JPH06112443A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

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JPH06112443A
JPH06112443A JP26222792A JP26222792A JPH06112443A JP H06112443 A JPH06112443 A JP H06112443A JP 26222792 A JP26222792 A JP 26222792A JP 26222792 A JP26222792 A JP 26222792A JP H06112443 A JPH06112443 A JP H06112443A
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memory cell
write
data
cell array
memory
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寛 中村
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
Yoshiyuki Tanaka
義幸 田中
Hideko Ohira
秀子 大平
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a NAND cell type EEPROM capable of shortening the time required for a writing of data/write verify readout operation without being accompanied by an increase in a power consumption. CONSTITUTION:An EEPROM is provided with a memory cell array 1, which has a charge storage layer and a control gate and is arranged with nonvolatile memory cells on a semiconductor substrate, a row decoder 5, which is provided at the end part in the direction of a word line of this cell array 1 and drives the control gate, and a verify control circuit, which sets a unit write time in the memory cells in a prescribed range of the array 1 to perform a writing of data and thereafter, reads out the data written in the memory cells and in the case where there is a memory cell which is insufficient in the writing, performs a rewriting in the memory cell. In the EEPROM, at the time of a write varify readout operation, a voltage to be applied to a well formed with a transistor having a conductivity type inverse to that of a transistor of the array 1 is set in a voltage higher than a supply voltage in the row decoder 5 and when the operation of the verify control circuit is changed from the writing operation of data to the write verify readout operation, this voltage is prevented from being reduced.

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、浮遊ゲートと制御ゲー
トを有する電気的書替え可能なメモリセルを用いた不揮
発性半導体記憶装置(EEPROM)に係わり、特にN
ANDセル構成のメモリセルアレイを有するEEPRO
Mに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM) using an electrically rewritable memory cell having a floating gate and a control gate, and more particularly to an N-type semiconductor memory device.
EEPRO having a memory cell array of AND cell configuration
Regarding M.

【0002】[0002]

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

【0003】このNANDセル型EEPROMの動作
は、次の通りである。データ書込みの動作は、ビット線
から最も離れた位置のメモリセルから順に行う。選択さ
れたメモリセルの制御ゲートには高電圧Vpp(=20V
程度)を印加し、それよりビット線側にあるメモリセル
の制御ゲート及び選択ゲートには中間電位VppM (=10V
程度)を印加し、ビット線にはデータに応じて0V又は
中間電位を与える。ビット線に0Vが与えられた時、そ
の電位は選択メモリセルのドレインまで伝達されて、ド
レインから浮遊ゲートに電子注入が生じる。これによ
り、その選択されたメモリセルのしきい値は正方向にシ
フトする。この状態を例えば“1”とする。ビット線に
中間電位が与えられたときは電子注入が起こらず、従っ
てしきい値は変化せず、負に止まる。この状態は“0”
である。
The operation of this NAND cell type EEPROM is as follows. The data write operation is performed in order from the memory cell farthest from the bit line. A high voltage Vpp (= 20V is applied to the control gate of the selected memory cell.
(Approx.) Is applied to the control gate and the select gate of the memory cell on the bit line side of the intermediate potential VppM (= 10V).
(Approx.) Is applied and 0 V or an intermediate potential is applied to the bit line depending on the data. When 0V is applied to the bit line, the potential is transmitted to the drain of the selected memory cell, and electrons are injected from the drain to the floating gate. This shifts the threshold value of the selected memory cell in the positive direction. This state is, for example, "1". When an intermediate potential is applied to the bit line, electron injection does not occur, so the threshold value does not change and remains negative. This state is "0"
Is.

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

【0005】データ読出し動作は、選択されたメモリセ
ルの制御ゲートを0Vとし、それ以外のメモリセルの制
御ゲート及び選択ゲートを電源電位Vcc(=5V)とし
て、選択メモリセルで電流が流れるか否かを検出するこ
とにより行われる。
In the data read operation, the control gate of the selected memory cell is set to 0V, the control gates and the selection gates of the other memory cells are set to the power supply potential Vcc (= 5V), and whether or not a current flows in the selected memory cell. It is performed by detecting whether or not.

【0006】以上の動作説明から明らかなように、NA
NDセル型EEPROMでは、書込み及び読出し動作時
には非選択メモリセルは転送ゲートとして作用する。こ
の観点から、書込みがなされたメモリセルのしきい値電
圧には制限が加わる。例えば、“1”書込みされたメモ
リセルのしきい値の好ましい範囲は、0.5〜3.5V
程度となる。データ書込み後の経時変化、メモリセルの
製造パラメータのばらつきや電源電圧のばらつきを考慮
すると、データ書込み後のしきい値分布はこれより小さ
い範囲であることが要求される。
As is clear from the above description of the operation, the NA
In the ND cell type EEPROM, the unselected memory cells act as transfer gates during write and read operations. From this point of view, the threshold voltage of the programmed memory cell is limited. For example, the preferable range of the threshold value of the memory cell programmed with "1" is 0.5 to 3.5V.
It will be about. Considering changes with time after data writing, variations in manufacturing parameters of memory cells, and variations in power supply voltage, the threshold distribution after data writing is required to be in a smaller range.

【0007】しかしながら、従来のような、書込み電位
及び書込み時間を固定して全メモリセルを同一条件でデ
ータ書込みする方式では、“1”書込み後のしきい値範
囲を許容範囲に収めることが難しい。例えば、メモリセ
ルは製造プロセスのばらつきからその特性にもばらつき
が生じる。従って書込み特性を見ると、書込まれやすい
メモリセルと書込まれにくいメモリセルがある。これに
対して、各々のメモリセルのしきい値が所望の範囲に収
まるよう書込まれるように、書込み時間を調節してベリ
ファイを行いながら書込むという方法が提案されてい
る。次にベリファイを行いながら書込む動作(書込み/
書込みベリファイ読出し動作)の従来例を、図12を用
いて簡単に説明する。
However, it is difficult to keep the threshold value range after "1" writing within the permissible range by the conventional method of writing data in all memory cells under the same condition with fixed write potential and write time. . For example, the characteristics of memory cells vary due to variations in the manufacturing process. Therefore, looking at the write characteristics, there are memory cells that are easy to write and memory cells that are hard to write. On the other hand, a method has been proposed in which writing is performed while verifying by adjusting the writing time so that the threshold value of each memory cell is written so as to fall within a desired range. Next, write while verifying (write /
A conventional example of the write verify read operation) will be briefly described with reference to FIG.

【0008】まず、ブロック選択動作(ステップS1)
を行った後、昇圧回路を用いてロウデコーダのnウェル
を電源電位Vccから昇圧電位VppW まで昇圧する(ステ
ップS2)。このとき制御ゲート及び選択ゲートの一部
は接地電位Vssから電源電位Vccになる。続いて、書込
むべきメモリセルの制御ゲートを電源電位Vccから昇圧
電位VppW にして書込み動作(ステップS3)を行った
後、制御ゲート及び選択ゲートの電位を接地電位Vssに
戻す。さらに、ロウデコーダのnウェルの電位を電源電
位Vccに戻す。
First, a block selecting operation (step S1)
After that, the n-well of the row decoder is boosted from the power supply potential Vcc to the boosted potential VppW using the booster circuit (step S2). At this time, a part of the control gate and the select gate changes from the ground potential Vss to the power supply potential Vcc. Subsequently, the control gate of the memory cell to be written is set to the boosted potential VppW from the power supply potential Vcc to perform the write operation (step S3), and then the potentials of the control gate and the select gate are returned to the ground potential Vss. Further, the potential of the n-well of the row decoder is returned to the power supply potential Vcc.

