JPH07244993A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPH07244993A
JPH07244993A JP6555294A JP6555294A JPH07244993A JP H07244993 A JPH07244993 A JP H07244993A JP 6555294 A JP6555294 A JP 6555294A JP 6555294 A JP6555294 A JP 6555294A JP H07244993 A JPH07244993 A JP H07244993A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
write
memory cell
erase
counting
control means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6555294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamazaki
隆 山▲ざき▼
Hiroaki Kotani
博昭 小谷
Hiroshi Sato
弘 佐藤
Keiichi Yoshida
敬一 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH07244993A publication Critical patent/JPH07244993A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain the high speed of writing and erasing operations. CONSTITUTION:This device is provided with a count means 154 for counting the number of the executings of verifying operations and a control means 151 for raising a voltage impressed to memory cells for writings and erasings based on the counted result. Thus, the high speed of writing and erasing operations can be attained by making memory cells reach desired states more quickly.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置、さら
にはそれにおける書込み/消去技術に関し、例えばフラ
ッシュメモリに適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and further to a write / erase technique in the same, and to a technique effective when applied to, for example, a flash memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平2−289997号には一括消去
型EEPROM(エレクトリカリ・イレーザブル・アン
ド・プログラマブル・リード・オンリ・メモリ)につい
て記載されている。この一括消去型EEPROMは、本
明細書におけるフラッシュメモリと同意義に把握するこ
とができる。フラッシュメモリは、電気的な消去・書込
みによって情報を書換え可能であって、EPROM(エ
レクトリカリ・プログラマブル・リード・オンリ・メモ
リ)と同様に、そのメモリセルを1個のトランジスタで
構成することができ、メモリセルの全てを一括して、ま
たはメモリセルのブロックを一括して電気的に消去する
機能を持つ。したがって、フラッシュメモリは、システ
ムに実装された状態でそれの記憶情報を書換えることが
できると共に、その一括消去機能により書換え時間の短
縮を図ることができ、さらに、チップ占有面積の低減に
も寄与する。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-289997 discloses a batch erasing type EEPROM (electrically erasable and programmable read only memory). This collective erasing type EEPROM can be understood in the same meaning as the flash memory in this specification. The flash memory can rewrite information by electrical erasing / writing, and like the EPROM (electrically programmable read only memory), its memory cell can be composed of one transistor. , A function of electrically erasing all of the memory cells or a block of memory cells collectively. Therefore, the flash memory can rewrite the stored information in the state where it is mounted in the system, and the batch erasing function can shorten the rewriting time, and further contributes to the reduction of the chip occupying area. To do.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】フラッシュメモリのメ
モリセルは、フローティングゲートとコントロールゲー
トの2層構造を持ち、EPROMとほぼ同じ1トランジ
スタ型セルとされる。書込みは、EPROMと同様にコ
ントロールゲート、ドレインに高電圧を印加して、ドレ
イン接合付近で発生したホットエレクトロンをフローテ
ィングゲートに注入することによって行われる。また、
消去は、ソースに高電圧を印加するとともに、コントロ
ールゲートを0Vに接地し、トンネル現象により、フロ
ーティングゲート内の電子をソースに引き抜くことで実
現される。この電子引抜きが過剰であった場合、いわゆ
る過剰消去(デュプリート)状態とされる。そのような
セルへのホットエレクトロンの注入は時間がかかり、な
かなか目的のメモリセル状態に達しないから、書込み動
作、及びベリファイ動作が何度も繰返されることにな
り、メモリの書込み時間が、当該ビットについての書込
み時間によって律則されてしまう。また、過剰書込みの
セルが存在する場合には、電子の引き抜きに時間がかか
り、消去動作、及びベリファイ動作が何度も繰返される
ことになるから、メモリの消去時間が、当該ビットにつ
いての消去時間によって律則されてしまう。
A memory cell of a flash memory has a two-layer structure of a floating gate and a control gate, and is a one-transistor type cell which is almost the same as an EPROM. Writing is performed by applying a high voltage to the control gate and drain and injecting hot electrons generated in the vicinity of the drain junction into the floating gate, as in the EPROM. Also,
Erasing is realized by applying a high voltage to the source, grounding the control gate to 0V, and drawing out electrons in the floating gate to the source by a tunnel phenomenon. If this electron extraction is excessive, a so-called over-erasure (duplication) state is set. The injection of hot electrons into such a cell takes time, and since the target memory cell state is not reached easily, the write operation and verify operation are repeated many times, and the write time of the memory is Will be regulated by the writing time of. Further, when there are overwritten cells, it takes time to extract electrons, and the erase operation and the verify operation are repeated many times. Therefore, the erase time of the memory is the erase time for the bit. Will be regulated by.

【0004】本発明の目的は、書込みや消去動作の高速
化を図ることにある。
An object of the present invention is to speed up writing and erasing operations.

【0005】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0007】すなわち、第1手段として、ベリファイ動
作の実行回数を計数するための計数手段と、この計数結
果に基づいて、書込み又は消去のためにメモリセルへ印
加される電圧を上昇させるための制御手段とを設けるも
のである。
That is, as the first means, a counting means for counting the number of executions of the verify operation, and a control for increasing the voltage applied to the memory cell for writing or erasing based on the counting result. And means.

