JP3511732B2 - Semiconductor nonvolatile storage device - Google Patents

Semiconductor nonvolatile storage device

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JP3511732B2
JP3511732B2 JP10430595A JP10430595A JP3511732B2 JP 3511732 B2 JP3511732 B2 JP 3511732B2 JP 10430595 A JP10430595 A JP 10430595A JP 10430595 A JP10430595 A JP 10430595A JP 3511732 B2 JP3511732 B2 JP 3511732B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気的に書換え可能な
メモリ、たとえばフラッシュEEPROMなどの半導体
不揮発性記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable memory, for example, a semiconductor nonvolatile memory device such as a flash EEPROM.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に書換え可能なメモリとして、デ
ータの書き込みはFN(Fowler-Nordheim )トンネリン
グによりドレイン側よりフローティングゲート中の電子
を引き抜くことにより行い、消去もFNトンネリングに
よりフローティングゲート中へ電子を注入することによ
り行うDINOR型フラッシュメモリが知られている。
2. Description of the Related Art As an electrically rewritable memory, data is written by extracting electrons in the floating gate from the drain side by FN (Fowler-Nordheim) tunneling, and erasing is also performed by FN tunneling. There is known a DINOR type flash memory that is implemented by injecting.

【0003】以下、DINOR型フラッシュメモリの消
去動作、書き込み動作、ベリファイ読み出し動作、読み
出し動作におけるバイアス条件を、それぞれ図18、図
19、図20、図21に示し、簡単に説明する。
Bias conditions in the erase operation, write operation, verify read operation, and read operation of the DINOR type flash memory will be briefly described below with reference to FIGS. 18, 19, 20, and 21, respectively.

【0004】図18、図19、図20および図21は、
主ビット線2本、副ビット線に連なるワード線8本の2
群から構成されるDINOR型フラッシュメモリをそれ
ぞれ示している。
18, FIG. 19, FIG. 20 and FIG.
2 of 2 main bit lines and 8 word lines connected to sub bit lines
Each of the DINOR type flash memories composed of groups is shown.

【0005】図18、図19、図20および図21にお
いて、WL1m〜WL8m,WL1m+1 〜WL8m+
1 はワード線、SLm,SLm+1 は選択ゲート線、M
BLn,MBLn+1 は主ビット線、SBLm,n,S
BLm+1 ,n,SBLm,n+1 ,SBLm+1 ,n
+1 は副ビット線、SRLは共通ソース線、MT1m,
n〜MT8m,n,MT1m+1 ,n〜MT8m+1 ,
n,MT1m,n+1〜MT8m,n+1 ,MT1m+1
,n+1 〜MT8m+1 ,n+1 はメモリトランジス
タ、STm,n,STm+1 ,n,STm,n+1 ,S
Tm+1 ,n+1 は選択トランジスタをそれぞれ示して
いる。
In FIGS. 18, 19, 20, and 21, WL1m to WL8m, WL1m + 1 to WL8m +
1 is a word line, SLm and SLm + 1 are select gate lines, M
BLn, MBLn + 1 are main bit lines, SBLm, n, S
BLm + 1, n, SBLm, n + 1, SBLm + 1, n
+1 is a sub-bit line, SRL is a common source line, MT1m,
n to MT8m, n, MT1m + 1, n to MT8m + 1,
n, MT1m, n + 1 to MT8m, n + 1, MT1m + 1
, N + 1 to MT8m + 1, n + 1 are memory transistors, STm, n, STm + 1, n, STm, n + 1, S.
Tm + 1 and n + 1 indicate selection transistors, respectively.

【0006】図18の消去例においては、WL1m〜W
L8mのワード線ブロックに連なるメモリセルトランジ
スタの消去を行う場合である。この場合、選択するワー
ド線WL1m〜WL8mに20V、すべての選択ゲート
線SLm,SLm+1 、およびその他のワード線WL1
m+1 〜WL8m+1、および共通ソース線SRLに0
Vを印加して、すべての主ビット線MBLn,MBLn
+1 をフローティング状態にバイアスする。その結果、
選択するワード線ブロックWL1m〜WL8mに連なる
メモリセルトランジスタのフローティングゲート中に電
子がFNトンネリングにより注入されて、メモリセルト
ランジスタのしきい値電圧Vthは5V以上になる。
In the erase example of FIG. 18, WL1m to W
This is a case where the memory cell transistors connected to the L8m word line block are erased. In this case, 20V is applied to the selected word lines WL1m to WL8m, all the selection gate lines SLm and SLm + 1, and the other word lines WL1.
m + 1 to WL8m + 1 and 0 to common source line SRL
V is applied to all the main bit lines MBLn, MBLn
Bias +1 to floating state. as a result,
Electrons are injected into the floating gates of the memory cell transistors connected to the selected word line blocks WL1m to WL8m by FN tunneling, and the threshold voltage Vth of the memory cell transistors becomes 5V or higher.

【0007】図19の書き込み例は、ワード線WL4m
に連なるメモリセルトランジスタに、ワード線一括書き
込みを行う場合であり、図中実線で囲んだメモリセルト
ランジスタMT4m,nに「1」データを書き込み、図
中点線で囲んだメモリセルトランジスタMT4m,n+
1 に「0」データを書き込む。この場合、選択ゲート線
SLmに10V、選択するワード線WL4mに−10
V、その他のゲート線SLm+1 、およびその他のワー
ド線WL1m〜WL3m,WL5m〜WL8m,WL1
m+1 〜WL8m+1 に0Vを印加し、共通ソース線S
RLをフローティング状態にバイアスして、「1」デー
タを書き込むメモリセルトランジスタMT4m,nが接
続された主ビット線MBLnに6V、「0」データを書
き込むメモリセルトランジスタMT4m,n+1 が接続
された主ビット線MBLn+1 に0Vを印加する。その
結果、メモリセルトランジスタMT4m,nのみ、FN
トンネリングによりフローティングゲート中の電子がド
レインにより引き抜かれて、メモリセルトランジスタの
しきい値電圧Vthは1V〜2V程度に遷移する。
In the write example of FIG. 19, the word line WL4m is used.
In the case of collectively writing word lines to the memory cell transistors connected to the memory cell transistors MT4m, n +, the memory cell transistor MT4m, n surrounded by a solid line in the figure is written with "1" data, and the memory cell transistor MT4m, n + surrounded by a dotted line in the figure
Write "0" data to 1. In this case, the select gate line SLm has a voltage of 10 V, and the selected word line WL4m has a voltage of −10.
V, other gate lines SLm + 1, and other word lines WL1m to WL3m, WL5m to WL8m, WL1
0V is applied to m + 1 to WL8m + 1, and the common source line S
Main bit connected to memory cell transistor MT4m, n + 1 for writing 6V, "0" data to main bit line MBLn connected to memory cell transistor MT4m, n for writing "1" data by biasing RL to a floating state 0V is applied to the line MBLn + 1. As a result, only the memory cell transistors MT4m, n, FN
The electrons in the floating gate are extracted by the drain due to the tunneling, and the threshold voltage Vth of the memory cell transistor transits to about 1V to 2V.

【0008】図20のベリファイ読み出し動作は、図1
9の書き込み動作の直後に行われ、当該書き込み動作の
結果、「1」データを書き込むべきメモリセルトランジ
スタMT4m,nのしきい値電圧Vthがベリファイ読
み出し電圧以下、この場合2V以下に遷移したかどうか
を調べる。この場合、選択ゲート線SLmに3.3V、
選択するワード線WL4mに2V、選択する主ビット線
MBLnに1V、その他のゲート線SLm+1 、および
その他のワード線WL1m〜WL3m,WL5m〜WL
8m,WL1m+1 〜WL8m+1 、およびその他の主
ビット線MBLn+1 、および共通ソース線SRLに0
Vを印加する。その結果、選択されたメモリセルトラン
ジスタMT4m,nがオフ状態にある場合、メモリセル
トランジスタに対する書き込みが充分でないと判断し、
オン状態にある場合、メモリセルトランジスタに対する
書き込みが完了したと判断する。
The verify read operation of FIG. 20 is similar to that of FIG.
Whether the threshold voltage Vth of the memory cell transistor MT4m, n in which “1” data is to be written is changed to the verify read voltage or less, in this case, 2V or less, as a result of the write operation performed immediately after the write operation of 9. Find out. In this case, 3.3V is applied to the select gate line SLm,
2V to the selected word line WL4m, 1V to the selected main bit line MBLn, other gate lines SLm + 1, and other word lines WL1m to WL3m, WL5m to WL
8m, WL1m + 1 to WL8m + 1, and other main bit lines MBLn + 1 and 0 on the common source line SRL
Apply V. As a result, when the selected memory cell transistor MT4m, n is in the off state, it is determined that writing to the memory cell transistor is not sufficient,
When it is in the ON state, it is determined that writing to the memory cell transistor is completed.

【0009】図21の読み出し例は、図中実線で囲んだ
メモリセルトランジスタMT4m,nの読み出しをする
場合である。この場合、選択ゲート線SLm、および選
択するワード線WL4mに3.3V、選択する主ビット
線MBLnに1V、その他のゲート線SLm+1 、およ
びその他のワード線WL1m〜WL3m,WL5m〜W
L8m,WL1m+1 〜WL8m+1 、およびその他の
主ビット線MBLn+1 、および共通ソース線SRLに
0Vを印加する。その結果、選択されたメモリセルトラ
ンジスタMT4m,nがオフ状態にある場合、データ
「0」(消去状態)にあり、オン状態にある場合、デー
タ「1」(書き込み状態)にあると判断する。
The read example in FIG. 21 is a case where the memory cell transistors MT4m, n surrounded by a solid line in the figure are read. In this case, the selected gate line SLm and the selected word line WL4m are 3.3V, the selected main bit line MBLn is 1V, the other gate lines SLm + 1, and the other word lines WL1m to WL3m and WL5m to W.
0V is applied to L8m, WL1m + 1 to WL8m + 1, other main bit lines MBLn + 1, and common source line SRL. As a result, when the selected memory cell transistor MT4m, n is in the off state, it is in the data “0” (erased state), and in the on state, it is in the data “1” (written state).

【0010】図22は、以上説明したDINOR型フラ
ッシュメモリの消去動作、書き込み動作、ベリファイ読
み出し動作、読み出し動作におけるバイアス条件をまと
めたものである。
FIG. 22 shows the bias conditions in the erase operation, write operation, verify read operation and read operation of the DINOR type flash memory described above.

【0011】また、電気的に書換え可能な他のフラッシ
ュメモリとして、データの書き込みはCHE(チャンネ
ルホットエレクトロン)によりドレイン側よりフローテ
ィングゲート中に電子を注入することにより行い、消去
はFNトンネリングによりフローティングゲートからソ
ースへ電子を引き抜くことにより行うNOR型フラッシ
ュメモリが知られている。
As another electrically rewritable flash memory, data writing is performed by injecting electrons into the floating gate from the drain side by CHE (channel hot electrons), and erasing is performed by FN tunneling. There is known a NOR type flash memory that is performed by extracting electrons from a source to a source.

【0012】以下、NOR型フラッシュメモリの消去動
作、ベリファイ読み出し動作、書き込み動作、読み出し
動作におけるバイアス条件を、それぞれ図23、図2
4、図25、図26に示し、簡単に説明する。
The bias conditions in the erase operation, verify read operation, write operation, and read operation of the NOR flash memory will be described below with reference to FIGS. 23 and 2, respectively.
4, FIG. 25, and FIG. 26, and will be briefly described.

【0013】図23、図24、図25および図26にお
いて、WLm−1 、WLm、WLm+1 はワード線、B
Ln−1 、BLn、BLn+1 はビット線、SRLは共
通ソース線、MTm−1 ,n−1 、MTm−1 ,n、M
Tm−1 ,n+1 、MTm,n−1 、MTm,n、MT
m,n+1 、MTm+1 ,n−1 、MTm+1 ,n、M
Tm+1 ,n+1 はメモリセルをそれぞれ示している。
In FIGS. 23, 24, 25 and 26, WLm-1, WLm and WLm + 1 are word lines and B is a word line.
Ln-1, BLn, BLn + 1 are bit lines, SRL is a common source line, MTm-1, n-1, MTm-1, n, M
Tm-1, n + 1, MTm, n-1, MTm, n, MT
m, n + 1, MTm + 1, n-1, MTm + 1, n, M
Tm + 1 and n + 1 indicate memory cells, respectively.

【0014】図23の消去例においては、選択するワー
ド線WLmに連なるメモリセルトランジスタMTm,n
−1 、MTm,n、MTm,n+1 について、ワード線
セクタ消去を行う場合である。この場合、選択するワー
ド線WLmに−10V、その他のワード線WLm−1、
WLm+1 に0V、すべてのビット線BLn−1 、BL
n、BLn+1 をフローティング状態にバイアスして、
共通ソース線SRLに5Vを印加する。その結果、選択
するワード線WLmに連なるメモリセルトランジスタM
Tm,n−1 、MTm,n、MTm,n+1 のフローテ
ィングゲート中の電子がFNトンネリングによりソース
側から引き抜かれて、メモリセルトランジスタのしきい
値電圧Vthは1V〜2V程度になる。
In the erase example of FIG. 23, memory cell transistors MTm, n connected to the selected word line WLm.
This is a case where word line sector erase is performed for -1, MTm, n, MTm, n + 1. In this case, the selected word line WLm is -10V, and the other word lines WLm-1,
0V on WLm + 1, all bit lines BLn−1, BL
Bias n and BLn + 1 to the floating state,
5V is applied to the common source line SRL. As a result, the memory cell transistor M connected to the selected word line WLm
The electrons in the floating gates of Tm, n-1, MTm, n, MTm, n + 1 are extracted from the source side by FN tunneling, and the threshold voltage Vth of the memory cell transistor becomes about 1V to 2V.

