JPH05258581A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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JPH05258581A
JPH05258581A JP5137392A JP5137392A JPH05258581A JP H05258581 A JPH05258581 A JP H05258581A JP 5137392 A JP5137392 A JP 5137392A JP 5137392 A JP5137392 A JP 5137392A JP H05258581 A JPH05258581 A JP H05258581A
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threshold voltage
cell
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Abstract

PURPOSE:To perform an appropriate writing/erasing operation in a single action without sequentially executing additional writing/erasing operation by utilizing the processed voltages by means of a differential voltage operating means as a writing voltage/erasing voltage in a writing means/erasing means. CONSTITUTION:After executing prescribed number of times of writing/erasing for an objective cell transistor while measuring the threshold voltage of this transistor, the measurement of an accurate threshold voltage absorbing a dispersion in the elements is carried out, the measurement by a differential type sense amplifier is realized and the measurement of the threshold voltage of the objective transistor is facilitated. The memory device concretely consists of a measuring means for threshold voltage 1, a differential voltage operating means 2, a cell transistor CT, a word line WL, a sense amplifier made of a dummy cell DM, a writing means 4 and an erasing means 5. The means 1 consists of a deciding part 6, a controller 7, a counter 8 and a DAC 9, data are successively outputted from the counter 8 through the DAC 9 by means of the control signal from the controller 7 and the threshold voltage of the objective cell is obtained by means of the deciding part 6.

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、不揮発性半導体記憶装
置に係り、詳しくは、例えば、EEPROM(Electric
ally Erasable Programmable Read Only Memory )等の
分野に用いて好適な、データの再書き込みが可能な不揮
発性半導体記憶装置に関する。近年、コンピュータやワ
ードプロセッサ等の情報処理装置の普及に伴い、情報処
理装置内部で使用される、例えば、EEPROM、Fl
ashEEPROM(以下、単にフラッシュメモリとい
う)等の不揮発性の半導体メモリに代表される不揮発性
半導体記憶装置が数多く開発されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more specifically, for example, an EEPROM (Electric)
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device capable of rewriting data, which is suitable for use in fields such as ally erasable programmable read only memory). 2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of information processing devices such as computers and word processors, for example, EEPROM and Fl used inside the information processing devices.
Many non-volatile semiconductor memory devices represented by non-volatile semiconductor memories such as ashEEPROM (hereinafter, simply referred to as flash memory) have been developed.

【0002】これは、一般ユーザがプログラミング可能
で、予め書き込まれた所定のデータを電気的に消去する
ことで、再書き込みが可能となる不揮発性メモリであ
る。しかし、書き込みや消去には適正な電圧値が存在
し、過度の書き込みや消去は、デバイスの劣化を招く。
そこで、適正な書き込み及び消去をすることが必要とな
る。
This is a non-volatile memory which can be programmed by a general user and can be rewritten by electrically erasing predetermined data written in advance. However, there are proper voltage values for writing and erasing, and excessive writing and erasing lead to deterioration of the device.
Therefore, it is necessary to perform proper writing and erasing.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、予め書き込まれた所定のデータを
消去することで再書き込みが可能となる不揮発性メモリ
である半導体記憶装置としては、例えば、EPROMや
EEPROM等が知られている。ところが、EPROM
はセルサイズが小さいという長所があるものの、データ
の消去に紫外線を用いるためにデータ消去が面倒である
という短所があり、また、EEPROMはデータを電気
的に消去できるためにデータ消去は容易であるという長
所があるものの、EPROMと比較してセルサイズが大
きいために大容量化しにくいという短所がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor memory device which is a non-volatile memory that can be rewritten by erasing predetermined data written in advance, for example, EPROM and EEPROM are known. However, EPROM
Has an advantage that the cell size is small, but has a disadvantage that the data erasing is troublesome because ultraviolet rays are used for erasing the data, and the EEPROM can easily erase the data because the data can be electrically erased. However, the cell size is larger than that of the EPROM, so that it is difficult to increase the capacity.