【0009】次いで、書込みベリファイ読出し動作(ス
テップS4)を行い、“1”データを書込むメモリセル
に接続されたビット線の電位が全て“L”レベルと判定
された場合、つまり“1”データを書込むメモリセルの
全てにおいて書込みが十分となった場合には、ブロック
選択解除動作(ステップS5)を行い、書込み/書込み
ベリファイ読出し動作が終了する。また、“1”データ
を書込むメモリセルに接続されたビット線のうち少なく
とも1本の電位が“H”レベルと判定された場合、つま
り“1”データを書込むメモリセルのうち少なくとも1
つは書込み不十分のメモリセルが存在する場合には再び
ステップS2→S3→S4の動作を行う。そして、
“1”データを書込むメモリセルの全てにおいて書込み
が十分となるまでS2→S3→S4→S2→S3→S4
…→S2→S3→S4と繰返した後、S5を行い、書込
み/書込みベリファイ読出し動作が終了する。
Then, a write verify read operation (step S4) is performed, and when all the potentials of the bit lines connected to the memory cells for writing "1" data are determined to be "L" level, that is, "1" data. When the writing is sufficient in all of the memory cells to be written, the block selection cancel operation (step S5) is performed, and the write / write verify read operation is completed. Further, when it is determined that the potential of at least one of the bit lines connected to the memory cell for writing “1” data is “H” level, that is, at least one of the memory cells for writing “1” data is
On the other hand, if there are insufficiently written memory cells, the operations of steps S2 → S3 → S4 are performed again. And
S2 → S3 → S4 → S2 → S3 → S4 until writing is sufficient in all the memory cells for writing “1” data.
--->S2->S3-> S4 is repeated, and then S5 is performed to complete the write / write verify read operation.

【0010】このように、書込み/書込みベリファイ読
出し動作中にS2〜S4の動作を多い場合には複数回繰
り返す方式では、S2〜S4のループを繰返すたびにn
ウェルをVcc→VppW に昇圧する動作S2が行われるた
め、その所要時間τ1 がループの回数だけ必要となる。
従って、書込み/書込みベリファイ読出し動作の所要時
間が長くなる、という欠点があった。また、τ1 を短く
するためにVppW 電位を発生する昇圧回路の電流供給能
力を高くすると、消費電力が増大するという問題を招く
ことになる。
As described above, when the operations of S2 to S4 are frequently performed during the write / write verify read operation, in the method of repeating a plurality of times, n is repeated each time the loop of S2 to S4 is repeated.
Since the operation S2 of boosting the well from Vcc to VppW is performed, the required time τ1 is required for the number of loops.
Therefore, there is a drawback that the time required for the write / write verify read operation becomes long. In addition, if the current supply capability of the booster circuit that generates the VppW potential is increased to shorten τ1, the problem that the power consumption increases will occur.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のN
ANDセル型EEPROMでは、データ書込み/書込み
ベリファイ読出し動作の所要時間を短くすることが難し
く、これを解決するためには消費電力が増大してしまう
という問題があった。
As described above, the conventional N
In the AND cell type EEPROM, it is difficult to shorten the time required for the data write / write verify read operation, and there is a problem that power consumption increases in order to solve this.

【0012】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、消費電力の増大を伴う
ことなく、データ書込み/書込みベリファイ読出し動作
の所要時間を短くすることを可能としたNANDセル型
EEPROMを提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to shorten the time required for the data write / write verify read operation without increasing the power consumption. To provide a NAND cell type EEPROM.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、次のような構成を採用している。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.

【0014】即ち本発明は、半導体基板に電荷蓄積層と
制御ゲートが積層形成され、電荷蓄積層と基板の間の電
荷の授受により電気的書替えが行われるメモリセルが配
列形成されたメモリセルアレイと、このメモリセルアレ
イのワード線方向の一端部若しくは両端部に設けられ、
メモリセルアレイが形成されたウェルと逆極性の複数の
ウェル上に形成された素子を含むロウデコーダと、メモ
リセルアレイの所定範囲のメモリセルに単位書込み時間
を設定して同時にデータ書込みを行った後、そのメモリ
セル・データを読出して書込み不十分のメモリセルがあ
る場合に再書込みを行うベリファイ制御手段とを備えた
不揮発性半導体記憶装置において、書込みベリファイ動
作時に逆極性のウェルのうち少なくとも一つに印加され
る電圧が電源電圧より高い電圧であることを特徴とす
る。
That is, the present invention provides a memory cell array in which a charge storage layer and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and memory cells arranged in an array for electrical rewriting by transfer of charges between the charge storage layer and the substrate. Provided at one end or both ends of the memory cell array in the word line direction,
A row decoder including elements formed on a plurality of wells having a polarity opposite to that of a well in which a memory cell array is formed, and a unit write time is set in memory cells in a predetermined range of the memory cell array and data writing is performed at the same time. In a non-volatile semiconductor memory device having a verify control means for reading the memory cell data and rewriting if there is a memory cell that has not been sufficiently written, at least one of the wells of opposite polarities at the time of a write verify operation. It is characterized in that the applied voltage is higher than the power supply voltage.

【0015】また本発明は、上記の構成において、デー
タ書込み動作から書込みベリファイ読出し動作に変わる
ときに、電源電圧より高い電圧が印加されるウェルに印
加される電圧が低下しないことを特徴とする。さらに、
メモリセルアレイは複数のメモリセルが直列接続されて
NANDセルを構成し、該NANDセルの一端が選択ゲ
ートを介してビット線に接続されたものであり、書込み
ベリファイ動作時にロウデコーダのウェルに印加する電
源電圧より高い電圧が、選択ゲートに印加される電圧よ
り高いことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the voltage applied to the well to which a voltage higher than the power supply voltage is applied does not drop when the data write operation is changed to the write verify read operation in the above structure. further,
In the memory cell array, a plurality of memory cells are connected in series to form a NAND cell, and one end of the NAND cell is connected to a bit line through a select gate, which is applied to a well of a row decoder during a write verify operation. The voltage higher than the power supply voltage is higher than the voltage applied to the select gate.

【0016】[0016]

【作用】本発明においては、データ書込み/書込みベリ
ファイ読出し動作開始時に、ロウデコーダの複数のpチ
ャネルMOSFETが形成されている複数のnウェルの
うちの少なくとも1つを電源電圧から所定の高電圧(電
源電圧より高い電圧)に充電した後、この所定の高電圧
を維持した状態のままデータ書込み動作及び書込みベリ
ファイ読出し動作を1回ずつ、若しくは書込み動作→書
込みベリファイ読出し動作→書込み動作→書込みベリフ
ァイ読出し動作→ … →書込み動作→書込みベリファ
イ読出し動作のように順番に複数回繰り返し行う。そし
て、書込み不十分のメモリセルがなくなった後、前記高
電圧を与えたnウェルの電圧を電源電圧に低下させた
後、終了する。
In the present invention, at the start of the data write / write verify read operation, at least one of the plurality of n wells in which the plurality of p channel MOSFETs of the row decoder is formed is supplied with a predetermined high voltage (from the power supply voltage). After being charged to a voltage higher than the power supply voltage), the data write operation and the write verify read operation are performed once while maintaining the predetermined high voltage, or the write operation → write verify read operation → write operation → write verify read Operation →… → Write operation → Write verify Read operation is repeated multiple times in order. Then, after there are no insufficiently written memory cells, the voltage of the n-well to which the high voltage is applied is lowered to the power supply voltage, and then the process is terminated.

