JPH0676586A - Nonvolatile semiconductor memory device and memory system using the same - Google Patents
Nonvolatile semiconductor memory device and memory system using the sameInfo
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- JPH0676586A JPH0676586A JP35303392A JP35303392A JPH0676586A JP H0676586 A JPH0676586 A JP H0676586A JP 35303392 A JP35303392 A JP 35303392A JP 35303392 A JP35303392 A JP 35303392A JP H0676586 A JPH0676586 A JP H0676586A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フラッシュEEPRO
Mを用いた不揮発性半導体記憶装置及びこれを用いた記
憶システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a flash EEPRO.
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device using M and a memory system using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、コンピュータシステムの記憶装置
として磁気ディスク装置が広く用いられてきた。しか
し、磁気ディスク装置には、以下のような短所、即ち、
高度に精密な機械的駆動機構を有するため衝撃に弱い、
重量があるため可搬性に乏しい、消費電力が大きく電池
駆動が容易でない、及び高速アクセスができない等の短
所があった。2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic disk device has been widely used as a storage device of a computer system. However, the magnetic disk device has the following disadvantages:
Sensitive to shocks because it has a highly precise mechanical drive mechanism,
Due to its weight, it has poor portability, consumes a large amount of power, is not easily driven by a battery, and cannot access at high speed.
【0003】このような欠点に着目して、近年、EEP
ROMを用いた半導体メモリ装置の開発が進められてい
る。半導体メモリ装置には、一般に、そのような長所、
即ち、機械的駆動部分を有しないため衝撃に強い、軽量
のため可搬性に富む、消費電力が小さいため電池駆動が
容易である、高速アクセスが可能である等の長所を有し
ている。Focusing on these drawbacks, in recent years the EEP
Development of a semiconductor memory device using a ROM is in progress. Semiconductor memory devices generally have such advantages.
That is, since it has no mechanical drive portion, it has advantages such as strong impact resistance, light weight and excellent portability, low power consumption, easy battery drive, and high speed access.
【0004】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、次のような構造を有する。即ち、複数のメモリセル
は例えばカラム方向に並べる。これらのセルのうちの互
いに隣りあうセル同士のソースとドレインを順次直列に
接続する。このような接続により、複数のメモリセルが
直列接続された単位セル群(NADAセル)を構成す
る。このような単位セル群を一単位としてビット線に接
続する。As one of the EEPROMs, a NAND cell type EEPROM capable of high integration is known. It has the following structure. That is, a plurality of memory cells are arranged in the column direction, for example. The source and drain of adjacent cells of these cells are sequentially connected in series. Such a connection constitutes a unit cell group (NADA cell) in which a plurality of memory cells are connected in series. Such a unit cell group is connected as a unit to a bit line.
【0005】メモリセルは、通常、電荷蓄積層と制御ゲ
ートとが積層されたFETMOS構造を有する。メモリ
セルは、p型基板又はn型基板に形成されたp型ウエル
内にアレイ状に集積形成される。NAND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る。
NANDセルのソース側は、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。各メモリセルの制
御ゲートは、行方向に配設されたワード線に接続されて
いる。A memory cell usually has a FETMOS structure in which a charge storage layer and a control gate are laminated. The memory cells are integrated and formed in an array in a p-type well formed on a p-type substrate or an n-type substrate. The drain side of the NAND cell is connected to the bit line via the select gate.
The source side of the NAND cell is connected to the source line (reference potential wiring) via the select gate. The control gate of each memory cell is connected to a word line arranged in the row direction.
【0006】このNAND型EEPROMの書込み動作
は、次の通りである。先の消去動作によって、NAND
セル内の全てのメモリセルのしきい値が負にされてい
る。この後、データ書込みは、ビット線から最も離れた
位置のメモリセルから順に行われる。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中間電位VM (=10V程度)を印
加する。ビット線に書込みデータに応じて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、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“0”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ない。従って、こ
のときにはメモリセルのしきい値は変化しない。つま
り、しきい値は負の値をとる。この状態を“1”とす
る。The write operation of this NAND type EEPROM is as follows. By the previous erase operation, NAND
The thresholds of all memory cells in the cell are made negative. After that, data writing is performed in order from the memory cell located farthest from the bit line. A high voltage Vpp (about 20 V) is applied to the control gate of the selected memory cell, and an intermediate potential VM (about 10 V) is applied to the control gate and the select gate of the memory cell on the bit line side. 0V or an intermediate potential is applied to the bit line according to the write 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. As a result, the threshold value of the selected memory cell shifts in the positive direction.
This state is, for example, "0". Electron injection does not occur when an intermediate potential is applied to the bit line. Therefore, at this time, the threshold value of the memory cell does not change. That is, the threshold has a negative value. This state is set to "1".
【0007】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
ト及び選択ゲートを0Vとし、ビット線及びソース線を
浮遊状態とし、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
ト中の電子がp型ウェルに抜き取られ、メモリセルのし
きい値は負方向にシフトとする。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 the n-type substrate.
Is applied. As a result, the electrons in the floating gates of all the memory cells are extracted into the p-type well, and the threshold value of the memory cells shifts in the negative direction.
【0008】データ読出し動作は、次のようにして行わ
れる。即ち、選択されたメモリセルの制御ゲートを0V
とし、非選択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)とする。この状態で、選択メモ
リセルに電流が流れるか否かを検出する。流れれば
“1”のデータが、流れなければ“0”のデータがそれ
ぞれ格納されているのがわかる。The data read operation is performed as follows. That is, the control gate of the selected memory cell is set to 0V.
The power supply potential Vcc (= 5V) is applied to the control gate and the select gate of the non-selected memory cell. In this state, it is detected whether or not a current flows through the selected memory cell. It can be seen that the data of "1" is stored if the data flows, and the data of "0" is stored if the data does not flow.
【0009】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。このため、書込みがなされたメモリセルのしきい値
電圧には制限がある。例えば“0”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
度でなければならない。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及び電源電位のば
らつきを考慮すると、データ書込み後のしきい値分布は
上記範囲よりも小さい範囲である必要がある。As is clear from the above description of the operation, the NA
In the ND cell type EEPROM, the non-selected memory cell acts as a transfer gate during write and read operations. Therefore, there is a limit to the threshold voltage of the written memory cell. For example, the preferable range of the threshold value of the memory cell programmed with "0" must be about 0.5 to 3.5V. 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 needs to be smaller than the above range.
【0010】しかしながら、従来のように、書込み電位
及び書込み時間を固定し、全メモリセルについて同一条
件でデータ書込みする方式では、“0”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
モリセルには、製造プロセスのばらつきから、セルの特
性にばらつきが生じる。このため、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生じる。このよう
な書込み特性差に着目し、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な書込みが行われるようにす
るため、書込み時間の長さを調節し、且つベリファイを
行いながら書込む、という方法も提案されている。However, it is difficult to keep the threshold value range after "0" writing within the permissible range in the conventional method in which the write potential and the write time are fixed and data is written under the same condition for all memory cells. . For example, in memory cells, variations in manufacturing process cause variations in cell characteristics. Therefore, some memory cells are easily written and some are hard to be written. Focusing on such a difference in writing characteristics, in order to perform writing such that the threshold value of each memory cell falls within a desired range, the length of writing time is adjusted and writing is performed while verifying. The method of putting in is also proposed.
【0011】しかしながら、このような方法を採用した
場合には、書込みが十分に行われたかを判断するために
メモリセルのデータを装置外部に出力しなければならな
い。このため全書込み時間が長くなるという難点があっ
た。However, when such a method is adopted, it is necessary to output the data of the memory cell to the outside of the device in order to judge whether the writing has been sufficiently performed. Therefore, there is a problem that the total writing time becomes long.
【0012】消去ベリファイに関しては、特開平3−2
59499に開示されているように、複数のセンスアン
プの出力をANDゲートに入力してそれらの論理をとっ
て、一括消去ベリファイ信号を生成するという技術が知
られている、しかし、この回路構成は、NOR型の消去
ベリファイのみにしか用いることが出来ず、書込みベリ
ファイには適用できない。その理由は、書込みデータの
値は、“1”と“0”の両方の値をとり、センスアンプ
出力の論理をとることによっては一括ベリファイが行え
ないためである。このように、書込みベリファイを一括
して行うことができないため、データ書込みの際には、
書込みとベリファイ読出しとを繰り返し行って、各メモ
リセルのデータをその都度1つ1つチップ外部に出力し
なければならなかった。このことが、書込み動作の高速
化を妨げる要因となっていた。Regarding erase verify, Japanese Patent Laid-Open No. 3-2
As disclosed in 59499, a technique is known in which outputs of a plurality of sense amplifiers are input to an AND gate and their logics are taken to generate a batch erase verify signal. However, this circuit configuration is , NOR type erase verify can be used only, and write verify cannot be applied. The reason is that the value of the write data is both “1” and “0”, and the batch verification cannot be performed by taking the logic of the sense amplifier output. In this way, since write verification cannot be performed collectively, when writing data,
It was necessary to repeatedly perform writing and verify reading, and to output the data of each memory cell to the outside of the chip one by one. This has been a factor that prevents the speeding up of the write operation.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記高速化
達成の困難さに着目してなされたもので、その目的は、
制御回路の面積を増大させることなく、書込み動作及び
書き込みベリファイ並びに消去動作及び消去ベリファイ
を高速化可能なEEPROM及びそれを用いたシステム
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the difficulty of achieving the above-mentioned high speed, and its purpose is to:
An object of the present invention is to provide an EEPROM capable of speeding up a write operation, a write verify, an erase operation and an erase verify without increasing the area of a control circuit, and a system using the EEPROM.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の不揮発性
半導体記憶装置は、外部から入力された書き込みデータ
を一時的に保持する複数のデータラッチ手段と、複数の
前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けられ、書
き込み動作時には、前記データラッチ手段に保持された
データに応じて書き込み動作が行われる複数のメモリセ
ルと、複数の前記データラッチ手段に対応して設けら
れ、前記書き込み動作に引き続いて、前記メモリセルよ
り読み出したデータと、前記データラッチ手段に保持さ
れたデータとを比較し、当該メモリセルに対し書き込み
なされたか否かを判定する複数の比較手段と、複数の前
記比較手段の全てが、それぞれ対応するメモリセルに対
し書き込みがなされたと判定したときに、書き込み完了
信号を出力する一括ベリファイ手段とを具備するものと
して構成される。A first nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of data latch means for temporarily holding write data inputted from the outside, and a plurality of the data latch means. A plurality of memory cells that are provided corresponding to each other and perform a write operation according to the data held in the data latch means and a plurality of memory cells that are provided corresponding to the plurality of data latch means during the write operation. Subsequently, a plurality of comparing means for comparing the data read from the memory cell with the data held in the data latch means to determine whether or not the memory cell has been written, and a plurality of the comparing means. All output a write completion signal when it is determined that writing has been performed to the corresponding memory cells. Configured as comprising a Rifai means.
【0015】本発明の第2の不揮発性半導体記憶装置
は、外部から入力された書き込みデータを第1及び第2
の論理レベルとして一時的に保持する複数のデータラッ
チ手段と、複数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応
して設けられ、トランジスタのしきい値が第1の範囲内
にある時は消去状態として、トランジスタのしきい値が
第2の範囲内にある時は書き込み状態としてデータを記
憶するメモリセルであって、書き込み動作時には、対応
する前記データラッチ手段に第1の論理レベルが保持さ
れている時には、しきい値が変動させられ、対応する前
記データラッチ手段に第2の論理レベルが保持されてい
る時にはしきい値の変動が抑制される複数のメモリセル
と、前記データラッチ手段に対応して設けられ、前記書
き込み動作に引き続いて行われるベリファイ動作におい
て、対応する前記メモリセルより読み出したデータと、
前記データラッチ手段に保持されたデータとを比較し、
当該メモリセルのしきい値が前記第2の範囲内に達した
ときは当該データラッチ手段に第2の論理レベルを再設
定する複数の再書込みデータ設定手段と、複数のデータ
ラッチ手段の全てに第2の論理レベルが設定されたとき
に、書き込み完了信号を出力する一括ベリファイ手段と
を具備するものとして構成される。A second nonvolatile semiconductor memory device of the present invention uses write data input from the outside as first and second write data.
A plurality of data latching means for temporarily holding the logic level of the transistor and a plurality of the data latching means are provided respectively corresponding to the plurality of data latching means. Is a memory cell that stores data as a write state when the threshold value of is within the second range, and during the write operation, when the first logic level is held in the corresponding data latch means, A plurality of memory cells are provided corresponding to the data latch means and a plurality of memory cells whose threshold values are changed and the change of the threshold value is suppressed when the second logic level is held in the corresponding data latch means. In the verify operation performed subsequent to the write operation, the data read from the corresponding memory cell,
Comparing the data held in the data latch means,
When the threshold value of the memory cell reaches the second range, the plurality of rewrite data setting means for resetting the second logic level in the data latch means and all of the plurality of data latch means are set. And a collective verify means for outputting a write completion signal when the second logic level is set.
【0016】本発明の第3の不揮発性半導体記憶装置
は、外部から入力された書き込みデータ及び読出データ
を第1及び第2の論理レベルとして一時的に保持する複
数のデータラッチ手段と、複数の前記データラッチ手段
にそれぞれ対応して設けられ、トランジスタのしきい値
が第1の範囲内にある時は消去状態として、トランジス
タのしきい値が第2の範囲内にある時は書き込み状態と
してデータを記憶するメモリセルであって、書き込み動
作時には、対応する前記データラッチ手段に第1の論理
レベルが保持されている時にはしきい値が前記第1の範
囲から前記第2の範囲へ向かう方向に変動させられ、対
応する前記データラッチ手段に第2の論理レベルが保持
されている時にはしきい値の変動が抑制され、消去動作
時には前記書き込み動作時のしきい値の変動とは逆方向
にしきい値が変動させられる複数のメモリセルと、前記
データラッチ手段に対応して設けられ、前記書き込み動
作に引き続いて行われる書き込みベリファイ動作におい
て、対応する前記メモリセルより読み出したデータと前
記データラッチ手段に保持されたデータとを比較し、当
該メモリセルのしきい値が前記第2の範囲内に達したと
きは当該データラッチ手段に第2の論理レベルを再設定
し、前記消去動作に引き続いて行われる消去ベリファイ
動作において、当該メモリセルのしきい値が前記第2の
範囲内にある時は第2の論理レベルを、当該メモリセル
のしきい値が前記第1の範囲内にある時は第1の論理レ
ベルを当該データラッチ手段に設定する複数のデータ再
設定手段と、複数の前記データラッチ手段の全てに第2
の論理レベルが設定されたときに書き込み完了信号を出
力し、複数の前記データラッチ手段の全てに第1の論理
レベルが設定された時には消去完了信号を出力する一括
ベリファイ手段とを具備するものとして構成される。A third nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes a plurality of data latch means for temporarily holding write data and read data input from the outside as first and second logic levels, and a plurality of data latch means. The data latch means are provided corresponding to the data latch means, and when the threshold value of the transistor is within the first range, the erased state is set. And a threshold value in a direction from the first range to the second range when the first logic level is held in the corresponding data latch means during the write operation. When the second logic level is changed and held in the corresponding data latch means, the change in the threshold value is suppressed, and the write operation is performed during the erase operation. A plurality of memory cells whose threshold values are changed in the direction opposite to the change of the threshold value at the time of the operation, and a write verify operation which is provided corresponding to the data latch means and which is performed subsequent to the write operation. The data read from the memory cell is compared with the data held in the data latch means, and when the threshold value of the memory cell reaches the second range, the data latch means receives the second data. When the threshold value of the memory cell is within the second range in the erase verify operation performed after resetting the logic level and following the erase operation, the second logic level is set to the level of the memory cell. A plurality of data resetting means for setting a first logic level in the data latch means when the threshold value is within the first range; and a plurality of the data latches. To all of the stage second
And a batch verify unit that outputs a write completion signal when the logic level of 1 is set and outputs an erase completion signal when the first logic level is set to all of the plurality of data latch units. Composed.
【0017】本発明の第1の記憶システムは、外部から
入力された書き込みデータを一時的に保持する複数のデ
ータラッチ手段と、複数の前記データラッチ手段にそれ
ぞれ対応して設けられ、書き込み動作時には、前記デー
タラッチ手段に保持されたデータに応じて書き込み動作
が行われる複数のメモリセルと、複数の前記データラッ
チ手段に対応して設けられ、前記書き込み動作に引き続
いて、前記メモリセルより読み出したデータと、前記デ
ータラッチ手段に保持されたデータとを比較し、当該メ
モリセルに対し書き込みなされたか否かを判定する複数
の比較手段と、複数の前記比較手段の全てが、それぞれ
対応するメモリセルに対し書き込みがなされたと判定し
たときに、書き込み完了信号を出力する一括ベリファイ
手段と、前記一括ベリファイ手段が書き込み完了信号を
出力すると新たな書き込みデータを前記データラッチ手
段に転走する書き込みデータ制御手段とを具備するもの
として構成される。A first storage system of the present invention is provided corresponding to a plurality of data latch means for temporarily holding write data input from the outside and a plurality of the data latch means, and at the time of a write operation. , A plurality of memory cells for performing a write operation according to the data held in the data latch means and a plurality of memory cells provided corresponding to the plurality of data latch means, and read from the memory cells subsequent to the write operation A plurality of comparing means for comparing the data and the data held in the data latching means to determine whether or not writing has been performed on the memory cell, and all of the plurality of comparing means have corresponding memory cells. And a batch verifying means for outputting a write completion signal when it is determined that the write operation is completed. Rifai means is configured as comprising a write data control means for rolling said data latch means new write data and outputs a write completion signal.
【0018】本発明の第2の記憶システムは、外部から
入力された書き込みデータを第1及び第2の論理レベル
として一時的に保持する複数のデータラッチ手段と、複
数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けら
れ、トランジスタのしきい値が第1の範囲内にある時は
消去状態として、トランジスタのしきい値が第2の範囲
内にある時は書き込み状態としてデータを記憶するメモ
リセルであって、書き込み動作時には、対応する前記デ
ータラッチ手段に第1の論理レベルが保持されている時
には、しきい値が変動させられ、対応する前記データラ
ッチ手段に第2の論理レベルが保持されている時にはし
きい値の変動が抑制される複数のメモリセルと、前記デ
ータラッチ手段に対応して設けられ、前記書き込み動作
に引き続いて行われるベリファイ手段において、対応す
る前記メモリセルより読み出したデータと、前記データ
ラッチ手段に保持されたデータとを比較し、当該メモリ
セルのしきい値が前記第2の範囲内に達したときは当該
データラッチ手段に第2の論理レベルを再設定する複数
の再書き込みデータ設定手段と、複数のデータラッチ手
段の全てに第2の論理レベルが設定されたときに、書き
込み完了信号を出力する一括ベリファイ手段と、前記一
括ベリファイ手段が書き込み完了信号を出力すると新た
な書き込みデータを前記データラッチ手段に転送する書
き込みデータ制御手段とを具備するものとして構成され
る。A second storage system of the present invention comprises a plurality of data latch means for temporarily holding write data inputted from the outside as first and second logic levels, and a plurality of the data latch means, respectively. A memory cell that is provided correspondingly and stores data as an erased state when the threshold value of the transistor is within the first range and as a written state when the threshold value of the transistor is within the second range. Therefore, in the write operation, when the corresponding data latch means holds the first logic level, the threshold value is changed, and the corresponding data latch means holds the second logic level. Is provided corresponding to the plurality of memory cells in which the fluctuation of the threshold value is suppressed and the data latch means, and is performed subsequent to the write operation. In the verifying means, the data read from the corresponding memory cell is compared with the data held in the data latch means, and when the threshold value of the memory cell reaches the second range, the data is concerned. A plurality of rewrite data setting means for resetting the second logic level in the latch means, and a batch verify means for outputting a write completion signal when the second logic level is set in all of the plurality of data latch means. And write data control means for transferring new write data to the data latch means when the collective verify means outputs a write completion signal.
【0019】[0019]
【作用】本発明の第1の記憶装置は、複数の比較手段の
それぞれが、メモリセルより読み出したデータと、デー
タラッチ手段に保持されていたデータとを比較し、メモ
リセルに対し書き込みがなされたか否かを判定する。比
較手段の全てが書き込みがなされたと判定すると、一括
ベリファイ手段が書き込み終了信号を出力する。In the first memory device of the present invention, each of the plurality of comparing means compares the data read from the memory cell with the data held in the data latch means, and the data is written to the memory cell. It is determined whether or not. When it is determined that all of the comparing units have written, the collective verifying unit outputs a write end signal.
【0020】本発明の第2の記憶装置においては、外部
からの書き込みデータが、複数のデータラッチ手段のそ
れぞれに第1あるいは第2の論理レベルとして保持され
る。複数のメモリセルのそれぞれは、トランジスタのし
きい値が第1の範囲にあるときは消去状態として、第2
の範囲にあるときは書き込み状態として、データを記憶
する。書き込み動作時には、メモリセルのしきい値、デ
ータラッチ手段に第1/第2の論理レベルが保持されて
いるときには、変動させられ/変動が制御される。書き
込み動作に引き続いて得られるベリファイ動作において
は、メモリセルからの読み出しデータとデータラッチ手
段中のデータとが、再書き込みデータ設定手段によって
比較される。そして、再書き込みデータ設定手段は、メ
モリセルのしきい値が第2の範囲内に達したときは、こ
のデータラッチ手段に第2の論理レベルを再設定する。
このようにして、複数のデータラッチ手段の全てに第2
の論理レベルが設定されたときに、一括ベリファイ手段
が書き込み完了信号を出力する。In the second memory device of the present invention, write data from the outside is held as the first or second logic level in each of the plurality of data latch means. Each of the plurality of memory cells is in the erased state when the threshold value of the transistor is in the first range and is in the second state.
If it is within the range, the data is stored as the writing state. In the write operation, when the threshold value of the memory cell and the first / second logic level are held in the data latch means, they are changed / changed. In the verify operation obtained after the write operation, the read data from the memory cell and the data in the data latch means are compared by the rewrite data setting means. Then, the rewrite data setting means resets the second logic level in the data latch means when the threshold value of the memory cell reaches within the second range.
In this way, all of the plurality of data latch means have the second
When the logic level is set, the batch verify means outputs the write completion signal.
【0021】本発明の第3の記憶装置においては、複数
のデータラッチ手段のそれぞれが外部からの書き込みデ
ータと、メモリセルからの読み出しデータのいずれか
を、第1/第2論理レベルとして保持する。このメモリ
セルは、その消去状態/書き込み状態においては、トラ
ンジスタのしきい値が第1/第2の範囲内にあるものと
して、データを記憶する。書き込み動作時には、メモリ
セルのしきい値は、データラッチ手段に第1の論理レベ
ルが保持されているときには、第1の範囲から第2の範
囲へ向う方向に変動させられ、データラッチ手段に第2
の論理レベルが保持されているときには、変動が制御さ
れる。消去動作時には、メモリセルのしきい値の変動
は、書き込み動作時の変動方向と逆方向に変動する。デ
ータ再設定手段は、以下のように動作する。書き込み動
作に引き続いて行われる書き込みベリファイ動作におい
て、メモリセルからの読み出しデータとデータラッチ手
段中のデータを比較する。メモリセルのしきい値が第2
の範囲に達したときには、データラッチ手段に第2の論
理レベルを再設定する。消去動作に引き続いて行われる
消去ベリファイ動作において、データラッチ手段に、メ
モリセルのしきい値が第2/第1の範囲内にあるときに
は、第2/第1の論理レベルを再設定する。一括ベリフ
ァイ手段は、データラッチ手段の全てに第2/第1の論
理レベルが設定されたときに、書き込み終了信号/消去
終了信号を出力する。In the third memory device of the present invention, each of the plurality of data latch means holds either write data from the outside or read data from the memory cell as the first / second logic level. . In this erased / written state, this memory cell stores data assuming that the threshold value of the transistor is within the first / second range. During the write operation, the threshold value of the memory cell is changed in the direction from the first range to the second range when the first logic level is held in the data latch means, and the threshold value of the data latch means is changed. Two
The variation is controlled when the logic level of is held. During the erase operation, the threshold voltage of the memory cell changes in the opposite direction to the change direction during the write operation. The data resetting means operates as follows. In the write verify operation performed subsequent to the write operation, the read data from the memory cell is compared with the data in the data latch means. Memory cell threshold is second
When the range is reached, the second logic level is reset in the data latch means. In the erase verify operation performed subsequent to the erase operation, when the threshold value of the memory cell is within the second / first range, the second / first logic level is reset in the data latch means. The collective verify means outputs a write end signal / erase end signal when the second / first logic level is set in all the data latch means.
【0022】本発明の第1、第2の記憶システムにおい
ては、上述のような本発明の記憶装置において、一括ベ
リファイ手段が書き込み終了信号を出力した後に、新た
な書き込みデータをデータラッチ手段に転送する。In the first and second storage systems of the present invention, in the storage device of the present invention as described above, new write data is transferred to the data latch means after the batch verify means outputs the write end signal. To do.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の第1実施例のNAND型EEP
ROMを示すブロック図である。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2は、データ入出力バッ
ファ6につながっている。アドレスバッファ4からのア
ドレス信号は、カラムデコーダ3を介して、ビット線制
御回路2に加えられる。メモリセルアレイ1における制
御ゲート及び選択ゲートを制御するため、ロウデコーダ
5が設けられている。メモリセルアレイ1が形成される
p型領域(p基板又はp型ウェル)の電位を制御するた
め、基板電位制御回路7が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a NAND type EEP according to a first embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows ROM. A bit line control circuit 2 is provided to perform data writing, reading, rewriting, and verify reading with respect to the memory cell array 1. The bit line control circuit 2 is connected to the data input / output buffer 6. The address signal from the address buffer 4 is applied to the bit line control circuit 2 via the column decoder 3. A row decoder 5 is provided to control the control gate and the select gate in the memory cell array 1. A substrate potential control circuit 7 is provided to control the potential of a p-type region (p substrate or p-type well) in which the memory cell array 1 is formed.
【0024】プログラム終了検出回路8は、ビット線制
御回路2にラッチされているデータを検知し、書込み終
了信号を出力する。書込み終了信号は、データ入出力バ
ッファ6から外部へ出力される。The program end detection circuit 8 detects the data latched in the bit line control circuit 2 and outputs a write end signal. The write end signal is output from the data input / output buffer 6 to the outside.
【0025】ビット線制御回路2は、主にCMOSフリ
ップフロップ(FF)を有する。これらのFFは、書込
むためのデータのラッチ、ビット線の電位を検知するた
めのセンス動作、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 mainly has a CMOS flip-flop (FF). These FFs perform latching of data for writing, sensing operation for detecting the potential of the bit line, sensing operation for verify reading after writing, and latching of rewriting data.
【0026】図2(a)、(b)は、それぞれ、メモリ
セルアレイの一つのNAND部分の平面図及び等価回路
図である。図3(a)、(b)は、それぞれ、図2
(a)のA−A′線断面図及びB−B′断面図である。
素子分離酸化膜12で囲まれたp型領域11に、複数の
メモリセル、つまり複数のNANDセルを有するメモリ
セルアレイが形成されている。以下には一つのNAND
セルに着目して説明する。この実施例では、8個のメモ
リセルM1 〜M8 が直列に接続されて一つのNANDセ
ルを構成している。各メモリセルは基板11の上方に、
ゲート絶縁膜13を介して浮遊ゲート14(141 ,1
42 ,…,148 )が形成されている。これらの浮遊ゲ
ート14の上方に、層間絶縁膜15を介して、制御ゲー
ト16(161 ,162 ,…,168 )が形成されてい
る。各n型拡散層19は、隣接する2つのメモリセルの
一方においては、ソースとして、他方においてはドレイ
ンとして共用される。これにより、各メモリセルは、直
列に接続されることになる。2A and 2B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND portion of the memory cell array, respectively. 3A and 3B are respectively shown in FIG.
It is the AA 'line sectional view and BB' sectional view of (a).
In the p-type region 11 surrounded by the element isolation oxide film 12, a memory cell array having a plurality of memory cells, that is, a plurality of NAND cells is formed. Below is one NAND
A description will be given focusing on cells. In this embodiment, eight memory cells M1 to M8 are connected in series to form one NAND cell. Each memory cell is above the substrate 11,
Floating gate 14 (14 1 , 1) via gate insulating film 13
4 2 , ..., 14 8 ) are formed. Control gates 16 (16 1 , 16 2 , ..., 16 8 ) are formed above the floating gates 14 via an interlayer insulating film 15. Each n-type diffusion layer 19 is shared as a source in one of two adjacent memory cells and as a drain in the other. As a result, the memory cells are connected in series.
【0027】NADAセルのドレイン側とソース側に
は、それぞれ、メモリセルの浮遊ゲート及び制御ゲート
と同じプロセスによって形成された選択ゲート149 ,
199及び1410,1610が設けられている。このよう
に素子形成された基板の上方は、CVD酸化膜17によ
り覆われている。この酸化膜17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にコンタクトさせられている。
行方向に並ぶ複数のNANDセルの同一行の制御ゲート
14は、共通に接続され、行方向に走る制御ゲート線C
G1 ,CD2 ,…,CG8 として配設されている。これ
ら制御ゲート線はいわゆるワード線となっている。選択
ゲート149 ,169 及び1410,1610も、それぞ
れ、行方向に走る選択ゲート線SG1 ,SG2 として配
設されている。選択ゲート1410,1610と基板11と
の間のゲート絶縁膜13をメモリセルのゲート絶縁膜よ
り厚くすることもできる。このように厚くすれば、信頼
性を高めることができる。On the drain side and the source side of the NADA cell, select gates 14 9 formed by the same process as the floating gate and the control gate of the memory cell, respectively.
19 9 and 14 10, 16 10 are provided. The upper part of the substrate on which the elements are formed as described above is covered with the CVD oxide film 17. The bit line 18 is provided on the oxide film 17. The bit line 18 is brought into contact with the drain side diffusion layer 19 at one end of the NAND cell.
The control gates 14 in the same row of a plurality of NAND cells arranged in the row direction are connected in common and run in the row direction.
It is arranged as G1, CD2, ..., CG8. These control gate lines are so-called word lines. The select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 16 10 are also arranged as select gate lines SG1 and SG2 running in the row direction, respectively. The gate insulating film 13 between the select gates 14 10 and 16 10 and the substrate 11 can be made thicker than the gate insulating film of the memory cell. If the thickness is increased in this way, reliability can be improved.
【0028】図4は、上記複数のNANDセルをマトリ
ックス配列し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 the plurality of NAND cells are arranged in a matrix.
【0029】図5は、図1中のビット線制御回路2の具
体的な構成例を示す。データラッチ兼センスアップとし
てのCMOSフリップフロップFFは、第1、第2の2
つの信号同期式CMOSインバータIV1 ,IV2 を有
する。第1の信号同期式CMOSインバータIV1 は、
Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp1,Qp2
と、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn3,
Qn4とを有する。第2の同期式CMOSインバータIV
2 は、Eタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp
3,Qp4と、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジス
タQn5,Qn6とを有する。FIG. 5 shows a concrete configuration example of the bit line control circuit 2 in FIG. The CMOS flip-flop FF serving as a data latch and a sense-up device is provided with the first and second two
It has two signal synchronous CMOS inverters IV1 and IV2. The first signal synchronous CMOS inverter IV1 is
E type, p channel MOS transistor Qp1, Qp2
, E type, n-channel MOS transistor Qn3,
With Qn4. Second synchronous CMOS inverter IV
2 is E type, p channel MOS transistor Qp
3, Qp4 and E type n-channel MOS transistors Qn5, Qn6.
【0030】このCMOSフリップフロップFFの出力
ノードと、ビット線BLi とは、信号φF により制御さ
れるEタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn7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 Qn7 controlled by the signal φF.
【0031】ビット線BLi とVccの間には、フリップ
フロップFFの出力ノードにより制御されるEタイプ、
nチャンネルMOSトランジスタQn8と、信号φV によ
り制御されるEタイプ、nチャンネルMOSトランジス
タQn9とが、直列に接続されている。これらのトランジ
スタにより、ベリファイ読出し時に、CMOSフリップ
フロップFFのデータに応じて、ビット線BLi が(V
cc−Vth)に充電される。Between the bit lines BLi and Vcc, an E type controlled by the output node of the flip-flop FF,
An n-channel MOS transistor Qn8 and an E type n-channel MOS transistor Qn9 controlled by the signal φV are connected in series. These transistors allow the bit line BLi to (V) depending on the data of the CMOS flip-flop FF at the time of verify read.
It is charged to cc-Vth).
【0032】Eタイプ、pチャンネルMOSトランジス
タQp5とDタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQ
D1の直列回路は、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Qp5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チャンネルMO
SトランジスタQn10 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 Qp5 and D type, n channel MOS transistor Q
The series circuit of D1 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 Qp5 during erasing or writing. E type, n channel MO
The S transistor Qn10 is a reset transistor for resetting the bit line BLi to 0V.
【0033】CMOSフリップフロップFFの二つのノ
ードN11,N12は、カラム選択信号CSLi により共に
制御される2つのトランスファゲート(Eタイプ、nチ
ャンネルMOSトランジスタQn1とQn2)を介して入出
力線/IO,IOにそれぞれ接続されている。The two nodes N11 and N12 of the CMOS flip-flop FF are connected to the input / output line / IO via two transfer gates (E type, n-channel MOS transistors Qn1 and Qn2) which are both controlled by the column selection signal CSLi. Each is connected to IO.
【0034】また、CMOSフリップフロップFFのノ
ードN11は、Eタイプ、nチャンネルMOSトランジス
タQn11 のゲートに接続されている。このトランジスタ
Qn11 の出力は、書込み終了検出信号VDTC として用い
られる。The node N11 of the CMOS flip-flop FF is connected to the gate of the E type n-channel MOS transistor Qn11. The output of the transistor Qn11 is used as the write end detection signal VDTC.
【0035】図6に、ビット線制御回路2と、メモリセ
ルアレイ1及びプログラム終了検出回路8との、接続関
係を示す。FIG. 6 shows the connection relationship between the bit line control circuit 2, the memory cell array 1 and the program end detection circuit 8.
【0036】プログラム終了検出回路8におけるEタイ
プ、pチャンネルMOSトランジスタQp6は、書込み終
了検出信号VDTC を出力する。図6中に破線で囲って汎
例として示すように、FFは便宜上記号化してある。The E type p-channel MOS transistor Qp6 in the program end detection circuit 8 outputs a write end detection signal VDTC. The FF is symbolized for the sake of convenience, as shown in FIG.
【0037】この実施例の書込み時及び確認時の回路動
作を次に説明する。なお、以下の説明では、上述のよう
に、1つのNANDセルは8個のメモリセルの直列回路
で構成したものとする。The circuit operation at the time of writing and checking in this embodiment will be described below. In the following description, one NAND cell is composed of a series circuit of eight memory cells as described above.
【0038】書込みに先立って、メモリセル中のデータ
は、p型領域(p基板又はpウェル)に約20V(Vp
p)を印加し、制御ゲートCG1 〜CG8 を0Vとし
て、消去される。この消去により、メモリセルのしきい
値は0V以下となる。Prior to writing, the data in the memory cell is stored in the p-type region (p substrate or p well) at about 20 V (Vp
p) is applied and the control gates CG1 to CG8 are set to 0 V to erase. By this erasing, the threshold value of the memory cell becomes 0 V or less.
【0039】図7は、書込み時/書込み確認時の動作を
示している。図5において、書込みデータは、出力線I
O./IOから、CMOSフリップフロップFFにラッ
チされる。この後、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とφF は、Vccから中間
電位VM (〜10V)となる。ラッチしたデータによっ
て、ビット線BLi は、“0”書込みの場合は0Vとな
り、“1”書込みの場合はVM となる。このとき、図4
において、選択ゲートSG1 はVM 、SG2 は0Vであ
り、制御ゲートとしてはCG2 が選択されている場合、
CG1 がVM ,CG2 が高電圧Vpp(〜20V)で、C
G3 〜CG8 はVM である。FIG. 7 shows the operation during writing / writing confirmation. In FIG. 5, write data is output line I.
O. / IO to be latched in the CMOS flip-flop FF. After this, the precharge signal φP is "H", /
.PHI.P becomes "L" and the bit line BLi is precharged to Vcc. Further, the voltages VMB and φF change from Vcc to the intermediate potential VM (-10V). Depending on the latched data, the bit line BLi becomes 0 V when "0" is written and VM when "1" is written. At this time,
In the case where the select gate SG1 is VM, SG2 is 0V, and CG2 is selected as the control gate,
CG1 is VM, CG2 is high voltage Vpp (~ 20V), and C
G3 to CG8 are VM.
【0040】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。続いて書込み確認動作
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 write confirmation operation is performed.
【0041】書込み確認動作は、まずプリチャージ信号
φp が“H”、/φp が“L”となって、ビット線BL
i 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。メモリ
セルのデータがビット線に読み出された後、選択ゲート
SG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 がリセット
される。この後、ベリファイ信号φV が“H”となり、
“1”書込みをしたビット線BLi にのみ(Vcc−Vt
h)が出力される。In the write confirmation operation, first, the precharge signal φp becomes "H" and / φp becomes "L", and the bit line BL
i is precharged to Vcc. Then, the row decoder 5 drives the selection gate and the control gate. After the data in the memory cell is read to the bit line, the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset. After that, the verify signal φV becomes “H”,
Only the bit line BLi for which "1" has been written (Vcc-Vt
h) is output.
