JP3231912B2 - Nonvolatile semiconductor memory device and program method therefor - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device and program method therefor

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JP3231912B2
JP3231912B2 JP21770393A JP21770393A JP3231912B2 JP 3231912 B2 JP3231912 B2 JP 3231912B2 JP 21770393 A JP21770393 A JP 21770393A JP 21770393 A JP21770393 A JP 21770393A JP 3231912 B2 JP3231912 B2 JP 3231912B2
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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】この発明は、不揮発性半導体記憶
装置に係わり、特に電気的にデ−タの書込/消去を行う
ことのできる不揮発性半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing / erasing data.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、電気的にデ−タの書込/消去
を行うことのできる不揮発性半導体記憶装置の典型的な
メモリセルの断面図である。図12には、メモリセルの
チャネル長方向に沿った断面が示されている。図12に
示すように、P型のシリコン基板1中には、N型のソ−
ス領域2、およびN型のドレイン領域3が形成されてい
る。ソ−ス領域2とドレイン領域3との相互間のシリコ
ン基板1中には、ゲ−ト電圧に応じて、ソ−ス領域2と
ドレイン領域3とを電気的に導通、あるいは遮断するた
めのチャネル領域4が規定されている。チャネル領域4
上にはシリコン酸化膜(SiO2 )で成る第1ゲ−ト絶
縁膜5が形成され、この第1ゲ−ト絶縁膜5上には導電
性のポリシリコンでなる浮遊ゲ−ト6が形成されてい
る。浮遊ゲ−ト6上には、シリコン酸化膜(SiO2
で成る第2ゲ−ト絶縁膜7が形成され、この第2ゲ−ト
絶縁膜7上には低抵抗のポリシリコンでなる制御ゲ−ト
8が形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a sectional view of a typical memory cell of a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing / erasing data. FIG. 12 shows a cross section of the memory cell along the channel length direction. As shown in FIG. 12, an N-type source is provided in a P-type silicon substrate 1.
A drain region 2 and an N-type drain region 3 are formed. In the silicon substrate 1 between the source region 2 and the drain region 3, there is provided an electrical connection between the source region 2 and the drain region 3 according to the gate voltage. A channel region 4 is defined. Channel area 4
A first gate insulating film 5 made of a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed thereon, and a floating gate 6 made of conductive polysilicon is formed on the first gate insulating film 5. Have been. On the floating gate 6, a silicon oxide film (SiO 2 )
Is formed, and a control gate 8 made of low-resistance polysilicon is formed on the second gate insulating film 7.

【0003】この種のメモリセルはETOX(Erasable
Tunnel OXide) 型と呼ばれ、デ−タの書き込みをチャネ
ルホットエレクトロンを注入することで行い、デ−タの
消去をソ−ス領域2と浮遊ゲ−ト6との間の第1ゲ−ト
絶縁膜5に、F−Nトンネル電流を流すことで行う。主
にNOR型の一括消去型EEPROMに、良く用いられ
ているセルである。
This type of memory cell is known as an ETOX (Erasable
This is called a Tunnel OXide type, and data is written by injecting channel hot electrons, and data is erased by a first gate between the source region 2 and the floating gate 6. This is performed by flowing an FN tunnel current through the insulating film 5. This is a cell that is often used mainly in NOR-type batch erase EEPROMs.

【0004】上記構成のメモリセルに、デ−タ“0”を
書き込む場合、即ち浮遊ゲ−トに電子を注入する場合、
典型的に次のような方法にて行われている。ドレイン領
域3に6Vを与え、ソ−ス領域2を接地した状態とす
る。この状態でで、制御ゲ−ト8に、通常10μsec
間のパルスを一単位として、プログラム電圧Vpp(1
2V)を印加する。これによりメモリセルが導通し、チ
ャネル領域4中を電子eがソ−ス領域2からドレイン領
域3へ向かって移動する。この時、一部の電子eは、チ
ャネル領域4中のドレイン領域の近くで加速されること
でエネルギを得て、熱電子(ホットエレクトロン)he
となる。これらの熱電子heが、制御ゲ−ト8の電位に
よって浮遊ゲ−ト6中へ引き込まれることで、浮遊ゲ−
ト6中に電子eが注入される。このような書込動作を、
各セル毎に行っている。
When data "0" is written into the memory cell having the above structure, that is, when electrons are injected into the floating gate,
Typically, it is performed by the following method. 6V is applied to the drain region 3, and the source region 2 is grounded. In this state, the control gate 8 is normally set at 10 μsec.
The pulse between them is defined as one unit, and the program voltage Vpp (1
2V). As a result, the memory cell becomes conductive, and electrons e move from the source region 2 to the drain region 3 in the channel region 4. At this time, some of the electrons e gain energy by being accelerated near the drain region in the channel region 4 and are then hot electrons (hot electrons) he.
Becomes These thermoelectrons he are drawn into the floating gate 6 by the potential of the control gate 8, so that the floating gate
Electrons e are injected into the gate 6. Such a write operation,
This is performed for each cell.

【0005】さらに、現在では、下記のような書き込み
シ−ケンスが採用されている。まず、10μsec間、
制御ゲ−ト8にプログラム電圧Vppを印加した後、続
いて書込ベリファイ(検証動作)を行い、セルが所望の
しきい値まで到達したか否かをチェックする。到達して
いる場合には書込動作を終了し、未達の場合は、再度、
上記の書込/ベリファイを所望のしきい値に到達するま
で繰り返す。
Further, at present, the following write sequence is adopted. First, for 10 μsec,
After applying the program voltage Vpp to the control gate 8, write verification (verification operation) is subsequently performed to check whether or not the cell has reached a desired threshold value. If it has reached, the write operation is terminated.
The above write / verify is repeated until a desired threshold is reached.

【0006】このような書き込みシ−ケンスが採用され
ている理由は、第一に、上記メモリセルが一つのアレイ
中に膨大な量で集積され、各メモリセルのプログラム特
性にそれぞればらつきがあること、第二に、一括消去型
EEPROMではデ−タの書込/消去が繰り返されるた
め、これによるプログラム特性の変動があること、など
である。
The first reason that such a write sequence is employed is that the above-mentioned memory cells are integrated in an enormous amount in one array, and the program characteristics of each memory cell vary. Secondly, in the batch erasing type EEPROM, since data writing / erasing is repeated, there is a change in program characteristics due to this.

【0007】しかし、上記のように10μsecを一単
位として、書込動作を行っている装置では、書込/消去
を繰り返すことによって、図13に示すように、“0”
書き込みおよび“1”書き込みの強度不足、即ちのセル
しきい値の劣化現象が見られる。一般に、ウインドウナ
ロウウィングと呼ばれる現象である。
However, in a device that performs a writing operation using 10 μsec as one unit as described above, by repeating writing / erasing, as shown in FIG.
Insufficiency of writing and "1" writing, that is, deterioration of cell threshold voltage is observed. Generally, this is a phenomenon called window narrow wing.

【0008】図13に示すように、“0”書き込み、即
ち浮遊ゲ−ト中に電子が注入され、しきい値Vtが8V
付近に分布するセルでは、書換回数(P/Eサイクル)
が105 回を越えるとしきい値Vtが7V程度まで落
ち、一方、“1”書き込み、即ち浮遊ゲ−ト中から電子
が引き抜かれ、しきい値Vtが2V付近に分布するセル
では2.5V程度まで上昇する。このように、書換回数
が増えるに連れ、“0”書き込みおよび“1”書き込み
の強度がそれぞれ不足してくる。
As shown in FIG. 13, electrons are injected during "0" writing, that is, during the floating gate, and the threshold Vt is set to 8V.
For cells distributed in the vicinity, the number of rewrites (P / E cycle)
Exceeds 10 5 times, the threshold voltage Vt drops to about 7V, while on the other hand, writing "1", that is, electrons are extracted from the floating gate, and 2.5V is applied to the cell where the threshold voltage Vt is distributed around 2V. Rise to the extent. As described above, as the number of times of rewriting increases, the intensity of “0” writing and “1” writing each become insufficient.

【0009】さらに書換回数が105 回を越えてくる
と、デ−タ“1”が書き込まれたセルが流し得るセル電
流の低下現象が見られるようになる。これは書換を繰り
返すことによって、セルのトランスコンダクタンスが小
さくなり、セルが電流を流し難くなるためである。図1
4を参照し、この現象について説明する。
[0009] Further come beyond the number of times of rewriting 10 5 times, de - so lowering phenomenon of cell current data "1" can be flushed is written cells is observed. This is because by repeating rewriting, the transconductance of the cell becomes small, and it becomes difficult for the cell to flow current. FIG.
This phenomenon will be described with reference to FIG.

【0010】図14は、セル電流とメモリセルのしきい
値との関係を示す図である。図14の横軸は、デ−タ
“1”が書き込まれたセルのしきい値Vtの分布を示し
ており、デ−タ“1”が書き込まれたセルでは、そのし
きい値Vtが約1〜3Vの範囲にわたって分布する。縦
軸は、セル電流Icellを示している。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a cell current and a threshold value of a memory cell. The horizontal axis of FIG. 14 shows the distribution of the threshold value Vt of the cell to which the data "1" is written. In the cell to which the data "1" is written, the threshold value Vt is about Distributed over a range of 1-3V. The vertical axis indicates the cell current Icell.