【0017】このようにして本発明によれば、前記高電
圧を与えるべきnウェルを電源電圧から所定の高電圧ま
で充電する回数を、データ書込み動作と書込みベリファ
イ読出し動作を順番に繰返す回数によらず、データ書込
み/書込みベリファイ読出し動作を通して1回だけにす
ることができる。従って、データ書込み/書込みベリフ
ァイ読出し動作の所要時間を、消費電力を増大させるこ
となく短くすることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the number of times the n-well to which the high voltage is applied is charged from the power supply voltage to a predetermined high voltage is determined by the number of times the data write operation and the write verify read operation are sequentially repeated. Instead, the data write / write verify read operation can be performed only once. Therefore, the time required for the data write / write verify read operation can be shortened without increasing the power consumption.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の一実施例におけるNAN
Dセル型EEPROMの構成を示している。メモリセル
アレイ1に対して、データ書込み,読出し,再書込み,
及びベリファイ読出しを行うためにビット線制御回路2
が設けられている。このビット線制御回路はデータ入出
力バッファ6につながり、アドレスバッファ4からのア
ドレス信号を受けるカラムデコーダー3の出力を入力と
して受ける。また、メモリセルアレイ1に対して制御ゲ
ート及び選択ゲートを制御するためにロウ・デコーダ5
が設けられ、メモリセルアレイ1が形成されるp基板
(又はp型ウェル)の電位を制御するための基板電位制
御回路7が設けられている。
FIG. 1 shows a NAN in one embodiment of the present invention.
The structure of a D-cell type EEPROM is shown. Data writing, reading, rewriting to the memory cell array 1,
And the bit line control circuit 2 for performing the verify read.
Is provided. The bit line control circuit is connected to the data input / output buffer 6 and receives as an input the output of the column decoder 3 which receives the address signal from the address buffer 4. In addition, a row decoder 5 for controlling a control gate and a select gate for the memory cell array 1 is used.
And a substrate potential control circuit 7 for controlling the potential of the p substrate (or p type well) in which the memory cell array 1 is formed.

【0020】ビット線制御回路2は主にCMOSフリッ
プフロップから成り、書込むためのデータのラッチやビ
ット線の電位を読むためのセンス動作、また書込み後の
ベリファイ読出しのためのセンス動作、さらに再書込み
データのラッチを行う。
The bit line control circuit 2 is mainly composed of a CMOS flip-flop, and has a latch operation for writing data, a sensing operation for reading the potential of the bit line, a sensing operation for verify reading after writing, and a re-writing operation. Latch the write data.

【0021】図2(a)(b)は、メモリセルアレイの
一つのNANDセル部分の平面図と等価回路図であり、
図3(a)(b)はそれぞれ図2(a)のA−A′及び
B−B′断面図である。素子分離酸化膜12で囲まれた
p型シリコン基板(又はp型ウェル)11に複数のNA
NDセルからなるメモリセルアレイが形成されている。
一つのNANDセルに着目して説明するとこの実施例で
は、8個のメモリセルM1 〜M8 が直列接続されて一つ
のNANDセルを構成している。メモリセルはそれぞ
れ、基板11にゲート絶縁膜13を介して浮遊ゲート1
4(141 、142 、…、148 )が形成され、この上
に層間絶縁膜15を介して制御ゲート16(161 、1
2 、…、168 )が形成されて、構成されている。こ
れらのメモリセルのソース、ドレインであるn型拡散層
19は隣接するもの同志共用する形で、メモリセルが直
列接続されている。
2A and 2B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array,
3A and 3B are cross-sectional views taken along the lines AA 'and BB' of FIG. 2A, respectively. A plurality of NAs are formed on the p-type silicon substrate (or p-type well) 11 surrounded by the element isolation oxide film 12.
A memory cell array composed of ND cells is formed.
Explaining one NAND cell, in this embodiment, eight memory cells M 1 to M 8 are connected in series to form one NAND cell. Each memory cell has a floating gate 1 on a substrate 11 with a gate insulating film 13 interposed therebetween.
4 (14 1 , 14 2 , ..., 14 8 ) are formed, and the control gate 16 (16 1 , 1 1 , 1
6 2 , ..., 16 8 ) are formed and configured. The n-type diffusion layers 19 serving as the source and drain of these memory cells are connected in series so that adjacent n-type diffusion layers 19 are shared by both.

【0022】NANDセルのドレイン側、ソース側には
夫々、メモリセルの浮遊ゲート、制御ゲートと同時に形
成された選択ゲート149 、169 及び1410、1610
が設けられている。素子形成された基板上はCVD酸化
膜17により覆われ、この上にビット線18が配設され
ている。ビット線18はNANDセルの一端のドレイン
側拡散層19にはコンタクトさせている。行方向に並ぶ
NANDセルの制御ゲート14は共通に制御ゲート線C
1 、CG2 、…、CG8 として配設されている。これ
ら制御ゲート線はワード線となる。選択ゲート149
169 及び1410,1610もそれぞれ行方向に連続的に
選択ゲート線SG1 ,SG2 として配設されている。
On the drain side and the source side of the NAND cell, select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 16 10 formed at the same time as the floating gate and control gate of the memory cell, respectively.
Is provided. The substrate on which the elements are formed is covered with the CVD oxide film 17, and the bit line 18 is provided on the substrate. The bit line 18 is in contact with the drain side diffusion layer 19 at one end of the NAND cell. The control gates 14 of the NAND cells arranged in the row direction are commonly connected to the control gate line C.
It is arranged as G 1 , CG 2 , ..., CG 8 . These control gate lines become word lines. Selection gate 14 9 ,
16 9 and 14 10 and 16 10 are also continuously arranged in the row direction as select gate lines SG 1 and SG 2 .

【0023】図4は、このようなNANDセルがマトリ
クス配列されたメモリセルアレイの等価回路を示してい
る。また、メモリセルアレイは図5に示すように、複数
のNANDセルブロック20(201 〜20n )により
構成されている。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which such NAND cells are arranged in a matrix. The memory cell array is composed of a plurality of NAND cell blocks 20 (20 1 to 20 n ) as shown in FIG.

【0024】図6は、図1のロウデコーダ5の具体的構
成を一つのNANDセルブロック201 について示した
ものである。ロウデコーダ5は複数のアドレス信号ai
の論理積をとるNANDゲートG1が基本素子であり、
選択されたブロックについてはノードN1が“H”レベ
ルになる。
FIG. 6 shows a specific configuration of the row decoder 5 of FIG. 1 for one NAND cell block 20 1 . The row decoder 5 uses a plurality of address signals a i
NAND gate G1 which is the logical product of
With respect to the selected block, the node N1 becomes "H" level.

【0025】ロウデコーダ5は、イネーブル回路51,
高電圧切替え回路52,及び各種ゲートの駆動回路53
等からなる。高電圧切替え回路52は、pチャネルMO
S負荷トランジスタQp13,Qp14 とnチャネルMOSド
ライバトランジスタQn43,Qn44 により構成されてい
る。ノードN1の信号が、イネーブル回路51のトラン
スファーゲートQn41,Qn42,Qp11,Qp12 を介して一方
のドライバトランジスタQn43 のゲートに入力され、他
方のドライバトランジスタQn44 のゲートにはインバー
タI8 により反転されて入力される。これにより、高電
圧切替え回路52には相補出力が得られる。高電圧切替
え回路52に接続されている入力信号VPPRWは書込
み動作時、及び消去動作時にはそれぞれ昇圧電位VPP
W(=18V)、VPPE(=20V)に設定され、他
の場合にはVcc電位に設定されている。
The row decoder 5 includes an enable circuit 51,
High voltage switching circuit 52 and drive circuit 53 for various gates
Etc. The high voltage switching circuit 52 is a p-channel MO
It is composed of S load transistors Qp13 and Qp14 and n-channel MOS driver transistors Qn43 and Qn44. The signal of the node N1 is input to the gate of one driver transistor Qn43 via the transfer gates Qn41, Qn42, Qp11, Qp12 of the enable circuit 51, and inverted by the inverter I8 to the gate of the other driver transistor Qn44. It As a result, complementary outputs are obtained in the high voltage switching circuit 52. The input signal VPPRW connected to the high voltage switching circuit 52 is the boosted potential VPP during the write operation and the erase operation, respectively.
It is set to W (= 18V) and VPPE (= 20V), and is set to the Vcc potential in other cases.

