JP3448045B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP3448045B2
JP3448045B2 JP2002027228A JP2002027228A JP3448045B2 JP 3448045 B2 JP3448045 B2 JP 3448045B2 JP 2002027228 A JP2002027228 A JP 2002027228A JP 2002027228 A JP2002027228 A JP 2002027228A JP 3448045 B2 JP3448045 B2 JP 3448045B2
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write
control
memory cell
circuit
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智▲晴▼ 田中
佳久 岩田
寧夫 伊藤
正樹 百冨
富士雄 舛岡
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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、電気的書替え可能
な不揮発性半導体記憶装置(EEPROM)に係り、特
にNANDセル構成のメモリセルアレイを有するEEP
ROMに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM), and more particularly to an EEP having a memory cell array of NAND cell structure.
Regarding ROM.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMの一つとして、高集積化が
可能なNANDセル型EEPROMが知られている。こ
れは、複数のメモリセルをそれらのソース,ドレインを
隣接するもの同士で共用する形で直列接続して一単位と
してビット線に接続するものである。メモリセルは通常
電荷蓄積層と制御ゲートが積層されたFETMOS構造
を有する。メモリセルアレイは、p型基板またはn型基
板に形成されたp型ウェル内に集積形成される。NAN
Dセルのドレイン側は選択ゲートを介してビット線に接
続され、ソース側はやはり選択ゲートを介してソース線
(基準電位配線)に接続される。メモリセルの制御ゲー
トは、行方向に連続的に配設されてワード線となる。
2. Description of the Related Art A NAND cell type EEPROM capable of high integration is known as one of EEPROMs. This is to connect a plurality of memory cells in series such that their sources and drains are shared by adjacent ones and connect them to a bit line as a unit. The memory cell usually has a FETMOS structure in which a charge storage layer and a control gate are stacked. The memory cell array is integrally formed in a p-type well formed on a p-type substrate or an n-type substrate. NAN
The drain side of the D cell is connected to the bit line via the selection gate, and the source side is also connected to the source line (reference potential wiring) via the selection gate. The control gates of the memory cells are continuously arranged in the row direction to form word lines.

【0003】このNANDセル型EEPROMの動作は
次の通りである。データ書込みの動作は、ビット線から
最も離れた位置のメモリセルから順に行う。選択された
メモリセルの制御ゲートには高電圧Vpp(=20V程
度)を印加し、それよりビット線側にあるメモリセルの
制御ゲートおよび選択ゲートには中間電位VppM (=1
0V程度)を印加し、ビット線にはデータに応じて0V
または中間電位を与える。ビット線に0Vが与えられた
時、その電位は選択メモリセルのドレインまで伝達され
て、ドレインから浮遊ゲートに電子注入が生じる。これ
によりその選択されたメモリセルのしきい値は正方向に
シフトする。この状態をたとえば“1”とする。ビット
線に中間電位が与えられたときは電子注入が起こらず、
従ってしきい値は変化せず、負に止まる。この状態は
“0”である。
The operation of this NAND cell type EEPROM is as follows. The data write operation is performed in order from the memory cell farthest from the bit line. A high voltage Vpp (about 20 V) is applied to the control gate of the selected memory cell, and an intermediate potential VppM (= 1) is applied to the control gate and the select gate of the memory cell on the bit line side.
0V) is applied, and 0V is applied to the bit line according to the data.
Alternatively, an intermediate potential is applied. When 0V is applied to the bit line, the potential is transmitted to the drain of the selected memory cell, and electrons are injected from the drain to the floating gate. This shifts the threshold value of the selected memory cell in the positive direction. This state is, for example, "1". When an intermediate potential is applied to the bit line, electron injection does not occur,
Therefore, the threshold value does not change and remains negative. This state is "0".

【0004】データ消去は、NANDセル内のすべての
メモリセルに対して同時に行われる。すなわち全ての制
御ゲート,選択ゲートを0Vとし、ビット線およびソー
ス線を浮遊状態として、p型ウェルおよびn型基板に高
電圧20Vを印加する。これにより、全てのメモリセル
で浮遊ゲートの電子がp型ウェルに放出され、しきい値
は負方向にシフトする。
Data erasing is performed simultaneously on all memory cells in the NAND cell. That is, all control gates and select gates are set to 0V, the bit lines and the source lines are set in a floating state, and a high voltage of 20V is applied to the p-type well and the n-type substrate. As a result, in all memory cells, electrons in the floating gate are emitted to the p-type well, and the threshold value shifts in the negative direction.

【0005】データ読出し動作は、選択されたメモリセ
ルの制御ゲートを0Vとし、それ以外のメモリセルの制
御ゲートおよび選択ゲートを電源電位Vcc(=5V)と
して、選択メモリセルで電流が流れるか否かを検出する
ことにより行われる。 以上の動作説明から明らかなよ
うに、NANDセル型EEPROMでは、書込みおよび
読出し動作時には非選択メモリセルは転送ゲートとして
作用する。この観点から、書込みがなされたメモリセル
のしきい値電圧には制限が加わる。たとえば、“1”書
込みされたメモリセルのしきい値の好ましい範囲は、
0.5〜3.5V程度となる。データ書込み後の経時変
化,メモリセルの製造パラメータのばらつきや電源電位
のばらつきを考慮すると、データ書込み後のしきい値分
布はこれより小さい範囲であることが要求される。
In the data read operation, the control gate of the selected memory cell is set to 0V, the control gates and the selection gates of the other memory cells are set to the power supply potential Vcc (= 5V), and whether or not a current flows in the selected memory cell. It is performed by detecting whether or not. As is clear from the above description of the operation, in the NAND cell type EEPROM, the non-selected memory cell acts as a transfer gate during the write and read operations. From this point of view, the threshold voltage of the programmed memory cell is limited. For example, the preferable range of the threshold value of a memory cell programmed with "1" is:
It becomes about 0.5 to 3.5V. Considering changes with time after data writing, variations in manufacturing parameters of memory cells, and variations in power supply potential, the threshold distribution after data writing is required to be in a smaller range.

【0006】しかしながら、従来のような、書込み電位
および書込み時間を固定して全メモリセルを同一条件で
データ書き込みする方式では、“1”書込み後のしきい
値範囲を許容範囲に収めることが難しい。たとえばメモ
リセルは製造プロセスのばらつきからその特性にもばら
つきが生じる。従って書き込み特性を見ると、書込まれ
やすいメモリセルと書込まれにくいメモリセルがある。
従来はこれに対して、書込まれにくいメモリセルに十分
に書込まれるように、書込み時間に余裕を持たせて全メ
モリセルを同一条件で書込むという事が一般に行われて
いる。これでは、書込まれ易いメモリセルには必要以上
に書込まれ、しきい値電圧が許容範囲を越えて高くなっ
てしまう。
However, it is difficult to keep the threshold value range after "1" writing within the permissible range in the conventional method in which the write potential and the write time are fixed and data is written in all the memory cells under the same condition. . For example, the characteristics of memory cells vary due to variations in the manufacturing process. Therefore, looking at the write characteristics, there are memory cells that are easy to write and memory cells that are hard to write.
In contrast to this, conventionally, it is generally performed that all memory cells are written under the same condition with an allowance in writing time so that writing is sufficiently performed in a memory cell that is difficult to write. In this case, the memory cells that are easy to write are written more than necessary, and the threshold voltage exceeds the allowable range and becomes high.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のN
ANDセル型EEPROMでは、データ書込みの際、メ
モリセルが転送ゲートとして作用することから制限され
る許容しきい値範囲に収めることが難しい、という問題
があった。
As described above, the conventional N
In the AND cell type EEPROM, there is a problem that it is difficult to keep the memory cell within the allowable threshold range which is limited because the memory cell acts as a transfer gate when writing data.

【0008】本発明は、書込み状態のメモリセルのしき
い値分布を小さくする事を可能としたNANDセル型の
EEPROMを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a NAND cell type EEPROM capable of reducing the threshold distribution of a memory cell in a written state.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決し目
的を達成するために、本発明は以下に示す手段を用いて
いる。
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention uses the following means.

【0010】各々が電荷蓄積部を持ったトランジスタを
有する多数のメモリセルからなるメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイに接続され、(i)前記メモリセ
ルの各々に印加される制御書込み電圧を定義する第1ま
たは第2の論理レベルのデータをデータ格納部に格納
し、(ii)前記データ格納部に格納されたデータに応
じて前記メモリセルの各々に前記制御書込み電圧を印加
し、(iii)前記メモリセルの実際の書込み状態を検
知し、(iv)充分に書込みがなされていないと検知さ
れたメモリセルに対応する前記格納部に格納されたデー
タを前記第1の論理レベルに設定し書き込みを促進し、
書込みが充分行われたと検知されたメモリセルに対応す
る前記格納部に格納されたデータを前記第2の論理レベ
ルに設定し書き込みを抑制する多数のプログラミング制
御回路と、前記多数のプログラミング制御回路に接続さ
れ、前記データを個別に検出するために前記多数のプロ
グラミング制御回路に供給されるデータ出力制御信号を
発生するデータ出力制御信号発生器と、前記多数のプロ
グラミング制御回路に接続され、前記全てのデータが前
記第2の論理レベルにある場合、ベリファイ終了信号を
発生するデータ検出器とを具備し、前記データ検出器の
データ検出タイミングは前記データ出力制御信号発生器
から発生される前記データ出力制御信号と同期している
不揮発性半導体記憶装置。
A memory cell array composed of a large number of memory cells each having a transistor having a charge storage portion;
A first or a first memory cell connected to the memory cell array and defining (i) a control write voltage applied to each of the memory cells.
Other stores data of a second logic level to the data storage unit, the control write voltage is applied to each of said memory cells in accordance with the data stored in the data storage unit (ii), (iii) the The actual write state of the memory cell is detected, and (iv) it is detected that writing has not been completed sufficiently.
Stored in the storage unit corresponding to the stored memory cell.
Setting the data to the first logic level to facilitate writing,
Corresponds to the memory cells that are detected to have been sufficiently written.
The data stored in the storage unit according to the second logical level
Many programming systems that are set to
And control circuitry, connected to said number of programming the control circuit, and a data output control signal generator for generating a data output control signal supplied to the plurality of programming the control circuit in order to detect the data separately, the number is connected to the programming control circuit, all the data the previous
When in the serial second logic level, comprising a data detector for generating a verification end signal, the data output control signal data detection timing of the data detector is generated from the data output control signal generator and Non-volatile semiconductor memory device synchronized.