【0042】この後、φSP,φRPが“H”となり、φS
N,φRNが“L”となり、φF が“H”となる。信号φS
Pが“L”となり、φSNが“H”となってビット線電位
がセンスされる。この後、信号φRPが“L”となり、φ
RN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、メモリセルのデータ、再書込
みデータの関係は、下記の表1に示される。After that, φSP and φRP become “H”, and φS
N and φRN become “L”, and φF becomes “H”. Signal φS
P becomes "L", φSN becomes "H", and the bit line potential is sensed. After that, the signal φRP becomes “L”, and φ
RN becomes "H", and the rewrite data is latched.
At this time, the relationship among write data, memory cell data, and rewrite data is shown in Table 1 below.
【0043】 表 1 書込みデータ 0 0 1 1 メモリセルのデータ 0 1 0 1 再書込みデータ 1 0 1 1 この後、書込み終了検知信号/φDVが“L”となる。も
し全ての再書込みデータが“1”であれば、書込み終了
検出信号VDTC が“H”となる。1つでも、“0”があ
れば、VDTC は“L”である。書込み・書込み確認動作
は、VDTC が“H”となるまで繰り返される。そして、
検出結果は、データ入出力ピン或いはREADY/BU
SYピンから外部に出力される。 Table 1 Write data 0 0 1 1 1 Memory cell data 0 1 0 1 Rewrite data 1 0 1 1 After that, the write end detection signal / φDV becomes "L". If all the rewrite data are "1", the write end detection signal VDTC becomes "H". If there is at least one "0", VDTC is "L". The writing / writing confirmation operation is repeated until VDTC becomes "H". And
The detection result is the data input / output pin or READY / BU.
Output from the SY pin to the outside.
【0044】この実施例では、消去、書込み、読出し、
書込み確認時におけるビット線BLi 、選択ゲートSG
1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8 の電位は表2に
示される。ここでは、CG2 が選択された場合を示して
いる。In this embodiment, erase, write, read,
Bit line BLi and select gate SG when confirming writing
The potentials of 1, SG2 and control gates CG1 to CG8 are shown in Table 2. Here, the case where CG2 is selected is shown.
【0045】 表 2 消 去 書込み 読出し 書込み “0” “1” 確認 ビット線BLi フローティング 0V 10V 5V 5V 選択ゲートSG1 0V 10V 10V 5V 5V 制御ゲートCG1 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG2 0V 20V 20V 0V 0. 5V 〃 CG3 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG4 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG5 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG6 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG7 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG8 0V 10V 10V 5V 5V 選択ゲートSG2 0V 0V 0V 5V 5V ソース線 フローティング 0V 0V 0V 0V 基 板 20V 0V 0V 0V 0V 図8は、本発明の第2の実施例のNAND型EEPRO
Mを示すブロック図である。基本的な構成は図1と同様
である。第2実施例が第1と異なる点は、セルアレイ1
を二つのブロック1A,1Bに分け、これらのセルブロ
ック1A,1Bに共通にビット線制御回路2を設けた点
にある。 Table 2 Erase Write Read Read Write “0” “1” Confirm Bit Line BLi Floating 0V 10V 5V 5V Select Gate SG1 0V 10V 10V 5V 5V Control Gate CG1 0V 10V 10V 5V 5V 5V 5V 5V 5V 5V 5V 5V 〃 CG3 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG4 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG5 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG6 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG7 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG8 0V 10V 10V 5V 5V selection gate SG2 0V 0V 0V 5V 5V source line floating 0V 0V 0V 0V substrate 20V 0V 0V 0V 0V FIG. 8 shows a NAND type EEPROM of the second embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows M. The basic configuration is the same as in FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the cell array 1
Is divided into two blocks 1A and 1B, and a bit line control circuit 2 is provided commonly to these cell blocks 1A and 1B.
【0046】図9及び図10は、ビット線制御回路2及
びプログラム終了検知回路8を示す。図9において、E
タイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn16 ,Qn1
7 とEタイプ、pチャンネルMOSトランジスタQp7,
Qp9とによってFFを構成している。Eタイプ、nチャ
ンネルMOSトランジスタQn14 ,Qn15 は、FFのイ
コライズ用トランジスタである。Eタイプ、nチャンネ
ルMOSトランジスタQn27 ,Qn28 は、データ検出用
トランジスタである。9 and 10 show the bit line control circuit 2 and the program end detection circuit 8. In FIG. 9, E
Type, n-channel MOS transistor Qn16, Qn1
7 and E type, p-channel MOS transistor Qp7,
An FF is formed by Qp9. The E type n-channel MOS transistors Qn14 and Qn15 are FF equalizing transistors. The E type n-channel MOS transistors Qn27 and Qn28 are data detecting transistors.
【0047】Eタイプ、nチャンネルMOSトランジス
タQn18 とEタイプ、pチャンネルMOSトランジスタ
Qp8は、FF活性化用トランジスタである。Eタイプ、
nチャンネルMOSトランジスタQn19 とQn20 は、F
Fの2つのノードN1 ,N2とセルアレイブロック1
A,1B内のビット線BLai(i=0,1,…)、BL
bi(i=0,1,…)との接続用トランジスタである。
Eタイプ、nチャンネルMOSトランジスタQn21 〜Q
n24 は、データに応じてビット線をVcc−VTHに充電す
るためのトランジスタである。Qn25 ,Qn26 は、ビッ
ト線プリチャージ兼リセット用トランジスタである。図
10において、Eタイプ、pチャンネルMOSトランジ
スタQp10 ,Qp11 は、プログラム終了検知用トランジ
スタである。/φDVA ,/φDVB はプログラム終了検知
信号であり、φVEA ,φVEB はプログラム終了検出信号
である。The E type, n-channel MOS transistor Qn18 and the E type, p-channel MOS transistor Qp8 are FF activation transistors. E type,
The n-channel MOS transistors Qn19 and Qn20 are F
Cell array block 1 and two nodes N1 and N2 of F
Bit lines BLai (i = 0, 1, ...) In A and 1B, BL
It is a transistor for connection with bi (i = 0, 1, ...).
E type, n channel MOS transistors Qn21 to Q
n24 is a transistor for charging the bit line to Vcc-VTH according to the data. Qn25 and Qn26 are bit line precharge / reset transistors. In FIG. 10, E type p-channel MOS transistors Qp10 and Qp11 are program end detecting transistors. / ΦDVA and / φDVB are program end detection signals, and φVEA and φVEB are program end detection signals.
【0048】次に、このように構成されたEEPROM
への書込みの確認動作を図11に従って説明する。ここ
では、メモリセルアレイ1Aのビット線BLaiが選択さ
れているものとする。Next, the EEPROM configured as described above
The confirmation operation of writing to the memory will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the bit line BLai of the memory cell array 1A is selected.
【0049】先の実施例と同様に選択された制御ゲート
に、0Vに代えて例えば0.5Vを印加し、ベリファイ
信号φAVが出力される。まず、ビット線BLaiが3Vに
プリチャージされ、BLbiが2Vにプリチャージされ
る。その後プリチャージ信号φPAとφPBが“L”レベル
になって、ビット線BLai,BLbiはフローティングと
なる。制御ゲートと選択ゲートはロウデコーダ5に選択
されて、SG1 ,CG1,CG3 〜CG8 はVcc、CG2
は例えば0.5Vとされる。通常の読出しでは、メモ
リセルのしきい値が0V以上であれば“0”として読出
されるが、ベリファイ読出しでは0.5V以上でないと
“0”と読めないことになる。Similar to the previous embodiment, for example, 0.5V is applied to the selected control gate instead of 0V, and the verify signal φAV is output. First, the bit line BLai is precharged to 3V and BLbi is precharged to 2V. After that, the precharge signals φPA and φPB are set to the “L” level, and the bit lines BLai and BLbi become floating. The control gate and the select gate are selected by the row decoder 5, and SG1, CG1 and CG3 to CG8 are Vcc and CG2.
Is, for example, 0.5V. In normal reading, if the threshold voltage of the memory cell is 0 V or more, it is read as "0", but in verify reading, it cannot be read as "0" unless it is 0.5 V or more.
【0050】この後、ビット線BLaiは、もし“1”書
込みをした後であれば、ベリファイ信号φAVにより(V
cc−Vth)に充電される。ここで、ベリファイ信号によ
って行われるプリチャージの電圧レベルは、選択ビット
線のプリチャージ電圧以上であればよい。イコライズ信
号φE が出力されてCMOSフリップフロップがリセッ
トされる。この後、φA ,φB が“H”となって、ノー
ドN1 ,N2 がそれぞれビット線BLai,BLbiと接続
される。φP が“L”レベル、φN が“H”レベルとな
って、ビット線BLaiのデータが読出される。読出され
たデータはラッチされ、次の再書込みのデータとなる。
このとき再書込みデータは、前回の書込みデータによっ
て、ベリファイ読出し時のメモリセルのデータから変換
される。このデータ変換は、先の実施例の表1と同じで
ある。Thereafter, the bit line BLai is set to (V) by the verify signal φAV if "1" is written.
It is charged to cc-Vth). Here, the voltage level of the precharge performed by the verify signal may be equal to or higher than the precharge voltage of the selected bit line. The equalize signal φE is output and the CMOS flip-flop is reset. After that, .phi.A and .phi.B become "H", and the nodes N1 and N2 are connected to the bit lines BLai and BLbi, respectively. .PHI.P becomes "L" level and .PHI.N becomes "H" level, and the data on the bit line BLai is read. The read data is latched and becomes the data for the next rewrite.
At this time, the rewrite data is converted from the data of the memory cell at the time of verify read by the previous write data. This data conversion is the same as in Table 1 of the previous embodiment.
【0051】この後、/φDVA が“L”となり、先の実
施例と同様に、書込み終了であれば、VDTCAが“H”と
なり、プログラム終了検出信号φVEA が“L”となり、
書込み動作は終了する。このとき、検出結果は、データ
入出力ピン或いはREADY/BUSYピンから、外部
へ出力される。After that, / φDVA becomes "L", VDTCA becomes "H" and the program end detection signal φVEA becomes "L" when the writing is completed, as in the previous embodiment.
The write operation ends. At this time, the detection result is output to the outside from the data input / output pin or the READY / BUSY pin.
【0052】この実施例のベリファイ読出し/再書込み
によっても、先の実施例と同様に、“0”書込みされる
メモリセルの不必要なしきい値の上昇は抑えられる。By the verify read / rewrite operation of this embodiment, too, the unnecessary increase in the threshold value of the memory cell to which "0" is written can be suppressed as in the previous embodiment.
【0053】この実施例では消去、書込み、ベリファイ
読出し、読出し時の制御ゲートCG1 〜CG8 及び選択
ゲートSG1 ,SG2 の電位は、表3に示される通りで
ある。表3では、制御ゲートCG2 が選択され、ビット
線BLaiが選択された場合の電位関係を示している。In this embodiment, the potentials of the control gates CG1 to CG8 and the select gates SG1 and SG2 at the time of erasing, writing, verify reading, and reading are as shown in Table 3. Table 3 shows the potential relationship when the control gate CG2 is selected and the bit line BLai is selected.
【0054】 表 3 消 去 書込み 読出し 書込み “0” “1” 確認 ビット線BLai フローティング 0V 10V 3V 3V ビット線BLbi 〃 0V 0V 2V 2V 選択ゲートSG1 0V 10V 10V 5V 5V 制御ゲートCG1 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG2 0V 20V 20V 5V 0. 5V 〃 CG3 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG4 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG5 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG6 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG7 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG8 0V 10V 10V 5V 5V 選択ゲートSG2 0V 0V 0V 5V 5V ソース線 フローティング 0V 0V 0V 0V 基 板 20V 0V 0V 0V 0V 図12は、本発明におけるビット線制御回路2内のデー
タラッチ部と、プログラム終了検知回路8とを、選択ビ
ット線との関係で模式的に示したものである。同図
(a)は、先の第1の実施例で示したものである。Eタ
イプ、nチャンネルMOSトランジスタQnD0 〜QnDm
は図5のトランジスタQn11 に相当する。Eタイプ、p
チャンネルMOSトランジスタQp12 は図6のプログラ
ム終了検知回路8のトランジスタQp6に相当している。 Table 3 Erase Write Read Write “0” “1” Confirm Bit Line BLai Floating 0V 10V 3V 3V Bit Line BLbi 〃 0V 0V 2V 2V Select Gate SG1 0V 10V 10V 5V 5V 5V Control Gate CG1 0V 10V 5V 5V 5V 5V CG2 0V 20V 20V 5V 0. 5V 〃 CG3 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG4 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG5 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG6 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG7 0V 10V 10V 5V 5V 〃 CG8 0V 10V 10V 5V 5V selection gate SG2 0V 0V 0V 5V 5V source line Floating 0V 0V 0V 0V substrate 20V 0V 0V 0V 0V FIG. 12 schematically shows the data latch unit in the bit line control circuit 2 of the present invention and the program end detection circuit 8 in relation to the selected bit line. It is shown in the figure. FIG. 7A shows the above-mentioned first embodiment. E type, n-channel MOS transistor QnD0 to QnDm
Corresponds to the transistor Qn11 in FIG. E type, p
The channel MOS transistor Qp12 corresponds to the transistor Qp6 of the program end detection circuit 8 of FIG.
【0055】同図(b)は、データ検出用Eタイプ、n
チャンネルMOSトランジスタを直列にしたものであ
る。データ検出用トランジスタQnD0 〜QnDm のゲート
が全て“H”ならばプログラムは終了で、Vx は“L”
となる。FIG. 7B shows an E type for data detection, n
The channel MOS transistors are connected in series. If all the gates of the data detection transistors QnD0 to QnDm are "H", the program is completed and Vx is "L".
Becomes
【0056】また、同図(c),(d)では、データ検
出用トランジスタとしてEタイプ、pチャンネルMOS
トランジスタQpD0 〜QpDm を用い、プログラム終了検
知回路8にEタイプ、nチャンネルMOSトランジスタ
Qn29 を用いている。このような構成においても、
(a)と同様に、書込みを終了するか否かを検出するこ
とができる。Further, in FIGS. 7C and 7D, an E type p-channel MOS transistor is used as the data detecting transistor.
The transistors QpD0 to QpDm are used, and an E type, n-channel MOS transistor Qn29 is used for the program end detection circuit 8. Even in such a configuration,
As in the case of (a), it is possible to detect whether or not writing is completed.
【0057】上記した図12(a)のように、検出用ト
ランジスタQn DO〜Qn Dmを並列に接続した場合に
は、ビット線の数1000ビットになっても、適正な検
出が可能である。同図(b)のように、それらのトラン
ジスタを直列に接続した場合には、隣接するトランジス
タのソースとドレインを共通化できることから、パター
ン面積を小さなものとすることができる。When the detection transistors Qn DO to Qn Dm are connected in parallel as shown in FIG. 12A, even if the number of bit lines is 1000 bits, proper detection is possible. When the transistors are connected in series as shown in FIG. 9B, the source and drain of the adjacent transistors can be made common, so that the pattern area can be made small.
【0058】図13は、図12の回路を、1トランジス
タ型(NOR型)のフラッシュEEPROMに適用した
場合を示す実施例である。NOR型のフラッシュEEP
ROMでは、書込み終了時にデータが反転する。このた
め、図13に示すように、FFにおける図12とは逆の
端子をデータ検出用のトランジスタに接続すればよい。FIG. 13 is an embodiment showing a case where the circuit of FIG. 12 is applied to a one-transistor type (NOR type) flash EEPROM. NOR type flash EEP
In the ROM, the data is inverted at the end of writing. Therefore, as shown in FIG. 13, the terminal of the FF opposite to that in FIG. 12 may be connected to the transistor for data detection.
【0059】次に、NOR型のフラッシュEEPROM
についての実施例について説明する。特開平3−250
495号公報の第6図に、NOR型のメモリセル構造を
採用しつつ、NAND型のものと同程度の高集積度を達
成したメモリが記載されている。このメモリにおいて
は、書き込み、消去動作をともにF‐Nトンネル電流で
行うことができる。このメモリに、前述のような、本発
明の実施例における一括ベリファイ回路を適用すること
により、書き込みベリファイ時間を大幅に短縮可能であ
る。Next, a NOR type flash EEPROM
An example will be described. JP-A-3-250
FIG. 6 of Japanese Patent Publication No. 495 discloses a memory that employs a NOR type memory cell structure and achieves a high degree of integration comparable to that of a NAND type. In this memory, both writing and erasing operations can be performed with an FN tunnel current. By applying the collective verify circuit in the embodiment of the present invention as described above to this memory, the write verify time can be greatly shortened.
【0060】このようにした実施例を、図14、15を
参照して説明する。この実施例の回路構成は、図14に
示される。この装置が、NAND型E2 PROMと異な
る点は、以下の点にある。即ち、メモリセルブロックM
CB中のメモリセルMCに書き込むデータはデータラッ
チDRにラッチされる。このデータラッチDRの反対側
のノードから、検出トランジスタへ信号を出力するよう
にしている。The embodiment thus configured will be described with reference to FIGS. The circuit configuration of this embodiment is shown in FIG. This device is different from the NAND type E 2 PROM in the following points. That is, the memory cell block M
The data to be written in the memory cell MC in the CB is latched in the data latch DR. A signal is output from the node on the opposite side of the data latch DR to the detection transistor.
【0061】図15に、データを書き込み済のセルと消
去済のセルのしきい値Vthの分布を示す。FIG. 15 shows the distribution of the threshold V th of the cell in which data has been written and the cell in which data has been erased.
【0062】消去(イレーズ)、書き込み(ライト)及
び読み出し(リード)の多動作における、各部位への印
加電圧は表4に示される。Table 4 shows the voltage applied to each part in the multiple operations of erase (erase), write (write) and read (read).
【0063】 表 4 BSL BL WL VSS イレーズ 0v フローティング 20v 0v ライト “0”ライト(Vth>5) 22v 0v 0v フローティング “1”ライト(Vth<5) 22v 20v 0v フローティング 非選択セル 22v 0v/20v 10v フローティング リード 5v 0v/5v 5v 0v 次に、消去動作について説明する。データ書き換え対象
としてのブロックを、そのブロックのローデコーダによ
って選択する。且つ、選択メモリセルに対応するビット
線をフローティング状態とし、ワード線を20vとす
る。これにより、選択メモリセルのフローティングゲー
トへ電子を注入する。この注入は、F‐N電流により行
われる。このため、電流量は極めて少ない。よって、数
1000ビット分のメモリセルに対して同時にイレーズ
することができる。[0063]table Four BSL BL WL VSS Erase 0v Floating 20v 0v Light “0” Light (Vth> 5) 22v 0v 0v floating “1” light (Vth<5) 22v 20v 0v floating unselected cell 22v 0v / 20v 10v floating Lead 5v 0v / 5v 5v 0v Next, the erase operation will be described. Data rewriting target
Block by the row decoder of that block.
Choose. And the bit corresponding to the selected memory cell
Float the line and set the word line to 20v
It This allows the floating gate of the selected memory cell to
To inject an electron. This injection is performed by FN current.
Be seen. Therefore, the amount of current is extremely small. Therefore, the number
Erase simultaneously for 1000-bit memory cells
can do.
【0064】イレーズ後のベリファイ動作は、一括ベリ
ファイ動作により行われる。即ち、ワードラインに例え
ば5vを加える。このとき、イレーズ対象としたメモリ
セルは、イレーズ動作によって、そのしきい値が十分に
正方向へシフトしているか否かによって、オフ/オンす
る。つまり、オフであれば、イレーズOKであることが
わかる。The verify operation after erase is performed by the collective verify operation. That is, for example, 5v is added to the word line. At this time, the memory cell to be erased is turned on / off depending on whether the threshold value is sufficiently shifted in the positive direction by the erase operation. That is, if it is off, it is understood that the erase is OK.
【0065】より詳しくは、ベリファイ動作は次のよう
にして行われる。信号PREが“L”レベルとなり、ト
ランジスタTPRE がオンする。これにより、このトラン
ジスタTPRE を介して、プリチャージ線PRECLはV
ccによってプリチャージされる。このとき、セレクト線
BSLを5vとして、セレクトゲートSGをオンする。
これにより、ビット線BLもプリチャージされる。ワー
ドラインWLのうちの選択対象とするものを5vとす
る。このとき、メモリセルのうち十分にイレーズがなさ
れた/なされないメモリセルはオフ/オンする。メモリ
セルがオフ/オンすれば、ビット線BL即ちプリチャー
ジ線PRECLのプリチャージ電位は保持/放電され
る。このときのプリチャージ線PRECLの電位をセン
スアンプで検知し、データラッチDRにラッチしてお
く。この後、信号ERVを“H”として、データラッチ
DRの内容をノードNAに読み出す。ノードNAの電位
は、そのノードNAに対応するカラムにおける複数のメ
モリセルの全てがイレーズOKの場合には“L”とな
り、メモリセルの1つにでもイレーズNGがあれば
“H”となる。ノードNAの電位はベリファイトランジ
スタTVEのゲートに加えられる。このトランジスタTVE
はノードNAの“L/H”によってオフ/オンする。オ
フ/オンによって、一括ベリファイセンス線LVEの電位
はVSSレベルにならない/なる。以上の動作は、各カラ
ム毎に行われる。従って、一括ベリファイセンス線LVE
のレベルは、全カラムの全セルについてベリファイOK
の場合には“H”となり、どこかのカラムのどこかのセ
ルが1つでもベリファイNGの場合には“L”となる。More specifically, the verify operation is performed as follows. The signal PRE becomes "L" level, and the transistor T PRE is turned on. As a result, the precharge line PRECL becomes V through the transistor T PRE.
Precharged by cc . At this time, the select line BSL is set to 5v and the select gate SG is turned on.
As a result, the bit line BL is also precharged. The selection target of the word lines WL is 5v. At this time, among the memory cells, the memory cells that have been erased / not sufficiently erased are turned off / on. When the memory cell is turned off / on, the precharge potential of the bit line BL, that is, the precharge line PRECL is held / discharged. The potential of the precharge line PRECL at this time is detected by the sense amplifier and latched in the data latch DR. After that, the signal ERV is set to "H", and the content of the data latch DR is read to the node NA. The potential of the node NA becomes “L” when all the memory cells in the column corresponding to the node NA are erase OK, and becomes “H” when even one of the memory cells has the erase NG. The potential of the node NA is applied to the gate of the verify transistor T VE . This transistor T VE
Is turned off / on by "L / H" of the node NA. By turning on / off, the potential of the collective verify sense line L VE does / does not reach the V SS level. The above operation is performed for each column. Therefore, the collective verify sense line L VE
Level is OK for all cells in all columns.
In the case of, the value becomes "H", and in the case of the verify NG even if there is even one cell in any part of the column, it becomes "L".
【0066】次に、書き込み動作(プログラム動作)に
ついて説明する。プログラム対象としてのブロックのワ
ード線を0vとする。その他のブロックのワード線は1
0vとし、各メモリセルにおけるドレイン‐ゲート間の
電界ストレスを緩和しておく。プログラム対象ブロック
において、フローティングゲートから電子を引き抜きた
いメモリセルにつながるビット線を選択的に20vと
し、プログラムする。Next, the write operation (program operation) will be described. The word line of the block to be programmed is set to 0v. 1 for word lines in other blocks
The electric field stress between the drain and the gate in each memory cell is reduced to 0 v. In the block to be programmed, the bit line connected to the memory cell from which electrons are to be extracted from the floating gate is selectively set to 20v for programming.
【0067】プログラムベリファイは、ベリファイ読み
出し時におけるプリチャージ線PRECLの電位の“H
/L”レベルと、プログラムデータの“0/1”とによ
って判断される。ただし、一括ベリファイは、信号PR
Vを“H”とすることにより行う。そして、プログラム
NGの場合には再書き込みを行う。この再書き込みにお
いて、“0”ライトOKのセルにつながるプリチャージ
線PRECLは、“L”レベルに放電される。そのた
め、再書き込み時に、ビット線が“L”レベルにあるこ
とから、フローティングゲートからの電子の放出は起ら
ない。これに対し、“1”ライトOKのセルにおいて
は、しきい値が十分に下っている。このため、再プログ
ラム時、プリチャージ電位は、“1”ライトOKのセル
を介して放電され、“L”レベルになる。よって、再プ
ログラムしても、“1”ライトOKのセルのしきい値は
変化しない。これに対し、プログラムNGつまり“1”
ライトNGの場合は、プリチャージ電位の放電による低
下はない。このため、“H”レベルが再びラッチされ、
再びプログラムされることになる。Program verify is performed by the potential "H" of the precharge line PRECL at the time of verify read.
/ L "level and" 0/1 "of the program data. However, the collective verify is performed by the signal PR.
This is performed by setting V to "H". Then, in the case of the program NG, rewriting is performed. In this rewriting, the precharge line PRECL connected to the "0" write OK cell is discharged to "L" level. Therefore, at the time of rewriting, since the bit line is at the “L” level, no electrons are emitted from the floating gate. On the other hand, in the cell of "1" write OK, the threshold value is sufficiently lowered. Therefore, at the time of reprogramming, the precharge potential is discharged through the cell of "1" write OK and becomes "L" level. Therefore, the threshold value of the "1" write OK cell does not change even after reprogramming. On the other hand, program NG, that is, "1"
In the case of write NG, the precharge potential does not decrease due to discharge. Therefore, the "H" level is latched again,
Will be programmed again.
【0068】以上説明したような実施例には、次のよう
な効果が得られる。セル構造がNAND型セルと同一で
あるため、微細化可能であり、チップを小形化できる。
さらに、セル自体はNOR型であるため、動作電流I
cellが大きく、高速でのランダムアクセスが可能であ
る。さらに、ページライト/ページリードが可能であ
る。The following effects can be obtained by the embodiment described above. Since the cell structure is the same as the NAND type cell, miniaturization is possible and the chip can be miniaturized.
Furthermore, since the cell itself is a NOR type, the operating current I
The cell is large, and high-speed random access is possible. Further, page write / page read is possible.
【0069】図12(b),(c)の実施例において
は、データ検出用トランジスタのゲートを直接ビット線
BLiに接続しても同様な作用が実現できる。このよう
な例を、図16(a),(b)にそれぞれ示す。同様
に、図13(a),(d)の実施例においては、データ
検出用トランジスタのゲートを直接ビット線BLiに接
続しても同様な作用が実現できる。これを、図17
(a),(b)にそれぞれ示す。In the embodiment shown in FIGS. 12B and 12C, the same operation can be realized by directly connecting the gate of the data detecting transistor to the bit line BLi. Such examples are shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. Similarly, in the embodiments of FIGS. 13A and 13D, the same operation can be realized by directly connecting the gate of the data detecting transistor to the bit line BLi. This is shown in FIG.
They are shown in (a) and (b), respectively.
【0070】また、図12,13,16,17では、シ
ングルビットライン方式を採用しているが、オープン或
いはフォールデッドビットライン方式とすることもでき
る。データ検出用トランジスタと、COMSフリップフ
ロップFFと、選択ビット線の構成を、本実施例と同様
とすればよい。Although the single bit line system is adopted in FIGS. 12, 13, 16 and 17, it is also possible to adopt an open or folded bit line system. The configurations of the data detection transistor, the COMS flip-flop FF, and the selected bit line may be the same as those in this embodiment.
【0071】図12,13,16,17は、データ検出
用トランジスタとCMOSフリップフロップFFと選択
ビット線の構成を模式的に示すものであり、種々のビッ
トライン方式においても同様に実施することができる。12, 13, 16 and 17 schematically show the structure of the data detection transistor, the CMOS flip-flop FF and the selected bit line, and can be similarly implemented in various bit line systems. it can.
【0072】続いて、本発明のさらに別の実施例につい
て説明する。以上に説明した各実施例では、ビット線の
一端に設けられたCMOSフリップ・フロップ(データ
ラッチ兼センスアンプ回路)の一端を検知用トランジス
タのゲート電極に接続している。そしてアドレス信号に
よらず、全てのデータラッチ内の内容が“1”書込みデ
ータであるか否かを検知して、書込み状態が十分である
か否かを検知している。Next, still another embodiment of the present invention will be described. In each of the embodiments described above, one end of the CMOS flip-flop (data latch and sense amplifier circuit) provided at one end of the bit line is connected to the gate electrode of the detection transistor. Then, regardless of the address signal, it is detected whether or not the contents in all the data latches are "1" write data, and it is detected whether or not the write state is sufficient.
【0073】このため、不良カラム番地や救済用に設け
られた未使用冗長カラム番地のデータラッチ回路のデー
タも検知してしまう。本来なら書込み状態は十分である
のに、不十分であるが如くに検知してしまい、書込みが
終了しないという問題が生じる原因となる。つまり、デ
ータ書込み後の書込み状態確認動作が、不良カラム番地
或いは未使用カラム番地の影響で、誤動作してしまう虞
れがある。Therefore, the data in the data latch circuit at the defective column address or the unused redundant column address provided for relief is also detected. Originally, the writing state is sufficient, but it is detected as if it is insufficient, which causes a problem that writing is not completed. That is, there is a possibility that the write state confirmation operation after writing the data may malfunction due to the influence of the defective column address or the unused column address.
【0074】そこで本実施例では、再書込みデータを検
知する検知回路の誤動作を救済する手段を設けている。
これによって、不良カラム番地或いは未使用カラム番地
の書込み状態の影響を受けることなく、本来使用してい
るカラム番地についてのみの書込み状態の検知を可能に
している。Therefore, in this embodiment, means for relieving the malfunction of the detection circuit for detecting the rewrite data is provided.
This makes it possible to detect the write state only for the column address that is originally used, without being affected by the write state of the defective column address or the unused column address.
【0075】基本的な構成は図1〜図7に示す第1実施
例と同様である。第1実施例に加えて、本実施例では、
書込み終了検知回路の誤動作の救済のために、後述する
ように、書込み終了検知用MOSトランジスタにヒュー
ズ及び不揮発性メモリを接続している。The basic structure is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. In addition to the first embodiment, in this embodiment,
To remedy the malfunction of the write end detection circuit, a fuse and a non-volatile memory are connected to the write end detection MOS transistor, as described later.
【0076】図18(a)は、書込み/書込み確認時の
アルゴリズムを示している。プログラム・コマンドが入
力されると、冗長カラムを含む全てのカラム番地のデー
タラッチ回路に“1”プログラム・データが自動的にラ
ッチされる。ここで、全てのカラム番地とは、セルアレ
イが分割され且つデータラッチ回路も分割されている場
合には、選択された分割部分の全てのカラム番地を指
す。FIG. 18A shows an algorithm at the time of writing / writing confirmation. When a program command is input, "1" program data is automatically latched in the data latch circuits at all column addresses including redundant columns. Here, all column addresses refer to all column addresses of the selected divided portion when the cell array is divided and the data latch circuit is also divided.
【0077】書込み動作は第1実施例と全く同様であ
り、書込み確認動作についても第1実施例と略同様であ
る。但し、前掲の表1において、不良カラム番地及び未
使用カラム番地のメモリセルは、データ入力前に“1”
にリセットされている。このため、書込みデータやメモ
リセルのデータに拘らず、再書き込みデータは常に
“1”となる。The write operation is exactly the same as in the first embodiment, and the write confirmation operation is also substantially the same as in the first embodiment. However, in Table 1 above, the memory cells at the defective column address and the unused column address are "1" before data input.
Has been reset to. Therefore, the rewrite data is always "1" regardless of the write data or the memory cell data.
【0078】図18(a)に示されるアルゴリズムに従
って書込み/書込み確認動作を行えば、例えば不良カラ
ム番地に“0”が書込めないメモリセルがあっても、こ
のメモリセルに影響されて書込み終了検知動作が誤動作
することはない。より具体的にいえば、書込み状態は十
分であるにも拘らず、不良カラム番地や未使用カラム番
地のメモリセルの影響を受けて、書き込み不十分である
と誤って検知して書込みが終了しない、という問題を未
然に防止することができる。If the write / write confirmation operation is performed according to the algorithm shown in FIG. 18A, even if there is a memory cell in which "0" cannot be written in the defective column address, the write operation is affected by this memory cell and the writing is completed. The detection operation does not malfunction. More specifically, although the write state is sufficient, the memory cell at the defective column address or the unused column address affects the write state, and the write is not detected by mistake, and the write is not completed. It is possible to prevent the problem of.
【0079】図18(b)は別のアルゴリズムを示す。
例えば、ある不良カラム番地のビット線が接地電位とシ
ョートしているとする。この場合、図18(a)のよう
に、“1”プログラム・データをセットすると、中間電
位VMがこのビット線に印加されることになる。これに
より、中間電位VMが接地電位とショートする。これに
より、昇圧回路で発生されるVMが所定の電圧まで昇圧
されない場合がある。FIG. 18B shows another algorithm.
For example, assume that a bit line at a defective column address is shorted to the ground potential. In this case, as shown in FIG. 18A, when "1" program data is set, the intermediate potential VM is applied to this bit line. As a result, the intermediate potential VM is short-circuited with the ground potential. As a result, the VM generated in the booster circuit may not be boosted to a predetermined voltage.
【0080】このため、図18(b)に示されるアルゴ
リズムでは、外部からのデータ入力後、未使用カラム番
地(含む不良番地)にのみ“0”プログラム・データを
自動的にセットする。また、ベリファイ読出し後に未使
用カラム番地に“1”プログラム・データを自動的にセ
ットする。このようにすれば、ビット線のリークという
不良にも影響されず、信頼性の高いNANDセル型EE
PROMが実現される。なお図18(a),(b)のい
ずれにおいても、破線内の部分は自動的にEEPROM
内部で行われることを示している。Therefore, in the algorithm shown in FIG. 18B, after data is input from the outside, "0" program data is automatically set only in unused column addresses (including defective addresses). Also, after verify reading, "1" program data is automatically set in the unused column address. In this way, the NAND cell type EE having high reliability is not affected by the defect of the bit line leak.
A PROM is realized. 18 (a) and 18 (b), the portion inside the broken line is automatically written in the EEPROM.
It shows what happens internally.
【0081】図19(a)に、図6に示されるCMOS
フリップ・フロップのデータラッチ兼センスアンプと書
込み終了検知用トランジスタを模式的に示す。また、図
17(b),(c)に、書込み終了検知回路の誤動作救
済のために、書込み終了検知用MOSトランジスタにヒ
ューズFu1,Fu2を接続した例を示す。図17
(b)は書込み終了検知用MOSトランジスタのソース
と接地線の間に、ポリSi線やAl線からなるヒューズ
Fu1を設けている。EEPROMテスト後にこれらの
ヒューズFu1のうち、不良カラム番地や未使用カラム
番地におけるヒューズFu1はレーザ光などで切断され
る。これによってヒューズFu1が切断されたカラム番
地に関しては、書込み終了検知動作は行われなくなる。FIG. 19A shows the CMOS shown in FIG.
A data latch / sense amplifier of a flip-flop and a write end detection transistor are schematically shown. 17B and 17C show an example in which the fuses Fu1 and Fu2 are connected to the write end detection MOS transistor in order to relieve the malfunction of the write end detection circuit. FIG. 17
In (b), a fuse Fu1 made of a poly-Si line or an Al line is provided between the source of the write completion detecting MOS transistor and the ground line. Of these fuses Fu1 after the EEPROM test, the fuse Fu1 at a defective column address or an unused column address is cut by a laser beam or the like. As a result, the write end detection operation is not performed for the column address where the fuse Fu1 is cut.
【0082】図19(c)は、ヒューズFu2として、
不揮発性メモリセルを用いたものである。この不揮発性
メモリセルをヒューズとして用いるために、まず紫外線
を当て、ヒューズデータを消去(初期化)する。つま
り、例えば、メモリセルFu2のVthを負とし、又は0
<Vth<Vccとする。ヒューズデータをプログラムする
ために、VF1を例えばVcc以上のVM程度に印加し、
VF2を0vにし、さらにVDTCをVccとする。書込
み終了検知用MOSトランジスタのソースと接地電位と
の間を切断しようとするカラム番地につながるラッチに
“0”プログラム・データをラッチさせる。切断しよう
としないカラム番地につながるラッチには“1”プログ
ラム・データをラッチさせる。“0”データをラッチし
ているカラム番地におけるメモリセル(ヒューズFu
2)には電流が流れ、ホットエレクトロン注入によって
そのVthが上昇していく。“1”データをラッチしてい
るカラム番地におけるセル(ヒューズFu2)には電流
が流れないのでそのVthは上昇しない。この場合、VF
2をVccとし、VDTCを0vとしてもよい。FIG. 19C shows the fuse Fu2 as
A non-volatile memory cell is used. In order to use this nonvolatile memory cell as a fuse, first, ultraviolet light is applied to erase (initialize) the fuse data. That is, for example, V th of the memory cell Fu2 is set to be negative, or 0
<V th <V cc . In order to program the fuse data, VF1 is applied to, for example, VM of V cc or more,
VF2 is set to 0v and VDTC is set to Vcc . The "0" program data is latched in the latch connected to the column address where the source of the write completion detecting MOS transistor is disconnected from the ground potential. The "1" program data is latched in the latch connected to the column address which is not to be disconnected. The memory cell (fuse Fu at the column address where the “0” data is latched)
A current flows in 2) and its V th rises due to hot electron injection. Since no current flows in the cell (fuse Fu2) at the column address where "1" data is latched, its Vth does not rise. In this case, VF
2 and V cc, may be 0v the VDTC.