【0015】図24のベリファイ読み出し動作は、図2
3の消去動作の直後に行われ、当該消去動作の結果、消
去を行うべきメモリセルトランジスタMTm,n−1 、
MTm,n、MTm,n+1 のしきい値電圧Vthがベ
リファイ読み出し電圧以下、この場合3V以下に遷移し
たかどうかを調べる。この場合、選択するワード線WL
mに3V、すべてのビット線BLn−1 、BLn、BL
n+1 に1Vを印加し、その他のワード線WLm−1 、
WLm+1 および共通ソース線SRLに0Vを印加す
る。その結果、選択されたメモリセルトランジスタMT
m,n−1 、MTm,n、MTm,n+1 がオフ状態に
ある場合、メモリセルトランジスタに対する消去が充分
でないと判断し、オン状態にある場合、メモリセルトラ
ンジスタに対する消去が完了したと判断する。
The verify read operation of FIG. 24 is the same as that of FIG.
3 is performed immediately after the erasing operation, and as a result of the erasing operation, the memory cell transistors MTm, n−1 to be erased,
It is checked whether the threshold voltage Vth of MTm, n, MTm, n + 1 has transitioned to the verify read voltage or less, in this case 3V or less. In this case, select the word line WL
3V for m, all bit lines BLn-1, BLn, BL
1V is applied to n + 1, other word lines WLm−1,
0V is applied to WLm + 1 and the common source line SRL. As a result, the selected memory cell transistor MT
When m, n−1, MTm, n, MTm, n + 1 are in the off state, it is determined that the erasing of the memory cell transistor is not sufficient, and when they are in the on state, it is determined that the erasing of the memory cell transistor is completed.

【0016】図25の書き込み例は、図中実線で囲んだ
メモリセルMTm,nにデータ書き込みを行う場合であ
る。この場合、選択するワード線WLmに12V、選択
するビット線BLnに7Vを印加し、その他のワード線
WLm−1 、WLm+1 、ビット線BLn−1 、BLn
+1 および共通ソース線SRLに0Vを印加する。その
結果、選択されたメモリセルトランジスタMTm,nに
のみ、チャンネルホットエレクトロン(CHE)によ
り、フローティングゲート中に電子が注入されて、しき
い値電圧Vthは5V以上になる。
The write example of FIG. 25 is a case where data is written to the memory cells MTm, n surrounded by solid lines in the figure. In this case, 12V is applied to the selected word line WLm, 7V is applied to the selected bit line BLn, and the other word lines WLm−1, WLm + 1, the bit lines BLn−1, BLn.
0V is applied to +1 and the common source line SRL. As a result, electrons are injected into the floating gate by channel hot electrons (CHE) only in the selected memory cell transistor MTm, n, and the threshold voltage Vth becomes 5V or higher.

【0017】図26の読み出し例は、図中実線で囲んだ
メモリセルトランジスタMTm,nのデータ読み出しを
する場合である。この場合、選択するワード線WLmに
5V、選択するビット線BLnに1V、その他のワード
線WLm−1 、WLm+1 、およびその他のビット線B
Ln−1、BL+1 、および共通ソース線SRLに0V
を印加する。その結果、選択されたメモリセルトランジ
スタMTm,nがオフ状態にある場合、メモリセルトラ
ンジスタのデータは「1」(書き込み状態)であると判
断し、オン状態にある場合、メモリセルトランジスタの
データは「0」(消去状態)にあると判断する。
The read example of FIG. 26 is a case where data is read from the memory cell transistors MTm, n surrounded by a solid line in the drawing. In this case, the selected word line WLm is 5V, the selected bit line BLn is 1V, the other word lines WLm−1, WLm + 1, and the other bit line B.
0V to Ln-1, BL + 1 and common source line SRL
Is applied. As a result, when the selected memory cell transistor MTm, n is in the off state, it is determined that the data of the memory cell transistor is "1" (write state), and when it is in the on state, the data of the memory cell transistor is It is determined to be "0" (erased state).

【0018】図27は、以上説明したNOR型フラッシ
ュメモリの消去動作、ベリファイ読みだし動作、書き込
み動作、読み出し動作におけるバイアス条件をまとめた
ものである。
FIG. 27 summarizes the bias conditions in the erase operation, verify read operation, write operation, and read operation of the NOR flash memory described above.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したD
INOR型フラッシュメモリおよびNOR型フラッシュ
メモリの動作においては、書き込み動作/ベリファイ読
み出し動作または消去動作/ベリファイ読み出し動作
が、交互に繰り返し行われる。したがって、上記動作期
間中、選択するワード線に所定の負電圧である印加書き
込み電圧または印加消去電圧と、所定の正電圧であるベ
リファイ読み出し電圧の2種類のワード線印加電圧を交
互に繰り返し印加する必要がある。
By the way, the above-mentioned D
In the operations of the INOR flash memory and the NOR flash memory, the write operation / verify read operation or the erase operation / verify read operation are alternately repeated. Therefore, during the above operation period, two types of word line application voltages, that is, the applied write voltage or applied erase voltage which is a predetermined negative voltage and the verify read voltage which is a predetermined positive voltage are alternately and repeatedly applied to the selected word line. There is a need.

【0020】たとえば図19、図20に示すDINOR
型フラッシュメモリの場合、選択するワード線に、印加
書き込み電圧−10Vおよびベリファイ読み出し電圧2
Vを交互に繰り返し印加する。また図23、図24に示
すNOR型フラッシュメモリの場合、選択するワード線
に印加消去電圧−10Vおよびベリファイ読み出し電圧
3Vを交互に繰り返し印加する。
DINOR shown in FIGS. 19 and 20, for example.
Type flash memory, applied write voltage -10V and verify read voltage 2 are applied to the selected word line.
V is alternately and repeatedly applied. In the case of the NOR flash memory shown in FIGS. 23 and 24, the applied erase voltage −10V and the verify read voltage 3V are alternately and repeatedly applied to the selected word line.

【0021】ところが、選択するワード線に所定の負電
圧と所定の正電圧を交互に繰り返し印加することから、
当該ワード線の充放電に非常な長時間を要するという問
題がある。しかも、上述した書き込み動作/ベリファイ
読み出し動作または消去動作/ベリファイ読み出し動作
の繰り返し回数は非常に多数回行われるため、実際の書
き込み時間または消去時間よりも、ワード線の充放電に
要する時間が支配的となって、高速の書き込みまたは消
去が非常に困難であった。
However, since a predetermined negative voltage and a predetermined positive voltage are alternately and repeatedly applied to the selected word line,
There is a problem that it takes a very long time to charge and discharge the word line. Moreover, since the number of repetitions of the above-described write operation / verify read operation or erase operation / verify read operation is performed a great number of times, the time required for charging / discharging the word line is more dominant than the actual write time or erase time. Therefore, high-speed writing or erasing was very difficult.

【0022】たとえば、図19、図20に示すDINO
R型フラッシュメモリの場合、書き込み動作/ベリファ
イ読み出し動作の繰り返し回数は約100回程度であ
り、ワード線の充電または放電に要する時間は約100
μ秒程度である。したがって、ワード線の充放電に要す
る時間は合計20m秒程度になり、実際に書き込みに必
要な時間約1m秒に対して、支配的になる。
For example, the DINO shown in FIGS. 19 and 20.
In the case of the R-type flash memory, the number of times the write operation / verify read operation is repeated is about 100 times, and the time required to charge or discharge the word line is about 100 times.
It is about μ seconds. Therefore, the time required for charging / discharging the word lines is about 20 msec in total, which is dominant with respect to the time actually required for writing of about 1 msec.

【0023】図28および図29は、上述したDINO
R型フラッシュメモリの書き込み動作/ベリファイ読み
出し動作における、選択するワード線ドライバのそれぞ
れのバイアス状態を示す回路図である。図28、図29
のワード線ドライバ回路は、pチャネルMOS(以下、
P型という)トランジスタTP1,nチャネルMOS
(以下、N型という)トランジスタTN1からなるイン
バータ回路である。すなわち、図28に示すように、書
き込み電圧印加動作においては、選択するワード線ドラ
イバはプラス側の電圧値が0V、マイナス側の電圧値が
−10Vの電圧範囲で動作し、アドレス信号に対してワ
ード線出力は反転出力される。
28 and 29 show the above-mentioned DINO.
FIG. 6 is a circuit diagram showing respective bias states of a selected word line driver in a write operation / verify read operation of an R-type flash memory. 28 and 29
Is a p-channel MOS (hereinafter,
P type) Transistor TP1, n channel MOS
It is an inverter circuit including a transistor TN1 (hereinafter referred to as N type). That is, as shown in FIG. 28, in the write voltage application operation, the selected word line driver operates in the voltage range in which the plus side voltage value is 0 V and the minus side voltage value is −10 V, and the selected word line driver operates in response to the address signal. The word line output is inverted.

【0024】これに対して、図29に示すように、ベリ
ファイ読み出し動作においては、選択するワード線ドラ
イバはプラス側の電圧値が2V、マイナス側の電圧値が
0Vの電圧範囲で動作し、アドレス信号に対してワード
線出力は正転出力される。
On the other hand, as shown in FIG. 29, in the verify read operation, the selected word line driver operates in the voltage range in which the plus side voltage value is 2V and the minus side voltage value is 0V, and the address The word line output is normally output with respect to the signal.

【0025】図30および図31は、上述した図28、
図29に示すワード線ドライバのバイアス状態で、特に
問題となるN型トランジスタTN1のバイアス状態を示
す図である。図30、図31に示すように、N型トラン
ジスタTN1は負電圧で動作するために、NWELL中
のPWELLに形成されている。すなわち、図30に示
すように、書き込み電圧印加動作においては、N型トラ
ンジスタTN1は、ソース拡散層およびPWELL基板
が−10Vにバイアスされる。
FIG. 30 and FIG. 31 correspond to FIG.
FIG. 30 is a diagram showing a bias state of the N-type transistor TN1 which is a particular problem in the bias state of the word line driver shown in FIG. 29. As shown in FIGS. 30 and 31, the N-type transistor TN1 is formed in PWELL in NWELL because it operates at a negative voltage. That is, as shown in FIG. 30, in the write voltage application operation, the source diffusion layer and the PWELL substrate of the N-type transistor TN1 are biased to −10V.

【0026】これに対して、図31に示すように、ベリ
ファイ読み出し動作においては、N型トランジスタTN
1は、ソース拡散層およびPWELL基板が0Vにバイ
アスされる。
On the other hand, as shown in FIG. 31, in the verify read operation, the N-type transistor TN is used.
1 biases the source diffusion layer and the PWELL substrate to 0V.

【0027】N型トランジスタTN1のソース拡散層お
よびPWELL基板の充放電は、選択されるワード線ド
ライバ回路だけでなく、すべてのワード線ドライバ回路
においても行われる。したがって、書き込み電圧印加動
作とベリファイ読み出し電圧印加動作の切り替え、ある
いはベリファイ読み出し電圧印加動作と書き込み電圧印
加動作の切り替え時に、印加書き込み電圧を発生する負
電圧昇圧回路に大きな負荷となり、上記動作電圧の切り
替えに長時間を要することになる。
The source diffusion layer of the N-type transistor TN1 and the PWELL substrate are charged / discharged not only in the selected word line driver circuit but also in all word line driver circuits. Therefore, when the write voltage applying operation and the verify read voltage applying operation are switched, or when the verify read voltage applying operation and the write voltage applying operation are switched, a large load is applied to the negative voltage booster circuit that generates the applied write voltage, and the operation voltage switching is performed. It will take a long time.

【0028】図32は、上述したDINOR型フラッシ
ュメモリの書き込み動作/ベリファイ読み出し動作にお
ける、選択するワード線の出力電圧値レベルのタイミン
グチャートを示す図である。図32において、φw/v
は書き込み電圧印加動作を行うべきか、あるいはベリフ
ァイ読み出し電圧印加動作を行うべきかを制御する信号
であり、論理動作電圧レベル3.3V/0Vで動作す
る。また、WLは選択するワード線の出力であり、書き
込み電圧印加動作時には−10Vに、ベリファイ読み出
し電圧印加動作時には2Vにバイアスされている。
FIG. 32 is a diagram showing a timing chart of the output voltage value level of the selected word line in the write operation / verify read operation of the DINOR type flash memory described above. In FIG. 32, φw / v
Is a signal for controlling whether a write voltage application operation or a verify read voltage application operation is performed, and operates at a logic operation voltage level of 3.3V / 0V. Further, WL is the output of the selected word line, and is biased to −10 V during the write voltage application operation and to 2 V during the verify read voltage application operation.

【0029】図32に示すように、時刻t1,t3で制
御信号φw/vがハイレベルからローレベルに変化して
書き込み電圧印加動作からベリファイ読み出し電圧印加
動作に切り替わっても、ワード線出力WLはすぐには変
化できず、時刻t1’,t3’で−10Vから2Vに変
化する。同様に、時刻t2,t4で制御信号φw/vが
ローレベルからハイレベルに変化してベリファイ読み出
し電圧印加動作から書き込み電圧印加動作に切り替わっ
ても、ワード線出力WLはすぐには変化できず、時刻t
2’,t4’で2Vから−10Vに変化する。したがっ
て、ワード線の充放電に要する時間が、実際に書き込み
に必要な時間に対して、支配的になり、高速の書き込み
が非常に困難となる。
As shown in FIG. 32, even if the control signal φw / v changes from the high level to the low level at the times t1 and t3 and the write voltage applying operation is switched to the verify read voltage applying operation, the word line output WL is still It cannot change immediately, but changes from −10V to 2V at times t1 ′ and t3 ′. Similarly, even if the control signal φw / v changes from the low level to the high level at the times t2 and t4 and the verify read voltage applying operation is switched to the write voltage applying operation, the word line output WL cannot immediately change, Time t
It changes from 2V to -10V at 2'and t4 '. Therefore, the time required for charging / discharging the word line becomes dominant over the time actually required for writing, and high-speed writing becomes very difficult.