【0008】第2手段として、書込み又は消去動作の実
行回数を計数するための計数手段と、この計数結果に基
づいて、書込み又は消去のために上記メモリセルへ印加
される電圧を上昇させるための制御手段とを設けるもの
である。
As a second means, a counting means for counting the number of executions of the programming or erasing operation, and based on the counting result, for increasing the voltage applied to the memory cell for programming or erasing. A control means is provided.

【0009】第3手段として、ベリファイ動作の実行回
数を計数するための計数手段と、この計数結果に基づい
て、書込み又は消去のために上記メモリセルへ印加され
るパルス状電圧のパルス幅を広げるための制御手段とを
設けるものである。
As a third means, a counting means for counting the number of executions of the verify operation, and the pulse width of the pulse voltage applied to the memory cell for writing or erasing based on the counting result is widened. And a control means for this.

【0010】第4手段として、書込み又は消去動作の実
行回数を計数するための計数手段と、この計数結果に基
づいて、書込み又は消去のために上記メモリセルへ印加
されるパルス状電圧のパルス幅を広げるための制御手段
とを設けるものである。
As a fourth means, a counting means for counting the number of times of executing the writing or erasing operation, and a pulse width of a pulse voltage applied to the memory cell for writing or erasing based on the counting result. And a control means for expanding.

【0011】[0011]

【作用】上記した手段によれば、上記制御手段は、上記
計数手段の計数結果に基づいて、書込み又は消去のため
の電圧を上昇させ、若しくはパルス電圧のパルス幅を広
げることにより、メモリセルを、より早く所望状態に到
達させる。このことが、半導体記憶装置における書込み
や消去動作の高速化を達成する。
According to the above means, the control means increases the voltage for writing or erasing or widens the pulse width of the pulse voltage on the basis of the counting result of the counting means, thereby controlling the memory cell. , Reach the desired state sooner. This achieves high speed writing and erasing operations in the semiconductor memory device.

【0012】[0012]

【実施例】図1には本発明の一実施例であるフラッシュ
メモリが示される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a flash memory which is an embodiment of the present invention.

【0013】図1に示されるフラッシュメモリは、特に
制限されないが、公知の半導体集積回路により、単結晶
シリコンなどの一つの半導体基板に形成される。
Although not particularly limited, the flash memory shown in FIG. 1 is formed by a known semiconductor integrated circuit on one semiconductor substrate such as single crystal silicon.

【0014】図1において、10は複数のメモリセルM
Sがマトリクス状に配列されて成るメモリセルアレイで
あり、このメモリセルアレイ10は、電気的な消去・書
込みによって情報を書換え可能であって、EPROMな
どと同様に一つのメモリセルが1個のトランジスタによ
って構成される。また、複数のメモリセルMSを一括し
て電気的に消去する機能を持有する。X,Y方向にマト
リクス配置されたメモリセルMSにおいて、同じ行に配
置された記憶トランジスタのコントロールゲート(メモ
リセルの選択ゲート)は、それぞれ対応するワード線W
0〜W3に接続され、同じ列に配置された記憶トランジ
スタのドレイン領域(メモリセルの入出力ノード)は、
それぞれ対応するデータ線D11〜D14に接続されて
いる。上記メモリセルを構成する記憶トランジスタのソ
ース領域は、対応するソース線S11〜S14に結合さ
れる。この複数のデータ線D11〜D14及びソース線
S11〜D14は、対応するカラム選択スイッチ16〜
23を介して、それぞれコモンデータ線D、コモンソー
ス線Sに結合されている。カラム選択スイッチ16〜2
3は、後述するアドレスデコーダ11からのカラム制御
信号D0〜D3によって、その動作が制御されるように
なっている。すなわち、カラム制御信号D0〜D3のい
ずれかが、選択的にハイレベルになることによって、デ
ータ線D11〜D14、ソース線S11〜S14のう
ち、一組のデータ線及びソース線が選択的にコモンデー
タ線D及びコモンソース線Sに結合されるようになって
いる。
In FIG. 1, 10 is a plurality of memory cells M.
S is a memory cell array in which S is arranged in a matrix, and this memory cell array 10 is capable of rewriting information by electrical erasing / writing, and one memory cell is formed by one transistor like an EPROM. Composed. Further, it has a function of electrically erasing a plurality of memory cells MS collectively. In the memory cells MS arranged in a matrix in the X and Y directions, the control gates (selection gates of the memory cells) of the storage transistors arranged in the same row are respectively associated with the corresponding word line W.
The drain regions (memory cell input / output nodes) of the storage transistors connected to 0 to W3 and arranged in the same column are
It is connected to the corresponding data lines D11 to D14. The source regions of the memory transistors forming the memory cell are coupled to the corresponding source lines S11 to S14. The plurality of data lines D11 to D14 and the source lines S11 to D14 correspond to the corresponding column selection switches 16 to.
Via 23, they are coupled to the common data line D and the common source line S, respectively. Column selection switch 16-2
The operation of No. 3 is controlled by column control signals D0 to D3 from the address decoder 11 which will be described later. That is, one of the column control signals D0 to D3 is selectively set to the high level, so that one set of the data line and the source line among the data lines D11 to D14 and the source lines S11 to S14 is selectively made common. It is adapted to be connected to the data line D and the common source line S.

