JP6379733B2 - Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof - Google Patents
Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6379733B2 JP6379733B2 JP2014132249A JP2014132249A JP6379733B2 JP 6379733 B2 JP6379733 B2 JP 6379733B2 JP 2014132249 A JP2014132249 A JP 2014132249A JP 2014132249 A JP2014132249 A JP 2014132249A JP 6379733 B2 JP6379733 B2 JP 6379733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory cell
- gate voltage
- reference current
- current value
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、不揮発性半導体記憶装置及びその制御方法に関し、例えば複数のメモリセルとリファレンスメモリセルと、を備える不揮発性半導体記憶装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a control method thereof, for example, a nonvolatile semiconductor memory device including a plurality of memory cells and a reference memory cell and a control method thereof.
データが書き込まれる複数のメモリセルの他に、データの読み出し等において電流比較として用いられるリファレンスメモリセルを有する不揮発性半導体記憶装置が知られている。 In addition to a plurality of memory cells to which data is written, a nonvolatile semiconductor memory device having a reference memory cell used for current comparison in data reading or the like is known.
また、強誘電体メモリにおいて、高速駆動と消費電力低減のために、強誘電体キャパシタに印加する電圧をスイープさせて求めた飽和分極点となる最小電圧を駆動電圧に用いることが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Also, in a ferroelectric memory, it is known to use a minimum voltage that becomes a saturation polarization point obtained by sweeping a voltage applied to a ferroelectric capacitor as a driving voltage in order to drive at high speed and reduce power consumption. (For example, refer to Patent Document 1).
動作速度を確保するために、温度検出回路と、温度検出回路の出力信号又は外部からの入力信号によって動作電圧を絶対的に小さな電圧に切り換える降圧電源回路と、を備えた半導体記憶装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。温度依存性を持つ半導体集積回路で、温度を異ならせて電源レギュレータの出力値を測定し、この測定値を用いてトリミングを行うことで、製品の精度向上化と製品化までの効率化を図ることが知られている(例えば、特許文献3参照)。 A semiconductor memory device having a temperature detection circuit and a step-down power supply circuit that switches the operation voltage to an absolutely small voltage by an output signal of the temperature detection circuit or an external input signal in order to ensure the operation speed is known. (For example, refer to Patent Document 2). A temperature-dependent semiconductor integrated circuit measures the output value of a power supply regulator at different temperatures and performs trimming using the measured value to improve product accuracy and increase efficiency until commercialization. It is known (see, for example, Patent Document 3).
メモリセル及びリファレンスメモリセルでは、動作温度が上昇するに従い、それぞれで発生する電流が上昇する。また、メモリセルで発生する電流が上昇するに連れて、複数のメモリセルの間で電流値のばらつきが大きくなる。 In the memory cell and the reference memory cell, current generated in each increases as the operating temperature increases. Further, as the current generated in the memory cell increases, the current value varies among the plurality of memory cells.
メモリセルに対するデータの書き込み及び消去の完了を判断するベリファイにおいて、メモリセルで発生するセル電流とリファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流との比較を行う。この際、メモリセルで発生するセル電流値のばらつきが大きいと、ばらつきの端のセル電流がリファレンス電流との比較で規格を満足するまで、データの書き込み又は消去が繰り返されることになる。このため、データの書き込み又は消去の遅延等、品質の低下が生じてしまう。 In verification for determining completion of data writing and erasing with respect to the memory cell, a comparison is made between a cell current generated in the memory cell and a reference current generated in the reference memory cell. At this time, if the variation in the cell current value generated in the memory cell is large, data writing or erasing is repeated until the cell current at the end of the variation satisfies the standard in comparison with the reference current. For this reason, quality deterioration such as delay of data writing or erasing occurs.
本不揮発性半導体記憶装置及びその制御方法は、品質の低下を抑制することを目的とする。 An object of the nonvolatile semiconductor memory device and the control method thereof is to suppress deterioration in quality.
本明細書に記載の不揮発性半導体記憶装置は、データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を測定する電流測定部と、前記リファレンスメモリセルの複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応付けた情報を記録する記録部と、前記電流測定部で測定した前記リファレンス電流値と前記記録部に記録された前記情報とに基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御するゲート電圧制御部と、を備えている。 The nonvolatile semiconductor memory device described in the present specification includes a plurality of memory cells into which data is written, a reference memory cell, a current measuring unit that measures a reference current value generated in the reference memory cell, and the reference memory cell A recording unit that records information in which a reference current value and a gate voltage value are associated with each other for a plurality of operating temperatures, the reference current value measured by the current measurement unit, and the information recorded in the recording unit And a gate voltage controller for controlling a gate voltage value to be applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of data reading from the memory cell and verification of writing and erasing.
本明細書に記載の不揮発性半導体記憶装置の制御方法は、データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、を備える不揮発性半導体記憶装置の制御方法であって、前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を取得し、取得したリファレンス電流値と、記録部に記録され、前記リファレンスメモリセルの複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応づけた情報と、に基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御する。 A method for controlling a nonvolatile semiconductor memory device described in the present specification is a method for controlling a nonvolatile semiconductor memory device including a plurality of memory cells into which data is written and a reference memory cell. The generated reference current value is acquired, and based on the acquired reference current value and information that is recorded in the recording unit and that associates the reference current value and the gate voltage value for each of the plurality of operating temperatures of the reference memory cell. Then, the gate voltage value applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of reading data from the memory cell and verifying writing and erasing is controlled.
本明細書に記載の不揮発性半導体記憶装置及びその制御方法によれば、品質の低下を抑制することができる。 According to the nonvolatile semiconductor memory device and the control method thereof described in this specification, deterioration in quality can be suppressed.