【0030】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、短時間に書き込み電圧印加動作
または消去電圧印加動作とベリファイ読み出し動作の切
替えが可能であり、ひいては高速に書き込みまたは消去
が行える半導体不揮発性記憶装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to enable switching between a write voltage application operation or an erase voltage application operation and a verify read operation in a short time, and thus a high speed write or An object is to provide a semiconductor nonvolatile memory device that can be erased.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、メモリセルに対するデータの書き込み動
作または消去動作が、データを書き込むためのまたは消
去するための所定の電圧を印加する書き込み電圧印加動
作または消去電圧印加動作と当該メモリセルに対するデ
ータの書き込みまたは消去が終了したかどうかを検出す
るベリファイ読み出し動作を交互に繰り返すことにより
行われる半導体不揮発性記憶装置であって、複数のワー
ド線から構成される各ワード線ブロックの特定のワード
線ブロックを選択するメインローデコーダと、上記メイ
ンローデコーダにより選択されたワード線ブロック内の
それぞれのワード線毎に所定の印加書き込み電圧または
印加消去電圧とベリファイ読み出し電圧の2種類のワー
ド線印加電圧が同時に並列出力できるサブローデコーダ
と、上記サブローデコーダからの上記2種類のワード線
印加電圧のどちらか一方を上記データ書き込み動作また
は消去動作に応じて選択的に切り替えて出力するワード
線印加電圧切り替え部と、上記ワード線印加電圧切り替
え部により選択出力された上記の2種類のワード線印加
電圧のどちらか一方のワード線印加電圧を上記メインロ
ーデコーダにより選択されたワード線ブロック内のそれ
ぞれのワード線に伝達出力するためのワード線出力伝達
部とを有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a write voltage for applying a predetermined voltage for writing or erasing data when a data writing or erasing operation for a memory cell is performed. applying operation or verify read operation for detecting whether a write or erase data has been completed with respect to the erase voltage application operation and the memory cells in the semiconductor nonvolatile memory device is performed by alternately repeating, a plurality of word
A specific word in each word line block consisting of
The main row decoder that selects the line block and the main
Within the word line block selected by the narrow decoder
Predetermined applied write voltage for each word line or
Two types of voltage, applied erase voltage and verify read voltage
Sub-row decoder that can simultaneously output the applied voltage to parallel lines
And the two types of word lines from the sub row decoder
Either one of the applied voltage is applied to the above data write operation or
Is a word that is selectively switched and output according to the erase operation
Line applied voltage switching unit and word line applied voltage switching
Application of the above two types of word lines selected and output by the display section
One of the voltage applied to the word line
-In the word line block selected by the decoder
Word line output transmission for transmission to each word line
And a department .

【0032】また、上記半導体不揮発性記憶装置は、ビ
ット線が主ビット線と副ビット線とに階層化され、主ビ
ット線と副ビット線とが動作に応じて選択的に接続さ
れ、かつ副ビット線に複数のメモリセルが並列に接続さ
れているDINOR型フラッシュメモリである。
Further, in the semiconductor nonvolatile memory device, the bit lines are hierarchized into the main bit lines and the sub bit lines, the main bit lines and the sub bit lines are selectively connected according to the operation, and the sub bit lines are sub-connected. This is a DINOR type flash memory in which a plurality of memory cells are connected in parallel to a bit line.

【0033】あるいは、上記半導体不揮発性記憶装置
は、複数のワード線とビット線に対し行列状に配列され
たメモリセルが接続されたNOR型フラッシュメモリで
ある。
Alternatively, the semiconductor nonvolatile memory device is a NOR flash memory in which memory cells arranged in a matrix are connected to a plurality of word lines and bit lines.

【0034】[0034]

【0035】また上記メインローデコーダは、論理動作
電圧レベルで動作する少なくとも1個のローアドレス入
力信号をデコードし、それぞれのワード線ブロックに対
して当該ワード線ブロックが選択されるべきか否かを制
御するデコード信号を出力するデコード回路と、上記デ
コード信号のそれぞれに対してその動作電圧レベルを論
理動作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換してそ
れぞれのワード線ブロックに対してワード線ブロック選
択信号を生成する電圧変換回路とを有する。
Further, the main row decoder decodes at least one row address input signal operating at a logic operation voltage level and determines whether or not the word line block should be selected for each word line block. A decode circuit that outputs a decode signal to be controlled, and the operation voltage level of each of the decode signals is converted from a logical operation voltage level to a predetermined voltage value level and a word line block is selected for each word line block. A voltage conversion circuit that generates a signal.

【0036】また上記サブローデコーダは、論理動作電
圧レベルで動作する少なくとも1個のローアドレス入力
信号をデコードし、ワード線ブロック内のそれぞれのワ
ード線に対して当該ワード線が選択されるべきか否かを
制御するデコード信号を出力するデコード回路と、上記
デコード信号のそれぞれに対してその動作電圧レベルを
論理動作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換して
それぞれのワード線に印加する印加書き込み電圧または
印加消去電圧を生成する第1の電圧変換回路と、上記デ
コード信号のそれぞれに対してその動作電圧レベルを論
理動作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換してそ
れぞれのワード線に印加するベリファイ読み出し電圧を
生成する第2の電圧変換回路とを有する。
Further, the sub row decoder decodes at least one row address input signal which operates at a logic operation voltage level, and whether or not the word line should be selected for each word line in the word line block. And a write circuit for outputting a decode signal for controlling whether or not, and an applied write voltage for converting the operation voltage level of each of the above-mentioned decode signals from a logical operation voltage level to a predetermined voltage value level and applying it to each word line. Alternatively, a first voltage conversion circuit for generating an applied erase voltage and a verify operation for converting the operation voltage level of each of the decode signals from a logical operation voltage level to a predetermined voltage value level and applying the voltage to each word line. A second voltage conversion circuit that generates a read voltage.

【0037】また、上記ワード線印加電圧切り替え部
は、データ書き込み動作または消去動作に応じて書き込
み電圧印加動作または消去電圧印加動作を行うべきかベ
リファイ読み出し動作を行うべきかを制御する制御信号
の動作電圧レベルを、論理動作電圧レベルから所定の電
圧値レベルに変換してワード線印加電圧切り替え信号を
生成する電圧変換回路と、ワード線ブロックを構成する
それぞれのワード線毎に対応して設けられた少なくとも
2入力を受け1出力を選択するマルチプレクサ回路であ
って、2入力端子がそれぞれ上記サブローデコーダから
の2種類のワード線印加電圧の供給線に接続されて、上
記ワード線印加電圧切り替え信号を受けてどちらか一方
のワード線印加電圧が出力されるマルチプレクサ回路と
を有する。
Further, the word line applied voltage switching section operates according to a control signal for controlling whether the write voltage applying operation or the erase voltage applying operation or the verify read operation should be performed according to the data write operation or the erase operation. A voltage conversion circuit that converts a voltage level from a logic operation voltage level to a predetermined voltage value level to generate a word line applied voltage switching signal, and a word conversion circuit provided corresponding to each word line forming a word line block A multiplexer circuit for receiving at least two inputs and selecting one output, wherein two input terminals are respectively connected to supply lines of two kinds of word line applied voltages from the sub row decoder to receive the word line applied voltage switching signal. And a multiplexer circuit that outputs one of the word line applied voltages.

【0038】また、上記ワード線出力伝達部は、それぞ
れのワード線毎に対応して設けられた半導体素子により
なるスイッチであって、一方の端子が当該ワード線が対
応すべき上記ワード線印加電圧切り替え部により選択出
力されたワード線印加電圧の供給線に接続され、他方の
端子がそれぞれメモリアレイ内のワード線に接続され
て、上記ワード線ブロック選択信号を受けて選択された
ワード線ブロックのスイッチのみが接続され他のスイッ
チが切り離されるスイッチ回路を有する。
The word line output transmission section is a switch formed of a semiconductor element provided corresponding to each word line, and one terminal has the word line applied voltage to which the word line corresponds. The word line block of the word line block selected by receiving the word line block selection signal is connected to the supply line of the word line applied voltage selectively output by the switching unit and the other terminal is connected to the word line in the memory array. It has a switch circuit in which only the switches are connected and the other switches are disconnected.

【0039】また、上記メインローデコーダからの各ワ
ード線ブロック選択信号とサブローデコーダからのそれ
ぞれのワード線毎への印加書き込み電圧または印加消去
電圧およびベリファイ読み出し電圧の2種類のワード線
印加電圧が、データ書き込み動作期間中または消去動作
期間中、それぞれの所定の電圧値に固定されている。
Further, two kinds of word line applied voltages, that is, a word line block selection signal from the main row decoder and an applied write voltage or applied erase voltage and a verify read voltage to each word line from the sub row decoder are During the data writing operation period or the erasing operation period, the respective predetermined voltage values are fixed.

【0040】また、上記各ワード線ブロック選択信号お
よびワード線印加電圧切り替え信号は、上記サブローデ
コーダから出力されるそれぞれの所定の印加書き込み電
圧または印加消去電圧およびベリファイ読み出し電圧の
いずれに対しても、低電圧側の電圧値が同等あるいはそ
れ以下の電圧値であり、高電圧側の電圧値が同等あるい
はそれ以上の電圧値である。また、上記低電圧側の電圧
値は所定の負電圧であり、上記高電圧側の電圧値は所定
の正電圧である。
Further, the word line block selection signal and the word line applied voltage switching signal are applied to the respective predetermined applied write voltage or applied erase voltage and verify read voltage output from the sub row decoder. The voltage value on the low voltage side is equal to or less than the voltage value, and the voltage value on the high voltage side is equal to or more than the voltage value. The low-voltage side voltage value is a predetermined negative voltage, and the high-voltage side voltage value is a predetermined positive voltage.

【0041】[0041]

【作用】本発明の半導体不揮発性記憶装置によれば、選
択されたワード線に印加するための所定の印加書き込み
電圧または印加消去電圧とベリファイ読み出し電圧の2
種類のワード線印加電圧が、データ書き込み動作期間中
または消去動作期間中常時並列出力され、かつ上記の2
種類のワード線印加電圧のどちらか一方が、上記データ
書き込み動作期間中または消去動作期間中その動作に応
じて、当該選択するワード線に選択的に切り替えて出力
される。これにより、たとえばDINOR型フラッシュ
メモリの書き込み動作あるいはNOR型フラッシュメモ
リの消去動作において、短時間に上記の2種類のワード
線印加電圧の切替えが可能となる。
According to the semiconductor non-volatile memory device of the present invention, a predetermined applied write voltage or applied erase voltage and verify read voltage to be applied to the selected word line can be used.
Different types of word line applied voltages are always output in parallel during a data write operation or an erase operation, and the above 2
Either one of the types of word line applied voltages is selectively switched to the selected word line and output according to the operation during the data write operation or the erase operation. Thus, for example, in the write operation of the DINOR type flash memory or the erase operation of the NOR type flash memory, it becomes possible to switch the above two types of word line applied voltages in a short time.

【0042】また、上記の動作においては、たとえばメ
インローデコーダにより複数のワード線から構成される
各ワード線ブロックの特定のワード線ブロックが選択さ
れる。メインローデコーダにより選択されたワード線ブ
ロック内のそれぞれのワード線毎に所定の印加書き込み
電圧または印加消去電圧とベリファイ読み出し電圧の2
種類のワード線印加電圧は、サブローデコーダにより同
時に並列出力される。そして、ワード線印加電圧切り替
え部において、サブローデコーダからの上記の2種類の
ワード線印加電圧のどちらか一方が上記データ書き込み
動作または消去動作に応じて選択的に切り替えられて出
力される。ワード線印加電圧切り替え部により選択出力
された上記の2種類のワード線印加電圧のどちらか一方
のワード線印加電圧は、ワード線出力伝達部によってメ
インローデコーダにより選択されたワード線ブロック内
のそれぞれのワード線に伝達出力される。
In the above operation, for example, the main row decoder selects a specific word line block of each word line block formed of a plurality of word lines. Two of a predetermined applied write voltage or applied erase voltage and verify read voltage are applied to each word line in the word line block selected by the main row decoder.
The types of word line applied voltages are simultaneously output in parallel by the sub row decoder. Then, in the word line applied voltage switching section, either one of the above-mentioned two types of word line applied voltages from the sub row decoder is selectively switched and output according to the data write operation or erase operation. The word line applied voltage of either one of the above-mentioned two types of word line applied voltages selected and output by the word line applied voltage switching unit is stored in the word line block selected by the main row decoder by the word line output transfer unit. Is transmitted and output to the word line.

【0043】また、上記メインローデコーダにおいて
は、デコード回路により論理動作電圧レベルで動作する
少なくとも1個のローアドレス入力信号がデコードさ
れ、それぞれのワード線ブロックに対して当該ワード線
ブロックが選択されるべきか否かを制御するデコード信
号が出力される。そして、電圧変換回路でデコード信号
のそれぞれに対してその動作電圧レベルが論理動作電圧
レベルから所定の電圧値レベルに変換され、それぞれの
ワード線ブロックに対してワード線ブロック選択信号が
生成される。
In the main row decoder, the decode circuit decodes at least one row address input signal operating at the logical operation voltage level, and the word line block is selected for each word line block. A decode signal that controls whether or not to output is output. Then, the voltage conversion circuit converts the operation voltage level of each decode signal from the logic operation voltage level to a predetermined voltage value level, and generates a word line block selection signal for each word line block.

【0044】また、上記サブローデコーダにおいては、
デコード回路により論理動作電圧レベルで動作する少な
くとも1個のローアドレス入力信号がデコードされ、ワ
ード線ブロック内のそれぞれのワード線に対して当該ワ
ード線が選択されるべきか否かを制御するデコード信号
が出力される。このデコード信号に基づき第1の電圧変
換回路で、当該デコード信号のそれぞれに対してその動
作電圧レベルが論理動作電圧レベルから所定の電圧値レ
ベルに変換され、それぞれのワード線に印加する印加書
き込み電圧または印加消去電圧が生成される。また、第
2の電圧変換回路において、デコード信号のそれぞれに
対してその動作電圧レベルが論理動作電圧レベルから所
定の電圧値レベルに変換され、それぞれのワード線に印
加するベリファイ読み出し電圧が生成される。
In the sub row decoder,
A decode circuit decodes at least one row address input signal that operates at the logical operation voltage level, and controls the decode signal for controlling whether or not the word line in each word line block should be selected. Is output. Based on this decode signal, the first voltage conversion circuit converts the operation voltage level of each of the decode signals from the logical operation voltage level to a predetermined voltage value level, and applies the write voltage applied to each word line. Alternatively, an applied erase voltage is generated. In the second voltage conversion circuit, the operating voltage level of each decode signal is converted from the logical operating voltage level to a predetermined voltage value level, and the verify read voltage applied to each word line is generated. .

【0045】また、上記ワード線印加電圧切り替え部に
おいては、電圧変換回路によりデータ書き込み動作また
は消去動作に応じて書き込み電圧印加動作または消去電
圧印加動作を行うべきかベリファイ読み出し動作を行う
べきかを制御する制御信号の動作電圧レベルが、論理動
作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換されて、ワ
ード線印加電圧切り替え信号が生成される。そして、マ
ルチプレクサ回路において、ワード線印加電圧切り替え
信号が受信され、どちらか一方のワード線印加電圧が出
力される。
In the word line applied voltage switching unit, the voltage conversion circuit controls whether the write voltage applying operation or the erase voltage applying operation or the verify read operation should be performed according to the data writing operation or the erase operation. The operating voltage level of the control signal is converted from the logical operating voltage level to a predetermined voltage value level, and the word line applied voltage switching signal is generated. Then, the multiplexer circuit receives the word line applied voltage switching signal and outputs one of the word line applied voltages.