【0015】11は入力されるアドレス信号A0〜A3
をデコードするためのアドレスデコーダであり、このア
ドレスデコーダ11は、ワード線W0〜W3の選択のた
めのロウデコーダ、及びカラム選択スイッチ16〜23
のスイッチ制御のためのカラムデコーダを含む。後述す
るようにアドレス信号A0,A1はローアドレスとして
取扱われ、それがデコードされることによって、ワード
線選択信号が生成される。また、アドレス信号A2,A
3はカラムアドレスとして取扱われ、それがデコードさ
れることによって、カラム選択スイッチ16〜23の選
択信号(D0〜D3)が生成される。
Reference numeral 11 is an input address signal A0-A3.
The address decoder 11 is a row decoder for selecting the word lines W0 to W3, and column selection switches 16 to 23.
It includes a column decoder for switch control. As will be described later, the address signals A0 and A1 are handled as row addresses and are decoded to generate a word line selection signal. Also, address signals A2 and A
3 is treated as a column address, and by decoding it, the selection signals (D0 to D3) of the column selection switches 16 to 23 are generated.

【0016】12はデータ書込み/消去回路であり、こ
のデータ書込み/消去回路12は、コモンデータ線D、
コモンソース線Sを介して、上記複数のメモリセルMS
へのデータ書込み、及び書込みデータの消去を行う。こ
のデータ書込み/消去回路12には、書込み/消去実行
命令信号WES、書込み/消去選択信号W/E*が入力
されるようになっている。書込み/消去選択信号W/E
*がハイレベルの場合には、書込み動作が選択され、書
込み/消去選択信号W/E*がローレベルの場合には消
去動作が選択される。また、書込み動作や消去動作は、
メモリセルMSに所定の電圧が印加されることによって
可能とされ、そのような電圧の印加タイミングが、書込
み/消去実行命令信号WESによって制御されるように
なっている。
Reference numeral 12 is a data write / erase circuit. This data write / erase circuit 12 has a common data line D,
Via the common source line S, the plurality of memory cells MS
Writing data to and erasing written data. A write / erase execution instruction signal WES and a write / erase selection signal W / E * are input to the data write / erase circuit 12. Write / erase selection signal W / E
When * is high level, the write operation is selected, and when write / erase selection signal W / E * is low level, the erase operation is selected. In addition, write and erase operations
This is made possible by applying a predetermined voltage to the memory cell MS, and the application timing of such a voltage is controlled by the write / erase execution command signal WES.

【0017】13はデータ読出し回路であり、このデー
タ読出し回路13は、コモンデータ線D、コモンソース
線Sを介して上記メモリセルの出力データを取込み、そ
れを増幅するためのセンスアンプを含む。このデータ読
出し回路13によって読出されたデータはDRとして、
データ比較回路14に伝達されるとともに、バッファ回
路等を介して外部出力可能とされる。
Reference numeral 13 is a data read circuit, and the data read circuit 13 includes a sense amplifier for taking in the output data of the memory cell via the common data line D and the common source line S and amplifying it. The data read by the data read circuit 13 is DR,
The data is transmitted to the data comparison circuit 14 and can be output to the outside through a buffer circuit or the like.

【0018】上記データ比較回路14は、メモリセルア
レイ10へのデータ書込みにおいて、正しく書込まれた
か否かをチェックするため、メモリセルアレイ10へ書
込むべきデータDWと、読出しデータDRとの比較を行
う。ここで、読出しデータDRは、その読出し直前にメ
モリセルへ書込まれたデータであり、正しく書込まれて
いる場合には、書込みデータDWと読出しデータDRと
が一致する。このデータ比較回路14の比較結果は、制
御回路15へ伝達されるようになっている。
The data comparison circuit 14 compares the data DW to be written in the memory cell array 10 with the read data DR in order to check whether the data has been written correctly in the data writing to the memory cell array 10. . Here, the read data DR is the data written in the memory cell immediately before the read, and if written correctly, the write data DW and the read data DR match. The comparison result of the data comparison circuit 14 is transmitted to the control circuit 15.

【0019】制御回路15は、上記データ比較回路14
の比較結果に基づいて、アドレスデコーダ11、データ
書込み/消去回路12、及びデータ読出し回路13の動
作を制御する。本実施例メモリの外部からは、書込み命
令信号WRS*(*はローアクティブ又は信号反転を示
す)、クロックCLK,読出し命令信号RDS*が入力
されるようになっており、そのような各種制御信号に基
づいて、各部の動作制御を行う。
The control circuit 15 includes the data comparison circuit 14 described above.
The operation of the address decoder 11, the data write / erase circuit 12, and the data read circuit 13 is controlled based on the comparison result of 1. The write command signal WRS * (* indicates low active or signal inversion), the clock CLK, and the read command signal RDS * are input from the outside of the memory of this embodiment, and such various control signals are input. Based on, the operation control of each part is performed.

【0020】図2にはメモリセルMSの構成が示され
る。
FIG. 2 shows the structure of the memory cell MS.