【0011】また、各々が電荷蓄積部を持ったトランジ
スタを有する多数のメモリセルからなるメモリセルアレ
イと、前記メモリセルアレイに接続され、前記メモリセ
ルの選択と選択したメモリセルへの書込み電圧の印加を
制御する多数のプログラミング制御回路と、前記メモリ
セルアレイに接続され、前記多数のプログラミング制御
回路と組み合わされ、(i)前記プログラミング制御回
路により選択されたメモリセルの各々に印加される書込
み制御電圧を定義する第1、第2論理レベルの書込み制
御データを格納し、(ii)前記メモリセルの各々に前
記書込み制御電圧を印加し、(iii)前記メモリセル
の実際の書込み状態を検知し、(iv)データが充分に
書込まれたメモリセルに対応するデータ回路において格
納されている書込み制御データの論理レベルを前記第1
論理レベルから前記第2論理レベルに修正し、(v)デ
ータが充分に書込まれていないメモリセルに対応するデ
ータ回路において格納されている書込み制御データの論
理レベルを前記第1論理レベルのまま維持し、(vi)
前記第2論理レベルを格納するデータ回路に格納されて
いる書込み制御データを前記第2論理レベルに維持する
多数のデータ回路と、前記多数のデータ回路に接続さ
れ、前記書込み制御データを選択的に検出するために前
記多数のデータ回路に供給されるアドレス信号を発生す
るアドレス信号発生器と、前記多数のデータ回路に接続
され、前記全ての書込み制御データが前記第2の論理レ
ベルにあるか否かを判定し、前記全ての書込み制御デー
タが前記第2の論理レベルにあることが検出されると、
ベリファイ終了信号を発生するデータ検出器とを具備
し、前記データ検出器のデータ検出タイミングは前記ア
ドレス信号発生器から発生される前記アドレス信号と同
期している不揮発性半導体記憶装置。
Further, a memory cell array composed of a large number of memory cells each having a transistor having a charge storage portion, and a memory cell connected to the memory cell array, for selecting the memory cell and applying a write voltage to the selected memory cell. A plurality of programming control circuits for controlling the memory cell array, combined with the plurality of programming control circuits, and (i) defining a write control voltage applied to each of the memory cells selected by the programming control circuits. Write control data of the first and second logic levels to be stored, (ii) applying the write control voltage to each of the memory cells, (iii) detecting an actual write state of the memory cell, and (iv) ) Writing that is stored in a data circuit corresponding to a memory cell in which data has been sufficiently written The logic level of the control data first
The logic level is modified from the logic level to the second logic level, and (v) the logic level of the write control data stored in the data circuit corresponding to the memory cell in which the data is not sufficiently written remains the first logic level. Keep (vi)
A plurality of data circuits that maintain the write control data stored in the data circuit that stores the second logic level at the second logic level and a plurality of data circuits that are connected to the plurality of data circuits to selectively write the write control data. An address signal generator for generating an address signal supplied to the plurality of data circuits for detection, and whether all the write control data are connected to the plurality of data circuits and are at the second logic level. And it is detected that all the write control data are at the second logic level,
A non-volatile semiconductor memory device, comprising: a data detector that generates a verify end signal, wherein the data detection timing of the data detector is synchronized with the address signal generated from the address signal generator.

【0012】本発明によれば、書込みベリファイ制御を
行うことにより、1回のデータ書込み時間を短くして、
最終的に書き込まれたメモリセルのしきい値分布を小さ
いものとして信頼性向上を図ったNANDセル型のEE
PROMを提供することができる。
According to the present invention, the write verify control is performed to shorten the data write time once,
NAND cell type EE in which reliability is improved by reducing the threshold distribution of the finally written memory cell
A PROM can be provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る不揮発性半導体記憶装置の実施形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】第1実施形態 図1は一実施形態におけるNANDセル型EEPROM
の構成を示している。図では、番地選択を行うためのア
ドレスバッファおよび行,列のアドレスデコーダ等は省
略して、書込みベリファイ動作に関係する部分の構成を
示している。メモリセルアレイ2に対して、データ書込
みおよび読出しを行うためにデータラッチ回路5および
センスアンプ回路1が設けられている。これらセンスア
ンプ回路1,データラッチ回路5はデータ入出力バッフ
ァ4につながる。制御ゲート制御回路6は、メモリセル
アレイ2の制御ゲート線にデータ書込み,消去,読出し
およびベリファイの各動作に対応して所定の制御信号を
出力するものである。データラッチ回路5とセンスアン
プ回路2は、書込みベリファイ動作時には、列アドレス
発生回路7から出力される列アドレスにしたがってセン
ス動作と再書き込みすべきデータのラッチを行う。デー
タ比較回路3はやはりベリファイ動作時、データラッチ
回路5にラッチされた書込みデータと、センスアンプ回
路1により読み出されたデータの一致を列アドレスごと
に比較検出し、その結果をラッチする機能を有する。こ
の比較回路3の出力は出力バッファ8を介してベリファ
イ終了検知回路9に導かれる。データラッチ回路5にラ
ッチされた書込むべきデータにしたがって書込み操作が
行われた後に、制御回路6による書込みベリファイ動作
を行って、書込みデータがすべて所望のしきい値分布内
に入っている場合にはこのベリファイ終了検知回路9に
より、データ書込み終了の信号が得られる。データ書込
み終了信号が出ない場合には、再度データ書込み動作を
行い、ベリファイ動作を繰り返すことになる。
First Embodiment FIG. 1 shows a NAND cell type EEPROM according to one embodiment.
Shows the configuration of. In the figure, an address buffer for address selection, row and column address decoders, and the like are omitted, and a configuration of a portion related to a write verify operation is shown. A data latch circuit 5 and a sense amplifier circuit 1 are provided for writing and reading data to and from the memory cell array 2. The sense amplifier circuit 1 and the data latch circuit 5 are connected to the data input / output buffer 4. The control gate control circuit 6 outputs a predetermined control signal to the control gate line of the memory cell array 2 in response to data write, erase, read and verify operations. During the write verify operation, the data latch circuit 5 and the sense amplifier circuit 2 perform the sensing operation and the latch of the data to be rewritten according to the column address output from the column address generating circuit 7. The data comparison circuit 3 also has a function of comparing and detecting, for each column address, a match between the write data latched by the data latch circuit 5 and the data read by the sense amplifier circuit 1 during the verify operation, and latching the result. Have. The output of the comparison circuit 3 is guided to the verification end detection circuit 9 via the output buffer 8. When the write verify operation is performed by the control circuit 6 after the write operation is performed according to the data to be written latched in the data latch circuit 5 and all the write data are within the desired threshold distribution. The verify end detection circuit 9 obtains a data write end signal. When the data write end signal is not output, the data write operation is performed again and the verify operation is repeated.

【0015】図2の(a)、(b)は、メモリセルアレ
イの一つのNANDセル部分の平面図と等価回路図であ
り、図3の(a)、(b)はそれぞれ図2(a)のA―
A′およびB−B′断面図である。素子分離酸化膜12
で囲まれたp型シリコン基板(またはp型ウェル)11
に複数のNANDセルからなるメモリセルアレイが形成
されている。一つのNANDセルに着目して説明すると
この実施形態では、8個のメモリセルM〜Mが直列
接続されて一つのNANDセルを構成している。メモリ
セルはそれぞれ、基板11にゲート絶縁膜13を介して
浮遊ゲート14(14,14,…,14)が形成
され、この上に層間絶縁膜15を介して制御ゲート16
(16,16,…,16)が形成されて、構成さ
れている。これらのメモリセルのソース,ドレインであ
るn型拡散層19は隣接するもの同志共用する形で、メ
モリセルが直列接続されている。NANDセルのドレイ
ン側,ソース側には夫々、メモリセルの浮遊ゲート,制
御ゲートと同時に形成された選択ゲート14,16
および1410,1610が設けられている。素子形成
された基板上はCVD酸化膜17により覆われ、この上
にビット線18が配設されている。ビット線18はNA
NDセルの一端のドレイン側拡散層19にはコンタクト
させている。行方向に並ぶNANDセルの制御ゲート1
4は共通に制御ゲート線CG,CG,…,CG
して配設されている。これら制御ゲート線はワード線と
なる。選択ゲート14,16および1410,16
10もそれぞれ行方向に連続的に選択ゲート線SG
SGとして配設されている。
2A and 2B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array, and FIGS. 3A and 3B are respectively FIG. 2A. A-
It is A'and BB 'sectional drawing. Element isolation oxide film 12
P-type silicon substrate (or p-type well) 11 surrounded by
A memory cell array composed of a plurality of NAND cells is formed in. In the description of this embodiment, focusing on one NAND cell, eight memory cells M 1 to M 8 are connected in series to form one NAND cell. In each memory cell, a floating gate 14 (14 1 , 14 2 , ..., 14 8 ) is formed on a substrate 11 via a gate insulating film 13, and a control gate 16 is formed on the floating gate 14 via an interlayer insulating film 15.
(16 1 , 16 2 , ..., 16 8 ) are formed and configured. The n-type diffusion layers 19 which are the source and drain of these memory cells are connected in series so that adjacent n-type diffusion layers 19 are shared by both. The drain side of the NAND cell, respectively to the source side, the floating gate of the memory cell, the control gate selection formed simultaneously with the gate 14 9, 16 9
And 14 10 and 16 10 are provided. The substrate on which the elements are formed is covered with the CVD oxide film 17, and the bit line 18 is provided on the substrate. Bit line 18 is NA
The drain side diffusion layer 19 at one end of the ND cell is contacted. Control gates 1 of NAND cells arranged in the row direction
4 are commonly arranged as control gate lines CG 1 , CG 2 , ..., CG 8 . These control gate lines become word lines. Select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 16
10 also sequentially select gate lines SG 1 , SG 1 in the row direction,
It is arranged as SG 2 .

【0016】図4は、この様なNANDセルがマトリク
ス配列されたメモリセルアレイの等価回路を示してい
る。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which such NAND cells are arranged in a matrix.