【0026】また、各制御ゲートCGi(i=1〜8)
と入力信号CGiD(i=1〜8)とは、負のしきい値
電圧を持つpチャネルMOSトランジスタQp21 〜Qp2
8 ,及び正のしきい値電圧を持つnチャネルMOSトラ
ンジスタQn52,Qn54 〜Qn66 を介して接続され、この
pチャネル,nチャネルMOSトランジスタのゲートに
はそれぞれノードN3,N4が接続されている。また、
各制御ゲートCGiは接地電位とnチャネルMOSトラ
ンジスタQn53,Qn55 〜Qn67 を介して接続され、この
nチャネルMOSトランジスタのゲートにはノードN3
が接続されている。
Further, each control gate CGi (i = 1 to 8)
And the input signal CGiD (i = 1 to 8) are p channel MOS transistors Qp21 to Qp2 having a negative threshold voltage.
8 and n-channel MOS transistors Qn52, Qn54 to Qn66 having a positive threshold voltage, and nodes N3 and N4 are connected to the gates of the p-channel and n-channel MOS transistors, respectively. Also,
Each control gate CGi is connected to the ground potential through n-channel MOS transistors Qn53, Qn55 to Qn67, and the gate of this n-channel MOS transistor has a node N3.
Are connected.

【0027】各選択ゲートSGi(i=1,2)と入力
信号SGiD(i=1,2)とは、nチャネルMOSト
ランジスタQn50,Qn68 及びpチャネルMOSトランジ
スタQp20,Qp29 を介して接続され、このpチャネル,
nチャネルMOSトランジスタのゲートにはそれぞれノ
ードN3,N4が接続されている。また、各選択ゲート
SGiは入力信号Vuss とnチャネルMOSトランジス
タQn51,Qn69 を介して接続され、このnチャネルMO
SトランジスタのゲートにはノードN3が接続されてい
る。
The selection gates SGi (i = 1, 2) and the input signals SGiD (i = 1, 2) are connected via n-channel MOS transistors Qn50, Qn68 and p-channel MOS transistors Qp20, Qp29, respectively. p-channel,
Nodes N3 and N4 are connected to the gates of the n-channel MOS transistors, respectively. Further, each select gate SGi is connected to the input signal Vuss via the n-channel MOS transistors Qn51 and Qn69, and the n-channel MO
The node N3 is connected to the gate of the S transistor.

【0028】また、NANDセルの片側はビット線BL
k(k=1〜m)に接続され、もう一方の側はソース電
位Vcsource に接続されている。また、メモリセルが構
成されているpウェルの電位Vwellは消去動作時には昇
圧電位VPPE(=20V)に設定され、他の動作時に
は接地電位に設定される。また、図6中のQp13,Qp14,
Qp20 〜Qp29 の構成されているnウェルはVNwell に
設定されている。
The bit line BL is provided on one side of the NAND cell.
k (k = 1 to m) and the other side is connected to the source potential Vcsource. Further, the potential Vwell of the p-well in which the memory cell is configured is set to the boosted potential VPPE (= 20V) during the erase operation, and is set to the ground potential during other operations. In addition, Qp13, Qp14,
The n-well composed of Qp20 to Qp29 is set to VNwell.

【0029】このように構成されたロウデコーダ5の書
込み動作時、及び書込みベリファイ読出し動作時のタイ
ミングを、図7,図8に従って説明する。まず始めに、
選択ブロック内の動作タイミングの説明を、NANDセ
ルのうち3番目のセルが選択された場合を例にとって説
明する。
The timing of the write operation and the write verify read operation of the row decoder 5 thus configured will be described with reference to FIGS. 7 and 8. First of all,
The operation timing in the selected block will be described by taking the case where the third cell of the NAND cells is selected as an example.

【0030】スタンドバイ状態では複数のアドレス信号
ai の論理積は“L”の状態にあるため、ノードN1が
Vss、ノードN2がVcc、ノードN3がVcc、ノードN
4がVssの状態にある。従って、SG1,SG2,CG
i(i=1〜8)と接地電位を接続するnチャネルMO
SトランジスタQn51,Qn53,Qn55,Qn57,Qn59,Qn61,
Qn63,Qn65,Qn67,Qn69 がオン状態となっているた
め、SG1,SG2,CGi(i=1〜8)が全てVss
状態にある。
In the standby state, the logical product of the plurality of address signals ai is "L". Therefore, the node N1 is Vss, the node N2 is Vcc, the node N3 is Vcc, and the node N.
4 is in the Vss state. Therefore, SG1, SG2, CG
i (i = 1 to 8) and an n-channel MO connecting the ground potential
S-transistors Qn51, Qn53, Qn55, Qn57, Qn59, Qn61,
Since Qn63, Qn65, Qn67 and Qn69 are in the ON state, SG1, SG2 and CGi (i = 1 to 8) are all Vss.
Is in a state.

【0031】続いて、書込み/書込みベリファイ読出し
動作が始まると、最初にブロック選択動作(図7,8中
の(1))を行う。RDENB及びアドレス信号ai が
Vss→Vccとなるため、ノードN1もVss→Vccとな
り、従ってノードN3がVcc→Vss、ノードN4がVss
→Vccとなり、SG1,SG2,CGi(i=1〜8)
とSG1D,SG2D,CGiD(i=1〜8)を接続
するnチャネル,pチャネルMOSトランジスタが全て
オン状態となる。また、SG1,SG2,CGi(i=
1〜8)と接地電位を接続するnチャネルMOSトラン
ジスタが全てオフ状態となる。
Subsequently, when the write / write verify read operation is started, the block selection operation ((1) in FIGS. 7 and 8) is first performed. Since RDENB and the address signal ai become Vss → Vcc, the node N1 also becomes Vss → Vcc, so that the node N3 becomes Vcc → Vss and the node N4 becomes Vss.
→ Vcc, SG1, SG2, CGi (i = 1 to 8)
The n-channel and p-channel MOS transistors connecting S1D, SG1D, SG2D, and CGiD (i = 1 to 8) are all turned on. In addition, SG1, SG2, CGi (i =
All n-channel MOS transistors connecting 1 to 8) to the ground potential are turned off.

【0032】続いて、VPPRW,VNwell をVcc→V
ppW (例えば18V)とするnウェルの昇圧動作(図
7,8中の(2))を行う。この場合には、一般にロウ
デコーダ中のVppW 電位が印加されるpチャネルMOS
トランジスタの構成されているnウェルは複数のブロッ
クで共通となっているため、非選択ブロックのnウェル
もVcc→VppW のように充電せねばならず、このnウェ
ルを共有しているブロックの数が多い場合にはVppW を
発生させる昇圧回路の負荷が大きくなる。また、昇圧回
路の電流供給能力は電源に比べて十分小さいので、VP
PRW,VNwellをVcc→VppW とするための所要時間
(図8中のτ1 )が長くなる。なお、この種の昇圧回路
の一例を、図9に示す。この昇圧回路は、nチャネルの
MOSトランジスタQn13 〜Qn22 ,インバータI10〜
I14及びコンデンサC1 〜C5 からなるもので、周知の
構成である。
Subsequently, VPPRW and VNwell are changed from Vcc to V
The n-well boosting operation ((2) in FIGS. 7 and 8) at ppW (for example, 18 V) is performed. In this case, the p-channel MOS to which the VppW potential in the row decoder is applied is generally used.
Since the n-well in which the transistor is configured is shared by multiple blocks, the n-well of the non-selected block must be charged as Vcc → VppW, and the number of blocks sharing this n-well. When there are many, the load of the booster circuit that generates VppW becomes large. In addition, since the current supply capability of the booster circuit is sufficiently smaller than that of the power supply,
The time required for changing PRW and VNwell from Vcc to VppW (τ1 in FIG. 8) becomes long. An example of this type of booster circuit is shown in FIG. This booster circuit includes n-channel MOS transistors Qn13 to Qn22 and an inverter I10 to
It is composed of I14 and capacitors C1 to C5 and has a well-known structure.