【0021】スタック型フラッシュメモリセルは、フロ
ーティングゲートとコントロールゲートの2層構造を持
ち、EPROMとほぼ同じ1トランジスタ型セルであ
る。書込みは、EPROMと同様にコントロールゲー
ト、ドレインに高電圧を印加して、ドレイン接合付近で
発生したホットエレクトロンをフローティングゲートに
注入することによって行われる。また、消去は、図3に
示されるように、ソースに高電圧を印加するとともに、
コントロールゲートを0V(通常は低レベル側電源Vs
sに相当)に接地し、トンネル現象により、フローティ
ングゲート内の電子をソースに引き抜くことで実現され
る。フローティングゲートから電子が引き抜かれると、
コントロールゲートから見たしきい値Vthが低くな
る。
The stack type flash memory cell has a two-layer structure of a floating gate and a control gate, and is a one-transistor type cell which is almost the same as an EPROM. Writing is performed by applying a high voltage to the control gate and drain and injecting hot electrons generated in the vicinity of the drain junction into the floating gate, as in the EPROM. For erasing, as shown in FIG. 3, while applying a high voltage to the source,
Control gate to 0V (usually low level power supply Vs
(equivalent to s) and grounded, and by tunneling, electrons in the floating gate are extracted to the source. When electrons are drawn from the floating gate,
The threshold Vth seen from the control gate becomes low.

【0022】図4には上記アドレスデコーダ11の構成
例が示される。
FIG. 4 shows a structural example of the address decoder 11.

【0023】図4に示されるように、取込まれたアドレ
ス信号をデコードするためのアドレスデコーダ11は、
アドレス信号A0〜A3のうち、A0,A1をデコード
するためのロウアドレスデコーダ11Aと、A2,A3
をデコードするためのカラムアドレスデコーダ11Bと
を含む。
As shown in FIG. 4, the address decoder 11 for decoding the fetched address signal includes
A row address decoder 11A for decoding A0 and A1 of the address signals A0 to A3 and A2 and A3
Column address decoder 11B for decoding

【0024】上記ロウアドレスデコーダ11Aは、次の
ように構成される。
The row address decoder 11A is constructed as follows.

【0025】アドレスA0,A1をそれぞれ反転するこ
とによって相補レベルを得るためのインバータ31,3
2が設けられ、それらのアンド論理を得るための2入力
アンド回路33,34,35,36が設けられる。この
アンド回路33〜36の出力は、それぞれnチャンネル
型MOSトランジスタ41〜44を介してワード線に結
合されている。nチャンネル型MOSトランジスタ41
〜44は読出し命令信号RDSがハイレベルにアサート
された場合にオンされる。図示されないが、アンド回路
33〜36には、それらの動作電源として、高レベル側
電源Vddが供給されているから、読出し時におけるワ
ード線駆動時のハイレベルは、電源電圧Vddに等し
い。
Inverters 31, 3 for obtaining complementary levels by inverting addresses A0, A1 respectively.
2 is provided, and two-input AND circuits 33, 34, 35, 36 for obtaining those AND logics are provided. The outputs of the AND circuits 33 to 36 are coupled to the word lines via the n-channel MOS transistors 41 to 44, respectively. n-channel MOS transistor 41
˜44 are turned on when the read command signal RDS is asserted to the high level. Although not shown, the AND circuits 33 to 36 are supplied with the high-level power supply Vdd as their operating power supply. Therefore, the high level at the time of driving the word line at the time of reading is equal to the power supply voltage Vdd.

【0026】また、書込み深さ信号WDPによって動作
制御されるnチャンネル型MOSトランジスタ45と、
書込み/消去選択信号W/E*によって動作制御される
nチャンネル型MOSトランジスタ46が設けられ、こ
の書込み深さ信号WDP,書込み/消去選択信号W/E
*がハイレベルの場合に、高電圧Vppが取込まれるよ
うになっている。書込み/消去実行命令信号WESと、
アンド回路33〜36の論理出力とのアンド論理を得る
ためのアンド回路37〜40が設けられ、このアンド回
路37〜40の論理出力によってnチャンネル型MOS
トランジスタ49〜52の動作が制御されるようになっ
ている。つまり、書込み/消去実行命令信号WESがハ
イレベルにアサートされた状態で、アドレスに応じてア
ンド回路37〜40のうちの一つがアンド論理成立によ
りハイレベル出力とされるので、それに対応するnチャ
ンネル型MOSトランジスタ49〜52がオンされるこ
とによって、高電圧Vppがワード線に供給される。ま
た、低レベル側電源Vssに結合されたnチャンネル型
MOSトランジスタ48と、書込み/消去選択信号W/
E*を反転して上記nチャンネル型MOSトランジスタ
48のゲート電極に伝達するためのインバータ47とが
設けられ、書込み/消去選択信号W/E*に応じてnチ
ャンネル型MOSトランジスタ46,48が相補的に動
作されるようになっている。
An n-channel type MOS transistor 45 whose operation is controlled by the write depth signal WDP,
An n-channel type MOS transistor 46 whose operation is controlled by the write / erase selection signal W / E * is provided, and the write depth signal WDP and the write / erase selection signal W / E are provided.
When * is high level, the high voltage Vpp is taken in. Write / erase execution instruction signal WES,
AND circuits 37 to 40 for obtaining AND logic with the logic outputs of the AND circuits 33 to 36 are provided, and n channel type MOS is provided by the logic outputs of the AND circuits 37 to 40.
The operations of the transistors 49 to 52 are controlled. That is, in the state where the write / erase execution command signal WES is asserted to the high level, one of the AND circuits 37 to 40 is set to the high level output according to the AND logic according to the address, and the n channel corresponding thereto is output. The high voltage Vpp is supplied to the word line by turning on the MOS transistors 49 to 52. Further, an n-channel type MOS transistor 48 coupled to the low level power supply Vss and a write / erase selection signal W /
An inverter 47 is provided for inverting E * and transmitting it to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 48, and the n-channel MOS transistors 46 and 48 are complementary to each other in response to the write / erase selection signal W / E *. It is designed to be activated.