【0004】そこで、これらの各メモリの長所を併せ持
つ、例えば、NOR型やNAND型のフラッシュメモリ
と呼ばれる半導体記憶装置が開発されている。図6はフ
ラッシュメモリの代表的なセルの断面図である。図中、
CGはコントロールゲート、FGはフローティングゲー
ト、DはN+ 型のドレイン、SはN+ 型のソース、PS
はP型の基板である。
Therefore, for example, a semiconductor memory device called NOR type or NAND type flash memory, which has the advantages of each of these memories, has been developed. FIG. 6 is a sectional view of a typical cell of a flash memory. In the figure,
CG is a control gate, FG is a floating gate, D is an N + type drain, S is an N + type source, PS
Is a P-type substrate.

【0005】図7は図6に示すフラッシュメモリのセル
マトリクス構成を示す回路図である。図中、Cは各メモ
リセル、WLx はワード線、BLx はビット線、SLx
はセレクト線を示す。(但し、x は図中におけ
i j a m n を示す)次に作用を説明する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a cell matrix structure of the flash memory shown in FIG. In the figure, C is each memory cell, WL x is a word line, BL x is a bit line, SL x
Indicates a select line. (However, x represents i , j , a , m , n in the figure.) Next, the operation will be described.

【0006】まず、メモリセルCに書き込みを行う場合
は、コントロールゲートCG、及びドレインDに高電位
電圧VPPが印加され、ドレインD近傍でのアバランシェ
注入によりフローティングゲートFGに電子が注入され
てメモリセルCがカットオフされる。消去する場合は、
ドレインDがフロートされた状態でソースSに高電位電
圧VPPが印加され、フローティングゲートFGから電子
が抜き去られることで、書き込まれたデータの消去がな
される。
First, when writing to the memory cell C, the high potential voltage V PP is applied to the control gate CG and the drain D, and electrons are injected into the floating gate FG by avalanche injection in the vicinity of the drain D, so that the memory is erased. Cell C is cut off. To delete,
A high potential voltage VPP is applied to the source S with the drain D floated, and electrons are removed from the floating gate FG, thereby erasing the written data.

【0007】なお、前述した動作状態におけるコントロ
ールゲートCG、ドレインD、ソースS、基板PSの各
電位レベルは表1に示すような値に設定される。
The potential levels of the control gate CG, the drain D, the source S, and the substrate PS in the above-mentioned operating state are set to the values shown in Table 1.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体記憶装置にあっては、コントロールゲ
ートCG、及びドレインDに高電位電圧VPPを印加する
ことによって、ドレインD近傍でのアバランシェ注入に
よりフローティングゲートFGに電子を注入してデータ
の書き込みを行い、フローティングゲートFGから電子
を抜き去ることによって書き込まれたデータの消去を行
うという構成となっていたため、以下に述べるような問
題点があった。
However, in such a conventional semiconductor memory device, by applying the high potential voltage V PP to the control gate CG and the drain D, the avalanche injection in the vicinity of the drain D is performed. Since the configuration is such that electrons are injected into the floating gate FG to write data, and the written data is erased by removing electrons from the floating gate FG, there are problems as described below. It was

【0010】すなわち、NOR型フラッシュメモリでF
−Nチャネリング消去を行う場合、セルトランジスタに
対する過度の消去を行うと、非選択のメモリセルがリー
ク電流を流して導通が起こり、書き込まれたセルの読み
出しが不能となるという問題点があった。また、NAN
D型フラッシュメモリに対してF−Nチャネリング書き
込みを行う場合、過度の書き込みを行うと、非選択のメ
モリセルの非導通が起こり、書き込みのないセルの読み
出しが不能となるとともに、トンネル酸化膜の劣化によ
る信頼性の低下、さらには書き込み及び消去回数が減
り、最終的には書き込み及び消去ができなくなるという
問題点があった。
That is, in NOR type flash memory, F
In the case of performing -N channeling erasing, if the cell transistor is excessively erased, a non-selected memory cell causes a leak current to flow and become conductive, which makes it impossible to read the written cell. Also, NAN
When performing F-N channeling writing to the D-type flash memory, excessive writing causes non-conduction of non-selected memory cells, making it impossible to read cells without writing, and also to prevent tunneling of the tunnel oxide film. There is a problem that reliability deteriorates due to deterioration, the number of times of writing and erasing is reduced, and finally writing and erasing cannot be performed.

