JPH06120454A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

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Publication number
JPH06120454A
JPH06120454A JP28667892A JP28667892A JPH06120454A JP H06120454 A JPH06120454 A JP H06120454A JP 28667892 A JP28667892 A JP 28667892A JP 28667892 A JP28667892 A JP 28667892A JP H06120454 A JPH06120454 A JP H06120454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
memory cell
data
becomes
node
Prior art date
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Pending
Application number
JP28667892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakamura
寛 中村
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
Yoshiyuki Tanaka
義幸 田中
Hideko Ohira
秀子 大平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP28667892A priority Critical patent/JPH06120454A/en
Publication of JPH06120454A publication Critical patent/JPH06120454A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an NAND cell type EEPROM which sets the threshold distribution of the memory cell in a writing condition to be small without increasing the area of the control circuit. CONSTITUTION:An EEPROM is provided with a memory cell array, a data latch/sense amplifier, a verify control mechanism and rewriting data automatically setting mechanism. The data latch/sense amplifier FF is constituted of a first inverter whose output terminal is connected with the bit line (node N1) of the memory cell array and a second inverter whose input terminal and output terminal are connected with the output terminal (node N2) and the input terminal of the first inverter, respectively. At the time of detecting a logical level of the bit line during the writing verify reading operation, a transistor Qn 20 among the transistors Qn 19 and Qn 20 between the output terminal of the first inverter and grounding potential is permitted to be in a non-volatile condition and a transistor Qp5 among the transistors Qp5 and Qp6 between the output terminal of the first inverter and power source potential is permitted to be in an active condition.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気的書替え可能な不
揮発性半導体記憶装置(EEPROM)に係り、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 an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM), and more particularly to an N-type nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM).
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 (=1
0V程度)を印加し、ビット線には、データに応じて0
V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.
Is applied to the control gate and the select gate of the memory cell on the bit line side of the intermediate potential VppM (= 1).
0V) is applied to the bit line, and 0 is applied to the bit line according to the data.
V or an intermediate potential is applied. When 0V is applied to the bit line, the potential is transmitted to the drain of the selected memory cell, and electrons are injected from the drain to the floating gate. This shifts the threshold value of the selected memory cell in the positive direction. This state is, for example, "1". When an intermediate potential is applied to the bit line, electron injection does not occur,
Therefore, the threshold value does not change and remains negative. This state is "0".

【0004】データ消去は、NANDセル内の全てメモ
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位のばらつきを考慮
すると、データ書込み後のしきい値分布はこれより小さ
い範囲であることが要求される。
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 potential, the threshold distribution after data writing is required to be in a smaller range.

【0007】しかしながら、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。
However, in the method of fixing the write potential and the write time and writing data in all the memory cells under the same condition, it is difficult to keep the threshold value range after "1" write in the allowable range. 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.

【0008】これに対して本発明者らは、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
込むという方法を既に提案している(特願平3−343
363号)。この方法によるビット線制御回路の構成を
図22に、動作タイミングを図23,図24に示す。し
かし、この方法を実現するためには、図22のQn22 ,
Qn23 のようなベリファイ読出し時のビット線再充電用
回路を設ける必要があり、回路面積が増大するという難
点があった。
On the other hand, the present inventors have already proposed a method of writing while adjusting the write time and performing verification so that the threshold value of each memory cell is written within a desired range. Proposed (Japanese Patent Application No. 3-343)
363). The configuration of the bit line control circuit according to this method is shown in FIG. 22, and the operation timing is shown in FIGS. However, in order to realize this method, Qn22,
It is necessary to provide a circuit for recharging the bit line at the time of verify reading such as Qn23, which causes a problem that the circuit area increases.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のN
AND型EEPROMでは、データ書込みの際、メモリ
セルが転送ゲートとして作用することから、制限される
許容しきい値範囲に収めることが難しく、これを解決す
るためには制御回路面積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-type EEPROM, since the memory cell acts as a transfer gate at the time of data writing, it is difficult to keep it within the allowable threshold range that is limited, and in order to solve this, the control circuit area increases. There was a problem.

【0010】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、制御回路の面積増大を
伴うことなく、書込み状態のメモリセルのしきい値分布
を小さく設定することを可能としたNANDセル型EE
PROM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 set a small threshold distribution of memory cells in a written state without increasing the area of a control circuit. NAND cell type EE
It is to provide a PROM.

【0011】[0011]

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

【0012】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
イのビット線方向の一端部に設けられた、センス動作と
書込みデータのラッチ動作を行うデータラッチ兼センス
アンプと、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、書込みベリファイ読出し動作時に、読出された
メモリセルのデータとデータラッチ兼センスアンプにラ
ッチされている書込みデータとの論理をとって、書込み
状態に応じてビット毎にデータラッチ兼センスアンプの
再書込みデータを自動設定する手段とを備えたEEPR
OMにおいて、データラッチ兼センスアンプが、出力端
子がメモリセルアレイのビット線に接続される第1のク
ロック信号同期式インバータと、入力端子と出力端子が
それぞれ第1のクロック信号同期式インバータの出力端
子と入力端子に接続される第2のインバータ又は第2の
クロック信号同期式インバータとから構成され、書込み
ベリファイ読出し動作中にビット線の論理レベルを検知
する時に、第1のクロック同期式インバータの出力端子
と接地電位の間にあるトランジスタのうち少なくとも1
つを非活性状態にし、かつ第1のクロック同期式インバ
ータの出力端子と電源電位の間にあるトランジスタのう
ち少なくとも1つを活性状態にす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. , A data latch / sense amplifier provided at one end of the memory cell array in the bit line direction for performing a sense operation and a latch operation of write data, and a unit write time is set in a predetermined range of memory cells of the memory cell array at the same time. Verify control means for reading the memory cell data after data writing and rewriting when there is a memory cell that is not sufficiently written, and data and data latch of the read memory cell during the write verify read operation. Also, the logic of the write data latched in the sense amplifier is taken to determine the bit depending on the write state. EEPR and means for automatically setting the rewriting data of the data latch and sense amplifier for each
In the OM, a data latch / sense amplifier has a first clock signal synchronous inverter whose output terminal is connected to a bit line of a memory cell array, and an input terminal and an output terminal of the first clock signal synchronous inverter, respectively. And a second inverter or a second clock signal synchronous inverter connected to the input terminal, the output of the first clock synchronous inverter when detecting the logic level of the bit line during the write verify read operation. At least one of the transistors between the terminal and ground potential
One of them is inactivated, and at least one of the transistors between the output terminal of the first clock synchronous inverter and the power supply potential is activated.

【0013】[0013]

【作用】本発明においては、データ書込みを行った後
に、メモリセルの制御ゲートに所定のベリファイ電位
(例えば電源電位と接地電位の中間に設定される)を与
えてメモリセルのしきい値電圧をビット線制御回路によ
って評価する。そして、所望のしきい値電圧に達してい
ないメモリセルがあれば、そのメモリセルについてのみ
書込み動作を追加する。その後、再度しきい値電圧の評
価を行う。この操作を繰返し行い、全てのメモリセルの
しきい値電圧が所望の許容範囲に収まっていることを確
認したら書込み動作を終了する。
In the present invention, after writing data, a predetermined verify potential (for example, set between the power supply potential and the ground potential) is applied to the control gate of the memory cell to set the threshold voltage of the memory cell. It is evaluated by the bit line control circuit. Then, if there is a memory cell that has not reached the desired threshold voltage, the write operation is added only to that memory cell. After that, the threshold voltage is evaluated again. This operation is repeated, and when it is confirmed that the threshold voltages of all the memory cells are within the desired allowable range, the write operation is ended.

【0014】このようにして本発明によれば、1回のデ
ータ書込み時間を短くして、データ書込みをその進行の
程度をチェックしながら小刻みに繰返すことによって、
最終的にデータ書込みが終了したメモリセルアレイのし
きい値電圧分布を小さいものとすることができる。ま
た、ビット線制御回路は、ラッチデータとベリファイ読
出しデータを比較してベリファイ追加書込みを自動的に
制御するため、従来の書込みベリファイ機能を有さない
NANDセル型EEPROMのビット線制御回路と同じ
回路面積で実現でき、チップ面積の増大を防ぐことがで
きる。
As described above, according to the present invention, by shortening one data writing time and repeating the data writing in small increments while checking the degree of progress thereof,
The threshold voltage distribution of the memory cell array in which data writing is finally completed can be made small. Further, since the bit line control circuit compares the latch data with the verify read data and automatically controls the verify additional write, the same circuit as the bit line control circuit of the conventional NAND cell type EEPROM having no write verify function. It can be realized by the area, and the increase of the chip area can be prevented.

【0015】[0015]

【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.

【0016】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、データ書込み及び読出し及び再書込
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. A bit line control circuit 2 is provided for performing data write / read, rewrite, and verify read with respect to the memory cell array 1. 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.

【0017】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 sensing operation for latching data for writing and reading the potential of the bit line, a sensing operation for verify reading after writing, and a re-operation. Latch the write data.

【0018】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は隣接するもの同士共用する形で、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 M1 to M8 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
6 2 , ~, 16 8 ) are formed and configured. The n-type diffusion layers 19 serving as the source / drain of these memory cells are connected in series so that adjacent ones are commonly used.

【0019】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
G1 ,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。
Select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 16 10 formed at the same time as the floating gate and the control gate of the memory cell on the drain side and the source side of the NAND 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.
They are arranged as G1, CG2, ..., CG8. These control gate lines become word lines. Selection gate 14 9 ,
16 9 and 14 10 and 16 10 are also arranged continuously in the row direction as select gate lines SG1 and SG2.

【0020】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。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which such NAND cells are arranged in a matrix.