【0027】さらに、カラムアドレスデコーダ11B
は、アドレスA2,A3を反転することによって相補レ
ベルを得るためのインバータ53,54と、それらのア
ンド論理を得るための2入力ナンド回路55〜58とに
よって構成され、このアンド回路55〜58の論理出力
が、カラム選択信号としてカラム選択スイッチ16〜2
3に伝達される。
Further, the column address decoder 11B
Is composed of inverters 53 and 54 for obtaining complementary levels by inverting addresses A2 and A3, and 2-input NAND circuits 55 to 58 for obtaining AND logics thereof. The logical output is column selection switches 16 to 2 as column selection signals.
3 is transmitted.

【0028】図5には上記制御回路15の主要機能ブロ
ックが示される。
FIG. 5 shows main functional blocks of the control circuit 15.

【0029】図5に示されるように、上記制御回路15
は、特に制限されないが、電圧制御手段151、書込み
/消去制御手段152、ベリファイ制御手段153、計
数手段154を含む。
As shown in FIG. 5, the control circuit 15 is
Includes, but not particularly limited to, voltage control means 151, write / erase control means 152, verify control means 153, and counting means 154.

【0030】上記書込み/制御手段152は、書込み/
消去実行命令信号WES、書込み/消去選択信号W/E
*によってデータ書込み/消去回路12の動作を制御す
る。ベリファイ制御手段153は、メモリセル状態のチ
ェックのためのベリファイ動作を制御する。このベリフ
ァイ動作には、メモリセルへのデータ書込み動作の直後
に、当該メモリセルへの書込み状態をチェックするため
の書込みベリファイと、消去動作の直後に、当該メモリ
セルの消去状態をチェックするための消去ベリファイと
が含まれる。
The writing / control means 152 writes / writes
Erase execution command signal WES, write / erase selection signal W / E
The operation of the data write / erase circuit 12 is controlled by *. The verify control means 153 controls the verify operation for checking the memory cell state. This verify operation includes write verify for checking the write state of the memory cell immediately after the data write operation to the memory cell, and write verify for checking the erase state of the memory cell immediately after the erase operation. Erase verify is included.

【0031】計数手段154は、上記ベリファイ制御手
段153の制御情報からベリファイ動作の実行回数を累
積加算し、その計数結果CALを電圧制御手段151へ
伝達する。
The counting means 154 cumulatively adds the number of times of execution of the verify operation from the control information of the verify control means 153, and transmits the counting result CAL to the voltage control means 151.

【0032】電圧制御手段151は、上記計数手段15
4の計数結果CALに基づいて電圧選択回路62の動作
を制御する。すなわち、電圧制御手段151は、ベリフ
ァイ動作の実行回数が、予め定められた回数に達した場
合、それ以降に行われる書込み動作又は消去動作におい
てメモリセルに印加される高電圧のレベルを上昇させ
る。このレベル上昇は、特に制限されないが、電圧出力
端子の選択によって可能とされる。例えば、図5に示さ
れるように、本実施例フラッシュメモリに内蔵される電
圧発生回路61で、高電圧Vppと、それより若干高め
に設定された第2高電圧Vpp´とが出力される場合に
おいて、それの後段に電圧出力端子選択のための選択ス
イッチ回路62が設けられる。この選択スイッチ回路6
2は上記電圧発生回路61から出力される高電圧Vp
p,Vpp´を択一的に選択する。この選択出力は、ワ
ード線W0〜W3やソース線Sを介してメモリセルMS
へ印加可能とされる。特に制限されないが、Vppが1
0ボルトに設定される場合、Vpp´は10.5〜11
ボルトとされる。
The voltage control means 151 is the counting means 15 described above.
The operation of the voltage selection circuit 62 is controlled based on the counting result CAL of 4. In other words, the voltage control unit 151 raises the level of the high voltage applied to the memory cell in the write operation or the erase operation performed after that, when the number of executions of the verify operation reaches a predetermined number. This level increase is not particularly limited, but can be made possible by selecting the voltage output terminal. For example, as shown in FIG. 5, when the high voltage Vpp and the second high voltage Vpp 'which is set slightly higher than the high voltage Vpp are output by the voltage generation circuit 61 incorporated in the flash memory of this embodiment. , A selection switch circuit 62 for selecting the voltage output terminal is provided in the subsequent stage. This selection switch circuit 6
2 is a high voltage Vp output from the voltage generation circuit 61
Alternatively, p and Vpp 'are selected. This selected output is output to the memory cell MS via the word lines W0 to W3 and the source line S.
Can be applied to. Although not particularly limited, Vpp is 1
When set to 0 volts, Vpp 'is 10.5-11
It is regarded as a bolt.