【0033】続いて、書込み動作(図7,8中の
(2))を行うが、まずSG1D,CGiD(i=1〜
8)がVss→Vccとなると、SG1,SG2,CGi
(i=1〜8)もVss→Vccとなる。同時に“0”デー
タを書込むメモリセル、つまりしきい値電圧を負に保つ
メモリセルに接続されたビット線の電位もVss→Vccと
なり、さらにVcc→VM8(例えば8V)となる。この場
合に、“0”データを書込むメモリセルが多い場合に
は、多くのビット線をVcc→VM8とせねばならず、その
ためVM8を発生させる昇圧回路の負荷が大きくなるた
め、前に述べたVPPRW,VNwell をVcc→VppW と
する場合と同様に、所要時間(図8中のτ2 )が長くな
る。
Subsequently, a write operation ((2) in FIGS. 7 and 8) is performed. First, SG1D and CGiD (i = 1 to 1) are written.
8) becomes Vss → Vcc, SG1, SG2, CGi
(I = 1 to 8) also becomes Vss → Vcc. At the same time, the potential of the bit line connected to the memory cell for writing "0" data, that is, the memory cell for keeping the threshold voltage negative becomes Vss → Vcc, and further becomes Vcc → VM8 (for example, 8V). In this case, if there are many memory cells that write "0" data, many bit lines must be changed from Vcc to VM8, which increases the load of the booster circuit that generates VM8. As in the case where VPPRW and VNwell are changed from Vcc to VppW, the required time (τ2 in FIG. 8) becomes long.

【0034】続いて、SG1D,CGiD(i=1〜
8)がVcc→VM10 (例えば10V)となるため、SG
1,CGi(i=1〜8)もVcc→VM10 となる。この
場合には、Vcc→VM10 のように充電される部分は選択
ブロック内のSG1とCGi(i=1〜8)だけなの
で、VM10 を発生させる昇圧回路の負荷容量はあまり大
きくなく、従ってVcc→VM10 と充電するための所要時
間も図8中に示したようにτ1 ,τ2 に比べると十分短
くなる。
Subsequently, SG1D and CGiD (i = 1 to 1)
8) is Vcc → VM10 (eg 10V), so SG
1, CGi (i = 1 to 8) also becomes Vcc → VM10. In this case, since only SG1 and CGi (i = 1 to 8) in the selected block are charged as Vcc → VM10, the load capacity of the booster circuit for generating VM10 is not so large, and therefore Vcc → The time required to charge with VM10 is also sufficiently shorter than τ1 and τ2 as shown in FIG.

【0035】続いて、CG3DがVM10 →VppW となる
とCG3もVM10 →VppW となる。この場合も、VppW
まで充電される部分がCG3だけなので、VppW を発生
させる昇圧回路がVM10 →VppW まで充電する部分の負
荷容量はあまり大きくない。従って、VM10 →VppW と
するための所要時間も、図8中に示したように、τ1,
τ2 に比べると十分短くて済む。CG1,2,4〜8及
びSG1がVM10 、CG3がVppW にしばらくの間保た
れた後に、SG1D,CGiD(i=1〜8)が全てV
ss電位に低下するため、SG1,CGi(i=1〜8)
も全てVssとなる。
Subsequently, when CG3D becomes VM10 → VppW, CG3 also becomes VM10 → VppW. Also in this case, VppW
Since the only part to be charged up to is CG3, the load capacitance of the part where the booster circuit for generating VppW charges from VM10 to VppW is not so large. Therefore, as shown in FIG. 8, the time required to set VM10 → VppW is τ1,
Compared with τ 2, it is sufficiently short. After CG1, 2, 4-8 and SG1 are kept at VM10 and CG3 is kept at VppW for a while, SG1D and CGiD (i = 1 to 8) are all V
SG1, CGi (i = 1 to 8) because it drops to ss potential
Also becomes Vss.

【0036】続いて、“0”データを書込むメモリセル
に接続されたビット線電位がVM8→Vssとなり、書込み
動作が終了し、書込みベリファイ読出し動作(図7,8
中の(4))に入る。RDENBとアドレス信号線ai
は、書込み動作→書込みベリファイ読出し動作となると
きには全く変化せず、またVPPRWやVNwell の電圧
も変化しないため、図6のロウデコーダ内のノードN
1,N2,N3,N4の電圧も変化しない。
Then, the potential of the bit line connected to the memory cell for writing "0" data becomes VM8 → Vss, the write operation is completed, and the write verify read operation (FIGS. 7 and 8).
Enter (4) inside. RDENB and address signal line ai
Does not change at all from the write operation to the write verify read operation, and the voltage of VPPRW and VNwell does not change. Therefore, the node N in the row decoder of FIG.
The voltages of 1, N2, N3 and N4 also do not change.

【0037】書込みベリファイ読出し動作に入ると、ま
ずビット線がVss→Vccと充電され、続いてSG1D,
SG1D,CGiD(i=1,2,4〜8)がVss→V
cc、CG3DがVss→Vvrfy(但し、Vss≦Vvrfy<V
cc)となるため、SG1,SG2,CG1,2,4〜8
がVss→Vcc、CG3がVss→Vvrfyと変化する。する
と、“1”データ書込みのメモリセルに接続されたビッ
ト線電位は、メモリセルへの書込みが十分な場合には対
応するNANDセルにおいてセル電流が流れないためV
cc電位を保ち、メモリセルへの書込みが不十分な場合に
は対応するNANDセルにおいてセル電流が流れるた
め、ビット線電位が低下する。一方、“0”のデータ書
込みのメモリセルに接続されたビット線電位は、対応す
るNANDセルにおいてセル電流が流れるため、ビット
線電位が低下する。CG1,2,4〜8,SG1,SG
2の電位がVccに、CG3の電位がVvrfyにしばらくの
間保たれた後に、CG1〜8,SG1,SG2がVss電
位に低下し、続いてビット線電位が検知され、読出しデ
ータが得られる。
When the program verify read operation is started, first the bit line is charged as Vss → Vcc, then SG1D,
SG1D and CGiD (i = 1, 2, 4-8) are Vss → V
cc, CG3D is Vss → Vvrfy (however, Vss ≦ Vvrfy <V
cc), SG1, SG2, CG1, 2, 4-8
Changes from Vss to Vcc, and CG3 changes from Vss to Vvrfy. Then, the potential of the bit line connected to the memory cell for "1" data writing is V as the cell current does not flow in the corresponding NAND cell when writing to the memory cell is sufficient.
When the cc potential is maintained and the writing to the memory cell is insufficient, the cell current flows in the corresponding NAND cell, so that the bit line potential decreases. On the other hand, the bit line potential connected to the memory cell for writing "0" data is lowered because the cell current flows in the corresponding NAND cell. CG1, 2, 4-8, SG1, SG
After the potential of 2 is kept at Vcc and the potential of CG3 is kept at Vvrfy for a while, CG1 to 8, SG1 and SG2 are lowered to Vss potential, the bit line potential is subsequently detected, and read data is obtained.