実施例1に係る不揮発性半導体記憶装置を説明する前に、比較例1に係る不揮発性半導体記憶装置について説明する。図1は、比較例1に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。図1のように、比較例1の不揮発性半導体記憶装置400は、メモリ部10とロジック部40とを有する。メモリ部10は、例えば不揮発性半導体メモリであり、フラッシュメモリ等のEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)である。
Before describing the nonvolatile semiconductor memory device according to Example 1, the nonvolatile semiconductor memory device according to Comparative Example 1 will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to Comparative Example 1. As shown in FIG. 1, the nonvolatile
メモリ部10は、メモリセルアレイ12、リファレンスメモリセル14、ステートマシン16、昇圧回路18、デコーダ20、Yセレクタ22、センスアンプ24、及びデータバッファ26を有する。
The
ロジック部40は、降圧回路42、設定レジスタ44、及びCPU(Central Processing Unit)46を有する。また、不揮発性半導体記憶装置400には、定電圧電源50が接続されている。
The
図2は、メモリセルアレイを説明する図である。図2のように、メモリセルアレイ12は、アレイ状に並んだ複数のメモリセル60を有する。メモリセル60は、ワード線WLに接続された制御ゲートと、フローティングゲートと、を有するトランジスタを含む不揮発性のメモリセルである。図2の横方向(行方向)に並ぶメモリセル60は、制御ゲートを共通のワード線WLに接続し、ソースを共通のソース線SLに接続している。図2の縦方向(列方向)に並ぶメモリセル60は、ドレインを共通のビット線BLに接続している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a memory cell array. As shown in FIG. 2, the
図1におけるリファレンスメモリセル14は、リファレンスワード線に接続された制御ゲートと、フローティングゲートと、を有するトランジスタを含む不揮発性のメモリセルである。リファレンスメモリセル14は、所定の閾値電圧に設定されている。リファレンスメモリセル14は、メモリセル60に対するデータの読み出しにおいてリファレンス電流を発生する。また、リファレンスメモリセル14は、メモリセル60に対するデータの書き込み及び消去の完了を判断するベリファイにおいてリファレンス電流を発生する。リファレンスメモリセル14は、メモリセル60で発生するセル電流に基づいて、メモリセル60に保持されているデータの論理を判定するために設けられている。リファレンスメモリセル14は、メモリ部10内に1つ設けられていて、複数のメモリセル60の全てとの比較に用いられる。
The
図3は、メモリセルで発生するセル電流とリファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流との比較について説明する図である。図3のように、メモリセル60とリファレンスメモリセル14とは共に、半導体基板70内にソース領域72とドレイン領域74とを有する。ソース領域72とドレイン領域74との間の半導体基板70上に、フローティングゲート76と制御ゲート78とが設けられている。メモリセル60の制御ゲート78はワード線WLに接続され、リファレンスメモリセル14の制御ゲート78はリファレンスワード線RWLに接続されている。
FIG. 3 is a diagram for explaining a comparison between a cell current generated in a memory cell and a reference current generated in a reference memory cell. As shown in FIG. 3, both the
フローティングゲートを有するメモリセルは、フローティングゲートに電子を注入して閾値電圧を変えることで、データを記憶する。メモリセルの閾値電圧は、電子がフローティングゲート中に存在すると高くなり、電子がフローティングゲート中に存在しないと低くなる。閾値電圧が高いメモリセルを流れる電流は、閾値電圧が低いメモリセルを流れる電流と比べて少ない。 A memory cell having a floating gate stores data by injecting electrons into the floating gate to change a threshold voltage. The threshold voltage of the memory cell increases when electrons are present in the floating gate and decreases when electrons are not present in the floating gate. The current flowing through the memory cell having a high threshold voltage is smaller than the current flowing through the memory cell having a low threshold voltage.
フローティングゲートに電子を注入する書き込みにより、メモリセル60は、閾値電圧が高く且つセル電流が少ない状態となって、論理0に設定される。フローティングゲートから電子が放出される消去により、メモリセル60は、閾値電圧が低く且つセル電流が多い状態となって、論理1に設定される。したがって、リファレンスメモリセル14は、論理0のメモリセルを流れるセル電流と論理1のメモリセルを流れるセル電流との間の値(例えば、両セル電流の中間値)のリファレンス電流を発生するように設定されている。
By writing to inject electrons into the floating gate, the
センスアンプ24は、メモリセル60で発生するセル電流とリファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流とを比較し、その比較結果に基づいて、メモリセル60に保持されているデータの論理を判定する。センスアンプ24は、セル電流がリファレンス電流よりも多い場合に論理1と判定し、セル電流がリファレンス電流よりも少ない場合に論理0と判定する。
The
図1におけるステートマシン16は、CPU46の指示の下、メモリ部10の各部を制御する。例えば、ステートマシン16は、CPU46の指示の下、メモリセル60に対する読み出し、書き込み、消去、並びに書き込み及び消去のベリファイのための制御をする。
The
降圧回路42は、設定レジスタ44で設定された条件に従って、定電圧電源50で生成された一定電圧値の電圧を降圧する。降圧回路42は、例えばロジック部40内に異なる駆動電圧域の素子がある場合に、低電圧域の素子に対して降圧回路42を介して電圧が供給されるように設けられている。また、メモリ部10には、降圧回路42を介して電圧が供給される。
The step-
昇圧回路18は、必要に応じて、降圧回路42から供給される電圧を昇圧する。例えば、昇圧回路18は、降圧回路42から供給される電圧では、メモリセル60に対するデータの書き込み等の動作上で不足する場合に昇圧する。昇圧回路18を経由した電圧は、メモリセルアレイ12及びリファレンスメモリセル14に供給される。
The
デコーダ20は、XデコーダとYデコーダとを含む。Xデコーダは、ステートマシン16の指示の下、ワード線WLを選択する。Yデコーダは、ステートマシン16の指示の下、ビット線BLを選択する信号を生成し、生成した信号をYセレクタ22に出力する。Yセレクタ22は、Yデコーダからの信号に基づいて、ビット線BLを選択する。これにより、アクセスされるメモリセル60が選択されて、電圧が供給される。
The
センスアンプ24は、メモリセル60に対するデータの読み出しにおいて、メモリセル60で発生するセル電流とリファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流とを比較する。センスアンプ24は、比較結果に基づいて、メモリセル60に保持されているデータの論理を判定し、判定により得られた論理をデータバッファ26に出力する。
The
また、センスアンプ24は、メモリセル60に対するデータの書き込み及び消去のベリファイにおいて、メモリセル60で発生するセル電流とリファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流とを比較する。センスアンプ24は、比較結果に基づいて、メモリセル60に対するデータの書き込み又は消去が完了したか否かを判定し、判定結果をデータバッファ26に出力する。
In addition, the
データバッファ26に出力された論理及び判定結果は、ステートマシン16に送られ、その後にCPU46に出力される。
The logic and determination result output to the
CPU46は、不揮発性半導体記憶装置400全体を制御する。
The
次に、比較例1の不揮発性半導体記憶装置400の動作を開始させる前に、リファレンスメモリセル14に対して予め行う試験について説明する。図4は、比較例1の不揮発性半導体記憶装置において、リファレンスメモリセルに対して行う試験を説明するフローチャートである。試験は、常温(例えば25℃)の環境下で行われる。
Next, a test performed in advance on the
図4のように、リファレンスメモリセル14に対して書き込みを実施する(ステップS10)。これにより、リファレンスメモリセル14のフローティングゲートに電子が注入される。次いで、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1所定値のゲート電圧を印加し、ドレインに第2所定値のドレイン電圧を印加し、ソースをグランドに接続して、発生するリファレンス電流値を測定する(ステップS12)。リファレンス電流値の測定は、例えばテスターを用いて行う。次いで、測定したリファレンス電流値が規格範囲内に入っているか否かを確認する(ステップS14)。なお、規格範囲とは、例えば論理0のメモリセル60を流れるセル電流と論理1のメモリセル60を流れるセル電流との間の値の範囲において定められた範囲であり、例えば両セル電流の中間値近傍の範囲である。
As shown in FIG. 4, writing is performed on the reference memory cell 14 (step S10). As a result, electrons are injected into the floating gate of the
リファレンス電流値が規格範囲外である場合(Noの場合)、リファレンスメモリセル14に対して書き込み又は消去を実施する(ステップS16)。これにより、フローティングゲートに注入される電子の電荷量を変化させる。次いで、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1所定値のゲート電圧を印加し、ドレインに第2所定値のドレイン電圧を印加し、ソースをグランドに接続して、発生するリファレンス電流値を測定する(ステップS12)。次いで、測定したリファレンス電流値が規格範囲内に入っているか否かを確認する(ステップS14)。
When the reference current value is outside the standard range (in the case of No), the
リファレンス電流値が規格範囲内に入っている場合(Yesの場合)、リファレンスメモリセル14に対する試験を終了する。
When the reference current value is within the standard range (in the case of Yes), the test for the