【0033】ここで、メモリセルアレイ10に過剰消去
のセル、又は過剰書込みのセルが存在する場合について
考えてみる。尚、特に制限されないが、書込みや消去
は、汎用PROMライタによって行われる。
Now, let us consider a case where there are over-erased cells or over-written cells in the memory cell array 10. Although not particularly limited, writing and erasing are performed by a general-purpose PROM writer.

【0034】過剰消去のセルが存在する場合、当該メモ
リセルへのホットエレクトロンの注入に時間がかかるた
め、書込み動作、及びベリファイ動作の実行回数がどう
しても多くなってしまう。そこで、本実施例において
は、特に制限されないが、書込み動作、及びベリファイ
動作の実行回数が10回に達した場合には、過剰消去の
セルの存在を疑い、図5に示される電圧制御手段15
は、選択スイッチ回路62の動作を制御して、それまで
選択されていた高電圧Vppに代えて、それよりも高め
に設定された第2高電圧Vpp´に切換える。つまり、
ベリファイ動作の実行回数が10回に達した場合には、
それ以降の書込み動作において、第2高電圧Vpp´が
選択されることから、この第2高電圧Vpp´が、nチ
ャンネル型MOSトランジスタ45,46を介して、ワ
ード線W0〜W3のいずれかに印加される(図4参
照)。そのように、通常の書込みの際に使用される高電
圧Vppよりも高めに設定された第2高電圧Vpp´が
使用されることによって、メモリセルは、引き続き高電
圧Vppを使用する場合よりも早く所望状態に到達す
る。
When there is an overerased cell, it takes time to inject hot electrons into the memory cell, so that the number of times the write operation and the verify operation are executed will inevitably increase. Therefore, in the present embodiment, although not particularly limited, when the number of executions of the write operation and the verify operation reaches 10, the existence of an overerased cell is suspected and the voltage control means 15 shown in FIG.
Controls the operation of the selection switch circuit 62 to switch to the second high voltage Vpp 'which is set higher than the previously selected high voltage Vpp. That is,
If the number of times the verify operation is executed reaches 10,
Since the second high voltage Vpp ′ is selected in the subsequent write operation, this second high voltage Vpp ′ is applied to any of the word lines W0 to W3 via the n-channel MOS transistors 45 and 46. Is applied (see FIG. 4). In this way, by using the second high voltage Vpp ′ set higher than the high voltage Vpp used at the time of normal writing, the memory cell continues to use the high voltage Vpp more than when it is used. The desired state is reached quickly.

【0035】また、消去は、ソースに高電圧を印加する
とともに、コントロールゲートを0Vに接地し、トンネ
ル現象により、フローティングゲート内の電子をソース
に引き抜くことで実現されるが、過剰書込みのセルが存
在する場合、当該セルの消去動作、及びベリファイ動作
の実行回数が多くなってしまう。そこで、本実施例にお
いては、特に制限されないが、消去動作、及びベリファ
イ動作の実行回数が10回に達した場合には、過剰書込
みのセルの存在を疑い、上記の場合と同様に、図5に示
される電圧制御手段15は、選択スイッチ回路62の動
作を制御して、それまで選択されていた高電圧Vppに
代えて、それよりも高めに設定された第2高電圧Vpp
´に切換える。この第2高電圧Vpp´がソースに印加
されることによって、メモリセルは、引き続き高電圧V
ppを使用する場合よりも、早く所望状態に到達する。
Erasing is realized by applying a high voltage to the source, grounding the control gate to 0 V, and drawing out electrons in the floating gate to the source by a tunnel phenomenon. If it exists, the number of times the erase operation and the verify operation of the cell are executed will increase. Therefore, in the present embodiment, although not particularly limited, when the number of executions of the erase operation and the verify operation reaches 10, it is suspected that there is an overwritten cell, and as in the case described above, FIG. The voltage control means 15 shown in FIG. 6 controls the operation of the selection switch circuit 62 to replace the high voltage Vpp selected until then with the second high voltage Vpp set higher than that.
Switch to ´. When the second high voltage Vpp ′ is applied to the source, the memory cell continues to have the high voltage Vpp
The desired state is reached sooner than when using pp.

【0036】上記実施例によれば以下の作用効果が得ら
れる。
According to the above embodiment, the following operational effects can be obtained.