【0011】そこで、これらの問題点を避けるため、図
8に示すように、通常の読み書き時と異なるベリファイ
時専用の閾値をセンスアンプに持たせることにより、ベ
リファイ時にセルトランジスタの閾値電圧を推定し、少
しずつ追加書き込み/消去を行うことで閾値電圧の均一
化を図る方法がいくつか考えられているが、この場合、
少しずつ追加書き込み/消去を行うため、多数回の追加
書き込み/消去が必要であり、書き込み/消去に時間が
かかるという新たな問題点が生じていた。
Therefore, in order to avoid these problems, as shown in FIG. 8, the threshold voltage of the cell transistor is estimated at the time of verification by providing the sense amplifier with a threshold value dedicated to verification, which is different from that during normal reading and writing. There are some methods to make the threshold voltage uniform by performing additional writing / erasing little by little. In this case,
Since additional writing / erasing is performed little by little, additional writing / erasing needs to be performed many times, which causes a new problem that writing / erasing takes time.

【0012】[目的]そこで本発明は、少ない書き込み
/消去回数で、適切な書き込み/消去を行う不揮発性半
導体記憶装置を提供することを目的としている。
[Object] Therefore, an object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device which performs appropriate writing / erasing with a small number of writing / erasing times.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による不揮発性半
導体記憶装置は上記目的達成のため、請求項1の発明で
は、所定のデータを記憶保持する複数のセルトランジス
タと、該複数のセルトランジスタ中の任意のセルトラン
ジスタに対して所定の書込電圧で書き込みを行う書込手
段と、該書込手段によって書込対象となる所定のセルト
ランジスタの閾値電圧を測定する閾値電圧測定手段と、
該閾値電圧測定手段によって測定された閾値電圧値と、
予め設定された書き込みに必要な適正電圧値との差分電
圧値を演算する差分電圧演算手段とを備え、前記書込手
段は、前記差分電圧演算手段によって演算された電圧値
を書込電圧とするように構成している。
In order to achieve the above object, a non-volatile semiconductor memory device according to the present invention has a plurality of cell transistors for storing and holding predetermined data, and a plurality of cell transistors among the plurality of cell transistors. Writing means for writing to any cell transistor of a predetermined writing voltage, and threshold voltage measuring means for measuring a threshold voltage of a predetermined cell transistor to be written by the writing means,
A threshold voltage value measured by the threshold voltage measuring means,
And a difference voltage calculation means for calculating a difference voltage value with respect to an appropriate voltage value required for writing which is set in advance, and the writing means uses the voltage value calculated by the difference voltage calculation means as a write voltage. Is configured as follows.

【0014】請求項2の発明では、所定のデータを記憶
保持する複数のセルトランジスタと、該複数のセルトラ
ンジスタ中の任意のセルトランジスタに対して所定の消
去電圧で消去を行う消去手段と、該消去手段によって消
去対象となる所定のセルトランジスタの閾値電圧を測定
する閾値電圧測定手段と、該閾値電圧測定手段によって
測定された閾値電圧値と、予め設定された消去に必要な
適正電圧値との差分電圧値を演算する差分電圧演算手段
とを備え、前記消去手段は、前記差分電圧演算手段によ
って演算された電圧値を消去電圧とするように構成して
いる。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of cell transistors for storing and holding predetermined data, an erasing means for erasing an arbitrary cell transistor in the plurality of cell transistors with a predetermined erasing voltage, and Of the threshold voltage measuring means for measuring the threshold voltage of a predetermined cell transistor to be erased by the erasing means, the threshold voltage value measured by the threshold voltage measuring means, and a preset appropriate voltage value necessary for erasing The erasing means is configured to use the voltage value calculated by the differential voltage calculating means as the erasing voltage.