次に、メモリセル60に対するデータの書き込み及び消去のベリファイについて説明する。図5は、データの書き込み及び消去のベリファイを説明するフローチャートである。図5のように、CPU46は、メモリセル60に対するデータの書き込み又は消去のベリファイをステートマシン16に指示する(ステップS20)。
Next, data write and erase verify for the
ステートマシン16は、アクセスするメモリセル60のアドレスをデコーダ20に指定する(ステップS22)。デコーダ20は、ステートマシン16から指定されたメモリセル60を選択する(ステップS24)。選択されたメモリセル60とリファレンスメモリセル14との制御ゲート及びドレインには、図4の常温試験で用いられた第1所定値のゲート電圧と第2所定値のドレイン電圧が印加され、ソースはグランドに接続される。
The
センスアンプ24は、メモリセル60で発生するセル電流とリファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流とを比較する(ステップS26)。センスアンプ24は、比較結果に基づいて、メモリセル60に保持されているデータの論理を判定し、データの書き込み又は消去が完了したか否かを判定する(ステップS28)。
The
次いで、センスアンプ24は、データバッファ26を介して、ステートマシン16に判定結果を出力する。ステートマシン16は、センスアンプ24から未完了との判定が出力された場合(ステップS28でNoの場合)、メモリセル60に対して書き込み又は消去を実施する(ステップS30)。
Next, the
次いで、センスアンプ24は、メモリセル60で発生するセル電流とリファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流とを比較する(ステップS26)。そして、センスアンプ24は、比較結果に基づいて、データの書き込み又は消去が完了したか否かを判定する(ステップS28)。
Next, the
ステートマシン16は、センスアンプ24から完了との判定が出力された場合(ステップS28でYesの場合)、CPU46にデータの書き込み又は消去が完了したことを出力する(ステップS32)。
When it is determined that the completion is output from the sense amplifier 24 (Yes in step S28), the
なお、メモリセル60に対するデータの読み出しは、ステップS28を行わない点を除いて、図5に示すフローチャートと同様の制御によって行われる。即ち、CPU46は、メモリセル60に対するデータの読み出しをステートマシン16に指示する。ステートマシン16は、アクセスするメモリセル60のアドレスをデコーダ20に指定し、デコーダ20は、メモリセル60を選択する。センスアンプ24は、メモリセル60で発生するセル電流とリファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流とを比較する。センスアンプ24は、比較結果に基づいて、メモリセル60に保持されているデータの論理を判定し、データバッファ26を介して、ステートマシン16に出力する。ステートマシン16は、その結果をCPU46に出力する。
Note that data is read from the
比較例1では、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度に関わらず、データの書き込み及び消去のベリファイにおいて、所定値(定電圧値)のゲート電圧が印加される。定電圧値のゲート電圧が印加されたメモリセル60及びリファレンスメモリセル14で発生するセル電流及びリファレンス電流は、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度の上昇に伴い上昇する。これは、半導体メモリセルは、動作温度の上昇に伴い、電子の活性化、トランジスタリーク、抵抗値の低下等により、ソース−ドレイン間の電流が増加するためである。例えば、半導体メモリセルの電流Iは、I=V/R0e−aTに基づいて変化する(Vは電圧、R0は抵抗、aは係数、Tは動作温度)。また、半導体メモリセルで発生する電流は、その単位がμA、nAという微小電流であるため、増加傾向は大きくなる。セル電流が多く流れるほど、複数のメモリセル60の間でセル電流値のばらつきが大きくなる。
In the first comparative example, a gate voltage having a predetermined value (constant voltage value) is applied in verifying data writing and erasing regardless of the operating temperatures of the
セル電流値のばらつきが大きくなると、データの書き込み及び消去のベリファイにおいて、ばらつきの端のセル電流がリファレンス電流との比較で規格を満足し難くなる。このため、規格を満足するまでデータの書き込み又は消去を繰り返し行うことになり、書き込み又は消去の遅延が生じてしまう。また、データの書き込み又は消去を繰り返し行うため、メモリセルに過度のストレス負荷がかかってしまう。このようなことから、品質の低下が生じてしまう。 When the variation of the cell current value becomes large, it becomes difficult for the cell current at the end of the variation to satisfy the standard in comparison with the reference current in verification of data writing and erasing. For this reason, data writing or erasing is repeatedly performed until the standard is satisfied, resulting in a delay in writing or erasing. In addition, since data is repeatedly written or erased, an excessive stress load is applied to the memory cell. For this reason, the quality is degraded.
ここで、ゲート電圧とセル電流及びリファレンス電流との関係について説明する。図6は、ゲート電圧とセル電流及びリファレンス電流との関係を示す図である。図6の横軸がゲート電圧であり、縦軸がセル電流及びリファレンス電流である。また、リファレンス電流を太線で示し、セル電流を細線で示している。なお、図6では、メモリセルに対する消去が完了した後の状態を図示している。図6のように、ゲート電圧をAからBに下げることで、セル電流が減少し、セル電流値のばらつきも小さくなる。したがって、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度が高温になった場合に、ゲート電圧を下げることで、セル電流及びリファレンス電流の上昇を抑制できる。言い換えると、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度が高温になった場合に、ゲート電圧を下げることで、セル電流値及びリファレンス電流値を常温での状態に保つことができる。これにより、セル電流値のばらつきが大きくなることを抑制できる。このようなことを踏まえて、品質の低下を抑制することが可能な実施例を以下に説明する。
Here, the relationship between the gate voltage, the cell current, and the reference current will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the gate voltage, the cell current, and the reference current. The horizontal axis in FIG. 6 is the gate voltage, and the vertical axis is the cell current and the reference current. Further, the reference current is indicated by a bold line, and the cell current is indicated by a thin line. FIG. 6 shows a state after erasing of the memory cell is completed. As shown in FIG. 6, by reducing the gate voltage from A to B, the cell current is reduced and the variation in the cell current value is also reduced. Therefore, when the operating temperature of the
図7は、実施例1に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。図7のように、実施例1の不揮発性半導体記憶装置100のメモリ部10aは、比較例1の不揮発性半導体記憶装置400と比べて、電流測定部28、デコーダ30、演算バッファ32、及びスイッチ34を更に有する。メモリセルアレイ12内には、書き換え不可のデータ外記録領域に記録部36を有する。ロジック部40aのCPU46aは、ゲート電圧制御部80を有する。また、不揮発性半導体記憶装置100には、定電圧電源50に加えて、可変電圧電源52も接続される。
FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, the
メモリセルアレイ12内の記録部36には、リファレンスメモリセル14の複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応付けた情報が記録されている。例えば、リファレンス電流値とゲート電圧値とはデジタル情報にコード化されて記録されている。
In the
電流測定部28は、リファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流値を測定する。電流測定部28は、例えばセンスアンプであるが、リファレンス電流値の測定が可能であれば、その他の測定手段を用いてもよい。
The
デコーダ30は、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値をデジタル情報にコード化する。なお、電流測定部28とデコーダ30とは、配線接続と動作時のアルゴリズムとを分けることで、センスアンプ24とデコーダ20に組み込むことができる。
The
演算バッファ32は、CPU46aの指示の下、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値と、メモリセルアレイ12内の記録部36に記録された情報と、を比較する。そして、演算バッファ32は、比較に基づいて、ゲート電圧値を算出し、CPU46aに出力する。また、演算バッファ32は、ゲート電圧値の算出が完了したことをステートマシン16に出力する。
The
スイッチ34は、リファレンスメモリセル14に定電圧電源50からの電圧が供給されるか、可変電圧電源52からの電圧が供給されるかを切り換える。後述する2次試験の際に、リファレンスメモリセル14に可変電圧電源52からの電圧が供給されるようにスイッチ34を切り換えるが、それ以外の場合は、定電圧電源50からの電圧が供給されるようになっている。
The