【0017】図5は、図1の中のセンスアンプ回路1,
データラッチ回路5,データ比較回路3,出力バッファ
8の部分の具体的な構成を示している。データラッチ回
路5は、ラッチ信号LATCH とアドレスaの論理によっ
て選ばれたアドレスのデータがラッチ回路本体LAにラ
ッチされる。センスアンプ回路1は、センス制御信号SE
NSE とアドレスaの論理によって選ばれたアドレスの
ビット線データをセンスして出力する。このセンスアン
プ回路1の出力は、データラッチ回路5の対応するデー
タと比較回路3によって比較され、その結果がラッチ信
号LATCHV,反転ラッチ信号/LATCHV/によってラッチされ
ることになる。
FIG. 5 shows the sense amplifier circuit 1 in FIG.
A specific configuration of the data latch circuit 5, the data comparison circuit 3, and the output buffer 8 is shown. In the data latch circuit 5, the data of the address selected by the logic of the latch signal LATCH and the address a i is latched in the latch circuit body LA. The sense amplifier circuit 1 has a sense control signal SE
Bit line data at an address selected by the logic of NSE and address a i is sensed and output. The output of the sense amplifier circuit 1 is compared with the corresponding data of the data latch circuit 5 by the comparison circuit 3, and the result is latched by the latch signal LATCHV and the inverted latch signal / LATCHV /.

【0018】図6は、図1における制御ゲート制御回路
6の部分の具体的構成を示している。この制御回路は、
書込み時に選択ゲートに高電位Vppを与える高電位供給
回路21、同じく書込み時に非選択の制御ゲートに中間
電位VppMを与える中間電位供給回路22、書込みベリ
ファイ動作時にベリファイ電位VVERを与えるベリフ
ァイ電位供給回路23、および消去/読出し制御回路2
4により構成されている。この様な回路が各制御ゲート
線毎に設けられる。高電位供給回路21は、書込み信号
WRITE とアドレスaiの論理をとるNANDゲートG
により制御されるEタイプ,nチャネルのスイッチング
MOSトランジスタQE1とEタイプ,pチャネルのス
イッチングMOSトランジスタQP1、および出力バッ
ファとなるEタイプ,pチャネルMOSトランジスタQ
P2を主体として構成されている。MOSトランジスタ
E1とQP1の間、MOSトランジスタQP1と高電
位Vpp端子の間には、それぞれスイッチングMOSトラ
ンジスタを高電位から保護するためのnチャネルMOS
トランジスタQD1,QD2が設けられている。これら
のMOSトランジスタQD1,QD2はDタイプ,nチ
ャネルである。バッファ段MOSトランジスタQP1
上下にも同様に、Dタイプ,nチャネルMOSトランジ
スタQD3,QD4が設けられている。出力段にこの様
にpチャネルMOSトランジスタとDタイプ,nチャネ
ルMOSトランジスタを用いているのは、高電位Vppを
しきい値降下なく制御ゲート線に供給するためである。
とくにMOSトランジスタQD4は、他の回路から制御
ゲート線に正電位が供給された時にpチャネルMOSト
ランジスタQP2のドレイン接合が順方向になるのを防
止する働きをする。中間電位供給回路22も、高電位供
給回路21と同様に、NANDゲートG、これにより
制御されるEタイプ,nチャネルのスイッチングMOS
トランジスタQE2とEタイプ,pチャネルのスイッチ
ングMOSトランジスタQP3、出力バッファとなるE
タイプ,pチャネルMOSトランジスタQ P4、および
Dタイプ,nチャネルMOSトランジスタQD5〜Q
D8により構成されている。
FIG. 6 is a control gate control circuit in FIG.
The specific configuration of the portion 6 is shown. This control circuit
High potential supply that applies high potential Vpp to the select gate during writing
Circuit 21, also intermediate to non-selected control gate during writing
Intermediate potential supply circuit 22 for applying potential VppM, write verify
Verify potential V during phi operationVERGiving verifi
Signal supply circuit 23 and erase / read control circuit 2
It is composed of four. Such a circuit is used for each control gate
It is provided for each line. The high potential supply circuit 21 is a write signal.
NAND gate G that takes the logic of WRITE and address ai1
Type, n-channel switching controlled by
MOS transistor QE1And E type, p-channel scan
Itching MOS transistor QP1, And the output bag
E-type p-channel MOS transistor Q
P2It is mainly composed of. MOS transistor
QE1And QP1During, MOS transistor QP1And high voltage
A switching MOS transistor is connected between the Vpp terminals.
N-channel MOS for protecting the transistor from high potential
Transistor QD1, QD2Is provided. these
MOS transistor QD1, QD2Is D type, n
It is a channel. Buffer stage MOS transistor QP1of
Similarly for upper and lower, D type, n channel MOS transistor
Star QD3, QD4Is provided. Like this in the output stage
P channel MOS transistor and D type, n channel
The high-potential Vpp is
This is because the voltage is supplied to the control gate line without a threshold drop.
Especially MOS transistor QD4Controlled from other circuits
When a positive potential is supplied to the gate line, the p-channel MOS transistor
Langista QP2Prevents the drain junction of the
It works to stop. The intermediate potential supply circuit 22 also supplies high potential.
Similarly to the power supply circuit 21, the NAND gate GTwo, By this
Controlled E-type, n-channel switching MOS
Transistor QE2And E type, p channel switch
MOS transistor QP3, The output buffer E
Type, p-channel MOS transistor Q P4,and
D type, n channel MOS transistor QD5~ Q
D8It is composed by.

【0019】消去/読出し制御回路24は、読出し信号
READとアドレスa,反転アドレス/a/の論理を取る
NANDゲートG,G、消去信号ERASE を取り込む
インバータゲートI、このインバータゲートIとN
ANDゲートGの和を取るNORゲートG、これら
NORゲートGとNANDゲートGによりそれぞれ
制御されるスイッチング用のEタイプ,nチャネルMO
SトランジスタQE3とEタイプ,pチャネルMOSト
ランジスタQP5、これらのスイッチング用MOSトラ
ンジスタと制御ゲート線の間に設けられた保護用のDタ
イプ,nチャネルMOSトランジスタQD10,QD9
により構成されている。
The erase / read control circuit 24 uses a read signal.
NAND gates G 3 and G 5 that take the logic of READ and address a i , inverted address / a i /, inverter gate I 2 that takes in the erase signal ERASE, and these inverter gates I 2 and N
NOR gate G 6 for taking the sum of AND gates G 5 , E type for switching, n-channel MO controlled by NOR gate G 6 and NAND gate G 3 , respectively
S transistor Q E3 and E type, p channel MOS transistor Q P5 , D type for protection provided between these switching MOS transistors and control gate lines, n channel MOS transistors Q D10 , Q D9
It is composed by.

【0020】ベリファイ制御回路23は、ベリファイ信
号VERIFYとアドレスaの論理を取るNANDゲートG
とその出力を反転するインバータゲートI、このイ
ンバータゲートIにより制御されてベリファイ電位V
VERを制御線に供給するためのスイッチング用のEタ
イプ,nチャネルMOSトランジスタQE4、およびこ
のMOSトランジスタQE4と制御ゲート線の間に設け
られた保護用のDタイプ,nチャネルMOSトランジス
タQD11により構成されている。
The verify control circuit 23 has a NAND gate G that takes the logic of the verify signal VERIFY and the address a i.
4 and an inverter gate I 1 for inverting its output, and a verify potential V 1 controlled by the inverter gate I 1.
An E-type switching n-channel MOS transistor Q E4 for supplying VER to the control line, and a D-type n-channel MOS transistor Q D11 for protection provided between the MOS transistor Q E4 and the control gate line. It is composed by.

【0021】図7は、ベリファイ制御回路23に与えら
れるベリファイ電位VVERの発生回路の構成例であ
る。ベリファイ電位VVERは、ベリファイ信号VERIFY
が入ったときに電源電位Vccと接地電位の間に設定され
た中間電位を出力して、図6のベリファイ電位供給回路
23によって選択された制御ゲート線に供給されるもの
で、この実施形態では、Vccと接地電位間に直列接続さ
れたEタイプ,nチャネルのMOSトランジスタQE6
とQE7を主体として構成されている。これらのMOS
トランジスタのゲートに所定のバイアスを与えるため
に、抵抗R〜Rの分圧回路が設けられている。原理
的にはこれらの分圧回路の端子Aに電源電位Vccを与え
ればよいが、それでは貫通電流が流れることになる。こ
れを防止するためこの実施形態では、Eタイプ,nチャ
ネルMOSトランジスタQE8,Q と、Eタイプ,
pチャネルMOSトランジスタQP6,QP7、および
インバータIによる切替え回路を設けている。すなわ
ちベリファイ信号VERIFYが“H”レベルになると、MO
SトランジスタQE8がオン,QP7がオン、QE9
オフとなり、分圧回路の端子Aには電源電位Vccが供給
される。これにより、分圧回路の分圧比で設定されるM
OSトランジスタQE6,QE7の導通状態に対応した
中間電位のベリファイ電位VVERが得られる。ベリフ
ァイ信号VERIFYが“L”レベルの時は、MOSトランジ
スタQE9がオンとなり、分圧回路の端子Aは接地電位
となり、ベリファイ電位VVERの端子はフローティン
グとなる。この時、切替え回路では、MOSトランジス
タQP7がオフであるから、電流は流れない。
FIG. 7 shows an example of the structure of the generation circuit of the verify potential V VER applied to the verify control circuit 23. The verify potential V VER is the verify signal VERIFY.
When the voltage goes in, an intermediate potential set between the power supply potential Vcc and the ground potential is output and supplied to the control gate line selected by the verify potential supply circuit 23 in FIG. , E-type, n-channel MOS transistor Q E6 connected in series between Vcc and ground potential
And QE7 . These MOS
A voltage divider circuit of resistors R 1 to R 3 is provided to apply a predetermined bias to the gates of the transistors. In principle, the power supply potential Vcc may be applied to the terminal A of these voltage dividing circuits, but this causes a through current to flow. In order to prevent this, in this embodiment, the E type, n-channel MOS transistors Q E8 and Q E 9 and the E type,
A switching circuit including p-channel MOS transistors Q P6 and Q P7 and an inverter I 3 is provided. That is, when the verify signal VERIFY becomes "H" level, the MO
The S transistor Q E8 is turned on, QP 7 is turned on, Q E9 is turned off, and the power supply potential Vcc is supplied to the terminal A of the voltage dividing circuit. Accordingly, M set by the voltage division ratio of the voltage dividing circuit
A verify potential V VER of an intermediate potential corresponding to the conduction state of the OS transistors Q E6 and Q E7 is obtained. When the verify signal VERIFY is at “L” level, the MOS transistor Q E9 is turned on, the terminal A of the voltage dividing circuit becomes the ground potential, and the terminal of the verify potential V VER becomes floating. At this time, no current flows in the switching circuit because the MOS transistor Q P7 is off.