【0021】図5は、図1中のビット線制御回路2の具
体的な構成を示す。この実施例でのデータラッチ兼セン
スアンプを構成するCMOSフリップフロップFFは、
Eタイプ,pチャネルMOSトランジスタQp3,Qp4と
Eタイプ,nチャネルMOSトランジスタQn17 ,Qn1
8 により構成された信号同期式CMOSインバータ(第
2のクロック同期式インバータ)と、Eタイプ,pチャ
ネルMOSトランジスタQp5,Qp6とEタイプ,nチャ
ネルMOSトランジスタQn19 ,Qn20 により構成され
た信号同期式CMOSインバータ(第1のクロック同期
式インバータ)とにより構成されている。
FIG. 5 shows a specific configuration of the bit line control circuit 2 in FIG. The CMOS flip-flop FF constituting the data latch and sense amplifier in this embodiment is
E type, p channel MOS transistors Qp3, Qp4 and E type, n channel MOS transistors Qn17, Qn1
Signal synchronous CMOS inverter composed of 8 (second clock synchronous inverter) and signal synchronous CMOS composed of E type, p channel MOS transistors Qp5, Qp6 and E type, n channel MOS transistors Qn19, Qn20 And an inverter (first clock synchronous inverter).

【0022】このCMOSフリップフロップFFの出力
ノードとビット線BLi の間は、信号φF により制御さ
れるEタイプ,nチャネルMOSトランジスタQn21 を
介して接続されている。
The output node of the CMOS flip-flop FF and the bit line BLi are connected via an E type, n-channel MOS transistor Qn21 controlled by the signal φF.

【0023】Eタイプ,pチャネルMOSトランジスタ
Qp7とDタイプ,nチャネルMOSトランジスタQD1
は、ビット線BLi をVccにプリチャージする回路であ
る。トランジスタQD1は、消去時や書込み時にトランジ
スタQp7に高電圧が印加されるのを防止するために設け
られている。Eタイプ,nチャネルMOSトランジスタ
Qn24 はビット線BLi を0Vにリセットするためのリ
セットトランジスタである。
E type, p channel MOS transistor Qp7 and D type, n channel MOS transistor QD1
Is a circuit for precharging the bit line BLi to Vcc. The transistor QD1 is provided to prevent a high voltage from being applied to the transistor Qp7 during erasing or writing. The E type n-channel MOS transistor Qn24 is a reset transistor for resetting the bit line BLi to 0V.

【0024】CMOSフリップフロップFFの二つのノ
ードは、カラム選択信号CSLi により制御されるトラ
ンスファゲートであるEタイプ,nチャネルMOSトラ
ンジスタQn15 とQn16 を介して入出力線IO,/IO
に接続されている。
Two nodes of the CMOS flip-flop FF are input / output lines IO and / IO via the E type n channel MOS transistors Qn15 and Qn16 which are transfer gates controlled by the column selection signal CSLi.
It is connected to the.

【0025】この実施例のビット制御回路の動作を、次
に説明する。
The operation of the bit control circuit of this embodiment will be described below.

【0026】図6は、読出し時の動作タイミングを示し
ている。信号φF が“L”となり、ビット線BL1 とC
MOSフリップフロップFFは切り離される。プリチャ
ージ信号φP ,/φP がそれぞれ“H”,“L”となる
ことで、ビット線BLi がVccにプリチャージされる。
この後、選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1
〜CG8 にロウデコーダ5から電圧が出力される。例え
ば、CG2 が選択された場合、SG1 ,SG2 ,CG1
,CG3 〜CG8 がVcc、CG2 が0Vとなる。メモ
リセルのデータが“0”の場合はビット線BLi は
“L”レベルとなり、データが“1”の場合は“H”レ
ベルのままである。
FIG. 6 shows the operation timing at the time of reading. The signal φF becomes "L", and the bit lines BL1 and C
The MOS flip-flop FF is separated. The bit lines BLi are precharged to Vcc by setting the precharge signals .phi.P and /.phi.P to "H" and "L", respectively.
After that, select gates SG1 and SG2, control gate CG1
A voltage is output from the row decoder 5 to CG8. For example, if CG2 is selected, SG1, SG2, CG1
, CG3 to CG8 are Vcc, and CG2 is 0V. When the data in the memory cell is "0", the bit line BLi is at "L" level, and when the data is "1", it remains at "H" level.

【0027】選択ゲート,制御ゲートが0Vにリセット
された後、信号φRPが“H”、φRNが“L”となった
後、信号φF が“H”となり、ビット線BLi の電位が
CMOSフリップフロップFFの出力線に与えられてビ
ット線BLi の電位がセンスされ、φRPが“L”、φRN
が“H”となってセンスしたデータがラッチされる。ラ
ッチされた読出しデータは、カラム選択信号CSLi が
“H”となって、入出力線 I/O,/I/O に出力される。
After the selection gate and the control gate are reset to 0V, the signal φRP becomes "H" and φRN becomes "L", the signal φF becomes "H", and the potential of the bit line BLi becomes CMOS flip-flop. The potential of the bit line BLi is sensed by being applied to the output line of FF, and φRP is “L”, φRN
Becomes "H" and the sensed data is latched. The latched read data is output to the input / output lines I / O and / I / O when the column selection signal CSLi becomes "H".

【0028】図7は、書込み/書込みベリファイ時の動
作を示している。書込みデータが入出力線 I/O,/I/O
からCMOSフリップフロップFFにラッチされた後、
プリチャージ信号φP が“H”、/φP が“L”となっ
て、ビット線BLi がVccにプリチャージされる。ま
た、電圧VMBはVccから中間電位VM (〜10V)とな
る。その後、信号φF がVM となり、ラッチしたデータ
によってビット線BLiは0VかVM となる。“1”書
込みの場合は0V、“0”書込みの場合はVM である。
この時選択ゲートSG1 はVM 、SG2 は0V、制御ゲ
ートはCG2 が選択されている場合、CG1 がVM 、C
G2 が高電圧Vpp(〜20V)で、CG3〜CG8 はVM
である。
FIG. 7 shows the operation at the time of write / write verify. Write data is input / output line I / O, / I / O
After being latched by the CMOS flip-flop FF from
The precharge signal φP becomes "H" and / φP becomes "L", and the bit line BLi is precharged to Vcc. Further, the voltage VMB changes from Vcc to the intermediate potential VM (-10 V). After that, the signal φF becomes VM, and the bit line BLi becomes 0V or VM depending on the latched data. It is 0V when "1" is written, and VM when "0" is written.
At this time, when the selection gate SG1 is VM, SG2 is 0V, and the control gate is CG2, CG1 is VM, C
G2 is high voltage Vpp (~ 20V), CG3 ~ CG8 is VM
Is.

【0029】選択ゲートSG1 ,CG2 、制御ゲートS
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた時、信号φF が
“L”、リセット信号φR が“H”となって、ビット線
BLiは0Vにリセットされる。続いてベリファイ読出
し動作となる。
Select gates SG1 and CG2, control gate S
When G1 to CG8 are reset to 0V, the signal .phi.F becomes "L" and the reset signal .phi.R becomes "H", and the bit line BLi is reset to 0V. Then, the verify read operation is performed.

【0030】ベリファイ読出し動作は通常の読出し動作
と同様、まずプリチャージ信号φPが“H”、/φP が
“L”となって、ビット線BLi がVccにプリチャージ
される。この後、ロウデコーダ5により選択ゲート,制
御ゲートが駆動される。選択ゲートSG1 ,SG2 、制
御ゲートCG1 〜CG8 がリセットされた後、信号φRN
がVcc→Vss、続いてφF がVss→Vccとなり、“0”
書込みをしたビット線に接続されたCMOSフリップフ
ロップにおいてのみQp5がオンしているので、“0”書
込みをしたビット線BLi に接続されたノードN1 にの
みVccが出力される。このときには“0”書込みをした
ビット線BLi は、“L”レベルから(Vcc−Vfhn )
(Vfhn はQn21 のしきい値電圧)に充電され、続いて
ビット線電位がセンスされる。
In the verify read operation, like the normal read operation, first, the precharge signal φP becomes "H" and / φP becomes "L", and the bit line BLi is precharged to Vcc. Thereafter, the row decoder 5 drives the selection gate and the control gate. After the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset, the signal φRN
Becomes Vcc → Vss, then φF becomes Vss → Vcc, and becomes “0”.
Since Qp5 is turned on only in the CMOS flip-flop connected to the written bit line, Vcc is output only to the node N1 connected to the "0" written bit line BLi. At this time, the bit line BLi to which "0" is written is changed from "L" level to (Vcc-Vfhn).
(Vfhn is the threshold voltage of Qn21) and then the bit line potential is sensed.

【0031】ビット線電位がセンスされた後、信号φRN
が“H”となって、再書込みデータがラッチされる。こ
のとき、書込みデータとメモリセルのデータと再書込み
データの関係は、下記の(表1)の通りである。
After the bit line potential is sensed, the signal φRN
Becomes "H" and the rewrite data is latched. At this time, the relationship among the write data, the memory cell data, and the rewrite data is as shown in (Table 1) below.

【0032】[0032]

【表1】 書込み/書込みベリファイ動作、は例えば100回程繰
り返され終了する。この実施例での消去,書込み,読出
し,ベリファイ読出し時のビット線BLi 、選択ゲート
SG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 の電位を、
下記の(表2)に示す。ここではCG2 が選択された場
合を示している。
[Table 1] The write / write verify operation, for example, is repeated about 100 times and completed. The potentials of the bit line BLi, the select gates SG1 and SG2, and the control gates CG1 to CG8 at the time of erasing, writing, reading, and verify reading in this embodiment are
The results are shown in (Table 2) below. Here, the case where CG2 is selected is shown.