ゲート電圧制御部80は、演算バッファ32を用い、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値と記録部36に記録された情報と基づいて、ゲート電圧値を算出する。そして、ゲート電圧制御部80は、算出したゲート電圧値を設定レジスタ44に設定し、メモリセル60に対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおけるゲート電圧値を、算出したゲート電圧値とする。このように、ゲート電圧制御部80は、メモリセル60に対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおいてメモリセル60及びリファレンスメモリセル14に印加するゲート電圧値を制御する。
The gate
実施例1の不揮発性半導体記憶装置100のその他の構成は、比較例1の不揮発性半導体記憶装置400の図1と同じであるため説明を省略する。
The other configuration of the nonvolatile
次に、実施例1の不揮発性半導体記憶装置100の動作を開始させる前に、リファレンスメモリセル14に対して予め行う試験について説明する。試験は、常温(例えば25℃)で行う1次試験と、高温(例えば80℃)で行う2次試験とがある。図8は、1次試験を説明するフローチャートである。図8のように、リファレンスメモリセル14に対して書き込みを実施する(ステップS40)。これにより、リファレンスメモリセル14のフローティングゲートに電子が注入される。次いで、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1所定値のゲート電圧を印加し、ドレインに第2所定値のドレイン電圧を印加し、ソースをグランドに接続して、発生するリファレンス電流値を測定する(ステップS42)。リファレンス電流値の測定は、例えばテスターを用いて行う。次いで、測定したリファレンス電流値が規格範囲内に入っているか否かを確認する(ステップS44)。なお、規格範囲とは、比較例1で述べたものと同じである。
Next, a test performed in advance on the
リファレンス電流値が規格範囲外である場合(ステップS44でNoの場合)、リファレンスメモリセル14に対して書き込み又は消去を実施する(ステップS46)。これにより、フローティングゲートに注入される電子の電荷量を変化させる。次いで、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1所定値のゲート電圧を印加し、ドレインに第2所定値のドレイン電圧を印加し、ソースをグランドに接続して、発生するリファレンス電流値を測定する(ステップS42)。次いで、測定したリファレンス電流値が規格範囲内に入っているか否かを確認する(ステップS44)。
If the reference current value is out of the standard range (No in step S44), the
リファレンス電流値が規格範囲内に入っている場合(ステップS44でYesの場合)、その時のゲート電圧値とリファレンス電流値とをメモリセルアレイ12内の記録部36に記録する(ステップS48)。例えば、ゲート電圧値とリファレンス電流値とをデジタル情報にコード化して記録する。なお、以下において、常温での1次試験で記録したゲート電圧値及びリファレンス電流値を、第1ゲート電圧値Vg1及び第1リファレンス電流値Iref1とする。
If the reference current value is within the standard range (Yes in step S44), the gate voltage value and the reference current value at that time are recorded in the
図9は、2次試験を説明するフローチャートである。図9のように、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1ゲート電圧値Vg1のゲート電圧を印加し、ドレインに第2所定値のドレイン電圧を印加し、ソースをグランドに接続する(ステップS50)。次いで、リファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流値を測定する(ステップS52)。リファレンス電流値の測定は、例えばテスターを用いて行う。次いで、測定したリファレンス電流値が、第1リファレンス電流値Iref1と同等であるか否かを確認する(ステップS54)。なお、同等とは、完全に同じである場合のみならず、若干異なるがほとんど同じとみなせる場合も含む。第1ゲート電圧値Vg1のゲート電圧を印加した際のリファレンス電流値は、第1リファレンス電流値Iref1に比べて大きいことが想定される。これは、上述したように、半導体メモリセルにおいては、動作温度の上昇に伴い、ソース−ドレイン間の電流が増加するためである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the secondary test. As shown in FIG. 9, the gate voltage of the first gate voltage value Vg1 is applied to the control gate of the
リファレンス電流値が、第1リファレンス電流値Iref1と同等でない場合(ステップS54でNoの場合)、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1ゲート電圧値Vg1より低い値のゲート電圧を印加する(ステップS56)。このようなゲート電圧は、図7のスイッチ34を可変電圧電源52側に切り換えることで、リファレンスメモリセル14に印加できる。次いで、リファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流値を測定し(ステップS52)、測定したリファレンス電流値が第1リファレンス電流値Iref1と同等であるか否かを判断する(ステップS54)。
When the reference current value is not equal to the first reference current value Iref1 (No in step S54), a gate voltage lower than the first gate voltage value Vg1 is applied to the control gate of the reference memory cell 14 (step S56). ). Such a gate voltage can be applied to the
リファレンス電流値が第1リファレンス電流値Iref1と同等である場合(ステップS54でYesの場合)、この時のゲート電圧値と、第1ゲート電圧値Vg1のゲート電圧を印加した際に発生したリファレンス電流値と、をメモリセルアレイ12内の記録部36に記録する(ステップS58)。例えば、ゲート電圧値とリファレンス電流値とをデジタル情報にコード化して記録する。なお、以下において、高温での2次試験で記録したゲート電圧値及びリファレンス電流値を、第2ゲート電圧値Vg2及び第2リファレンス電流値Iref2とする。第1ゲート電圧値と第2ゲート電圧値との大小関係はVg1>Vg2となり、第1リファレンス電流値と第2リファレンス電流値との大小関係はIref1<Iref2となる。
When the reference current value is equal to the first reference current value Iref1 (Yes in step S54), the gate voltage value at this time and the reference current generated when the gate voltage of the first gate voltage value Vg1 is applied The value is recorded in the
表1に、記録部36に記録された情報の例を示す。表1のように、1次試験での第1ゲート電圧値Vg1と第1リファレンス電流値Iref1とが対応付けられ、2次試験での第2ゲート電圧値Vg2と第2リファレンス電流値Iref2とが対応付けられて記録される。即ち、複数の動作温度(1次試験及び2次試験)毎にゲート電圧値とリファレンス電流値とが対応付けて記録される。複数の動作温度それぞれのリファレンス電流値は、基準温度(例えば1次試験の常温)におけるゲート電圧値のゲート電圧を印加した場合に発生するリファレンス電流値である。複数の動作温度それぞれのゲート電圧値は、基準温度におけるリファレンス電流値と同等のリファレンス電流が発生する場合のゲート電圧値である。なお、ここでは、2つの動作温度についてゲート電圧値とリファレンス電流値とを対応付けて記録しているが、3つ以上の複数の動作温度についてゲート電圧値とリファレンス電流値とを対応付けて記録してもよい。また、複数の動作温度それぞれのリファレンス電流値は、基準温度におけるゲート電圧値と同等のゲート電圧を印加した場合に発生するリファレンス電流値の場合でもよい。
次に、メモリセル60に対するデータの読み出し、書き込み、及び消去の前に行われる制御について説明する。図10は、データの読み出し、書き込み、及び消去の前に行われる制御を示すフローチャートである。図10のように、CPU46aは、リファレンスメモリセル14の制御ゲートに第1ゲート電圧値Vg1のゲート電圧を印加し、ドレインに第2所定値のドレイン電圧を印加し、ソースをグランドに接続して、リファレンス電流を発生させる。そして、CPU46aは、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値を取得する(ステップS60)。
Next, control performed before reading, writing, and erasing data with respect to the
次いで、CPU46aは、演算バッファ32を用いて、取得したリファレンス電流値と記録部36に記録された情報とを比較する(ステップS62)。CPU46aは、取得したリファレンス電流値と記録部36に記録された情報におけるリファレンス電流値とを比較する。
Next, the
次いで、CPU46aは、記録部36に記録された情報に含まれる複数のリファレンス電流値のうち、取得したリファレンス電流値に最も近いリファレンス電流値を特定する(ステップS64)。
Next, the
次いで、CPU46aは、特定したリファレンス電流値に対応するゲート電圧値を算出する(ステップS66)。
Next, the
次いで、CPU46aは、算出したゲート電圧値を設定レジスタ44に設定して、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおいて、算出したゲート電圧値のゲート電圧が印加されるように制御する(ステップS68)。例えば、CPU46aは、算出したゲート電圧値のコードデータを設定レジスタ44に設定する。この後、比較例1の図5で説明した方法と同様の方法により、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイを行う。
Next, the
ここで、記録部36に記録された情報が表1である場合を例として、図10の制御について説明する。CPU46aは、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値Irefを取得する。CPU46aは、取得したリファレンス電流値Irefと、記録部36に記録された情報における第1リファレンス電流値Iref1及び第2リファレンス電流値Iref2と、を比較する。
Here, the control of FIG. 10 will be described by taking the case where the information recorded in the
CPU46aは、第1リファレンス電流値Iref1及び第2リファレンス電流値Iref2のうち、取得したリファレンス電流値Irefに最も近い方のリファレンス電流値を特定する。ここでは、第1リファレンス電流値Iref1を特定したとして説明する。CPU46aは、特定した第1リファレンス電流値Iref1に対応する第1ゲート電圧値Vg1を算出する。なお、ここまでの制御は、例えば以下の演算式により行うことができる。
IF 測定Iref≧(Iref1+Iref2)/2 THEN 選択Vg=Vg2
ELSE 選択Vg=Vg1