【0022】図8はベリファイ終了検知回路の構成例で
あり、フリップフロップとNANDゲートおよびインバ
ータにより構成されている。
FIG. 8 shows an example of the structure of the verify end detection circuit, which is composed of a flip-flop, a NAND gate and an inverter.

【0023】次にこのように構成されたEEPROMの
動作を説明する。
Next, the operation of the EEPROM thus configured will be described.

【0024】まずデータ書き込みに先立って全てのメモ
リセルのデータ消去を行う。データ消去時は全ての制御
線(ワード線)CGに0Vが与えられる。すなわち図6
に示す制御回路において、消去/読出し制御回路24に
消去信号ERASE が入り、これによりMOSトランジスタ
E3がオンになって制御ゲート線CGが0Vとされ
る。この時選択ゲート線SG,SGも同様に0Vと
される。そしてビット線およびソース線をフローティン
グ状態として、メモリセルアレイが形成されたp型基板
(またはp型ウェルおよびn型基板)に高電圧Vppが印
加される。このバイアス状態を例えば、10m sec の間
保つことにより、全てのメモリセルで浮遊ゲートから電
子が放出され、しきい値が負の“0”状態になる。
First, data is erased from all memory cells prior to data writing. At the time of erasing data, 0V is applied to all control lines (word lines) CG. That is, FIG.
In the control circuit shown in (1), the erase signal ERASE is input to the erase / read control circuit 24, whereby the MOS transistor Q E3 is turned on and the control gate line CG i is set to 0V. At this time, the select gate lines SG 1 and SG 2 are also set to 0V. Then, with the bit line and the source line in a floating state, a high voltage Vpp is applied to the p-type substrate (or p-type well and n-type substrate) in which the memory cell array is formed. By keeping this bias state for, for example, 10 msec, electrons are emitted from the floating gates in all the memory cells, and the threshold value becomes a negative "0" state.

【0025】データ書込みは、1ワード分のデータがデ
ータラッチ回路5にラッチされ、そのデータによってビ
ット線電位が制御されて“0”または“1”が書き込ま
れる。この時選択された制御ゲート線に高電位Vpp、そ
れよりビット線側にある非選択制御ゲート線に中間電位
VppMが印加される。図6の制御回路では書込み信号WRI
TE が入力される。即ち書込み信号WRITE とアドレスa
,反転アドレス/a/の論理によって、高電位供給回
路21または中間電位供給回路22がオンとなって選択
された制御ゲート線にVpp、非選択の制御ゲート線にV
ppM が印加される。ビット線BLには、データ“1”書
込みの時は0V、“0”書込みの時は中間電位が与えら
れる。このデータ書込みのバイアス条件を保持する時間
は、従来の書込み法に比べて十分に短いもの、例えば従
来の1/100程度、具体的には10μsec 程度とす
る。“1”が書かれたメモリセルではしきい値が正方向
にシフトし、“0”が書かれたメモリセルではしきい値
は負に止まる。
In data writing, one word of data is latched by the data latch circuit 5, and the bit line potential is controlled by the data to write "0" or "1". At this time, the high potential Vpp is applied to the selected control gate line, and the intermediate potential VppM is applied to the non-selected control gate line on the bit line side. In the control circuit of FIG. 6, the write signal WRI
TE is input. That is, write signal WRITE and address a
i , the high-potential supply circuit 21 or the intermediate-potential supply circuit 22 is turned on by the logic of the inverted address / a i /, and Vpp is applied to the selected control gate line and Vpp is applied to the non-selected control gate line.
ppM is applied. The bit line BL is supplied with 0 V when writing data “1” and with an intermediate potential when writing data “0”. The time for holding the bias condition for data writing is sufficiently shorter than that of the conventional writing method, for example, about 1/100 of that of the conventional method, specifically about 10 μsec. In the memory cell in which "1" is written, the threshold value shifts in the positive direction, and in the memory cell in which "0" is written, the threshold value remains negative.

【0026】次に書込みベリファイ動作に入る。この実
施形態においては、データ“1”が書かれたメモリセル
のしきい値が所望の値に達しているか否かがチェックさ
れる。この所望のしきい値はメモリセルのデータ保持特
性を考慮して決められるもので、例えば2.5V程度で
ある。この様なベリファイ動作が書込みが行われた1ワ
ード線のメモリセルについて行われる。図9はそのベリ
ファイ動作のタイミング図である。まずセンス信号SENS
E が“H”レベルになり、センスアンプ回路2がイネー
ブルとなる。この時列アドレス発生回路7により列アド
レスaが入力され、データ出力線にデータが出力され
て、データラッチ回路5のデータがラッチ出力線に出力
される。この書込みベリファイ動作のサイクルでは、図
6の制御回路にベリファイ信号VERIFYと読出し信号READ
が同時に入る。これらとアドレスa,反転アドレス/
/との論理によって、選択された制御ゲート線に
は、ベリファイ制御回路23によって、Vccと接地電位
の中間に設定されたベリファイ電位VVER=2.5V
が供給される。それ以外の制御ゲート線には、消去/読
出し制御回路24のNANDゲートGの出力が“L”
レベルとなって制御ゲート線にVccが供給される。この
時選択ゲート線SG1,SG2は共にVcc、ビット線B
LもVccとなり、ソース線は0Vとされる。これによ
り、選択されたメモリセルが“1”書込みがなされたも
のであって、そのしきい値が2.5Vを越えていれば、
選択されたメモリセルは非導通となり、データ“1”が
読み出される。“1”書込みがなされたがしきい値が
2.5Vに達していない場合には、選択されたメモリセ
ルは導通するから、データ“0”として読み出される。
そして、書込みデータとベリファイ動作により読み出さ
れたデータとは、データ比較回路3によって比較され
て、ラッチ信号LATCHVが“L”レベルから“H”レベル
になることにより、比較結果がラッチされる。すなわち
読み出されたデータが“1”であれば、これは比較回路
3内のインバータ31で反転してデータラッチ回路4か
らの書込みデータ“1”とともにNANDゲート32に
入り、インバータ33によって書込みデータが“1”で
あれば、“0”となってラッチ回路34にラッチされ
る。書込みデータが“1”であるが書込みが不十分で
“0”と読み出された場合には、ラッチ回路34には
“1”としてラッチされる。書込みデータが“0”の場
合には、読み出されたデータの如何に拘らず、“0”と
して比較回路3内のラッチ回路34にラッチされる。以
上のデータ比較回路3でのラッチデータの様子を表1に
まとめて示す。
Next, the write verify operation is started. In this embodiment, it is checked whether the threshold value of the memory cell in which the data "1" is written has reached the desired value. This desired threshold value is determined in consideration of the data retention characteristic of the memory cell, and is, for example, about 2.5V. Such a verify operation is performed on the memory cell of one word line to which the writing has been performed. FIG. 9 is a timing chart of the verify operation. First, the sense signal SENS
E becomes "H" level, and the sense amplifier circuit 2 is enabled. At this time, the column address generation circuit 7 inputs the column address a i , the data is output to the data output line, and the data of the data latch circuit 5 is output to the latch output line. In the cycle of this write verify operation, the verify signal VERIFY and the read signal READ are sent to the control circuit of FIG.
Enter at the same time. These and address a i , inverted address /
A verify potential V VER = 2.5V, which is set between the Vcc and the ground potential by the verify control circuit 23, is applied to the selected control gate line according to the logic of a i /.
Is supplied. The output of the NAND gate G 3 of the erase / read control circuit 24 is “L” for the other control gate lines.
The level becomes Vcc and is supplied to the control gate line. At this time, the selection gate lines SG1 and SG2 are both Vcc and the bit line B
L also becomes Vcc and the source line is set to 0V. As a result, if the selected memory cell has been subjected to "1" programming and its threshold value exceeds 2.5V,
The selected memory cell becomes non-conductive, and data "1" is read. When "1" is written but the threshold value does not reach 2.5V, the selected memory cell becomes conductive and is read as data "0".
Then, the write data and the data read by the verify operation are compared by the data comparison circuit 3, and the comparison result is latched when the latch signal LATCHV changes from the “L” level to the “H” level. That is, if the read data is "1", it is inverted by the inverter 31 in the comparison circuit 3 and enters the NAND gate 32 together with the write data "1" from the data latch circuit 4, and the inverter 33 writes the write data. Is "1", it becomes "0" and is latched by the latch circuit 34. When the write data is "1" but the write is insufficient and "0" is read, the latch circuit 34 latches the data as "1". When the write data is "0", it is latched by the latch circuit 34 in the comparison circuit 3 as "0" regardless of the read data. Table 1 collectively shows the state of the latch data in the above data comparison circuit 3.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】データ比較回路3の出力が一つでも“1”
となる場合には、ベリファイ終了検知回路9がベリファ
イ終了信号を出さない。すなわち図8において、書込み
ベリファイ信号W-VERIFYによりフリップフロップが初期
化された後、データ比較回路3の出力に“1”が現れる
と、フリップフロップの出力は“0”にセットされる。
データ比較が終了するまではデータ比較信号が“0”、
したがってベリファイ終了信号は“0”出力であり、ベ
リファイが終了していない事を示す。全ビット線のデー
タ比較が終了すると、データ比較終了信号が“1”にな
るが、ベリファイが終了しないと信号DOUT Vが
“H”レベルになる事によって、データ比較回路3のデ
ータが再度データバッファ8を介し、データ入力線を介
して新しいデータとしてデータラッチ回路5にラッチさ
れる。上の表から明らかなように、書込みが不十分であ
ったアドレスについてのみ“1”データが再度ラッチさ
れ、これよって再度“1”データ書込み動作が繰り返さ
れる。そして再度ベリファイ動作を行い、“1”書込み
不十分のメモリセルがなくなると、データ比較回路3に
1個も“1”が現れなくなり、フリップフロップは
“0”にセットされたままになって、データ比較終了信
号が“1”になったときに、ベリファイ終了検知回路9
が終了信号を出力して、データ書込み動作終了となる。
Even one output of the data comparison circuit 3 is "1".
In this case, the verification end detection circuit 9 does not output the verification end signal. That is, in FIG. 8, when "1" appears in the output of the data comparison circuit 3 after the flip-flop is initialized by the write verify signal W-VERIFY, the output of the flip-flop is set to "0".
Until the data comparison is completed, the data comparison signal is "0",
Therefore, the verify end signal is "0" output, indicating that the verify is not completed. When the data comparison of all bit lines is completed, the data comparison end signal becomes "1". However, if the verification is not completed, the signal D OUT V becomes "H" level, so that the data of the data comparison circuit 3 becomes data again. The new data is latched by the data latch circuit 5 via the buffer 8 and the data input line. As is clear from the above table, the "1" data is latched again only for the address for which the writing was insufficient, so that the "1" data write operation is repeated again. Then, the verify operation is performed again, and when there is no memory cell in which "1" is insufficiently written, no "1" appears in the data comparison circuit 3, and the flip-flop remains set to "0". When the data comparison end signal becomes “1”, the verification end detection circuit 9
Outputs an end signal to complete the data write operation.