【0046】また、上記ワード線出力伝達部では、スイ
ッチ回路において、ワード線ブロック選択信号を受け
て、選択されたワード線ブロックのスイッチのみが接続
され他のスイッチが切り離される。
In the word line output transmission unit, the switch circuit receives the word line block selection signal, and only the switch of the selected word line block is connected and the other switches are disconnected.

【0047】また、上記メインローデコーダからの各ワ
ード線ブロック選択信号とサブローデコーダからのそれ
ぞれのワード線毎への印加書き込み電圧または印加消去
電圧およびベリファイ読み出し電圧の2種類のワード線
印加電圧が、データ書き込み動作期間中または消去動作
期間中常時、それぞれの所定の電圧値に固定される。こ
れにより、上記動作期間中、上記ローデコーダ内のたと
えばN型トランジスタのPWELL基板の電位を変化さ
せる必要がなく、固定することができる。
Further, two kinds of word line application voltages, that is, a word line block selection signal from the main row decoder and an applied write voltage or applied erase voltage and a verify read voltage to each word line from the sub row decoder are It is fixed to the respective predetermined voltage values during the data write operation period or the erase operation period. Accordingly, during the operation period, it is not necessary to change the potential of the PWELL substrate of the N-type transistor in the row decoder, and it can be fixed.

【0048】また、上記メインローデコーダからの各ワ
ード線ブロック選択信号とサブローデコーダから出力さ
れるそれぞれの所定の印加書き込み電圧または印加消去
電圧およびベリファイ読み出し電圧のいずれに対して
も、低電圧側の電圧値が同等あるいはそれ以下の電圧値
であり、高電圧側の電圧値が同等あるいはそれ以上の電
圧値である。したがって、上記ワード線印加電圧切り替
え部内のマルチプレクサ回路およびワード線出力伝達部
内のスイッチ回路は、それぞれの所定の印加書き込み電
圧または印加消去電圧およびベリファイ読み出し電圧の
いずれに対しても動作できる。
Further, with respect to each of the word line block selection signals from the main row decoder and the respective predetermined applied write voltage or applied erase voltage and verify read voltage output from the sub row decoder, the low voltage side is selected. The voltage value is equal to or less than the voltage value, and the high voltage side voltage value is equal to or more than the voltage value. Therefore, the multiplexer circuit in the word line applied voltage switching unit and the switch circuit in the word line output transmission unit can operate with respect to each of the predetermined applied write voltage or applied erase voltage and verify read voltage.

【0049】また、上記低電圧側の電圧値は所定の負電
圧であり、上記高電圧側の電圧値は所定の正電圧であ
る。したがって、上述したDINOR型フラッシュメモ
リの書き込み動作あるいはNOR型フラッシュメモリの
消去動作に対応できる。
The voltage value on the low voltage side is a predetermined negative voltage, and the voltage value on the high voltage side is a predetermined positive voltage. Therefore, the above-described write operation of the DINOR flash memory or erase operation of the NOR flash memory can be supported.

【0050】[0050]

【実施例】図1および図2は、本発明に係る第1の実施
例であるDINOR型フラッシュメモリの、書き込み電
圧印加動作およびベリファイ読み出し動作のバイアス例
を示す図である。
1 and 2 are diagrams showing bias examples of a write voltage application operation and a verify read operation of a DINOR type flash memory according to a first embodiment of the present invention.

【0051】図1に示す書き込み電圧印加動作のバイア
ス例は、図19に示す従来例と同じであるが、図2に示
すベリファイ読み出し動作のバイアス例が、図20に示
す従来例と異なる。この相違点は、選択ゲート線SLm
に印加する電圧が、書き込み電圧印加動作時の10Vの
まま変化しないことである。
The bias example of the write voltage application operation shown in FIG. 1 is the same as the conventional example shown in FIG. 19, but the bias example of the verify read operation shown in FIG. 2 is different from the conventional example shown in FIG. This difference is that the select gate line SLm
That is, the voltage applied to the memory cell does not change at 10 V during the write voltage application operation.

【0052】図3は、図1および図2に示すような書き
込み電圧印加動作およびベリファイ読み出し動作を実現
するための、本発明の半導体不揮発性記憶装置、特に第
1の実施例であるDINOR型フラッシュメモリの、ロ
ーデコーダを中心とする要部のブロック図である。
FIG. 3 shows a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention for realizing the write voltage application operation and the verify read operation as shown in FIGS. 1 and 2, and particularly the DINOR type flash which is the first embodiment. FIG. 3 is a block diagram of a main part of a memory, centering on a row decoder.

【0053】図3において、1はDINOR型フラッシ
ュメモリのメモリアレイ部、2は読み出し/書き込み回
路、3はカラムデコーダ、4はメインデコーダ、5はサ
ブデコーダ、6はワード線印加電圧切り替え部、7はワ
ード線出力伝達部をそれぞれ示している。
In FIG. 3, 1 is a memory array section of a DINOR type flash memory, 2 is a read / write circuit, 3 is a column decoder, 4 is a main decoder, 5 is a sub decoder, 6 is a word line applied voltage switching section, 7 Indicate the word line output transmission units, respectively.

【0054】メモリアレイ部1は、それぞれ同じ副ビッ
ト線に連なるワード線i本を1ブロックとするj群のワ
ード線ブロック、主ビット線k本のアレイからなる。な
お、図中、□は選択トランジスタを、○はメモリトラン
ジスタを表している。
The memory array section 1 is composed of an array of j word line blocks and k main bit lines, each of which is a block of i word lines connected to the same sub bit line. In the figure, □ represents a selection transistor and ∘ represents a memory transistor.

【0055】メインデコーダ4は、デコード部41、選
択ゲート線出力部42、およびワード線ブロック選択信
号出力部43により構成されている。デコード部41
は、VCC/GNDレベルで動作するローアドレス入力信
号X1〜Xbをデコードし、それぞれのワード線ブロッ
ク内対応したデコード信号x1〜xjを発生する。選択
ゲート線出力部42は、デコード信号x1 〜xjをVS
L/GNDレベルに変換して、選択ゲート線出力SL1
〜SLjを発生する。ワード線ブロック選択信号出力部
43は、デコード信号x1 〜xjを、VPP/VBBレベル
に変換して、それぞれのワード線ブロックが選択される
べきか否かを制御するワード線ブロック選択信号x1 ’
〜xj’を発生する。
The main decoder 4 comprises a decoding unit 41, a selection gate line output unit 42, and a word line block selection signal output unit 43. Decoding unit 41
Decodes the row address input signals X1 to Xb operating at the VCC / GND level and generates the corresponding decode signals x1 to xj in each word line block. The selection gate line output unit 42 outputs the decoded signals x1 to xj to VS.
Convert to L / GND level and select gate line output SL1
Generate ~ SLj. The word line block selection signal output unit 43 converts the decoded signals x1 to xj into VPP / VBB levels and controls whether each word line block should be selected or not.
Generate ~ xj '.

【0056】サブローデコーダ5は、デコード部51、
書き込み/消去ワード線印加電圧出力部52、およびベ
リファイ読み出しワード線印加電圧出力部53により構
成されている。デコード部51は、VCC/GNDレベル
で動作するローアドレス入力信号x1〜xaをデコード
し、ワード線ブロック内のそれぞれのワード線に対応し
たデコード信号x1 〜xiを発生する。書き込み/消去
ワード線印加電圧出力部52は、デコード信号x1 〜x
iを、VwE/VBBレベルに変換して、書き込み/消去
ワード線印加電圧(Vw)1 〜(Vw)iを発生する。
ベリファイ読み出しワード線印加電圧出力部53は、デ
コード信号x1 〜xiを、Vvr/GNDレベルに変換
して、ベリファイ読み出しワード線印加電圧(Vv)1
〜(Vv)iを発生する。
The sub row decoder 5 includes a decoding unit 51,
The write / erase word line applied voltage output unit 52 and the verify read word line applied voltage output unit 53 are included. Decoding portion 51 decodes row address input signals x1 to xa operating at the Vcc / GND level and generates decode signals x1 to xi corresponding to the respective word lines in the word line block. The write / erase word line applied voltage output section 52 outputs the decode signals x1 to x.
i is converted to VwE / VBB level to generate write / erase word line applied voltages (Vw) 1 to (Vw) i.
The verify read word line applied voltage output unit 53 converts the decode signals x1 to xi into Vvr / GND level, and the verify read word line applied voltage (Vv) 1.
Generate (Vv) i.

【0057】ワード線印加電圧切り替え部6は、ワード
線印加電圧切り替えマルチプレクサ部61、およびワー
ド線印加電圧切り替え信号発生部62により構成されて
いる。ワード線印加電圧切り替えマルチプレクサ部61
は、サブローデコーダ5から出力される書き込み/消去
ワード線印加電圧(Vw)1 〜(Vw)iとベリファイ
読み出しワード線印加電圧(Vv)1 〜(Vv)iの2
種類のワード線印加電圧を入力して、動作に応じてどち
らか一方をワード線出力V1 〜Viとして出力する。ワ
ード線印加電圧切り替え信号発生部62は、ワード線印
加電圧切り替えマルチプレクサ部61の動作において、
上記2種類のワード線印加電圧のどちらのワード線印加
電圧を選択するかを制御するためのワード線印加電圧切
り替え信号φw/v’を発生する回路であって、VCC/
GNDレベルで動作する制御信号φw/vをVPP/VBB
レベルに変換して発生する。
The word line applied voltage switching section 6 is composed of a word line applied voltage switching multiplexer section 61 and a word line applied voltage switching signal generating section 62. Word line applied voltage switching multiplexer unit 61
Is a write / erase word line applied voltage (Vw) 1 to (Vw) i and a verify read word line applied voltage (Vv) 1 to (Vv) i output from the sub row decoder 5.
A word line applied voltage of a type is input, and one of them is output as a word line output V1 to Vi depending on the operation. In the operation of the word line applied voltage switching multiplexer unit 61, the word line applied voltage switching signal generation unit 62
A circuit for generating a word line applied voltage switching signal φw / v ′ for controlling which of the above two types of word line applied voltages is to be selected.
Control signal φw / v that operates at GND level is VPP / VBB
It occurs after converting to a level.

【0058】ワード線出力伝達部7は、それぞれのワー
ド線WL1 1 〜WLjiに対応して設けられたスイッチ
回路SW11〜SWjiからなり、メインローデコーダ4
から出力されるワード線ブロック選択信号x1 ’〜x
j’の制御により、ワード線印加電圧切り替え部6によ
り出力されるワード線出力V1 〜Viを選択されるワー
ド線ブロック内のそれぞれのワード線に伝達する。
The word line output transmission section 7 comprises switch circuits SW11 to SWji provided corresponding to the respective word lines WL1 1 to WLji, and the main row decoder 4
Word line block selection signals x1 'to x output from
By controlling j ′, the word line outputs V1 to Vi output by the word line applied voltage switching unit 6 are transmitted to the respective word lines in the selected word line block.

【0059】なお、図3のブロック図において、VCC,
VPP,VwE,Vvr,VSLが供給される図中○側で
示す端子はプラス側の電源端子であり、電圧GND,V
BBが供給される図中●側で示す端子はマイナス側の電源
端子である。また、VCC,GNDは通常の論理動作の電
圧レベルであり、それぞれ3.3,0である。
In the block diagram of FIG. 3, VCC,
VPP, VwE, Vvr, and VSL are supplied, and the terminal indicated by ○ in the figure is the power source terminal on the positive side, and the voltage GND, V
The terminal indicated by ● in the figure to which BB is supplied is the negative power terminal. Further, Vcc and GND are voltage levels for normal logic operation, which are 3.3 V and 0 V , respectively.

【0060】図4は、上述したそれぞれの電源端子の電
圧値レベルが、本発明のDINOR型フラッシュメモリ
の消去動作、書き込み電圧印加動作、ベリファイ読み出
し動作、読み出し動作の4種類の動作モードで、それぞ
れどのような電圧値に設定されるかを示した表である。
図4の表で特に重要な点は、書き込み電圧印加動作とベ
リファイ読み出し動作時の2種類の動作モード時に、各
電源端子の電圧値レベルが同一レベルに設定されてお
り、上記2種類の動作モードの繰り返し切り替え時に、
各電源端子の電圧設定を繰り返し設定しなおす必要がな
いことである。これは、従来のDINOR型フラッシュ
メモリの動作と大きく異なる。
FIG. 4 shows that the voltage value levels of the respective power supply terminals described above are in four operation modes of the erasing operation, the write voltage applying operation, the verify read operation and the read operation of the DINOR type flash memory of the present invention. It is a table showing what kind of voltage value is set.
The particularly important point in the table of FIG. 4 is that the voltage value level of each power supply terminal is set to the same level in the two types of operation modes of the write voltage application operation and the verify read operation. When switching repeatedly,
That is, it is not necessary to repeatedly set the voltage of each power supply terminal again. This is significantly different from the operation of the conventional DINOR flash memory.

【0061】すなわち、図4に示すように、VCC,GN
Dは通常の論理動作の電圧レベルであるため、動作モー
ドにかからずそれぞれ3.3V,0Vに設定される。V
PPは消去動作時に20V、書き込み電圧印加動作、およ
びベリファイ読み出し動作、および読み出し動作時に
3.3Vに設定される。VBBは消去動作時に0V、書き
込み電圧印加動作、およびベリファイ読み出し動作時に
−10V、読み出し動作時に0Vに設定される。VwE
は消去動作時に20V、書き込み電圧印加動作、および
ベリファイ読み出し動作時に0V、読み出し動作時に
3.3Vに設定される。Vvrは消去動作時に3.3
V、書き込み電圧印加動作、およびベリファイ読み出し
動作時に2V、読み出し動作時に3.3Vに設定され
る。VSLは消去動作時に3.3V、書き込み電圧印加
動作、およびベリファイ読み出し動作時に10V、読み
出し動作時に3.3Vに設定される。
That is, as shown in FIG. 4, VCC, GN
Since D is a voltage level for normal logic operation, it is set to 3.3V and 0V regardless of the operation mode. V
PP is set to 20V during the erase operation, and 3.3V during the write voltage application operation, the verify read operation, and the read operation. VBB is set to 0V during the erase operation, −10V during the write voltage application operation and the verify read operation, and 0V during the read operation. VwE
Is set to 20V during the erase operation, 0V during the write voltage application operation and the verify read operation, and 3.3V during the read operation. Vvr is 3.3 during erase operation.
V, 2V during the write voltage application operation and the verify read operation, and 3.3V during the read operation. VSL is set to 3.3V during the erase operation, 10V during the write voltage application operation, and the verify read operation, and 3.3V during the read operation.