【0015】請求項3の発明では、前記閾値電圧測定手
段は、前記セルトランジスタに対する所定数回の書き込
み、または消去の後に、該セルトランジスタの閾値電圧
を測定するように構成している。請求項4の発明では、
前記差分電圧演算手段は、高電圧レギュレータを備え、
前記差分電圧演算手段の演算結果である差分電圧値に基
づいて該高電圧レギュレータの出力電圧を変更してなる
ように構成している。
According to a third aspect of the invention, the threshold voltage measuring means is configured to measure the threshold voltage of the cell transistor after writing or erasing the cell transistor a predetermined number of times. According to the invention of claim 4,
The differential voltage calculation means includes a high voltage regulator,
The output voltage of the high voltage regulator is changed based on the difference voltage value which is the calculation result of the difference voltage calculation means.

【0016】請求項5の発明では、前記閾値電圧測定手
段は、書き込み、または消去対象となるセルトランジス
タの閾値電圧と、該セルトランジスタと対になるダミー
セルの閾値電圧とに基づいて動作する差動型のセンスア
ンプを備え、該ダミーセルのゲート電圧を順次走査する
ことにより、該セルトランジスタの閾値電圧を測定する
ように構成している。
According to a fifth aspect of the present invention, the threshold voltage measuring means operates based on the threshold voltage of a cell transistor to be written or erased and the threshold voltage of a dummy cell paired with the cell transistor. Type sense amplifier, and the threshold voltage of the cell transistor is measured by sequentially scanning the gate voltage of the dummy cell.

【0017】[0017]

【作用】本発明では、差分電圧演算手段によって演算さ
れた電圧値が、書込手段/消去手段における書込電圧/
消去電圧とされるため、追加書き込み/消去を少しずつ
行わなくとも、1回で適正な書き込み/消去が可能とな
る。すなわち、少ない書き込み/消去回数で、適切な書
き込み/消去が行われる。
According to the present invention, the voltage value calculated by the differential voltage calculation means is equal to the write voltage / write voltage in the writing means / erasing means.
Since the erase voltage is used, proper writing / erasing can be performed once without additional writing / erasing. That is, appropriate writing / erasing is performed with a small number of writing / erasing times.

【0018】また、対象となるセルトランジスタに対し
て所定数回の書き込み/消去の後に、このセルトランジ
スタの閾値電圧が測定されることにより、素子間のバラ
ツキが吸収され、正確な閾値電圧が測定されるととも
に、差動型のセンスアンプを用いて測定することによ
り、対象となるセルトランジスタの閾値電圧が容易に測
定される。
Further, by measuring the threshold voltage of this cell transistor after writing / erasing a predetermined number of times with respect to the target cell transistor, variations between elements are absorbed, and an accurate threshold voltage is measured. In addition, the threshold voltage of the target cell transistor can be easily measured by using the differential sense amplifier.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜5は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の一実施
例を示す図であり、図1は本実施例の要部構成を示す図
である。まず、図1に基づいて構成を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are views showing an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 1 is a view showing a main configuration of the present embodiment. First, the configuration will be described with reference to FIG.