【0029】以上の各動作モードでの各部の電位関係を
まとめて、表2に示す。ここでは書込みおよび書込みベ
リファイ時制御ゲート線CGが選ばれた場合について
示している。
Table 2 shows a summary of the potential relationship of each part in each of the above operation modes. Here, the case where the control gate line CG 2 is selected at the time of programming and programming verification is shown.

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】データ読出し動作は、従来と同様である。The data read operation is the same as the conventional one.

【0032】以上のようにこの実施形態によれば、デー
タ書込み時、1回の書込み時間を短くして書込みが不十
分なメモリセルに対しては再度書込みを行うという操作
を繰り返す。これによって、従来のように1回の書込み
動作で確実に“1”データを書き込む場合の製造プロセ
ス等のばらつきに起因する過剰な書込み、すなわち1”
データのしきい値が不必要に高くなることが防止され、
“1”データが書き込まれた全メモリセルのしきい値の
ばらつきを小さいものとすることができる。この結果、
非選択のメモリセルが転送ゲートとして働くNANDセ
ル型のEEPROMの信頼性が高くなる。
As described above, according to this embodiment, at the time of data writing, the operation of shortening one writing time and rewriting to a memory cell in which writing is insufficient is repeated. As a result, excessive writing due to variations in the manufacturing process or the like, that is, 1 ", when writing" 1 "data surely in one writing operation as in the past,
Data thresholds are prevented from being unnecessarily high,
It is possible to reduce variations in threshold values of all memory cells in which "1" data is written. As a result,
The reliability of the NAND cell type EEPROM in which the non-selected memory cell functions as a transfer gate is improved.

【0033】図10は本発明の別の実施形態のNAND
セル型EEPROMの要部構成である。メモリセルアレ
イ31は、図1の実施形態のメモリセルアレイ1と同様
の構成を有する。このメモリセルアレイ31に対して、
従来と同様にアドレスバッファ32、ロウデコーダ3
3、カラムデコーダ34、データ入出力バッファ35、
基板電位制御回路36等が設けられている。制御ゲート
制御回路37は、制御ゲート線にデータ書込み,消去お
よびベリファイの各動作に応じて所定の制御信号を出力
するもので、その構成は図1の制御ゲート制御回路6と
同様である。
FIG. 10 shows a NAND according to another embodiment of the present invention.
It is a main part configuration of a cell type EEPROM. The memory cell array 31 has the same configuration as the memory cell array 1 of the embodiment of FIG. For this memory cell array 31,
Address buffer 32 and row decoder 3 as in the conventional case
3, column decoder 34, data input / output buffer 35,
A substrate potential control circuit 36 and the like are provided. The control gate control circuit 37 outputs a predetermined control signal to the control gate line according to each operation of data writing, erasing and verifying, and its configuration is the same as that of the control gate control circuit 6 of FIG.

【0034】先の実施形態と異なるのは、メモリセルア
レイ31の上下すなわちビット線方向の両端にそれぞれ
センスアンプ兼データラッチを含む第1のビット線制御
回路38と第2のビット線制御回路39が設けられてい
ることである。第1のビット線制御回路38は、書込み
ベリファイ時には、列アドレスに関係なく全てのビット
線に対してセンス動作と再書き込みすべきデータのラッ
チを行う。第2のビット線制御回路39も同様に、書込
みベリファイ時には、列アドレスに関係なく全てのビッ
ト線に対してセンス動作と再書き込みすべきデータのラ
ッチを行う。ベリファイ動作時のこれら二つのビット線
制御回路38,39の関係は次の通りである。第1のビ
ット線制御回路38がラッチしているデータによってメ
モリセルアレイ31に書込みが行われた後、第2のビッ
ト線制御回路39がセンスアンプとして動作してセンス
したデータをそのまま再書き込み用データとしてラッチ
する。次に第2のビット線制御回路39がラッチしてい
るデータによってメモリセルアレイ31に書込みが行わ
れる。その後今度は第1のビット線制御回路38がセン
スアンプとして動作してセンスしたデータをそのまま再
書き込み用データとしてラッチする。この様なベリファ
イ書込み動作を繰り返し行う。
The difference from the previous embodiment is that a first bit line control circuit 38 and a second bit line control circuit 39 each including a sense amplifier and a data latch are provided above and below the memory cell array 31, that is, at both ends in the bit line direction. It is provided. At the time of write verify, the first bit line control circuit 38 performs a sensing operation for all bit lines and latches data to be rewritten regardless of the column address. Similarly, the second bit line control circuit 39 also performs a sensing operation and latches data to be rewritten to all bit lines regardless of the column address at the time of write verify. The relationship between these two bit line control circuits 38 and 39 during the verify operation is as follows. After data is written in the memory cell array 31 by the data latched by the first bit line control circuit 38, the second bit line control circuit 39 operates as a sense amplifier and the sensed data is directly used as the rewrite data. To latch as. Next, the data latched by the second bit line control circuit 39 is used to write to the memory cell array 31. Then, this time, the first bit line control circuit 38 operates as a sense amplifier to latch the sensed data as it is as rewriting data. Such a verify write operation is repeated.

【0035】第1,第2のビット線制御回路38,39
部分の具体的な構成を図11に示す。第1のビット線制
御回路38は、センスアンプ兼データラッチとして、E
タイプ,pチャネルのMOSトランジスタQP8,Q
P9およびEタイプ,nチャネルのMOSトランジスタ
E15,QE16により構成されたCMOSフリップ
フロップを有する。このCMOSフリップフロップのノ
ードには、ソース,ドレインを共通に接地したDタイ
プ,nチャネルのMOSトランジスタQD12,Q
D13がキャパシタとして設けられている。これらのキ
ャパシタは、センス動作時にビット線のデータを電荷の
形で蓄えるためのものである。Eタイプ,nチャネルM
OSトランジスタQE10,QE11は、アドレスによ
り選ばれるカラム選択信号CSLi によってオン,オフ
し、入出力線とこのセンスアンプ兼データラッチとの間
のデータの転送を制御するためのものである。Eタイ
プ,nチャネルのMOSトランジスタQE12,Q
E13,QE14はCMOSフリップフロップのリセッ
ト用であり、ソースが共通に(1/2)Vccに接続され
たMOSトランジスタQE12,QE13によってフリ
ップフロップのノードを(1/2)Vccにリセットする
働きを有する。Eタイプ,nチャネルのMOSトランジ
スタQE17は、CMOSフリップフロップのノードと
ビット線の接続をオン,オフするトランスファゲートで
ある。Eタイプ,nチャネルのMOSトランジスタQ
E18,QE19は、書込みベリファイ動作時にCMO
Sフリップフロップのデータ内容に応じてビット線に電
荷を供給する回路を構成している。Dタイプ,nチャネ
ルのMOSトランジスタQD14とEタイプ,pチャネ
ルのMOSトランジスタQP10は、データ読出し時に
ビット線をプリチャージする回路であり、ここでMOS
トランジスタQD14はデータ書込み時にビット線に与
えられる高電位VppM (〜10V)がMOSトランジス
タQP10に印加されないように設けられている。Eタ
イプ,nチャネルのMOSトランジスタQE20とDタ
イプ,nチャネルのMOSトランジスタQD15は、デ
ータ消去時にビット線に印加される高電位Vpp(〜20
V)が第1のビット線制御回路38内に転送されるのを
防止する働きをする。これらMOSトランジスタQ
E20とQD15を直列接続しているのは、耐圧を上げ
るためである。
First and second bit line control circuits 38 and 39
A specific configuration of the part is shown in FIG. First bit line system
The control circuit 38 functions as a sense amplifier and a data latch, and
Type, p-channel MOS transistor QP8, Q
P9And E-type, n-channel MOS transistor
QE15, QE16CMOS flip configured by
Have a flop. This CMOS flip-flop
The source has a D-tie with its source and drain commonly grounded.
N-channel MOS transistor QD12, Q
D13Are provided as capacitors. These keys
The capacitor transfers the data on the bit line
It is for storing in form. E type, n channel M
OS transistor QE10, QE11By address
ON / OFF depending on the column selection signal CSLi selected
Between the I / O line and this sense amplifier and data latch
Is for controlling the transfer of data. E Thailand
N-channel MOS transistor QE12, Q
E13, QE14Is a CMOS flip-flop reset
The source is connected to (1/2) Vcc in common.
MOS transistor QE12, QE13Pretended by
Reset the flip-flop node to (1/2) Vcc
Have a function. E type, n channel MOS transistor
Star QE17Is the node of the CMOS flip-flop
With a transfer gate that turns the bit line connection on and off
is there. E-type, n-channel MOS transistor Q
E18, QE19Is the CMO during the write verify operation.
Depending on the data contents of the S flip-flop, the bit line is charged.
It constitutes a circuit for supplying loads. D type, n channel
MOS transistor QD14And E type, p channel
MOS transistor QP10When reading data
This is a circuit that precharges the bit line.
Transistor QD14Is applied to the bit line when writing data
High potential VppM (~ 10V) obtained is MOS transistor
QP10It is provided so as not to be applied to. E-ta
Ip, n-channel MOS transistor QE20And D
Ip, n-channel MOS transistor QD15Is the de
High potential Vpp (up to 20) applied to the bit line when erasing data
V) is transferred to the first bit line control circuit 38.
It works to prevent it. These MOS transistors Q
E20And QD15Connecting in series increases the withstand voltage
This is because

【0036】第2のビット線制御回路39の構成も基本
的に第1の制御回路38と同様であり、QE30,Q
E31がQE12,QE13に、QE29がQ
E14に、Q 11,QP12がQP8,QP9に、Q
E27,QE28がQE15,QE16に、QD17
D18がQD12,QD13に、QE26がQE17
に、Q E24がQE18に、QE22がQE20に,Q
D16がQD15に、それぞれ対応している。QE23
はビット線をリセットするためのEタイプ,nチャネル
MOSトランジスタである。
The configuration of the second bit line control circuit 39 is also basic.
Is similar to the first control circuit 38, and QE30, Q
E31Is QE12, QE13To QE29Is Q
E14To QP 11, QP12Is QP8, QP9To Q
E27, QE28Is QE15, QE16To QD17
QD18Is QD12, QD13To QE26Is QE17
To Q E24Is QE18To QE22Is QE20And Q
D16Is QD15, Respectively. QE23
Is an E type, n channel for resetting the bit line
It is a MOS transistor.