【0033】[0033]

【表2】 図8は、図1中のビット線制御回路2として図5の回路
を用いた時の、読出し時の動作タイミングの図6と異な
る実施例を示している。最初は、φSP,/φRPが“L”
レベル、φSN,φRNが“H”レベルにあるため、CMO
SフリップフロップFFを構成する2個のクロック信号
同期式インバータは共に活性状態にあり、ノードN1 と
N2 がそれぞれ“L”と“H”、若しくは“H”と
“L”となるようにラッチされている。続いて、φRPが
“H”,φRNが“L”となると、Qp5,Qp6,Qn19 ,
Qn20 から構成されるクロック信号同期式インバータが
非活性状態となり、ラッチ状態が解除される。
[Table 2] FIG. 8 shows an embodiment different from FIG. 6 of the operation timing at the time of reading when the circuit of FIG. 5 is used as the bit line control circuit 2 of FIG. Initially, φSP and / φRP are “L”
Since the levels, φSN and φRN are at “H” level, CMO
The two clock signal synchronous inverters forming the S flip-flop FF are both in the active state, and the nodes N1 and N2 are latched so as to be "L" and "H" or "H" and "L", respectively. ing. Subsequently, when φRP becomes “H” and φRN becomes “L”, Qp5, Qp6, Qn19,
The clock signal synchronous inverter composed of Qn20 becomes inactive and the latched state is released.

【0034】次に、φR が“H”となると、ビット線B
Li が“L”レベルに設定されると共に、φF が“H”
レベルにあるため、ノードN1 が“L”レベルに固定さ
れる。この場合には、φSPは“L”,φSNは“H”であ
るため、Qp3,Qp4,Qn17,Qn18 から構成されるク
ロック信号同期式インバータが非活性状態にあり、従っ
てノードN2 は“H”レベルに固定される。続いて、φ
SPが“L”、φSNが“H”となると、Qp5,Qp6,Qn1
9 ,Qn20 から構成されるクロック信号同期式インバー
タが活性状態となり、ノードN1 が“L”,ノードN2
が“H”となるようにラッチされる。
Next, when φR becomes "H", the bit line B
Li is set to "L" level and φF is "H".
Since it is at the level, the node N1 is fixed at the "L" level. In this case, since .phi.SP is "L" and .phi.SN is "H", the clock signal synchronous inverter composed of Qp3, Qp4, Qn17 and Qn18 is inactive, so that the node N2 is "H". Fixed to the level. Then φ
When SP becomes "L" and φSN becomes "H", Qp5, Qp6, Qn1
The clock signal synchronous inverter composed of 9 and Qn20 is activated, the node N1 is "L", the node N2 is
Is latched so that it becomes "H".

【0035】続いてφF が“L”となり、ビット線BL
i とCMOSフリップフロップFFが切り離され、CM
OSフリップフロップFFのラッチ状態をリセットする
動作(図8中の(ア))が終了する。
Subsequently, φF becomes "L", and the bit line BL
i and CMOS flip-flop FF are separated, CM
The operation of resetting the latched state of the OS flip-flop FF ((A) in FIG. 8) ends.

【0036】続いて、プリチャージ信号φp ,φp がそ
れぞれ“H”,“L”となることでビット線BLi がV
ccにプリチャージされる。この後、選択ゲートSG1 ,
SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 にロウデコーダ5か
ら電圧が出力される。例えば、CG2 が選択された場
合、SG1 ,SG2 ,CG1 ,CG3 〜CG8 がVcc、
CG2 が0Vとなる。メモリセルのデータが“0”の場
合はビット線BLi は“L”レベルとなり、データが
“1”の場合は“H”レベルのままである。
Then, the precharge signals φp and φp are set to "H" and "L", respectively, so that the bit line BLi is set to V.
Precharged to cc. After this, select gates SG1,
A voltage is output from the row decoder 5 to SG2 and control gates CG1 to CG8. For example, when CG2 is selected, SG1, SG2, CG1, CG3 to CG8 are Vcc,
CG2 becomes 0V. When the data in the memory cell is "0", the bit line BLi is at "L" level, and when the data is "1", it remains at "H" level.

【0037】選択ゲート,制御ゲートが0Vにリセット
された後、信号φRNが“L”となる。この時には、ノー
ドN1 ,N2 がそれぞれ“L”,“H”にあるため、ノ
ードN1 はフローティング状態となる。続いて、信号φ
F が“H”となり、ビット線BLi の電位がノードN1
に伝えられ、Qp3,Qp4,Qn17 ,Qn18 から構成され
るクロック信号同期式インバータによってビット線電位
がセンスされる。続いて、φRNが“H”となってセンス
したデータがラッチされる。ラッチされた読出しデータ
はカラム選択信号CSLi が“H”となって、入出力線
I/O,/I/O に出力される。
After the selection gate and the control gate are reset to 0V, the signal φRN becomes "L". At this time, since the nodes N1 and N2 are at "L" and "H", respectively, the node N1 is in a floating state. Then, the signal φ
F becomes "H" and the potential of the bit line BLi changes to the node N1.
And the bit line potential is sensed by the clock signal synchronous inverter composed of Qp3, Qp4, Qn17 and Qn18. Then, φRN becomes “H” and the sensed data is latched. For the read data that has been latched, the column selection signal CSLi becomes "H" and the input / output line
Output to I / O and / I / O.

【0038】通常の読出し方式として図6の動作タイミ
ングを用いる場合には、図7中のベリファイ読出し動作
のタイミングと比べてφRPのタイミングが異なるため、
通常読出し動作とベリファイ読出し動作で異なる信号φ
RPを与えねばならないが、図8の動作を通常の読出し方
式として用いる場合には、図8中の(イ)の部分の動作
タイミングが図7中のベリファイ読出しの動作タイミン
グと全く同じため、通常読出し動作時の(イ)のタイミ
ングをベリファイ読出し時にも用いることができ、設計
が簡略化できる。
When the operation timing shown in FIG. 6 is used as the normal read method, the φRP timing is different from the verify read operation timing shown in FIG.
Different signal φ between normal read operation and verify read operation
Although RP must be given, when the operation of FIG. 8 is used as a normal read method, the operation timing of the portion (a) in FIG. 8 is exactly the same as the verify read operation timing in FIG. The timing (a) in the read operation can be used also in the verify read, and the design can be simplified.

【0039】また、図6の動作タイミングによりデータ
を読出す場合には、ビット線電位BLi をQn21 を介し
てノードN1 に転送する直前のノードN1 の電位が
“H”の場合と“L”の場合の両方があるため、ノード
N1 の容量が比較的大きい場合には、“H”の場合と
“L”の場合で、ビット線電位BLi のノードN1 への
転送後のノードN1 の電位が異なることになり、誤読出
しの危険がある。しかしながら、図8のタイミングを用
いると、ビット線電位BLi のノードN1 への転送直前
のノードN1 の電位は常に“L”であるため、前述した
誤読出しの危険を回避できる。
When data is read out according to the operation timing of FIG. 6, the potential of the node N1 immediately before transferring the bit line potential BLi to the node N1 via Qn21 is "H" and "L". Since there are both cases, when the capacitance of the node N1 is relatively large, the potential of the node N1 after the transfer of the bit line potential BLi to the node N1 is different between "H" and "L". Therefore, there is a risk of erroneous reading. However, when the timing of FIG. 8 is used, the potential of the node N1 immediately before the transfer of the bit line potential BLi to the node N1 is always "L", and therefore the risk of erroneous reading described above can be avoided.

【0040】図9に本発明のうち、通常読出し動作タイ
ミングの別の実施例を、図10に本発明のうち読込み/
書込みベリファイ読出し時の動作タイミングの別の実施
例を示す。
FIG. 9 shows another embodiment of the normal read operation timing of the present invention, and FIG. 10 shows the read / read operation of the present invention.
Another embodiment of the operation timing at the time of write verify read will be described.

【0041】まず、図9の動作タイミングを説明する。
信号φF が“L”となりビット線BLi とCMOSフリ
ップフロップFFは切り離される。続いて、φSNが
“L”,φRPが“H”となると共に、/I/O が“L”,
I/O が“H”となる。次に、CDLi が“H”となる
と、ノードN1 が“L”,ノードN2 が“H”に設定さ
れ、ラッチされる。この場合に、CSLi を“H”とす
る前にφSHを“L”,φRPを“H”としたのは、ノード
N1 が“H”,ノードN2 が“L”の状態にあるCMO
Sフリップフロップに対してCSLi を“H”としてノ
ードN1 を“L”,ノードN2 を“H”に設定する際に
2個のクロック信号同期型インバータに貫通電流が流れ
るのを防ぐためである。この場合にはQp4,Qn19 が導
通状態にあるため、ノードN1 が“L”,ノードN2 が
“H”にラッチされる。続いて、φSHが“H”,φRPが
“L”となった後CSLi を“L”とし、次に I/O,/
I/O を共に0V以上Vcc以下の電位に設定する。この時
点で、CMOSフリップフロップFFのラッチ状態をリ
セットする動作(図9中の(ウ))が終了する。
First, the operation timing of FIG. 9 will be described.
The signal .phi.F becomes "L", and the bit line BLi and the CMOS flip-flop FF are disconnected. Then, φSN becomes “L”, φRP becomes “H”, and / I / O becomes “L”,
I / O becomes "H". Next, when CDLi goes to "H", the node N1 is set to "L" and the node N2 is set to "H", which is latched. In this case, .phi.SH is set to "L" and .phi.RP is set to "H" before CSLi is set to "H" because the node N1 is "H" and the node N2 is "L".
This is to prevent a through current from flowing through the two clock signal synchronous inverters when CSLi is set to "H" and the node N1 is set to "L" and the node N2 is set to "H" for the S flip-flop. In this case, since Qp4 and Qn19 are conductive, the node N1 is latched at "L" and the node N2 is latched at "H". Subsequently, after φSH goes to "H" and φRP goes to "L", CSLi goes to "L", and then I / O, /
Both I / Os are set to a potential between 0 V and Vcc. At this point, the operation of resetting the latched state of the CMOS flip-flop FF ((C) in FIG. 9) ends.