【0011】図14に示すように、しきい値Vtが約1
Vに分布するセルでは、イニシャル状態で平均210μ
A以上のセル電流Icellが得られるが、デ−タの書換回
数(P/Eサイクル)が105 回より後では、平均して
約190μAのセル電流Icellしか得られなくなってい
る。同様に、しきい値Vtが約3Vに分布するセルで
は、イニシャル状態で平均100μAのセル電流Icell
が得られるが、書換回数が105 回より後では、平均し
て約80μAのセル電流Icellしか得られていない。
As shown in FIG. 14, the threshold value Vt is about 1
In cells distributed in V, the average is 210 μm in the initial state.
Although A more cell current Icell is obtained, de - in after the number of times of rewriting data (P / E cycles) 10 5 times, are no longer obtained only cell current Icell of about average 190Myuei. Similarly, in the cell in which the threshold value Vt is distributed at about 3 V, the cell current Icell having an average of 100 μA in the initial state
Although is obtained, in the after the number of times of rewriting 105 times, not only obtained cell current Icell of about an average 80 .mu.A.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の装
置では、デ−タ“1”が書き込まれたセルが流し得るセ
ル電流量が、書換回数が増加するに連れて、徐々に低下
するという問題があった。
As described above, in the conventional device, the amount of cell current that can flow through the cell in which data "1" is written gradually decreases as the number of rewrites increases. There was a problem.

【0013】セル電流量が低下すると、デ−タの読出速
度が鈍り、装置の動作が遅くなる。さらに他の問題は、
デ−タ“1”が書き込まれたセルが、セル電流量が低下
することによって基準電流量に到達せず、デ−タ“0”
が書き込まれたような状態となることである。これは、
読み出しデ−タを反転させる。即ち誤読み出しの問題で
ある。
When the amount of cell current decreases, the data reading speed slows down and the operation of the device slows down. Yet another problem is that
The cell in which the data "1" is written does not reach the reference current amount due to a decrease in the cell current amount, and the data "0" is not reached.
Is written. this is,
Invert the read data. That is, there is a problem of erroneous reading.

【0014】この発明は、上記の点を解決すべく為され
たもので、その目的は、書換回数の増加に伴ったセルの
トランスコンダクタンスの劣化を防止し、信頼性の高い
不揮発性半導体記憶装置およびそのプログラム方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent a deterioration in cell transconductance due to an increase in the number of times of rewriting and to provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device. And a programming method therefor.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係る不揮発性半導体記憶装置およびそ
のプログラム方法では、第1導電型の半導体基体、この
基体中に形成された第2導電型の第1、第2の半導体領
域、これら第1、第2の半導体領域相互間の前記基体中
に規定されたチャネル領域、このチャネル領域上に第1
の絶縁層を介して形成された電荷蓄積層、およびこの電
荷蓄積層上に第2の絶縁層を介して形成された電極層と
で構成されるメモリセルに対して、前記第1の半導体領
域に第1の電位を与え、前記第2の半導体領域に前記第
1の電位より低い第2の電位を与え、前記電極層に前記
第2の電位より高い第3の電位を与えることで前記メモ
リセルを導通させ、前記電荷蓄積層の電位が前記第1の
電位以上となっている状態で前記電荷の注入を完了させ
るようにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a nonvolatile semiconductor memory device and a method of programming the same according to the present invention include a semiconductor substrate of a first conductivity type and a second semiconductor substrate formed in the substrate. First and second semiconductor regions of a conductivity type, a channel region defined in the base between the first and second semiconductor regions, and a first region on the channel region.
The first semiconductor region for a memory cell composed of a charge storage layer formed with an insulating layer interposed therebetween and an electrode layer formed on the charge storage layer with a second insulating layer interposed By applying a first potential to the second semiconductor region, applying a second potential lower than the first potential to the second semiconductor region, and applying a third potential higher than the second potential to the electrode layer. The cell is made conductive, and the injection of the charge is completed in a state where the potential of the charge storage layer is equal to or higher than the first potential.

【0016】また、他の態様では、第1導電型の半導体
基体、この基体中に形成された第2導電型の第1、第2
の半導体領域、これら第1、第2の半導体領域相互間の
前記基体中に規定されたチャネル領域、このチャネル領
域上に第1の絶縁層を介して形成された電荷蓄積層、お
よびこの電荷蓄積層上に第2の絶縁層を介して形成され
た電極層とで構成されるメモリセルに対して、前記第1
の半導体領域に第1の電位を与え、前記第2の半導体領
域に前記第1の電位より低い第2の電位を与え、前記電
極層に前記第2の電位より高い第3の電位を与えること
で前記メモリセルを導通させ、前記電荷蓄積層の電位が
前記第1の電位以上となっている状態で第1回目の電荷
の注入を行い、前記第1の半導体領域に第1の電位より
低い第4の電位を与えることで第2回目の電荷の注入を
行って電荷の注入を完了させるようにしたことを特徴と
している。
In another aspect, a semiconductor substrate of a first conductivity type, and first and second semiconductor substrates of a second conductivity type formed in the substrate.
Semiconductor region, a channel region defined in the base between the first and second semiconductor regions, a charge storage layer formed on the channel region via a first insulating layer, and the charge storage A memory cell composed of an electrode layer formed on a layer with a second insulating layer interposed therebetween,
Applying a first potential to the semiconductor region, applying a second potential lower than the first potential to the second semiconductor region, and applying a third potential higher than the second potential to the electrode layer. And the first charge injection is performed in a state where the potential of the charge storage layer is equal to or higher than the first potential, and the first semiconductor region is lower than the first potential. It is characterized in that the second charge injection is performed by applying a fourth potential to complete the charge injection.

【0017】[0017]

【作用】上記構成の不揮発性半導体記憶装置およびその
プログラム方法によれば、電荷蓄積層の電位が第1の電
位以上となっている状態で前記電荷の注入を完了させる
ことで、第1の絶縁層とチャネル領域表面との間に発生
する界面準位を抑制できるようになり、この種の界面準
位に起因したセルのトランスコンダクタンスの劣化を改
善できる。
According to the nonvolatile semiconductor memory device and the programming method thereof, the injection of the electric charge is completed while the electric potential of the electric charge storage layer is equal to or higher than the first electric potential. The interface state generated between the layer and the surface of the channel region can be suppressed, and the deterioration of the transconductance of the cell caused by this kind of interface state can be improved.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明を実施例に
より説明する。この説明において全図にわたり共通の部
分には共通の参照符号を付すことで重複する説明を避け
ることにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. In this description, common portions will be denoted by common reference symbols throughout the drawings to avoid redundant description.

【0019】図1は、この発明の第1の実施例を説明す
るための図で、(a)図はメモリセルの断面図、(b)
図は浮遊ゲ−トの電位と浮遊ゲ−ト電流との関係を示す
図である。
FIGS. 1A and 1B are views for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view of a memory cell, and FIG.
The figure shows the relationship between the potential of the floating gate and the floating gate current.

【0020】図1(a)には、メモリセルのチャネル長
方向に沿った断面が示されている。図1(a)に示すよ
うに、P型のシリコン基板1中には、N型のソ−ス領域
2、およびN型のドレイン領域3が形成されている。ソ
−ス領域2とドレイン領域3との相互間のシリコン基板
1中には、ゲ−ト電圧に応じて、ソ−ス領域2とドレイ
ン領域3とを電気的に導通、あるいは遮断するためのチ
ャネル領域4が規定されている。チャネル領域4上には
シリコン酸化膜(SiO2 )で成る第1ゲ−ト絶縁膜5
が形成されている。この第1ゲ−ト絶縁膜5は、ソ−ス
領域2およびドレイン領域3それぞれにオ−バ−ラップ
する部分を有している。この第1ゲ−ト絶縁膜5上には
導電性のポリシリコンでなる浮遊ゲ−ト6が形成されて
いる。浮遊ゲ−ト6上には、シリコン酸化膜(SiO
2 )で成る第2ゲ−ト絶縁膜7が形成され、この第2ゲ
−ト絶縁膜7上には低抵抗のポリシリコンでなる制御ゲ
−ト8が形成されている。
FIG. 1A shows a cross section of the memory cell along the channel length direction. As shown in FIG. 1A, in a P-type silicon substrate 1, an N-type source region 2 and an N-type drain region 3 are formed. In the silicon substrate 1 between the source region 2 and the drain region 3, there is provided an electrical connection between the source region 2 and the drain region 3 according to the gate voltage. A channel region 4 is defined. First gate insulating film 5 made of a silicon oxide film (SiO 2 ) on channel region 4
Are formed. The first gate insulating film 5 has portions overlapping the source region 2 and the drain region 3, respectively. On the first gate insulating film 5, a floating gate 6 made of conductive polysilicon is formed. A silicon oxide film (SiO 2) is formed on the floating gate 6.
A second gate insulating film 7 of 2 ) is formed, and a control gate 8 made of low-resistance polysilicon is formed on the second gate insulating film 7.

【0021】この種のメモリセルはETOX(Erasable
Tunnel OXide) 型と呼ばれ、デ−タ“0”の書き込みを
チャネルホットエレクトロンを注入することで行い、デ
−タの消去、もしくはデ−タ“1”の書き込みをソ−ス
領域2と浮遊ゲ−ト6との間の第1ゲ−ト絶縁膜5に、
F−Nトンネル電流を流すことで行う。主にNOR型E
EPROMに、良く用いられているセルである。
This type of memory cell is an ETOX (Erasable
It is called Tunnel OXide type. Data "0" is written by injecting channel hot electrons, and data is erased or data "1" is written to source region 2 and floating. The first gate insulating film 5 between the gate 6 and
This is performed by flowing an FN tunnel current. Mainly NOR type E
This is a cell often used in EPROM.