【0037】これら第1,第2のビット線制御回路3
8,39の間には、図10に示したようにメモリセルア
レイ31が配置されるが、これらの間に走るビット線B
Lは、メモリセルアレイの中途でEタイプ,nチャネル
MOSトランジスタQE21によって、BL1 とBL2
に分割されている。ここで分割されたビット線BL1 と
BL2 の長さの比は例えば、BL1 :BL2 =3:2と
する。この分割比は読出し時のビット線プリチャージ電
位を決めるもので、Vcc=5Vのときプリチャージ電位
が3Vとなる。
These first and second bit line control circuits 3
The memory cell array 31 is arranged between the memory cells 8 and 39 as shown in FIG.
L is, E type in the middle of the memory cell array, the n-channel MOS transistors QE 21, BL1 and BL2
Is divided into The ratio of the lengths of the bit lines BL1 and BL2 divided here is, for example, BL1: BL2 = 3: 2. This division ratio determines the bit line precharge potential at the time of reading. When Vcc = 5V, the precharge potential becomes 3V.

【0038】次にこのように構成されたEEPROMの
動作を説明する。
Next, the operation of the EEPROM thus configured will be described.

【0039】まずデータ書き込みに先立って全てのメモ
リセルのデータ消去を行う。データ消去時は全ての制御
線(ワード線)CGに0Vが与えられる。すなわち図6
に示す制御回路において、消去/読出し制御回路24に
消去信号ERASE が入り、これによりMOSトランジスタ
E3がオンになって制御ゲート線CGi が0Vとされ
る。この時選択ゲート線SG,SGも同様に0Vと
される。そしてビット線およびソース線をフローティン
グ状態として、メモリセルアレイが形成されたp型基板
(またはp型ウェルおよびn型基板)に高電圧Vppが印
加される。このときビット線がフローティングで高電位
Vppが印加されるので、図11に示す反転制御信号/E
RPH/が0Vとなり、高電位Vppが第1,第2のビッ
ト線制御回路38,39に転送されないようにする。こ
のバイアス状態を例えば、10m sec の間保つことによ
り、全てのメモリセルで浮遊ゲートから電子が放出さ
れ、しきい値が負の“0”状態になる。
First, data is erased from all memory cells prior to data writing. At the time of erasing data, 0V is applied to all control lines (word lines) CG. That is, FIG.
In the control circuit shown in (1), the erase / read control circuit 24 receives the erase signal ERASE, whereby the MOS transistor Q E3 is turned on and the control gate line CGi is set to 0V. At this time, the select gate lines SG 1 and SG 2 are also set to 0V. Then, with the bit line and the source line in a floating state, a high voltage Vpp is applied to the p-type substrate (or p-type well and n-type substrate) in which the memory cell array is formed. At this time, since the bit line is floating and the high potential Vpp is applied, the inversion control signal / E shown in FIG.
RPH / becomes 0V, and the high potential Vpp is prevented from being transferred to the first and second bit line control circuits 38 and 39. By keeping this bias state for, for example, 10 msec, electrons are emitted from the floating gates in all the memory cells, and the threshold value becomes a negative "0" state.

【0040】データ書込みは、まず1ワード分のデータ
が第1のビット線制御回路38内のセンスアンプ兼デー
タラッチにラッチされる。すなわち入力されたデータは
データ入出力バッファから入出力線に転送され、アドレ
スによりカラム選択信号CSLi が選ばれて“H”レベ
ルとなり、第1のビット線制御回路38内のCMOSフ
リップフロップにラッチされる。図11において、デー
タがラッチされるまでは、信号φPD,φWDはVccであ
る。その後、φPD,φWD,FFSD,/ERPH/(反転信号),
φBEを高電位VppM とすることで、ビット線にはデータ
“1”のときは0V,“0”のときはVppM が与えられ
る。
In data writing, first, one word of data is latched by the sense amplifier / data latch in the first bit line control circuit 38. That is, the input data is transferred from the data input / output buffer to the input / output line, the column selection signal CSLi is selected by the address and becomes "H" level, and is latched by the CMOS flip-flop in the first bit line control circuit 38. It In FIG. 11, the signals φPD and φWD are Vcc until the data is latched. After that, φPD, φWD, FFSD, / ERPH / (inversion signal),
By setting φBE to the high potential VppM, 0 V is applied to the bit line when the data is "1" and VppM is applied when the data is "0".

【0041】この時選択された制御ゲート線に高電位V
pp、それよりビット線側にある非選択制御ゲート線に中
間電位VppM が印加される。図6の制御回路では書込み
信号WRITE が入力される。即ち書込み信号WRITE とアド
レスa,反転アドレス/a /の論理によって、高電位
供給回路21または中間電位供給回路22がオンとなっ
て選択された制御ゲート線にVpp、非選択の制御ゲート
線にVppM が印加される。このデータ書込みのバイアス
条件を保持する時間は、従来の書込み法に比べて十分に
短いもの、例えば従来の1/100程度、具体的には1
0μsec 程度とする。“1”が書かれたメモリセルでは
しきい値が正方向にシフトし、“0”が書かれたメモリ
セルではしきい値は負に止まる。
At this time, a high potential V is applied to the selected control gate line.
pp, middle to non-selected control gate line on the bit line side
The inter-potential VppM is applied. Write in the control circuit of FIG.
The signal WRITE is input. That is, write signal WRITE and add
Reply ai, Reverse address / a iHigh potential by the logic of /
The supply circuit 21 or the intermediate potential supply circuit 22 is turned on.
To the selected control gate line, Vpp, unselected control gate
VppM is applied to the line. Bias for writing this data
The time to hold the condition is sufficient compared to the conventional writing method.
Short, for example, about 1/100 of the conventional one, specifically 1
It is about 0 μsec. In the memory cell where "1" is written
Memory where the threshold value shifts in the positive direction and "0" is written
The threshold remains negative in the cell.

【0042】次に書込みベリファイ動作に入る。この実
施形態においては、データ“1”が書かれたメモリセル
のしきい値が所望の値に達しているか否かがチェックさ
れる。この所望のしきい値はメモリセルのデータ保持特
性を考慮して決められるもので、例えば2.5V程度で
ある。この様なベリファイ動作が書込みが行われた1ワ
ード線のメモリセルについて行われる。
Next, the write verify operation is started. In this embodiment, it is checked whether the threshold value of the memory cell in which the data "1" is written has reached the desired value. This desired threshold value is determined in consideration of the data retention characteristic of the memory cell, and is, for example, about 2.5V. Such a verify operation is performed on the memory cell of one word line to which the writing has been performed.

【0043】図12は、具体的にこの実施形態での書込
みおよびベリファイ動作のタイミングを示したものであ
る。これを用いてより詳細に動作を説明する。まずデー
タ入出力線I/O,反転データ出力線/I/O/には、入
出力バッファからデータが送られる。“1”データのと
きはI/Oが“H”レベル、“0”データのときはI/
Oが“L”レベルである。アドレスにより選ばれたカラ
ム選択信号CSLi が“H”レベルになったとき、デー
タは第1のビット線制御回路38のCMOSフリップフ
ロップにラッチされる。1ワード分のデータがラッチさ
れると、RESETが“L”レベルとなり、ビット線はフロ
ーティング状態になる。ついで信号PVDが“H”レベル
になると、“0”データのときのみビット線がVcc−V
thにプリチャージされる。この後、FFSDを“H”レベル
として、“0”データのときはビット線をVcc−Vth,
“1”データのときはビット線を0Vとする。その後、
φWD,φPD,FFSD,φBEをVppM として、“0”
データのときビット線をVppM −Vth、“1”データの
ときビット線を0Vとする。ワード線は前述のように所
望の値に設定され、書込みが終了する。
FIG. 12 specifically shows the timing of the write and verify operations in this embodiment. The operation will be described in more detail using this. First, data is sent from the input / output buffer to the data input / output line I / O and the inverted data output line / I / O /. I / O is "H" level for "1" data and I / O for "0" data
O is at "L" level. When the column selection signal CSLi selected by the address becomes "H" level, the data is latched in the CMOS flip-flop of the first bit line control circuit 38. When the data for one word is latched, RESET goes to "L" level and the bit line becomes floating. Then, when the signal PVD goes to "H" level, the bit line is Vcc-V only when the data is "0".
Precharged to th. After that, FFSD is set to the “H” level, and when the data is “0”, the bit line is set to Vcc-Vth,
In the case of "1" data, the bit line is set to 0V. afterwards,
“0” with φWD, φPD, FFSD, φBE as VppM
The bit line is set to VppM-Vth for data, and the bit line is set to 0V for "1" data. The word line is set to the desired value as described above, and the writing is completed.

【0044】書込みが終了すると、信号φWD,φPD,φ
BEはVcc、FFSDは0Vとなる。またリセット信号RESET
が“H”レベルとなり、ビット線は0Vにリセットされ
る。
When writing is completed, signals φWD, φPD, φ
BE becomes Vcc and FFSD becomes 0V. In addition, reset signal RESET
Becomes "H" level, and the bit line is reset to 0V.