【0020】本実施例の不揮発性半導体記憶装置は、大
別して、セルトランジスタCT、閾値電圧測定手段1、
差分電圧演算手段2、センスアンプ3、書込手段4、消
去手段5から構成されている。なお、図中、WLはワー
ド線、DMはダミーセルである。閾値電圧測定手段1
は、判定部6、制御部7、カウンタ8、DAC9からな
り、制御部7からの制御信号により、測定対象となるセ
ルトランジスタCT(以下、対象セルという)の反対側
に位置するダミーセルDMに対し、4ビットの出力a,
b,c,dを有するカウンタ8からDAC9を介して順
次インクリメントされたデータを出力し、センスアンプ
3からの出力信号に基づいて判定部6により対象セルと
ダミーセルDMとがバランスされたときのカウンタ8の
出力a,b,c,dを対象セルの閾電圧値とするもので
ある。
The nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment is roughly classified into a cell transistor CT, a threshold voltage measuring means 1,
It is composed of a differential voltage calculation means 2, a sense amplifier 3, a writing means 4, and an erasing means 5. In the figure, WL is a word line and DM is a dummy cell. Threshold voltage measuring means 1
Is composed of a determination unit 6, a control unit 7, a counter 8, and a DAC 9. The control signal from the control unit 7 causes the dummy cell DM located on the opposite side of the cell transistor CT (hereinafter referred to as the target cell) to be measured. 4-bit output a,
The counter 8 having b, c, and d outputs the sequentially incremented data via the DAC 9, and the counter when the determination cell 6 balances the target cell and the dummy cell DM based on the output signal from the sense amplifier 3. The outputs a, b, c and d of 8 are used as the threshold voltage value of the target cell.

【0021】図2は差分電圧演算手段を示す回路図であ
り、差分電圧演算手段2は、チャージポンプ10、ダイ
オードD1、抵抗R1、NチャネルMOSトランジスタ
NM1〜NM9、PチャネルMOSトランジスタPM1
〜PM6から構成されている。なお、NチャネルMOS
トランジスタNM5,NM8,NM9はディプリーショ
ン型のMOSトランジスタである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the differential voltage calculation means. The differential voltage calculation means 2 includes a charge pump 10, a diode D1, a resistor R1, N channel MOS transistors NM1 to NM9, and a P channel MOS transistor PM1.
~ PM6. N-channel MOS
The transistors NM5, NM8, NM9 are depletion type MOS transistors.

【0022】差分電圧演算手段2は、回路自体に予め所
定の高電位電圧値が設定され、カウンタ8からの4ビッ
ト出力a,b,c,dをそれぞれ入力として高電位電圧
値との差分電圧値を出力するものである。図3はセンス
アンプを示す回路図であり、センスアンプ3は、図3に
示すように、NチャネルMOSトランジスタNM11〜
NM14、PチャネルMOSトランジスタPM11,P
M12から構成された差動型のセンスアンプである。な
お、NチャネルMOSトランジスタNM11,NM12
は高耐圧型のMOSトランジスタである。
The differential voltage calculating means 2 has a predetermined high potential voltage value set in advance in the circuit itself, and receives the 4-bit outputs a, b, c, d from the counter 8 as inputs, and the difference voltage from the high potential voltage value. It outputs a value. FIG. 3 is a circuit diagram showing a sense amplifier. The sense amplifier 3, as shown in FIG. 3, has N-channel MOS transistors NM11 to NM11.
NM14, P-channel MOS transistors PM11, P
It is a differential type sense amplifier composed of M12. The N-channel MOS transistors NM11, NM12
Is a high voltage MOS transistor.

【0023】図4は本実施例の動作例を説明するための
回路図である。書込手段4及び消去手段5は、図4に示
すように、それぞれ高電圧スイッチS1,S2、アンド
ゲートAND1,AND2から構成されている。次に作
用を説明する。まず、制御部7によりカウンタ8が“0
000”から順次インクリメントされ、DAC9に入力
される。
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining an operation example of this embodiment. As shown in FIG. 4, the writing means 4 and the erasing means 5 are respectively composed of high voltage switches S1 and S2 and AND gates AND1 and AND2. Next, the operation will be described. First, the counter 7 is set to “0” by the control unit 7.
It is sequentially incremented from 000 "and input to the DAC 9.