【0083】通常動作時には、各部の電位を次のように
する。即ち、ヒューズデータの消去時のメモリセルのV
thが負となった場合には、メモリセルのVthを正とし、
VF1を接地電位として、メモリセル(ヒューズFu
2)を切断状態とする。メモリセルのVthが、データ消
去時に、0<Vth<Vccの範囲にある場合には、そのメ
モリセルのVthをVth>Vccとし、VF1=Vccとし、
VF2を接地して、メモリセルの切断状態を得る。In the normal operation, the potentials of the respective parts are set as follows. That is, V of the memory cell at the time of erasing the fuse data
When th becomes negative, V th of the memory cell is made positive,
The memory cell (fuse Fu
2) is cut. When V th of the memory cell is in the range of 0 <V th <V cc at the time of data erasing, V th of the memory cell is set to V th > V cc, and VF1 = V cc ,
VF2 is grounded to obtain the disconnected state of the memory cell.
【0084】ヒューズ用メモリFu2のデータ消去に当
り、VF1を接地電位とし、VF2をVcc以上のVM程
度とし、トンネル電流によって、ヒューズのVthを、V
th<0v或いは0v<Vth<Vccとしてもよい。In erasing the data in the fuse memory Fu2, VF1 is set to the ground potential, VF2 is set to a VM level higher than V cc , and V th of the fuse is set to V by the tunnel current.
It may be th <0v or 0v < Vth < Vcc .
【0085】図20(a)は、図19(c)に示される
回路中のある1つのカラムに着目したものである。図2
0(b)は、図20(a)の書込み終了検知用MOSト
ランジスタとヒューズ用不揮発性メモリの平面図であ
る。図20(c)は、同図(b)のX−X′断面図であ
る。書込み終了検知用MOSトランジスタとヒューズ用
不揮発性メモリは、NAND型メモリセルの形成時にそ
れらと同時に形成される。書込み終了検知用MOSトラ
ンジスタのゲート電極は、NANDセルの選択ゲートと
同様に、2層の構造を有し、素子分離用絶縁膜12上
で、これらの2層のゲートは互いに接続される。FIG. 20 (a) focuses on one column in the circuit shown in FIG. 19 (c). Figure 2
0 (b) is a plan view of the write end detection MOS transistor and fuse nonvolatile memory shown in FIG. 20 (a). FIG. 20C is a sectional view taken along line XX ′ in FIG. The write completion detecting MOS transistor and the nonvolatile memory for fuse are formed at the same time as the NAND type memory cell is formed. The gate electrode of the write completion detecting MOS transistor has a two-layer structure like the select gate of the NAND cell, and these two-layer gates are connected to each other on the element isolation insulating film 12.
【0086】書込み終了検知用MOSトランジスタ及び
ヒューズ用不揮発性メモリセル等の第1の素子は、NA
NDセルにおける選択トランジスタ及びメモリセル等の
第2の素子と同様に形成される。例えば、第1の素子の
n型拡散層の濃度は、ホットエレクトロンの注入によ
り、プログラムしやすいように多少濃くしてもよい。例
えば、第1の素子のn型拡散層の濃度を、第2の素子よ
り濃いn型拡散層を持つ周辺トランジスタのn型拡散層
の濃度とする。そして、第2の素子を、周辺トランジス
タのn型拡散層と同時に形成してもよい。The first element such as the write completion detection MOS transistor and the nonvolatile memory cell for fuse is NA
It is formed similarly to the second element such as the selection transistor and the memory cell in the ND cell. For example, the concentration of the n-type diffusion layer of the first element may be slightly increased by hot electron injection so that it can be easily programmed. For example, the concentration of the n-type diffusion layer of the first element is set to the concentration of the n-type diffusion layer of the peripheral transistor having the n-type diffusion layer that is darker than that of the second element. Then, the second element may be formed simultaneously with the n-type diffusion layer of the peripheral transistor.
【0087】図21は、書込み終了検知用MOSトラン
ジスタとヒューズ用不揮発性メモリセルの他の例を示し
ている。同図(a)は素子構造断面図、(b),(c)
は(a)の等価回路図である。ヒューズ用不揮発性メモ
リセルへのプログラムは、図20のものと同様にして行
われる。VF2を接地してプログラムする場合は、図2
1(b)に示すようになる。VDTCを接地してプログ
ラムする場合は、図21(c)のようになる。また、こ
の構造は、図20に示されるトランジスタと同様にして
形成される。FIG. 21 shows another example of the write completion detecting MOS transistor and the fuse non-volatile memory cell. FIG. 3A is a sectional view of the device structure, and FIGS.
FIG. 7A is an equivalent circuit diagram of FIG. The programming of the nonvolatile memory cell for fuse is performed in the same manner as in FIG. When programming by grounding VF2,
1 (b). When programming is performed by grounding VDTC, it becomes as shown in FIG. Further, this structure is formed similarly to the transistor shown in FIG.
【0088】また、図20、図21に示される不揮発性
メモリセルにプログラムする場合には、電源電位Vccを
通常動作時よりも高くして行うと効率が良い。また、さ
らに、CMOSフリップ・フロップの電源VMBを、例
えば、Vcc以上のVMにしてプログラムすると効率が良
い。When programming the nonvolatile memory cells shown in FIGS. 20 and 21, it is efficient to set the power supply potential V cc higher than that during normal operation. Further, it is more efficient to program the CMOS flip-flop power supply VMB to, for example, VM of V cc or more.
【0089】図22は、図19(b),(c)に示され
るヒューズを有する回路において、NANDセル型EE
PROMに対するプログラムアルゴリズムを示してい
る。FIG. 22 shows a NAND cell type EE in the circuit having the fuses shown in FIGS. 19B and 19C.
3 shows a programming algorithm for a PROM.
【0090】プログラム・コマンド投入(S1)後、自
動的に未使用カラム(不良カラムを含むものとする)番
地を含む全カラム番地に“0”プログラムデータがセッ
トされる(S2)。その後、ページモードでプログラム
データが入力され(S3)、自動的に書込み/書込み確
認/書込み終了検出が行われる(S4〜S7)。未使用
カラムに“0”プログラムデータをセットするのは、プ
ログラム時に未使用ビット線に中間電位VMが印加され
ないようにするためである。且つ、VMが昇圧回路の出
力であり、未使用ビット線が例えば接地電位とショート
しているとすると、VMが所定の電位に昇圧されないか
らである。After the program command is input (S1), "0" program data is automatically set in all column addresses including unused column addresses (including defective columns) (S2). After that, program data is input in the page mode (S3), and writing / writing confirmation / writing end detection is automatically performed (S4 to S7). The "0" program data is set in the unused column so that the intermediate potential VM is not applied to the unused bit line during programming. Moreover, if VM is the output of the booster circuit and the unused bit line is short-circuited with the ground potential, for example, VM will not be boosted to a predetermined potential.
【0091】図23は図19(b)の他の例を示してい
る。同じカラムアドレス選択信号CSLiを共有するビ
ット線に書込み終了検知用MOSトランジスタが接続さ
れている。これらのトランジスタに対するヒューズは共
有してもよい。この方がレイアウト面積が小さくなる。
当然このヒューズは不揮発性メモリで代用してもよい。FIG. 23 shows another example of FIG. 19 (b). A write end detection MOS transistor is connected to a bit line sharing the same column address selection signal CSLi. The fuses for these transistors may be shared. This reduces the layout area.
Of course, this fuse may be replaced with a non-volatile memory.
【0092】次に、上述した救済手段を図8〜11に示
される第2実施例に適用した実施例について説明する。
基本的な動作は第2実施例と同様である。この実施例で
も、図18に示すアルゴリズムでプログラムすれば、未
使用カラム番地の影響による書込み終了検知回路の誤動
作を可及的に少なくすることができる。Next, an embodiment in which the above-mentioned rescue means is applied to the second embodiment shown in FIGS.
The basic operation is the same as in the second embodiment. Also in this embodiment, by programming with the algorithm shown in FIG. 18, it is possible to minimize the malfunction of the write end detection circuit due to the influence of the unused column address.
【0093】また、図24に示すように、ヒューズを用
いて図22のアルゴリズムに従ってプログラムしてもよ
い。図24(a)の場合、1つのデータラッチ兼センス
アンプには、2つの書込み検知用MOSトランジスタが
接続されている。これらの2つのトランジスタには、そ
れぞれ、1つずつヒューズが接続されている。プログラ
ム時のヒューズ切断は、2つのヒューズについて同時に
行われる。よって、図24(b)のように、1つのヒュ
ーズを用いるようにしてもよい。また、図24(a),
(b)において、ヒューズとして不揮発性メモリを用い
ることもできる。Further, as shown in FIG. 24, a fuse may be used for programming according to the algorithm of FIG. In the case of FIG. 24A, two write detection MOS transistors are connected to one data latch / sense amplifier. One fuse is connected to each of these two transistors. Fuse cutting during programming is performed for two fuses at the same time. Therefore, one fuse may be used as shown in FIG. In addition, FIG.
In (b), a non-volatile memory can be used as the fuse.
【0094】図19(b),(c)の回路を、図25
(a),(b)のようにそれぞれ変更しても、同様の機
能を持たせることができる。また、図26(a),
(b)のように、検知用MOSトランジスタとして、p
チャネルEタイプMOSトランジスタを用いてもよい。
図27は、ビット線に直接検知用MOSトランジスタを
接続した場合の例を示す。この例においてもヒューズに
不揮発性メモリを用いることができる。The circuits of FIGS. 19B and 19C are shown in FIG.
The same function can be provided by changing each of (a) and (b). In addition, FIG.
As shown in (b), p is used as the detection MOS transistor.
A channel E type MOS transistor may be used.
FIG. 27 shows an example in which the detection MOS transistor is directly connected to the bit line. Also in this example, a nonvolatile memory can be used for the fuse.
【0095】図28は第3実施例を説明するためのタイ
ムチャートである。全カラム番地におけるデータラッチ
兼センスアンプ回路に、それぞれ“0”,“1”プログ
ラムデータを一括してラッチさせる動作を説明するため
のものである。FIG. 28 is a time chart for explaining the third embodiment. This is for explaining the operation of collectively latching "0" and "1" program data in the data latch / sense amplifier circuits at all column addresses.
【0096】図6(a)において、φFは“L”を維持
し、I/Oが“H”となり、/I/Oが“L”となり、
φSP=“L”,φSN=“H”となる。続いて、φR
P=“L”,φRN=“H”となって“1”ラッチが終
了する。In FIG. 6 (a), φF maintains "L", I / O becomes "H", and / I / O becomes "L",
φSP = “L” and φSN = “H”. Then φR
P = “L” and φRN = “H”, and the “1” latch ends.
【0097】“0”ラッチの場合は、同図(b)のよう
に、I/O=“L”,/I/O=“H”となる。FFが
非活性となった後、先ずφRP=“L”,φRN=
“H”となる。続いて、φSP=“L”,φSN=
“H”となる。In the case of "0" latch, I / O = "L" and / I / O = "H" as shown in FIG. After FF becomes inactive, first, φRP = “L”, φRN =
It becomes "H". Then, φSP = “L”, φSN =
It becomes "H".
【0098】図29は第4実施例を説明するためのタイ
ムチャートである。このチャートは、全カラム番地にお
けるデータラッチ兼センスアンプに、“0”又は“1”
プログラムデータをラッチさせるときの動作を示してい
る。φA,φBは“L”のまま、I/O,/I/Oはデ
ータ“0”又は“1”に合わせて電位が決まる。φP=
“H”,φN=“L”となってFFが非活性化される。
この後、φEが“H”となって、イコライズされる。イ
コライズ終了後、全カラム選択信号CSLが“H”とな
り、φP=“L”,φN=“H”となり、ラッチされ
る。FIG. 29 is a time chart for explaining the fourth embodiment. This chart shows "0" or "1" for the data latch and sense amplifier at all column addresses.
The operation when latching program data is shown. While φA and φB remain “L”, the potentials of I / O and / I / O are determined according to the data “0” or “1”. φP =
FF is deactivated by setting "H" and φN = "L".
After that, φE becomes “H” and is equalized. After completion of the equalization, all column selection signals CSL become "H", φP = "L", φN = "H", and they are latched.
【0099】なお、図28及び図29でいうところの全
カラムとは、例えばセルアレイが分割されており、それ
に応じてデータラッチ兼センスアンプも分割されている
場合には、選択された部分についての全カラムをいう。
また、図8では、オープンビットライン方式をとってい
るが、フォールデッドビットライン方式についても同様
に適用できる。All columns in FIGS. 28 and 29 mean that, for example, when the cell array is divided and the data latch / sense amplifier is also divided accordingly, the selected portion is selected. Refers to all columns.
Further, in FIG. 8, the open bit line system is adopted, but the folded bit line system can be similarly applied.
【0100】図30は、第3実施例の変形例であり、1
つのCMOSフリップ・フロップFFを隣り合う2本の
ビット線で共有する場合を示している。ビット線BLの
うちの、フリップ・フロップFFと反対側端にpチャネ
ルEタイプの書込み検知用MOSトランジスタT1,T
2のゲートを接続している。同じカラム選択信号CSL
iで選択されるビット線にゲートが接続される書込み検
知用トランジスタT1,T1;T2,T2のヒューズF
1,F2は図30に示すように共有できる。また、ヒュ
ーズF1,F2を電源電位Vccと書込み検知用トランジ
スタT1,T2のソースとの間に入れることもできる
(図31(a))。この場合には、2つのヒューズを1
つのヒューズFで共有化することができる(図31
(b))。FIG. 30 shows a modification of the third embodiment, in which 1
The case where two CMOS flip-flops FF are shared by two adjacent bit lines is shown. At the end of the bit line BL opposite to the flip-flop FF, p-channel E type write detection MOS transistors T1, T
2 gates are connected. Same column selection signal CSL
Fuse F of write detection transistors T1, T1; T2, T2 whose gates are connected to the bit line selected by i
1 and F2 can be shared as shown in FIG. Further, the fuses F1 and F2 can be inserted between the power supply potential V cc and the sources of the write detection transistors T1 and T2 (FIG. 31 (a)). In this case, use two fuses
It can be shared by two fuses F (see FIG. 31).
(B)).
【0101】このように第3及び第4実施例によれば、
先に説明した第1及び第2実施例と同様の効果のほか、
次のような効果も得られる。すなわち、書込みベリファ
イ読出しの結果を検知する際に、未使用カラム番地或い
は不良カラム番地の影響を受けることなく、書込み状態
確認を行うことができる。これにより誤動作の極めて少
ない書込み終了検知回路を備えたEEPROMを得るこ
とができる。As described above, according to the third and fourth embodiments,
In addition to the same effects as the first and second embodiments described above,
The following effects can also be obtained. That is, when the result of the write verify read is detected, the write state can be confirmed without being affected by the unused column address or the defective column address. As a result, it is possible to obtain an EEPROM having a write end detection circuit with extremely few malfunctions.
【0102】次に、本発明の第5実施例について説明す
る。図32は、第5実施例のNANDセル型EEPRO
Mのブロック図である。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
を行うためのビット線制御回路2が設けられている。こ
のビット線制御回路2は、データ入出力バッファ6につ
ながっている。カラムデコーダ3の出力は、ビット線制
御回路2を介して、メモリセルアレイ1に加えられる。
カラムデコーダ3は、アドレスバッファ4からのアドレ
ス信号と、カラム・リダンダンシー回路10の出力であ
る冗長アドレス信号とを受ける。アドレスバッファ4か
らのアドレス信号は、カラムリダンダンシー回路10に
加えられる。また、メモリセルアレイ1における制御ゲ
ート及び選択ゲートを制御するために、ロウ・デコーダ
5が設けられている。メモリセルアレイ1が形成される
p基板又はn基板の電位を制御するため、基板電位制御
回路7が設けられている。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 32 is a NAND cell type EEPROM of the fifth embodiment.
It is a block diagram of M. For the memory cell array 1,
A bit line control circuit 2 for performing data writing, reading, rewriting and verify reading is provided. The bit line control circuit 2 is connected to the data input / output buffer 6. The output of the column decoder 3 is applied to the memory cell array 1 via the bit line control circuit 2.
The column decoder 3 receives the address signal from the address buffer 4 and the redundant address signal output from the column redundancy circuit 10. The address signal from the address buffer 4 is applied to the column redundancy circuit 10. A row decoder 5 is provided to control the control gates and select gates in the memory cell array 1. A substrate potential control circuit 7 is provided to control the potential of the p substrate or the n substrate in which the memory cell array 1 is formed.
【0103】プログラム終了検出回路8は、ビット線制
御回路2にラッチされているデータを検知し、書込み終
了信号を出力する。書込み終了信号は、データ入出力バ
ッファ6を介して外部へ出力される。また、アドレス信
号とは無関係にビット線を所定の電圧に充電するため、
ビット線充電回路9が設けられている。メモリセルアレ
イ2の等価回路は図2に示される。The program end detection circuit 8 detects the data latched in the bit line control circuit 2 and outputs a write end signal. The write end signal is output to the outside via the data input / output buffer 6. Also, since the bit line is charged to a predetermined voltage regardless of the address signal,
A bit line charging circuit 9 is provided. The equivalent circuit of the memory cell array 2 is shown in FIG.
【0104】図33は、メモリセルアレイ1と、ビット
線制御回路2と、ビット線充電回路9の具体的な構成を
示す。図2に示すNANDセルNCがマトリックス状に
配置されている。NCijr(i=0〜k,j=0〜
n)は冗長部である。データラッチ兼センスアンプR/
W0〜R/Wm,R/W0r〜R/Wkrは、それぞれ
nチャネル、EタイプMOSトランジスタのデータ転送
用トランジスタQFn0〜QFnm,QFn0r〜QF
nkrを介して、ビット線BL0〜BLm,BL0r〜
BLkrに接続されている。データラッチ兼センスアン
プR/Wの入力であるカラム選択信号CSL0〜CSL
m,CSL0r〜CSLkrは、カラム・デコーダ4の
出力CSL0〜CSLmとリダンダンシー回路10の出
力(CSL0r〜CSLkr)である。ビット線BL0
〜BLmのうち、(k+1)本までは冗長部のビット線
BL0r〜BLkrで置き換えることができる。FIG. 33 shows specific configurations of the memory cell array 1, the bit line control circuit 2 and the bit line charging circuit 9. The NAND cells NC shown in FIG. 2 are arranged in a matrix. NCijr (i = 0 to k, j = 0 to
n) is a redundant part. Data latch and sense amplifier R /
W0 to R / Wm and R / W0r to R / Wkr are n-channel and E-type MOS transistor data transfer transistors QFn0 to QFnm and QFn0r to QF, respectively.
Bit lines BL0 to BLm, BL0r to
It is connected to BLkr. Column selection signals CSL0 to CSL which are inputs to the data latch and sense amplifier R / W
m and CSL0r to CSLkr are outputs CSL0 to CSLm of the column decoder 4 and outputs (CSL0r to CSLkr) of the redundancy circuit 10. Bit line BL0
Up to (k + 1) of BLm can be replaced with bit lines BL0r to BLkr in the redundant portion.
【0105】nチャネルEタイプMOSトランジスタQ
Rn0〜QRnm,QRn0r〜QRnkrはリセット
用トランジスタであり、ビット線を接地電位にリセット
するためのものである。nチャネルEタイプMOSトラ
ンジスタQPn0〜QPnm,QPn0r〜QPnkr
は充電用トランジスタで、必要に応じてビット線充電電
圧VBLをビット線に転送する。N-channel E type MOS transistor Q
Rn0 to QRnm and QRn0r to QRnkr are reset transistors for resetting the bit line to the ground potential. N-channel E type MOS transistors QPn0 to QPnm, QPn0r to QPnkr
Is a charging transistor for transferring the bit line charging voltage VBL to the bit line as required.
【0106】ヒューズF0〜Fm,F0r〜Fkrは、
充電用トランジスタとVBLとの間を切断するためのも
ので、不良ビット線を含む未使用ビット線に接続されて
いるものは全て切断される。例えば、ビット線BL2を
冗長ビット線BL0rに置き換えた場合には、ヒューズ
F2を切断する。残りの冗長ビット線BL1r〜BLk
rを使わない時には、ヒューズF1r〜Fkrは全て切
断される。The fuses F0 to Fm and F0r to Fkr are
This is for disconnecting between the charging transistor and VBL, and all that are connected to unused bit lines including defective bit lines are disconnected. For example, when the bit line BL2 is replaced with the redundant bit line BL0r, the fuse F2 is cut off. The remaining redundant bit lines BL1r to BLk
When r is not used, the fuses F1r to Fkr are all blown.
【0107】図34は書込み時の動作を示す。書込み動
作に先立って、全てのデータラッチ兼センスアンプR/
Wは、“0”プログラムデータにリセットされる。その
後、データ線I/O,/I/Oからプログラムデータが
R/Wに転送され、ラッチされる。全R/Wにデータが
ラッチされる間、ビット線と制御ゲートと選択ゲートの
ブリチャージが行われる。ビット線リセット信号φRが
“L”となった後、ビット線プリチャージ信号φPと充
電電圧VBLとが電源電圧Vccとなる。使っていないビ
ット線以外のビット線、つまり使用されるビット線はV
ccに充電される。NANDセルの制御ゲートCG1〜C
G8と選択ゲートSG1とがVccに充電される。選択ゲ
ートSG2は書込み動作中、接地電位とされる。この
後、ビット線プリチャージ信号φPと充電電圧VBLと
が中間電位VM(10v程度)に昇圧され、ビット線B
Lと制御ゲートCG1〜CG8と選択ゲートSG1もV
Mに昇圧される。FIG. 34 shows the operation at the time of writing. Prior to the write operation, all data latch / sense amplifiers R /
W is reset to "0" program data. Then, the program data is transferred from the data lines I / O and / I / O to R / W and latched. While data is latched in all R / Ws, the bit lines, control gates and select gates are precharged. After the bit line reset signal φR becomes “L”, the bit line precharge signal φP and the charging voltage VBL become the power supply voltage V cc . Bit lines other than unused bit lines, that is, used bit lines are V
Charged to cc . Control gates CG1 to C of NAND cell
G8 and select gate SG1 are charged to Vcc . The select gate SG2 is set to the ground potential during the write operation. Thereafter, the bit line precharge signal φP and the charging voltage VBL are boosted to the intermediate potential VM (about 10v), and the bit line B
L, control gates CG1 to CG8, and select gate SG1 are also V
Boosted to M.
【0108】データラッチが終了した後、プリチャージ
信号φPは“L”となり、データ転送信号φFがVccと
なりその後VMまで昇圧される。ラッチされたプログラ
ムデータによって、“0”データがラッチされているビ
ット線のみが接地電位にされる。また、選択された制御
ゲート(ここではCG2)が高電圧Vpp(20v程度)
まで昇圧される。不良ビット線を含む使用していないビ
ット線は、データラッチ動作前に、対応するR/Wが
“0”プログラムデータにリセットされていることか
ら、接地電位のままである。R/Wに“0”プログラム
データがラッチされているビット線に接続されるメモリ
セルでは、しきい値が上がる。R/Wに“1”がラッチ
されているビット線に接続されるメモリセルでは、しき
い値は変化せず、消去時のしきい値を保持する。After the data latch is completed, the precharge signal φP becomes "L", the data transfer signal φF becomes Vcc , and then the voltage is boosted to VM. Due to the latched program data, only the bit line where "0" data is latched is set to the ground potential. Also, the selected control gate (here CG2) is a high voltage V pp (about 20v)
Boosted to. The unused bit lines including the defective bit line remain at the ground potential because the corresponding R / W is reset to "0" program data before the data latch operation. In the memory cell connected to the bit line whose R / W is latched with "0" program data, the threshold value is increased. In the memory cell connected to the bit line in which “1” is latched in R / W, the threshold value does not change, and the threshold value at the time of erasing is held.
【0109】制御ゲートCG1〜CG8と、選択ゲート
SG1が接地電位にリセットされた後、データ転送信号
φFが接地され、リセット信号φRが“H”となってビ
ット線は接地電位にリセットされる。After the control gates CG1 to CG8 and the selection gate SG1 are reset to the ground potential, the data transfer signal φF is grounded, the reset signal φR becomes "H", and the bit lines are reset to the ground potential.
【0110】この書込み動作中、データロードに先立っ
て行われる、全R/Wを“0”プログラムデータにリセ
ットする動作と、ビット線充電回路のヒューズ切断動作
とによって、使用していないビット線に中間電位VMが
印加されることはない。During this write operation, the unused R / W is reset to "0" program data prior to data loading, and the fuse disconnection operation of the bit line charging circuit causes the unused bit lines to be erased. The intermediate potential VM is never applied.
【0111】図35は読出し動作を示している。リセッ
ト信号φRが“L”となってプリチャージ信号φPが
“H”となる。これによって、使用していないビット線
以外の全ビット線はVBL(典型的にはVcc)に充電さ
れる。選択された制御ゲート(ここではCG2)を接地
し、残りの制御ゲートCG1,CG3〜CG8を“H”
(典型的にはVcc)とする。“0”データが書込まれた
メモリセルのしきい値が高いため(Vth>0v)、ビッ
ト線電位は“H”のままである。“1”データが書込ま
れたメモリセルのしきい値が低い(Vth<0v)ことか
ら、ビット線電位は“L”となる。メモリセルのデータ
が、ビット線電圧として、ビット線に出力された後、デ
ータ転送信号φFが“H”となって、データラッチ兼セ
ンスアンプR/Wでビット線電圧はセンスされる。な
お、メモリセルの各部の電位は表2と同様になる。FIG. 35 shows the read operation. The reset signal φR becomes “L” and the precharge signal φP becomes “H”. This charges all bit lines except the unused bit line to VBL (typically V cc ). The selected control gate (here, CG2) is grounded, and the remaining control gates CG1 and CG3 to CG8 are "H".
(Typically V cc ). Since the threshold voltage of the memory cell in which “0” data is written is high (V th > 0v), the bit line potential remains “H”. Since the threshold voltage of the memory cell in which “1” data is written is low (V th <0 v), the bit line potential becomes “L”. After the data of the memory cell is output to the bit line as the bit line voltage, the data transfer signal φF becomes “H” and the bit line voltage is sensed by the data latch / sense amplifier R / W. The potential of each part of the memory cell is the same as in Table 2.
【0112】このように本実施例によれば、ビット線充
電回路のヒューズ切断によって、不良ビットを救済する
ことができ、先に説明した第3及び第4の実施例と同様
の効果が得られる。As described above, according to this embodiment, the defective bit can be relieved by cutting the fuse of the bit line charging circuit, and the same effects as those of the third and fourth embodiments described above can be obtained. .
【0113】図36は第6の実施例を示す図で、図33
と同様、メモリセルアレイ1とビット線制御回路2とビ
ット線充電回路9の具体的な構成を示している。FIG. 36 is a diagram showing a sixth embodiment.
Similarly, the specific configurations of the memory cell array 1, the bit line control circuit 2, and the bit line charging circuit 9 are shown.
【0114】隣り合う2本のビット線BLaiとBLb
i,BLajrとBLbjr(i=0…m,j=0…
k)に対してそれぞれデータラッチ兼センスアンプR/
Wi,R/Wjr(i=0…m,j=0…k)が1つず
つ配置される。ビット線BLaiに対してデータ転送信
号φFa、リセット信号φRa、プリチャージ信号φP
aが用意される。ビット線BLbiに対してφFb,φ
Rb,φPbが用意される。また、ビット線充電電圧電
源VBLはBLai,BLbiに対して共通に用意され
る。Two adjacent bit lines BLai and BLb
i, BLajr and BLbjr (i = 0 ... m, j = 0 ...
data latch / sense amplifier R /
Wi, R / Wjr (i = 0 ... m, j = 0 ... k) are arranged one by one. Data transfer signal φFa, reset signal φRa, precharge signal φP for bit line BLai
a is prepared. ΦFb, φ for bit line BLbi
Rb and φPb are prepared. Further, the bit line charging voltage power supply VBL is commonly prepared for BLai and BLbi.
【0115】図37、図38はそれぞれ書込み、読出し
動作を示している。BLaiが選択された場合、BLa
iに関しては図33の実施例と同様に動作する。非選択
ビット線BLbiは、書込み動作中、中間電位VMに充
電されたままでBLbiに接続されるメモリセルへの誤
書込みを防止する。また、BLbiは読出し動作中は接
地された状態を保ち、ビット線間のカップリングノイズ
を抑制する働きをする。メモリセルの各部の電位を表5
に示す。37 and 38 show write and read operations, respectively. If BLai is selected, BLa
Regarding i, the operation is similar to that of the embodiment of FIG. The non-selected bit line BLbi prevents the erroneous writing to the memory cell connected to BLbi while being charged to the intermediate potential VM during the writing operation. In addition, BLbi maintains a grounded state during a read operation and serves to suppress coupling noise between bit lines. Table 5 shows the potential of each part of the memory cell.
Shown in.
【0116】 表 5 消 去 書 込 み 読出し “0” “1” ビット線BLai フローティング 0v 10v 5v ビット線BLbi 10v 10v 0v 選択ゲートSG1 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG1 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG2 0v 20v 20v 0v 制御ゲートCG3 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG4 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG5 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG6 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG7 0v 10v 10v 5v 制御ゲートCG8 0v 10v 10v 5v 選択ゲートSG2 0v 0v 0v 5 ソース線 フローティング 0v 0v 0 基 板 20v 0v 0v 0 図39は、図33の実施例の変形例である。ここでは、
4種類のデータI/O線I/O0〜I/O3を用いてお
り、且つ4つのデータラッチ兼センスアンプR/Wに共
通のカラム選択信号CSLiが入力される。CSLiが
共有に入力される4つのビット線のうちの1本にでもリ
ーク不良があると、4本まとめて救済しなければならな
い。このため、この実施例ではヒューズは4本分を1本
にまとめてある。図36に示される実施例でもこれと同
様に、図40に示すようにCSLiを共有に入力する複
数本のビット線のヒューズを1本にまとめることができ
る。Table 5 Erase write Read out “0” “1” Bit line BLai Floating 0v 10v 5v Bit line BLbi 10v 10v 0v Select gate SG1 0v 10v 10v 5v Control gate CG1 0v 10v 10v 5v Control gate CG2 0v 20v 20v 0v Control gate CG3v5v 10G 10v 5v control gate CG5 0v 10v 10v 5v control gate CG6 0v 10v 10v 5v control gate CG7 0v 10v 10v 5v control gate CG8 0v 10v 10v 5v selection gate SG2 0v 0v 0v 0v 0v 0v 0v 0v 0v 0 plate FIG. 39 is a modification of the embodiment shown in FIG. here,
Four types of data I / O lines I / O0 to I / O3 are used, and a common column selection signal CSLi is input to the four data latch / sense amplifiers R / W. If even one of the four bit lines to which CSLi is commonly input has a leak defect, it is necessary to repair the four bit lines together. Therefore, in this embodiment, four fuses are combined into one fuse. Similarly in the embodiment shown in FIG. 36, as shown in FIG. 40, the fuses of a plurality of bit lines for commonly inputting CSLi can be integrated into one fuse.
【0117】図41は図36に示される実施例の変形例
である。図41の例が図40に示される実施例と違う点
は、ヒューズをBLai用のヒューズFaとBLbi用
のヒューズFbに別けた点にある。この場合、2つのヒ
ューズFa,Fbを設けることから回路面積が大きくな
るのが避けられない。しかし、BLaiとBLbiに関
して別々に救済できることから、救済効率は高くなる。
この救済方法について図42、図43を参照して詳しく
説明する。FIG. 41 shows a modification of the embodiment shown in FIG. The example of FIG. 41 is different from the example shown in FIG. 40 in that the fuse is divided into a fuse Fa for BLai and a fuse Fb for BLbi. In this case, since the two fuses Fa and Fb are provided, it is inevitable that the circuit area becomes large. However, since the BLai and BLbi can be separately rescued, the rescue efficiency is high.
This relief method will be described in detail with reference to FIGS. 42 and 43.
【0118】図42は図36の実施例を模式的に示すも
のである。カラム選択信号CSLiのみで救済を行う
と、図42(a)に示すように、BLaiとBLbiと
を同時に置き換えることになる。図40の場合も同様
に、BLai0〜BLai3とBLbi0〜BLbi3
とを同時に置き換えることになる。これに対し、図36
の実施例では、図42(b)に示すように、BLaiの
み或いはBLbiのみを、冗長部BLajr又はBLb
jrに動作上問題なく置き換えることができる。このた
めには、カラム選択信号CSLiとデータ転送信号φF
a(又はφFb)との論理積で救済を行うことになる。FIG. 42 schematically shows the embodiment shown in FIG. If repair is performed only with the column selection signal CSLi, BLai and BLbi are replaced at the same time, as shown in FIG. Similarly, in the case of FIG. 40, BLai0 to BLai3 and BLbi0 to BLbi3 are also included.
And will be replaced at the same time. On the other hand, FIG.
In the embodiment, as shown in FIG. 42 (b), only BLai or only BLbi is replaced by the redundant part BLajr or BLb.
It can be replaced with jr without any operational problem. To this end, the column selection signal CSLi and the data transfer signal φF
Relief is performed by a logical product with a (or φFb).
【0119】図43は図41を模式的に示すもので、図
42(b)と同様、BLai0〜BLai3のみをBL
ajr0〜BLajr3に、又はBLbi0〜BLbi
3のみをBLbjr0〜BLbjr3に置き換えること
ができる。この場合、ヒューズは図41のように接続し
ておけばよい。図42、図43から明らかなように、B
LaとBLbの配置関係さえ守って救済すればよい。FIG. 43 schematically shows FIG. 41. As in FIG. 42 (b), only BLai0 to BLai3 are BL.
ajr0 to BLajr3, or BLbi0 to BLbi
Only 3 can be replaced with BLbjr0 to BLbjr3. In this case, the fuse may be connected as shown in FIG. As is clear from FIGS. 42 and 43, B
It suffices if the arrangement relationship between La and BLb is maintained and relief is performed.
【0120】図44は、1つのデータラッチ兼センスア
ンプR/Wを、4本のビット線で共有している実施例を
示す。BLa1iとBLbliは隣合う関係にある。R
/Wを挟んで対称に、BLa2iとBLb2iとが配置
される。このような場合にあっても、BLaとBLbの
配置関係を守って、CSLiとφFa1,φFa2,φ
Fb1,φFb2との論理をとって、図45、図46の
ように様々な救済方法が実施できる。FIG. 44 shows an embodiment in which one data latch / sense amplifier R / W is shared by four bit lines. BLa1i and BLbli are adjacent to each other. R
BLa2i and BLb2i are arranged symmetrically across / W. Even in such a case, CSLi and φFa1, φFa2, φ should be kept while maintaining the positional relationship between BLa and BLb.
By taking the logic of Fb1 and φFb2, various repairing methods can be implemented as shown in FIGS.
【0121】具体的には、図45(a)では、同一のR
/Wに接続された4本のビット線BLa1i,BLa2
i,BLb1i,BLb2iを同時に置き換える。図4
5(b)では、2本のビット線BLa1i,BLa2i
又はBLb1i,BLb2iを単位として置き換える。
図46(a)では、2本のビット線BLa1i,BLb
1i又はBLa2i,BLb2iを単位として置き換え
る。また、図46(b)では、1本のビット線毎に冗長
部のビット線と置き換えることになる。Specifically, in FIG. 45 (a), the same R
Bit lines BLa1i and BLa2 connected to / W
i, BLb1i, BLb2i are simultaneously replaced. Figure 4
5 (b), two bit lines BLa1i, BLa2i
Alternatively, BLb1i and BLb2i are replaced as a unit.
In FIG. 46A, two bit lines BLa1i, BLb
1i or BLa2i, BLb2i is replaced as a unit. In addition, in FIG. 46B, each bit line is replaced with the bit line of the redundant portion.
【0122】図39、図40及び図41の実施例におい
て、それぞれ図47、図48、図49のように、プリチ
ャージ用MOSトランジスタやリセット用のMOSトラ
ンジスタを、カラム選択信号CSLiを強要するビット
線について共用化させてもよい。ビット線をプリチャー
ジ又はリセットするとき、つまりφR又はφPが“H”
となるとき、φPRを“H”とする。この例では信号φ
PRが別に必要となるが、リセット用又はプリチャージ
用のMOSトランジスタの数を減少させることができ
る。In the embodiments of FIGS. 39, 40, and 41, as shown in FIGS. 47, 48, and 49, a precharge MOS transistor and a reset MOS transistor are used to force the column selection signal CSLi. The lines may be shared. When precharging or resetting the bit line, that is, φR or φP is “H”
Then, φPR is set to “H”. In this example, the signal φ
Although PR is separately required, the number of reset or precharge MOS transistors can be reduced.
【0123】また、第5の実施例以降ではビット線充電
回路と終電電圧電源線との間に不良ビット救済のための
ヒューズを設けたが、これらの実施例と第3、第5の実
施例とを併用して用いることも可能である。Further, in the fifth and subsequent embodiments, the fuse for relieving the defective bit is provided between the bit line charging circuit and the final voltage supply line, but these embodiments and the third and fifth embodiments are also provided. It is also possible to use and together.
【0124】以上、第1〜第6の実施例を用いて、書き
込みベリファイの時間を短縮するための種々の回路構成
を説明してきた。続いて、消去ベリファイに本発明を用
いた実施例を説明する。The various circuit configurations for shortening the write verify time have been described above using the first to sixth embodiments. Next, an embodiment using the present invention for erase verification will be described.