【0062】図5は、図3のローデコーダを中心とする
ブロック構成、および図4の各動作モードにおけるそれ
ぞれ電源端子の電圧設定の結果、特に書き込み電圧印加
動作/ベリファイ読み出し動作の繰り返し切り替え時
に、各種の信号および出力がどのような電圧変化をする
かを示したタイミングチャートである。
FIG. 5 shows a block configuration centered on the row decoder of FIG. 3 and the result of voltage setting of the power supply terminals in each operation mode of FIG. 4, particularly when the write voltage application operation / verify read operation is repeatedly switched. 5 is a timing chart showing how various signals and outputs change in voltage.

【0063】図4において示すそれぞれの信号および出
力が、図3のブロック図と対応している。また、図中、
t1〜t13は時間の進行を表しており、この時間の進
行は大きく次の2種類に分類できる。
Each signal and output shown in FIG. 4 corresponds to the block diagram of FIG. Also, in the figure,
t1 to t13 represent the progress of time, and the progress of this time can be roughly classified into the following two types.

【0064】すなわち、時刻t1〜t5までは、時刻t
1でローアドレス入力信号X1 〜XaおよびX1 〜Xb
を受けてから、書き込みワード線印加電圧(Vw)1〜
(Vw)iとベリファイ読み出しワード線印加電圧(V
v)1〜(Vv)iの2種類のワード線印加電圧、およ
び選択ゲート線出力SL1 〜SLj、およびワード線ブ
ロック選択信号x1 ’〜xj’をそれぞれの電圧値レベ
ルに設定して出力するまでの時間の進行である。
That is, from time t1 to t5, time t
1 for row address input signals X1 to Xa and X1 to Xb
After receiving the write word line applied voltage (Vw) 1 to
(Vw) i and verify read word line applied voltage (V
v) 1 to (Vv) i, two types of word line applied voltages, select gate line outputs SL1 to SLj, and word line block select signals x1 'to xj' are set to respective voltage value levels and output. Is the progression of time.

【0065】また、時刻t5〜t13までは、書き込み
電圧印加動作/ベリファイ読み出し動作の繰り返し切り
替え動作であり、それぞれの時刻でワード線印加電圧切
り替え信号φw/v、φw/v’が変化し、それに従っ
て上記2種類のワード線印加電圧のどちらか一方が選択
されて、ワード線出力V1 〜Vi、WL11〜WLjiと
して切り替え出力される。
From time t5 to t13, the write voltage application operation / verify read operation is repeatedly switched, and the word line applied voltage switching signals φw / v and φw / v ′ change at each time, and Accordingly, one of the two types of word line applied voltages is selected, and the word line outputs V1 to Vi and WL11 to WLji are switched and output.

【0066】以下、図5のタイミングチャートを、時間
を追って順に説明する。まず、時刻t1でサブローデコ
ーダ51がローアドレス入力信号X1 〜Xa、メインロ
ーデコーダ41がローアドレス入力信号X1 〜Xbをそ
れぞれ受ける。
Hereinafter, the timing chart of FIG. 5 will be described sequentially with time. First, at time t1, the sub row decoder 51 receives the row address input signals X1 to Xa, and the main row decoder 41 receives the row address input signals X1 to Xb.

【0067】次に、時刻t2までにローアドレス入力信
号はデコードされて、サブローデコーダ51内で、書き
込みワード線印加電圧(Vw)1〜(Vw)iとベリフ
ァイ読み出しワード線印加電圧(Vv)1〜(Vv)i
の2種類のワード線印加電圧、メインローデコーダ41
内で、選択ゲート線出力SL1 〜SLj、およびワード
線ブロック選択信号x1 ’〜xj’が出力されるが、こ
の時点でこれらの信号および出力はまだ所定の電圧値レ
ベルに変換されておらず、論理動作電圧レベルのままで
ある。
Next, by time t2, the row address input signal is decoded, and in the sub row decoder 51, write word line applied voltages (Vw) 1 to (Vw) i and verify read word line applied voltage (Vv) 1. ~ (Vv) i
2 types of word line applied voltage, main row decoder 41
Within, the selection gate line outputs SL1 to SLj and the word line block selection signals x1 'to xj' are output, but at this point of time, these signals and outputs have not been converted to the predetermined voltage value level, It remains at the logic operating voltage level.

【0068】次に、時刻t3で電源電圧VBB,Vvr,
VSLがそれぞれ0V→−9V,3.3V→2V,0V
→−9Vに設定され、時刻t4で電源電圧VwEが3.
3V→0Vに設定される。その結果、時刻t5までに、
書き込みワード線印加電圧(Vw)1〜(Vw)iとベ
リファイ読み出しワード線印加電圧(Vv)1〜(V
v)iの2種類のワード線印加電圧、および選択ゲート
線出力SL1 〜SLj、およびワード線ブロック選択信
号x1 ’〜xj’は、所定の電圧値レベルに変換され
る。
Next, at time t3, the power supply voltages VBB, Vvr,
VSL is 0V → -9V, 3.3V → 2V, 0V, respectively
→ -9V is set, and the power supply voltage VwE is 3. at the time t4.
It is set from 3V to 0V. As a result, by time t5,
Write word line applied voltages (Vw) 1 to (Vw) i and verify read word line applied voltages (Vv) 1 to (V
v) Two types of word line applied voltages i, the selection gate line outputs SL1 to SLj, and the word line block selection signals x1 'to xj' are converted into predetermined voltage value levels.

【0069】次に、時刻t5からは、書き込み電圧印加
動作/ベリファイ読み出し動作の繰り返し切り替え動作
に入り、時刻t5,t9,t11,t13でワード線印
加電圧切り替え信号φw/vがハイレベルになり、切り
替え信号φw/vは後述する図12の回路により直接所
定の電圧レベルに変換されて、ワード線印加電圧切り替
え信号φw/v’が発生される。それに従ってワード線
出力V1 〜Vi、WL11〜WLjiとして書き込みワー
ド線印加電圧(Vw)1〜(Vw)iが切り替え出力さ
れる。
Next, from time t5, the write voltage applying operation / verify reading operation is repeatedly switched, and the word line applied voltage switching signal φw / v becomes high level at times t5, t9, t11, and t13. The switching signal φw / v is directly converted into a predetermined voltage level by the circuit shown in FIG. 12, which will be described later, and the word line applied voltage switching signal φw / v ′ is generated. Accordingly, the write word line applied voltages (Vw) 1 to (Vw) i are switched and output as the word line outputs V1 to Vi and WL11 to WLji.

【0070】また、時刻t6,t8,t10,t12で
ワード線印加電圧切り替え信号φw/vがローレベルに
なり、切り替え信号φw/vは後述する図12の回路に
より直接所定の電圧レベルに変換されて、ワード線印加
電圧切り替え信号φw/v’が発生される。それに従っ
てワード線出力V1 〜Vi、WL11〜WLjiとしてベ
リファイ読み出しワード線印加電圧(Vv)1〜(V
v)iが切り替え出力される。
At time t6, t8, t10, t12, the word line applied voltage switching signal φw / v becomes low level, and the switching signal φw / v is directly converted to a predetermined voltage level by the circuit shown in FIG. Thus, the word line applied voltage switching signal φw / v ′ is generated. Accordingly, verify read word line applied voltages (Vv) 1 to (V are output as word line outputs V1 to Vi and WL11 to WLji.
v) i is switched and output.

【0071】次に、図3のブロック図における具体的な
回路例を、選択ゲート線出力部42については図6に、
ワード線ブロック選択信号部43については図7および
図8に、書き込み/消去ワード線印加電圧出力部52に
ついては図9に、ベリファイ読み出しワード線印加電圧
出力部53については図10に、ワード線印加電圧切り
替えマルチプレクサ部61については図11に、ワード
線印加電圧切り替え信号発生部62については図12
に、ワード線出力伝達部7については図13に、それぞ
れ示し、順に説明する。
Next, a concrete circuit example in the block diagram of FIG. 3 is shown in FIG. 6 for the selection gate line output section 42.
7 and 8 for the word line block selection signal section 43, FIG. 9 for the write / erase word line applied voltage output section 52, FIG. 10 for the verify read word line applied voltage output section 53, and the word line application. The voltage switching multiplexer unit 61 is shown in FIG. 11, and the word line applied voltage switching signal generation unit 62 is shown in FIG.
The word line output transfer section 7 is shown in FIG. 13 and will be described in order.

【0072】図6は、選択ゲート線出力部42について
の具体的な回路例を示す図である。選択ゲート線出力部
42は、図3に示すように、選択ゲート線CL−SL1
〜CN−SLjのそれぞれに対応した各セグメントによ
り構成されており、図6はm番目のセグメントである。
FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit example of the select gate line output section 42. As shown in FIG. 3, the select gate line output section 42 selects the select gate line CL-SL1.
To CN-SLj, each segment corresponds to each segment, and FIG. 6 is the m-th segment.

【0073】図6に示すように、選択ゲート線出力部4
2は、VCC/GNDレベルで動作するアンド回路NAN
D1 、VSL/GNDレベルで動作するレベルシフト回
路421、およびインバータINV1により構成されて
いる。
As shown in FIG. 6, the selection gate line output unit 4
2 is an AND circuit NAN that operates at the VCC / GND level
It is composed of D1, a level shift circuit 421 operating at VSL / GND level, and an inverter INV1.

【0074】ナンド回路NAND1は、消去時(ERA
SE)に、デコード部からのデコード信号xmに関係な
く、すべてのワード線ブロックの選択ゲート線SLm
を、ローレベルに設定するための回路である。
The NAND circuit NAND1 is erased (era
SE), select gate lines SLm of all word line blocks regardless of the decode signal xm from the decode section.
Is a circuit for setting to a low level.

【0075】レベルシフト回路421は、デコード部か
らのデコード信号xmを、VSL/GNDレベルに電圧
変換するためのラッチ型回路であり、N型トランジスタ
TN2,TN3、およびP型トランジスタTP2,TP
3により構成される。また、図5のタイミングチャート
においては、時刻t3で電源電圧VSLを3.3V→1
0Vに設定することにより、レベル変換される。
The level shift circuit 421 is a latch type circuit for converting the decode signal xm from the decode section into a VSL / GND level voltage, and includes N type transistors TN2 and TN3 and P type transistors TP2 and TP.
It is composed of 3. In the timing chart of FIG. 5, the power supply voltage VSL is 3.3V → 1 at time t3.
The level is converted by setting it to 0V.

【0076】インバータINV1は、選択ゲート線SL
mをドライブするためのドライバ回路として機能し、最
終的にデコード信号xmは論理正転状態で電圧変換され
て、選択ゲート線SLmに出力される。
The inverter INV1 has a select gate line SL.
It functions as a driver circuit for driving m, and finally the decode signal xm is subjected to voltage conversion in the logic normal state and output to the select gate line SLm.

【0077】図7および図8は、ワード線ブロック選択
信号出力部43についての具体的な回路例を示す図であ
る。ワード線ブロック選択信号部43は、図3に示すよ
うに、ワード線ブロック選択信号CN−x1 〜CN−x
jにそれぞれ対応した各セグメントにより構成されてお
り、図7はm番目のセグメントである。
FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams showing specific circuit examples of the word line block selection signal output section 43. The word line block selection signal section 43, as shown in FIG. 3, includes word line block selection signals CN-x1 to CN-x.
7 is the m-th segment.

【0078】図7に示すように、ワード線ブロック選択
信号出力部43は、P型トランジスタTP4、VPP/V
BBレベルで動作するレベルシフト431、およびインバ
ータINV2、INV3により構成されている。
As shown in FIG. 7, the word line block selection signal output section 43 includes a P-type transistor TP4 and VPP / V.
It is composed of a level shift 431 that operates at the BB level and inverters INV2 and INV3.

【0079】P型トランジスタTP4は、電源電圧VBB
が負電圧時または電源電圧VPPが昇圧時に、VCC/GN
D系とVPP/VBB系を、完全に分離するためのP型トラ
ンジスタであり、図8において後述する制御信号φrに
より、VBBが負電圧時またはVPPが昇圧時に、オフとな
る。
The P-type transistor TP4 has a power supply voltage VBB.
Is negative voltage or power supply voltage VPP is boosted, VCC / GN
This is a P-type transistor for completely separating the D system and the VPP / VBB system, and is turned off when VBB is a negative voltage or VPP is boosted by a control signal φr described later in FIG.

【0080】レベルシフト回路431は、デコード部か
らのデコード信号xmを、VPP/VBBレベルに電圧変換
するためのラッチ型回路であり、N型トランジスタTN
4,TN5、およびP型トランジスタTP5,TP6に
より構成されている。
The level shift circuit 431 is a latch type circuit for converting the decode signal xm from the decode section into a VPP / VBB level voltage, and is an N-type transistor TN.
4, TN5, and P-type transistors TP5 and TP6.

【0081】また、図5のタイミングチャートにおいて
は、デコード信号xmをラッチ後、時刻t3で電源電圧
VBBを0V→−10Vに設定することにより、レベル変
換される。
Further, in the timing chart of FIG. 5, after the decode signal xm is latched, the level is converted by setting the power supply voltage VBB from 0V to -10V at time t3.

【0082】インバータINV2およびINV3は、ワ
ード線ブロック選択信号xm’および/xm’をドライ
ブするためのドライバ回路として機能し、最終的に、デ
コード信号xmは論理正転状態で電圧変換されてワード
線ブロック選択信号xm’として、また論理反転状態で
電圧変換されてワード線ブロック選択信号/xm’とし
て出力される。
The inverters INV2 and INV3 function as a driver circuit for driving the word line block selection signals xm 'and / xm', and finally, the decode signal xm is voltage-converted in the logic normal state to be word line-converted. The voltage is converted as the block selection signal xm ′ and is output in the logic inverted state as the word line block selection signal / xm ′.

【0083】図8は、図7の分離用P型トランジスタT
P4を電源電圧VBBが負電圧時または電源電圧VPPが昇
圧時にオフするための制御信号φrを発生する回路であ
り、N型トランジスタTN6、および高抵抗素子R1、
およびVPP/GNDレベルで動作するインバータINV
4により構成されている。
FIG. 8 shows the separation P-type transistor T of FIG.
P4 is a circuit that generates a control signal φr for turning off P4 when the power supply voltage VBB is a negative voltage or when the power supply voltage VPP is boosted, and includes an N-type transistor TN6 and a high resistance element R1,
And inverter INV that operates at VPP / GND level
It is composed of four.