【0038】“1”データを書込むメモリセルに接続さ
れたビット線の電位が全て“L”レベルと判定された場
合、つまり“1”データを書込むメモリセルの全てにお
いて書込みが十分となった場合には、ブロック選択解除
動作(図7,8中の(5))を行い、書込み/書込みベ
リファイ読出し動作が終了する。また、“1”データを
書込むメモリセルに接続されたビット線のうち少なくと
も1本の電位が“H”レベルと判定された場合、つまり
“1”データを書込むメモリセルのうち少なくとも1つ
は書込み不十分なメモリセルが存在する場合には再び図
7,8中の(3)→(4)の動作を行い、“1”データ
を書込むメモリセルの全てにおいて書込みが十分となる
まで(3)→(4)→(3)→(4)→ … →(3)
→(4)と繰り返した後、(5)を行い、書込み/書込
みベリファイ読出し動作が終了する。
When all the potentials of the bit lines connected to the memory cells for writing "1" data are determined to be "L" level, that is, the writing is sufficient for all the memory cells for writing "1" data. If so, the block selection cancel operation ((5) in FIGS. 7 and 8) is performed, and the write / write verify read operation is completed. Further, when it is determined that the potential of at least one of the bit lines connected to the memory cell for writing “1” data is “H” level, that is, at least one of the memory cells for writing “1” data is If there is a memory cell in which writing is insufficient, the operation of (3) → (4) in FIGS. 7 and 8 is performed again until writing is sufficient in all the memory cells in which “1” data is written. (3) → (4) → (3) → (4) →… → (3)
→ After repeating (4), (5) is performed, and the write / write verify read operation is completed.

【0039】以上述べた書込み/書込みベリファイ読出
し動作のフローチャートを、図10に示す。ここで、ス
テップS1〜S5は、図7,8中の(1)〜(5)に相
当する。従来の図12と異なる点は、“1”データを書
込むメモリセルのうち少なくとも1つは書込みが不十分
なメモリセルが存在する場合に、ステップS2ではなく
ステップS3に戻るようにしていることである。このた
めに、書込みが終了してもロウデコーダのnウェルの電
位を昇圧電位VppW に保持し、“1”データ書込みの全
てのセルの書込みが十分と判定された後にnウェルの電
位を電源電位Vccに戻している。次に、非選択ブロック
内の動作タイミングの説明を、NANDセルのうち3番
目のセルが選択された場合を例にとって説明する。
FIG. 10 shows a flowchart of the write / write verify read operation described above. Here, steps S1 to S5 correspond to (1) to (5) in FIGS. The difference from the conventional FIG. 12 is that when at least one of the memory cells for writing “1” data has a memory cell for which writing is insufficient, the process returns to step S3 instead of step S2. Is. For this reason, the potential of the n-well of the row decoder is held at the boosted potential VppW even after the writing is completed, and the potential of the n-well is set to the power supply potential after it is determined that the writing of all the cells of "1" data writing is sufficient. Returning to Vcc. Next, the operation timing in the non-selected block will be described by taking the case where the third cell of the NAND cells is selected as an example.

【0040】書込み/書込みベリファイ読出し動作中、
常にノードN1はVss電位にあるため、ノードN3,ノ
ードN4はそれぞれVcc,Vssに常に保たれている。従
って、SG1D,SG1D,CGiD(i=1〜8)と
SG1,GS2,CGi(i=1〜8)を接続するnチ
ャネル及びpチャネルMOSトランジスタは常にオフの
状態にある。また、SG1,SG2とVuss を接続する
nチャネルMOSトランジスタ及びCG1〜8と接地電
位を接続するnチャネルMOSトランジスタは常にオン
状態にあるため、SG1,SG2,CG1〜8は常にV
ss電位に固定されている。しかしながら、VNwell やV
PPRWは選択ブロックと共有しているため、ステップ
S3,S4動作時にVppW 電位にある。このため、非選
択ブロックが選択ブロックと共有しているnウェルの容
量はτ1 の時間を長くする主な原因となっている。
During write / write verify read operation,
Since the node N1 is always at the Vss potential, the nodes N3 and N4 are always kept at Vcc and Vss, respectively. Therefore, the n-channel and p-channel MOS transistors connecting SG1D, SG1D, and CGiD (i = 1 to 8) and SG1, GS2, and CGi (i = 1 to 8) are always off. Further, since the n-channel MOS transistors connecting SG1 and SG2 to Vuss and the n-channel MOS transistors connecting CG1 to 8 and the ground potential are always on, SG1, SG2 and CG1-8 are always V
It is fixed at ss potential. However, VNwell and V
Since PPRW is shared with the selected block, it is at VppW potential during the operations of steps S3 and S4. Therefore, the capacity of the n-well shared by the non-selected block and the selected block is a main cause of increasing the time of τ1.

【0041】以上述べたように本実施例は図7,8中の
ステップS3,S4動作時に常にVPPRWやVNwell
をVppW 電位に保つものであり、従って、書込み/書込
みベリファイ読出し動作中に図10中のステップS3と
S4を繰り返す回数が多い場合でもVNwell やVPPR
WをVcc→VppW とする動作は1回しか入らないため、
τ1 が長い場合でも書込み/書込みベリファイ読出し動
作全体の所要時間に対するτ1 の影響が小さく、従って
昇圧回路の電流供給能力を高めることなく、つまり消費
電力を大きくすることなく書込み/書込みベリファイ読
出し動作を高速化することができる。
As described above, in this embodiment, VPPRW and VNwell are always operated during the operations of steps S3 and S4 in FIGS.
Is kept at the VppW potential, and therefore, even if the number of times of repeating steps S3 and S4 in FIG. 10 during the write / write verify read operation is large, VNwell and VPPR are
Since the operation to change W from Vcc to VppW can be entered only once,
Even if τ1 is long, the effect of τ1 on the time required for the entire write / write verify read operation is small, so the write / write verify read operation can be performed at high speed without increasing the current supply capability of the booster circuit, that is, without increasing the power consumption. Can be converted.

【0042】また、ステップS3とS4の動作時にはV
ppW を発生させる昇圧回路を用いて充電するのは選択ブ
ロック内のCG3が1本だけなので、ステップS2の動
作の時の昇圧回路の供給能力を常に保つ必要はなく、従
って、ステップS2動作時に比べてステップS3,S4
動作時のVPPWを発生させる昇圧回路の供給能力を低
下させてもステップS3,S4の動作の所要時間を、能
力を低下させない場合と同程度に保つことができ、従っ
てステップS3,S4動作時の消費電力を小さく保つこ
とができる。
Further, at the time of operation of steps S3 and S4, V
Since only one CG3 in the selected block is charged using the booster circuit that generates ppW, it is not necessary to always maintain the supply capability of the booster circuit during the operation of step S2. Steps S3 and S4
Even if the supply capability of the booster circuit that generates VPPW during operation is reduced, the time required for the operations in steps S3 and S4 can be maintained to the same extent as when the capability is not reduced, and therefore, during the operations in steps S3 and S4. The power consumption can be kept small.

【0043】ここで、比較のために図12のようにした
従来例のタイミング図を図13,図14に示す。ステッ
プS3の終了時点でnウェルの電位をVccに戻している
ので、ステップS4の後に書込み不十分と判定されても
ステップS3に戻ることはできず、ステップS2に戻る
ことになる。このため、書込み/書込みベリファイ読出
し動作中にVNwell やVPPRWをVcc→VppW とする
動作が繰返されることになり、書込み/書込みベリファ
イ読出し動作全体の所用時間の増大や消費電力の増大等
を招くのである。
For comparison, timing charts of the conventional example shown in FIG. 12 are shown in FIGS. 13 and 14. Since the potential of the n-well is returned to Vcc at the end of step S3, it is not possible to return to step S3 even if it is determined that writing is insufficient after step S4, and it is returned to step S2. For this reason, the operation of changing VNwell or VPPRW from Vcc to VppW is repeated during the write / write verify read operation, which leads to an increase in the total time required for the write / write verify read operation and an increase in power consumption. .