【0024】DAC9では、入力された4ビットのデジ
タル値がアナログ値に変換され、カウンタ8から入力さ
れた4ビットのデータに対応する電圧レベルの書き込み
が、対象セルの対となるダミーセルDMに対して行われ
る。そして、対象セルとダミーセルDMとの閾値電圧が
センスアンプ3により比較され、センスアンプ3からの
比較結果に基づいて判定部6により対象セルとダミーセ
ルDMとの閾値電圧の大小が判定される。
In the DAC 9, the input 4-bit digital value is converted into an analog value, and the writing of the voltage level corresponding to the 4-bit data input from the counter 8 is performed on the dummy cell DM forming a pair with the target cell. Is done. Then, the threshold voltage of the target cell and the dummy cell DM is compared by the sense amplifier 3, and the determination unit 6 determines the magnitude of the threshold voltage of the target cell and the dummy cell DM based on the comparison result from the sense amplifier 3.

【0025】具体的には、センスアンプ3からの出力が
反転した時点でのカウンタ3の出力値a,b,c,d
が、対象セルの閾値電圧と認識され、カウンタ8からの
4ビットデータ(abcd)が差分電圧演算手段2に出
力される。差分電圧演算手段2は、書き込み/消去に必
要な高電位電圧レベルが回路自体に設定されており、こ
の高電位電圧レベルから4ビットデータa,b,c,d
で表される値を引いた差分電圧が書込手段4及び消去手
段5に出力される。
Specifically, the output values a, b, c, d of the counter 3 at the time when the output from the sense amplifier 3 is inverted.
Is recognized as the threshold voltage of the target cell, and 4-bit data (abcd) from the counter 8 is output to the differential voltage calculation means 2. In the differential voltage calculation means 2, the high potential voltage level necessary for writing / erasing is set in the circuit itself, and the 4-bit data a, b, c, d are set from this high potential voltage level.
The differential voltage obtained by subtracting the value represented by is output to the writing unit 4 and the erasing unit 5.

【0026】書込手段4及び消去手段5では、前述した
ように、その動作状態に応じて、コントロールゲートC
G、ドレインD、ソースS、基板PSの各電位レベルが
表1に示すような値とすることによって、所定の書込電
圧/消去電圧をもって、書き込み/消去がなされる。図
5は本実施例の書き込み及び消去時の動作例を説明する
ための図であり、この例では、ダミーセルDMに対し
て、少電位レベルの書き込み/消去を2回行った後に、
対象セルの閾値電圧が測定され、次に、適正電圧レベル
での書き込み/消去が行われている。
In the writing means 4 and the erasing means 5, as described above, the control gate C depends on the operating state.
By setting the potential levels of G, the drain D, the source S, and the substrate PS to the values shown in Table 1, writing / erasing is performed with a predetermined write voltage / erase voltage. FIG. 5 is a diagram for explaining an operation example at the time of writing and erasing of the present embodiment. In this example, after writing / erasing a small potential level to the dummy cell DM twice,
The threshold voltage of the target cell is measured, and then writing / erasing is performed at an appropriate voltage level.

【0027】すなわち、本実施例では、最初に少電位レ
ベルの書き込み/消去を2回行うことで、素子間のバラ
ツキやチャージ抜け等による測定精度の悪化を防止して
おり、より正確な対象セルの閾値電圧の測定ができるよ
うになっている。このように本実施例では、差分電圧演
算手段によって演算された電圧値が書込手段/消去手段
における書込電圧/消去電圧と設定されるため、追加の
書き込み/消去を少しずつ行わなくとも、1回で適正な
書き込み/消去ができる。
In other words, in the present embodiment, the writing / erasing of a small potential level is first performed twice to prevent the deterioration of the measurement accuracy due to the variation between the elements and the loss of the charge. The threshold voltage of can be measured. As described above, in this embodiment, the voltage value calculated by the differential voltage calculation means is set as the write voltage / erase voltage in the write means / erase means, so that it is possible to perform additional write / erase little by little. Appropriate writing / erasing can be done once.

【0028】したがって、少ない書き込み/消去回数
で、適切な書き込み/消去を行うことができる。なお、
上記実施例は、素子間のバラツキやチャージ抜け等によ
る測定誤差を防止する目的により3回目の書き込み/消
去で書き込み/消去が完了するようになっているが、こ
の回数は任意であり、1回の書き込み/消去で行っても
よいことはいうまでもない。
Therefore, proper writing / erasing can be performed with a small number of writing / erasing times. In addition,
In the above-described embodiment, the writing / erasing is completed by the third writing / erasing for the purpose of preventing the measurement error due to the variation between the elements and the loss of charge, but the number of times is arbitrary, and the number of times is arbitrary. It goes without saying that writing / erasing may be performed.