【0042】続いて、プリチャージ信号φp ,/φp が
それぞれ“H”,“L”となることで、ビット線BLi
がVccにプリチャージされる。この後、選択ゲートSG
1 ,SG2 ,制御ゲートCG1 〜CG8 にロウデコーダ
5から電圧が出力される。例えば、CG2 が選択された
場合、SG1 ,SG2 ,CG1 ,CG3 〜CG8 がVc
c,CG2 が0Vとなる。メモリセルのデータが“0”
の場合はビット線BLiは“L”レベルとなり、データ
が“1”の場合は“H”レベルのままである。
Then, the precharge signals φp and / φp become "H" and "L", respectively, so that the bit line BLi
Is precharged to Vcc. After this, the selection gate SG
A voltage is output from the row decoder 5 to 1, SG2 and control gates CG1 to CG8. For example, when CG2 is selected, SG1, SG2, CG1, CG3 to CG8 are Vc.
c and CG2 become 0V. Memory cell data is "0"
In this case, the bit line BLi is at "L" level, and when the data is "1", it remains at "H" level.

【0043】選択ゲート,制御ゲートが0Vにリセット
された後、信号φSPが“H”,φRHが“L”となる。こ
の時には、ノードN1 ,N2 がそれぞれ“L”,“H”
にあるため、ノードN1 ,N2 はともにフローティング
状態となる。続いて、φF が“H”となると、ビット線
BLi の電位がノードN1 に伝えられる。ノードN1の
電位がQn18 のしきい値電圧より高い場合にはQn18 が
オンするため、ノードN2 が“L”となる。すると、Q
p6がオンするため、ノードN1 とVccが導通し、BLi
とノードN1 が充電される。また、φF が“H”となっ
た後のノードN1 の電位がQn18 のしきい値電圧より低
い場合にはQn18 はオンしないため、ノードN2 の電位
は“H”のままであり、従って、Qp6はオフ状態にあ
り、ノードN1 の電位は変化しない。続いて、φSPが
“L”,φRNが“H”となり、センスしたデータがラッ
チされる。続いて、φRNが“H”となってセンスしたデ
ータがラッチされる。ラッチされた読出しデータはカラ
ム選択信号CSLi が“H”となって、入出力線 I/O,
/I/O に出力される。
After the selection gate and the control gate are reset to 0V, the signal φSP becomes "H" and φRH becomes "L". At this time, the nodes N1 and N2 are "L" and "H", respectively.
Therefore, the nodes N1 and N2 are both in a floating state. Then, when .phi.F becomes "H", the potential of the bit line BLi is transmitted to the node N1. When the potential of the node N1 is higher than the threshold voltage of Qn18, Qn18 is turned on, so that the node N2 becomes "L". Then Q
Since p6 turns on, the node N1 and Vcc become conductive, and BLi
And node N1 is charged. Further, when the potential of the node N1 after φF becomes "H" is lower than the threshold voltage of Qn18, Qn18 does not turn on, so the potential of the node N2 remains "H", and therefore Qp6. Is in the off state, and the potential of the node N1 does not change. Then, φSP becomes “L” and φRN becomes “H”, and the sensed data is latched. Then, φRN becomes “H” and the sensed data is latched. For the read data latched, the column selection signal CSLi becomes "H", and the input / output line I / O,
It is output to / I / O.

【0044】次に、図10の動作タイミングを説明す
る。書込みデータが入出力線 I/O,/I/O からCMOS
フリップフロップFFにラッチされた後、プリチャージ
信号φp が“H”,/φp が“L”となって、ビット線
BLi がVccにプリチャージされる。また、電圧VMBは
Vccから中間電位VM (〜10V)となる。その後、信
号φF がVM となり、ラッチしたデータによってビット
線BLi は0VかVM となる。“1”書込みの場合は0
V,“0”書込みの場合はVM である。この時、選択ゲ
ートSG1 はVM ,SG2 は0V,制御ゲートはCG2
が選択されている場合、CG1 がVM ,CG2 が高電圧
Vpp(〜20V)で、CG3 〜CG8 はVM である。
Next, the operation timing of FIG. 10 will be described. Write data from I / O line I / O, / I / O to CMOS
After being latched by the flip-flop FF, the precharge signal .phi.p becomes "H" and /.phi.p becomes "L", and the bit line BLi is precharged to Vcc. Further, the voltage VMB changes from Vcc to the intermediate potential VM (-10 V). After that, the signal φF becomes VM, and the bit line BLi becomes 0V or VM depending on the latched data. 0 when writing "1"
In the case of writing V, "0", it is VM. At this time, the selection gate SG1 is VM, SG2 is 0V, and the control gate is CG2.
Is selected, CG1 is VM, CG2 is high voltage Vpp (~ 20V), and CG3 to CG8 are VM.

【0045】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた時、信号φF が
“L”,リセット信号φR が“H”となって、ビット線
BLiは0Vにリセットされる。続いて、ベリファイ読
出し動作となる。
Select gates SG1 and SG2, control gate C
When G1 to CG8 are reset to 0V, the signal .phi.F becomes "L" and the reset signal .phi.R becomes "H", and the bit line BLi is reset to 0V. Then, the verify read operation is performed.

【0046】ベリファイ読出し動作は、図9の(エ)の
部分と同様、まずプリチャージ信号φp が“H”,/φ
p が“L”となって、ビット線BLi にプリチャージさ
れる。この後、ロウデコーダ5により選択ゲート,制御
ゲートが駆動される。選択ゲートSG1 ,SG2 、制御
ゲートCG1 〜CG8 がリセットされた後、信号φSPが
“H”,φRNが“L”となり、続いてφF が“H”とな
る。このときには、“0”書込みをしたビット線に接続
されたCMOSフリップフロップにおいてのみQp5がオ
ンしているので、“0”書込みをしたビット線BLi に
接続されたノードN1 にのみVccが出力される。このと
きには、“0”書込みをしたビット線BLi は“L”レ
ベルから(Vcc〜Vfhn )(Vfhn はQn21 のしきい値
電圧)に充電され、続いてビット線電位がセンスされ
る。ビット線電位がセンスされた後、信号φSPが
“L”,φRNが“H”となって再書込みデータがラッチ
される。このとき、書込みデータとメモリセルのデータ
と再書込みデータの関係は前記した(表1)の通りであ
る。
In the verify read operation, as in the case of FIG. 9D, first, the precharge signal φp is "H", / φ.
p becomes "L" and precharged to the bit line BLi. Thereafter, the row decoder 5 drives the selection gate and the control gate. After the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset, the signal .phi.SP becomes "H", .phi.RN becomes "L", and then .phi.F becomes "H". At this time, since Qp5 is turned on only in the CMOS flip-flop connected to the "0" written bit line, Vcc is output only to the node N1 connected to the "0" written bit line BLi. . At this time, the "0" written bit line BLi is charged from "L" level to (Vcc to Vfhn) (Vfhn is the threshold voltage of Qn21), and the bit line potential is subsequently sensed. After the bit line potential is sensed, the signal φSP becomes “L” and φRN becomes “H”, and the rewrite data is latched. At this time, the relationship among the write data, the memory cell data, and the rewrite data is as described above (Table 1).

【0047】図11は、本発明の別の実施例のビット線
制御回路2の構成である。図11の回路構成は、図5の
回路をオープンビット線構造とした場合のものであり、
ビット線BLj 側にもBLi側と同じようにメモリセ
ル、充電用Tr 、(BLi 側のQp7,QD1に相当するも
の)、放電用Tr 、(BLi 側のQn24 に相当するも
の)が接続されるが、図11中では省略してある。以下
では、選択ビット線としてBLi が選択された場合の動
作タイミングを図12,図13を用いて説明するが、B
Lj が選択される場合においても、I/O ,/I/O のデー
タ線の電圧がBLiが選択される場合と反転するだけ
で、同様に読出し、書込み等の動作を行うことができ
る。
FIG. 11 shows the configuration of the bit line control circuit 2 according to another embodiment of the present invention. The circuit configuration shown in FIG. 11 is obtained when the circuit shown in FIG. 5 has an open bit line structure.
Similarly to the BLi side, a memory cell, a charging Tr, (corresponding to Qp7 and QD1 on the BLi side), a discharging Tr, (corresponding to Qn24 on the BLi side) are connected to the bit line BLj side. However, it is omitted in FIG. The operation timing when BLi is selected as the selected bit line will be described below with reference to FIGS.
Even when Lj is selected, similar operations such as reading and writing can be performed only by inverting the voltage of the data lines of I / O and / I / O as compared with the case of selecting BLi.

【0048】ビット線制御回路2として図11の回路を
用いたときの通常読出し動作のタイミングを図12に、
書込み/書込みベリファイ読出し時の動作タイミングを
図13に示す。
FIG. 12 shows the timing of the normal read operation when the circuit of FIG. 11 is used as the bit line control circuit 2.
FIG. 13 shows the operation timing at the time of write / write verify read.