CPU46aは、算出した第1ゲート電圧値Vg1を設定レジスタ44に設定して、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおいて、算出した第1ゲート電圧値Vg1のゲート電圧が印加されるように制御する。
The
IF measurement Iref ≧ (Iref1 + Iref2) / 2 THEN selection Vg = Vg2
ELSE selection Vg = Vg1
The
実施例1によれば、記録部36に、リファレンスメモリセル14の複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応付けた情報が記録されている。ゲート電圧制御部80は、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値と記録部36に記録された情報とに基づいて、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際のゲート電圧値を制御する。これにより、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度に合わせた適切なゲート電圧値で、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイを行うことができる。よって、複数のメモリセル60の間のセル電流値のばらつきが抑えられ、データの読み出し精度の向上及びデータの書き込み又は消去の遅延等の抑制が図れ、品質の低下を抑えることができる。また、動作温度に合わせた適切なゲート電圧値が印加されるため、必要以上のセル電流及びリファレンス電流が流れることが抑えられ、消費電流を抑制することができる。
According to the first embodiment, information in which the reference current value and the gate voltage value are associated with each other for each of the plurality of operating temperatures of the
記録部36に記録された情報のうち、複数の動作温度それぞれのリファレンス電流値は、基準温度(例えば常温)におけるゲート電圧値のゲート電圧を印加した場合に発生するリファレンス電流値であってもよい。複数の動作温度それぞれのゲート電圧値は、基準温度におけるリファレンス電流値と同等のリファレンス電流が発生する場合のゲート電圧値であってもよい。これにより、動作温度が高温になった場合に、ゲート電圧を下げてセル電流値及びリファレンス電流値があまり大きくならないようにすることができる。よって、複数のメモリセル60の間のセル電流値のばらつきが抑えられて、品質の低下を抑制することができる。
Among the information recorded in the
ゲート電圧制御部80は、記録部36に記録された情報に含まれる複数のリファレンス電流値のうち電流測定部28で測定したリファレンス電流値に最も近いリファレンス電流値に対応するゲート電圧値に制御してもよい。これにより、ゲート電圧値の制御を簡易にでき、また、記録部36に記録される情報量を抑えることもできる。
The gate
記録部36は、メモリセルアレイ12の書換え不可のデータ外記録領域にあってもよい。これにより、記録部を別に設けなくて済むため、装置の大型化やコストの増加を抑えることができる。
The
図11は、実施例2に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。図11のように、実施例2の不揮発性半導体記憶装置200のロジック部40bのCPU46bは、実施例1の不揮発性半導体記憶装置100と比べて、温度算出部82を更に有する。また、可変電圧電源52は接続されてなく、メモリ部10bにスイッチ34は設けられていない。
FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 11, the
メモリセルアレイ12内の記録部36aは、リファレンスメモリセル14の動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報を記録している。また、記録部36aは、リファレンスメモリセル14の動作温度とリファレンス電流値とを対応付けた情報も記録している。
The
演算バッファ32aは、CPU46bの指示の下、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値と、記録部36aに記録された情報と、を比較する。そして、演算バッファ32aは、比較に基づいて、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を判定し、CPU46bに出力する。また、演算バッファ32aは、CPU46bの指示の下、判定されたメモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度と、記録部36aに記録された情報と、を比較する。そして、演算バッファ32aは、比較に基づいて、ゲート電圧値を算出し、CPU46bに出力する。演算バッファ32aは、ゲート電圧値の算出及び動作温度の判定が完了したことをステートマシン16に出力する。
The
温度算出部82は、演算バッファ32aを用い、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値に基づいて、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を算出する。即ち、電流測定部28と温度算出部82とは、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を判定する温度判定部として機能する。
The
ゲート電圧制御部80aは、演算バッファ32aを用い、温度判定部で判定された動作温度と記録部36aに記録された情報とに基づいて、ゲート電圧値を算出する。そして、ゲート電圧制御部80aは、算出したゲート電圧値を設定レジスタ44に設定し、メモリセル60に対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおけるゲート電圧値を、算出したゲート電圧値とする。このように、ゲート電圧制御部80aは、メモリセル60に対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおいてメモリセル60及びリファレンスメモリセル14に印加するゲート電圧値を制御する。
The gate
実施例2の不揮発性半導体記憶装置200のその他の構成は、実施例1の不揮発性半導体記憶装置100の図7と同じであるため説明を省略する。また、実施例2の不揮発性半導体記憶装置200においても、リファレンスメモリセル14に対してリファレンス電流値を調整する試験が予め行われるが、図4と同様であるため説明を省略する。
The other configuration of the nonvolatile
ここで、記録部36aに記録された情報について説明する。図12(a)は、リファレンスメモリセルの動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報を示す図であり、図12(b)は、リファレンスメモリセルの動作温度とリファレンス電流値とを対応付けた情報を示す図である。図12(a)のように、動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報は、例えば動作温度とゲート電圧値との関係を示す関数である。各動作温度におけるゲート電圧値は、リファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流値が同等(全く同じ場合に限らず、僅かに異なるが同じとみなしてもよい場合も含む)となるような値に設定されている。例えば、各動作温度におけるゲート電圧値は、リファレンスメモリセル14が常温において発生するリファレンス電流値と同等のリファレンス電流が発生するような値に設定されている。
Here, the information recorded in the
図12(b)のように、動作温度とリファレンス電流値とを対応付けた情報は、例えば動作温度とリファレンス電流値との関係を示す関数である。各動作温度におけるリファレンス電流値は、リファレンスメモリセル14に所定値(一定値)のゲート電圧を印加した場合に発生する値となっている。
As shown in FIG. 12B, the information in which the operating temperature is associated with the reference current value is a function indicating the relationship between the operating temperature and the reference current value, for example. The reference current value at each operating temperature is a value generated when a predetermined value (a constant value) of gate voltage is applied to the
図12(a)及び図12(b)の情報は、リファレンスメモリセル14に対して予め行うリファレンス電流値の調整でのゲート電圧値及びリファレンス電流値と、過去の評価実績から求められた温度傾きと、から得ることができる。また、実施例1の図9における2次試験を複数の動作温度で行うことで求めてもよい。
The information in FIG. 12A and FIG. 12B includes the gate voltage value and the reference current value in the adjustment of the reference current value performed on the
次に、メモリセル60に対するデータの読み出し、書き込み、及び消去の前に行われる制御について説明する。図13は、データの読み出し、書き込み、及び消去の前に行われる制御を示すフローチャートである。図13のように、CPU46bは、リファレンスメモリセル14に所定値(図12(b)でのゲート電圧値)のゲート電圧を印加してリファレンス電流をさせ、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値を取得する(ステップS70)
Next, control performed before reading, writing, and erasing data with respect to the
次いで、CPU46bは、取得したリファレンス電流値が規格範囲内であるか否かを判定する(ステップS72)。規格範囲内である場合(Yesの場合)は、制御を終了する。規格範囲外である場合(Noの場合)は、ステップS74に進む。
Next, the
ステップS74において、CPU46bは、演算バッファ32aを用いて、電流測定部28で測定されたリファレンス電流と、記録部36aに記録された情報とを比較し、動作温度を判定する。例えば、CPU46bは、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値と、図12(b)の動作温度とリファレンス電流値とを対応付けた情報と、を比較し、動作温度を判定する。
In step S74, the
次いで、CPU46bは、演算バッファ32aを用いて、判定した動作温度と、記録部36aに記録された情報と、を比較する(ステップS76)。例えば、CPU46bは、判定した動作温度と、図12(a)の動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報と、を比較する。
Next, the
次いで、CPU46bは、比較に基づいて、ゲート電圧値を算出する(ステップS78)。次いで、CPU46bは、算出したゲート電圧値を設定レジスタ44に設定して、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおいて、算出したゲート電圧値のゲート電圧が印加されるように制御する(ステップS80)。この後、比較例1の図5で説明した方法と同様の方法により、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイを行う。