【0022】この実施例では、上記構成のメモリセルの
制御ゲ−ト8に、Vpp電圧を生成するとともに、制御
ゲ−ト8への供給時間を限定するVpp電圧生成/供給
回路10を接続している。この実施例におけるVpp電
圧発生/供給回路10では、例えば12Vのプログラム
電圧Vppを生成し、この電圧Vppを制御ゲ−ト8
に、典型的な供給時間である10μsecより以下の、
例えば1μsecないし2μsec間供給する。この供
給時間は、セル構造、特に制御ゲ−トと浮遊ゲ−トとの
カップリング比の違いによって適宜調整されるものであ
るが、従来に比べては、相対的に短く設定される。
In this embodiment, a Vpp voltage is generated to the control gate 8 of the memory cell having the above configuration, and a Vpp voltage generation / supply circuit 10 for limiting the supply time to the control gate 8 is connected. ing. In the Vpp voltage generation / supply circuit 10 in this embodiment, a program voltage Vpp of, for example, 12 V is generated, and this voltage Vpp is controlled by the control gate 8.
In addition, less than a typical supply time of 10 μsec,
For example, supply is performed for 1 μsec to 2 μsec. The supply time is appropriately adjusted depending on the cell structure, particularly the difference in the coupling ratio between the control gate and the floating gate, but is set to be relatively short as compared with the conventional case.

【0023】次に、この発明に係る装置において生ずる
現象について詳細に説明する。図2は、プログラム特性
を示す図で、プログラム電圧のパルス幅と一つのセルの
しきい値Vthとの関係が示されている。
Next, the phenomenon that occurs in the device according to the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing program characteristics, showing the relationship between the pulse width of the program voltage and the threshold value Vth of one cell.

【0024】図2に示すように、プログラム電圧Vpp
のパルス幅とセルのしきい値Vthとの間には、パルス
幅、即ち制御ゲ−トへの電圧Vppの供給時間が短い
と、セルのしきい値Vthはさほど上昇せず、一方、供給
時間が長くなるに連れてセルのしきい値Vthが高くな
る、という傾向がある。
As shown in FIG. 2, the program voltage Vpp
If the pulse width, that is, the supply time of the voltage Vpp to the control gate is short, the threshold voltage Vth of the cell does not increase so much. There is a tendency that the threshold value Vth of the cell increases as the time becomes longer.

【0025】また、図2では、約1.5μsec付近
に、プログラム特性が変化する変極点Aが認められ、横
軸を自然対数としたグラフにおいて、この変極点Aより
パルス幅が長いと、パルス幅とセルのしきい値Vthとの
関係がほぼ直線に変化し、一方、変極点Aよりパルス幅
が短いと、上記の関係が上記直線からずれる傾向を示し
ている。
In FIG. 2, an inflection point A where the program characteristic changes is observed at about 1.5 μsec. In a graph in which the horizontal axis is a natural logarithm, if the pulse width is longer than the inflection point A, the pulse becomes longer. The relationship between the width and the threshold value Vth of the cell changes almost linearly, while if the pulse width is shorter than the inflection point A, the above relationship tends to deviate from the straight line.

【0026】本願発明者は、このような変化の違いを次
のように分析/解明した。浮遊ゲ−トに電子を注入する
場合にはセルを導通させ、チャネルホットエレクトロン
を生成する。この時、パルス幅とセルのしきい値との関
係が直線状に変化する領域では、セルにおけるゲ−ト電
圧とセル電流(ドレイン電流)との関係が5極管領域に
相当し、電圧−電流特性が飽和した状態でホットエレク
トロンが発生されている。一方、上記直線からずれてい
る領域では3極管領域に相当し、電圧−電流特性が線形
に増加する状態でホットエレクトロンが発生されてい
る。
The inventor of the present application has analyzed and clarified such a difference in change as follows. When electrons are injected into the floating gate, the cell is turned on to generate channel hot electrons. At this time, in a region where the relationship between the pulse width and the threshold value of the cell changes linearly, the relationship between the gate voltage and the cell current (drain current) in the cell corresponds to the pentode region, and the voltage − Hot electrons are generated in a state where the current characteristics are saturated. On the other hand, a region deviating from the straight line corresponds to a triode region, and hot electrons are generated in a state where the voltage-current characteristics increase linearly.

【0027】さらに本願発明者は、セルが5極管領域で
動作する場合と3極管領域で動作する場合とで、次のよ
うな相違点を見出だした。図4は、メモリセル中の界面
準位を示す図であり、(a)図はセルが5極管領域で動
作した時を示す図、(b)図はセルが3極管領域で動作
した時を示す図である。
The present inventor has found the following differences between the case where the cell operates in the pentode region and the case where the cell operates in the triode region. 4A and 4B are diagrams showing interface states in a memory cell. FIG. 4A shows a state where the cell operates in a pentode region, and FIG. 4B shows a state where the cell operates in a triode region. FIG.

【0028】図4(a)に示すように、セルが5極管領
域で動作した状態で電子を注入、即ちデ−タ“0”の書
き込みを完了させると、界面準位9がチャネル領域4に
接した状態で基板1と第1ゲ−ト絶縁膜5との界面に多
発する。このように界面準位9がチャネル領域4に接し
た状態で多発すると、界面準位がチャネル電流に直接に
作用し、セル電流を著しく減少させる。
As shown in FIG. 4A, when electrons are injected while the cell operates in the pentode region, that is, when writing of data "0" is completed, the interface state 9 is changed to the channel region 4. Occurs frequently at the interface between the substrate 1 and the first gate insulating film 5 in a state of contact with the substrate. When the interface state 9 frequently occurs in a state where the interface state 9 is in contact with the channel region 4, the interface state directly acts on the channel current and significantly reduces the cell current.

【0029】しかしながら、図4(b)に示すように、
セルが3極管領域で動作した状態でデ−タ“0”の書き
込みを完了させると、界面準位9がチャネル領域4に接
せず、ドレイン領域3と第1ゲ−ト絶縁膜5との界面に
発生する。即ち界面準位9の発生地点がチャネル領域4
からドレイン領域3へとずらされるようになる。ドレイ
ン領域3は、チャネル領域4よりも低抵抗である。この
ため、界面準位9がチャネル領域4に発生する場合より
も、界面準位9に起因したセル電流の減少量は小さく、
その影響が少なくなる。
However, as shown in FIG.
When writing of data "0" is completed in a state where the cell operates in the triode region, the interface state 9 does not contact the channel region 4, and the drain region 3 and the first gate insulating film 5 Occurs at the interface. That is, the generation point of the interface state 9 is the channel region 4
To the drain region 3. The drain region 3 has a lower resistance than the channel region 4. Therefore, the decrease amount of the cell current caused by the interface state 9 is smaller than that in the case where the interface state 9 is generated in the channel region 4.
The effect is reduced.

【0030】図3は、プログラム電圧パルス幅とセル電
流の減少量との関係を示す図である。図3において、横
軸はプログラム電圧Vppのパルス幅を表し、縦軸はイ
ニシャル状態で流れるセル電流とP/Eサイクル105
回後で流れるセル電流との差ΔIcellを表している。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the program voltage pulse width and the amount of decrease in cell current. 3, the horizontal axis represents the pulse width of the program voltage Vpp, and the vertical axis represents the cell current flowing in the initial state and the P / E cycle 10 5.
The difference ΔIcell from the cell current flowing after the current is shown.

【0031】尚、このモニタ−には図2に示すプログラ
ム特性を持ち、しきい値Vtが3Vに分布したセルが選
ばれている。このようなセルの制御ゲ−トに電圧Vcg
=5V、ドレインに電圧Vd=1Vを印加することで、
デ−タ“1”を読み出し、セル電流を測定した。
A cell having the program characteristics shown in FIG. 2 and having a threshold value Vt distributed at 3 V is selected for this monitor. The voltage Vcg is applied to the control gate of such a cell.
= 5V and the voltage Vd = 1V to the drain,
Data "1" was read, and the cell current was measured.

【0032】図3に示すように、パルス幅を10μse
cに設定してセルが5極管領域で動作している状態で
“0”書き込みを完了させて書換を繰り返した場合に
は、セル電流が約16μA程減少している。
As shown in FIG. 3, the pulse width is set to 10 μs
When “0” is completed and rewriting is repeated while the cell is operating in the pentode region with the cell set to c, the cell current decreases by about 16 μA.

【0033】これに対し、パルス幅を1.5μsecに
設定してセルが3極管領域で動作している状態で“0”
書き込みを完了させて書換を繰り返した場合には、その
減少量が約8μAとなり、従来に比べて半減させること
に成功している。
On the other hand, when the pulse width is set to 1.5 μsec and the cell is operating in the triode region, “0” is set.
When the writing is completed and the rewriting is repeated, the amount of decrease is about 8 μA, which is a half of the conventional case.

【0034】図3中の点Aは、図2中の変極点Aに相当
している。従って、セル電流の減少を抑えるためには、
図2の変極点A以降、即ちセルが5極管動作している状
態での“0”書き込みを極力避けることが有効である。
このための手段として、書込/ベリファイを行う際に使
用するパルスの長さを図2の変極点Aよりも短くするこ
とが上げられる。このことにより、“0”書き込みが変
極点A以降で行われることを防止することができる。
The point A in FIG. 3 corresponds to the inflection point A in FIG. Therefore, to suppress the decrease in cell current,
It is effective to avoid writing "0" as much as possible after the inflection point A in FIG. 2, that is, while the cell is operating as a pentode.
As a means for achieving this, the length of a pulse used when writing / verifying is made shorter than the inflection point A in FIG. As a result, it is possible to prevent “0” writing from being performed after the inflection point A.