【0084】N型トランジスタTN6は、通常はオフ状
態にあり、電源電圧VBBが負電圧時にのみオン状態とな
り、インバータINV4の入力ノードをVBBレベルにバ
イアスする。高抵抗素子R1は、具体的には〜MΩ単位
の抵抗値を有するプルアップ抵抗であり、電源電圧VBB
が負電圧時以外、インバータINV4の入力ノードをV
CCレベルにバイアスする。
The N-type transistor TN6 is normally in the off state, and is turned on only when the power supply voltage VBB is a negative voltage, biasing the input node of the inverter INV4 to the VBB level. The high resistance element R1 is specifically a pull-up resistor having a resistance value in a unit of ~ MΩ, and has a power supply voltage VBB.
When the input node of the inverter INV4 is V
Bias to CC level.

【0085】インバータINV4は、VPP/GNDレベ
ルで動作する制御信号φrをドライブするためのドライ
バ回路として機能し、論理しきい値電圧がVPP/2レベ
ルに設定される。したがって、通常はGNDレベルとな
りP型トランジスタTP4をオンさせるが、電源電圧V
BBが負電圧時にまたは電源電圧VPPが昇圧時にのみVPP
レベルになりP型トランジスタTP4をオフ状態とす
る。
Inverter INV4 functions as a driver circuit for driving control signal φr operating at VPP / GND level, and the logical threshold voltage is set at VPP / 2 level. Therefore, it normally goes to the GND level and turns on the P-type transistor TP4.
VPP only when BB is negative voltage or power supply voltage VPP is boosted
The level is turned on and the P-type transistor TP4 is turned off.

【0086】図9は、書き込み/消去ワード線印加電圧
出力部52についての具体的な回路例を示す図である。
書き込み/消去ワード線印加電圧出力部52は、図3に
示すように、書き込み/消去ワード線印加電圧CN−
(Vw)1〜CN−(Vw)iのそれぞれに対応した各
セグメントにより構成されており、図9はn番目のセグ
メントである。
FIG. 9 is a diagram showing a specific circuit example of the write / erase word line applied voltage output section 52.
The write / erase word line applied voltage output unit 52, as shown in FIG.
It is composed of each segment corresponding to each of (Vw) 1 to CN- (Vw) i, and FIG. 9 is the nth segment.

【0087】図9に示すように、書き込み/消去ワード
線印加電圧出力部52は、VCC/GNDレベルで動作す
るナンド回路NAND2、P型トランジスタTP7、V
wE/VBBレベルで動作するレベルシフト回路521、
およびインバータINV5により構成されている。
As shown in FIG. 9, the write / erase word line applied voltage output unit 52 includes a NAND circuit NAND2 which operates at the VCC / GND level, a P-type transistor TP7, and V.
a level shift circuit 521 that operates at the wE / VBB level,
And an inverter INV5.

【0088】ナンド回路NAND2は、消去時(ERA
SE)に、デコード部からのデコード信号xnに関係な
く、選択されたワード線ブロック内のすべてのワード線
の消去ワード線印加電圧(Vw)nを、ハイレベルに設
定するための回路である。P型トランジスタTP7は、
電源電圧VBBが負電圧時にまたは電源電圧VPPが昇圧時
に、VCC/GND系とVwE/VBB系を、完全に分離す
るためのP型トランジスタであり、図8において説明し
た制御信号φrにより、VBBが負電圧時またはVPPが昇
圧時に、オフとなる。
The NAND circuit NAND2 is erased (era
SE) is a circuit for setting the erase word line applied voltage (Vw) n of all the word lines in the selected word line block to a high level regardless of the decode signal xn from the decoding unit. The P-type transistor TP7 is
This is a P-type transistor for completely separating the VCC / GND system and the VwE / VBB system when the power supply voltage VBB is a negative voltage or when the power supply voltage VPP is boosted, and VBB is controlled by the control signal φr described in FIG. It turns off when the voltage is negative or when VPP is boosted.

【0089】レベルシフト回路521は、デコード部か
らのデコード信号xnを、VwE/VBBレベルに電圧変
換するためのラッチ型回路であり、N型トランジスタT
N7,TN8、およびP型トランジスタTP8,TP9
により構成されている。また、図5のタイミングチャー
トにおいては、デコード信号xnをラッチ後、時刻t3
で電源電圧VBBを0V→−10Vに設定することによ
り、また時刻t4で電源電圧VwEを3.3V→0Vに
設定することによりレベル変換される。
The level shift circuit 521 is a latch type circuit for converting the decode signal xn from the decode section into a VwE / VBB level voltage, and is an N-type transistor T.
N7, TN8, and P-type transistors TP8, TP9
It is composed by. Further, in the timing chart of FIG. 5, after the decode signal xn is latched, time t3
The level conversion is performed by setting the power supply voltage VBB at 0V → −10V and at time t4 by setting the power supply voltage VwE at 3.3V → 0V.

【0090】インバータINV5は、書き込み/消去ワ
ード線印加電圧(Vw)nをドライブするためのドライ
バ回路として機能し、最終的にデコード信号xnは、消
去時にハイレベルで、書き込み電圧印加動作時に論理反
転状態で電圧変換されて、書き込み/消去ワード線印加
電圧(Vw)nとして出力される。
The inverter INV5 functions as a driver circuit for driving the write / erase word line applied voltage (Vw) n, and finally the decode signal xn is at a high level at the time of erasing and logically inverted at the time of the write voltage applying operation. The voltage is converted in the state and output as the write / erase word line applied voltage (Vw) n.

【0091】図10は、ベリファイ読み出しワード線印
加電圧出力部53についての具体的な回路例を示す図で
ある。ベリファイ読み出しワード線印加電圧出力部53
は、図3に示すように、ベリファイ読み出しワード線印
加電圧CN−(Vv)1 〜CN−(Vv)iのそれぞれ
に対応した各セグメントにより構成されており、図10
は、n番目のセグメントである。
FIG. 10 is a diagram showing a specific circuit example of the verify read word line applied voltage output unit 53. Verify read word line applied voltage output unit 53
Is composed of segments corresponding to the verify read word line applied voltages CN- (Vv) 1 to CN- (Vv) i, respectively, as shown in FIG.
Is the nth segment.

【0092】図10に示すように、ベリファイ読み出し
ワード線印加電圧出力部53は、Vvr/GNDレベル
で動作するレベルシフト回路531、およびインバータ
INV6により構成されている。
As shown in FIG. 10, the verify read word line applied voltage output unit 53 is composed of a level shift circuit 531 operating at the Vvr / GND level and an inverter INV6.

【0093】レベルシフト回路531は、デコード部か
らのデコード信号xnを、Vvr/GNDレベルに電圧
変換するためのインバータ型回路であり、N型トランジ
スタTN9、およびP型トランジスタTP10により構
成されている。また、図5のタイミングチャートにおい
ては、時刻t3で電源電圧Vvrを3.3V→2Vに設
定することにより、レベル変換される。
The level shift circuit 531 is an inverter type circuit for converting the decode signal xn from the decode section into a voltage level Vvr / GND, and is composed of an N-type transistor TN9 and a P-type transistor TP10. Further, in the timing chart of FIG. 5, level conversion is performed by setting the power supply voltage Vvr to 3.3V → 2V at time t3.

【0094】インバータINV6は、ベリファイ読み出
しワード線印加電圧(Vv)nをドライブするためのド
ライバ回路として機能し、最終的にデコード信号xn
は、論理正転状態で電圧変換されて、ベリファイ読み出
しワード線印加電圧(Vv)nとして出力される。
The inverter INV6 functions as a driver circuit for driving the verify read word line applied voltage (Vv) n, and finally the decode signal xn.
Is voltage-converted in the logic normal state and output as the verify read word line applied voltage (Vv) n.

【0095】図11は、ワード線印加電圧切り替えマル
チプレクサ部61についての具体的な回路例を示す図で
ある。ワード線印加電圧切り替えマルチプレクサ部61
は、図3に示すように、マルチプレクサMPX1〜MP
Xiのそれぞれのワード線印加電圧に対応した各セグメ
ントにより構成されており、図11はn番目のセグメン
トに対応している。
FIG. 11 is a diagram showing a specific circuit example of the word line applied voltage switching multiplexer unit 61. Word line applied voltage switching multiplexer unit 61
Is the multiplexer MPX1 to MPX as shown in FIG.
It is composed of each segment corresponding to each word line applied voltage of Xi, and FIG. 11 corresponds to the nth segment.

【0096】図11に示すように、ワード線印加電圧切
り替えマルチプレクサ部61は、スイッチ611、およ
びスイッチ612により構成されている。スイッチ61
は、N型トランジスタTN10およびP型トランジスタ
TP11により構成されるアナログスイッチ回路であっ
て、ワード線印加電圧切り替え信号φw/v’がハイレ
ベルのときにオンとなり、書き込み/消去ワード線印加
電圧(Vw)nを入力して、ワード線出力Vnとして出
力する。また、図5のタイミングチャートにおいては、
時刻t5,t7,t9,t11,t13で、スイッチ6
11に切り替えられる。
As shown in FIG. 11, the word line applied voltage switching multiplexer unit 61 is composed of a switch 611 and a switch 612. Switch 61
Is an analog switch circuit composed of an N-type transistor TN10 and a P-type transistor TP11, which is turned on when the word line applied voltage switching signal φw / v ′ is at a high level, and the write / erase word line applied voltage (Vw ) N is input and is output as a word line output Vn. Further, in the timing chart of FIG.
At times t5, t7, t9, t11, and t13, the switch 6
Switched to 11.

【0097】スイッチ612は、N型トランジスタTN
11およびP型トランジスタTP12により構成される
アナログスイッチ回路であって、ワード線印加電圧切り
替え信号φw/v’がローレベルのときにオンとなり、
ベリファイ読み出しワード線印加電圧(Vw)nを入力
して、ワード線出力Vnとして出力する。また、図5の
タイミングチャートにおいては、時刻t6,t8,t1
0,t12で、スイッチ612に切り替えられる。
The switch 612 is an N-type transistor TN.
11 and a P-type transistor TP12, which is an analog switch circuit that is turned on when the word line applied voltage switching signal φw / v ′ is at a low level,
The verify read word line applied voltage (Vw) n is input and output as the word line output Vn. Further, in the timing chart of FIG. 5, times t6, t8, t1
The switch 612 is switched at 0 and t12.

【0098】図12は、ワード線印加電圧切り替え信号
発生部62についての具体的な回路例を示す図である。
図12において、ワード線印加電圧切り替え信号発生部
62は、VCC/GNDレベルで動作するナンド回路NA
ND3,NAND4、VPP/GNDレベルで動作するレ
ベルシフト回路621、インバータINV7、VPP/V
BBレベルで動作するレベルシフト回路622、およびイ
ンバータINV8,INV9により構成されている。
FIG. 12 is a diagram showing a specific circuit example of the word line applied voltage switching signal generator 62.
In FIG. 12, a word line applied voltage switching signal generator 62 is a NAND circuit NA that operates at the VCC / GND level.
ND3, NAND4, level shift circuit 621 operating at VPP / GND level, inverter INV7, VPP / V
It is composed of a level shift circuit 622 that operates at the BB level and inverters INV8 and INV9.

【0099】図12に示すワード線印加電圧切り替え信
号発生部62は、VCC/GNDレベルの制御信号φw/
vを2段階の電圧変換により、VPP/VBBレベルのワー
ド線印加電圧切り替え信号φw/v' を発生する電圧変
換回路である。まず、第1段階目の電圧変換によりVCC
/GNDレベルからVPP/GNDレベルに、続いて、第
2段階目の電圧変換によりVPP/GNDレベルからVPP
/VBBレベル電圧変換される。
The word line applied voltage switching signal generator 62 shown in FIG. 12 has a control signal φw / at the Vcc / GND level.
This is a voltage conversion circuit for generating a word line applied voltage switching signal φw / v ′ of VPP / VBB level by performing voltage conversion of v in two stages. First, the voltage conversion in the first stage causes Vcc
/ GND level to VPP / GND level, and then VPP / GND level to VPP by the second stage voltage conversion.
/ VBB level voltage conversion.

【0100】これら一連の電圧変換は、図5のタイミン
グチャートにおいては、時刻t5,t7,t9,t1
1,t13で制御信号φw/vがローレベルからハイレ
ベルに、時刻t6,t8,t10,t12,t14で制
御信号φw/vがハイレベルからローレベルにそれぞれ
変化するため、各々の時刻で高速に電圧変換する必要が
ある。図5のタイミングチャートにおいては、電源電圧
VPP,VBBの設定は、時刻t4までに完了しているの
で、高速に電圧変換することが可能になる。
In the timing chart of FIG. 5, these series of voltage conversions are performed at times t5, t7, t9, t1.
At 1 and t13, the control signal φw / v changes from the low level to the high level, and at times t6, t8, t10, t12, and t14, the control signal φw / v changes from the high level to the low level. It is necessary to convert the voltage to. In the timing chart of FIG. 5, the setting of the power supply voltages VPP and VBB is completed by the time t4, so that the voltage conversion can be performed at high speed.

【0101】ナンド回路NAND3は、消去(ERAS
E)時に、制御信号φw/vに関係なく、ワード線印加
電圧切り替え信号φw/v’を、ハイレベルに設定する
ための回路である。ナンド回路NAND4は、読み出し
動作(READ)時に、制御信号φw/vに関係なく、
ワード線印加電圧切り替え信号φw/v’を、ローレベ
ルに設定するための回路である。
The NAND circuit NAND3 erases (eras)
At the time of E), it is a circuit for setting the word line applied voltage switching signal φw / v ′ to a high level regardless of the control signal φw / v. The NAND circuit NAND4 is irrelevant to the control signal φw / v during the read operation (READ).
This is a circuit for setting the word line applied voltage switching signal φw / v ′ to a low level.