【0044】また、図9の昇圧回路をVPPWを発生さ
せるために用いた場合を例にとってより具体的に考える
ことにする。図11は昇圧回路の入力信号のタイミング
を示す図である。
Further, the case where the booster circuit of FIG. 9 is used to generate VPPW will be considered more concretely as an example. FIG. 11 is a diagram showing the timing of the input signal of the booster circuit.

【0045】ステップS1,S5動作時にはVPPWは
発生させる必要はないので、昇圧回路の入力信号φp,/
φp はそれぞれ一定の電位、例えばφp =Vss,/φp
=Vccに固定されている(図11(c))。ステップS
2動作時にはロウデコーダのnウェル等の大きい負荷を
充電せねばならないため、φp,/φp の振動の周期を短
くして昇圧回路の電流供給能力を高める(図11
(b))。この場合には、図9中のC1 〜C5 の単位時
間当りの充放電の回数が多いため、消費電力も大きくな
る。
Since it is not necessary to generate VPPW during the operations of steps S1 and S5, the input signal φp, /
φp is a constant potential, for example, φp = Vss, / φp
= Vcc (Fig. 11 (c)). Step S
Since a large load such as the n-well of the row decoder must be charged during the two operations, the oscillation cycle of φp, / φp is shortened to enhance the current supply capability of the booster circuit (see FIG. 11).
(B)). In this case, since the number of times of charging / discharging C1 to C5 in FIG. 9 per unit time is large, the power consumption becomes large.

【0046】ステップS3,S4動作時には、CG3を
1本だけ充電すればよいので、昇圧回路の供給能力はそ
れほど高くなくてもよく、従ってφp,/φp の振動の周
期を長くしても問題はない(図11(b))。この場合
は図11(a)の場合に比べて、図9中のC1 〜C5 の
単位時間当りの充放電の回数が少ないため、消費電力は
少なくて済む。さらに、ステップS3,S4動作の場合
に、CG3をVM10 →VppW とする動作時を除く動作時
には、VppW 電位にある部分の電位を維持するだけで十
分であるため、さらにφp,/φp の振動周期を低下させ
ても問題がなく、消費電力をさらに低くすることができ
る。
Since only one CG3 needs to be charged during the operation of steps S3 and S4, the supply capability of the booster circuit does not have to be so high, and therefore, there is no problem even if the period of oscillation of φp, / φp is lengthened. No (FIG. 11 (b)). In this case, as compared with the case of FIG. 11A, the number of times of charging / discharging C1 to C5 in FIG. 9 per unit time is small, so that the power consumption is small. Furthermore, in the operations of steps S3 and S4, it is sufficient to maintain the potential of the portion at the VppW potential except during the operation of setting CG3 to VM10 → VppW. Can be reduced without any problem, and the power consumption can be further reduced.

【0047】前述のような、充電時に昇圧回路の供給能
力を高め、充電後昇圧電圧を維持する際には昇圧回路の
供給能力を下げ消費電力を少なくする、という方法はV
ppW電位を発生させる昇圧回路ばかりでなく、図7,8
の動作タイミングにおいては、VM8電位を発生させる昇
圧回路においても有効であり、消費電力を大きく低下さ
せることができる。このように充電の負荷が大きい昇圧
回路は、充電時には高い供給能力が必要であるため消費
電力も大きくなり、従って昇圧電圧を維持するときに供
給能力を低下させ消費電力を少なくすることは大変有効
である。
As described above, the method of increasing the supply capability of the booster circuit at the time of charging and lowering the supply capability of the booster circuit at the time of maintaining the boosted voltage after charging to reduce the power consumption is V.
As well as the booster circuit that generates the ppW potential,
At the operation timing of (1), it is also effective in the booster circuit for generating the VM8 potential, and the power consumption can be greatly reduced. In this way, a booster circuit with a large charging load requires a high supply capacity during charging, and thus consumes a large amount of power. Therefore, it is very effective to reduce the supply capacity and reduce power consumption when maintaining a boosted voltage. Is.

【0048】また、前述のように、ステップS2動作時
に比べて、ステップS3,S4動作時にVppW を発生さ
せる昇圧回路の消費電力を小さくさせることができるた
め、その消費電力の低下量だけ電力の余裕ができる。従
って、その消費電力の低下量と同じ量だけVM8電位を発
生させる昇圧回路の消費電力を大きくしても、従来の動
作をする場合の消費電力を超えることはなく、しかも昇
圧回路の消費電力が大きくなった量だけ電流供給能力も
大きくできる。このため、“0”データ書込みを行うメ
モリセルに接続されたビット線の電位をVcc→VM8とす
る所要時間τ2を短縮できる。つまり、書込み/書込み
ベリファイ読出し動作の所要時間を短縮することができ
る。この時間短縮は、図10からも分かるように、ステ
ップS3,S4の動作を繰り返す回数が多くなるほど効
果があり、より多くの時間を短縮できる。以上、本発明
を図7,8の動作タイミングを用いて説明したが、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、種々変更可
能であることは言うまでもない。
Further, as described above, the power consumption of the booster circuit that generates VppW during the operations of steps S3 and S4 can be made smaller than that during the operation of step S2. You can Therefore, even if the power consumption of the booster circuit that generates the VM8 potential is increased by the same amount as the amount of decrease in the power consumption, the power consumption of the conventional operation is not exceeded, and the power consumption of the booster circuit is increased. The current supply capacity can be increased by the increased amount. Therefore, it is possible to shorten the time τ2 required to change the potential of the bit line connected to the memory cell for writing "0" data from Vcc to VM8. That is, the time required for the write / write verify read operation can be shortened. As can be seen from FIG. 10, this time reduction is more effective as the number of times the operations of steps S3 and S4 are repeated increases, and more time can be reduced. The present invention has been described above with reference to the operation timings of FIGS. 7 and 8. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications can be made.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、書
込み/書込みベリファイ読出し動作時の消費電力を従来
より増加させることなく書込み/書込みベリファイ読出
し動作の高速化を実現することができる。また、書込み
/書込みベリファイ読出し時の消費電力を従来より小さ
くすることも可能となる。
As described above, according to the present invention, the write / write verify read operation can be speeded up without increasing the power consumption during the write / write verify read operation as compared with the prior art. Further, it becomes possible to reduce the power consumption at the time of write / write verify read as compared with the conventional case.

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

【図1】本発明の一実施例に係わるNANDセル型EE
PROMの基本構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a NAND cell type EE according to an embodiment of the present invention.
The block diagram which shows the basic composition of PROM.

【図2】実施例におけるNANDセル構成を示す平面図
と等価回路図。
FIG. 2 is a plan view and an equivalent circuit diagram showing a NAND cell configuration according to an embodiment.

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

【図4】実施例におけるメモリセルアレイの等価回路
図。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the memory cell array in the embodiment.

【図5】実施例におけるメモリセルアレイの配列を示す
模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an arrangement of a memory cell array in the embodiment.

【図6】実施例におけるロウデコーダ部の構成を示す回
路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a row decoder unit in the embodiment.

【図7】データ書込み及び書込みベリファイ読出しの動
作を示すタイミング図。
FIG. 7 is a timing chart showing operations of data writing and write-verify reading.

【図8】データ書込み及び書込みベリファイ読出しの動
作を示すタイミング図。
FIG. 8 is a timing chart showing operations of data writing and write-verify reading.