【0049】まず、図12の動作タイミングを説明す
る。図12の(ア)の部分は図8の(ア)の部分と同じ
動作タイミングであり、(オ)が終了する時点でダミー
ビット線BLj が“H”レベル電圧(Vcc−Vthn )に
設定されている。(カ)に入ると、まず、プリチャージ
信号φp ,φp がそれぞれ“H”,“L”となること
で、ビット線BLi がVccにプリチャージされる。この
後、選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜C
G8 にロウデコーダ5から電圧が出力される。例えば、
CG2 が選択された場合、SG1 ,SG2 ,CG1 ,C
G3 〜CG8 がVcc,CG2 が0Vとなる。メモリセル
のデータが“0”の場合はビット線BLi は“L”レベ
ルとなり、データが“1”の場合は“H”レベルのまま
である。
First, the operation timing of FIG. 12 will be described. The portion (A) in FIG. 12 has the same operation timing as the portion (A) in FIG. 8, and the dummy bit line BLj is set to the “H” level voltage (Vcc-Vthn) at the time when (E) ends. ing. In (f), first, the precharge signals .phi.p and .phi.p become "H" and "L", respectively, so that the bit line BLi is precharged to Vcc. After this, select gates SG1 and SG2, control gates CG1 to C
A voltage is output from the row decoder 5 to G8. For example,
If CG2 is selected, SG1, SG2, CG1, C
G3 to CG8 are Vcc and CG2 is 0V. When the data in the memory cell is "0", the bit line BLi is at "L" level, and when the data is "1", it remains at "H" level.

【0050】選択ゲート、制御ゲートが0Vにリセット
された後、信号φSPが“H”,φRNが“L”となる。こ
の時には、ノードN1 ,N2 がそれぞれ“L”,“H”
にあるため、ノードN1 ,N2 はともにフローティング
状態となる。続いて、φF が“H”となると、ビット線
BLi の電位がノードN1 に伝えられる。ノードN1の
電位がQn18 のしきい値電圧より高い場合にはQn18 が
オンするため、ノードN2 が“L”となる。すると、Q
p6がオンするため、ノードN1 とVccが導通し、BLi
とノードN1 が充電される。また、φF が“H”となっ
た後のノードN1 の電位がQn18 のしきい値電圧より低
い場合には、Qn18 はオンしないため、ノードN2 の電
位は“H”のままフローティング状態にある。この場合
には、φF2が“H”であるため、ノードN2 とBLj が
導通状態にあるため、ノードN2がフローティング状態
にあっても負荷容量の大きいBLj と導通しているた
め、ノードN2 とBLj と導通していない場合、例えば
図9のような場合に比べて、Qn17 ,Qn18 を介さない
でノードN2 電位が誤って“H”→“L”と変化する、
例えばノイズなどにより誤ってノードN2 電位が変化す
る危険性が低くなり、より信頼性の高いデータ読出しを
行うことができる。また、ビット線BLj は、この時に
は、ノードN2 の電位変化に従って変化する。続いて、
φSPが“L”,φRNが“H”となってセンスしたデータ
がラッチされる。ラッチされた読出しデータはカラム選
択信号CSLi が“H”となって、入出力線 I/O,/I/
O に出力される。
After the selection gate and the control gate are reset to 0V, the signal φSP becomes "H" and φRN becomes "L". At this time, the nodes N1 and N2 are "L" and "H", respectively.
Therefore, the nodes N1 and N2 are both in a floating state. Then, when .phi.F becomes "H", the potential of the bit line BLi is transmitted to the node N1. When the potential of the node N1 is higher than the threshold voltage of Qn18, Qn18 is turned on, so that the node N2 becomes "L". Then Q
Since p6 turns on, the node N1 and Vcc become conductive, and BLi
And node N1 is charged. When the potential of the node N1 after .phi.F becomes "H" is lower than the threshold voltage of Qn18, Qn18 does not turn on, and the potential of the node N2 remains "H" in the floating state. In this case, since .phi.F2 is "H", the nodes N2 and BLj are in the conductive state. Therefore, even if the node N2 is in the floating state, it is conductive with the large load capacitance BLj. 9 is not conducted, the potential of the node N2 is erroneously changed from "H" to "L" without passing through Qn17 and Qn18, as compared with the case shown in FIG.
For example, the risk of accidentally changing the potential of the node N2 due to noise or the like is reduced, and more reliable data reading can be performed. At this time, the bit line BLj changes according to the potential change of the node N2. continue,
φSP becomes “L” and φRN becomes “H”, and the sensed data is latched. For the read data that has been latched, the column selection signal CSLi becomes "H" and the input / output lines I / O, / I /
Output to O.

【0051】次に、図13の動作タイミングを説明す
る。書込みデータが入出力線 I/O,/I/O からCMOS
フリップフロップFFにラッチされた後、プリチャージ
信号φp が“H”,/φp が“L”となってビット線B
Li がVccにプリチャージされる。また、φF2が“L”
となり、ノードN2 とビット線BLj の非接続とする。
続いて、電圧VMBはVccから中間電位VM (〜10V)
となる。その後、信号φF がVM となり、ラッチしたデ
ータによってビット線BLi は0VかVM となる(この
ときにはφF2は“L”であるので、ビット線BLj の電
位は変化しない)。“1”書込みの場合は0V,“0”
書込みの場合はVM である。この時選択ゲートSG1 は
VM ,SG2 は0V,制御ゲートはCG2 が選択されて
いる場合、CG1 がVM ,CG2 が高電圧Vpp(〜20
V)で、CG3 〜CG8 はVM である。
Next, the operation timing of FIG. 13 will be described. Write data from I / O line I / O, / I / O to CMOS
After being latched by the flip-flop FF, the precharge signal φp becomes “H” and / φp becomes “L”, and the bit line B
Li is precharged to Vcc. Also, φF2 is “L”
Therefore, the node N2 and the bit line BLj are not connected.
Then, the voltage VMB changes from Vcc to the intermediate potential VM (-10V).
Becomes After that, the signal φF becomes VM and the bit line BLi becomes 0V or VM depending on the latched data (at this time, since φF2 is "L", the potential of the bit line BLj does not change). 0V, "0" when writing "1"
In the case of writing, it is VM. At this time, when the select gate SG1 is VM, SG2 is 0V, and the control gate is CG2, CG1 is VM and CG2 is high voltage Vpp (up to 20).
In V), CG3 to CG8 are VM.

【0052】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた時、信号φF が
“L”,リセット信号φR が“H”となってビット線B
Li は0Vにリセットされる。続いて、φF2が“H”と
なってビット線BLj とノードN2 が接続された後、ベ
リファイ読出し動作となる。
Select gates SG1 and SG2, control gate C
When G1 to CG8 are reset to 0V, the signal φF becomes "L" and the reset signal φR becomes "H", and the bit line B
Li is reset to 0V. Then, .phi.F2 becomes "H", the bit line BLj and the node N2 are connected, and then the verify read operation is started.

【0053】ベリファイ読出し動作は図12の(カ)の
部分同様、まずプリチャージ信号φp が“H”,/φp
が“L”となって、ビット線BLi がVccにプリチャー
ジされる。この後、ロウデコーダ5により選択ゲート、
制御ゲートが駆動される。選択ゲートSG1 ,SG2 、
制御ゲートCG1 〜CG8 がリセットされた後、信号φ
SPが“H”、φRNが“L”となり、続いてφF が“H”
となる。このときには、“0”書込みをしたビット線に
接続されたCMOSフリップフロップにおいてのみQp5
がオンしているので、“0”書込みをしたビット線BL
i に接続されたノードN1 にのみVccが出力され、この
ときには“0”書込みをしたビット線BLi は“L”レ
ベルから(Vcc−Vthn )(Vthn はQn21 のしきい値
電圧)に充電され、続いてビット線電位がセンスされ
る。この時のベリファイ読出し時のノードN2 は、ビッ
ト線BLj と接続されているため、図12の(カ)の部
分と同様、ビット線BLj が接続されていない場合に比
べてより信頼性の高い読出しを行うことができる。ビッ
ト線電位がセンスされた後、信号φSPが“L”、φRNが
“H”となって再書込みデータがラッチされる。このと
き、書込みデータとメモリセルのデータと再書込みデー
タの関係は前記(表1)の通りである。
In the verify read operation, the precharge signal .phi.p is "H", /.phi.p as in the portion (f) of FIG.
Becomes "L" and the bit line BLi is precharged to Vcc. After that, the row decoder 5 selects the selection gate,
The control gate is driven. Select gates SG1, SG2,
After the control gates CG1 to CG8 are reset, the signal φ
SP becomes "H", φRN becomes "L", and then φF becomes "H".
Becomes At this time, only in the CMOS flip-flop connected to the bit line for which "0" is written, Qp5
Is on, so the bit line BL for which "0" was written
Vcc is output only to the node N1 connected to i. At this time, the bit line BLi in which "0" is written is charged from "L" level to (Vcc-Vthn) (Vthn is the threshold voltage of Qn21), Then, the bit line potential is sensed. At this time, since the node N2 at the time of verify read is connected to the bit line BLj, as in the case of (f) in FIG. 12, a more reliable read is performed as compared with the case where the bit line BLj is not connected. It can be performed. After the bit line potential is sensed, the signal φSP becomes “L” and φRN becomes “H”, and the rewrite data is latched. At this time, the relationship among the write data, the memory cell data, and the rewrite data is as described above (Table 1).

【0054】以上、NAND型EEPROMに本発明を
適用した時の実施例を説明してきたが、以上の説明から
も分かるように、CMOSフリップフロップ回路を用い
たビット線BLi 電位のセンス方式には2つの方式があ
る。図6〜8の実施例では、Qp3,Qp4,Qn17 ,Qn1
8 からなるクロック信号同期式インバータの回路しきい
値電圧を基準として“H”,“L”を判定するのに対
し、図9,10,12,13の実施例ではQn18 のしき
い値電圧を基準に“H”,“L”を判定している。前者
では、データのラッチ状態にかかわらず、ノードN2 が
フローティング状態にならない、という長所があるが、
ビット線電位センス時に貫通電流が流れる、回路しきい
値電圧のばらつきが比較的大きいという短所もある。後
者は、ノードN1 が“L”となるラッチ状態のときにノ
ードN2 がフローティング状態となる、という欠点があ
るが、ビット線電位センス時に貫通電流が流れない、セ
ンスの基準電圧であるQn18 のしきい値電圧のバラツキ
が比較的小さいという長所を持つものである。
Although the embodiment in which the present invention is applied to the NAND type EEPROM has been described above, as can be understood from the above description, the bit line BLi potential sensing method using the CMOS flip-flop circuit has two methods. There are two methods. In the embodiment of FIGS. 6-8, Qp3, Qp4, Qn17, Qn1
In contrast to the circuit threshold voltage of the clock signal synchronous inverter composed of 8 as a reference, "H" and "L" are determined, while in the embodiments of FIGS. "H" and "L" are determined as the reference. The former has the advantage that the node N2 does not enter the floating state regardless of the data latch state.
There are also disadvantages that a through current flows when sensing the bit line potential and the variation in the circuit threshold voltage is relatively large. The latter has the drawback that the node N2 is in the floating state when the node N1 is in the "L" latched state, but a through current does not flow when the bit line potential is sensed. It has the advantage that the variation in the threshold voltage is relatively small.