【0125】図50は本発明の第7実施例に係るNAN
D型EEPROMを用いた不揮発性半導体メモリ装置を
示すブロック図である。メモリセルアレイ1に、データ
書き込み、読み出し、書き込み及び消去ベリファイを行
うためのセンスアンプ兼ラッチ回路2が接続されてい
る。メモリセルアレイ1は、複数個のページからなるブ
ロックに分割されている。このブロックが最小消去単位
となるものである。センスアンプ兼ラッチ回路2は、デ
ータ入出力バッファ6につながっている。アドレスバッ
ファ4からのアドレス信号がカラムデコーダ3に入力さ
れる。カラムデコーダ3からの出力がセンスアンプ兼ラ
ッチ回路2に入力される。メモリセルアレイ1に、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
が接続されている。メモリセルアレイ1が形成されるp
型領域(p型基板または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、メモリセルアレイ1に接
続されている。FIG. 50 shows a NAN according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device using a D-type EEPROM. A sense amplifier / latch circuit 2 for performing data writing, reading, writing and erasing verification is connected to the memory cell array 1. The memory cell array 1 is divided into blocks composed of a plurality of pages. This block is the minimum erase unit. The sense amplifier / latch circuit 2 is connected to the data input / output buffer 6. The address signal from the address buffer 4 is input to the column decoder 3. The output from the column decoder 3 is input to the sense amplifier / latch circuit 2. The memory cell array 1 includes a row decoder 5 for controlling a control gate and a select gate.
Are connected. P in which the memory cell array 1 is formed
A substrate potential control circuit 7 for controlling the potential of the mold region (p-type substrate or p-type well) is connected to the memory cell array 1.
【0126】ベリファイ終了検知回路8は、センスアン
プ兼ラッチ回路2にラッチされているデータを検知し、
ベリファイ終了信号を出力する。ベリファイ終了信号
は、データ入出力バッファ6を通じて、外部に出力され
る。The verify end detecting circuit 8 detects the data latched in the sense amplifier / latch circuit 2,
The verify end signal is output. The verify end signal is output to the outside through the data input / output buffer 6.
【0127】図51にセンスアンプ兼ラッチ回路2と、
メモリセルアレイ1及びベリファイ終了検出回路8と
の、接続関係を示す。図51の回路では、センスアンプ
兼ラッチ回路FFの第1の出力により制御される検知手
段(検知用トランジスタQn12)が設けられている。
検知用トランジスタQn12としてはEタイプnチャネ
ルMOSトランジスタが用いられている。このトランジ
スタQn12は、各ビット線BLiに接続された各セン
スアンプ兼ラッチ回路FFにそれぞれ設けられている。
各検知用トランジスタQn12は、図51に示すよう
に、そのドレインをセンスラインVDTCEに共通に接
続することにより、並列に設けられる。FIG. 51 shows a sense amplifier / latch circuit 2,
The connection relationship between the memory cell array 1 and the verification end detection circuit 8 is shown. In the circuit of FIG. 51, a detection means (detection transistor Qn12) controlled by the first output of the sense amplifier / latch circuit FF is provided.
An E type n-channel MOS transistor is used as the detection transistor Qn12. The transistor Qn12 is provided in each sense amplifier / latch circuit FF connected to each bit line BLi.
As shown in FIG. 51, the detection transistors Qn12 are provided in parallel by commonly connecting their drains to the sense line VDTCE.
【0128】次に、図52のフローチャートを用いて先
ず消去動作を説明する。消去のコマンドが入力される
と、消去ベリファイサイクルにはいる。もし消去状態に
あることが検出されると、その時点で消去終了となる
(ステップ101のYES)。ステップ101でメモリ
セルが消去されていないことが検知されると、消去動作
にはいり(ステップ102)、その後ベリファイ動作を
行う(ステップ103)。ベリファイNGであれば、所
定の回数消去及びベリファイを繰り返す(ステップ10
4)。Next, the erase operation will be described first with reference to the flowchart of FIG. When the erase command is input, the erase verify cycle is entered. If the erased state is detected, the erase ends at that point (YES in step 101). When it is detected in step 101 that the memory cell is not erased, the erase operation is performed (step 102), and then the verify operation is performed (step 103). If the verify is NG, erase and verify are repeated a predetermined number of times (step 10).
4).
【0129】次に、消去の確認動作について説明する。 消去動作では、メモリセルが形成されるp型領域
(p型基板又はpウェル)に高電圧(例えば20v)を
与え、制御ゲートにVSSを与える。これによって、メ
モリセルのしきい値は負の方向にシフトする。 次にメモリセルのデータを読み出す。ΦFの“H”
の状態で、まずΦspを“H”、Φsnを“L”、Φr
pを“H”、Φrnを“L”として、C2 MOSインバ
ータを非活性とする。この後、/ΦPを“L”としてビ
ット線をVCCにプリチャージする。次に、選択された
制御ゲートをVSSに、非選択の制御ゲートをVCC
に、選択された選択ゲートをVCCに、一定時間保持す
る。このとき、選択されたメモリセルが消去されて負の
しきい値を持っていれば、セル電流が流れ、ビット線は
VSSになるまで放電される。 次に、Φspを“L”、Φsnを“H”とし、ビッ
ト線電位を検知する。そして、Φrpを“L”、Φrn
を“H”とすることによってデータをラッチする。 その後検知用トランジスタを用いて、ベリファイが
完了したか確認する。センスラインVDTCEは、前述
のように、複数個のセンスアンプ兼ラッチ回路の検知用
トランジスタのドレインに、共通に接続されている。も
し全てのメモリセルが負のしきい値を持つならば、セン
スラインVDTCEは“H”になる。この場合は次のペ
ージの確認をする。1つでも正のしきい値のセルが残っ
ていれば、VDTCEは“L”状態になる。その場合
は、VDTCEが“H”であると検出されるまで、消去
を繰り返し行う。検出結果は、データ入出力ピンまたは
READY/BUSYピンから、外部に出力される。Next, the erase confirmation operation will be described. In the erase operation, a high voltage (for example, 20v) is applied to the p-type region (p-type substrate or p-well) where the memory cell is formed, and VSS is applied to the control gate. This causes the threshold of the memory cell to shift in the negative direction. Next, the data in the memory cell is read. ΦF “H”
, Φsp is “H”, Φsn is “L”, Φr
The C 2 MOS inverter is deactivated by setting p to “H” and Φrn to “L”. After that, / ΦP is set to "L" to precharge the bit line to VCC. Next, the selected control gate is set to VSS and the non-selected control gate is set to VCC.
Then, the selected select gate is held at VCC for a certain period of time. At this time, if the selected memory cell is erased and has a negative threshold value, a cell current flows and the bit line is discharged until it reaches VSS. Next, Φsp is set to “L” and Φsn is set to “H”, and the bit line potential is detected. Then, Φrp is “L”, Φrn
The data is latched by setting "H" to "H". After that, it is confirmed whether the verification is completed using the detection transistor. As described above, the sense line VDTCE is commonly connected to the drains of the detection transistors of the plurality of sense amplifier / latch circuits. If all memory cells have a negative threshold, the sense line VDTCE goes "H". In this case, check the next page. If at least one cell with a positive threshold value remains, VDTCE becomes "L". In that case, erasing is repeated until VDTCE is detected to be "H". The detection result is output to the outside from the data input / output pin or the READY / BUSY pin.
【0130】本実施例では、データは1ページずつ確認
された。しかしながら、1NANDブロック内の全ペー
ジに対して、1度に確認動作を行ってもよい。この場合
には、選択されたブロック内の全制御ゲートにVSSを
与え、この状態で読み出し動作を行う。このとき1つの
メモリセルでも正のしきい値のものが残っていれば、そ
のビット線は放電されないことから、上記実施例と同じ
方法で、検知可能である。In this example, the data was confirmed page by page. However, the confirmation operation may be performed at once for all the pages in one NAND block. In this case, VSS is applied to all control gates in the selected block, and the read operation is performed in this state. At this time, if even one memory cell having a positive threshold value remains, the bit line is not discharged, and therefore detection can be performed by the same method as in the above-described embodiment.
【0131】また、制御ゲートに与える電圧は、必ずし
も、VSSレベルである必要はない。マージンを含める
意味で、負の電圧を与えてもよい。また、制御ゲートに
はVSSを与えて、ソースまたはソースとp型基板また
はpウェルとに正の電圧を印加して、疑似的に、制御ゲ
ートに負の電圧が印加された状態を作り出してもよい。
また、検知用トランジスタのソースとVSSとの間にヒ
ューズを設けても良い。不良ビット線に対応する、ある
いはリダンダンシー用ビット線のうちの使用されないも
のに対応する、センスアンプ兼ラッチ回路のヒューズを
切断しておけば、動作上問題ない。以上のようにして、
消去の状態を検知することができる。The voltage applied to the control gate does not necessarily have to be the VSS level. A negative voltage may be applied to include a margin. In addition, even if VSS is applied to the control gate and a positive voltage is applied to the source or the source and the p-type substrate or the p-well, a state where a negative voltage is applied to the control gate is artificially created. Good.
In addition, a fuse may be provided between the source of the detection transistor and VSS. If the fuse of the sense amplifier / latch circuit corresponding to the defective bit line or the unused bit line for redundancy is cut off, there is no problem in operation. As described above,
The erased state can be detected.
【0132】また、これらの動作をシステム的に制御す
ることもできる。この場合システムは、NAND型EE
PROMのブロックごとに、そのブロックが消去状態に
あるか否かを記憶した管理テーブルを有する。ホストシ
ステム、又は、不揮発性半導体メモリ装置の制御を行う
コントローラは、消去を行う際、NAND型EEPRO
Mの消去対象のブロックが、消去状態にあるかどうかを
検知するため、まず管理テーブルを参照する。参照結果
が、未消去であれば消去を行う。消去済を示す場合には
さらなる消去動作を行わないようにしてもよい。Also, these operations can be controlled systematically. In this case, the system is NAND type EE
Each PROM block has a management table that stores whether or not the block is in the erased state. A controller that controls the host system or the non-volatile semiconductor memory device uses a NAND type EEPROM when erasing.
In order to detect whether or not the block to be erased in M is in the erased state, the management table is first referenced. If the reference result is unerased, it is erased. If it indicates that the data has been erased, no further erase operation may be performed.
【0133】また、消去の確認は書き込み動作前にも有
効である。書き込み動作の前に、これから書き込もうと
する領域が消去されているかどうか確認してもよい。こ
の場合には、ブロック単位に行ってもよいし、ページ単
位で行ってもよい。Confirmation of erasure is also valid before the write operation. Before the write operation, it may be confirmed whether or not the area to be written is erased. In this case, it may be performed in block units or page units.
【0134】図51において、書き込みベリファイ動作
は、従来のものとほぼ同様であるので、詳しい説明は省
略する。In FIG. 51, the write verify operation is almost the same as the conventional one, and therefore detailed description thereof will be omitted.
【0135】図53に、本発明の第8実施例を示す。基
本構成は図50と同じである。この第8実施例では、セ
ルアレイが2個のブロック1A,1Bに分けられ、これ
らのセルアレイブロック1A,1Bに共通のセンスアン
プ兼ラッチ回路2が設けられている。図54はそのセン
スアンプ兼ラッチ回路の構成を示している。Eタイプn
チャネルMOSトランジスタQn16,Qn17と、E
タイプpチャネルMOSトランジスタQp7,Qp9と
で、フリップフロップFFを構成している。Eタイプn
チャネルMOSトランジスタQn14,Qn15は、F
Fのイコライズ用トランジスタである。Qn27,Qn
28は検知用トランジスタである。FIG. 53 shows an eighth embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as in FIG. In the eighth embodiment, the cell array is divided into two blocks 1A and 1B, and a common sense amplifier / latch circuit 2 is provided in these cell array blocks 1A and 1B. FIG. 54 shows the configuration of the sense amplifier / latch circuit. E type n
Channel MOS transistors Qn16, Qn17 and E
The type p-channel MOS transistors Qp7 and Qp9 form a flip-flop FF. E type n
The channel MOS transistors Qn14 and Qn15 are F
This is an F equalizing transistor. Qn27, Qn
28 is a detection transistor.
【0136】EタイプnチャネルMOSトランジスタQ
n18と、EタイプpチャネルMOSトランジスタQp
8とは、FF活性化用トランジスタである。Eタイプn
チャネルMOSトランジスタQn19とQn20は、F
Fの2個のノードN1,N2とセルアレイブロック1
A,1B内のビット線との接続用トランジスタである。
Qn25,Qn26はビット線のプリチャージ、リセッ
ト用のトランジスタである。Qn21〜Qn24はビッ
ト線とVCC配線との接続用トランジスタである。E type n-channel MOS transistor Q
n18 and E type p channel MOS transistor Qp
Reference numeral 8 is a transistor for FF activation. E type n
The channel MOS transistors Qn19 and Qn20 are F
F node N1 and N2 and cell array block 1
A transistor for connecting to the bit line in A and 1B.
Qn25 and Qn26 are transistors for bit line precharge and reset. Qn21 to Qn24 are transistors for connecting the bit line and the VCC wiring.
【0137】このような構成の消去後のベリファイ動作
について説明する。ここでは、メモリセルアレイ1Aの
ビット線BLaiが選択されている場合について説明す
る。The verify operation after erasing in such a configuration will be described. Here, a case where the bit line BLai of the memory cell array 1A is selected will be described.
【0138】まず、ビット線BLaiが3vに、BLb
iが2v(リファレンス電位)にプリチャージされる。
その後、プリチャージ信号ΦPAとΦPBとが“L”と
なって、ビット線BLaiとBLbiがフローティング
状態になる。次に、選択された制御ゲートをVSSに、
非選択の制御ゲートをVCCに、選択された選択ゲート
をVCCにして、一定時間保持する。イコライズ信号に
よってCMOSフリップフロップがリセットされた後、
ΦA,ΦBが“H”となって、ノードN1,N2がそれ
ぞれビット線BLai,BLbiに接続される。ΦPが
“L”、ΦNが“H”となってビット線BLaiが読み
出される。読みだしたデータはラッチされる。その後、
検知用トランジスタQn27によって、一括検知され
る。First, the bit line BLai is set to 3v and BLb
i is precharged to 2v (reference potential).
After that, the precharge signals ΦPA and ΦPB become “L”, and the bit lines BLai and BLbi are brought into a floating state. Next, select control gate to VSS,
The non-selected control gate is set to VCC and the selected selection gate is set to VCC, and they are held for a certain period of time. After the CMOS flip-flop is reset by the equalize signal,
ΦA and ΦB become “H”, and the nodes N1 and N2 are connected to the bit lines BLai and BLbi, respectively. ΦP becomes “L” and ΦN becomes “H”, and the bit line BLai is read. The read data is latched. afterwards,
It is collectively detected by the detection transistor Qn27.
【0139】次に、メモリセルアレイ1Bのビット線B
Lbiが選択されているとする。まず、ビット線BLb
iが3vに、BLaiが2v(リファレンス電位)にプ
リチャージされる。その後、プリチャージ信号ΦPAと
ΦPBが“L”となって、ビット線BLaiとBLbi
はフローティング状態になる。次に、選択された制御ゲ
ートをVSSに、非選択の制御ゲートをVCCに、選択
された選択ゲートをVCCにして、一定時間保持する。
イコライズ信号によってCMOSフリップフロップがリ
セットされる。この後、ΦA,ΦBが“H”となって、
ノードN1,N2がそれぞれビット線BLai,BLb
iが接続される。ΦPが“L”、ΦNが“H”となっ
て、ビット線BLbiが読み出される。読み出したデー
タはラッチされる。その後、検知トランジスタQn28
によって一括検知される。Next, the bit line B of the memory cell array 1B
It is assumed that Lbi is selected. First, the bit line BLb
i is precharged to 3v and BLai is precharged to 2v (reference potential). After that, the precharge signals ΦPA and ΦPB become “L”, and the bit lines BLai and BLbi.
Becomes floating. Next, the selected control gate is set to VSS, the non-selected control gate is set to VCC, and the selected selection gate is set to VCC, which are held for a certain time.
The CMOS flip-flop is reset by the equalize signal. After that, ΦA and ΦB become “H”,
Nodes N1 and N2 are bit lines BLai and BLb, respectively.
i is connected. ΦP becomes “L” and ΦN becomes “H”, and the bit line BLbi is read. The read data is latched. After that, the detection transistor Qn28
Are collectively detected by.
【0140】メモリセルアレイ1Aの書き込みベリファ
イ時には、Qn28を、検知トランジスタとして用い
る。メモリセルアレイ1Bの書き込みベリファイ時に
は、Qn27を検知トランジスタとして用いる。この様
に、メモリアドレスと消去・書き込みのモードに応じ
て、そのベリファイ動作時に、いずれの検知トランジス
タを用いるかを制御する。これによって、ベリファイ動
作を、1個の検知トランジスタによって、行うことがで
きる。Qn28 is used as a detection transistor at the time of write verify of the memory cell array 1A. Qn27 is used as a detection transistor at the time of write verify of the memory cell array 1B. In this way, which sensing transistor is used during the verify operation is controlled according to the memory address and the erase / write mode. As a result, the verify operation can be performed by one sensing transistor.
【0141】図55は、本発明の第9実施例を示す。図
51の第7実施例では、センスアンプ兼ラッチ回路の両
方のノードに、各々検知用トランジスタを接続してい
た。これに対し、第9実施例では、その回路の片方のノ
ードにp型検知用トランジスタとn型検知用トランジス
タを接続している。書き込みベリファイ時には、従来ど
うり、n型検知用トランジスタを用いる。消去ベリファ
イ時には、p型検知用トランジスタを用いる。消去後、
読みだし動作を行う。もし消去不十分のメモリセルがあ
れば、センスアンプ兼ラッチ回路のビット線側ノードに
“H”がラッチされ、ビット線と反対側のノードには
“L”がラッチされる。これにより、p型検知用トラン
ジスタはON状態になり、VDTCEは“H”レベルと
なる。この電位を検知し、再び消去動作を行う。FIG. 55 shows a ninth embodiment of the present invention. In the seventh embodiment of FIG. 51, the detection transistors are connected to both nodes of the sense amplifier / latch circuit. On the other hand, in the ninth embodiment, the p-type detection transistor and the n-type detection transistor are connected to one node of the circuit. At the time of write verify, an n-type detection transistor is used as in the conventional case. A p-type detection transistor is used during erase verification. After erasing,
Perform read operation. If there is an insufficiently erased memory cell, "H" is latched at the bit line side node of the sense amplifier / latch circuit, and "L" is latched at the node opposite to the bit line. As a result, the p-type detection transistor is turned on and VDTCE is set to the “H” level. This potential is detected and the erase operation is performed again.
【0142】図56には、本発明の第10実施例を示
す。図54の第8実施例では、センスアンプ兼ラッチ回
路の両方のノードに各々検知用トランジスタを接続して
いた。これに対し、実施例では、その回路の片方のノー
ドにp型検知用トランジスタとn型検知用トランジスタ
を接続している。メモリセルアレイ1Aの書き込みベリ
ファイには、Qn28のn型検知用トランジスタを用い
る。メモリセルアレイ1Aの消去ベリファイには、Qp
29のp型検知用トランジスタを使用する。メモリセル
アレイ2Aの書き込みベリファイには、Qp29のp型
検知用トランジスタを用いる。メモリセルアレイ2Aの
消去ベリファイには、Qn28のn型検知用トランジス
タを用いる。FIG. 56 shows a tenth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment of FIG. 54, the detection transistors are connected to both nodes of the sense amplifier / latch circuit. On the other hand, in the embodiment, the p-type detection transistor and the n-type detection transistor are connected to one node of the circuit. An n-type detection transistor Qn28 is used for the write verification of the memory cell array 1A. For erase verify of the memory cell array 1A, Qp
29 p-type sensing transistors are used. The p-type detection transistor of Qp29 is used for the write verification of the memory cell array 2A. An n-type detection transistor Qn28 is used for erase verification of the memory cell array 2A.
【0143】以上、消去ベリファイに本発明を用いた実
施例を説明した。この構成も上述の書き込みベリファイ
と同様に、NOR型のセルに対しても適用可能であるこ
とは言うまでもない。The embodiments in which the present invention is used for erase verification have been described above. It goes without saying that this configuration is also applicable to the NOR type cell as in the write verify described above.
【0144】このように、本発明を消去ベリファイに用
いることにより、以下のような効果が得られる。すなわ
ち、消去ベリファイ動作を、データを外部に読み出すこ
となく高速に行うことが出来る。さらに、セルアレイが
2個のブロックからなる場合には、一つの検知手段を、
一方のメモリセルアレイブロックの消去ベリファイと、
他方のメモリセルアレイブロックの書き込みベリファイ
とに用いることが出来る。これにより、一括ベリファイ
回路の面積を縮小化することができる。さらに、消去動
作に先立ち、選択されたブロックが消去状態にあるか否
かを検出する手段を設けた。このため、書き換え処理等
の際に不要な消去動作を行わなくても済む。これによ
り、高速化とともに信頼性を高めることができる。As described above, the following effects can be obtained by using the present invention for erase verification. That is, the erase verify operation can be performed at high speed without reading the data to the outside. Further, when the cell array is composed of two blocks, one detecting means is
Erase verify of one memory cell array block,
It can be used for write verify of the other memory cell array block. As a result, the area of the collective verify circuit can be reduced. Further, a means for detecting whether or not the selected block is in the erased state is provided before the erase operation. Therefore, it is not necessary to perform an unnecessary erasing operation at the time of rewriting processing or the like. As a result, it is possible to increase the speed and improve the reliability.
【0145】続いて、一つの一括ベリファイ手段で、消
去ベリファイと書き込みベリファイとを兼用される第1
1実施例を説明する。Then, the first collective verifying means is used for both erase verify and write verify.
One embodiment will be described.
【0146】この実施例の特徴は、以下の点にある。即
ち、プログラムベリファイ及びイレーズベリファイを、
256バイト分について同時に一括でリードして、OK
かNGかを判定するために、一括ベリファイ制御回路B
BCを設けた。さらに、データレジスタ回路DRを、一
括ベリファイを可能なものに構成すると共に、プログラ
ムベリファイ後にプログラムベリファイNGとなって再
プログラムを行うとき、プログラム完了ビットには再び
書き込まないような構成とした。さらに、データレジス
タ回路DRを上記の如くに制御するための再プログラム
制御回路RPCを設けている。The features of this embodiment are as follows. That is, program verify and erase verify are
Read 256 bytes at a time and read all at once
Batch verify control circuit B to determine whether the result is NG or NG.
BC was provided. Further, the data register circuit DR is configured to be capable of collective verification, and is configured not to be written to the program completion bit again when program verification becomes NG after program verification and reprogramming is performed. Further, a reprogramming control circuit RPC for controlling the data register circuit DR as described above is provided.
【0147】以下に、図57のEEPROMについて全
般的に説明する。図57のEEPROMは、8ビット分
の出力を有するバイト構成かつ1ページ256バイトの
構成のものを示している。メモリセルは、メモリセルア
レイMCAの中にm行×256バイトのマトリクス状に
配置されている。つまり、ローデコーダRDからはm本
のワードラインがでている。さらに、各バイトにおいて
は、8行のメモリセルを縦につないだ8NANDセルB
Cの8個を行方向に並べて1つのNANDセル行ユニッ
トRUを構成し、この行ユニットRUの(m/8)個を
カラム方向に並べている。各ユニットRUにおいて、各
8NANDセルBCのドレインは対応するビット線BL
に接続され、ソースは全て共通にVSSに接続されてい
る。The EEPROM of FIG. 57 will be described below in general. The EEPROM of FIG. 57 shows a byte structure having an output of 8 bits and a structure of 256 bytes per page. The memory cells are arranged in a matrix of m rows × 256 bytes in the memory cell array MCA. That is, m word lines are output from the row decoder RD. Further, in each byte, 8 NAND cells B in which 8 rows of memory cells are connected vertically
Eight Cs are arranged in the row direction to form one NAND cell row unit RU, and (m / 8) pieces of this row unit RU are arranged in the column direction. In each unit RU, the drain of each 8 NAND cell BC has a corresponding bit line BL.
And all sources are commonly connected to V SS .
【0148】また、各ユニットにおいて、縦に並ぶ8個
のメモリセルの制御ゲート及び2つのセレクトゲート
は、8本のワードラインWL及びSGD,SGSを介し
てローデコーダRDに接続される。Further, in each unit, the control gates and two select gates of eight memory cells arranged vertically are connected to the row decoder RD via eight word lines WL and SGD, SGS.
【0149】各ビットラインBL′OOはリード時及び
書き込み時にデータをラッチするためのデータレジスタ
回路DRへ接続されている。このデータレジスタ回路D
Rからは、ビット線BL′OOの電位が高いか低いかに
対応して増幅した出力IOとその反転信号NIOの2種
類の信号が出力される。このIO,NIOの信号は、カ
ラムデコーダCDI,CDIIの出力信号によってオ
ン、オフさせられるカラムゲートトランジスタCGTを
介して、共通IOバスラインI/OBUSへ入力され
る。また、各共通IOバスラインI/OBUSから、信
号IO,NIOはセンスアンプ回路S/Aへ入力されて
いる。センスアンプ回路の出力信号d* は、出力バッフ
ァ回路I/OBUFへ入力される。Each bit line BL'OO is connected to a data register circuit DR for latching data at the time of reading and writing. This data register circuit D
From R, two types of signals are output: an output IO amplified depending on whether the potential of the bit line BL'OO is high or low and an inverted signal NIO thereof. The IO and NIO signals are input to the common IO bus line I / OBUS via the column gate transistor CGT which is turned on and off by the output signals of the column decoders CDI and CDII. The signals IO and NIO are input to the sense amplifier circuit S / A from each common IO bus line I / OBUS. The output signal d * of the sense amplifier circuit is input to the output buffer circuit I / OBUF.
【0150】また、各ビット線BLには、書き込みの時
にビット線BLを高電位にするための書き込みプリチャ
ージ回路WPC、リード時にビット線BLをプリチャー
ジするためのリードプリチャージ回路RPCが接続され
ている。書き込みプリチャージ回路WPCは、ドレイン
に信号BLCRLが、ゲートに信号BLCDが、他の一
端(ソース)にビットラインが接続された、nチャネル
タイプのトランジスタTW1 で構成されている。また、
リードプリチャージ回路RPCは、一端に電源VDDが、
ゲートに信号PREが他端にビットラインが接続された
トランジスタTR1 と、一端にビット線が、ゲートに信
号RSTが、他端にVSSが接続されトランジスタTR2
で構成されている。A write precharge circuit WPC for setting the bit line BL to a high potential at the time of writing and a read precharge circuit RPC for precharging the bit line BL at the time of reading are connected to each bit line BL. ing. The write precharge circuit WPC is composed of an n-channel type transistor TW 1 having a drain connected to the signal BLCRL, a gate connected to the signal BLCD, and the other end (source) connected to a bit line. Also,
The read precharge circuit RPC has a power source V DD at one end,
A transistor TR 1 which gate signal PRE bit line is connected to the other end, the bit line to one end, gate signal RST, V SS is connected to the other end transistor TR 2
It is composed of.
【0151】データレジスタ回路DRは、2つのインバ
ータIV1,IV2で構成されるラッチ回路と、信号B
LCDがゲートに入力されると共にメモリセルのビット
線に接続されているトランジスタTTとを有する。さら
に、2つのインバータIV1,IV2の各々の出力端子
に接続される2つのトランジスタTPV,TEVを有する。
トランジスタTPVの一端には信号IOが加えられ、ゲー
トには信号PROVERIが入力されている。トランジ
スタTEVの一端はNIOに接続され、ゲートには信号E
RAVERIが入力されている。これらのトランジスタ
TPV,TEVの各他端は互いに共通にトランジスタT14の
ゲートに接続されている。このトランジスタT14の一端
はVSSに接続され、他端は一括ベリファイ制御回路BB
Cへ入力されている。また、トランジスタT11,T12を
有する。トランジスタT11はnタイプで、その一端は電
源BLCRLに接続され、ゲートには信号NIOが入力
され、他端はトランジスタT12の一端に接続されてい
る。トランジスタT12のゲートには、再プログラム制御
回路RPCCの出力信号PVが入力される。トランジス
タT12他端はビットラインBL′00に接続される。The data register circuit DR includes a latch circuit composed of two inverters IV1 and IV2 and a signal B.
The LCD has a transistor TT input to the gate and connected to the bit line of the memory cell. Further, it has two transistors T PV and T EV connected to the output terminals of the two inverters IV1 and IV2, respectively.
The signal IO is applied to one end of the transistor T PV , and the signal PROVERI is input to the gate. One end of the transistor T EV is connected to NIO, and the signal E is applied to the gate.
RAVERI is input. The other ends of the transistors T PV and T EV are commonly connected to the gate of the transistor T 14 . One end of the transistor T 14 is connected to V SS , and the other end thereof is the collective verify control circuit BB.
Input to C. It also has transistors T 11 and T 12 . The transistor T 11 is an n-type, one end of which is connected to the power supply BLCRL, the gate receives the signal NIO, and the other end of which is connected to one end of the transistor T 12 . The output signal PV of the reprogramming control circuit RPCC is input to the gate of the transistor T 12 . The other end of the transistor T 12 is connected to the bit line BL'00.
【0152】一括ベリファイ制御回路BBCは、信号P
ROVERI及び信号ERAVERIが入力される2入
力NOR回路NOR1を有する。そのNOR回路NOR
1の出力信号はトランジスタTP1 ,TN1 のそれぞれ
のゲートに入力される。トランジスタTP1 の一端は電
源VCCへ、他端はトランジスタTN1 の一端へ接続され
る。トランジスタTN1 の他端はVSSに接続されてい
る。トランジスタTP1,TN1 の中点は、各データレ
ジスタ回路DR内のトランジスタT14にそれぞれ接続さ
れ且つインバータIV3の入力側に接続されている。こ
のインバータIV3の出力信号PEOKは、ベリファイ
時にOKか否かの判定信号として、IOバッファ回路
(図示せず)を介して外部へ出力される。The collective verify control circuit BBC outputs the signal P
It has a 2-input NOR circuit NOR1 to which the ROVERI and the signal ERAVERI are input. The NOR circuit NOR
The output signal of No. 1 is input to the gates of the transistors TP 1 and TN 1 . One end of the transistor TP 1 is connected to the power supply V CC and the other end is connected to one end of the transistor TN 1 . The other end of the transistor TN 1 is connected to V SS . The midpoints of the transistors TP 1 and TN 1 are connected to the transistor T 14 in each data register circuit DR and to the input side of the inverter IV3. The output signal PEOK of the inverter IV3 is output to the outside through an IO buffer circuit (not shown) as a determination signal of whether or not it is OK at the time of verification.
【0153】再プログラム制御回路RPCCは、インバ
ータIVRPとフリップフロップ回路FFRPとを有する。
インバータIVRPには信号PROVERIが入力され
る。インバータIVRPの出力信号と反転信号がフリップ
フロップ回路FFRP内の2つのNOR回路のそれぞれに
入力される。フリップフロップ回路FFRPの出力信号P
Vは、データレジスタ回路DR内のnチャネルトランジ
スタT12のゲートに制御信号として入力される。The reprogram control circuit RPCC has an inverter IV RP and a flip-flop circuit FF RP .
The signal PROVERI is input to the inverter IV RP . The output signal and the inverted signal of the inverter IV RP are input to each of the two NOR circuits in the flip-flop circuit FF RP . Output signal P of flip-flop circuit FF RP
V is input as a control signal to the gate of the n-channel transistor T 12 in the data register circuit DR.
【0154】次に、このように構成されるEEPROM
の動作を説明する。消去時には、イレーズ用の昇圧回路
SU6により昇圧した高電圧(20V程度)をメモリセ
ルが形成されている基板(p−well)へ印加する。
これと共に、ローデコーダRDにより制御してワードラ
インWL1〜WLm及びセレクトゲートSGD,SGS
を“0”Vにして、浮遊ゲートから基板へ電子を抜くこ
とにより消去する。Next, an EEPROM having such a configuration
The operation of will be described. At the time of erasing, the high voltage (about 20 V) boosted by the erase boosting circuit SU6 is applied to the substrate (p-well) in which the memory cells are formed.
Along with this, the word lines WL1 to WLm and the select gates SGD and SGS are controlled by the row decoder RD.
Is set to "0" V, and electrons are erased from the floating gate to the substrate to erase.
【0155】次に、リード動作について説明する。ロー
デコーダRDにより、選択対象のセルを有する行ユニッ
トRUのセレクトゲートSGD,SGSを“H”レベル
にして選択する。さらに、対象とするセルを、そのワー
ドラインWLを“0”Vにすることにより、選択する。
この状態とした後、信号PREとして所定のパルス信号
を加え、トランジスタTR1 をオンして、ビット線BL
を“H”レベルにプリチャージする。この時、読み出す
べきメモリセルに“0”データが書かれているときに
は、そのメモリセルはオフして電流を流さない。このた
め、ビット線BLのレベルは“H”レベルを維持し、そ
のレベルHはデータレジスタ回路DRにラッチされる。
一方、選択セルに“1”データが書かれているときに
は、メモリセルはオンする。このために、ビット線BL
のレベルは“1”レベルになり、そのレベルがデータレ
ジスタ回路DRにラッチされる。このとき、選択された
(Lレベルとされた)ワードラインに接続される256
バイト分のすべてのデータが、各々のビットラインに接
続されたデータレジスタ回路DRによりラッチされる。
そして、カラムアドレスバッファCABへ加えるカラム
アドレスAc を“00”から“FF”までシリアルに変
化させることにより、バイト1〜256中のカラムゲー
トトランジスタCGTが順次にオンして、共通バスライ
ンIOバスを介してデータが順次リードされる。Next, the read operation will be described. By the row decoder RD, the select gates SGD and SGS of the row unit RU having the cell to be selected are set to "H" level and selected. Further, the target cell is selected by setting the word line WL to "0" V.
After this state, a predetermined pulse signal is applied as the signal PRE, the transistor TR 1 is turned on, and the bit line BL
Is precharged to "H" level. At this time, when "0" data is written in the memory cell to be read, the memory cell is turned off and no current flows. Therefore, the level of the bit line BL is maintained at "H" level, and the level H is latched by the data register circuit DR.
On the other hand, when "1" data is written in the selected cell, the memory cell turns on. Therefore, the bit line BL
Becomes a "1" level and the level is latched by the data register circuit DR. At this time, 256 connected to the selected (L level) word line
All data for bytes is latched by the data register circuit DR connected to each bit line.
Then, by serially changing the column address A c applied to the column address buffer CAB from “00” to “FF”, the column gate transistors CGT in the bytes 1 to 256 are sequentially turned on, and the common bus line IO bus. The data is sequentially read via.
【0156】この時、NANDセルの構造上、メモリセ
ルのオン電流は数μA程度と非常に少なく、その充放電
には数μsec 程度の時間がかかる。しかしながら、一旦
データを読み出し、データレジスタ回路DRに取り込ん
でしまえば、共通バス線I/OBUSを介してデータを
出力するだけであるので、百nsec程度の高速アクセスが
可能となる。At this time, due to the structure of the NAND cell, the on-current of the memory cell is very small, about several μA, and charging / discharging thereof takes about several μsec. However, once the data is read and taken into the data register circuit DR, only the data is output via the common bus line I / OBUS, and thus high-speed access of about 100 nsec becomes possible.
【0157】次に書き込み動作を説明する。書き込み動
作を説明するためのタイミングチャートを図58に示し
た。Next, the write operation will be described. FIG. 58 shows a timing chart for explaining the write operation.
【0158】プログラムコマンドPCが入力されるとプ
ログラムモードになる。このとき、データレジスタ回路
DRのトランスミッショントランジスタTTを制御する
信号BLCDが“L”レベルとなり、トランジスタTT
がオフする。また、これとともに、昇圧回路SUが動作
し初め、次第に書き込みプリチャージ回路WPCに入力
される信号BLCRL,BLCUが昇圧していき、10
V程度まで上昇する。このとき、メモリセルアレイ群の
中のビット線BL′OOも、BLCRLの上昇ととも
に、電位上昇する。このとき、選択されたWLは20V
程度の高電位に、NANDセル群のソース側のセレクト
ゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲートは1
0V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。When the program command PC is input, the program mode is entered. At this time, the signal BLCD for controlling the transmission transistor TT of the data register circuit DR becomes “L” level, and the transistor TT
Turns off. At the same time, the booster circuit SU starts operating, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC are gradually boosted.
Rise to about V. At this time, the potential of the bit line BL'OO in the memory cell array group also rises as BLCRL rises. At this time, the selected WL is 20V
To a high potential, the gate of the select gate transistor on the source side of the NAND cell group is set to 0V, and the other gates are set to 1V.
Each is set to an intermediate level of about 0V.
【0159】この状態で、カラムアドレスAc を順次変
化させ、書き込みデータをデータレジスタ回路DRへ入
力していく。このとき、データレジスタ回路DRへ入力
された書き込みデータはそこにラッチされる。256バ
イト分の書き込みデータがそれぞれデータレジスタ回路
DRへラッチされると、信号BLCUが“L”レベルと
なって書き込みプリチャージ回路WPCはオフする。こ
れとともに、信号BLCDが10V程度に迄上昇してト
ランジスタTTがオンし、ビットラインBL′OOとデ
ータレジスタ回路DRが接続される。このとき、データ
レジスタ回路DRに供給される電源VBITも10V程
度に迄上昇する。この回路DRに“1”レベルがラッチ
されていれば、ビット線BLの高レベルがそのまま維持
される。また、この回路DRに“0”レベルがラッチさ
れていれば、プリチャージしたビット線BLのレベルは
放電されて“L”レベルになり、浮遊ゲートへの電子の
注入が起る。このようにして、256バイト分の書き込
みが同時に行われる。In this state, the column address A c is sequentially changed and the write data is input to the data register circuit DR. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched therein. When the write data of 256 bytes is latched in the data register circuit DR, the signal BLCU becomes the “L” level and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, the signal BLCD rises to about 10V, the transistor TT is turned on, and the bit line BL'OO and the data register circuit DR are connected. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If the "1" level is latched in this circuit DR, the high level of the bit line BL is maintained as it is. If the "0" level is latched in the circuit DR, the precharged bit line BL is discharged to the "L" level, and electrons are injected into the floating gate. In this way, writing of 256 bytes is simultaneously performed.