【0029】また、対象セルの閾値電圧を測定する際の
カウンタのビット数についても、上記実施例に関らず、
自由に設定しても構わない。この場合、ビット数を多ビ
ット化することで、より測定精度を上げることができ
る。
Also, regarding the number of bits of the counter when measuring the threshold voltage of the target cell, regardless of the above embodiment,
You can set it freely. In this case, the measurement accuracy can be further improved by increasing the number of bits.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明では、差分電圧演算手段によって
演算された電圧値を、書込手段/消去手段における書込
電圧/消去電圧とするため、追加書き込み/消去を少し
ずつ行わなくとも、1回で適正な書き込み/消去ができ
る。したがって、少ない書き込み/消去回数で、適切な
書き込み/消去を行うことができる。
According to the present invention, since the voltage value calculated by the differential voltage calculation means is used as the write voltage / erase voltage in the write means / erase means, even if the additional write / erase is not performed little by little, Appropriate writing / erasing can be done in a single operation. Therefore, appropriate writing / erasing can be performed with a small number of writing / erasing times.

【0031】また、対象となるセルトランジスタに対し
て所定数回の書き込み/消去の後に、このセルトランジ
スタの閾値電圧が測定されることによって、素子間のバ
ラツキを吸収し、正確な閾値電圧を測定することがで
き、さらに、差動型のセンスアンプを用いて測定するこ
とによって、対象となるセルトランジスタの閾値電圧を
容易に測定することができる。
Further, the threshold voltage of this cell transistor is measured after writing / erasing a target cell transistor a predetermined number of times, so that variations between elements are absorbed and an accurate threshold voltage is measured. In addition, the threshold voltage of the target cell transistor can be easily measured by using a differential sense amplifier.

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

【図1】本実施例の要部構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of this embodiment.

【図2】図1の差分電圧演算手段を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a differential voltage calculation means of FIG.

【図3】図1のセンスアンプを示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the sense amplifier of FIG.

【図4】本実施例の動作例を説明するための回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining an operation example of the present embodiment.

【図5】本実施例の書き込み及び消去時の動作例を説明
するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation example during writing and erasing according to the present embodiment.

【図6】従来のフラッシュメモリにおけるメモリセルの
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a memory cell in a conventional flash memory.

【図7】従来のフラッシュメモリのセルマトリクス構成
を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a cell matrix configuration of a conventional flash memory.

【図8】従来の書き込み及び消去時の動作例を説明する
ための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an operation example of conventional writing and erasing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 閾値電圧測定手段 2 差分電圧演算手段 3 センスアンプ 4 書込手段 5 消去手段 6 判定部 7 制御部 8 カウンタ 9 DAC 10 チャージポンプ CT セルトランジスタ DM ダミーセル NM1〜NM NチャネルMOSトランジスタ PM1〜PM PチャネルMOSトランジスタ CG コントロールゲート FG フローティングゲート D ドレイン S ソース PS 基板 C メモリセル WLx ワード線 BLx ビット線 SLx セレクト線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 threshold voltage measuring means 2 differential voltage calculating means 3 sense amplifier 4 writing means 5 erasing means 6 judging section 7 control section 8 counter 9 DAC 10 charge pump CT cell transistor DM dummy cell NM1 to NM N channel MOS transistor PM1 to PM P channel MOS transistor CG Control gate FG Floating gate D Drain S Source PS Substrate C Memory cell WL x Word line BL x Bit line SL x Select line