【0045】続いてベリファイ動作に入る。先ず、信号
φBEが“L”レベルとなり、ビット線BL2 がフローテ
ィングとなる。そして信号PRE が“H”レベルになり、
ビット線BL1 はVccに充電される。次に信号PRE とRE
SET が“L”レベルになり、φBEが“H”レベルになっ
て、ビット線BL1 ,BL2 は(3/5)Vcc(〜3
V)のフローティングとなる。また信号PRE とRESET を
“L”レベルにすると同時に、信号φnuとφpuを(1/
2)Vccとし、続いて信号φEUを “H”レベルとする
と、第2のビット線制御回路39内のCMOSフリップ
フロップのノードN3 ,N4 の電位は(1/2)Vccと
なる。そして信号φEUを“L”レベルとし、FFSUを
“H”レベルとする。このときワード線は前述のように
所望の電位となり、選択された制御ゲートはVVER
なり、メモリセルのしきい値がこれより低いとビット線
の電位は下がっていく。つまり、“1”データを書き込
んだ後にメモリセルのしきい値がVVERより低い状
態、言い換えれば書込み不十分の状態であれば、ビット
線の電位は(1/2)Vccより下がり、後の再書き込み
の動作で“1”が書かれる。また“0”データを書き込
んだ後であれば、当然ビット線の電位は下がる。これで
は再書込み時に誤って “1”が書かれるので、ワード
線を0Vとした後、信号PVD を“H”レベルとする。
“0”データが第2のビット線制御回路39にラッチさ
れている場合のみビット線は再充電される。このときの
ビット線は、“1”データを書き込んだ後にそのメモリ
セルのしきい値がVVERより低いときのみ、(1/
2)Vccより低くなるようにされている。この時、ノー
ドN3 は(1/2)Vccより高いか低いかが決まってお
り、ノードN4 は(1/2)Vccである。そして信号PV
D を“L”レベルとし、信号FFSUを“L”レベルとす
る。これによりノードN3 ,N4 はフローティング状態
になる。この状態で信号φnuを0V、信号φpuをVccと
すると、ノードN3 ,N4 の電位差の大小がセンスさ
れ、そのデータはそのままラッチされる。このラッチさ
れたデータが再書き込みのデータとなる。
Then, the verify operation is started. First, the signal .phi.BE becomes "L" level and the bit line BL2 becomes floating. And the signal PRE goes to "H" level,
Bit line BL1 is charged to Vcc. Then the signals PRE and RE
SET goes to "L" level, .phi.BE goes to "H" level, and bit lines BL1 and BL2 are (3/5) Vcc (.about.3).
V) becomes floating. At the same time that the signals PRE and RESET are set to the “L” level, the signals φnu and φpu are changed to (1 /
2) When Vcc is set and then the signal φEU is set to "H" level, the potentials of the nodes N3 and N4 of the CMOS flip-flop in the second bit line control circuit 39 become (1/2) Vcc. Then, the signal φEU is set to the “L” level and FFSU is set to the “H” level. At this time, the word line becomes the desired potential as described above, the selected control gate becomes V VER , and if the threshold voltage of the memory cell is lower than this, the potential of the bit line decreases. That is, if the threshold value of the memory cell is lower than V VER after writing “1” data, in other words, if the writing is insufficient, the potential of the bit line falls below (½) Vcc, and "1" is written by the rewriting operation. Also, after writing "0" data, the potential of the bit line naturally drops. In this case, since "1" is written by mistake at the time of rewriting, the signal PVD is set to "H" level after the word line is set to 0V.
The bit line is recharged only when "0" data is latched by the second bit line control circuit 39. The bit line at this time is ( 1/1) only when the threshold value of the memory cell is lower than V VER after writing “1” data.
2) It is designed to be lower than Vcc. At this time, it is determined whether the node N3 is higher or lower than (1/2) Vcc, and the node N4 is (1/2) Vcc. And signal PV
D is set to "L" level and signal FFSU is set to "L" level. This brings the nodes N3 and N4 into a floating state. In this state, if the signal φnu is set to 0 V and the signal φpu is set to Vcc, the magnitude of the potential difference between the nodes N3 and N4 is sensed and the data is latched as it is. The latched data becomes rewrite data.

【0046】第1のビット線制御回路38と第2のビッ
ト線制御回路39は基本的に同様の回路であるから、同
様の動作をする。つまり再書き込みは第2のビット線制
御回路39から行われ、そのベリファイ読出しは第1の
ビット線制御回路38で行われる。以上の動作が繰返
し、例えば128回行われて、ベリファイ動作は終了す
る。
Since the first bit line control circuit 38 and the second bit line control circuit 39 are basically similar circuits, they operate similarly. That is, the rewriting is performed by the second bit line control circuit 39, and the verify reading is performed by the first bit line control circuit 38. The above operation is repeated, for example, 128 times, and the verify operation ends.

【0047】図13は、データ読出し動作のタイミング
図である。アドレスが入ると先ず、信号φBEが“L”レ
ベルとなり、第2のビット線制御回路39側のビット線
BL2 がフローティングとなる。続いて信号PRE が
“H”レベルとなり、ビット線BL1 がVccにプリチャ
ージされる。そして信号PRE とRESET が“L”レベル、
φPD,φnDが(1/2)Vccとなり、その後信号φBEが
“H”レベルになって、ビット線BL1 ,BL2 は(3
/5)Vccにプリチャージされる。また信号φEDが
“H”レベルになって、第1のビット線制御回路28側
のノードN1 ,N2 が(1/2)Vccになる。続いて、
信号φEDが“L”レベルになる。そして信号FFSDが
“H”レベルになると同時にワード線が前述のように読
出し時の電位に設定されると、セルデータが“0”のと
きビット線は電位が下がり、“1”データのときはビッ
ト線電位は変わらない。このビット線電位はノードN1
に転送され、信号FFSDが“L”レベル、φPDがVcc、φ
nDが0Vとなることにより、第1のビット線制御回路3
8のCMOSフリップフロップによりセンスされる。続
いて信号RESET が“H”レベルとなってビット線はリセ
ットされる。そしてアドレスにより選択されたカラム選
択信号CSLi が“H”レベルになってデータはデータ
入出力線I/O,反転データ入出力線/I/O/に転送さ
れ、入出力バッファ35から出力される。
FIG. 13 is a timing chart of the data read operation. When an address is input, the signal .phi.BE first becomes "L" level, and the bit line BL2 on the second bit line control circuit 39 side becomes floating. Then, the signal PRE becomes "H" level and the bit line BL1 is precharged to Vcc. And the signals PRE and RESET are "L" level,
φPD and φnD become (1/2) Vcc, and then the signal φBE becomes "H" level, and the bit lines BL1 and BL2 are set to (3
/ 5) Precharged to Vcc. Further, the signal .phi.ED goes to "H" level, and the nodes N1 and N2 on the side of the first bit line control circuit 28 become (1/2) Vcc. continue,
The signal φED goes to "L" level. When the signal FFSD becomes "H" level and the word line is set to the potential for reading as described above, the potential of the bit line is lowered when the cell data is "0", and the potential is set when the cell data is "1". The bit line potential does not change. This bit line potential is at node N1
, The signal FFSD is "L" level, φPD is Vcc, φ
When nD becomes 0V, the first bit line control circuit 3
Sensed by 8 CMOS flip-flops. Then, the signal RESET becomes "H" level and the bit line is reset. Then, the column selection signal CSLi selected by the address becomes "H" level, the data is transferred to the data input / output line I / O and the inverted data input / output line / I / O /, and is output from the input / output buffer 35. .

【0048】以上の各動作モードでの各部の電位関係を
まとめて、表3に示す。ここでは書込みおよび書込みベ
リファイ時制御ゲート線CGが選ばれた場合について
示している。
Table 3 shows a summary of the potential relationship of each part in each of the above operation modes. Here, the case where the control gate line CG 2 is selected at the time of programming and programming verification is shown.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】なお実施形態では、ベリファイ動作でのし
きい値評価基準を2.5Vとしたがこれは許容しきい値
分布との関係で、他の適当な値に設定することができ
る。1回の書込み時間についても同様であり、例えば最
終的なしきい値分布をより小さいものとするためには、
1回の書込み時間をより短くして小刻みに書込み/ベリ
ファイ動作を繰り返すようにすればよい。また実施形態
では、トンネル注入を利用したNANDセル型EEPR
OMについて説明したが、ホットエレクトロン注入等他
の方式を利用するものであっても、NANDセル型のE
EPROMであれば本発明は有効である。
In the embodiment, the threshold evaluation criterion in the verify operation is 2.5V, but this can be set to another appropriate value in relation to the allowable threshold distribution. The same applies to the write time for one time. For example, in order to make the final threshold distribution smaller,
It suffices to shorten the write time once and repeat the write / verify operation in small steps. Further, in the embodiment, a NAND cell type EEPR using tunnel injection is used.
Although the OM has been described, the NAND cell type E can be used even if another method such as hot electron injection is used.
The present invention is effective if it is an EPROM.

【0051】その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
Others The present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明においては、データ書き込みを行
った後に、書込みベリファイ制御回路によってメモリセ
ルの制御ゲートに所定のベリファイ電位(たとえば電源
電位と接地電位の中間に設定される)を与えてメモリセ
ルのしきい値電圧を評価する。そして所望のしきい値に
達していないメモリセルがあれば、書込み動作を追加す
る。その後再度しきい値の評価を行う。この操作を繰り
返し行い、すべてのメモリセルのしきい値が所望の許容
範囲に収まっていることを確認したら書込み動作を終了
する。
According to the present invention, after writing data, the write verify control circuit applies a predetermined verify potential (for example, set between the power supply potential and the ground potential) to the control gate of the memory cell to make the memory. Evaluate the threshold voltage of the cell. Then, if there is a memory cell that has not reached the desired threshold value, a write operation is added. After that, the threshold value is evaluated again. This operation is repeated, and when it is confirmed that the threshold values of all the memory cells are within the desired allowable range, the write operation is ended.

【0053】この様にして本発明によれば、1回のデー
タ書込み時間を短くして、データ書込みをその進行の程
度をチェックしながら小刻みに繰り返すことによって、
最終的にデータ書き込みが終了したメモリセルアレイの
しきい値分布を小さいものとすることができる。
As described above, according to the present invention, the data write time for one time is shortened and the data write is repeated in small steps while checking the progress of the data write.
The threshold distribution of the memory cell array in which the data writing is finally completed can be made small.

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

【図1】本発明の一実施形態のEEPROMの構成を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an EEPROM according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)はそのメモリセルアレイの一つのNAN
Dセルの平面図、(b) はそのメモリセルアレイの一
つのNANDセルの等価回路図。
FIG. 2A is one NAN of the memory cell array.
A plan view of the D cell, (b) is an equivalent circuit diagram of one NAND cell in the memory cell array.

【図3】(a)は図2(a)のA―A′断面図、(b)
は図2(a)のB−B′断面図。
3A is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2A, and FIG.
2B is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

【図4】メモリセルアレイの等価回路図。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array.

【図5】図1の要部構成を具体的に示す図。FIG. 5 is a diagram specifically showing a configuration of a main part of FIG.

【図6】図1の要部構成を具体的に示す図。FIG. 6 is a diagram specifically showing a configuration of a main part of FIG.

【図7】ベリファイ電位発生回路を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a verify potential generation circuit.

【図8】ベリファイ終了検知回路の構成例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a verify end detection circuit.

【図9】ベリファイ動作を説明するためのタイミング
図。
FIG. 9 is a timing chart for explaining a verify operation.