【0055】本発明はNOR型のフラッシュEEPRO
Mにも適用することができる。その実施例を次に説明す
る。
The present invention is a NOR type flash EEPRO.
It can also be applied to M. An example will be described below.

【0056】図14はフラッシュ型EEPROMのメモ
リセルアレイである。メモリセルのしきい値を下げる
(データを“1”とする)場合には、そのメモリセルの
制御ゲートに約−12Vの電圧を印加し、ドレインにV
ccを印加する。この時、選択メモリセルと制御ゲートを
共有してしきい値を変化させたくないメモリセルのドレ
インには0Vを印加する。
FIG. 14 shows a memory cell array of a flash type EEPROM. When lowering the threshold value of a memory cell (data is set to "1"), a voltage of about -12V is applied to the control gate of the memory cell and V is applied to the drain.
Apply cc. At this time, 0V is applied to the drains of the memory cells which do not want to change the threshold voltage, sharing the control gate with the selected memory cell.

【0057】ビット線の片端には図15に示すデータラ
ッチ兼センスアップを含むビット線制御回路が設けら
れ、メモリセルのしきい値を変化させるか否かのデータ
をラッチするようになっている。
A bit line control circuit including data latch and sense up shown in FIG. 15 is provided at one end of the bit line to latch the data as to whether or not the threshold value of the memory cell is changed. .

【0058】この実施例において、あるメモリセルのし
きい値を下げる動作を行った後、メモリセルの制御ゲー
トに所定のベリファイ電圧を印加してメモリセルのしき
い値を評価する。そして、所望のしきい値に達していな
いメモリセルがあれば、そのメモリセルについてのみ再
度しきい値を下げる動作を行う。この操作を繰り返し行
って、メモリセルのしきい値が所望の許容範囲に収まっ
ていることを確認して、ベリファイ動作を終了する。
In this embodiment, after the threshold value of a memory cell is lowered, a predetermined verify voltage is applied to the control gate of the memory cell to evaluate the threshold value of the memory cell. Then, if there is a memory cell that has not reached the desired threshold value, the operation of lowering the threshold value is performed again only for that memory cell. By repeating this operation, it is confirmed that the threshold value of the memory cell is within the desired allowable range, and the verify operation is ended.

【0059】図15は、ビット線BLi につながるデー
タラッチ兼センスアンプとなるCMOSフリップフロッ
プFFを含むビット線制御回路の構成を示している。そ
の基本構成は、先の実施例の図5と同じである。
FIG. 15 shows the configuration of a bit line control circuit including a CMOS flip-flop FF which serves as a data latch and sense amplifier connected to the bit line BLi. The basic configuration is the same as that of the previous embodiment shown in FIG.

【0060】この実施例の書込み動作(メモリセルのし
きい値を下げる動作)、及び書込みベリファイ読出し動
作を図16のタイミング図を用いて次に説明する。ま
ず、データ書込みに先立ってワード線毎にメモリセルの
消去が行われる。このデータ消去は、メモリセルの制御
ゲートを共通接続するワード線WLj に高電圧Vpp(〜
20V)を与え、ビット線に0Vを与える。これにより
メモリセルの浮遊ゲートに電子が注入され、しきい値は
Vcc以上になる。
The write operation (operation of lowering the threshold value of the memory cell) and the write verify read operation of this embodiment will be described below with reference to the timing chart of FIG. First, the memory cell is erased for each word line prior to data writing. This data erase is performed by applying a high voltage Vpp (~) to the word line WLj commonly connecting the control gates of the memory cells
20V) and 0V to the bit line. As a result, electrons are injected into the floating gate of the memory cell, and the threshold value becomes Vcc or higher.

【0061】データ書込みは、1ページ一括で行われ
る。まず、書込みデータが入出力線 I/O,/I/O からC
MOSフリップフロップFFにラッチされた後、ビット
線リセット信号φR が“L”レベルになり、ビット線B
Li はフローティングになる。次にワード線WLi が約
−12Vになる。続いて、φF がVH 電位(VH はQn2
1 がVcc程度の電圧を転送可能となるようなゲート電圧
であり、一般にVH ≧Vcc)となり、“1”書込み(浮
遊ゲートから電子を放出させる)時はビット線BLi は
Vcc程度、“0”書込み(浮遊ゲート内の電子を放出さ
せない)時はビット線BLi は0Vとなる。続いて、ワ
ード線がリセットされて、書込みは終了する。
Data writing is carried out for one page at a time. First, write data is input / output lines I / O, / I / O to C
After being latched by the MOS flip-flop FF, the bit line reset signal φR becomes “L” level and the bit line B
Li becomes floating. Next, the word line WLi becomes about -12V. Then, φF is VH potential (VH is Qn2
1 is a gate voltage at which a voltage of about Vcc can be transferred, and generally VH ≥Vcc. When writing "1" (emits electrons from the floating gate), the bit line BLi is about Vcc and "0". The bit line BLi becomes 0V at the time of writing (the electrons in the floating gate are not emitted). Then, the word line is reset and the writing is completed.

【0062】次に、ベリファイ読出し動作となる。ま
ず、プリチャージ信号φp が“H”,/φp が“L”と
なって、ビット線BLi がVccにプリチャージされた
後、φpが“L”,φp が“H”レベルとなって、BLi
はフローティング状態となる。続いて、ワード線がベ
リファイ電圧約3.5V(但し、3.5V≦Vcc、一般
には3.5V<Vcc)となって読出しが行われる。
“0”がメモリセルに書込まれている時は、ビット線B
Li は“H”レベルのままである。“1”がメモリセル
に書込まれて、そのしきい値電圧が3.5V以下になっ
ている場合は、ビット線BLi の電位は“L”レベルま
で低下する。続いて、ワード線が0Vとなり、またφRP
が“H”となる。続いて、φF が“H”となると、
“0”書込みをしたビット線に接続されたCMOSフリ
ップフロップにおいてのみQn20 がオンしているので、
“0”書込みをしたビット線BLi に接続されたノード
N1 にのみVssが出力され、このときには“0”書込み
をしたビット線BLi も“H”レベルからVssに充電さ
れ、続いてビット線電位がセンスされる。続いて、φRP
が“L”となってセンスされたデータがラッチされる。
Next, the verify read operation is performed. First, after the precharge signal .phi.p is "H" and /.phi.p is "L" to precharge the bit line BLi to Vcc, .phi.p is "L" and .phi.p is "H" level, and BLi
Is in a floating state. Then, the word line is set to a verify voltage of about 3.5V (however, 3.5V ≦ Vcc, generally 3.5V <Vcc), and reading is performed.
When "0" is written in the memory cell, bit line B
Li remains at "H" level. When "1" is written in the memory cell and its threshold voltage is 3.5 V or less, the potential of the bit line BLi drops to "L" level. Then, the word line becomes 0V and φRP
Becomes "H". Then, when φF becomes “H”,
Since Qn20 is turned on only in the CMOS flip-flop connected to the bit line where "0" is written,
Vss is output only to the node N1 connected to the "0" written bit line BLi. At this time, the "0" written bit line BLi is also charged from the "H" level to Vss, and then the bit line potential is changed. To be sensed. Then, φRP
Becomes "L" and the sensed data is latched.

【0063】図17に、ビット線制御回路として図15
の回路を用いた時のNOR型のフラッシュEEPROM
における書込み/書込みベリファイ読出し動作の別の実
施例を示す。図16の動作と異なる部分は、書込みベリ
ファイ読出し時に図16ではφRPを0V→Vcc→0Vと
変化させ、φSNはVccに固定されていたのに対して、図
17では図16と同じタイミングでφRPを0V→Vcc→
0Vと変化させる際に、同時にφSNをVcc→0V→Vcc
と変化させるところである。図17の動作タイミングの
場合には、ビット線電位をセンスする際にはQn17 ,Q
p6がオフ状態にあるため、(Vcc−Vthp )電位(Vth
p はQp3のしきい値電圧)がビット線BLi 電位の
“H”,“L”レベルを判定する基準電圧となる。一
方、図16の動作タイミングの場合はQp3,Qp4,Qn1
7 ,Qn18 から構成されるクロック信号同期型インバー
タの回路しきい値電圧がビット線電位の“H”,“L”
レベル判定の際の基準電圧となり、この点において図1
7の動作タイミングの場合と異なるが、他の点では同じ
である。図16の動作タイミングは図7と、図17の動
作タイミングは図10と同じコンセプトであり、pチャ
ネルとnチャネルのオン、オフのタイミングを入れ替え
たものである。
FIG. 17 shows a bit line control circuit shown in FIG.
NOR flash EEPROM when using the above circuit
Another embodiment of the write / write verify read operation in FIG. 16 differs from the operation of FIG. 16 in that the write verify read changes φRP from 0V → Vcc → 0V in FIG. 16 and φSN is fixed to Vcc, whereas in FIG. 17, φRP is changed at the same timing as in FIG. 0V → Vcc →
When changing to 0V, φSN is changed from Vcc to 0V to Vcc at the same time.
It is about to change. In the operation timing of FIG. 17, when sensing the bit line potential, Qn17, Qn
Since p6 is in the off state, (Vcc-Vthp) potential (Vth
p is the threshold voltage of Qp3) which becomes the reference voltage for judging the "H" and "L" levels of the potential of the bit line BLi. On the other hand, in the case of the operation timing of FIG. 16, Qp3, Qp4, Qn1
The circuit threshold voltage of the clock signal synchronous inverter composed of 7 and Qn18 is "H" or "L" of the bit line potential.
This is the reference voltage for level judgment, and in this respect,
Although it is different from the operation timing of No. 7, the other points are the same. The operation timing of FIG. 16 has the same concept as that of FIG. 7 and the operation timing of FIG. 17 has the same concept as that of FIG. 10, and the on / off timings of the p channel and n channel are interchanged.