【0102】レベルシフト回路621は、制御信号φw
/vを、VPP/GNDレベルに電圧変換するめのラッチ
型回路であり、N型トランジスタTN12,TN13、
およびP型トランジスタTP13,TP14により構成
されている。レベルシフト回路622は、インバータI
NV7の出力段を、VPP/VBBレベルに電圧変換するめ
のラッチ型の回路であり、N型トランジスタTN14,
TN15、およびP型トランジスタTP15,TP16
により構成される。
The level shift circuit 621 controls the control signal φw.
/ V is a latch type circuit for converting the voltage to VPP / GND level, and includes N-type transistors TN12, TN13,
And P-type transistors TP13 and TP14. The level shift circuit 622 includes an inverter I
It is a latch type circuit for converting the output stage of the NV7 to the VPP / VBB level, and includes an N-type transistor TN14,
TN15 and P-type transistors TP15 and TP16
It is composed of

【0103】インバータINV7は、レベルシフト回路
621の出力段をドライブするためのドライバ回路とし
て機能する。インバータINV8,INV9は、最終的
にワード線印加電圧切り替え信号φw/v’をドライブ
するためのドライバ回路として機能し、制御信号φw/
vは論理正転状態で電圧変換され信号φw/v’とし
て、論理反転状態で電圧変換されて信号/φw/v’と
して出力される。
The inverter INV7 functions as a driver circuit for driving the output stage of the level shift circuit 621. The inverters INV8 and INV9 finally function as a driver circuit for driving the word line applied voltage switching signal φw / v ′, and the control signal φw /
v is voltage-converted in the logic normal state and is output as a signal φw / v ′, and is voltage-converted in the logic inversion state and output as a signal / φw / v ′.

【0104】図13は、ワード線出力伝達部7について
の具体的な回路例を示す図である。ワード線出力伝達部
7は、図13に示すように、各ワード線SW11〜SWij
の各々に対応した各セグメントにより構成されており、
図13はm番目のワード線ブロック内のn番目のワード
線に対応するセグメントである。
FIG. 13 is a diagram showing a specific circuit example of the word line output transmission unit 7. As shown in FIG. 13, the word line output transfer section 7 includes word lines SW11 to SWij.
It is composed of each segment corresponding to each of,
FIG. 13 shows a segment corresponding to the nth word line in the mth word line block.

【0105】図13に示すように、ワード線出力伝達部
7は、スイッチ701、およびN型トランジスタTN1
7により構成されている。スイッチ701は、N型トラ
ンジスタTN16およびP型トランジスタTP17によ
り構成されるアナログスイッチ回路であり、ワード線ブ
ロック選択信号xm’がハイレベルのときにオンとな
り、選択されたワード線ブロック内のそれぞれのワード
線に、ワード線出力Vnをワード線WLmnに出力する。
N型トランジスタTN17は、ワード線ブロック選択信
号xm’がローレベルのときにオンとなり、ワード線ブ
ロックが選択されなかった場合、ブロック内のそれぞれ
のワード線を0Vにバイアスする。
As shown in FIG. 13, the word line output transfer section 7 includes a switch 701 and an N-type transistor TN1.
It is composed of 7. The switch 701 is an analog switch circuit composed of an N-type transistor TN16 and a P-type transistor TP17, and is turned on when the word line block selection signal xm ′ is at high level, and each word in the selected word line block is turned on. The word line output Vn is output to the word line WLmn.
The N-type transistor TN17 is turned on when the word line block selection signal xm 'is at a low level, and biases each word line in the block to 0V when the word line block is not selected.

【0106】以上詳細な説明したように、本発明の第1
の実施例であるDINOR型フラッシュメモリにおい
て、短時間に書き込み電圧印加動作とベリファイ読み出
し動作の切り替えが可能となり、ひいては高速に書き込
み動作を行うことが可能となる。
As described above in detail, the first aspect of the present invention
In the DINOR type flash memory of the above embodiment, the write voltage application operation and the verify read operation can be switched in a short time, and the write operation can be performed at high speed.

【0107】図14および図15は、本発明に係る第2
の実施例であるNOR型フラッシュメモリの、消去電圧
印加動作およびベイファイ読み出し動作のバイアス例を
示す図である。なお、図14に示す消去電圧印加動作の
バイアス例は、図23に示すの従来例におけるワード線
セクタ消去の場合と同じである。また、図15に示すベ
リファイ読み出し動作のバイアス例は、図24に示す従
来例におけるワード線セクタ消去の場合と同じである。
14 and 15 show a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a bias example of an erase voltage application operation and a BayFy read operation of the NOR flash memory according to the embodiment of FIG. The bias example of the erase voltage application operation shown in FIG. 14 is the same as the case of the word line sector erase in the conventional example shown in FIG. The bias example of the verify read operation shown in FIG. 15 is the same as the case of word line sector erase in the conventional example shown in FIG.

【0108】図16は、図14、図15に示すような消
去電圧印加動作およびベリファイ読み出し動作を実現す
るための、本発明の半導体不揮発性記憶装置、特に第2
の実施例であるNOR型フラッシュメモリのローデコー
ダを中心とする要部のブロック図である。図16が、図
3に示す第1の実施例であるDINOR型フラッシュメ
モリのブロック図と異なる点は、選択ゲート線SL1 〜
SLj,および選択トランジスタ、および選択ゲート線
出力部を必要としないことであり、その他は図3のブロ
ック図の構成と同様である。
FIG. 16 is a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention for realizing the erase voltage applying operation and the verify read operation as shown in FIGS. 14 and 15, especially the second embodiment.
3 is a block diagram of a main part centering on a row decoder of the NOR flash memory that is the embodiment of FIG. 16 is different from the block diagram of the DINOR type flash memory according to the first embodiment shown in FIG. 3 in that select gate lines SL1 ...
SLj, the selection transistor, and the selection gate line output section are not required, and the others are the same as the configuration of the block diagram of FIG.

【0109】図17は、図16におけるそれぞれの電源
端子の電圧値レベルが、本発明のNOR型フラッシュメ
モリの消去電圧印加動作、ベリファイ読み出し動作時、
書き込み動作、読み出し動作の4種類の動作モードで、
それぞれどのような電圧値に設定されるかを示す図であ
る。
FIG. 17 shows that when the voltage value level of each power supply terminal in FIG. 16 is the erase voltage application operation and the verify read operation of the NOR flash memory of the present invention,
There are four types of operation modes, write operation and read operation.
It is a figure which shows what kind of voltage value is set, respectively.

【0110】図17に示す表で特に重要な点は、消去電
圧印加動作とベリファイ読み出し動作時の2種類の動作
モード時に、各電源端子の電圧値レベルが同一レベルに
設定されており、上記2種類の動作モードの繰り返し切
り替え時に、各電源端子の電圧設定を繰り返し設定し直
す必要がないことである。これは、従来のNOR型フラ
ッシュメモリの動作と大きく異なる。
A particularly important point in the table shown in FIG. 17 is that the voltage value level of each power supply terminal is set to the same level in two kinds of operation modes, that is, the erase voltage applying operation and the verify read operation. This means that it is not necessary to repeatedly reset the voltage setting of each power supply terminal when repeatedly switching the operation mode of each type. This is significantly different from the operation of the conventional NOR flash memory.

【0111】すなわち、図17に示すように、VCC, G
NDは通常の論理動作の電圧レベルであるため、動作モ
ードにかかわらずそれぞれ5V,0Vに設定される。V
PPは消去電圧印加動作、およびベリファイ読み出し動作
時に5V、書き込み動作時に12V、および読み出し動
作時に5Vに設定される。VBBは消去電圧印加動作、お
よびベリファイ読み出し動作時に−10V、書き込み動
作時および読み出し動作時に0Vに設定される。VwEは
消去電圧印加動作およびベリファイ読み出し動作時に0
V、書き込み動作時に12V、および読み出し動作時に
5Vに設定される。Vvrは消去電圧印加動作、およびベ
リファイ読み出し動作時に3V、書き込み動作および読
み出し動作時に5Vに設定される。
That is, as shown in FIG. 17, VCC, G
Since ND is a voltage level for normal logic operation, it is set to 5V and 0V regardless of the operation mode. V
PP is set to 5V during the erase voltage application operation and the verify read operation, 12V during the write operation, and 5V during the read operation. VBB is set to -10V during the erase voltage application operation and the verify read operation, and to 0V during the write operation and the read operation. VwE is 0 during erase voltage application operation and verify read operation
V is set to 12V during a write operation and 5V during a read operation. Vvr is set to 3V during the erase voltage application operation and the verify read operation, and is set to 5V during the write operation and the read operation.

【0112】図16のブロック図および図17の各種動
作モードにおける電源端子の設定は、書き込み動作と消
去動作の区別を除けば、書き込み電圧印加動作または消
去電圧印加動作とベリファイ読み出し動作を交互に繰り
返し行う場合に、選択するワード線に所定の負電圧と所
定の正電圧を交互に切り替え出力する点において、全く
同様である。したがって、あらためて繰り返し説明する
までもなく、第1の実施例であるDINOR型フラッシ
ュメモリの場合と同様に、短時間に消去電圧印加動作と
ベリファイ読み出し動作の切り替えが可能となり、ひい
ては高速に消去動作を行うことが可能である。
Setting of the power supply terminals in the block diagram of FIG. 16 and the various operation modes of FIG. 17 is performed by alternately repeating the write voltage application operation or the erase voltage application operation and the verify read operation, except for the distinction between the write operation and the erase operation. This is exactly the same in that, when performing, a predetermined negative voltage and a predetermined positive voltage are alternately switched and output to the selected word line. Therefore, it is possible to switch between the erase voltage application operation and the verify read operation in a short time, as in the case of the DINOR flash memory according to the first embodiment, and thus the erase operation can be performed at high speed. It is possible to do.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体不
揮発性記憶装置によれば、書き込み電圧印加動作または
消去電圧印加動作とベリファイ読み出し動作の切り替え
を短時間で行うことができ、ひいては高速に書き込みま
たは消去動作を行うことができる。
As described above, according to the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the switching between the write voltage application operation or the erase voltage application operation and the verify read operation can be performed in a short time, which in turn speeds up. A write or erase operation can be performed.

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

【図1】本発明に係る第1の実施例であるDINOR型
フラッシュメモリの書き込み電圧印加動作のバイアス例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a bias example of a write voltage application operation of a DINOR type flash memory according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る第1の実施例であるDINOR型
フラッシュメモリのベリファイ読み出し動作のバイアス
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a bias example of a verify read operation of the DINOR type flash memory according to the first embodiment of the present invention.

【図3】第1の実施例であるDINOR型フラッシュメ
モリのローデコーダを中心とする要部のブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of a main part centering on a row decoder of the DINOR type flash memory according to the first embodiment.

【図4】第1の実施例であるDINOR型フラッシュメ
モリのそれぞれの電源端子の電圧値レベルが、消去動
作、書き込み電圧印加動作、ベリファイ読み出し動作、
読み出し動作の4種類の動作モードで、それぞれどのよ
うな電圧値に設定されるかを示す図である。
FIG. 4 shows that the voltage value level of each power supply terminal of the DINOR type flash memory according to the first embodiment has an erase operation, a write voltage application operation, a verify read operation,
It is a figure which shows what kind of voltage value is set in each of four types of operation modes of read-out operation.

【図5】第1の実施例であるDINOR型フラッシュメ
モリにおいて、書き込み電圧印加動作/ベリファイ読み
出し動作の繰り返し切り替え時に、各種の信号および出
力がどのような電圧変化をするかを示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 5 is a timing chart showing how various signals and outputs change voltage when the write voltage application operation / verify read operation is repeatedly switched in the DINOR flash memory according to the first embodiment. .

【図6】本発明に係る選択ゲート線出力部についての具
体的な回路例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit example of a select gate line output section according to the present invention.

【図7】本発明に係るワード線ブロック選択信号出力部
についての具体的な回路例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a specific circuit example of a word line block selection signal output section according to the present invention.

【図8】本発明に係る制御信号φrを発生する具体的な
回路例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a specific circuit example for generating a control signal φr according to the present invention.

【図9】本発明に係る書き込み/消去ワード線印加電圧
出力部についての具体的な回路例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a specific circuit example of a write / erase word line applied voltage output unit according to the present invention.

【図10】本発明に係るベリファイ読み出しワード線印
加電圧出力部についての具体的な回路例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a specific circuit example of a verify read word line applied voltage output unit according to the present invention.

【図11】本発明に係るワード線印加電圧切り替えマル
チプレクサ部についての具体的な回路例を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a specific circuit example of a word line applied voltage switching multiplexer unit according to the present invention.

【図12】本発明に係るワード線印加電圧切り替え信号
発生部についての具体的な回路例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a specific circuit example of a word line applied voltage switching signal generator according to the present invention.

【図13】本発明に係るワード線出力伝達部についての
具体的な回路例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a specific circuit example of a word line output transmission unit according to the present invention.

【図14】本発明に係る第2の実施例であるNOR型フ
ラッシュメモリの消去電圧印加動作のバイアス例を示す
図である。
FIG. 14 is a diagram showing a bias example of an erase voltage application operation of the NOR flash memory according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明に係る第2の実施例であるNOR型フ
ラッシュメモリのベリファイ読み出し動作のバイアス例
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a bias example of the verify read operation of the NOR flash memory according to the second embodiment of the present invention.

【図16】第2の実施例であるNOR型フラッシュメモ
リのローデコーダを中心とする要部のブロック図であ
る。
FIG. 16 is a block diagram of a main part centering on a row decoder of a NOR flash memory according to a second embodiment.

【図17】第2の実施例であるNOR型フラッシュメモ
リのそれぞれの電源端子の電圧値レベルが消去電圧印加
動作、ベリファイ読み出し動作、書き込み動作、読み出
し動作の4種類の動作モードでそれぞれどのような電圧
値に設定されるかを示す図である。
FIG. 17 shows how the voltage value level of each power supply terminal of the NOR flash memory according to the second embodiment is different in four kinds of operation modes of erase voltage application operation, verify read operation, write operation, and read operation. It is a figure which shows whether it is set to a voltage value.

【図18】DINOR型フラッシュメモリの消去動作時
のバイアスを示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a bias during an erase operation of a DINOR type flash memory.

【図19】DINOR型フラッシュメモリの書き込み電
圧印加動作時のバイアスを示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a bias during a write voltage application operation of a DINOR type flash memory.

【図20】DINOR型フラッシュメモリのベリファイ
読み出し動作時のバイアスを示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a bias during a verify read operation of a DINOR flash memory.

【図21】DINOR型フラッシュメモリの読み出し動
作時のバイアスを示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a bias during a read operation of a DINOR type flash memory.

【図22】DINOR型フラッシュメモリの各種動作を
まとめた図である。
FIG. 22 is a diagram summarizing various operations of the DINOR flash memory.

【図23】NOR型フラッシュメモリのワード線セクタ
消去における消去電圧印加動作時のバイアスを示す図で
ある。
FIG. 23 is a diagram showing a bias during an erase voltage application operation in word line sector erase of a NOR flash memory.

【図24】NOR型フラッシュメモリのベイファイ読み
出し動作時のバイアスを示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a bias at the time of a BABY read operation of the NOR flash memory.