【0037】書込みにおいて、ベリファイ動作の実行回
数が10回に達した場合には、電圧制御手段15によっ
て、選択スイッチ回路62の動作が制御され、それまで
選択されていた高電圧Vppに代えて、それよりも高め
に設定された第2高電圧Vpp´に切換えられるので、
メモリセルは、引き続き高電圧Vppを使用する場合よ
りも、早く所望状態に到達する。また、消去において、
ベリファイ動作の実行回数が10回に達した場合には、
電圧制御手段15によって、選択スイッチ回路62の動
作が制御され、それまで選択されていた高電圧Vppに
代えて、それよりも高めに設定された第2高電圧Vpp
´に切換えられるので、メモリセルは、引き続き高電圧
Vppを使用する場合よりも、早く所望状態に到達す
る。そのように、ベリファイ動作の実行回数に基づいて
書込み用又は消去用の高電圧レベルが上昇されることに
より、書込みや消去動作の高速化を図ることができる。
In writing, when the number of times the verify operation is executed reaches 10, the operation of the selection switch circuit 62 is controlled by the voltage control means 15 to replace the high voltage Vpp selected until then. Since it is switched to the second high voltage Vpp ′ set higher than that,
The memory cell reaches the desired state sooner than if it continues to use the high voltage Vpp. Also, in erasing,
If the number of times the verify operation is executed reaches 10,
The operation of the selection switch circuit 62 is controlled by the voltage control means 15, and instead of the high voltage Vpp selected until then, the second high voltage Vpp set higher than that is set.
Since it is switched to ', the memory cell reaches the desired state sooner than if it continues to use the high voltage Vpp. In this way, the high voltage level for programming or erasing is increased based on the number of times the verify operation is performed, so that the speed of the programming or erasing operation can be increased.

【0038】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited thereto, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Yes.

【0039】例えば、上記実施例では、計数手段154
によってベリファイ回数を計数するようにしたが、書込
み動作、又は消去動作の実行回数を計数するようにして
も良い。
For example, in the above embodiment, the counting means 154
Although the number of verifications is calculated by the above, the number of executions of the write operation or the erase operation may be counted.

【0040】また、上記実施例では、高電圧Vppを、
それよりも高めに設定された第2高電圧Vpp´に切換
えるようにしたが、この高電圧のレベルを一定として、
高電圧の印加時間を長くするようにしても、上記実施例
の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、書
込みや消去動作において高電圧はパルス状に印加される
から、このパルス高電圧のパルス幅を、計数手段の計数
結果に応じて制御する。例えば、ベリファイ回数が10
回に達した場合には、それまで書込み又は消去に使用し
ていたパルス高電圧のパルス幅を広げることによって、
それ以降の書込み又は消去動作における高電圧印加時間
を長くする。そのように高電圧印加時間を長くするよう
にしても、上記実施例の場合のように高電圧のレベルを
上昇させるのと同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the high voltage Vpp is
The second high voltage Vpp 'set higher than that is switched to, but the level of this high voltage is kept constant,
Even if the application time of the high voltage is lengthened, the same effect as in the above embodiment can be obtained. That is, since the high voltage is applied in a pulse form in the write or erase operation, the pulse width of this pulse high voltage is controlled according to the counting result of the counting means. For example, the verification count is 10
When reaching the number of times, by increasing the pulse width of the pulse high voltage used for writing or erasing,
The high voltage application time in the subsequent write or erase operation is lengthened. Even if the high voltage application time is lengthened in this way, the same effect as increasing the level of the high voltage as in the case of the above-described embodiment can be obtained.

【0041】さらに、上記実施例では、チップ内部で高
電圧Vpp,Vpp´を生成するものについて説明した
が、この高電圧をチップの外部から供給するようにして
もよい。
Furthermore, in the above embodiment, the high voltage Vpp, Vpp 'is generated inside the chip, but the high voltage may be supplied from the outside of the chip.

【0042】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるフラッ
シュメモリに適用した場合について説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、例えば、EPRO
M、EEPROM、さらにはそのようなメモリがマイク
ロコンピュータなどのデータ処理装置に内蔵される場合
にも適用することができる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the flash memory which is the field of application which is the background of the invention has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, EPRO.
The present invention can be applied to the case where the M, the EEPROM, and further such a memory are built in a data processing device such as a microcomputer.

【0043】本発明は、少なくとも書込みや消去動作が
繰返されることを条件に適用することができる。
The present invention can be applied under the condition that at least the write and erase operations are repeated.

【0044】[0044]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0045】すなわち、計数手段の計数結果に基づい
て、書込み又は消去のための電圧が上昇され、若しくは
パルス電圧のパルス幅が広げられることにより、メモリ
セルが、より早く所望状態に到達するので、半導体記憶
装置における書込みや消去動作の高速化を図ることがで
きる。
That is, since the voltage for writing or erasing is increased or the pulse width of the pulse voltage is widened based on the counting result of the counting means, the memory cell reaches the desired state earlier. It is possible to speed up writing and erasing operations in the semiconductor memory device.

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

【図1】本発明の一実施例であるフラッシュメモリの構
成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a flash memory that is an embodiment of the present invention.

【図2】上記フラッシュメモリに含まれるメモリセルの
基本的な構成説明図である。
FIG. 2 is a basic configuration explanatory diagram of a memory cell included in the flash memory.

【図3】上記フラッシュメモリに含まれるメモリセルの
動作説明図である。
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of a memory cell included in the flash memory.

【図4】上記フラッシュメモリにおける主要部の構成回
路図である。
FIG. 4 is a configuration circuit diagram of a main part of the flash memory.