【0160】以下に、プログラム→プログラムベリファ
イ→再プログラムの各動作を、図59に示すタイミング
チャートを参照しながら説明する。The operations of program → program verify → reprogram will be described below with reference to the timing chart shown in FIG.
【0161】第1回目のプログラム動作は、図58と同
様である。即ち、プログラムコマンドPCが入力されて
プログラムモードになると、制御信号BLCDが“L”
レベルとなり、データレジスタ回路DR中のトランスミ
ッショントランジスタTTがオフして、データレジスタ
回路DRがビット線と切り離される。また、これととも
に、昇圧回路SU1〜SU6が動作し始め、書き込みプ
リチャージ回路WPCに入力される信号BLCRL,B
LCUが次第に昇圧して10V程度に達する。このと
き、メモリセルアレイMCA中のビット線の電位も信号
BLCRLの上昇とともに高電位まで上昇する。このと
き、選択されたWLは20V程度の高電位に、NAND
セル群内のソース側のセレクトゲートトランジスタT2
のゲート(セレクトラインSL2)は“0”Vに、他の
トランジスタT1 のゲート(セレクトラインSL1)は
10V程度の中間レベルに設定される。The first programming operation is the same as in FIG. That is, when the program command PC is input to enter the program mode, the control signal BLCD is "L".
The level becomes the level, the transmission transistor TT in the data register circuit DR is turned off, and the data register circuit DR is disconnected from the bit line. At the same time, the booster circuits SU1 to SU6 start operating and the signals BLCRL, B input to the write precharge circuit WPC.
The LCU gradually increases to reach about 10V. At this time, the potential of the bit line in the memory cell array MCA also rises to a high potential as the signal BLCRL rises. At this time, the selected WL is set to the high potential of about 20V and the NAND
Select gate transistor T 2 on the source side in the cell group
Of the other transistor T 1 (select line SL1) is set to an intermediate level of about 10V.
【0162】この状態においてカラムアドレスAc を順
次変化させ、あるバイトnについて8ビットの書き込み
データを8つのデータレジスタ回路DRへ入力し、ラッ
チする。これを256回繰り返して、256バイト分の
書き込みデータを全てのレジスタ回路DRにラッチす
る。この後、信号BLCUが“L”レベルとなり、書き
込みプリチャージ回路WPCがオフする。これととも
に、信号BLCDが10V程度にまで上昇することによ
りトランジスタTTがオンしてビットラインとデータレ
ジスタ回路DRが接続される。このとき、データレジス
タ回路DRに供給される電源VBITも10V程度にま
で上昇する。データレジスタ回路DRに“1”レベルの
データがラッチされていれば、ビット線のレベルは高レ
ベルのままに維持される。また、データレジスタ回路D
Rに“0”レベルがラッチされていれば、プリチャージ
済のビット線の高レベルは放電により低下して“L”レ
ベルになり、選択したメモリセルにおいて浮遊ゲートへ
電子の注入、つまり“0”データの書き込みが起る。こ
のような書き込みは、256バイト分について同時に行
われる。ここまでの書き込み動作は図58の場合と同じ
である。In this state, the column address A c is sequentially changed and 8-bit write data for a certain byte n is input to the eight data register circuits DR and latched. This is repeated 256 times, and the write data of 256 bytes is latched in all the register circuits DR. After that, the signal BLCU becomes "L" level, and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, the signal BLCD rises to about 10 V, turning on the transistor TT and connecting the bit line and the data register circuit DR. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" level data is latched in the data register circuit DR, the bit line level is maintained at the high level. In addition, the data register circuit D
If the "0" level is latched in R, the high level of the precharged bit line is lowered to "L" level by discharging, and electrons are injected into the floating gate in the selected memory cell, that is, "0". "Data writing occurs. Such writing is simultaneously performed for 256 bytes. The write operation up to this point is the same as in the case of FIG.
【0163】次に、上記の書き込みが終了すると、ベリ
ファイコマンドVCが入力されて、プログラムモードが
解除される。信号BLCDは“0”Vとなり、BLCR
Lは“5”Vに、信号VBITは5Vになるとともに、
リセット信号RSTによりビット線が放電される。この
とき、本実施例ではデータレジスタ回路DR内のラッチ
データはリセットしないようにしている。即ち、書き込
みデータはデータレジスタ回路DR内にラッチされたま
まの状態となる。この状態で、リードプリチャージ回路
RPCにHレベルの制御信号PREが加えられ、ビット
線がプリチャージされる。今、“0”データをライトし
た場合を考える。データレジスタ回路DR内のラッチ回
路により、信号IOは“1”レベルとなり、その反転信
号NIOは“0”レベルとなっている。このとき、プロ
グラムベリファイモードになると、データレジスタ回路
DR内のトランジスタT12はオン状態となるが、トラン
ジスタT11は、それのゲート信号のレベルが“0”レベ
ルのためオフしており、このパスからのビット線への充
電は行われない。Next, when the above writing is completed, the verify command VC is input and the program mode is released. The signal BLCD becomes “0” V, and BLCR
L becomes "5" V, signal VBIT becomes 5V,
The bit line is discharged by the reset signal RST. At this time, in the present embodiment, the latch data in the data register circuit DR is not reset. That is, the write data remains latched in the data register circuit DR. In this state, the H level control signal PRE is applied to the read precharge circuit RPC to precharge the bit line. Now, consider the case where "0" data is written. Due to the latch circuit in the data register circuit DR, the signal IO is at "1" level and its inverted signal NIO is at "0" level. At this time, in the program verify mode, the transistor T 12 in the data register circuit DR is turned on, but the transistor T 11 is turned off because the level of the gate signal of the transistor T 11 is “0”. The bit line is not charged from.
【0164】このような“0”ライト動作後に、書き込
みNGとなった場合と、OKとなった場合の2通りが存
在する。即ち、OKとなった場合は、メモリセルのしき
い値電圧は正方向へシフトしており、このためプリチャ
ージされた電位はそのまま保持される。そして、トラン
スミッショントランジスタTTを制御する信号BLCD
が“1”レベルとなることによりデータレジスタ回路D
Rとビット線が接続され、今迄“0”レベルであったN
IOの電位が、高電位に充電されたビット線により、
“1”レベルに充電される。従って、信号PROVER
Iが入力されるトランスミッショントランジスタTTを
介して“0”レベルがトランジスタT14のゲートに入力
され、トランジスタT14はオフ状態となる。After such a "0" write operation, there are two cases, that is, a write NG and an OK. That is, when it becomes OK, the threshold voltage of the memory cell is shifted in the positive direction, so that the precharged potential is held as it is. And a signal BLCD for controlling the transmission transistor TT
Is set to "1" level, the data register circuit D
R and bit line are connected, and N which was "0" level until now
The potential of IO is increased by the bit line charged to high potential.
It is charged to "1" level. Therefore, the signal PROVER
The “0” level is input to the gate of the transistor T 14 via the transmission transistor TT to which I is input, and the transistor T 14 is turned off.
【0165】これに対して、書き込みNGとなった場合
を考える。即ち、“0”ライトしたにもかかわらず、メ
モリセルのしきい値電圧は負方向に存在し、このためプ
リチャージされつつ、電位は“0”レベルへ放電されて
しまう。そして、トランスミッショントランジスタTT
を制御する信号BLCDが“1”レベルとなることによ
りトランジスタTTがオンして、データレジスタ回路D
Rとビット線とが接続される。しかしながらこのとき
は、NIOの電位は“0”レベルのままとなり、トラン
ジスタT14のゲートには“1”レベルの信号が入力さ
れ、トランジスタT14はオン状態となる。On the other hand, consider the case where the write fails. That is, even though "0" is written, the threshold voltage of the memory cell exists in the negative direction, so that the potential is discharged to "0" level while being precharged. And the transmission transistor TT
When the signal BLCD for controlling the data is set to "1" level, the transistor TT is turned on and the data register circuit D
R and the bit line are connected. However, this time, the potential of NIO remains "0" level, the gate of the transistor T 14 is "1" level signal is input, the transistor T 14 is turned on.
【0166】次に“1”データをライトした場合を考え
る。“1”ライト時は、データレジスタ回路DR内のラ
ッチ回路により、信号IOは“0”レベル、信号NIO
は“1”レベルとなっている。Next, consider the case where "1" data is written. At the time of writing "1", the signal IO is at "0" level and the signal NIO is output by the latch circuit in the data register circuit DR.
Is at "1" level.
【0167】この状態でベリファイ動作を行うと、デー
タレジスタ回路DR内のトランジスタT11はオン状態と
なる。このため、トランジスタT11,T12を介してビッ
ト線はベリファイ動作中充電され続ける。リードプリチ
ャージ用のトランジスタTR2 は、リード時にメモリセ
ルがオンした時のオン電流により“0”レベルに放電さ
れるように小さいコンダクタンスgmに設定される。し
かし、トランジスタT11,T12のコンダクタンスgm
は、“1”ライト後のベリファイ動作によって、常にビ
ット線を“1”レベルに充電するように、大きな値に設
定されている。即ち、トランジスタT14のゲートには
“0”レベルの信号が入力されることになる。When the verify operation is performed in this state, the transistor T 11 in the data register circuit DR is turned on. Therefore, the bit line continues to be charged during the verify operation via the transistors T 11 and T 12 . The read precharge transistor TR 2 is set to a small conductance gm so that it is discharged to the “0” level by the on-current when the memory cell is turned on during the read. However, the conductance gm of the transistors T 11 and T 12
Is set to a large value so that the verify operation after writing "1" always charges the bit line to "1" level. That is, the gate is "0" level signal of the transistor T 14 is inputted.
【0168】また、“1”ライトしているにもかかわら
ず、メモリセルのしきい値が誤書き込みにより高くなっ
てしまうというケースも考えられる。このような場合に
は、ベリファイ動作を行っても、やはりトランジスタT
14のゲートには“0”レベルの信号が入力される。この
ため、上記の場合と区別がつかないという問題がある。
しかしながら、このような誤書き込みの有無は、製品出
荷時のテストにより選別される。このため、このような
誤書き込みについては、実使用上は、ほとんど考えなく
ていいことになる。In addition, there may be a case where the threshold value of the memory cell becomes high due to erroneous writing even though "1" is written. In such a case, even if the verify operation is performed, the transistor T
A “0” level signal is input to the gate of 14 . Therefore, there is a problem that it cannot be distinguished from the above case.
However, the presence / absence of such erroneous writing is selected by a test before shipping the product. Therefore, it is almost unnecessary to consider such erroneous writing in actual use.
【0169】このようにして、各ビット線ごとに接続さ
れるデータレジスタ回路DR内のトランジスタT14のゲ
ートには、ベリファイ動作を行って読み出したデータに
対応して“0”レベルもしくは“1”レベルが入力され
る。即ち、プログラムNGのビットが1つでも存在する
と、トランジスタT14のゲートへの入力信号は“1”レ
ベルとなる。このため、トランジスタT14はオン状態と
なり、信号PEOKは“1”レベルとなり、ベリファイ
NGを示す。In this way, the gate of the transistor T 14 in the data register circuit DR connected to each bit line is "0" level or "1" corresponding to the data read by the verify operation. The level is entered. That is, when the bits of the program NG exists even one, the input signal to the gate of the transistor T 14 is "1" level. Therefore, the transistor T 14 is turned on, the signal PEOK becomes “1” level, and the verify NG is shown.
【0170】この時には新たにプログラムコマンドPC
IIを入力して、再プログラムを行う。この再プログラ
ムの時は、第1回目のプログラム時と異なり、データレ
ジスタ回路DR内のラッチデータのうち、プログラムO
Kのビットのデータは“1”ライトデータに変わってい
る。従って、NGのビットについてのみ、“0”ライト
が行われる。即ち、プログラムを行った結果プログラム
OKとなったビットに対しては、それ以上の追加書き込
みは行わず、よってそれ以上のしきい値電圧の上昇も起
らないことになる。このようにして、再プログラムを何
回か行い、すべてのビットがプログラムOKとなると、
トランジスタのゲート信号はすべて“0”レベルとな
る。このとき初めて信号PEOKは“0”レベルとな
り、プログラムは終了する。At this time, a new program command PC
Enter II to reprogram. At the time of this reprogramming, unlike the case of the first programming, the program O of the latch data in the data register circuit DR is programmed.
The bit data of K has been changed to "1" write data. Therefore, "0" is written only for the NG bit. That is, no further additional writing is performed on the bit that has become the program OK as a result of the programming, and therefore the threshold voltage does not rise further. In this way, if re-programming is performed several times and all bits become program OK,
The gate signals of the transistors are all at "0" level. At this time, the signal PEOK becomes "0" level for the first time, and the program ends.
【0171】上記の本発明の方法を用いると、ベリファ
イ時に、カラムアドレスを順次変化させることなしに、
一括してベリファイ動作を行える。このため、ベリファ
イ時間を短くでき、ひいては、プログラム時間の短縮に
つながる。また、ベリファイNGのとき再プログラムを
行うに当り、プログラム完了ビットに対しては再びプロ
グラムしないようにしている。このため、しきい値電圧
の分布を小さくでき、リードマージンの向上が図れる。
図60は本発明を用いた時の書き込み動作時のVth分布
を示したものである。消去した状態から書き込みを行う
に当り、書き込みの速いメモリセルFMCはベリファイ
OKとなっても、遅いセルSMCはNGとなる。この状
態で再プログラムを行うとき、ベリファイOKのメモリ
セルにはそれ以上追加書き込みは行わない。このため、
しきい値の上昇は起らない。即ち、書き込みの遅いセル
SMCがベリファイOKとなった時点でのしきい値電圧
の分布幅はVthDBせまくできる。これにより、リード
マージンRMも充分に確保できることになる。When the above method of the present invention is used, at the time of verification, the column address is not changed sequentially,
The verify operation can be performed collectively. Therefore, the verify time can be shortened, which in turn shortens the program time. Also, when reprogramming is performed in the case of verify NG, the program completion bit is not programmed again. Therefore, the distribution of the threshold voltage can be reduced and the read margin can be improved.
FIG. 60 shows the V th distribution during the write operation when the present invention is used. When writing is performed from the erased state, even if the fast-writing memory cell FMC is verified OK, the slow cell SMC is NG. When reprogramming is performed in this state, no additional writing is performed on the memory cell of verify OK. For this reason,
No increase in threshold occurs. That is, the distribution width of the threshold voltage at the time when the cell SMC in which writing is slow becomes the verification OK can be narrowed to V th DB. As a result, the read margin RM can be sufficiently secured.
【0172】上記説明は、プログラム動作をベースに説
明したが、消去動作のときも、消去OKか否かの読み出
し動作も、プログラムベリファイの時と同じように、一
括で行うことができる。即ち、消去ベリファイ時は、信
号NIOをトランジスタT14に入力するようにしてい
る。このため、消去OKのときに信号PEOKが“0”
レベルとなり、一括ベリファイが可能となる。Although the above description is based on the program operation, the erase operation and the read operation as to whether or not the erase is OK can be collectively performed as in the program verify. That is, the signal NIO is input to the transistor T 14 during erase verify. Therefore, the signal PEOK is "0" when the erase is OK.
It becomes a level and batch verification is possible.
【0173】図61にイレーズモードでのフローチャー
トを示す。この図61からわかるように、イレーズモー
ドにおいて、イレーズ動作自身は従来と同一であるが、
ベリファイ動作が一括でできる。このため、ベリファイ
時間の短縮が可能となる。FIG. 61 shows a flowchart in the erase mode. As can be seen from FIG. 61, in the erase mode, the erase operation itself is the same as the conventional one,
The verify operation can be performed collectively. Therefore, the verification time can be shortened.
【0174】なお、図57中、I/O BUFは出力回
路であり、その詳細は、例えば、図62に示される。In FIG. 57, I / O BUF is an output circuit, the details of which are shown in FIG. 62, for example.
【0175】従来例を示す図63は、複数のメモリセル
が、メモリセルアレイとして、m行×256バイトのマ
トリクス状に配置されているアレイの一部を示してい
る。FIG. 63 showing a conventional example shows a part of an array in which a plurality of memory cells are arranged as a memory cell array in a matrix of m rows × 256 bytes.
【0176】ビット線は、通常、数1000オングスト
ロームの厚さのAl膜で形成され、そのピッチは数μm
ピッチで配列される。このため、隣接するビット線とビ
ット線との間にも層間容量が存在する。同図に、ビット
線BL1とビット線BL2の層間容量をC12、ビット線
BL2とビット線BL3の層間容量をC23として示す。
また、ビット線はメモリセル上に配線されるため、対基
板容量も、存在することになる。これをC1 ,C2 ,C
3 として表わしている。また、メモリセルは、選択トラ
ンジスタを介して、ビット線に接続されている。そのた
め、選択トランジスタのジャンクション部分にも容量が
存在する。これをC1j,C2j,C3jとして表わす。The bit line is usually formed of an Al film having a thickness of several thousand angstroms and its pitch is several μm.
Arranged in pitch. For this reason, interlayer capacitance also exists between adjacent bit lines. In the figure, the interlayer capacitance between the bit line BL1 and the bit line BL2 is shown as C 12 , and the interlayer capacitance between the bit line BL2 and the bit line BL3 is shown as C 23 .
Further, since the bit line is wired on the memory cell, there is also a capacitance to the substrate. This is C 1 , C 2 , C
It is represented as 3 . Further, the memory cell is connected to the bit line via the selection transistor. Therefore, the junction portion of the selection transistor also has a capacitance. This is represented as C 1j , C 2j and C 3j .
【0177】例えば、8192×256バイトのメモリ
セルで構成される、16M NAND E2 PROMを
例にとると、 ビット線と基板との間の容量C1 =C2 =C3 =0.3
9pF、 ビット線とビット線との間の層間容量C12=C23=0.
14pF、 ジャンクション部の容量C1j=C2j=C3j=0.11p
F となる。For example, taking a 16M NAND E 2 PROM composed of memory cells of 8192 × 256 bytes, the capacitance C 1 = C 2 = C 3 = 0.3 between the bit line and the substrate.
9 pF, interlayer capacitance between bit lines C 12 = C 23 = 0.
14pF, Junction capacitance C 1j = C 2j = C 3j = 0.11p
It becomes F.
【0178】メモリセルのデータを読み出す時は、ビッ
ト線を電源電圧Vccレベル迄プリチャージを行ない、プ
リチャージした電位が放電するか否かでなされることを
前に説明した。即ち、“1”セルの場合、メモリセルが
オンしてプリチャージした電位の放電を行なう。また、
“0”セルの場合は、メモリセルはオフしたままのた
め、プリチャージした電位はそのまま保持される。今、
隣接する3本のビット線を考える。ビット線BL1とB
L3は“1”セル、ビット線BL2のみ“0”セルに接
続されているとする。読み出す時は、ビット線BL2の
放電はなされず、ビット線BL1とBL3が放電される
ことになる。この時、前記したような容量が存在するた
め、ビット線BL2は電位変動の影響を受ける。即ち、
その影響により変位する電圧をΔVとすると、 となる。It has been described above that when the data in the memory cell is read, the bit line is precharged to the power supply voltage Vcc level and whether the precharged potential is discharged or not. That is, in the case of the "1" cell, the memory cell is turned on to discharge the precharged potential. Also,
In the case of a "0" cell, the memory cell remains off, so the precharged potential is held as it is. now,
Consider three adjacent bit lines. Bit lines BL1 and B
It is assumed that L3 is connected to the "1" cell and only the bit line BL2 is connected to the "0" cell. When reading, the bit line BL2 is not discharged, but the bit lines BL1 and BL3 are discharged. At this time, since the above-mentioned capacitance exists, the bit line BL2 is affected by the potential fluctuation. That is,
If the voltage displaced by the influence is ΔV, Becomes
【0179】このように、約1.8Vの電位ドロップを
おこすことになる。このことは、読み出し動作に限ら
ず、プログラム時のベリファイ動作時でも同じことがあ
てはまる。プログラムベリファイ時の方が充分に書き込
みがなされていないメモリセルが存在し得るため、動作
マージンはさらに厳しくなる。In this way, a potential drop of about 1.8 V will occur. This applies not only to the read operation but also to the verify operation during programming. At the time of program verify, there may be a memory cell in which programming has not been sufficiently performed, so that the operation margin becomes more severe.
【0180】以下に、その説明を行なう。図64にプロ
グラムベリファイ時のタイミングチャートを示す。The description will be given below. FIG. 64 shows a timing chart at the time of program verification.
【0181】プログラムコマンドPC(図示せず)が入
力されるとプログラムモードになる。このとき、データ
レジスタ回路DRのトランスミッショントランジスタT
Tを制御する信号BLCDが“L”となり、トランジス
タTTがオフする。また、これと共に、昇圧回路SUが
動作し始め、次第に書込みプリチャージ回路WPC(図
55参照)に入力される信号BLCRL、BLCUが昇
圧してゆき、10V程度まで上昇する。このとき、メモ
リセルアレイ群の中のビット線BLも、BLCRLの上
昇と共に、電位が上昇する。このとき、選択されたWL
は20V程度の高電位に、NANDセル群のソース側の
セレクトゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲ
ートは10V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。When a program command PC (not shown) is input, the program mode is entered. At this time, the transmission transistor T of the data register circuit DR
The signal BLCD for controlling T becomes "L", and the transistor TT is turned off. At the same time, the booster circuit SU starts operating, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC (see FIG. 55) are gradually boosted and rise to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL in the memory cell array group also rises as BLCRL rises. At this time, the selected WL
Is set to a high potential of about 20V, the gate of the source side select gate transistor of the NAND cell group is set to 0V, and the other gates are set to an intermediate level of about 10V.
【0182】この状態で、カラムアドレスACを順次変
化させ、書込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力
していく。このとき、データレジスタ回路DRへ入力さ
れた書込みデータはそこにラッチされる。256バイト
分の書込みデータがそれぞれデータレジスタ回路DRに
ラッチされると、信号BLCUが“L”となって書込み
プリチャージ回路WPCはオフする。これと共に、信号
BLCDが10V程度にまで上昇してトランジスタTT
がオンし、ビットラインBLとデータレジスタ回路DR
が接続される。このとき、データレジスタ回路DRに供
給される電源VBITも10V程度にまで上昇する。こ
の回路DRに“1”がラッチされていれば、ビット線B
Lの“H”がそのまま維持される。また、このデータレ
ジスタ回路DRに“0”がラッチされていれば、プリチ
ャージされたビット線のレベルは“L”になり、浮遊ゲ
ートへの電子の注入が起る。このようにして、256バ
イト分の書込みが同時に行われる。In this state, the column address AC is sequentially changed and the write data is input to the data register circuit DR. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched there. When 256 bytes of write data are respectively latched by the data register circuit DR, the signal BLCU becomes "L" and the write precharge circuit WPC is turned off. At the same time, the signal BLCD rises to about 10V and the transistor TT
Turns on, and the bit line BL and the data register circuit DR
Are connected. At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. If "1" is latched in this circuit DR, the bit line B
The “H” of L is maintained as it is. If "0" is latched in the data register circuit DR, the level of the precharged bit line becomes "L", and electrons are injected into the floating gate. In this way, writing of 256 bytes is performed simultaneously.
【0183】書込みが終了すると、ベリファイコマンド
VC(図示せず)が入力されて、プログラムモードが解
除される。信号BLCDは5Vになり、BLCRLは0
Vになり、信号VBITが5Vになり、これとともに、
リセット信号RSTによりビット線BLが放電される。
このとき、同時にデータレジスタDR内で書込みデータ
もリセットされる。When the writing is completed, a verify command VC (not shown) is input and the program mode is released. Signal BLCD becomes 5V, BLCRL is 0
V, the signal VBIT becomes 5V, and with this,
The reset signal RST discharges the bit line BL.
At this time, the write data is also reset in the data register DR at the same time.
【0184】この状態で、リードプリチャージ回路RP
C内のトランジスタTR1が制御信号PREによりオン
して、ビット線がプリチャージされる。そしてメモリセ
ルのデータを前記したように読み出し、書込みデータの
ベリファイを行う。In this state, the read precharge circuit RP
The transistor TR1 in C is turned on by the control signal PRE, and the bit line is precharged. Then, the data in the memory cell is read as described above, and the write data is verified.
【0185】即ち、ビット線の放電が十分になされた時
期を見計らって、信号Pv ,BLCDを“H”レベルに
することにより、ビット線の“L”及び“H”レベルを
データラッチ回路DRへ転送し、再プログラムデータを
ラッチしなおす。もし、ベリファイNGのとき、すなわ
ち“0”書き込んだにも拘らず“1”が読み出されたと
きは、ビット線は“L”レベルになっている。このた
め、そのまま“L”レベルがラッチされることになる。
再書き込みの時は、再び“0”ライトする。これに対し
て、ベリファイOKのときは、ビット線は“H”レベル
になっている。このとき、信号Pv ,BLCDが“H”
レベルとなると、ビット線の“H”レベルがデータラッ
チ回路DRへ転送され、ラッチデータを“0”データか
ら“1”データへ反転させる。即ち、再プログラムする
時は、“1”ライトするためしきい値電圧の上昇はおこ
らない。また、“1”ライトしているビット線は、ベリ
ファイ時“L”レベルへ放電される。信号Pv が“H”
レベルになった時、トランジスタT11はデータレジスタ
DRの中に“1”がラッチされているためそのゲートが
“H”レベルとなる。これにより、トランジスタT11,
T12を介してビット線が再び“H”レベルとなる。そし
て、信号BLCDが“H”となると、ビット線の“H”
レベルが再びデータラッチ回路DRにラッチされる。こ
のようにして、“0”ライトしているビット線のうちN
Gのビットについてのみ再プログラムを行なう。That is, the signals Pv and BLCD are set to the "H" level at the time when the bit lines are sufficiently discharged, and the "L" and "H" levels of the bit lines are sent to the data latch circuit DR. Transfer and re-latch reprogram data. If the verify is NG, that is, if "1" is read even though "0" is written, the bit line is at "L" level. Therefore, the "L" level is latched as it is.
At the time of rewriting, write "0" again. On the other hand, when the verification is OK, the bit line is at the "H" level. At this time, the signals Pv and BLCD are "H".
When it reaches the level, the "H" level of the bit line is transferred to the data latch circuit DR, and the latch data is inverted from "0" data to "1" data. That is, at the time of reprogramming, the threshold voltage does not increase because "1" is written. The bit line for which "1" is written is discharged to "L" level during verification. Signal Pv is "H"
When the level becomes high, the gate of the transistor T 11 becomes "H" level because "1" is latched in the data register DR. Thereby, the transistor T 11 ,
The bit line becomes "H" level again through T 12 . When the signal BLCD goes "H", the bit line goes "H".
The level is latched in the data latch circuit DR again. In this way, N of the bit lines that are writing "0"
Reprogram only the G bits.
【0186】しかしながら、このようなプログラムベリ
ファイ動作を行うとき、以下のような問題点がある。次
にその問題点について説明する。However, when performing such a program verify operation, there are the following problems. Next, the problem will be described.
【0187】図65は、隣接する3本のビット線に対す
る書き込みデータWDとベリファイデータVDの組み合
わせを示した図である。FIG. 65 is a diagram showing a combination of write data WD and verify data VD for three adjacent bit lines.
【0188】は、ビットラインBL1,BL3に
“1”ライト、ビットラインBL2に“0”ライトを行
ない、“0”ライトしたビットが、ベリファイNGの場
合を示している。即ち、ベリファイ動作において、プリ
チャージした電位は、3本のビット線とも“L”レベル
に放電される。十分にビット線が放電されたころに、信
号Pv が“H”レベルとなり、再プログラムデータの設
定を行なう。即ち、ビット線BL1とBL3は“1”ラ
イトしているため、前記説明の様に、トランジスタ
T11,T12からの充電により“H”レベルとなる。この
とき、トランジスタT11,T12から、メモリセルを介し
て、電源VccからVssへ向う電流の直流パスが存在す
る。従って、メモリセルのgmに対して、トランジスタ
T11,T12のgmを充分に大きく設定し、その“H”レ
ベルが充分に保証されるよう設定している。In the figure, "1" is written to the bit lines BL1 and BL3, "0" is written to the bit line BL2, and the bit for which "0" is written is the verify NG. That is, in the verify operation, the precharged potential is discharged to the “L” level on all three bit lines. When the bit line is sufficiently discharged, the signal Pv becomes "H" level and reprogram data is set. That is, since the bit lines BL1 BL3 are "1" write, as the description, the charge from the transistor T 11, T 12 becomes "H" level. At this time, there is a direct current path of a current from the transistors T 11 and T 12 through the memory cell to the power source Vcc to Vss. Therefore, the gm of the transistors T 11 and T 12 is set sufficiently large with respect to the gm of the memory cell so that the “H” level thereof is sufficiently guaranteed.
【0189】また、ビット線BL2は“0”ライトNG
のため、やはり“L”レベルに放電され、信号CONが
“H”レベルとなっても、ビット線BL2は“L”レベ
ルのままである。この時に、問題となるのは、“1”ラ
イトしているビット線において、再プログラムデータ設
定時、ビット線の電位を“L”レベルから“H”レベル
へ再充電するところにある。即ち、前述の説明のよう
に、やはり、隣接ビット線間のカップリングの影響によ
り、ビット線BL2のレベルも持ち上がることになる
(Tup)。例えば、トランジスタT11によるしきい値
のドロップを考慮すると、電源電圧Vccが5Vのとき、
0Vから4V迄、持ち上がる。このとき、ビット線BL
2のレベルは、 ΔV=0.358×4=1.4V だけ変化することになる。The bit line BL2 is "0" write NG.
Therefore, even when the signal CON is discharged to the “L” level and the signal CON becomes the “H” level, the bit line BL2 remains at the “L” level. At this time, a problem is that the bit line for which "1" is written is recharged from the "L" level to the "H" level when the reprogram data is set. That is, as described above, the level of the bit line BL2 also rises due to the influence of the coupling between the adjacent bit lines (Tup). For example, considering the threshold drop due to the transistor T 11 , when the power supply voltage Vcc is 5V,
Lift from 0V to 4V. At this time, the bit line BL
The level of 2 will change by ΔV = 0.358 × 4 = 1.4V.
【0190】また、“0”ライトしているメモリセルの
しきい値分布のばらつきに起因して、所定のベリファイ
後の電位レベルの分布もばらつくことになる。この様子
を図66に示す。ベリファイ後のレベルは、“0”V迄
完全に放電される場合と、1V程度迄しか放電されない
場合がある。このとき、前述のカップリングの影響を受
けると、2.4V迄電位が変動し、センスレベルをこえ
ることになる。即ち、“0”ライトNGとなるべきメモ
リセルが、“0”ライトOKと誤って検知されることに
なり、メモリセルの動作マージンを減らすことになる。
図65に示す〜の組み合わせの例は、カップリング
により誤動作する様な組み合わせはない。Further, the distribution of the potential level after the predetermined verify also varies due to the variation in the threshold distribution of the memory cell in which "0" is written. This state is shown in FIG. 66. The level after verification may be completely discharged up to "0" V or only up to about 1V. At this time, if affected by the above-mentioned coupling, the potential fluctuates up to 2.4 V and exceeds the sense level. That is, a memory cell that should be a "0" write NG is erroneously detected as a "0" write OK, and the operation margin of the memory cell is reduced.
In the example of combinations (1) to (6) shown in FIG.
【0191】上記問題点を解決するための方法を以下に
説明する。プログラムコマンドが入力された後に、メモ
リセルにデータが書き込まれる動作は、図64で説明し
た動作と同一のため説明を省略する。異なるのは、プロ
グラムベリファイ時の動作である。プログラムベリファ
イモードとなると、信号PREによってビット線がプリ
チャージされる。ビット線のプリチャージが終了する
と、ベリファイリード動作を行なう。このとき、同時に
信号Pv も“H”レベルとする。これにより、“1”ラ
イトしているビット線については、トランジスタT11,
T12がオンするため、充電されることになる。従って、
“L”レベルに放電されることなく、“H”レベルを保
持することになる。そして、所定の時間の後、信号BL
CDを“H”レベルとすることにより、ビット線の電位
レベルをデータラッチ回路DRへ転送し、検知、ラッチ
する。即ち、“1”ライトしているビット線は常に
“H”レベルであり、“0”ライトしてベリファイOK
のビット線も“H”レベルとなる。また、ベリファイN
Gのビット線は放電されることとなる。このようにする
と、前述のように、“1”ライトのビット線が放電され
ることがない。このため、再書き込みデータを設定する
ときに、“L”レベルから“H”レベルという、前述の
ような電位変化はおこらないことになる。A method for solving the above problem will be described below. The operation of writing data to the memory cell after the program command is input is the same as the operation described with reference to FIG. The difference is the operation at the time of program verification. In the program verify mode, the bit line is precharged by the signal PRE. When the bit line precharge is completed, the verify read operation is performed. At this time, the signal Pv is also set to "H" level at the same time. As a result, for the bit line for which “1” is written, the transistor T 11 ,
Since T 12 turns on, it will be charged. Therefore,
The "H" level is maintained without being discharged to the "L" level. Then, after a predetermined time, the signal BL
By setting CD to "H" level, the potential level of the bit line is transferred to the data latch circuit DR, detected and latched. That is, the bit line for which "1" is written is always at "H" level, and "0" is written for verification OK.
The bit line of is also set to "H" level. In addition, verify N
The G bit line will be discharged. By doing so, as described above, the bit line of "1" write is not discharged. Therefore, when the rewrite data is set, the potential change from "L" level to "H" level as described above does not occur.
【0192】従って、カップリングの影響を受けること
なくデータを検知できる。このため、データの検知を誤
ることもなくなる。このことは図68に示されている。
図68のの組み合わせにおいて、図65で説明した
の場合と比較して、改善されていることが分かる。この
ことを、図69に、図66と対比させて図示する。前述
のように、再書き込み設定時に、ビット線のカップリン
グの影響による持ち上がりがなくなるため、正しくデー
タを読み出すことができる。Therefore, the data can be detected without being affected by the coupling. Therefore, it is possible to prevent data from being erroneously detected. This is shown in FIG.
It can be seen that the combination of FIG. 68 is improved as compared with the case described in FIG. This is illustrated in FIG. 69 in comparison with FIG. 66. As described above, when the rewriting is set, the lifting due to the influence of the coupling of the bit line is eliminated, so that the data can be read correctly.
【0193】図70は、再書き込み設定トランジスタT
11,T12の他の例を示す。(a)は前述迄の説明に用い
た例で、(b)は他の例である。トランジスタT11とし
て、0V付近にしきい値電圧を持つトランジスタを用い
ることにより、ベリファイ時のビット線の“H”レベル
を、Vccに近く設定できる。また、トランジスタT12の
ゲートに、昇圧した電位を入力することにより、さらに
効果は上がる。即ち、電源電圧Vccに対し、電位ドロッ
プ(しきい値ドロップ)する分が少なくなり、これによ
り読み出し動作により大きなマージンがでる。FIG. 70 shows a rewriting setting transistor T
Another example of 11 and T 12 will be shown. (A) is an example used in the above description, and (b) is another example. By using a transistor having a threshold voltage near 0 V as the transistor T 11 , the “H” level of the bit line at the time of verification can be set close to Vcc. Further, the effect is further enhanced by inputting the boosted potential to the gate of the transistor T 12 . That is, the amount of potential drop (threshold drop) is reduced with respect to the power supply voltage Vcc, and a large margin is provided for the read operation.
【0194】図71〜図77は、上記方法の実施に使用
される一般的な回路図であるため説明は省略する。71 to 77 are general circuit diagrams used for carrying out the above method, the description thereof will be omitted.
【0195】このような方法で、ベリファイ動作を行な
うことにより、ビット線のカップリングの影響を無視で
きる。By carrying out the verify operation by such a method, the influence of the bit line coupling can be ignored.
【0196】上記説明では特に触れなかったが、プログ
ラムベリファイ時には、“0”セルに対してマージンを
得るために、0.5V程度メモリセルのゲートを持ち上
げている。Although not particularly mentioned in the above description, at the time of program verify, the gate of the memory cell is raised by about 0.5 V in order to obtain a margin with respect to the "0" cell.
【0197】前述のように、“1”ライトしているセル
に対しては、ベリファイ動作のとき、常にトランジスタ
T11,T12がオンして、電流を、メモリセルを介して、
流していることになる。As described above, with respect to the cell in which "1" is written, the transistors T 11 and T 12 are always turned on during the verify operation, and the current is passed through the memory cell.
It is flowing.
【0198】メモリセルのソースは、メモリセルアレイ
の外で共通に接続され、消去時には20V程度の高電圧
が印加され、プログラム時、リード時には、GNDレベ
ルに設定するためのVwell回路に接続される。即ち、ソ
ースラインの配線抵抗が存在することになる。ベリファ
イ時、1セル当たり、10μA程度の電流を流したとす
る。約1ページについて“1”ライトしている時は、2
56バイト分のメモリセルについて電流が常時流れるこ
とになる。即ち、256×8×10μ=20mAとな
る。The sources of the memory cells are commonly connected outside the memory cell array, a high voltage of about 20 V is applied at the time of erasing, and connected to the Vwell circuit for setting to the GND level at the time of programming and reading. That is, the wiring resistance of the source line exists. It is assumed that a current of about 10 μA is applied to each cell during verification. When writing “1” for about one page, 2
Current always flows in the memory cells of 56 bytes. That is, 256 × 8 × 10 μ = 20 mA.