【0064】図18にビット線制御回路として図15の
回路を用いた時のNOR型のフラッシュEEPROMに
おける書込み/書込みベリファイ読出し動作のさらに別
の実施例を示す。図18中の書込み動作は図16,17
中の書込み動作と全く同じ動作タイミングなので、ここ
では説明は省略し、図18中の書込みベリファイ読出し
動作についてのみ説明する。プリチャージ信号φp が
“H”,/φp が“L”となって、ビット線BLi がV
ccにプリチャージされた後、φp が“L”,/φp が
“H”レベルとなってBLi はフローティング状態とな
る。続いて、φF が“H”レベルとなり、ノードN1 と
ビット線BLi が接続される。このとき、CMOSフリ
ップフロップFFはデータラッチ状態にあり、“0”書
込みをするビット線に接続されたノードN1 は、“L”
レベルの状態にあるため、“0”書込みをするビット線
は“L”レベルに低下する。一方、“1”書込みをする
ビット線に接続されたノードN1 は“H”レベルの状態
にあるため、“1”書込みをするビット線は“H”レベ
ルのまま保たれる。続いてφF が“L”レベルとなって
ビット線BLi がフローティング状態となった後、ワー
ド線がベリファイ電圧約3.5Vとなって読出しが行わ
れる。“1”書込みを行うメモリセルへの書込みが不十
分でこのメモリセルが“0”データの状態にある場合に
はビット線BLiは“H”レベルのままである。“1”
データが書込まれてしきい値電圧が3.5V以下になっ
ている場合はビット線BLi の電位は“L”まで低下す
る。続いてワード線が0Vとなり、さらにφRPが
“H”,φRNが“L”となった後、φF が“H”となっ
てビット線電位がセンスされる。続いて、φRP,φRNが
それぞれ“L”,“H”となり、センスされたデータが
ラッチされる。
FIG. 18 shows still another embodiment of the write / write verify read operation in the NOR type flash EEPROM when the circuit of FIG. 15 is used as the bit line control circuit. The write operation in FIG. 18 is the same as in FIGS.
Since the operation timing is exactly the same as the write operation in the middle, the description thereof is omitted here, and only the write verify read operation in FIG. 18 will be described. The precharge signal φp becomes "H" and / φp becomes "L", and the bit line BLi becomes V.
After being precharged to cc, .phi.p becomes "L" and /.phi.p becomes "H" level, and BLi becomes a floating state. Then, .phi.F becomes "H" level, and the node N1 and the bit line BLi are connected. At this time, the CMOS flip-flop FF is in the data latch state, and the node N1 connected to the bit line for writing "0" is "L".
Since it is in the level state, the bit line for writing "0" drops to "L" level. On the other hand, since the node N1 connected to the bit line for writing "1" is at the "H" level, the bit line for writing "1" is kept at the "H" level. Then, .phi.F becomes "L" level to bring the bit line BLi into a floating state, and then the verify voltage of the word line becomes about 3.5 V and reading is performed. When the memory cell to which "1" is written is not sufficiently written and this memory cell is in the state of "0" data, the bit line BLi remains at "H" level. "1"
When the data is written and the threshold voltage is 3.5 V or less, the potential of the bit line BLi drops to "L". Then, the word line becomes 0 V, φRP becomes “H” and φRN becomes “L”, and then φF becomes “H”, and the bit line potential is sensed. Then, .phi.RP and .phi.RN become "L" and "H", respectively, and the sensed data is latched.

【0065】以上、本発明を実施例を用いて説明した
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。例えば、NOR型フラッシュEEP
ROMにおいて、図11〜13のようなオープンビット
線方式を用いる場合にも本発明は適用できる。また、N
AND型,NOR型共に、前記実施例中のような回路し
きい値電圧やトランジスタのいきい値電圧を基準として
“H”,“L”レベルを判定するような方式ばかりでな
く、図11のようなオープンビット線構造において、選
択ビット線の電圧と他方のビット線(ダミービット線)
の電圧を比較してメモリセルのデータを読出す方式を用
いた場合でも、本発明は有効である。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, NOR flash EEP
The present invention can be applied to the case where the open bit line system as shown in FIGS. 11 to 13 is used in the ROM. Also, N
In both the AND type and the NOR type, not only the method of judging the "H" level and the "L" level based on the circuit threshold voltage and the threshold voltage of the transistor as in the above embodiment, In such an open bit line structure, the voltage of the selected bit line and the other bit line (dummy bit line)
The present invention is effective even when a method of reading the data of the memory cell by comparing the voltages of the above is used.

【0066】また、読出し動作或いはベリファイ読出し
動作において、図5中のノードN1がフローティングと
なる場合がある(例えば図6,7中の(☆)の部分)た
め、ノードN1 がノイズの影響を受けないように何らか
の方法でノードN1 をシールドする方式を用いることに
より読出しデータの信頼性を高めることができる。ま
た、読出し動作或いはベリファイ読出し動作において、
読出しデータの信頼性を高めるため図5中のノードN1
がフローティング状態にある時間を短くする、或いはな
くする目的で、読出し動作時にはφRP:Vss→Vcc,φ
RN:Vcc→VssのタイミングとφF :Vss→Vccのタイ
ミングを、ベリファイ読出し動作時にはφRN:Vcc→V
ssのタイミングとφF :Vss→Vccのタイミングをほぼ
同時にした場合でも本発明は有効である。
Further, in the read operation or the verify read operation, the node N1 in FIG. 5 may be in a floating state (for example, the (*) part in FIGS. 6 and 7), so the node N1 is affected by noise. The reliability of the read data can be improved by using a method of shielding the node N1 by some method so as not to prevent it. In the read operation or verify read operation,
In order to improve the reliability of read data, the node N1 in FIG.
Φ: Vss → Vcc, φ during read operation for the purpose of shortening or eliminating the time when
RN: Vcc → Vss timing and φF: Vss → Vcc timing, φRN: Vcc → V during verify read operation
The present invention is effective even when the timing of ss and the timing of φ F: Vss → Vcc are almost the same.

【0067】また、図5,図11,図15の回路におい
て、破線で囲まれた部分を図19の回路構成に変更した
場合においても本発明は有効である。但し、図19の
(a)は図9,10,12,17の実施例においては使
えない。
The present invention is also effective when the portions surrounded by broken lines in the circuits of FIGS. 5, 11, and 15 are changed to the circuit configuration of FIG. However, FIG. 19 (a) cannot be used in the embodiments of FIGS.

【0068】また、前にも述べたように、読出し動作或
いはベリファイ読出し動作において、図5中のノードN
1 がフローティングとなる場合がある。フローティング
状態にある場合に、電源電圧変動によりデータが反転す
る危険があり、この危険をなくすために、図20,図2
1のような回路を図5,図11,図15の破線で囲まれ
た回路の代わりに用いることもできる。
Further, as described above, in the read operation or the verify read operation, the node N in FIG.
1 may be floating. In the floating state, there is a risk that the data may be inverted due to the fluctuation of the power supply voltage.
A circuit such as No. 1 can be used instead of the circuit surrounded by the broken line in FIGS. 5, 11, and 15.

【0069】図20(a)は、CMOSフリップフロッ
プの“H”レベル電位VMBが読出し時にVccmin 〜Vcc
max の範囲の変動が許容されている場合に、VMBとpチ
ャネルトランジスタの間にしきい値電圧が−Vccmin 以
上であるディプリッション型nチャネルトランジスタを
接続し、ゲート電圧を0VとすることによりVccがVcc
min 〜Vccmax の間で変動してもVMB側のpチャネルト
ランジスタのソースに伝わる電圧は変動しないため、よ
り信頼性の高い読出しを行うことができる。
FIG. 20A shows that the "H" level potential VMB of the CMOS flip-flop is between Vccmin and Vcc during reading.
When fluctuations in the range of max are allowed, a depletion type n-channel transistor having a threshold voltage of -Vccmin or more is connected between VMB and the p-channel transistor, and the gate voltage is set to 0V to obtain Vcc. Is Vcc
Even if the voltage fluctuates between min and Vccmax, the voltage transmitted to the source of the p-channel transistor on the VMB side does not fluctuate, so that more reliable reading can be performed.

【0070】図20(b)は、ノードN2 が“H”レベ
ルにある場合に、電源電圧の変動と同じ量だけノードN
2 の電圧を変化させる。前記ノードN1 がフローティン
グになる場合は、NAND型の実施例ではノードN1 が
“L”,ノードN2 が“H”の状態なので、図20
(b)のようにノードN2 とVccの間に容量を接続し、
ノードN1 とVssの間に容量を接続することにより電源
電圧の変動量と同じ量だけ“H”レベル側の電圧を変化
させることができる。さらに、ノードN1 やノードN2
に容量を接続することにより負荷容量が大きくなるので
フローティング状態におけるデータ反転の危険度を下げ
ることができる、という効果も加わり、より信頼性の高
い読出しを行うことができる。
FIG. 20B shows that when the node N2 is at the "H" level, the amount of the node N is the same as the fluctuation of the power supply voltage.
Change the voltage of 2. When the node N1 is in a floating state, the node N1 is in the "L" state and the node N2 is in the "H" state in the NAND type embodiment.
As shown in (b), connect a capacitor between node N2 and Vcc,
By connecting a capacitor between the node N1 and Vss, the voltage on the "H" level side can be changed by the same amount as the fluctuation amount of the power supply voltage. Furthermore, node N1 and node N2
Since the load capacitance is increased by connecting the capacitor to, the effect of reducing the risk of data inversion in the floating state can be added, and more reliable reading can be performed.

【0071】同様に、NOR型の実施例では、図21
(a)を用いることにより信頼性の高い読出しを行うこ
とができる。また、図21(b)のようにノードN1 ,
N2 と共にVcc,Vssの両方と容量を接続させると、V
cc側の容量とVss側の容量の比率を調整することにより
電源電圧変動に対するノードN1 とノードN2 の変化を
調整でき、最適の比率に調整することにより、より信頼
性の高い読出しを行うことが可能となる。また、VMBと
して、前記実施例中では、読出し動作、ベリファイ読出
し動作中はVccを用いていたが、代わりにVccに依存せ
ず常に一定の値に保たれた電圧を用いることにより図
5,11,15の破線中の回路をそのまま用いる場合で
も、電源電圧変動により誤読出しをしないようなより信
頼性の高い読出しを行うことができる。
Similarly, in the NOR type embodiment, as shown in FIG.
By using (a), highly reliable reading can be performed. Also, as shown in FIG. 21B, the node N1,
If both Vcc and Vss are connected together with N2, the capacitance will be V
By adjusting the ratio between the capacitance on the cc side and the capacitance on the Vss side, changes in the nodes N1 and N2 with respect to power supply voltage fluctuations can be adjusted, and by adjusting the ratio to the optimum, more reliable reading can be performed. It will be possible. Further, as the VMB, Vcc is used during the read operation and the verify read operation in the above-mentioned embodiment, but instead, a voltage which is always kept constant without depending on Vcc is used. , 15 can be used as it is, it is possible to perform more reliable reading that prevents erroneous reading due to fluctuations in the power supply voltage.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路面積を増加させることなく不必要な追加書込みを行わ
ない書込みベリファイ制御を行うことができ、最終的に
書込まれたメモリセルのしきい値分布を小さい範囲に設
定することを可能としたEEPROMを得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform write verify control that does not perform unnecessary additional writing without increasing the circuit area, and to finally write the memory cell. It is possible to obtain an EEPROM capable of setting the threshold distribution within a small range.

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

【図1】本発明の一実施例のNANDセル型EEPRO
Mの構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a NAND cell type EEPROM of an embodiment of the present invention.
The block diagram which shows the structure of M.

【図2】その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 the NAND cell configuration.

【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】同じく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.

【図5】同じくビット線制御回路部の構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit unit in the same manner.

【図6】データ読出し動作の第1の実施例を示すタイミ
ング図。
FIG. 6 is a timing chart showing the first embodiment of the data read operation.

【図7】データ書込み及びベリファイ読出し動作の第1
の実施例を示すタイミング図。
FIG. 7 is a first data write and verify read operation.
FIG.

【図8】データ読出し動作の第1の実施例の変形例の実
施例を示すタイミング図。
FIG. 8 is a timing chart showing an embodiment of a modification of the first embodiment of the data read operation.

【図9】データ読出し動作の第2の実施例を示すタイミ
ング図。
FIG. 9 is a timing chart showing a second embodiment of the data read operation.

【図10】データ読込み及びベリファイ読出し動作の第
2の実施例を示すタイミング図。
FIG. 10 is a timing chart showing a second embodiment of the data read and verify read operations.

【図11】ビット線制御回路部の別の構成を示すタイミ
ング図。
FIG. 11 is a timing diagram showing another configuration of the bit line control circuit unit.

【図12】データ読出し動作の第3の実施例を示すタイ
ミング図。
FIG. 12 is a timing chart showing a third embodiment of the data read operation.

【図13】データ読込み及びベリファイ読出し動作の第
3の実施例を示すタイミング図。
FIG. 13 is a timing chart showing a third embodiment of the data read and verify read operations.

【図14】NOR型EEPROMのセルアレイ構成を示
す図。
FIG. 14 is a diagram showing a cell array configuration of a NOR type EEPROM.

【図15】メモリセルのビット線制御回路部の構成を示
す図。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit portion of a memory cell.

【図16】データ読込み及びベリファイ読出し動作の第
4の実施例を示すタイミング図。
FIG. 16 is a timing chart showing a fourth embodiment of the data read and verify read operations.

【図17】データ読込み及びベリファイ読出し動作の第
5の実施例を示すタイミング図。
FIG. 17 is a timing chart showing a fifth embodiment of the data read and verify read operations.

【図18】データ読込み及びベリファイ読出し動作の第
6の実施例を示すタイミング図。
FIG. 18 is a timing chart showing a sixth embodiment of the data read and verify read operations.

【図19】図5,図11及び図15の破線で囲まれた部
分の変形例を示す図。
FIG. 19 is a view showing a modified example of a portion surrounded by a broken line in FIGS. 5, 11 and 15.

【図20】図5,図11及び図15の破線で囲まれた部
分の別の変形例を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing another modification of the portion surrounded by the broken line in FIGS. 5, 11 and 15.

【図21】図5,図11及び図15の破線で囲まれた部
分の別の変形例を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing another modification of the portion surrounded by the broken line in FIGS. 5, 11 and 15.

【図22】従来のビット線制御回路部の構成を示す図。FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a conventional bit line control circuit unit.

【図23】従来のデータ読出し動作を示すタイミング
図。
FIG. 23 is a timing chart showing a conventional data read operation.

【図24】従来のデータ書込み及びベリファイ読出し動
作を示すタイミング図。
FIG. 24 is a timing chart showing conventional data write and verify read operations.

【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、 FF…CMOSフリップフロップ(データラッチ兼セン
スアップ)。
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, FF ... CMOS flip-flop (data latch and sense) up).

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【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ビット線方向の一端部に設けら
れた、センス動作と書込みデータのラッチ動作を行うデ
ータラッチ兼センスアンプと、 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、 書込みベリファイ読出し動作時に、読出されたメモリセ
ルのデータと前記データラッチ兼センスアンプにラッチ
されている書込みデータとの論理をとって、書込み状態
に応じてビット毎に前記データラッチ兼センスアンプの
再書込みデータを自動設定する手段とを備え、 前記データラッチ兼センスアンプが、出力端子がメモリ
セルアレイのビット線に接続される第1のクロック信号
同期式インバータと、入力端子と出力端子がそれぞれ第
1のクロック信号同期式インバータの出力端子と入力端
子に接続される第2のインバータ又は第2のクロック信
号同期式インバータとから構成され、 書込みベリファイ読出し動作中にビット線の論理レベル
を検知する時に、第1のクロック同期式インバータの出
力端子と接地電位の間にあるトランジスタのうち少なく
とも1つを非活性状態にし、かつ第1のクロック同期式
インバータの出力端子と電源電位の間にあるトランジス
タのうち少なくとも1つを活性状態にすることを特徴と
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 data latch / sense amplifier which is provided at one end of the cell array in the bit line direction and performs a sensing operation and a write data latch operation, and a unit write time is set in a predetermined range of memory cells of the memory cell array to simultaneously write data. After that, verify control means for reading the memory cell data and rewriting if there is a memory cell that has not been sufficiently written, and the data of the read memory cell and the data latch Takes the logic of the write data latched in the sense amplifier and bit by bit according to the write state. Means for automatically setting rewrite data of the data latch / sense amplifier, wherein the data latch / sense amplifier has a first clock signal synchronous inverter having an output terminal connected to a bit line of a memory cell array, and an input The terminal and the output terminal are respectively composed of the second inverter or the second clock signal synchronous inverter connected to the output terminal and the input terminal of the first clock signal synchronous inverter, and the bit line during the write verify read operation. At least one of the transistors between the output terminal of the first clock-synchronous inverter and the ground potential is deactivated when detecting the logic level of A transistor characterized by activating at least one of the transistors between the potentials. Volatile semiconductor memory device.
【請求項2】前記メモリセルアレイは、複数のMOSト
ランジスタを直列接続したNANDセル構造であること
を特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory cell array has a NAND cell structure in which a plurality of MOS transistors are connected in series.
【請求項3】第1のクロック信号同期式インバータは、
前記ビット線と接地端子の間に直列に接続された第1及
び第2のnチャネルMOSトランジスタと、前記ビット
線と電源端子との間に接続された第1及び第2のpチャ
ネルMOSトランジスタとからなり、第2のnチャネル
MOSトランジスタ及び第2のpチャネルMOSトラン
ジスタのゲートを共通に入力端子に接続し、第1のnチ
ャネルMOSトランジスタ及び第1のpチャネルMOS
トランジスタのゲートをそれぞれクロック入力端子とし
たことを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶
装置。
3. A first clock signal synchronous inverter,
First and second n-channel MOS transistors connected in series between the bit line and a ground terminal, and first and second p-channel MOS transistors connected between the bit line and a power supply terminal The gates of the second n-channel MOS transistor and the second p-channel MOS transistor are commonly connected to the input terminal, and the first n-channel MOS transistor and the first p-channel MOS transistor are connected.
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the gates of the transistors are clock input terminals.
JP28667892A 1992-09-30 1992-09-30 Nonvolatile semiconductor storage device Pending JPH06120454A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118703A (en) * 1998-04-22 2000-09-12 Nec Corporation Nonvolatile storage device and control method therefor

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