【図10】他の実施形態のNANDセル型EEPROM
の要部構成を示す図。
FIG. 10 is a NAND cell type EEPROM according to another embodiment.
The figure which shows the principal part structure of.

【図11】他の実施形態のビット線制御回路の具体的構
成例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a specific configuration example of a bit line control circuit according to another embodiment.

【図12】書き込みおよびベリファイ動作を説明するた
めのタイミング図。
FIG. 12 is a timing chart for explaining write and verify operations.

【図13】読出し動作を説明するためのタイミング図。FIG. 13 is a timing chart for explaining a read operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…センスアンプ回路 2…メモリセルアレイ 3…データ比較回路 4…入出力バッファ 5…データラッチ回路 6…制御ゲート制御回路 7…列アドレス発生回路 8…ベリファイ終了検知回路 31…メモリセルアレイ 32…アドレスバッファ 33…ロウデコーダ 34…カラムデコーダ 35…データ入出力バッファ 36…基板電位制御回路 37…制御ゲート制御回路 38…第1のビット線制御回路 39…第2のビット線制御回路 1 ... Sense amplifier circuit 2 ... Memory cell array 3 ... Data comparison circuit 4 ... I / O buffer 5 ... Data latch circuit 6 ... Control gate control circuit 7. Column address generation circuit 8 ... Verify end detection circuit 31 ... Memory cell array 32 ... Address buffer 33 ... Row decoder 34 ... Column decoder 35 ... Data input / output buffer 36 ... Substrate potential control circuit 37 ... Control gate control circuit 38 ... First bit line control circuit 39 ... Second bit line control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 寧夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 百冨 正樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 舛岡 富士雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 平3−286497(JP,A) 特開 平4−82091(JP,A) 特開 平2−308500(JP,A) 特開 平1−144297(JP,A) 特開 平1−263997(JP,A) 特開 昭61−294565(JP,A) TOMOHARU TANAKA,A 4−Mbit NAND−EEPRO M with Tight Progr ammed Vt Distribut ion,Dig Tech Pap 1990 Symp VLSI circu its,IEEE,1990年,105−106 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/06 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Neo Ito 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Masaki Tomomi Komukai-shiba, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 in Toshiba Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Fujio Masuoka Komukai Toshiba-cho, Komukai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 within Toshiba Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-3-286497 (JP, A) Kaihei 4-82091 (JP, A) JP 2-308500 (JP, A) JP 1-144297 (JP, A) JP 1-263997 (JP, A) JP 61-294565 ( JP, A) TOMOHARU TANAKA, A 4-Mbit NAND-EEPROM M with Tight Progmmed Vt Distributio. , Dig Tech Pap 1990 Symp VLSI circu its, IEEE, 1990 years, 105-106 (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G11C 16/06

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 各々が電荷蓄積部を持ったトランジスタ
を有する多数のメモリセルからなるメモリセルアレイ
と、 前記メモリセルアレイに接続され、(i)前記メモリセ
ルの各々に印加される制御書込み電圧を定義する第1ま
たは第2の論理レベルのデータをデータ格納部に格納
し、(ii)前記データ格納部に格納されたデータに応
じて前記メモリセルの各々に前記制御書込み電圧を印加
し、(iii)前記メモリセルの実際の書込み状態を検
知し、(iv)充分に書込みがなされていないと検知さ
れたメモリセルに対応する前記格納部に格納されたデー
タを前記第1の論理レベルに設定し書き込みを促進し、
書込みが充分行われたと検知されたメモリセルに対応す
る前記格納部に格納されたデータを前記第2の論理レベ
ルに設定し書き込みを抑制する多数のプログラミング制
御回路と、 前記多数のプログラミング制御回路に接続され、前記デ
ータを個別に検出するために前記多数のプログラミング
制御回路に供給されるデータ出力制御信号を発生する
ータ出力制御信号発生器と、 前記多数のプログラミング制御回路に接続され、前記
てのデータが前記第2の論理レベルにある場合、ベリフ
ァイ終了信号を発生するデータ検出器とを具備し、 前記データ検出器のデータ検出タイミングは前記データ
出力制御信号発生器から発生される前記データ出力制御
信号と同期している不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory cell array comprising a plurality of memory cells each having a transistor having a charge storage portion, and (i) defining a control write voltage applied to each of the memory cells. First to do
Other stores data of a second logic level to the data storage unit, the control write voltage is applied to each of said memory cells in accordance with the data stored in the data storage unit (ii), (iii) the The actual write state of the memory cell is detected, and (iv) it is detected that writing has not been completed sufficiently.
Stored in the storage unit corresponding to the stored memory cell.
Setting the data to the first logic level to facilitate writing,
Corresponds to the memory cells that are detected to have been sufficiently written.
The data stored in the storage unit according to the second logical level
Many programming systems that are set to
And control circuitry, coupled to the plurality of programming the control circuit, for generating a data output control signal supplied to the plurality of programming the control circuit in order to detect the data individually de
And over data output control signal generator, coupled to said plurality of programming the control circuit, the total
If the data of Te is in the second logic level, comprising a data detector for generating a verification end signal, the data detection timing of the data detector is the data
A non-volatile semiconductor memory device synchronized with the data output control signal generated from an output control signal generator.
【請求項2】 前記制御書込み電圧の前記メモリセルの
各々への印加と、前記メモリセルの実際の書込み状態の
検知は、前記データ検出器が前記ベリファイ終了信号を
発生するまで行われる請求項1に記載の不揮発性半導体
記憶装置。
2. The memory cell of the control write voltage
The voltage applied to each and the actual write state of the memory cell
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the detection is performed until the data detector generates the verify end signal.
【請求項3】 前記データ格納部に格納されているデー
タは初期時には初期データに設定され、前記データ格納
部に格納されている初期データは前記メモリセルの実際
の書込み状態に応じて修正される請求項1に記載の不揮
発性半導体記憶装置。
3. The data stored in the data storage unit is set to the initial data at the initial stage, and the initial data stored in the data storage unit is the actual data of the memory cell.
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is modified according to the write state of the memory.
【請求項4】 前記初期データは少なくとも1つの入力
ラインを介して供給される請求項3記載の不揮発性半導
体記憶装置。
4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the initial data is supplied through at least one input line.
【請求項5】 各々が電荷蓄積部を持ったトランジスタ
を有する多数のメモリセルからなるメモリセルアレイ
と、 前記メモリセルアレイに接続され、前記メモリセルの選
択と選択したメモリセルへの書込み電圧の印加を制御す
る多数のプログラミング制御回路と、 前記メモリセルアレイに接続され、前記多数のプログラ
ミング制御回路と組み合わされ、(i)前記プログラミ
ング制御回路により選択されたメモリセルの各々に印加
される書込み制御電圧を定義する第1、第2論理レベル
の書込み制御データを格納し、(ii)前記メモリセル
の各々に前記書込み制御電圧を印加し、(iii)前記
メモリセルの実際の書込み状態を検知し、(iv)デー
タが充分に書込まれたメモリセルに対応するデータ回路
において格納されている書込み制御データの論理レベル
を前記第1論理レベルから前記第2論理レベルに修正
し、(v)データが充分に書込まれていないメモリセル
に対応するデータ回路において格納されている書込み制
御データの論理レベルを前記第1論理レベルのまま維持
し、(vi)前記第2論理レベルを格納するデータ回路
に格納されている書込み制御データを前記第2論理レベ
ルに維持する多数のデータ回路と、 前記多数のデータ回路に接続され、前記書込み制御デー
タを選択的に検出するために前記多数のデータ回路に供
給されるアドレス信号を発生するアドレス信号発生器
と、 前記多数のデータ回路に接続され、前記全ての書込み制
御データが前記第2の論理レベルにあるか否かを判定
し、前記全ての書込み制御データが前記第2の論理レベ
ルにあることが検出されると、ベリファイ終了信号を発
生するデータ検出器とを具備し、 前記データ検出器のデータ検出タイミングは前記アドレ
ス信号発生器から発生される前記アドレス信号と同期し
ている不揮発性半導体記憶装置。
5. A memory cell array composed of a large number of memory cells each having a transistor having a charge storage section, selected memory cells connected to the memory cell array, and applying a write voltage to the selected memory cells. A plurality of programming control circuits for controlling the memory cell array, combined with the plurality of programming control circuits, and (i) defining a write control voltage applied to each of the memory cells selected by the programming control circuits. Write control data of the first and second logic levels to be stored, (ii) applying the write control voltage to each of the memory cells, (iii) detecting an actual write state of the memory cell, and (iv) ) A write control is stored in a data circuit corresponding to a memory cell in which data has been sufficiently written. The logic level of the data is modified from the first logic level to the second logic level, and (v) the logic level of the write control data stored in the data circuit corresponding to the memory cell in which the data is not sufficiently written. And (vi) a number of data circuits that maintain write control data stored in a data circuit that stores the second logic level at the second logic level, and An address signal generator connected to a data circuit for generating an address signal supplied to the plurality of data circuits for selectively detecting the write control data; It is determined whether the write control data is at the second logic level, and it is detected that all the write control data are at the second logic level. A non-volatile semiconductor memory device comprising a data detector that generates a verify end signal when issued, and the data detection timing of the data detector is synchronized with the address signal generated from the address signal generator.
【請求項6】 前記メモリセルの各々への前記書込み制
御電圧の印加と、前記メモリセルの実際の書込み状態の
検知と、データが充分に書込まれたメモリセルに対応す
るデータ回路においての格納されている書込み制御デー
タの論理レベルの前記第1論理レベルから前記第2論理
レベルへの修正、は前記データ検出器が前記ベリファイ
終了信号を発生するまで行われる請求項5に記載の不揮
発性半導体記憶装置。
6. The write control to each of the memory cells.
Control voltage and the actual write state of the memory cell
Corresponds to sensing and memory cells that have been fully written with data.
The stored write control data in the data circuit
From the first logic level to the second logic level
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the correction to the level is performed until the data detector generates the verify end signal.
【請求項7】 前記データ回路に格納されている書込み
制御データは初期時には初期データに設定される請求項
5に記載の不揮発性半導体記憶装置。
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the write control data stored in said data circuit is set to initial data at the initial stage.
【請求項8】 前記初期データは少なくとも1つの入力
ラインを介して供給される請求項7記載の不揮発性半導
体記憶装置。
8. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein the initial data is supplied through at least one input line.
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KR100666184B1 (en) * 2006-02-02 2007-01-09 삼성전자주식회사 Three-level nonvolatile semiconductor memory device with voltage control block shared lower bitlines and upper bitlines

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