【0199】今、ソースラインに20Ω程度の抵抗が存
在したとすると、ソースラインの電圧は、0.4V浮く
ことになる。これに対して、1ページのほとんどについ
て“0”ライトしている時は、常時流れる電流はほとん
ど存在しない。従って、ソースの電位はほとんど上昇せ
ず、GNDレベルとなる。即ち、書き込みパターンに起
因して、プログラムベリファイ時のソースの電位が変わ
るという問題がある。Now, assuming that a resistance of about 20Ω exists in the source line, the voltage of the source line floats by 0.4V. On the other hand, when "0" is written in most of one page, almost no current constantly flows. Therefore, the potential of the source hardly rises to the GND level. That is, there is a problem that the potential of the source at the time of program verify changes due to the write pattern.
【0200】また、リード時は、常時流れる電流の経路
は存在しないため、ソースのレベルはほとんどGNDレ
ベルとなる。従って、書き込みパターンによりメモリセ
ルの分布が異なり、メモリセルの動作マージンが異なる
ことになる。また、1ページ分のセルのほとんどについ
て“1”パターンを書く場合、プログラムベリファイ時
とリード時のソースの電位が異なるため、ベリファイは
OKとなっても、実際にリードするとNGということに
なる。Further, at the time of reading, since the path of the current that constantly flows does not exist, the source level is almost at the GND level. Therefore, the distribution of the memory cells varies depending on the write pattern, and the operation margin of the memory cells varies. Further, when the "1" pattern is written in most of the cells for one page, the potentials of the sources at the time of program verify and at the time of read are different, so even if the verify is OK, the actual read is NG.
【0201】図78にチップの構成を示す。プログラム
ベリファイ時、メモリセルのゲートを0.5V程度浮か
す回路のグランドは、周辺回路のVssラインに接続され
ている。また、メモリセルのソースラインは、Vwell回
路へ接続される。従って、書き込みパターンによりメモ
リセルのソースラインが浮いたとしても、ベリファイレ
ベル設定回路のソースは浮かないために、ソースライン
の電位に差がでることになる。このため、ベリファイレ
ベルの設定を、ソースの浮きを見込み、1.0Vに設定
したとする。書き込んだメモリセルのしきい値分布を
2.5Vとすると、1ページのほとんどのセルについて
“0”ライトしている場合、書き込んだメモリセルの上
限は(1V+2.5V=)3.5Vとなる。これに対し
て、ほとんど“1”ライトしている場合は、ソースの電
位も0.5V程度持ち上がるため、メモリセルのゲート
は0.5Vと等価になり、0.5V+2.5Vで、上限
のしきい値は3.0Vとなる。この違いは、AC特性の
違い、信頼性の違いとなる。FIG. 78 shows the chip structure. The ground of the circuit for floating the gate of the memory cell by about 0.5 V during program verify is connected to the Vss line of the peripheral circuit. The source line of the memory cell is connected to the Vwell circuit. Therefore, even if the source line of the memory cell floats due to the write pattern, the source of the verify level setting circuit does not float, resulting in a difference in the potential of the source line. Therefore, it is assumed that the verify level is set to 1.0V in consideration of the floating of the source. Assuming that the threshold distribution of the written memory cells is 2.5V, the upper limit of the written memory cells is (1V + 2.5V =) 3.5V when "0" is written in most cells of one page. . On the other hand, when almost "1" is written, the potential of the source also rises by about 0.5V, so the gate of the memory cell becomes equivalent to 0.5V, which is 0.5V + 2.5V, and the upper limit is The threshold value is 3.0V. This difference results in a difference in AC characteristics and a difference in reliability.
【0202】この点を解決するため図79に示すよう
に、ベリファイレベル設定回路のソースを、トランジス
タTA を介して、メモリセルのソースと共通に接続す
る。トランジスタTA のゲートには、プログラムベリフ
ァイ時“H”レベルとなる信号“PROVERI”が加
えられる。このようにすると、プログラムベリファイ時
に、ベリファイレベル設定回路のソースはメモリセルの
ソースと共通になり、そのため、メモリセルのソース電
位の変化をそのまま反映することができる。To solve this point, as shown in FIG. 79, the source of the verify level setting circuit is commonly connected to the source of the memory cell via the transistor T A. To the gate of the transistor T A, a signal “PROVERI” which becomes “H” level at the time of program verification is applied. With this configuration, the source of the verify level setting circuit becomes the same as the source of the memory cell at the time of program verify, so that the change in the source potential of the memory cell can be reflected as it is.
【0203】従って、ソースが0.5V浮けば、出力電
位も設定値に対して0.5V高くなり、このため常にメ
モリセルのソースとゲート間には、一定の電圧が印加さ
れることになる。即ち、いかなるパターンを書いても、
同一の分布を得られることになり、より高い信頼性を得
ることができる。Therefore, if the source floats by 0.5 V, the output potential also rises by 0.5 V with respect to the set value, so that a constant voltage is always applied between the source and gate of the memory cell. . That is, no matter what pattern you write,
Since the same distribution can be obtained, higher reliability can be obtained.
【0204】図80はベリファイレベル設定回路を示
し、図81はVwell回路を示す。次に、別の回路構成で
第11の実施例(図55)と同様の効果を得られる、第
11の実施例の変形例を説明する。この変形例を示す図
82においては、第11実施例(図55)と同等の回路
には同一の符号を付している。図82には、1列分のメ
モリセルアレイとそれに対する周辺回路を示している。FIG. 80 shows a verify level setting circuit, and FIG. 81 shows a Vwell circuit. Next, a modified example of the eleventh embodiment in which the same effect as that of the eleventh embodiment (FIG. 55) can be obtained with another circuit configuration will be described. In FIG. 82 showing this modification, the same circuits as in the eleventh embodiment (FIG. 55) are designated by the same reference numerals. FIG. 82 shows a memory cell array for one column and its peripheral circuits.
【0205】この変形例においては、第11実施例と異
なり、データラッチ回路DRを2つのデータラッチ回路
DR1,DR2を有するものとしている。第1のデータ
ラッチ回路DR1は、IOとNIOとの間に直接逆並列
に接続された2つのインバータを有する。第2のデータ
ラッチ回路DR2は、トランジスタT31,T32を介し
て、IOとNIOとの間に接続された2つのインバータ
を有する。トランジスタT31,T32は信号SDICによ
って制御される。さらに、第1、第2のデータラッチ回
路DR1,DR2の出力信号がイクスクルーシブノア回
路XNORに加えられている。すなわち、2つの入力信
号の論理レベルが一致している場合のみ“H”レベルと
なる。このイクスクルーシブノア回路XNORの出力
は、信号VREADによって制御されるトランジスタT
21を介してIOに加えられる。この回路XNORの出力
の反転信号は、信号VREADによって制御されるトラ
ンジスタT22を介して、NIOに加えられる。図82で
は、図55におけるトランジスタT11、トランジスタT
12は必要ないので除去している。In this modification, unlike the eleventh embodiment, the data latch circuit DR has two data latch circuits DR1 and DR2. The first data latch circuit DR1 has two inverters directly connected in antiparallel between IO and NIO. The second data latch circuit DR2 has two inverters connected between IO and NIO via the transistors T 31 and T 32 . The transistors T 31 and T 32 are controlled by the signal SDIC. Further, the output signals of the first and second data latch circuits DR1 and DR2 are applied to the exclusive NOR circuit XNOR. That is, only when the logic levels of the two input signals are the same, the level becomes "H". The output of this exclusive NOR circuit XNOR is the transistor T controlled by the signal VREAD.
Added to IO via 21 . Inverted signal of the output of this circuit XNOR through the transistor T 22 which is controlled by a signal VREAD, applied to NIO. In FIG. 82, the transistor T 11 and the transistor T 11 in FIG.
12 is not needed and has been removed.
【0206】図82の装置の読み出し動作及び消去動作
は、第11実施例と同様なので、説明を省略する。The read operation and erase operation of the device of FIG. 82 are the same as those of the eleventh embodiment, and the description thereof will be omitted.
【0207】以下、書込み動作を説明する。プログラム
動作は、前述したものと同様である。プログラムコマン
ドPCが入力されてプログラムモードになる。外部から
は、コラムアドレスとページを示すページアドレスが入
力される。このとき、信号BLCDが“L”となり、ト
ランジスタTTがオフする。また、これと共に、昇圧回
路SUが動作し始め、次第に書込みプリチャージ回路W
PCに入力される信号BLCRL、BLCUが昇圧して
ゆき、10V程度まで上昇する。このとき、メモリセル
アレイ群の中のビット線BLの電位も、BLCRLの上
昇と共に上昇する。このとき、選択されたWLは20V
程度の高電位に、NANDセル群のソース側のセレクト
ゲートトランジスタのゲートは0Vに、他のゲートは1
0V程度の中間レベルにそれぞれ設定される。The write operation will be described below. The program operation is similar to that described above. The program command PC is input to enter the program mode. A column address and a page address indicating a page are input from the outside. At this time, the signal BLCD becomes "L" and the transistor TT is turned off. At the same time, the booster circuit SU starts to operate, and the write precharge circuit W gradually increases.
The signals BLCRL and BLCU input to the PC are boosted and rise to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL in the memory cell array group also rises with the rise of BLCRL. At this time, the selected WL is 20V
To a high potential, the gate of the select gate transistor on the source side of the NAND cell group is set to 0V, and the other gates are set to 1V.
Each is set to an intermediate level of about 0V.
【0208】この状態で、カラムアドレスACを順次変
化させ、書込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力
していく。このとき、データレジスタ回路DRへ入力さ
れた書込みデータは第1のデータラッチ回路DR1にラ
ッチされる。256バイト分の書込みデータがそれぞれ
第1データ回路DR1にラッチされた後、信号BLCU
が“L”となって、書込みプリチャージ回路WPCはオ
フする。さらに、信号SDICが“H”になるとトラン
ジスタT31、T32がオンし、第2のデータラッチ回路D
R2に書込みデータがラッチされる。続いて、信号SD
ICが“L”になりトランジスタT31、T32がオフにな
る。信号SDICを書き込みデータ入力と同時に“H”
レベルとして、第1、第2のデータラッチ回路に同時に
ラッチ動作をおこなってもよい。このとき、VREAD
は“L”であるためトランジスタT21、T22はオフして
いる。これと共に、信号BLCDが10V程度まで上昇
してトランジスタTTがオンし、ビットラインBLとデ
ータレジスタ回路DRが接続される。In this state, the column address AC is sequentially changed and the write data is input to the data register circuit DR. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched by the first data latch circuit DR1. After the write data of 256 bytes is latched in the first data circuit DR1, the signal BLCU
Becomes "L" and the write precharge circuit WPC is turned off. Further, when the signal SDIC becomes “H”, the transistors T 31 and T 32 are turned on, and the second data latch circuit D
The write data is latched in R2. Then, the signal SD
Transistor T 31, T 32 IC becomes "L" is turned off. Signal SDIC is "H" at the same time as writing data input
As a level, the first and second data latch circuits may be simultaneously latched. At this time, VREAD
Transistors T 21, T 22 because is "L" is OFF. At the same time, the signal BLCD rises to about 10V, the transistor TT is turned on, and the bit line BL and the data register circuit DR are connected.
【0209】このとき、データレジスタ回路DRに供給
される電源VBITも10V程度にまで上昇する。第1
のデータラッチ回路DR1に“1”がラッチされていれ
ば、ビット線BLの“H”がそのまま維持される。ま
た、この第1のデータラッチ回路DR1に“0”がラッ
チされていれば、プリチャージされたビット線のレベル
は“L”になり、浮遊ゲートへ電子の注入が起る。この
ようにして、256バイト分の書込みが同時に行われ
る。At this time, the power supply VBIT supplied to the data register circuit DR also rises to about 10V. First
If "1" is latched in the data latch circuit DR1 of, the "H" of the bit line BL is maintained as it is. If "0" is latched in the first data latch circuit DR1, the level of the precharged bit line becomes "L", and electrons are injected into the floating gate. In this way, writing of 256 bytes is performed simultaneously.
【0210】続いて、前述のように、プログラム動作が
終了した後ベリファイコマンドCFが入力される。これ
により、信号BLCDは0Vとなり、BLCRLは5V
に、信号VBITは5Vとなるとともに、リセット信号
RSTによりビット線が放電される。このとき、書込み
データはデータレジスタ回路DR内の第2のラッチ回路
DR2にラッチされたままの状態となる。この状態で、
リードプリチャージ回路RPCに“H”の制御信号RP
Cが加えられ、ビット線がプリチャージされる。Then, as described above, the verify command CF is input after the program operation is completed. As a result, the signal BLCD becomes 0V and BLCRL becomes 5V.
Further, the signal VBIT becomes 5V, and the bit line is discharged by the reset signal RST. At this time, the write data remains latched in the second latch circuit DR2 in the data register circuit DR. In this state,
Control signal RP of "H" to read precharge circuit RPC
C is added and the bit lines are precharged.
【0211】続いて、信号BLCDが5Vになり、これ
にともない、リードデータが第1のラッチ回路にラッチ
される。この時、第2のラッチ回路DR2にラッチされ
たデータとコンパレートを行う。続いて、信号BLCD
は0Vとなり、データラッチ回路がメモリセルと切離さ
れる。続いて、信号VREADが5Vとなり、トランジ
スタT21、T22がオンし、第1のラッチ回路DR1にコ
ンパレート結果がラッチされる。このレベルは、図83
に破線で囲んだ、書込みデータが“1”、ベリファイデ
ータが“0”という条件でもエラー判定がされる。つま
り、書込みデータが“1”、ベリファイデータが“0”
という、第11の実施例では無視していた条件でも、ベ
リファイNG信号が出力される。Then, the signal BLCD becomes 5V, and the read data is latched by the first latch circuit in association with this. At this time, the data latched in the second latch circuit DR2 is compared. Then, the signal BLCD
Becomes 0V, and the data latch circuit is separated from the memory cell. Then, next signal VREAD is 5V, the transistors T 21, T 22 is turned on, comparator result is latched by the first latch circuit DR1. This level is shown in Figure 83.
An error judgment is made even under the condition that the write data is "1" and the verify data is "0", which is surrounded by a broken line. That is, the write data is "1" and the verify data is "0".
That is, the verify NG signal is output even under the condition ignored in the eleventh embodiment.
【0212】ベリファイリード動作は、第11実施例と
同様である。すなわち、プログラム動作から所定時間経
過後、ベリファイリードコマンドCFを入力すると、ベ
リファイ出力モードに入る。すると、/REを“H”→
“L”→“H”→“L”と順次に変化させることによっ
て、カラムアドレスACが次々にインクリメントし、順
次にラッチデータの内容を256バイト分(256回)
出力する。図82の回路構成では、図83において説明
した、コンパレートした結果が出力される。すなわち、
ベリファイNGのビットに対しては“1”データが、そ
れ以外のビットに対しては“0”データがパラレルに出
力される。The verify read operation is the same as in the eleventh embodiment. That is, when the verify read command CF is input after a predetermined time has passed from the program operation, the verify output mode is entered. Then, / RE is "H" →
By sequentially changing from “L” to “H” to “L”, the column address AC is incremented one after another, and the contents of the latch data are sequentially stored for 256 bytes (256 times).
Output. In the circuit configuration of FIG. 82, the comparison result described in FIG. 83 is output. That is,
“1” data is output in parallel to the verify NG bit, and “0” data is output in parallel to the other bits.
【0213】以上には、コマンド入力により、プログラ
ム、ベリファイ、再プログラムを行う方式で説明した
が、プログラムコマンドを入力することにより、内部オ
ート動作によりベリファイ動作、再プログラム動作を行
い、PASS、FAIL判定を行うようにすることもで
き、このようにすれば、さらに使いやすくなる。In the above, the method of performing program, verify, and reprogram by command input has been described. However, by inputting a program command, the verify operation and reprogram operation are performed by the internal auto operation, and the PASS and FAIL judgments are made. Can be done, which makes it even easier to use.
【0214】図84、図85の基本概念ブロック図を示
す。プログラムオートコマンドはコマンドレジスタ回路
CRにより解読される。この回路CRの出力に基づい
て、論理回路LOG1がパルス信号AUTOpules
を出力する。信号AUTOpulesは、フリップフロ
ップFF1に入力され、プログラムモード信号PROが
“H”レベルの状態でラッチされる。The basic conceptual block diagrams of FIGS. 84 and 85 are shown. The program auto command is decoded by the command register circuit CR. Based on the output of the circuit CR, the logic circuit LOG1 outputs the pulse signal AUTOpules.
Is output. The signal AUTOpules is input to the flip-flop FF1 and latched when the program mode signal PRO is at the "H" level.
【0215】次にPROの信号が“H”レベルになるこ
とによりプログラムが開始される。所定のプログラム時
間後、論理回路2からのプログラム終了信号PROEに
より、フリップフロップFF1及びコマンドレジスタ回
路CRをリセットする。プログラム終了信号PROE
は、フリップフロップFF1に入力するとともにフリッ
プフロップFF11にも入力され、ベリファイモードと
なる。所定のベリファイ時間は、バイナリカウンターB
C11によりカウントされる。Then, the PRO signal goes to "H" level to start the program. After a predetermined program time, the program end signal PROE from the logic circuit 2 resets the flip-flop FF1 and the command register circuit CR. Program end signal PROE
Is input to the flip-flop FF1 and also to the flip-flop FF11 to enter the verify mode. Binary counter B for the specified verification time
Counted by C11.
【0216】このとき、前記説明のようなベリファイ動
作を行い、ベリファイOKか否かを判定する。もし、N
Gの場合は、プログラム回数をカウントするカウンタP
NCのカウント値を1つ進めるとともに再プログラムを
行う。OKの場合はpassとする。At this time, the verify operation as described above is performed to determine whether the verify is OK. If N
In the case of G, a counter P that counts the number of programs
The NC count value is incremented by 1 and reprogrammed. If OK, pass.
【0217】このようにすることにより、オートプログ
ラムコマンドを入力するだけでPASS、FAILの判
定が可能となり、使いやすくなる。By doing so, it becomes possible to judge PASS and FAIL just by inputting the auto program command, and it becomes easy to use.
【0218】上記説明はプログラム動作をベースに説明
したが、消去動作についてもまったく同様に考えること
が可能である。Although the above description is based on the program operation, the erase operation can be considered in the same manner.
【0219】次に、ベリファイリードとオートプログラ
ムの組み合わせについて説明する。再プログラムを所定
の回数行っても、ベリファイがNGのままであると、そ
のページ(256バイト)はエラーとして扱われる。こ
こで、何ビットのセルがベリファイNGとなっているか
を外部から識別することができる。ここではこれをベリ
ファイリードモードと呼ぶことにする。以下、プログラ
ム→ベリファイリードの動作を図86のタイムチャート
を用いて説明する。Next, the combination of verify read and auto program will be described. If verification is still NG even after reprogramming is performed a predetermined number of times, the page (256 bytes) is treated as an error. Here, it is possible to externally identify how many bits of cells are the verify NG. Here, this is called a verify read mode. The program → verify read operation will be described below with reference to the time chart of FIG.
【0220】プログラム動作は、前述したものと同様で
ある。プログラムコマンドPCが入力されるとプログラ
ムモードになる。外部からは、カラムアドレスとページ
を示すページアドレスが入力される。このとき、データ
レジスタ回路DRのトランスミッショントランジスタT
Tを制御する信号BLCDが“L”となり、トランジス
タTTがオフする(図55参照)。また、これと共に、
昇圧回路SUが動作し始め、次第に書込みプリチャージ
回路WPCに入力される信号BLCRL、BLCUが昇
圧してゆき、10V程度まで上昇する。このとき、メモ
リセルアレイ群の中のビット線BLの電位も、BLCR
Lの電位上昇と共に上昇する。このとき、選択されたW
Lは20V程度の高電位に、NANDセル群のソース側
のセレクトゲートトランジスタのゲートは0Vに、他の
ゲートは10V程度の中間レベルにそれぞれ設定され
る。The program operation is similar to that described above. When the program command PC is input, the program mode is entered. A column address and a page address indicating a page are input from the outside. At this time, the transmission transistor T of the data register circuit DR
The signal BLCD for controlling T becomes "L", and the transistor TT is turned off (see FIG. 55). Also, with this,
The booster circuit SU starts operating, and the signals BLCRL and BLCU input to the write precharge circuit WPC are gradually boosted and rise to about 10V. At this time, the potential of the bit line BL in the memory cell array group is also BLCR
It rises as the potential of L rises. At this time, the selected W
L is set to a high potential of about 20V, the gate of the source side select gate transistor of the NAND cell group is set to 0V, and the other gates are set to an intermediate level of about 10V.
【0221】この状態で、カラムアドレスACを順次変
化させ、書込みデータをデータレジスタ回路DRへ入力
していく。図では/WEが入力データのラッチ信号とし
て働いている。このとき、データレジスタ回路DRへ入
力された書込みデータはそこにラッチされる。256バ
イト分の書込みデータがそれぞれデータレジスタ回路D
Rにラッチされると、信号BLCUが“L”となって書
込みプリチャージ回路WPCはオフする。これと共に、
信号BLCDが10V程度にまで上昇してトランジスタ
TTがオンし、ビットラインBLとデータレジスタ回路
DRが接続される。このとき、データレジスタ回路DR
に供給される電源VBITも10V程度にまで上昇す
る。この回路DRに“1”がラッチされていれば、ビッ
ト線BLの“H”がそのまま維持される。また、このデ
ータレジスタ回路DRに“0”がラッチされていれば、
プリチャージされたビット線のレベルは“L”になり、
浮遊ゲートへの電子の注入が起る。このようにして、2
56バイト分の書込みが同時に行われる。In this state, the column address AC is sequentially changed and the write data is input to the data register circuit DR. In the figure, / WE works as a latch signal for input data. At this time, the write data input to the data register circuit DR is latched there. The write data for 256 bytes is the data register circuit D
When latched by R, the signal BLCU becomes "L" and the write precharge circuit WPC is turned off. With this,
The signal BLCD rises to about 10V, the transistor TT is turned on, and the bit line BL and the data register circuit DR are connected. At this time, the data register circuit DR
The power supply VBIT supplied to the device also rises to about 10V. If "1" is latched in this circuit DR, "H" of the bit line BL is maintained as it is. If "0" is latched in the data register circuit DR,
The level of the precharged bit line becomes "L",
Injection of electrons into the floating gate occurs. In this way, 2
56 bytes are written at the same time.
【0222】続いて、所定時間経過後、一括ベリファイ
コマンドVCではなく、ベリファイリードコマンドCF
を入力するとベリファイ出力モードに入る。カラムアド
レスACを次々にインクリメントさせ、順次ラッチデー
タの内容を256バイト分(256回)出力する。ベリ
ファイNGのビットに対しては“1”が、それ以外のビ
ットに対しては“0”がパラレルに出力される。Then, after a lapse of a predetermined time, not the collective verify command VC but the verify read command CF.
Input to enter the verify output mode. The column address AC is incremented one after another, and the contents of the latch data are sequentially output for 256 bytes (256 times). “1” is output in parallel to the verify NG bit, and “0” is output in parallel to the other bits.
【0223】このように、一括ベリファイ回路を用いた
構成で、ベリファイNGかどうかをチップ外部に出力す
ることができる。ここで、出力データは従来のような実
際にセルに書込まれたデータではなくて、再書込みをす
べきかどうかを示すベリファイNG信号である。従っ
て、外部にコンパレート回路などを持つ必要なしに、書
込みエラーのおきたセル数をカウントすることができ
る。ベリファイリードで“0”が出力されたセルの合計
が“1”ページ分でのベリファイNGの合計である。ま
た、当然ではあるが、どこの番地でベリファイNGがあ
ったかを特定することができる。As described above, with the structure using the collective verify circuit, it can be output to the outside of the chip whether the verify is NG or not. Here, the output data is not the data actually written in the cell as in the prior art, but the verify NG signal indicating whether or not rewriting should be performed. Therefore, the number of cells having a write error can be counted without having to have an external comparator circuit or the like. The total number of cells for which "0" is output in the verify read is the total verify NG for the "1" page. In addition, as a matter of course, it is possible to specify at which address the verify NG occurred.
【0224】次に、ベリファイNGのカウントとECC
(エラーコレクト回路)と組合わせた実施例を説明す
る。一般に、記憶データの信頼性を高めるため冗長セル
を付加してエラーセルを補償する手法が使われている。
例えば、256バイト(2Kビット)のページに対して
64ビットの冗長ビットを設ける。これに冗長ビットの
データとしてハミングの距離を用いたハミング符号化を
行うと、6ビットまでのデータ誤りを修正することがで
きる。さらに一般的に、Mビットのデータ列に対してN
ビットの冗長ビットを追加すると、 を満たすTビットの誤りを修正できる。Next, verify NG count and ECC
An embodiment in combination with the (error correct circuit) will be described. Generally, a method of adding a redundant cell and compensating for an error cell is used in order to improve reliability of stored data.
For example, a redundant bit of 64 bits is provided for a page of 256 bytes (2K bits). By performing Hamming coding using the Hamming distance as redundant bit data, a data error of up to 6 bits can be corrected. More generally, for an M-bit data string, N
Adding redundant bits of bits, It is possible to correct T-bit errors that satisfy
【0225】ECC回路を有する実施例のフローチャー
トを図87に示す。書込み動作に入り、プログラムを開
始すると、1ページ(256バイト)分のデータが書込
まれる。さらに、エラーコレクト回路の64ビットの冗
長セルに冗長データが書込まれる。続いて、ベリファイ
動作に入り、ベリファイOKならば書込みが異常なく終
了したことになり、書込み動作が終了する。ベリファイ
がNGであれば、次に、再プログラムが何回目かを示す
カウンターと比較して、これが3回目以下であれば再プ
ログラムを行う。再プログラムの設定回数(この場合3
回)を越えた場合、ベリファイリードを行う。ここで、
前述したように、1ページ分のNGビットの個数をカウ
ントする。続いて、このカウント結果が所定の冗長ビッ
ト数(この場合64ビット)で修正することができるか
を比較し、これが出来れば、書込みOKとなり、書込み
動作が終了する。また、NGビット数が冗長ビットでさ
えも救えないほど大きければ書込みエラーとなる。A flow chart of an embodiment having an ECC circuit is shown in FIG. When the write operation is started and the program is started, one page (256 bytes) of data is written. Further, redundant data is written in the 64-bit redundant cell of the error collect circuit. Then, the verify operation is started, and if the verify is OK, it means that the writing is completed without any abnormality and the writing operation is completed. If the verify is NG, the counter is compared with a counter indicating how many times the reprogram is performed. If the counter is the third time or less, the reprogram is performed. Number of reprogram settings (3 in this case)
If the number of times exceeds), verify read is performed. here,
As described above, the number of NG bits for one page is counted. Subsequently, it is compared whether or not the count result can be corrected with a predetermined redundant bit number (64 bits in this case), and if this can be done, the writing is OK and the writing operation is completed. If the number of NG bits is too large to save even redundant bits, a write error will occur.
【0226】このようにすると、書込みNGビットが生
じたとしてもECCで救済できる範囲内であれば書込み
エラーとならない。従って、このように記憶装置を構成
した場合、外部からみた書込みエラー数が従来と比較し
て大幅に低下する。とくに、経時劣化のあるEEPRO
Mでは効果が顕著である。In this way, even if a write NG bit occurs, no write error will occur as long as it is within the range that can be relieved by ECC. Therefore, when the storage device is configured as described above, the number of write errors seen from the outside is significantly reduced as compared with the conventional case. Especially, EEPRO with deterioration over time
In M, the effect is remarkable.
【0227】また、上記のような構成でECC回路を付
加した場合、NGビットがあるにも拘わらず書込みエラ
ーとならないことがある。しかし、NGビットがECC
で救済出来る範囲であるかを判定しながら、ECCの救
済限界にどれほど近づいているかを知ることができる。
例として、ECCの救済限界の8割がNGビットとなっ
たとき、警告を発するようにすれば良い。とくに、経時
劣化のあるEEPROMではチップの寿命を判定する手
段となる。Further, when the ECC circuit is added in the above-mentioned configuration, a write error may not occur despite the NG bit. However, NG bit is ECC
It is possible to know how close to the rescue limit of ECC while determining whether the range is within the rescue range.
As an example, a warning may be issued when 80% of the ECC repair limit becomes NG bits. Particularly, in the case of an EEPROM that deteriorates with time, it becomes a means for determining the life of the chip.
【0228】さらに図55、図6に示した実施例に説明
したようにベリファイ動作は一括で行える。従って、ベ
リファイ、を含めた書込み時間はそれほど長くならな
い。Further, as described in the embodiment shown in FIGS. 55 and 6, the verify operation can be performed collectively. Therefore, the writing time including the verification is not so long.
【0229】以上、ECCを付加した実施例を説明した
が、これは、ワンチップで構成しても良いし、複数のE
EPROMチップからなる記憶システムとして構成して
も良い。効果はまったく変らない。また、冗長コードの
生成法としてハミング方式を用いたが、これに限る必要
はなく、リードソロモン式符号化法、HV符号化法、フ
ァイアー符号化法、サイクリック符号化法等、種々の符
号化法を用いても良い。Although the embodiment in which the ECC is added has been described above, this may be configured by one chip or a plurality of E's.
It may be configured as a storage system including an EPROM chip. The effect does not change at all. Although the Hamming method is used as the redundant code generation method, the present invention is not limited to this, and various coding methods such as Reed-Solomon coding method, HV coding method, fire coding method, cyclic coding method, etc. The method may be used.
【0230】以上、アドレス制御を外部入力で行う方法
で説明をおこなってきたが、以下にアドレスピンとデー
タ入力ピンを共通にした例を説明する。Although the method of performing the address control by the external input has been described above, an example in which the address pin and the data input pin are common will be described below.
【0231】図88にその一例を示す。ここで、AL
E,NWP,CE,NWE,REは外部制御信号であ
る。これらの信号はそれぞれ対応する入力ピンから入力
され、チップの動作モードが決定される。また、制御回
路からは、チップがアクセス可能か、不可能かを示す信
号が、Ready /Busyピンを介して、外部に出力される。
外部信号CLEはコマンド入力モードを決定する。外部
制御信号ALEはアドレス入力モードを決定する。外部
制御信号CEはチップセレクト信号である。外部制御信
号NWEは、コマンド入力モード、アドレス入力モード
及びデータ入力で、それぞれの入力データを取り込むク
ロック信号の働きをする。外部制御信号REは、データ
読み出し時に入力されたアドレスから連続したアドレス
を読みだす際の、アドレスインクリメントと、出力バッ
ファのイネーブル機能を持つクロック信号である。FIG. 88 shows an example thereof. Where AL
E, NWP, CE, NWE and RE are external control signals. These signals are input from the corresponding input pins to determine the operation mode of the chip. In addition, a signal indicating whether the chip is accessible or not is output from the control circuit to the outside through the Ready / Busy pin.
The external signal CLE determines the command input mode. The external control signal ALE determines the address input mode. The external control signal CE is a chip select signal. The external control signal NWE functions as a clock signal for fetching the respective input data in the command input mode, the address input mode and the data input. The external control signal RE is a clock signal having an address increment function and an output buffer enable function when reading consecutive addresses from the addresses input at the time of data reading.
【0232】図88は書き込みを行う場合の外部制御モ
ードを示すタイミングチャートである。ここで、まず、
コマンド入力モードで、シリアルデータ入力コマンド8
0Hが入力される。これにより、チップは、プログラム
開始番地を入力するため、アドレス入力モードとなる。
アドレス入力モードでは、外部制御信号NWEの3ステ
ップのクロックで、カラムアドレス及びページアドレス
を、アドレスバッファに取り込み、各内部アドレス信号
を入力アドレスデータに対応した所定の論理レベルに決
定する。このときReady /Busy出力端子にReady 信号が
保持されるように構成されている。アドレス入力動作が
終了すると、信号SDICが“L”→“H”レベルに変
化する。このため、共通バスラインIOi/IOiB
に、書き込みデータ及びその反転データが、I/O入力
端子より、転送される。次に、外部制御信号NWEが
“L”レベルとなっている間、入力されたカラムアドレ
スに対応するカラムデコーダ出力信号CSLnが“H”
レベルとなる。このようにしてデータレジスタ内にデー
タが転送される。FIG. 88 is a timing chart showing the external control mode when writing is performed. Where first
Serial data input command 8 in command input mode
0H is input. As a result, the chip enters the program start address, and enters the address input mode.
In the address input mode, the column address and page address are fetched into the address buffer at the clock of three steps of the external control signal NWE, and each internal address signal is determined to a predetermined logic level corresponding to the input address data. At this time, the Ready signal is held at the Ready / Busy output terminal. When the address input operation is completed, the signal SDIC changes from "L" to "H" level. Therefore, the common bus line IOi / IOiB
Then, the write data and its inverted data are transferred from the I / O input terminal. Next, while the external control signal NWE is at "L" level, the column decoder output signal CSLn corresponding to the input column address is "H".
It becomes a level. In this way, the data is transferred into the data register.
【0233】その結果、0番地からN−1番地までのデ
ータレジスタの内容は、イニシャライズされた時のデー
タ“1”となっている。N番地からN+j番地までのデ
ータレジスタには、I/O入出力端子から入力された、
データがラッチされている。As a result, the contents of the data register from address 0 to address N-1 are the data "1" at the time of initialization. The data registers from address N to address N + j are input from the I / O input / output terminals,
Data is latched.
【0234】このデータ入力モード後、コマンド入力モ
ードで、オートプログラムコマンド10Hを入力する
と、チップはメモリセルへの書き込みを行う。When the auto program command 10H is input in the command input mode after this data input mode, the chip writes to the memory cell.
【0235】この後は、前記説明の動作(プログラム→
ベリファイ→再プログラム)が自動的に行われる。After that, the operation described above (program →
Verify → reprogram) is performed automatically.
【0236】上記書き込み動作中は、Ready /Busy出力
端子よりBusy信号が出力される。所定の書き込み時間が
経過すると、自動的にREADY信号が出力されるよう
に設定されている。この書き込みモードが正常に終了し
たかの検知は、コマンド入力モードで70Hのフラグリ
ードコマンドを入力して、ベリファイの結果(信号PE
OK)をI/O入出力端子より読み出すことにより可能
である。During the above write operation, the Busy signal is output from the Ready / Busy output terminal. The READY signal is set to be automatically output when a predetermined writing time has elapsed. To detect whether the write mode is normally completed, a 70H flag read command is input in the command input mode, and the verify result (signal PE
This is possible by reading "OK" from the I / O input / output terminal.
【0237】図89は、前述した半導体メモリに、オー
トコマンドを用いずに書き込みを行う場合における外部
制御信号の入力波形と、データ入力タイミングを示す。
コマンド入力モードで、シリアルデータ入力コマンド8
0Hが入力される。これにより、チップはプログラム開
始番地を入力するため、アドレス入力モードとなる。ア
ドレス入力モードでは、前述の読みだしモードと同様
に、外部制御信号WEが“L”レベルとなっている間に
入力された、カラムアドレスに対応するカラムデータ出
力信号が“H”レベルとなる。これにより、データレジ
スタのラッチ内容は、共通バスライン上の書き込みデー
タラッチに書き込まれる。このようにして順次、書き込
みデータがラッチされる。ラッチが終わると、プログラ
ムコマンド“40H”が入力され、プログラムモードへ
移行する。FIG. 89 shows the input waveform of the external control signal and the data input timing in the case where the semiconductor memory described above is written without using the auto command.
Serial data input command 8 in command input mode
0H is input. As a result, the chip inputs the program start address and enters the address input mode. In the address input mode, as in the read mode described above, the column data output signal corresponding to the column address input while the external control signal WE is at the "L" level becomes the "H" level. As a result, the latch contents of the data register are written in the write data latch on the common bus line. In this way, the write data is sequentially latched. When the latch is completed, the program command "40H" is input and the program mode is entered.
【0238】次に、ベリファイコマンドを入力すると、
ロウアドレスに応じたアドレスバッファ回路内の内部ア
ドレス信号に対応したワード線が選択される。更に、所
定のディレイ時間の後、選択されたワード線にコントロ
ールゲートが接続された1ページ分のメモリセルデータ
が、ビット線を介して読み出され、データレジスタにラ
ッチされる。次に、このデータレジスタの内容PEを、
“H”→“L”→“H”と変化させ、カラムアドレスを
インクリメントさせ、順次、データをチップ外部に呼び
出す。読みだしたデータを、チップで、外部記憶書き込
みデータとコンパレートする。これにより、どの番地
で、何ビットがエラーとなったかを判定することができ
る。Next, when a verify command is input,
The word line corresponding to the internal address signal in the address buffer circuit corresponding to the row address is selected. Further, after a predetermined delay time, one page of memory cell data in which the control gate is connected to the selected word line is read out via the bit line and latched in the data register. Next, the content PE of this data register is
The column address is incremented by changing from "H" to "L" to "H", and the data is sequentially called to the outside of the chip. The read data is compared with the external storage write data by the chip. As a result, it is possible to determine at which address and at what bit the error occurred.