Next, the
実施例2によれば、記録部36aに、リファレンスメモリセル14の動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報が記録されている。ゲート電圧制御部80aは、温度判定部(電流測定部28と温度算出部82)で判定された動作温度と記録部36aに記録された情報とに基づいて、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際のゲート電圧値を制御する。これにより、実施例1と同様に、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度に合わせた適切なゲート電圧値で、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイを行うことができる。よって、複数のメモリセル60の間のセル電流値のばらつきが抑えられ、データの読み出し精度の向上及びデータの書き込み又は消去の遅延等の抑制が図れ、品質の低下を抑えることができる。
According to the second embodiment, information in which the operating temperature of the
記録部36aに記録された情報は、図12(a)のように、リファレンスメモリセル14で発生するリファレンス電流値が同等になるようなリファレンスメモリセル14の動作温度とゲート電圧値との関係を示す情報であってもよい。例えば、リファレンスメモリセル14が常温で発生するリファレンス電流値と同等のリファレンス電流値が発生するようなリファレンスメモリセル14の動作温度とゲート電圧値との関係を示す情報であってもよい。これにより、動作温度が高温になった場合に、ゲート電圧を下げてセル電流値及びリファレンス電流値があまり大きくならないようにすることができる。よって、複数のメモリセル60の間のセル電流値のばらつきが抑えられて、品質の低下を抑制することができる。
As shown in FIG. 12A, the information recorded in the
図12(a)のように、リファレンスメモリセル14の動作温度とゲート電圧値との関係を示す情報は、動作温度とゲート電圧値との関係を示す関数であることが好ましい。これにより、動作温度に対するゲート電圧値の制御をより精度よく行うことができる。
As shown in FIG. 12A, the information indicating the relationship between the operating temperature and the gate voltage value of the
温度判定部は、電流測定部28と温度算出部82とを含み、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値に基づいて判定してもよい。例えば、記録部36aに、図12(b)のような、リファレンスメモリセル14の動作温度とリファレンス電流値との関係を示す情報が記録されている。そして、温度算出部82は、電流測定部28で測定されたリファレンス電流値と記録部36aに記録された該情報とに基づいて、動作温度を算出してもよい。これにより、温度センサを設けなくて済むため、装置の大型化やコストの増大を抑制できる。動作温度をより精度よく算出する点から、記録部36aに記録されたリファレンスメモリセル14の動作温度とリファレンス電流値との関係を示す情報は、動作温度とリファレンス電流値との関係を示す関数であることが好ましい。
The temperature determination unit includes a
図14は、実施例3に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。図14のように、実施例3の不揮発性半導体記憶装置300のメモリ部10cは、電流測定部28及びデコーダ30がなく、代わりに、抵抗90、サーミスタ92、及び温度算出部94を有する。また、CPU46cには温度算出部82が設けられていない。サーミスタ92及び温度算出部94は、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を判定する温度判定部として機能する。
FIG. 14 is a block diagram illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment. As illustrated in FIG. 14, the
メモリセルアレイ12内の記録部36bは、リファレンスメモリセル14の動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報を記録している。
The
演算バッファ32bは、CPU46cの指示の下、温度判定部で判定した動作温度と、記録部36bに記録された情報と、を比較する。そして、演算バッファ32bは、比較に基づいて、ゲート電圧値を算出し、CPU46cに出力する。また、演算バッファ32cは、ゲート電圧値の算出が完了したことをステートマシン16に出力する。
The
ゲート電圧制御部80bは、演算バッファ32bを用い、温度判定部で判定された動作温度と記録部36bに記録された情報とに基づいて、ゲート電圧値を算出する。そして、ゲート電圧制御部80bは、算出したゲート電圧値を設定レジスタ44に設定し、メモリセル60に対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおけるゲート電圧値を、算出したゲート電圧値とする。
The gate
実施例3の不揮発性半導体記憶装置300のその他の構成は、実施例2の不揮発性半導体記憶装置200の図11と同じであるため説明を省略する。また、実施例3の不揮発性半導体記憶装置300においても、リファレンスメモリセル14に対してリファレンス電流値を調整する試験が予め行われるが、図4と同様であるため説明を省略する。また、記録部36bに記録された情報は、実施例2の図12(a)と同じであるため説明を省略する。
The other configuration of the nonvolatile
次に、メモリセル60に対するデータの読み出し、書き込み、及び消去の前に行われる制御について説明する。図15は、データの読み出し、書き込み、及び消去の前に行われる制御を示すフローチャートである。図15のように、CPU46cは、サーミスタ92及び温度算出部94を含む温度判定部によって、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を判定する(ステップS90)。
Next, control performed before reading, writing, and erasing data with respect to the
次いで、CPU46cは、演算バッファ32bを用いて、判定した動作温度と、記録部36bに記録された情報(図12(a)の情報)と、を比較する(ステップS92)。
Next, the
次いで、CPU46cは、比較に基づいて、ゲート電圧値を算出する(ステップS94)。次いで、CPU46cは、算出したゲート電圧値を設定レジスタ44に設定して、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイにおいて、算出したゲート電圧値のゲート電圧が印加されるように制御する(ステップS96)。この後、比較例1の図5で説明した方法と同様の方法により、データの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイが行われる。
Next, the
実施例3のように、温度判定部は、サーミスタ92を含み、メモリセル60及びリファレンスメモリセル14の動作温度を、サーミスタ92に基づいて判定してもよい。これにより、動作温度を簡便な方法により判定することができる。
As in the third embodiment, the temperature determination unit may include the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
(付記1)データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を測定する電流測定部と、前記リファレンスメモリセルの複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応付けた情報を記録する記録部と、前記電流測定部で測定したリファレンス電流値と前記記録部に記録された前記情報とに基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御するゲート電圧制御部と、を備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
(付記2)前記記録部に記録された前記情報のうち、前記複数の動作温度それぞれの前記リファレンス電流値は、前記複数の動作温度に含まれる基準温度における前記ゲート電圧値のゲート電圧を印加した場合に発生するリファレンス電流値であり、前記複数の動作温度それぞれの前記ゲート電圧値は、前記基準温度における前記リファレンス電流値と同等のリファレンス電流が発生する場合のゲート電圧値であることを特徴とする付記1記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記3)前記ゲート電圧制御部は、前記記録部に記録された前記情報に含まれる複数の前記リファレンス電流値のうち前記電流測定部で測定したリファレンス電流値に最も近いリファレンス電流値に対応するゲート電圧値に制御することを特徴とする付記1または2記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記4)データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルの動作温度を判定する温度判定部と、前記リファレンスメモリセルの動作温度とゲート電圧値との関係を示す第1情報を記録する記録部と、前記温度判定部で判定した動作温度と前記記録部に記録された前記第1情報とに基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御するゲート電圧制御部と、を備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
(付記5)前記記録部に記録された前記第1情報は、前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値が同等になるような前記リファレンスメモリセルの動作温度とゲート電圧値との関係を示す情報であることを特徴とする付記4記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記6)前記記録部に記録された前記第1情報は、前記リファレンスメモリセルの動作温度とゲート電圧値との関係を示す関数であることを特徴とする付記4または5記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記7)前記温度判定部は、前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を測定する電流測定部と、前記電流測定部で測定したリファレンス電流値に基づいて前記動作温度を算出する温度算出部と、を含むことを特徴とする付記4から6のいずれか一項記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記8)前記記録部は、前記リファレンスメモリセルの動作温度とリファレンス電流値との関係を示す第2情報を記録し、前記温度算出部は、前記電流測定部で測定したリファレンス電流値と前記記録部に記録された前記第2情報とに基づいて、前記動作温度を算出することを特徴とする付記7記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記9)前記記録部に記録された前記第2情報は、ゲート電圧値が一定の場合における前記リファレンスメモリセルの動作温度とリファレンス電流値との関係を示す情報であることを特徴とする付記8記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記10)前記記録部に記録された前記第2情報は、前記リファレンスメモリセルの動作温度とリファレンス電流値との関係を示す関数であることを特徴とする付記8または9記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記11)前記温度判定部は、サーミスタを含むことを特徴とする付記4から6のいずれか一項記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記12)前記記録部は、前記複数のメモリセルが設けられたメモリセルアレイ内の書き換え不可の領域にあることを特徴とする付記1から11のいずれか一項記載の不揮発性半導体記憶装置。