【図25】NOR型フラッシュメモリの書き込み動作時
のバイアスを示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a bias during a write operation of a NOR flash memory.

【図26】NOR型フラッシュメモリの読み出し動作時
のバイアスを示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a bias during a read operation of the NOR flash memory.

【図27】NOR型フラッシュメモリの各種動作をまと
めた図である。
FIG. 27 is a diagram summarizing various operations of the NOR flash memory.

【図28】DINOR型フラッシュメモリの書き込み電
圧印加動作における選択するワード線ドライバのバイア
ス状態を示す回路図である。
FIG. 28 is a circuit diagram showing a bias state of a selected word line driver in a write voltage application operation of a DINOR type flash memory.

【図29】DINOR型フラッシュメモリのベリファイ
読み出し動作における選択するワード線ドライバのバイ
アス状態を示す回路図である。
FIG. 29 is a circuit diagram showing a bias state of a selected word line driver in a verify read operation of a DINOR type flash memory.

【図30】図28のワード線ドライバのバイアス状態で
特に問題となるN型トランジスタTN1のバイアス状態
を示す図である。
30 is a diagram showing a bias state of the N-type transistor TN1 which is particularly problematic in the bias state of the word line driver of FIG. 28.

【図31】図29のワード線ドライバのバイアス状態で
特に問題となるN型トランジスタTN1のバイアス状態
を示す図である。
31 is a diagram showing a bias state of the N-type transistor TN1 which is particularly problematic in the bias state of the word line driver of FIG. 29. FIG.

【図32】DINOR型フラッシュメモリの書き込み動
作/ベリファイ読み出し動作における選択するワード線
の出力電圧値レベルのタイミングチャートである。
FIG. 32 is a timing chart of the output voltage value level of the selected word line in the write operation / verify read operation of the DINOR flash memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリアレイ部 2…読み出し/書き込み回路 3…カラムデコーダ 4…メインローデコーダ 41…メインローデコーダ(デコード部) 42…選択ゲート線出力部 43…ワード線ブロック選択信号出力部 5…サブローデコーダ 51…サブローデコーダ(デコード部) 52…書き込み/消去ワード線印加電圧出力 53…ベリファイ読み出しワード線印加電圧出力 6…ワード線印加電圧切り替え部 61…ワード線印加電圧切り替えマルチプレクサ部 62…ワード線印加電圧切り替え信号発生部 X1〜Xa…X(サブローデコーダ)入力 X1〜Xb…X(メインローデコーダ)入力 Y1〜Xy…Y(カラム)入力 WL11〜WLji…ワード線 SL1 〜SLj…選択ゲート線 B1〜Bk…ビット線 x1〜xj…デコード信号(メインローデコーダ) x1’〜xj’…ワード線ブロック選択信号 x1〜xi…デコード信号(サブローデコーダ) (Vw)1 〜(Vw)i…書き込み/消去ワード線印加
電圧 (Vv)1 〜(Vv)i…ベリファイ読み出しワード線
印加電圧 φw/v’…ワード線印加電圧切り替え信号 V1〜Vi…ワード線出力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory array part 2 ... Read / write circuit 3 ... Column decoder 4 ... Main row decoder 41 ... Main row decoder (decoding part) 42 ... Select gate line output part 43 ... Word line block selection signal output part 5 ... Sub row decoder 51 ... Sub row decoder (decoding section) 52 ... Write / erase word line applied voltage output 53 ... Verify read word line applied voltage output 6 ... Word line applied voltage switching section 61 ... Word line applied voltage switching multiplexer section 62 ... Word line applied voltage switching X (sub row decoder) inputs X1 to Xb ... X (main row decoder) inputs Y1 to Xy ... Y (column) inputs WL11 to WLji ... Word lines SL1 to SLj ... Select gate lines B1 to Bk ... Bit lines x1 to xj ... Decode signal (main row decoder) x1 ' ... xj '... Word line block selection signals x1 to xi ... Decode signals (sub row decoder) (Vw) 1 to (Vw) i ... Write / erase word line applied voltage (Vv) 1 to (Vv) i ... Verify read word line Applied voltage φw / v '... Word line applied voltage switching signals V1 to Vi ... Word line output

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−258580(JP,A) 特開 平5−81887(JP,A) 特開 平6−124597(JP,A) 特開 平3−14272(JP,A) 特開 平6−77437(JP,A) 特開 平6−68690(JP,A) 特開 平5−128878(JP,A) 特開 平5−210991(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/00 - 16/34 Continuation of front page (56) Reference JP-A-5-258580 (JP, A) JP-A-5-81887 (JP, A) JP-A-6-124597 (JP, A) JP-A-3-14272 (JP , A) JP 6-77437 (JP, A) JP 6-68690 (JP, A) JP 5-128878 (JP, A) JP 5-210991 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G11C 16/00-16/34

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 メモリセルに対するデータの書き込み動
作または消去動作が、データを書き込むためのまたは消
去するための所定の電圧を印加する書き込み電圧印加動
作または消去電圧印加動作と当該メモリセルに対するデ
ータの書き込みまたは消去が終了したかどうかを検出す
るベリファイ読み出し動作を交互に繰り返すことにより
行われる半導体不揮発性記憶装置であって、複数のワード線から構成される各ワード線ブロックの特
定のワード線ブロックを選択するメインローデコーダ
と、 上記メインローデコーダにより選択されたワード線ブロ
ック内のそれぞれのワード線毎に所定の印加書き込み電
圧または印加消去電圧とベリファイ読み出し電圧の2種
類のワード線印加電圧が同時に並列出力できるサブロー
デコーダと、 上記サブローデコーダからの上記2種類のワード線印加
電圧のどちらか一方を上記データ書き込み動作または消
去動作に応じて選択的に切り替えて出力するワード線印
加電圧切り替え部と、 上記ワード線印加電圧切り替え部により選択出力された
上記の2種類のワード線印加電圧のどちらか一方のワー
ド線印加電圧を上記メインローデコーダにより選択され
たワード線ブロック内のそれぞれのワード線に伝達出力
するためのワード線出力伝達部と を有する半導体不揮発
性記憶装置。
1. A data write operation or an erase operation for a memory cell includes a write voltage application operation or an erase voltage application operation for applying a predetermined voltage for writing or erasing data and a data write operation for the memory cell. Alternatively, in a semiconductor nonvolatile memory device which is performed by alternately repeating a verify read operation for detecting whether or not erasing is completed, the semiconductor nonvolatile memory device is characterized in that each word line block including a plurality of word lines is characterized.
Main row decoder that selects a fixed word line block
And the word line block selected by the main row decoder above.
Specified write voltage for each word line in the
Pressure or applied erase voltage and verify read voltage
Sub-rows that can output word line applied voltages in parallel at the same time
Decoder and application of the two types of word lines from the sub row decoder
Either one of the
The word line mark that is selectively switched according to the output operation
Selected output by the applied voltage switching unit and the word line applied voltage switching unit
Either one of the above two types of word line applied voltage
The voltage applied to the source line is selected by the main row decoder above.
Output to each word line in the word line block
And a word line output transmission section for performing the operation .
【請求項2】 ビット線が主ビット線と副ビット線とに
階層化され、主ビット線と副ビット線とが動作に応じて
選択的に接続され、かつ副ビット線に複数のメモリセル
が並列に接続された請求項1記載の半導体不揮発性記憶
装置。
2. A bit line is hierarchized into a main bit line and a sub bit line, the main bit line and the sub bit line are selectively connected according to the operation, and a plurality of memory cells are provided in the sub bit line. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, which is connected in parallel.
【請求項3】 複数のワード線とビット線に対し行列状
に配列されたメモリセルが接続された請求項1記載の半
導体不揮発性記憶装置。
3. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein memory cells arranged in a matrix are connected to a plurality of word lines and bit lines.
【請求項4】 上記メインローデコーダは、論理動作電
圧レベルで動作する少なくとも1個のローアドレス入力
信号をデコードし、それぞれのワード線ブロックに対し
て当該ワード線ブロックが選択されるべきか否かを制御
するデコード信号を出力するデコード回路と、 上記デコード信号のそれぞれに対してその動作電圧レベ
ルを論理動作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換
してそれぞれのワード線ブロックに対してワード線ブロ
ック選択信号を生成する電圧変換回路とを有する請求項
1記載の半導体不揮発性記憶装置。
4. The main row decoder decodes at least one row address input signal operating at a logic operating voltage level, and whether or not the word line block should be selected for each word line block. And a decode circuit for outputting a decode signal for controlling each of the above-mentioned decode signals, and the operation voltage level of each of the decode signals is converted from a logical operation voltage level to a predetermined voltage value level and a word line block is provided for each word line block. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, further comprising a voltage conversion circuit that generates a selection signal.
【請求項5】 上記サブローデコーダは、論理動作電圧
レベルで動作する少なくとも1個のローアドレス入力信
号をデコードし、ワード線ブロック内のそれぞれのワー
ド線に対して当該ワード線が選択されるべきか否かを制
御するデコード信号を出力するデコード回路と、 上記デコード信号のそれぞれに対してその動作電圧レベ
ルを論理動作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換
してそれぞれにワード線に印加する印加書き込み電圧ま
たは印加消去電圧を生成する第1の電圧変換回路と、 上記デコード信号のそれぞれに対してその動作電圧レベ
ルを論理動作電圧レベルから所定の電圧値レベルに変換
してそれぞれのワード線に印加するベリファイ読み出し
電圧を生成する第2の電圧変換回路とを有する請求項1
記載の半導体不揮発性記憶装置。
5. The sub-row decoder decodes at least one row address input signal operating at a logic operation voltage level, and whether the word line should be selected for each word line in a word line block. A decode circuit for outputting a decode signal for controlling whether or not, and a write operation for converting the operation voltage level of each of the above-mentioned decode signals from a logic operation voltage level to a predetermined voltage value level and applying it to each word line. A first voltage conversion circuit that generates a voltage or an applied erase voltage, and converts the operation voltage level of each of the decode signals from a logical operation voltage level to a predetermined voltage value level and applies it to each word line. 2. A second voltage conversion circuit for generating a verify read voltage.
The semiconductor nonvolatile memory device described.
【請求項6】 上記ワード線印加電圧切り替え部は、デ
ータ書き込み動作または消去動作に応じて書き込み電圧
印加動作または消去電圧印加動作を行うべきかベリファ
イ読み出し動作を行うべきかを制御する制御信号の動作
電圧レベルを、論理動作電圧レベルから所定の電圧値レ
ベルに変換してワード線印加電圧切り替え信号を生成す
る電圧変換回路と、 ワード線ブロックを構成するそれぞれのワード線毎に対
応して設けられた少なくとも2入力を受け1出力を選択
するマルチプレクサ回路であって、2入力端子がそれぞ
れ上記サブローデコーダからの2種類のワード線印加電
圧の供給線に接続され、上記ワード線印加電圧切り替え
信号を受けてどちらか一方のワード線印加電圧を出力す
るマルチプレクサ回路とを有する請求項1記載の半導体
不揮発性記憶装置。
6. The operation of a control signal for controlling whether the word line applied voltage switching unit should perform a write voltage application operation or an erase voltage application operation or a verify read operation according to a data write operation or an erase operation. A voltage conversion circuit for converting a voltage level from a logical operation voltage level to a predetermined voltage value level to generate a word line applied voltage switching signal, and a voltage conversion circuit provided corresponding to each word line forming a word line block A multiplexer circuit which receives at least two inputs and selects one output, wherein two input terminals are respectively connected to two types of word line applied voltage supply lines from the sub row decoder, and the word line applied voltage switching signal is received. 2. The semiconductor circuit according to claim 1, further comprising a multiplexer circuit that outputs a voltage applied to either one of the word lines. Non-volatile storage device.
【請求項7】 上記ワード線出力伝達部は、それぞれの
ワード線毎に対応して設けられた半導体素子によりなる
スイッチであって、一方の端子が当該ワード線が対応す
べき上記ワード線印加電圧切り替え部により選択出力さ
れたワード線印加電圧の供給線に接続され、他方の端子
がそれぞれメモリアレイ内のワード線に接続され、上記
ワード線ブロック選択信号を受けて選択されたワード線
ブロックのスイッチのみが接続され他のスイッチが切り
離されるスイッチ回路を有する請求項1記載の半導体不
揮発性記憶装置。
7. The word line output transmission section is a switch formed of a semiconductor element provided corresponding to each word line, and one terminal has the word line applied voltage to which the word line corresponds. The switch of the word line block selected by receiving the word line block selection signal is connected to the supply line of the word line applied voltage selectively output by the switching unit, and the other terminals are connected to the word lines in the memory array, respectively. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, further comprising a switch circuit in which only the switch is connected and the other switches are disconnected.
【請求項8】 上記メインローデコーダからの各ワード
線ブロック選択信号とサブローデコーダからのそれぞれ
のワード線毎への印加書き込み電圧または印加消去電圧
およびベリファイ読み出し電圧の2種類のワード線印加
電圧が、データ書き込み動作期間中または消去動作期間
中、それぞれの所定の電圧値に固定されている請求項1
記載の半導体不揮発性記憶装置。
8. A word line block selection signal from the main row decoder and two kinds of word line application voltages, an applied write voltage or an applied erase voltage and a verify read voltage, applied to each word line from the sub row decoder, 2. A fixed voltage value for each of the data write operation period and the erase operation period.
The semiconductor nonvolatile memory device described.
【請求項9】上記各ワード線ブロック選択信号およびワ
ード線印加電圧切り替え信号は、上記サブローデコーダ
から出力されるそれぞれの所定の印加書き込み電圧また
は印加消去電圧およびベリファイ読み出し電圧のいずれ
に対しても、低電圧側の電圧値が同等あるいはそれ以下
の電圧値であり、高電圧側の電圧値が同等あるいはそれ
以上の電圧値である請求項1記載の半導体不揮発性記憶
装置。
9. The word line block selection signal and the word line applied voltage switching signal are applied to each of a predetermined applied write voltage or applied erase voltage and verify read voltage output from the sub row decoder. 2. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein the voltage value on the low voltage side is equal to or less than the voltage value, and the voltage value on the high voltage side is equal to or more than the voltage value.
【請求項10】上記低電圧側の電圧値は所定の負電圧で
あり、上記高電圧側の電圧値は所定の正電圧である請求
項9記載の半導体不揮発性記憶装置。
10. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 9, wherein the low-voltage side voltage value is a predetermined negative voltage, and the high-voltage side voltage value is a predetermined positive voltage.
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