【0239】図90にその書き込み、ベリファイ動作を
行う場合の、外部制御信号の入力波形とデータ入力タイ
ミングを示す。まず、コマンド入力モードで、シリアル
データ入力コマンド80Hが入力される。これにより、
チップはプログラム開始番地を入力するため、アドレス
入力モードとなる。アドレス入力モードでは、前述の読
みだしモードと同様に、外部制御信号WEの3ステップ
のクロックで、カラムアドレス及びページアドレスを、
各々のアドレスバッファ回路に取り込み、各内部アドレ
ス信号を入力アドレスデータに対応した所定の論理レベ
ルに設定する。その後、外部制御信号WEが“L”レベ
ルとなっている間に入力された、カラムアドレスに対応
するカラムデータ出力データが“H”レベルとなる。こ
れにより、データレジスタのラッチ内容は、共通バスラ
イン上の書き込みデータに書き込まれる。このようにし
て、順次、書き込みデータをラッチする。このラッチが
終わると、プログラムコマンド“40H”が入力され、
プログラムモードへ移行する。このデータ書き込み時
は、次のベリファイリードコマンドが入力されるまでの
間、書き込みを行う。FIG. 90 shows the input waveform of the external control signal and the data input timing when the write and verify operations are performed. First, the serial data input command 80H is input in the command input mode. This allows
Since the chip inputs the program start address, it enters the address input mode. In the address input mode, similarly to the read mode described above, the column address and the page address are changed by the three-step clock of the external control signal WE.
It is taken into each address buffer circuit and each internal address signal is set to a predetermined logic level corresponding to the input address data. After that, the column data output data corresponding to the column address, which is input while the external control signal WE is at "L" level, becomes "H" level. As a result, the latch contents of the data register are written in the write data on the common bus line. In this way, the write data is sequentially latched. When this latch ends, the program command "40H" is input,
Switch to program mode. At the time of writing this data, writing is performed until the next verify read command is input.
【0240】次に、ベリファイコマンド(一括ベリファ
イ)を入力すると、前述の説明のように、一括ベリファ
イが行われる。次に、この状態で先述と同じように、R
Eを“H”→“L”→“H”と変化させ、カラムアドレ
スをインクリメントさせ、順次、データをチップ外部に
読み出す。Next, when a verify command (collective verify) is input, collective verification is performed as described above. Next, in this state, R
E is changed from "H" to "L" to "H", the column address is incremented, and data is sequentially read out of the chip.
【0241】このようにすると、書き込みNGとなった
ビットからは、“0”データが、OKとなったビットか
らは“1”データが出力される。このため、疑似的では
あるが、不良ビット数を判定することができる。図91
は図90に示したシステムの他の例である。ここでは、
ベリファイリードコマンドの入力後に、REを動かし、
カラムアドレスをインクリメントすることなく、フラグ
リードコマンド“70H”を入力し、プログラムOKか
否かを出力する例を示した。このようにシステムを構成
しても、Fail/Passの判定は可能である。In this way, "0" data is output from the bit that has become write NG, and "1" data is output from the bit that has been set to OK. Therefore, the number of defective bits can be determined though it is pseudo. FIG. 91
Is another example of the system shown in FIG. 90. here,
After inputting the verify read command, move RE,
An example has been shown in which the flag read command “70H” is input without incrementing the column address and whether or not the program is OK is output. Even if the system is configured in this way, it is possible to determine Fail / Pass.
【0242】周知のようにNOR型のメモリセルへのデ
ータの書き込みは、フローティングゲートへのホットエ
レクトロンの注入によりなされる。故に、書き込み時、
1つのメモリセル当たり1〜2mA程度の書き込み電流
を消費する。このため、NAND E2 型では可能であ
るが、NOR型では256バイト等のページ書き込みが
行なえない。しかしながら、NOR型は、読み出しスピ
ードが速い等のメリットを有することから利用されてい
る。As is well known, the writing of data to the NOR type memory cell is performed by injecting hot electrons into the floating gate. Therefore, when writing,
A write current of about 1 to 2 mA is consumed for each memory cell. Therefore, the NAND E 2 type is possible, but the NOR type cannot perform page writing of 256 bytes or the like. However, the NOR type is used because it has advantages such as high reading speed.
【0243】NOR型は、E2 故に、オンボード上での
データの書き換えが可能である。まず、アドレス指定を
行ない、書き込みデータを入力し、メモリセルへ書き込
みを行ない、次に書き込んだアドレスのデータを読みだ
し、データの比較を行ない、書き込みがなされたか否か
を判定する。Since the NOR type is E 2 , data can be rewritten onboard. First, addressing is performed, write data is input, writing is performed to a memory cell, data of an address written next is read out, data comparison is performed, and it is determined whether or not writing is performed.
【0244】ボード上でこのような動作を行わせる場合
には、CPUが、データの書き込み、ベリファイ動作に
必要な信号を作ることになる。このため、この間、CP
Uが専有されてしまうという問題がある。When such an operation is performed on the board, the CPU produces the signals necessary for the data write and verify operations. Therefore, during this period, CP
There is a problem that U is occupied.
【0245】従って、書き込み、ベリファイ動作を、チ
ップ内部でオート化をすることにより、CPUを開放す
る方法が一般的となっている。Therefore, it is common to open the CPU by automating the write and verify operations inside the chip.
【0246】この時、書き込みデータをラッチする回路
と、読み出したデータをラッチする回路と、このデータ
を比較する回路とを設けた例もある(特願平3−125
399)。この例ではパターンエリアが比較的大きくな
り、チップサイズが大きくなるという問題がある。At this time, there is also an example in which a circuit for latching write data, a circuit for latching read data, and a circuit for comparing this data are provided (Japanese Patent Application No. 3-125).
399). In this example, there is a problem that the pattern area becomes relatively large and the chip size becomes large.
【0247】以下に説明する実施例は、比較的小さなパ
ターンエリアで、書き込みだけでなく、消去時にも使え
るようにしたものである。The embodiment described below is a comparatively small pattern area which can be used not only for writing but also for erasing.
【0248】即ち、これまでに述べた実施例は、NAN
D構造のメモリセルを例にしたものであるが、以下に
は、2層構造のNOR型のセルを用いた場合の一括ベリ
ファイ方式について述べる。即ち、図92〜図94に2
層構造のメモリセル(EEPROM)の一例を示す。That is, the embodiments described above are the same as the NAN.
Although a memory cell having a D structure is taken as an example, a batch verify method using a NOR type cell having a two-layer structure will be described below. That is, 2 in FIGS.
An example of a layered memory cell (EEPROM) is shown.
【0249】図92はパターン平面図、図93は図92
のB−B′線断面図、図94は図92のC−C′線断面
図である。これらの図において、211は第1層目の多
結晶シリコンからなる浮游ゲート(FG)である。21
2は第2層目の多結晶シリコンからなる制御ゲート(C
G)である。この制御ゲート212はメモリセルのワー
ド線として使用される。FIG. 92 is a pattern plan view, and FIG. 93 is FIG.
92 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 94, and FIG. 94 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. In these figures, reference numeral 211 denotes a floating gate (FG) made of polycrystalline silicon of the first layer. 21
2 is a control gate (C
G). The control gate 212 is used as the word line of the memory cell.
【0250】また、213は、P型の基板である。21
4および215は、この基板214上に形成されたN+
型拡散層からなるソース(S)及びドレイン(D)であ
る。216は、コンタクトホールである。217は、こ
のコンタクトホール217を介して、上記ドレイン21
6と接続されるアルミニウム層(ビット線BL)であ
る。さらに、218は浮游ゲートトランジスタ分のゲー
ト絶縁膜であり、厚さは100オングストロームであ
る。219は、浮游ゲート211と制御ゲート12との
間に設けられた絶縁膜であり、例えばO−N−O構造
(Oxide-Nitride-Oxide )の3層構造膜で構成されてお
り、厚さは酸化膜換算で約200オングストロームであ
る。220はフィールド絶縁膜であり、221は層間絶
縁膜である。Reference numeral 213 is a P-type substrate. 21
4 and 215 are N + formed on the substrate 214.
The source (S) and the drain (D) are formed of the type diffusion layer. Reference numeral 216 is a contact hole. 217 is the drain 21 via the contact hole 217.
6 is an aluminum layer (bit line BL) connected to 6. Further, reference numeral 218 denotes a gate insulating film for the floating gate transistor, which has a thickness of 100 angstrom. Reference numeral 219 denotes an insulating film provided between the floating gate 211 and the control gate 12, and is made of, for example, a three-layer structure film having an O—N—O structure (Oxide-Nitride-Oxide) and has a thickness of It is about 200 Å in terms of oxide film. 220 is a field insulating film, and 221 is an interlayer insulating film.
【0251】次に、動作原理を説明する。消去時には、
ソース214に消去電圧12Vを印加し、ドレイン21
5をフローティング状態とし、制御ゲート213を0V
とする。これにより、薄いゲート絶縁膜18を介して、
浮游ゲート211とソース214との間に、高電圧が印
加される。これによりファウラー・ノルトハイムのトン
ネル効果により、浮游ゲート211中の電子が、ソース
214に放出され、消去が行われる。Next, the principle of operation will be described. When erasing,
An erasing voltage of 12 V is applied to the source 214 and the drain 21
5 is set in a floating state, and the control gate 213 is set to 0V.
And As a result, through the thin gate insulating film 18,
A high voltage is applied between the floating gate 211 and the source 214. As a result, due to the Fowler-Nordheim tunnel effect, the electrons in the floating gate 211 are emitted to the source 214 and erased.
【0252】書き込み時には、ドレイン215に約6V
を、ソース214に0Vを、制御ゲート213に12V
をそれぞれ印加する。これにより、ドレイン近傍で、イ
ンパクト・アイオナイゼーションが起こり、電子が浮游
ゲート11に注入され、書き込みが行なわれる。At the time of writing, about 6 V is applied to the drain 215.
0V to source 214 and 12V to control gate 213
Are applied respectively. As a result, impact ionization occurs near the drain, electrons are injected into the floating gate 11, and writing is performed.
【0253】読み出し時には、ドレイン215に1V
を、ソース214に0Vを、制御ゲート213に5Vを
加える。このとき、浮游ゲート211中に電子が有るか
否かによりオフ/オンし、それぞれ、データ“0”又は
“1”を示すことになる。At the time of reading, 1 V is applied to the drain 215.
0V to the source 214 and 5V to the control gate 213. At this time, the floating gate 211 is turned on / off depending on whether or not there is an electron in the floating gate 211 to indicate data “0” or “1”, respectively.
【0254】このようなメモリセルを用いた半導体集積
回路、例えば4ビット構成でのフラッシュ型EEPRO
Mは、図95に示すように構成される。A semiconductor integrated circuit using such a memory cell, for example, a flash type EEPRO having a 4-bit structure
M is configured as shown in FIG.
【0255】図95において、A0 〜Ai はローアドレ
ス入力信号であり、ローアドレス・バッファ回路1によ
り増幅・整形されたのち、ローデコーダ回路2に入力す
る。Bi+1 〜Bj はカラムアドレス入力信号であり、カ
ラムアドレス・バッファ回路3により増幅・整形された
のち、カラムデコーダ回路4に入力する。ローデコーダ
回路2は、複数のワード線WLのうちの1本だけを選択
する。カラムデコーダ回路4は、各カラム選択ゲート回
路6中の1本のゲート6Aを選択的にオンして、ビット
線BLを各I/O毎に1本、都合4本だけ選択する。こ
れによって、メモリセルアレイ5の中から、各I/O毎
に1個、都合4個のメモリセルMCが選択される。選択
された各メモリセルMCの情報が、それぞれセンスアン
プ回路7で検知・増幅される。各センスアンプ回路7の
出力が、各出力バッファ回路8を経て、チップ外部へ読
出される。つまり、4つの情報が同時に外部に出力され
る。In FIG. 95, A 0 to A i are row address input signals, which are amplified and shaped by the row address buffer circuit 1 and then input to the row decoder circuit 2. B i + 1 to B j are column address input signals, which are amplified and shaped by the column address buffer circuit 3 and then input to the column decoder circuit 4. The row decoder circuit 2 selects only one of the plurality of word lines WL. The column decoder circuit 4 selectively turns on one gate 6A in each column selection gate circuit 6 to select one bit line BL for each I / O, for a total of four bit lines BL. As a result, one memory cell MC, that is, four memory cells MC for each I / O are selected from the memory cell array 5. The information of each selected memory cell MC is detected and amplified by the sense amplifier circuit 7, respectively. The output of each sense amplifier circuit 7 is read out of the chip via each output buffer circuit 8. That is, four pieces of information are simultaneously output to the outside.
【0256】図95においては、メモリセルアレイ5は
4つのメモリセルアレイユニット(MCAU)5Aから
構成される。各ユニット5Aは、説明を簡単にするた
め、4本のワード線WLと、4本のビット線BLと、1
6個のメモリセルMCと、4つのリファレンスメモリセ
ルRMCとを有するものとしている。4本のビット線B
Lに対応させて、カラム選択ゲート回路6中のゲート6
Aも、4つとしている。これらのゲート6Aのうちの1
つが、カラムデコーダ回路4によって、オンさせられ
る。リファレンスメモリセルRMCは、途中にリファレ
ンスゲートRBTを有するリファレンスビット線RBL
によって、センスアンプ回路(SA)7に接続されてい
る。In FIG. 95, the memory cell array 5 is composed of four memory cell array units (MCAU) 5A. Each unit 5A has four word lines WL, four bit lines BL, and 1 for simplifying the description.
It has six memory cells MC and four reference memory cells RMC. 4 bit lines B
Corresponding to L, the gate 6 in the column selection gate circuit 6
A also has four. One of these gates 6A
One of them is turned on by the column decoder circuit 4. The reference memory cell RMC has a reference bit line RBL having a reference gate RBT on the way.
Is connected to the sense amplifier circuit (SA) 7.
【0257】このような構成のEEPROMに対する4
ビットデータの書き込みは次のようにして行われる。即
ち、4つの入出力兼用パッド(図示せず)から、4つの
データを、各I/O毎に、読み込む。読み込んだデータ
に応じて、書き込み回路10が、ビット線BLの電位を
設定する。つまり、書き込み回路10は、書き込みデー
タが“0”のときは高電位を、“1”のときには低電位
を、入力アドレス信号により選択されるビット線BLに
それぞれ供給する。このとき、入力アドレス信号により
選択されるワード線WLにも高電位が出力される。4 for the EEPROM having such a configuration
Writing of bit data is performed as follows. That is, four data are read from four I / O pads (not shown) for each I / O. The write circuit 10 sets the potential of the bit line BL according to the read data. That is, the write circuit 10 supplies a high potential when the write data is "0" and a low potential when the write data is "1" to the bit line BL selected by the input address signal. At this time, the high potential is also output to the word line WL selected by the input address signal.
【0258】即ち、“0”データ書き込みのときは、選
択されたワード線WLと、データを書き込むべきビット
線BLとが高電位となる。これにより、メモリセルMC
のドレインD近傍で発生したホットエレクトロンが、メ
モリセルMCの浮游ゲートFGに注入される。これによ
り、メモリセルMCのしきい値電圧が正方向へシフトさ
れ、“0”データがメモリされる。That is, when "0" data is written, the selected word line WL and the bit line BL to which the data is to be written have a high potential. As a result, the memory cell MC
Hot electrons generated in the vicinity of the drain D of the memory cell MC are injected into the floating gate FG of the memory cell MC. As a result, the threshold voltage of the memory cell MC is shifted in the positive direction and "0" data is stored.
【0259】一方、“1”データを書き込む時は、ビッ
ト線BLは低電位となる。これにより、浮游ゲートFG
へ電子が注入されることはなく、メモリセルMCのしき
い値電圧もシフトしない。これにより、“1”データが
記憶される。On the other hand, when writing "1" data, the bit line BL has a low potential. As a result, the floating gate FG
No electrons are injected into the memory cell MC, and the threshold voltage of the memory cell MC does not shift. As a result, "1" data is stored.
【0260】一方、データを消去する時は、メモリセル
のソースを高電圧にする。これにより、浮游ゲートFG
に注入されている電子が、F−N(ファウラーノルドハ
イム)のトンネル効果により、放出させられる。On the other hand, when erasing data, the source of the memory cell is set to a high voltage. As a result, the floating gate FG
The electrons injected into are emitted by the FN (Fowler Nordheim) tunnel effect.
【0261】図96は、図95の一部を具体的に表わし
たものであり、これらの図において同一の符号は同一の
回路を示している。図96は、特にセンスアンプ回路
(SA)7及びコンパレート回路9を具体的に示してい
る。さらに、コンパレート回路9に比較対象としての一
方の信号を入力する回路INCIRと、コンパレート回
路9の出力を受ける一括ベリファイ回路VECIRを示
している。FIG. 96 concretely shows a part of FIG. 95, and in these figures, the same reference numerals indicate the same circuits. FIG. 96 specifically shows the sense amplifier circuit (SA) 7 and the comparator circuit 9 in detail. Further, a circuit INCIR for inputting one of the signals to be compared to the comparator circuit 9 and a collective verify circuit VECIR for receiving the output of the comparator circuit 9 are shown.
【0262】前にも述べたように、MCは浮游ゲート型
MOSトランジスタからなるメモリセル、RMCは浮游
ゲート型MOSトランジスタからなるリファレンスメモ
リセル(ダミーセル)、BLはビット線、RBLはリフ
ァレンスビット線、RBTはカラム選択ゲート用トラン
ジスタ6Aの1個と等価なダミービット線選択用トラン
ジスタである。このトランジスタRBTは、そのゲート
にVCC電位が与えられ、リファレンスビット線RBLに
挿入されている。BASは複数のカラム選択ゲート用ト
ランジスタ6A,6A,…が並列に接続されているバス
線、LD1はこのバス線BASに接続されている第1の
負荷回路(バイアス回路)、LD2はこのリファレンス
ビット線RBLに接続されている第2の負荷回路(バイ
アス回路)である。第1の負荷回路LD1の出力側のビ
ット線BL′の電位Vinと、第2の負荷回路LD2の出
力側のリファレンスビット線RBL′の電位(基準電
位)Vref とは、データ検知回路28(例えばCMOS
カレントミラーによって構成される)に加えられる。As described above, MC is a memory cell composed of a floating gate type MOS transistor, RMC is a reference memory cell (dummy cell) composed of a floating gate type MOS transistor, BL is a bit line, RBL is a reference bit line, The RBT is a dummy bit line selection transistor equivalent to one of the column selection gate transistors 6A. The transistor RBT has its gate supplied with the V CC potential and is inserted into the reference bit line RBL. BAS is a bus line to which a plurality of column selection gate transistors 6A, 6A, ... Are connected in parallel, LD1 is a first load circuit (bias circuit) connected to this bus line BAS, and LD2 is this reference bit. It is a second load circuit (bias circuit) connected to the line RBL. The potential Vin of the bit line BL 'on the output side of the first load circuit LD1 and the potential (reference potential) Vref of the reference bit line RBL' on the output side of the second load circuit LD2 are the data detection circuit 28 (for example, CMOS
Composed by the current mirror).
【0263】上記センスアンプ回路(SA)7におい
て、VCC電源とデータ検知回路部28との間には、活性
化制御用のPチャネルトランジスタP4が接続されてい
る。このトランジスタP4のゲートには反転信号/CE
*1が与えられる。このトランジスタP4がオフの時に
は、データ検知回路部28が非動作状態となって、電流
消費が低減される。また、データ検知回路部28の出力
端DSOと接地端との間には、ゲートに反転信号/CE
*1が与えられるNチャネルトランジスタN7が接続さ
れている。In the sense amplifier circuit (SA) 7, a P-channel transistor P4 for activation control is connected between the V CC power supply and the data detection circuit section 28. An inverted signal / CE is applied to the gate of the transistor P4.
* 1 is given. When the transistor P4 is off, the data detection circuit unit 28 is in a non-operating state and current consumption is reduced. In addition, an inverted signal / CE is applied to the gate between the output terminal DSO of the data detection circuit unit 28 and the ground terminal.
The N-channel transistor N7 to which * 1 is applied is connected.
【0264】センスアンプ回路7において、リファレン
スメモリセルRMCのデータに基づいて生成されるリフ
ァレンスビット線RBLの基準電位Vref と、選択され
たメモリセルから読出されたデータに基づいて生成され
るビット線BLの電位Vinとが、比較される。この比較
結果に基づいて、メモリセル中の記憶データを検知し、
3つのインバータを介して出力バッファ回路8へ出力す
る。In the sense amplifier circuit 7, the reference potential Vref of the reference bit line RBL generated based on the data of the reference memory cell RMC and the bit line BL generated based on the data read from the selected memory cell. Potential Vin of is compared. Based on the comparison result, the stored data in the memory cell is detected,
It outputs to the output buffer circuit 8 through three inverters.
【0265】センスアンプ回路7の出力は、コンパレー
ト回路9の一方の入力端へも入力される。コンパレート
回路9の他方の入力端へは、I/O pad へ加えられた
信号(書き込みデータ)が加えられる。コンパレート回
路9においては、これらの2つの入力信号を比較して、
その結果(VR0)を一括ベリファイ回路VECIRに
加える。一括ベリファイ回路VECIRには、これ以外
の3ビットにおけるコンパレート回路9,からの出力V
R1,VR2,VR3も加えられる。一括ベリファイ回
路VECIRは、これらの出力VR0,VR1,VR
2,VR3の全てが書き込みOKを示すときにのみ出力
回路Dout からの出力を許容する。これ以外の場合、つ
まり、出力VR0〜VR3のうちの1つでも、書き込み
NGを示す場合には、出力回路Dout からの出力を阻止
する。The output of the sense amplifier circuit 7 is also input to one input terminal of the comparator circuit 9. The signal (write data) applied to the I / O pad is applied to the other input terminal of the comparator circuit 9. In the comparator circuit 9, these two input signals are compared and
The result (VR0) is added to the collective verify circuit VECIR. The output V from the comparator circuit 9 in the other 3 bits is supplied to the collective verify circuit VECIR.
R1, VR2 and VR3 are also added. The collective verify circuit VECIR outputs these outputs VR0, VR1, VR.
The output from the output circuit Dout is allowed only when 2 and VR3 all indicate write OK. In other cases, that is, even when one of the outputs VR0 to VR3 indicates write NG, the output from the output circuit Dout is blocked.
【0266】図97及び図98は、それぞれ、プログラ
ムベリファイ時及びイレーズベリファイ時におけるコン
パレート回路9からの出力VR0を示す。図97(a)
は、“1”ライトの場合を示している。プログラムOK
の場合は、センスアンプ出力DS0が“1”となる。こ
れにより、コンパレート出力VR0も“1”、即ち、プ
ログラムOKを示す。図97(b)は、“0”ライトの
場合を示す。“0”ライトNGの場合にはセンスアンプ
出力DS0が“1”を示す。このため、コンパレート回
路出力VR0は“0”、即ち、プログラムNGを示す。
図97(c)は、“0”ライトの場合を示す。“0”ラ
イトOKの場合には、センスアンプ出力DS0が“0”
を示す。このため、コンパレート回路出力VR0は
“H”、即ち、プログラムOKを示す。なお、コンパレ
ート回路出力VR0〜VR3の全てが“H(プログラム
OK)”を示すときには、一括ベリファイ回路出力PV
FYは“H”を示す。図98からわかるように、イレー
ズOK/NGの場合は、センスアンプ出力DS0は“1
/O”を示す。これに応じて、コンパレータ回路出力V
R0は、“1/O”を示す。コンパレート回路出力VR
0〜VR3の全てがイレーズOKを示すときには、一括
ベリファイ回路出力EVFYは“1”となる。コンパレ
ート回路出力VR0〜VR3の1つでもイレーズNGを
示すときには、前記出力EVFYは“0”となる。97 and 98 show the output VR0 from the comparator circuit 9 during program verify and erase verify, respectively. FIG. 97 (a)
Indicates the case of "1" write. Program OK
In this case, the sense amplifier output DS0 becomes "1". As a result, the comparator output VR0 also indicates "1", that is, the program is OK. FIG. 97 (b) shows the case of "0" write. In the case of "0" write NG, the sense amplifier output DS0 indicates "1". Therefore, the comparator circuit output VR0 indicates "0", that is, the program NG.
FIG. 97C shows the case of "0" write. When "0" write is OK, the sense amplifier output DS0 is "0".
Indicates. Therefore, the comparator circuit output VR0 indicates "H", that is, the program is OK. When all of the comparator circuit outputs VR0 to VR3 indicate "H (program OK)", the batch verify circuit output PV
FY indicates “H”. As can be seen from FIG. 98, in the case of erase OK / NG, the sense amplifier output DS0 is "1".
/ O ". In response to this, the comparator circuit output V
R0 indicates “1 / O”. Comparator circuit output VR
When all of 0 to VR3 indicate erase OK, the collective verify circuit output EVFY becomes "1". When even one of the comparator circuit outputs VR0 to VR3 indicates erase NG, the output EVFY becomes "0".
【0267】次に、図99にさらに異なる実施例を示
す。この実施例は、特開平3−250495号公報の図
6に示されるメモリセルに一括ベリファイ回路を組み込
んだものである。この図99において、図96と同様の
回路にはそれと同一の符号を付している。Next, FIG. 99 shows a further different embodiment. In this embodiment, a collective verify circuit is incorporated in the memory cell shown in FIG. 6 of JP-A-3-250495. In FIG. 99, circuits similar to those in FIG. 96 are designated by the same reference numerals.
【0268】この図99の装置における、イレーズ、ラ
イト、及びリード時における各部位への印加電圧は、表
6に示される。Table 6 shows the voltage applied to each part at the time of erasing, writing and reading in the device of FIG.
【0269】 表 6 I/Oパッド BSL BL WL Vss イレーズ − 0 V フロー 20 V 0 V (電子注入) ティング ライト "0"ライト(電子抜かず) 0 V 22 V 0 V 0 V フローティング "1"ライト(電子抜き) 5 V 22 V 20 V 0 V フローティング 非選択セル − 22 V 0V/20V 10 V フローティング リード − 5 V 1 V 5 V 0 V この図99における装置におけるプログラムベリファイ
及びイレーズベリファイの動作は、前述の図90におけ
る動作と同様であるため、説明を省略する。Table 6 I / O pad BSL BL WL Vss Erase − 0 V flow 20 V 0 V (electron injection) Ting light “0” light (without electron removal) 0 V 22 V 0 V 0 V floating “1” light (without electron) 5 V 22 V 20 V 0 V Floating unselected cell-22 V 0V / 20V 10 V Floating lead-5 V 1 V 5 V 0 V The operations of the program verify and erase verify in the apparatus shown in FIG. 99 are the same as the operations shown in FIG.
【0270】次に、上述したような一括ベリファイ機能
を有する不揮発性半導体記憶装置を用いた記憶システム
の例を説明する。Next, an example of a storage system using the nonvolatile semiconductor memory device having the collective verify function as described above will be described.
【0271】通常、記憶システムは、最小限のコストで
最大限の能力を引き出すために、階層的に構成されてい
る。それらの1つとしてのキャッシュシステムは、メモ
リアクセスの局所性を利用したものである。通常のキャ
ッシュシステムを用いた計算機は、CPUに加え、高速
で小容量のSRAMと低速で大容量のDRAMとを具備
している。このようなキャッシュシステムでは、アクセ
ス時間の長いDRAM等で構成された主記憶の一部を、
アクセス時間の短いSRAM等で置き換え、これにより
実効的なアクセス時間を短縮している。つまり、CPU
などからアクセスする際に、SRAM内にデータがあれ
ば(すなわちキャッシュがヒットしたときは)高速動作
可能なSRAMからデータを読み出し、ヒットしない場
合(ミスヒットの場合)はDRAM等の主記憶からデー
タを読み出す。キャッシュ容量及び置き換え方式が適当
であれば、ヒット率が95%を越え、平均的なアクセス
は非常に高速化される。Storage systems are typically organized hierarchically to maximize capacity at minimum cost. The cache system as one of them utilizes the locality of memory access. A computer using an ordinary cache system includes a high-speed, small-capacity SRAM and a low-speed, large-capacity DRAM in addition to a CPU. In such a cache system, a part of the main memory composed of DRAM or the like having a long access time is
The SRAM is replaced with an SRAM having a short access time, thereby shortening the effective access time. That is, CPU
If there is data in the SRAM (that is, if the cache hits), the data is read from the SRAM that can operate at high speed, and if it does not hit (in the case of a mishit), the data is read from the main memory such as DRAM. Read out. If the cache capacity and replacement method are appropriate, the hit rate will exceed 95%, and the average access will be very fast.
【0272】上述したようなNAND型EEPROM等
では、書き込み及び消去をページ単位(たとえば2Kビ
ット)で行うことが可能である。ページ単位での処理に
より、書き込み及び消去が非常に高速になる。しかしな
がら、このような装置では、ランダムアクセスを犠牲に
しているため、SRAMやDRAM等のRAMから構成
されるキャッシュメモリが必須である。NAND型EE
PROM等の不揮発性記憶装置にキャッシュシステムを
適用すると、書き込み回数が減り、その結果としてチッ
プの寿命が延びる。In the NAND type EEPROM as described above, writing and erasing can be performed in page units (for example, 2K bits). Processing on a page-by-page basis makes writing and erasing very fast. However, in such a device, since random access is sacrificed, a cache memory composed of RAM such as SRAM and DRAM is essential. NAND type EE
Applying a cache system to a non-volatile storage device such as a PROM reduces the number of writes and consequently extends the life of the chip.
【0273】不揮発性半導体記憶装置を用いたメモリシ
ステムの第1の実施例を説明する。図100はその回路
構成を示している。このシステムは、ROM121と制
御回路122を有する。ROM121は、一括ベリファ
イ機能を有する。制御回路122は、ROM121の書
き込みを制御するもので、少なくとも内部に書き込みデ
ータレジスタを有する。この書き込み制御回路122
は、ROM121が出力する一括ベリファイ信号に応答
して、次に書き込むべきページデータを出力する。この
制御回路は、CPUを用いて構成しても良いし、ゲート
アレーやSRAMを含む複数チップで構成しても良い。A first embodiment of a memory system using a nonvolatile semiconductor memory device will be described. FIG. 100 shows the circuit configuration. This system has a ROM 121 and a control circuit 122. The ROM 121 has a collective verify function. The control circuit 122 controls writing in the ROM 121 and has at least a write data register inside. This write control circuit 122
Outputs the page data to be written next in response to the collective verify signal output from the ROM 121. This control circuit may be configured by using a CPU, or may be configured by a plurality of chips including a gate array and SRAM.
【0274】上述したようなNAND型EEPROMで
は、一括消去ブロックは通常数ページにわたる。従っ
て、キャッシュメモリなどのシステムを構成したときに
は、一括消去ブロック毎に書き込みを行う。例えば、上
述の8NAND型のメモリセルを有するNAND型EE
PROMでは、2Kビット(1ページ)×8=16Kビ
ット(8ページ)で1つの一括消去ブロックを構成して
おり、書き込みもこのブロック単位で行う。従って、書
き込み動作には常に8ページの書き込みが伴う。In the NAND type EEPROM as described above, the batch erase block normally covers several pages. Therefore, when a system such as a cache memory is configured, writing is performed for each batch erase block. For example, a NAND type EE having the above 8 NAND type memory cell
In the PROM, one batch erase block is composed of 2K bits (1 page) × 8 = 16K bits (8 pages), and writing is also performed in this block unit. Therefore, the write operation always involves writing eight pages.
【0275】図100に示した回路では、ROM121
が出力する一括ベリファイ信号VFYを用いて次のペー
ジの書き込み動作を行う。すなわち、1ページ目のデー
タをラッチした後はROM内部で書き込み及びベリファ
イが繰り返えされる。1ページ分のすべてのデータの書
き込みが完了すると、1ページ目についての一括ベリフ
ァイ信号VFYが出力される。この一括ベリファイ信号
VFYを制御回路122が検知し、2ページ目のデータ
をROM121にラッチする。続いて、ROM内部で2
ページ目についての書き込み及びベリファイが繰り返さ
れ、1ページ分のすべてのデータの書き込みが完了する
と、2ページ目についての一括ベリファイ信号VFYが
出力される。3ページ目以降についても上記と同様にし
て書き込まれる。In the circuit shown in FIG. 100, the ROM 121
The write operation for the next page is performed by using the collective verify signal VFY output by. That is, after latching the data of the first page, writing and verification are repeated inside the ROM. When the writing of all data for one page is completed, the collective verify signal VFY for the first page is output. The control circuit 122 detects the collective verify signal VFY and latches the data of the second page in the ROM 121. Then, 2 inside the ROM
Writing and verifying for the second page is repeated, and when writing of all data for one page is completed, the collective verify signal VFY for the second page is output. The third and subsequent pages are written in the same manner as above.
【0276】例えば、上述のような8NAND型のメモ
リセルを有するNAND型EEPROMでは、一回の書
き込み動作において、制御回路122は8ページ分のデ
ータ転送を行い、2ページ目以降は前ページにおける一
括ベリファイ信号を検知した後ページデータの転送を行
う。For example, in the NAND type EEPROM having the 8 NAND type memory cells as described above, the control circuit 122 transfers data for 8 pages in one write operation, and the second page and subsequent pages are collectively processed in the previous page. After detecting the verify signal, the page data is transferred.
【0277】以上に説明したように、本実施例による
と、制御回路122からROM121への書き込みペー
ジデータの転送を、一括ベリファイ信号に基づいて行う
ことができる。従来は、外部に比較回路やベリファイ読
み出し用の大容量のレジスタを設けていたが、本実施例
ではそのようにする必要がない。これにより、制御回路
122の構成は非常に簡単になる。As described above, according to this embodiment, the write page data can be transferred from the control circuit 122 to the ROM 121 based on the collective verify signal. Conventionally, a comparison circuit and a large-capacity register for verify reading are provided externally, but this is not necessary in this embodiment. This makes the configuration of the control circuit 122 very simple.
【0278】上述の実施例は、制御回路122に対して
ROM121が一つである構成を示す。これに対し、一
括ベリファイ信号を出力するROMを複数個有するメモ
リシステムを構成することもできる。図101は、この
一例を示す。このシステムは、上述したような一括ベリ
ファイ機能を有する。このシステムは、ROM101〜
103とRAM104と制御回路105とを有する。R
OM101〜103は、書き込みが終了すると一括ベリ
ファイ信号を出力する。RAM104は、図示しないC
PUからのアクセスに対してキャッシュメモリとして用
いられる。制御回路105は、RAM104とROM1
01〜103との間のデータ転送の制御を行う。RAM
104とROM101〜103との間におけるデータ転
送は、データバス106を介して行われる。ROM10
1〜103が主記憶を構成し、キャッシュメモリとして
用いられるRAM104よりははるかに大容量である。
マッピング方法は、一般的な4ウェイが望ましいが、ダ
イレクトマッピングやフルアソシェイティブ等、既存の
種々の態様のマッピングが可能である。キャッシュメモ
リにおけるブロックは、一括消去ブロックと同じ容量と
する。The above-described embodiment shows a configuration in which the control circuit 122 has only one ROM 121. On the other hand, it is also possible to configure a memory system having a plurality of ROMs that output a collective verify signal. FIG. 101 shows an example of this. This system has the collective verify function as described above. This system includes ROM 101-
It has 103, RAM 104, and control circuit 105. R
The OMs 101 to 103 output the collective verify signal when the writing is completed. The RAM 104 is a C (not shown).
Used as a cache memory for access from PU. The control circuit 105 includes a RAM 104 and a ROM 1.
The data transfer between 01 to 103 is controlled. RAM
Data transfer between the ROM 104 and the ROMs 101 to 103 is performed via the data bus 106. ROM10
1 to 103 constitute a main memory and have a much larger capacity than the RAM 104 used as a cache memory.
A general 4-way mapping method is desirable, but various existing mapping methods such as direct mapping and full associative are possible. The block in the cache memory has the same capacity as the batch erase block.
【0279】次に、一括消去ブロックが16Kで、マッ
ピング方法が4ウェイの時を説明する。この時、SRA
Mは64Kビットであり、4個の16Kのブロックを有
する。これらのブロックは、ROM内の一括消去ブロッ
クのコピーデータを一時的に保持している。例えば、R
OM内の2、3、4、5番目の一括消去ブロック中のデ
ータについてアクセスが行われているとする。このとき
には、これらのデータのコピーデータが、SRAM内の
4個のブロックに、一時的に、保持されている。Next, the case where the batch erase block is 16K and the mapping method is 4-way will be described. At this time, SRA
M is 64K bits and has four 16K blocks. These blocks temporarily hold copy data of the batch erase block in the ROM. For example, R
It is assumed that the data in the second, third, fourth, and fifth batch erase blocks in the OM are being accessed. At this time, copy data of these data is temporarily held in four blocks in the SRAM.
【0280】図示しないCPUから、例えば3番目の一
括消去ブロックに対して書き込み及び消去動作が行われ
るとする。この際には、すでにそのデータのコピーがS
RAM内に存在する(ヒットする)ため、ROMに対し
て直接アクセスすることはなく、高速なSRAMのみを
介してデータのやりとりが行われる。It is assumed that a CPU (not shown) performs write and erase operations on, for example, the third batch erase block. At this time, a copy of the data has already been copied to S.
Since it exists (hits) in the RAM, the ROM is not directly accessed, and data is exchanged only through the high-speed SRAM.