(付記13)データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、を備える不揮発性半導体記憶装置の制御方法であって、前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を取得し、取得したリファレンス電流値と、記録部に記録され、前記リファレンスメモリセルの複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応づけた情報と、に基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御する、ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の制御方法。
(付記14)データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、を備える不揮発性半導体記憶装置の制御方法であって、前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルの動作温度を判定し、判定した動作温度と、記録部に記録された前記リファレンスメモリセルの動作温度とゲート電圧値とを対応付けた情報と、に基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御する、ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の制御方法。
(付記15)データが書き込まれる複数のメモリセルと、リファレンスメモリセルと、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値と記録部に記録された情報とに基づいて制御するゲート電圧制御部と、を備える不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、第1動作温度で動作する前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値が所定の規格範囲内の第1リファレンス電流値である場合、前記リファレンスメモリセルに印加した第1ゲート電圧値と前記第1リファレンス電流値とを前記情報として前記記録部に記録する工程と、前記第1動作温度と異なる第2動作温度で動作する前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値が前記第1リファレンス電流値と同等になる第2ゲート電圧値と、前記第2動作温度で動作する前記リファレンスメモリセルに前記第1ゲート電圧値を印加した場合に発生する第2リファレンス電流値と、を前記情報として前記記録部に記録する工程と、を備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Supplementary Note 1) A plurality of memory cells to which data is written, a reference memory cell, a current measuring unit for measuring a reference current value generated in the reference memory cell, and a reference current for each of a plurality of operating temperatures of the reference memory cell A recording unit that records information in which a value and a gate voltage value are associated with each other, and reads out data from the memory cell based on the reference current value measured by the current measuring unit and the information recorded in the recording unit And a gate voltage control unit for controlling a gate voltage value applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of verifying writing and erasing.
(Supplementary Note 2) Among the information recorded in the recording unit, the reference current value of each of the plurality of operating temperatures is the gate voltage of the gate voltage value at the reference temperature included in the plurality of operating temperatures. The gate voltage value at each of the plurality of operating temperatures is a gate voltage value when a reference current equivalent to the reference current value at the reference temperature is generated. The nonvolatile semiconductor memory device according to appendix 1.
(Additional remark 3) The said gate voltage control part respond | corresponds to the reference current value nearest to the reference current value measured by the said current measurement part among the said some reference current values contained in the said information recorded on the said recording part. The nonvolatile semiconductor memory device according to appendix 1 or 2, wherein the non-volatile semiconductor memory device is controlled to a gate voltage value.
(Supplementary Note 4) A plurality of memory cells to which data is written, a reference memory cell, a temperature determination unit that determines an operating temperature of the memory cell and the reference memory cell, an operating temperature and a gate voltage value of the reference memory cell, And reading and writing data to and from the memory cell based on the recording unit for recording the first information indicating the relationship between the operating temperature determined by the temperature determination unit and the first information recorded in the recording unit. And a gate voltage control unit for controlling a gate voltage value applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of erase verify.
(Supplementary Note 5) The first information recorded in the recording unit is information indicating a relationship between an operating temperature and a gate voltage value of the reference memory cell so that a reference current value generated in the reference memory cell is equivalent. The nonvolatile semiconductor memory device according to appendix 4, wherein:
(Supplementary note 6) The nonvolatile semiconductor according to
(Supplementary Note 7) The temperature determination unit includes a current measurement unit that measures a reference current value generated in the reference memory cell, and a temperature calculation unit that calculates the operating temperature based on the reference current value measured by the current measurement unit. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of appendices 4 to 6, further comprising:
(Additional remark 8) The said recording part records the 2nd information which shows the relationship between the operating temperature of the said reference memory cell, and a reference current value, The said temperature calculation part is the reference current value measured by the said current measurement part, and the said The nonvolatile semiconductor memory device according to appendix 7, wherein the operating temperature is calculated based on the second information recorded in the recording unit.