【0035】このように、図2中の変極点Aよりパルス
幅を短くして“0”書き込みを行うことにより、界面準
位の発生地点を、その影響を最小限に食い止めることの
領域にずらすことができ、書換回数の増加に伴ったセル
のトランスコンダクタンスの劣化が防止され、セル電流
の減少を防止することができる。
As described above, by writing "0" with the pulse width shorter than the inflection point A in FIG. 2, the generation point of the interface state is shifted to the area where the influence is minimized. As a result, deterioration of the transconductance of the cell accompanying an increase in the number of rewrites can be prevented, and a decrease in the cell current can be prevented.

【0036】次に、上記セルを3極管領域で動作してい
る状態で“0”書き込みを完了できる具体的な条件の他
の例について説明する。上記の例では、図2のようなプ
ログラム特性図を作成し、この図に表れた特性から変極
点Aを特定し、この変極点Aよりもパルス幅を短くする
ことで、セルを3極管領域で動作した状態で“0”書き
込みを完了させることが可能であることを説明した。こ
れは、次に説明する方法により実現することも可能であ
る。
Next, another example of the specific conditions under which the "0" write operation can be completed while the cell is operating in the triode region will be described. In the above example, the program characteristic diagram as shown in FIG. 2 is created, the inflection point A is specified from the characteristics shown in this diagram, and the pulse width is made shorter than the inflection point A, thereby changing the cell to a triode. It has been described that “0” writing can be completed while operating in the region. This can be realized by the method described below.

【0037】まず、図2に示す様なプログラム特性を示
すセルがあった場合、下記(1)式より、浮遊ゲ−ト電
流Ifgを求める。 Ifg =Cpp × ΔVth / t …(1) 上記(1)式において、Cppは浮遊ゲ−トと制御ゲ−ト
との容量カップリング、Vthはセルのしきい値、tはパ
ルス幅を示す時間である。
First, when there is a cell having a program characteristic as shown in FIG. 2, a floating gate current Ifg is obtained from the following equation (1). Ifg = Cpp × ΔVth / t (1) In the above equation (1), Cpp is the capacitive coupling between the floating gate and the control gate, Vth is the threshold value of the cell, and t is the time indicating the pulse width. It is.

【0038】上記(1)式に基き浮遊ゲ−ト電流Ifgを
求め、さらに浮遊ゲ−ト電位Vfgを、カップリング比と
浮遊ゲ−ト中の電荷を考慮して算出することにより、図
1(b)に示される関係を得ることができる。
By calculating the floating gate current Ifg based on the above equation (1) and calculating the floating gate potential Vfg in consideration of the coupling ratio and the charge in the floating gate, FIG. The relationship shown in (b) can be obtained.

【0039】図1(b)に示す点Aは、図2に示す変極
点Aに相当している。図1(b)に示す領域aはMOS
FETの3極管領域であり、また、領域bは5極管領域
である。このように、浮遊ゲ−ト電位Vfgがドレイン
電圧Vd以上となるように“0”書き込みパルス幅を決
定することで、上述の例と同様な“0”書き込みを達成
でき、上述した例と同様な効果を得ることができる。
The point A shown in FIG. 1B corresponds to the inflection point A shown in FIG. The region a shown in FIG.
The FET is a triode region, and the region b is a pentode region. As described above, by determining the “0” write pulse width so that the floating gate potential Vfg becomes equal to or higher than the drain voltage Vd, “0” write similar to the above-described example can be achieved. Effects can be obtained.

【0040】次に、この発明を実施するのに好適な不揮
発性半導体記憶装置の例について説明する。図5は、こ
の発明を実施するのに好適な不揮発性半導体記憶装置の
第1の例を概略的に示すブロック図である。
Next, an example of a nonvolatile semiconductor memory device suitable for embodying the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a first example of a nonvolatile semiconductor memory device suitable for carrying out the present invention.

【0041】図5に示すように、メモリセルアレイ11
があり、このアレイ11中には複数の消去ブロックE1
〜E1024に分割されて設定されている。各々の消去
ブロックはメモリセルMCがマトリクス状、あるいはア
レイ状に配列されており、消去ブロック毎に独立して消
去/書込が行える。各々のメモリセルのうち、同一ロウ
のものは、制御ゲ−トが同一のワ−ド線WLに接続され
ている。各々のメモリセルのうち、同一カラムのもの
は、ドレインが同一のビット線BLに接続されている。
複数の消去ブロックはビット線を共有し、各ビット線で
共通とされた一つのセンスアンプ12に接続されてい
る。また、メモリセルのソ−スは各消去ブロック毎に共
通に接続され、ソ−スデコ−タ14によって指定された
当該共通ソ−ス線CSLは各独立に電位を与えることが
できる。
As shown in FIG. 5, the memory cell array 11
There are a plurality of erase blocks E1 in the array 11.
To E1024. In each erase block, memory cells MC are arranged in a matrix or array, and erasing / writing can be performed independently for each erase block. Among the memory cells, those having the same row have their control gates connected to the same word line WL. Among the memory cells, those in the same column have drains connected to the same bit line BL.
The plurality of erase blocks share a bit line and are connected to one sense amplifier 12 which is shared by each bit line. The sources of the memory cells are connected in common for each erase block, and the common source line CSL specified by the source decoder 14 can apply a potential independently.

【0042】上記構成の装置のように、消去ブロックが
複数に分割されている装置では、ある特定の消去ブロッ
クにのみ頻繁にデ−タ書換が集中し、特定の消去ブロッ
クに書換回数が偏る傾向が見られる。これは、デ−タの
記憶がメモリセルアレイ全体に均一に起こらず、使用頻
度の高いセルと使用頻度の低いセルとが発生するためで
ある。
In an apparatus in which an erase block is divided into a plurality of pieces, as in the apparatus having the above configuration, data rewriting frequently concentrates only on a specific erase block, and the number of rewrites tends to be biased on a specific erase block. Can be seen. This is because data is not uniformly stored in the entire memory cell array, and some frequently used cells and some rarely used cells are generated.

【0043】このように、特定の消去ブロックに対して
書換回数が偏ると、その消去ブロックのみ、著しくセル
電流の劣化が進行する。やがて、その劣化のレベルと、
他の消去ブロックにおける劣化のレベルとの差が大きく
なると、誤読み出しの危険性が高まる。特に図5に示す
ように、各消去ブロックでセンスアンプを共有する場合
に、その可能性が高い。
As described above, when the number of times of rewriting is biased for a specific erase block, the cell current of only the erase block significantly deteriorates. Eventually, the level of degradation
When the difference from the level of deterioration in the other erase blocks increases, the risk of erroneous reading increases. Particularly, as shown in FIG. 5, the possibility is high when each erase block shares a sense amplifier.

【0044】このような装置において、上述したような
“0”書き込みを行えば、書換回数が増加してもセル電
流の劣化を防止でき、デ−タ書換回数の偏在化に伴った
誤読み出しの危険性を、非常に低くすることができる。
In such an apparatus, if "0" is written as described above, the cell current can be prevented from deteriorating even if the number of times of rewriting increases, and erroneous reading due to uneven distribution of the number of times of data rewriting can be prevented. The danger can be very low.

【0045】図6は、この発明を実施するのに好適な不
揮発性半導体記憶装置の第2の例を概略的に示すブロッ
ク図である。図6に示すように、この装置の基本構成
は、図5に示した装置と同じであるが、時間の経過とと
もに電子がドレインから抜けて記憶デ−タが失われてい
く、というドレインディスタ−ブの問題を解消するため
に、記憶デ−タをリフレッシュするリフレッシュ回路2
0を備えているものである。即ち、デ−タの書換を行わ
ず、引き続いてデ−タを記憶させる場合、このデ−タの
うち、“0”書き込みセルのアドレスデ−タ等を一旦、
リフレッシュ回路20中に設けられた例えばラッチ回路
のような記憶部に格納する。続いて、この格納されたデ
−タに基いて、同じ“0”デ−タを再度書き込むこと
で、デ−タのリフレッシュを行う。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a second example of a nonvolatile semiconductor memory device suitable for embodying the present invention. As shown in FIG. 6, the basic configuration of this device is the same as that of the device shown in FIG. 5, except that electrons escape from the drain and the stored data is lost over time. Refresh circuit 2 for refreshing stored data in order to solve the problem of
0 is provided. That is, in the case where the data is not rewritten and the data is subsequently stored, the address data of the "0" write cell among the data is temporarily stored.
The data is stored in a storage unit such as a latch circuit provided in the refresh circuit 20. Subsequently, based on the stored data, the same "0" data is written again to refresh the data.

【0046】上記装置であると、ドレインディスタ−ブ
の問題を解消できる。しかし、デ−タのリフレッシュを
行うために、“0”書き込みの回数が著しく増加する、
という懸念がある。
With the above device, the problem of drain disturb can be solved. However, the number of "0" write operations is significantly increased due to data refresh.
There is a concern.

【0047】このような装置において、上述したような
“0”書き込みを行うことで、デ−タ書換回数の増加に
伴ったセル電流の減少を防止でき、高い信頼性を維持し
たまま、装置の寿命を延ばすことができる。
In such an apparatus, by performing the above-mentioned "0" writing, it is possible to prevent a decrease in cell current due to an increase in the number of times of data rewriting, and to maintain high reliability while maintaining high reliability. Life can be extended.

【0048】次に、この発明の第2の実施例について説
明する。図7は、書換回数の増加に伴うプログラム特性
の劣化を示す図である。プログラム特性の劣化は、図7
の様に生じる。この際、イニシャル状態における変極点
Aはデ−タの書換を繰返すことにより点A´に移動す
る。このため、極力速いプログラムを実現するには書換
回数の増加に伴って、書込/ベリファイを行う際の
“0”書き込みに使用するパルスの長さを徐々に延ばし
ていくのが好ましい。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing the deterioration of the program characteristics as the number of rewrites increases. Deterioration of program characteristics is shown in FIG.
It occurs like At this time, the inflection point A in the initial state moves to the point A 'by repeating data rewriting. For this reason, in order to realize a program as fast as possible, it is preferable to gradually increase the length of the pulse used for writing “0” when performing write / verify as the number of rewrites increases.

【0049】図8に、この第2の実施例を実現するため
の代表的なフロ−を示す。まず、st.1で、書換回数
(P/Eサイクル数)が基準数以上かを判断する。基準
数以下の場合(No)、st.2に進み、一括消去ブロ
ック内のセルの全て、もしくは“1”デ−タが記憶され
ているセルのみに“0”書き込みを行う。これは、過消
去の問題を解消するために行われるプリプログラムと呼
ばれるステップである。
FIG. 8 shows a typical flow for realizing the second embodiment. First, st. In step 1, it is determined whether the number of rewrites (the number of P / E cycles) is equal to or greater than a reference number. If the number is equal to or less than the reference number (No), st. Proceeding to step 2, write "0" to all the cells in the batch erase block or only the cells in which "1" data is stored. This is a step called a pre-program performed to solve the problem of over-erasure.

【0050】また、基準数以上の場合(YES)、s
t.3へ進み、“0”書き込みに用いるパルス幅、即ち
制御ゲ−トへのプログラム電圧Vpp供給時間を所定量
の増加させる動作を行う。この供給時間の変更は、例え
ばシステムクロック数をカウントして供給時間を計測す
るカウンタのカウント数を変更することなどで実現する
ことができる。この後、プリプログラムステップ(s
t.2)に進む。
When the number is equal to or larger than the reference number (YES), s
t. Proceeding to 3, the operation of increasing the pulse width used for writing "0", that is, the supply time of the program voltage Vpp to the control gate by a predetermined amount is performed. This change in the supply time can be realized by, for example, changing the count number of a counter that measures the supply time by counting the number of system clocks. After this, the pre-program step (s
t. Proceed to 2).

【0051】上記プリプログラムで行われるデ−タ
“0”の書き込みも、上述した“0”書き込みと同一の
方法により行われる。次に、一括消去ブロック内の全て
のセルにデ−タ“0”が書き込まれ、プリプログラムス
テップを終了したら、st.4へ進み、今度は一括消去
ブロック内のセルの全てに対して順次、デ−タ“1”を
書き込む。即ち、電子を浮遊ゲ−トから引き抜く動作で
あり、デ−タの消去動作に相当する。次いで、st.5
に進み、“1”書き込みが行われたセルからデ−タを読
み出し、セルのしきい値が所望値まで低下したかを検証
する。一般に消去ベリファイと呼ばれるステップであ
る。所望値まで未達の場合(NG)、再度デ−タの消去
動作(st.4)に戻り、再度デ−タ“1”を書き込
む。このような動作を所望値に到達するまで繰り返す。
全てのセルのしきい値がデ−タ“1”となるべき所望値
に到達した場合(OK)、消去動作を終了する。
The writing of data "0" performed in the pre-program is performed in the same manner as the above-described "0" writing. Next, when data "0" is written to all cells in the batch erase block and the pre-program step is completed, st. The process proceeds to step 4, and data "1" is sequentially written to all the cells in the batch erase block. That is, the operation of extracting electrons from the floating gate is equivalent to the operation of erasing data. Then, st. 5
Then, data is read from the cell in which "1" has been written, and it is verified whether the threshold value of the cell has dropped to a desired value. This is a step generally called erase verify. If the data does not reach the desired value (NG), the flow returns to the data erasing operation (st. 4) again, and data "1" is written again. Such an operation is repeated until the desired value is reached.
When the threshold values of all the cells have reached the desired values at which the data should be "1" (OK), the erase operation ends.

【0052】次に、st.6に進む。st.6はデ−タ
の書込動作であり、記憶させたいデ−タに基いて、デ−
タ“0”、もしくはデ−タ“1”をセルに書き込む。こ
こで、デ−タ“0”の書き込みには、上述した“0”書
き込みが用いられる。次いで、st.7に進み、デ−タ
を、書き込みが行われたセルから読み出し、セルのしき
い値が所望値まで低下、もしくは上昇したかを検証す
る。一般に書込ベリファイと呼ばれるステップである。
所望値まで未達の場合(NG)、再度デ−タの書き込み
動作(st.6)に戻り、再度デ−タ“0”、もしくは
“1”を書き込む。このような動作を所望値に到達する
まで繰り返す。全てのセルのしきい値が、所望値に到達
した場合(OK)書込動作を終了する。
Next, at st. Proceed to 6. st. Numeral 6 is a data writing operation, based on the data to be stored.
Data "0" or data "1" is written to the cell. Here, the above-mentioned "0" writing is used for writing the data "0". Then, st. In step 7, data is read from the written cell, and it is verified whether the threshold value of the cell has decreased or increased to a desired value. This is a step generally called write verify.
If the data does not reach the desired value (NG), the flow returns to the data writing operation (st. 6) again, and data "0" or "1" is written again. Such an operation is repeated until the desired value is reached. When the threshold values of all cells have reached the desired values (OK), the write operation ends.

【0053】次に、st.8に進む。st.8では、デ
−タの書換回数(P/Eサイクル数)に+1し、書換回
数を更新する。この後、st.9に進み、st.8にお
いて更新された書換回数(P/Eサイクル数)を記憶す
る。ここで記憶された書換回数は、次回のデ−タ書換工
程におけるst.1での書換回数として用いられる。s
t.8において更新された書換回数の記憶を終了した
ら、デ−タ書換工程を終了する。
Next, st. Proceed to 8. st. At step 8, the number of data rewrites (the number of P / E cycles) is incremented by one to update the number of rewrites. Thereafter, st. 9 and go to st. In step 8, the updated number of rewrites (the number of P / E cycles) is stored. The number of rewrites stored here is the value of st. In the next data rewriting step. It is used as the number of rewrites in 1. s
t. After storing the updated number of rewrites in step 8, the data rewrite process is completed.

【0054】次に、この発明の第3の実施例について説
明する。図9はプログラム特性とプログラムポイントと
の関係を示す図で、(a)図はドレイン電圧が6Vの場
合を示す図、(b)図はドレイン電圧が6Vの場合と5
Vの場合とを示す図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. 9A and 9B are diagrams showing the relationship between program characteristics and program points. FIG. 9A shows a case where the drain voltage is 6V, and FIG. 9B shows a case where the drain voltage is 6V.
It is a figure which shows the case of V.

【0055】図9(a)に示すように、デ−タ“0”の
所望のセルしきい値Vthレベル、即ちプログラムポイン
トBが、変極点Aよりも高い位置にある場合、例えばド
レイン電圧Vd=6Vとし、5μsecのパルス2回で
書き込みを行っても良い。
As shown in FIG. 9A, when the desired cell threshold Vth level of data "0", that is, the program point B is located higher than the inflection point A, for example, the drain voltage Vd = 6 V, writing may be performed with two 5 μsec pulses.

【0056】さらに、その他の例として、図9(b)に
示すように、1回目をドレイン電圧Vd=6V、2回目
をドレイン電圧Vd=5Vで行うようにしても良い。こ
のようにすれば5極管領域による“0”書き込みを、さ
らに減らせることができ、セル電流の減少を抑えるの
に、より有効である。この理由を以下に説明する。
Further, as another example, as shown in FIG. 9B, the first operation may be performed with the drain voltage Vd = 6V, and the second operation may be performed with the drain voltage Vd = 5V. In this way, "0" writing in the pentode region can be further reduced, which is more effective in suppressing a decrease in cell current. The reason will be described below.

【0057】図9(b)中のI線に示すように、ドレイ
ン電圧Vd=6Vにおけるプログラム特性では、変極点
AがプログラムポイントB以下に位置している。このた
め、プログラムポイントBまでセルしきい値Vthを高め
るためには、特に2回目の“0”書き込みの時、5極管
領域での“0”書き込みが必要となる。
As shown by the line I in FIG. 9B, in the program characteristics at the drain voltage Vd = 6 V, the inflection point A is located below the program point B. For this reason, in order to increase the cell threshold value Vth to the program point B, "0" writing in the pentode region is necessary especially at the time of the second "0" writing.

【0058】しかし、II線に示すように、ドレイン電圧
Vd=5Vにおけるプログラム特性では変極点Aがプロ
グラムポイントB以上に位置している。このため、プロ
グラムポイントBまでセルしきい値Vthを高めたとして
も、“0”書き込みを、常に3極管領域で行なうことが
できるようになる。
However, as shown by the line II, in the program characteristics at the drain voltage Vd = 5 V, the inflection point A is located above the program point B. Therefore, even if the cell threshold value Vth is increased up to the program point B, "0" writing can always be performed in the triode region.

【0059】また、プログラムポイントBまでセルしき
い値Vthを高めるために、ドレイン電圧Vdを5Vと
し、パルスを1回で行うようにしても3極管領域で
“0”書き込みを行えるので差支えない。
In order to increase the cell threshold value Vth up to the program point B, the drain voltage Vd may be set to 5 V and the pulse may be performed only once, since "0" can be written in the triode region. .