【0281】図示しないCPUから、例えば6番目の一
括消去ブロックに対して読み出しが行われるとする。こ
の際には、当該一括消去ブロックのデータのコピーは、
SRAMには存在しない(ミスヒットする)ため、RO
Mから読み出したデータをSRAMに転送する必要があ
る。しかし、これに先立って、SRAM内のブロックの
一つをROMに書き戻しておく必要がある。例えば、2
番目の一括消去ブロックのデータをSRAMからROM
に書き戻す際には、ROMの当該一括消去ブロックの全
データを消去し、引き続いてSRAMのブロックデータ
を順次転送して書き込みを行う。この書き戻し動作にお
いて、消去ベリフィイ信号を用いることができる。この
消去ベリファイ信号(消去動作が完了したことを示す)
に応答して、SRAMから、1ページ目のデータが転送
される。続いて、2ページ目以降のデータの転送は、上
述したように、前ページの一括ベリファイ信号を検知す
ることにより行うことができる。上述した8NAND型
EEPROMでは、8ページ分のデータ転送が必要であ
る。続いて、6番目の一括消去ブロックの全データを、
SRAMの空いたブロックにコピーし、当該アドレスに
おけるデータをSRAMがCPUに出力する。It is assumed that the CPU (not shown) reads data from the sixth batch erase block, for example. At this time, the copy of the data of the batch erase block is
Since it does not exist in SRAM (misses), RO
It is necessary to transfer the data read from M to the SRAM. However, prior to this, one of the blocks in the SRAM needs to be written back in the ROM. For example, 2
Data from the second batch erase block from SRAM to ROM
When writing back to, all data in the batch erase block of the ROM is erased, and subsequently, the block data of the SRAM is sequentially transferred and written. In this write back operation, the erase verify signal can be used. This erase verify signal (indicating that the erase operation is completed)
In response to, the data of the first page is transferred from the SRAM. Subsequently, the data transfer for the second and subsequent pages can be performed by detecting the collective verify signal of the previous page, as described above. In the above 8 NAND type EEPROM, data transfer for 8 pages is required. Then, all the data of the 6th batch erase block
The data is copied to an empty block of the SRAM, and the SRAM outputs the data at the address to the CPU.
【0282】図示しないCPUから、例えば7番目の一
括消去ブロックに対して書き込みが行われるとする。こ
の際には、当該一括消去ブロックのデータのコピーは、
SRAMには存在しない(ミスヒットする)。従って、
上述の書き戻し動作と読み出し動作を、SRAMへの書
き込み動作に先立って、行う必要がある。例えば、3番
目の一括消去ブロックのデータを、SRAMからROM
に書き戻す際には、ROMの当該一括消去ブロックの全
データを消去し、引き続いてSRAMのブロックデータ
を順次転送して書き込みを行う。この書き戻し動作にお
いて、消去ベリファイ信号を用いることができる。この
消去ベリファイ信号(消去動作が完了したことを示す)
に応答して、SRAMから、1ページ目のデータが転送
される。続いて、2ページ目以降のデータの転送は、上
述したように、前ページの一括ベリファイ信号を検知す
ることにより行うことができる。上述した8NAND型
EEPROMでは、8ページ分のデータ転送が必要であ
る。続いて、7番目の一括消去ブロックの全データをS
RAMの空いたブロックにコピーし、さらに、CPUか
ら書き込みの要求があったデータをSRAM中の対応す
る領域に書き込む。It is assumed that the CPU (not shown) writes data to the seventh batch erase block, for example. At this time, the copy of the data of the batch erase block is
Does not exist in SRAM (misses). Therefore,
It is necessary to perform the above-mentioned write-back operation and read operation prior to the write operation to the SRAM. For example, the data of the third batch erase block is transferred from SRAM to ROM
When writing back to, all data in the batch erase block of the ROM is erased, and subsequently, the block data of the SRAM is sequentially transferred and written. An erase verify signal can be used in this write-back operation. This erase verify signal (indicating that the erase operation is completed)
In response to, the data of the first page is transferred from the SRAM. Subsequently, the data transfer for the second and subsequent pages can be performed by detecting the collective verify signal of the previous page, as described above. In the above 8 NAND type EEPROM, data transfer for 8 pages is required. Then, all the data of the 7th batch erase block is S
The data is copied to an empty block of the RAM, and the data requested by the CPU to write is written to the corresponding area of the SRAM.
【0283】このように、一括ベリファイ信号を出力す
るROMは、SRAM等と組み合わせて容易にキャッシ
ュシステムを構成することができる。ミスヒット時のデ
ータ書き戻しに一括ベリファイ信号を用いるためであ
る。As described above, the ROM that outputs the collective verify signal can be easily combined with the SRAM or the like to form a cache system. This is because the batch verify signal is used for data write back at the time of a miss hit.
【0284】続いて、一括ベリファイ機能を有するメモ
リシステムの第3の実施例を説明する。図102はその
回路例を示している。すなわち、一括ベリファイ機能を
有するROM111、112と、書き込みを制御し少な
くとも内部に書き込みデータレジスタを有する制御回路
113とを有する。この制御回路113は、CPUを用
いて構成しても良いし、ゲートアレーやSRAMを含む
複数チップで構成しても良い。また、ROM111及び
ROM112は1チップ上に混載しても良いし、複数チ
ップで構成しても良い。Next, a third embodiment of the memory system having the collective verify function will be described. FIG. 102 shows an example of the circuit. That is, it has ROMs 111 and 112 having a collective verify function, and a control circuit 113 which controls writing and has at least a write data register inside. The control circuit 113 may be configured by using a CPU, or may be configured by a plurality of chips including a gate array and SRAM. Further, the ROM 111 and the ROM 112 may be mounted together on one chip, or may be composed of a plurality of chips.
【0285】連続したページデータはROM111とR
OM112とに交互に格納される。例えば1、3、5、
…、(2N−1)ページ目は、ROM111に、2、
4、6、…、(2N)ページ目はROM112に格納さ
れる。上述したように、書き込みモードにおける動作
は、チップ内部の書き込みデータラッチにページデータ
を転送する動作と、これに続く書き込み及びベリファイ
動作とからなる。このシステムでは、書き込みデータを
ROM111に転送している間に、ROM112の書き
込み及びベリファイを行う。さらに、複数のページにわ
たるデータを書き込む際は、ROM111とROM11
2とに、交互にデータ転送を行う。The continuous page data is stored in the ROM 111 and R
It is alternately stored in the OM 112. For example 1, 3, 5,
..., the (2N-1) th page is stored in the ROM 111 as 2,
The fourth, sixth, ..., (2N) th page are stored in the ROM 112. As described above, the operation in the write mode includes the operation of transferring page data to the write data latch inside the chip and the subsequent write and verify operations. In this system, writing and verifying of the ROM 112 are performed while the write data is being transferred to the ROM 111. Furthermore, when writing data over a plurality of pages, the ROM111 and the ROM11
Data is alternately transferred to 2 and 3.
【0286】図101に示した回路構成においても、書
き込みデータ転送の制御はROMが出力する一括ベリフ
ァイ信号を用いる。はじめに、1ページ目のデータがR
OM111に転送され、続いてROM111について書
き込み及びベリファイ動作が行われる。ROM111に
書き込み及びベリファイ動作が行われている間に、制御
回路113は、ROM112に2ページ目のデータを転
送し引き続いて書き込み及びベリファイ動作を行う。R
OM111について1ページ目の書き込みが終了すると
一括ベリファイ信号が出力される。これに応じて、制御
回路113は、3ページ目のデータをROM111に転
送し引き続いて書き込み及びベリファイ動作を行う。4
ページ目以降のページ書き込みについても、上記と同様
である。In the circuit configuration shown in FIG. 101 as well, write data transfer control uses the collective verify signal output from the ROM. First, the data on the first page is R
After being transferred to the OM 111, the ROM 111 is subjected to write and verify operations. While the write and verify operations are being performed on the ROM 111, the control circuit 113 transfers the data of the second page to the ROM 112 and subsequently performs the write and verify operations. R
When the writing of the first page of the OM 111 is completed, a collective verify signal is output. In response to this, the control circuit 113 transfers the data of the third page to the ROM 111 and subsequently performs the write and verify operations. Four
The same applies to page writing from the page onward.
【0287】以上説明したように、第3の実施例による
と、制御回路113からROM111、112への書き
込みページデータの転送を、一括ベリファイ信号をもと
に行うことができる。本実施例は、従来と異なり、外部
に比較回路やベリファイ読み出し用の大容量のレジスタ
を設ける必要がなく、制御回路112の構成は非常に簡
単になる。また、書き込みを交互に行うため、書き込み
時間が高速になる。ただし、一括消去ブロックの大きさ
は2倍になる。As described above, according to the third embodiment, the write page data can be transferred from the control circuit 113 to the ROMs 111 and 112 based on the collective verify signal. Unlike the conventional example, this embodiment does not require an external comparison circuit or a large-capacity register for verify read, and the configuration of the control circuit 112 is very simple. Moreover, since writing is performed alternately, the writing time becomes faster. However, the size of the batch erase block is doubled.
【0288】[0288]
【発明の効果】本発明によれば、複数のメモリセルのそ
れぞれに関しての書き込み、消去が適正に行われたか否
かを迅速に検知して、対象とする全てのメモリセルに関
しての書き込み、消去を迅速に行うことができ、しかも
書き込み、消去を繰り返してもメモリセルにおけるしき
い値の変動しすぎを防止することができる。According to the present invention, whether or not writing or erasing is properly performed for each of a plurality of memory cells is quickly detected, and writing or erasing is performed for all target memory cells. This can be performed quickly, and moreover, it is possible to prevent the threshold value of the memory cell from changing too much even if writing and erasing are repeated.
【図1】第1の実施例に係わるNANDセル型EEPR
OMの構成を示すブロック図。FIG. 1 is a NAND cell type EEPR according to a first embodiment.
The block diagram which shows the structure of OM.
【図2】第1の実施例における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 the first 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】第1の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 first embodiment.
【図5】第1の実施例における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 first embodiment.
【図6】第1の実施例におけるビット線制御回路部と他
の回路との接続関係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a connection relationship between a bit line control circuit unit and another circuit in the first embodiment.
【図7】第1の実施例におけるデータ書込み/書込み確
認動作を示すタイミング図。FIG. 7 is a timing chart showing a data write / write confirmation operation in the first embodiment.
【図8】第2の実施例に係わるNANDセル型EEPR
OMの構成を示すブロック図。FIG. 8 is a NAND cell type EEPR according to a second embodiment.
The block diagram which shows the structure of OM.
【図9】第2の実施例におけるビット線制御回路の構成
を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to a second embodiment.
【図10】第2の実施例におけるプログラム終了検知回
路の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a program end detection circuit according to a second embodiment.
【図11】第2の実施例における書込み確認動作を示す
タイミング図。FIG. 11 is a timing chart showing a write confirmation operation in the second embodiment.
【図12】データラッチ部とプログラム終了検知回路の
別の実施例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing another embodiment of a data latch unit and a program end detection circuit.
【図13】データラッチ部とプログラム終了検知回路の
別の実施例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit.
【図14】NOR型フラッシュEEPROMについての
実施例の回路図。FIG. 14 is a circuit diagram of an example of a NOR flash EEPROM.
【図15】しきい値分布図。FIG. 15 is a threshold distribution diagram.
【図16】データラッチ部とプログラム終了検知回路の
別の実施例を示す図。FIG. 16 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit.
【図17】データラッチ部とプログラム終了検知回路の
別の実施例を示す図。FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the data latch unit and the program end detection circuit.
【図18】第3の実施例における書込み/書込み確認時
のアルゴリズムを示す図。FIG. 18 is a diagram showing an algorithm at the time of writing / writing confirmation in the third embodiment.
【図19】データラッチ兼センスアンプと書込み終了検
知用トランジスタを模式的に示す図。FIG. 19 is a diagram schematically showing a data latch / sense amplifier and a write end detection transistor.
【図20】図19の書込み終了検知用トランジスタとヒ
ューズ用不揮発性メモリの構成を示す図。20 is a diagram showing a configuration of a write end detection transistor and a fuse nonvolatile memory shown in FIG. 19;
【図21】図20の構成とは別の構成例を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a configuration example different from the configuration in FIG.
【図22】図19の回路を用いた場合のプログラムアル
ゴリズムを示す図。22 is a diagram showing a program algorithm when the circuit of FIG. 19 is used.
【図23】図19とは別の回路構成を示す図。23 is a diagram showing a circuit configuration different from that in FIG.
【図24】第4の実施例におけるビット線制御回路の構
成を示す図。FIG. 24 is a diagram showing the configuration of a bit line control circuit in the fourth embodiment.
【図25】第3,4の実施例におけるビット線制御回路
の他の構成例を示す図。FIG. 25 is a diagram showing another configuration example of the bit line control circuit in the third and fourth embodiments.
【図26】3,4の実施例におけるビット線制御回路の
他の構成例を示す図。FIG. 26 is a diagram showing another configuration example of the bit line control circuit in the third and fourth embodiments.
【図27】3,4の実施例におけるビット線制御回路の
他の構成例を示す図。FIG. 27 is a diagram showing another configuration example of the bit line control circuit in the third and fourth embodiments.
【図28】第3の実施例におけるビット線制御回路のデ
ータラッチ部に一括して同一のデータをラッチさせる動
作のタイミングを示す図。FIG. 28 is a diagram showing the timing of the operation of collectively latching the same data in the data latch unit of the bit line control circuit in the third embodiment.
【図29】第4の実施例におけるビット線制御回路のデ
ータラッチ部に一括して同一のデータをラッチさせる動
作のタイミングを示す図。FIG. 29 is a diagram showing the timing of the operation of collectively latching the same data in the data latch section of the bit line control circuit in the fourth embodiment.
【図30】第3の実施例の変形例で、1つのCMOSF
Fを隣り合う2本のビット線で共有した回路構成を示す
図。FIG. 30 is a modification of the third embodiment and includes one CMOSF.
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration in which F is shared by two adjacent bit lines.
【図31】図30の構成の他の例を示す図。FIG. 31 is a diagram showing another example of the configuration of FIG. 30.
【図32】第5の実施例に係わるNANDセル型EEP
ROMの構成を示す図。FIG. 32 is a NAND cell type EEP according to the fifth embodiment.
The figure which shows the structure of ROM.
【図33】メモリセルアイレイ及びその周辺回路の具体
的な構成を示す図。FIG. 33 is a diagram showing a specific configuration of a memory cell array and its peripheral circuits.
【図34】第5の実施例における書込み時の動作を示す
タイミング図。FIG. 34 is a timing chart showing an operation at the time of writing in the fifth embodiment.
【図35】第5の実施例における読出し動作を示すタイ
ミング図。FIG. 35 is a timing diagram showing a read operation in the fifth embodiment.
【図36】第6の実施例でのメモリセルアレイ及びその
周辺回路の具体的構成を示す図。FIG. 36 is a diagram showing a specific configuration of a memory cell array and its peripheral circuits in the sixth embodiment.
【図37】第6の実施例のおける書込み動作を示すタイ
ミング図。FIG. 37 is a timing chart showing a write operation in the sixth embodiment.
【図38】第6の実施例における読出し動作を示すタイ
ミング図。FIG. 38 is a timing chart showing a read operation according to the sixth embodiment.
【図39】第33に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 39 is a view showing a modified example of the thirty-third embodiment.
【図40】図36に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 40 is a diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. 36.
【図41】図36に示される実施例の変形例を示す図。41 is a view showing a modified example of the embodiment shown in FIG.
【図42】図36に示される実施例におけるビット線の
置き換えを模式的に示す図。42 is a diagram schematically showing replacement of bit lines in the embodiment shown in FIG.
【図43】図36に示される実施例におけるビット線の
置き換えを模式的に示す図。43 is a diagram schematically showing replacement of bit lines in the embodiment shown in FIG.
【図44】データラッチ兼センスアンプを4本のビット
線で共有した実施例を示す図。FIG. 44 is a diagram showing an example in which a data latch / sense amplifier is shared by four bit lines.
【図45】図44の実施例におけるビット線の置き換え
を模式的に示す図。FIG. 45 is a diagram schematically showing replacement of bit lines in the embodiment of FIG. 44.
【図46】図44の実施例におけるビット線の置き換え
を模式的に示す図。FIG. 46 is a diagram schematically showing replacement of bit lines in the embodiment of FIG. 44.
【図47】図39に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 47 is a diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. 39.
【図48】図40に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 48 is a diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. 40.
【図49】図41に示される実施例の変形例を示す図。FIG. 49 is a diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. 41.
【図50】本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置の第
7実施例を示すブロック図である。FIG. 50 is a block diagram showing a non-volatile semiconductor memory device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図51】第7実施例におけるセンスアンプ兼ランチ回
路の回路図である。FIG. 51 is a circuit diagram of a sense amplifier / launch circuit according to a seventh embodiment.
【図52】第7実施例における消去動作を説明するため
のフローチャートである。FIG. 52 is a flow chart for explaining an erase operation in the seventh embodiment.
【図53】本発明の第8実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 53 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
【図54】第8実施例におけるセンスアンプ兼ラッチ回
路の回路図である。FIG. 54 is a circuit diagram of a sense amplifier / latch circuit according to an eighth embodiment.
【図55】本発明の第9実施例におけるセンスアンプ兼
ラッチ回路の回路図である。FIG. 55 is a circuit diagram of a sense amplifier / latch circuit according to a ninth embodiment of the present invention.
【図56】本発明の第10実施例におけるセンスアンプ
兼ラッチ回路の回路図である。FIG. 56 is a circuit diagram of a sense amplifier / latch circuit according to a tenth embodiment of the present invention.
【図57】本発明の第11実施例の全体構成図。FIG. 57 is an overall configuration diagram of an eleventh embodiment of the present invention.
【図58】図57のタイミングチャート。FIG. 58 is a timing chart of FIG. 57.
【図59】図57のリードマージンの説明図。59 is an explanatory diagram of a read margin of FIG. 57.
【図60】図57の消去(イレーズ)フローチャート。FIG. 60 is an erase (erase) flowchart of FIG. 57.
【図61】イレーズフローチャート。FIG. 61 is an erase flowchart.
【図62】図57の出力回路の詳細例。62 is a detailed example of the output circuit of FIG. 57. FIG.
【図63】従来のメモリの部分図。FIG. 63 is a partial view of a conventional memory.
【図64】プログラムベリファイ時のタイミングチャー
ト。FIG. 64 is a timing chart at the time of program verification.
【図65】書き込みデータWDとベリファイデータVD
の組み合わせを示す図。FIG. 65 is a diagram showing write data WD and verify data VD.
FIG.
【図66】ベリファイ後の電位レベルの分布及びビット
ラインのしきい値依存性を示す図。FIG. 66 is a diagram showing distribution of potential levels after verification and threshold dependency of bit lines.
【図67】プログラムベリファイのタイミングチャー
ト。FIG. 67 is a timing chart of program verify.
【図68】書き込みデータWDとベリファイデータVD
の組み合わせを示す図。[FIG. 68] Write data WD and verify data VD
FIG.
【図69】ベリファイ後の電位レベルの分布及びビット
ラインのしきい値依存性を示す図。FIG. 69 is a diagram showing potential level distribution and bit line threshold dependency after verification.
【図70】再書き込みトランジスタの他の例。FIG. 70 shows another example of a rewriting transistor.
【図71】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 71 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図72】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 72 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図73】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 73 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図74】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 74 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図75】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 75 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図76】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 76 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図77】本発明の実施に使用される一般的回路図。FIG. 77 is a general circuit diagram used to implement the present invention.
【図78】実施例としてのチップ回路図及びしきい値分
布図。FIG. 78 is a chip circuit diagram and a threshold distribution diagram as an example.
【図79】実施例としてのチップの他の回路図。FIG. 79 is another circuit diagram of the chip as an example.
【図80】ベリファイレベル設回路。FIG. 80 is a verify level setting circuit.
【図81】Vwell回路の詳細例。81 is a detailed example of a Vwell circuit. FIG.
【図82】第11実施例(図55)の変形例。FIG. 82 is a modification of the eleventh embodiment (FIG. 55).
【図83】図82の動作説明のための図表。83 is a chart for explaining the operation of FIG. 82.
【図84】オートプログラムの概念図。FIG. 84 is a conceptual diagram of an auto program.
【図85】図84のフローチャート。85 is a flowchart of FIG. 84.
【図86】プログラム動作後のベリファイ動作のタイミ
ングチャート。FIG. 86 is a timing chart of the verify operation after the program operation.
【図87】ECC回路を有する実施例のフローチャー
ト。FIG. 87 is a flowchart of an embodiment including an ECC circuit.
【図88】外部制御モードのタイミングチャート1。88 is a timing chart 1 in the external control mode. FIG.
【図89】外部制御モードのタイミングチャート2。89 is a timing chart 2 in the external control mode. FIG.
【図90】外部制御モードのタイミングチャート3。FIG. 90 is a timing chart 3 in the external control mode.
【図91】外部制御モードのタイミングチャート4。FIG. 91 is a timing chart 4 in the external control mode.
【図92】EEFROMの平面パターン図。FIG. 92 is a plan pattern view of EEFROM.
【図93】図92のB−B線断面図。93 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 92.
【図94】図92のC−C線断面図。94 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 92.
【図95】4ビットフラッシュEEPROMのブロック
図。FIG. 95 is a block diagram of a 4-bit flash EEPROM.
【図96】図95の一部詳細図。96 is a partial detailed view of FIG. 95. FIG.
【図97】プログラムベリファイ時のタイミングチャー
ト。97 is a timing chart at the time of program verification. FIG.
【図98】イレーズベリファイ時のタイミングチャー
ト。FIG. 98 is a timing chart at the time of erase verify.
【図99】さらに異なる実施例の回路図。FIG. 99 is a circuit diagram of still another embodiment.
【図100】実施例としての記憶システム。FIG. 100 shows a storage system as an example.
【図101】異なる実施例としての記憶システム。FIG. 101 shows a storage system as a different embodiment.
【図102】さらに異なる実施例としての記憶システ
ム。FIG. 102 shows a storage system as a further different embodiment.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−86082 (32)優先日 平4(1992)3月10日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−105831 (32)優先日 平4(1992)3月31日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−175693 (32)優先日 平4(1992)7月2日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 中 井 弘 人 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 田 中 義 幸 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 白 田 理一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 有 留 誠 一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 伊 藤 寧 夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 岩 田 佳 久 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中 村 寛 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大 平 秀 子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 岡 本 豊 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 浅 野 正 通 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 徳 重 芳 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-86082 (32) Priority date Hei 4 (1992) March 10 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim number Japanese patent application No. 4-105831 (32) Priority date No. 4 (1992) March 31 (33) Country of priority claim Japan (JP) (31) No. of priority application Japanese patent application No. 4-175693 (32) Priority Hihei 4 (1992) July 2 (33) Priority claiming country Japan (JP) (72) Inventor Hirohito Nakai 580-1 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Semiconductor System Engineering Center (72) Inventor Yoshiyuki Tanaka 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Ltd. Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Riichiro Shirata 1 Komukai Toshiba-cho, Ko-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Corporate Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Seiichi Aridome Kanagawa Komukai-shi Toshiba-cho, Kawasaki-shi 1 Co., Ltd. Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Neo Ito Komukai-shishi 1, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Komukai Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Yoshihisa Iwata Within the Toshiba Research and Development Center, 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa (72) Inventor Hiroshi Nakamura 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research and Development Center (72) Hideko Ohira, Komukai Toshiba-cho 1 Stock Company, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Yutaka Okamoto 1 Komukai-shi Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock Company Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Masamichi Asano 1 Komukai-cho, Kouki-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock Company Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Shigeyoshi Tokushi Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Machi 1 Stock Company Toshiba Research and Development Center
Claims (15)
的に保持する複数のデータラッチ手段と、 複数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けら
れ、書き込み動作時には、前記データラッチ手段に保持
されたデータに応じて書き込み動作が行われる複数のメ
モリセルと、 複数の前記データラッチ手段に対応して設けられ、前記
書き込み動作に引き続いて、前記メモリセルより読み出
したデータと、前記データラッチ手段に保持されたデー
タとを比較し、当該メモリセルに対し書き込みなされた
か否かを判定する複数の比較手段と、 複数の前記比較手段の全てが、それぞれ対応するメモリ
セルに対し書き込みがなされたと判定したときに、書き
込み完了信号を出力する一括ベリファイ手段とを具備す
る不揮発性半導体記憶装置。1. A plurality of data latch means for temporarily holding write data inputted from the outside, and a plurality of data latch means provided respectively corresponding to the plurality of data latch means, and held in the data latch means during a write operation. A plurality of memory cells for performing a write operation according to the data, and a plurality of the data latch means provided corresponding to the plurality of data latch means, and following the write operation, the data read from the memory cells and the data latch means. The plurality of comparing means for comparing the stored data with each other to determine whether or not writing has been performed to the memory cell and all of the plurality of comparing means have determined that writing has been performed to the corresponding memory cell. A non-volatile semiconductor memory device, comprising: a batch verify means for outputting a write completion signal.
及び第2の論理レベルとして一時的に保持する複数のデ
ータラッチ手段と、 複数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けら
れ、トランジスタのしきい値が第1の範囲内にある時は
消去状態として、トランジスタのしきい値が第2の範囲
内にある時は書き込み状態としてデータを記憶するメモ
リセルであって、書き込み動作時には、対応する前記デ
ータラッチ手段に第1の論理レベルが保持されている時
には、しきい値が変動させられ、対応する前記データラ
ッチ手段に第2の論理レベルが保持されている時にはし
きい値の変動が抑制される複数のメモリセルと、 前記データラッチ手段に対応して設けられ、前記書き込
み動作に引き続いて行われるベリファイ動作において、
対応する前記メモリセルより読み出したデータと、前記
データラッチ手段に保持されたデータとを比較し、当該
メモリセルのしきい値が前記第2の範囲内に達したとき
は当該データラッチ手段に第2の論理レベルを再設定す
る複数の再書込みデータ設定手段と、 複数のデータラッチ手段の全てに第2の論理レベルが設
定されたときに、書き込み完了信号を出力する一括ベリ
ファイ手段とを具備する不揮発性半導体記憶装置。2. The first write data input from the outside
And a plurality of data latch means for temporarily holding the second logic level, and a plurality of the data latch means are provided respectively corresponding to the erased state when the threshold value of the transistor is within the first range. Is a memory cell that stores data as a write state when the threshold value of the transistor is within the second range, and the corresponding data latch means holds the first logic level during the write operation. A plurality of memory cells whose threshold value is varied when the corresponding data latch means is held at the second logic level, and a plurality of memory cells whose variation of the threshold value is suppressed when the corresponding data latch means is held; In the verify operation performed after the write operation,
The data read from the corresponding memory cell is compared with the data held in the data latch means, and when the threshold value of the memory cell reaches within the second range, the data latch means receives a second value. A plurality of rewrite data setting means for resetting the logic level of 2 and a batch verify means for outputting a write completion signal when the second logic level is set for all of the plurality of data latch means. Nonvolatile semiconductor memory device.
回路であり、前記一括ベリファイ手段が、各々のゲート
が対応する前記フリップフロップ回路の一端に接続され
た複数の検出用MOSトランジスタを含み、且つこれら
のデータ検出用MOSトランジスタを並列に接続してな
ることを特徴とする請求項2記載の不揮発性半導体記憶
装置。3. The data latch means is a flip-flop circuit, and the collective verify means includes a plurality of detection MOS transistors each gate of which is connected to one end of the corresponding flip-flop circuit. 3. A nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein MOS transistors for data detection are connected in parallel.
応して設けられ、当該データ検出用MOSトランジスタ
に流れる電流を遮断する遮断手段を有することを特徴と
する請求項3記載の不揮発性半導体記憶装置。4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 3, further comprising a cutoff unit provided corresponding to the data detection MOS transistor, for cutting off a current flowing through the data detection MOS transistor.
回路であり、前記一括ベリファイ手段が、各々のゲート
に対応する前記フリップフロップ回路の一端に接続され
た複数の検出用MOSトランジスタを含み、且つこれら
のデータ検出用MOSトランジスタを直列に接続してな
ることを特徴とする請求項2記載の不揮発性半導体記憶
装置。5. The data latch means is a flip-flop circuit, and the collective verify means includes a plurality of detection MOS transistors connected to one end of the flip-flop circuit corresponding to each gate, and 3. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein the data detecting MOS transistors are connected in series.
出データを第1及び第2の論理レベルとして一時的に保
持する複数のデータラッチ手段と、 複数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けら
れ、トランジスタのしきい値が第1の範囲内にある時は
消去状態として、トランジスタのしきい値が第2の範囲
内にある時は書き込み状態としてデータを記憶するメモ
リセルであって、書き込み動作時には、対応する前記デ
ータラッチ手段に第1の論理レベルが保持されている時
にはしきい値が前記第1の範囲から前記第2の範囲へ向
かう方向に変動させられ、対応する前記データラッチ手
段に第2の論理レベルが保持されている時にはしきい値
の変動が抑制され、消去動作時には前記書き込み動作時
のしきい値の変動とは逆方向にしきい値が変動させられ
る複数のメモリセルと、 前記データラッチ手段に対応して設けられ、前記書き込
み動作に引き続いて行われる書き込みベリファイ動作に
おいて、対応する前記メモリセルより読み出したデータ
と前記データラッチ手段に保持されたデータとを比較
し、当該メモリセルのしきい値が前記第2の範囲内に達
したときは当該データラッチ手段に第2の論理レベルを
再設定し、前記消去動作に引き続いて行われる消去ベリ
ファイ動作において、当該メモリセルのしきい値が前記
第2の範囲内にある時は第2の論理レベルを、当該メモ
リセルのしきい値が前記第1の範囲内にある時は第1の
論理レベルを当該データラッチ手段に設定する複数のデ
ータ再設定手段と、 複数の前記データラッチ手段の全てに第2の論理レベル
が設定されたときに書き込み完了信号を出力し、複数の
前記データラッチ手段の全てに第1の論理レベルが設定
された時には消去完了信号を出力する一括ベリファイ手
段とを具備する不揮発性半導体記憶装置。6. A plurality of data latch means for temporarily holding write data and read data inputted from the outside as first and second logic levels, and a plurality of data latch means provided corresponding to the plurality of data latch means, respectively. , A memory cell that stores data when the threshold value of the transistor is in the first range and is in an erased state, and when the threshold value of the transistor is in the second range, is in a written state. At times, when the first logic level is held in the corresponding data latch means, the threshold value is changed in the direction from the first range to the second range, and When the second logic level is held, the fluctuation of the threshold value is suppressed, and during the erase operation, the threshold value is changed in the direction opposite to the threshold value fluctuation during the write operation. A plurality of memory cells whose values are changed; and data read from the corresponding memory cells and the data latch means in a write verify operation that is provided corresponding to the data latch means and that follows the write operation. The stored data is compared, and when the threshold value of the memory cell reaches the second range, the second logic level is reset in the data latch means, and the second operation is performed after the erase operation. In the erase verify operation described above, the second logic level is set when the threshold value of the memory cell is in the second range, and the second logic level is set when the threshold value of the memory cell is in the first range. A plurality of data resetting means for setting a logic level of 1 in the data latch means and a second logic level for all of the plurality of data latch means are set. The nonvolatile semiconductor memory device having a batch verify means for outputting the erase completion signal when the outputs a write completion signal, the first logic level is set to all of the plurality of said data latch means when.
回路であり、前記一括ベリファイ手段が各々のゲートが
対応する前記フリップフロップ回路の一端に第1のトラ
ンジスタを介して接続され、他端に第2のトランジスタ
を介して接続された複数の検出用MOSトランジスタを
含み、且つこれらのデータ検出用MOSトランジスタを
並列に接続してなることを特徴とする請求項6記載の不
揮発性半導体記憶装置。7. The data latch means is a flip-flop circuit, and the collective verify means has each gate connected to one end of the corresponding flip-flop circuit through a first transistor and the other end of the second flip-flop circuit. 7. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 6, comprising a plurality of detection MOS transistors connected via transistors, and the data detection MOS transistors being connected in parallel.
回路であり、前記一括ベリファイ手段が各々のゲートが
対応する前記フリップフロップ回路の一端に第1のトラ
ンジスタを介して接続され、他端に第2のトランジスタ
を介して接続された複数の検出用MOSトランジスタを
含み、且つこれらのデータ検出用MOSトランジスタを
直列に接続してなることを特徴とする請求項6記載の不
揮発性半導体記憶装置。8. The data latch means is a flip-flop circuit, and the collective verify means has each gate connected to one end of the corresponding flip-flop circuit via a first transistor and the other end to a second flip-flop circuit. 7. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 6, comprising a plurality of detection MOS transistors connected via transistors, and these data detection MOS transistors being connected in series.
み完了信号を出力するまで、書き込みを動作とベリファ
イ動作を繰り返し行うよう制御する書き込み動作制御手
段とを具備することを特徴とする請求項1〜請求項8の
1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。9. The method according to claim 1, further comprising write operation control means for controlling the write operation and the verify operation to be repeated until the collective verify means outputs a write completion signal. Item 9. The nonvolatile semiconductor memory device according to item 8.
き込み動作とベリファイ動作を繰り返すよう制御した
後、前記一括ベリファイ手段が書き込み完了信号を出力
しないときに、複数の前記ラッチ回路のデータを外部に
出力するラッチデータ出力手段とを具備することを特徴
とする請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。10. The data of the plurality of latch circuits is output to the outside when the batch verifying means does not output a write completion signal after the write operation control means controls to repeat the write operation and the verify operation. 10. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 9, further comprising: latch data output means.
完了信号を出力するまで、消去動作とベリファイ動作を
繰り返す消去動作制御手段とを具備することを特徴とす
る請求項6〜請求項8の1つに記載の不揮発性半導体記
憶装置。11. An erase operation control means for repeating an erase operation and a verify operation until the batch verify means outputs an erase completion signal. The non-volatile semiconductor memory device described in 1.
作とベリファイ動作を繰り返すよう制御した後、前記一
括ベリファイ手段が消去完了信号を出力しないときに、
複数の前記ラッチ回路のデータを外部に出力するラッチ
データ出力手段とを具備することを特徴とする請求項1
1記載の不揮発性半導体記憶装置。12. When the collective verify means does not output an erase completion signal after the erase operation control means controls to repeat the erase operation and the verify operation,
3. Latch data output means for outputting the data of a plurality of the latch circuits to the outside.
1. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
前記消去完了信号を外部に出力する出力手段を具備する
ことを特徴とする請求項1〜請求項12の1つに記載の
不揮発性半導体記憶装置。13. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising output means for outputting the write completion signal or the erase completion signal to the outside.
時的に保持する複数のデータラッチ手段と、 複数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けら
れ、書き込み動作時には、前記データラッチ手段に保持
されたデータに応じて書き込み動作が行われる複数のメ
モリセルと、 複数の前記データラッチ手段に対応して設けられ、前記
書き込み動作に引き続いて、前記メモリセルより読み出
したデータと、前記データラッチ手段に保持されたデー
タとを比較し、当該メモリセルに対し書き込みなされた
か否かを判定する複数の比較手段と、 複数の前記比較手段の全てが、それぞれ対応するメモリ
セルに対し書き込みがなされたと判定したときに、書き
込み完了信号を出力する一括ベリファイ手段と、 前記一括ベリファイ手段が書き込み完了信号を出力する
と新たな書き込みデータを前記データラッチ手段に転走
する書き込みデータ制御手段とを具備することを特徴と
する記憶システム。14. A plurality of data latch means for temporarily holding write data input from the outside, and a plurality of data latch means are provided respectively corresponding to the plurality of data latch means, and are held in the data latch means during a write operation. A plurality of memory cells for performing a write operation according to the data, and a plurality of the data latch means provided corresponding to the plurality of data latch means, and following the write operation, the data read from the memory cells and the data latch means. The plurality of comparing means for comparing the stored data with each other to determine whether or not writing has been performed to the memory cell and all of the plurality of comparing means have determined that writing has been performed to the corresponding memory cell. At the same time, the batch verify means that outputs a write completion signal and the batch verify means And a write data control unit for transferring new write data to the data latch unit when the end signal is output.
1及び第2の論理レベルとして一時的に保持する複数の
データラッチ手段と、 複数の前記データラッチ手段にそれぞれ対応して設けら
れ、トランジスタのしきい値が第1の範囲内にある時は
消去状態として、トランジスタのしきい値が第2の範囲
内にある時は書き込み状態としてデータを記憶するメモ
リセルであって、書き込み動作時には、対応する前記デ
ータラッチ手段に第1の論理レベルが保持されている時
には、しきい値が変動させられ、対応する前記データラ
ッチ手段に第2の論理レベルが保持されている時にはし
きい値の変動が抑制される複数のメモリセルと、 前記データラッチ手段に対応して設けられ、前記書き込
み動作に引き続いて行われるベリファイ手段において、
対応する前記メモリセルより読み出したデータと、前記
データラッチ手段に保持されたデータとを比較し、当該
メモリセルのしきい値が前記第2の範囲内に達したとき
は当該データラッチ手段に第2の論理レベルを再設定す
る複数の再書き込みデータ設定手段と、 複数のデータラッチ手段の全てに第2の論理レベルが設
定されたときに、書き込み完了信号を出力する一括ベリ
ファイ手段と、 前記一括ベリファイ手段が書き込み完了信号を出力する
と新たな書き込みデータを前記データラッチ手段に転送
する書き込みデータ制御手段とを具備することを特徴と
する記憶システム。15. A plurality of data latch means for temporarily holding write data input from the outside as first and second logic levels, and a plurality of data latch means provided corresponding to the plurality of data latch means, respectively. A memory cell that stores data in an erased state when the threshold value is within the first range and in a written state when the threshold value of the transistor is within the second range. The threshold value is changed when the first logic level is held in the data latch means, and the threshold value is changed when the second logic level is held in the corresponding data latch means. A plurality of memory cells to be suppressed; and a verify means provided corresponding to the data latch means, which is performed subsequent to the write operation,
The data read from the corresponding memory cell is compared with the data held in the data latch means, and when the threshold value of the memory cell reaches within the second range, the data latch means receives a second value. A plurality of rewrite data setting means for resetting the logic level of 2; a batch verify means for outputting a write completion signal when the second logic level is set for all of the plurality of data latch means; And a write data control unit for transferring new write data to the data latch unit when the verify unit outputs a write completion signal.
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JP17569392 | 1992-07-02 | ||
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