(Supplementary Note 9) The second information recorded in the recording unit is information indicating a relationship between an operating temperature of the reference memory cell and a reference current value when a gate voltage value is constant. 9. The nonvolatile semiconductor memory device according to 8.
(Supplementary note 10) The nonvolatile semiconductor according to Supplementary note 8 or 9, wherein the second information recorded in the recording unit is a function indicating a relationship between an operating temperature of the reference memory cell and a reference current value. Storage device.
(Additional remark 11) The said temperature determination part is a non-volatile semiconductor memory device as described in any one of additional marks 4-6 characterized by including a thermistor.
(Supplementary note 12) The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of Supplementary notes 1 to 11, wherein the recording unit is in a non-rewritable region in a memory cell array provided with the plurality of memory cells.
(Supplementary Note 13) A method for controlling a nonvolatile semiconductor memory device including a plurality of memory cells to which data is written and a reference memory cell, wherein a reference current value generated in the reference memory cell is acquired and the acquired reference Based on the current value and the information recorded in the recording unit and corresponding to the reference current value and the gate voltage value for each of the plurality of operating temperatures of the reference memory cell, reading and writing data to the memory cell And a gate voltage value applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of verifying erase, and a control method for a nonvolatile semiconductor memory device,
(Supplementary note 14) A method for controlling a nonvolatile semiconductor memory device including a plurality of memory cells to which data is written and a reference memory cell, wherein operating temperatures of the memory cell and the reference memory cell are determined and determined Based on the operating temperature and the information that associates the operating temperature and the gate voltage value of the reference memory cell recorded in the recording unit, when reading data from the memory cell and verifying writing and erasing A control method of a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a gate voltage value applied to the memory cell and the reference memory cell is controlled.
(Supplementary Note 15) A plurality of memory cells to which data is written, a reference memory cell, and gate voltage values applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of verifying data reading, writing, and erasing from the memory cell A non-volatile semiconductor memory device comprising: a gate voltage control unit that controls a reference current value generated in the reference memory cell based on information recorded in the recording unit; When the reference current value generated in the operating reference memory cell is the first reference current value within a predetermined standard range, the first gate voltage value applied to the reference memory cell and the first reference current value are A step of recording in the recording unit as information, and the first operating temperature. A second gate voltage value at which a reference current value generated in the reference memory cell operating at a different second operating temperature is equivalent to the first reference current value; and the reference memory cell operating at the second operating temperature. And a second reference current value generated when a first gate voltage value is applied, recorded in the recording unit as the information. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
10〜10c メモリ部
12 メモリセルアレイ
14 リファレンスメモリセル
28 電流測定部
32〜32b 演算バッファ
36〜36b 記録部
40〜40c ロジック部
46〜46c CPU
60 メモリセル
80〜80b ゲート電圧制御部
82 温度算出部
92 サーミスタ
94 温度算出部
10 to
60 Memory Cell 80-80b Gate
Claims (5)
リファレンスメモリセルと、
前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を測定する電流測定部と、
前記リファレンスメモリセルの複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応づけた情報を記録する記録部と、
前記電流測定部で測定したリファレンス電流値と前記記録部に記録された前記情報とに基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御するゲート電圧制御部と、を備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A plurality of memory cells into which data is written;
A reference memory cell;
A current measuring unit for measuring a reference current value generated in the reference memory cell;
A recording unit for recording information in which a reference current value and a gate voltage value are associated with each other for each of a plurality of operating temperatures of the reference memory cell;
Based on the reference current value measured by the current measuring unit and the information recorded in the recording unit, the memory cell and the reference memory cell at the time of verifying data read, write and erase to the memory cell And a gate voltage control unit for controlling a gate voltage value applied to the non-volatile semiconductor memory device.
前記リファレンスメモリセルで発生するリファレンス電流値を取得し、
取得したリファレンス電流値と、記録部に記録され、前記リファレンスメモリセルの複数の動作温度毎にリファレンス電流値とゲート電圧値とを対応づけた情報と、に基づいて、前記メモリセルに対するデータの読み出し、並びに書き込み及び消去のベリファイの際に前記メモリセル及び前記リファレンスメモリセルに印加するゲート電圧値を制御する、ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の制御方法。 A method for controlling a nonvolatile semiconductor memory device comprising a plurality of memory cells to which data is written and a reference memory cell,
Obtain a reference current value generated in the reference memory cell,
Based on the acquired reference current value and the information recorded in the recording unit and associated with the reference current value and the gate voltage value for each of the plurality of operating temperatures of the reference memory cell, data is read from the memory cell. And a control method for a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a gate voltage value applied to the memory cell and the reference memory cell at the time of verifying writing and erasing is controlled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014132249A JP6379733B2 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014132249A JP6379733B2 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016012380A JP2016012380A (en) | 2016-01-21 |
JP6379733B2 true JP6379733B2 (en) | 2018-08-29 |
Family
ID=55229004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014132249A Active JP6379733B2 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6379733B2 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10255492A (en) * | 1997-03-10 | 1998-09-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Temperature detecting device for non-volatile memory |
US6205074B1 (en) * | 2000-02-29 | 2001-03-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Temperature-compensated bias generator |
JP2002184192A (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Non-volatile semiconductor memory and its rewriting method |
JP2002367382A (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor integrated circuit rewrite system |
JP4942990B2 (en) * | 2005-12-12 | 2012-05-30 | パナソニック株式会社 | Semiconductor memory device |
JP5184310B2 (en) * | 2008-11-17 | 2013-04-17 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Nonvolatile semiconductor memory device |
KR101868332B1 (en) * | 2010-11-25 | 2018-06-20 | 삼성전자주식회사 | Flash memory device and data storage device including the same |
-
2014
- 2014-06-27 JP JP2014132249A patent/JP6379733B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016012380A (en) | 2016-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101126006B1 (en) | Controlling a memory device responsive to degradation | |
JP5072723B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
KR100586680B1 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
KR101184814B1 (en) | Nonvolatile memory device and program method of the same | |
KR100967007B1 (en) | Method of verifying program a non volatile memory device | |
CN1819061B (en) | Memory devices and methods for accurate read operation window control | |
KR100873539B1 (en) | Threshold value read method of nonvolatile semiconductor memory device and nonvolatile semiconductor memory device | |
US8711626B2 (en) | Flash memory apparatus and method for generating read voltage thereof | |
JP2012133840A (en) | Semiconductor storage device and storage method | |
JP2007323716A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2007207343A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device | |
KR20210145073A (en) | A semiconductor device and reading method thereof | |
KR101985952B1 (en) | Nonvolatile memory device and method for driving the nonvolatile memory device | |
US7796441B2 (en) | Method of reading configuration data in flash memory device | |
JPWO2010082243A1 (en) | Nonvolatile semiconductor memory and memory system | |
JP2008097705A (en) | Semiconductor memory device | |
KR101053700B1 (en) | Voltage generation circuit and nonvolatile memory device having same | |
KR101218896B1 (en) | A non volatile memory device and method of verifying program thereof | |
KR100933845B1 (en) | Voltage generation circuit and nonvolatile memory device having same | |
JP6379733B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof | |
KR20130072712A (en) | Nonvolatile memory device and method for controlling the same | |
US8064262B2 (en) | Semiconductor device and method using stress information | |
JP2013080540A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and method for rewriting information of nonvolatile semiconductor memory | |
TW201637020A (en) | Average voltage band detection and use for tuning of voltages in asics | |
JP2007102933A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and method for testing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180703 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180716 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6379733 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |