write mode.

【図13】初期書き込みと2回目以降の書き込みを行っ
た場合のメモリセルのしきい値と書き込み時間の相関の
例を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing an example of a correlation between a threshold value of a memory cell and a writing time when initial writing and second and subsequent writing are performed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−37395(JP,A) 特開 平10−177795(JP,A) 特開 平7−169284(JP,A) 特開 昭64−78494(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-37395 (JP, A) JP-A-10-177795 (JP, A) JP-A-7-169284 (JP, A) JP-A 64-64 78494 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G11C 16/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 書き込み信号を印加して、メモリセルの
電荷蓄積層の電荷蓄積量を変化させ、しきい値電圧を制
御することにより、データの書き込みを行う不揮発性半
導体記憶装置の書き込み方法であって、 前記メモリセルに対して、最初の書き込み信号を印加す
る前後に、前記メモリセルのしきい値を測定し、 測定された前記メモリセルのしきい値に基づいて、書き
込み条件を決定し、 決定した前記書き込み条件に対応した書き込み信号を前
記メモリセルに印加することを特徴とする不揮発性半導
体記憶装置の書き込み方法。
1. A writing method for a nonvolatile semiconductor memory device in which data is written by applying a write signal to change the amount of charge stored in a charge storage layer of a memory cell and controlling a threshold voltage. And measuring a threshold value of the memory cell before and after applying a first write signal to the memory cell, and determining a write condition based on the measured threshold value of the memory cell. A write signal corresponding to the determined write condition is applied to the memory cell.
【請求項2】 書き込み信号を印加して、メモリセルの
電荷蓄積層の電荷蓄積量を変化させ、しきい値電圧を制
御することにより、データの書き込みを行う不揮発性半
導体記憶装置の書き込み方法であって、 前記メモリセルに対して、最初の書き込み信号を印加す
る前後に、前記メモリセルのしきい値を測定し、 測定された前記メモリセルのしきい値に基づいて、書き
込み条件を決定し、 決定した前記書き込み条件に対応した書き込み信号を前
記メモリセルに印加したときの前記メモリセルのしきい
値の変動が、所定の範囲以内となる書き込み時間を検出
し、 検出された前記書き込み時間ずつ、前記メモリに対する
書き込みを行い、 書き込み後のしきい値が所定の基準値に達するまで、前
記メモリセルに対する書き込みを繰り返し行うことを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
2. A writing method for a nonvolatile semiconductor memory device for writing data by applying a write signal to change the amount of charge stored in a charge storage layer of a memory cell and controlling a threshold voltage. And measuring a threshold value of the memory cell before and after applying a first write signal to the memory cell, and determining a write condition based on the measured threshold value of the memory cell. Detecting a write time in which a change in a threshold value of the memory cell when a write signal corresponding to the determined write condition is applied to the memory cell is within a predetermined range; Writing to the memory, and repeatedly writing to the memory cell until a threshold value after writing reaches a predetermined reference value. Writing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to claim.
【請求項3】 前記書き込み条件は、前記書き込み信号
の電圧の大きさに関するものであることを特徴とする請
求項1または2に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き
込み方法。
3. The method according to claim 1, wherein the write condition is related to a magnitude of a voltage of the write signal.
【請求項4】 前記書き込み条件は、前記書き込み信号
の書き込み時間に関するものであることを特徴とする請
求項1または2に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き
込み方法。
4. The method according to claim 1, wherein the write condition relates to a write time of the write signal.
【請求項5】 前記書き込み信号の前記メモリセルへの
印加は、複数のメモリセルに対して同時に行われること
を特徴とする請求項1または2に記載の不揮発性半導体
記憶装置の書き込み方法。
5. The method according to claim 5, wherein the write signal is applied to the memory cell.
3. The method according to claim 1, wherein the application is performed simultaneously on a plurality of memory cells.
【請求項6】 請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
置の書き込み方法を実行可能なプログラムが記録されて
いる記録媒体。
6. A recording medium on which a program capable of executing the writing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1 is recorded.
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