【図9】高電圧を発生する昇圧回路の構成を示す回路
図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a booster circuit that generates a high voltage.

【図10】実施例の動作を示すフローチャート。FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the embodiment.

【図11】昇圧回路の入力信号のタイミング図。FIG. 11 is a timing diagram of input signals of the booster circuit.

【図12】従来例の動作を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing the operation of a conventional example.

【図13】従来のデータ書込み及び書込みベリファイ読
出しの動作を示すタイミング図。
FIG. 13 is a timing chart showing operations of conventional data writing and write-verify reading.

【図14】従来のデータ書込み及び書込みベリファイ読
出しの動作を示すタイミング図。
FIG. 14 is a timing chart showing operations of conventional data writing and write verify reading.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルアレイ、 2…ビット線制御回路、 3…カラムデコーダ、 4…アドレスバッファ、 5…ロウデコーダ、 6…データ入出力バッファ、 7…基板バッファ回路、 14…浮遊ゲート、 15…制御ゲート、 18…ビット線。 51…イネーブル回路、 52…高電圧切替え回路、 53…選択ゲート,制御ゲートの駆動回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array, 2 ... Bit line control circuit, 3 ... Column decoder, 4 ... Address buffer, 5 ... Row decoder, 6 ... Data input / output buffer, 7 ... Substrate buffer circuit, 14 ... Floating gate, 15 ... Control gate, 18 ... bit line. 51 ... Enable circuit, 52 ... High voltage switching circuit, 53 ... Select gate and control gate drive circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 H01L 29/78 371 (72)発明者 大平 秀子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 29/792 H01L 29/78 371 (72) Inventor Hideko Ohira Toshiba Komukai Toshiba, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Town No. 1 Toshiba Corporation Research Institute

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板に電荷蓄積層と制御ゲートが積
層形成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により
電気的書替えが行われるメモリセルが配列形成されたメ
モリセルアレイと、 このメモリセルアレイのワード線方向の一端部若しくは
両端部に設けられ、前記メモリセルアレイが形成された
ウェルと逆極性の複数のウェル上に形成された素子を含
むロウデコーダと、 前記メモリセルアレイの所定範囲のメモリセルに単位書
込み時間を設定して同時にデータ書込みを行った後、そ
のメモリセル・データを読出して書込み不十分のメモリ
セルがある場合に再書込みを行うベリファイ制御手段と
を備え、 書込みベリファイ動作時に前記逆極性のウェルのうち少
なくとも一つに印加される電圧が電源電圧より高い電圧
であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory cell array in which a charge storage layer and a control gate are laminated on a semiconductor substrate, and a memory cell is formed in which memory cells are electrically rewritten by transfer of charges between the charge storage layer and the substrate. A row decoder provided at one end or both ends in the word line direction of the cell array and including elements formed on a plurality of wells having a polarity opposite to that of the well in which the memory cell array is formed; and a memory within a predetermined range of the memory cell array. The unit has a unit write time and data is written at the same time. After that, the memory cell data is read, and if there is an insufficiently written memory cell, re-writing is performed. The voltage applied to at least one of the wells of opposite polarity is higher than a power supply voltage. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項2】半導体基板に電荷蓄積層と制御ゲートが積
層形成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により
電気的書替えが行われるメモリセルが配列形成されたメ
モリセルアレイと、 このメモリセルアレイのワード線方向の一端部若しくは
両端部に設けられ、前記制御ゲートを駆動するロウデコ
ーダと、 前記メモリセルアレイの所定範囲のメモリセルに単位書
込み時間を設定して同時にデータ書込みを行った後、そ
のメモリセル・データを読出して書込み不十分のメモリ
セルがある場合に再書込みを行うベリファイ制御手段と
を備え、 書込みベリファイ動作時に、前記ロウデコーダのうち、
前記メモリセルの制御ゲートに直接つながり、前記メモ
リセルのトランジスタと逆導電型のトランジスタを形成
したウェルに印加する電圧を電源電圧より高い電圧とし
たことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
2. A memory cell array in which a charge storage layer and a control gate are laminated on a semiconductor substrate, and memory cells are formed in an array in which electric rewriting is performed by transfer of charges between the charge storage layer and the substrate. A row decoder that is provided at one end or both ends in the word line direction of the cell array and drives the control gate, and after simultaneously writing data by setting a unit write time to memory cells in a predetermined range of the memory cell array, Verify control means for reading the memory cell data and performing rewriting when there is a memory cell that has not been sufficiently written, and during the write verify operation, among the row decoders,
A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that a voltage directly connected to a control gate of the memory cell and applied to a well having a transistor of a conductivity type opposite to that of the transistor of the memory cell is higher than a power supply voltage.
【請求項3】前記メモリセルアレイは複数のメモリセル
が直列接続されてNANDセルを構成し、該NANDセ
ルの一端が選択ゲートを介してビット線に接続されたも
のであり、 書込みベリファイ動作時に前記ロウデコーダのウェルに
印加する電源電圧より高い電圧が、前記選択ゲートに印
加される電圧より高いことを特徴とする請求項1又は2
に記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. A memory cell array, wherein a plurality of memory cells are connected in series to form a NAND cell, and one end of the NAND cell is connected to a bit line through a select gate. 3. The voltage higher than the power supply voltage applied to the well of the row decoder is higher than the voltage applied to the select gate.
The non-volatile semiconductor memory device described in 1.
【請求項4】データ書込み動作から書込みベリファイ読
出し動作に変わるときに、前記電源電圧より高い電圧が
印加されるウェルに印加される電圧が低下しないことを
特徴とする請求項1又は2に記載の不揮発性半導体記憶
装置。
4. The voltage applied to a well to which a voltage higher than the power supply voltage is applied does not drop when changing from a data write operation to a write verify read operation. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項5】半導体基板に電荷蓄積層と制御ゲートが積
層形成され、電荷蓄積層と基板の間の電荷の授受により
電気的書替えが行われるメモリセルが配列形成されたメ
モリセルアレイと、 このメモリセルアレイのワード線方向の一端部若しくは
両端部に設けられ、複数のアドレス入力信号を持つロウ
デコーダと、 前記メモリセルアレイの所定範囲のメモリセルに単位書
込み時間を設定して同時にデータ書込みを行った後、そ
のメモリセル・データを読出して書込み不十分のメモリ
セルがある場合に再書込みを行うベリファイ制御手段と
を備え、 前記複数のアドレス入力信号が前記データ書込み動作が
始まる前に設定された後は書込みベリファイ動作が終了
するまで変化しないことを特徴とする不揮発性半導体記
憶装置。
5. A memory cell array in which a charge storage layer and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and in which memory cells to be electrically rewritten by exchanging charges between the charge storage layer and the substrate are arranged in an array, and the memory cell array. A row decoder provided at one end or both ends in the word line direction of the cell array and having a plurality of address input signals, and after simultaneously writing data by setting a unit write time in a predetermined range of memory cells of the memory cell array And verify control means for reading the memory cell data and rewriting when there is a memory cell that has not been sufficiently written, after the plurality of address input signals are set before the data write operation is started, A non-volatile semiconductor memory device characterized in that it does not change until a write verify operation is completed.
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JP2011210373A (en) * 2011-07-29 2011-10-20 Genusion Inc Nonvolatile semiconductor memory device and read/write control method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010118110A (en) * 2008-11-12 2010-05-27 Toshiba Corp Semiconductor storage device
US8416629B2 (en) 2008-11-12 2013-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor storage device adapted to prevent erroneous writing to non-selected memory cells
JP2011210373A (en) * 2011-07-29 2011-10-20 Genusion Inc Nonvolatile semiconductor memory device and read/write control method thereof

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