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定のデータを記憶保持する複数のセルト
ランジスタと、 該複数のセルトランジスタ中の任意のセルトランジスタ
に対して所定の書込電圧で書き込みを行う書込手段と、 該書込手段によって書込対象となる所定のセルトランジ
スタの閾値電圧を測定する閾値電圧測定手段と、 該閾値電圧測定手段によって測定された閾値電圧値と、
予め設定された書き込みに必要な適正電圧値との差分電
圧値を演算する差分電圧演算手段と、 を備え、 前記書込手段は、前記差分電圧演算手段によって演算さ
れた電圧値を書込電圧とすることを特徴とする不揮発性
半導体記憶装置。
1. A plurality of cell transistors for storing and holding predetermined data, a writing means for writing to any cell transistor of the plurality of cell transistors at a predetermined writing voltage, and the writing means. Threshold voltage measuring means for measuring the threshold voltage of a predetermined cell transistor to be written by, and the threshold voltage value measured by the threshold voltage measuring means,
A difference voltage calculation means for calculating a difference voltage value with respect to an appropriate voltage value required for writing set in advance; and the writing means, wherein the voltage value calculated by the difference voltage calculation means is a write voltage. A non-volatile semiconductor memory device comprising:
【請求項2】所定のデータを記憶保持する複数のセルト
ランジスタと、 該複数のセルトランジスタ中の任意のセルトランジスタ
に対して所定の消去電圧で消去を行う消去手段と、 該消去手段によって消去対象となる所定のセルトランジ
スタの閾値電圧を測定する閾値電圧測定手段と、 該閾値電圧測定手段によって測定された閾値電圧値と、
予め設定された消去に必要な適正電圧値との差分電圧値
を演算する差分電圧演算手段と、 を備え、 前記消去手段は、前記差分電圧演算手段によって演算さ
れた電圧値を消去電圧とすることを特徴とする不揮発性
半導体記憶装置。
2. A plurality of cell transistors for storing and holding predetermined data, an erasing means for erasing an arbitrary cell transistor among the plurality of cell transistors at a predetermined erasing voltage, and an erasing target by the erasing means. A threshold voltage measuring means for measuring a threshold voltage of a predetermined cell transistor, and a threshold voltage value measured by the threshold voltage measuring means,
A difference voltage calculating means for calculating a difference voltage value with respect to an appropriate voltage value required for preset erasing, wherein the erasing means uses the voltage value calculated by the difference voltage calculating means as an erase voltage. And a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項3】前記閾値電圧測定手段は、前記セルトラン
ジスタに対する所定数回の書き込み、または消去の後
に、該セルトランジスタの閾値電圧を測定することを特
徴とする請求項1、または2記載の不揮発性半導体記憶
装置。
3. The non-volatile according to claim 1, wherein the threshold voltage measuring means measures the threshold voltage of the cell transistor after writing or erasing the cell transistor a predetermined number of times. Semiconductor memory device.
【請求項4】前記差分電圧演算手段は、高電圧レギュレ
ータを備え、前記差分電圧演算手段の演算結果である差
分電圧値に基づいて該高電圧レギュレータの出力電圧を
変更してなることを特徴とする請求項1、2、または3
記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The differential voltage calculation means comprises a high voltage regulator, and the output voltage of the high voltage regulator is changed based on the difference voltage value which is the calculation result of the differential voltage calculation means. Claim 1, 2, or 3
The nonvolatile semiconductor memory device described.
【請求項5】前記閾値電圧測定手段は、書き込み、また
は消去対象となるセルトランジスタの閾値電圧と、該セ
ルトランジスタと対になるダミーセルの閾値電圧とに基
づいて動作する差動型のセンスアンプを備え、 該ダミーセルのゲート電圧を順次走査することにより、
該セルトランジスタの閾値電圧を測定することを特徴と
する請求項1、2、3、または4記載の不揮発性半導体
記憶装置。
5. The threshold voltage measuring means includes a differential sense amplifier that operates based on a threshold voltage of a cell transistor to be written or erased and a threshold voltage of a dummy cell paired with the cell transistor. By sequentially scanning the gate voltage of the dummy cell,
5. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the threshold voltage of the cell transistor is measured.
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