【0060】しかし、“0”書き込みを1回で行うと、
パルス供給時間を10μsec以上必要とし、時間を要
する。そこで、“0”書き込みを2回に分割し、かつ1
回目のドレイン電圧Vdを6Vと高くし、3極管領域の
範囲の、例えばぎりぎりまでセルしきい値Vthを高め、
2回目のドレイン電圧Vdを5Vに下げて“0”書き込
みを行うことにより、書き込みに要する時間を短縮する
ことができる。
However, if "0" writing is performed once,
A pulse supply time of 10 μsec or more is required, which takes time. Therefore, "0" write is divided into two times and
The second drain voltage Vd is increased to 6 V, and the cell threshold value Vth in the range of the triode region is increased, for example, to the last.
By performing the “0” writing by lowering the second drain voltage Vd to 5 V, the time required for writing can be reduced.

【0061】図10に、この第3の実施例を実現するため
の代表的なフロ−を示す。まず、st.1で、一括消去
ブロック内のセルの全て、もしくは“1”デ−タが記憶
されているセルのみに“0”書き込みを行う(プリプロ
グラム)。このプリプログラムで行われるデ−タ“0”
の書き込みは、例えばドレイン電圧Vdを6Vとして行
い、上述した“0”書き込みと同一の方法により行われ
る。
FIG. 10 shows a typical flow for realizing the third embodiment. First, st. In step 1, "0" is written into all cells in the batch erase block or only cells in which "1" data is stored (preprogramming). Data "0" performed in this pre-program
Is performed by setting the drain voltage Vd to 6 V, for example, and is performed in the same manner as the above-described “0” writing.

【0062】また、プリプログラムでは、“0”書き込
みを2回に分け、かつ2回目のドレイン電圧Vdを1回
目のそれよりも低くして行っても良いが、そのようにす
る必要は必ずしもない。なぜならば、プリプログラムは
過消去を防止する手法であり、特に元来から電子がない
浮遊ゲ−トより、電子がさらに引き抜かれる(換言すれ
ば正孔が注入される)ことで、強力に正に帯電すること
を防止する手法であるためである。即ち電子がない浮遊
ゲ−トを無くすことで、上記の目的を達成できるためで
ある。
In the preprogramming, "0" writing may be divided into two times and the second drain voltage Vd may be set lower than that in the first time, but it is not always necessary to do so. . This is because preprogramming is a method for preventing over-erasing, and in particular, electrons are further extracted (in other words, holes are injected) from a floating gate which originally has no electrons, and thus strong pre-programming is performed. This is because it is a technique for preventing the toner from being charged. That is, the above object can be achieved by eliminating the floating gate without electrons.

【0063】次に、一括消去ブロック内の全てのセルに
デ−タ“0”が書き込まれ、プリプログラムステップを
終了したら、st.2へ進み、今度は一括消去ブロック
内のセルの全てに対して順次、デ−タ“1”を書き込む
(消去動作)。
Next, when data "0" is written to all cells in the batch erase block and the pre-program step is completed, st. The program proceeds to step 2, and data "1" is sequentially written to all the cells in the batch erase block (erase operation).

【0064】次いで、st.3に進み、“1”書き込み
が行われたセルからデ−タを読み出し、セルのしきい値
が所望値まで低下したかを検証する(消去ベリファ
イ)。所望値まで未達の場合(NG)、再度デ−タの消
去動作(st.2)に戻り、再度デ−タ“1”を書き込
む。このような動作を所望値に到達するまで繰り返す。
全てのセルのしきい値がデ−タ“1”となるべき所望値
に到達した場合(OK)、消去動作を終了する。
Next, st. Proceeding to 3, the data is read from the cell in which "1" has been written, and it is verified whether the threshold value of the cell has dropped to a desired value (erase verify). If the data does not reach the desired value (NG), the flow returns to the data erasing operation (st. 2) again, and data "1" is written again. Such an operation is repeated until the desired value is reached.
When the threshold values of all the cells have reached the desired values at which the data should be "1" (OK), the erase operation ends.

【0065】次に、st.4に進む。st.4はデ−タ
の書込動作である。記憶させたいデ−タに基いて、デ−
タ“0”、もしくはデ−タ“1”をセルに書き込む。こ
こで、デ−タ“0”の書き込みに、上述した“0”書き
込みを用いる。次いで、st.5に進み、書き込みが行
われたセルからデ−タを読み出し、セルのしきい値が所
望値まで低下、もしくは上昇したかを検証する(書込ベ
リファイ)。所望値まで未達の場合(NG)、再度デ−
タの書込動作(st.4)に戻るが、この時、st.6
に示すように、特にデ−タ“0”の書き込みを行ってい
る場合、ドレイン電圧を下げる動作を行う。例えば1回
目の“0”書き込みがドレイン電圧Vdを6Vとして行
われたならば、例えば2回目ではドレイン電圧Vdを5
Vとする。このようにドレイン電圧Vdを下げてから、
再度デ−タ“0”を書き込む。このような動作を所望値
に到達するまで繰り返す。全てのセルのしきい値が、所
望値に到達した場合(OK)書込動作を終了する。
Next, at st. Proceed to 4. st. 4 is a data write operation. Based on the data you want to store,
Data "0" or data "1" is written to the cell. Here, the above-mentioned "0" writing is used for writing the data "0". Then, st. Proceeding to step 5, data is read from the cell in which the writing has been performed, and it is verified whether the threshold value of the cell has decreased or increased to a desired value (write verification). If it does not reach the desired value (NG), the data
Data write operation (st. 4). 6
In particular, when data "0" is being written, an operation of lowering the drain voltage is performed. For example, if the first “0” write is performed with the drain voltage Vd being 6 V, for example, the drain voltage Vd is set to 5 in the second write
V. After lowering the drain voltage Vd in this way,
Data "0" is written again. Such an operation is repeated until the desired value is reached. When the threshold values of all cells have reached the desired values (OK), the write operation ends.

【0066】また、2回目の“0”書き込みでも、しき
い値が所望値まで到達しなかった場合には3回目の
“0”書き込みに入る。この時、3回目の“0”書き込
みに用いるドレイン電圧Vdは、2回目の“0”書き込
みに用いたドレイン電圧Vdをそのまま用いても構わな
い。そのようなセルは、製造時のばらつきにより、プロ
グラム特性が当初の設計値より多少ずれているセルであ
り、3回目の“0”書き込みの時、5極管領域での
“0”書き込みが行われる可能性を有している。しか
し、“0”書き込みとなるべきしきい値Vthには製造時
のばらつきを見込み、ある程度のマ−ジンを設定するこ
とで、そのような可能性を有するセルは、ほぼ皆無とで
きる。その上、1回目、2回目と3極管領域での“0”
書き込みが行われているため、3回目に生ずるであろう
5極管領域での“0”書き込みは、極めて電子の注入量
を小さくできる。それによって、界面準位の発生が抑制
される。このような観点から、現実的に見て、3回目以
降に生ずるであろう5極管領域での“0”書き込みは無
視しても差支えがないと考えられる。
If the threshold value does not reach the desired value even in the second "0" write, the third "0" write is started. At this time, as the drain voltage Vd used for the third “0” writing, the drain voltage Vd used for the second “0” writing may be used as it is. Such a cell is a cell whose program characteristic is slightly shifted from an initial design value due to a variation at the time of manufacturing. At the time of the third “0” writing, “0” writing is performed in the pentode region. Have the potential to be However, by estimating the threshold value Vth at which "0" is to be written and considering a variation at the time of manufacture, and setting a certain margin, almost no cells having such a possibility can be obtained. In addition, "0" in the first, second and triode regions
Since writing is performed, "0" writing in the pentode region, which will occur at the third time, can significantly reduce the amount of injected electrons. Thereby, the generation of the interface state is suppressed. From such a viewpoint, it is considered that there is no problem in ignoring "0" writing in the pentode region which would occur in the third and subsequent times from a practical viewpoint.

【0067】しかし、今後の技術の進展、例えば低電圧
動作化に伴い、上記マ−ジンの圧縮等の必要性が考慮さ
れることも考えられる。そこで、3回目におけるドレイ
ン電圧Vdを2回目のそれよりもさらに下げてから行う
ようにする。このようにすることで、5極管領域で
“0”書き込みが行われる可能性のあるセルを、さらに
減らすことができる。
However, it is conceivable that the necessity of the above-mentioned margin compression or the like may be considered as the technology advances in the future, for example, as the operation at a lower voltage is performed. Therefore, the third operation is performed after the drain voltage Vd is further lowered than that in the second operation. In this way, the number of cells to which “0” is likely to be written in the pentode region can be further reduced.

【0068】以上のような書込ベリファイを経て、全て
のセルのしきい値が、所望値に到達した場合(OK)、
書込動作を終了する。次に、この発明の第4の実施例に
ついて説明する。
When the threshold values of all the cells reach the desired values through the above-described write verification (OK),
The write operation ends. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0069】図11はプログラム特性とプログラムポイ
ントとの関係を示す図で、ドレイン電圧Vdを6Vのま
まで、制御ゲ−ト電圧Vcgを12Vから13Vへ昇圧
した場合を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between program characteristics and program points, and shows a case where the control gate voltage Vcg is increased from 12 V to 13 V while the drain voltage Vd is kept at 6 V.

【0070】制御ゲ−ト電圧Vcgを12Vから13V
へ昇圧すると、変極点Aの位置を、よりセルしきい値V
thの高い方向へシフトすることができる。このことか
ら、制御ゲ−ト電圧Vcgを高めることで、プログラム
ポイントBを変極点A以下とでき、5極管領域での
“0”書き込みを防止することができる。
The control gate voltage Vcg is changed from 12 V to 13 V
When the voltage is boosted to
It is possible to shift to the higher th direction. From this, by increasing the control gate voltage Vcg, the program point B can be set to the inflection point A or lower, and "0" writing in the pentode region can be prevented.

【0071】このようにデバイスそのものの構造、例え
ば制御ゲ−トと浮遊ゲ−トとの間のカップリング比など
を変えなくても、“0”書き込み時の制御ゲ−トへの供
給電圧を変更することでプログラム特性を変えることが
できる。
As described above, without changing the structure of the device itself, for example, the coupling ratio between the control gate and the floating gate, the supply voltage to the control gate at the time of writing "0" can be reduced. By changing it, the program characteristics can be changed.

【0072】また、その他の例としては、セルのチャネ
ルドーブ(例えばボロン)の量を変更することでもプロ
グラム特性を変えることができる。例えばチャネルドー
ブの量を多めにすると、図11に準ずる傾向を持つプロ
グラム特性を得ることができ、プログラムポイントBを
変極点A以下とすることができる。
As another example, the program characteristics can be changed by changing the amount of channel dove (for example, boron) of the cell. For example, if the amount of the channel dove is increased, a program characteristic having a tendency similar to that of FIG. 11 can be obtained, and the program point B can be set to the inflection point A or lower.

【0073】上記複数の実施例により説明してきたこの
発明によれば、5極管領域での“0”書き込み、即ち浮
遊ゲ−トへの電子の注入を極力無くし、3極管領域での
“0”書き込みを行い、かつ3極管領域において浮遊ゲ
−トへの電子の注入を完了することで、書換回数の増加
に伴ったセルコンダクタンスの劣化、そしてセル電流の
減少という問題を解決することができる。このため、長
い期間、誤読み出しの問題も生ずることなく安定したデ
−タの読み出しを行え、信頼性が高い上に、寿命の長い
不揮発性半導体記憶装置を得ることができる。
According to the present invention which has been described with reference to the plurality of embodiments, the "0" writing in the pentode region, that is, the injection of electrons into the floating gate is minimized, and the "0" writing in the triode region is minimized. To solve the problems of deterioration of cell conductance due to increase in the number of times of rewriting and reduction of cell current by completing "0" writing and completing injection of electrons into the floating gate in the triode region. Can be. Therefore, stable data reading can be performed without causing a problem of erroneous reading for a long period, and a nonvolatile semiconductor memory device having high reliability and long life can be obtained.

【0074】さらに、ウインドウナロウウィング現象に
ついても、特に“0”書き込みセルのしきい値が低下す
る点を改善できる。また、消去ブロックが複数に分割さ
れている装置においては、この発明を適用することによ
り、消去ブロック間にデ−タ書換回数の偏在があったと
しても、その偏在に起因したセル間の特性のばらつき量
の軽減を達成でき、その効果をより顕著に得ることがで
きる。
Further, with respect to the window narrow wing phenomenon, the point that the threshold value of the "0" write cell is lowered can be particularly improved. In a device in which an erase block is divided into a plurality of blocks, by applying the present invention, even if the number of times of data rewriting is unevenly distributed between erase blocks, the characteristics between cells due to the uneven distribution can be improved. The variation amount can be reduced, and the effect can be more remarkably obtained.

【0075】また、消去ブロックが複数に分割され、か
つデ−タのリフレッシュを行う装置においては、まず、
上記同様デ−タ書換回数の偏在に起因したセル間の特性
のばらつき量を軽減できる。さらにリフレッシュを行う
ことによって“0”書き込み回数が増加したとしても、
セルコンダクタンスの劣化、そしてセル電流の減少とい
う問題を解消でき、装置の寿命を延ばすことができる。
In an apparatus in which an erase block is divided into a plurality of pieces and data is refreshed, first,
As described above, the amount of variation in characteristics between cells due to uneven distribution of the number of times of data rewriting can be reduced. Even if the number of times of “0” writing is increased by performing further refreshing,
The problem of deterioration of cell conductance and reduction of cell current can be solved, and the life of the device can be extended.

【0076】また、第2の実施例により説明したよう
に、書換回数の増加に伴ってセルのプログラム特性が劣
化するのに合わせて、“0”書き込みパルス幅を増加さ
せることで、所望のセルしきい値Vthに極力速く到達さ
せることができる。このため、上記の効果が得られる上
に、さらに書換回数の増加に伴う書込時間の延長を防止
でき、長い期間にわたって高速に動作し得る、という効
果を得ることができる。
As described in the second embodiment, the desired cell is increased by increasing the "0" write pulse width in accordance with the deterioration of the program characteristic of the cell as the number of rewrites increases. The threshold value Vth can be reached as quickly as possible. For this reason, in addition to the above effects, it is possible to prevent the writing time from being prolonged due to the increase in the number of rewrites, and to operate at high speed over a long period.

【0077】また、第3の実施例により説明したよう
に、所望のセルしきい値が、本願発明者によって見出だ
されたプログラム特性の変極点におけるセルしきい値よ
り高い場合、“0”書き込みを分割して行うことで、5
極管領域での“0”書き込みを極力少なくすることがで
き、上記同様、信頼性が高い上に、寿命の長い不揮発性
半導体記憶装置を得ることができる。
Further, as described in the third embodiment, when the desired cell threshold is higher than the cell threshold at the inflection point of the program characteristic found by the present inventor, "0" is set. By dividing the writing, 5
"0" writing in the arc tube region can be reduced as much as possible, and as described above, a nonvolatile semiconductor memory device having high reliability and long life can be obtained.

【0078】また、第3の実施例を変形し、2回目の
“0”書き込みに用いるドレイン電圧Vdを、1回目の
それよりも低くすることで、さらに5極管領域での
“0”書き込みを少なくでき、信頼性の向上と寿命の延
長という効果を、より顕著に得ることができる。
Further, the third embodiment is modified to make the drain voltage Vd used for the second "0" write lower than that of the first "0" write, thereby further writing the "0" in the pentode region. And the effects of improving reliability and extending the life can be more remarkably obtained.

【0079】また、第4の実施例により説明したよう
に、“0”書き込みに用いる制御ゲ−ト電圧の電圧量、
あるいはセルのチャネルド−プ量を変えることで、プロ
グラム特性を調節することができ、所望のセルしきい値
を、上記変極点におけるしきい値より低くすることがで
きる。これらのような手法は、様々な構造のセルでも、
3極管領域での“0”書き込みを常に行えるようにする
ための手法として、有用である。
Further, as described in the fourth embodiment, the amount of the control gate voltage used for writing "0"
Alternatively, the program characteristic can be adjusted by changing the channel drop amount of the cell, and the desired cell threshold can be made lower than the threshold at the inflection point. Techniques like these can be used for cells of various structures,
This is useful as a method for constantly performing “0” writing in the triode region.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、書換回数の増加に伴ったセルのトランスコンダクタ
ンスの劣化を防止でき、信頼性の高い不揮発性半導体記
憶装置およびそのプログラム方法を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the transconductance of the cell due to the increase in the number of rewrites, and to provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device and its programming method. .

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

【図1】図1はこの発明の第1の実施例を説明するため
の図で、(a)図はメモリセルの断面図、(b)図は浮
遊ゲ−トの電位と浮遊ゲ−ト電流との関係を示す図。
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view of a memory cell, and FIG. 1B is a diagram showing the potential and the floating gate of a floating gate. The figure which shows the relationship with an electric current.

【図2】図2はプログラム電圧パルス幅とセルしきい値
Vthとの関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a program voltage pulse width and a cell threshold Vth.

【図3】図3はプログラム電圧パルス幅とセル電流の減
少量との関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a program voltage pulse width and a decrease amount of a cell current;

【図4】図4はメモリセル中の界面準位を示す図であ
り、(a)図はセルが5極管領域で動作した時を示す
図、(b)図はセルが3極管領域で動作した時を示す
図。
4A and 4B are diagrams showing an interface state in a memory cell. FIG. 4A is a diagram showing a case where the cell operates in a pentode region, and FIG. 4B is a diagram showing that the cell is in a triode region. FIG.

【図5】図5はこの発明を実施するのに好適な不揮発性
半導体記憶装置の第1の例を概略的に示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a first example of a nonvolatile semiconductor memory device suitable for carrying out the present invention;

【図6】図6はこの発明を実施するのに好適な不揮発性
半導体記憶装置の第2の例を概略的に示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a second example of a nonvolatile semiconductor memory device suitable for carrying out the present invention;

【図7】図7はこの発明の第2の実施例を説明するため
のプログラム電圧パルス幅とセルしきい値Vthとの関係
を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a program voltage pulse width and a cell threshold Vth for explaining a second embodiment of the present invention;

【図8】図8はこの発明の第2の実施例に係るフロ−チ
ャ−ト。
FIG. 8 is a flowchart according to a second embodiment of the present invention.

【図9】図9はこの発明の第3の実施例を説明するため
の図で、(a)図は“0”書き込みしきい値ポイントB
と変極点Aとの関係を示す図、(b)図はドレイン電圧
が異なった状態をそれぞれを示す図。
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a third embodiment of the present invention. FIG. 9A is a diagram illustrating a “0” write threshold point B.
FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the inflection point A and the inflection point A. FIG.

【図10】図10はこの発明の第3の実施例に係るフロ−
チャ−ト。
FIG. 10 is a flow chart according to a third embodiment of the present invention.
Chart.

【図11】図11はこの発明の第4の実施例を説明するた
めのプログラム電圧パルス幅とセルしきい値Vthとの関
係を示す図。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a program voltage pulse width and a cell threshold value Vth for explaining a fourth embodiment of the present invention;

【図12】図12はデ−タの書込/消去を行うことのでき
る不揮発性半導体記憶装置の典型的なメモリセルの断面
図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a typical memory cell of a nonvolatile semiconductor memory device capable of writing / erasing data.

【図13】図13はウインドウナロウウィングを示す図。FIG. 13 is a view showing a window narrow wing.

【図14】図14はセル電流の低下を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a decrease in cell current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…P型シリコン基板、2…N型ソ−ス領域、3…N型
ドレイン領域、4…チャネル領域、5…第1ゲ−ト絶縁
膜、6…浮遊ゲ−ト、7…第2ゲ−ト絶縁膜、8…制御
ゲ−ト、9…界面準位、10…Vpp電圧発生/供給回
路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type silicon substrate, 2 ... N type source region, 3 ... N type drain region, 4 ... channel region, 5 ... 1st gate insulating film, 6 ... floating gate, 7 ... 2nd gate -Gate insulating film, 8 ... control gate, 9 ... interface state, 10 ... Vpp voltage generation / supply circuit.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基体、この基体中に
形成された第2導電型の第1、第2の半導体領域、これ
ら第1、第2の半導体領域相互間の前記基体中に規定さ
れたチャネル領域、このチャネル領域上に第1の絶縁層
を介して形成された電荷蓄積層、およびこの電荷蓄積層
上に第2の絶縁層を介して形成された電極層とで構成さ
れるメモリセルと、前記第1の半導体領域に第1の電位を与える回路と、 前記第2の半導体領域に前記第1の電位より低い第2の
電位を与える回路と、 前記第1の半導体領域に前記第1の電位および前記第2
の半導体領域に前記第2の電位を与えた状態で、前記電
極層に前記第2の電位より高い第3の電位を与え、かつ
前記電荷蓄積層の電位が前記第1の電位以上となってい
る状態で、前記電荷蓄積層への電荷の注入を完了させる
回路と を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶
装置。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, first and second semiconductor regions of a second conductivity type formed in the substrate, and the substrate between the first and second semiconductor regions. A charge storage layer formed on the channel region via a first insulating layer, and an electrode layer formed on the charge storage layer via a second insulating layer. A memory cell, a circuit for applying a first potential to the first semiconductor region, and a second cell lower than the first potential to the second semiconductor region.
A circuit for applying a potential, the first potential and the second potential to the first semiconductor region.
With the second potential applied to the semiconductor region of
Applying a third potential higher than the second potential to the pole layer; and
The potential of the charge storage layer is equal to or higher than the first potential;
Complete the injection of charges into the charge storage layer
And a circuit .
【請求項2】 第1導電型の半導体基体、この基体中に
形成された第2導電型の第1、第2の半導体領域、これ
ら第1、第2の半導体領域相互間の前記基体中に規定さ
れたチャネル領域、このチャネル領域上に第1の絶縁層
を介して形成された電荷蓄積層、およびこの電荷蓄積層
上に第2の絶縁層を介して形成された電極層とで構成さ
れるメモリセルを具備する不揮発性半導体記憶装置のプ
ログラム方法において、 前記第1の半導体領域に第1の電位を与え、前記第2の
半導体領域に前記第1の電位より低い第2の電位を与
え、前記電極層に前記第2の電位より高い第3の電位を
与えることで前記メモリセルを導通させ、前記電荷蓄積
層の電位が前記第1の電位以上となっている状態で、前
電荷蓄積層への電荷の注入を完了させることを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置のプログラム方法。
2. A semiconductor substrate of a first conductivity type, first and second semiconductor regions of a second conductivity type formed in the substrate, and a semiconductor substrate between the first and second semiconductor regions. A charge storage layer formed on the channel region via a first insulating layer, and an electrode layer formed on the charge storage layer via a second insulating layer. A method for programming a nonvolatile semiconductor memory device having memory cells, comprising: applying a first potential to the first semiconductor region; and applying a second potential lower than the first potential to the second semiconductor region. the memory cell is conductive, while the potential of the charge storage layer is equal to or greater than the first potential, said charge storage by providing higher third potential than the second potential to the electrode layer JP to complete the injection of charges into the layer Programming method of a nonvolatile semiconductor memory device according to.
【請求項3】 第1導電型の半導体基体、この基体中に
形成された第2導電型の第1、第2の半導体領域、これ
ら第1、第2の半導体領域相互間の前記基体中に規定さ
れたチャネル領域、このチャネル領域上に第1の絶縁層
を介して形成された電荷蓄積層、およびこの電荷蓄積層
上に第2の絶縁層を介して形成された電極層とで構成さ
れるメモリセルと、前記第1の半導体領域に第1の電位を与える回路と、 前記第2の半導体領域に前記第1の電位より低い第2の
電位を与える回路と、 前記第1の半導体領域に前記第1の電位、および前記第
2の半導体領域に前記第2の電位を与えた状態で、前記
電極層に前記第2の電位より高い第3の電位を与え、か
つ前記電荷蓄積層の電位が前記第1の電位以上となって
いる状態で第1回目の電荷の注入を行い、前記第1の半
導体領域に第1の電位より低い第4の電位を与えること
で第2回目の電荷の注入を行って、前記電荷蓄積層への
電荷の注入を完了させる回路と を具備することを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
3. A semiconductor substrate of a first conductivity type, first and second semiconductor regions of a second conductivity type formed in the substrate, and a semiconductor substrate between the first and second semiconductor regions. A charge storage layer formed on the channel region via a first insulating layer, and an electrode layer formed on the charge storage layer via a second insulating layer. A memory cell, a circuit for applying a first potential to the first semiconductor region, and a second cell lower than the first potential to the second semiconductor region.
A circuit for applying a potential, the first potential to the first semiconductor region,
In a state where the second potential is applied to the second semiconductor region,
Applying a third potential higher than the second potential to the electrode layer;
When the potential of the charge storage layer is higher than the first potential,
The first charge injection is performed in the state where
Applying a fourth potential lower than the first potential to the conductor region;
The second charge injection is performed in
A circuit for completing injection of electric charge .
【請求項4】 第1導電型の半導体基体、この基体中に
形成された第2導電型の第1、第2の半導体領域、これ
ら第1、第2の半導体領域相互間の前記基体中に規定さ
れたチャネル領域、このチャネル領域上に第1の絶縁層
を介して形成された電荷蓄積層、およびこの電荷蓄積層
上に第2の絶縁層を介して形成された電極層とで構成さ
れるメモリセルが配列されたメモリセルアレイと、 前記電荷蓄積層に電荷が注入されたメモリセルのアドレ
スを格納する記憶部を有し、この記憶部に格納されたア
ドレスに基いて、前記電荷蓄積層に電荷が注入されたメ
モリセルに対し、再度電荷を注入してデータをリフレッ
シュするリフレッシュ回路とを具備することを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
4. A semiconductor substrate of a first conductivity type, wherein
Formed first and second semiconductor regions of second conductivity type,
Defined in the substrate between the first and second semiconductor regions.
Channel region, a first insulating layer on the channel region
Charge storage layer formed through
And an electrode layer formed thereon with a second insulating layer interposed therebetween.
Memory cell array in which memory cells to be arranged are arranged , and addresses of memory cells in which electric charges are injected into the electric charge storage layer.
A storage unit for storing the
Based on the dress, the charge is injected into the charge storage layer.
The charge is injected again into the memory cell to refresh the data.
And a refresh circuit for switching
Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項5】 プログラム電圧を、消去ブロック内のメ
モリセルの制御ゲートに所定の時間供給して、消去ブロ
ック内のメモリセルにデータをプリプログラムする工程
と、 前記データがプリプログラムされたメモリセルからデー
タを消去する工程と、前記データが消去されたメモリセ
ルに、記憶させたいデータを書き込む工程と、 前記記憶させたいデータをメモリセルに書き込んだ後、
データの書換回数を更新する工程とを具備し、 前記プログラム電圧を、消去ブロック内のメモリセルの
制御ゲートに供給する所定の時間は、前記データの書換
回数に応じて、増加されることを特徴とする不 揮発性半
導体記憶装置のプログラム方法。
5. The program voltage, main in erase block
It is supplied to the control gate of the memory cell for a predetermined time to
For pre-programming data into memory cells in a memory block
When, data from a memory cell in which the data has been pre-programmed
Erasing the data, and the memory cell from which the data has been erased.
Writing the data to be stored in the memory cell, and after writing the data to be stored in the memory cell,
Updating the number of times data is rewritten , and
The predetermined time supplied to the control gate is determined by rewriting the data.
Depending on the number of nonvolatile half, characterized in that the increased
A method for programming a conductor storage device.
【請求項6】 消去ブロック内のメモリセルに、データ
をプリプログラムする工程と、 前記データがプリプログラムされたメモリセルからデー
タを消去する工程と、前記データが消去されたメモリセ
ルに、このメモリセルのドレイン電圧を第1の電圧とし
た状態で、記憶させたいデータを書き込む工程と、 前記データを書き込んだメモリセルからデータを読み出
し、前記記憶させたいデータが正常に書き込まれている
か否かを判断し、前記記憶させたいデータが正常に書き
込まれていない、と判断された場合、前記メモリセルの
ドレイン電圧を前記第1の電圧よりも低い第2の電圧と
して、前記記憶させたいデータを再度書き込む工程とを
具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置のプ
ログラム方法。
6. Data is stored in a memory cell in an erase block.
Pre-programming the data from a memory cell in which the data is pre-programmed.
Erasing the data, and the memory cell from which the data has been erased.
The drain voltage of this memory cell as the first voltage.
Writing data to be stored, and reading data from the memory cells to which the data has been written.
And the data to be stored is normally written
Whether or not the data to be stored is written correctly.
If it is determined that the memory cell is not
A second voltage lower than the first voltage;
And writing the data to be stored again.
A nonvolatile semiconductor memory device
Program method.
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