【図5】上記フラッシュメモリにおける主要部の構成ブ
ロック図である。
FIG. 5 is a configuration block diagram of a main part in the flash memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 メモリセルアレイ 11 アドレスデコーダ 12 データ書込み/消去回路 13 データ読出し回路 14 データ比較回路 15 制御回路 61 電圧発生回路 62 選択スイッチ回路 151電圧制御回路 152 書込み/消去制御手段 153 ベリファイ制御手段 154 計数手段 10 memory cell array 11 address decoder 12 data write / erase circuit 13 data read circuit 14 data comparison circuit 15 control circuit 61 voltage generation circuit 62 selection switch circuit 151 voltage control circuit 152 write / erase control means 153 verify control means 154 counting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 敬一 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Keiichi Yoshida 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリセルへの電圧印加によって書込み
又は消去動作を制御するための書込み・消去制御手段
と、上記メモリセルの状態チェックのためのベリファイ
動作を制御するためのベリファイ制御手段とを含み、所
望のメモリセル状態に達するまで、上記書込み又は消去
動作、及び上記ベリファイ動作を繰返すようにした半導
体記憶装置において、上記ベリファイ動作の実行回数を
計数するための計数手段と、この計数結果に基づいて、
書込み又は消去のために上記メモリセルへ印加される電
圧を上昇させるための制御手段とを含むことを特徴とす
る半導体記憶装置。
1. A write / erase control means for controlling a write or erase operation by applying a voltage to a memory cell, and a verify control means for controlling a verify operation for checking the state of the memory cell. In a semiconductor memory device in which the write or erase operation and the verify operation are repeated until a desired memory cell state is reached, counting means for counting the number of executions of the verify operation, and a counting means based on the counting result. hand,
A semiconductor memory device comprising: a control unit for increasing a voltage applied to the memory cell for writing or erasing.
【請求項2】 メモリセルへの電圧印加によって書込み
又は消去動作を制御するための書込み・消去制御手段
と、上記メモリセルの状態チェックのためのベリファイ
動作を制御するためのベリファイ制御手段とを含み、所
望のメモリセル状態に達するまで、上記書込み又は消去
動作、及び上記ベリファイ動作を繰返すようにした半導
体記憶装置において、上記書込み又は消去動作の実行回
数を計数するための計数手段と、この計数結果に基づい
て、書込み又は消去のために上記メモリセルへ印加され
る電圧を上昇させるための制御手段とを含むことを特徴
とする半導体記憶装置。
2. A write / erase control means for controlling a write or erase operation by applying a voltage to the memory cell, and a verify control means for controlling a verify operation for checking the state of the memory cell. In a semiconductor memory device in which the write or erase operation and the verify operation are repeated until a desired memory cell state is reached, counting means for counting the number of executions of the write or erase operation, and the counting result. And a control means for increasing the voltage applied to the memory cell for writing or erasing.
【請求項3】 メモリセルへのパルス状電圧印加によっ
て書込み又は消去動作を制御するための書込み・消去制
御手段と、上記メモリセルの状態チェックのためのベリ
ファイ動作を制御するためのベリファイ制御手段とを含
み、所望のメモリセル状態に達するまで、上記書込み又
は消去動作、及び上記ベリファイ動作を繰返すようにし
た半導体記憶装置において、上記ベリファイ動作の実行
回数を計数するための計数手段と、この計数結果に基づ
いて、書込み又は消去のために上記メモリセルへ印加さ
れるパルス状電圧のパルス幅を広げるための制御手段と
を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
3. A write / erase control means for controlling a write or erase operation by applying a pulsed voltage to the memory cell, and a verify control means for controlling a verify operation for checking the state of the memory cell. And a counting unit for counting the number of executions of the verify operation in a semiconductor memory device in which the write or erase operation and the verify operation are repeated until a desired memory cell state is reached, and the counting result. And a control means for widening the pulse width of the pulsed voltage applied to the memory cell for writing or erasing.
【請求項4】 メモリセルへのパルス状電圧印加によっ
て書込み又は消去動作を制御するための書込み・消去制
御手段と、上記メモリセルの状態チェックのためのベリ
ファイ動作を制御するためのベリファイ制御手段とを含
み、所望のメモリセル状態に達するまで、上記書込み又
は消去動作、及び上記ベリファイ動作を繰返すようにし
た半導体記憶装置において、上記書込み又は消去動作の
実行回数を計数するための計数手段と、この計数結果に
基づいて、書込み又は消去のために上記メモリセルへ印
加されるパルス状電圧のパルス幅を広げるための制御手
段とを含むことを特徴とする半導体記憶装置。
4. A write / erase control means for controlling a write or erase operation by applying a pulsed voltage to the memory cell, and a verify control means for controlling a verify operation for checking the state of the memory cell. And a counting means for counting the number of executions of the write or erase operation in a semiconductor memory device in which the write or erase operation and the verify operation are repeated until a desired memory cell state is reached. A semiconductor memory device comprising: a control unit for expanding a pulse width of a pulsed voltage applied to the memory cell for writing or erasing based on a counting result.
JP6555294A 1994-03-08 1994-03-08 Semiconductor storage device Withdrawn JPH07244993A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10222994A (en) * 1997-02-06 1998-08-21 Mitsubishi Electric Corp Device for controlling reading voltage of semiconductor storage
JP2016212935A (en) * 2015-05-01 2016-12-15 ラピスセミコンダクタ株式会社 Write voltage generation circuit and memory device

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